JPH0685449A - 電子部品の実装方法および電子部品のパッケージ - Google Patents

電子部品の実装方法および電子部品のパッケージ

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JPH0685449A
JPH0685449A JP23750892A JP23750892A JPH0685449A JP H0685449 A JPH0685449 A JP H0685449A JP 23750892 A JP23750892 A JP 23750892A JP 23750892 A JP23750892 A JP 23750892A JP H0685449 A JPH0685449 A JP H0685449A
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JP
Japan
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printed wiring
wiring board
package
electronic component
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23750892A
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English (en)
Inventor
Hiromoto Uchida
浩基 内田
Seiki Sakuyama
誠樹 作山
Isao Watanabe
勲 渡辺
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0685449A publication Critical patent/JPH0685449A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/303Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors with surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • H05K3/3421Leaded components

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷配線基板への電子部品のリフロー方式に
よる実装に関し,低い印刷配線基板温度で実装すること
を目的とする。 【構成】 印刷配線基板1表面に形成されたはんだパタ
ーン2に電子部品3のリード3bを接触させて搭載した
後,印刷配線基板1を加熱して該はんだパターン2に電
子部品3を固定する電子部品の実装方法において,電子
部品3のパッケージ3a底面を印刷配線基板1表面に密
着して搭載するように構成し,及び,電子部品3のパッ
ケージ3a底面を,印刷配線基板1表面に密着して設け
られた良熱伝導体からなるスペーサ5に密着して搭載す
るように構成し,及び,リフロー方式により外部回路に
接続し固定されるリード3bを有する電子部品3のパッ
ケージ3bであって,リード3bの外部回路との接続面
が該電子部品3のパッケージ3a底面と実質的に同一平
面にあるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,リフロー方式により印
刷配線基板上に電子部品を低い温度で搭載,固定する電
子部品の実装方法及びその方法に適した電子部品のパッ
ケージ(以下パッケージという。)に関する。
【0002】電子機器の小型,軽量化を目的として,電
子部品のプリント配線基板への実装に表面実装方式が採
用されている。表面実装方式では,電子部品とプリント
配線基板とのハンダ付けはリフロー方式で成される。
【0003】しかし,リフロー方式は,電子部品を搭載
したプリント配線基板全体をリフロー炉内に入れ加熱す
るため,プリント配線基板の受ける熱的損傷が大きい。
このため,リフロー方式を適用して,低温度で電子部品
をプリント配線基板へ固定する電子部品の実装方法が要
望されている。
【0004】
【従来の技術】従来の電子部品の実装方法は,電子部品
を,パッケージと印刷配線基板1との間に間隙を設けて
固定していた。
【0005】図3は,従来例断面図であり,電子部品を
実装した印刷配線基板の一部分を表している。以下,従
来の技術を図3を参照して説明する。従来のリフロー方
式では,例えば熱風リフロー方式,赤外線リフロー方
式,及びVapor Phase Soldering 方式が用いられてい
る。
【0006】これらの方式は,図3を参照して,いずれ
も予め印刷配線基板1表面に印刷されたペースト状はん
だパターン2上に電子部品3をそのリード3bを接触さ
せて搭載し,そのままリフロー炉内に搬送して印刷配線
基板1全体を加熱しはんだ付けをする。
【0007】このリフロー方式には,通常Sn−Pb共
晶はんだが用いられる。従って,電子部品1をリフロー
方式により確実に印刷配線基板1に接続するには,Sn
−Pb共晶はんだの溶融点たる183℃以上に電子部品
1のリード3bを昇温する必要がある。
【0008】かかるリード3bは,リフロー炉内で加熱
され高温にされた印刷配線基板1及びパッケージ3aか
らの熱伝導により加熱され,昇温する。しかし,パッケ
ージ3aは印刷配線基板1と比較して熱容量が大である
ため昇温し難く,パッケージ3aは印刷配線基板1より
も低温になる。またパッケージ3aと印刷配線基板1と
は間隙4を設けて配置されるため,印刷配線基板1との
間の熱伝導が悪く,印刷配線基板1から直接パッケージ
への熱流は生じない。
【0009】そのため,リード3bからパッケージ3a
に熱が流出してリード3bが冷却されるので,リード3
b温度を所定温度に昇温するには,リード3b加熱の熱
源となる印刷配線基板1をリード3b温度よりも著しく
高温にしなければならない。
【0010】従って,従来のリフロー方式を用いた電子
部品の実装方法は,印刷配線基板を高温に加熱すること
により熱損傷を生ずるおそれがあり信頼性が損なわれ,
またこれを防止するために優れた耐熱性が要求されコス
トが高い。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように,印刷
配線基板への従来の電子部品の実装方法にあっては,リ
フロー方式によるはんだ付けの際に電子部品のパッケー
ジ温度が昇温しないためリードがパッケージにより冷却
され,リードをはんだ付け温度まで昇温するためには印
刷配線基板を高温に加熱しなければならないという問題
があった。
【0012】本発明は,電子部品のパッケージと印刷配
線基板との間の熱伝導を良くすることにより,パッケー
ジと印刷配線基板との温度差を小さくしてリードの冷却
を少なくし,リフロー時の印刷配線基板温度を低くでき
る電子部品の実装方法及びこの方法に適した電子部品の
パッケージを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】図1は本発明実施例断面
図であり,電子部品を実装した印刷配線基板の一部分を
表している。
【0014】上記課題を解決するために本発明の第一の
構成は,図1(a)を参照して,印刷配線基板1表面に
形成されたはんだパターン2に電子部品3のリード3b
を接触させて搭載した後,該印刷配線基板1を加熱して
該はんだパターン2に該電子部品3を固定する電子部品
の実装方法において,該電子部品3のパッケージ3a底
面を該印刷配線基板1表面に密着して搭載することを特
徴として構成し,及び,第二の構成は,図1(b),
(c)及び(d)を参照して,印刷配線基板1表面に形
成されたはんだパターン2に電子部品3のリード3bを
接触させて搭載した後,該印刷配線基板1を加熱しては
んだにより該電子部品3を固定する電子部品の実装方法
において,該電子部品3のパッケージ3a底面を,該印
刷配線基板1表面に密着して設けられた良熱伝導体から
なるスペーサ5に密着して搭載することを特徴として構
成し,及び,第三の構成に係る電子部品のパッケージ
は,図1を参照して,リフロー方式により外部回路に接
続し固定されるリード3bを有する電子部品3のパッケ
ージ3bであって,該リード3bの外部回路との接続面
が該電子部品3のパッケージ3a底面と実質的に同一平
面にあることを特徴として構成する。
【0015】
【作用】本発明の方法の構成では,図1を参照して,電
子部品3のパッケージ3aは,印刷配線基板1表面に直
接に密着して搭載され,又は良熱伝導体のスペーサ5を
密着するように挟んで搭載される。
【0016】従って,印刷配線基板1とパッケージ3a
との間の熱抵抗は小さい。このため,リフロー炉内で昇
温する際に,印刷配線基板1からの熱の大部分は,リー
ド3bを通らず直接パッケージ3aに熱伝導により流入
する。
【0017】その結果,印刷配線基板1とパッケージ3
aとの温度差は小さくなるから,低温のパッケージによ
りリード3bが冷却される効果が小さい。従って,印刷
配線基板1温度が低くてもリード3b温度をはんだ付け
に十分な温度に昇温することができる。
【0018】本発明に係る電子部品のパッケージでは,
図1(a)を参照して,パッケージ3aの周囲に突出し
て設けられたリード線のはんだパターン2との接触面と
パッケージの底面とが,実質的に一平面にある。
【0019】即ち,パッケージ3aをリード線が印刷配
線基板1表面のはんだパターン上に接するように置いた
とき,パッケージ3a底面が印刷配線基板1表面に密着
するように形成される。
【0020】このため,本構成に係る電子部品のパッケ
ージは,そのまま印刷配線基板1上に載置することで,
本発明の方法を実現することができる。従って本構成に
より,容易に低い印刷配線基板温度の下でリフロー方式
による実装をすることができる。
【0021】
【実施例】本発明を実施例を参照して説明する。本発明
の第一実施例は,図1を参照して,電子部品3のパッケ
ージ3aの底面を印刷配線基板1表面に密着して搭載す
る実施例に関する。
【0022】印刷配線基板1は,例えば厚さ3mm,辺長
100mmの正方形のガラス繊維強化のエポキシ樹脂から
なり,その表面にSn−Pb共晶はんだ粉末のペースト
を用いてはんだパターン2が印刷される。
【0023】パッケージ3aは,例えばエポキシのモー
ルド加工がされた64ピンQFP(quad flat package)
を使用し,その四方側面から突出するリード3bにオフ
セット曲げが施され,そのリード3b先端下面はパッケ
ージ3a底面と同一平面に在るように形成される。
【0024】電子部品3を印刷配線基板に実装するに
は,上記パッケージ3aを上記印刷配線基板1のはんだ
パターン2上にリード3b先端を載せて印刷配線基板1
上に搭載し,リフロー炉に搬送して加熱しはんだ付けす
る。
【0025】図4はリフロー炉断面説明図であり,赤外
線加熱リフロー炉の主要な構成を表している。リフロー
炉内には,円筒形の長さ50cmの加熱用ヒータ6が4本
縦列に配設され,入口8側から出口9側へ向かってそれ
ぞれ340℃,170℃,170℃,380℃に保持さ
れる。電子部品3を搭載した印刷配線基板1は,ヒータ
6の中心を貫通するベルトコンベア7上に載せられ,入
口8から出口9方向に1m/分の搬送速度で移送され
る。
【0026】図2は本発明の効果説明図であり,リフロ
ー炉内に搬送された電子部品パッケージ3a(図中実線
Cで示す。),リード3b(図中破線Bで示す。)及び
印刷配線基板1(図中一点鎖線Aで示す。)のそれぞれ
の温度変化を表している。
【0027】なお,図2(a)は従来例の温度変化の,
図2(b)は本発明の第一実施例の温度変化の実測例で
あり,いずれもリフロー炉,印刷配線基板,パッケージ
の大きさ及び材料は同一条件である。
【0028】また,図2(a)及び図2(b)とも,は
んだ付けの条件が同一となるようにリードの温度変化B
を同じにしている。図2(a),(b)を比較して,リ
ード温度Bと印刷配線基板温度Aの差は本実施例におい
て従来例より著しく減少している。
【0029】従って,印刷配線基板温度を従来より低温
で,例えば従来より15℃低い温度ではんだ付けをする
ことができる。これは,最高温度における印刷配線基板
温度Aとパッケージ温度Cとの温度差ΔTが,従来の4
8±2℃から本実施例の21±2℃まで小さくなったこ
とに起因しており,印刷配線基板とパッケージとの間の
熱抵抗を小さくした効果によるものである。
【0030】本発明の第二実施例は,図1(b)を参照
して,銅箔5aをスペーサ5として用いたものに関す
る。本実施例に係る電子部品3は,第一実施例と同一パ
ッケージであって,リード3b先端下面がパッケージ3
a底面より低く,例えば略50μm下方にあるようにリ
ード3bのオフセット加工がなされる。その他は,第一
実施例と同様である。
【0031】本実施例では,電子部品3を印刷配線基板
1上に搭載するとき,パッケージ3a直下になるべき印
刷配線基板1表面上に銅箔を敷き,その上にパッケージ
3bを載置する。
【0032】その後の処理は第一実施例と同様である。
本実施例では,最高温度における印刷配線基板温度Aと
パッケージ温度Cとの温度差ΔTは,18±2℃であ
り,第一実施例よりも印刷配線基板温度を低温でリフロ
ー方式による電子部品の実装をすることができる。
【0033】本実施例での温度差ΔTが第一実施例より
も小さいのは,印刷配線基板1及びパッケージ3a材料
であるエホキシ樹脂よりも柔らかい銅箔5aが介在する
ため接触面積が増加し,熱伝導が良くなるからである。
【0034】なお,本実施例では,銅箔をパッケージ底
面に敷くことから,静電シールドの効果を奏することが
できる。本発明の第三実施例は,図1(c)を参照し
て,第二実施例における銅箔に代えてダイヤモンド5b
をスペーサ5として用いたものに関する。
【0035】ダイヤモンドの箔は,例えば基板上にダイ
ヤモンドの薄層を堆積したのち,基板をエッチングによ
り除去して製造することができる。本実施例では,第二
実施例と同一の条件下で,最高温度における印刷配線基
板温度Aとパッケージ温度Cとの温度差ΔTは,17±
3℃であり,第二実施例よりも低い温度で電子部品の実
装をすることができる。これは,ダイヤモンドの熱伝導
率が銅よりも優れていることに起因する。
【0036】本発明の第四実施例は,図1(d)を参照
して,第二実施例における銅箔に代えてアルミナ粉末5
cを混合した接着剤5dをスペーサ5として用いたもの
に関する。
【0037】本実施例では,パッケージ3a底面に,例
えば平均粒径3μmのアルミナ粉末5cを混合した接着
剤5d,例えば紫外線硬化型のシリコンゴムを主成分と
する接着剤を塗布し,そのパッケージ3aを印刷配線基
板1表面に貼付して電子部品を搭載する。
【0038】アルミナ粉末を混合するのは熱伝導を大き
くするためであり,混合比は,例えば接着剤とアルミナ
粉末との重量比で2:8とすることができる。本実施例
では,予め紫外線照射により接着することにより,リフ
ロー炉内に搬送する間に生ずる電子部品の搭載位置の変
動を回避することができる。勿論,紫外線硬化型以外の
接着剤によっても同様の硬化を奏する。
【0039】本実施例では,第二実施例と同一の条件下
で,最高温度における印刷配線基板温度Aとパッケージ
温度Cとの温度差ΔTは,17±3℃であり,第三実施
例と同様の温度で電子部品の実装をすることができる。
【0040】本実施例では,密着性の良い接着剤をスペ
ーサの一部として使用することから,パッケージと印刷
配線基板間の熱伝導が,結果として良熱伝導体であるダ
イヤモンドと同等にでき,操作を容易にまた安価に本発
明を実施することができるという効果を奏する。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
熱容量の大きな電子部品を小さな熱抵抗で印刷配線基板
に搭載されるから,電子部品と印刷配線基板との温度差
が小さくはんだ付けされるリードの冷却が小さいから,
低い印刷配線基板温度でリフロー方式を利用できる電子
部品の実装方法を実現することができ,また,この方法
に適した電子部品のパッケージを提供することができる
ので,熱損傷が少ない電子回路を安価に提供することが
でき,電子機器の性能向上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明実施例断面図
【図2】 本発明の効果説明図
【図3】 従来例断面図
【図4】 リフロー炉断面説明図
【符号の説明】
1 印刷配線基板 2 はんだパターン 3 電子部品 3a パッケージ 3b リード 4 間隙 5 スペーサ 5a 銅箔(スペーサ) 5b ダイヤモンド(スペーサ) 5c 接着剤 5d アルミナ粉末 6 ヒータ 7 ベルトコンベア 8 入口 9 出口

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 印刷配線基板(1)表面に形成されたは
    んだパターン(2)に電子部品(3)のリード(3b)
    を接触させて搭載した後,該印刷配線基板(1)を加熱
    して該はんだパターン(2)に該電子部品(3)を固定
    する電子部品の実装方法において, 該電子部品(3)のパッケージ(3a)底面を該印刷配
    線基板(1)表面に密着して搭載することを特徴とする
    電子部品の実装方法。
  2. 【請求項2】 印刷配線基板(1)表面に形成されたは
    んだパターン(2)に電子部品(3)のリード(3b)
    を接触させて搭載した後,該印刷配線基板(1)を加熱
    してはんだにより該電子部品(3)を固定する電子部品
    の実装方法において, 該電子部品(3)のパッケージ(3a)底面を,該印刷
    配線基板(1)表面に密着して設けられた良熱伝導体か
    らなるスペーサ(5)に密着して搭載することを特徴と
    する電子部品の実装方法。
  3. 【請求項3】 リフロー方式により外部回路に接続し固
    定されるリード(3b)を有する電子部品(3)のパッ
    ケージ(3b)であって, 該リード(3b)の外部回路との接続面が該電子部品
    (3)のパッケージ(3a)底面と実質的に同一平面に
    あることを特徴とする電子部品のパッケージ。
JP23750892A 1992-09-07 1992-09-07 電子部品の実装方法および電子部品のパッケージ Withdrawn JPH0685449A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015115593A (ja) * 2013-12-16 2015-06-22 三菱電機株式会社 電動機、空気調和機、および電動機の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015115593A (ja) * 2013-12-16 2015-06-22 三菱電機株式会社 電動機、空気調和機、および電動機の製造方法

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Effective date: 19991130