(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の基板により形成された配線用パターン部を有し、その配線用パターン部に電子回路を構成する複数の電子部品が実装され、それらの電子部品間を前記配線用パターン部により接続して配線する部品実装用基板であって、前記配線用パターン部を形成する金属製基板により、前記配線用パターン部と一体的に成形した金属板部を備え、前記金属板部を、前記配線用パターン部面に対する曲げ起こし加工により、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いられるように構成し、曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部をさらに屈曲させてフィン形状の折り曲げ部を形成した部品実装用基板。
【請求項２】
金属製の基板により形成された配線用パターン部を有し、その配線用パターン部に電子回路を構成する複数の電子部品が実装され、それらの電子部品間を前記配線用パターン部により接続して配線する部品実装用基板であって、前記配線用パターン部を形成する金属製基板により、前記配線用パターン部と一体的に成形した金属板部を備え、前記金属板部を、前記配線用パターン部面に対する曲げ起こし加工により、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いられるように構成し、曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のフィン状体を取り付けた部品実装用基板。
【請求項３】
金属製の基板により形成された配線用パターン部を有し、その配線用パターン部に電子回路を構成する複数の電子部品が実装され、それらの電子部品間を前記配線用パターン部により接続して配線する部品実装用基板であって、前記配線用パターン部を形成する金属製基板により、前記配線用パターン部と一体的に成形した金属板部を備え、前記金属板部を、前記配線用パターン部面に対する曲げ起こし加工により、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いられるように構成し、曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のピン状体を取り付けた部品実装用基板。
【請求項４】
曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で折り曲げ加工により形成したフィン形状の折り曲げ部を有する折り曲げフィンを取り付けた請求項１に記載の部品実装用基板。
【請求項５】
金属製の基板により、電子回路を構成する複数の電子部品が実装され前記複数の電子部品間を接続して配線する配線用パターン部を形成するに際し、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いるために、前記配線用パターン部面に対して曲げ起こし加工される金属板部を、前記金属製基板により前記配線用パターン部と一体的に成形し、金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部をさらに屈曲させてフィン形状の折り曲げ部を前記金属板部に形成する部品実装用基板の製造方法。
【請求項６】
金属製の基板により、電子回路を構成する複数の電子部品が実装され前記複数の電子部品間を接続して配線する配線用パターン部を形成するに際し、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いるために、前記配線用パターン部面に対して曲げ起こし加工される金属板部を、前記金属製基板により前記配線用パターン部と一体的に成形し、金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のフィン状体を前記金属板部に取り付ける部品実装用基板の製造方法。
【請求項７】
金属製の基板により、電子回路を構成する複数の電子部品が実装され前記複数の電子部品間を接続して配線する配線用パターン部を形成するに際し、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いるために、前記配線用パターン部面に対して曲げ起こし加工される金属板部を、前記金属製基板により前記配線用パターン部と一体的に成形し、金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のピン状体を前記金属板部に取り付ける部品実装用基板の製造方法。
【請求項８】
金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で折り曲げ加工により形成したフィン形状の折り曲げ部を有する折り曲げフィンを前記金属板部に取り付ける請求項５に記載の部品実装用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子等の電子部品を実装するための部品実装用基板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、テレビ受信機などの家電製品を含む電子機器では、金属製の基板からなる配線用パターン部を有する部品実装用基板を用いて、その配線用パターン部に電子回路に対応させて電子部品を実装して金属立体配線モジュールを形成し、その金属立体配線モジュールを絶縁基板上に貼り付けて構成した電子回路基板が広く利用されている。
【０００３】
上記のように金属立体配線モジュールを形成する際に用いる従来の部品実装用基板について、その使用状態を示す一構成例を挙げて説明する。
図６は従来の部品実装用基板の使用状態の一例を示す構成図である。図６において、金属製の平面基板で作成した配線用パターン部６０を有する部品実装用基板６１を用い、その部品実装用基板６１上に、例えばテレビ受信機などの電子回路を構成する複数の電子部品６２を実装し、それらの電子部品６２間を部品実装用基板６１上の配線用パターン部６０で接続して配線することにより、金属立体配線モジュール６３を形成し、その金属立体配線モジュール６３を絶縁基板６４上に貼り付けて電子回路基板６５を構成している。このようにして部品実装用基板６１上に実装された複数の電子部品６２のうち、作動中に熱を発生するような例えば大容量トランジスタなどの電子部品６２ｈに対しては、その発生熱を放熱するために、この電子部品６２ｈの発生熱に対応した放熱容量をもつ放熱器６６を、当該電子部品６２ｈに取り付けビス６７や接着剤により取り付けて用いている。
【０００４】
なお、部品実装用基板６１の配線用パターン部６０は、金属製の平面基板を用いて、例えば打ち抜き工法などにより作成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の部品実装用基板では、作動中に熱を発生するような実装部品である大容量トランジスタなどの電子部品６２ｈに対しては、その発生熱を放熱するために、この部品実装用基板６１とは別部品であり当該電子部品６２ｈの発生熱に対応した放熱容量をもつ放熱器を当該電子部品６２ｈに取り付けて用いる必要があり、このような電子部品６２ｈの実装数に応じて多くの放熱器６６を部品実装用基板６１に対して別途供給しなければならないという問題点を有していた。
【０００６】
そのため、生産品の構成部品としての点数が増加し、生産工程において、部品実装に必要な工数の増大や部品実装工程における作業性の悪化および部品管理の繁雑化などにより、生産工程全体の作業工数も増大しその作業効率が低下するという問題点も有していた。
【０００７】
また、この部品実装用基板６１に対して放熱器６６が別部品として別途供給され、これらの放熱器６６の固定方法としては、放熱器６６を取り付けビス６７や接着剤などにより当該電子部品６２ｈのみに固定するか当該電子部品６２ｈおよび部品実装用基板６１の両方に固定するかなどがあるが、機械的な振動など外力に対して、前者の場合は当該電子部品６２ｈの破損につながり、後者の場合でも、その固定力が時間経過と共に弱くなり、結果的に、生産品の機械的振動に対する信頼性が低下するという問題点をも有していた。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、実装部品内における発生熱を、その放熱のための部品である放熱器を別途供給して用いることなく且つその放熱効果の低下を抑えて放熱することができるとともに、部品点数を削減し部品実装工程における作業性を改善することができ、さらに機械的振動に対する信頼性を向上することができる部品実装用基板およびその製造方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の部品実装用基板およびその製造方法は、金属製の基板により配線用パターン部と一体的に成形して配線用パターン部面から曲げ起こした金属板部を、配線用パターン部への実装部品内における発生熱を放熱するための放熱器として利用可能とすることを特徴とする。
【００１０】
以上により、実装部品内における発生熱を、その放熱のための部品である放熱器を別途供給して用いることなく且つその放熱効果の低下を抑えて放熱することができるとともに、部品点数を削減し部品実装工程における作業性を改善することができ、さらに機械的振動に対する信頼性を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の部品実装用基板は、金属製の基板により形成された配線用パターン部を有し、その配線用パターン部に電子回路を構成する複数の電子部品が実装され、それらの電子部品間を前記配線用パターン部により接続して配線する部品実装用基板であって、前記配線用パターン部を形成する金属製基板により、前記配線用パターン部と一体的に成形した金属板部を備え、前記金属板部を、前記配線用パターン部面に対する曲げ起こし加工により、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いられるように構成し、曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部をさらに屈曲させてフィン形状の折り曲げ部を形成する。
【００１２】
請求項２に記載の部品実装用基板は、金属製の基板により形成された配線用パターン部を有し、その配線用パターン部に電子回路を構成する複数の電子部品が実装され、それらの電子部品間を前記配線用パターン部により接続して配線する部品実装用基板であって、前記配線用パターン部を形成する金属製基板により、前記配線用パターン部と一体的に成形した金属板部を備え、前記金属板部を、前記配線用パターン部面に対する曲げ起こし加工により、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いられるように構成し、曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のフィン状体を取り付けた構成とする。
【００１３】
請求項３に記載の部品実装用基板は、金属製の基板により形成された配線用パターン部を有し、その配線用パターン部に電子回路を構成する複数の電子部品が実装され、それらの電子部品間を前記配線用パターン部により接続して配線する部品実装用基板であって、前記配線用パターン部を形成する金属製基板により、前記配線用パターン部と一体的に成形した金属板部を備え、前記金属板部を、前記配線用パターン部面に対する曲げ起こし加工により、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いられるように構成し、曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のピン状体を取り付けた構成とする。
【００１４】
請求項４に記載の部品実装用基板は、請求項１に記載の曲げ起こし状態の金属板部に、その放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で折り曲げ加工により形成したフィン形状の折り曲げ部を有する折り曲げフィンを取り付けた構成とする。
【００１６】
請求項５に記載の部品実装用基板の製造方法は、金属製の基板により、電子回路を構成する複数の電子部品が実装され前記複数の電子部品間を接続して配線する配線用パターン部を形成するに際し、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いるために、前記配線用パターン部面に対して曲げ起こし加工される金属板部を、前記金属製基板により前記配線用パターン部と一体的に成形し、金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部をさらに屈曲させてフィン形状の折り曲げ部を前記金属板部に形成する方法とする。
【００１８】
請求項６に記載の部品実装用基板の製造方法は、金属製の基板により、電子回路を構成する複数の電子部品が実装され前記複数の電子部品間を接続して配線する配線用パターン部を形成するに際し、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いるために、前記配線用パターン部面に対して曲げ起こし加工される金属板部を、前記金属製基板により前記配線用パターン部と一体的に成形し、金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のフィン状体を前記金属板部に取り付ける方法とする。
【００１９】
請求項７に記載の部品実装用基板の製造方法は、金属製の基板により、電子回路を構成する複数の電子部品が実装され前記複数の電子部品間を接続して配線する配線用パターン部を形成するに際し、作動中に発熱する前記電子部品の放熱用として用いるために、前記配線用パターン部面に対して曲げ起こし加工される金属板部を、前記金属製基板により前記配線用パターン部と一体的に成形し、金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で形成した複数のピン状体を前記金属板部に取り付ける方法とする。
【００２０】
請求項８に記載の部品実装用基板の製造方法は、請求項５に記載の金属板部を曲げ起こし状態とし、その金属板部の放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させるように、前記金属板部とは別部材で折り曲げ加工により形成したフィン形状の折り曲げ部を有する折り曲げフィンを前記金属板部に取り付ける方法とする。
【００２１】
これらの構成および方法によると、金属製の基板により配線用パターン部と一体的に成形して配線用パターン部面から曲げ起こした金属板部を、配線用パターン部への実装部品内における発生熱を放熱するための放熱器として利用可能とする。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を示す部品実装用基板およびその製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本実施の形態の部品実装用基板を用いた金属立体配線モジュールの構成を示す斜視図である。図１に示すように、この金属立体配線モジュールに用いられる部品実装用基板Ｋ１は、金属製の基板により形成された配線用パターン部１００を有し、その配線用パターン部１００に電子回路を構成する複数の電子部品１０１が実装され、それらの電子部品１０１間を金属製の配線用パターン部１００により接続して配線するように構成されている。そして、この部品実装用基板Ｋ１は、配線用パターン部１００を形成する基板と同一の金属製基板により、配線用パターン部１００と一体的に成形した金属板部１０２ａを備えており、その金属板部１０２ａは、配線用パターン部１００面に対して矢印Ｙ１で示すように曲げ起こし加工することにより、複数の電子部品１０１のうち作動中に発熱する大容量トランジスタなどの電子部品の放熱用である放熱用金属板部１０２として用いられる。
【００２３】
以上のように構成される部品実装用基板Ｋ１は、金属製の基板により、複数の電子部品１０１が実装される配線用パターン部１００を形成する際に、上記の大容量トランジスタなどの放熱用である放熱用金属板部１０２として用いるために配線用パターン部１００面から曲げ起こし加工される金属板部１０２ａを、配線用パターン部１００と一体的に成形する方法を用いて製造される。
【００２４】
以上のようにして製造された部品実装用基板Ｋ１において、その配線用パターン部１００などの必要な部分に補強用シート１０３を貼り付けた状態で半田印刷し、その後、配線用パターン部１００面の半田印刷部分に電子部品１０１を自動装着して実装し、金属板部１０２ａを矢印Ｙ１に示すように折り曲げ加工することにより、図１に示すような金属立体配線モジュールが製造される。
【００２５】
図１に示す金属立体配線モジュールの具体的な製造方法について、その製造工程の一例を用いて以下に説明する。
図２は本実施の形態の部品実装用基板を用いた金属立体配線モジュールの製造方法の一例を示す工程説明図であり、図３は図２に示す製造工程のＡ点における部品実装用基板Ｋ１の平面図である。ただし、図２に示す全ての製造工程により、そのＢ点である最終点では通常、図１に示すように、すでに配線用パターン部１００に複数の電子部品１０１が実装された状態の金属立体配線モジュールが製造される。
【００２６】
図２に示すように、全製造工程の前半である部品実装用基板Ｋ１の製造工程において、ステップ＃１では、ロール状に巻かれた金属製の原板２０２に対して、図１に示す配線用パターン部１００として必要な配線パターンが形成されるように打ち抜き加工する。この打ち抜きの際に、金属板部１０２ａも配線用パターン部１００と同時に一体的に成形する。また、このステップでは、配線用パターン部１００の各配線パターンがばらけないように、それらの配線パターン間および配線用パターン部１００と外周部２００との間につなぎ部２０１を形成する。ここでは、金属製の原板２０２として、例えば、板幅が２〜７ｃｍで板厚が０．１〜０．５ｍｍのリン青銅などが用いられる。
【００２７】
ステップ＃２では、ロール状に巻かれた樹脂製のシート２０３を、ステップ＃１で打ち抜いた配線用パターン部１００を覆う補強用シート１０３として、配線用パターン部１００面に貼り付ける。ここでは、樹脂製シート２０３として、例えば、絶縁抵抗が１０10オームを超え耐熱が２６０℃×３０秒を超え厚みが０．０５ｍｍ未満で紙基材により形成され、ＵＶ光や熱などの照射により硬化するＵＶ・熱硬化樹脂などが用いられる。
【００２８】
ステップ＃３では、ステップ＃１で形成したつなぎ部２０１を切断して、配線用パターン部１００を外周部２００から分離し、部品実装用基板Ｋ１の原形を作成し、ステップ＃４では、ステップ＃２で補強用シート１０３として配線用パターン部１００面に貼り付けた樹脂製シート２０３を、さらに圧着した後にＵＶ光や熱などを照射して硬化させる。
【００２９】
このようにして進められた製造工程におけるＡ点では、図３に示すように、配線用パターン部１００および金属板部１０２ａに補強用シート１０３が貼り付けられた部品実装用基板Ｋ１が製造され、次に、全製造工程の後半である部品実装工程に進められる。
【００３０】
この部品実装工程において、ステップ＃５では、配線用パターン部１００に対して、その必要箇所に電子部品１０１を配線用パターン部１００面に接着するための導電性接着剤やクリーム半田などを印刷し、ステップ＃６では、配線用パターン部１００に対して、その配線パターン面に電子部品１０１を装着することにより、それらの電子部品１０１を、ステップ＃５で印刷した導電性接着剤やクリーム半田などによって接着して実装する。ここでは、電子部品１０１の装着装置として、例えば、電子部品１０１を一点毎に装着するロボットタイプ装着装置や電子部品１０１を何点か一括して装着する一括装着装置などが用いられる。
【００３１】
ステップ＃７では、ステップ＃６で電子部品１０１を実装した部品実装用基板Ｋ１に対して、加熱することによりリフローを行い、ステップ＃５で印刷した導電性接着剤を硬化させたりクリーム半田を溶融させて、ステップ＃６で実装した電子部品１０１を配線用パターン部１００に固着する。ここでは、部品実装用基板Ｋ１への加熱方式として、例えば、瞬間リフロー用のプリヒートレス方式やトラブル時の焼け防止用の瞬間加熱停止方式や赤外線により部分的に加熱する赤外線部分加熱方式などが用いられる。
【００３２】
ステップ＃８では、ステップ＃７でのリフローが終了した部品実装用基板Ｋ１の金属板部１０２ａに対して曲げ起こし加工して、配線用パターン部１００と一体構造の放熱用金属板部１０２を形成する。
【００３３】
このようにして、図１に示す金属立体配線モジュールが製造される。
以上のようにして製造される金属立体配線モジュールの使用状態について、その使用状態例を用いて以下に説明する。
【００３４】
図４は本実施の形態の部品実装用基板を用いた金属立体配線モジュールにおける放熱用金属板部の形状を示す断面構成図である。
図４（ｂ）に示すように、放熱用金属板部１０２は、部品実装用基板Ｋ１の構成要素である配線用パターン部１００と一体的に成形された金属板部１０２ａを矢印Ｙ２のように曲げ起こしして形成される。
【００３５】
このようにして形成された放熱用金属板部１０２を有する部品実装用基板Ｋ１に対して、図２に示す製造工程の部品実装工程に従って電子部品実装などが行われ、最終的に製造された金属立体配線モジュールは、図４（ａ）に示すように、絶縁基板４００に貼り付けられて電子回路基板Ｋ２を構成する。
【００３６】
この電子回路基板Ｋ２において、その放熱用金属板部１０２には、図４（ａ）に示すように、放熱対象である例えば作動中の発熱量の大きな大容量トランジスタなどの電子部品１０１ｈが、放熱用金属板部１０２の表面に密着するように、取り付けビス４０１などによって取り付けられる。
【００３７】
以上により、実装部品内における発生熱を、その放熱のための部品である放熱器を別途供給して用いることなく且つその放熱効果の低下を抑えて放熱することができるとともに、部品点数を削減し部品実装工程における作業性を改善することができ、さらに機械的振動に対する信頼性を向上することができる。
【００３８】
なお、上記の実施の形態の部品実装用基板において、図５（ａ）に示すように、配線用パターン部５００から曲げ起こしした放熱用金属板部５０１に、その放熱用金属板部５０１とは別部材で形成した複数のフィン状体５０２を取り付けることにより、それらの放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させることができる。この複数のフィン状体５０２は、放熱用金属板部５０１と同様な放熱効果を有する金属であれば、放熱用金属板部５０１と同種金属でも異種金属でもどちらでもよく、それらの取り付け方法としては、例えば半田付けや溶接や接着剤による接着などが挙げられ、放熱用金属板部５０１およびフィン状体５０２の材料の組み合わせによって適切な方法を用いればよい。
【００３９】
また、図５（ｂ）に示すように、配線用パターン部５０３から曲げ起こしした放熱用金属板部５０４に、その放熱用金属板部５０４を折り曲げ加工によりさらに屈曲させてフィン形状の折り曲げ部５０５を形成することにより、それらの放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させることができる。
【００４０】
また、図５（ｃ）に示すように、配線用パターン部５０６から曲げ起こしした放熱用金属板部５０７に、その放熱用金属板部５０７とは別部材で形成した複数のピン状体５０８を取り付けることにより、それらの放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させることができる。この複数のピン状体５０８は、放熱用金属板部５０７と同様な放熱効果を有する金属であれば、放熱用金属板部５０７と同種金属でも異種金属でもどちらでもよく、それらの取り付け方法としては、例えば半田付けや溶接や接着剤による接着やねじによるねじ込みなどが挙げられ、放熱用金属板部５０７およびピン状体５０８の材料の組み合わせによって適切な方法を用いればよい。
【００４１】
また、図５（ｄ）に示すように、図５（ｂ）のように構成した放熱用金属板部５０４に、その放熱用金属板部５０４とは別部材で折り曲げ加工により形成したフィン形状の折り曲げ部５０９を有する折り曲げフィン５１０を取り付けることにより、それらの放熱対象である電子部品に対する放熱効果を増大させることができる。この折り曲げフィン５１０は、放熱用金属板部５０４と同様な放熱効果を有する金属であれば、放熱用金属板部５０４と同種金属でも異種金属でもどちらでもよく、それらの取り付け方法としては、例えば半田付けや溶接や接着剤による接着などが挙げられ、放熱用金属板部５０４および折り曲げフィン５１０の材料の組み合わせによって適切な方法を用いればよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、金属製の基板により配線用パターン部と一体的に成形して配線用パターン部面から曲げ起こした金属板部を、配線用パターン部への実装部品内における発生熱を放熱するための放熱器として利用することができる。
【００４３】
そのため、実装部品内における発生熱を、その放熱のための部品である放熱器を別途供給して用いることなく且つその放熱効果の低下を抑えて放熱することができるとともに、部品点数を削減し部品実装工程における作業性を改善することができ、さらに機械的振動に対する信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の部品実装用基板の構成を示す斜視図
【図２】同実施の形態の部品実装用基板の製造工程を示す工程説明図
【図３】同実施の形態の製造工程により製造される部品実装用基板の形状図
【図４】同実施の形態における放熱用金属板部の形状図
【図５】別の実施の形態の部品実装用基板における放熱用金属板部の形状図
【図６】従来の部品実装用基板の使用状態例を示す説明図
【符号の説明】
１００    配線用パターン部
１０２    放熱用金属板部
１０２ａ    金属板部
【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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