JP2010074021A

JP2010074021A - 絶縁フィルムをラミネートした金属板への実装方法

Info

Publication number: JP2010074021A
Application number: JP2008241996A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Sonoda; 善章園田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】電子部品からの発熱を金属ベースで効率よく放熱飛散させることと、接地配線（グランド配線）に当該金属板を用いて簡単に配線接続することにより、低コストで製造工期の短縮する。
【解決手段】金属板１に絶縁フィルムをラミネート接着した材料を基板として、当該フィルム面上２に電子部品４を接着剤７で貼り付けした後、電子部品の接地側端子６の近傍にドリル等で絶縁フィルム層に開口部８を設け、金属面を露出させた後、導電ペースト９を用いて、金属基板とを配線接続させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、絶縁フィルムをラミネートした金属板上に電子部品を配し、導電ペーストを用いて配線接続を行う実装方法に関する。ものである。

従来電子回路基板は、エッチングによるプリント板を用いて、電子部品をはんだ付けにより、実装していた。放熱を要する電子部品を実装するときには、一般的に、アルミなどのヒートシンクに発熱する電子部品だけを取り付けて、実装していた。

しかし、昨今の電子機器の軽薄短小化で、表面実装の電子部品を用いた面実装を行い基板全体をヒートシンクとする場合には、金属入り基板や金属ベース基板を用いることが必要になった。この金属入り基板や金属ベース材料は、市販されてなく一般的でないため、基板材料として割高となり、さらに配線板にするためのプリント板設計費用が嵩み、生産ロットの少ない実装開発品などを製作する場合、コストや工期の点で問題であった。
特許公開２００７−２９４８９６特許公開平０８−３３５７６５

解決しようとする問題点は、電子部品の取り付け（マウント）と、配線や接続までの電子部品実装を一連の流れと考えて、電子部品からの発熱を金属ベースで効率よく放熱飛散させることと、接地配線（グランド配線）を簡単に配線接続することにより、低コストで製造工期短縮を実現することにある。

本発明は、金属板に絶縁フィルムをラミネート接着した材料を基板とし、当該フィルム面上に電子部品を接着剤で貼り付けした後、電子部品の接地側端子近傍にドリル等でフィルムを開孔し、金属面を露出させた後、導電ペーストを用いて、金属基板とを配線接続させるを特徴とする。

本発明の絶縁フィルムをラミネート接着した金属板が、ヒートシンクと接地（グランド）配線の働きをするため、金属ベース基板のような基板を用いることなく、市販の金属を用いるため経済的であること、電子部品端子の接地側の配線引き回しが不要となるため、配線が単純化されること、さらにプリント板の設計開発が不要となり開発品の工期短縮が可能となることの利点がある。

金属板に絶縁フィルムをラミネートした材料を基板とし、当該フィルム面上に電子部品を接着剤でマウントした後、電子部品の接地側端子近傍にドリル等でフィルムを開孔して金属面を露出させた後、導電ペーストで電子部品の接地側端子と金属基板とを接続させることで実現した。

実施例として、三端子電源回路を試作した。その配線図を、図1に示す。一般的な三端子の電源レギュレータを電子部品として、１ピンに入力端子、２ピンにグランド、３ピンに出力端子のあるものを用いた。入出力端子側にコンデンサを接続してグランドに落とす回路となっていた。２ピンがグランドでなくとも影響はない。１ピンがグランドであっても製作に影響はない。

はじめに、金属基板として、市販品である板厚０．８ｍｍのアルミ基板に耐熱性のある絶縁フィルムを温度１５０℃、加熱時間３０分間ホットプレスにてラミネートしたところ、膜厚０．０８ｍｍ程度となった。絶縁フィルムには、エポキシ樹脂系の未硬化フィルムである市販品「ＡＤＦＬＥＭＡ」を使用した。絶縁フィルムとしては、樹脂層単体でも、樹脂を含浸させたものであってもよいが、ラミネート後、絶縁フィルム層内にボイドのないことが必要である。

図２には、絶縁フィルムをラミネートした金属板からの実装工程の概略図を断面図で示す。図２の工程１では、絶縁フィルムをラミネートしたアルミ板１上に、フィルム層面２に電子部品４である三端子レギュレータの入力端子と出力端子側に合わせ、接着剤付の銅の導電テープ３を幅２ｍｍ長さ１０ｍｍにはさみで切断して貼り付けた。銅の導電テープは、はんだ付けするためには、都合がよい。また、アルミの導電テープを用いることもできるが、絶縁されたターミナルボルトでの入出力端子が必要となる。

図２の工程２では、電子部品を所望の位置に、接着剤７で貼り付けた。発熱する電子部品を貼り付ける場合、接着剤は、エポキシ樹脂などの耐熱性のあるものが良い。三端子レギュレータを貼り付けるときの注意としては、三端子レギュレータの端子５が導電テープから浮くことなく、接する状態にすることが必要である。三端子レギュレータなどで、ボルト取り付け穴のあるものは、絶縁処理を施したボルトで固定し、接着剤を用いなくとも取り付けることが可能である。電子部品の端子にボルト取り付け穴があり、接地端子であれば、そのまま金属ボルトで取り付けることができて都合がよい。

図２の工程３では、各電子部品のグランド端子６の近傍に、小型のハンドドリルでドリル径１．０ｍｍの不貫通の穴を、フィルム面に開孔して、絶縁フィルム層開孔部８を設け、下面にある金属面を露出させた。電流容量が大きな配線の場合は、開孔数を多くして、接続する箇所を多くすることも考慮する必要がある。

図２の工程４では、電子部品の端子と、開孔し露出した金属基板との接続を導電ペースト９で行った。実施例では金属基板がアルミであったため、はんだ付けはできず、接続を導電ペーストで行った。また、金属基板が、銅の場合には、銅基板の熱容量が大きくなり、はんだ付けは困難となる。いずれにしても、金属基板との接続においては、導電ペーストを用いることが最適であった。導電ペーストは、ペン型容器に銀の導電ペーストが充填された市販品である「ＥジスＰｅｎ」を用いた。他に塗布方法は、導電ペーストを充填したシリンジを用いて、ディスペンサによっても、可能である。

次に図２の工程1から4までを平面図で説明する。図３では、図２の工程1を示す。次に図４では、図２の工程２を示す。三端子レギュレータ以外の電子部品であるコンデンサを貼り付けたところを示している。次に、図５では、図２の工程３を示す。各電子部品のグランド端子側近傍に、ドリルでフィルム層を開孔したことを示している。次に図６では、図２の工程４を示す。端子での接続を導電ペーストで行ったことを示している。最後に、図７では、三端子レギュレータ回路の外部入力、出力端子などの外部端子との接続を導電テープ上に、リード線のはんだ付け１０を行ったことを示している。また、グランド側端子は、金属基板であるアルミ板の裏面露出面にラグ板をねじで取り付け、はんだ付けしたことを示している。

実施例で示したように、発熱する面実装の電子部品を実装する場合、電子製品の開発試作において、市販の材料を用いることによる経済的効果とプリント板開発が不要な実装方法として、軽薄短小の製品開発に利用される可能性は大きい。

三端子レギュレータ配線図実装工程の断面概略図工程１の平面図工程２の平面図工程３の平面図工程４の平面図外部端子はんだ付け

符号の説明

１金属板
２絶縁フィルム層
３導電テープ
４電子部品
５端子
６接地側端子（Ｇｎｄ：グランド）
７接着剤
８絶縁フィルム層開孔部
９導電ペースト
１０リード線のはんだ付け

Claims

金属板に絶縁フィルムの厚さ１０から１００μmをラミネート接着し絶縁層として、当該フィルム上に電子部品を貼り付けて、導電ペーストを用い、回路形成または電子部品端子を接続する実装方法において、電子部品を貼り付けた後、電子部品端子の一部、たとえば、グランド端子近傍に、フィルム面からドリルまたはエンドミルなどで開孔して金属部を露出させた後、導電ペーストを塗布して配線接続する実装方法。