特開 2023-137600 プリント基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023137600

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】プリント基板

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20230922BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 507C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022043866

(22)【出願日】2022-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(72)【発明者】

【氏名】小野 隆博

(72)【発明者】

【氏名】松嶋 禎央

(72)【発明者】

【氏名】日比野 勉

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA03

5E319AA10

5E319AB06

5E319AC02

5E319AC20

5E319BB05

5E319CC33

5E319GG09

(57)【要約】

【課題】凹部における電子部品の取り付け位置のばらつきを抑制して性能を安定化することができるプリント基板を提供する。
【解決手段】上面側に凹部１３が形成され、凹部１３に電子部品２０がはんだ付けされるプリント基板１０であって、凹部１３は、凹部１３に電子部品２０をはんだ付けする際に、凹部１３と電子部品２０との間に設置した成形はんだ３１を融解させることによって、融解したはんだ３０を移動させて電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３における所定位置に位置決めする部品移動位置決構造１４を有している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面側に凹部が形成され、前記凹部に電子部品がはんだ付けされるプリント基板であって、
前記凹部は、前記凹部に前記電子部品をはんだ付けする際に、前記凹部と前記電子部品との間に設置したはんだを融解させることによって、融解した前記はんだを移動させて前記電子部品を移動させ、前記電子部品を前記凹部における所定位置に位置決めする部品移動位置決構造を有している
プリント基板。

【請求項2】

前記部品移動位置決構造は、前記凹部の底部に設けられ、水平方向の所定の方向に向かって下り傾斜となる部品移動底面と、前記部品移動底面における最も高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面と、を有している
請求項１に記載のプリント基板。

【請求項3】

前記部品移動位置決構造は、前記凹部の底部に設けられ、段差部を介して水平方向の一方側の高さを他方側の高さよりも低く形成した部品移動底面と、前記凹部の前記部品移動底面における高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面と、を有している
請求項１に記載のプリント基板。

【請求項4】

前記部品移動位置決構造は、前記凹部の互いに対向する一対の側壁部の一方に設けられ、他方の側壁部に向かって下り傾斜となる部品移動側壁面と、他方の側壁部に設けられた部品移動規制側壁面と、を有している
請求項１に記載のプリント基板。

【請求項5】

前記部品移動位置決構造は、前記凹部の互いに対向する側壁部に設けられ、互いに対向する側壁部に向かって下り傾斜となる一対の部品移動側壁面を有している
請求項１に記載のプリント基板。

【請求項6】

前記部品移動位置決構造は、一対の前記部品移動側壁面の間において中央部に向かって下方に張り出す湾曲底面を有している
請求項５に記載のプリント基板。

【請求項7】

前記電子部品は、前記凹部にはんだ付けされた状態で、幅方向の両側のそれぞれから前記凹部の近傍の上面に沿って延びる対をなす端子を有している
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプリント基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品が取り付けられる凹部を有するプリント基板に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来のプリント基板としては、上面側に凹部が形成され、凹部に電子部品がはんだ付けされるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

プリント基板は、電子部品が取り付けられる凹部の底部分に配置された銅箔または放熱板を介して電子部品から放出される熱を効率的に空気中に放出することが可能である。

【0004】

プリント基板に取り付けられる電子部品は、外径寸法に幾らかのばらつきを有している。このため、プリント基板は、外径寸法にばらつきを有する電子部品を確実に凹部に取り付け可能とするために、凹部を余裕のある大きさに形成している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１２９３１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のプリント基板は、電子部品の外径寸法に対して凹部が大きく形成されているため、電子部品を凹部にはんだ付けした場合に、プリント基板に対する電子部品の取り付け位置にばらつきが生じることになり、製造されたプリント基板ごとに異なる寄生容量が生じて性能にばらつきが生じる可能性がある。

【0007】

本発明の目的とするところは、凹部における電子部品の取り付け位置のばらつきを抑制して性能を安定化することができるプリント基板を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るプリント基板は、上面側に凹部が形成され、前記凹部に電子部品がはんだ付けされるプリント基板であって、前記凹部は、前記凹部に前記電子部品をはんだ付けする際に、前記凹部と前記電子部品との間に設置したはんだを融解させることによって、融解した前記はんだを移動させて前記電子部品を移動させ、前記電子部品を前記凹部における所定位置に位置決めする部品移動位置決構造を有している。

【0009】

また、本発明に係るプリント基板は、前記部品移動位置決構造が、前記凹部の底部に設けられ、水平方向の所定の方向に向かって下り傾斜となる部品移動底面と、前記部品移動底面における最も高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面と、を有している。

【0010】

また、本発明に係るプリント基板は、前記部品移動位置決構造が、前記凹部の底部に設けられ、段差部を介して水平方向の一方側の高さを他方側の高さよりも低く形成した部品移動底面と、前記凹部の前記部品移動底面における高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面と、を有している。

【0011】

また、本発明に係るプリント基板は、前記部品移動位置決構造が、前記凹部の互いに対向する一対の側壁部の一方に設けられ、他方の側壁部に向かって下り傾斜となる部品移動側壁面と、他方の側壁部に設けられた部品移動規制側壁面と、を有している。

【0012】

また、本発明に係るプリント基板は、前記部品移動位置決構造が、前記凹部の互いに対向する側壁部に設けられ、互いに対向する側壁部に向かって下り傾斜となる一対の部品移動側壁面を有している。

【0013】

また、本発明に係るプリント基板は、前記部品移動位置決構造が、一対の前記部品移動側壁面の間において中央部に向かって下方に張り出す湾曲底面を有している。

【0014】

また、本発明に係るプリント基板は、前記電子部品が、前記凹部にはんだ付けされた状態で、幅方向の両側のそれぞれから前記凹部の近傍の上面に沿って延びる対をなす端子を有している。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、凹部に対して電子部品をはんだ付けする際に、はんだが融解することによって電子部品を移動させ、電子部品を凹部の所定位置に位置決めすることができるので、凹部における電子部品の取り付け位置のばらつきを抑制して性能の安定化を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の第１実施形態に係るプリント基板の平面図である。

【図2】図２は、本発明の第１実施形態に係るプリント基板の断面図である。

【図3】図３は、本発明の第１実施形態に係るプリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の第２実施形態に係るプリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。

【図5】図５は、本発明の第３実施形態に係るプリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。

【図6】図６は、本発明の第４実施形態に係るプリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。

【図7】図７は、本発明の第５実施形態に係るプリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

＜第１実施形態＞
図１乃至図３は、本発明の第１実施形態を示すものである。図１はプリント基板の平面図であり、図２はプリント基板の断面図であり、図３はプリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。

【0018】

本実施形態のプリント基板１０には、例えば、トランジスタ等の発熱する電子部品２０がはんだ付けによって取り付けられる。

【0019】

ここで、プリント基板１０に取り付けられる電子部品２０は、図１および図２に示すように、略直方体形状の本体２１と、幅方向両側面の端部のそれぞれから対を成して幅方向外側に向かって延びる４つの端子２２と、を有している。電子部品２０は、プリント基板１０の後述する凹部に本体２１がはんだ付けされた状態で、４つの端子２２がプリント基板１０の上面に沿って延在している。

【0020】

プリント基板１０は、例えば、ガラス繊維からなる布を樹脂で固めることによって形成される基材１１と、銅箔１２と、を交互に積層することによって板状に形成されている。

【0021】

プリント基板１０の上面側には、電子部品２０が取り付けられる凹部１３が形成されている。凹部１３は、基材１１と、最下面側に位置する銅箔１２を除くその他の銅箔１２を除去することによって形成される。凹部１３は、幅方向および前後方向の大きさが、電子部品２０の本体２１の下部側の幅方向および前後方向の大きさよりもやや大きく、深さが本体２１の高さ方向の大きさよりもやや小さく形成されている。

【0022】

ここで、プリント基板１０に電子部品２０をはんだ付けする際に用いられるはんだ３０としては、成形はんだ３１およびクリームはんだ３２が用いられる。

【0023】

成形はんだ３１は、板状の部材であり、熱を受けて融解する。成形はんだ３１は、凹部１３において電子部品２０の下側に配置した状態で融解させることにより、凹部１３に電子部品２０の本体２１の下面側をはんだ付けする。

【0024】

クリームはんだ３２は、はんだ粉末およびフラックスからなるペースト状の部材であり、熱を受けて融解する。クリームはんだ３２は、電子部品２０の端子２２とプリント基板１０の上面との間に配置した状態で融解させることにより、プリント基板１０の上面に端子２２をはんだ付けする。

【0025】

プリント基板１０の凹部１３は、凹部１３に電子部品２０をはんだ付けする際に、凹部１３と電子部品２０との間に設置した成形はんだ３１を融解させることによって、融解したはんだ３０を移動させて電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３における所定位置に位置決めする部品移動位置決め構造（以下、部品移動位置決構造という）１４を有している。

【0026】

部品移動位置決構造１４は、図２に示すように、凹部１３の底部に設けられ、水平方向の所定の方向に向かって下り傾斜となる部品移動底面１４ａと、部品移動底面１４ａにおける最も高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面１４ｂと、を有している。部品移動底面１４ａは、凹部１３の底部に銅板を挿入したり銅箔を変形させたりすることによって形成される。また、部品移動底面１４ａは、下面側に放熱板が配置されるプリント基板の場合に、凹部の底部に位置する放熱板の上面に銅板を設置したり、放熱板を変形させたりすることによって形成してもよい。

【0027】

以上のように構成されるプリント基板１０に対して電子部品２０をはんだ付けする際には、プリント基板１０の凹部１３に電子部品２０および成形はんだ３１を組付けるとともに、プリント基板１０の上面にクリームはんだ３２を塗布した状態で、リフロー炉に投入する。

【0028】

リフロー炉では、成形はんだ３１およびクリームはんだ３２が加熱されて融解する。このとき、凹部１３において融解した状態のはんだ３０は、図３に示すように、部品移動底面１４ａの傾斜面に沿って下方に移動するため、成形はんだ３１の上に配置された電子部品２０は、はんだ３０の移動に伴って、傾斜面における高さが低くなる位置に向かって移動する。このとき、電子部品２０は、本体２１の幅方向両側に張り出す４つ端子２２がプリント基板１０の上面に位置しているため、傾くことなく凹部１３内を移動する。

【0029】

部品移動底面１４ａの傾斜面に沿って移動する電子部品２０は、部品移動規制側壁面１４ｂによって移動が規制されて位置決めされ、はんだ３０を凝固させることによって、プリント基板１０と一体に形成される。

【0030】

このように、本実施形態のプリント基板１０は、上面側に凹部１３が形成され、凹部１３に電子部品２０がはんだ付けされるプリント基板１０であって、凹部１３は、凹部１３に電子部品２０をはんだ付けする際に、凹部１３と電子部品２０との間に設置した成形はんだ３１を融解させることによって、融解したはんだ３０を移動させて電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３における所定位置に位置決めする部品移動位置決構造１４を有している。

【0031】

これにより、プリント基板１０に対して電子部品２０をはんだ付けする際に、成形はんだ３１が融解することによって電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３の所定位置に位置決めすることができるので、凹部１３における電子部品２０の取り付け位置のばらつきを抑制して性能の安定化を図ることが可能となる。

【0032】

また、部品移動位置決構造１４は、凹部１３の底部に設けられ、水平方向の所定の方向に向かって下り傾斜となる部品移動底面１４ａと、部品移動底面１４ａにおける最も高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面１４ｂと、を有している、ことが好ましい。

【0033】

これにより、簡単な構成によって、電子部品２０を確実に移動させるとともに、電子部品２０の移動を規制することができるので、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

【0034】

また、電子部品２０は、凹部１３にはんだ付けされた状態で、幅方向の両側のそれぞれから凹部１３の近傍の上面に沿って延びる対をなす端子２２を有している、ことが好ましい。

【0035】

これにより、電子部品２０が凹部１３内を移動する際に、端子２２がプリント基板１０の上面に位置するため、電子部品２０の傾きの発生を抑制することが可能となる。

【0036】

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態を示すものであり、プリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0037】

本実施形態のプリント基板１０の部品移動位置決構造１４は、凹部１３の底部に設けられ、段差部１４ｃ１を介して水平方向の一方側の高さを他方側の高さよりも低く形成した部品移動底面１４ｃと、凹部１３の部品移動底面１４ｃにおける高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面１４ｂと、を有している。

【0038】

以上のように構成されたプリント基板１０において、凹部１３において成形はんだ３１が融解すると、図４に示すように、部品移動底面１４ｃにおける高さが低くなる位置側にはんだ３０が移動する。これにより、成形はんだ３１の上に配置された電子部品２０は、はんだ３０の移動に伴って移動し、部品移動規制側壁面１４ｂによって移動が規制される。

【0039】

このように、本実施形態のプリント基板１０によれば、第１実施形態と同様に、プリント基板１０に対して電子部品２０をはんだ付けする際に、成形はんだ３１が融解することによって電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３の所定位置に位置決めすることができるので、凹部１３における電子部品２０の取り付け位置のばらつきを抑制して性能の安定化を図ることが可能となる。

【0040】

また、部品移動位置決構造１４は、凹部１３の底部に設けられ、段差部１４ｃ１を介して水平方向の一方側の高さを他方側の高さよりも低く形成した部品移動底面１４ｃと、部品移動底面１４ｃにおける段差部１４ｃ１に対して高さが低くなる位置から上方に延びる部品移動規制側壁面と、を有する、ことが好ましい。

【0041】

これにより、簡単な構成によって、電子部品２０を確実に移動させるとともに、電子部品２０の移動を規制することができるので、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

【0042】

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態を示すものであり、プリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0043】

本実施形態のプリント基板１０の部品移動位置決構造１４は、凹部１３の互いに対向する一対の側壁部の一方に設けられ、他方の側壁部に向かって下り傾斜となる部品移動側壁面１４ｄと、他方の側壁部に設けられた部品移動規制側壁面１４ｂと、を有している。

【0044】

以上のように構成されたプリント基板１０において、凹部１３において成形はんだ３１が融解すると、図５に示すように、部品移動側壁面１４ｄにおいてはんだ３０が斜め下方に移動する。これにより、成形はんだ３１の上に配置された電子部品２０は、はんだ３０の移動に伴って移動し、部品移動規制側壁面１４ｂによって移動が規制される。

【0045】

このように、本実施形態のプリント基板１０によれば、第１実施形態と同様に、プリント基板１０に対して電子部品２０をはんだ付けする際に、成形はんだ３１が融解することによって電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３の所定位置に位置決めすることができるので、凹部１３における電子部品２０の取り付け位置のばらつきを抑制して性能の安定化を図ることが可能となる。

【0046】

また、部品移動位置決構造１４は、凹部１３の互いに対向する一対の側壁部の一方に設けられ、他方の側壁部に向かって下り傾斜となる部品移動側壁面１４ｄと、他方の側壁部に設けられた部品移動規制側壁面１４ｂと、を有している、ことが好ましい。

【0047】

これにより、簡単な構成によって、電子部品２０を確実に移動させるとともに、電子部品２０の移動を規制することができるので、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

【0048】

＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態を示すものであり、プリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0049】

本実施形態のプリント基板１０の部品移動位置決構造１４は、凹部１３の互いに対向する側壁部に設けられ、互いに対向する側壁部に向かって下り傾斜となる一対の部品移動側壁面１４ｅを有している。

【0050】

以上のように構成されたプリント基板１０において、凹部１３において成形はんだ３１が融解すると、図６に示すように、互いに対向する一対の部品移動側壁面１４ｅのそれぞれにおいてはんだ３０が斜め下方に移動する。これにより、成形はんだ３１の上に配置された電子部品２０は、はんだ３０の移動に伴って移動し、電子部品２０が一対の部品移動側壁面１４ｅの間に位置決めされる。

【0051】

このように、本実施形態のプリント基板１０によれば、第１実施形態と同様に、プリント基板１０に対して電子部品２０をはんだ付けする際に、成形はんだ３１が融解することによって電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３の所定位置に位置決めすることができるので、凹部１３における電子部品２０の取り付け位置のばらつきを抑制して性能の安定化を図ることが可能となる。

【0052】

また、部品移動位置決構造１４は、凹部１３の互いに対向する一対の側壁部に設けられ、互いに対向する側壁部に向かって下り傾斜となる一対の部品移動側壁面１４ｅを有している、ことが好ましい。

【0053】

これにより、簡単な構成によって、電子部品２０を確実に移動させるとともに、電子部品２０の移動を規制することができるので、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

【0054】

＜第５実施形態＞
図７は、本発明の第５実施形態を示すものであり、プリント基板に対して電子部品をはんだ付けする際における電子部品の状態を示す断面図である。尚、前記実施形態と同様の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0055】

本実施形態のプリント基板１０の部品移動位置決構造１４は、凹部１３の互いに対向する側壁部に設けられ、互いに対向する側壁部に向かって下り傾斜となる一対の部品移動側壁面１４ｅを有している。また、部品移動位置決構造１４は、一対の部品移動側壁面１４ｅにおいて中央部に向かって下方に張り出す湾曲底面１４ｆを有している。

【0056】

以上のように構成されたプリント基板１０において、凹部１３において成形はんだ３１が融解すると、図７に示すように、互いに対向する一対の部品移動側壁面１４ｅのそれぞれにおいてはんだ３０が斜め下方に移動する。これにより、成形はんだ３１の上に配置された電子部品２０は、はんだ３０の移動に伴って移動し、電子部品２０が一対の部品移動側壁面１４ｅの間に位置決めされる。また、凹部１３の底部が中央部に向かって下方に張り出す湾曲底面１４ｆとなっているので、はんだ３０が凹部１３の底部の中央部に集まるため、電子部品２０についても凹部１３の底部の中央部に案内される。

【0057】

このように、本実施形態のプリント基板１０によれば、第１実施形態と同様に、プリント基板１０に対して電子部品２０をはんだ付けする際に、成形はんだ３１が融解することによって電子部品２０を移動させ、電子部品２０を凹部１３の所定位置に位置決めすることができるので、凹部１３における電子部品２０の取り付け位置のばらつきを抑制して性能の安定化を図ることが可能となる。

【0058】

また、部品移動位置決構造１４は、凹部１３の互いに対向する側壁部に設けられ、互いに対向する側壁部に向かって下り傾斜となる一対の部品移動側壁面１４ｅを有している、ことが好ましい。

【0059】

これにより、簡単な構成によって、電子部品２０を確実に移動させるとともに、電子部品２０の移動を規制することができるので、製造コストの増大を抑制することが可能となる。

【0060】

また、部品移動位置決構造１４は、一対の部品移動側壁面１４ｅの間において中央部に向かって下方に張り出す湾曲底面１４ｆを有している、ことが好ましい。

【0061】

これにより、凹部１３の底部において、はんだ３０を中央部側に移動させることが可能となるので、電子部品２０についても凹部１３の底部の中央部側に案内することが可能となる。

【0062】

尚、前記実施形態では、プリント基板１０に取り付けられる電子部品として、本体２１幅方向両側から外側に張り出す４つの端子２２を有する電子部品２０を示したが、これに限られるものではない。プリント基板に形成された凹部にはんだ付けされる電子部品としては、本体の幅方向両側から外側に張り出す端子を有しない電子部品であってもよい。

【0063】

また、前記実施形態では、成形はんだ３１によって凹部１３に電子部品２０の本体２１をはんだ付けし、クリームはんだ３２によってプリント基板１０の上面に電子部品２０の端子２２をはんだ付けするようにしたものを示したが、これに限られるものではない。プリント基板に対する電子部品のはんだ付けは、全て成形はんだによって行ってもよいし、全てクリームはんだによって行ってもよいし、クリームはんだによって凹部に電子部品の本体をはんだ付けし、成形はんだによってプリント基板の上面に電子部品の端子をはんだ付けしてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１０ プリント基板
１３ 凹部
１４ 部品移動位置決構造
１４ａ 部品移動底面
１４ｂ 部品移動規制側壁面
１４ｃ 部品移動底面
１４ｃ１ 段差部
１４ｄ 部品移動側壁面
１４ｅ 部品移動側壁面
１４ｆ 湾曲底面
２０ 電子部品
２１ 本体
２２ 端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】