JP2007149914A

JP2007149914A - 電子部品の実装方法

Info

Publication number: JP2007149914A
Application number: JP2005341479A
Authority: JP
Inventors: Takashi Murakami; 崇村上
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】大きな放熱効率を得ることができる電子部品の実装方法を提供する。
【解決手段】基板１の表面には、放熱パターンである基板表面銅箔層２が設けられ、その上に、電子部品３が接着されている。電子部品３には、平板状の放熱用フィン３ａが設けられ、放熱用フィン３ａと基板表面銅箔層２は接触して、電子部品３が発生する熱が、放熱用フィン３ａを介して基板表面銅箔層２に伝達されるようになっている。基板１の裏面には、放熱フィンを有する放熱器４が、基板１に接着されている。そして、基板１には、スルーホール５が設けられ、スルーホール５中にはハンダが満たされている。よって、基板表面銅箔層２に伝達された熱は、スルーホール５中のハンダを通して放熱器４に伝わり、放熱器４から空中に放熱される。熱は基板表面銅箔層２からも空中に放熱されるが、放熱器４がフィンを有し、伝熱面積が大きいので、主として放熱器４から空中に放熱される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品を基板に実装する方法に関するものである。

従来、発熱性を有する電子部品を基板上に実装する際に、電子部品そのものに放熱用の部品を取り付けない場合、又は取り付けることができない場合には、基板に放熱性を有するヒートパターンを設け、その上に電子部品を実装することにより放熱性を図っていた。また、電子部品に平板状の放熱フィンを設け、この放熱フィンと前記ヒートパターンとを接触させることにより、電子部品からヒートパターンへの熱伝導を良くし、放熱効率を上げることも行われていた。

しかしながら、ヒートパターンが設けられた部分に電子部品を実装すると、ヒートパターンからの放熱が妨げられるので、ヒートパターンの放熱性を確保するためには、ヒートパターンの多くの部分を、その上に何もない状態にしておかなければならない。よって、基板に実装可能な電子部品の数が少なくなり、実装効率が下がるという問題点がある。また、ヒートパターンは平面上であるので、放熱面積を大きくすることができず、大きな放熱効果を期待できないという問題点もある。

この対策として、基板の、電子部品が実装される面と反対側の面に放熱器を設置する方法も使用されている。しかし、一般に基板の熱伝導率は低く、従って、基板の反対面まで伝達される熱はわずかであって、大きな放熱効果を期待できないという問題点がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、より小さな実装面積で大きな放熱効率を得ることができる電子部品の実装方法を提供することを課題とする。

前記課題を達成するための第１の手段は、電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記基板の前記電子部品が取り付けられた面と反対の面に、放熱体を取り付け、前記電子部品と前記放熱体と、前記スルーホール中に充填したハンダとを熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法である。

本手段においては、電子部品から発生する熱は、基板に設けられたスルーホール中のハンダを伝わって、基板の反対の面に設けられた放熱体に伝達され、そこから大気中に放熱される。放熱体の空気への伝熱面積は広いので、大きな熱量を放散することができる。また、放熱は、ほとんど放熱体を通して行われるので、電子部品の取付面に放熱面を設けたとしても、放熱面から直接放熱される熱量は少なくてよい。よって、放熱面を設けた場合でも、放熱面上に、多くの電子部品を実装しても問題はない。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「熱的に接続」とは、必ずしもハンダにより固定するように機械的に接続する必要はなく、熱が伝達する部分を構成する各部材が接触状態に保たれ、伝熱がスムースに行われればよいことを意味する。

前記課題を解決するための第２の手段は、電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板の電子部品が取り付けられる面に第１の放熱面を設けると共に、前記基板の電子部品が取り付けられる面と反対の面に第２の放熱面を設け、さらに、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記第２の放熱面に放熱フィンを有する放熱体を取り付け、前記第１の放熱面と前記第２の放熱面とを、前記スルーホール中に充填したハンダにより熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法である。

本手段は、基板の表裏面に放熱面が設けられているので、より放熱効率が良くなるが、その他の作用効果は、前記第１の手段と同じである。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、「ハンダにより熱的に接続」とは、必ずしもハンダにより機械的に接続する必要はなく、ハンダを介して接触が保たれ、伝熱がスムースに行われればよいことを意味する。

前記課題を解決するための第３の手段は、電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記基板の前記電子部品が取り付けられた面と反対の面に、熱伝導性絶縁体を介して放熱フィンを有する放熱体を取り付け、前記電子部品と前記熱伝導性絶縁体と、前記スルーホール中に充填したハンダとを熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法である。

本手段は、放熱体と基板を絶縁する必要がある場合の手段であり、基板と放熱体との間に絶縁体が設けられているが、これを熱伝導性絶縁体としている。電子部品から発生する熱は、放熱面に伝わり、放熱面から、基板に設けられたスルーホール中のハンダを伝わって、基板の反対の面に設けられた熱伝導性絶縁体に伝わり、熱伝導性絶縁体を通して、放熱フィンを有する放熱体に伝達され、そこから大気中に放熱される。よって、第１の手段よりは、放熱効率が多少悪くなるが、第１の手段と同等の効果を奏する。

前記課題を解決するための第４の手段は、電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板の電子部品が取り付けられる面に第１の放熱面を設けると共に、前記基板の電子部品が取り付けられる面と反対の面に第２の放熱面を設け、さらに、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記第２の放熱面に熱伝導性絶縁体を介して放熱フィンを有する放熱体を取り付け、前記第１の放熱面と前記第２の放熱面とを、前記スルーホール中に充填したハンダにより熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法である。

本手段は、基板の表裏面に放熱面が設けられているので、より放熱効率が良くなるが、その他の作用効果は、前記第３の手段と同じである。

本発明によれば、より小さな実装面積で大きな放熱効率を得ることができる電子部品の実装方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。基板１の表面には、放熱パターンである基板表面銅箔層２が設けられ、その上に、電子部品３が実装されている。電子部品３には、平板状の放熱用フィン３ａが設けられ、放熱用フィン３ａと基板表面銅箔層２は接触して、電子部品３が発生する熱が、放熱用フィン３ａを介して基板表面銅箔層２にムラなく伝達されるようになっている。なお、３ｂは３の配線ピンである。この配線ピン３ｂは、基板表面銅箔層２とは絶縁されている、基板１の表面に形成された配線パターンと接続している。

基板１の裏面には、放熱フィンを有する放熱器４が、基板１に接着されている。そして、基板１には、スルーホール５が設けられ、スルーホール５中にはハンダが満たされている。よって、電子部品３から発生し基板表面銅箔層２に伝達された熱は、スルーホール５中のハンダを通して放熱器４に伝わり、放熱器４から空中に放熱される。熱は基板表面銅箔層２からも空中に放熱されるが、放熱器４がフィンを有し、伝熱面積が大きいので、主として放熱器４から空中に放熱される。

本実施の形態では、基板表面銅箔層２を介して電子部品３がスルーホール５中のハンダに熱的につながった状態となっているが、スルーホール５中のハンダが基板１の表面から盛り上がっているなどして、電子部品３と直接熱的につなげられる状態になっていれば、必ずしも基板表面銅箔層２は必要ではない。

図２は、本発明の第２の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。以下の図においては、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。

図１と図２の違いは、図２に示すものにおいては、基板１の裏面にも基板裏面銅箔層６が設けられ、基板表面銅箔層２と基板裏面銅箔層６とがスルーホール５中のハンダを介して熱的に接続されており、放熱器４が基板裏面銅箔層６に接着されている点のみであり、他の構成は図１に示すものと同じである。電子部品３から発生する熱は、放熱用フィン３ａから基板表面銅箔層２に伝達され、スルーホール５中のハンダを通して基板裏面銅箔層６に伝達され、さらに放熱器４に伝達される。よって、図１に示すものに比して、放熱フィン６が設けられているだけ、放熱面積が大きくなる。

図３は、本発明の第３の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。図１と図３の違いは、図３に示すものにおいては、基板１と放熱器４とが絶縁されており、絶縁材料として、熱伝導性絶縁膜７が使用されており、放熱器４が熱伝導性絶縁膜７に接着されている点のみであり、他の構成は図１に示すものと同じである。電子部品３から発生する熱は、放熱用フィン３ａから基板表面銅箔層２に伝達され、スルーホール５中のハンダを通して熱伝導性絶縁膜７に伝達され、さらに放熱器４に伝達される。よって、図１に示すものに比して、多少、基板表面銅箔層２から放熱器４への熱伝達が悪くなるが、その他の作用効果は、図１に示すものと同じである。

図４は、本発明の第４の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。図２と図４の違いは、図３に示すものにおいては、基板１と放熱器４とが絶縁されており、絶縁材料として、熱伝導性絶縁膜７が使用されており、放熱器４が熱伝導性絶縁膜７に接着されている点のみであり、他の構成は図２に示すものと同じである。電子部品３から発生する熱は、放熱用フィン３ａから基板表面銅箔層２に伝達され、スルーホール５中のハンダを通して基板裏面銅箔層６に伝達され、さらに熱伝導性絶縁膜７を介して放熱器４に伝達される。よって、図２に示すものに比して、多少、基板表面銅箔層２から放熱器４への熱伝達が悪くなるが、その他の作用効果は、図２に示すものと同じである。

本発明の第１の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。本発明の第２の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。本発明の第３の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。本発明の第４の実施の形態である、電子部品の実装方法の概要を示す図である。

符号の説明

１…基板、２…基板表面銅箔層、３…電子部品、３ａ…放熱用フィン、３ｂ…配線ピン、４…放熱器、５…スルーホール、６…基板裏面銅箔層、７…熱伝導性絶縁膜

Claims

電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記基板の前記電子部品が取り付けられた面と反対の面に放熱体を取り付け、前記電子部品と前記放熱体と、前記スルーホール中に充填したハンダとを熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法。
電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板の電子部品が取り付けられる面に第１の放熱面を設けると共に、前記基板の電子部品が取り付けられる面と反対の面に第２の放熱面を設け、さらに、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記第２の放熱面に放熱フィンを有する放熱体を取り付け、前記第１の放熱面と前記第２の放熱面とを、前記スルーホール中に充填したハンダにより熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法。
電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記基板の前記電子部品が取り付けられた面と反対の面に、熱伝導性絶縁体を介して放熱フィンを有する放熱体を取り付け、前記放熱面と前記熱伝導性絶縁体と、前記スルーホール中に充填したハンダとを熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法。
電子部品を基板の上に実装する方法であって、前記基板の電子部品が取り付けられる面に第１の放熱面を設けると共に、前記基板の電子部品が取り付けられる面と反対の面に第２の放熱面を設け、さらに、前記基板にスルーホールを設け、前記電子部品を前記基板に取り付けると共に、前記第２の放熱面に熱伝導性絶縁体を介して放熱フィンを有する放熱体を取り付け、前記第１の放熱面と前記第２の放熱面とを、前記スルーホール中に充填したハンダにより熱的に接続することを特徴とする電子部品の実装方法。