WO2020202954A1 - 電子部品の実装構造、及び電子部品の実装構造の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to an electronic component mounting structure and a method for manufacturing an electronic component mounting structure.
- This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2019-070185 of the Japanese application dated April 1, 2019, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
- the electronic unit shown in Patent Document 1 includes a circuit board, electronic components such as a power inductor mounted on the front surface of the circuit board, and a heat radiating member provided on the back surface of the circuit board.
- the mounting structure of the electronic component is A circuit board having a front surface and a back surface, With electronic components It is provided with a heat radiating member arranged on the back surface of the circuit board.
- the circuit board Through holes opened in the front surface and the back surface, It has a first through hole and a second through hole provided around the through hole.
- the electronic component is The main body housed in the through hole and It has a first terminal and a second terminal provided on the surface side of the circuit board in the main body.
- Each of the first through hole and the back surface side of the circuit board in the second through hole is thermally connected to the heat radiating member.
- Each of the first through hole and the surface side of the circuit board in the second through hole is thermally connected to each of the first terminal and the second terminal.
- the method for manufacturing the mounting structure of the electronic component according to the present disclosure is as follows.
- a main body having a first surface and a second surface facing the first surface, an electronic component having a first terminal and a second terminal provided on the second surface side of the main body, a first connecting member and a second connection.
- the main body portion penetrates the circuit board so that the first surface of the main body portion faces the back surface side of the circuit board and the second surface of the main body portion faces the front surface side of the circuit board.
- the process of storing in the hole and A step of electrically connecting each of the first terminal and the second terminal to each of the first connecting member and the second connecting member.
- the step includes a step of thermally connecting the heat radiating member facing the back surface of the circuit board and each of the back surface side of the circuit board in the first through hole and the second through hole.
- FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an outline of a mounting structure of an electronic component according to the first embodiment.
- FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating step c in an example of a method for manufacturing a mounting structure of an electronic component according to the first embodiment.
- FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating step b in an example of a method for manufacturing a mounting structure of an electronic component according to the first embodiment.
- FIG. 2C is an explanatory diagram illustrating step e in an example of a method for manufacturing a mounting structure of an electronic component according to the first embodiment.
- FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating step f in another example of the method of manufacturing the mounting structure of the electronic component according to the first embodiment.
- FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an outline of a mounting structure of an electronic component according to the first embodiment.
- FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating step c in an example of a method for manufacturing a mounting structure of an electronic component according
- FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an outline of the mounting structure of the electronic component according to the first modification.
- FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an outline of the mounting structure of the electronic component according to the modified example 2.
- FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an outline of the mounting structure of the electronic component according to the modified example 3.
- one of the purposes of the present disclosure is to provide a mounting structure for an electronic component, which has a low protrusion height from the surface of the circuit board in the electronic component and has excellent heat dissipation of the electronic component.
- the present disclosure is different from providing a method for manufacturing an electronic component mounting structure capable of manufacturing an electronic component mounting structure having a low protrusion height from the surface of a circuit board in an electronic component and having excellent heat dissipation of the electronic component. It is one of the purposes of.
- the mounting structure of the electronic component according to the present disclosure has a low protrusion height from the surface of the circuit board in the electronic component, and is excellent in heat dissipation of the electronic component.
- the mounting structure of the electronic component is A circuit board having a front surface and a back surface, With electronic components It is provided with a heat radiating member arranged on the back surface of the circuit board.
- the circuit board Through holes opened in the front surface and the back surface, It has a first through hole and a second through hole provided around the through hole.
- the electronic component is The main body housed in the through hole and It has a first terminal and a second terminal provided on the surface side of the circuit board in the main body.
- Each of the first through hole and the back surface side of the circuit board in the second through hole is thermally connected to the heat radiating member.
- Each of the first through hole and the surface side of the circuit board in the second through hole is thermally connected to each of the first terminal and the second terminal.
- the above configuration has a low protrusion height from the surface of the circuit board in the electronic component, and is excellent in heat dissipation of the electronic component.
- the reason why the protruding height of the electronic component can be lowered is that the circuit board has a penetrating hole in which the main body of the electronic component can be housed.
- the reason why the heat dissipation of the electronic component is excellent is that the heat of the electronic component is transferred to the heat dissipation member from each of the first terminal and the second terminal of the electronic component through each of the first through hole and the second through hole of the circuit board. This is because the heat of the electronic component is transferred to the heat radiating member through the main body portion housed in the through hole.
- a first connecting member and a second connecting member that thermally connect each of the first terminal and the second terminal to each of the first through hole and the surface side of the circuit board in the second through hole.
- Have and Each of the first connecting member and the second connecting member may be composed of a member separate from each of the first terminal and the second terminal.
- first connecting member and a second connecting member which are composed of separate members from each of the first terminal and the second terminal, each of the first terminal and the second terminal of the electronic component and the first through It is easy to connect each of the hole and the second through hole.
- the heat radiating member may have a recess into which the main body is fitted.
- the first heat transfer member makes it easy to transfer the heat of the electronic component from the main body to the heat dissipation member.
- the second heat transfer member makes it easy to transfer the heat of the electronic component from each of the first through hole and the second through hole to the heat radiation member via each of the first terminal and the second terminal.
- An example includes a sealing resin portion that covers the surface of the electronic component and brings the electronic component into close contact with the circuit board.
- the thermal connection between the terminal of the electronic component and the through hole of the circuit board is hard to disconnect.
- the sealing resin portion can improve the adhesion between the electronic component and the circuit board.
- the method for manufacturing an electronic component mounting structure is as follows.
- a main body having a first surface and a second surface facing the first surface, an electronic component having a first terminal and a second terminal provided on the second surface side of the main body, a first connecting member and a second connection.
- the main body portion penetrates the circuit board so that the first surface of the main body portion faces the back surface side of the circuit board and the second surface of the main body portion faces the front surface side of the circuit board.
- the process of storing in the hole and A step of electrically connecting each of the first terminal and the second terminal to each of the first connecting member and the second connecting member.
- the step includes a step of thermally connecting the heat radiating member facing the back surface of the circuit board and each of the back surface side of the circuit board in the first through hole and the second through hole.
- the step of electrically connecting each of the first terminal and the second terminal to each of the first connecting member and the second connecting member may be performed before the step of accommodating the main body portion. ..
- the first terminal is between the step of electrically connecting each of the first terminal and the second terminal and each of the first connecting member and the second connecting member and the step of accommodating the main body portion.
- a step of fixing each of the second terminals and each of the first connecting member and the second connecting member with an adhesive can be mentioned.
- the above configuration can reinforce the connection between the electronic component and the first connecting member and the second connecting member. Therefore, when the assembly connecting the electronic component and the first connecting member and the second connecting member is housed in the through hole of the substrate, the connection between the electronic component and the first connecting member and the second connecting member is disconnected. hard.
- a step of electrically connecting each of the first terminal and the second terminal to each of the first connecting member and the second connecting member, and each of the first connecting member and the second connecting member and the first may be performed by reflow soldering after the step of accommodating the main body portion.
- the mounting structure 1 of the electronic component of the first embodiment will be described with reference to FIG.
- the electronic component mounting structure 1 of the present embodiment includes a circuit board 2 having a front surface and a back surface, an electronic component 3, and a heat radiating member 4 arranged on the back surface of the circuit board 2.
- the front surface and the back surface of the circuit board 2 face each other.
- One of the features of the electronic component mounting structure 1 in this embodiment is that the circuit board 2 and the electronic component 3 satisfy the following configurations, respectively.
- the circuit board 2 has a through hole 21 and a first through hole 221 and a second through hole 222 that are thermally connected to the heat radiating member 4.
- the electronic component 3 is upside down and has a main body 31 housed in the through hole 21 and a first terminal 331 and a second terminal 332 provided on the surface side of the circuit board 2 in the main body 31.
- Each of the first terminal 331 and the second terminal 332 is thermally connected to each of the surface sides of the circuit board 2 in the first through hole 221 and the second through hole 222.
- the back surface side of the circuit board 2 is the bottom side
- the front surface side is the top side.
- the back surface side is the lower side of the paper surface
- the front surface side is the upper side of the paper surface.
- the length of the circuit board 2, the electronic component 3, the heat radiating member 4, the first heat transfer member 51 described later, and the second heat transfer member 52 described later in the vertical direction of FIG. 1 may be referred to as a thickness.
- these thicknesses are schematically shown for convenience of explanation, and do not necessarily correspond to actual thicknesses.
- the circuit board 2 is typically a plate-shaped member that constitutes a predetermined circuit such as a signal circuit, a part of a power circuit, and a current or voltage detection circuit (FIG. 1).
- a printed circuit board (PCB) can be used as the circuit board 2.
- the circuit board 2 is composed of a double-sided board in which circuit patterns are provided on the front and back sides of the insulating board 20.
- the circuit board 2 may be composed of a single-sided substrate in which a circuit pattern is provided on one of the front and back surfaces of the insulating substrate 20, or a multilayer substrate in which the insulating substrate 20 and the circuit pattern are stacked.
- the circuit pattern is made of copper foil.
- This circuit pattern has a first land 231 and a second land 232.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 of the electronic component 3 is electrically and mechanically connected.
- the circuit board 2 has a through hole 21, a first through hole 221 and a second through hole 222.
- the through hole 21 is a hole for accommodating the main body 31 of the electronic component 3 described later. Through the through hole 21, the mounting structure 1 of the electronic component can reduce the protruding height of the electronic component 3 from the upper surface of the circuit board 2.
- the through holes 21 are opened on the upper surface and the lower surface of the circuit board 2.
- the size of the through hole 21 when the through hole 21 is viewed in a plan view is not particularly limited as long as it can accommodate the main body 31.
- the plan view means viewing from the axial direction of the through hole 21.
- the size of the through hole 21 is one size larger than that of the main body 31 in this embodiment.
- the planar shape of the through hole 21 may be similar to the planar shape of the main body 31.
- the planar shape refers to a shape in which the through hole 21 is viewed from above and below.
- the planar shape of the through hole 21 is rectangular in this embodiment.
- a conductor layer is not provided on the inner peripheral surface of the through hole 21.
- Each of the first through hole 221 and the second through hole 222 thermally connects each of the first terminal 331 and the second terminal 332 of the electronic component 3 to the heat radiating member 4.
- the first through hole 221 and the second through hole 222 are through hole vias.
- This thermal connection refers to a connection state in which a heat dissipation path can be formed from each of the first terminal 331 and the second terminal 332 to the heat radiating member 4 via each of the first through hole 221 and the second through hole 222.
- the members of the first terminal 331, the first through hole 221 and the heat radiating member 4 are in direct contact with each other, or a solid or viscous body is interposed between at least a part of the members. is there.
- each member of the second terminal 332, the second through hole 222, and the heat radiating member 4 is in direct contact with each other, or a solid or viscous body is interposed between at least a part of each member. ..
- each member constituting the heat dissipation path is higher than the thermal conductivity of the insulating substrate 20. That is, although the detailed heat dissipation path will be described later, the first terminal 331, the second terminal 332, the solder 9, the first connecting member 61, the second connecting member 62, the first land 231 and the second land 232, the first through hole 221 It is preferable that all the constituent materials of the second through hole 222 and the second heat transfer member 52 are higher than the thermal conductivity of the insulating substrate 20. The same meaning applies to thermal connections between other members.
- This heat dissipation path has a larger amount of heat dissipation than other places excluding the heat dissipation path from the main body 31 to the recess 41, which will be described later.
- each of the first through hole 221 and the second through hole 222 transfers the heat of the electronic component 3 to the heat radiating member 4 via each of the first terminal 331 and the second terminal 332.
- the first through hole 221 and the second through hole 222 may form a part of the above-mentioned circuit.
- the first through hole 221 and the second through hole 222 are formed around the through hole 21.
- a plurality of first through holes 221 are provided on the first terminal 331 side of the electronic component 3 in the through hole 21, and a plurality of second through holes 222 are provided on the second terminal 332 side of the electronic component 3 in the through hole 21.
- FIG. 1 shows one first through hole 221 with an exaggerated size on the first terminal 331 side of the through hole 21, and one exaggerated size on the second terminal 332 side of the through hole 21.
- the second through hole 222 is shown.
- the first through hole 221 and the second through hole 222 have a through hole opened on the upper surface and the lower surface of the circuit board 2 and a conductor layer provided on the inner peripheral surface of the through hole.
- the conductor layer is preferably made of metal.
- the conductor layer of this embodiment is made of copper.
- Each of the first through hole 221 and the second through hole 222 is electrically and mechanically connected to each of the first land 231 and the second land 232 on the upper surface side.
- each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 which will be described later, are electrically and mechanically connected to each of the first land 231 and the second land 232 on the upper surface side.
- Each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 is electrically and mechanically connected to each of the first terminal 331 and the second terminal 332 of the electronic component 3. That is, each of the first through hole 221 and the second through hole 222 and each of the first terminal 331 and the second terminal 332 are indirectly connected. By this indirect connection, each of the first through hole 221 and the second through hole 222 and each of the first terminal 331 and the second terminal 332 are thermally connected.
- Each of the lower surface side of the circuit board 2 in the first through hole 221 and the second through hole 222 is mechanically in contact with the second heat transfer member 52 described later in this embodiment.
- the heat radiating member 4 is mechanically in contact with the second heat transfer member 52. That is, each of the first through hole 221 and the second through hole 222 and the heat radiating member 4 are indirectly connected. By this indirect connection, each of the first through hole 221 and the second through hole 222 and the heat radiating member 4 are thermally connected.
- Each of the first through hole 221 and the second through hole 222 on the lower surface side of the circuit board 2 may be in mechanical contact with the heat radiating member 4 without passing through the second heat transfer member 52.
- each of the first through hole 221 and the second through hole 222 is directly connected to the heat radiating member 4.
- each of the first through hole 221 and the second through hole 222 and the heat radiating member 4 are thermally connected. Therefore, each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and the heat radiating member 4 are thermally connected via each of the first through hole 221 and the second through hole 222.
- the electronic component 3 is mounted on the upper surface of the circuit board 2.
- the electronic component 3 has a main body 31, a first terminal 331, and a second terminal 332.
- the electronic component 3 is a power inductor in this embodiment.
- Other types of electronic components 3 include inductors, transformers, semiconductor elements, resistors, capacitors, and the like.
- a power inductor usually has a core, a coil, and first and second terminals.
- the core is made of soft magnetic material. This core corresponds to the main body 31 in this embodiment.
- the coil is embedded in the core.
- Each of the first and second terminals of the power inductor is connected to each of the first and second ends of the coil.
- Each of the first and second terminals of the power inductor is exposed from the core.
- Each of the first terminal and the second terminal of the power inductor corresponds to each of the first terminal 331 and the second terminal 332 in this embodiment.
- the core is composed of a powder compact formed by compression molding soft magnetic powder.
- the particles constituting the soft magnetic powder include soft magnetic metal particles, coated particles having an insulating coating on the outer periphery of the soft magnetic metal particles, and soft magnetic non-metal particles.
- the soft magnetic metal include pure iron and iron-based alloys.
- the iron-based alloy include Fe—Si alloys and Fe—Ni alloys.
- the insulating coating include phosphate and the like.
- Examples of the soft magnetic non-metal include ferrite and the like.
- the coil has a winding portion and a first end portion and a second end portion.
- the winding portion is formed by spirally winding the winding, and the winding can be a covered wire having an insulating coating on the outer circumference of the conductor wire.
- Examples of the material of the conductor wire include metals such as copper and copper alloys.
- Examples of the type of conductor wire include a round wire.
- Examples of the insulating coating include enamel. Typical examples of enamel include polyamide-imide.
- the winding may be composed of a coated round wire.
- the shape of the winding portion may be cylindrical.
- the axis of the winding portion is along the vertical direction in this embodiment. That is, the shaft of the winding portion is along the axial direction of the through hole 21.
- Each of the first terminal 331 and the second terminal 332 is connected to each of the first end portion and the second end portion.
- the shape of the main body 31 is not particularly limited and can be appropriately selected.
- the shape of the main body 31 is a rectangular parallelepiped in this embodiment.
- the lower surface of the main body 31 is in mechanical contact with the first heat transfer member 51, which will be described later in this embodiment.
- the first heat transfer member 51 is in mechanical contact with the recess 41 of the heat dissipation member 4, which will be described later. That is, the main body 31 and the recess 41 are indirectly connected. By this indirect connection, the main body 31 and the recess 41 are thermally connected.
- the lower surface of the main body 31 may be in direct contact with the heat radiating member 4, that is, the recess 41 in this embodiment, without passing through the first heat transfer member 51. In that case, the main body 31 is directly connected to the recess 41. By this direct connection, the main body 31 and the recess 41 are thermally connected.
- Each of the first terminal 331 and the second terminal 332 is thermally connected to each of the first through hole 221 and the second through hole 222.
- the connection of the first terminal 331 and the second terminal 332 to each of the first through hole 221 and the second through hole 222 is connected to each of the first land 231 and the second land 232 in this embodiment. This is performed via each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62, which will be described later. That is, each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first through hole 221 and the second through hole 222 are indirectly connected. By this indirect connection, each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first through hole 221 and the second through hole 222 are thermally connected.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 does not go through each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62, but the first land 231 And each of the second land 232 may be electrically and mechanically connected.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 is directly connected to each of the first land 231 and the second land 232.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first through hole 221 and the second through hole 222 are thermally connected.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first through hole 221 and the second through hole 222 are indirectly connected.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first through hole 221 and the second through hole 222 are thermally connected.
- the method of connecting via each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 will be described later.
- the first terminal 331 and the second terminal 332 are made of a plate material made of a conductive material.
- the conductive material include metals such as copper and copper alloys.
- the first terminal 331 and the second terminal 332 are bent so as to be provided from the side surface to the upper surface of the main body portion 31.
- the upper surfaces of the first terminal 331 and the second terminal 332 project upward from the upper surface of the main body 31 by substantially the thickness of each of the first terminal 331 and the second terminal 332.
- Each side surface of the first terminal 331 and the second terminal 332 is substantially flush with the side surface of the main body 31.
- Each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 thermally connects each of the first terminal 331 and the second terminal 332 to each of the first through hole 221 and the second through hole 222. Due to this thermal connection, each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 transfers the heat of the electronic component 3 through the first terminal 331 and the second terminal 332 through the first through hole 221 and the second through hole 221 and the second. It is transmitted to each of the through holes 222.
- the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are composed of members separate from each of the first terminal 331 and the second terminal 332. One end of each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 is electrically and mechanically connected to each of the first terminal 331 and the second terminal 332. The other ends of each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are electrically and mechanically connected to each of the first land 231 and the second land 232 on the upper surface side. Since the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are formed of separate members from each of the first terminal 331 and the second terminal 332, each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 is the first. It is easy to connect each of the terminals 331 and the second terminal 332 to each of the first land 231 and the second land 232.
- first connecting member 61 and the second connecting member 62 For the connection of one end and the other end of each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62, a connecting material made of metal can be used. As this metal, solder 9 can be typically used. In the middle of each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62, one end and the other end thereof are equal to the thickness between the upper surfaces of the first terminal 331 and the second terminal 332 and the upper surface of the circuit board 2. It is bent in an S shape so that a step is formed.
- the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are plate materials made of a conductive material. Examples of the conductive material include the same materials as those of the first terminal 331 and the second terminal 332.
- the heat radiating member 4 releases heat from the circuit board 2 and the electronic component 3.
- the material of the heat radiating member 4 include a material having excellent thermal conductivity. As such a material, for example, a metal such as aluminum or an aluminum alloy is suitable.
- the heat radiating member 4 is arranged on the lower surface of the circuit board 2. Although the heat radiating member 4 has the recess 41 in this embodiment, the heat radiating member 4 may not have the recess 41.
- the recess 41 is thermally connected to the main body 31. This thermal connection refers to a connection state in which a heat dissipation path from the main body 31 to the recess 41 can be configured.
- the members of the main body 31 and the recess 41 are in direct contact with each other, or a solid or viscous body is interposed between at least a part of the members.
- This heat dissipation path is compared with other places excluding the heat dissipation path from each of the first terminal 331 and the second terminal 332 described above to the heat dissipation member 4 via each of the first through hole 221 and the second through hole 222. The amount of heat dissipation is large.
- the main body 31 is fitted in the recess 41.
- the recess 41 is provided so that a region of the heat radiating member 4 facing the main body 31 is locally recessed.
- the planar shape of the recess 41 may be similar to the planar shape of the main body 31.
- the planar shape of the recess 41 is rectangular.
- the depth of the recess 41 is not particularly limited and can be appropriately selected.
- the depth of the recess 41 may be, for example, such that the sum of the depth of the recess 41 and the thickness of the circuit board 2 is equal to or greater than the thickness of the main body 31.
- the upper surface of the main body 31 may be flush with the upper surface of the circuit board 2, or may be located below the upper surface of the circuit board 2. Therefore, the protruding height of the electronic component 3 can be substantially eliminated.
- the heat radiating member 4 has fins 42 described later as in the present embodiment, the deeper the depth of the recess 41, the more the heat dissipation performance of the region where the recess 41 is provided becomes the peripheral region of the recess 41 excluding the recess 41. It may be lower than the heat dissipation performance.
- a protruding portion is formed in the region corresponding to the lower part of the concave portion 41 by the depth of the concave portion 41 so as to protrude downward from the lower surface of the peripheral region.
- the fin 42 corresponding to the lower part of the recess 41 extends downward from the lower surface of the protrusion.
- the fin 42 corresponding to the lower side of the peripheral region extends downward from the lower surface of the peripheral region.
- the length of the fin 42 corresponding to the lower part of the recess 41 is shortened by the depth of the recess 41, that is, by the protrusion height of the protrusion. Since this protrusion serves as a flow resistance for the fluid flowing between the fins 42 and the length of the fins 42 is short, the heat dissipation performance of the region where the recess 41 is provided is improved around the recess 41 excluding the recess 41. It is lower than the heat dissipation performance of the area. Therefore, the depth of the recess 41 may be appropriately selected so that the upper surface of the main body 31 projects upward from the upper surface of the circuit board 2.
- the heat radiating member 4 preferably further includes fins 42.
- the fin 42 tends to increase the surface area of the heat radiating member 4 to improve the heat radiating property.
- the fin 42 is composed of a plurality of protrusions protruding downward from the lower surface of the heat radiating member 4.
- the second heat transfer member 52 easily transfers the heat of the electronic component 3 from each of the first through hole 221 and the second through hole 222 to the heat radiating member 4 via each of the first terminal 331 and the second terminal 332.
- the second heat transfer member 52 is provided over substantially the entire area between the lower surface of the circuit board 2 and the peripheral region of the recess 41 excluding the recess 41 in the heat dissipation member 4.
- the first heat transfer member 51 and the second heat transfer member 52 may be formed independently of each other as in the present embodiment, or may be formed in a series.
- the first heat transfer member 51 and the second heat transfer member 52 are preferably made of a material having a higher thermal conductivity than the insulating substrate 20.
- Both the first heat transfer member 51 and the second heat transfer member 52 may be formed of a heat radiating grease or a heat radiating sheet, or may be made of an insulating sheet having excellent heat radiating properties.
- the thermal paste include silicone grease.
- the heat radiating sheet include a silicone gel sheet. It is preferable that the heat radiating grease and the heat radiating sheet contain a filler. Specific examples of the filler include alumina filler. Thermal paste and heat dissipation sheet are relatively soft.
- the thermal paste and the heat dissipation sheet are connected to the first land 231 and the second land 232 of the first terminal 331 and the second terminal 332 by the solder 9 without being disconnected, and the lower surface and the recess of the main body 31 are not disconnected. It is easy to fill the gap with the upper surface of 41.
- the insulating sheet having excellent heat dissipation include a thermosetting resin such as a silicone resin or an epoxy resin containing the above-mentioned filler.
- the mounting structure 1 of the electronic component may further include an insulating member.
- the insulating member is interposed between the recess 41 and the first heat transfer member 51, or between the peripheral region of the recess 41 in the heat dissipation member 4 and the second heat transfer member 52.
- the insulating member can enhance the electrical insulation between the electronic component 3 and the circuit board 2 and the heat radiating member 4.
- Examples of the insulating member include an insulating sheet made of the above-mentioned thermosetting resin.
- the mounting structure 1 of the electronic component may further include a sealing resin portion 7.
- the sealing resin portion 7 covers the surface of the electronic component 3 and brings the electronic component 3 and the circuit board 2 into close contact with each other.
- the covering region of the sealing resin portion 7 may be a region that covers the outside of the first connecting member 61 and the second connecting member 62. If the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are also covered with the sealing resin portion 7, each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and the circuit board by each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are covered. It is easy to maintain the connection with 2.
- the sealing resin portion 7 is provided from the first through hole 221 to the second through hole 222 so as to straddle the electronic component 3. Examples of the material of the sealing resin portion 7 include a thermoplastic resin similar to the insulating sheet.
- the mounting structure 1 of the electronic component of this embodiment has a low protruding height of the electronic component 3, and is excellent in heat dissipation of the electronic component 3.
- the reason why the protruding height of the electronic component 3 can be lowered is that the circuit board 2 has a through hole 21 capable of accommodating the main body 31 of the electronic component 3.
- the reason why the electronic component 3 is excellent in heat dissipation is that the heat of the electronic component 3 is transferred to the first terminal 331 and the second terminal of the electronic component 3 through each of the first through hole 221 and the second through hole 222 of the circuit board 2. This is because the heat of the electronic component 3 is transferred to the heat radiating member 4 through the main body 31 housed in the through hole 21 in addition to being transferred to the heat radiating member 4 from each of the 332s.
- the method for manufacturing the mounting structure of the electronic component in the present embodiment includes the following steps a to e.
- the electronic component mounting structure 1 is manufactured by the method for manufacturing the electronic component mounting structure.
- the order of steps b to e can be appropriately selected from the following steps b.
- Typical examples of the method for manufacturing the mounting structure of the electronic component in this embodiment include the following manufacturing method I and manufacturing method II.
- step a a circuit board, an electronic component, a first connecting member, a second connecting member, and a heat radiating member are prepared.
- step b the main body of the electronic component is housed in the through hole of the circuit board. This storage is performed so that the first surface of the main body faces the back surface side of the circuit board and the second surface of the main body faces the front surface side of the circuit board.
- step c each of the first terminal and the second terminal of the electronic component and each of the first connecting member and the second connecting member are electrically connected.
- step d each of the first connecting member and the second connecting member is thermally connected to each of the first through hole of the circuit board and each of the surface side of the circuit board in the second through hole.
- step e the heat radiating member facing the back surface of the circuit board and each of the back surface sides of the circuit board in the first through hole and the second through hole are thermally connected.
- the manufacturing method I will be described with reference to FIGS. 2A to 2C.
- the manufacturing method I goes through each step in the order of step a, step c, step b, step d, and step e.
- step a the circuit board 2, the electronic component 3, the first connecting member 61, the second connecting member 62, and the heat radiating member 4 are prepared (FIGS. 2A to 2C).
- the circuit board 2 has a through hole 21, a first through hole 221 and a second through hole 222, and a first land 231 and a second land 232.
- the through hole 21 opens on the front surface and the back surface of the insulating substrate 20.
- the front surface is the upper side of the paper surface and the back surface is the lower side of the paper surface.
- the first through hole 221 and the second through hole 222 are provided around the through hole 21.
- the electronic component 3 has a main body portion 31 and a first terminal 331 and a second terminal 332.
- the main body 31 has a first surface and a second surface facing the first surface.
- the first surface is the upper side of the paper surface
- the second surface is the lower side of the paper surface of FIG. 2A.
- the first terminal 331 and the second terminal 332 are provided on the second surface side of the main body 31.
- the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are made of a plate material bent in an S shape.
- the heat radiating member 4 has a recess 41 provided on the upper surface and fins 42 provided on the lower surface.
- step c In step c, as shown in FIG. 2A, each of the first terminal 331 and the second terminal 332 of the electronic component 3 and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are electrically connected. Solder 9 can be used for this electrical connection.
- the connection with the solder 9 can be performed by the reflow method.
- the connection by soldering 9 may be performed by hand soldering.
- a braid in which and is integrated is produced.
- the electronic component 3 and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 can be handled as one member in the step b, so that the step b and the subsequent step d can be handled. Easy to work.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 may be further fixed by the adhesive 90.
- the solder 9 can firmly connect each of the first terminal 331 and the second terminal 332 to each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62. Further, if each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are fixed with the adhesive 90, each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and the first Each of the connecting member 61 and the second connecting member 62 can be fixed more firmly.
- the adhesive 90 may be filled between each of the first terminal 331 and the second terminal 332 and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62.
- the type of the adhesive 90 is not particularly limited and can be appropriately selected as long as the adhesive strength is maintained when the main body 31 is stored in the step b.
- a known heat-resistant adhesive can be preferably used as the type of the adhesive 90.
- step b the main body 31 is housed in the through hole 21 of the circuit board 2.
- the main body 31 is stored by turning the assembly upside down. That is, the first surface of the main body 31 faces the back surface side of the circuit board 2, and the second surface of the main body 31 faces the front surface side of the circuit board 2. Further, in the storage of the main body 31, each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 integrated with the electronic component 3 is soldered on each of the first land 231 and the second land 232 of the circuit board 2. Make contact with 9.
- each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 and each of the surface sides of the circuit board 2 in the first through hole 221 and the second through hole 222 are thermally connected. Connecting. This thermal connection is made up of the first connecting member 61 and each of the first land 231 and the second land 232 that are electrically and mechanically connected to each of the first through hole 221 and the second through hole 222. This can be done by electrically and mechanically connecting each of the second connecting members 62. As in the step c described above, the solder 9 can be used for this connection. The connection with the solder 9 can be performed by the reflow method. The connection by soldering 9 may be performed by hand soldering.
- step e the heat radiating member 4 is arranged on the back surface of the circuit board 2.
- the back surface side of the circuit board 2 in the first through hole 221 and the second through hole 222 and the heat radiating member 4 are thermally connected.
- the first heat transfer member 51 and the second heat transfer member 52 are provided on the upper surface of the recess 41 of the heat radiating member 4 and the upper surface of the peripheral region of the recess 41.
- the integrated object is arranged on the upper surface of the heat radiating member 4. This arrangement is performed so that the main body 31 fits into the recess 41.
- the production method II will be described mainly with reference to FIG.
- the manufacturing method II is different from the manufacturing method I in that the step f in which the steps c and d are performed together is performed after the step b. That is, the manufacturing method II goes through each step in the order of step a, step b, step f, and step e.
- the step a is the same as the manufacturing method I described above.
- Step b In step b, as shown in FIG. 3, the main body 31 is housed in the through hole 21 of the circuit board 2.
- the jig 100 positions the circuit board 2 and the electronic component 3.
- the jig 100 includes the distance between the inner peripheral surface of the through hole 21 and the main body 31, each of the first terminal 331 and the second terminal 332, and the first land 231 on the upper surface side of the circuit board 2. Match the height with each of the second land 232.
- the jig 100 has a recess 101 corresponding to the recess 41 of the heat radiating member 4.
- the circuit board 2 is arranged on the upper surface of the jig 100.
- This arrangement is performed so that the through hole 21 of the circuit board 2 and the recess 101 of the jig 100 communicate with each other.
- the vertically inverted main body 31 is housed in the through hole 21 and fitted into the recess 101.
- the arrangement of the circuit board 2 in the jig 100 and the storage of the main body 31 in the through hole 21 are in no particular order. That is, the vertically inverted main body 31 is arranged in the recess 101 of the jig 100.
- the circuit board 2 may be arranged on the upper surface of the jig 100 so that the main body 31 is inserted into the through hole 21.
- Step f is an electrical and mechanical operation of each of the first terminal 331 and the second terminal 332 of the electronic component 3 and one end of each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62.
- solder paste is pre-printed on the surfaces of the first land 231 and the second land 232 of the circuit board 2 and the surfaces of the first terminal 331 and the second terminal 332 of the electronic component 3.
- Either the printing of the solder paste on the surfaces of the first land 231 and the second land 232 and the printing of the solder paste on the surfaces of the first terminal 331 and the second terminal 332 may be performed first. These prints may be performed after step b or before step b.
- one end and the other end of each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 are attached to the solder paste on the surfaces of the first terminal 331 and the second terminal 332, and the first land 231 and the second land 232. Contact with the solder paste on each surface of. Then, the solder paste is heated and cured.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 is connected to each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62, and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62.
- the connection with each of the first through hole 221 and the second through hole 222 can be performed collectively. Therefore, the manufacturing process can be simplified.
- an integral body in which the circuit board 2 and the electronic component 3 are connected by each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 can be manufactured.
- step e In step e, as described above with reference to FIG. 2C, the integrated object is arranged on the upper surface of the heat radiating member 4. With this arrangement, each of the back surface side of the circuit board 2 in the first through hole 221 and the second through hole 222 and the heat radiating member 4 are thermally connected.
- each step may be performed in any of the following orders (i) to (iii).
- Step a, step b, step e, step f (Ii) Step a, step e, step b, step f (Iii) Step a, step e, step c, step b, step d
- the step c and the step d may be performed individually. In that case, the steps c and d are in no particular order.
- the method for manufacturing the mounting structure of the electronic component in the present embodiment can manufacture the mounting structure 1 of the electronic component having a low protruding height of the electronic component 3 and excellent heat dissipation of the electronic component 3.
- the manufacturing method I since the electronic component 3 and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 can be handled as one member, the manufacturing work can be easily performed as compared with the manufacturing method II.
- each of the first terminal 331 and the second terminal 332 is connected to each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62, and each of the first connecting member 61 and the second connecting member 62 and the first Since the connection with each of the one through hole 221 and the second through hole 222 can be performed collectively, the manufacturing process can be simplified as compared with the manufacturing method I.
- FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an enlarged mounting structure of the electronic component of the modified example 1 at a position similar to the position surrounded by the broken line rectangular frame shown in FIG. This point is the same in FIGS. 5 and 6 referred to in the modified examples 2 and 3 described later.
- the mounting structure of the electronic component of this example is the same as the mounting structure of the electronic component of the first embodiment except for the structure of the electronic component 3. The description of the same configuration as that of the first embodiment in this example will be omitted. This point is the same in the modified example 2 and the modified example 3 described later.
- a power inductor in which the upper surfaces of the first terminal 331 and the second terminal and the upper surface of the main body 31 are substantially flush with each other can be manufactured as follows. First, the raw material powder is compression-molded in a state where the coil and a part of each of the first terminal 331 and the second terminal are embedded in the raw material powder of the core constituting the main body 31. This compression molding is performed so that a step corresponding to the thickness of each of the first terminal 331 and the second terminal is provided on the upper surface of the main body 31. Then, each of the first terminal 331 and the second terminal exposed from the core is press-molded along the stepped portion on the upper surface from the side surface of the core.
- ⁇ Modification 2 [Mounting structure of electronic components]
- the upper surfaces of the first terminal 331 and the second terminal of the electronic component 3 can be positioned below the upper surface of the main body 31.
- the positions of the upper surfaces of the first terminal 331 and the second terminal along the vertical direction are such that the upper surfaces of the first connecting member 61 and the second connecting member are substantially flush with the upper surface of the main body 31.
- the electronic component 3 of this example can be manufactured by the same manufacturing method as that of the modified example 1.
- Each of the first terminal 331 and the second terminal has a uniform thickness in this example. If each of the first terminal 331 and the second terminal can be connected to each of the first land 231 and the second land, the main body portion of the pieces constituting each of the first terminal 331 and the second terminal.
- the piece along the upper surface of the main body 31 may be thinner or thicker than the piece along the side surface of the main body 31.
- Each of the first terminal 331 and the second terminal protrudes from the side surface of the main body 31.
- each of the first terminal 331 and the second terminal can be connected without passing through the first connection member 61 and the second connection member 62 shown in FIG. It can be directly connected to each of the first land 231 and the second land.
- the protrusion amount of each of the first terminal 331 and the second terminal may be a length from the side surface of the main body 31 to reach each of the first land 231 and the second land.
- the amount of protrusion of each of the first terminal 331 and the second terminal exceeds the length from the side surface of the main body 31 to the edge on the through hole 21 side of each of the first land 231 and the second land, and the main body 31
- the length from the side surface to the edge of each side of the first through hole 221 and the second through hole in each of the first land 231 and the second land may be less than or equal to the length.
Landscapes
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Abstract
表面と裏面とを有する回路基板と、電子部品と、前記回路基板の前記裏面に配置された放熱部材とを備え、前記回路基板は、前記表面と前記裏面とに開口する貫通孔と、前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールとを有し、前記電子部品は、前記貫通孔内に収納される本体部と、前記本体部における前記回路基板の前記表面側に設けられる第一端子及び第二端子とを有し、前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々は、前記放熱部材に熱的に接続され、前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々に熱的に接続される、電子部品の実装構造。
Description
本開示は、電子部品の実装構造、及び電子部品の実装構造の製造方法に関する。
本出願は、2019年4月1日付の日本国出願の特願2019-070185に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
本出願は、2019年4月1日付の日本国出願の特願2019-070185に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
特許文献1に示す電子ユニットは、回路基板と、回路基板の表面に実装されるパワーインダクタなどの電子部品と、回路基板の裏面に設けられる放熱部材とを備える。
本開示に係る電子部品の実装構造は、
表面と裏面とを有する回路基板と、
電子部品と、
前記回路基板の前記裏面に配置された放熱部材とを備え、
前記回路基板は、
前記表面と前記裏面とに開口する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールとを有し、
前記電子部品は、
前記貫通孔内に収納される本体部と、
前記本体部における前記回路基板の前記表面側に設けられる第一端子及び第二端子とを有し、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々は、前記放熱部材に熱的に接続され、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々に熱的に接続される。
表面と裏面とを有する回路基板と、
電子部品と、
前記回路基板の前記裏面に配置された放熱部材とを備え、
前記回路基板は、
前記表面と前記裏面とに開口する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールとを有し、
前記電子部品は、
前記貫通孔内に収納される本体部と、
前記本体部における前記回路基板の前記表面側に設けられる第一端子及び第二端子とを有し、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々は、前記放熱部材に熱的に接続され、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々に熱的に接続される。
本開示に係る電子部品の実装構造の製造方法は、
第一面とそれに対向する第二面とを有する本体部及び前記本体部の前記第二面側に設けられた第一端子及び第二端子を有する電子部品と、第一接続部材及び第二接続部材と、表面と裏面とに開口する貫通孔及び前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールを有する回路基板と、放熱部材とを準備する工程と、
前記本体部の前記第一面が前記回路基板の前記裏面側に向き、前記本体部の前記第二面が前記回路基板の前記表面側に向くように、前記本体部を前記回路基板の前記貫通孔内に収納する工程と、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する工程と、
前記回路基板の前記裏面に対向された前記放熱部材と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々とを熱的に接続する工程とを備える。
第一面とそれに対向する第二面とを有する本体部及び前記本体部の前記第二面側に設けられた第一端子及び第二端子を有する電子部品と、第一接続部材及び第二接続部材と、表面と裏面とに開口する貫通孔及び前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールを有する回路基板と、放熱部材とを準備する工程と、
前記本体部の前記第一面が前記回路基板の前記裏面側に向き、前記本体部の前記第二面が前記回路基板の前記表面側に向くように、前記本体部を前記回路基板の前記貫通孔内に収納する工程と、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する工程と、
前記回路基板の前記裏面に対向された前記放熱部材と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々とを熱的に接続する工程とを備える。
[本開示が解決しようとする課題]
回路基板の表面に実装される電子部品には、高出力化、及び小型化が図られているものがある。高出力や小型になるほど、電子部品は、発熱密度が高くなる。よって、電子部品の放熱性の更なる向上が望まれている。
回路基板の表面に実装される電子部品には、高出力化、及び小型化が図られているものがある。高出力や小型になるほど、電子部品は、発熱密度が高くなる。よって、電子部品の放熱性の更なる向上が望まれている。
また、電子ユニットでは、電子部品における回路基板の表面からの突出高さを低くすることが望まれている。
そこで、本開示は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、電子部品の放熱性に優れる電子部品の実装構造を提供することを目的の一つとする。
また、本開示は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、電子部品の放熱性に優れる電子部品の実装構造を製造できる電子部品の実装構造の製造方法を提供することを別の目的の一つとする。
[本開示の効果]
本開示に係る電子部品の実装構造は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、電子部品の放熱性に優れる。
本開示に係る電子部品の実装構造は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、電子部品の放熱性に優れる。
本開示に係る電子部品の実装構造の製造方法は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、電子部品の放熱性に優れる電子部品の実装構造を製造できる。
《本開示の実施形態の説明》
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
(1)本開示の一態様に係る電子部品の実装構造は、
表面と裏面とを有する回路基板と、
電子部品と、
前記回路基板の前記裏面に配置された放熱部材とを備え、
前記回路基板は、
前記表面と前記裏面とに開口する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールとを有し、
前記電子部品は、
前記貫通孔内に収納される本体部と、
前記本体部における前記回路基板の前記表面側に設けられる第一端子及び第二端子とを有し、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々は、前記放熱部材に熱的に接続され、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々に熱的に接続される。
表面と裏面とを有する回路基板と、
電子部品と、
前記回路基板の前記裏面に配置された放熱部材とを備え、
前記回路基板は、
前記表面と前記裏面とに開口する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールとを有し、
前記電子部品は、
前記貫通孔内に収納される本体部と、
前記本体部における前記回路基板の前記表面側に設けられる第一端子及び第二端子とを有し、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々は、前記放熱部材に熱的に接続され、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々に熱的に接続される。
上記の構成は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、電子部品の放熱性に優れる。電子部品の上記突出高さを低くできる理由は、回路基板が電子部品の本体部を収納可能な貫通孔(penetrating hole)を有するからである。電子部品の放熱性に優れる理由は、電子部品の熱を、回路基板の第一スルーホール及び第二スルーホールの各々を介して電子部品の第一端子及び第二端子の各々から放熱部材に伝えられる上に、貫通孔に収納された本体部を介して電子部品の熱を放熱部材に伝えられるからである。
(2)上記電子部品の実装構造の一形態として、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する第一接続部材及び第二接続部材を有し、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々と別部材で構成されることが挙げられる。
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する第一接続部材及び第二接続部材を有し、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々と別部材で構成されることが挙げられる。
上記の構成は、第一端子及び第二端子の各々と別部材で構成される第一接続部材及び第二接続部材を有するため、電子部品の第一端子及び第二端子の各々と第一スルーホール及び第二スルーホールの各々とを接続し易い。
(3)上記電子部品の実装構造の一形態として、
前記放熱部材は、前記本体部が嵌められる凹部を有することが挙げられる。
前記放熱部材は、前記本体部が嵌められる凹部を有することが挙げられる。
上記の構成は、凹部の深さの分だけ、電子部品の上記突出高さをより一層低くできる。
(4)上記電子部品の実装構造の一形態として、
前記本体部と前記放熱部材との間に介在される第一伝熱部材を有することが挙げられる。
前記本体部と前記放熱部材との間に介在される第一伝熱部材を有することが挙げられる。
上記の構成は、第一伝熱部材により、電子部品の熱を本体部から放熱部材に伝え易い。
(5)上記電子部品の実装構造の一形態として、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールの各々と前記放熱部材との間に介在される第二伝熱部材を有することが挙げられる。
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールの各々と前記放熱部材との間に介在される第二伝熱部材を有することが挙げられる。
上記の構成は、第二伝熱部材により、電子部品の熱を第一端子及び第二端子の各々を介して第一スルーホール及び第二スルーホールの各々から放熱部材に伝え易い。
(6)上記電子部品の実装構造の一形態として、
前記電子部品の表面を覆って、前記電子部品と前記回路基板とを密着させる封止樹脂部を備えることが挙げられる。
前記電子部品の表面を覆って、前記電子部品と前記回路基板とを密着させる封止樹脂部を備えることが挙げられる。
上記の構成は、電子部品の端子と回路基板のスルーホールとの熱的な接続が外れ難い。その理由は、封止樹脂部により、電子部品と回路基板との密着性を高められるからである。
(7)本開示の一態様に係る電子部品の実装構造の製造方法は、
第一面とそれに対向する第二面とを有する本体部及び前記本体部の前記第二面側に設けられた第一端子及び第二端子を有する電子部品と、第一接続部材及び第二接続部材と、表面と裏面とに開口する貫通孔及び前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールを有する回路基板と、放熱部材とを準備する工程と、
前記本体部の前記第一面が前記回路基板の前記裏面側に向き、前記本体部の前記第二面が前記回路基板の前記表面側に向くように、前記本体部を前記回路基板の前記貫通孔内に収納する工程と、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する工程と、
前記回路基板の前記裏面に対向された前記放熱部材と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々とを熱的に接続する工程とを備える。
第一面とそれに対向する第二面とを有する本体部及び前記本体部の前記第二面側に設けられた第一端子及び第二端子を有する電子部品と、第一接続部材及び第二接続部材と、表面と裏面とに開口する貫通孔及び前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールを有する回路基板と、放熱部材とを準備する工程と、
前記本体部の前記第一面が前記回路基板の前記裏面側に向き、前記本体部の前記第二面が前記回路基板の前記表面側に向くように、前記本体部を前記回路基板の前記貫通孔内に収納する工程と、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する工程と、
前記回路基板の前記裏面に対向された前記放熱部材と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々とを熱的に接続する工程とを備える。
上記の構成は、電子部品における回路基板の表面からの突出高さが低く、回路基板に実装される電子部品の放熱性に優れる電子部品の実装構造を製造できる。
(8)上記電子部品の実装構造の製造方法の一形態として、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程は、前記本体部を収納する工程の前に行うことが挙げられる。
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程は、前記本体部を収納する工程の前に行うことが挙げられる。
上記の構成は、電子部品と第一接続部材及び第二接続部材とを一つの部材として取り扱えるため、後工程の本体部の収納作業や第一接続部材及び第二接続部材の各々と第一スルーホール及び第二スルーホールの各々との熱的な接続作業を行い易い。
(9)上記(8)における上記電子部品の実装構造の製造方法の一形態として、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と前記本体部を収納する工程との間に、前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを接着剤で固定する工程を備えることが挙げられる。
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と前記本体部を収納する工程との間に、前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを接着剤で固定する工程を備えることが挙げられる。
上記の構成は、電子部品と第一接続部材及び第二接続部材との接続を補強できる。そのため、電子部品と第一接続部材及び第二接続部材とを接続した組物を基板の貫通孔内に収納する際などに、電子部品と第一接続部材及び第二接続部材との接続が外れ難い。
(10)上記電子部品の実装構造の製造方法の一形態として、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールの各々とを熱的に接続する工程とは、前記本体部を収納する工程の後にリフロー半田付けによって行うことが挙げられる。
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールの各々とを熱的に接続する工程とは、前記本体部を収納する工程の後にリフロー半田付けによって行うことが挙げられる。
上記の構成は、第一端子及び第二端子の各々と第一接続部材及び第二接続部材の各々との接続と、第一接続部材及び第二接続部材の各々と第一スルーホール及び第二スルーホールの各々との接続とをまとめて行えるため、製造工程を簡略化できる。
《本開示の実施形態の詳細》
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
本開示の実施形態の詳細を、以下に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
《実施形態1》
〔電子部品の実装構造〕
図1を参照して、実施形態1の電子部品の実装構造1を説明する。本形態の電子部品の実装構造1は、表面と裏面とを有する回路基板2と、電子部品3と、回路基板2の裏面に配置された放熱部材4とを備える。回路基板2の表面と裏面とは互いに対向する。本形態における電子部品の実装構造1の特徴の一つは、回路基板2と電子部品3とがそれぞれ以下の構成を満たす点にある。回路基板2は、貫通孔21と、放熱部材4に熱的に接続される第一スルーホール221及び第二スルーホール222とを有する。電子部品3が、上下反転されていて、貫通孔21内に収納される本体部31と、本体部31における回路基板2の表面側に設けられる第一端子331及び第二端子332とを有する。第一端子331及び第二端子332の各々は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の表面側の各々に熱的に接続される。以下、各構成を詳細に説明する。以下の説明では、回路基板2の裏面側を下、表面側を上とする。図1において、裏面側は紙面下側であり、表面側は紙面上側である。図1の回路基板2、電子部品3、放熱部材4、後述する第一伝熱部材51、及び後述する第二伝熱部材52の上下方向に沿った長さは、厚みということがある。図1において、これらの厚みは、説明の便宜上、模式的に示されたものであり、必ずしも実際の厚みに対応しているわけではない。
〔電子部品の実装構造〕
図1を参照して、実施形態1の電子部品の実装構造1を説明する。本形態の電子部品の実装構造1は、表面と裏面とを有する回路基板2と、電子部品3と、回路基板2の裏面に配置された放熱部材4とを備える。回路基板2の表面と裏面とは互いに対向する。本形態における電子部品の実装構造1の特徴の一つは、回路基板2と電子部品3とがそれぞれ以下の構成を満たす点にある。回路基板2は、貫通孔21と、放熱部材4に熱的に接続される第一スルーホール221及び第二スルーホール222とを有する。電子部品3が、上下反転されていて、貫通孔21内に収納される本体部31と、本体部31における回路基板2の表面側に設けられる第一端子331及び第二端子332とを有する。第一端子331及び第二端子332の各々は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の表面側の各々に熱的に接続される。以下、各構成を詳細に説明する。以下の説明では、回路基板2の裏面側を下、表面側を上とする。図1において、裏面側は紙面下側であり、表面側は紙面上側である。図1の回路基板2、電子部品3、放熱部材4、後述する第一伝熱部材51、及び後述する第二伝熱部材52の上下方向に沿った長さは、厚みということがある。図1において、これらの厚みは、説明の便宜上、模式的に示されたものであり、必ずしも実際の厚みに対応しているわけではない。
[回路基板]
回路基板2は、代表的には、信号回路、パワー回路の一部、電流や電圧の検知回路など所定の回路を構成する板状部材である(図1)。回路基板2は、プリント基板(PCB)を用いることができる。回路基板2は、本形態では絶縁基板20の表裏に回路パターンが設けられた両面基板で構成している。なお、回路基板2は、絶縁基板20の表裏の一方の面に回路パターンが設けられた片面基板や、絶縁基板20と回路パターンとを積み重ねた多層基板で構成してもよい。回路パターンは、図示を省略しているものの、銅箔で構成されている。この回路パターンは、第一ランド231及び第二ランド232を有する。第一ランド231及び第二ランド232の各々は、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々が電気的かつ機械的に接続される。回路基板2は、貫通孔21と、第一スルーホール221及び第二スルーホール222とを有する。
回路基板2は、代表的には、信号回路、パワー回路の一部、電流や電圧の検知回路など所定の回路を構成する板状部材である(図1)。回路基板2は、プリント基板(PCB)を用いることができる。回路基板2は、本形態では絶縁基板20の表裏に回路パターンが設けられた両面基板で構成している。なお、回路基板2は、絶縁基板20の表裏の一方の面に回路パターンが設けられた片面基板や、絶縁基板20と回路パターンとを積み重ねた多層基板で構成してもよい。回路パターンは、図示を省略しているものの、銅箔で構成されている。この回路パターンは、第一ランド231及び第二ランド232を有する。第一ランド231及び第二ランド232の各々は、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々が電気的かつ機械的に接続される。回路基板2は、貫通孔21と、第一スルーホール221及び第二スルーホール222とを有する。
(貫通孔)
貫通孔21は、後述する電子部品3の本体部31を収納する孔である。この貫通孔21により、電子部品の実装構造1は、電子部品3における回路基板2の上面からの突出高さを低くできる。貫通孔21は、回路基板2の上面と下面とに開口する。貫通孔21を平面視したときの貫通孔21の大きさは、本体部31を収納できる大きさであれば特に限定されない。平面視とは、貫通孔21の軸方向から見ることをいう。貫通孔21の大きさは、本形態では本体部31よりも一回り大きい。貫通孔21の平面形状は、本体部31の平面形状と相似形状であることが挙げられる。平面形状とは、貫通孔21を上下方向から見た形状を言う。貫通孔21の平面形状は、本形態では矩形状である。貫通孔21の内周面には、導体層が設けられていない。
貫通孔21は、後述する電子部品3の本体部31を収納する孔である。この貫通孔21により、電子部品の実装構造1は、電子部品3における回路基板2の上面からの突出高さを低くできる。貫通孔21は、回路基板2の上面と下面とに開口する。貫通孔21を平面視したときの貫通孔21の大きさは、本体部31を収納できる大きさであれば特に限定されない。平面視とは、貫通孔21の軸方向から見ることをいう。貫通孔21の大きさは、本形態では本体部31よりも一回り大きい。貫通孔21の平面形状は、本体部31の平面形状と相似形状であることが挙げられる。平面形状とは、貫通孔21を上下方向から見た形状を言う。貫通孔21の平面形状は、本形態では矩形状である。貫通孔21の内周面には、導体層が設けられていない。
(第一スルーホール・第二スルーホール)
第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々は、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と放熱部材4とを熱的に接続する。第一スルーホール221及び第二スルーホール222は、スルーホールビアである。
第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々は、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と放熱部材4とを熱的に接続する。第一スルーホール221及び第二スルーホール222は、スルーホールビアである。
この熱的な接続とは、第一端子331及び第二端子332の各々から第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々を介して放熱部材4に至る放熱経路を構成できる接続状態をいう。より好ましくは、第一端子331、第一スルーホール221、放熱部材4の各部材同士が直接接触する状態、又は、各部材同士の少なくとも一部の間に固体又は粘性体が介在された状態である。同様に、第二端子332、第二スルーホール222、放熱部材4の各部材同士が直接接触する状態、又は、各部材同士の少なくとも一部の間に固体又は粘性体が介在された状態である。この放熱経路を構成する各部材の熱伝導率は、絶縁基板20の熱伝導率よりも高いことが好ましい。即ち、詳しい放熱経路は後述するものの、第一端子331、第二端子332、半田9、第一接続部材61、第二接続部材62、第一ランド231、第二ランド232、第一スルーホール221、第二スルーホール222、及び第二伝熱部材52の全ての構成材料が絶縁基板20の熱伝導率よりも高いことが好ましい。他の部材間の熱的な接続についても、同様の意義である。この放熱経路は、後述する本体部31から凹部41に至る放熱経路を除いた他の箇所に比べて放熱量が大きい。
この熱的な接続により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々は第一端子331及び第二端子332の各々を介して電子部品3の熱を放熱部材4に伝えられる。第一スルーホール221及び第二スルーホール222は、上述の回路の一部を構成していてもよい。
第一スルーホール221及び第二スルーホール222の形成箇所は、貫通孔21の周囲である。本形態では、貫通孔21における電子部品3の第一端子331側に複数の第一スルーホール221が設けられ、貫通孔21における電子部品3の第二端子332側に複数の第二スルーホール222が設けられている。図1は、説明の便宜上、貫通孔21における第一端子331側に大きさを誇張した一つの第一スルーホール221を示し、貫通孔21における第二端子332側に大きさを誇張した一つの第二スルーホール222を示す。第一スルーホール221及び第二スルーホール222は、回路基板2の上面及び下面に開口する貫通孔と、貫通孔の内周面に設けられる導体層とを有する。導体層は、金属で構成されることが好適である。本形態の導体層は、銅で構成されている。
第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々は、上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して電気的かつ機械的に接続されている。この上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々には本形態では後述する第一接続部材61及び第二接続部材62の各々が電気的かつ機械的に接続されている。第一接続部材61及び第二接続部材62の各々は、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と電気的かつ機械的に接続されている。即ち、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と第一端子331及び第二端子332の各々とは間接的に接続されている。この間接的な接続により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と第一端子331及び第二端子332の各々とが熱的に接続される。
第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の下面側の各々は、本形態では後述の第二伝熱部材52に対して機械的に接している。第二伝熱部材52には放熱部材4が機械的に接している。即ち、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と放熱部材4とは間接的に接続されている。この間接的な接続により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と放熱部材4とが熱的に接続される。なお、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の下面側の各々は、第二伝熱部材52を介さずに放熱部材4に機械的に接していてもよい。その場合、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々は、放熱部材4に対して直接接続される。この直接接続により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と放熱部材4とは熱的に接続される。よって、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々を介して第一端子331及び第二端子332の各々と放熱部材4とが熱的に接続される。
[電子部品]
電子部品3は、回路基板2の上面に実装される。電子部品3は、本体部31と第一端子331及び第二端子332とを有する。電子部品3は、本形態ではパワーインダクタである。その他、電子部品3の種類としては、インダクタ、トランス、半導体素子、抵抗器、コンデンサなどが挙げられる。パワーインダクタは、通常、コアとコイルと第一端子及び第二端子とを有する。コアは、軟磁性材料で構成される。このコアが本形態における本体部31に相当する。コイルは、コアに埋設される。パワーインダクタの第一端子及び第二端子の各々は、コイルの第一端部及び第二端部の各々に接続される。パワーインダクタの第一端子及び第二端子の各々は、コアから露出される。パワーインダクタの第一端子及び第二端子の各々が、本形態における第一端子331及び第二端子332の各々に相当する。
電子部品3は、回路基板2の上面に実装される。電子部品3は、本体部31と第一端子331及び第二端子332とを有する。電子部品3は、本形態ではパワーインダクタである。その他、電子部品3の種類としては、インダクタ、トランス、半導体素子、抵抗器、コンデンサなどが挙げられる。パワーインダクタは、通常、コアとコイルと第一端子及び第二端子とを有する。コアは、軟磁性材料で構成される。このコアが本形態における本体部31に相当する。コイルは、コアに埋設される。パワーインダクタの第一端子及び第二端子の各々は、コイルの第一端部及び第二端部の各々に接続される。パワーインダクタの第一端子及び第二端子の各々は、コアから露出される。パワーインダクタの第一端子及び第二端子の各々が、本形態における第一端子331及び第二端子332の各々に相当する。
コアは、軟磁性粉末を圧縮成形してなる圧粉成形体で構成される。軟磁性粉末を構成する粒子は、軟磁性金属の粒子や、軟磁性金属の粒子の外周に絶縁被覆を備える被覆粒子、軟磁性非金属の粒子などが挙げられる。軟磁性金属は、純鉄や鉄基合金などが挙げられる。鉄基合金には、Fe-Si合金、Fe-Ni合金などが挙げられる。絶縁被覆は、リン酸塩などが挙げられる。軟磁性非金属は、フェライトなどが挙げられる。
コイルは、巻回部と、第一端部及び第二端部とを有する。巻回部は、巻線を螺旋状に巻回してなる、巻線は、導体線の外周に絶縁被覆を備える被覆線を利用できる。導体線の材質は、銅や銅合金などの金属が挙げられる。導体線の種類は、丸線などが挙げられる。絶縁被覆は、エナメルなどが挙げられる。エナメルとしては、代表的にはポリアミドイミドが挙げられる。巻線は、被覆丸線で構成することが挙げられる。巻回部の形状は円筒状が挙げられる。巻回部の軸は、本形態では上下方向に沿っている。即ち、巻回部の軸は、貫通孔21の軸方向に沿っている。第一端部及び第二端部の各々には、第一端子331及び第二端子332の各々が接続される。
本体部31の形状は、特に限定されず適宜選択できる。本体部31の形状は、本形態では直方体状である。本体部31の下面は、本形態では後述する第一伝熱部材51に機械的に接触している。第一伝熱部材51は後述する放熱部材4の凹部41に機械的に接触している。即ち、本体部31と凹部41とは間接的に接続されている。この間接的な接続により、本体部31と凹部41とが熱的に接続される。本体部31の下面は、第一伝熱部材51を介さず放熱部材4、即ち本形態では凹部41に直接接していてもよい。その場合、本体部31は、凹部41に対して直接接続される。この直接接続により、本体部31と凹部41とは熱的に接続される。
第一端子331及び第二端子332の各々は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に対して熱的に接続される。第一端子331及び第二端子332の各々の第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々への接続は、本形態では第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して接続される後述の第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を介して行う。即ち、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とは間接的に接続されている。この間接的な接続により、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とが熱的に接続される。なお、変形例3で図6を参照して説明するように、第一端子331及び第二端子332の各々は、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を介さず第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して電気的かつ機械的に接続されていてもよい。その場合、第一端子331及び第二端子332の各々は、第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して直接接続される。この直接接続により、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とは熱的に接続される。
そして、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とは間接的に接続される。この間接的な接続により、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とが熱的に接続される。第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を介した接続の手法は、後述する。電子部品3がパワーインダクタで構成される場合、第一端子331及び第二端子332の各々は、パワーインダクタのコイルの第一端部及び第二端部の各々に電気的かつ機械的に接続される。
第一端子331及び第二端子332は、導電材料からなる板材で構成される。導電材料としては、銅や銅合金などの金属が挙げられる。第一端子331及び第二端子332は、本形態では本体部31の側面から上面にわたって設けられるように屈曲している。第一端子331及び第二端子332の各々の上面は、本形態では実質的に第一端子331及び第二端子332の各々の厚みの分だけ本体部31の上面から上方に突出している。第一端子331及び第二端子332の各々の側面は、本体部31の側面と実質的に面一である。
[第一接続部材・第二接続部材]
第一接続部材61及び第二接続部材62の各々は、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とを熱的に接続する。この熱的な接続により、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々は、第一端子331及び第二端子332の各々を介して電子部品3の熱を第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に伝えられる。
第一接続部材61及び第二接続部材62の各々は、第一端子331及び第二端子332の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々とを熱的に接続する。この熱的な接続により、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々は、第一端子331及び第二端子332の各々を介して電子部品3の熱を第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に伝えられる。
第一接続部材61及び第二接続部材62は、第一端子331及び第二端子332の各々と別部材で構成される。第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の一端は、第一端子331及び第二端子332の各々に対して電気的かつ機械的に接続されている。第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の他端は、上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して電気的かつ機械的に接続されている。この第一接続部材61及び第二接続部材62が第一端子331及び第二端子332の各々と別部材で構成されることで、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々は第一端子331及び第二端子332の各々と第一ランド231及び第二ランド232の各々とを接続し易い。
第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の一端及び他端の接続は、金属からなる接続材料を利用できる。この金属は、代表的には半田9を利用できる。第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の途中は、その一端と他端とで第一端子331及び第二端子332の各々の上面と回路基板2の上面との間の厚み分の段差が形成されるようにS字状に屈曲している。第一接続部材61及び第二接続部材62は、導電材料で構成される板材である。導電材料としては、第一端子331及び第二端子332と同じ材質が挙げられる。
[放熱部材]
放熱部材4は、回路基板2及び電子部品3の熱を放出する。放熱部材4の材質は、熱伝導性に優れる材料が挙げられる。そのような材料としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属が好適である。放熱部材4は、回路基板2の下面に配置される。放熱部材4は、本形態では凹部41を有しているが、凹部41を有していなくてもよい。この凹部41は、本体部31と熱的に接続される。この熱的な接続とは、本体部31から凹部41に至る放熱経路を構成できる接続状態をいう。より好ましくは、本体部31、凹部41の各部材同士が直接接触する状態、又は各部材同士の少なくとも一部の間に固体又は粘性体が介在された状態である。この放熱経路は、上述した第一端子331及び第二端子332の各々から第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々を介して放熱部材4に至る放熱経路を除いた他の箇所に比べて放熱量が大きい。
放熱部材4は、回路基板2及び電子部品3の熱を放出する。放熱部材4の材質は、熱伝導性に優れる材料が挙げられる。そのような材料としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属が好適である。放熱部材4は、回路基板2の下面に配置される。放熱部材4は、本形態では凹部41を有しているが、凹部41を有していなくてもよい。この凹部41は、本体部31と熱的に接続される。この熱的な接続とは、本体部31から凹部41に至る放熱経路を構成できる接続状態をいう。より好ましくは、本体部31、凹部41の各部材同士が直接接触する状態、又は各部材同士の少なくとも一部の間に固体又は粘性体が介在された状態である。この放熱経路は、上述した第一端子331及び第二端子332の各々から第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々を介して放熱部材4に至る放熱経路を除いた他の箇所に比べて放熱量が大きい。
(凹部)
凹部41は、本体部31が嵌められる。この凹部41は、放熱部材4における本体部31に対向する領域が局所的に窪んで設けられる。凹部41の平面形状は、本体部31の平面形状と相似形状であることが挙げられる。ここでは、凹部41の平面形状は、矩形状である。
凹部41は、本体部31が嵌められる。この凹部41は、放熱部材4における本体部31に対向する領域が局所的に窪んで設けられる。凹部41の平面形状は、本体部31の平面形状と相似形状であることが挙げられる。ここでは、凹部41の平面形状は、矩形状である。
凹部41の深さが深いほど、電子部品3の上記突出高さが低くなる。凹部41の深さは、特に限定されず、適宜選択できる。凹部41の深さは、例えば、凹部41の深さと回路基板2の厚みとの合計が本体部31の厚み以上となる大きさであってもよい。その場合、本体部31の上面が回路基板2の上面と面一となったり、回路基板2の上面よりも下方に位置したりする。そのため、電子部品3の上記突出高さを実質的に無くせる。
しかし、放熱部材4が本形態のように後述するフィン42を有する場合、凹部41の深さが深くなるほど、凹部41が設けられた領域の放熱性能が、凹部41を除く凹部41の周辺領域の放熱性能よりも低くなるおそれがある。凹部41の深さの分だけ、凹部41の下方に対応する領域には、上記周辺領域の下面よりも下方に突出する突出部が形成される。凹部41の下方に対応するフィン42は、上記突出部の下面から下方に延びる。上記周辺領域の下方に対応するフィン42は、上記周辺領域の下面から下方に延びる。凹部41の下方に対応するフィン42と上記周辺領域の下方に対応するフィン42の先端の位置は、一様である。よって、凹部41の深さの分だけ、即ち、突出部の突出高さの分だけ、凹部41の下方に対応するフィン42の長さが短くなる。この突出部がフィン42同士の間を流通する流体の流通抵抗になる上に、フィン42の長さが短いため、凹部41が設けられた領域の放熱性能が、凹部41を除く凹部41の周辺領域の放熱性能よりも低くなる。そのため、凹部41の深さは、本体部31の上面が回路基板2の上面よりも上方に突出する程度で、適宜選択するとよい。
(フィン)
放熱部材4は、更にフィン42を備えることが好ましい。フィン42は、放熱部材4の表面積を大きくして放熱性を高くし易い。フィン42は、放熱部材4の下面から下方に突出する複数の突起で構成される。
放熱部材4は、更にフィン42を備えることが好ましい。フィン42は、放熱部材4の表面積を大きくして放熱性を高くし易い。フィン42は、放熱部材4の下面から下方に突出する複数の突起で構成される。
[その他]
(第一伝熱部材・第二伝熱部材)
電子部品の実装構造1は、更に、第一伝熱部材51及び第二伝熱部材52の少なくとも一方を備えていてもよい。本形態の電子部品の実装構造1は、第一伝熱部材51と第二伝熱部材52の両方を備える。第一伝熱部材51は、本体部31の下面と凹部41の上面との間に介在される。第一伝熱部材51は、電子部品3の熱を本体部31から凹部41に伝え易い。第二伝熱部材52は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と放熱部材4との間に介在される。第二伝熱部材52は、電子部品3の熱を第一端子331及び第二端子332の各々を介して第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々から放熱部材4に伝え易い。第二伝熱部材52は、本形態では回路基板2の下面と放熱部材4における凹部41を除く凹部41の周辺領域との間の実質的に全域にわたって設けられている。第一伝熱部材51と第二伝熱部材52とは、本形態のように互いに独立していて形成されていてもよいし、一連に形成されていてもよい。
(第一伝熱部材・第二伝熱部材)
電子部品の実装構造1は、更に、第一伝熱部材51及び第二伝熱部材52の少なくとも一方を備えていてもよい。本形態の電子部品の実装構造1は、第一伝熱部材51と第二伝熱部材52の両方を備える。第一伝熱部材51は、本体部31の下面と凹部41の上面との間に介在される。第一伝熱部材51は、電子部品3の熱を本体部31から凹部41に伝え易い。第二伝熱部材52は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々と放熱部材4との間に介在される。第二伝熱部材52は、電子部品3の熱を第一端子331及び第二端子332の各々を介して第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々から放熱部材4に伝え易い。第二伝熱部材52は、本形態では回路基板2の下面と放熱部材4における凹部41を除く凹部41の周辺領域との間の実質的に全域にわたって設けられている。第一伝熱部材51と第二伝熱部材52とは、本形態のように互いに独立していて形成されていてもよいし、一連に形成されていてもよい。
第一伝熱部材51及び第二伝熱部材52は、上述したように絶縁基板20よりも熱伝導率の高い材質で構成されていることが好ましい。第一伝熱部材51と第二伝熱部材52はいずれも、放熱グリスや放熱シートで構成してもよいし、放熱性に優れる絶縁シートで構成してもよい。放熱グリスとしては、例えば、シリコーングリスが挙げられる。放熱シートとしては、例えば、シリコーンゲルシートが挙げられる。放熱グリスや放熱シートには、フィラーが含有されていることが好ましい。具体的なフィラーは、アルミナフィラーが挙げられる。放熱グリスや放熱シートは、比較的柔らかい。そのため、放熱グリスや放熱シートは、第一端子331及び第二端子332の各々の第一ランド231及び第二ランド232の各々への半田9による接続が外れることなく、本体部31の下面と凹部41の上面との間のギャップを埋め易い。放熱性に優れる絶縁シートとしては、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に上述のフィラーが含有されたものが挙げられる。
(絶縁部材)
電子部品の実装構造1は、更に、図示を省略しているものの、絶縁部材を備えていてもよい。絶縁部材は、凹部41と第一伝熱部材51との間や、放熱部材4における凹部41の周辺領域と第二伝熱部材52との間に介在される。絶縁部材は、電子部品3及び回路基板2と放熱部材4との間の電気的絶縁性を高められる。絶縁部材としては、例えば、上述の熱硬化性樹脂からなる絶縁シートが挙げられる。
電子部品の実装構造1は、更に、図示を省略しているものの、絶縁部材を備えていてもよい。絶縁部材は、凹部41と第一伝熱部材51との間や、放熱部材4における凹部41の周辺領域と第二伝熱部材52との間に介在される。絶縁部材は、電子部品3及び回路基板2と放熱部材4との間の電気的絶縁性を高められる。絶縁部材としては、例えば、上述の熱硬化性樹脂からなる絶縁シートが挙げられる。
(封止樹脂部)
電子部品の実装構造1は、更に、封止樹脂部7を備えていてもよい。封止樹脂部7は、電子部品3の表面を覆って、電子部品3と回路基板2とを密着させる。封止樹脂部7の被覆領域は、第一接続部材61及び第二接続部材62の外側を覆う領域とすることが挙げられる。封止樹脂部7によって第一接続部材61及び第二接続部材62をも覆えば、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々による第一端子331及び第二端子332の各々と回路基板2との接続を保持し易い。封止樹脂部7は、本形態では電子部品3をまたぐように第一スルーホール221から第二スルーホール222にわたって設けられている。封止樹脂部7の材質は、絶縁シートと同様の熱可塑性樹脂が挙げられる。
電子部品の実装構造1は、更に、封止樹脂部7を備えていてもよい。封止樹脂部7は、電子部品3の表面を覆って、電子部品3と回路基板2とを密着させる。封止樹脂部7の被覆領域は、第一接続部材61及び第二接続部材62の外側を覆う領域とすることが挙げられる。封止樹脂部7によって第一接続部材61及び第二接続部材62をも覆えば、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々による第一端子331及び第二端子332の各々と回路基板2との接続を保持し易い。封止樹脂部7は、本形態では電子部品3をまたぐように第一スルーホール221から第二スルーホール222にわたって設けられている。封止樹脂部7の材質は、絶縁シートと同様の熱可塑性樹脂が挙げられる。
〔作用効果〕
本形態の電子部品の実装構造1は、電子部品3の上記突出高さが低く、電子部品3の放熱性に優れる。電子部品3の上記突出高さを低くできる理由は、回路基板2が電子部品3の本体部31を収納可能な貫通孔21を有するからである。電子部品3の放熱性に優れる理由は、電子部品3の熱を、回路基板2の第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々を介して電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々から放熱部材4に伝えられる上に、貫通孔21に収納された本体部31を介して電子部品3の熱を放熱部材4に伝えられるからである。
本形態の電子部品の実装構造1は、電子部品3の上記突出高さが低く、電子部品3の放熱性に優れる。電子部品3の上記突出高さを低くできる理由は、回路基板2が電子部品3の本体部31を収納可能な貫通孔21を有するからである。電子部品3の放熱性に優れる理由は、電子部品3の熱を、回路基板2の第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々を介して電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々から放熱部材4に伝えられる上に、貫通孔21に収納された本体部31を介して電子部品3の熱を放熱部材4に伝えられるからである。
〔電子部品の実装構造の製造方法〕
本形態における電子部品の実装構造の製造方法は、以下の工程aから工程eを備える。電子部品の実装構造の製造方法により、電子部品の実装構造1が製造される。以下の工程bから工程eの順番は、適宜選択できる。本形態における電子部品の実装構造の製造方法は、代表的には、以下の製造方法Iと製造方法IIとが挙げられる。
本形態における電子部品の実装構造の製造方法は、以下の工程aから工程eを備える。電子部品の実装構造の製造方法により、電子部品の実装構造1が製造される。以下の工程bから工程eの順番は、適宜選択できる。本形態における電子部品の実装構造の製造方法は、代表的には、以下の製造方法Iと製造方法IIとが挙げられる。
工程aは、回路基板と電子部品と第一接続部材及び第二接続部材と放熱部材とを準備する。
工程bは、電子部品の本体部を回路基板の貫通孔内に収納する。この収納は、本体部の第一面が回路基板の裏面側に向き、本体部の第二面が回路基板の表面側に向くように行う。
工程cは、電子部品の第一端子及び第二端子の各々と第一接続部材及び第二接続部材の各々とを電気的に接続する。
工程dは、第一接続部材及び第二接続部材の各々と回路基板の第一スルーホール及び第二スルーホールにおける回路基板の表面側の各々とを熱的に接続する。
工程eは、回路基板の裏面に対向された放熱部材と第一スルーホール及び第二スルーホールにおける回路基板の裏面側の各々とを熱的に接続する。
工程bは、電子部品の本体部を回路基板の貫通孔内に収納する。この収納は、本体部の第一面が回路基板の裏面側に向き、本体部の第二面が回路基板の表面側に向くように行う。
工程cは、電子部品の第一端子及び第二端子の各々と第一接続部材及び第二接続部材の各々とを電気的に接続する。
工程dは、第一接続部材及び第二接続部材の各々と回路基板の第一スルーホール及び第二スルーホールにおける回路基板の表面側の各々とを熱的に接続する。
工程eは、回路基板の裏面に対向された放熱部材と第一スルーホール及び第二スルーホールにおける回路基板の裏面側の各々とを熱的に接続する。
[製造方法I]
図2Aから図2Cを参照して、製造方法Iを説明する。製造方法Iは、工程a、工程c、工程b、工程d、工程eの順に各工程を経る。
図2Aから図2Cを参照して、製造方法Iを説明する。製造方法Iは、工程a、工程c、工程b、工程d、工程eの順に各工程を経る。
(工程a)
工程aは、回路基板2と、電子部品3と、第一接続部材61及び第二接続部材62と、放熱部材4とを準備する(図2Aから図2C)。回路基板2は、図2B、図2Cに示すように、貫通孔21と、第一スルーホール221及び第二スルーホール222と、第一ランド231及び第二ランド232とを有する。貫通孔21は、絶縁基板20の表面と裏面とに開口する。図2B及び図2Cにおいて、表面は紙面上側であり、裏面は紙面下側である。第一スルーホール221及び第二スルーホール222は、貫通孔21の周囲に設けられる。第一ランド231及び第二ランド232の各々は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に電気的かつ機械的に接続される。電子部品3は、図2Aに示すように、本体部31と、第一端子331及び第二端子332とを有する。本体部31は、第一面とそれに対向する第二面とを有する。図2Aにおいて、第一面は紙面上側であり、第二面は図2A紙面下側である。第一端子331及び第二端子332は、本体部31の第二面側に設けられている。第一接続部材61及び第二接続部材62は、図2Aに示すように、S字状に屈曲した板材で構成されている。放熱部材4は、図2Cに示すように、上面に設けられる凹部41と下面に設けられるフィン42とを有する。
工程aは、回路基板2と、電子部品3と、第一接続部材61及び第二接続部材62と、放熱部材4とを準備する(図2Aから図2C)。回路基板2は、図2B、図2Cに示すように、貫通孔21と、第一スルーホール221及び第二スルーホール222と、第一ランド231及び第二ランド232とを有する。貫通孔21は、絶縁基板20の表面と裏面とに開口する。図2B及び図2Cにおいて、表面は紙面上側であり、裏面は紙面下側である。第一スルーホール221及び第二スルーホール222は、貫通孔21の周囲に設けられる。第一ランド231及び第二ランド232の各々は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に電気的かつ機械的に接続される。電子部品3は、図2Aに示すように、本体部31と、第一端子331及び第二端子332とを有する。本体部31は、第一面とそれに対向する第二面とを有する。図2Aにおいて、第一面は紙面上側であり、第二面は図2A紙面下側である。第一端子331及び第二端子332は、本体部31の第二面側に設けられている。第一接続部材61及び第二接続部材62は、図2Aに示すように、S字状に屈曲した板材で構成されている。放熱部材4は、図2Cに示すように、上面に設けられる凹部41と下面に設けられるフィン42とを有する。
(工程c)
工程cは、図2Aに示すように、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを電気的に接続する。この電気的な接続は、半田9を利用できる。半田9による接続は、リフロー方式で行える。なお、半田9による接続は、手半田付けで行ってもよい。半田9による第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続によって、電子部品3と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とが一体化された組物が作製される。工程bの前に組物を作製することで、工程bで電子部品3と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを一つの部材として取り扱えるため、工程bとその後の工程dの作業を行い易い。
工程cは、図2Aに示すように、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを電気的に接続する。この電気的な接続は、半田9を利用できる。半田9による接続は、リフロー方式で行える。なお、半田9による接続は、手半田付けで行ってもよい。半田9による第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続によって、電子部品3と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とが一体化された組物が作製される。工程bの前に組物を作製することで、工程bで電子部品3と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを一つの部材として取り扱えるため、工程bとその後の工程dの作業を行い易い。
上記組物は、更に、第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを接着剤90によって固定してもよい。半田9によって第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを強固に接続できる。更に接着剤90で第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを固定すれば、第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とをより強固に固定できる。そのため、次の工程bにおいて、本体部31を貫通孔21内に収納するときなどに、第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続がより一層外れ難い。接着剤90は、第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との間に充填することが挙げられる。接着剤90の種類は、工程bにおいて、本体部31の収納時に接着力を保てれば、特に限定されず適宜選択できる。接着剤90の種類は、例えば、公知の耐熱性接着剤が好適に利用できる。
(工程b)
工程bは、図2Bに示すように、本体部31を回路基板2の貫通孔21内に収納する。本体部31の収納は、上記組物を上下反転させて行う。即ち、本体部31の第一面が回路基板2の裏面側に向き、本体部31の第二面が回路基板2の表面側に向くように行う。また、本体部31の収納は、電子部品3に一体化された第一接続部材61及び第二接続部材62の各々が回路基板2の第一ランド231及び第二ランド232の各々の上の半田9に接触するように行う。
工程bは、図2Bに示すように、本体部31を回路基板2の貫通孔21内に収納する。本体部31の収納は、上記組物を上下反転させて行う。即ち、本体部31の第一面が回路基板2の裏面側に向き、本体部31の第二面が回路基板2の表面側に向くように行う。また、本体部31の収納は、電子部品3に一体化された第一接続部材61及び第二接続部材62の各々が回路基板2の第一ランド231及び第二ランド232の各々の上の半田9に接触するように行う。
(工程d)
工程dは、図2Bに示すように、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の表面側の各々とを熱的に接続する。この熱的な接続は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に電気的かつ機械的に接続される第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を電気的かつ機械的に接続することで行える。この接続は、上述の工程cと同様、半田9が利用できる。半田9による接続は、リフロー方式で行える。なお、半田9による接続は、手半田付けで行ってもよい。半田9による第一ランド231及び第二ランド232の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続によって、回路基板2と電子部品3とが第一接続部材61及び第二接続部材62の各々で接続された一体物が作製される。
工程dは、図2Bに示すように、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の表面側の各々とを熱的に接続する。この熱的な接続は、第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々に電気的かつ機械的に接続される第一ランド231及び第二ランド232の各々に対して第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を電気的かつ機械的に接続することで行える。この接続は、上述の工程cと同様、半田9が利用できる。半田9による接続は、リフロー方式で行える。なお、半田9による接続は、手半田付けで行ってもよい。半田9による第一ランド231及び第二ランド232の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続によって、回路基板2と電子部品3とが第一接続部材61及び第二接続部材62の各々で接続された一体物が作製される。
(工程e)
工程eは、図2Cに示すように、回路基板2の裏面に放熱部材4を配置する。この配置により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の裏面側と放熱部材4とを熱的に接続する。まず、放熱部材4の凹部41の上面と凹部41の周辺領域の上面とに第一伝熱部材51と第二伝熱部材52とを設ける。次に、上記一体物を放熱部材4の上面に配置する。この配置は、本体部31が凹部41に嵌まるように行う。
工程eは、図2Cに示すように、回路基板2の裏面に放熱部材4を配置する。この配置により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の裏面側と放熱部材4とを熱的に接続する。まず、放熱部材4の凹部41の上面と凹部41の周辺領域の上面とに第一伝熱部材51と第二伝熱部材52とを設ける。次に、上記一体物を放熱部材4の上面に配置する。この配置は、本体部31が凹部41に嵌まるように行う。
[製造方法II]
主として図3を参照して、製造方法IIを説明する。製造方法IIは、工程cと工程dとをまとめて行う工程fを工程bの後に行う点が、製造方法Iと相違する。即ち、製造方法IIは、工程a、工程b、工程f、工程eの順に各工程を経る。工程aは、上述の製造方法Iと同じである。
主として図3を参照して、製造方法IIを説明する。製造方法IIは、工程cと工程dとをまとめて行う工程fを工程bの後に行う点が、製造方法Iと相違する。即ち、製造方法IIは、工程a、工程b、工程f、工程eの順に各工程を経る。工程aは、上述の製造方法Iと同じである。
(工程b)
工程bは、図3に示すように、本体部31を回路基板2の貫通孔21内に収納する。この工程bでは、治具100を用いることが好ましい。治具100は、回路基板2と電子部品3との位置決めを行う。具体的には、治具100は、貫通孔21の内周面と本体部31との間隔と、第一端子331及び第二端子332の各々と回路基板2の上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々との高さとを合わせる。治具100は、放熱部材4の凹部41に対応した凹部101を有する。治具100の上面に回路基板2を配置する。この配置は、回路基板2の貫通孔21と治具100の凹部101とが連通するように行う。上下反転させた本体部31を貫通孔21内に収納して凹部101に嵌め込む。回路基板2の治具100への配置と、本体部31の貫通孔21内への収納とは順不同である。即ち、上下反転させた本体部31を治具100の凹部101内に配置する。次に、貫通孔21に本体部31が挿通するように回路基板2を治具100の上面に配置してもよい。
工程bは、図3に示すように、本体部31を回路基板2の貫通孔21内に収納する。この工程bでは、治具100を用いることが好ましい。治具100は、回路基板2と電子部品3との位置決めを行う。具体的には、治具100は、貫通孔21の内周面と本体部31との間隔と、第一端子331及び第二端子332の各々と回路基板2の上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々との高さとを合わせる。治具100は、放熱部材4の凹部41に対応した凹部101を有する。治具100の上面に回路基板2を配置する。この配置は、回路基板2の貫通孔21と治具100の凹部101とが連通するように行う。上下反転させた本体部31を貫通孔21内に収納して凹部101に嵌め込む。回路基板2の治具100への配置と、本体部31の貫通孔21内への収納とは順不同である。即ち、上下反転させた本体部31を治具100の凹部101内に配置する。次に、貫通孔21に本体部31が挿通するように回路基板2を治具100の上面に配置してもよい。
(工程f)
工程fは、図3に示すように、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の一端との電気的かつ機械的な接続と、回路基板2の上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の他端との電気的な接続とを、リフロー半田付けによって行う。その際、回路基板2の第一ランド231及び第二ランド232の各々の表面と電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々の表面には、予め半田ペーストを印刷しておく。第一ランド231及び第二ランド232の各々の表面に対する半田ペーストの印刷と、第一端子331及び第二端子332の各々の表面に対する半田ペーストの印刷とは、どちらを先に行ってもよい。これらの印刷は、工程bの後に行ってもよいし、工程bの前に行ってもよい。次に、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の一端と他端とを、第一端子331及び第二端子332の各々の表面の半田ペーストと第一ランド231及び第二ランド232の各々の表面の半田ペーストとに接触させる。そして、半田ペーストを加熱して硬化させる。この工程fは、第一端子331及び第二端子332の各々と各第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続と、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々との接続とをまとめて行える。そのため、製造工程を簡略化できる。この工程fにより、回路基板2と電子部品3とが第一接続部材61及び第二接続部材62の各々で接続された一体物を作製できる。
工程fは、図3に示すように、電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の一端との電気的かつ機械的な接続と、回路基板2の上面側の第一ランド231及び第二ランド232の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の他端との電気的な接続とを、リフロー半田付けによって行う。その際、回路基板2の第一ランド231及び第二ランド232の各々の表面と電子部品3の第一端子331及び第二端子332の各々の表面には、予め半田ペーストを印刷しておく。第一ランド231及び第二ランド232の各々の表面に対する半田ペーストの印刷と、第一端子331及び第二端子332の各々の表面に対する半田ペーストの印刷とは、どちらを先に行ってもよい。これらの印刷は、工程bの後に行ってもよいし、工程bの前に行ってもよい。次に、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々の一端と他端とを、第一端子331及び第二端子332の各々の表面の半田ペーストと第一ランド231及び第二ランド232の各々の表面の半田ペーストとに接触させる。そして、半田ペーストを加熱して硬化させる。この工程fは、第一端子331及び第二端子332の各々と各第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続と、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々との接続とをまとめて行える。そのため、製造工程を簡略化できる。この工程fにより、回路基板2と電子部品3とが第一接続部材61及び第二接続部材62の各々で接続された一体物を作製できる。
(工程e)
工程eは、図2Cを参照して上述したように、上記一体物を放熱部材4の上面に配置する。この配置により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の裏面側の各々と放熱部材4とを熱的に接続する。
工程eは、図2Cを参照して上述したように、上記一体物を放熱部材4の上面に配置する。この配置により、第一スルーホール221及び第二スルーホール222における回路基板2の裏面側の各々と放熱部材4とを熱的に接続する。
[その他の製造方法]
その他の製造方法としては、例えば、以下の(i)から(iii)のいずれかの順番に各工程を経てもよい。
(i)工程a、工程b、工程e、工程f
(ii)工程a、工程e、工程b、工程f
(iii)工程a、工程e、工程c、工程b、工程d
上記(i)又は(ii)における工程fの代わりに、工程cと工程dとに個々に行ってもよい。その場合、工程cと工程dとは順不同である。
その他の製造方法としては、例えば、以下の(i)から(iii)のいずれかの順番に各工程を経てもよい。
(i)工程a、工程b、工程e、工程f
(ii)工程a、工程e、工程b、工程f
(iii)工程a、工程e、工程c、工程b、工程d
上記(i)又は(ii)における工程fの代わりに、工程cと工程dとに個々に行ってもよい。その場合、工程cと工程dとは順不同である。
〔作用効果〕
本形態における電子部品の実装構造の製造方法は、電子部品3の上記突出高さが低く、電子部品3の放熱性に優れる上述の電子部品の実装構造1を製造できる。製造方法Iは、電子部品3と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを一つの部材として取り扱えるため、製造方法IIに比較して、製造作業を行い易い。製造方法IIは、第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続と、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々との接続とをまとめて行えるため、製造方法Iに比較して、製造工程を簡略化できる。
本形態における電子部品の実装構造の製造方法は、電子部品3の上記突出高さが低く、電子部品3の放熱性に優れる上述の電子部品の実装構造1を製造できる。製造方法Iは、電子部品3と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々とを一つの部材として取り扱えるため、製造方法IIに比較して、製造作業を行い易い。製造方法IIは、第一端子331及び第二端子332の各々と第一接続部材61及び第二接続部材62の各々との接続と、第一接続部材61及び第二接続部材62の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホール222の各々との接続とをまとめて行えるため、製造方法Iに比較して、製造工程を簡略化できる。
《変形例1》
〔電子部品の実装構造〕
図4に示すように、変形例1の電子部品の実装構造は、電子部品3の第一端子331及び第二端子の各々の上面と本体部31の上面とを実質的に面一にできる。図4は、図1に示す破線の矩形枠で囲まれた位置と同様の位置で、変形例1の電子部品の実装構造を拡大して示す部分断面図である。この点は、後述する変形例2及び変形例3で参照する図5及び図6でも同様である。本例の電子部品の実装構造は、電子部品3の構造以外は、実施形態1の電子部品の実装構造と同様である。本例における実施形態1と同様の構成の説明は省略する。この点は、後述する変形例2及び変形例3でも同様である。
〔電子部品の実装構造〕
図4に示すように、変形例1の電子部品の実装構造は、電子部品3の第一端子331及び第二端子の各々の上面と本体部31の上面とを実質的に面一にできる。図4は、図1に示す破線の矩形枠で囲まれた位置と同様の位置で、変形例1の電子部品の実装構造を拡大して示す部分断面図である。この点は、後述する変形例2及び変形例3で参照する図5及び図6でも同様である。本例の電子部品の実装構造は、電子部品3の構造以外は、実施形態1の電子部品の実装構造と同様である。本例における実施形態1と同様の構成の説明は省略する。この点は、後述する変形例2及び変形例3でも同様である。
電子部品3がパワーインダクタの場合、第一端子331及び第二端子の各々の上面と本体部31の上面とが実質的に面一なパワーインダクタは、次のようにして作製できる。まず、コイルと第一端子331及び第二端子の各々の一部とを本体部31を構成するコアの原料粉末に埋設させた状態で、原料粉末を圧縮成形する。この圧縮成形は、第一端子331及び第二端子の各々の厚み分の段差が本体部31の上面に設けられるように行う。その後、コアから露出した第一端子331及び第二端子の各々をコアの側面から上面の段差部分に沿うようにプレス成形する。
《変形例2》
〔電子部品の実装構造〕
図5に示すように、変形例2の電子部品の実装構造は、電子部品3の第一端子331及び第二端子の各々の上面を本体部31の上面よりも下方に位置させることができる。第一端子331及び第二端子の各々の上面の上下方向に沿った位置は、第一接続部材61及び第二接続部材の各々の上面が本体部31の上面と実質的に面一となる位置とすることができる。本例の電子部品3は、変形例1と同様の作製方法によって作製できる。
〔電子部品の実装構造〕
図5に示すように、変形例2の電子部品の実装構造は、電子部品3の第一端子331及び第二端子の各々の上面を本体部31の上面よりも下方に位置させることができる。第一端子331及び第二端子の各々の上面の上下方向に沿った位置は、第一接続部材61及び第二接続部材の各々の上面が本体部31の上面と実質的に面一となる位置とすることができる。本例の電子部品3は、変形例1と同様の作製方法によって作製できる。
《変形例3》
〔電子部品の実装構造〕
図6に示すように、変形例3の電子部品の実装構造は、図1に示す第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を介することなく、電子部品3の第一端子331及び第二端子の各々を回路基板2の上面側の第一ランド231及び第二ランドの各々に対して半田9で電気的かつ機械的に接続できる。即ち、第一端子331及び第二端子の各々は、第一ランド231及び第二ランドの各々に対して直接接続されている。この直接接続により、第一端子331及び第二端子の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホールの各々とが熱的に接続される。第一端子331及び第二端子の各々は、本例では一様な厚みを有する。なお、第一端子331及び第二端子の各々は、第一ランド231及び第二ランドの各々に接続可能であれば、第一端子331及び第二端子の各々を構成する片のうち、本体部31の上面に沿った片は本体部31の側面に沿った片に比べて薄くても厚くてもよい。
〔電子部品の実装構造〕
図6に示すように、変形例3の電子部品の実装構造は、図1に示す第一接続部材61及び第二接続部材62の各々を介することなく、電子部品3の第一端子331及び第二端子の各々を回路基板2の上面側の第一ランド231及び第二ランドの各々に対して半田9で電気的かつ機械的に接続できる。即ち、第一端子331及び第二端子の各々は、第一ランド231及び第二ランドの各々に対して直接接続されている。この直接接続により、第一端子331及び第二端子の各々と第一スルーホール221及び第二スルーホールの各々とが熱的に接続される。第一端子331及び第二端子の各々は、本例では一様な厚みを有する。なお、第一端子331及び第二端子の各々は、第一ランド231及び第二ランドの各々に接続可能であれば、第一端子331及び第二端子の各々を構成する片のうち、本体部31の上面に沿った片は本体部31の側面に沿った片に比べて薄くても厚くてもよい。
第一端子331及び第二端子の各々は、本体部31の側面から突出している。第一端子331及び第二端子の各々の上記突出量を調整することで、図1に示す第一接続部材61及び第二接続部材62を介することなく第一端子331及び第二端子の各々を第一ランド231及び第二ランドの各々に直接接続できる。第一端子331及び第二端子の各々の上記突出量は、本体部31の側面から第一ランド231及び第二ランドの各々に届くまでの長さとすればよい。第一端子331及び第二端子の各々の上記突出量は、本体部31の側面から第一ランド231及び第二ランドの各々における貫通孔21側の縁までの間の長さ超、本体部31の側面から第一ランド231及び第二ランドの各々における第一スルーホール221及び第二スルーホールの各々の側の縁までの間の長さ以下とすればよい。
本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 電子部品の実装構造
2 回路基板
20 絶縁基板
21 貫通孔
221 第一スルーホール
222 第二スルーホール
231 第一ランド
232 第二ランド
3 電子部品
31 本体部
331 第一端子
332 第二端子
4 放熱部材
41 凹部
42 フィン
51 第一伝熱部材
52 第二伝熱部材
61 第一接続部材
62 第二接続部材
7 封止樹脂部
9 半田
90 接着剤
100 治具
101 凹部
2 回路基板
20 絶縁基板
21 貫通孔
221 第一スルーホール
222 第二スルーホール
231 第一ランド
232 第二ランド
3 電子部品
31 本体部
331 第一端子
332 第二端子
4 放熱部材
41 凹部
42 フィン
51 第一伝熱部材
52 第二伝熱部材
61 第一接続部材
62 第二接続部材
7 封止樹脂部
9 半田
90 接着剤
100 治具
101 凹部
Claims (10)
- 表面と裏面とを有する回路基板と、
電子部品と、
前記回路基板の前記裏面に配置された放熱部材とを備え、
前記回路基板は、
前記表面と前記裏面とに開口する貫通孔と、
前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールとを有し、
前記電子部品は、
前記貫通孔内に収納される本体部と、
前記本体部における前記回路基板の前記表面側に設けられる第一端子及び第二端子とを有し、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々は、前記放熱部材に熱的に接続され、
前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々に熱的に接続される、
電子部品の実装構造。 - 前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する第一接続部材及び第二接続部材を有し、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々は、前記第一端子及び前記第二端子の各々と別部材で構成される請求項1に記載の電子部品の実装構造。 - 前記放熱部材は、前記本体部が嵌められる凹部を有する請求項1又は請求項2に記載の電子部品の実装構造。
- 前記本体部と前記放熱部材との間に介在される第一伝熱部材を有する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子部品の実装構造。
- 前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールの各々と前記放熱部材との間に介在される第二伝熱部材を有する請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電子部品の実装構造。
- 前記電子部品の表面を覆って、前記電子部品と前記回路基板とを密着させる封止樹脂部を備える請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電子部品の実装構造。
- 第一面とそれに対向する第二面とを有する本体部及び前記本体部の前記第二面側に設けられた第一端子及び第二端子を有する電子部品と、第一接続部材及び第二接続部材と、表面と裏面とに開口する貫通孔及び前記貫通孔の周囲に設けられる第一スルーホール及び第二スルーホールを有する回路基板と、放熱部材とを準備する工程と、
前記本体部の前記第一面が前記回路基板の前記裏面側に向き、前記本体部の前記第二面が前記回路基板の前記表面側に向くように、前記本体部を前記回路基板の前記貫通孔内に収納する工程と、
前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と、
前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び第二スルーホールにおける前記回路基板の前記表面側の各々とを熱的に接続する工程と、
前記回路基板の前記裏面に対向された前記放熱部材と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールにおける前記回路基板の前記裏面側の各々とを熱的に接続する工程とを備える、
電子部品の実装構造の製造方法。 - 前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程は、前記本体部を収納する工程の前に行う請求項7に記載の電子部品の実装構造の製造方法。
- 前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と前記本体部を収納する工程との間に、前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを接着剤で固定する工程を備える請求項8に記載の電子部品の実装構造の製造方法。
- 前記第一端子及び前記第二端子の各々と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々とを電気的に接続する工程と前記第一接続部材及び前記第二接続部材の各々と前記第一スルーホール及び前記第二スルーホールの各々とを熱的に接続する工程とは、前記本体部を収納する工程の後にリフロー半田付けによって行う請求項7に記載の電子部品の実装構造の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019070185 | 2019-04-01 | ||
JP2019-070185 | 2019-04-01 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2020202954A1 true WO2020202954A1 (ja) | 2020-10-08 |
Family
ID=72668563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2020/008342 WO2020202954A1 (ja) | 2019-04-01 | 2020-02-28 | 電子部品の実装構造、及び電子部品の実装構造の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2020202954A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117177473A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-12-05 | 芜湖雅葆轩电子科技股份有限公司 | 一种元件贴装前的罩式分区定点融锡装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH07231053A (ja) * | 1994-02-16 | 1995-08-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 発熱体の放熱構造 |
JP2000174179A (ja) * | 1998-12-07 | 2000-06-23 | Pioneer Electronic Corp | 発熱素子の放熱構造 |
JP2009123736A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Nec Corp | デバイスの実装構造及びデバイスの実装方法 |
JP2011066332A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 制御装置の放熱構造 |
JP2015060923A (ja) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | Fdk株式会社 | 電子モジュール |
-
2020
- 2020-02-28 WO PCT/JP2020/008342 patent/WO2020202954A1/ja active Application Filing
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