(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱端子と通電端子とを有する電子部品が半田付けされる回路基板であって、
前記放熱端子を半田付けされ、前記放熱端子が占有する面積より広い面積を有し、前記電子部品が発する熱を放熱する放熱パッドと、
前記通電端子を半田付けされ、前記放熱パッドの面積より小さい面積を有し、前記電子部品に通電するための少なくとも１つの電極パッドと、
前記放熱端子が半田付けされる半田付け領域を、前記放熱端子が半田付けされない前記放熱パッドの領域から区画するための、前記放熱パッド上に配置された半田規制層とを備え、
前記半田規制層は、前記半田付け領域に半田付けされた前記放熱端子の位置ずれが生じないように、前記放熱端子の前記放熱パッドに半田付けされる部分に沿って形成されていることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記半田規制層は、溶融した半田が濡れにくい材質からなり、前記放熱端子が半田付けされる半田付け領域と前記放熱端子が半田付けされない領域との間において、溶融した半田が移動するのを阻害することを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記半田規制層は、所定の幅を有する帯状の合成樹脂層であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記半田規制層により区画される半田付け領域は、前記放熱端子が半田付けされた際に、半田のはみ出しが生じない大きさで形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の回路基板。
【請求項５】
前記半田規制層は、前記回路基板の前記放熱パッドを除く部分を被覆する層を形成する絶縁性の合成樹脂を用いて形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の回路基板。
【請求項６】
前記電子部品は、駆動時の発熱を放熱する放熱端子を有し、
前記放熱パッドは、熱伝導率の高い材質からなり、
前記放熱端子が前記放熱パッドの半田付け領域に半田付けされた際に、前記電子部品の発熱が前記放熱端子を介して前記放熱パッドから放熱されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の回路基板。
【請求項７】
放熱端子と通電端子とを有する電子部品が半田付けされる回路基板であって、
絶縁性部材で構成された基材と、
前記基材上に配設され、導電体で形成された複数の回路パターンと、
前記回路パターンの一部として形成され、前記放熱端子の半田付けされる部分が占有する面積より広い面積を有し、前記電子部品が発する熱を放熱する放熱パッドと、
前記回路パターンの一部として形成され、前記放熱パッドの面積より小さい面積を有し、半田付けされる前記通電端子を介して前記電子部品に通電するための電極パッドと、
前記回路パターン間を電気的に絶縁するために、前記基材上に配設されたレジストパターンと、
前記レジストパターンの一部として前記放熱パッド上に形成され、前記放熱パッドを前記放熱端子が半田付けされる半田付け領域と前記放熱端子が半田付けされない領域とに区画する半田規制層とを備え、
前記半田規制層は、前記放熱端子が半田付けされる半田付け領域と前記放熱端子が半田付けされない領域との間において、溶融した半田が移動するのを阻害し、且つ前記半田付け領域に半田付けされた前記放熱端子の位置ずれが生じないように、前記放熱端子の前記放熱パッドに半田付けされる部分に沿って形成されていることを特徴とする回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高電圧や大電流を取り扱う電子部品が実装される回路基板に関するものであり、特に、駆動時の電子部品からの発熱を放熱するパッドを備えた回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高電圧や大電流を取り扱う電子部品が実装される回路基板としては、電源用の回路基板、電源供給回路部を有する回路基板あるいは各種アクチュエータのドライブ回路を有する回路基板等が挙げられる。これらの回路基板に実装される電子部品としては、パワーＩＣ、パワートランジスタ、コイル等があり、いずれも駆動時に発熱を伴う電子部品である。
【０００３】
これらのうち、パワーＩＣやパワートランジスタは、駆動時に発生する熱を効率的に放熱するために金属製の放熱フィンを備えており、それ自体に発熱対策が施されている。しかし、取り扱う電圧や電流あるいは周りに実装される電子部品によっては、この放熱フィンだけでは適切に放熱するのに不十分な場合がある。そこで、これらの電子部品が実装される回路基板自体にも放熱部を備えた構造のものが提供されている。実装される電子部品に対して電気的導通を取るための電極パッドとは別に、例えば、パワートランジスタが備える放熱フィンを取り付けるための放熱用のパッドが放熱部として回路基板に形成してある。このパッドと放熱フィンとを半田付けしてパワートランジスタを回路基板に固定する。これにより、パワートランジスタと回路基板とは良好に熱結合されることになる。さらに、この放熱用のパッドは放熱フィンよりも広い面積を有しており、実効的に放熱フィンの面積を拡大する働きをしている。このようにしてパワートランジスタからの熱の放熱効率の向上が図られている。
【０００４】
このようなパワートランジスタ等の駆動時に発熱を伴う電子部品の回路基板への取り付け方法は、他の電子部品と同じである。この回路基板への取り付け方法の一例として、リフロー半田付けがある。まず、各電子部品の取り付け位置に対応して、回路基板上にクリーム半田をスクリーン印刷したりディスペンサにより滴下して塗布する。パワートランジスタを含む各電子部品が、それぞれのクリーム半田が塗布された取り付け位置に仮止めされる。この電子部品が仮止めされた回路基板をリフロー炉に投入し、半田の溶融温度にまで加熱をしてクリーム半田をリフローさせる。この後に、冷却することで、各電子部品が所定の位置に半田付けされ、回路基板に実装されることになる。このようなリフロー半田付けにより、例えばパワートランジスタは、その通電用のリード端子が対応する電極パッ
ドに半田で固定されると共に、放熱フィンが回路基板に放熱用のパターンとして形成されたパッドに半田付けされることになる。このようにして、パワートランジスタ等の駆動時に発熱を伴う電子部品を含む、各種の電子部品が半田で固定された回路基板の実装品ができあがる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７（ａ）−１と図７（ａ）−２に示すように、放熱フィン４が半田付けされる放熱用のパッド６は、放熱フィン４の占有面積より広い面積を有している。なお、図７（ａ）−１は、パワートランジスタ２が、回路基板１２に形成されたパッド６に取り付けられている状態を示す図であり、図７（ａ）−２は、パワートランジスタ２が取り付けられるパッド６及び電極パッド１０の平面図を示している。このパッド６に取り付けられるパワートランジスタ２の放熱フィン４は、リフロー前にはパッド６全面に塗布されたクリーム半田に対して押圧されて仮止めされているだけである。したがって、リフロー時には溶融した半田の表面張力によりパワートランジスタ２が浮くという現象が生じる。リフロー半田付けは、リフロー炉内において、回路基板１２をコンベヤで搬送しながら塗布されたクリーム半田を加熱溶融させるもので、この搬送途中に生じる回路基板１２の傾きや振動、あるいは溶融半田の対流現象等により溶融半田上に浮いているパワートランジスタ２は容易に仮止め位置からずれてしまう。これは、パワートランジスタ２のリード端子８が、対応する電極パッド１０からずれた状態で半田付けされてしまうことを意味し、適切なリード端子８への電極パッド１０からの通電ができない状態でパワートランジスタ２が実装されてしまうという不具合を起こす原因となるものである。また、パッド６の放熱フィン４が半田付けされる部分にだけクリーム半田を塗布した場合には、リフロー時に溶融した半田がパッド６のクリーム半田が塗布されてなかった部分に流れて拡がるので、放熱フィンを半田付けするのに十分な半田が確保できず、パワートランジスタ２の確実な固定ができない。
【０００６】
このような不具合は、他の電子部品の実装終了後に、改めて手作業によって半田付けをすることで、図７（ａ）−１に示すように、回路基板１２の所定の位置に固定することができる。しかし、新たな半田付けという工程が増えることを考えると、電子部品の実装方法としては生産性の高いものではなく、コスト高にもなる。
【０００７】
このようなリフロー時のパワートランジスタ２の位置ずれに対する対策法として、図７（ｂ）−１および図７（ｂ）−２に示すように、ボンドのような接着剤２０を用いてその放熱フィン４を回路基板１２に対して固定しておく方法がある。この放熱フィン４の接着剤２０による固定は、クリーム半田の塗布の後に行われる。さらに、放熱用のパッド６に対する熱的な結合は、クリーム半田により仮止めされている他の電子部品とともにリフロー処理することにより完了する。しかし、この対策法では接着剤２０の塗布、乾燥、固化という新たな工程を加えることが必要となり、電子部品の実装方法としては生産性が低いといえる。
【０００８】
別の対策法としては、図７（ｃ）−１および図７（ｃ）−２に示すように、回路基板１２に通電可能なスルーホール１４を予め作成しておき、対応するスルーホール１４にパワートランジスタ２のリード端子８を挿入して固定しておく方法がある。この場合、パワートランジスタ２を回路基板１２のスルーホール１４に挿入する必要があり、単にクリーム半田に仮止めする他の電子部品と同時に実装することはできない。すなわち、リード端子８のスルーホール１４への挿入、リード端子８とスルーホール１４との半田付け、この後の放熱フィン４のパッド６への半田付けという新たな工程が必要になる。このうち、リード端子８のスルーホール１４への挿入は手で行うことになる。また、回路基板１２にスルーホール１４を予め通電可能に形成しておくこと自体、回路基板１２のコスト高を招くものであり、全体としても、電子部品の実装方法として生産性が低いといえる。
【０００９】
また別の対策法として、リフロー時の半田の流れを最小限に押さえるために、図７（ｄ）−１および図７（ｄ）−２に示すように、放熱用のパッド６の放熱フィン４が取り付けられる領域を残して、他の部分を耐熱絶縁性の合成樹脂やレジストの膜１６で被覆する方法がある。この場合、パッド６上ではパワートランジスタ２が半田付けされる領域を残して絶縁性の合成樹脂１６で被覆されることになる。この合成樹脂１６は、リフロー時の半田の流れを最小限に押さえることはできるが、パッド６の放熱部分を被覆するため、熱の放熱特性が被覆しない場合よりも低下する。つまり、このパッド６が有する面積に見合った放熱フィン４の実効的な面積の拡大は望めない。
【００１０】
また、図７（ｅ）−１および図７（ｅ）−２に示すように、パワートランジスタ２のリード端子８が半田付けされる電極パッド１０の周囲に、適宜の高さの耐熱絶縁体で形成された隆起部１８を設置する対策法がある。トランジスタの移動を確実に防止するためには十分な高さの隆起部が必要であり、このような隆起部１８の作成は、新たな工程として形成することになる。従って、電子部品の実装方法としては生産性が低いといえる。
【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、パワーＩＣやパワートランジスタのように発熱する電子部品をリフロー半田付けする場合に、これらの電子部品が位置ずれを起こすことなく、高い放熱効率を確保した状態で半田付けができる回路基板を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１記載の発明は、放熱端子と通電端子とを有する電子部品が半田付けされる回路基板であって、前記放熱端子を半田付けされ、前記放熱端子が占有する面積より広い面積を有し、前記電子部品が発する熱を放熱する放熱パッドと、前記通電端子を半田付けされ、前記放熱パッドの面積より小さい面積を有し、前記電子部品に通電するための少なくとも１つの電極パッドと、前記放熱端子が半田付けされる半田付け領域を、前記放熱端子が半田付けされない前記放熱パッドの領域から区画するための、前記放熱パッド上に配置された半田規制層とを備え、
前記半田規制層は、前記半田付け領域に半田付けされた前記放熱端子の位置ずれが生じないように、前記放熱端子の前記放熱パッドに半田付けされる部分に沿って形成されているという構成を有している。
【００１３】
このような構成では、放熱端子が半田付けされる放熱パッドの面積が、この放熱パッドに半田付けされる放熱端子の占有面積より広く、特に駆動時に発熱を伴う電子部品を実装する場合には、この熱を高い効率で放熱する。さらに、電子部品の通電端子が電極パッドに半田付けされるとともに、前記半田規制層は前記放熱パッドを放熱端子が半田付けされる領域と、半田付けされない領域とに区画し、半田付けの際に溶融した半田が半田規制層をこえて移動するのを防止する。この時、半田規制層で区画された半田付け領域は、電子部品の位置ずれを起こさない。
【００１４】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記半田規制層は、溶融した半田が濡れにくい材質からなり、前記放熱端子が半田付けされる領域と前記放熱端子が半田付けされない領域の間において、溶融した半田が移動するのを阻害するという構成を有している。
【００１５】
このような構成では、半田規制層が、溶融した半田に対して濡れにくい材質であるため、溶融した半田をはじいたり反発したりする。そのため、半田層の厚さに比べて半田規制層の方が厚い場合も、逆に、半田規制層の方が薄い場合でも、放熱端子が半田付けされる領域に存在する溶融した半田が他方の領域に移動することを適切に阻害する。もちろん、この逆の方向の半田の流れに対しても同様に阻害する。
【００１６】
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１あるいは２に記載の構成に加え、前記半田規制層が、所定の幅を有する帯状の合成樹脂層であるという構成を有している。
【００１７】
このような構成では、半田規制層である帯状の合成樹脂層の幅を溶融した半田が横切ることができない幅にすることで、放熱特性の悪い合成樹脂により不必要に被覆される放熱パッドの面積が必要最小限にすることができる。また、半田規制層が、溶融した半田に対して濡れにくい合成樹脂層の場合は、溶融した半田が半田規制層を横切って移動してしまわない範囲内で、帯状の合成樹脂層の幅がさらに狭くすることができる。
【００１８】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の構成に加え、前記半田規制層により区画される半田付け領域は、前記放熱端子が半田付けされた際に、半田のはみ出しが生じない大きさで形成されているという構成を有している。
【００１９】
このような構成では、前記放熱端子が半田付けされた際に、電子部品から半田がはみ出さない。
【００２０】
【００２１】
【００２２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の構成に加え、前記半田規制層は、前記回路基板の前記放熱パッドを除く部分を被覆する層を形成する絶縁性の合成樹脂を用いて形成されるという構成を有している。
【００２３】
半田規制層と放熱パッド以外の部分を被覆する絶縁性の合成樹脂層とが同じ材料を用いて形成されるため、半田規制層のための材料を特別に準備する必要がない。
【００２４】
また、請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の構成に加え、前記電子部品は、駆動時の発熱を放熱する放熱端子を有し、前記放熱パッドは、熱伝導率の高い材質からなり、前記放熱端子が前記放熱パッドの半田付け領域に半田付けされた際に、前記電子部品の発熱が前記放熱端子を介して前記放熱パッドから放熱されるという構成を有している。
【００２５】
このような構成では、前記電子部品が駆動時に熱を発すると、前記放熱パッドが、前記放熱端子を介して前記電子部品の熱を効率的に放熱する。
【００２６】
また、請求項７記載の発明は、放熱端子と通電端子とを有する電子部品が半田付けされる回路基板であって、放熱端子が半田付けされる放熱パッドの面積が、この放熱パッドに半田付けされる放熱端子の占有面積より広く、特に駆動時に発熱を伴う電子部品を実装する場合には、この熱を高い効率で放熱する。そして、絶縁性部材で構成された基材と、前記基材上に配設され、導電体で形成された複数の回路パターンと、前記回路パターンの一部として形成され、半田付けされる電子部品が発する熱を放熱する放熱パッドと、前記回路パターンの一部として形成され、半田付けされる前記通電端子を介して前記電子部品に通電するための電極パッドと、前記回路パターン間を電気的に絶縁するために、前記基材上に配設されたレジストパターンと、前記レジストパターンの一部として前記放熱パッド上に形成され、前記放熱パッドを前記放熱端子が半田付けされる半田付け領域と前記放熱端子が半田付けされない領域とに区画する半田規制層とを備えるという構成を有している。
【００２７】
このような構成では、半田付けされる電子部品が発生する熱を放熱するパッドと、半田付けされる電子部品に通電するための電極パッドとが、いずれも基板上に形成される回路パターンの一部として一体に形成されている。さらに、各回路パターン間の電気的な絶縁性を確保するためのレジストパターンと、パッド上に形成される半田規制層とが一体に形成される。このレジストパターンと同じ材質で形成された半田規制層は、放熱端子が半田付けされる領域に存在する溶融した半田が、この半田規制層を横切る移動を阻害する。また、前記半田規制層は、前記放熱端子の前記放熱パッドに半田付けされる部分に沿って形成されている。この時、半田規制層で区画された半田付け領域は、電子部品の位置ずれを起こさない。
【００２８】
【発明の実施の形態】
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。
【００２９】
本発明は、パワーＩＣやパワートランジスタのように発熱する電子部品をリフロー半田付けする場合に、生産性を犠牲にすることなく、これらの電子部品が位置ずれを起こさず、高い放熱効率を確保した状態で半田付けができる回路基板に関するものであり、このような回路基板の一例として、図２に、カラーレーザープリンタに用いるデータ変換用回路基板３０の概略実装状態を表した配置図を示す。これには、外部から入力された各種印字用データをビデオ信号に変換する回路を構成する各種の電子部品が配置されている。ここで、データ変換用回路基板３０は電気絶縁性の基板材上に、電子部品に通電するための陽極回路パターンと陰極回路パターンとデータ信号を伝達するための信号線回路パターンとが前記基板材上にエッチング法にて形成されている。これらの回路パターンは電気的に互いに絶縁されている。回路基板に使用する電子部品の種類によっては前記陰極回路パターンのかわりにアース回路パターンを設けることも可能で、陰極回路パターンとアース回路パターンとを同時に設けることもある。また、供給電圧の相違により、同一の基板上に異なる駆動電圧で駆動される電子部品を装着する際には、前記陽極回路パターンも駆動電圧毎に設けられることがある。そして前記基板材には、前記複数の回路パターンを除く表面部分に電気絶縁性のレジストによりレジストパターン（レジスト層５９：図１参照）が形成されている。
【００３０】
尚、図２はデータ変換用回路基板３０の各種の電子部品の配置を示す図面であり、簡単のためにこれらの回路パターンの図示は省略してある。
【００３１】
このデータ変換用回路基板３０は、外部から各種印字用データが入力されるＵＳＢ端子３４やシリアル端子３６、入力データをプリンタエンジン用のビデオ信号に変換するＣＰＵ部３８、ＣＰＵ部３８の動作プログラムが格納されているＲＯＭ部４０、ＣＰＵ部３８の一時的な作業領域として使われたり入力データの一時記憶領域として使われるＲＡＭ部４２、入力信号から変化されたビデオ信号を出力するための出力用インターフェイス４４とからなる。ＣＰＵ部３８からの命令信号に基づいてＡＳＩＣ部４６が特定の回路部を選択し、ＣＰＵ部３８との信号の授受の仲介をするように構成されている。また、図示はしていないが、２つの異なる極性を持って各種の電子部品に対して電力を供給するための回路パターンや、各電子部品間の信号の授受をするためのバスとして働くパターン等が多数配設されている。
【００３２】
このような回路構成を有するデータ変換用回路基板３０には、ＣＰＵ部３８に対する電源回路として働く電源部４８が設置されている。この電源部４８では、駆動時に発熱を伴う電子部品であるレギュレーター５０がデータ変換用回路基板３０に半田付けされている。レギュレーター５０は、ＣＰＵ部３８が必要とする電圧の１．６５Ｖ（Ｖ：ボルト）を、レギュレーター５０への供給電圧である３．３Ｖから変換して出力している。ＣＰＵ部３８に対して供給できる電流は０．５Ａ（Ａ：アンペア）であり、駆動中は発熱をする。この熱を放熱するために、図３に示すように、レギュレーター５０自体に放熱用の放熱フィン５２が取り付けてある。しかし、周りに配置される各種電子部品の要求する温度条件を満足するためやレギュレーター５０自体の電圧変換効率を良好な状態に維持するためには、この放熱フィン５２による大気への直接的な放熱だけでは不十分の場合がある。
【００３３】
そのため、データ変換用回路基板３０のうち、このレギュレーター５０が半田付けされる部位には、レギュレーター５０からの熱を効率的に放熱するための工夫がなされている。これを、図１（ａ）と図１（ｂ）に示す。このうち、図１（ａ）は、レギュレーター５０がデータ変換用回路基板３０に半田付けされている状態を示した断面図であり、図１（ｂ）はレギュレーター５０が半田付けされる放熱パッド５４を示した平面図である。この放熱パッドは、基板上で回路パターンと独立して設けることもできるし、グランド回路パターンの一部として設けることもできる。この電極パッド５８は、陽極回路パターンと陰極回路パターンとにそれぞれ一体に設けられる。
【００３４】
放熱パッド５４は、データ変換用回路基板３０の電源部４８に位置して形成され、ここにレギュレーター５０の放熱端子である放熱フィン５２が半田付けされている。このレギュレーター５０に通電するための通電端子であるリード端子５６も、放熱５４に近接して形成されている電極パッド５８に半田付けされている。
【００３５】
ここでは、放熱パッド５４が、ここに半田付けされるレギュレーター５０の占有面積に比べて広い面積を有している。さらに、放熱パッド５４は、レギュレーター５０が半田付けされる領域５４ａと何も半田付けがなされない領域５４ｂとに、合成樹脂でできた帯状のレジスト層６０により区画されている。この帯状レジスト層６０は、溶融した半田に対して濡れにくい性質を持ち、領域５４ａと領域５４ｂとの間で溶融した半田が、他方の領域に移ることを規制する半田規制層として働く。本実施例の場合には、溶融した半田は、レギュレーター５０が固定される領域５４ａに存在することになるので、帯状レジスト層６０は、この半田が何も半田付けされない領域５４ｂに流れることを規制する。
【００３６】
このような溶融半田に対する規制効果は、帯状レジスト層６０の厚さが領域５４ａに存在する半田の厚さ以上であれば当然のことながら良好に発揮されるが、帯状レジスト層６０の厚さの方が薄くても溶融半田に対して濡れにくいことから、溶融した半田をはじいたり反発したりして、溶融した半田の流れに対する良好な規制層として働く。このような溶融半田に対する規制層としての働きは、当然ながら領域５４ｂに半田が存在する場合も、領域５４ａと領域５４ｂの両方に半田が存在する場合にも発揮される。本実施の形態では、帯状レジスト層６０の幅は０．５ｍｍ以上あれば溶融した半田の領域間の移動を防ぐことができるので、放熱パッド５４上に形成される帯状レジスト層６０の幅は０．５ｍｍとした。もちろん、これ以上の幅を帯状レジスト層６０が有しておれば、より確実に一方の領域から他方の領域に半田が移動することを防ぐことができる。従って、帯状レジスト層６０の幅は、この層６０によって放熱パッド５４の有する放熱特性が低下しない範囲で、適宜決めることができる。
【００３７】
図４に、本実施の形態おける電源部４８における、放熱パッド５４及び電極パッド５８のより実際的な形状を表す平面図を示す。放熱パッド５４は、縦１３．６ｍｍ×横１３．２ｍｍの略正方形をしている。このうち横１３．２ｍｍの一辺と幅０．５ｍｍの帯状レジスト層６０により、半田付けがされる領域５４ａを放熱パッド５４中に区画してある。この帯状レジスト層６０が放熱パッド５４に対して占める面積的な割合は５％弱であり、放熱パッド５４のほとんどの部分が、半田付けされる領域５４ａあるいは半田付けされない領域５４ｂとして露出していることになる。このうち、半田付けがされる領域５４ａの形状とサイズは、ここに半田付けされるレギュレーター５０が放熱パッド５４に対して占有する部分の外形とほぼ同じになっている。このレギュレーター５０は、図３に示したように、横幅６．６ｍｍＭａｘの電子部品であるが、これに取り付けられている金属製の放熱フィン５２は横幅５．２ｍｍで縦幅が５ｍｍである。これに対して、帯状レジスト層６０により区画される領域５４ａは、横幅６．５ｍｍで縦幅は５ｍｍのサイズを有している。形状は、ほぼレギュレーター５０の外形と相似になっている。さらに、この領域５４ａの近傍には、幅０．７ｍｍで縦２．５ｍｍの寸法を有した、レギュレーター５０に通電するための電極パッド５８が形成されている。ここには、レギュレーター５０の通電端子であるリード端子５６が半田付けされる。なお、放熱パッド５４の面積は、ここに半田付けがされる、駆動時に発熱を伴う電子部品に対して要求される放熱特性に基づいて決められるものであって、この実施の形態で一例として挙げたレギュレーター５０に対しては、上記の面積が必要とされるものである。
【００３８】
以上に述べたように、駆動時に発熱を伴うレギュレーター５０が半田付けされる放熱パッド５４は、レギュレーター５０の半田付けされる部分よりも広い面積を有している。これにより、半田付け後には、レギュレーター５０の備える放熱フィン５２の実効的な面積が広くなるので、放熱フィン５２だけで放熱する場合に比べて高い放熱効率が実現されている。さらに、放熱パッド５４に比べて放熱特性が劣る帯状レジスト層６０によって被覆される面積も、放熱パッド５４の５％弱と非常に狭いものであるので、この帯状レジスト層６０による放熱パッド５４の放熱効率の低下もほとんどない。
【００３９】
また、レギュレーター５０と帯状レジスト６０との間の間隙は、レギュレーター５０が位置ずれしても、電気的な接続が絶たれるといった導通不良や隣にある電極パッドにも導通してしまうような短絡といった半田付け不良にはならない範囲で設けてあればよい。このことはレギュレーター５０の仮止め時の設置精度に自由度を持たせてあると言える。縦幅の方向にも、上述したような自由度を持たせることができる。この場合でも、半田付け中にレギュレーター５０に位置ずれが生じても、所定の電極パッド５８に対してリード端子５６が完全に離れてしまって導通不良になってしまわない範囲内で、縦方向の間隙を決めればよい。
【００４０】
一方で、電子部品が半田付けされる場合、半田量が多いと、半田が固化するときにレギュレーター５０の重みによりレギュレーター５０の周囲に半田がはみ出してしまい、そのまま残ってしまうという現象が起こりやすい。特に、回路基板３０上での半田付け部分である領域５４ａの面積に対して、レギュレーター５０が大きい場合には、溶融した半田がこの領域５４ａからはみ出してしまう可能性が高い。このようにはみ出して固化した半田は、何かの衝撃が加わると外れて、実装されている電子部品間で電気的な短絡を起こす原因になる。
【００４１】
ここでは、半田のはみ出しの有無について、横幅６．６mmのレギュレーター５０をパッド上の領域５４ａに実際に半田付けしてみて調べた。予め塗布してあるクリーム半田の厚みは一定にして、領域５４ａの幅（図４中の寸法：ａ）をレギュレーター５０の横幅より０．５mm狭く（ａ＝６．１mm）した場合、レギュレーター５０の周囲に球状をした半田のはみ出しが生じた。これに対して、レギュレーター５０の横幅より０．１mm狭い（ａ＝６．５mm）か、同じ（ａ＝６．６mm）寸法にした場合には、半田のはみ出しは生じず、良好な半田付けがなされた。しかし、レギュレーター５０の横幅よりも１．５mm広い（ａ＝８．１mm）場合には、半田のはみ出しな生じないが、レギュレーター５０の位置ずれが生じ、そのリード端子５６に導通不良というような半田付け不良が起こってしまった。
【００４２】
次に、このデータ変換用回路基板３０に用いる基板の作成手順を説明する。
【００４３】
図５は、基板の作成工程を順に示した図である。まず、図５（ａ）に示すように、ガラスエポキシ等の絶縁基材６２の裏表に銅箔６４が形成された基板６６を用意する。次に、銅箔６４を所望のパターンにエッチングにより成形する。図５（ｂ）は、この成形により回路パターンが基材上にできあがった状態を示している。この図には、将来スルーホール６８として用いられるパターンと上述のレギュレーター５０が半田付けされる放熱パッド５４や電極パッド５８を有する回路用いられるパターンが形成された状態を概略的に示している。このエッチングによるパターニングは、感光性のホトレジストを塗布した後に所望のパターンでマスク露光するホトリソ法を用いても良いし、銅箔６４に対するエッチング剤に耐性を有するレジスト膜を所望のパターンで印刷するスクリーン印刷法を用いても良い。このエッチング処理の後、図５（ｃ）に示すようにスルーホール６８をドリル加工で開設する。さらに、スルーホール６８部に対して銅のメッキ処理をすることにより、基材６２の表面と裏面に残っているパターンを電気的に接続された状態にする。この状態を、図５の（ｄ）に示す。最後に、各パターン間を電気的に絶縁するために絶縁性の合成樹脂であるレジストパターン７０をスクリーン印刷法で塗布する。本実施の形態では、レジストパターン７０の材料として、アクリレート系樹脂を使用して基材６２上に１５μｍ以上の厚さで塗布している。このレジストパターン（層）７０の塗布には、ディスペンサからレジストを滴下することで塗布しても良いし、さらに、微細なパターンが要求される場合には、レジストの吐出時の液適量がディスペンサを用いた場合に比べ非常に少なくてすむ、インクジェット装置を用いたインクジェット法によって塗布しても良い。このレジストパターン（層）７０は、溶融した半田に対して塗れにくい性質がある。この時、図５（ｅ）に示すように、レギュレーター５０が半田付けされる放熱パッド５４上にも、溶融した半田に対する半田規制層として働く帯状レジスト層７２も塗布する。この帯状レジスト層７２は、他の電子部品間の絶縁性を確保するためのレジストパターン（層）７０と同じ工程で形成される。この帯状レジスト層７２は、レジストパターン（層）７０と同じ材質のレジスト剤で形成される。本実施の形態では、５μｍ以上の厚さに塗布している。同一工程のため、新たに帯状レジスト層７２を形成するための工程を増すことなく、電子部品実装用の基板６６を作成することができる。もちろん、帯状レジスト層７２を別工程で作成しても、得られる帯状レジスト層７２は、溶融した半田に対する良好な規制層として働くと共に、帯状レジスト層７２により区画される領域５４ａに半田付けされる電子部品の位置ずれを確実に防止できることに変わりはない。なお、この場合、レジストパターン（層）７０とは異なり、溶融した半田に対してレジストパターン（層）に比べて、より塗れにくい材料で帯状レジスト層７２を形成することもできる。この場合、帯状レジスト層７２をさらに小さくすることができる。以上により、データ変換用回路基板３０に用いることができる電子部品実装用の基板６６の形成が完了する。
【００４４】
ここで、放熱パッド５４上において、何の電子部品も半田付けされることなく露出する領域５４ｂに対して、この部分で露出することになる銅箔６４の酸化防止を目的に、ごく薄い半田層を形成しておくことは基板６６の長寿命化や実装される電子部品の安定動作のために好適である。この場合、放熱パッド５４の放熱特性を低下させず、露出する銅箔６４の酸化を防止するものであれば、領域５４ｂ上に形成する層の材質は自由である。これにより、所望の電子部品を実装できる基板６６が形成される。ここでは、放熱パッド５４は、基材６２の一方の面にしか形成しない場合について説明しているが、放熱パッド５４は、表裏両面に形成しても、さらに基材６２の内部に形成しても良い。いずれの部位に形成される放熱パッド５４の形状も、その周りに存在する他の電子部品や別のパターンに対して電気的あるいは熱的に干渉しないようにしておけば、自由に決められる。また、各部位にある放熱パッド５４を熱的に結合する方法としては、上述のような、スルーホール６８を介して行えばよい。このようにすれば、各部位に形成された放熱パッド５４を好適に熱的に結合することができ、見かけ以上の放熱効果を揚げることができる。
【００４５】
このように、本実施の形態では、溶融した半田に対する半田規制層として働く帯状レジスト層７２と各パターン間の絶縁性を確保するためのレジストパターン（層）７０とが同じ材質であり、基板６６の作成時に同じ工程で形成もされている。また、この帯状レジスト層７２を形成するために、特別な工程や新たな工程を用いてもいない。本発明の基板６
６は、生産性の高い構造を有する基板と言える。
【００４６】
続いて、図６を用いて、この基板６６に所望の電子部品を実装してデータ変換用回路基板３０を形成する手順を説明する。ここでは、説明を簡単にするために、基板６６の片面だけに実装する場合について述べる。
【００４７】
各種の電子部品の実装は、レギュレーター５０も含めてリフロー半田付け法を用いて行っている。まず、上述のようにして形成された基板６６を用意する。ここには、図６（ａ）に示すように、レギュレーター５０を半田付けするための放熱パッド５４が帯状レジスト層７２により区画された状態で形成されていると共に、レギュレーター５０のリード端子５６や他の電子部品７６を半田付けするための電極パッド５８も形成されている。帯状レジスト層７２による放熱パッド５４に対する区画は、上述したように、放熱パッド５４に半田付けされるレギュレーター５０の半田付け部分の外形とほぼ等しい形状とサイズで行われている。
【００４８】
ここには図示してないが、前述したように、放熱パッド５４上の電子部品が半田付けされない領域５４ｂには、この部分に露出している銅箔６４の酸化防止のための薄い半田層が形成されていても良い。このような薄い半田半田層は、レギュレーター５０が半田付けされない領域５４ａに形成されていても良いし、全ての露出している銅箔６４に対して施されていても良い。
【００４９】
このような基板６６に対して、図６（ｂ）に示すように、クリーム半田層７４を塗布する。クリーム半田層７４は、各電子部品が半田付けされる部位にのみ塗布すればよく、特に、放熱パッド５４上においては、帯状レジスト層７２により区画された領域５４ａにだけスクリーン印刷法で塗布される。このクリーム半田層７４の塗布は、ディスペンサから所定量の半田を滴下する方法で形成しても良い。この放熱パッド５４の有する面積は、基板上でクリーム半田を塗布しなければならない面積に対して無視できない広さを有しているので、領域５４ａに限定して塗布すればよいことは、クリーム半田の使用量、ひいてはコストの低減につながる。次に、図６（ｃ）に示すように、所望の電子部品をそれぞれ所定の位置にマウントして仮止めをしておく。最後に、このように各種の電子部品が仮止めされている基板６６を、半田の溶融温度まで昇温されているリフロー炉に通す。リフロー炉の温度設定は、基板６６の搬送速度と炉内での滞在時間で決まるが、ここでは２７０℃にした。これにより、図６（ｄ）に示すように、仮止めされていた各種の電子部品が半田によりそれぞれの所定位置に固定されることになる。この後、外観検査を行って不具合が見つからなければ、データ変換用回路基板３０の完成である。
【００５０】
このように、本実施の形態では、帯状レジスト層７２により、レギュレーター５０が半田付けされる領域５４ａが、ほぼ半田付けされるレギュレーター５０と同じ外形を有しているので、広い面積を有する放熱パッド５４に対しても必要最小限の半田の使用量で済む。これは、製造コストの低減につながる。また、半田付けされるレギュレーター５０の外形とほぼ等しい外形を有する領域５４ａは、帯状レジスト層７２により区画されている。そのため、リフロー炉の通過中に生じる基板６６の傾きや振動あるいは溶融した半田の対流現象によって、位置ずれしやすいレギュレーター５０が位置ずれすることもほとんどなく、他の電子部品と同時にリフロー半田付けができる。このように、本発明の基板６６は、生産性の高い構造を有する基板であるとともに、広い面積の領域に半田付けをする必要がある電子部品に対しても、リフロー半田付け時に位置ずれが生じて半田付け不良を起こすことがない構造を有した基板であるとも言える。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１記載の回路基板は、放熱端子が半田付
けされる部分が占有する面積よりも広い面積を有し、電子部品が発する熱を放熱する放熱パッドに対し、半田規制層が放熱端子を半田付けする半田付け領域と半田付けされない領域に区画しているので、半田付け領域の溶融半田が半田付け領域から半田付けされない領域に流出することが防止される。この流出が防止されるため、電子部品の半田付け位置が所定の取付位置からずれてしまうことがなく、確実且つ正確な半田付けが可能となる。電子部品として駆動時に発熱するものを半田付けした場合には、放熱パッドを介して放熱が効率よく行なうことができる。また、電子部品の通電端子が電極パッドに半田付けされるとともに、前記半田規制層は、前記放熱端子の前記放熱パッドに半田付けされる部分に沿って形成されている。この時、半田規制層で区画された半田付け領域は、電子部品の位置ずれを起こさない大きさで形成されているので、半田付け不良を起こすような位置ずれが確実に防止できる。
【００５２】
また、請求項２記載の回路基板は、請求項１の効果に加え、半田規制層を、溶融した半田に対して濡れにくい材質にすることで、この半田規制層は溶融した半田をはじいたり反発したりする。そのため、半田層の厚さに比べて半田規制層の方が厚い場合も、逆に、半田規制層の方が薄い場合でも、放熱端子が半田付けされる領域に存在する溶融した半田が他方の領域に移動することを適切に阻害することができる。もちろん、この逆の方向の半田の流れに対する阻害効果も同様に有している。このように、この半田規制層を介する半田の移動を防ぐことができるので、リフロー半田付けを行う場合に起こりがちな電子部品の位置ずれを効果的に防ぐことができる。
【００５３】
また、請求項３記載の回路基板は、請求項１あるいは請求項２の効果に加え、半田規制層である帯状の合成樹脂層の幅を溶融した半田が横切ることができない幅にすることで、放熱特性の悪い合成樹脂により不必要に被覆される放熱パッドの面積を必要最小限に少なくできる。また、半田規制層は、溶融した半田に対して濡れにくい合成樹脂層にする場合には、溶融した半田が半田規制層を横切って移動してしまわない範囲内で、帯状の合成樹脂層の幅をより狭くすることができる。これにより、放熱パッドの露出面積を広く取れるので、その放熱効果をより高くすることができる。
【００５４】
また、請求項４記載の回路基板は、請求項１から請求項３のいずれかの効果に加え、放熱端子が半田付けされた際に、半田規制層により放熱パッド上に区画された領域は、半田のはみ出しが生じない大きさを有して形成されているので、はみ出した半田が何かの原因で外れてしまい、実装されている電子部品を短絡するような不具合を防ぐことができる。
【００５５】
【００５６】
また、請求項５記載の回路基板は、請求項１から請求項４のいずれかの効果に加え、半田規制層と放熱パッド以外の部分を被覆する絶縁性の合成樹脂層とを同じ材料を用いているので、新たに別の材料を用いて半田規制層を形成しなくても良い。
【００５７】
また、請求項６記載の回路基板は、請求項１から請求項５のいずれかの効果に加え、電子部品は駆動時に発熱するが、この発熱を放熱する放熱端子を電子部品が有しているので、容易に電子部品からの発熱を外部に放熱することができる。さらに、この放熱端子は、放熱端子より広い面積を有する、熱の良導体でできた放熱パッドに半田付けされる。これにより、半田付けされた電子部品は、放熱端子の実効的な面積が広くなり、より高い放熱特性が得られる。
【００５８】
また、請求項７記載の回路基板は、放熱端子が半田付けされる放熱パッドの面積が、この放熱パッドに半田付けされる放熱端子の占有面積より広く、特に駆動時に発熱を伴う電子部品を実装する場合には、この熱を高い効率で放熱する。そして、半田付けされる電子部品が発する熱を伝導する放熱パッドと、半田付けされる通電端子を介して電子部品に通電するための電極パッドとが、いずれも基板上に形成される回路パターンの一部として一体に形成される。これにより、基板の作成工程の数が少なくてすむ。さらに、各回路パターン間の電気的な絶縁性を確保するためのレジスト層と、放熱パッド上に形成される半田規制層とが一体に形成される。これにより、半田規制層は、レジスト層と同じ材質で形成され、放熱端子が半田付けされる領域に存在する溶融した半田が、この層を横切る移動を阻害することができる。これにより、電子部品の実装法として高い生産性も実現する。またさらに、この半田規制層を、放熱パッド上の位置に設置し、放熱端子の放熱パッドに半田付けされる部分に沿って形成することで、半田付け時の電子部品の位置ずれも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は、本発明の一実施形態を示し、駆動時に発熱を伴う電子部品の実装状態を示す断面図であり、（ｂ）は、この電子部品が半田付けされる部位のパターン形状を示す平面図である。
【図２】  本発明の基板構造を有して作成された一実施形態を示し、データ変換用回路基板の実装状態を示す各種電子部品の概略配置図である。
【図３】  （ａ）は、データ変換用回路基板に実装する駆動時に発熱を伴う電子部品であるレギュレーターの正面を示す概略図である。（ｂ）は、その側面図である。
【図４】  レギュレーターが半田付けされる部位のパターン形状を詳細に説明した平面図である。
【図５】  基板の作成工程を説明した図面である。
【図６】  （ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、実際に電子部品を基板に実装する実装工程をそれぞれ示す図面である。
【図７】  （ａ）−１、（ｂ）−１、（ｃ）−１、（ｄ）−１および（ｅ）−１は、従来の駆動時に発熱を伴う電子部品の実装状態を示す断面図であり、（ａ）−２、（ｂ）−２、（ｃ）−２、（ｄ）−２および（ｅ）−２は、この電子部品が半田付けされる部位のパターン形状を示す平面図である。
【符号の説明】
４８  電源部
５４  放熱パッド
５８  電極パッド
６２  基材
６４  銅箔
６６  基板
７０  レジストパターン（層）
７２  帯状レジスト層
７４  クリーム半田層
【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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