JP2011108814A - 面実装電子部品の接合方法及び電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱用スルーホールからのはんだの漏れを防止する。
【解決手段】放熱用電極１２ａを備えた電子部品１２を、放熱用スルーホール１６が形成されたプリント配線板１４へと接合する方法であって、プリント配線板は、その第１面１４ｃに放熱用パッド１４ａを備え、放熱用パッドの上面から、第１面１４ｃに対向する第２面１４ｄにまでプリント配線板を貫通する孔部としての放熱用スルーホールが形成されており、放熱用スルーホールとその周辺を含む領域を除くスルーホール外領域にクリームはんだを塗布する工程と、スルーホール領域にリフロー用接着剤２０を塗布する工程と、放熱用電極を放熱用パッドに位置合わせした上で電子部品をプリント配線板に搭載し、クリームはんだのリフローによる電子部品とプリント配線板とのはんだ付けと、リフロー用接着剤の硬化とを行う工程とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、面実装電子部品をプリント配線板に接合する際の面実装電子部品の接合方法、及びプリント配線板にはんだ接合された面実装電子部品を備えた電子装置に関する。

プリント配線板に実装される電子部品（例えば、ＩＣパッケージ等）の一つとして、面実装電子部品（以下、単に「電子部品」とも称する。）が知られている。電子部品はリードを有しておらず、裏面に設けられた複数の電極を、プリント配線板の表面に設けられたパッドにはんだ付けすることにより、実装されるものもある。

ところで、電子部品の中には、例えばパワーミニのように動作中に高温となるものがある。この熱対策として、大面積の放熱用電極を電子部品の裏面に設けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。これに対応して、プリント配線板には放熱用パッドを設け、この放熱用パッドにプリント配線板の表面から裏面までを貫通する複数の放熱用スルーホールを形成しておく。そして、電子部品のプリント配線板への実装時に、放熱用電極と放熱用パッドとをはんだで接合して、両者を熱的に接続することにより、放熱用スルーホールからの放熱を促し、放熱効果を高めていた。

特開２００７−１３２１９号公報

しかしながら、従来法では、放熱用電極と放熱用パッドとをはんだ付けするに当たり、放熱用スルーホールからはんだが流れ出してしまうという問題点が存在した。以下、この点について詳述する。

一般に、電子部品をプリント配線板に実装するに当たっては、はんだ微粒子とフラックスとを混合したクリームはんだを用いる。クリームはんだは、プリント配線板のはんだ付け予定位置にスクリーン印刷により塗布される。そして、クリームはんだが塗布されたプリント配線板に電子部品を搭載して、リフローによりはんだ付けを行う。

ところで、電子部品をプリント配線板に搭載する工程では、電子部品をクリームはんだに確実に粘着させるために、プリント配線板上のクリームはんだに電子部品を押し付けるように搭載する。その結果、放熱用電極と放熱用パッドとの間に介在するクリームはんだは、この押圧力を受けて放熱用スルーホールの内部に侵入してしまう。

放熱用スルーホールに侵入したクリームはんだは、次いで行われるリフロー工程で、溶融して流動化し、プリント配線板の裏面から流れ出してしまう。その結果として、以下に示すような３つの不具合が生じることがあった。

（不具合１）流れ出したはんだによりプリント配線板の裏面において電気的なショートが生じることがある。

（不具合２）一般に、電子部品は、放熱用電極の他に、電気的導通を取るための通常電極を備えている。同様に、プリント配線板も、通常電極に対応する位置に通常パッドを備えている。これらの通常電極及び通常パッドは、当然のことながらリフローによりはんだ付けされる。

ところで、放熱用スルーホールからはんだが流れ出すと、放熱用電極と放熱用パッドとの間のはんだ量が減少し、電子部品の実装高さが標準値から低くなる。その結果、リフローにおいて、通常パッドと通常電極との間に介在するはんだが必要以上に押し潰されて水平方向に広がってしまい、隣接する通常電極との間で電気的なショートを生じさせることがある。

（不具合３）大面積の放熱用パッドに塗布されたクリームはんだは、リフローの過程でボイドを生じ易い。ボイドが生じると、放熱用スルーホールからのはんだの流出量が、より一層増加してしまう。その結果、上述した（不具合１）及び（不具合２）が生じる危険性が高まるとともに、放熱用電極と放熱用パッドの間のはんだ付け不良を引き起こす。

発明者は、鋭意検討の結果、放熱用スルーホールを他の部材で予めふさいでおくことで、これらの問題点を解決できることに想到した。

従って、この発明の目的は、放熱電極を有する面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板にはんだ付けするに当たって、放熱用スルーホールからのはんだの漏れを防止することができる面実装電子部品の接合方法及び電子装置を提供することにある。

上述した目的の達成を図るために、この発明の面実装電子部品の第１の接合方法は、放熱用電極を備えた面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板へと接合するための接合方法であり、プリント配線板として、その第１面に放熱用パッドを備えていて、放熱用パッドの上面から第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての放熱用スルーホールが、複数個形成されているものを用いる。

そして、以下の第１〜第３工程を備えている。

第１工程においては、プリント配線板の放熱用パッド上の、放熱用スルーホールとその周辺とを含むスルーホール領域を除くスルーホール外領域にクリームはんだを塗布する。

第２工程においては、スルーホール領域にリフロー用接着剤を塗布する。

第３工程においては、放熱用電極を放熱用パッドに位置合わせした上で面実装電子部品をプリント配線板に搭載し、クリームはんだのリフローによる面実装電子部品とプリント配線板とのはんだ付けと、リフロー用接着剤の硬化とを行う。

第１の接合方法によれば、放熱用スルーホールを塞いでリフロー用接着剤を塗布して硬化するので、リフローの際に、放熱用電極と放熱用パッドとの間に塗布されたクリームはんだが放熱用スルーホールに侵入することがない。

この発明の面実装電子部品の第２の接合方法は、放熱用電極を備えた面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板へと接合するための接合方法であり、上述のプリント配線板を用いる。

そして、以下の第１〜第４工程を備えている。

第１工程においては、プリント配線板の第１面の上側の放熱用パッドを除く所定領域にクリームはんだを塗布する。

第２工程においては、放熱用パッド上の、放熱用スルーホールとその周辺とを含むスルーホール領域の一部又は全部にリフロー用接着剤を塗布する。

第３工程においては、放熱用パッドにクリームはんだの塗布面から測った厚みよりも薄い金属薄膜を搭載する。

第４工程においては、放熱用電極を放熱用パッドに位置合わせした上で面実装電子部品をプリント配線板に搭載し、クリームはんだのリフローによる前記面実装電子部品と前記プリント配線板とのはんだ付けと、リフロー用接着剤の硬化とを行って、放熱用パッドと放熱用電極との間に金属薄膜を固定する。

第２の接合方法によれば、放熱用パッドと放熱用電極との間にはんだ非介在で金属薄膜を挟みこんでいる。つまり、放熱用パッドと放熱用電極との間には、はんだが存在しないので、放熱用スルーホールからはんだが流れ出すことを根本的に解決できる。

なお、ここで、「放熱用パッドを除く所定領域」とは、後述する通常パッドに対応する領域を示す。

この発明の面実装電子部品の第３の接合方法は、放熱用電極を備えた面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板へと接合するための接合方法であり、プリント配線板として、その第１面に放熱用パッドを備えていて、放熱用パッドの上面から第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての複数の放熱用スルーホールと、リフロー用接着剤を塗布するための凹部としてのエンボス穴とが形成されたものを用いる。

そして、以下の第１〜第４工程を備えている。

第１工程においては、プリント配線板の第１面の上側の放熱用パッドを除く所定領域にクリームはんだを塗布する。

第２工程においては、エンボス穴にリフロー用接着剤を塗布する。

第３工程においては、放熱用パッドにクリームはんだの塗布面から測った厚みよりも薄い金属薄膜を搭載する。

第４工程においては、放熱用電極を放熱用パッドに位置合わせした上で面実装電子部品をプリント配線板に搭載し、クリームはんだのリフローによる面実装電子部品とプリント配線板とのはんだ付けと、リフロー用接着剤の硬化とを行うことで、放熱用パッドと放熱用電極との間に金属薄膜を固定する。

第３の接合方法によれば、第２の接合方法と同様に、放熱用スルーホールからはんだが流れ出すことを根本的に解決できる。さらに、第３の接合方法によれば、リフロー用接着剤を有底のエンボス穴に塗布するので、第２の接合方法に比べて、リフロー用接着剤の塗布量の調整を容易に行うことができる。

なお、ここで、「放熱用パッドを除く所定領域」とは、後述する通常パッドに対応する領域を示す。

この発明の第１の電子装置は、放熱用電極を備えた面実装電子部品と、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板とがはんだ接合された電子装置である。

この電子装置において、プリント配線板は、その第１面に放熱用パッドを備えていて、放熱用パッドの上面から第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての放熱用スルーホールが、複数個形成されており、放熱用スルーホールが硬化したリフロー用接着剤により塞がれている。

第１の電子装置によれば、放熱用スルーホールが硬化されたリフロー用接着剤により塞がれているので、このスルーホールからはんだが流れ出すことがない。

この発明の第２の電子装置は、放熱用電極を備えた面実装電子部品と、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板とがはんだ接合された電子装置である。

この電子装置において、プリント配線板は、その第１面に放熱用パッドを備えていて、放熱用パッドの上面から第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての放熱用スルーホールが、複数個形成されており、放熱用電極と放熱用パッドとの間に、放熱用電極及び放熱用パッドの両者に接触するように、金属薄膜が、はんだが非介在で、設けられており、金属薄膜は、放熱用スルーホールの一部又は全部を塞いで硬化されたリフロー用接着剤により、放熱用パッドに固定されている。

第２の電子装置によれば、放熱用パッドと放熱用電極の間にはんだ非介在で金属薄膜が挟まれている。つまり、放熱用パッドと放熱用電極とを熱的に接続するためにはんだを用いていないので、放熱用パッドに設けられた放熱用スルーホールからのはんだの流れ出しを根本的に解決できる。

この発明の第３の電子装置は、放熱用電極を備えた面実装電子部品と、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板とがはんだ接合された電子装置である。

この電子装置において、プリント配線板は、その第１面に放熱用パッドを備えていて、放熱用パッドの上面から第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての複数の放熱用スルーホールと、リフロー用接着剤を塗布するための凹部としてのエンボス穴とが形成されており、放熱用電極と放熱用パッドとの間に、放熱用電極及び放熱用パッドの両者に接触するように、金属薄膜が、はんだが非介在で、設けられており、金属薄膜は、エンボス穴に塗布されて硬化したリフロー用接着剤により、前記放熱用パッドに固定されている。

第３の電子装置によれば、第２の電子装置と同様に、放熱用スルーホールからのはんだの流れ出しを根本的に解決できるとともに、リフロー用接着剤を塗布する専用のエンボス穴を設けているので、リフロー用接着剤の塗布量を容易に制御できる。

この発明の電子部品の接合方法及び電子装置は、上述のように構成している。その結果、放熱用スルーホールからのはんだの漏れを防止することができる。

（Ａ）は、実施形態１の電子装置の分解斜視図である。（Ｂ）は、（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した端面の要部を拡大して示す要部拡大端面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態１の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図１（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態１の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図１（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態１の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図１（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 （Ａ）は、実施形態２の電子装置の分解斜視図である。（Ｂ）は、（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した端面の要部を拡大して示す要部拡大端面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態２の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図５（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態２の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図５（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 実施形態２の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図５（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 （Ａ）は、実施形態３の電子装置の分解斜視図である。（Ｂ）は、（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した端面の要部を拡大して示す要部拡大端面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態３の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図９（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施形態３の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図９（Ｂ）と同じ切断端面を表している。 実施形態３の電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図９（Ｂ）と同じ切断端面を表している。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明が理解できる程度に概略的に示してある。また、以下、この発明の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。

（実施形態１）
（構造）
図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、実施形態１の電子装置について説明する。図１（Ａ）は、電子装置の分解斜視図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した端面の要部を拡大して示す要部拡大端面図である。なお、図１（Ａ）は、電子装置１０の積層構造の理解に資するための便宜的な分解斜視図である。つまり、電子装置１０において、面実装電子部品１２とプリント配線板１４とは、はんだ１８及びリフロー用接着剤２０によって一体となっていることに留意いただきたい。また図１（Ａ）においては、後述する通常パッド１４ｂ及び放熱用パッド１４ａ以外の電気配線パターンＰの図示を省略している。

図１（Ａ）及び（Ｂ）によると、電子装置１０は、互いにはんだ接合された面実装電子部品１２とプリント配線板１４とを備えている。

面実装電子部品１２は、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ等の素子がモールド樹脂に封入された電子部品である。この実施形態に示す例では、面実装電子部品１２は直方体状のＨＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ ｗｉｔｈ Ｈｅａｔ Ｓｉｎｋ）とする。面実装電子部品１２（以下、単に「電子部品１２」とも称する。）は、放熱用電極１２ａと、通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・とを備えている。

放熱用電極１２ａは、電子部品１２の裏面１２ｃに設けられており、矩形平板状の金属（例えばＣｕなど）製電極である。放熱用電極１２ａは、電子部品１２内部で発生する熱を熱伝導によりプリント配線板１４に逃がす機能を有する。従って、放熱用電極１２ａは、電子部品１２内部の素子とは電気的に接続されていない。放熱用電極１２ａは、後述するプリント配線板１４の放熱用パッド１４ａにはんだ付けされている。

通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・は、電子部品１２の裏面１２ｃに、放熱用電極１２ａを囲んで複数設けられている。通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・は、放熱用電極１２ａよりも小面積の矩形平板状の金属製電極である。通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・は、電子部品１２内部に封入されている素子と電気的に接続されている。通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・は、後述するプリント配線板１４の通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・にはんだ付けされている。

プリント配線板１４は、電気配線パターンＰが形成された絶縁樹脂製のプリント基板であり、放熱用パッド１４ａと、通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・とを備えている。プリント配線板１４は、電子部品１２が実装される側の第１面１４ｃ（表面）と、この第１面１４ｃに平行に対向する第２面１４ｄ（裏面）とを備える平行平板である。図１（Ｂ）を参照すると、プリント配線板１４は、この実施形態に示す例では３層の樹脂層Ｌ１，Ｌ２及びＬ３が積層された積層基板であり、隣り合った樹脂層の間には、電気配線パターンＰが形成されている。

放熱用パッド１４ａは、上述した電子部品１２の放熱用電極１２ａに対応する位置に設けられたパッドである。より詳細には、放熱用パッド１４ａは、放熱用電極１２ａと略同形の平坦な金属薄板（例えばＣｕなど）からなり、第１面１４ｃに設けられている。放熱用パッド１４ａは、電子部品１２の放熱用電極１２ａと、第２はんだ１８ｂにより接続されている。

放熱用パッド１４ａには、第１面１４ｃから第２面１４ｄまでを貫通する孔部としての放熱用スルーホール１６，１６，・・・が形成されている。図１（Ａ）に示す例では、放熱用スルーホール１６，１６，・・・として、円形の開口が放熱用パッド１４ａの中央部と４隅とに合計５個設けられている。図１（Ｂ）を参照すると、放熱用スルーホール１６，１６，・・・は、第１面１４ｃに対して垂直に延在しており、その内壁面は、金属膜（例えばＣｕなど）１６ａで被覆されている。また、放熱用スルーホール１６，１６，・・・の第２面１４ｄ側の開口部の周辺も金属膜１６ｂで被覆されている。放熱用スルーホール１６，１６，・・・は、放熱用電極１２ａから放熱用パッド１４ａへと熱伝導により移動した熱を、プリント配線板１４の第２面１４ｄ側へと導き、第２面１４ｄ側から放熱する機能を有する。

通常パッド１４ｂ，１４ｂ・・・は、上述した電子部品１２の通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・に対応する位置に設けられたパッドである。より詳細には、通常パッド１４ｂ，１４ｂ・・・は、通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・と略同形の平坦な金属薄板からなり、第１面１４ｃに設けられている。通常パッド１４ｂ，１４ｂ・・・は、プリント配線板１４の電気配線パターンＰに接続されている。通常パッド１４ｂ，１４ｂ・・・は、電子部品１２の通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・と、第１はんだ１８ａにより接続されている。

はんだ１８は、電子部品１２の電極とプリント配線板１４のパッドとの間に介在して、両者を接続している。詳しくは後述するが、はんだ１８は、プリント配線板１４のパッドに塗布された、はんだ前駆体としてのクリームはんだ２２（図２（Ｂ）参照）を、電子部品１２の搭載後にリフローにより溶融硬化したものである。電子装置１０には、場所によらず等しいはんだ１８が用いられているが、便宜上、はんだ１８が接合している部品により、第１はんだ１８ａと第２はんだ１８ｂとを区別して説明する。

第１はんだ１８ａは、電子部品１２の通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・と、プリント配線板１４の通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・とを接続している。これにより、プリント配線板１４と電子部品１２とが機械的及び電気的に接続されている。

第２はんだ１８ｂは、電子部品１２の放熱用電極１２ａと、プリント配線板１４の放熱用パッド１４ａとを接続している。これにより、放熱用電極１２ａと放熱用パッド１４ａとが機械的及び熱的に接続される。より詳細には、第２はんだ１８ｂは、プリント配線板１４の放熱用パッド１４ａにおいて、放熱用スルーホール１６，１６，・・・を除く領域に延在している。なお、放熱用スルーホール１６，１６，・・・には、後述するリフロー用接着剤２０が塗布されている。

リフロー用接着剤２０は、熱硬化性を有する絶縁性樹脂を主成分とし、はんだ１８の融点よりも高温で硬化する性質を有している。リフロー用接着剤２０は、上述したように、プリント配線板１４の放熱用パッド１４ａにおいて、放熱用スルーホール１６，１６，・・・に対応する領域に塗布されている。この塗布により、リフロー用接着剤２０は、放熱用スルーホール１６，１６，・・・の開口部を塞ぐ。そして、塗布の後に行われるリフローにより、リフロー用接着剤２０は、放熱用スルーホール１６，１６，・・・を塞いだ状態で硬化する。これにより、放熱用スルーホール１６，１６，・・・内部へのはんだの侵入を防止することができる。

（製造方法）
以下、図２から図４を参照して、この実施形態の電子装置の製造方法、すなわち電子部品の接合方法について説明する。

図２（Ａ）〜図４（Ｂ）は、電子部品の接合方法の説明に供する工程図であり、図１（Ｂ）と同じ切断端面を表している。

（準備工程）
図２（Ａ）に示すように、まず、電気配線パターンＰが形成されたプリント配線板１４を準備する。より詳細には、放熱用パッド１４ａ、通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・及びスルーホール１６，１６，・・・を有すると共に、レジストＲｅが所定箇所に塗布されたプリント配線板１４を準備する。

（第１工程）
続いて、図２（Ｂ）に示すように、プリント配線板１４の放熱用パッド１４ａ上の、放熱用スルーホール１６，１６，・・・とその周辺とを含むスルーホール領域Ｒを除くスルーホール外領域ｒにクリームはんだ２２を塗布する。

より詳細には、クリームはんだ２２を塗布すべき領域に開口を有するメタルマスクＭを用いて、クリームはんだ２２をプリント配線板１４の第１面１４ｃにスクリーン印刷する。これにより、プリント配線板１４の通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・、と放熱用パッド１４ａの一部領域とに、クリームはんだ２２が塗布される。ここで、一部領域とは、放熱用スルーホール１６，１６，・・・の開口部と、その周辺領域とを除く放熱用パッド１４ａ上の領域である。

（第２工程）
続いて、図３（Ａ）に示すように、スルーホール領域Ｒにリフロー用接着剤２０を塗布する。

より詳細には、従来公知のディスペンサＤｓを用いて、リフロー用接着剤２０を、全ての放熱用スルーホール１６，１６，・・・の開口部を塞ぐように塗布する。リフロー用接着剤２０は、粘性が非常に高いため、硬化前であっても開口部を塞いだ状態で殆ど流動しない。なお、この実施形態では、リフロー用接着剤２０の塗布量は、周囲のクリームはんだ２２との間に若干間隙が残る程度の量としている。

（第３工程−１）
続いて、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）に示すように、放熱用電極１２ａを放熱用パッド１４ａに位置合わせした上で電子部品１２をプリント配線板１４に搭載する。

より詳細には、従来公知の電子部品自動搭載機を用いて、放熱用電極１２ａと放熱用パッド１４ａとの位置合わせ、及び通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・と通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・との位置合わせを行って、電子部品１２をプリント配線板１４の上空からプリント配線板１４に搭載する。

このとき、電子部品自動搭載機は、電子部品１２を確実に固定するために、電子部品１２をプリント配線板１４に多少押し付けるような力加減で搭載を行う。その結果、プリント配線板１４と電子部品１２との間に介在するクリームはんだ２２は、若干押し潰されるとともに、電子部品１２のパッドに粘着する。同様に、リフロー用接着剤２０も、押圧力を受けて、一部が放熱用スルーホール１６，１６，・・・の内部に侵入するとともに、電子部品１２のパッドに粘着する。

（第３工程−２）
続いて、図４（Ｂ）に示すように、クリームはんだ２２のリフローによる電子部品１２とプリント配線板１４とのはんだ付けと、リフロー用接着剤２０の硬化とを行う。

より詳細には、電子部品１２が搭載されたプリント配線板１４をクリームはんだ２２の溶融温度以上の温度に加熱するリフローを行うことにより、クリームはんだ２２を溶融させる。

リフローにより液化したクリームはんだ２２は、自らの表面張力で水平方向に広がり、通常パッド１２ｂ，１２ｂ，・・・と通常電極１４ｂ，１４ｂ，・・・との間、及び放熱用パッド１２ａと放熱用電極１２ｂとの間を充填する。ただし、放熱用スルーホール１６，１６，・・・は、粘性の高いリフロー用接着剤２０により塞がれているので、放熱用スルーホール１６，１６，・・・に溶融したクリームはんだ２２は侵入することができない。

これと同時に、溶融して液体状となったクリームはんだ２２に、いわば浮かんだ状態となった電子部品１２は、その浮力により、プリント配線板１４に対する自らの位置を自動的に調整する。つまり、セルフアライメントが達せられる。セルフアライメントが達成された後に、温度をリフロー用接着剤２０の硬化温度以上まで上昇させることで、リフロー用接着剤２０を硬化させる。

その後、電子部品１２とプリント配線板１４からなる構造体を、常法に従って冷却することにより、電子装置１０が完成する。

（効果）
以上説明したように、この実施形態の電子装置及び電子部品の接合方法では、プリント配線板１４の放熱用スルーホール１６，１６，・・・をリフロー用接着剤２０により塞いでいるので、放熱用スルーホール１６，１６，・・・への溶融したはんだ１８の侵入を防ぐことができる。

その結果、従来技術で見られたような放熱用スルーホールからのはんだの漏れを防止することができる。

（変形例等）
なお、この実施形態では、電子部品１２がＨＳＯＮの場合について説明した。しかし、電子部品１２は、放熱用の電極を有していれば、ＨＳＯＮには限定されない。例えば、電子部品１２は、ＨＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ ｗｉｔｈ Ｈｅａｔ Ｓｉｎｋ）や、ＨＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ ｗｉｔｈ Ｈｅａｔ Ｓｉｎｋ）や、トランジスタ部品の一つであるパワーミニなどでもよい。

（実施形態２）
（構造）
図５（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、実施形態２の電子装置について説明する。図５（Ａ）は、電子装置の分解斜視図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した端面の要部を拡大して示す要部拡大端面図である。

実施形態２の電子装置３０は、放熱用電極１２ａと放熱用パッド１４ａとの間に、はんだ１８に代わり金属薄膜３２が介在している点を除いて、実施形態１の電子装置１０と略同様に構成されている。従って、以下の説明では、主にこの相違点について述べる。

電子装置３０は、放熱用電極１２ａと放熱用パッド１４ａとの間に、両者に面接触するように、金属薄膜３２がはんだ１８が非介在で設けられている。そして、金属薄膜３２は、放熱用スルーホール１６，１６，・・・の一部を塞いで硬化されたリフロー用接着剤２０により、放熱用パッド１４ａに固定されている。

金属薄膜３２は、放熱用パッド１４ａ及び放熱用電極１２ａと平面形状が等しい金属箔であり、平坦な両表面を有している。金属薄膜３２の厚みは場所によらず均一であり、後述するように、クリームはんだ２２の厚みよりも若干薄い厚みとする。金属薄膜３２は、一方の表面が放熱用パッド１４ａに面接触し、他方の表面が放熱用電極１２ａに面接触するように配置されている。その結果、金属薄膜３２は、電子装置３０の動作時に、電子部品１２から発する熱を放熱用パッド１４ａへと伝導する役割を果たす。金属薄膜３２を構成する金属は、熱伝導性が高く加工性も良好な、好ましくは、例えば銅や銀等とする。

金属薄膜３２を放熱用電極１２ａと放熱用パッド１４ａとの間に固定するためにはんだ１８は使用されていない。はんだ１８の代わりに、金属薄膜３２は、放熱パッド１４ａの放熱用スルーホール１６，１６，・・・の一部を塞ぐように塗布されたリフロー用接着剤２０により固定されている。より詳細には、この実施形態に示す例では、金属薄膜３２は、５個の放熱用スルーホール１６，１６，・・・の内の１本の対角線の両端に存在する２個を塞いで塗布されたリフロー用接着剤２０により固定されている。

（製造方法）
以下、図６から図８を参照して、この実施形態の電子装置の製造方法、すなわち電子部品の接合方法について説明する。

（準備工程）
準備工程は、実施形態１の準備工程と同様であるので、その説明と図示とを省略する。

（第１工程）
図６（Ａ）に示すように、プリント配線板１４において、放熱用パッド１４ａを除く所定領域にクリームはんだ２２を塗布する。より詳細には、実施形態１と同様にメタルマスクＭを用いて、クリームはんだ２２をプリント配線板１４の第１面１４ｃに、塗布面から測った厚みがｄとなるようにスクリーン印刷する。ここで、クリームはんだ２２の厚みｄは、設計に応じた好適な値を選択することができるが、この例では、好ましくは、例えば１２０〜１３０μｍとする。上述したように、この実施形態においては放熱用パッド１４ａにはクリームはんだ２２を塗布しない。つまり、クリームはんだ２２は、所定領域としての通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・のみに塗布される。

（第２工程）
続いて、図６（Ｂ）に示すように、放熱用パッド１４ａ上の、放熱用スルーホール１６，１６，・・・とその周辺とを含むスルーホール領域Ｒの一部又は全部にリフロー用接着剤２０を塗布する。

より詳細には、実施形態１と同様にディスペンサＤｓを用いて、リフロー用接着剤２０を一部の放熱用スルーホール１６，１６，・・・を塞ぐように塗布する。具体的には、全部で５個設けられている放熱用スルーホール１６，１６，・・・のうち、対角線の両端に存在する２個の放熱用スルーホール１６，１６にリフロー用接着剤２０を塗布する。なお、実施形態２では、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間にはんだ１８が非介在であるので、リフロー用接着剤２０の塗布量は、実施形態１よりも少量としてもよい。

（第３工程）
続いて、図７（Ａ）に示すように、放熱用パッド１４ａ上にクリームはんだ２２の塗布面から測った厚みｄよりも薄い金属薄膜３２を搭載する。ここで、金属薄膜３２の厚みＤは、クリームはんだ２２の厚みｄよりも薄いことを条件として、設計に応じた好適な値を選択することができるが、この例では、好ましくは、例えば７０〜８０μｍとする。

より詳細には、電子部品自動搭載機を用いて、金属薄膜３２を位置合わせして、放熱用パッド１４ａ上に搭載する。このとき電子部品自動搭載機は、プリント配線板１４に金属薄膜３２を多少押し付けるような力加減で搭載を行う。その結果、放熱用パッド１４ａと金属薄膜３２との間に介在するリフロー用接着剤２０は、若干押し潰され、一部が放熱用スルーホール１６、１６、・・・の内部に侵入するとともに、金属薄膜３２に粘着する。これにより、金属薄膜３２がプリント配線板１４に固定される。

（第４工程−１）
続いて、図７（Ｂ）に示すように、放熱用電極１２ａを放熱用パッド１４ａに位置合わせした上で電子部品１２をプリント配線板１４に搭載する。

より詳細には、従来公知の電子部品自動搭載機を用いて、放熱用電極１２ａと放熱用パッド１４ａとの位置合わせ、及び通常電極１２ｂ，１２ｂ，・・・と通常パッド１４ｂ，１４ｂ，・・・との位置合わせを行って、電子部品１２をプリント配線板１４の上空からプリント配線板１４に搭載する。

このとき、電子部品自動搭載機は、電子部品１２を確実に固定するために、電子部品１２をプリント配線板１４に多少押し付けるような力加減で搭載を行う。その結果、プリント配線板１４と電子部品１２との間に介在するクリームはんだ２２は、若干押し潰されるとともに、電子部品１２の通常パッド１２ｂ，１２ｂ，・・・に粘着する。また、この工程により、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に金属薄膜３２がサンドイッチされる。

（第４工程−２）
続いて、図８（Ａ）に示すように、クリームはんだ２２のリフローによる電子部品１２とプリント配線板１４とのはんだ付けと、リフロー用接着剤２０の硬化とを行って、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に金属薄膜３２を固定する。

より詳細には、電子部品１２が搭載されたプリント配線板１４をクリームはんだ２２の溶融温度以上の温度に加熱するリフローを行うことにより、クリームはんだ２２を溶融させる。

リフローにより液化したクリームはんだ２２は、自らの表面張力で水平方向に広がろうとするために、通常パッド１２ｂ，１２ｂ，・・・と通常電極１４ｂ，１４ｂ，・・・との間に介在するはんだ１８の厚みが薄くなる。その結果、従来法では、電子部品１２の実装高さが標準値よりも低下してしまうことがあった。しかしながら、この実施形態の場合には、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に、実装高さの標準値程度の厚みを有する金属薄膜３２を介在させているので、電子部品１２の実装高さを確実に標準値に保つことができる。

その後、温度をリフロー用接着剤２０の硬化温度以上まで上昇させことで、リフロー用接着剤２０を硬化させる。これにより、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に金属薄膜３２を固定する。

そして、電子部品１２とプリント配線板１４からなる構造体を、常法に従って冷却することにより、電子装置３０が完成する。

（効果）
以上説明したように、この実施形態の電子装置及び電子部品の接合方法では、電子部品１２をプリント配線板１４に接合するに当たり、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に金属薄膜３２を設け、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間にはんだを介在させていない。従って、従来技術で見られたような放熱用スルーホールからのはんだの漏れを完全に防止することができる。

また、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間にはんだを介在させていないことから、従来技術で見られたような、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間のはんだに発生するボイドの問題を根本から解決することができる。

また、実施形態１では、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間をリフロー用接着剤２０で接着していた。そのため、接着剤２０を一度硬化させてしまうと、プリント配線板１４から電子部品１２を取り外すことが難しく、電子部品１２の交換が困難であった。しかし、この実施形態の電子装置３０では、プリント配線板１４と電子部品１２との接続にはリフロー用接着剤２０が用いられていないので、非常に容易に電子部品１２の交換を行うことができる。

（変形例等）
（１）この実施形態では、実施形態１と同様の変形が可能である。

（２）この実施形態では、クリームはんだ２２とリフロー用接着剤２０の塗布順序は、クリームはんだ２２（第１工程）→リフロー用接着剤２０（第２工程）という順であった。これは、リフロー用接着剤２０を先に塗布すると、塗布されたリフロー用接着剤２０が、メタルマスクＭに付着する虞があるためであった。しかしながら、メタルマスクＭとして、例えばハーフエッチングマスクを用いる等の付着予防措置を講じることができれば、クリームはんだ２２とリフロー用接着剤２０の塗布順序を変更してもよい。

（実施形態３）
（構造）
図９（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、実施形態３の電子装置について説明する。図９（Ａ）は、電子装置の分解斜視図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）をＡ−Ａ線に沿って切断した端面の要部を拡大して示す要部拡大端面図である。

実施形態３の電子装置５０は、プリント配線板１４に設けられたエンボス穴５２に塗布されたリフロー用接着剤２０により、金属薄膜３２が固定されている点を除いて、実施形態２の電子装置３０と略同様に構成されている。従って、以下の説明では、主にこの相違点について述べる。

電子装置５０は、プリント配線板１４にリフロー用接着剤２０を塗布するための凹部としてのエンボス穴５２，５２が形成されている。そして、金属薄膜３２は、このエンボス穴５２，５２に塗布された硬化したリフロー用接着剤２０により放熱用パッド１４ａに固定されている。

エンボス穴５２，５２は、この実施形態に示す例では、平面形状が円形の凹部であり、放熱用パッド１４ａが延在する領域に２個設けられている。より詳細には、エンボス穴５２，５２は、放熱用パッド１４ａを構成する金属膜を従来周知のエッチングにより円形に除去することで形成されている。

後述するように、このエンボス穴５２，５２には、リフロー用接着剤２０が塗布され、塗布されたリフロー用接着剤２０により、金属薄膜３２が、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に固定されている。

（製造方法）
以下、図１０から図１２を参照して、この実施形態の電子装置の製造方法、すなわち電子部品の接合方法について説明する。

（準備工程）
図１０（Ａ）に示すように、エンボス穴５２，５２が形成されたプリント配線板１４を準備する。

（第１工程）
図１０（Ｂ）に示すように、プリント配線板１４の第１面１４ｃの上側の放熱用パッド１４ａを除く所定領域にクリームはんだ２２を塗布する。なお、この工程は、エンボス穴５２，５２が形成されているプリント配線板１４を用いている以外は、実施形態２の第１工程と同様である。従って、これ以上の説明を省略する。

（第２工程）
続いて、図１０（Ｂ）に示すように、エンボス穴５２，５２にリフロー用接着剤２０を塗布する。より詳細には、実施形態１と同様にディスペンサＤｓを用いて、リフロー用接着剤２０をエンボス穴５２，５２に塗布する。なお、実施形態３では、リフロー用接着剤２０を浅い底面を有するエンボス穴５２，５２に塗布することから、無底の放熱用スルーホール１６にリフロー用接着剤２０を塗布した実施形態２よりも、よりリフロー用接着剤２０の塗布量は少なくてもよい。

（第３工程）
続いて、図１１（Ａ）に示すように、放熱用パッド１４ａにクリームはんだ２２の塗布面から測った厚みｄよりも薄い金属薄膜３２を搭載する。

より詳細には、電子部品自動搭載機を用いて、金属薄膜３２を位置合わせして、放熱用パッド１４ａ上に搭載する。このとき電子部品自動搭載機は、プリント配線板１４に金属薄膜３２を多少押し付けるような力加減で搭載を行う。その結果、エンボス穴５２，５２に塗布されたリフロー用接着剤２０は、金属薄膜３２の表面により若干押し潰されるとともに、金属薄膜３２に粘着する。これにより、金属薄膜３２がプリント配線板１４に固定される。

（第４工程−１）
続いて、図１１（Ｂ）に示すように、放熱用電極１２ａを放熱用パッド１４ａに位置合わせした上で電子部品１２をプリント配線板１４に搭載する。

なお、この工程は、エンボス穴５２，５２が形成されているプリント配線板１４を用いている以外は、実施形態２の第４工程−１と同様である。従って、これ以上の説明を省略する。

（第４工程−２）
続いて、図１２に示すように、クリームはんだ２２のリフローによる電子部品１２とプリント配線板１４とのはんだ付けと、リフロー用接着剤２０の硬化とを行うことで、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に金属薄膜３２を固定する。

より詳細には、電子部品１２が搭載されたプリント配線板１４をクリームはんだ２２の溶融温度以上の温度に加熱するリフローを行うことにより、クリームはんだ２２を溶融させる。

その後、温度をリフロー用接着剤２０の硬化温度以上まで上昇させことで、リフロー用接着剤２０を硬化させる。これにより、エンボス穴５２，５２中のリフロー用接着剤２０が硬化して、放熱用パッド１４ａと放熱用電極１２ａとの間に金属薄膜３２を固定する。

そして、電子部品１２とプリント配線板１４からなる構造体を、常法に従って冷却することにより、電子装置５０が完成する。

（効果）
以上説明したように、この実施形態の電子装置及び接合方法は、実施形態２と同様の効果を奏する。

また、有底のエンボス穴５２，５２にリフロー用接着剤２０を塗布するので、実施形態２の場合よりもリフロー用接着剤２０の使用量を削減できる。

さらに、実施形態２の場合には、リフロー用接着剤２０を、放熱用スルーホール１６の開口を塞ぐように塗布するので、接着剤の塗布量を精密に調整する必要があった。すなわち、実施形態２では、放熱用スルーホール１６の開口からのリフロー用接着剤２０のはみ出し量が多い場合には、リフロー用接着剤２０が、金属薄膜３２と放熱用パッド１４ａとの間に入り込み両者の密着を阻害し、熱伝導効率を悪化させる虞がある。逆に、リフロー用接着剤２０が少なすぎる場合、金属薄膜３２を十分に固定できなくなってしまう。

しかし、この実施形態の場合には、既知の深さのエンボス穴５２，５２に対してリフロー用接着剤２０を塗布するので、接着剤の塗布量の調整が容易になる。

（変形例等）
（１）この実施形態では、実施形態２と同様の変形が可能である。

（２）この実施形態ではエンボス穴５２，５２が２個の場合について説明した。しかし、金属薄膜３２を十分な強度で固定できるのであれば、エンボス穴は２個には限定されない。

１０，３０，５０ 電子装置
１２ 面実装電子部品
１２ａ 放熱用電極
１２ｂ 通常電極
１２ｃ 裏面
１４ プリント配線板
１４ａ 放熱用パッド
１４ｂ 通常パッド
１４ｃ 第１面
１４ｄ 第２面
１６ 放熱用スルーホール
１６ａ，１６ｂ 金属膜
１８ はんだ
１８ａ 第１はんだ
１８ｂ 第２はんだ
２０ リフロー用接着剤
２２ クリームはんだ
３２ 金属薄膜
５２ エンボス穴

Claims (6)

1. 放熱用電極を備えた面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板へと接合するための接合方法であって、
   前記プリント配線板は、第１面に放熱用パッドを備えていて、該放熱用パッドの上面から前記第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての前記放熱用スルーホールが、複数個形成されており、
   前記プリント配線板の前記放熱用パッド上の、前記放熱用スルーホールとその周辺とを含むスルーホール領域を除くスルーホール外領域にクリームはんだを塗布する第１工程と、
   前記スルーホール領域にリフロー用接着剤を塗布する第２工程と、
   前記放熱用電極を前記放熱用パッドに位置合わせした上で前記面実装電子部品を前記プリント配線板に搭載し、前記クリームはんだのリフローによる前記面実装電子部品と前記プリント配線板とのはんだ付けと、前記リフロー用接着剤の硬化とを行う第３工程と
   を備えることを特徴とする面実装電子部品の接合方法。
2. 放熱用電極を備えた面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板へと接合するための接合方法であって、
   前記プリント配線板は、第１面に放熱用パッドを備えていて、該放熱用パッドの上面から前記第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての前記放熱用スルーホールが、複数個形成されており、
   前記プリント配線板の前記第１面の上側の前記放熱用パッドを除く所定領域にクリームはんだを塗布する第１工程と、
   前記放熱用パッド上の、前記放熱用スルーホールとその周辺とを含むスルーホール領域の一部又は全部にリフロー用接着剤を塗布する第２工程と、
   前記放熱用パッドに前記クリームはんだの塗布面から測った厚みよりも薄い金属薄膜を搭載する第３工程と、
   前記放熱用電極を前記放熱用パッドに位置合わせした上で前記面実装電子部品を前記プリント配線板に搭載し、前記クリームはんだのリフローによる前記面実装電子部品と前記プリント配線板とのはんだ付けと、前記リフロー用接着剤の硬化とを行って、前記放熱用パッドと前記放熱用電極との間に前記金属薄膜を固定する第４工程と
   を備えることを特徴とする面実装電子部品の接合方法。
3. 放熱用電極を備えた面実装電子部品を、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板へと接合するための接合方法であって、
   前記プリント配線板は、第１面に放熱用パッドを備えていて、該放熱用パッドの上面から前記第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての複数の前記放熱用スルーホールと、リフロー用接着剤を塗布するための凹部としてのエンボス穴とが形成されており、
   前記プリント配線板の前記第１面の上側の前記放熱用パッドを除く所定領域にクリームはんだを塗布する第１工程と、
   前記エンボス穴にリフロー用接着剤を塗布する第２工程と、
   前記放熱用パッドに前記クリームはんだの塗布面から測った厚みよりも薄い金属薄膜を搭載する第３工程と、
   前記放熱用電極を前記放熱用パッドに位置合わせした上で前記面実装電子部品を前記プリント配線板に搭載し、前記クリームはんだのリフローによる前記面実装電子部品と前記プリント配線板とのはんだ付けと、前記リフロー用接着剤の硬化とを行うことで、前記放熱用パッドと前記放熱用電極との間に前記金属薄膜を固定する第４工程と
   を備えることを特徴とする面実装電子部品の接合方法。
4. 放熱用電極を備えた面実装電子部品と、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板とがはんだ接合された電子装置であって、
   前記プリント配線板は、第１面に放熱用パッドを備えていて、該放熱用パッドの上面から前記第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての前記放熱用スルーホールが、複数個形成されており、
   前記放熱用スルーホールが硬化したリフロー用接着剤により塞がれていることを特徴とする電子装置。
5. 放熱用電極を備えた面実装電子部品と、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板とがはんだ接合された電子装置であって、
   前記プリント配線板は、第１面に放熱用パッドを備えていて、該放熱用パッドの上面から前記第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての前記放熱用スルーホールが、複数個形成されており、
   前記放熱用電極と前記放熱用パッドとの間に、前記放熱用電極及び前記放熱用パッドの両者に接触するように、金属薄膜が、はんだが非介在で、設けられており、
   該金属薄膜は、前記放熱用スルーホールの一部又は全部を塞いで硬化されているリフロー用接着剤により、前記放熱用パッドに固定されていることを特徴とする電子装置。
6. 放熱用電極を備えた面実装電子部品と、放熱用スルーホールが形成されたプリント配線板とがはんだ接合された電子装置であって、
   前記プリント配線板は、第１面に放熱用パッドを備えていて、該放熱用パッドの上面から前記第１面に対向する第２面までを貫通する孔部としての複数の前記放熱用スルーホールと、リフロー用接着剤を塗布するための凹部としてのエンボス穴とが形成されており、
   前記放熱用電極と前記放熱用パッドとの間に、前記放熱用電極及び前記放熱用パッドの両者に接触するように、金属薄膜が、はんだが非介在で、設けられており、
   該金属薄膜は、前記エンボス穴に塗布されて硬化したリフロー用接着剤により、前記放熱用パッドに固定されていることを特徴とする電子装置。

Images