JP6894816B2 - 放熱金属片素材を用いたプリント配線板の製造方法 - Google Patents
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Description
そこで近年では、上記サーマルビアに代えて、熱容量の大きい金属片(例えば「銅片」)を埋め込むという手段が検討報告されている(例えば、特許文献1参照)。
図6(a)に示したように、まず、電子部品実装側面A及び放熱体配置側面Bに導体層2cが形成され、且つ、後に金属片55を配置固定するための金属片収容孔3が形成された絶縁基板1を用意し、次いで、当該絶縁基板1を治具14上に設置する。その後、当該金属片収容孔3の高さHよりも長く、且つ、当該金属片収容孔3の孔径Dよりも短い直径からなる円柱形状の金属片素材55aを、当該金属片収容孔3内に挿入する。
しかし、図7に示したように、金属片素材55aの塑性変形は、金属片55の中央部C付近(図7の一点鎖線)が矢印aの方向に膨らむ、いわゆる「樽型状」に変形するため、絶縁基板1にクラック16(図6(b)参照)が発生し易いという問題があった。
外周壁の突起部10は、その数や大きさは特に限定されないが、図1に示したように、縦方向(金属片素材5aの電子部品接続側露出面6aから放熱体接続側露出面7aの方向)の凸条部であることが好ましい。また、外周壁に均等間隔で設けられていることが好ましい。
放熱金属片素材5aは、それを塑性変形した金属片状態で埋設する金属片収容孔の高さHより高い長さ(例えば、1.1〜1.8mm)と金属片収容孔の孔径Dより短い直径(例えば、4.7〜5.7mm)を有する。なお、金属片素材5aの直径は、外周壁の突起部10を含む径である。
斯かる放熱金属片素材5aは、銅などの金属棒を必要な体積に合わせてカットし、これを型に押し込むことによって、所望とする形状及び寸法のものを製造するヘッダー工法によって用意することができる。
また、金属片収容孔内に金属片を配置固定する際の説明において、「電子部品実装面側開口端」、「放熱体配置面側開口端」という用語が登場するが、ここでいう「開口端」とは「絶縁基板」に設けられた「金属片収容孔」の開口端部のみを意味するものではなく、例えば、図2に示される「外層配線パターン2」や「ソルダーレジスト12」が「金属片収容孔3」の開口端部と「電子部品17」や「放熱体20」との間に存在する場合には、当該「外層配線パターン2」や「ソルダーレジスト12」によって形成された開口端部を意味する。なお、「外層配線パターン2」や「ソルダーレジスト12」が「金属片収容孔3」の開口端部と「電子部品17」や「放熱体20」との間に存在しない場合には、「開口端」は「絶縁基板」に設けられた「金属片収容孔」の開口端部である。
一方、金属片5の下面、すなわち放熱体接続側露出面7は、絶縁基板1における放熱体配置側面Bに形成されている配線パターン2の外側面22と略面一の位置にある。
絶縁基板1の厚みに関しては、一概にその厚みを示すことはできないが、単層や多層のいずれの形態であっても、全体的な厚みとしては、例えば1.0〜1.6mm程度である。また、金属箔の厚みに関しては、18〜35μm程度のものが一般的に用いられる。
圧入後の金属片の電子部品接続側露出面6側及び放熱体接続側露出面7側の径は、孔径と同等の広がり(径)である。
また、金属片素材5aが塑性変形する際の変形部分を突起部10間の凹部が吸収するため、金属片5の電子部品接続側露出面6が金属片収容孔3の電子部品実装面側開口端の位置8Aから50μm以内の高さに位置するように金属片5を金属片収容孔3内に埋めることができ、電子部品17の実装時に当該電子部品17が傾いたりすることを防ぐことができる。また、応力の分散によって金属片収容孔3が適切に押し広げられ、金属片収容孔3内の金属片5の保持力が30N以上と高くなるため、プリント配線板の製造工程途中やプリント配線板を複数面付けしたボードで加工する際、とりわけ電子部品の実装時に、金属片がゆるみ、ガタついて、落下することを防ぐことができる。
また、外周壁の突起部10が縦方向の凸条部であるとき、金属片収容孔3内に金属片5が圧入された際に、当該突起部10が金属片収容孔3の内壁3aと線接触するため、金属片5を配置固定するための圧力は従来に比べて小さくてもよい。
さらに、絶縁基板1に形成された全ての金属片収容孔3内の体積を計測しておき、当該体積に応じた体積の金属片素材5aを各々挿入すれば、金属片の体積と金属片収容孔内の体積の差が小さくなるので、より精度の高い(例えば、金属片収容孔3内でのホールド不足による金属片5の落下や、金属片5の電子部品接続側露出面6の面積低下による放熱性の低下などの懸念が少ない)プリント配線板が得られる。
2:配線パターン
2a:実装パッド
2b:金属箔
2c:導体層
22:外側面
3:金属片収容孔
3a:金属片収容孔の内壁
4:めっき膜
5、55:金属片
5a、55a:金属片素材
6、6a、66、66a:電子部品接続側露出面
7、7a、77、77a:放熱体接続側露出面
8A:電子部品実装面側開口端の位置
8B:放熱体配置面側開口端の位置
10:突起部
12:ソルダーレジスト
14:治具
15:プレスピン
16:クラック
17:電子部品(発熱部品)
18:端子
19:半田
20:放熱体
21:熱伝導性樹脂
A:電子部品実装側面
B:放熱体配置側面
C:金属片の中央部
PW:プリント配線板
pw1、pw2:中間基板
PC:プリント回路基板
Claims (3)
- 電子部品からの発熱を、当該電子部品の直下に配置した金属片によって、当該電子部品実装側面と反対の面側に配置された放熱体へと伝熱させるプリント配線板の製造方法であって、少なくとも、絶縁基板に金属片収容孔を形成する工程と、当該金属片収容孔の高さより高い長さと当該金属片収容孔の孔径より短い直径を有し、且つ、外周壁に複数の突起部を有する円柱状体からなる金属片素材を当該金属片収容孔内に挿入する工程と、当該金属片素材の電子部品接続側露出面に荷重をかけ、当該荷重により塑性変形した金属片を金属片収容孔内に配置固定する工程と、を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
- 当該突起部が縦方向の凸条部であることを特徴とする請求項1記載のプリント配線板の製造方法。
- 当該突起部が外周壁に均等間隔で設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のプリント配線板の製造方法。
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