(57)【要約】【課題】内層を独立分離したプリント配線版における半田面実装時の熱による反りを抑止する。【解決手段】スルーホールとパターンを利用して、分離された内層に熱を伝達させ、熱膨張量を整えてプリント基板の反りを低減する。本発明のプリント基板では余白部分に熱伝導用のスルーホールとベタパターンを設けて基板内部への熱伝導をすることでフロー工程時に発生する熱に対してプリント基板全体の反りを防止することができる。また、プリント基板全体の反りの抑制することは電子部品電極部のストレスがなくなり接合部の半田付け性の向上し、プリント基板の品質向上となる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源内層が島状に分割し独立分離された多層プリント基板において、フロー工程で発生する熱印加に対して、熱伝達用のスルーホール及びパターンを設けてフロー熱の当たる外層から分離された内層に熱を伝え、反りを減らすことを特徴としたプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源内層を独立分離し、両面に表面実装部品を搭載する多層プリント基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多層プリント基板は、図１（Ａ）はＬ１層（表面層）とＬ２層（信号層）とＬ３層（電源用内層）とＬ４層（電源用内層）とＬ５層（信号層）とＬ６層（表面層）の積層により形成される。各層のパターンはスルーホールを介して接続している。スルーホールにはパターン接続用の他に挿入実装部品の搭載用としても使用される。
【０００３】
図２にプリント基板の実装工程の流れ図を示す。プリント基板の実装では表面実装部品と挿入実装部品が混載して搭載されるため、各種の部品を実装するための実装工程が2種類ある。最初に表面実装部品を実装するリフロー工程である。リフロー工程ではプリント基板上の電極部に半田ペ-ストを印刷後、表面実装部品を搭載し、リフロー炉で基板全体を加熱して、表面実装部品と電極部を半田付けをしている。
【０００４】
冷却後、挿入実装部品の半田付けをするフロー工程を行う。図３にフロー工程の要領図を示す。フロー工程では加熱された半田が噴出しているフロー槽の上をプリント基板全体を通過させて挿入実装部品のリードとスルーホールの電極部に半田を付着させて結合している。
【０００５】
図４は両面に部品が搭載されているプリント基板をフロー槽に通す時の断面図である。プリント基板では、両面に部品を搭載することで高密度の実装が対応可能となる。そのような基板ではフロー槽で発生する半田から裏面の表面実装部品を半田の再溶融や付着から保護するためフロー治具にて覆い、フロー槽を通している。フロー治具装着時のフロー工程では熱の流れは図５に示す形となり基板全体に熱が行き渡ることが可能となり反りを防止することができる。図６は内層を個別分割した各層を示したプリント基板の模式図である。このような個別に内層分割で形成されたプリント基板においてフロー治具を装着してフロー槽を通すと、内層が分割のより熱が遮断され基板内部へ熱が伝わらなくなる。図７に内層を独立分割させた場合のフロー工程時の熱の流れを示す。プリント基板の内層部では内層分割により熱が遮断されているため内層部１０１と内層分割された１０２で熱の温度差が発生し、熱膨張量の違いから反りを発生させている。従来では基板全体をフロー炉内で加熱するにリフロー工程に対しては、プリント基板の余白部分にベタパターンを設けたり、あるいは各層にメッシュ構造のパターンを設けることで、反りを抑制する方法が知られている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３２２０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように余白部分に帯状のメッシュパターンを設けることで、リフロー炉内での加熱に対してプリント基板の全体的な反りを抑制することができるが、表面裏面に搭載されている実装部品を保護するためにフロー治具を装着する場合で、さらに内層において個別分割されているプリント基板では内部側と外部側では十分な熱伝導ができず熱量の差が大きくなり反りが発生することがある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従来技術の余白部分に帯状のメッシュパターンやベタパターンを設けた場合はリフロー工程によるリフロー炉内では熱が均一に基板全体に伝わり易く反りが発生しにくいが、フロー工程のフリー治具を使用した場合ではフロー治具により、熱が均一に当たらないため不十分となり、プリント基板の反り発生の要因となる。そのため、フロー熱の当たる部分から熱伝導用のスルーホールおよび銅箔によるベタパターン設け、スルーホールを介してプリント基板内部方向の内層に熱を伝る方法により、フロー治具の内外部の温度差を減らして反りの発生を抑制する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプリント基板では余白部分に熱伝導用のスルーホールとベタパターンを設けて基板内部への熱伝導をすることでフロー工程時に発生する熱に対してプリント基板全体の反りを防止することができる。また、プリント基板全体の反りの抑制することは電子部品電極部のストレスがなくなり接合部の半田付け性の向上し、プリント基板の品質向上となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本例のプリント基板は図１（Ａ）に示すように、表面層Ｌ１、Ｌ６と信号層Ｌ２、Ｌ５および内層のグランド層Ｌ３、電源層Ｌ４の積層から成り、表面層Ｌ１、Ｌ６に電子部品が搭載される。各層の接続においては従来と同様にスルーホールを介して接続されている。図１（Ｂ）の左はＬ１とＬ３が接続され、右側は全層が接続された状態を示した例となっている。このようなプリント基板では通常グランド層Ｌ３と電源層Ｌ４は基板全体を銅箔でベタパターンを形成している。本発明ではグランド層Ｌ３においては図６に示すように内層が島状に分割され独立分離されている例としている。
【００１１】
島状に内層分割で形成されたプリント基板でフロー工程で発生する熱の流れは図７に示す形となり、フロー槽からの熱はフロー治具や挿入実装部品のリード部にあたる。フロー治具においては熱を通さないため、フロー治具の覆われていない部分からの熱吸収となる。そのため、内層部１０１には熱伝導するが、独立分離された内層部１０２には熱伝導されず、内層部１０１と独立分離された内層部１０２の間では温度差が大きくなる。
【００１２】
図８は本発明となる熱を伝導させるために設けたパターン及びスルーホールを付加した模式断面図である。図８に従い、このことを更に具体的に説明すると次の通りである。
【００１３】
フロー工程時に熱の当たるフロー治具の覆われていない部分にスルーホール１０３を設ける。スルーホール１０３ａから伝わった熱は信号層に熱伝達用に形成したパターン１０４を通り、フロー治具内部方向に伝達される。さらにスルーホール１０３ｂを通り、島状に独立分離されている内層部１０２に熱が伝導される。このように基板中心方向に熱が伝導させることで内層独立分割された１０２と内層部１０１の温度差が小さくなり基板全体均一に熱が加わりフロー治具を使用して実装されるプリント基板においても反りを抑止することが可能となる。また、付加するスルーホールや熱伝導用のパターンを多く形成することで、温度差がさらに少なくなり反り抑止効果が大きくなる。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、多層プリント基板全体の反りを抑制するパターンに関する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】多層基板の各層を示した説明図である。
【図２】プリント基板の実装工程の流れ図である。
【図３】挿入電子部品の半田付けを行うフロー工程の断面図である。
【図４】フロー治具を使用してフロー槽を通過させる時の断面図である。
【図５】フロー治具を使用してフロー槽を通過させた時の熱の流れ示した図である。
【図６】島状に内層分割されたプリント基板の概要説明図である。
【図７】島状に内層分割されたプリント基板でフロー工程で発生する熱の流れを示した説明図である。
【図８】熱伝導に設けたパターン及びスルーホール示した模式断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…表面実装部品、２…挿入実装部品、３…半田、４…フロー槽、５…挿入電子部品リード、６…フロー治具、７…銅箔、１０１…内層銅箔部、１０２…島状に独立分離した内層銅箔部、１０３ａ、１０３ｂ…スルーホール、１０４…熱伝導用パターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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