JP2011171645A

JP2011171645A - 電子部品実装用基板

Info

Publication number: JP2011171645A
Application number: JP2010036005A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Watanabe; 和宏渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-02-22
Filing date: 2010-02-22
Publication date: 2011-09-01

Abstract

【課題】周辺貫通孔からの熱が放散されにくく、周辺貫通孔からの熱が充分に貫通孔に伝導し易い電子部品実装用基板を得ること。
【解決手段】
電子部品実装用基板は、貫通孔１０の近傍位置にて基板を貫通するように配置され、貫通孔１０への加熱溶融された半田５０の侵入時に自らの内部空間に加熱溶融された半田５０の侵入を可能とし、第２の周壁２０ａを有する周辺貫通孔２０と、第１の周壁１０ａと第２の周壁２０ａとの間で熱を伝導すると共に、基板３の内部に設けられたべたパターン３０とを備え、周辺貫通孔２０の内部空間に加熱溶融された半田５０が侵入すると、周辺貫通孔２０における第２の周壁２０ａから貫通孔１０における第１の周壁１０ａにべたパターン３０を介して熱供給する、ものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品実装用基板に関するものである。

従来の電子部品実装用基板は下記特許文献１に示すように、電子部品のリード部が基板に設けた貫通孔に挿入されたのちにリード部の先端側より加熱溶融された接合材が供給され、該接合材が貫通孔の内部に侵入し冷却凝固することで電子部品が基板に装着される電子部品実装用基板において、貫通孔の近傍位置にて基板を貫通するように配置され、かつ貫通孔への加熱溶融された接合材の侵入時に自らの内部空間に加熱溶融された接合材の侵入を可能とさせる周辺貫通孔を備え、周辺貫通孔の内部空間に加熱溶融された接合材が侵入すると、貫通孔を形成する周壁に対し熱供給する。
かかる電子部品実装用基板によれば、貫通孔の近傍位置に配置され、かつ貫通孔への加熱溶融された接合材の侵入時に自らの内部空間に加熱溶融された接合材を侵入させる周辺貫通孔を備えるので、周辺貫通孔の内部空間に加熱溶融された接合材を侵入させた際の接合材の熱量は、効率的に貫通孔を形成する周壁に対し熱供給する。これにより、周壁と接する半田の冷えを抑制して半田上がり性を向上する。

特開２００３−６９２０２号公報

しかしながら、発明者は、上記電子部品実装用基板における周辺貫通孔からの熱を貫通孔に伝導する際に、部品面上のべたパターンを介して伝導している。このため、部品面側のべたパターンは、外気と直接触れるので、周辺貫通孔からの熱が放散され易く、周辺貫通孔からの熱が充分に貫通孔に伝導されにくいとう課題を見出した。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、周辺貫通孔からの熱が放散されにくく、周辺貫通孔からの熱が充分に貫通孔に伝導し易い電子部品実装用基板を得ることを課題としている。

本発明に係る電子部品実装用基板は、電子部品のリード部が基板に設けた第１の周壁を有する貫通孔に挿入されたのちにリード部の先端側より加熱溶融された接合材が供給され、該接合材が貫通孔の内部に侵入し冷却凝固することで電子部品が基板に装着される電子部品実装用基板において、前記貫通孔の近傍位置にて基板を貫通するように配置され、かつ前記貫通孔への加熱溶融された接合材の侵入時に自らの内部空間に加熱溶融された接合材の侵入を可能すると共に、第２の周壁を有する周辺貫通孔と、前記第１の周壁と前記第２の周壁との間で熱を伝導すると共に、前記基板の内部に設けられた熱伝導部材とを備え、前記周辺貫通孔の内部空間に加熱溶融された接合材が侵入すると、前記第２の周壁から前記第１の周壁に前記熱伝導部材を介して熱供給する、ことを特徴とするものである。
かかる電子部品実装用基板によれば、周辺貫通孔の内部空間に加熱溶融された接合材が侵入すると、周辺貫通孔の第２の周壁から貫通孔における第１の周壁に熱伝導部材を介して熱供給する。これにより、貫通孔の上部における半田の温度が冷えにくくなり、貫通孔における半田付け場所の半田上がり性を良好とする。

本発明の電子部品実装用基板によれば、周辺貫通孔からの熱が放散されにくく、周辺貫通孔からの熱が充分に貫通孔に伝導し易い電子部品実装用基板を得ることができる。

本発明の一実施の形態を示す電子部品実装用基板の側面図である。本発明の一実施の形態を示す電子部品実装用基板の断面図である。図１に示す電子部品実装用基板の周辺貫通孔径と貫通孔における半田温度との関係を示す温度曲線図である。図１に示す電子部品実装用基板の周辺貫通孔径と貫通孔との距離と、貫通孔における半田温度との関係を示す温度曲線図である。本発明の一実施の形態を示す電子部品実装用基板に電子部品を半田する際の断面図である。

実施の形態１．
本発明の一実施形態である電子部品実装用基板を図１から図４を参照して詳細に説明する。以下に説明する電子部品実装用基板は、フロー半田付け法を適用する半田付けに用いられ、半田付け箇所の半田上がり性を悪化させることなく半田付けが行える技術に関する。
なお、電子部品実装用基板は、基板となるプリント基板、あるいはセラミック基板に電子部品が搭載されて電子制御回路部品を構成する。本実施形態では、基板としてプリント基板を用いた例を説明する。

図１及び図2において、プリント基板３はガラスエポキシ樹脂からなり、このプリント基板３の上面３Ａと下面３Ｂとを貫通し電子部品５のリード部５ａが挿入される貫通孔（スルーホールとも呼ばれる）１０を有する。この貫通孔１０の円筒状に形成された第１の周壁１０ａが銅箔から成っている。貫通孔１０の近傍位置にてプリント基板３の上面３Ａと下面３Ｂとを貫通するように周辺貫通孔２０を備え、この周辺貫通孔２０の円筒状に形成された第２の周壁２０ａが銅箔から成っている。
そして、周辺貫通孔２０の第２の周壁２０ａと貫通孔１０の第1の周壁１０ａとがプリント基板３の内部において、上面側３Ａに近い方に熱伝導部材としてのべたパターン（平面銅箔）３０により熱伝導的・電気的に接続されている。すなわち、べたパターン３０は熱が伝導しやすく形成されている。

ここで、周辺貫通孔２０の孔径Φが大きくなると、半田が多く侵入して周辺貫通孔２０の熱容量が大きくなり、周辺貫通孔２０の第２の周壁２０ａから多くの熱をべたパターン３０を介して貫通孔１０の第1の周壁１０に伝導できる。このことを、半田の温度を２７０℃として熱解析シュミレーション(ANSYS社製Icepack)により確認した結果を図３に示す。図３によれば、周辺貫通孔２０の径を０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。なお、一点鎖線は、周辺貫通孔２０を設けていない場合の貫通孔１０の半田温度である。

さらに、周辺貫通孔２０の第２の周壁２０ａと貫通孔１０の第1の周壁１０ａとの距離Ｌが短くなると、周辺貫通孔２０の第２の周壁２０ａから熱が放熱しにくくしながら、べたパターンを介して貫通孔１０の第１の周壁１０に伝導できる。このことを、半田の温度を２７０℃として上記熱解析シュミレーション(ANSYS社製Icepack)により確認した結果を図４に示す。図４によれば、貫通孔１０の縁から周辺貫通孔２０の縁の距離Ｌを３ｍｍ以下とすることが好ましい。なお、一点鎖線は、周辺貫通孔２０を設けていない場合の貫通孔１０の半田温度である。

次に、上記した貫通孔１０と周辺貫通孔２０とを備えるプリント基板１を用いて、フロー半田付け法による半田付けについて図５を参照して説明する。このフロー半田付け法は、貫通孔１０に電子部品５のリード部５ａを挿入配置させ、この状態からペースト塗布、予熱行程ののち加熱溶融された接合材としての半田５０がリード部５ａの先端側（下面３Ｂ側）より吹き付けられ、貫通孔１０内部に半田５０を侵入させる。また、この貫通孔３内部への半田５０の吹き付けと同時に周辺貫通孔２０へも加熱溶融された半田５０が下面３Ｂ側より吹き付けられ、周辺貫通孔２０の内部空間に半田５０が侵入する。

周辺貫通孔２０の加熱溶融された半田５０の熱がべたパターン３０を介して矢印のように貫通孔１０の周壁に熱を伝導する。これにより、貫通孔１０の上部における半田５０の温度が冷えにくくなり、貫通孔１０における半田付け場所の半田上がり性を良好とする。

上記実施形態の電子部品実装用基板は、電子部品５のリード部５ａがプリント基板３に設けた第１の周壁を有する貫通孔１０に挿入されたのちにリード部５ａの先端側より加熱溶融された半田５０が供給され、半田５０が貫通孔１０の内部に侵入し冷却凝固することで電子部品５がプリント基板３に装着される電子部品実装用基板において、貫通孔１０の近傍位置にて基板を貫通するように配置され、かつ貫通孔１０への加熱溶融された半田５０の侵入時に自らの内部空間に加熱溶融された半田５０の侵入を可能すると共に、第２の周壁２０ａを有する周辺貫通孔２０と、第１の周壁１０ａと第２の周壁２０ａとの間で熱を伝導すると共に、基板３の内部に設けられたべたパターン３０とを備え、周辺貫通孔２０の内部空間に加熱溶融された半田５０が侵入すると、周辺貫通孔２０における第２の周壁２０ａから貫通孔１０における第１の周壁１０ａにべたパターン３０を介して熱供給する、するものである。

かかる電子部品実装用基板によれば、周辺貫通孔２０の内部空間に加熱溶融された半田５０が侵入すると、第２の周壁２０ａから第１の周壁１０ａにべたパターン３０を介して熱供給する。これにより、これにより、貫通孔１０の上部における半田の温度が冷えにくくなり、貫通孔１０における半田付け場所の半田上がり性を良好とする。

３プリント基板、５電子部品、１０貫通孔、１０ａ第１の周壁、２０周辺貫通孔、２０ａ第２の周壁、３０べたパターン、５０半田。

Claims

電子部品のリード部が基板に設けた第１の周壁を有する貫通孔に挿入されたのちに前記リード部の先端側より加熱溶融された接合材が供給され、該接合材が前記貫通孔の内部に侵入し冷却凝固することで前記電子部品が前記基板に装着される電子部品実装用基板において、
前記貫通孔の近傍位置にて前記基板を貫通するように配置され、かつ前記貫通孔への加熱溶融された前記接合材の侵入時に自らの内部空間に加熱溶融された前記接合材の侵入を可能すると共に、第２の周壁を有する周辺貫通孔と、
前記第１の周壁と前記第２の周壁との間で熱を伝導すると共に、前記基板の内部に設けられた熱伝導部材とを備え、
前記周辺貫通孔の内部空間に加熱溶融された前記接合材が侵入すると、前記第２の周壁から前記第１の周壁に前記熱伝導部材を介して熱供給する、
ことを特徴とする電子部品実装用基板。
前記貫通孔の縁から前記周辺貫通孔の縁の距離を３ｍｍ以下とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用基板。
前記周辺貫通孔の径を０．５ｍｍ以上とする、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装用基板。