JP2013004775A - Wiring body and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、配線体及び配線体の製造方法に関する。詳しくは、発熱量の大きな電子部品を搭載した配線体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a wiring body and a manufacturing method of the wiring body. Specifically, the present invention relates to a wiring body on which an electronic component having a large calorific value is mounted and a manufacturing method thereof.
例えば、液晶ディスプレイのバックライトとして使用される照明装置は、複数のLED発光素子を備えて構成されている。上記LED発光素子は、発熱量が大きいため、放熱性の高い金属基板等を備えて構成されることが多い。 For example, an illumination device used as a backlight of a liquid crystal display includes a plurality of LED light emitting elements. Since the LED light emitting element generates a large amount of heat, the LED light emitting element is often configured to include a metal substrate with high heat dissipation.
上記LED発光素子を用いて照明装置を構成する場合、平坦面に上記発光素子が配列されるとは限らない。このような場合、曲面あるいは屈曲面を有する金属基板等に上記発光素子が搭載されることになる。 When a lighting device is configured using the LED light emitting elements, the light emitting elements are not necessarily arranged on a flat surface. In such a case, the light emitting element is mounted on a metal substrate having a curved surface or a bent surface.
上記発光素子を効率よく金属基板上に搭載するには、半田リフロー処理を採用するのが望ましい。ところが、放熱性を高めるため上記金属基板等の熱容量が大きくなり、半田リフロー処理によって上記発熱素子を金属基板上に搭載するのは困難である。このため、従来は、手作業で各発光素子を金属基板上に接続する手法が採用されることが多く、製造効率が低くなるという問題があった。 In order to efficiently mount the light emitting element on the metal substrate, it is desirable to employ a solder reflow process. However, the heat capacity of the metal substrate or the like is increased in order to improve heat dissipation, and it is difficult to mount the heating element on the metal substrate by solder reflow processing. For this reason, conventionally, a method of manually connecting each light-emitting element onto a metal substrate is often employed, resulting in a problem that manufacturing efficiency is lowered.
上記不都合を回避するため、あらかじめ半田リフロー処理によって発光素子を搭載したフレキシブルプリント配線板を、ヒートシンク等の放熱性の高い金属構造体に積層する手法が考えられる。 In order to avoid the above inconvenience, a method of laminating a flexible printed wiring board on which a light emitting element is previously mounted by solder reflow processing on a metal structure having high heat dissipation such as a heat sink can be considered.
ところが、発光素子を搭載したフレキシブルプリント配線板を、金属構造体等に積層接着する際、上記発光素子に大きな押圧力を作用させることができないため、上記発光素子を搭載した領域の裏面と上記金属構造体表面との間に大きな押圧力を作用させることができない。このため、上記発光素子を設けた領域直下の領域に気泡が入りやすく、放熱性能が低下するという問題が生じやすい。 However, when the flexible printed wiring board on which the light emitting element is mounted is laminated and bonded to a metal structure or the like, a large pressing force cannot be applied to the light emitting element. A large pressing force cannot be applied to the surface of the structure. For this reason, bubbles tend to enter the region immediately below the region where the light emitting element is provided, and the problem that the heat dissipation performance is likely to deteriorate is likely to occur.
また、照明装置を構成する場合において、発光素子を曲面あるいは屈曲面に沿って配列しなければならない場合がある。このような場合、金属構造体のフレキシブルプリント配線板積層面が曲面形状あるいは屈曲形状に形成されているため、フレキシブルプリント配線板の全域を均一に押圧して積層接着するのは困難である。 Further, in the case of configuring a lighting device, it may be necessary to arrange the light emitting elements along a curved surface or a curved surface. In such a case, since the flexible printed wiring board lamination surface of the metal structure is formed in a curved shape or a bent shape, it is difficult to press the entire area of the flexible printed wiring board uniformly and laminate and bond them.
また、上記曲面あるいは屈曲面に沿ってフレキシブルプリント配線板を積層した場合、フレキシブルプリント配線板に歪が生じやすく、この歪によって接着剤層に気泡が入り易くなる。このため、金属基板の放熱性が阻害されて、発光素子の温度が上昇するという問題が生じやすい。 Moreover, when a flexible printed wiring board is laminated | stacked along the said curved surface or a bending surface, distortion will arise easily in a flexible printed wiring board, and it will become easy to enter a bubble into an adhesive bond layer by this distortion. For this reason, the heat dissipation of the metal substrate is hindered and the temperature of the light emitting element is likely to increase.
本願発明は、上記従来の問題を解決し、半田リフロー処理によって電子部品を搭載したフレキシブルプリント配線板を、放熱性を阻害することなく金属構造体に積層接着した配線体及び配線体の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a wiring body and a method of manufacturing a wiring body, in which a flexible printed wiring board on which electronic components are mounted by solder reflow processing is laminated and bonded to a metal structure without hindering heat dissipation. The issue is to provide.
本願の請求項1に記載した発明は、電子部品を搭載したフレキシブルプリント配線板を、放熱性のある金属構造体に積層して構成される配線体であって、上記フレキシブルプリント配線板の上記電子部品を搭載した領域の裏面側に設けられるとともに、35μm以上の厚みを有する補強銅箔層と、上記フレキシブルプリント配線板を上記金属構造体に接着する接着剤層とを備え、上記補強銅箔層と上記金属構造体との間の接着剤層における気泡率が、他の領域の接着剤層の気泡率より小さく設定されているものである。
The invention described in
本願発明に係る配線体では、フレキシブルプリント配線板に半田リフロー処理によって電子部品を搭載した後に、上記フレキシブルプリント配線板を、放熱性を有する金属構造体に積層接着する。 In the wiring body according to the present invention, after the electronic component is mounted on the flexible printed wiring board by solder reflow processing, the flexible printed wiring board is laminated and bonded to a metal structure having heat dissipation.
本願発明では、上記フレキシブルプリント配線板の少なくとも上記電子部品を搭載した領域の裏面側に35μm以上の厚みを有する補強銅箔層が設けられている。上記補強銅箔層を設けることにより、上記電子部品搭載領域の剛性が高まる。また、上記銅箔の厚み分、電子部品搭載領域直下の領域が段付き状に盛り上がった形態を備えることになる。 In this invention, the reinforced copper foil layer which has a thickness of 35 micrometers or more is provided in the back surface side of the area | region which mounted the said electronic component at least of the said flexible printed wiring board. By providing the reinforced copper foil layer, the rigidity of the electronic component mounting region is increased. Moreover, the area | region immediately under the electronic component mounting area | region for the thickness of the said copper foil is provided with the form which rose in stepped form.
上記構成によって、電子部品を直接押圧した場合においては、押圧力を上記補強銅箔層形成部分に集中させることが可能となり、上記補強銅箔層と上記金属構造体表面との間にある気泡を接着剤層とともに周囲に押し出すように積層接着することが可能となり、上記電子部品搭載領域直下の気泡率を、他の領域より小さくすることが可能となる。 With the above configuration, when the electronic component is directly pressed, it becomes possible to concentrate the pressing force on the reinforcing copper foil layer forming portion, and the air bubbles between the reinforcing copper foil layer and the metal structure surface are removed. It becomes possible to laminate and bond together with the adhesive layer so as to be pushed out to the periphery, and the bubble rate immediately below the electronic component mounting area can be made smaller than that in other areas.
また、上記補強銅箔層によって上記電子部品搭載領域の剛性が高くなるため、上記電子部品搭載領域の周囲を押圧した場合においても、上記電子部品搭載領域に大きな押圧力を作用させることが可能となる。これにより、フレキシブルプリント配線板を積層接着する工程において、上記電子部品搭載領域における気泡を接着剤とともに周囲に押し出すことができる。したがって、上記電子部品搭載領域における放熱性を他の領域に比べて高めることができる。 Moreover, since the rigidity of the electronic component mounting area is increased by the reinforcing copper foil layer, it is possible to apply a large pressing force to the electronic component mounting area even when the periphery of the electronic component mounting area is pressed. Become. Thereby, in the step of laminating and bonding the flexible printed wiring boards, the bubbles in the electronic component mounting area can be pushed out together with the adhesive. Therefore, the heat dissipation in the electronic component mounting area can be enhanced as compared with other areas.
一方、電子部品搭載領域以外の領域における気泡率が大きくなるが、上記銅箔は熱伝導率が高く、しかも、上記電子部品搭載領域直下の領域の放熱性を確保できるため、電子部品の温度が上昇することはない。 On the other hand, the bubble rate in areas other than the electronic component mounting area increases, but the copper foil has a high thermal conductivity, and since heat dissipation in the area immediately below the electronic component mounting area can be ensured, the temperature of the electronic component is reduced. It will not rise.
放熱性を確保するため、請求項2に記載した発明のように、上記補強銅箔層と上記金属構造体との間の接着剤層における気泡率が、20%以下となるように設定するのが好ましい。上記気泡率となるように、作用させる押圧力、押圧時間等を設定して、上記フレキシブルプリント配線板と上記金属構造体との積層工程が行われる。上記気泡率とすることにより、放熱性を阻害することなく、プリント配線板を積層することが可能となる。なお、本願発明では、厚み方向への熱伝導が気泡によって阻害されることが問題となるため、接着剤層中の体積あたりの気泡率はあまり重要ではなく、接着剤層中の気泡を接着面に投影した面積割合が重要である。したがって、本願発明では、接着剤層中の気泡を接着面に投影した面積割合で気泡率を求めることとする。
In order to ensure heat dissipation, the bubble rate in the adhesive layer between the reinforcing copper foil layer and the metal structure is set to 20% or less as in the invention described in
上記銅箔は、絶縁性基材の両側に銅箔を設けた両面フレキシブルプリント配線板の片面の銅箔を厚く設定し、上記電子部品搭載領域以外をエッチング等で除去することにより、設けることができる。 The copper foil can be provided by setting the copper foil on one side of the double-sided flexible printed wiring board provided with copper foil on both sides of the insulating substrate to be thick and removing the area other than the electronic component mounting area by etching or the like. it can.
請求項3に記載した発明のように、積層工程における押圧力を効率良く作用させるために、上記補強銅箔層を、少なくとも上記電子部品の接続電極が接続される領域の裏面側に設けるのが好ましい。また、上記接続電極は、熱の伝導経路でもあるため、電子部品で発生した熱を効率よく金属構造体に伝導して放熱することが可能となる。なお、上記接続電極には、例えば、放熱用に設けられる通電されない電極も含まれる。
As in the invention described in
さらに、気泡が入るのを防止するため、請求項4に記載した発明のように、上記補強銅箔層を、上記電子部品を搭載した領域より外側に設定された押圧領域を備えて構成するのが好ましい。上記押圧領域を設けることにより、上記電子部品搭載領域に作用する押圧力をより高めることが可能となる。
Furthermore, in order to prevent air bubbles from entering, as in the invention described in
なお、上記押圧領域は、上記電子部品搭載領域を挟んだ両側に対称に設けるのが望ましい。これにより、押圧力を上記電子部品搭載領域の全域に偏りなく作用させることが可能となる。 It is desirable that the pressing area is provided symmetrically on both sides of the electronic component mounting area. As a result, the pressing force can be applied to the entire electronic component mounting area without any deviation.
気泡が入るのを防止するとともに放熱性を確保するため、請求項5に記載された発明のように、上記銅箔を、上記電子部品を搭載した領域の80%以上に設けるのが好ましい。たとえば、上記補強銅箔層を利用してフレキシブルプリント配線板を両面基板として利用する場合等に適用される。
In order to prevent air bubbles from entering and ensure heat dissipation, it is preferable to provide the copper foil in 80% or more of the area where the electronic component is mounted as in the invention described in
さらに、気泡の排除効果を高めるため、請求項7に記載した発明のように、上記補強銅箔層を70μm以上の厚さに設定するのが好ましい。
Furthermore, in order to enhance the effect of eliminating bubbles, it is preferable to set the reinforced copper foil layer to a thickness of 70 μm or more as in the invention described in
上記フレキシブルプリント配線板の構成及び種類は特に限定されることはない。電子部品を搭載した回路面を片面に設けた片面フレキシブルプリント配線板のみならず、両面プリント配線板を採用することができる。 The configuration and type of the flexible printed wiring board are not particularly limited. Not only a single-sided flexible printed wiring board having a circuit surface on which electronic components are mounted on one side, but also a double-sided printed wiring board can be employed.
上記金属構造体の材料も特に限定されることはない。たとえば、アルミニウム製の金属構造体を採用することができる。また、金属構造体の形態も特に限定されることはない。たとえば、平坦板状の金属構造体を採用することができる。また、請求項6に記載した発明のように、上記金属構造体におけるフレキシブルプリント配線板の積層面が、曲面又は屈曲面であるものを採用できる。
The material of the metal structure is not particularly limited. For example, a metal structure made of aluminum can be employed. Further, the form of the metal structure is not particularly limited. For example, a flat plate-like metal structure can be employed. In addition, as in the invention described in
この場合、上記フレキシブルプリント配線板は、湾曲状態又は屈曲状態で積層接着されることになる。本願発明では、上記銅箔を設けているため、上記電子部品搭載領域の剛性が高まる。これにより、上記電子部品搭載領域において歪が生じにくく、接着剤層に気泡が入るのを抑制することができる。また、電子部品搭載領域ないし押圧領域に押圧力を作用させるため、曲面状の積層面にも容易に積層することが可能となる。 In this case, the flexible printed wiring board is laminated and bonded in a curved state or a bent state. In this invention, since the said copper foil is provided, the rigidity of the said electronic component mounting area increases. Thereby, it is hard to produce distortion in the said electronic component mounting area | region, and it can suppress that a bubble enters into an adhesive bond layer. Further, since the pressing force is applied to the electronic component mounting area or the pressing area, it can be easily stacked on a curved surface.
また、上記金属構造体として、請求項8に記載した発明のように、放熱フィン等の放熱手段を備えるヒートシンクを採用することができる。
Further, as the metal structure, a heat sink including a heat radiating means such as a heat radiating fin can be adopted as in the invention described in
本願発明に係る配線体は、種々の電子装置に適用できる。たとえば、請求項9に記載した発明のように、上記電子部品として発光素子を採用し、照明装置を構成することができる。
The wiring body according to the present invention can be applied to various electronic devices. For example, as in the invention described in
請求項10に記載した発明は、発熱する電子部品を搭載した配線体の製造方法であって、少なくとも上記電子部品を搭載した領域の裏面側に、35μm以上の厚みを有する補強銅箔層を備えるフレキシブルプリント配線板を製造するフレキシブルプリント配線板製造工程と、上記フレキシブルプリント配線板に、半田リフロー処理によって上記電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、上記フレキシブルプリント配線板を、接着剤層を介して金属構造体に積層する積層工程とを含み、上記積層工程において、上記銅箔と上記金属構造体表面の間の気泡を接着剤層とともに押し出すように、上記電子部品及び/又は上記フレキシブルプリント配線板が押圧積層されるものである。
The invention described in
本願発明では、上記補強銅箔層を設けているため、電子部品を直接押圧した場合において、上記押圧力を、上記補強銅箔層を設けた領域に集中させることができる。このため、上記補強銅箔層と上記金属構造体表面の間の接着剤層を気泡とともに押し出すようにして、上記フレキシブルプリント配線板を積層することができる。 In this invention, since the said reinforcement copper foil layer is provided, when an electronic component is pressed directly, the said pressing force can be concentrated on the area | region which provided the said reinforcement copper foil layer. For this reason, the said flexible printed wiring board can be laminated | stacked so that the adhesive bond layer between the said reinforcement copper foil layer and the said metal structure body surface may be extruded with a bubble.
また、上記補強銅箔層によって上記電子部品搭載領域の剛性が高まり、この領域の周囲を押圧した場合にも、上記補強銅箔層に大きな押圧力を作用させることが可能となる。この結果、上記積層工程において、上記補強銅箔層と上記金属構造体表面の間の接着剤層内の気泡を、上記接着剤層とともに押し出すように、上記電子部品及び上記フレキシブルプリント配線板を押圧することができる。 Further, the rigidity of the electronic component mounting region is increased by the reinforcing copper foil layer, and a large pressing force can be applied to the reinforcing copper foil layer even when the periphery of this region is pressed. As a result, in the laminating step, the electronic component and the flexible printed wiring board are pressed so as to extrude air bubbles in the adhesive layer between the reinforcing copper foil layer and the metal structure surface together with the adhesive layer. can do.
上記積層工程における押圧部位は特に限定されることはない。請求項11に記載した発明のように、上記押圧工程を、搭載した電子部品に対して押圧力を作用させる電子部品押圧工程を含むように行うことができる。なお、上記電子部品押圧工程は、電子部品を破壊しない、もしくは故障させない程度の力を作用させることにより行うことができる。
The pressing part in the said lamination process is not specifically limited. As in the invention described in
請求項12に記載した発明は、上記押圧工程を、上記電子部品を搭載した領域より外側に設定された上記銅箔の押圧領域を押圧する銅箔押圧工程を含んで行うものである。
The invention described in
上記押圧領域を押圧することにより、電子部品搭載領域の周囲を押圧した場合であっても、電子部品搭載領域に大きな押圧力を作用させて気泡を押し出すことが可能となる。 By pressing the pressing area, even when the periphery of the electronic component mounting area is pressed, it is possible to push out bubbles by applying a large pressing force to the electronic component mounting area.
電子部品搭載領域の裏面側の気泡を押し出すことにより熱伝導性を高め、電子部品から発生する熱を効率よく放熱することができる配線体を得ることができる。 By extruding air bubbles on the back surface side of the electronic component mounting region, it is possible to obtain a wiring body that can improve heat conductivity and efficiently dissipate heat generated from the electronic component.
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1から図3に、本願発明の第1の実施形態を示す。図1は、第1の実施形態に用いられるフレキシブルプリント配線板1の要部断面図である。フレキシブルプリント配線板1は、ポリイミド等の絶縁性樹脂から形成された基材フィルム2と、この基材フィルム2の上面に積層された銅箔から形成される回路パターン3と、この回路パターン3の所定部位において露出させられた電子部品接続電極4と、この電子部品接続電極4に、半田11を介して接続される電子部品5と、上記電子部品接続電極以外の領域を覆うカバー層6及び接着剤層7とを備えて構成されている。上記電子部品5として、LED発光素子が採用されており、上記電子部品5の下面に設けられた電極10と上記電子部品接続電極4とが、半田11を介して接続されている。
1 to 3 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a flexible printed
本実施形態では、上記フレキシブルプリント配線板1として両面フレキシブルプリント配線板が採用されており、裏面側にも図示しない回路パターンを形成する銅箔11が積層されている。また、裏面側にも、上記銅箔11によって形成される回路パターンを保護するカバー層8及び接着剤層9が設けられている。
In the present embodiment, a double-sided flexible printed wiring board is employed as the flexible printed
図1に示すように、上記電子部品5を搭載した領域の裏面側に、裏面側回路パターンを形成する銅箔11を残して形成される補強銅箔層12が設けられている。本実施形態では、上記補強銅箔層の厚みは35μmに設定されており、周囲の領域より上記電子部品搭載領域の裏面が上記厚み分だけ凸状に突出した形態に形成されている。上記フレキシブルプリント配線板1は、放熱性のある金属構造体に積層接着される。
As shown in FIG. 1, a reinforced
図2は、上記フレキシブルプリント配線板1を金属構造体15に積層接着する直前の状態を示す断面図である。この図に示すように、上記フレキシブルプリント配線板1は、接着剤層16を介して上記金属構造体15に積層接着される。上記接着剤層16には気泡17が多数含まれており、そのままでは接着剤層16の熱伝導率が低くなって所要の放熱性能を確保できない。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state immediately before the flexible printed
図2に示す状態から、プレス型20を用いて上記電子部品5の周囲の領域に所定の圧力を作用させることにより、フレキシブルプリント配線板1を金属構造体15に積層接着する積層工程が行われる。本実施形態では、上記電子部品搭載領域の裏面側に、厚さ35μmの補強銅箔層12が設けられているため、上記補強銅箔層12によって形成された凸状部が、上記金属構造体15の表面に所定厚みで存在する接着剤層16を押し退けるように押圧される。これにより、上記補強銅箔層12と上記金属構造体15の表面に介在する接着剤層16の一部が、上記補強銅箔層12を設けた領域から押し出されるように変形させられるとともに、上記気泡17が上記電子部品搭載領域から押し出される。
From the state shown in FIG. 2, a laminating step of laminating and bonding the flexible printed
上記積層工程が終了した配線体100は、図3に示すように、上記補強銅箔層12と上記金属構造体15との間の接着剤層16における気泡率が、周囲の領域の気泡率より小さくなる。これにより、上記電子部品搭載領域直下の領域における熱伝導性能が、接着剤層に含まれる上記気泡17によって低下するのを防止することが可能となり、電子部品5から生じた熱を効率よく上記金属構造体15に伝導させて放熱させることが可能となる。
As shown in FIG. 3, the
上記電子部品5は、半田リフロー処理によって上記フレキシブルプリント配線板1に接続することができるため、従来の手作業による電子部品接続工程に比べて、作業効率が格段に高まる。
Since the
また、上記補強銅箔層12を設けることにより、上記電子部品搭載領域の剛性が大きくなる。これにより、上記電子部品搭載領域の周囲を押圧しても、上記電子部品搭載領域の内側に大きな押圧力を作用させることができる。また、電子部品を直接押圧する場合でも、押圧力を、上記補強銅箔層を設けた部分に集中させることができる。このため、上記気泡17を接着剤層16の一部とともに、効率よく周囲の領域に排除することが可能となる。
Further, by providing the reinforcing
図4に、本願発明の第2の実施形態を示す。この実施形態は、本願発明に係るフレキシブルプリント配線板201を、屈曲部250を有する金属構造体215に積層接着したものである。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a flexible printed
図4に示すように、本実施形態では、片面に回路パターンが形成された片面フレキシブルプリント配線板201が採用されている。このため、第1の実施形態における裏面側には、回路保護のためのカバー層等を設ける必要がない。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a single-sided flexible printed
本願発明では、上記電子部品搭載領域の裏面にのみ補強銅箔層212を設けているため、フレキシブルプリント配線板201の上記補強銅箔層212を設けた領域以外の領域の屈曲性は高い。このため、上記金属構造体215の屈曲面に沿って上記フレキシブルプリント配線板201を積層接着することができる。
In the present invention, since the reinforcing
しかも、本実施形態では、上記電子部品搭載領域及びその周囲の部分を押圧することにより、上記電子部品搭載領域直下の接着剤層を変形させて気泡を押し出し、放熱性を確保することができる。また、上記フレキシブルプリント配線板201の電子部品搭載領域の剛性が高いため変形しにくい。このため、フレキシブルプリント配線板201における電子部品搭載領域に歪等が生じにくく、気泡の発生を抑制することもできる。なお、屈曲角度は限定されることはなく、断面L字状の金属構造体の屈曲面に沿って積層接着することができる。
In addition, in the present embodiment, by pressing the electronic component mounting region and the surrounding portion, the adhesive layer immediately below the electronic component mounting region is deformed to extrude bubbles, thereby ensuring heat dissipation. Moreover, since the rigidity of the electronic component mounting area of the flexible printed
図5に本願発明に係る第3の実施形態を示す。フレキシブルプリント配線板を金属構造体に対して積層接着する際に、フレキシブルプリント配線板が横方向にずれると、気泡をうまく押し出すことができない。このため、上記積層工程において、フレキシブルプリント配線板を位置決めしつつ押圧できるように構成するのが望ましい。 FIG. 5 shows a third embodiment according to the present invention. When the flexible printed wiring board is laminated and bonded to the metal structure, if the flexible printed wiring board is displaced laterally, the bubbles cannot be pushed out well. For this reason, in the said lamination process, it is desirable to comprise so that it can press, positioning a flexible printed wiring board.
図5に示す第3の実施形態では、フレキシブルプリント配線板301と金属構造体315とを積層方向に相対動可能係着できる位置決めピン330を用いて積層工程が行われる。上記フレキシブルプリント配線板301及び上記金属構造体315には位置決め孔が形成されているとともに、上記位置決めピンが連通挿されている。このため、上記フレキシブルプリント配線板301と上記金属構造体315とを横方向にずれることなく押圧力を作用させて積層接着することができる。
In the third embodiment shown in FIG. 5, the laminating process is performed using
図6〜図8に、本願発明の第4の実施形態を示す。この実施形態を用いて、本願発明の作用効果を確認する。本実施形態では、電子部品としてLED発光素子405が搭載されている。
6 to 8 show a fourth embodiment of the present invention. The effect of this invention is confirmed using this embodiment. In the present embodiment, an LED
第4の実施形態では、矩形板状の金属構造体415の一辺にそって複数個のLED発光素子405を搭載したフレキシブルプリント配線板401が積層接着されている。上記フレキシブルプリント配線板401の構成は、上述した実施形態と同様であるので説明は省略する。
In the fourth embodiment, a flexible printed
この実施形態を用いて、補強銅箔層を設ける領域及び銅箔の厚みによって、接着剤層の気泡率及び放熱特性がどのように変化するかを検証した。 Using this embodiment, it was verified how the bubble rate and heat dissipation characteristics of the adhesive layer change depending on the region where the reinforcing copper foil layer is provided and the thickness of the copper foil.
図7に示すように、本実施形態に係る発光素子405は、8mm×5mmの搭載面積を備えている。上記LED発光素子405の搭載面積に対して、フレキシブルプリント配線板401の裏面に設けられる補強銅箔層の面積、補強銅箔の厚みを変更して、発光素子405の温度上昇、接続電極間における半田温度及び上記補強銅箔層を設けた領域における接着剤層の気泡率を測定した。なお、上記気泡率は、超音波探傷装置を用いて金属構造体側から金属構造体表面とフレキシブルプリント配線板間の接着剤層を観察し、気泡の投影面積の割合から算出した。
As shown in FIG. 7, the
図8において、比較例1は、フレキシブルプリント配線板(FPC)を熱プレスによって上記金属構造体415に積層接着した後にLED発光素子405を接続して構成されたものである。また、比較例2は、裏面に補強銅箔層を有しないフレキシブルプリント配線板(FPC)にLED発光素子405を接続した後に金属構造体415に積層接着して構成されたものである。
In FIG. 8, Comparative Example 1 is configured by connecting a LED
実施例1から実施例6は、いずれもLED発光素子405を搭載した領域の裏面側に銅箔を設けて構成されたものである。実施例1から実施例3及び実施例6は、上記LED発光素子405を設けた領域の直下にのみ補強銅箔層を設けたものである。また、実施例4及び実施例5は、図7に示すように、上記LED搭載領域より広い部分に補強銅箔層を設けたものである。また、実施例1は、補強銅箔層の厚みが18μmであり、実施例2及び実施例4〜実施例6は、補強銅箔層の厚みが35μmであり、実施例3は、補強銅箔層の厚みが70μmのものを採用している。
Each of Examples 1 to 6 is configured by providing a copper foil on the back side of the region where the LED
計測項目として、LED発光素子405の温度及び電極接続部の半田の温度を採用した。上記LED発光素子405の温度は、LED通電時の電圧降下量を測定し、その値と温度特性とから導いたものである。上記半田の温度は、中央部のLED発光素子の半田に貼り付けた熱電対によって測定した値である。
As the measurement items, the temperature of the LED
上記図8から明らかなように、LED発光素子405を接続したフレキシブルプリント配線板を従来と同様の手法で積層接着した場合(比較例2)の温度上昇は、フレキシブルプリント配線板を積層接着した後にLED発光素子405を接続した場合(比較例1)にくらべて5℃以上高くなる。また、上記気泡率の値も上記温度上昇に対応している。このため、比較例2の手法では、LED発光素子405から発生する熱を充分に放熱できないことが判る。
As apparent from FIG. 8, the temperature rise in the case where the flexible printed wiring board connected with the LED
一方、LED発光素子405の直下に補強銅箔層を設けた実施例では、いずれの場合も上記比較例2よりLED発光素子の温度上昇の値が低い。また、上記LED発光素子405の直下の領域より大きな領域に銅箔を設けた場合(実施例4及び実施例5)は、LED発光素子の温度上昇がより小さくなることが判る。さらに、LED発光素子405の直下の領域より小さい範囲に銅箔を設定した場合(実施例6)にも所定の効果を期待することができる。
On the other hand, in the example in which the reinforcing copper foil layer is provided directly under the LED
ただし、補強銅箔層の厚みが18μmの構成(実施例1)では、LED発光素子の温度上昇を低下させることができない。 However, in the configuration in which the thickness of the reinforcing copper foil layer is 18 μm (Example 1), the temperature rise of the LED light emitting element cannot be reduced.
補強銅箔層の厚みが35μmの場合は、いずれの場合もLED温度上昇及び半田温度が使用可能な範囲となっている。このため、補強銅箔層の厚みは、35μm以上に設定するのが好ましい。さらに、70μm以上にするのがより好ましいことが判る。 When the thickness of the reinforcing copper foil layer is 35 μm, the LED temperature rise and the solder temperature are in a usable range in any case. For this reason, it is preferable to set the thickness of the reinforcing copper foil layer to 35 μm or more. Furthermore, it can be seen that the thickness is more preferably 70 μm or more.
上記の各実施例における、上記補強銅箔層と上記金属構造体との間の接着剤層の気泡率は、上述したLED温度上昇にほぼ対応している。したがって、上記接着剤層の気泡率をコントロールすることにより、配線体の温度上昇を低下させることができる。 The bubble rate of the adhesive layer between the reinforcing copper foil layer and the metal structure in each of the above examples substantially corresponds to the LED temperature increase described above. Therefore, the temperature rise of the wiring body can be reduced by controlling the bubble rate of the adhesive layer.
上記試験結果から明らかなように、上記補強銅箔層と上記金属構造体との間の接着剤層における気泡率が、20%以下となるように構成するのが好ましい。 As is apparent from the test results, it is preferable that the air bubble ratio in the adhesive layer between the reinforcing copper foil layer and the metal structure is 20% or less.
電子部品を搭載したフレキシブルプリント配線板を、放熱性を確保しつつ金属構造体に積層接着して構成される配線体を提供できる。 A wiring body constituted by laminating and bonding a flexible printed wiring board on which electronic components are mounted to a metal structure while ensuring heat dissipation can be provided.
1 フレキシブルプリント配線板
5 電子部品
12 補強銅箔層
15 金属構造体
16 接着剤層
17 気泡
100 配線体
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記フレキシブルプリント配線板の上記電子部品を搭載した領域の裏面側に設けられるとともに、35μm以上の厚みを有する補強銅箔層と、
上記フレキシブルプリント配線板を上記金属構造体に接着する接着剤層とを備え、
上記補強銅箔層と上記金属構造体との間の接着剤層における気泡率が、他の領域の接着剤層の気泡率より小さい、配線体。 It is a wiring body configured by laminating a flexible printed wiring board carrying electronic components on a metal structure with heat dissipation,
Reinforced copper foil layer having a thickness of 35 μm or more, provided on the back side of the area where the electronic component of the flexible printed wiring board is mounted,
An adhesive layer for bonding the flexible printed wiring board to the metal structure,
A wiring body in which an air bubble rate in an adhesive layer between the reinforcing copper foil layer and the metal structure is smaller than an air bubble rate of an adhesive layer in another region.
少なくとも上記電子部品を搭載した領域の裏面側に、35μm以上の厚みを有する補強銅箔層を備えるフレキシブルプリント配線板を製造するフレキシブルプリント配線板製造工程と、
上記フレキシブルプリント配線板に、半田リフロー処理によって上記電子部品を搭載する電子部品搭載工程と、
上記フレキシブルプリント配線板を、接着剤層を介して金属構造体に積層する積層工程とを含み、
上記積層工程において、上記補強銅箔層と上記金属構造体表面の間の気泡を接着剤層とともに押し出すように、上記電子部品及び上記フレキシブルプリント配線板が押圧積層される、配線体の製造方法。 A method of manufacturing a wiring body having electronic components that generate heat,
A flexible printed wiring board manufacturing process for manufacturing a flexible printed wiring board having a reinforced copper foil layer having a thickness of 35 μm or more on at least the back surface side of the region where the electronic component is mounted;
An electronic component mounting step of mounting the electronic component on the flexible printed wiring board by a solder reflow process;
A laminating step of laminating the flexible printed wiring board on a metal structure via an adhesive layer,
The method of manufacturing a wiring body, wherein the electronic component and the flexible printed wiring board are pressed and laminated so that air bubbles between the reinforcing copper foil layer and the surface of the metal structure are extruded together with an adhesive layer in the laminating step.
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