JP4733253B2

JP4733253B2 - Printed wiring board

Info

Publication number: JP4733253B2
Application number: JP2000300146A
Authority: JP
Inventors: 幹夫森
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-09-29
Also published as: JP2002111143A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器用部品を実装するプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では環境への配慮から、鉛入り半田を使用する代わりに、鉛を用いない鉛フリー半田を使用することが多くなっている。この鉛フリー半田の融点は約２２０℃であり、従来の鉛入り半田の融点（１８０℃〜１９０℃）よりも高くなっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、鉛フリー半田を使用して、プリント配線板に電子機器用部品を実装する場合には、リフロー処理の温度が２２０℃〜２３０℃となり、従来の鉛入り半田を使用した場合よりも高温とせざるを得ない。このため、特にプラスチックを備えた電子機器用部品（例えばコネクタ、トランス、コンデンサなど）を半田付けするときに、その部品の一部が溶解してダメージを与えてしまうおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、リフロー処理を施したときに電子機器用部品へのダメージを回避可能なプリント配線板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための請求項１の発明に係るプリント配線板は、電子機器用部品を実装するための部品実装部が設けられ、この部品実装部には前記電子機器用部品の接続部が半田によって固定されるものであって、前記部品実装部は前記電子機器用部品の裏面に対応するように位置して前記電子機器用部品の接続部が半田によって固定されるパッドを備えており、前記プリント配線板の表面において、前記電子機器用部品の底面を含む領域に、前記電子機器用部品の底面より大きな面積で、リフロー処理の際に熱を反射する熱反射面が設けられ、前記熱反射面は前記パッドを避けて設けられていることを特徴とする。
【０００６】
「電子機器用部品」とは、プリント配線板に形成される電子回路の一部を構成するものであり、例えばコネクタ、トランス、コンデンサ等がある。これらのうち、特に一部がプラスチックで形成されているものでは、リフロー処理の際の高温によって、プラスチック部分が変形・溶解し、ダメージを受けることがあり得る。
「部品実装部」とは、スルーホールのようにプリント配線板の厚さ方向に貫通しているものの他に、プリント配線板の表面に設けたパッドのように、半田を利用して電子機器用部品を固定する部分を含む。
「半田」とは、必ずしも鉛フリー半田のみを意味するものではなく、従来の鉛含有半田でもよい。また、本発明では、リフロー処理時に、例えば２００℃以上の高温処理を必要とする半田の場合には有効である。
【０００７】
「熱反射面」とは、プリント配線板全体の色（例えば、ソルダレジストが施された深緑色）に比べて、熱吸収が低い面のことを意味する。熱反射面を形成するには、例えばプリント配線板の表面の一部にソルダレジストとは別の色を施すことによって形成することができる。その場合には、所定の色のインクをプリント配線板の一部にシルク印刷することにより、熱反射面を形成することができる。このとき、熱反射面を形成する色としては、例えば、灰色・白色・銀色等を施すことができる。また、それらの色のうち、特に好ましいのは白色である。また、熱反射面は、電子機器用部品が部品実装部に実装されたときに、その電子機器用部品の底面を含む領域に、その底面より大きな面積で設けることが好ましい。
【０００８】
【発明の作用、及び発明の効果】
請求項１の発明によれば、電子機器用部品をプリント配線板の部品実装部に取付け、リフロー処理を行うことによって、半田を溶解・再固化させて接続部を固定する。リフロー処理の際には、接続部は半田の融点と同等またはそれよりも高温となるが、電子機器用部品の底面を含む領域には、その底面より大きな面積で熱反射面が設けられているため、この熱反射面の温度が他の部分よりも低温となる。このため、電子機器用部品の全体が高温となることが回避できるので、電気機器用部品への高熱によるダメージを減少させることが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。
図１には、プリント配線板１において、電子機器用部品２が装着される部品実装部３の周辺を示した。部品実装部３には、電子機器用部品２の接続部４が固定されるパッド３Ａが設けられている。なお、詳細には示さないが、プリント配線板１には回路が設けられており、その回路の一部がパッド３Ａに接続され、接続部４を介して電子機器用部品２が電気的に回路に接続される。
【００１０】
また、プリント配線板１の表面側において、電子機器用部品２の周囲には、この電子機器用部品２の大きさよりも一回り大きな熱反射面５が設けられている。この熱反射面５は、プリント配線板１の表面側に、白色インクをシルク印刷することにより形成されている。
【００１１】
また、電子機器用部品２の裏面側には、導電性金属からなる複数の接続部４が均等間隔で突設されている。各接続部４は、各パッド３Ａの上面側に接触するようにして実装される。そして、リフロー処理が施される際に、共にパッド３Ａ上に設けられた半田６が溶解・再固化し、半田６によって接続部４がパッド３Ａに固定される。なお、半田６は、Ｓｎ−Ａｇ系の鉛フリー半田であり、その融点は約２２０℃である。このため、リフロー処理の際には、最高温度が約２３０℃となるように設定しておく。
【００１２】
次に、本実施形態の作用および効果について、図４を参照しつつ説明する。
図４は、プリント配線板１において、通常のソルダレジストが施されたところ（図３中、Ａで示す地点）と、熱反射面５が形成されたところ（図３中、Ｂで示す地点）とのそれぞれに熱電対を設け、所定の条件でリフロー処理を施したときの各熱電対が測定したプリント配線板１面上の温度推移のグラフを模式的に示したものである。
【００１３】
両グラフにおいて、プレヒート（グラフ中、Ｐ領域）後に、最高温度に達する時間の前後では、Ｂ地点での最高温度は、Ａ地点での最高温度（約２３５℃）よりも約３℃低かった。また、所定の温度（約２２５℃）よりも高い温度を維持した時間（グラフ中、横線ＱがＡ地点またはＢ地点での温度変化を示すグラフを二度横切ったときの時間幅。ＴＡまたはＴＢで示す。）は、Ｂ地点における時間幅ＴＢが、Ａ地点における時間幅ＴＡよりも短かった。
【００１４】
このように本実施形態によれば、電子機器用部品２をプリント配線板１の部品実装部３に取付け、リフロー処理を行うことによって、半田６を溶解・再固化させて接続部４を固定する。このリフロー処理の際には、接続部４は半田６の融点と同等またはそれよりも高温となるが、部品実装部３の周囲には熱反射面５が設けられているため、この熱反射面５の温度が他の部分よりも低温となる。このため、電子機器用部品２の全体が高温となることが回避できるので、電気機器用部品２への高熱によるダメージを減少させることが可能となる。
【００１５】
また、本実施形態によれば、プリント配線板１に熱反射面５を形成するのみですむので、現状の設備に大きな変更を加える必要がない。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々に変形して実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるプリント配線板において、部品実装部付近の部分拡大平面図
【図２】部品実装部に電子機器用部品を実装したときの部分拡大平面図
【図３】部品実装部に電子機器用部品を実装したときの部分拡大側断面図
【図４】リフロー処理時の温度変化の様子を示すグラフ
【符号の説明】
１…プリント配線板
２…電子機器用部品
３…部品実装部
４…接続部
５…熱反射面
６…半田[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed wiring board on which electronic device components are mounted.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in consideration of the environment, lead-free solder not using lead is often used instead of using lead-containing solder. The melting point of this lead-free solder is about 220 ° C., which is higher than the melting point of conventional lead-containing solder (180 ° C. to 190 ° C.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when electronic component parts are mounted on a printed wiring board using lead-free solder, the temperature of the reflow process is 220 ° C. to 230 ° C., which is higher than when using conventional solder containing lead. I must. For this reason, particularly when electronic parts (for example, connectors, transformers, capacitors, etc.) equipped with plastics are soldered, there is a risk that some of the parts will melt and be damaged.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a printed wiring board capable of avoiding damage to electronic device components when a reflow process is performed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A printed wiring board according to the invention of claim 1 for solving the above-described problem is provided with a component mounting portion for mounting an electronic device component, and the component mounting portion has a connection portion for the electronic device component. Is fixed by solder, and the component mounting portion is positioned so as to correspond to the back surface of the electronic device component, and includes a pad to which the connection portion of the electronic device component is fixed by solder. the the surface of the printed wiring board, the area including the bottom surface of parts for the electronic device, a large area than the bottom of the part for the electronic device, heat-reflecting surface for reflecting the heat provided during the reflow process, the The heat reflecting surface is provided to avoid the pad .
[0006]
The “electronic device component” is a part of an electronic circuit formed on the printed wiring board, and includes, for example, a connector, a transformer, a capacitor, and the like. Among these, particularly those that are partially made of plastic, the plastic portion may be deformed / dissolved and damaged by the high temperature during reflow treatment.
“Component mounting part” is used for electronic equipment using solder, such as a pad provided on the surface of a printed wiring board, in addition to a through hole that penetrates in the thickness direction of the printed wiring board. Includes a part to fix parts.
“Solder” does not necessarily mean only lead-free solder, but may be conventional lead-containing solder. Further, the present invention is effective in the case of solder that requires a high temperature treatment of, for example, 200 ° C. or higher during the reflow treatment.
[0007]
“Thermal reflection surface” means a surface that has lower heat absorption than the color of the entire printed wiring board (for example, dark green to which a solder resist is applied). In order to form the heat reflecting surface, for example, it can be formed by applying a color different from the solder resist to a part of the surface of the printed wiring board. In that case, the heat reflecting surface can be formed by silk-printing a predetermined color ink on a part of the printed wiring board. At this time, for example, gray, white, silver or the like can be applied as the color forming the heat reflecting surface. Of these colors, white is particularly preferable. The heat reflecting surface is preferably provided in a region including the bottom surface of the electronic device component in a larger area than the bottom surface when the electronic device component is mounted on the component mounting portion .
[0008]
Operation of the invention and effect of the invention
According to the first aspect of the present invention, the electronic device component is attached to the component mounting portion of the printed wiring board, and the reflow process is performed to melt and resolidify the solder, thereby fixing the connection portion. During the reflow process, the connection portion is equal to or higher in temperature than the melting point of the solder, but the region including the bottom surface of the electronic device component is provided with a heat reflecting surface with a larger area than the bottom surface . Therefore, the temperature of the heat reflecting surface is lower than that of other portions. For this reason, since it can avoid that the whole electronic device component becomes high temperature, it becomes possible to reduce the damage by the high heat | fever to the electrical device component.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 1 shows the periphery of the component mounting portion 3 on which the electronic device component 2 is mounted on the printed wiring board 1. The component mounting portion 3 is provided with a pad 3A to which the connection portion 4 of the electronic device component 2 is fixed. Although not shown in detail, a circuit is provided on the printed wiring board 1, a part of the circuit is connected to the pad 3 </ b> A, and the electronic device component 2 is electrically connected via the connection portion 4. Connected to.
[0010]
Further, on the surface side of the printed wiring board 1, a heat reflecting surface 5 that is slightly larger than the size of the electronic device component 2 is provided around the electronic device component 2. The heat reflecting surface 5 is formed on the surface side of the printed wiring board 1 by silk-printing white ink.
[0011]
In addition, a plurality of connecting portions 4 made of a conductive metal are projected at equal intervals on the back side of the electronic device component 2. Each connection portion 4 is mounted in contact with the upper surface side of each pad 3A. When the reflow process is performed, the solder 6 provided on the pad 3A is melted and re-solidified, and the connecting portion 4 is fixed to the pad 3A by the solder 6. The solder 6 is Sn—Ag lead-free solder, and its melting point is about 220 ° C. For this reason, the maximum temperature is set to about 230 ° C. during the reflow process.
[0012]
Next, the operation and effect of this embodiment will be described with reference to FIG.
4 shows the printed wiring board 1 where a normal solder resist is applied (a point indicated by A in FIG. 3) and a heat reflecting surface 5 formed (a point indicated by B in FIG. 3). Is a graph showing a temperature transition on the surface of the printed wiring board 1 measured by each thermocouple when a thermocouple is provided in each of the above and a reflow process is performed under a predetermined condition.
[0013]
In both graphs, the maximum temperature at point B was about 3 ° C. lower than the maximum temperature at point A (about 235 ° C.) before and after the time to reach the maximum temperature after preheating (P region in the graph). Further, the time during which the temperature higher than the predetermined temperature (about 225 ° C.) is maintained (in the graph, the time width when the horizontal line Q crosses the graph indicating the temperature change at the point A or B twice. TA or TB) )), The time width TB at the B point was shorter than the time width TA at the A point.
[0014]
As described above, according to the present embodiment, the electronic device component 2 is attached to the component mounting portion 3 of the printed wiring board 1 and the reflow process is performed, whereby the solder 6 is melted and re-solidified to fix the connection portion 4. . In this reflow process, the connection portion 4 is equal to or higher in temperature than the melting point of the solder 6, but the heat reflection surface 5 is provided around the component mounting portion 3. The temperature of 5 is lower than the other parts. For this reason, since it can avoid that the components 2 for electronic devices as a whole become high temperature, it becomes possible to reduce the damage to the components 2 for electrical devices by the high heat.
[0015]
Moreover, according to this embodiment, since it is only necessary to form the heat reflecting surface 5 on the printed wiring board 1, it is not necessary to make a major change to the current equipment.
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications. Further, the technical scope of the present invention extends to an equivalent range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially enlarged plan view of a printed wiring board according to the present embodiment in the vicinity of a component mounting portion. FIG. 2 is a partially enlarged plan view of electronic component mounted on the component mounting portion. Fig. 4 is a partially enlarged side cross-sectional view of the electronic equipment mounted on the board. Fig. 4 is a graph showing the temperature change during reflow processing.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed wiring board 2 ... Electronic device component 3 ... Component mounting part 4 ... Connection part 5 ... Heat reflective surface 6 ... Solder

Claims

電子機器用部品を実装するための部品実装部が設けられ、この部品実装部には前記電子機器用部品の接続部が半田によって固定されるプリント配線板であって、
前記部品実装部は前記電子機器用部品の裏面に対応するように位置して前記電子機器用部品の接続部が半田によって固定されるパッドを備えており、前記プリント配線板の表面において、前記電子機器用部品の底面を含む領域に、前記電子機器用部品の底面より大きな面積で、リフロー処理の際に熱を反射する熱反射面が設けられ、前記熱反射面は前記パッドを避けて設けられていることを特徴とするプリント配線板。A component mounting portion for mounting an electronic device component is provided, and this component mounting portion is a printed wiring board in which the connection portion of the electronic device component is fixed by solder,
The component mounting unit includes a pad connecting portion of the component electronic devices positioned so as to correspond to the rear surface of parts for the electronic device is fixed by soldering, the surface of the printed wiring board, the electronic In a region including the bottom surface of the device component, a heat reflection surface that reflects heat during reflow processing is provided in a larger area than the bottom surface of the electronic device component, and the heat reflection surface is provided to avoid the pad. printed circuit board, characterized by that.