JP3606530B2 - プリント配線板 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、導電パターンが形成されたプリント基板に半導体素子を取り付けて構成されるプリント配線板に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来プリント配線板として、例えばガラスクロスにエポキシ系樹脂を含浸させて成る基板本体の表面に導電パターンを形成するとともに、その基板本体の表面上に半導体素子を載置して構成されたものが知られている。半導体素子は、その外周壁面から突出する複数のリードフレームを有し、これらのリードフレームは導電パターンにハンダ付けされて電気的に接続される。このようなプリント配線板は例えばコンピュータの回路の一部として用いられ、コンピュータが高性能化するに従い、プリント配線板の回路構成は複雑化し、各半導体素子のリードフレームの数は増加する傾向にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
一方コンピュータの筐体内には多くの装置が配設されるため、各プリント配線板の大きさは制限されており、したがってリードフレームの数の増加に伴い、各リードフレーム間の間隔、およびリードフレームに接続される導電パターン間の間隔をそれぞれ短くする必要がある。このため、リードフレームと導電パターンとのハンダ付けが、かなり高い熟練度を要する困難な作業となってきた。またプリント配線板をできるだけ小形化するためには、プリント基板と半導体素子の各厚さはできるだけ薄いことが好ましい。しかし、プリント基板と半導体素子を薄く成形することは、技術的に困難な点も多く、製造コストを増大させるという問題を生じる。
【0004】
本発明は、半導体素子のプリント基板への取り付け作業において高度な熟練度を必要とせず、またプリント基板と半導体素子を現状よりも薄く成形する必要がない、安価なプリント配線板を得ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るプリント配線板は、外周壁面に、所定間隔毎にリードフレームが突設された半導体素子と、この半導体素子に対応した大きさの凹部が形成され、この凹部の内壁面には、リードフレームと同じ間隔毎に設けられ、かつ凹部の深さ方向に延びる係合溝が形成されたプリント基板とを備え、半導体素子は、リードフレームを係合溝に係合させてプリント基板に取り付けられ、このプリント基板に形成された導電パターンに電気的に接続されることを特徴としている。
【0006】
【作用】
リードフレームを係合溝に係合させることにより、半導体素子とプリント基板の導電パターンが電気的に接続するため、リードフレーム間および導電パターン間の間隔が短くても、半導体素子のプリント基板への取り付け作業は容易である。また、半導体素子はプリント基板の凹部に嵌め込まれるため、プリント基板および半導体素子を薄型化する必要がない。
【0007】
【実施例】
以下図示実施例により本発明を説明する。
図1は、本発明の第1実施例であるプリント配線板を分解して示す斜視図である。
【0008】
プリント配線板は、プリント基板10に形成された凹部11に半導体素子20を取り付けて構成される。半導体素子20は板状を有し、その外周壁面21には、所定間隔毎にリードフレーム22が突設されている。これらのリードフレーム22は弾性を有する金属部材により成形され、途中において折曲されて、先端は半導体素子20の底面の近傍に位置している。凹部11は、半導体素子20よりも一回り大きく成形される。凹部11の内壁面12には、リードフレーム22と同じ間隔毎に設けられ、かつ凹部11の深さ方向に延びる係合溝13が形成されている。
【0009】
プリント基板10は、第1および第2の基板本体14、15を積層して構成される。これらの基板本体14、15はガラスクロスにエポキシ系樹脂を含浸させて構成され、各基板本体14、15の面には、導電パターン16が設けられている。第1の基板本体14に設けられた導電パターン16は、凹部11の近傍において係合溝13の上端部に接続し、係合溝13の面に形成された導電層に電気的に接続している。また第2の基板本体15に設けられた導電パターン16の一部は凹部11内まで延びており、係合溝13の導電層に電気的に接続している。
【0010】
次に図2を参照して、半導体素子20のプリント基板への取り付け構造を説明する。
【0011】
凹部11は、上方に配置される第1の基板本体14に設けられた開口と、下方に配置される第2の基板本体15により形成される。導電パターン16は銅箔の上に銅メッキを施して形成され、第1の基板本体14の上面と、第2の基板本体15の上下の面とにそれぞれ設けられる。すなわち導電パターン16は3層に設けられており、本実施例のプリント配線板は3層構造である。プリント基板10の所定の位置には、第1および第2の基板本体14、15を貫通するスルーホール17が穿設される。スルーホール17の表面には銅メッキが施され、このスルーホール17を介して、第1の基板本体14の上面に設けられた導電パターン16と、第2の基板本体15に設けられた導電パターン16とが電気的に接続される。
【0012】
半導体素子20はリードフレーム22を係合溝13に係合させてプリント基板に取り付けられる。上述したようにリードフレーム22は弾性を有しており、図2に示すようにリードフレーム22を係合溝13内に係合させるとともに、半導体素子20の下面20aを凹部11の底面11aから離間させた状態で、半導体素子20は凹部11内に保持される。リードフレーム22はハンダにより係合溝13に固定され、これにより半導体素子20は導電パターン16に電気的に接続される。
【0013】
図3は、第1の基板本体14の係合溝13の近傍における断面構造を拡大して示している。導電パターン16は基板本体14の表面において他の部分よりも隆起している。導電パターン16は、例えばエッチングにより所定の形状に成形された銅箔31の表面に、銅メッキ32を施して形成される。この銅メッキ32は係合溝13の表面にも施され、したがって係合溝13の面すなわち導電層は導電パターン16に電気的に接続している。
【0014】
図4は基板本体14の係合溝13の近傍を上方から見た図である。本実施例において、各係合溝13は円弧状の断面を有し、この円弧の中心Cは、凹部の内壁面12とほぼ同じ平面上に位置している。すなわち各係合溝13は半円状の断面を有し、各円弧状断面の深さはほぼ同じである。導電パターン16は例えば0.15mmの幅を有し、また係合溝13の近傍において幅広部Bを有している。この幅広部Bは、後述するように、リードフレーム22を係合溝13にハンダ付けする時、溶融状態のハンダを保持するために設けられている。
【0015】
半導体素子20のプリント基板10への取り付け工程を説明する。
まず凹部11の中に半導体素子20を嵌め込み、リードフレーム22を係合溝13に係合させる。そして溶融状態のハンダ(スーパーソルダ:商品名)を導電パターン16の係合溝13の近傍に乗せると、このハンダは、幅広部Bにおいて盛り上がった状態で保持される。幅広部Bの近傍を加熱すると、ハンダはさらに溶け、毛細管現象により係合溝13内に流動する。次いで、例えば空気流を半導体素子20の周縁部に当てて冷却することにより、ハンダは固化し、リードフレーム22は導電パターン16に電気的に接続する。
【0016】
以上のように本実施例では、プリント基板10に設けた凹部11の係合溝13にリードフレーム22を係合させ、係合溝13内にハンダを流し込んで、リードフレーム22を係合溝13に固定するとともに導電パターン16に電気的に接続させている。このように、リードフレーム22を係合溝13に係合させることにより半導体素子20がプリント基板10に取り付けられるため、半導体素子20の位置決めは容易である。また、幅広部Bに保持されたハンダ(スーパーソルダ:商品名)が係合溝13内に流入して固化することにより、リードフレーム22が係合溝13に固定され、導電パターン16に電気的に接続するため、リードフレーム間および導電パターン間の間隔が短くても、ハンダ付け作業は非常に簡単であり、熟練を要しない。
【0017】
また半導体素子20が凹部11内に嵌め込まれる構成のため、プリント配線板の厚さは、プリント基板10と半導体素子20の厚さの合計よりは小さくなる。したがってプリント基板10と半導体素子20をそれぞれ薄く成形する必要がなく、これらの製造が容易となり、製造コストを低減させることが可能となる。
【0018】
さらに本実施例によれば、半導体素子20のリードフレーム22が基板本体10の表面上に突出しないので、この分だけ基板本体10を小形化することが可能である。
【0019】
図5は、第2実施例における係合溝13の構成を示す図である。
第2実施例では、各係合溝13は円弧状の断面を有しているが、第1実施例と異なり、各円弧の中心C1,C2の位置は、1つ置きに変化している。すなわち、第1の係合溝13の円弧中心C1は内壁面12とほぼ同じ平面上に位置し、第1の係合溝13に隣接する第2の係合溝13’の円弧中心C2は、内壁面12よりも凹部11側に位置している。換言すると、各係合溝の円弧状断面の深さは、この係合溝に隣接する係合溝の深さとは異なっており、第2の係合溝13’の深さは、第1の係合溝13の深さの例えば1/2である。第2実施例のその他の構成は、第1実施例と同様である。
【0020】
このような構成によれば、内壁面12における係合溝13,13’間の距離を短縮することができるので、プリント基板10上における各導電パターン16間の距離を短くすることができ、プリント配線回路をさらに小形化することが可能となる。
【0021】
なお、プリント配線板の層構造は3層に限定されず、さらに多層の導電パターンを有する構造にも本発明を適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導体素子のプリント基板への取り付け作業において高度な熟練度を必要とせず、またプリント配線板と半導体素子を現状よりも薄く成形する必要がない、安価なプリント配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例であるプリント配線板を示す分解斜視図である。
【図2】半導体素子のプリント基板への取り付け構造を示す断面図である。
【図3】基板本体の係合溝の近傍における断面構造を示す、一部を断面とした斜視図である。
【図4】基板本体の係合溝の近傍を上方から見た図である。
【図5】第2実施例における係合溝の近傍を上方から見た図である。
【符号の説明】
10 プリント基板
11 凹部
12 内壁面
13 係合溝
20 半導体素子
21 外周壁面
22 リードフレーム
Claims (7)
- 外周壁面に、所定間隔毎にリードフレームが突設された半導体素子と、この半導体素子に対応した大きさの凹部が形成され、この凹部の内壁面には、前記リードフレームと同じ間隔毎に設けられ、かつ前記凹部の深さ方向に延びる係合溝が形成され、前記係合溝の面に導電層が形成されたプリント基板とを備え、前記半導体素子は、リードフレームを前記係合溝に係合させて前記プリント基板に取り付けられ、このプリント基板の上面に形成された、前記係合溝の近傍に幅広部を有し、前記導電層に電気的に接続された導電パターンに電気的に接続されることを特徴とするプリント配線板。
- 前記係合溝が円弧状の断面を有することを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。
- 各係合溝の円弧状断面の深さが、ほぼ同じであることを特徴とする請求項2に記載のプリント配線板。
- 各係合溝の円弧状断面の深さが、この係合溝に隣接する係合溝の円弧状断面の深さとは異なることを特徴とする請求項2に記載のプリント配線板。
- プリント基板は複数の基板本体を積層して形成され、前記凹部は、上方に位置する基板本体に設けられた開口と、下方に位置する基板本体とにより形成されることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。
- 前記半導体素子の下面は凹部の底面から離間することを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。
- 前記リードフレームが弾性を有することを特徴とする請求項6に記載のプリント配線板。
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