CN110073726B - 印刷布线基板、空调机以及印刷布线基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及印刷布线基板、空调机以及印刷布线基板的制造方法，为了以简单的结构便宜地实现布线图案(13)的散热，印刷布线基板具备：绝缘基板，其在主面上具有多个布线图案；和电子部件，其安装于主面上并且与布线图案连接。另外，印刷布线基板的特征在于具备作为表面安装部件的散热表面安装部件，该散热表面安装部件在主面上经由焊料接合于布线图案上，并且对布线图案的热进行散热。

Description

印刷布线基板、空调机以及印刷布线基板的制造方法

技术领域

本发明涉及安装有散热用的表面安装部件的印刷布线基板、使用了该印刷布线基板的空调机以及印刷布线基板的制造方法。

背景技术

在印刷布线基板中，若电流在配置于绝缘基板上的布线图案中流动，则布线图案会发热。另外，若电流在安装于印刷布线基板的电子部件中流动，则在电子部件发出的热会向布线图案传递。因此，布线图案过度被加热会导致损伤、或者成为安装于布线图案的其他电子部件冷却的障碍。

为了减轻布线图案的加热，在专利文献1中公开了在发热部件的正下方立体地安装散热部件的印刷布线基板。在专利文献1中，将具有多个翅片的塔状金属体锡焊并载置于配设在印刷布线板的各自的焊盘，将桥接于一对该塔状金属体的表面安装型部件的各自的电极锡焊于该塔状金属体的上端面。

在专利文献2公开了一种基板单元，该基板单元具备：基板，其具有多个布线图案；发热部件，其安装于基板的至少第一主面上；以及金属芯片，其安装于第一主面和与所述第一主面相反侧的第二主面的至少任一个主面上，金属芯片经由热传导材料与散热器连接。另外，在专利文献2中公开了在基板设置贯通孔并在背面设置散热装置来提高散热效果。

专利文献1：日本特开平5-315776号公报

专利文献2：日本特开2014-179523号公报

然而，根据上述专利文献1存在以下问题，即，为了降低布线图案的温度的上升，需要复杂的设计和组装作业，并且稳定、高效并且便宜地实现布线图案的散热是困难的。另外，在上述专利文献2中也完全没有提及高效且便宜地安装金属芯片的方法。

发明内容

本发明是鉴于上述问题所做出的，目的在于获得一种能够以简单的结构便宜地实现布线图案的散热的印刷布线基板。

为了解决上述的课题并实现目的，本发明的印刷布线基板的特征在于，具备：绝缘基板，其在主面上具有多个布线图案；电子部件，其安装于主面上并与布线图案连接；以及作为表面安装部件的散热表面安装部件，其在主面上经由焊料接合于布线图案上，并且对布线图案的热进行散热，电子部件是需要确保多个电极之间的绝缘距离的电子部件，散热表面安装部件安装于分别连接有电子部件的多个电极的多个布线图案上。

本发明的印刷布线基板起到能够以简单的结构便宜地实现布线图案散热的效果。

附图说明

图1是表示从第二主面侧观察本发明的实施方式的印刷布线基板的概略配置结构的示意俯视图。

图2是在本发明的实施方式的印刷布线基板的第一主面侧安装有第一散热表面安装部件的区域的主要部分放大俯视图。

图3是在本发明的实施方式的印刷布线基板安装有第一散热表面安装部件的区域的主要部分剖视图。

图4是在本发明的实施方式的印刷布线基板的第二主面侧安装有第二散热表面安装部件的区域的主要部分放大俯视图。

图5是在本发明的实施方式的印刷布线基板安装有第二散热表面安装部件的区域的主要部分剖视图。

图6是表示本发明的实施方式的印刷布线基板的制作中的散热表面安装部件和电子部件的安装方法的流程图。

图7是在本发明的实施方式的印刷布线基板的第一主面侧，将第一散热表面安装部件的底面的整个面经由焊料与布线图案接合并安装的区域的主要部分放大俯视图。

图8是在本发明的实施方式的印刷布线基板的第一主面侧且在连接有大电流电子部件的电极的第一主面布线图案上，安装有第一散热表面安装部件的区域的主要部分放大俯视图。

图9是表示配设有本发明的实施方式的印刷布线基板的空调机的结构的示意图。

图10是表示配设有本发明的实施方式的印刷布线基板的空调机的室外机的一个例子的概略俯视图。

图11是对配设有本发明的实施方式的印刷布线基板的空调机的室外机进行说明的概略主视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式的印刷布线基板、空调机以及印刷布线基板的制造方法进行详细地说明。另外，并非通过该实施方式限定本发明。

实施方式

首先，对本实施方式的印刷布线基板1的结构进行说明。图1是表示从第二主面侧观察本发明的实施方式的印刷布线基板1的概略配置结构的示意俯视图。在图1中省略了布线图案13的记载。图2是在本发明的实施方式的印刷布线基板1的第一主面侧安装有第一散热表面安装部件15a的区域的主要部分放大俯视图。图3是在本发明的实施方式的印刷布线基板1安装有第一散热表面安装部件15a的区域的主要部分剖视图，并且是图2中的III-III线的剖视图。在图3中，上侧是印刷布线基板1的第一主面侧，下侧是印刷布线基板1的第二主面侧。图4是在本发明的实施方式的印刷布线基板1的第二主面侧安装有第二散热表面安装部件15b的区域的主要部分放大俯视图。图5是在本发明的实施方式的印刷布线基板1中安装有第二散热表面安装部件15b的区域的主要部分剖视图，并且是图4中的V-V线的剖视图。在图5中，上侧是印刷布线基板1的第二主面侧，下侧是印刷布线基板1的第一主面侧。

本实施方式的印刷布线基板1主要具备绝缘基板11、电子部件12、布线图案13、阻焊部14以及散热表面安装部件15。另外，由绝缘基板11、布线图案13以及阻焊部14构成印刷布线板。

绝缘基板11是由环氧玻璃之类的绝缘材料形成的基板。在绝缘基板11的第一主面11a和第二主面11b上配置有多个布线图案13。在图1中示出绝缘基板11的第二主面11b。

布线图案13由铜等导电性较高的金属材料形成，包括：在绝缘基板11的第一主面11a上形成的第一主面布线图案13a、和在绝缘基板11的第二主面11b上形成的第二主面布线图案13b。布线图案13的厚度例如是30μm～60μm左右。另外，绝缘基板11的第一主面11a和第二主面11b上，除了需要露出布线图案13的区域之外，整个面由阻焊部14覆盖。

在绝缘基板11的第一主面11a的表面配设有作为电子部件12的芯片部件电阻、芯片部件电容器以及芯片部件二极管等由自动安装机自动安装于表面的表面安装部件、和大容量电阻、混合集成电路、变压器、线圈、大容量半导体、大型电容器等通过手工作业安装于安装孔的作为分立元件的手工***部件。另外，在绝缘基板11的第二主面11b的表面配设有芯片部件电阻、芯片部件电容器以及芯片部件二极管等由自动安装机自动安装的表面安装部件。

散热表面安装部件15是对布线图案13的热进行散热的散热部件，并且是底面即与布线图案13接合的面为平坦面的表面安装部件。散热表面安装部件15在离开电子部件12的位置，经由焊料18安装于在布线图案13上设置的焊盘部16。即，散热表面安装部件15的底面经由焊料18与焊盘部16接合。焊盘部16是由布线图案13构成的、用于固定并安装散热表面安装部件15的散热表面安装部件15的安装区域，上述布线图案13在印刷布线基板1从设置于阻焊部14的开口部17露出。

散热表面安装部件15包括：安装于绝缘基板11的第一主面11a上的第一散热表面安装部件15a、和安装于绝缘基板11的第二主面11b上的第二散热表面安装部件15b。

第一散热表面安装部件15a在绝缘基板11的第一主面11a且在离开电子部件12的位置，经由焊料18而与设置于第一主面布线图案13a上的第一焊盘部16a接合。在图2中示出横跨两个第一焊盘部16a安装有第一散热表面安装部件15a的例子，上述两个第一焊盘部16a沿着散热表面安装部件15的长度方向配置。

另外，第二散热表面安装部件15b在绝缘基板11的第二主面11b且在离开电子部件12的位置，经由焊料18而与设置于第二主面布线图案13b上的第二焊盘部16b接合。在图4中示出横跨两个第二焊盘部16b安装有第二散热表面安装部件15b的例子，上述两个第二焊盘部16b沿着第二散热表面安装部件15b的长度方向配置。另外，第二散热表面安装部件15b在两个第二焊盘部16b之间的区域，底面的一部分经由粘接剂19与阻焊部14的表面接合。

第一散热表面安装部件15a使用焊料18表面安装于第一焊盘部16a，由此与第一焊盘部16a的第一主面布线图案13a热连接，并且经由第一主面布线图案13a与安装于第一主面11a上的电子部件12热连接。而且，第一散热表面安装部件15a是表面安装型的散热用部件，因此能够使用焊料18容易地安装于第一焊盘部16a。

第二散热表面安装部件15b使用焊料18表面安装于第二焊盘部16b，由此与第二焊盘部16b的第二主面布线图案13b热连接，并且经由第二主面布线图案13b与安装于第二主面11b上的电子部件12热连接。而且，第二散热表面安装部件15b是表面安装型的散热用部件，因此能够使用焊料18容易地安装于第二焊盘部16b。

散热表面安装部件15由铜或铝等热传导率较高的金属材料形成。由此，能够将从布线图案13经由焊料18导出的热高效地向空气中散热。另外，从焊料18向焊盘部16安装的观点出发，散热表面安装部件15的底面优选由能够确保与焊料18良好的润湿性的锡或锌等材料构成。

散热表面安装部件15的厚度例如为与配设于绝缘基板11的表面的电子部件12相同的厚度、或者成为比电子部件12薄的厚度。由此，在将散热表面安装部件15安装于绝缘基板11的表面的布线图案13上后，散热表面安装部件15的上表面的高度与安装于布线图案13上的电子部件12的上表面相同，或者比安装于布线图案13上的电子部件12的上表面的高度低，从而散热表面安装部件15的上表面不会从电子部件12的上表面突出。

散热表面安装部件15的不与布线图案13接合的部分的表面、即底面以外的表面成为具有凹凸的凹凸形状。由此，散热表面安装部件15能够确保与空气的接触面积较大，能够高效地散热。

接下来，对印刷布线基板1的制作中的散热表面安装部件15和电子部件12的安装方法进行说明。图6是表示本发明的实施方式的印刷布线基板1的制作中的散热表面安装部件15和电子部件12的安装方法的流程图。

首先，在步骤S10中，在具备绝缘基板11、布线图案13以及阻焊部14的印刷布线板的第一主面11a上和第二主面11b上印刷膏状焊料。在印刷布线板预先通过布线图案形成工序和焊盘部形成工序，设置第一主面布线图案13a、第二主面布线图案13b、第一焊盘部16a、第二焊盘部16b、电子部件12的安装用焊盘部以及电子部件的安装用的安装孔。将膏状焊料印刷于第一焊盘部16a、第二焊盘部16b以及电子部件12的安装用焊盘部。

接下来，在步骤S20中，在印刷布线板的第一主面11a上由自动安装机自动安装芯片部件电阻、芯片部件电容器以及芯片部件二极管等作为表面安装部件的电子部件12、和第一散热表面安装部件15a。电子部件12安装于电子部件12的安装用焊盘部上。第一散热表面安装部件15a安装于第一焊盘部16a。

接下来，在步骤S30中，将印刷布线板投入回流炉，并将膏状焊料熔融，由此实施第一主面11a的表面安装部件与第一散热表面安装部件15a的回流锡焊。由此，将表面安装部件和第一散热表面安装部件15a固定于印刷布线板的第一主面11a。即，在步骤S10至步骤S30中，进行安装电子部件12的电子部件安装工序、和安装第一散热表面安装部件15a的散热部件安装工序。

接下来，在步骤S40中，在印刷布线板的第一主面11a上，通过手工作业将作为分立元件的分立电阻、分立电容器以及分立二极管等手工***部件***安装于在印刷布线板设置的电子部件12安装用的安装孔。

接下来，在步骤S50中，在印刷布线板的第二主面11b上涂覆表面安装部件临时固定用的粘接剂。将粘接剂19印刷于能够在电子部件12的安装用焊盘部上临时固定电子部件12的位置、和能够在第二焊盘部16b上临时固定第二散热表面安装部件15b的位置。

接下来，在步骤S60中，在涂覆于印刷布线板的第二主面11b的粘接剂19上，由自动安装机自动安装芯片部件电阻、芯片部件电容器以及芯片部件二极管等作为表面安装部件的电子部件12、和第二散热表面安装部件15b。将电子部件12安装于横跨于粘接剂19上和电子部件12的安装用焊盘部上的位置。第二散热表面安装部件15b安装于横跨于粘接剂19上和第二焊盘部16b上的位置。

接下来，在步骤S70中，将印刷布线板投入粘接剂固化炉，对涂覆于印刷布线板的第二主面11b上的粘接剂19进行加热并使其固化。由此，将在涂覆于第二主面11b的粘接剂19上安装的电子部件12和第二散热表面安装部件15b通过粘接剂19临时固定于印刷布线板的第二主面11b。

接下来，在步骤S80中，通过使用了喷流式锡焊装置的流动锡焊法，实施在印刷布线板的第二主面11b安装的表面安装部件、第二散热表面安装部件15b、以及***安装于印刷布线板的安装孔的手工***部件的锡焊。对于第二散热表面安装部件15b而言，从第二焊盘部16b露出的第二主面布线图案13b与第二散热表面安装部件15b的底面之间利用焊料18锡焊。在该情况下，也可以将散热表面安装部件15的整个底面经由焊料18和粘接剂19接合于第二主面布线图案13b上。由此，将电子部件12、第二散热表面安装部件15b以及手工***部件固定于印刷布线板的第二主面11b。即，在步骤S40至步骤S80中，进行安装电子部件12的电子部件安装工序和安装第二散热表面安装部件15b的散热部件安装工序。由此，完成散热表面安装部件15和电子部件12的安装作业。

上述的印刷布线基板1在电流在第一主面11a侧安装的电子部件12和第一主面布线图案13a流动的情况下，电子部件12会发热。从电子部件12产生的热按照第一主面布线图案13a、焊料18以及第一散热表面安装部件15a的顺序传导，并从第一散热表面安装部件15a散热。另外，第一主面布线图案13a的厚度薄至30μm～60μm左右，因此在电流在第一主面布线图案13a中流动的情况下，第一主面布线图案13a因第一主面布线图案13a的电阻而发热，从而被加热。从第一主面布线图案13a产生的热按照焊料18和第一散热表面安装部件15a的顺序传导并从第一散热表面安装部件15a散热。另外，从电子部件12传导至第一主面布线图案13a的热和从第一主面布线图案13a产生的热的一部分，也从第一主面布线图案13a散热，上述第一主面布线图案13a是在焊盘部16处不安装第一散热表面安装部件15a并从开口部17露出的部分。

另外，上述的印刷布线基板1在电流在第二主面11b侧安装的电子部件12和第二主面布线图案13b流动的情况下，电子部件12发热。从电子部件12产生的热按照第二主面布线图案13b、焊料18以及第二散热表面安装部件15b的顺序传导并从第二散热表面安装部件15b散热。另外，第二主面布线图案13b的厚度薄至30μm～60μm左右，因此在电流在第二主面布线图案13b流动的情况下，第二主面布线图案13b因第二主面布线图案13b的电阻而发热，从而被加热。从第二主面布线图案13b产生的热按照焊料18和第二散热表面安装部件15b的顺序传导，并从第二散热表面安装部件15b散热。另外，从电子部件12传导至第二主面布线图案13b的热和从第二主面布线图案13b产生的热的一部分，也从第二主面布线图案13b散热，上述第二主面布线图案13b是在焊盘部16不安装第二散热表面安装部件15b并从开口部17露出的部分。

因此，印刷布线基板1会在第一主面11a侧和第二主面11b侧的两面，高效地对布线图案13的热进行散热，从而能够防止布线图案13的过度的加热。由此，能够防止由布线图案13的热引起的布线图案13的损伤、以及安装于布线图案13的其他电子部件的冷却性的降低。

另外，在上述中示出利用焊料18和粘接剂19将第二散热表面安装部件15b固定于第二焊盘部16b的情况，但也可以仅利用粘接剂19将第二散热表面安装部件15b固定于第二主面11b侧。

图7是在本发明的实施方式的印刷布线基板1的第一主面11a侧，将第一散热表面安装部件15a的整个底面经由焊料18与布线图案13接合并安装的区域的主要部分放大俯视图。在上述中，例示出横跨沿着散热表面安装部件15的长度方向配置的两个焊盘部16安装散热表面安装部件15的例子，但如图7所示，也可以将第一散热表面安装部件15a的底面的整个面经由焊料18安装于第一主面布线图案13a的面积的较大的部分。由此，能够增加第一主面布线图案13a与第一散热表面安装部件15a的经由焊料18的接合面积，从而能够进一步提高第一散热表面安装部件15a的散热效果。

图8是在本发明的实施方式的印刷布线基板1的第一主面11a侧且在连接有大电流电子部件20的电极21的第一主面布线图案13a上，安装有第一散热表面安装部件15a的区域的主要部分放大俯视图。在多个电极21之间的间隔较窄，并将需要确保高电压的绝缘距离的大电流电子部件20安装于印刷布线基板1的情况下，如图8所示，在设置有连接了大电流电子部件20的电极21的焊盘部22的各第一主面布线图案13a形成有第一焊盘部16a，并在第一焊盘部16a安装有第一散热表面安装部件15a。由此，即使在由于多个电极21之间的间隔较窄而导致从第一主面布线图案13a散热的效率变差，并且即使在由于与各电极21连接的第一主面布线图案13a的宽度较窄而导致在第一主面布线图案13a中的发热变多且从第一主面布线图案13a的散热的效率变差的情况下，印刷布线基板1也能够提高大电流电子部件20和第一散热表面安装部件15a的热的散热效果。由此，印刷布线基板1能够增多在第一散热表面安装部件15a流动的电流的允许量，并能够增多狭窄间距部件搭载电路的允许电流。

如上述那样，本实施方式的印刷布线基板1将散热表面安装部件15安装于在布线图案13上设置的焊盘部16，因此能够获得使从印刷布线基板1的电流电路即从电子部件12、大电流电子部件20以及布线图案13产生的热高效地散热的效果，特别是在较多的电流经由电流电路流动的情况下，能够获得较大的效果。由此能够使在布线图案13流动的电流的允许量增大。

而且，散热表面安装部件15是表面安装部件，在印刷布线基板1的第一种面侧且在印刷布线板的第一主面上涂覆膏状焊料后，自动安装第一散热表面安装部件15a并进行回流锡焊，在印刷布线基板1的第二主面侧自动安装印刷布线板的第二散热表面安装部件15b，并利用粘接剂19临时固定后，通过流动锡焊法进行锡焊，因此能够高速并且高效地自动安装散热表面安装部件15，从而能够容易并且便宜地安装散热表面安装部件15。

另外，使散热表面安装部件15的整个底面与布线图案13的面积的较大的部分接触来安装散热表面安装部件15，从而增加布线图案13与散热表面安装部件15的接合面积，由此能够获得进一步提高从电流电路产生的热的散热的效果。

另外，将散热表面安装部件15的不与布线图案13接合的部分的表面形成为凹凸形状，由此能够确保散热表面安装部件15与空气的接触面积较大，从而能够提高散热表面安装部件15的散热效果。

因此，根据本实施方式的印刷布线基板1，能够以简单的结构便宜地实现布线图案13的散热。

接下来，对在上述中说明的印刷布线基板1的使用例进行说明。图9是表示配设有本发明的实施方式的印刷布线基板1的空调机31的结构的示意图。图10是表示配设有本发明的实施方式的印刷布线基板1的空调机的室外机的一个例子的概略俯视图。图11是对配设有本发明的实施方式的印刷布线基板1的空调机的室外机进行说明的概略主视图。

本实施方式的空调机31具备配置于屋外的室外机32和配置于室内的室内机33。室外机32和室内机33通过制冷剂配管34和内外通信线35连接，用于进行热交换的制冷剂在制冷剂配管34中流动。空调机31通过室外机32和室内机33形成一个完整的制冷循环。空调机31使用通过制冷剂配管34在室外机32与室内机33之间循环的制冷剂，在作为空气调节对象空间的室内的空气与室外的空气之间进行热移动，从而实现对室内的空气调节。在图10和图11中仅示出与室外机32的特征相关的主要部分的结构。

空调机31的室外机32由具备送风机41a的送风机室41、和具备压缩机42a及扁平形状的电器盒43的压缩机室42构成。电器盒43内置有使第一主面11a处于下侧并使第二主面11b处于上侧配置的、安装有上述散热表面安装部件15的印刷布线基板1。

因此，本实施方式的空调机内置有安装了散热表面安装部件15的印刷布线基板1，因此通过提高印刷布线基板1的散热效果，能够防止印刷布线基板1的损伤和冷却性的降低，从而能够获得能够提高空调机的品质的效果。

以上的实施方式所示的结构是表示本发明的内容的一个例子，也能够将实施方式的结构彼此组合，也能够与其他公知的技术组合，在不脱离本发明的主旨的范围内，也能够省略、变更结构的一部分。

附图标记说明：1…印刷布线基板；11…绝缘基板；11a…第一主面；11b…第二主面；12…电子部件；13…布线图案；13a…第一主面布线图案；13b…第二主面布线图案；14…阻焊部；15…散热表面安装部件；15a…第一散热表面安装部件；15b…第二散热表面安装部件；16…焊盘部；16a…第一焊盘部；16b…第二焊盘部；17…开口部；18…焊料；19…粘接剂；20…大电流电子部件；21…电极；22…焊盘部；31…空调机；32…室外机；33…室内机；34…制冷剂配管；35…内外通信线；41…送风机室；41a…送风机；42…压缩机室；42a…压缩机；43…电器盒。

Claims (8)

1.一种印刷布线基板，其特征在于，具备：

绝缘基板，其在主面上具有多个布线图案；

电子部件，其安装于所述主面上并与所述布线图案连接；以及

作为表面安装部件的散热表面安装部件，其在所述主面上经由焊料接合于所述布线图案上，并且对所述布线图案的热进行散热，

所述电子部件是需要确保多个电极之间的绝缘距离的电子部件，

所述散热表面安装部件安装于分别连接有所述电子部件的多个电极的多个所述布线图案上，

所述散热表面安装部件的厚度比所有的所述电子部件的厚度薄，

安装在多个所述布线图案上的所述散热表面安装部件的上表面的高度，比安装在所述主面上的所有的所述电子部件的上表面的高度低，

所述散热表面安装部件的底面的整个面经由焊料接合于所述布线图案上。

2.根据权利要求1所述的印刷布线基板，其特征在于，

所述散热表面安装部件的底面经由所述焊料和粘接剂而接合于所述布线图案上。

3.根据权利要求1或2所述的印刷布线基板，其特征在于，

所述散热表面安装部件的不与所述布线图案接合的部分的表面具有凹凸形状。

4.一种空调机，其特征在于，

具备室内机和室外机，

收纳有权利要求1～3中的任一项所述的印刷布线基板的电器盒配置于所述室外机的压缩机室。

5.一种印刷布线基板的制造方法，其特征在于，包括以下工序：

焊盘部形成工序，在印刷布线板的布线图案形成焊盘部，所述印刷布线板在绝缘基板的主面上设置有多个所述布线图案；

电子部件安装工序，将电子部件安装于所述布线图案；以及

散热部件安装工序，将对所述布线图案的热进行散热的表面安装部件亦即散热表面安装部件，经由焊料接合于所述焊盘部上，

所述电子部件是需要确保多个电极之间的绝缘距离的电子部件，

所述散热表面安装部件的厚度比所有的所述电子部件的厚度薄，

在所述散热部件安装工序中，将所述散热表面安装部件安装于分别连接有所述电子部件的多个电极的多个所述布线图案，

安装在多个所述布线图案上的所述散热表面安装部件的上表面的高度，比安装在所述主面上的所有的所述电子部件的上表面的高度低，

所述散热表面安装部件的底面的整个面经由焊料接合于所述布线图案上。

6.根据权利要求5所述的印刷布线基板的制造方法，其特征在于，

通过回流锡焊将所述散热表面安装部件接合于所述焊盘部上。

7.根据权利要求5所述的印刷布线基板的制造方法，其特征在于，

在利用粘接剂将所述散热表面安装部件临时固定于所述焊盘部上后，通过流动锡焊法将所述散热表面安装部件接合于所述焊盘部上。

8.根据权利要求5～7中的任一项所述的印刷布线基板的制造方法，其特征在于，

所述散热表面安装部件的不与所述布线图案接合的部分的表面具有凹凸形状。

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