JP4654394B6 - Electronic device manufacturing method and electronic circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、電子機器の製造方法及び電子機器に用いられる電子回路基板に関し、さらに詳しくは、パワートランジスタ等の発熱部品を備えた電子機器の製造方法及び電子機器用の電子回路基板に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an electronic device and an electronic circuit board used for the electronic device, and more particularly to a method for manufacturing an electronic device including a heat-generating component such as a power transistor and an electronic circuit substrate for the electronic device.
車載用オーディオアンプには、電界効果トランジスタ(FET)等のパワートランジスタが使用される。パワートランジスタは発熱する、いわゆる発熱部品である。車載用オーディオアンプでは、発熱部品の熱を外部に効率よく放出するために、ヒートシンク(放熱部材)として機能する外装ケースが採用される。発熱部品は外装ケースと面接触するサブヒートシンク上に載置される。発熱部品の熱は、サブヒートシンクを介して外装ケースに伝達され、外部に放出される。 A power transistor such as a field effect transistor (FET) is used for an in-vehicle audio amplifier. The power transistor is a so-called heat-generating component that generates heat. In an in-vehicle audio amplifier, an exterior case that functions as a heat sink (heat dissipating member) is employed in order to efficiently release the heat of the heat generating component to the outside. The heat generating component is placed on a sub heat sink that is in surface contact with the exterior case. The heat of the heat generating component is transmitted to the exterior case through the sub heat sink and released to the outside.
上述のオーディオアンプを製造する工程は以下のとおりである。初めに、電子回路基板の縁に板状のサブヒートシンクが取り付けられる。電子回路基板の縁には、ねじ孔が設けられ、ねじ孔に挿入されたねじにより、サブヒートシンクが電子回路基板に螺着される。サブヒートシンクが電子回路基板に取り付けられた後、サブヒートシンク上に発熱部品が着設される。発熱部品のリード端子は、電子回路基板上の回路パターンに対応した貫通孔に挿入され、半田付けされる。 The process for manufacturing the above-described audio amplifier is as follows. First, a plate-like sub heat sink is attached to the edge of the electronic circuit board. A screw hole is provided at the edge of the electronic circuit board, and the sub heat sink is screwed onto the electronic circuit board by a screw inserted into the screw hole. After the sub heat sink is attached to the electronic circuit board, the heat generating component is attached on the sub heat sink. The lead terminal of the heat generating component is inserted into a through hole corresponding to the circuit pattern on the electronic circuit board and soldered.
このように、従来のオーディオアンプでは、サブヒートシンクを電子回路基板に取り付けた後、発熱部品を実装する。この場合、電子回路基板上の電子部品はフロー半田付け(ウェーブソルダリング)法により半田付けできるが、発熱部品はフロー半田付け法により半田付けすることができない。発熱部品に対してフロー半田付け法により半田付けすれば、サブヒートシンクにも噴流半田が溶着して凝固し、凝固した半田が外装ケースとサブヒートシンクとの面接触を阻害するためである。そのため、電子回路基板上に載置された電子部品をフロー半田付け法により半田付けした後、サブヒートシンクを電子回路基板に取り付け、サブヒートシンクに載置された発熱部品のリード端子を手作業で半田付けしなければならない。 As described above, in the conventional audio amplifier, the heat sink is mounted after the sub heat sink is attached to the electronic circuit board. In this case, the electronic component on the electronic circuit board can be soldered by the flow soldering method, but the heat generating component cannot be soldered by the flow soldering method. This is because if the heat generating component is soldered by the flow soldering method, the jet solder is also welded to the sub heat sink and solidifies, and the solidified solder hinders the surface contact between the exterior case and the sub heat sink. Therefore, after soldering the electronic components placed on the electronic circuit board by flow soldering method, attach the sub heat sink to the electronic circuit board and manually solder the lead terminals of the heat generating parts placed on the sub heat sink Must be attached.
さらに、上述のとおり、電子回路基板の縁には、サブヒートシンクを固定するためのねじ孔が設けられる。そのため、電子回路基板は、ねじ孔を設けるために必要なスペース分だけ、電子部品を実装できない。
本発明の目的は、放熱部材上に載置される発熱部品に対して、他の電子部品と同様の半田付けが可能な電子機器の製造方法を提供することである。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the electronic device which can be soldered like the other electronic components with respect to the heat-emitting component mounted on a heat radiating member.
本発明の他の目的は、放熱部材を固定するためのスペースが電子回路基板内に不要な電子機器の製造方法を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electronic device that does not require a space for fixing a heat dissipation member in the electronic circuit board.
本発明による電子機器の製造方法は、複数の電子部品が実装される領域と発熱部品の端子が挿入される貫通孔とを有する実装基板部と、発熱部品の幅に対応した間隔で立設され折り曲げ可能な複数の係止部材を含み実装基板部と分離可能な仮止め基板部とを備えた電子回路基板を準備する工程と、実装基板部上に複数の電子部品を装着する工程と、発熱部品の端子を実装基板部の貫通孔に挿入する工程と、発熱部品を隣り合う係止部材の間に載置し、各係止部材を折り曲げて発熱部品を把持することにより、仮止め基板部の表面上に発熱部品を固定する工程と、電子部品及び貫通孔に挿入された発熱部品の端子を半田付けする工程と、半田付けした後、各係止部材を伸ばすことにより、発熱部品の固定を解除する工程と、固定を解除した後、電子回路基板から仮止め基板部を分離する工程と、発熱部品に放熱部材を着設する工程とを備える。 The method for manufacturing an electronic device according to the present invention is provided with a mounting board portion having a region where a plurality of electronic components are mounted and a through hole into which a terminal of the heat generating component is inserted , and an interval corresponding to the width of the heat generating component. A step of preparing an electronic circuit board including a mounting board part including a plurality of bendable locking members and a separable temporary fixing board part; a process of mounting a plurality of electronic components on the mounting board part; and heat generation The step of inserting the terminal of the component into the through-hole of the mounting substrate portion , and the temporary fixing substrate portion by placing the heat generating component between adjacent locking members and bending each locking member to grip the heat generating component Fixing the heat generating component on the surface of the wire, soldering the electronic component and the terminal of the heat generating component inserted into the through hole, and fixing the heat generating component by extending each locking member after soldering After releasing the lock, And a step of separating the temporary fixing substrate portion from sub-circuit board, and a step of clamped by the heat radiating member to the heat generating component.
本発明による電子機器の製造方法では、分離可能な仮止め基板部を有する電子回路基板を用いることにより、発熱部品を半田付けするときに、放熱部材を電子回路基板に取り付ける必要がない。具体的には、仮止め基材部が、放熱部材に代わって、発熱部品を半田付けするときに発熱部品を固定する役割を果たす。そして、発熱部品の半田付けが完了した後、仮止め基板部は電子回路基板から分離され、仮止め基板部に代えて放熱部材が発熱部品に着設される。そのため、発熱部品は、手作業で半田付けする必要がなく、たとえば、フロー半田付け法等により、他の電子部品と同様の半田付け法を採用できる。 In the method for manufacturing an electronic device according to the present invention, by using an electronic circuit board having a separable temporary fixing board portion, it is not necessary to attach a heat dissipation member to the electronic circuit board when soldering the heat-generating component. Specifically, the temporary fixing base member serves to fix the heat generating component when soldering the heat generating component instead of the heat radiating member. After the soldering of the heat generating component is completed, the temporary fixing substrate portion is separated from the electronic circuit board, and a heat radiating member is attached to the heat generating component instead of the temporary fixing substrate portion. Therefore, it is not necessary to solder the heat-generating component manually, and for example, a soldering method similar to that for other electronic components can be adopted by a flow soldering method or the like.
さらに、電子回路基板に放熱部材を取り付ける必要がないため、放熱部材を固定するためのねじ等を配設するスペースが不要となる。そのため、電子回路基板内で電子部品を実装可能な領域が増大する。 Furthermore, since it is not necessary to attach a heat radiating member to the electronic circuit board, a space for arranging a screw or the like for fixing the heat radiating member becomes unnecessary. Therefore, the area where electronic components can be mounted in the electronic circuit board increases.
さらに、係止部材により発熱部品を仮止め基板部表面上に固定できる。 Further, the heat generating component can be fixed on the surface of the temporary fixing substrate portion by the locking member.
本発明による電子回路基板は、実装基板部と仮止め基板部とを備える。実装基板部は、複数の電子部品が実装される領域と発熱部品の端子が挿入される貫通孔とを有する。仮止め基板部は、発熱部品の幅に対応した間隔で立設され折り曲げられて前記発熱部品を固定したり、折り曲げられた後で伸ばされて前記発熱部品の固定を解除したりできる複数の係止部材を含み、実装基板部と分離可能である。 An electronic circuit board according to the present invention includes a mounting board part and a temporary fixing board part. The mounting board portion has a region where a plurality of electronic components are mounted and a through hole into which a terminal of the heat generating component is inserted. The temporary fixing substrate portion is erected and bent at intervals corresponding to the width of the heat-generating component to fix the heat-generating component, and can be extended after being bent to release the fixing of the heat-generating component. It includes a stop member and can be separated from the mounting substrate portion.
好ましくは、電子回路基板は、実装基板部と仮止め基板部との境界に、溝又はスリットを有する。 Preferably, the electronic circuit board has a groove or a slit at the boundary between the mounting board part and the temporary fixing board part.
この場合、仮止め基板部が電子回路基板から分離されやすい。 In this case, the temporary fixing substrate portion is easily separated from the electronic circuit substrate.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[電子回路基板の構成]
図1〜3を参照して、本発明の実施の形態による電子機器の電子回路基板1は、実装基板部10と仮止め基板部20とを備える。実装基板部10と仮止め基板部20との間には、隙間(以下、スリットという)30が形成されており、隣り合うスリット30同士の間には、ゲート31が形成されている。仮止め基板部20は、実装基板部10とゲート31でつながっている。
[Configuration of electronic circuit board]
1 to 3, an
実装基板部10には、図示しない配線パターンが印刷されている。また、実装基板部10には、配線パターンに対応して、図示しない複数の貫通孔が形成されている。複数の貫通孔には、リード部品(ラジアルリード部品及びアキシャルリード部品)のリード端子が挿入される。実装基板部10には、面実装部品(以下、チップ部品という)や上述のリード部品が実装される。
A wiring pattern (not shown) is printed on the
実装基板部10はさらに、仮止め基板部20近傍の縁部に、配線パターンに対応した複数の貫通孔11を有する。複数の貫通孔11には、パワートランジスタ等の発熱部品のリード端子が挿入される。
The
仮止め基板部20は、仮止め機構を有し、仮止め機構により発熱部品を一時的に固定する。仮止め機構は、複数の係止部材21及び22を含む。複数の係止部材21及び22は、仮止め基板部20の表面上に立設され、発熱部品の幅に対応して配置されている。より具体的には、係止部材21及び22は、発熱部品の幅に相当する間隔を空けて立設される。発熱部品は、係止部材21及び22の間に挟まれる。
The temporary
各係止部材21、22は、門型のフレームからなり、フレームの脚部は仮止め基板部20の表面に固定されている。係止部材21及び22は、折り曲げ可能な素材からなる。たとえば、係止部材21及び22は、折り曲げ可能な金属からなる。係止部材21及び22の高さHEは、発熱部品の高さよりも高い。係止部材21及び22の間に発熱部品が載置された後、係止部材21及び22の各々は、載置された発熱部品側にそれぞれ折り曲げられる。より具体的には、各係止部材のうち、発熱部品の高さよりも高い部分が、発熱部品側に折り曲げられる。これにより、係止部材21及び22は発熱部品を把持し、発熱部品が仮止め基板部20の表面上に固定される。
Each of the
仮止め基板部20は、発熱部品のリード端子が貫通孔11に半田付けされるまで発熱部品を表面上に固定する。発熱部品のリード端子が半田付けされた後、係止部材21及び22による発熱部品の固定が解除され、仮止め基板部20は、電子回路基板1から切り離される。
The temporary
[電子機器の製造方法]
上述の電子回路基板1を用いれば、発熱部品を手作業で半田付けすることなく、他の電子部品と同様にフロー半田付け法により半田付けすることができる。さらに、発熱部品を固定する土台として、放熱部材であるサブヒートシンクを電子回路基板に予め取り付ける必要もないため、サブヒートシンクを取り付けるためのねじ孔等を設けるスペースが不要になる。以下、電子回路基板1を用いた電子機器の製造方法を説明する。
[Manufacturing method of electronic equipment]
If the above-described
図4を参照して、電子機器の製造方法は、電子部品を電子回路基板1上に装着又は実装する装着工程(S1〜S6)と、装着された電子部品をフロー半田付け法により半田付けするフロー半田工程(S7)と、フロー半田工程を実行後の電子回路基板を用いて電子機器を組み立てる組立工程とを含む(S8〜S10)。
Referring to FIG. 4, in the method for manufacturing an electronic device, a mounting process (S1 to S6) for mounting or mounting an electronic component on
装着工程では、初めに、電子回路基板1の実装基板部10の表面上にチップ部品を実装する(S1)。この工程では、チップ部品はリフロー半田付け法により半田付けされる。具体的には、チップ部品は、周知の部品実装装置により、実装基板部10の表面上に装着される。実装基板部10の表面上には、所定のパターンの半田ペーストが印刷されており、チップ部品は、印刷された半田ペースト上に装着される。そして、リフロー処理により半田ペーストが溶融され、チップ部品が半田付けされる。
In the mounting process, first, a chip component is mounted on the surface of the mounting
チップ部品が電子回路基板1の表面に半田付けされた後、周知の部品実装装置を用いて、リード部品が実装基板部10の表面上に装着される(S2)。リード部品のリード端子は実装基板部10に形成された複数の貫通孔に挿入され、これにより、リード部品が実装基板部10に装着される。なお、この段階では、リード部品は実装基板部10に半田付けされていない。
After the chip component is soldered to the surface of the
続いて、チップ部品がグルー処理により、実装基板部10の裏面上に実装される(S3)。グルー処置では、チップ部品は接着剤により実装基板部10の裏面上に固着される。なお、この段階では、実装基板部10の裏面上のチップ部品は半田付けされていない。
Subsequently, the chip component is mounted on the back surface of the mounting
以上の工程では、周知の部品実装装置を用いて電子部品(チップ部品及びリード部品)を装着したが、電子回路基板1に実装される複数の電子部品の中には、部品実装装置で実装できずに手作業で装着される電子部品も存在する。そこで、次の工程で、部品実装装置で実装できない電子部品が、手作業により、実装基板部10の表面上に装着される。
In the above process, electronic components (chip components and lead components) are mounted using a known component mounting apparatus. However, a plurality of electronic components mounted on the
このとき、図5〜図7に示すように、複数の発熱部品40が、仮止め基板部20の表面上に載置される(S5)。発熱部品40は、素子本体が内包された樹脂モールド41と、樹脂モールド41の後端に結合された放熱板42と、樹脂モールド41の先端から延在する複数のリード端子43とを備える。
At this time, as shown in FIGS. 5 to 7, the plurality of
発熱部品40は、係止部材21及び22の間に挟まれて載置される。さらに、発熱部品40のリード端子43は、実装基板部10内の貫通孔11に挿入される。そのため、発熱部品40は、電子回路基板1の表面に対する水平方向にずれにくい。
The
続いて、係止部材21及び22の間に装着された発熱部品40は、係止部材21及び22により、上下方向にずれないように固定される(S6)。図7を参照して、係止部材21及び22の高さHEは、発熱部品40の高さH40よりも高い。図8〜図10に示すように、係止部材21、22の上部は、対応する発熱部品側に折り曲げられる。係止部材21及び22の折り曲げられた部分21A及び22Aは、発熱部品40を上面から抑える。そのため、発熱部品40が上下方向にずれるのを抑えることができる。なお、係止部材21及び22の折り曲げ作業は、手作業で行ってもよいし、装置を用いて行ってもよい。
Subsequently, the
続いて、フロー半田付け法により、電子回路基板1上に装着されたリード部品及び裏面に装着されたチップ部品のリード端子を半田付けする(S7)。初めに、電子回路基板1の裏面にフラックスが塗布される。フラックスは、半田の濡れ広がり性を高める役割を有する。
Subsequently, the lead terminals of the lead component mounted on the
フラックスが塗布された電子回路基板1の裏面を、溶融した半田からなる噴流に浸す。このとき、電子回路基板1の裏面に溶融半田が付着し、凝固する。以上の工程により、発熱部品40を含む複数のリード部品及び裏面に接着されたチップ部品の端子が、電子回路基板1に半田付けされる。このように、本実施の形態では、発熱部品40は、手作業で半田付けされるのではなく、他の電子部品と同じく、フロー半田付け法により半田付けされる。
The back surface of the
フロー半田工程が完了した後、電子機器の組立工程が実行される(S8〜S10)。初めに、発熱部品40の仮止め基板部20への固定を解除する(S8)。具体的には、係止部材21及び22を発熱部品40から外す。たとえば、折り曲げられた部分21A及び22Aを伸ばして、元の状態に戻す。これにより、発熱部品40は、半田付けされたリード端子43により実装基板部10にのみ結合される。
After the flow soldering process is completed, an electronic device assembly process is performed (S8 to S10). First, the fixing of the
係止部材21及び22による固定を解除した後、電子回路基板1から仮止め基板部20を切り離す(S9)。実装基板部10と仮止め基板部20とをつなぐ全てのゲート31を切断すれば、図11及び図12に示すように、仮止め基板部20は電子回路基板1から切り離される。仮止め基板部20を切り離された電子回路基板1では、発熱部品40の樹脂モールド41及び放熱板42が、実装基板部10からはみ出しており、樹脂モールド41及び放熱板42は、リード端子43により支持されている。
After the fixation by the locking
仮止め基板部20が切り離された電子回路基板1は、図13に示すように、電子機器の外装ケースに相当するヒートシンク50に取り付けられる(S10)。電子回路基板1は、ねじ60により、ヒートシンク50に螺着される。このとき、実装基板部10からはみ出した状態で支持されている発熱部品40は、ヒートシンク50と面接触して結合されているサブヒートシンク51上に面接触される。このとき、放熱板42に設けられたねじ孔45にねじ61が挿入され、サブヒートシンク51は、実装基板部10に取り付けられることなく、発熱部品40に着設される。
As shown in FIG. 13, the
各発熱部品40は、係止部材21及び22により、仮止め基板部20上に固定された状態で半田付けされる。そのため、各発熱部品40の底面44は、同一平面状に揃えられている。その結果、各発熱部品40の底面44は、いずれもサブヒートシンク51の上面52と面接触し、いずれかの発熱部品40の底面位置が他の発熱部品40の底面位置からずれてサブヒートシンク51の上面52と接触しないという問題が生じない。そのため、発熱部品40をねじ61によりサブヒートシンク51に螺着するときに、底面位置のずれによりリード端子43に生じるストレスを抑えることができる。カバー70がねじ62でヒートシンク50に螺着され、電子機器が完成する。
Each
以上、上述の電子機器の製造方法では、分離可能な仮止め基板部20を有する電子回路基板1を用いることにより、発熱部品40を他の電子部品と同様の方法で半田付けすることができる。さらに、電子回路基板にサブヒートシンク51を取り付ける必要がないため、サブヒートシンク51を固定するためのねじ等を配設する固定領域を電子回路基板上に設けなくてよい。そのため、電子回路基板上で電子部品を実装可能な領域が増大する。
また、係止部材21及び22により、発熱部品の配置位置を精度良く設定できるため、隣り合う発熱部品の間隔を狭くしても、発熱部品同士の接触を避けることができる。
As described above, in the manufacturing method of the electronic device described above, the
Moreover, since the arrangement positions of the heat generating components can be accurately set by the locking
なお、本実施の形態では、仮止め基板部20と実装基板部10との間にスリット30を設けることにより、仮止め基板部20を分離可能としたが、他の方法により仮止め基板部20と実装基板部10とを分離可能にしてもよい。たとえば、図14に示すように、電子回路基板1の片面又は両面に溝35を形成し、仮止め基板部20と実装基板部10との境界としてもよい。この場合であっても、溝35により仮止め基板部20を電子回路基板1から分離できる。
In this embodiment, the temporary
また、本実施の形態では、係止部材21及び22を門型のフレームとしたが、たとえば、図15に示すように、係止部材21及び22は、折り曲げ可能な板状であってもよい。また、発熱部品40を載置した後、門型のフレームからなる係止部材21及び22のフレーム内側上部に棒材を挿入し、棒材により発熱部品40を上面から抑えてもよい。要するに、仮止め基板部20上に形成される仮止め機構は、各発熱部品40を、電子回路基板1の表面に対して左右方向及び上下方向に揺れ動かないように固定でき、かつ、固定を解除できる機構であればよい。
In the present embodiment, the locking
また、図1では、係止部材21及び22を一列に配置したが、図16に示すように、係止部材21が放熱板42側に配置され、係止部材22が樹脂モールド41側に配置されてもよい。このような配置としても、発熱部品40を挟むことができ、かつ、折り曲げることで、発熱部品の上下方向へのずれを抑えることができる。
In FIG. 1, the locking
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。 While the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented by appropriately modifying the above-described embodiment without departing from the spirit thereof.
1 電子回路基板
10 実装基板部
11 貫通孔
20 仮止め基板部
30 スリット
35 溝
40 発熱部品
43 リード端子
50 ヒートシンク
51 サブヒートシンク
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記実装基板部上に前記複数の電子部品を装着する工程と、
前記発熱部品の端子を前記貫通孔に挿入する工程と、
前記発熱部品を隣り合う前記係止部材の間に載置し、前記各係止部材を折り曲げて前記発熱部品を把持することにより、前記仮止め基板部の表面上に前記発熱部品を固定する工程と、
前記実装基板部上に装着された電子部品及び前記貫通孔に挿入された前記発熱部品の端子を半田付けする工程と、
半田付けした後、前記各係止部材を伸ばすことにより、前記発熱部品の固定を解除する工程と、
前記固定を解除した後、前記電子回路基板から前記仮止め基板部を分離する工程と、
前記発熱部品に放熱部材を着設する工程とを備えることを特徴とする電子機器の製造方法。 A mounting board portion having a region where a plurality of electronic components are mounted and a through hole into which a terminal of the heat generating component is inserted; and a plurality of locking members which are erected and can be bent at intervals corresponding to the width of the heat generating component. Including a step of preparing an electronic circuit board including a mounting substrate part and a separable temporary fixing board part,
Mounting the plurality of electronic components on the mounting substrate portion;
Inserting the terminal of the heat generating component into the through hole ;
A step of fixing the heat generating component on the surface of the temporary fixing substrate portion by placing the heat generating component between the adjacent locking members, bending the locking members to grip the heat generating component. When,
Soldering electronic components mounted on the mounting substrate and terminals of the heat generating components inserted into the through holes;
After soldering, by extending each locking member , releasing the fixing of the heat generating component;
Separating the temporary fixing substrate part from the electronic circuit board after releasing the fixing;
And a step of attaching a heat radiating member to the heat generating component.
前記発熱部品の幅に対応した間隔で立設され、折り曲げられて前記発熱部品を固定したり、折り曲げられた後で伸ばされて前記発熱部品の固定を解除したりできる複数の係止部材を含み、前記実装基板部と分離可能な仮止め基板部とを備えることを特徴とする電子回路基板。 A mounting board portion having a region where a plurality of electronic components are mounted and a through hole into which a terminal of the heat generating component is inserted;
A plurality of locking members which are erected at intervals corresponding to the width of the heat generating component and can be bent to fix the heat generating component, or can be extended after being bent to release the fixing of the heat generating component; An electronic circuit board comprising the mounting board part and a temporary fixing board part separable from the mounting board part.
前記実装基板部と前記仮止め基板部との境界に、隙間又は溝を有することを特徴とする電子回路基板。 The electronic circuit board according to claim 2 , further comprising:
An electronic circuit board having a gap or a groove at a boundary between the mounting board part and the temporary fixing board part.
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