JP6147990B2 - 表面実装構造体および表面実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面実装部品をプリント配線板に実装する際の表面実装構造体および表面実装方法に関する。

プリント配線板に表面実装されるＩＣパッケージ等の表面実装部品の動作速度の高速化に伴い、部品の発熱が避けられない状況となっている。そこで、表面実装部品の発熱をプリント配線板に効率的に放熱して部品の動作温度を下げる目的で、部品本体の裏面に放熱効果を有する電極を設けた表面実装部品が増加の傾向にある。

図５Ａから図５Ｃは、放熱の効果を有する電極を備えた表面実装部品の構造を示す。すなわち、図５Ａは表面実装部品の表面構造を表す図、図５Ｂはその側面構造を表す図、図５Ｃはその裏面構造を表す図である。表面実装部品は、表面実装部品本体７、放熱効果を有する電極Ａ８、通常の電極Ｂ９を備えている。

この表面実装部品をプリント配線板に実装するに際しての、プリント配線板の表面構造を図３Ａに示す。プリント配線板１は、表面実装部品の放熱効果を有する電極Ａ８と接続する電極パッドＡ３、通常の電極Ｂ９と接続する電極パッドＢ４を備えている。さらに電極パッドＡ３には、電極パッドＡ３とプリント配線板１を貫通するスルーホール２が、放熱効果を高める目的で設けられている。

図３Ａに示したプリント配線板に表面実装部品を実装するに際しては、図３Ｂに示した、クリームはんだを塗付した表面構造に示すように、電極パッドＡ３および電極パッドＢ４に、各々、クリームはんだＡ５およびクリームはんだＢ６が塗付される。図４Ａは、図３Ａに示すプリント配線板１にクリームはんだを塗付した図３Ｂの構造の断面構造を示す図である。クリームはんだＡ５は、電極パッドＡ３の全面に塗付され、スルーホール２を覆う構造となっている。

図４Ｂは、クリームはんだの塗付工程（図４Ａ）の後に、リフロー炉による加熱工程を経た後の断面構造を示す図である。電極パッドＡ３に塗付されたクリームはんだＡ５は、加熱工程によりスルーホール２内に流れ込み、表面実装部品の電極Ａ８との接合にかかわる電極パッドＡ３上の厚みが極端に減少したクリームはんだＡ’１２になっている。この結果、電極Ａ８と電極パッドＡ３との接合が不安定になっていた。

この問題を解決する方法として、放熱用スルーホールからのはんだの漏れを防止する表面実装の方法が特許文献１に開示されている。この方法では、放熱用スルーホールとその周辺を含む領域を除くスルーホール外領域にクリームはんだを塗布する工程と、スルーホール領域にリフロー用接着剤を塗布する工程と、放熱用電極を放熱用パッドに位置合わせした上で電子部品をプリント配線板に搭載し、クリームはんだのリフローによる電子部品とプリント配線板とのはんだ付けと、リフロー用接着剤の硬化とを行う工程とを備える。

特開２０１１−１０８８１４号公報

しかしながら、特許文献１の表面実装の方法によれば、スルーホール２上で表面実装部品の放熱効果を有する電極Ａ８と接するのはリフロー用接着剤となる。リフロー用接着剤ははんだに比べて、電極との接合強度においてもまた放熱効果においても劣る。さらに、特許文献１の表面実装の方法によれば、スルーホール２内は空胴であり、放熱のための熱伝導の面からは必ずしも優れた構造とはいえない。

ＩＣチップなどを備えた表面実装部品の動作速度の益々の高速化に伴い、この放熱効果を高める要求は益々高まっている。さらに、電子機器が今後益々移動体通信機器として携帯されることに伴い、表面実装部品のプリント配線板との接合強度を高める要求も益々高まっている。

本発明はこれらの要求を鑑みてなされたものであり、その目的は、プリント配線板への表面実装部品の実装に際し、表面実装部品とプリント配線板との接合強度を高め、かつ、表面実装部品の放熱効果を高めた、表面実装構造体および表面実装方法を提供することにある。

プリント配線板を貫通するスルーホールを有する第１の電極を有するプリント配線板を有し、第２の電極を有する表面実装部品を有し、前記スルーホールに被らないで前記第１の電極と前記第２の電極とを接合する接合部を有し、前記スルーホールを充填し前記第２の電極に接合する充填部を有する、表面実装構造体である。

プリント配線板を貫通するスルーホールを有する第１の電極の、前記スルーホールに被らない前記第１の電極上に接合層を形成する形成工程と、第２の電極を有する表面実装部品の前記第２の電極を、前記第１の電極に位置合わせして、前記接合層により前記第１の電極と接合する接合工程と、前記スルーホールに充填部を充填する充填工程と、を有する表面実装方法である。

本発明による表面実装構造体および表面実装方法によれば、プリント配線板への表面実装部品の実装に際し、表面実装部品とプリント配線板との接合強度を高め、かつ、表面実装部品の放熱効果を高めた、表面実装構造体および表面実装方法を提供することができる。

本発明の実施形態の表面実装構造体の表面構造を示す図である。 本発明の実施形態の表面実装構造体の断面構造を示す図である。 本発明の実施形態の表面実装方法におけるプリント配線板の断面構造を示す図である。 本発明の実施形態の表面実装方法におけるクリームはんだ塗布後のプリント配線板の断面構造を示す図である。 本発明の実施形態の表面実装方法における表面実装部品接合後の表面実装構造体の断面構造を示す図である。 本発明の実施形態の表面実装方法におけるスルーホールへのクリームはんだ充填中の表面実装構造体の断面構造を示す図である。 本発明の実施形態の表面実装方法におけるスルーホールへのクリームはんだ充填後の表面実装構造体の断面構造を示す図である。 表面実装部品を実装するプリント配線板の表面構造を示す図である。 表面実装部品を実装するプリント配線板の電極にクリームはんだを塗付した表面構造を示す図である。 表面実装部品を実装するプリント配線板の電極にクリームはんだを塗付した断面構造を示す図である。 表面実装部品を実装するプリント配線板の電極にクリームはんだを塗付しリフロー炉による加熱工程を経た断面構造を示す図である。 表面実装部品の表面構造を示す図である。 表面実装部品の断面構造を示す図である。 表面実装部品の裏面構造を示す図である。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（構造の説明）
図１Ａは、本発明の実施形態の表面実装構造体の表面構造を示す図である。但し図１Ａでは、表面実装部品本体７、電極Ａ８、電極Ｂ９を省略している。また、図１Ｂは、本発明の実施形態の表面実装構造体の断面構造を示す図である。

本実施形態の表面実装構造体は、プリント配線板１を貫通するスルーホール２を有する電極パッドＡ３を有するプリント配線板１を有する。また、放熱機能を有する電極Ａ５を有する表面実装部品を有する。さらに、電極パッドＡ３と電極Ａ８とを接合するクリームはんだＡ５による接合部を有する。クリームはんだＡ５はスルーホール２に被らない。さらに、スルーホール２を充填し電極Ａ５に接合するクリームはんだＣ１１を有する。

一方、プリント配線板１は、別に通常の電極パッドＢ６を有し、表面実装部品は別に通常の電極Ｂ９を有し、電極パッドＢ６と電極Ｂ９とはクリームはんだＢ６で接合している。

本実施形態の表面実装構造体では、プリント配線板１の電極パッドＡ３と表面実装部品の電極Ａ８との接合が、クリームはんだＡ５に加えてクリームはんだＣ１１によっても成されているため、接合強度が高い。また、スルーホール２を充填するクリームはんだ１１によって、表面実装部品の熱は効率良く伝達されるため、表面実装部品の放熱効果が高い。

以上のように本実施形態の表面実装構造体によれば、プリント配線板への表面実装部品の実装に際し、表面実装部品とプリント配線板との接合強度を高め、かつ、表面実装部品の放熱効果を高めた、表面実装構造体を提供することができる。
（方法の説明）
図２Ａは、本発明の実施形態の表面実装方法におけるプリント配線板の断面構造を示す図である。図２Ｂは、本実施形態の表面実装方法におけるクリームはんだ塗布後のプリント配線板の断面構造を示す図である。図２Ｃは、本実施形態の表面実装方法における表面実装部品接合後の表面実装構造体の断面構造を示す図である。図２Ｄは、本実施形態の表面実装方法におけるスルーホールへのクリームはんだ充填中の表面実装構造体の断面構造を示す図である。図２Ｅは、本実施形態の表面実装方法におけるスルーホールへのクリームはんだ充填後の表面実装構造体の断面構造を示す図である。

本発明の実施形態の表面実装方法は、プリント配線板１（図２Ａ）を貫通するスルーホール２を有する電極パッドＡ３の、スルーホール２に被らない電極パッドＡ３の上に接合層であるクリームはんだＡ５の層を形成する接合層形成工程（図２Ｂ）と、電極Ａ８を有する表面実装部品の電極Ａ８を、電極パッドＡ３に位置合わせして、クリームはんだＡ５の層により接合する接合工程（図２Ｃ）と、スルーホール２に充填部であるクリームはんだＣ１１を充填する充填工程（図２Ｄ、図２Ｅ）とを有する。

前記接合層形成工程は、クリームはんだの塗付工程を有する。さらに、前記接合工程は、加熱によるはんだのリフロー工程を有する。また、前記充填工程は、クリームはんだをスルーホールに充填する工程を有する。さらに、前記充填工程は、加熱によるはんだのリフローにより、充填部であるクリームはんだＣ１１が電極Ａ８と接合する工程を有する。

本実施形態の表面実装方法では、プリント配線板１の電極パッドＡ３と表面実装部品の電極Ａ８との接合が、クリームはんだＡ５に加えてクリームはんだＣ１１によっても成されているため、接合強度が高い。また、スルーホール２を埋めるクリームはんだ１１によって、表面実装部品の熱は効率良く伝達されるため、表面実装部品の放熱効果が高い。

以上のように本実施形態の表面実装方法によれば、プリント配線板への表面実装部品の実装に際し、表面実装部品とプリント配線板との接合強度を高め、かつ、表面実装部品の放熱効果を高めた、表面実装方法を提供することができる。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。

１ プリント配線板
２ スルーホール
３ パッドＡ
４ パッドＢ
５ クリームはんだＡ
６ クリームはんだＢ
７ 表面実装部品本体
８ 電極Ａ
９ 電極Ｂ
１０ クリームはんだＣ充填中
１１ クリームはんだＣ
１２ クリームはんだＡ’

Claims (8)

1. プリント配線板を貫通するスルーホールを有する第１の電極を有するプリント配線板を有し、
   第２の電極を有する表面実装部品を有し、
   前記スルーホールに被らないで前記第１の電極と前記第２の電極とを接合する接合部を有し、
   前記スルーホールを充填し前記第２の電極に接合する充填部を有し、
   前記第２の電極は前記表面実装部品に平面視で重なる部分を有して前記表面実装部品に密着し、前記充填部は前記平面視で重なる部分で前記第２の電極に接合する、
   表面実装構造体。
2. 前記第２の電極は放熱機能を有する、請求項１記載の表面実装構造体。
3. プリント配線板を貫通するスルーホールを有する第１の電極の、前記スルーホールに被らない前記第１の電極上に接合層を形成する形成工程と、
   第２の電極を有する表面実装部品の前記第２の電極を、前記第１の電極に位置合わせして、前記接合層により前記第１の電極と接合する接合工程と、
   前記スルーホールに充填部を充填する充填工程と、
   前記第２の電極は前記表面実装部品に平面視で重なる部分を有して前記表面実装部品に密着し、前記充填部を前記平面視で重なる部分で前記第２の電極に接合させる工程と、
   を有する表面実装方法。
4. 前記形成工程は、クリームはんだの塗付工程を有する、請求項３記載の表面実装方法。
5. 前記接合工程は、加熱によるはんだのリフロー工程を有する、請求項３または請求項４記載の表面実装方法。
6. 前記充填部ははんだである、請求項３から５の何れか１項記載の表面実装方法。
7. 前記充填工程は、クリームはんだをスルーホールに充填する工程を有する、請求項３から６の何れか１項記載の表面実装方法。
8. 前記充填工程は、加熱によるはんだのリフローにより前記充填部が前記第２の電極と接合する工程を有する、請求項３から７の何れか１項記載の表面実装方法。

Images