JP2012156195A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板などの回路基板に電子部品をはんだ実装してなる電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device formed by soldering an electronic component on a circuit board such as a printed board.
一般に、この種の電子装置としては、プリント基板などの回路基板と、回路基板に搭載された電子部品とを備え、電子部品を、一端側に第1の電極、当該一端側に対向する他端側に第2の電極を有するものとし、電子部品を、第1の電極、第2の電極にてそれぞれ、回路基板に対してはんだを介して固定したものが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 In general, this type of electronic device includes a circuit board such as a printed circuit board and an electronic component mounted on the circuit board. The electronic component has a first electrode on one end side and the other end facing the one end side. It is assumed that a second electrode is provided on the side, and electronic components are fixed to the circuit board via solder with the first electrode and the second electrode, respectively (for example, Patent Documents) 1).
ここで、回路基板及び回路基板に搭載された電子部品は、それらがさらされる温度の変化により膨張・収縮が生じる。この膨張・収縮の度合が回路基板と電子部品とで異なる場合、その差分が部品の固定・導通に用いるはんだに応力(もしくは歪)として加わることとなる。 Here, the circuit board and the electronic components mounted on the circuit board are expanded and contracted due to a change in temperature to which they are exposed. When the degree of expansion / contraction is different between the circuit board and the electronic component, the difference is applied as stress (or distortion) to the solder used for fixing / conducting the component.
一般には、回路基板は樹脂やガラスエポキシなどよりなり、電子部品がセラミックコンデンサなどよりなる場合に、回路基板の方が電子部品よりも線膨張係数が大きいものとなる。そして、この温度変化が繰り返されることで、はんだへの応力(歪)も繰り返し発生し、結果的にクラックとして、はんだ固定部での導通不良や部品脱落といった不具合を引き起こす。 In general, the circuit board is made of resin, glass epoxy, or the like, and when the electronic component is made of a ceramic capacitor or the like, the circuit board has a larger linear expansion coefficient than the electronic component. By repeating this temperature change, stress (strain) to the solder is also repeatedly generated, resulting in defects such as poor conduction at the solder fixing portion and part dropping as a crack.
電子部品が大型化すると、はんだにて接合・固定される電子部品の電極間隔も広がるため、はんだへかかる応力(歪)も比例的に増加し、クラックが容易に進行することとなる。また、膨張・収縮が温度と比例関係にあることから、装置が遭遇する温度が高くなる場合にも、はんだへかかる応力(歪)は温度上昇と比例して増加し、クラックが容易に進行することとなる。 When the electronic component is enlarged, the distance between the electrodes of the electronic component that is bonded and fixed by the solder also increases, so that the stress (strain) applied to the solder also increases proportionally, and the crack progresses easily. In addition, since expansion / contraction is proportional to temperature, even when the temperature encountered by the device increases, the stress (strain) applied to the solder increases in proportion to the temperature rise, and cracks easily progress. It will be.
このような問題に対して、従来では、装置がさらされる温度変化やそれに対する寿命に対応するため、電子部品を機能上、同等となる形で分割させて小型化したり、線膨張係数の小さい材料を適用した電子部品を使用したりするなどの手法により、はんだへの応力(歪)を低減させ、クラックが容易に進行しないようにしている。 In order to deal with such problems, conventionally, in order to cope with the temperature change to which the device is exposed and the life against it, the electronic parts are divided into functionally equivalent forms for downsizing or a material having a small linear expansion coefficient. By using a technique such as using an electronic component to which the solder is applied, the stress (strain) to the solder is reduced, and the crack does not easily progress.
しかしながら、上記従来の電子部品を分割して小型化する手法(例えば定格1/2Wの抵抗を、1/4W×2個にする等)では、分割により複数個の電子部品のトータルサイズが大きくなってしまうとともに、回路基板へ実装する際の実装性を確保するための部品間隔が必要となることから、回路基板における部品実装面積を多く必要とする。そのため、回路基板のサイズが大型化し、回路基板のコストアップや製品サイズの大型化を引き起こしてしまう。さらに、部品点数の増加による実装工数の増加や、部品コストの増加も引き起こしてしまう。 However, in the conventional method of dividing the electronic component to reduce the size (for example, the resistance having a rated 1 / 2W is reduced to 1 / 4W × 2), the total size of the plurality of electronic components is increased by the division. In addition, since a component interval is required to ensure mountability when mounted on a circuit board, a large component mounting area on the circuit board is required. As a result, the size of the circuit board increases, leading to an increase in cost of the circuit board and an increase in product size. Furthermore, an increase in mounting man-hours due to an increase in the number of components and an increase in component costs are caused.
また、線膨張係数の小さい材料よりなる電子部品の適用についても、汎用ではない特殊材を適用する必要があるため、電子部品及び回路基板のコストアップを引き起こしてしまう。 In addition, the application of an electronic component made of a material having a small linear expansion coefficient also requires the use of a special material that is not general-purpose, which increases the cost of the electronic component and the circuit board.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、回路基板に電子部品をはんだ実装してなる電子装置において、回路基板とこの回路基板にはんだ接合された電子部品との両者の膨張・収縮度合の差をより小さくすることで、はんだへの応力を低減させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in an electronic device in which an electronic component is solder-mounted on a circuit board, both expansion and contraction of the circuit board and the electronic component solder-bonded to the circuit board The purpose is to reduce the stress on the solder by reducing the difference in degree.
上記目的を達成するため、本発明者は鋭意検討を行った。上述したように、この種の電子装置においては、熱膨張・熱収縮の度合、すなわち線膨張係数は、もともと電子部品が小さく、回路基板が大きい。そして、電子部品は、両端側が各電極にて、はんだ接合により、回路基板に固定されているから、膨張・収縮の大きな回路基板により、はんだに応力が発生し、ダメージを与える。 In order to achieve the above object, the present inventor has intensively studied. As described above, in this type of electronic device, the degree of thermal expansion and contraction, that is, the linear expansion coefficient, is originally small for electronic components and large for circuit boards. Since the electronic component is fixed to the circuit board by solder bonding at both ends at each electrode, the circuit board having large expansion / contraction causes stress on the solder and damages it.
この場合、回路基板のうち電子部品と固定されている2箇所の固定部の間に位置する部位、すなわち固定部間部位の膨張・収縮度合と電子部品の膨張・収縮度合との差が、上記応力に大きく影響する。そこで、この回路基板における固定部間部位の膨張・収縮の度合を小さくして電子部品に近づけることに着目した。 In this case, the part of the circuit board located between the two fixed parts fixed to the electronic component, that is, the difference between the degree of expansion / contraction of the part between the fixed parts and the degree of expansion / contraction of the electronic part is It greatly affects the stress. Therefore, attention has been paid to reducing the degree of expansion / contraction of the portion between the fixed portions of the circuit board closer to the electronic component.
本発明は、上記点に着目して創出されたものであり、請求項1に記載の発明では、回路基板(10)と、回路基板(10)の一面(11)に搭載された電子部品(20)とを備え、回路基板(10)の方が電子部品(20)よりも線膨張係数が大きいものであり、電子部品(20)は、一端側に第1の電極(21)、当該一端側に対向する他端側に第2の電極(22)を有するものであり、電子部品(20)は、第1の電極(21)、第2の電極(22)にてそれぞれ、回路基板(10)に対してはんだ(30)を介して固定されている電子装置において、回路基板(10)のうち第1の電極(21)との固定部と、第2の電極(22)との固定部との間に位置する部位である固定部間部位(13)には、一面(11)に穴(14、15)もしくは切れ目が設けられていることを特徴としている。 The present invention was created by paying attention to the above points. In the invention according to claim 1, the circuit board (10) and the electronic component (11) mounted on one surface (11) of the circuit board (10) ( 20), and the circuit board (10) has a larger linear expansion coefficient than the electronic component (20). The electronic component (20) has a first electrode (21) on one end side and the one end A second electrode (22) is provided on the other end opposite to the side, and the electronic component (20) includes a circuit board (1) at the first electrode (21) and the second electrode (22), respectively. 10) In the electronic device fixed to the circuit board (10) via the solder (30), the fixed part of the circuit board (10) with the first electrode (21) and the second electrode (22) The part (13) between the fixed parts, which is the part located between the parts, also has holes (14, 15) on one side (11). Ku is characterized in that cuts are provided.
それによれば、電子部品(20)と回路基板(10)との2箇所の固定部間に位置する回路基板(10)の部分である固定部間部位(13)に穴(14、15)もしくは切れ目を設けることにより、当該固定部間部位(13)の膨張・収縮度合をそれ以外の回路基板(10)の部位に比べて、小さいものとしているから、上記両者(10、20)の膨張・収縮度合の差をより小さくすることができ、はんだ(30)への応力を低減させることが可能となる。 According to this, the hole (14, 15) or the portion (13) between the fixed parts, which is the part of the circuit board (10) located between the two fixed parts of the electronic component (20) and the circuit board (10), By providing the cut, the degree of expansion / contraction of the part (13) between the fixed parts is made smaller than the part of the other circuit board (10). The difference in the degree of shrinkage can be further reduced, and the stress on the solder (30) can be reduced.
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の電子装置において、穴は、回路基板(10)を一面(11)から厚さ方向に貫通する貫通穴(14)であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the electronic device according to the first aspect, the hole is a through hole (14) penetrating the circuit board (10) from one surface (11) in the thickness direction. Features.
それによれば、一般的なスルーホール形成工程を用いて、回路基板(10)に貫通穴(14)を容易に形成できる。 According to this, the through hole (14) can be easily formed in the circuit board (10) using a general through hole forming step.
また、請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の電子装置において、穴は、回路基板(10)の一面(11)に開口しつつ底を有する有底穴(15)であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the electronic device according to the first aspect, the hole is a bottomed hole (15) having a bottom while opening on one surface (11) of the circuit board (10). It is characterized by.
それによれば、穴を貫通穴(14)とする場合に比べて、固定部間部位(13)の膨張・収縮度合を小さくする効果は低くなる可能性はあるものの、配線等を形成するためのスペースを回路基板(10)の内部に確保しやすくなるという利点がある。 According to this, although there is a possibility that the effect of reducing the degree of expansion / contraction of the portion (13) between the fixed portions may be reduced as compared with the case where the hole is a through hole (14), There is an advantage that it becomes easy to secure a space inside the circuit board (10).
また、請求項4に記載の発明のように、請求項2または3に記載の電子装置における穴すなわち貫通穴(14)または有底穴(15)は、内面に導体が存在せずに、前記回路基板(10)のベースとなる絶縁材が露出した面とされたものであることが好ましい。
Further, as in the invention described in claim 4, the hole, that is, the through hole (14) or the bottomed hole (15) in the electronic device according to
これは、一般に導体は金属だから、穴の部分における回路基板(10)の膨張・収縮の度合を小さくして電子部品(20)の膨張・収縮の度合に近づけるためには、そのような導体が穴の内部に存在しない方がよいためである。 This is because the conductor is generally a metal, so in order to reduce the degree of expansion / contraction of the circuit board (10) in the hole portion and to approximate the degree of expansion / contraction of the electronic component (20), This is because it is better not to exist inside the hole.
さらに、請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の電子装置において、回路基板(10)は、内部にガラスクロス(10c)を有するとともにガラスクロス(10c)よりも一面(11)側にエポキシ樹脂の層(10b)を設けてなるものであり、有底穴(15)は、回路基板(10)の一面(11)からエポキシ樹脂の層(10b)のみを貫通してガラスクロス(10c)を底とするものとされていることを特徴とする。 Furthermore, in the invention according to claim 5, in the electronic device according to claim 4, the circuit board (10) has a glass cloth (10c) inside and is on the one surface (11) side of the glass cloth (10c). An epoxy resin layer (10b) is provided on the bottom, and the bottomed hole (15) penetrates only the epoxy resin layer (10b) from one surface (11) of the circuit board (10). 10c) as a base.
本発明は、回路基板(10)としてガラスエポキシ基板を用いた場合に適したものであり、それによれば、有底穴(15)の部分において線膨張係数の大きいエポキシ樹脂の層(10b)を除去し、エポキシ樹脂に比べて線膨張係数の小さいガラスクロス(10c)を残すことで、固定部間部位(13)の線膨張係数をガラスクロス(10c)の値に近づけることができるから、電子装置(20)と回路基板(10)とで膨張・収縮度合の差分をより小さくしやすい。 The present invention is suitable when a glass epoxy board is used as the circuit board (10). According to this, the epoxy resin layer (10b) having a large linear expansion coefficient is formed in the bottomed hole (15). By removing the glass cloth (10c) having a smaller linear expansion coefficient than that of the epoxy resin, the linear expansion coefficient of the portion (13) between the fixed portions can be brought close to the value of the glass cloth (10c). The difference between the degree of expansion and contraction between the device (20) and the circuit board (10) can be easily reduced.
また、請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の電子装置において、穴(14、15)もしくは切れ目は、固定部間部位(13)にて第1の電極(21)との固定部に隣り合う部位、および、第2の電極(22)との固定部に隣り合う部位に位置していることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the electronic device according to any one of the first to fifth aspects, the hole (14, 15) or the break is the first portion at the portion between the fixing portions (13). It is located in the site | part adjacent to a fixing | fixed part with an electrode (21), and the site | part adjacent to the fixing | fixed part with a 2nd electrode (22), It is characterized by the above-mentioned.
それによれば、回路基板(10)において、回路基板(10)がはんだ(30)に与える応力の主たる発生範囲をさらに限定できるから、当該応力をさらに低減することができる。 According to this, in the circuit board (10), the main generation range of the stress applied to the solder (30) by the circuit board (10) can be further limited, so that the stress can be further reduced.
また、請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の電子装置において、穴(14、15)は、第1の電極(21)から第2の電極(22)へ向かう方向とは直交する方向に延びる長穴形状のものであることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the electronic device according to any one of the first to sixth aspects, the holes (14, 15) are formed from the first electrode (21) to the second electrode (22). ) In the shape of a long hole extending in a direction orthogonal to the direction toward the head.
それによれば、穴(14、15)を単純な丸穴とする場合に比べて、電子部品(20)と回路基板(10)との膨張・収縮度合の差を更に小さくでき、回路基板(10)がはんだ(30)に与える応力を低減する効果を高めることができる。 According to this, the difference in expansion / contraction degree between the electronic component (20) and the circuit board (10) can be further reduced as compared with the case where the holes (14, 15) are simple round holes, and the circuit board (10 ) Can reduce the stress applied to the solder (30).
また、請求項8に記載の発明では、請求項1ないし7のいずれか1つに記載の電子装置において、さらに、穴(14、15)もしくは切れ目は、回路基板(10)のうち固定部間部位(13)以外の部位にて、第1の電極(21)との固定部の近傍および第2の電極(22)との固定部の近傍に設けられていることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the electronic device according to any one of the first to seventh aspects, the hole (14, 15) or the break is formed between the fixed portions of the circuit board (10). It is characterized in that it is provided in the vicinity of the fixing part with the first electrode (21) and in the vicinity of the fixing part with the second electrode (22) at a part other than the part (13).
それによれば、回路基板(10)において、回路基板(10)がはんだ(30)に与える応力の主たる発生範囲を、さらに限定できるから、当該応力をさらに低減することができる。 According to this, in the circuit board (10), the main generation range of the stress applied to the solder (30) by the circuit board (10) can be further limited, so that the stress can be further reduced.
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in the claim and this column is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings in order to simplify the description.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図であり、図2は、図1中の上方から視たときの本電子装置の概略平面構成を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a schematic plan configuration of the electronic device when viewed from above in FIG. is there.
本実施形態の電子装置は、大きくは、回路基板10と、回路基板10の一面11に搭載された電子部品20と、これら回路基板10と電子部品20との間に介在しこれら両者10、20を固定するはんだ30とを備えて構成されている。そして、回路基板10の方が電子部品20よりも線膨張係数が大きいものとされている。
The electronic device according to the present embodiment is roughly arranged between the
回路基板10としては、エポキシ樹脂などの樹脂よりなる樹脂基板や、ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなるガラスエポキシよりなるガラスエポキシ基板などが挙げられる。この回路基板10は、一方の板面を電子部品20が搭載される搭載面としての一面11とし、他方の板面を他面12としている。
Examples of the
また、回路基板10は、典型的には単層もしくは多層のプリント基板であり、上記した樹脂やガラスエポキシをベースとして構成され、その表面や層間に銅箔をパターニングしてなる配線を、有するものである。ここで、多層基板などの場合には、その個々の層や基板全体を貫通するスルーホールが設けられているのが通常である。
The
電子部品20は、一端側に第1の電極21、当該一端側に対向する他端側に第2の電極22を有するものである。このような電子部品20としては、セラミックコンデンサやチップ抵抗などが挙げられる。
The
そして、電子部品20は、第1の電極21、第2の電極22にてそれぞれ、回路基板10の一面11に対してはんだ30を介して固定されている。このはんだ30としては、一般的な共晶はんだや鉛フリーはんだなどが挙げられ、このはんだ30を介して、電子部品20と回路基板10とは電気的および機械的に接合されている。
And the
ここで、回路基板10において、当該回路基板10のうち第1の電極21とのはんだ30による固定部と、第2の電極22とのはんだ30による固定部との間に位置する部位を、回路基板10の固定部間部位13とする。具体的には、固定部とは、はんだ30と接触する回路基板10の部分である。
Here, in the
そして、本実施形態では、図1、図2に示されるように、回路基板10における固定部間部位13以外の部位よりも固定部間部位13の熱膨張・熱収縮の度合が小さくなるように、固定部間部位13の一面11には、穴14が設けられている。この穴14は、回路基板10を一面11から板厚方向に他面12まで貫通する貫通穴14であり、ここでは開口形状が円形の貫通穴14が、固定部間部位13に複数個設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the degree of thermal expansion / contraction of the
本実施形態では、図1、図2に示されるように、回路基板10の固定部間部位13に貫通穴14を設けることにより、回路基板10がはんだ30に応力(歪)として影響を及ぼすような膨張・収縮の度合を小さくすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
これは、貫通穴14を設けない場合に比べて、固定部間部位13にて発生した膨張・収縮が、固定部間部位13の貫通穴14により分断されることで、固定部間部位13の膨張・収縮の度合が大幅に小さくなり、電子部品20の膨張・収縮の度合に近づくことによるものである。
Compared with the case where the through
本実施形態の場合、図1中の矢印Yに示されるように、回路基板10のうち電子部品20の膨張・収縮の度合との差分が大きく上記応力に影響するような部位は、主に、貫通穴14が存在しない固定部間部位13以外の部位となる。なお、図1およびそれ以外の図において、矢印Yは、膨張・収縮の方向を示すものである。
In the case of the present embodiment, as indicated by an arrow Y in FIG. 1, a portion of the
つまり、回路基板10において、回路基板10がはんだ30に与える応力の主たる発生範囲が縮小されるため、結果的に、回路基板10と電子部品20とで、膨張・収縮度合の差分を小さくすることができ、上記応力を低減し、はんだ30のクラックの進行を抑制することができるのである。
That is, in the
このように、本実施形態によれば、電子部品20と回路基板10との2箇所の固定部間に位置する固定部間部位13に穴14を設けることにより、当該固定部間部位13の膨張・収縮度合をそれ以外の回路基板10の部位に比べて、小さいものとしているから、上記両者10、20の膨張・収縮度合の差をより小さくすることができ、はんだ30への応力を低減させることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, by providing the
また、本実施形態では、穴14を、回路基板10を一面11から厚さ方向に貫通する貫通穴14としているから、一般的なスルーホール形成工程を用いて、回路基板10に貫通穴14を容易に形成できる。
In this embodiment, since the
ここで、図3は回路基板10に形成される典型的なスルーホールTHの断面構成を示す図である。スルーホールTHは、ドリルなどで回路基板10に貫通穴を開けた後、表面の銅箔10aから穴の内面に亘って銅メッキMを施すことにより形成される。その後、表面の銅箔10aはエッチングにより所定の配線パターンにパターニングされる。
Here, FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a typical through hole TH formed in the
ここで、本実施形態においても、回路基板10がスルーホールTHを有する場合には、当該スルーホールTHの形成と同時に、貫通穴14を形成すればよい。一方、回路基板10がスルーホールTHを持たない場合には、別途、一般的なスルーホール形成工程を適用した穴開けを行うことにより、貫通穴14を形成すればよい。
Here, also in the present embodiment, when the
ここで、本実施形態の貫通穴14は、この図3に示されるスルーホールTHと同様に、穴の内面に銅めっきなどの導体が設けられているものであってもよいが、図4に示されるように、貫通穴14の内面に導体が存在せずに貫通穴14の内面は回路基板10のベースとなる絶縁材(たとえば樹脂やガラスエポキシなど)が露出した面とされたものであってもよい。
Here, the through
貫通穴14の内面に導体がある場合、一般に導体は金属だから、貫通穴14の部分における回路基板10の膨張・収縮の度合を小さくして電子部品20の膨張・収縮の度合に近づけるためには、そのような導体が貫通穴14の内部に存在しない方が望ましい。これは、膨張・収縮の算出係数である「線膨張係数」からも明らかである。
When there is a conductor on the inner surface of the through
ここで、電子部品20および回路基板10を構成する主な材料の線膨張係数を示しておく。ここでは、電子部品20はセラミックよりなり、回路基板10は銅箔パターンを有するガラスエポキシ基板としてのプリント基板よりなるものとする。この場合、セラミック:10ppm/℃、プリント基板全体の平均:15ppm/℃、銅:16ppm/℃、ガラス:5ppm/℃、エポキシ樹脂:77ppm/℃。このことから、導体が内部に存在しない貫通穴14が好ましいことは明白である。
Here, the linear expansion coefficient of the main material which comprises the
なお、本実施形態において、スルーホールTHを有する回路基板10に対して、このような導体が内部に存在しない貫通穴14を形成する場合には、上記銅箔10aをパターニングするときのエッチングによって、貫通穴14の内部の銅メッキMを同時に除去してやればよい。
In the present embodiment, when the through
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第1実施形態に比べて、貫通穴14に代えて有底穴15としたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device according to the second embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the bottomed
上記第1実施形態で設けられている穴は回路基板10を板厚方向に貫通する貫通穴14であったが、回路基板10が多層基板である場合、このような貫通穴14は基板の内層における配線自由度を妨げてしまう可能性がある。
The hole provided in the first embodiment is a through
そこで、この配線自由度の向上を実現する手段として、本実施形態では、図5に示されるように、穴15を非貫通穴すなわち回路基板10の一面11に開口しつつ底を有する有底穴15として構成している。
Therefore, as a means for realizing the improvement in the degree of freedom of wiring, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a bottomed hole having a bottom while opening the
この場合、表層のみの加工となるため、回路基板10から生じる膨張・収縮は貫通穴14を設けた場合よりも大きくなるが、電子部品20の固定部直近で発生する膨張・収縮を低減させる効果は得られるため、はんだ30への応力低減効果を得ることができる。そして、配線等を形成するためのスペースを回路基板10の内部に確保しやすくなるという利点がある。
In this case, since only the surface layer is processed, the expansion / contraction generated from the
ここで、図6は、本第2実施形態の他の例としての電子装置の概略断面構成を示す図である。これは、本実施形態の回路基板10に多層のガラスエポキシ基板を適用した場合において、好ましい形態を示す例である。ここでは、有底穴15によるはんだ応力低減効果を高める手段として、有底穴15の加工対象を回路基板10のエポキシ樹脂のみとしている。
Here, FIG. 6 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device as another example of the second embodiment. This is an example showing a preferable form when a multilayer glass epoxy substrate is applied to the
具体的には、図6に示される回路基板10は、内部にガラスクロス10cを有するとともにガラスクロス10cよりも一面11側にエポキシ樹脂の層10bを設けてなるものである。ここでは、多層のガラスエポキシ基板であり、ガラスクロス10cおよびエポキシ樹脂の層10bの組を1層として、これらが複数、積層され、各層間にはCuなどよりなる内層パターン10dが介在している。
Specifically, the
そして、有底穴15は、回路基板10の一面11からエポキシ樹脂の層10bのみを貫通してガラスクロス10cに到達し、ガラスクロス10cを底とする穴として構成されている。
The bottomed
これによれば、電子部品20よりも線膨張係数の大きいエポキシ樹脂を除去し、エポキシ樹脂よりも線膨張係数が小さく通常は電子部品20よりも線膨張係数が小さいガラスクロス10cを残すことで、回路基板10における固定間部位13の線膨張係数をガラスクロス10cの値に近づけることになる。
According to this, by removing the epoxy resin having a larger linear expansion coefficient than the
それゆえ、図6に示される構成は、固定部間部位13の膨張・収縮の度合を小さくして電子部品20の膨張・収縮の度合に近づけ、電子装置20と回路基板10とで膨張・収縮度合の差分をより小さくするには好ましい構成である。
Therefore, the configuration shown in FIG. 6 reduces the degree of expansion / contraction of the
ここで、本実施形態のような有底穴15は、レーザによる穴開け加工、ドリルによる穴開け加工などにより形成されるが、図6のように、エポキシ樹脂の層10bのみを貫通し、ガラスクロス10cを残す場合には、選択的な穴開け方法としてCO2レーザ加工が望ましい。ガラスクロス10cはエポキシ樹脂よりも大きいレーザ出力を要するため、レーザ出力を小さくすることでエポキシ樹脂のみの加工を行うことができる。
Here, the bottomed
本実施形態の有底穴15においても、めっきなどで穴の内面に金属を配置してもよいが、上記図4に示した貫通穴14と同様の理由から、穴の内面に導体が存在せずに穴の内面は回路基板10のベースとなる絶縁材が露出した面とされたものであってもよい。
In the bottomed
また、図7は、本第2実施形態のもう一つの他の例としての電子装置の概略断面構成を示す図である。この図7に示される例では、固定部間部位13において有底穴15の位置を、上記図5よりも電子装置20の電極固定部に極力近づけている。
FIG. 7 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device as another example of the second embodiment. In the example shown in FIG. 7, the position of the bottomed
つまり、本例では、有底穴15を、固定部間部位13にて第1の電極21との固定部に隣り合う部位、および、第2の電極22との固定部に隣り合う部位に位置させている。それによれば、回路基板10において、固定部間部位13にて有底穴15の位置を電極21、22の固定部に極力近づけることにより、回路基板10がはんだ30に与える応力の主たる発生範囲を更に限定できるから、当該応力を更に低減することができる。
That is, in this example, the bottomed
なお、この図7の例は上記貫通穴14にも適用できる。つまり、貫通穴14を、固定部間部位13にて各電極21、22との固定部に隣り合う部位に位置させてもよい。それによる効果は、有底穴15の場合と同様である。
The example of FIG. 7 can also be applied to the through
(第3実施形態)
図8は、本発明の第3実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第1実施形態に比べて、貫通穴14を開口形状が円形の丸穴から、開口形状が細長形状の長穴に代えたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device according to the third embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the through
図8に示されるように、本実施形態の貫通穴14は、第1の電極21から第2の電極22へ向かう方向とは直交する方向に延びる長穴形状のものである。つまり、この長穴は、回路基板10における電子部品20との一方の固定部から他方の固定部に向かう方向と直交する方向に延びる細長形状をなしている。
As shown in FIG. 8, the through
貫通穴14を単純な丸穴とする場合(上記図2参照)、穴14と穴14との間の部位から発生する膨張・収縮がはんだ30への応力として残りやすい。それに比べて、本実施形態によれば、固定部間部位13にて発生した膨張・収縮をより確実に分断することができるため、電子部品20と回路基板10との膨張・収縮度合の差を更に小さくでき、回路基板10がはんだ30に与える応力を低減する効果を高めることができる。
When the through
なお、この図8の例は上記有底穴15にも適用できる。つまり、有底穴15を、第1の電極21から第2の電極22へ向かう方向とは直交する方向に延びる長穴形状のものとしてもよい。それによる効果は、貫通穴14の場合と同様である。
The example of FIG. 8 can also be applied to the bottomed
(第4実施形態)
図9は、本発明の第4実施形態に係る電子装置の概略断面構成を示す図である。本実施形態は、上記第1実施形態に比べて、貫通穴14を、回路基板10のうち固定部間部位13だけでなく、さらに固定部間部位13以外の部位にまで設けたことが相違するものであり、ここでは、その相違点を中心に述べることとする。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an electronic device according to the fourth embodiment of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment in that the through
すなわち、本実施形態では、図9に示されるように、貫通穴14は、さらに、回路基板10のうち固定部間部位13以外の部位にて、第1の電極21との固定部の近傍および第2の電極22との固定部の近傍に設けられている。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 9, the through-
それによれば、回路基板10において固定部間部位13の外側の部位においても、当該部位に発生した膨張・収縮が貫通穴14により分断される。そのため、図9中の矢印Yに示されるように、回路基板10においてはんだ30に与える応力の主たる発生範囲が、さらに縮小される、上記応力の低減効果がさらに高められる。
Accordingly, the expansion / contraction generated in the portion of the
図10は、本第4実施形態の他の例としての電子装置の概略断面構成を示す図である。図9の例では、貫通穴14の例を示したが、貫通穴14に代えて有底穴15としても、その効果は同様に発揮されることは明らかである。
FIG. 10 is a diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of an electronic device as another example of the fourth embodiment. In the example of FIG. 9, the example of the through
また、図11は、本第4実施形態のもう一つの他の例としての電子装置の概略平面構成を示す図である。本実施形態においては、貫通穴14でも有底穴15でもよいが、その開口形状としては、図11(a)に示されるように、丸穴形状でもよいし、図11(b)に示されるように、長穴形状でもよい。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic plan configuration of an electronic device as another example of the fourth embodiment. In the present embodiment, the through
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、回路基板10における固定部間部位13の一面11に、有底穴15いわゆる凹みや、または貫通穴14といった穴14、15を設けたが、この穴14、15に代えて、刃具などにより回路基板10の一面11に切り込みをいれたもの、いわゆる切れ目を設けてもよい。その場合も、固定部間部位13の膨張・収縮の度合が小さくなることが期待できる。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the
また、電子部品20としては、一端側に第1の電極21、他端側に第2の電極22を有するものであればよいが、たとえばセラミックの超音波発振子などの3個以上の電極を有するものであってもよい。その場合でも、3個のうちの任意の2個の一方を第1の電極、他方を第2の電極として構成されたものとすることができる。
The
また、回路基板10の一面11には、複数個の電子部品20が搭載されていてもよく、その場合には、個々の電子部品20について、上記各実施形態の穴14、15を設けた構成を適用すればよいものである。
In addition, a plurality of
10 回路基板
10c ガラスクロス
10b エポキシ樹脂の層
11 回路基板の一面
13 回路基板の固定部間部位
14 貫通穴
15 有底穴
20 電子部品
21 電子部品の第1の電極
22 電子部品の第2の電極
30 はんだ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記回路基板(10)の方が前記電子部品(20)よりも線膨張係数が大きいものであり、
前記電子部品(20)は、一端側に第1の電極(21)、当該一端側に対向する他端側に第2の電極(22)を有するものであり、
前記電子部品(20)は、前記第1の電極(21)、前記第2の電極(22)にてそれぞれ、前記回路基板(10)に対してはんだ(30)を介して固定されている電子装置において、
前記回路基板(10)のうち前記第1の電極(21)との固定部と、前記第2の電極(22)との固定部との間に位置する部位である固定部間部位(13)には、前記一面(11)に穴(14、15)もしくは切れ目が設けられていることを特徴とする電子装置。 A circuit board (10) and an electronic component (20) mounted on one surface (11) of the circuit board (10);
The circuit board (10) has a larger linear expansion coefficient than the electronic component (20),
The electronic component (20) has a first electrode (21) on one end side and a second electrode (22) on the other end side facing the one end side,
The electronic component (20) is an electron fixed to the circuit board (10) via a solder (30) by the first electrode (21) and the second electrode (22), respectively. In the device
A portion (13) between the fixing portions which is a portion located between the fixing portion with the first electrode (21) and the fixing portion with the second electrode (22) in the circuit board (10). In the electronic device, holes (14, 15) or cuts are provided on the one surface (11).
前記有底穴(15)は、前記回路基板(10)の前記一面(11)から前記エポキシ樹脂の層(10b)のみを貫通して前記ガラスクロス(10c)を底とするものとされていることを特徴とする請求項4に記載の電子装置。 The circuit board (10) has a glass cloth (10c) inside and is provided with an epoxy resin layer (10b) on the one surface (11) side than the glass cloth (10c),
The bottomed hole (15) penetrates only the epoxy resin layer (10b) from the one surface (11) of the circuit board (10) and has the glass cloth (10c) as a bottom. The electronic device according to claim 4.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013239470A (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-28 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | Surface mounting substrate |
JP2017092203A (en) * | 2015-11-09 | 2017-05-25 | 株式会社デンソー | Electronic device |
JP2019533832A (en) * | 2016-12-27 | 2019-11-21 | 昆山工研院新型平板顕示技術中心有限公司Kunshan New Flat Panel Display Technology Center Co., Ltd. | Flexible display device and manufacturing method thereof |
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- 2011-01-24 JP JP2011012052A patent/JP2012156195A/en active Pending
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