(57)【要約】【課題】レーザ照射による半田付け部分の局部加熱方式の場合には、高価なレーザ装置が必要となる上に、回路基板の半田付け部にレーザ光が届くように十分な空間的余裕が必要になり、電子部品配置に大きな制約が出てくることになる。【解決手段】  表面に回路配線層が形成された絶縁基板に表面から裏面にかけて貫通孔を形成し、この貫通孔の前記表面側の開口部を覆うように、電子部品の外部端子接続用のランド部を形成するとともに、貫通孔に熱伝導性充填材を充填し、前記絶縁基板の裏面における貫通孔開口部に加熱部を設けたことを特徴とする回路基板。【選択図】図３
2008205356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に回路配線層が形成された絶縁基板に表面から裏面にかけて貫通孔を形成し、この貫通孔の前記表面側の開口部を覆うように、電子部品の外部端子接続用のランド部を形成するとともに、貫通孔に熱伝導性物質を充填し、前記絶縁基板の裏面における貫通孔開口部に加熱部を設けたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記貫通孔の内周面及び、貫通孔の両開口部周縁に第1の導電層を一体物として形成し、前記ランド部を、前記表面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第２の導電層により構成し、前記加熱部を、前記裏面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第３の導電層により構成したことを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記第１導電層、第２導電層及び第３導電層が銅めっき層であることを特徴とする請求項２記載の回路基板。
【請求項４】
前記熱伝導性物質が、熱伝導性エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項５】
表面に回路配線層が形成された絶縁基板に表面から裏面にかけて貫通孔を形成し、この貫通孔の前記表面側の開口部を覆うようにランド部を形成するとともに、貫通孔に熱伝導性物質を充填し、前記絶縁基板の裏面における貫通孔開口部に加熱部を設けて回路基板を構成し、前記ランド部に半田層を形成し、この半田層に電子部品の外部端子を当接させ、前記加熱部に熱を加えて、前記半田層を溶融して前記外部端子を前記ランドに接続することを特徴とする回路基板への電子部品実装方法。
【請求項６】
前記貫通孔の内周面及び、貫通孔の両開口部周縁に第1の導電層を一体物として形成して後、前記ランド部を、前記表面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第２の導電層により構成するとともに、前記加熱部を、前記裏面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第３の導電層により構成したことを特徴とする請求項５記載の回路基板への電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装形電子部品などの電子部品を取り付ける回路基板及びこの回路基板への電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成型技術の向上による電子部品の小型化と電子部品実装技術の急速な進歩により、多岐にわたる電子部品で構成された複雑な回路が同一の回路基板上に実装できるようになっている。
中でも、回路基板の回路配線層が形成されている一方の面に実装を可能にする外部端子を備えた表面実装形電子部品の出現により、実装時の半田付け工程における加熱処理の方法がピン挿入方式とは大きく異なるところとなり、高温加熱炉中で全体を加熱して半田付けを行なう全体加熱方式が広く採用されている。
【０００３】
しかしながら、表面実装形電子部品として樹脂成型された電子部品が使用され、しかも、樹脂成型部の形状によって性能が決定される電子部品、例えば、樹脂レンズ付発光ダイオード素子等の場合には、半田付けのための加熱処理により樹脂レンズに熱変形等の熱的影響が出てくる。この結果回路性能そのものが損なわれるおそれがある。
このような全体加熱方式とは異なり、半田付け部分を局部的に加熱して電子部品実装を行なう方法としてレーザ光を利用する方法が例えば特開平９−２０５２７５号公報に提案されている。
【０００４】
レーザ光を用いた方法を簡単に説明すると、次の通りである。図４に示すように、回路基板の基材となる絶縁基板１５の表面に回路配線層（図示せず）に繋がるランド１６ａ，１６ｂが形成されている。そして、前処理としてスクリーン印刷法によりランド１６ａ，１６ｂ上にクリーム半田を印刷することにより、半田層１７ａ，１７ｂが形成される。
発光ダイオード素子１８の２本の外部導出線１９ａ、１９ｂの先端部を半田層１７ａ、１７ｂに当接する。半田層１７ａ、１７ｂをレーザ加熱装置（図示せず）からのレーザ光２０で局部照射することにより半田層１７ａ，１７ｂを溶融させて外部導出線１９ａ、１９ｂをランド１６ａ、１６ｂに接合する。
【特許文献１】特開平９−２０５２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上説明した電子部品実装方法によれば、半田付け工程における半田の溶融加熱がレーザ光の局部照射によってなされるため、発光ダイオード素子１８の樹脂性レンズ部分２１への熱の影響を大幅に軽減することができ、レンズ形状が熱変形する不都合を回避することができる。しかしながら、レーザ照射による局部加熱方式では、高額なレーザ加熱装置の使用が不可欠であるため、電子部品実装のための設備費用の高騰を招くことが避けられない。
【０００６】
さらに、レーザ照射による局部加熱方式を適用するに際しては、回路基板の半田付け部にレーザ光が届くように十分な空間的余裕が必要になる。電子部品を密集して絶縁基板上に配置する場合には、レーザ光が届かない半田付け部分も生じる可能性があり、部品配置に大きな制約が出てくることになる。
本発明は、上記の課題を解決するものであり、電子部品への熱的影響を軽減するとともに、半田付け部分の局部的な加熱を簡単な構成で可能にし、さらに、半田付け部分の場所的な制約をなくすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の回路基板は、表面に回路配線層が形成された絶縁基板に表面から裏面にかけて貫通孔を形成し、この貫通孔の前記表面側の開口部を覆うように、電子部品の外部端子接続用のランド部を形成するとともに、貫通孔に熱伝導性物質を充填し、前記絶縁基板の裏面における貫通孔開口部に加熱部を設けたことを特徴とする。
また、前記貫通孔の内周面及び、貫通孔の両開口部周縁に第1の導電層を一体物として形成し、前記ランド部を、前記表面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第２の導電層により構成し、前記加熱部を、前記裏面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第３の導電層により構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、前記第１導電層、第２導電層及び第３導電層が銅めっき層であることを特徴とする。
また、前記熱伝導性物質が、熱伝導性エポキシ樹脂であることを特徴とする。
また、本発明の回路基板への電子部品実装方法は、表面に回路配線層が形成された絶縁基板に表面から裏面にかけて貫通孔を形成し、この貫通孔の前記表面側の開口部を覆うようにランド部を形成するとともに、貫通孔に熱伝導性物質を充填し、前記絶縁基板の裏面における貫通孔開口部に加熱部を設けて回路基板を構成し、前記ランド部に半田層を形成し、この半田層に電子部品の外部端子を当接させ、前記加熱部に熱を加えて、前記半田層を溶融して前記外部端子を前記ランドに接続することを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記貫通孔の内周面及び、貫通孔の両開口部周縁に第1の導電層を一体物として形成して後、前記ランド部を、前記表面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第２の導電層により構成するとともに、前記加熱部を、前記裏面における前記開口部周縁及び貫通孔開口部を覆う第３の導電層により構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回路基板の電子部品とは反対の面側からの加熱手段による加熱により、熱伝導性物質を介して熱をランド上の半田に加え、半田を溶融温度まで加熱して半田付けをすることが出来るので、回路基板への電子部品実装のための半田付け工程における加熱処理に際して、電子部品に熱的な悪影響を与えることなく、また、電子部品配置に場所的な制約を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本発明の回路基板の一実施形態を示す要部の断面図である。同図に示すように、基材となる絶縁基板１の表面に形成された回路配線層（図示せず）に繋がるランド形成位置に、絶縁基板１を表面から裏面に貫通して貫通孔２を形成する。
この貫通孔２の内周面２ａ、貫通孔２の両（表面・裏面）開口部周縁２ｂ、２ｃに第１導電層３を形成する。この第１導電層は、例えば銅めっき層であり、硫酸銅浴を使用する無電解銅めっき処理により形成する。
【００１２】
第１導電層３によって包囲される貫通孔２の内部に熱伝導性物質４を充填する。この熱伝導性物質４としては、熱伝導性エポキシ樹脂そのもの或いは、銅粉末を混練した熱伝導性エポキシ樹脂が使用される。熱伝導性の良いものであれば他の充填材であっても良い。
絶縁基板１の表裏両面に露呈する熱伝導性物質４の露呈面全域及び、開口部周縁２ｂ，２ｃ上に設けられている第１導電層３を覆って第２導電層５と第３導電層６を形成する。これらの導電層５，６も第１導電層２の形成と同様の無電解銅めっき処理で形成する。そして、表面側の第２導電層５が配線層と繋がるランドとなり、裏面側の第３導電層６が電子部品実装のための半田付け工程における加熱部となる。導電層５，６は第１導電層３の開口部周縁の全体を覆っても良いが、必ずしも全体を覆う必要はない。
【００１３】
以上の構造を有する回路基板においては、絶縁基板１の表裏両面に形成された導電層５と導電層６は熱伝導性物質４を介して熱的に結合される。
図２は、回路基板上に電子部品として発光ダイオード素子を載置した状態を示す図である。
具体的に説明すると、発光ダイオード素子１２のステム基体８内に発光ダイオード本体９が内蔵されている。ステム基体８に植設された２本の外部導出線（外部端子）７ａ、７ｂの一方７ｂに発光ダイオード本体９の一方の電極が接続されている。そして、発光ダイオード本体９の他方の電極が金属細線１０により外部導出線７ａに接続されている。さらに、表面がレンズ形状を呈する透光性樹脂１１がステム基体８上に設けられている。
【００１４】
次に、第２導電層（ランド）５の上にクリーム半田を印刷することにより半田層１３を形成する。そして、発光ダイオード素子１２の外部導出線７ａ、７ｂの先端部を第２導電層（ランド）５の上に形成されている半田層１３に当接させている。
図３は、図２で示した載置状態が成立している回路基板上の半田１３層を加熱溶融して半田付けを行なう電子部品の実装方法の一実施例を説明する図である。    
【００１５】
半田層１３の溶融温度以上に加熱されている加熱プレート１４を回路基板の裏面側に形成されている第３導電層（加熱部）６に接触させて第３導電層６を加熱する。この加熱処理により、加熱プレート１４の熱が第３導電層６、熱伝導性物質４、第２導電層５を介して速やかに半田層１３に伝わり、半田層１３が溶融して発光ダイオード素子１２の外部導出線７ａ、７ｂが回路基板の第２導電層（ランド）５に接続される。
【００１６】
このようにして、回路基板の裏面側からの加熱手段による加熱処理により、回路基板の表面側に形成されている全てのランド上の半田層を溶融温度以上にまでに加熱することができるため、絶縁基板を半田接着工程において、表面実装形回路部品に対する熱遮蔽板として作用させることができ、発光ダイオード素子などの表面実装形電子部品への熱的影響を大幅に軽減させる電子部品実装が実現できる。
【００１７】
樹脂成型される表面実装形電子部品はその大半が回路基板への実装のための熱処理工程において直接的な熱ストレスを受けた場合、樹脂成型部に熱変形等の影響を受け易いものであるため、かかる表面実装形電子部品の実装に際して、本発明の回路基板とこれを用いた電子部品実装方法を適用するならば熱処理による影響が排除された回路基板への実装を実現することが可能となり、回路基板への電子部品の実装の品質を高めることができる。
【００１８】
なお、絶縁基板の貫通孔に銅粉末を混練した熱伝導性エポキシ樹脂で充填する例を示したが、酸化珪素あるいは酸化物アルミニウム等の粉末を熱伝導性フィラーとして混練した熱伝導性プラスチック等で充填したものであってもよい。
これら銅粉末等を樹脂に混練することにより、充填材の熱伝導性を高めることができる。
また、第１の導電層があれば、第２、第３の導電層を強固に絶縁基板に第２、第３の導電層を介して固着することができて好ましいが、第１導電層をなくし、直接第２、第３導電層を絶縁基板に固着するようにしても良い。
【００１９】
また、第３の導電層は加熱部としての役割を果たしているが、熱伝導性物質を絶縁基板の下面より少し突出させて加熱部とし、ここに直接加熱プレートを当接するようにしても良い。
また、半田付けのための加熱手段として加熱プレートを使用する例を示したが、この例に限定されるものではなく、例えば、遠赤外線を熱源とする放射伝熱で回路基板の裏面側を加熱する等、他の加熱手段を使用しても本発明の回路電子部品実装方法を実現することができる。  
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、諸々の電気機器に使用される電子部品、特に面実装形電子部品を絶縁基板上に実装するための回路基板及び回路基板への電子部品実装方法に用いて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例における回路基板の断正面図である。
【図２】同回路基板上に電子部品を載せた状態を示す図である。
【図３】同回路基板を用いて電子部品を実装した状態を示す図である。
【図４】従来の回路部品へ電子部品を実装する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・・・・・・・・絶縁基板
２・・・・・・・・・・貫通孔
２ａ・・・・・・・・・内周面
２ｂ，２ｃ・・・・・・開口部周縁
３・・・・・・・・・・第１導電層
４・・・・・・・・・・熱伝導性物質
５・・・・・・・・・・第２導電層
６・・・・・・・・・・第３導電層
７ａ、７ｂ・・・・・・外部導出線
１３・・・・・・・・・半田層
１２・・・・・・・・・発光ダイオード素子
１４・・・・・・・・・加熱プレート
【図１】
2008205356.tif 000003
【図２】
2008205356.tif 000004
【図３】
2008205356.tif 000005
【図４】
2008205356.tif 000006