JP2013171963A - プリント基板装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱部が設けられる電子部品と、電子部品からの熱を伝達するための伝熱面を一面に有するプリント基板とを備え、伝熱面に一端を開口してプリント基板の両面間にわたる複数の放熱用のスルーホールがプリント基板に設けられるプリント基板装置において、電子部品およびプリント基板間にはんだペーストのリフローではんだを充填するようにした上で、放熱用のスルーホールに溶融したはんだが流入することを防止する。
【解決手段】伝熱面１１が、はんだペーストを付着したはんだ領域２０と、該はんだ領域２０のはんだペーストがリフローで溶融してスルーホール１６に流入するのを阻止すべくスルーホール１６の一端開口部をレジストで囲むようにしてはんだ領域２０内に配置されるレジスト領域２１，２２，２３，２４とに区分され、はんだ領域２０が放熱部９のプリント基板１０への投影範囲よりも大きく設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、裏面に放熱部が設けられる電子部品と、該電子部品が実装されるとともに前
記電子部品からの熱を伝達するための伝熱面を一面に有するプリント基板とを備え、前記
伝熱面に一端を開口して前記プリント基板の両面間にわたる複数の放熱用のスルーホール
が前記プリント基板に設けられるプリント基板装置、ならびにそのプリント基板装置を構
成要素の一部とした電子機器に関する。

電子部品側で生じた熱をプリント基板の伝熱面に伝達するために、電子部品が接着剤で
プリント基板の伝熱面に接着されるようにしたものが、特許文献１で知られている。

特開平８−１１１５６８号公報

電子部品からの放熱性を高めるために、特許文献１で開示された接着剤に代えてはんだ
ペーストをリフローして電子部品および伝熱面間にはんだを充填することが考えられるが
、その場合、プリント基板に設けられる放熱用のスルーホールが電子部品の直下で伝熱面
に開口していると、はんだペーストのリフロー時に溶融したはんだがスルーホール内に流
入し、プリント基板の他の導電パターンに接触し、ショートする可能性がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、放熱性を高めるために電子部品お
よびプリント基板間にはんだペーストのリフローではんだを充填するようにした上で、放
熱用のスルーホールに溶融したはんだが流入することを防止し得るようにしたプリント基
板装置、ならびにそのようなプリント基板装置を用いて放熱性を高めた電子機器を提供す
ることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、裏面に放熱部が設けられる電子部品と、該電子
部品が実装されるとともに前記電子部品からの熱を伝達するための伝熱面を一面に有する
プリント基板とを備え、前記伝熱面に一端を開口して前記プリント基板の両面間にわたる
複数の放熱用のスルーホールが前記プリント基板に設けられるプリント基板装置において
、前記伝熱面が、前記電子部品および前記伝熱面間に配置されるはんだペーストを付着し
たはんだ領域と、該はんだ領域のはんだペーストがリフローで溶融して前記スルーホール
に流入するのを阻止すべく前記スルーホールの一端開口部をレジストで囲むようにして前
記はんだ領域内に配置されるレジスト領域とに区分され、前記はんだ領域が前記放熱部の
前記プリント基板への投影範囲よりも大きく設定されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記電子部品を実装するための複数の電極
が並ぶ実装領域が前記伝熱面の外側で前記プリント基板の一面に配置され、前記はんだ領
域が、前記実装領域の電極配置方向と並列に配置される複数の前記レジスト領域で、複数
の前記レジスト領域で囲まれて前記伝熱面の中央部に配置される中央部分と、複数の前記
レジスト領域の外側に配置される外側部分と、前記中央部分および前記外側部分間を結ん
で前記電極配置方向と平行に延びるようにして複数の前記レジスト領域間に配置される帯
状の連絡部分とに区画されることを第２の特徴とする。

本発明は、第２の特徴の構成に加えて、前記レジスト領域よりもレジスト厚を薄くした
外側レジスト領域が、前記実装領域および前記はんだ領域間に介在するようにして前記プ
リント基板の一面に設定されることを第３の特徴とする。

本発明は、第２または第３の特徴の構成に加えて、前記はんだ領域内に配置される前記
レジスト領域のレジストが前記電子部品の放熱部に接触することを第４の特徴とする。

本発明は、第１〜第４の特徴の構成のいずれかに加えて、前記プリント基板の他面に形
成される導電パターンを含む複数層の導電パターンが前記スルーホールと熱的に接触する
ようにして前記プリント基板に形成されることを第５の特徴とする。

さらに本発明は、第１〜第５の特徴のいずれかの前記プリント基板装置を含む電子機器
であって、前記プリント基板装置を収容する筐体と、前記プリント基板との間に、前記電
子部品からの熱を前記筐体側に伝達する熱伝導材が介装されることを第６の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、プリント基板の一面に設定される伝熱面が、はんだ領域
と、はんだ領域のはんだペーストが溶融してスルーホールに流入するのを阻止すべくスル
ーホールの一端開口部をレジストで囲むようにしてはんだ領域内に配置されるレジスト領
域とに区分され、はんだ領域が放熱部のプリント基板への投影範囲よりも大きく設定され
るので、前記投影範囲および前記投影範囲の外側で溶融したはんだをはんだの多い領域か
らはんだの少ない領域に流出させることによってはんだが逃げ易くなり、スルーホールに
はんだが流れ込むことを防止し、はんだの厚みを一定に保つことができ、電子部品の放熱
部からプリント基板側への熱伝導率を高めることができる。

また本発明の第２の特徴によれば、はんだ領域が、実装領域の電極配置方向と並列に配
置される複数のレジスト領域によって、前記伝熱面の中央部に配置される中央部分と、各
レジスト領域の外側に配置される外側部分と、中央部分および外側部分間を結んで電極配
置方向と平行に延びるようにして各レジスト領域間に配置される帯状部分とに区画される
ので、はんだ領域の中央部を複数のレジスト領域で囲むことによって比較的大きなマスを
有するはんだを電子部品およびプリント基板間に介在させて電子部品の放熱部からプリン
ト基板側への熱伝導率を高めることができる。またはんだ領域の中央部分および外側部分
が帯状の連絡部分で結ばれるので連絡部分を介して中央部分および外側部分間でのはんだ
の出入りが可能となり、はんだむらが生じるのを防止して中央部分で充分なはんだ量を確
保することができる。しかも連絡部分は実装領域の電極配列方向と平行に延びる帯状のも
のであるので、はんだ領域の中央部分および外側部分間でのはんだの流れ方向が実装領域
と平行になり、実装領域側にはんだが流れることを抑制することができる。

本発明の第３の特徴によれば、はんだ領域内のレジスト領域よりもレジスト厚を薄くし
た外側レジスト領域が実装領域およびはんだ領域間に介在しているので、はんだ領域から
実装領域側にはんだがはみ出すことを極力抑制することができ、しかも外側レジスト領域
のレジスト厚がはんだ領域内のレジスト領域のレジスト厚よりも薄いので、はんだ領域の
はんだがスルーホール側に流れ込むことはない。

本発明の第４の特徴によれば、はんだ領域内のレジスト領域のレジストを電子部品の放
熱部に接触させることにより、はんだ領域のはんだがスルーホールに入り込む隙間が電子
部品およびプリント基板間になくなり、はんだがスルーホールに入り込むことを確実に防
止することができる。

本発明の第５の特徴によれば、スルーホールと熱的に接触する複数層の導電パターンが
プリント基板に形成されるので、電子部品の放熱部からの放熱をより効果的に行うことが
できる。

さらに本発明の第６の特徴によれば、プリント基板装置を収容する筐体およびプリント
基板間に熱伝導材が介装されるので、放熱効率をより高めることができる。

第１の実施の形態の電子機器の要部縦断面であって図２の１−１線に沿う断面図である。 図１の２−２線断面図である。 第２の実施の形態の図２に対応した図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の実施の形態について図１および図２を参照しながら説明すると、この電
子機器５は、たとえばアルミニウム合金等の金属から成る筐体６にプリント基板装置７が
収容されて成るものであり、前記プリント基板装置７は、裏面に放熱部９が設けられる電
子部品８と、該電子部品８が実装されるとともに前記電子部品８から熱を伝達するための
伝熱面１１を一面に有するプリント基板１０とを備える。

前記プリント基板１０は、たとえばガラスエポキシ樹脂から成るものであり、このプリ
ント基板１０には、電源用および接地用を含む複数層の銅から成る導電パターン１２，１
３，１４，１５が形成され、そのうちの１つの導電パターン１２は前記プリント基板１０
の他面に形成される。しかも前記プリント基板１０には、前記伝熱面１１に一端を開口し
て該プリント基板１０の両面間にわたる複数の放熱用のスルーホール１６，１６…が設け
られ、複数の前記導電パターン１２〜１５は前記スルーホール１６，１６…に熱的に接触
する。

前記伝熱面１１の両外側で前記プリント基板１０の一面には、前記電子部品８が備える
複数のリード１７，１７…を電気的に接続して実装するための複数の電極１８，１８…が
それぞれ並ぶ一対の実装領域１９，１９が設定される。

前記伝熱面１１は、はんだペーストをそのリフローで前記電子部品８および前記伝熱面
１１間を充填するようにして付着したはんだ領域２０と、該はんだ領域２０のはんだペー
ストが溶融して前記スルーホール１６，１６…に流入するのを阻止すべく前記スルーホー
ル１６，１６…の一端開口部をレジストで囲むようにして前記はんだ領域２０内に配置さ
れる複数のレジスト領域２１，２２，２３，２４とに区分され、前記はんだ領域１０が前
記放熱部９の前記プリント基板１０への投影範囲（図２の鎖線で示す範囲）よりも大きく
設定される。

複数の前記レジスト領域２１〜２４は、前記実装領域１９，１９の電極配置方向２５と
並列に配置されており、それらのレジスト領域２１〜２４によって前記ハンダ領域２０は
、複数の前記レジスト領域２１〜２４で囲まれて前記伝熱面１１の中央部に配置される中
央部分２０ａと、複数の前記レジスト領域２１〜２４の外側に配置される外側部分２０ｂ
と、前記中央部分２０ａおよび前記外側部分２０ｂ間を結んで前記電極配置方向２５と平
行に延びるようにして複数の前記レジスト領域２１〜２４間に配置される帯状の連絡部分
２０ｃ，２０ｃ…とに区画される。

また前記はんだ領域２０内にある複数のレジスト領域２１〜２４とは別の外側レジスト
領域２６が、前記実装領域１９，１９および前記はんだ領域２０間に介在するようにして
前記プリント基板１０の一面に設定され、図１で明示するように、外側レジスト領域２６
のレジスト厚ｄ２は、はんだ領域２０内にある複数の前記レジスト領域２１〜２４のレジ
スト厚ｄ１よりも薄く設定される。

しかも前記はんだ領域２０内に配置される複数の前記レジスト領域２１〜２４のレジス
ト厚ｄ１は、そのレジストが前記電子部品８の放熱部９に接触するように設定される。

また前記プリント基板１０と、前記筐体６との間には、たとえばシリコングリス等の熱
伝導材２７が介装される。

次にこの第１の実施の形態の作用について説明すると、プリント基板１０の一面に設定
される伝熱面１１が、はんだ領域２０と、はんだ領域２０のはんだペーストが溶融してス
ルーホール１６，１６…に流入するのを阻止すべくスルーホール１６，１６…の一端開口
部をレジストで囲むようにしてはんだ領域２０内に配置されるレジスト領域２１〜２４と
に区分され、はんだ領域２０が放熱部９のプリント基板１０への投影範囲よりも大きく設
定されるので、前記投影範囲および前記投影範囲の外側で溶融したはんだをはんだの多い
領域からはんだの少ない領域に流出させることによってはんだが逃げ易くなり、スルーホ
ール１６，１６…にはんだが流れ込むことを防止し、はんだの厚みを一定に保つことがで
き、電子部品８の放熱部９からプリント基板１０側への熱伝導率を高めることができる。

またはんだ領域２０が、実装領域１９，１９の電極配置方向２５と並列に配置される複
数のレジスト領域２１，２４によって、伝熱面１１の中央部に配置される中央部分２０ａ
と、各レジスト領域２１〜２４の外側に配置される外側部分２０ｂと、中央部分２０ａお
よび外側部分２０ｂ間を結んで電極配置方向２５と平行に延びるようにして各レジスト領
域２１〜２４間に配置される帯状の連絡部分２０ｃ，２０ｃ…とに区画されるので、はん
だ領域２０の中央部を複数のレジスト領域２１〜２４で囲むことによって比較的大きなマ
スを有するはんだを電子部品８およびプリント基板１０間に介在させて電子部品８の放熱
部９からプリント基板１０側への熱伝導率を高めることができる。またはんだ領域２０の
中央部分２０ａおよび外側部分２０ｂが帯状の連絡部分２０ｃ，２０ｃ…で結ばれるので
連絡部分２０ｃ，２０ｃ…を介して中央部分２０ａおよび外側部分２０ｂ間でのはんだの
出入りが可能となり、はんだむらが生じるのを防止して中央部分２０ａで充分なはんだ量
を確保することができる。しかも連絡部分２０ｃ，２０ｃ…は実装領域１９，１９の電極
配列方向２６と平行に延びる帯状のものであるので、はんだ領域２０の中央部分２０ａお
よび外側部分２０ｂ間でのはんだの流れ方向が実装領域１９，１９と平行になり、実装領
域１９，１９側にはんだが流れることを抑制することができる。

またはんだ領域２０内の複数のレジスト領域２１〜２４よりもレジスト厚を薄くした外
側レジスト領域２６が実装領域１９，１９およびはんだ領域２０間に介在しているので、
はんだ領域２０から実装領域１９，１９側にはんだがはみ出すことを極力抑制することが
でき、しかも外側レジスト領域２６のレジスト厚ｄ２がはんだ領域２０内のレジスト領域
２１〜２４のレジスト厚ｄ１よりも薄いので、はんだ領域２０のはんだがスルーホール１
６，１６…側に流れ込むことはない。

またはんだ領域２０内の複数のレジスト領域２１〜２４のレジストを電子部品８の放熱
部９に接触させているので、はんだ領域２０のはんだがスルーホール１６，１６…に入り
込む隙間が電子部品８およびプリント基板１０間になくなり、はんだがスルーホール１６
，１６…に入り込むことを確実に防止することができる。

またスルーホール１６，１６…と熱的に接触する複数層の導電パターン１２〜１５がプ
リント基板１０に形成されるので、電子部品８の放熱部９からの放熱をより効果的に行う
ことができる。

さらにプリント基板装置７を収容する筐体６およびプリント基板１０間に熱伝導材２７
が介装されるので、放熱効率をより高めることができる。

本発明の第２の実施の形態について図３を参照しながら説明すると、プリント基板１０
の一面の伝熱面１１は、はんだペーストをそのリフローで前記電子部品８および前記伝熱
面１１間を充填するようにして付着したはんだ領域２０と、該はんだ領域２０のはんだペ
ーストが溶融して前記スルーホール１６，１６…に流入するのを阻止すべく前記スルーホ
ール１６，１６…の一端開口部をレジストで囲むようにして前記はんだ領域２０内に配置
される複数のレジスト領域２８，２９とに区分され、前記はんだ領域２０が前記放熱部９
の前記プリント基板１０への投影範囲（図３の鎖線で示す範囲）よりも大きく設定される
。

複数の前記レジスト領域２８，２９は、複数ずつのスルーホール１６，１６…を囲むよ
うにして前記実装領域１９，１９の電極配置方向２５と並列に配置される。

この第２の実施の形態によってもスルーホール１６，１６…にはんだが流れ込むことを
防止し、はんだの厚みを一定に保つことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を
行うことが可能である。

５・・・電子機器
６・・・筐体
７・・・プリント基板装置
８・・・電子部品
９・・・放熱部
１０・・・プリント基板
１１・・・伝熱面
１２，１３，１４，１５・・・導電パターン
１６・・・スルーホール
１８・・・電極
１９・・・実装領域
２０・・・はんだ領域
２０ａ・・・中央部分
２０ｂ・・・外側部分
２０ｃ・・・連絡部分
２１，２２，２３，２４，２８，２９・・・レジスト領域
２５・・・電極配置方向
２６・・・外側レジスト領域
２７・・・熱伝導材

Claims (6)

1. 裏面に放熱部（９）が設けられる電子部品（８）と、該電子部品（８）が実装されると
   ともに前記電子部品（８）からの熱を伝達するための伝熱面（１１）を一面に有するプリ
   ント基板（１０）とを備え、前記伝熱面（１１）に一端を開口して前記プリント基板（１
   ０）の両面間にわたる複数の放熱用のスルーホール（１６）が前記プリント基板（１０）
   に設けられるプリント基板装置において、前記伝熱面（１１）が、前記電子部品（８）お
   よび前記伝熱面（１１）間に配置されるはんだペーストを付着したはんだ領域（２０）と
   、該はんだ領域（２０）のはんだペーストがリフローで溶融して前記スルーホール（１６
   ）に流入するのを阻止すべく前記スルーホール（１６）の一端開口部をレジストで囲むよ
   うにして前記はんだ領域（２０）内に配置されるレジスト領域（２１，２２，２３，２４
   ；２８，２９）とに区分され、前記はんだ領域（２０）が前記放熱部（９）の前記プリン
   ト基板（１０）への投影範囲よりも大きく設定されることを特徴とするプリント基板装置
   。
2. 前記電子部品（８）を実装するための複数の電極（１８）が並ぶ実装領域（１９）が前
   記伝熱面（１１）の外側で前記プリント基板（１０）の一面に配置され、前記はんだ領域
   （２０）が、前記実装領域（１９）の電極配置方向（２５）と並列に配置される複数の前
   記レジスト領域（２１〜２４）で、複数の前記レジスト領域（２１〜２４）で囲まれて前
   記伝熱面（１１）の中央部に配置される中央部分（２０ａ）と、複数の前記レジスト領域
   （２１〜２４）の外側に配置される外側部分（２０ｂ）と、前記中央部分（２０ａ）およ
   び前記外側部分（２０ｂ）間を結んで前記電極配置方向（２５）と平行に延びるようにし
   て複数の前記レジスト領域（２１〜２４）間に配置される帯状の連絡部分（２０ｃ）とに
   区画されることを特徴とする請求項１記載のプリント基板装置。
3. 前記レジスト領域（２１〜２４）よりもレジスト厚を薄くした外側レジスト領域（２６
   ）が、前記実装領域（１９）および前記はんだ領域（２０）間に介在するようにして前記
   プリント基板（１０）の一面に設定されることを特徴とする請求項２記載のプリント基板
   装置。
4. 前記はんだ領域（２０）内に配置される前記レジスト領域（２１〜２４）のレジストが
   前記電子部品（８）の放熱部（９）に接触することを特徴とする請求項２または３記載の
   プリント基板装置。
5. 前記プリント基板（１０）の他面に形成される導電パターン（１２）を含む複数層の導
   電パターン（１２〜１５）が前記スルーホール（１６）と熱的に接触するようにして前記
   プリント基板（１０）に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプ
   リント基板装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の前記プリント基板装置を含む電子機器であって、前記
   プリント基板装置（７）を収容する筐体（６）と、前記プリント基板（１０）との間に、
   前記電子部品（８）からの熱を前記筐体（６）側に伝達する熱伝導材（２７）が介装され
   ることを特徴とする電子機器。

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