JP2015170632A - Composite wiring board and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、配線板を金属フレームを用いて固定した複合配線板及び複合配線板の製造方法に関する。 The present invention relates to a composite wiring board in which a wiring board is fixed using a metal frame, and a method for manufacturing the composite wiring board.
配線板への電子部品実装、その他の加工処理等を施す場合、作業効率を考慮し、一般に配線板単体では無く、同一の配線板を複数個一枚の配線板収容キットの中に収容した複合配線板に対して上記処理等がまとめて施される。特許文献1には、複数のピース配線板と、該ピース配線板を収容する収容穴を有するフレームとから成る多ピース配線板収容キットが開示されている。 When mounting electronic components on a wiring board, or other processing, etc., considering the work efficiency, it is generally not a single wiring board but a composite in which the same wiring board is housed in a single wiring board housing kit. The above processing and the like are performed collectively on the wiring board. Patent Document 1 discloses a multi-piece wiring board accommodation kit including a plurality of piece wiring boards and a frame having an accommodation hole for accommodating the piece wiring boards.
しかしながら、特許文献1の多ピース配線板収容キットでは、接続箇所において、ピース配線板とフレームの収容穴との間に接着剤を注入して接着しており、異なる材質どうしを接着する接着剤が必要であり、また、接着剤の充填・硬化のための工程が別途必要となるため、生産効率が悪化する。更に、個々に収容穴に配線板を固定していくため、配線板相互の位置ズレが大きくなり、後工程での歩留まりの低下が予想される。 However, in the multi-piece wiring board housing kit of Patent Document 1, an adhesive is injected and bonded between the piece wiring board and the housing hole of the frame at the connection location, and an adhesive that bonds different materials is used. This is necessary, and a process for filling and curing the adhesive is required separately, so that the production efficiency is deteriorated. Furthermore, since the wiring boards are individually fixed in the receiving holes, the positional deviation between the wiring boards is increased, and a decrease in yield in the subsequent process is expected.
本発明の目的は、生産効率の高い複合配線板、及び、該複合配線板の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a composite wiring board with high production efficiency and a method for manufacturing the composite wiring board.
本願発明の複合配線板の製造方法は、配線板を準備することと、
開口を備える金属フレームを準備することと、
前記金属フレームの開口内に前記配線板を配置することと、
前記配線板の側壁と前記金属フレームの開口の側壁との接触部分を弾性変形させて前記配線板と前記金属フレームとを接合することと、を含むことを技術的特徴とする。
The method for manufacturing a composite wiring board of the present invention comprises preparing a wiring board,
Preparing a metal frame with an opening;
Disposing the wiring board in the opening of the metal frame;
The present invention is characterized in that it includes elastically deforming a contact portion between the side wall of the wiring board and the side wall of the opening of the metal frame to join the wiring board and the metal frame.
本願発明の複合配線板の製造方法では、配線板の側壁と金属フレームの開口の側壁との接触部分を弾性変形させることにより配線板と金属フレームとが接合されるため、接着剤を用いる接合方法に対して、接着剤の充填・硬化の工程が不要になり、加工工程が少なくなるので、生産効率が高まり廉価に配線板を金属フレームへ接合できる。また、リフロー処理後に上記接合部分をその接合が解除されるように弾性変形させることで、接合部分を切断等することなく配線板を金属フレームから取り外すことができる。 In the method of manufacturing a composite wiring board according to the present invention, the wiring board and the metal frame are joined by elastically deforming the contact portion between the side wall of the wiring board and the side wall of the opening of the metal frame. On the other hand, the process of filling and curing the adhesive is not required and the number of processing steps is reduced, so that the production efficiency is increased and the wiring board can be joined to the metal frame at a low cost. Moreover, the wiring board can be removed from the metal frame without cutting the joint portion by elastically deforming the joint portion so that the joint is released after the reflow process.
[第1実施形態]
本実施形態の複合配線板100は、電子部品実装のためのリフロー等においてプリント配線板10に反りを生じさせないために、リフロー等を行う複数のプリント配線板10を金属フレームを用いて固定して構成されるものである。
[First embodiment]
In the
図8は、第1実施形態の係るプリント配線板10の電子部品実装前の断面図である。
プリント配線板10は、中央に配置されるコア絶縁層50Mの上面(第1面)F側に、層間絶縁層50A、50C、50E、50G、50Iが積層され、下面(第2面)S側に層間絶縁層50B、50D、50F、50H、50Jが積層されている。コア絶縁層50Mの第1面Fの導体回路58Maと第2面Sの導体回路58Mbとはビア導体60Mを介して接続されている。コア絶縁層50Mには心材が配置され、層間絶縁層50A、50C、50E、50G、50I、層間絶縁層50B、50D、50F、50H、50Jにも同様に心材が配置されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the printed
In the printed
コア絶縁層50Mの第1面F側に積層される層間絶縁層50Aには、該層間絶縁層50A上の導体回路58Aを、コア絶縁層50Mの導体回路58Maへ接続させるためのビア導体60Aが形成されている。該層間絶縁層50A上に積層される層間絶縁層50Cには、該層間絶縁層50C上の導体回路58Cを、層間絶縁層50A上の導体回路58Aへ接続させるためのビア導体60Cが形成されている。該層間絶縁層50C上に積層される層間絶縁層50Eには、該層間絶縁層50E上の導体回路58Eを、層間絶縁層50C上の導体回路58Cへ接続させるためのビア導体60Eが形成されている。該層間絶縁層50E上に積層される層間絶縁層50Gには、該層間絶縁層50G上の導体回路58Gを、層間絶縁層50E上の導体回路58Eへ接続させるためのビア導体60Gが形成されている。該層間絶縁層50G上に積層される層間絶縁層50Iには、該層間絶縁層50I上の導体回路58Iを、層間絶縁層50G上の導体回路58Gへ接続させるためのビア導体60Iが形成されている。層間絶縁層50I上には、ソルダーレジスト層62Fが形成され、ソルダーレジスト層の開口64Fから露出される導体回路58Iがパッド66Fを構成する。
In the
コア絶縁層50Mの第2面S側に積層される層間絶縁層50Bには、該層間絶縁層50B上の導体回路58Bを、コア絶縁層50Mの導体回路58Mbへ接続させるためのビア導体60Bが形成されている。該層間絶縁層50B上に積層される層間絶縁層50Dには、該層間絶縁層50D上の導体回路58Dを、層間絶縁層50B上の導体回路58Bへ接続させるためのビア導体60Dが形成されている。該層間絶縁層50D上に積層される層間絶縁層50Fには、該層間絶縁層50F上の導体回路58Fを、層間絶縁層50D上の導体回路58Dへ接続させるためのビア導体60Fが形成されている。該層間絶縁層50F上に積層される層間絶縁層50Hには、該層間絶縁層50H上の導体回路58Hを、層間絶縁層50F上の導体回路58Fへ接続させるためのビア導体60Hが形成されている。該層間絶縁層50H上に積層される層間絶縁層50Jには、該層間絶縁層50J上の導体回路58Jを、層間絶縁層50H上の導体回路58Hへ接続させるためのビア導体60Jが形成されている。層間絶縁層50J上には、ソルダーレジスト層62Sが形成され、ソルダーレジスト層の開口64Sから露出される導体回路58Jがパッド66Sを構成する。層間絶縁層50I、50G、50E、50C、50A、50M、50B、50D、50F、50H、50Jを貫通するスルーホール52が形成されている。
In the
図9は、電子部品11が実装されたプリント配線板10の断面図である。
プリント配線板10の第1面F側に、パッド66Fに設けられた半田68を介して電子部品11が実装されている。プリント配線板10の第2面S側に、パッド66Sに設けられた半田68を介して電子部品11が実装されている。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the printed
The electronic component 11 is mounted on the first surface F side of the printed
図1は、プリント配線板10が8×4個製造された多数個取り用プリント配線板10Gの平面図であり、図2は個片に切り出されたプリント配線板10の斜視図である。図8は、図2中のX1−X1断面の一部を示す。
図1に示すように、多数個取り用プリント配線板10Gの外周の枠部18の内側にて複数のプリント配線板10が製造される。図2に示すように、プリント配線板10は、長手方向側壁14Vおよび短手方向側壁14Hを有するように矩形形状の本体部20が形成され、短手方向側壁14Hには、略半円状の支持片12Hが2個ずつ、本体部20を挟み対向するように形成されている。
FIG. 1 is a plan view of a multi-piece printed
As shown in FIG. 1, a plurality of printed
第1実施形態では、プリント配線板10が多数個取り用プリント配線板10Gから切り出される際には、図3(A)に示されるようにプリント配線板10の外形に沿ってレーザで切断され、図3(B)に示すように個片に切り出される。
In the first embodiment, when the printed
図4(A)は、一部のプリント配線板10が金属フレーム30Gに支持される前の状態を示す平面図であり、図4(B)は、金属フレーム30Gにプリント配線板10がそれぞれ支持された状態を示す平面図である。図5は、金属フレーム30Gの一部を拡大して示す平面図である。
本実施形態では、複合配線板100は、4つのプリント配線板10を接合するためのアルミニウム製の金属フレーム30Gを備えている。図4(A)に示すように、金属フレーム30Gは、プリント配線板10を収容するための収容用の開口30を4個備え、四隅に位置決め孔38が形成されている。収容用の開口30には、プリント配線板10の長手方向側壁14Vに対応する縦壁34Vと、プリント配線板10の短手方向側壁14Hに対応する横壁34Hとが形成され、横壁34Hにはプリント配線板10の支持片12Hに対応する4個の突端32Hが形成されている。
4A is a plan view showing a state before some of the printed
In this embodiment, the
図5に示すように、突端32Hは、その内縁32aが支持片12Hの外縁よりも僅かに小さく、弾性変形可能とするため先端側ほど細くなるように形成されている。特に、内縁32aは、先端側ほど隙間が狭くなるように形成されている。各突端32Hは、支持片12Hにて接合されたプリント配線板10の長手方向側壁14Vと縦壁34Vとの間に所定のクリアランスが介在するように形成されている。
As shown in FIG. 5, the projecting
各支持片12Hを対応する突端32Hに上方から押し付けて弾性変形させた突端32Hの内縁32aに支持片12Hを挟持させるように接合することで、図4(B)に示すように、各プリント配線板10が収容用の開口30に収容されて固定される。これにより、各プリント配線板10が金属フレーム30Gに接合されて成るリフロー用の複合配線板100が完成する。
As shown in FIG. 4 (B), each supporting
第1実施形態の複合配線板100では、プリント配線板10の側壁と金属フレーム30Gの開口30の側壁との接触部分である突端32Hを弾性変形させることによりプリント配線板10と金属フレーム30Gとが接合されるため、接着剤を用いる接合方法に対して、接着剤の充填・硬化の工程が不要になり、加工工程が少なくなるので、生産効率が高まり廉価にプリント配線板10を金属フレーム30Gへ接合できる。なお、接合箇所等に接着剤を併用してもよい。この場合には、接着剤の併用によってプリント配線板10と金属フレーム30Gとの接合強度をさらに向上させることができる。
In the
図6(A)は、図4(B)のプリント配線板10のX2−X2断面の一部を示す。
金属フレーム30Gは、厚みt1:750μmに形成されている。プリント配線板10は厚みt2が780μmに形成されている。即ち、金属フレーム30Gの厚みはプリント配線板10よりも薄い。また、プリント配線板10は、図6(A)に示すように、厚さ方向の中心面C2が金属フレーム30Gの厚さ方向の中心面C1に一致するように金属フレーム30Gにそれぞれ接合される。このため、プリント配線板10の第1面Fよりも金属フレーム30Gは凹み、プリント配線板10の第2面Sよりも金属フレーム30Gは凹んでいる。これにより、プリント配線板10の電子部品実装の際に金属フレーム30Gが干渉しない。
FIG. 6A shows a part of the X2-X2 cross section of the printed
The
アルミニウム製の金属フレーム30Gの主面方向の熱膨張係数は23ppm/℃で、樹脂製のプリント配線板10の主面方向の熱膨張係数は16ppm/℃で、金属フレーム30Gの熱膨張係数がプリント配線板10の熱膨張係数よりも大きい。金属フレーム30Gの厚みをプリント配線板10よりも薄くすることで、熱膨張係数差によるプリント配線板10の反りの発生を抑制するように調整されている。第1実施形態では、金属フレーム30Gの材料としてアルミニウムを用いたが、プリント配線板10の熱膨張係数よりも大きければ、銅、ステンレス等を用いることも可能である。
The thermal expansion coefficient in the main surface direction of the
金属フレーム30Gに各プリント配線板10が各突端32Hの弾性変形によりそれぞれ接合された状態で、半田印刷が行われ、電子部品11等が載置され、リフロー炉で電子部品11等の実装が行われる。200℃近いリフロー温度は、プリント配線板10を構成する樹脂のTg(ガラス転位点)を越えるため、実装される電子部品11等の重量と基板の残留応力によって、プリント配線板10に反りが生じ易い。ここで、第1実施形態では、金属フレーム30Gに接合されたプリント配線板10は、図6(B)に示すように、電子部品11等の重量による応力と共にプリント配線板10には中心側への応力が生じるが、上述したように、金属フレーム30Gの主面方向への熱膨張係数がプリント配線板10の熱膨張係数よりも大きいため、プリント配線板10よりも相対的に金属フレーム30Gが面方向にそれぞれ広がる。このため、プリント配線板10に、上述した中心側への応力を打ち消す外縁側への応力F1が各支持片12Hを介して作用する。これにより、リフローにおいてもプリント配線板10に反りを生じさせない。
Solder printing is performed in a state where each printed
図7は、複合配線板100からプリント配線板10を取り外した状態を示す平面図である。
電子部品の実装後に、図7に示すように、各突端32Hを弾性変形させて金属フレーム30Gから各プリント配線板10を取り外す。これにより、接合部分を切断等することなくプリント配線板10を金属フレーム30Gから取り外すことができる。
FIG. 7 is a plan view showing a state in which the printed
After mounting the electronic components, as shown in FIG. 7, each
第1実施形態の第1改変例のプリント配線板10は、図8に示される構成で、コア絶縁層50Mには心材が配置され、層間絶縁層50A、50C、50E、50G、50I、層間絶縁層50B、50D、50F、50H、50Jには心材が配置されていない。このため、プリント配線板10に反りが生じ易いが、金属フレーム30Gによりリフローにおいてもプリント配線板10に反りを生じさせない。
The printed
[第2実施形態]
図10は、第2実施形態の金属フレーム30Gaにプリント配線板10aが接合された状態を拡大して示す平面図である。
第2実施形態に係る複合配線板100aは、図10に示すように、プリント配線板10aの短手方向側壁14Hに上述した突端32Hに相当する突端16Hが弾性変形可能に設けられており、この突端16Hを接合するための支持片36Hが金属フレーム30Gaの開口30の横壁34Hに設けられている。
[Second Embodiment]
FIG. 10 is an enlarged plan view showing a state in which the printed
As shown in FIG. 10, the
そして、プリント配線板10aの突端16Hを対応する金属フレーム30Gaの支持片36Hに押し付けることで弾性変形させた突端16Hの弾性力を利用してこの突端16Hと支持片36Hとを接合する。これにより、各プリント配線板10aが収容用の開口30に収容されて固定される。このようにしてプリント配線板10aと金属フレーム30Gaとを接合しても、接着剤を用いる接合方法に対して、接着剤の充填・硬化の工程が不要になり、加工工程が少なくなるので、生産効率が高まり廉価にプリント配線板10aを金属フレーム30Gaへ接合できる。
Then, the
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のように具体化してもよく、その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
(1)上記各実施形態において、金属フレーム30Gには、4つの開口30が形成されることに限らず、接合すべきプリント配線板10の個数に応じて複数の開口30を形成することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the present invention may be embodied as follows, and other detailed configurations may be appropriately changed within the scope of the gist of the present invention. Is possible.
(1) In each of the above embodiments, the
(2)第1実施形態において、電子部品の実装後の複合配線板100について、プリント配線板10の支持片12Hから矩形形状の本体部20が切り落とされ、金属フレーム30Gの突端32Hに支持片12Hを残した状態で、本体部20がそれぞれ分離されてもよい。また、第2実施形態において、電子部品の実装後の複合配線板100について、プリント配線板10の突端から矩形形状の本体部20が切り落とされ、金属フレーム30Gの開口30の側壁に突端を残した状態で、本体部20がそれぞれ分離されてもよい。
(2) In the first embodiment, with respect to the
(3)上記各実施形態において、各プリント配線板10は、支持片12Hが弾性変形した突端32Hに挟持されて金属フレーム30Gに接合されることに限らず、その側壁と金属フレーム30Gの開口30の側壁との接触部分を弾性変形させた状態で金属フレーム30Gに接合されてもよい。
(3) In each of the above-described embodiments, each printed
(4)上記各実施形態において、金属フレーム30Gからなるフレーム部は、半田リフロー温度において、プリント配線板10から成るピース部よりも剛性が高い方が好ましい。
(4) In each of the above embodiments, the frame portion made of the
10 プリント配線板
12H 支持片
30G 金属フレーム
30 開口
32H 突端
100 複合配線板
10 Printed Wiring
Claims (12)
開口を備える金属フレームを準備することと、
前記金属フレームの開口内に前記配線板を配置することと、
前記配線板の側壁と前記金属フレームの開口の側壁との接触部分を弾性変形させて前記配線板と前記金属フレームとを接合することと、を含む複合配線板の製造方法。 Preparing a wiring board;
Preparing a metal frame with an opening;
Disposing the wiring board in the opening of the metal frame;
A method of manufacturing a composite wiring board, comprising: elastically deforming a contact portion between the side wall of the wiring board and the side wall of the opening of the metal frame to join the wiring board and the metal frame.
前記金属フレームを弾性変形させて前記配線板と前記金属フレームとを接合する。 It is a manufacturing method of the composite wiring board according to claim 1,
The metal frame is elastically deformed to join the wiring board and the metal frame.
前記開口の側壁に形成される突端を弾性変形させてこの突端と前記配線板の側壁とを接合する。 It is a manufacturing method of the composite wiring board according to claim 2,
The protrusion formed on the side wall of the opening is elastically deformed to join the protrusion to the side wall of the wiring board.
前記配線板の側壁に形成される突端を弾性変形させてこの突端と前記開口の側壁とを接合する。 It is a manufacturing method of the composite wiring board according to claim 1,
The protruding end formed on the side wall of the wiring board is elastically deformed to join the protruding end and the side wall of the opening.
前記金属フレームの表面が前記配線板の表面よりも突出せず、前記金属フレームの裏面が前記配線板の裏面よりも突出しないように前記配線板を配置する。 A method of manufacturing a composite wiring board according to any one of claims 1 to 4,
The wiring board is arranged such that the surface of the metal frame does not protrude from the surface of the wiring board and the back surface of the metal frame does not protrude from the back surface of the wiring board.
前記配線板の厚さ方向の中心線と、前記金属フレームの厚さ方向の中心線とが一致するように前記配線板を配置する。 A method for producing a composite wiring board according to claim 5,
The wiring board is arranged so that a center line in the thickness direction of the wiring board and a center line in the thickness direction of the metal frame coincide with each other.
前記配線板を収容する開口を備える金属フレームとを有し、
前記配線板の側壁と前記金属フレームの開口の側壁との接触部分の弾性変形により、前記配線板の側壁と前記金属フレームの開口の側壁とが接合され、前記金属フレームに前記配線板が固定されている複合配線板。 A wiring board;
A metal frame having an opening for accommodating the wiring board;
By elastic deformation of the contact portion between the side wall of the wiring board and the side wall of the opening of the metal frame, the side wall of the wiring board and the side wall of the opening of the metal frame are joined, and the wiring board is fixed to the metal frame. Composite wiring board.
前記金属フレームの弾性変形により前記配線板と前記金属フレームとが接合している。 The composite wiring board according to claim 7,
The wiring board and the metal frame are joined by elastic deformation of the metal frame.
前記開口の側壁に形成される突端の弾性変形によりこの突端と前記配線板の側壁とが接合している。 The composite wiring board according to claim 8, wherein
The protruding end and the side wall of the wiring board are joined by elastic deformation of the protruding end formed on the side wall of the opening.
前記配線板の側壁に形成される突端の弾性変形によりこの突端と前記開口の側壁とが接合している。 The composite wiring board according to claim 7,
The protruding end and the side wall of the opening are joined by elastic deformation of the protruding end formed on the side wall of the wiring board.
前記金属フレームの表面が前記配線板の表面よりも突出せず、前記金属フレームの裏面が前記配線板の裏面よりも突出しない。 It is a composite wiring board as described in any one of Claims 7-10,
The surface of the metal frame does not protrude from the surface of the wiring board, and the back surface of the metal frame does not protrude from the back surface of the wiring board.
前記金属フレームの厚さ方向の中心線と、前記配線板の厚さ方向の中心線とが一致する。 The composite wiring board according to claim 11,
A center line in the thickness direction of the metal frame coincides with a center line in the thickness direction of the wiring board.
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