JP2877171B2 - 複合形混成集積回路 - Google Patents

複合形混成集積回路

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JP2877171B2
JP2877171B2 JP3207076A JP20707691A JP2877171B2 JP 2877171 B2 JP2877171 B2 JP 2877171B2 JP 3207076 A JP3207076 A JP 3207076A JP 20707691 A JP20707691 A JP 20707691A JP 2877171 B2 JP2877171 B2 JP 2877171B2
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printed wiring
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metal
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忠義 村上
徳保 寺沢
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Fuji Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/141One or more single auxiliary printed circuits mounted on a main printed circuit, e.g. modules, adapters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/366Assembling printed circuits with other printed circuits substantially perpendicularly to each other

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属絶縁基板を用いた
ICモジュールを別なマザーボードプリント配線板に組
み込んで構成した複合形混成集積回路、特に金属絶縁基
板とマザーボードプリント配線板との間のはんだ付け部
の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】頭記した複合形混成集積回路として、図
7に示すような構成のものが従来より実施されている。
図において、1は紙エポキシ樹脂積層板などをベースと
した銅張積層基板を採用したマザーボードプリント配線
板、2は該プリント配線配線板1に実装した電子部品、
3は伝熱性の高い金属絶縁基板4(アルミなどの伝熱性
の高い金属ベースに絶縁膜を成層し、その上に銅箔の導
体パターンを形成したもの)にパワーチップなどの電子
部品5を実装してなるパワー用のICモジュールであ
り、該ICモジュール3は次のようにしてマザーボード
プリント配線板1に組み込まれる。すなわち、マザーボ
ードプリント配線板1の板面一部には前記金属絶縁基板
4の断面寸法に相応した挿入穴1aが開口しており、こ
の挿入穴へICモジュール3の金属絶縁基板4の先端部
がマザーボードプリント配線板1の裏面側に突き出るよ
うに差し込み連結した上で、配線板及び基板に形成した
各導体パターンの端子ランド1bと4aとの間をはんだ
付けする。なお、はんだ接合部を符号6で示す。また、
マザーボードプリント配線板1と金属絶縁基板4との間
のはんだ付けには、マザーボードプリント配線板1の裏
面を下向きにした姿勢で基板をはんだ槽内のはんだ浴に
浸漬してはんだ付けを行うディップはんだ付け法が一般
に採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
に伝熱性の高い金属絶縁基板4とマザーボードプリント
配線板1とを組み合わせて両者間をディップはんだ付け
すると、はんだ槽に収容した溶融はんだの熱が伝熱性の
高い金属絶縁基板4を伝わってICモジュール3に実装
されている電子部品5のはんだ付け部を加熱する。しか
も、図7のように金属絶縁基板4の先端部が全幅に亙り
挿入穴1aを貫通してマザーボードプリント配線板1の
裏面側に突出している構造では、溶融はんだとの接液面
積が大となるので金属絶縁基板4への伝熱量も多くな
る。一方、金属絶縁基板4と電子部品5の間のはんだ付
けには、一般に共晶はんだ(融点183℃)が用いられ
ている。これに対して、ディップはんだ付けを行うはん
だ槽内に収容した溶融はんだは250℃程度の高温に加
熱されている。このために、金属絶縁基板4に実装され
ている電子部品5のはんだ付け部が金属絶縁基板4を伝
わってきた熱により再溶融して電子部品の取付け位置が
ずれたり、はんだ付け強度の低下が生じ、最悪の場合に
は電子部品5が基板4から脱落したりするトラブルが多
発する。
【0004】このために、従来ではICモジュール3の
金属絶縁基板4と電子部品5との間を高融点のはんだに
よりはんだ付けして組立て、金属絶縁基板4とマザーボ
ードプリント配線板1との間のはんだ付けには低融点の
はんだを用いるなどして実装済部品のはんだ再溶融を防
止する方法が提案されている。しかしながら、かかる方
法では電子部品5の耐熱温度の制約から高融点のはんだ
を使用できない場合もあり、これに代わる対策が望まれ
ている。
【0005】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的はマザーボードプリント配線板の挿入
穴に差し込む金属絶縁基板の端部の形状を改良すること
により、ディップはんだ付けの際に溶融はんだから金属
絶縁基板に伝わる伝熱量を最小限に抑えて実装済み電子
部品のはんだ付け部を安全に保護できるようにした複合
形混成集積回路、特にそのはんだ付け部の構造を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明によれ
ば、金属絶縁基板の端部に基板端縁より局部的に突き出
して並ぶ舌片状の差込脚部を設け、かつ該差込脚部に外
部接続の端子ランドを振り分けて形成し、前記差込脚部
の相互間の溝の深さを前記金属絶縁基板の両端面よりも
深く形成するとともに、前記差込脚部をマザーボードプ
リント配線板の挿入穴に差し込んではんだ付け接合する
ことにより達成される。
【0007】また、金属ベースの両面に絶縁層を形成し
て造られた金属絶縁基板を採用するか、あるいは金属ベ
ースの両面に絶縁層、導体パターンを形成した両面印刷
配線板としてなる金属絶縁基板を採用することもでき
る。
【0008】
【作用】上記の構成によれば、ICモジュールとマザー
ボードプリント配線板との間をディップはんだ付けする
際には、金属絶縁基板はその端縁より突出する舌片状の
差込脚部のみがはんだ槽に収容した高温の溶融はんだに
浸かるだけであり、しかもこの差込脚部は金属絶縁基板
の全幅と比べて狭小であるので、はんだ槽から金属絶縁
基板に伝わる伝熱量はこの脚部の面積に制約されて少な
くなる。なお、この場合にマザーボードプリント配線板
は伝熱性の低い銅張積層基板であり、該銅張積層基板を
介して金属絶縁基板に伝わる伝熱の影響は極僅かであ
る。これにより、金属絶縁基板に実装されている電子部
品のはんだ付け部が高温に加熱されてはんだが再溶融す
るのを防止できる。
【0009】
【実施例】以下本発明の参考例及び実施例を図面に基づ
いて説明する。 参考例1: 図1は本発明の参考例を示すものであり、マザーボード
プリント配線板1の挿入穴1aに差し込まれるICモジ
ュール3の金属絶縁基板4の端部には、複数区分(図示
例では3区分)に分けて基板の端縁より局部的に突出し
た舌片状の差込脚部4bが形成されており、各差込脚部
4bに振り分けてその面上には導体パターンより引き出
した外部接続の端子ランド4aが形成されている。そし
て、ICモジュール3をマザーボードプリント配線板1
に組み込むには、金属絶縁基板4の端部に突出形成した
前記の差込脚部4bをマザーボードプリント配線板1の
挿入穴1aに差し込んで両者を連結し、この仮組立状態
で従来と同様にディップはんだ付け法によりマザーボー
ドプリント配線板1と金属絶縁基板4との間で端子ラン
ド同士をはんだ付け接合する。
【0010】上記の構成により、マザーボードプリント
配線板1とICモジュール3との組立体を図4のように
はんだ槽7に収容した溶融はんだ8に浸漬してディップ
はんだ付けを行っている状態では、金属絶縁基板4につ
いては、マザーボードプリント配線板1の挿入穴1aを
貫通して裏面側に突出する金属絶縁基板4の差込脚部4
bのみが溶融はんだ8に接液するだけである。しかも、
個々の差込脚部4bは金属絶縁基板4の全幅に比べて狭
小であり、したがってはんだ槽からの熱は点線矢印で示
すように狭小な脚部4bの伝熱面積に制約されて僅かな
熱しか金属絶縁基板4に伝熱しない。一方、マザーボー
ドプリント配線板1はその全面域が溶融はんだ8に浸る
ことになるが、マザーボードプリント配線板1には伝熱
性の低い銅張積層基板が採用されているので、該基板を
介して金属絶縁基板4に伝熱する熱は極僅かで金属絶縁
基板4の電子部品に及ぼす影響は殆ど無い。
【0011】参考例2: 図2は図1に示した参考例1の応用参考例であり、マザ
ーボードプリント配線板1に穿孔した挿入穴1aが、金
属絶縁基板4の端部に突出し形成した差込脚部4aと個
々に対応して分散開口している。かかる構成により、マ
ザーボードプリント配線板1の挿入穴1aにICモジュ
ール3を差込み結合した仮組立て姿勢が参考例1と比べ
てより安定するほか、挿入穴1aには不要な空白部分が
生じないので、図4に示したディップはんだ付けの際に
溶融はんだ8が多少波立っても、挿入穴を通じて高温の
溶融はんだ8が金属絶縁基板4の本体部分に接液するの
を阻止できる。
【0012】図3は本発明の実施例を示すものであり、
特に金属絶縁基板4の端縁から一列に並んで突出する差
込脚部4bの相互間の溝の深さが、金属絶縁基板4の左
右両端の端面よりも寸法dだけ深く切込み形成されてい
る。このように差込脚部4bの相互間で溝の切込み深さ
を大にすることにより、図4に示したディップはんだ付
けの際に溶融はんだ8の液面が多少波立っても、金属絶
縁基板4と溶融はんだとの接液面積の増大が防げてはん
だ槽から金属絶縁基板4への伝熱量を最小限に抑えるこ
とができる。
【0013】図5は片面印刷配線板としてのマザーボー
ドプリント配線板1と、同じく片面印刷配線板としての
金属絶縁基板4に電子部品5を実装してなるICモジュ
ール3との間をはんだ接合して構成した複合形混成集積
回路の組立構造を示すものである。なお、図中で13は
先記のディップはんだ付けによるはんだ付け部、14は
はんだレジスト、15はICモジュール3において電子
部品5と金属絶縁基板4の導体パターン16との間の接
合したはんだ付け部、17はマザーボードプリント配線
板1の銅箔を表している。
【0014】また、図6はICモジュール3の回路基板
として、金属ベース10の両面に絶縁層11,導体パタ
ーン16を形成した両面印刷配線板としてなる金属絶縁
基板4を採用し、ICモジュール3をマザーボードプリ
ント配線板1に組み合わせて両者の間をはんだ接合した
複合形混成集積回路の組立構造を示すものである。
【0015】
【発明の効果】本発明は、金属絶縁基板の端部に基板端
縁より局部的に突き出して並ぶ舌片状の差込脚部を設
け、かつ該差込脚部に外部接続の端子ランドを振り分け
て形成し、前記差込脚部の相互間の溝の深さを前記金属
基板の両端面よりも深く形成するとともに、前記差込脚
部をマザーボードプリント配線板の挿入穴に差し込んで
はんだ付け接合したことにより、ディップはんだ付け法
を採用した場合でも溶融はんだの液面が多少波立っても
金属絶縁基板と溶融はんだとの接液面積の増大が防げは
んだ槽から金属絶縁基板への伝熱量を最小限に抑えるこ
とができ、これにより金属絶縁基板に実装されている電
子部品のはんだ再溶融、およびこれに伴うはんだ付け強
度の低下などを防止して製品の信頼性の大幅な向上が図
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例1による複合形混成集積回路の
分解斜視図
【図2】本発明の参考例2による複合形混成集積回路の
分解斜視図
【図3】本発明の実施例による金属絶縁基板の外形図
【図4】マザーボードプリント配線板と金属絶縁基板と
の間のはんだ付け状態図
【図5】片面印刷配線板の金属絶縁基板を用いて組立て
た複合形混成集積回路の構成断面図
【図6】両面印刷配線板の金属絶縁基板を用いて組立て
た複合形混成集積回路の構成断面図
【図7】従来の複合形混成集積回路の斜視図
【符号の説明】
1 マザーボードプリント配線板 1a 挿入穴 3 ICモジュール 4a 金属絶縁基板 4b 端子ランド 5 電子部品 6 溶融はんだ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/36 H05K 1/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属絶縁基板に電子部品を実装してなるモ
    ジュールを、銅張積層基板のマザーボードプリント配線
    板に組み込んで構成した複合形混成集積回路であり、外
    部接続の端子ランドが横一列に並ぶ金属絶縁基板の端部
    をマザーボードプリント配線板に設けた挿入穴へ差し込
    んで連結し、かつマザーボードプリント配線板の裏面側
    に突出した金属絶縁基板の端部とマザーボードプリント
    配線板との間で端子ランド同士をはんだ付けした複合形
    混成集積回路において、前記金属絶縁基板の端部に基板
    端縁より局部的に突き出して並ぶ舌片状の差込脚部を設
    け、かつ該差込脚部に外部接続の端子ランドを振り分け
    て形成し、前記差込脚部の相互間の溝の深さを前記金属
    絶縁基板の両端面よりも深く形成するとともに、前記差
    込脚部をマザーボードプリント配線板の挿入穴に差し込
    んではんだ付け接合したことを特徴とする複合形混成集
    積回路。
  2. 【請求項2】請求項1記載の複合形混成集積回路におい
    て、前記金属絶縁基板の金属ベースの両面に絶縁層が形
    成されていることを特徴とする複合形混成集積回路。
  3. 【請求項3】請求項1記載の複合形混成集積回路におい
    て、前記金属絶縁基板が両面に絶縁層,導体パターンを
    形成した両面印刷配線板であることを特徴とする複合形
    混成集積回路。
JP3207076A 1991-08-20 1991-08-20 複合形混成集積回路 Expired - Lifetime JP2877171B2 (ja)

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