JP2008021840A - Circuit board, and circuit board mounting method - Google Patents

Circuit board, and circuit board mounting method Download PDF

Info

Publication number
JP2008021840A
JP2008021840A JP2006192682A JP2006192682A JP2008021840A JP 2008021840 A JP2008021840 A JP 2008021840A JP 2006192682 A JP2006192682 A JP 2006192682A JP 2006192682 A JP2006192682 A JP 2006192682A JP 2008021840 A JP2008021840 A JP 2008021840A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit board
hole
heating element
wiring board
metal ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006192682A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasutaka Kobayashi
泰孝 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2006192682A priority Critical patent/JP2008021840A/en
Publication of JP2008021840A publication Critical patent/JP2008021840A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit board which has a good energy efficiency and a good solder wicking property, and to provide a method of mounting the circuit board. <P>SOLUTION: The circuit board 100 comprises an electronic component 20 having a plurality of leads 21 and a printed substrate 10 for mounting the electronic component 20 mounted thereon. The printed substrate 10 has circuit patterns 11, an interlayer insulating layer 12 positioned between the circuit patterns 11, a through-hole 13 passed through the printed substrate 10, and a metal ring 15 passed through the printed substrate 10 to surround the through-hole 13. In the circuit board 100 upon preheating operation prior to soldering operation, a high frequency bias is applied to an induction heating coil 41 to heat the metal ring 15 based on elecromagnetic induction. As a result, the through-hole 13 is heated with the metal ring 15 as a heat source. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は，電子部品が載置された回路基板および回路基板の実装方法に関する。さらに詳細には，基板のスルーホールに電子部品のリードを挿入し，はんだ付けを行ってリードを接合する回路基板および回路基板の実装方法に関するものである。   The present invention relates to a circuit board on which an electronic component is placed and a circuit board mounting method. More specifically, the present invention relates to a circuit board in which electronic component leads are inserted into through holes of the board and soldered to join the leads, and a circuit board mounting method.

従来から，電子部品のリードを回路基板のスルーホールに溶融はんだの噴流を利用してはんだ付けするフローはんだ付け方法が知られている。フローはんだ付け方法では，基板のはんだ付け面にフラックスを塗布し，濡れ性を確保する。その後，はんだ付け時のはんだ上がり特性を確保するため，回路基板の予備加熱（予熱）を行う。その後，溶融したはんだを回路基板の非実装面に噴きつけ，スルーホール内にはんだを供給する。   Conventionally, a flow soldering method is known in which a lead of an electronic component is soldered to a through hole of a circuit board using a jet of molten solder. In the flow soldering method, flux is applied to the soldering surface of the board to ensure wettability. After that, preheating (preheating) of the circuit board is performed to ensure the solder finish characteristics during soldering. After that, the molten solder is sprayed onto the non-mounting surface of the circuit board, and the solder is supplied into the through hole.

前述したように，フローはんだ付けにおいては，溶融はんだを噴きつける前に予熱を行う。すなわち，はんだ付け作業時に溶融はんだが常温のスルーホール，リード，ピン等に触れると，溶融はんだの温度が下がり，はんだの流動性が低下してはんだ付け不良となる。そのため，はんだ付け前には回路基板の予熱が必要となる。回路基板を予備加熱する技術としては，熱風による加熱，ハロゲンヒータ等を利用した遠赤外線による加熱，あるいはそれらの組み合わせがある。   As described above, in flow soldering, preheating is performed before the molten solder is sprayed. That is, if the molten solder touches through-holes, leads, pins, etc. at room temperature during the soldering operation, the temperature of the molten solder decreases and the solder fluidity decreases, resulting in poor soldering. Therefore, it is necessary to preheat the circuit board before soldering. Techniques for preheating the circuit board include heating with hot air, heating with far infrared rays using a halogen heater or the like, or a combination thereof.

また，フローはんだ付けにおけるはんだ上がり特性に着目した技術としては，たとえば特許文献１や特許文献２に開示された回路基板がある。これらの回路基板では，リードが挿入されるスルーホールの周辺に，熱伝導用のピン（特許文献１）やバイアホール（特許文献２）を設けることで，はんだ上がり特性が向上するとしている。
特開平７−１７００６１号公報 特開２００４−２７３９９０号公報 Further, as a technique paying attention to the solder rising characteristics in flow soldering, there are circuit boards disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example. In these circuit boards, it is said that by providing a pin for heat conduction (Patent Document 1) and a via hole (Patent Document 2) around a through-hole into which a lead is inserted, the solder finish characteristics are improved.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-170061 JP 2004-273990 A

しかしながら，前記した従来の技術には，次のような問題があった。すなわち，熱風等による間接的な加熱では，エネルギー効率が悪い（効率が１０％以下）。また，間接的な加熱であるため，スルーホール内のパターンが温度上昇するまでに時間がかかる。また，基板全体を加熱するため，スルーホールを局所的に加熱することは困難であり，スルーホール以外の周辺部分についても温度が上昇する。そのため，電子部品の耐熱性を考慮する必要がある。   However, the conventional technique described above has the following problems. That is, indirect heating with hot air or the like is not energy efficient (efficiency is 10% or less). Moreover, since it is indirect heating, it takes time for the pattern in the through hole to rise in temperature. In addition, since the entire substrate is heated, it is difficult to locally heat the through hole, and the temperature rises in the peripheral portion other than the through hole. Therefore, it is necessary to consider the heat resistance of electronic components.

また，熱風は基板の非実装面にのみ向けられる。そのため，スルーホールのうち，熱風を直接受ける面については温度が上昇するが，熱風を直接受けない面については温度が上がり難い。すなわち，基板の厚さ方向に温度のばらつきがある。   Hot air is directed only to the non-mounting surface of the board. For this reason, the temperature of the through hole that directly receives hot air rises, but the temperature that does not directly receive hot air hardly rises. That is, there is temperature variation in the thickness direction of the substrate.

また，フラックスの活性化温度が１２０℃〜１３０℃の範囲内にあるため，回路基板を無闇に予熱することは好ましくない。一方，近年，共晶はんだよりも融点が高い鉛フリーはんだを使用することが要請されている。そのため，フラックスの活性化温度の上限付近まで予熱することが望まれる。つまり，予熱温度の許容範囲は狭くなる傾向にあり，基板の厚さ方向に温度のばらつきは大きな問題となる。   Further, since the activation temperature of the flux is in the range of 120 ° C. to 130 ° C., it is not preferable to preheat the circuit board in a dark manner. On the other hand, in recent years, it has been required to use lead-free solder having a higher melting point than eutectic solder. Therefore, it is desirable to preheat to near the upper limit of the flux activation temperature. In other words, the allowable range of the preheating temperature tends to be narrow, and the temperature variation in the thickness direction of the substrate becomes a big problem.

また，特許文献１や特許文献２に開示された技術では，リードが挿入されるスルーホールから離れた位置に熱伝導用のピンやバイアホールを設けるためのスペースが必要となる。そのため，基板のコンパクト化の妨げとなる。また，これらの特許文献には，予備加熱の加熱方法についての言及がない。また，これらの技術も間接的な加熱であることには変わりなく，エネルギー効率が良いとは言えない。   Further, in the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, a space for providing a heat conducting pin or a via hole at a position away from the through hole into which the lead is inserted is required. This hinders the substrate from being made compact. Moreover, these patent documents do not mention the heating method of preheating. In addition, these techniques are also indirect heating, and are not energy efficient.

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，エネルギー効率が良く，良好なはんだ上がり特性が得られる回路基板および回路基板の実装方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the problem is to provide a circuit board and a circuit board mounting method that have good energy efficiency and good soldering characteristics.

この課題の解決を目的としてなされた回路基板は，少なくとも両表面に回路パターンが形成された配線基板と，当該配線基板を貫通するスルーホールとを備えた回路基板であって，配線基板を貫通するとともにスルーホールを取り囲み，高周波の電磁場によって電磁誘導発熱するリング状の金属発熱体を備え，スルーホールの内壁の導体膜は，金属発熱体と接していることを特徴としている。   A circuit board made for the purpose of solving this problem is a circuit board provided with a wiring board having circuit patterns formed at least on both surfaces and a through hole penetrating the wiring board, and penetrates the wiring board. A ring-shaped metal heating element that surrounds the through-hole and generates electromagnetic induction heat by a high-frequency electromagnetic field is provided, and the conductor film on the inner wall of the through-hole is in contact with the metal heating element.

また，本発明の回路基板の実装方法は，少なくとも両表面に回路パターンが形成された配線基板と，当該配線基板に実装される電子部品と，当該配線基板を貫通し電子部品のリードが挿入されるスルーホールとを備える回路基板の実装方法であって，配線基板を貫通し，高周波の電磁場によって電磁誘導発熱するリング状の金属発熱体を，配線板に組み込む発熱体組込ステップと，金属発熱体のリング部の内壁に導体膜を形成し，金属発熱体のリング部の内側にスルーホールを形成するスルーホール形成ステップと，高周波の電磁場を形成して金属発熱体を発熱させ，スルーホールを加熱する予熱ステップと，配線基板を予熱した後に，配線基板に溶融はんだを供給するはんだ付けステップとを含むことを特徴としている。   The circuit board mounting method of the present invention includes a wiring board having circuit patterns formed on at least both surfaces thereof, an electronic component mounted on the wiring board, and leads of the electronic parts inserted through the wiring board. A circuit board mounting method comprising a through hole, a ring-shaped metal heating element that penetrates the wiring board and generates electromagnetic induction heat by a high-frequency electromagnetic field, and a step of assembling the heating element into the wiring board; Forming a conductive film on the inner wall of the ring part of the body, forming a through hole inside the ring part of the metal heating element, and forming a high frequency electromagnetic field to heat the metal heating element, It includes a preheating step for heating and a soldering step for supplying molten solder to the wiring board after preheating the wiring board.

本発明の回路基板は，電子部品のリードが挿入されるスルーホールの周辺に，高周波の電磁場によって電磁誘導発熱するリング状の金属発熱体を組み込んでいる。この金属発熱体は，回路基板への組込後に形成されるスルーホールの回路パターン部分と接している。そして，この回路基板を予熱する際には，回路基板の金属発熱体を高周波の電磁場によって電磁誘導発熱させる。   The circuit board of the present invention incorporates a ring-shaped metal heating element that generates electromagnetic induction heat by a high-frequency electromagnetic field around a through hole into which a lead of an electronic component is inserted. This metal heating element is in contact with the circuit pattern portion of the through hole formed after being incorporated into the circuit board. When the circuit board is preheated, the metal heating element of the circuit board is heated by electromagnetic induction by a high frequency electromagnetic field.

金属リング１５には，高比抵抗（×１０-8Ω・ｍ以上）のものを使用する。例えば，ニッケル，鉄，ＳＵＳが適用可能である。また，金属発熱体を誘導加熱する周波数は，金属発熱体の材料，厚さ，予熱温度等によって最適値は異なるが，概ね数十ｋＨｚ以上であれば適用可能である。 A metal ring 15 having a high specific resistance (× 10 −8 Ω · m or more) is used. For example, nickel, iron, and SUS are applicable. In addition, the optimum frequency for induction heating of the metal heating element varies depending on the material, thickness, preheating temperature, etc. of the metal heating element, but can be applied if it is approximately several tens of kHz or more.

この予熱処理では，スルーホールを取り囲む金属発熱体が電磁誘導によって加熱され，金属発熱体と接するスルーホールの導体膜が伝熱加熱される。つまり，電磁誘導発熱体の周辺のみが加熱され，それ以外の部分は加熱されない。また，金属発熱体からスルーホールの導体膜（回路パターン）への直接的な伝熱であるため，エネルギーロスが少ない。そのため，局所的な加熱が可能であり，エネルギー効率が良い。   In this pre-heat treatment, the metal heating element surrounding the through hole is heated by electromagnetic induction, and the conductive film of the through hole in contact with the metal heating element is heated by heat transfer. That is, only the periphery of the electromagnetic induction heating element is heated, and the other portions are not heated. In addition, there is little energy loss due to direct heat transfer from the metal heating element to the through hole conductor film (circuit pattern). Therefore, local heating is possible and energy efficiency is good.

また，熱風等の一方向からの伝熱と異なり，配線基板を貫通する金属発熱体が基板の厚さ方向に均等に発熱する。そのため，スルーホール全体が均等に加熱される。よって，基板の厚さ方向に温度のばらつきがなく，予熱後のはんだ付けの際に良好なはんだ上がり特性が得られる。   Further, unlike heat transfer from one direction such as hot air, the metal heating element penetrating the wiring board generates heat uniformly in the thickness direction of the board. Therefore, the entire through hole is heated evenly. Therefore, there is no temperature variation in the thickness direction of the substrate, and good solder finish characteristics can be obtained when soldering after preheating.

また，金属発熱体は，その熱容量が小さくかつ回路パターンにより断熱保持されている。そのため，スルーホールの表面は所望の温度に迅速に達する。従って，短時間で予熱を完了することができる。また，金属発熱体は，スルーホールの内壁の導体膜と接しており，その外径はスルーホールの径よりも僅かに大きい程度である。そのため，基板のコンパクト化の妨げとならない。   Further, the metal heating element has a small heat capacity and is thermally insulated by a circuit pattern. Therefore, the surface of the through hole quickly reaches a desired temperature. Therefore, preheating can be completed in a short time. The metal heating element is in contact with the conductor film on the inner wall of the through hole, and its outer diameter is slightly larger than the diameter of the through hole. For this reason, it does not hinder downsizing of the board.

本発明によれば，スルーホールを直接的に加熱することができ，さらにスルーホールを基板厚さ方向に均等に予熱することができる。よって，エネルギー効率が良く，良好なはんだ上がり特性が得られる回路基板および回路基板の実装方法が実現されている。   According to the present invention, the through hole can be directly heated, and the through hole can be preheated evenly in the substrate thickness direction. Therefore, a circuit board and a circuit board mounting method that realizes good energy efficiency and good soldering characteristics have been realized.

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，以下の形態では，リードをスルーホール内に挿入する電子部品を実装した回路基板に本発明を適用する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following embodiment, the present invention is applied to a circuit board on which an electronic component for inserting a lead into a through hole is mounted.

本形態の回路基板１００は，リードをスルーホール内に挿入する電子部品を備え，その電子部品をリフローはんだ付けによってプリント基板に実装したものである。図１は，はんだ付け前の回路基板１００の概略断面を示している。図２は，回路基板１００のはんだ付け後の概略断面を示している。また，図３は，図２に示した回路基板１００のＡ−Ａ断面の状態を示している。   The circuit board 100 of this embodiment includes an electronic component for inserting a lead into a through hole, and the electronic component is mounted on a printed circuit board by reflow soldering. FIG. 1 shows a schematic cross section of a circuit board 100 before soldering. FIG. 2 shows a schematic cross section of the circuit board 100 after soldering. FIG. 3 shows a state of the AA cross section of the circuit board 100 shown in FIG.

回路基板１００は，複数のリード２１を有する電子部品２０と，電子部品２０を搭載するプリント基板１０とを備えている。プリント基板１０は，複数層で構成された回路パターン１１と，回路パターン１１の層間に位置する層間絶縁層１２と，プリント基板１０を貫通して少なくとも両表面の回路パターン１１を電気的に接続するスルーホール１３と，スルーホール１３の開口部の周囲に位置するランド１４と，プリント基板１０を貫通するとともにスルーホール１３を取り囲むリング状の金属リング１５と，最表面の回路パターン１１を保護するソルダレジスト１６とを有している。   The circuit board 100 includes an electronic component 20 having a plurality of leads 21 and a printed circuit board 10 on which the electronic component 20 is mounted. The printed circuit board 10 electrically connects the circuit pattern 11 composed of a plurality of layers, the interlayer insulating layer 12 positioned between the circuit patterns 11, and the circuit patterns 11 on at least both surfaces through the printed circuit board 10. Through hole 13, land 14 located around the opening of through hole 13, ring-shaped metal ring 15 that penetrates printed circuit board 10 and surrounds through hole 13, and solder that protects circuit pattern 11 on the outermost surface And a resist 16.

層間絶縁層１２は，ガラスエポキシ樹脂や熱可塑性樹脂等によって形成される。回路パターン１１は，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の低抵抗金属箔膜をエッチング等によってパターン化したものである。本形態のプリント基板１０は，図１に示したように，回路パターン１１と層間絶縁層１２とが基板厚さ方向（図１中の上下方向）に交互に積層され，４層のパターン層を備えた構造を有している。また，本形態のプリント基板１０は，回路パターン１１をＣｕ箔とし，層間絶縁層１２をガラスエポキシ樹脂とする。なお，本形態は，プリント基板１０を何ら限定するものではない。例えば，プリント基板１０の層数は，両表面にのみ回路パターンが形成された２層の構成であってもよい。また，層間絶縁層，回路パターンを構成する材料は，一般的にプリント基板の材料として利用されるものであればよい。   The interlayer insulating layer 12 is formed of glass epoxy resin, thermoplastic resin, or the like. The circuit pattern 11 is obtained by patterning a low resistance metal foil film such as Au, Ag, Cu, or Al by etching or the like. As shown in FIG. 1, the printed circuit board 10 according to the present embodiment has circuit patterns 11 and interlayer insulating layers 12 alternately stacked in the substrate thickness direction (vertical direction in FIG. 1). It has the structure provided. In the printed circuit board 10 of this embodiment, the circuit pattern 11 is made of Cu foil, and the interlayer insulating layer 12 is made of glass epoxy resin. Note that this embodiment does not limit the printed circuit board 10 at all. For example, the number of layers of the printed circuit board 10 may be a two-layer configuration in which circuit patterns are formed only on both surfaces. Moreover, the material which comprises an interlayer insulation layer and a circuit pattern should just be generally utilized as a material of a printed circuit board.

回路基板１００の実装過程では，プリント基板１０のスルーホール１３内に電子部品２０のリード２１を挿入し，リフローはんだ付けを行う。回路基板１００の実装方法の詳細は後述する。はんだ付けを行うことにより，図３に示すように，はんだ３０を介してリード２１と回路パターン１１とが接合され，電子部品２０がプリント基板１０に実装された回路基板１００となる。   In the mounting process of the circuit board 100, the lead 21 of the electronic component 20 is inserted into the through hole 13 of the printed board 10 and reflow soldering is performed. Details of the mounting method of the circuit board 100 will be described later. By performing soldering, as shown in FIG. 3, the lead 21 and the circuit pattern 11 are joined via the solder 30, and the electronic component 20 becomes the circuit board 100 mounted on the printed board 10.

はんだを構成する材料としては，一般的に回路基板に利用されるはんだ材料であれば適用可能である。例えば，＊Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ＊からなる鉛フリーはんだや，＊Ｓｎ−３７Ｐｂ＊からなる共晶はんだを利用することができる。   As a material constituting the solder, any solder material generally used for circuit boards can be applied. For example, lead-free solder composed of * Sn-3.0Ag-0.5Cu * and eutectic solder composed of * Sn-37Pb * can be used.

また，金属リング１５は，後述する電磁誘導予熱装置による励磁によりジュール熱を発生させる発熱体であり，厚さが１．５ｍｍのニッケル電鋳リングである。なお，金属リング１５には，例えば磁性ステンレスのような磁性金属といった，高透磁率であり，高比抵抗のものを使用してもよい。また，樹脂に発熱粒子を混入したものを使用してもよい。金属リング１５は，例えば圧入によって組み込まれる。   The metal ring 15 is a heating element that generates Joule heat by excitation by an electromagnetic induction preheating device described later, and is a nickel electroformed ring having a thickness of 1.5 mm. The metal ring 15 may have a high magnetic permeability and a high specific resistance, such as a magnetic metal such as magnetic stainless steel. Further, a resin in which exothermic particles are mixed may be used. The metal ring 15 is assembled by press-fitting, for example.

続いて，回路基板１００の製造方法について説明する。なお，図４（ａ）に示すように，あらかじめ基板の４層の導体層１１が形成された状態のプリント基板１０を用意し，そのプリント基板１０には金属リング１５を組み込むための挿入口１５１が設けられている。導体層１１のうち，内側に埋め込まれた２層はパターニングされており，両表面に位置する層はパターニングされていない。   Then, the manufacturing method of the circuit board 100 is demonstrated. As shown in FIG. 4A, a printed circuit board 10 in which four conductive layers 11 of the board are formed in advance is prepared, and an insertion port 151 for incorporating a metal ring 15 into the printed circuit board 10 is prepared. Is provided. Of the conductor layer 11, two layers embedded inside are patterned, and the layers located on both surfaces are not patterned.

まず，金属リング１５を用意し，図４（ｂ）に示すように，その金属リング１５をプリント基板１０の所定の位置に圧入する。金属リング１５は，その高さがプリント基板１０の厚さと略同一であり，プリント基板１０への圧入によってプリント基板１０を貫通する。そして，金属リング１５の孔部１５２がプリント基板１０に対する貫通孔となる。   First, a metal ring 15 is prepared, and the metal ring 15 is press-fitted into a predetermined position of the printed board 10 as shown in FIG. The height of the metal ring 15 is substantially the same as the thickness of the printed circuit board 10 and penetrates the printed circuit board 10 by press-fitting into the printed circuit board 10. The hole 152 of the metal ring 15 becomes a through hole for the printed circuit board 10.

次に，図４（ｃ）に示すように，Ｃｕめっきによりプリント基板１０の両表面上にＣｕ膜を形成する。プリント基板１０の両表面上のＣｕ膜は，あらかじめ存在する導体層１１と一体となって導体層１１を形成する。このＣｕめっきにより，金属リング１５の孔部１５２の内壁にもＣｕ膜１１０が形成される。これにより，両表面上の導体層１１を電気的に接続するスルーホール１３が形成される。そして，両表面の導体層１１をパターニングすることにより，プリント基板１０の両表面に回路パターン１１が形成される。これにより，プリント基板１０は，４層の回路パターン１１が形成された状態となる。その後，プリント基板１０の両表面にソルダレジスト１６を形成する。   Next, as shown in FIG. 4C, Cu films are formed on both surfaces of the printed circuit board 10 by Cu plating. The Cu films on both surfaces of the printed board 10 are integrated with the conductor layer 11 existing in advance to form the conductor layer 11. By this Cu plating, the Cu film 110 is also formed on the inner wall of the hole 152 of the metal ring 15. Thereby, the through hole 13 which electrically connects the conductor layers 11 on both surfaces is formed. And the circuit pattern 11 is formed in both surfaces of the printed circuit board 10 by patterning the conductor layer 11 of both surfaces. As a result, the printed circuit board 10 is in a state where the four-layer circuit pattern 11 is formed. Thereafter, solder resist 16 is formed on both surfaces of the printed circuit board 10.

次に，プリント基板１０のリフロー面（非実装面，図４中の下側の面）にフラックスを吹き付ける。その後，図４（ｄ）に示すように，電子部品のリード２１をスルーホール１３に挿入する。   Next, flux is sprayed on the reflow surface (non-mounting surface, lower surface in FIG. 4) of the printed circuit board 10. Thereafter, as shown in FIG. 4D, the lead 21 of the electronic component is inserted into the through hole 13.

次に，図４（ｅ）に示すように，回路基板１００を電磁誘導予熱装置に投入してスルーホール１３周辺を加熱する。電磁誘導予熱装置４０は，図５に示すように，誘導加熱コイル４１と，高周波電源４２とを備えている。誘導加熱コイル４１は，高周波電源４２に接続され，数十ｋＨｚ程度の交流バイアスが印加される。   Next, as shown in FIG. 4E, the circuit board 100 is put into an electromagnetic induction preheating device to heat the periphery of the through hole 13. The electromagnetic induction preheating device 40 includes an induction heating coil 41 and a high frequency power source 42 as shown in FIG. The induction heating coil 41 is connected to a high frequency power source 42 and is applied with an AC bias of about several tens of kHz.

本形態の予熱工程では，交流バイアスによって誘導された磁束が回路基板１００の金属リング１５を貫く。そして，金属リング１５に渦電流が流れることにより，金属リング１５自体がジュール発熱する。そのため，金属リング１５が熱源となって，スルーホール１３周辺を加熱する。   In the preheating process of this embodiment, the magnetic flux induced by the AC bias penetrates the metal ring 15 of the circuit board 100. Then, when an eddy current flows through the metal ring 15, the metal ring 15 itself generates Joule heat. Therefore, the metal ring 15 becomes a heat source and heats the periphery of the through hole 13.

なお，回路パターン１１は，低比抵抗のＣｕで構成されており，殆どジュール発熱しない。つまり，回路パターン１１は，図６に示すように，金属リング１５から伝熱加熱される（図６中の矢印は熱の流れを示している）。また，回路パターン１１は，層間絶縁層１２と比較して熱伝導率が大きい。そのため，金属リング１５の周辺の回路パターン１１（スルーホール１３の内壁のＣｕ膜を含む）が加熱され，その他の部位は加熱されない。従って，本形態の予熱工程は，スルーホール１３の周辺のみの局所的な加熱となる。   The circuit pattern 11 is made of Cu having a low specific resistance and hardly generates Joule heat. That is, the circuit pattern 11 is heated and transferred from the metal ring 15 as shown in FIG. 6 (the arrows in FIG. 6 indicate the flow of heat). In addition, the circuit pattern 11 has a higher thermal conductivity than the interlayer insulating layer 12. Therefore, the circuit pattern 11 (including the Cu film on the inner wall of the through hole 13) around the metal ring 15 is heated, and other portions are not heated. Therefore, the preheating step of this embodiment is local heating only around the through hole 13.

また，金属リング１５は，その熱容量が小さくかつ回路パターン１１および層間絶縁層１２により断熱保持されている。そのため，所望の温度（本形態では１５０℃程度）に迅速に達する。よって，短時間で加熱を終えることができる。   Further, the metal ring 15 has a small heat capacity and is insulated and held by the circuit pattern 11 and the interlayer insulating layer 12. Therefore, the desired temperature (about 150 ° C. in this embodiment) is reached quickly. Therefore, heating can be completed in a short time.

また，金属リング１５は，基板厚さ方向に均一の厚さのリング状をなしている。そのため，基板厚さ方向に均一に発熱する。よって，スルーホール１３は，基板厚さ方向に均一に加熱される。   Further, the metal ring 15 has a ring shape with a uniform thickness in the substrate thickness direction. Therefore, heat is generated uniformly in the thickness direction of the substrate. Therefore, the through hole 13 is heated uniformly in the substrate thickness direction.

次に，回路基板１００をフローはんだ槽に搬入して，プリント基板１０のリフロー面から溶融はんだを供給する。これにより，図４（ｆ）に示すように，スルーホール１３中にはんだが浸入し，リード２１がプリント基板１０に接合される。つまり，リード２１と回路パターン１１とが電気的に接続される。   Next, the circuit board 100 is carried into a flow solder bath, and molten solder is supplied from the reflow surface of the printed board 10. As a result, as shown in FIG. 4 (f), solder enters the through hole 13 and the lead 21 is joined to the printed circuit board 10. That is, the lead 21 and the circuit pattern 11 are electrically connected.

このはんだ付け作業時，スルーホール１３およびスルーホール１３に囲まれた領域内は，先の予熱処理によって十分に加熱されている。しかも，回路基板１００の両表面とも均等に加熱されている。そのため，スルーホール１３内に浸入したはんだは，途中で凝固することなくプリント基板１０の実装面（図１中の上側の面）側まで容易に到達することができる。すなわち，良好なはんだ上がり特性が得られる。   During this soldering operation, the through hole 13 and the area surrounded by the through hole 13 are sufficiently heated by the pre-heat treatment. Moreover, both surfaces of the circuit board 100 are heated evenly. Therefore, the solder that has entered the through hole 13 can easily reach the mounting surface (upper surface in FIG. 1) side of the printed circuit board 10 without solidifying in the middle. That is, good solder finish characteristics can be obtained.

以上詳細に説明したように本形態の回路基板１００は，電子部品２０のリード２１が挿入されるスルーホール１３を取り囲むように，電磁誘導予熱装置４０による高周波電磁場によって電磁誘導発熱する金属リング１５を備えることとしている。金属リング１５は，スルーホール１３の内壁のＣｕ膜と接している。そして，回路基板１００は，スルーホール１３を予熱する際に，金属リング１５を高周波バイアスの印加によって電磁誘導発熱させることとしている。   As described above in detail, the circuit board 100 of this embodiment has the metal ring 15 that generates electromagnetic induction heat by the high-frequency electromagnetic field by the electromagnetic induction preheating device 40 so as to surround the through hole 13 into which the lead 21 of the electronic component 20 is inserted. We are going to prepare. The metal ring 15 is in contact with the Cu film on the inner wall of the through hole 13. In the circuit board 100, when the through hole 13 is preheated, the metal ring 15 is heated by electromagnetic induction by applying a high frequency bias.

本形態の予熱処理では，スルーホール１３を取り囲む金属リング１５のみが電磁誘導によって加熱され，金属リング１５と接するスルーホール１３のＣｕ膜が伝熱加熱される。つまり，局所的な加熱が可能であり，スルーホール１３以外の部分は加熱されない。また，金属リング１５から回路パターン１１への直接的な伝熱であるため，エネルギーロスが少ない。そのため，本形態の回路基板１００による予熱処理はエネルギー効率が良い。   In the preheat treatment of this embodiment, only the metal ring 15 surrounding the through hole 13 is heated by electromagnetic induction, and the Cu film in the through hole 13 in contact with the metal ring 15 is heated by heat transfer. That is, local heating is possible, and portions other than the through hole 13 are not heated. Further, since the heat is directly transferred from the metal ring 15 to the circuit pattern 11, there is little energy loss. For this reason, the preheat treatment using the circuit board 100 of this embodiment is energy efficient.

また，本形態の回路基板１００では，プリント基板１０を貫通する金属リング１５が基板厚さ方向に均一に発熱する。そのため，スルーホール１３全体が基板厚さ方向に均一に加熱される。よって，基板厚さ方向に温度のばらつきがなく，予熱後のはんだ付けの際に良好なはんだ上がり特性が得られる。   In the circuit board 100 of this embodiment, the metal ring 15 penetrating the printed board 10 generates heat uniformly in the board thickness direction. Therefore, the entire through hole 13 is uniformly heated in the substrate thickness direction. Therefore, there is no temperature variation in the substrate thickness direction, and good solder finish characteristics can be obtained when soldering after preheating.

また，金属リング１５は，その熱容量が小さくかつ回路パターン１１および層間絶縁層１２により断熱保持されている。そのため，スルーホール１３の表面は所望の温度に迅速に達する。従って，短時間で予熱を完了することができる。また，金属リング１５は，スルーホール１３の内壁のＣｕ膜と接しており，その外径はスルーホール１３の径よりも僅かに大きい程度であり，ランド１４の外径と同程度，もしくはそれよりも小さくすることもできる。そのため，基板のコンパクト化の妨げとならない。   Further, the metal ring 15 has a small heat capacity and is insulated and held by the circuit pattern 11 and the interlayer insulating layer 12. Therefore, the surface of the through hole 13 quickly reaches a desired temperature. Therefore, preheating can be completed in a short time. Further, the metal ring 15 is in contact with the Cu film on the inner wall of the through hole 13, and the outer diameter is slightly larger than the diameter of the through hole 13, and is the same as or more than the outer diameter of the land 14. Can also be reduced. For this reason, it does not hinder downsizing of the board.

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，実施の形態では，リング状の金属部材をプリント基板１０に圧入して金属リング１５を構成しているが，これに限るものではない。例えば，あらかじめ金属リングの外径と略同サイズの貫通孔を設け，その貫通孔に接着剤を塗布した金属リングを挿入することによっても構成することができる。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the embodiment, the metal ring 15 is configured by press-fitting a ring-shaped metal member into the printed circuit board 10, but the present invention is not limited to this. For example, a through hole having approximately the same size as the outer diameter of the metal ring may be provided in advance, and a metal ring coated with an adhesive may be inserted into the through hole.

実施の形態にかかる回路基板の，はんだ付け前の概略断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the general | schematic cross section of the circuit board concerning Embodiment before soldering. 実施の形態にかかる回路基板の，はんだ付け後の概略断面を示す断面図である。It is a sectional view showing a schematic section after soldering of a circuit board concerning an embodiment. 図２に示した回路基板のＡ−Ａ断面を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the AA cross section of the circuit board shown in FIG. 実施の形態にかかる回路基板の実装手順を示す図である。It is a figure which shows the mounting procedure of the circuit board concerning embodiment. 実施の形態にかかる電磁誘導予熱装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the electromagnetic induction preheating apparatus concerning embodiment. 実施の形態にかかる回路基板の予熱状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the pre-heating state of the circuit board concerning embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ プリント基板（配線基板）
１１ 回路パターン
１２ 層間絶縁層
１３ スルーホール
１５ 金属リング（金属発熱体）
２０ 電子部品
２１ リード
３０ はんだ
４０ 誘導加熱装置
４１ 誘導加熱コイル
４２ 高周波電源
１００ 回路基板 10 Printed circuit board (wiring board)
11 Circuit Pattern 12 Interlayer Insulating Layer 13 Through Hole 15 Metal Ring (Metal Heating Element)
20 Electronic Component 21 Lead 30 Solder 40 Induction Heating Device 41 Induction Heating Coil 42 High Frequency Power Supply 100 Circuit Board

Claims (2)

少なくとも両表面に回路パターンが形成された配線基板と，前記配線基板を貫通するスルーホールとを備えた回路基板において，
前記配線基板を貫通するとともに前記スルーホールを取り囲み，高周波の電磁場によって電磁誘導発熱するリング状の金属発熱体を備え，
前記スルーホールの内壁の導体膜は，前記金属発熱体と接していることを特徴とする回路基板。 In a circuit board comprising a wiring board having circuit patterns formed on at least both surfaces and a through hole penetrating the wiring board,
A ring-shaped metal heating element that penetrates the wiring board and surrounds the through-hole and generates electromagnetic induction heat by a high-frequency electromagnetic field;
The circuit board according to claim 1, wherein the conductor film on the inner wall of the through hole is in contact with the metal heating element. 少なくとも両表面に回路パターンが形成された配線基板と，前記配線基板に実装される電子部品と，前記配線基板を貫通し前記電子部品のリードが挿入されるスルーホールとを備える回路基板の実装方法において，
前記配線基板を貫通し，高周波の電磁場によって電磁誘導発熱するリング状の金属発熱体を，前記配線板に組み込む発熱体組込ステップと，
前記金属発熱体のリング部の内壁に導体膜を形成し，前記金属発熱体のリング部の内側にスルーホールを形成するスルーホール形成ステップと，
高周波の電磁場を形成して前記金属発熱体を発熱させ，前記スルーホールを加熱する予熱ステップと，
前記配線基板を予熱した後に，前記配線基板に溶融はんだを供給するはんだ付けステップとを含むことを特徴とする回路基板の実装方法。
A circuit board mounting method comprising: a wiring board having circuit patterns formed on at least both surfaces; an electronic component mounted on the wiring board; and a through hole through which the lead of the electronic component is inserted. In
A heating element assembly step of incorporating a ring-shaped metal heating element that penetrates the wiring board and generates electromagnetic induction heat by a high-frequency electromagnetic field into the wiring board;
A through hole forming step of forming a conductor film on an inner wall of the ring portion of the metal heating element, and forming a through hole inside the ring portion of the metal heating element;
A preheating step of forming a high-frequency electromagnetic field to heat the metal heating element and heating the through hole;
And a soldering step of supplying molten solder to the wiring board after preheating the wiring board.
JP2006192682A 2006-07-13 2006-07-13 Circuit board, and circuit board mounting method Withdrawn JP2008021840A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006192682A JP2008021840A (en) 2006-07-13 2006-07-13 Circuit board, and circuit board mounting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006192682A JP2008021840A (en) 2006-07-13 2006-07-13 Circuit board, and circuit board mounting method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008021840A true JP2008021840A (en) 2008-01-31

Family

ID=39077592

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006192682A Withdrawn JP2008021840A (en) 2006-07-13 2006-07-13 Circuit board, and circuit board mounting method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008021840A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114101839A (en) * 2021-11-29 2022-03-01 苏州浪潮智能科技有限公司 Wave soldering furnace

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114101839A (en) * 2021-11-29 2022-03-01 苏州浪潮智能科技有限公司 Wave soldering furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2484607C2 (en) Electronic board with built-in heating resistance
JP2008533744A (en) Micro solder pot
US3717742A (en) Method and apparatus for forming printed circuit boards with infrared radiation
US20100236823A1 (en) Ring of power via
JP2004193334A (en) Bump-forming sheet, and its manufacturing method
WO2017166656A1 (en) Printed circuit board and manufacturing method therefor
JP4344764B2 (en) Mounting method for surface mount electronic components
US20060141676A1 (en) Method for producing semiconductor substrate
JP2008021840A (en) Circuit board, and circuit board mounting method
CN100405532C (en) Method of soldering semiconductor part and mounted structure of semiconductor part
JP2013171863A (en) Electronic component mounting structure and manufacturing method of the same
JP2002280721A (en) Soldering method, soldering device, method of manufacturing electronic circuit module, and its manufacturing device
JP2004342776A (en) Circuit board
JP2005038788A (en) Planar heater and manufacturing method thereof
JP2016207813A (en) Thermal adhesion device
JP2010080667A (en) Mounting board and mounting method
TW201108903A (en) Printed wiring board and method for producing the same
JP2001257458A (en) Member for soldering, and method of soldering
JP2006120940A (en) Electronic component mounting board, heating device, and shield case mounting method
JP7128994B2 (en) Electronic member removal method and device
JP2016092040A (en) Printed circuit board, manufacturing method of printed circuit board, and joining method for conductive member
TWI768956B (en) Welding method
JP2003053527A (en) Solder melting device and jet type soldering device using the same
JP2018190790A (en) Device for bonding flexible wiring and method of manufacturing circuit
JP2012049154A (en) Method for manufacturing flexible multilayer circuit board

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20091006