(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、
前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、
前記パッド上に実装され、リフロー加熱時における前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収して、前記回路部品の過剰な温度上昇を抑制する吸熱用ダミー部品と、
を有し、前記吸熱用ダミー部品が前記リフロー加熱前に前記回路部品の周縁の近傍に複数個配置されることを特徴とする基板ユニット。
【請求項２】
前記ダミー部品は、前記基板上で供給される熱量が最大の回路部品の周囲に実装されることを特徴とする請求項１記載の基板ユニット。
【請求項３】
他部品から孤立して基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、
熱を通過する接着剤により前記基板に固着され、リフロー加熱時における前記回路部品からの熱を該接着材を介して吸収して、前記回路部品の過剰な温度上昇を抑制する吸熱用ダミー部品と、
を有し、前記吸熱用ダミー部品が前記リフロー加熱前に前記回路部品の周縁の近傍に複数個配置されることを特徴とする基板ユニット。
【請求項４】
前記ダミー部品は、アルミナ、銅、アルミニウム合金、ステンレスのいずれかの材料で構成されることを特徴とする請求項３記載の基板ユニット。
【請求項５】
前記ダミー部品には、前記回路部品の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有する集熱部品が接着又は機械的接合により取り付けてあることを特徴とする請求項３又は４記載の基板ユニット。
【請求項６】
他部品から孤立して基板上に実装され回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットの製造方法において、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドを基板上の回路部品近傍に設けるとともに、基板の配線パターンに応じて半田を塗布する工程と、前記回路部品からの熱を吸収するダミー部品を前記パッド上に搭載する工程と、リフロー加熱を行って半田を溶融させ基板に各部品を接合させるリフロー加熱工程とからなり、かつ、該リフロー加熱工程において前記ダミー部品に前記回路部品からの熱を吸収させることにより、前記回路部品の過剰な温度上昇を防止することを特徴とする基板ユニットの製造方法。
【請求項７】
前記ダミー部品は、アルミナ、銅、アルミニウム合金、ステンレスのいずれかの材料で構成されることを特徴とする特徴とする請求項６記載の基板ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記ダミー部品は、前記回路部品の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有する金属材料又はセラミック材料により構成されることを特徴とする請求項６又は７記載の基板ユニットの製造方法。
【請求項９】
他部品から孤立して基板上に実装され、情報を処理する回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットを備えた情報処理装置において、該基板ユニットは、
前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、
前記パッド上に実装され、リフロー加熱時における前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収して、前記回路部品の過剰な温度上昇を抑制する吸熱用ダミー部品と、
を有し、前記吸熱用ダミー部品が前記リフロー加熱前に前記回路部品の周縁の近傍に複数個配置されることを特徴とする情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リフロー設備によって部品の半田接合を行う基板ユニット及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題に対する関心の高まりとともに、環境に悪影響を及ぼす有害物質を使用しない活動が推進されている。電子機器等の基板ユニットの製造においても、従来から使用されてきた半田（例えば、３７Ｐｂ−Ｓｎの共晶半田）から有害な鉛をなくす活動が活発化している。このような鉛を含まない半田（以下、無鉛半田という）が提案されている。
【０００３】
部品実装の立場では、無鉛半田に切り替えると半田融点が共晶半田の１８３°Ｃから上昇することになる。例えば、Ｓｎ−Ｚｎ系無鉛半田で２００°Ｃ前後、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系無鉛半田で２１７−２２１°Ｃに上昇する。これに伴い、良好な接合状態を確保できる実装温度も２０５°Ｃから１５°Ｃ程度上昇する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような接合温度条件の上昇により、部品の信頼性に大きな影響が生じる。部品の耐熱温度はその構成材料や大きさによって決まるが、その耐熱温度は従来と特に変わらないため、元々温度許容条件の厳しい部品は高温保持時間を最小限に抑える等の工夫が必要になる。特に、基板ユニット上の配置で孤立搭載される部品がある場合、リフロー設備によって部品接合を行う際に、リフロー設備の設定を孤立していない部品群が良好な接合を確保できる接合温度条件に合わせると、孤立搭載部品の耐熱温度を超えてしまうという問題がある。
【０００５】
部品の耐熱温度を超えた場合には、部品内部の端子接続箇所での樹脂層の剥がれ、膨れなどの発生や、長期間の使用による性能劣化が懸念される。このため、従来の部品がそのまま使用できず、耐熱性の高い材料を使用した特殊な部品への変更か、あるいは、製造プロセス上の改善が必要となる。
【０００６】
従来、プリント基板に搭載する各部品のリード部の温度ばらつきを抑えて均一化し、半田接合時のぬれむらを抑制するための方式として、特開２００１−８５８２７号公報、特開平８−６４９５３号公報、特開平８−２３６９１３号公報等には、パッド形状や配線パターン形状を改良することが提案されている。また、実公平７−３７３３７号公報には、複数個の回路部品を筒状のケース内に並べて収納して自動装着機によりプリント配線基板に装着する場合に、ケース内で隣り合う回路部品同士の噛み合いが生じるのを防止する目的でダミー部品を設けることが提案されている。
【０００７】
しかし、これら従来の方式は、リフロー設備の接合温度条件が上昇した場合に、一部の部品が耐熱温度を超えてしまうために生じる不具合を解消する対策について考慮したものではなかった。
【０００８】
一方、製造プロセス上の改善としては、特別な治具を用意して特定部品への熱集中を防止する方法もあるが、精度の高い温度コントロールは困難であり、製造コストの面でも不利となる。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、搭載される部品に、リフロー時に供給される熱により、耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が生じるのを抑制し、適正温度範囲内での良好な部品接合が行える基板ユニットを提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、搭載される部品に、リフロー時に供給される熱により、耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が生じるのを抑制し、適正温度範囲内での良好な部品接合を可能とする基板ユニットの製造方法を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、他部品から孤立して基板上に実装され、情報を処理する回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットを備えた情報処理装置において、前記回路部品に、リフロー時に供給される熱により、耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が生じるのを抑制し、適正温度範囲内での良好な部品接合が行える基板ユニットを備えた情報処理装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、前記パッド上に実装され、リフロー加熱時における前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収して、前記回路部品の過剰な温度上昇を抑制する吸熱用ダミー部品とを有する基板ユニットであって、前記吸熱用ダミー部品が前記リフロー加熱前に前記回路部品の周縁の近傍に複数個配置されることを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、請求項３に記載した発明は、他部品から孤立して基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、熱を通過する接着剤により前記基板に固着され、リフロー加熱時における前記回路部品からの熱を該接着材を介して吸収して、前記回路部品の過剰な温度上昇を抑制する吸熱用ダミー部品とを有する基板ユニットであって、前記吸熱用ダミー部品が前記リフロー加熱前に前記回路部品の周縁の近傍に複数個配置されることを特徴とする。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、請求項６に記載した発明は、他部品から孤立して基板上に実装され回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットの製造方法であって、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドを基板上の回路部品近傍に設けるとともに、基板の配線パターンに応じて半田を塗布する工程と、前記回路部品からの熱を吸収するダミー部品を前記パッド上に搭載する工程と、リフロー加熱を行って半田を溶融させ基板に各部品を接合させるリフロー加熱工程とからなり、かつ、該リフロー加熱工程において前記ダミー部品に前記回路部品からの熱を吸収させることにより、前記回路部品の過剰な温度上昇を防止することを特徴とする。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、請求項９に記載した発明は、他部品から孤立して基板上に実装され、情報を処理する回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットを備えた情報処理装置であって、該基板ユニットは、前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、前記パッド上に実装され、リフロー加熱時における前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収して、前記回路部品の過剰な温度上昇を抑制する吸熱用ダミー部品とを有し、前記吸熱用ダミー部品が前記リフロー加熱前に前記回路部品の周縁の近傍に複数個配置されることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１７】
図１に、本発明に係る基板ユニットの一実施例を示す。
【００１８】
この実施例の基板ユニット１０には、他部品から孤立して基板に実装され、基板ユニット内の回路の一部を構成する回路部品２０が設けてある。回路部品２０の周縁の近傍には、上記回路とは電気的に接続されない部品搭載用パッド２２が複数個設けてある。これらのパッド２２上には、リフロー時の加熱により、回路部品２０へ供給される熱をパッド２２を介して積極的に吸収する吸熱用ダミー部品３０がそれぞれ実装されている。
【００１９】
なお、本明細書においては、基板ユニット内の回路を構成する部品ではないが、リフロー時の加熱により基板上の隣接部品から供給される熱を吸収する、もしくは、集熱するために配置した部品をダミー部品と呼ぶ。
【００２０】
基板上の部品配置を決める際に、裏面との配線接続を行う制約が生じる場合や、基板外への配線長制限付きで引出しをする必要が生じる場合がある。このような場合に、他部品から孤立して基板上に搭載する回路部品が発生することがある。前述したように、プリント基板上に孤立した回路部品を配置する場合、リフロー時の加熱を行う際に適正温度範囲内で良好な部品接合を行うための対策が必要である。
【００２１】
図６は、リフロー時の加熱を行う場合のプリント基板上の部品の表面温度の変化を説明するための図である。
【００２２】
プリント基板に対し、リフロー設備を用いて加熱する場合、プリント基板上の部品の表面温度を、時間の経過にしたがい徐々に上昇させる（予備加熱）。プリント基板及びプリント基板上の部品温度がほぼ均一になったところで、一気に加熱し、全ての半田接合部を融点温度以上にする（本加熱）。この状態において、半田が溶融して基板上の部品接合が可能となる。なお、このとき、温度が極大となる温度をピーク温度と称する。
【００２３】
上述のように、プリント基板に孤立搭載される部品の場合、その部品の熱容量が小さいとリフロー時の加熱によって部品接合を行う際、温度上昇が急激となり、その部品の耐熱温度を超えてしまう問題が生じる。さらに、無鉛半田に切り替えた場合、半田融点が上昇するため、孤立搭載される部品に対しては適正温度範囲内で良好な部品接合を行うための対策が必要となる。
【００２４】
図４には、本発明に係る基板ユニットの他の実施例を示す。
【００２５】
図４の実施例において、他部品から孤立して基板ユニット１０上に実装される低耐熱の部品である回路部品２０は、基板ユニット１０内の回路の一部を構成し、リフロー時の加熱により熱を発生する部品であり、孤立搭載されるため、熱の分散ができずに、耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が生じ易い。本実施例の基板ユニット１０は、回路部品２０のこのような過剰な温度上昇を抑制する対策を講じたものである。
【００２６】
この実施例の基板ユニット１０には、この回路部品２０の周縁の近傍に内層への配線接続のないパッド２２が複数個設けられている。これらパッド２２上にダミー部品３０がそれぞれ実装される。この実施例では、孤立した回路部品２０近傍の単位面積当りの熱容量を増加させることで、リフロー加熱時の回路部品２０の過剰な温度上昇を抑制することができる。
【００２７】
図１及び図４に示した実施例の基板ユニット１０においては、各ダミー部品３０は、基板ユニット内部の回路と電気的に接続されない部品搭載用パッド２２上に実装されるため、これらダミー部品３０を基板ユニット１０上の他の部品に追加して搭載しても、内部回路に何らかの影響を及ぼす等の問題を回避することができる。また、上記実施例において、各ダミー部品３０は、基板ユニット１０に埋め込むのではなく、取り外し可能に設けることにより、現行のプリント基板に対する設計変更を必要最小限に抑えることができ、製造コストの面で有利である。
【００２８】
この実施例において、ダミー部品３０は、基板ユニット１０上でリフロー加熱時の供給される熱量が最大の回路部品（図４の例では部品２０）の近傍に実装される。
【００２９】
一般に、熱容量は１度の温度上昇に必要な熱量として定義され、その部品の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、密度（ｋｇ／ｍ３）、体積（ｍ３）の積として算出できる。リフロー時の加熱により、回路部品２０に過剰な温度上昇が生じるのを抑制するためには、ダミー部品３０は、回路部品２０の耐熱温度に応じて十分大きな熱容量を有するよう構成することが必要である。より好ましくは、ダミー部品３０は、十分大きな熱容量とともに、回路部品２０の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有するよう構成する。このようなダミー部品３０を回路部品２０の周縁近傍に複数個配置することで、回路部品２０の過熱を抑制する効果をより高めることができる。
ダミー部品３０は、熱伝導が大きいことで部品表面から内部への熱流入を促進させ、熱容量が大きいことで本加熱時に過剰熱を積極的に吸収して回路部品２０の過剰な温度上昇を抑制する作用をする。ダミー部品３０の好適な構成材料としては、具体的には、アルミナ等のセラミックや、銅・アルミニウム合金などがあげられる。熱容量が確保されれば、ステンレスのような中熱伝導の金属材でもよい。セラミック材の場合ではチップコンデンサやチップ抵抗を使用してもよい。金属材料の場合、ダミー部品３０は接着又は機械的接合により基板に固着させることが望ましい。
図１や図４の実施例の基板ユニット１０においては、基板ユニット１０内の回路と電気的に接続されない部品搭載用パッド２２を複数個回路部品２０の近傍に設けているが、本発明の基板ユニット１０はこれら実施例のみに限られるものではない。すなわち、パッド２２を基板ユニット１０上に設けないで回路部品２０の過熱抑制を行うことも可能である。例えば、熱を通過する接着剤を用いて、金属材料のダミー部品３０を基板ユニット１０上の回路部品２０近傍に固着させて、リフロー加熱時に回路部品２０からの熱をこの接着剤を介して吸収するよう構成してもよい。
また、回路部品２０からの熱を効率よく吸収するため、ダミー部品３０の表面は、塗装もしくは表面処理を施して、ほぼ黒色に近い状態にすることが望ましい。
【００３０】
図２に、本発明に係るダミー部品の一例を示す。この例では、ダミー部品３０は直方体形状に形成されている。しかし、この例のみに限られるものではなく、ダミー部品３０の形状が、円柱状であっても、あるいは異形状であってもよい。回路部品２０の過熱を抑制する効果の点で大きな違いはない。
【００３１】
図３に、本発明に係るダミー部品の他の例を示す。対象となる回路部品２０の表面積が大きい場合には、熱容量の差のみで部品表面温度の立ち上がりを抑制することが難しくなる。このような場合には、図３に示すように、回路部品２０の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有する集熱部品３２（例えば、金属製の部品）を、ダミー部品３０の表面に接着又は機械的接合により固着する。この集熱部品３２を表面に固着することで、ダミー部品３０の集熱効果を高めることができ、回路部品２０の表面積が大きい場合にも、加熱抑制の効果を高めることができる。
【００３２】
図５に、本発明に係るダミー部品の他の例を示す。上述のように、対象となる回路部品２０の表面積が大きい場合、熱容量の差のみで部品表面温度の立ち上がりを抑制することが難しくなる。このような場合、図５に示したように、基板ユニットにリフロー加熱を行うときのみ、十分大きな熱容量を有し、かつ、ダミー部品３０を覆うような形状を有する集熱部材３４を回路部品２０の近傍を設けてもよい。この例では、集熱部材３４の底面に溝が形成してあり、隣接する一対のダミー部材３０全体を被覆するように基板ユニット上に設ける場合が示してある。集熱部材３４を配置する箇所は、回路部品２０の近傍であって、基板ユニットを搬送してリフロー設備内に通す際の、搬送方向の基板ユニット先端側のみに設けてもよいし、回路部品２０の周囲全体を取り囲むように配置してもよい。
【００３３】
図７に、本発明に係る基板ユニットの製造方法を説明するフロー図を示す。また、図８は、図７に示した製造方法の各ステップを説明する図である。
【００３４】
上述したように、本発明に係る基板ユニットは、他部品から孤立して基板に実装され、基板ユニット内の回路の一部を構成する回路部品２０を有する基板ユニット１０を前提にしている。以下に説明するように、本実施例の基板ユニットの製造方法においても、リフロー時の加熱により、回路部品２０に耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が生じないための対策がとられる。
【００３５】
本実施例の製造方法においては、まず、基板ユニット１０内の回路と電気的に接続されない部品搭載用パッド２２を基板上の回路部品２０近傍に設ける。基板ユニット１０におけるパッド２２の配置箇所は予め定めておく。そして、図７、図８（Ａ）に示したように、半田ペースト４１を、スクリーン印刷等の方法を用いて、基板ユニット１０上の部品搭載用パッドに塗布する（Ｓ１０）。
【００３６】
半田が塗布された後、図７、図８（Ｂ）に示されるように、基板ユニット１０上に搭載すべき部品４０を搭載する（Ｓ２０）。この工程Ｓ２０では、基板ユニット内の回路を構成する部品４０とともに、ダミー部品３０も基板ユニット１０の上記パッド２２上に搭載する。従って、ダミー部品３０が回路部品２０の近傍に搭載されることになる。
【００３７】
基板ユニット１０の部品搭載が完了すると、基板ユニット１０を搬送してリフロー設備内に通し、基板ユニット１０に対しリフロー加熱を行う（Ｓ３０）。図８（Ｃ）に示したように、リフロー設備内の熱伝導及び熱輻射により基板ユニット１０が加熱されて、半田ペースト４１が再溶融して部品の基板ユニット１０への接合が行われる。この工程では、上述したように、リフロー設備内で回路部品２０から発生する熱を上記ダミー部品３０が効率よく吸収するため、回路部品２０に耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が発生することが抑制され、適正温度範囲内で良好に回路部品２０の半田接合が行われる。
【００３８】
さらに、図７、図８（Ｄ）に示したように、リフロー加熱工程後の基板ユニット１０に対し、外観検査を行い、各部品の接合状態が検査される（Ｓ４０）。
【００３９】
上記実施例の基板ユニットの製造方法の場合、リフロー加熱工程において回路部品２０に過剰な温度上昇が生じるのを十分抑制するため、ダミー部品３０は、回路部品２０の耐熱温度に応じて十分大きな熱容量を有するよう構成する。より好ましくは、ダミー部品３０は、十分大きな熱容量とともに、回路部品２０の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有するよう構成する。また、回路部品２０の過熱を抑制する効果をより高めるため、ダミー部品３０は、回路部品２０の周縁近傍に複数個配置する。さらに、リフロー加熱工程において、回路部品２０からの熱を効率よく吸収するため、ダミー部品３０の表面は、塗装もしくは表面処理を施して、ほぼ黒色に近い状態にするとよい。
【００４０】
次に、本発明に係るダミー部品を搭載した場合と搭載しない場合の対象部品の吸熱状態を比較するために行ったシミュレーションの結果について述べる。
【００４１】
図９に、本発明に係るダミー部品を搭載した場合と搭載しない場合の対象部品の温度上昇状態を比較するためのシミュレーション用プリント基板モデルの構成を示す。
【００４２】
図９に示したように、プリント基板モデル１００には、基板左側に、プリント基板内の回路を構成する回路部品群が設けてあり、他の回路部品としての１４ピンＳ−ＳＯＰ（ｓｈｒｉｎｋ  ｓｍａｌｌ  ｏｕｔｌｉｎｅ  ｐａｃｋａｇｅ）パッケージ４２、３個のＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）トランジスタ４３、２個のコイル４４、ＢＧＡ（ｂａｌｌ  ｇｒｉｄ  ａｒｒａｙ）パッケージ４５等が搭載されている。基板右側に、上記部品群４２−４５から孤立した回路部品２０として、１４ピンＳ−ＳＯＰパッケージが搭載されている。この回路部品２０は、部品配置の都合上、孤立搭載するが、プリント基板内の回路の一部を構成するものとする。
【００４３】
図９に示したプリント基板モデル１００の場合は、回路部品２０（Ｓ−ＳＯＰパッケージ）の周縁の近傍に、ダミー部品３０が複数個設けられている。また、図９に示したプリント基板モデル１００の大きさは、約１２０ｍｍｘ１２０ｍｍである。
【００４４】
図１０は、第１例のプリント基板モデルの詳細データ及びそのシミュレーション結果として得られた各部品の表面温度を示す。図１１は、第１例のプリント基板モデル１００−１の構成を示す。
【００４５】
図１０、図１１に示したように、Ａ面は孤立した回路部品２０にダミー部品３０を設けていない場合であり、Ｂ面、Ｃ面、Ｄ面はそれぞれ異なる構成を有するダミー部品を回路部品２０の近傍に配置した場合である。図１０の「Ｓ−ＳＯＰ周囲部品」の欄は、コイル４４の大きさ、又は各ダミー部品３０の構成材料、大きさを示す。他の回路部品４２とコイル４４間の間隙、及び回路部品２０とダミー部品３０間の間隙は約４ｍｍである。
【００４６】
図１０の「部品温度」の欄に示したように、リフローのシミュレーションを行うと、得られた各部品の表面温度は、他の回路部品４２が２２０°Ｃであるのに対し、ダミー部品３０を設けないＡ面の回路部品２０の場合が２３５°Ｃであり、本発明のダミー部品３０を設けたＢ面、Ｃ面、Ｄ面の回路部品２０の場合が２２３°Ｃ−２３０°Ｃに低減可能であることが分かった。
【００４７】
図１２には、第１例のプリント基板モデル１００−１のシミュレーション結果として得られた、リフロー時における各部品の表面温度変化の様子を示す。４２Qは他の回路部品４２上の表面温度測定点を示し、２０Ａ乃至２０Ｄは、それぞれＡ面乃至Ｄ面の回路部品２０上の表面温度測定点を示す。
【００４８】
次に、第２例のプリント基板モデルの詳細データ及びそのシミュレーション結果として得られた各部品の表面温度を図１３に示す。図１４は、第２例のプリント基板モデル１００−２の構成を示す。
【００４９】
第２例では、各ダミー部品３０の構成材料、個数を異ならせて、リフロー時の回路部品２０の過熱抑制効果の変動を検討している。特に、Ａ面乃至Ｈ面の各ダミー部品３０の熱容量、熱伝導率を異ならせて回路部品２０の過熱抑制効果の変動を検討した。
【００５０】
図１３の「部品温度」の欄に示したように、リフローのシミュレーションを行うと、得られた各部品の表面温度は、ダミー部品３０を設けないＡ面の回路部品２０の場合が２３５°Ｃであるのに対し、本発明のダミー部品３０を設けたＢ面乃至Ｈ面の回路部品２０の場合が２２３°Ｃ−２３０°Ｃに低減可能であることが分かった。また、最も回路部品２０の過熱抑制効果の高いのは、ダミー部品３０の熱容量であることが分かった。さらに、ダミー部品３０の熱容量値が同じ場合は、ダミー部品３０の熱伝導率が高い方が効果が高いことが分かった。
【００５１】
従って、ダミー部品３０の熱容量が大きくなるように、比熱が大きい構成材料を選択することが望ましい。ダミー部品３０の体積に制約がある場合には、ダミー部品３０の構成材料として密度の大きいものを選択することで補うことが可能である。なお、上述したように、ダミー部品３０の熱容量は、その部品の比熱（Ｊ／ｋｇ・Ｋ）、密度（ｋｇ／ｍ３）、体積（ｍ３）の積として算出できる。
【００５２】
図１５には、第２例のプリント基板モデル１００−２のシミュレーション結果として得られた、リフロー時における各部品の表面温度変化の様子を示す。２０Ａ乃至２０Ｈは、それぞれ第２例のプリント基板モデル１００−２のＡ面乃至Ｈ面の回路部品２０上の表面温度測定点を示す。
【００５３】
図１６に、本発明に係る基板ユニットを搭載した情報処理装置の一例を示す。
【００５４】
図１６に示した例は、情報処理装置としてのパーソナルコンピュータの本体５０に、図１又は図４の実施例に係る基板ユニット１０を搭載した場合である。この基板ユニット１０上に搭載される各部品は情報を処理する回路（例えば、データ読出し回路）を構成しており、かつ、基板ユニットの部品配置の制約上、回路部品２０が他の部品から孤立して基板上に実装されるが、上記回路の一部を構成する。
【００５５】
上述したように、本発明に係る基板ユニット１０は、他部品から孤立して基板に実装され、基板ユニット内の回路の一部を構成する回路部品２０を有する基板ユニット１０を前提にしている。本実施例の情報処理装置において搭載される基板ユニット１０も、図１又は図４の実施例で説明したのと同様に、リフロー時の加熱により、回路部品２０に耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が生じないための対策がとられている。
【００５６】
したがって、本実施例においては、リフロー時の加熱により耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が孤立した回路部品に生じるのを抑制することができ、回路部品に不具合がなく、良好な部品接合が行われたプリント基板を備えた情報処理装置を提供することができる。
【００５７】
（付記１）  基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、前記パッド上に実装され、前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収する吸熱用ダミー部品とを有することを特徴とする基板ユニット。
【００５８】
（付記２）  前記ダミー部品は、前記基板上で供給される熱量が最大の回路部品の周囲に実装されることを特徴とする付記１記載の基板ユニット。
【００５９】
（付記３）  前記ダミー部品は、前記回路部品の周縁の近傍に複数個設けることを特徴とする付記１記載の基板ユニット。
【００６０】
（付記４）  前記ダミー部品は、アルミナ、銅、アルミニウム合金、ステンレスのいずれかの材料で構成されることを特徴とする付記１記載の基板ユニット。
【００６１】
（付記５）  前記ダミー部品には、前記回路部品の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有する集熱部品が接着又は機械的接合により取り付けてあることを特徴とする付記１記載の基板ユニット。
【００６２】
（付記６）  他部品から孤立して基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、熱を通過する接着剤により前記基板に固着され、前記回路部品からの熱を該接着材を介して吸収するダミー部品とを有することを特徴とする基板ユニット。
【００６３】
（付記７）  前記ダミー部品は、アルミナ、銅、アルミニウム合金、ステンレスのいずれかの材料で構成されることを特徴とする付記６記載の基板ユニット。
【００６４】
（付記８）  前記ダミー部品には、前記回路部品の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有する集熱部品が接着又は機械的接合により取り付けてあることを特徴とする付記６記載の基板ユニット。
【００６５】
（付記９）  前記ダミー部品は、接着又は機械的接合により前記基板に固着してあることを特徴とする付記６記載の基板ユニット。
【００６６】
（付記１０）  他部品から孤立して基板上に実装され回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットの製造方法において、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドを基板上の回路部品近傍に設けるとともに、基板の配線パターンに応じて半田を塗布する工程と、前記回路部品からの熱を吸収するダミー部品を前記パッド上に搭載する工程と、リフロー加熱を行って半田を溶融させ基板に各部品を接合させるリフロー加熱工程とから構成され、かつ、該リフロー加熱工程において前記ダミー部品に前記回路部品からの熱を吸収させることにより、前記回路部品の過剰な温度上昇を防止することを特徴とする基板ユニットの製造方法。
【００６７】
（付記１１）  前記ダミー部品は、アルミナ、銅、アルミニウム合金、ステンレスのいずれかの材料で構成されることを特徴とする付記１０記載の基板ユニットの製造方法。
【００６８】
（付記１２）  前記ダミー部品は、前記回路部品の耐熱温度に応じて十分大きな熱伝導率を有する金属材料又はセラミック材料により構成されることを特徴とする付記１０記載の基板ユニットの製造方法。
【００６９】
（付記１３）  前記リフロー加熱工程において、前記ダミー部品を被覆する形状を有し、十分大きな熱容量を有する集熱部材を、前記回路部品の周縁の近傍に設けることを特徴とする付記１０記載の基板ユニットの製造方法。
【００７０】
（付記１４）  前記ダミー部品は、塗装もしくは表面処理によりほぼ黒色の表面を有するよう構成されることを特徴とする付記１０記載の基板ユニットの製造方法。
【００７１】
（付記１５）  他部品から孤立して基板上に実装され、情報を処理する回路の一部を構成する回路部品を有する基板ユニットを備えた情報処理装置において、該基板ユニットは、前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、前記パッド上に実装され、前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収する吸熱用ダミー部品とを有することを特徴とする情報処理装置。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載した発明によれば、基板ユニットが、基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、前記回路部品の周囲に設けられ、前記回路と電気的に接続されない部品搭載用パッドと、前記パッド上に実装され、前記回路部品からの熱を前記パッドを介して吸収する吸熱用ダミー部品とを有するので、低耐熱の部品を他部品から孤立して基板ユニット上に搭載する必要が生じても、リフロー時の加熱により、耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇がその搭載部品に生じるのを抑制することができ、良好な部品接合が行える。集熱用のダミー部品を搭載することは容易に実施可能であり、搭載部品の過剰な温度上昇を防止できるとともに、製造コストの削減に寄与する。
【００７３】
請求項４に記載した発明によれば、基板ユニットが、他部品から孤立して基板上に実装され、回路の一部を構成する回路部品と、熱を通過する接着剤により前記基板に固着され、前記回路部品からの熱を該接着材を介して吸収するダミー部品とを有するので、低耐熱の部品を他部品から孤立して基板ユニット上に搭載する必要が生じても、リフロー時の加熱により、耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇がその搭載部品に生じるのを抑制することができ、良好な部品接合が行える。集熱用のダミー部品を搭載することは容易に実施可能であり、搭載部品の過剰な温度上昇を防止できるとともに、製造コストの削減に寄与する。
【００７４】
また、請求項７に記載した発明によれば、リフロー時の加熱により耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が孤立した回路部品に生じるのを抑制することができ、回路部品に不具合がなく、良好な部品接合が行われた基板ユニットを提供することができる。また、少量生産のプリント基板であっても、製造設備側で基板毎にリフロー用の特殊な治具やツールを準備する必要がなく、また、回路部品の周囲に集熱用のダミー部品を搭載する工程は容易に実施可能であり、製造コストの削減が可能である。
【００７５】
さらに、請求項１０に記載した発明によれば、リフロー時の加熱により耐熱温度を超えるような過剰な温度上昇が孤立した回路部品に生じるのを抑制することができ、回路部品に不具合がなく、良好な部品接合が行われたプリント基板を備えた情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板ユニットの一実施例を示す平面図である。
【図２】本発明に係るダミー部品の一例を示す図である。
【図３】本発明に係るダミー部品の他の例を示す図である。
【図４】本発明に係る基板ユニットの一実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るダミー部品の他の例を示す斜視図である。
【図６】リフロー時における部品表面温度の変化を説明するための図である。
【図７】本発明に係る基板ユニットの製造方法を説明するフロー図である。
【図８】図７に示した基板ユニットの製造方法の各ステップを説明する図である。
【図９】本発明に係るダミー部品を搭載した場合と搭載しない場合の対象部品の温度上昇状態を比較するためのシミュレーション用プリント基板モデルの構成を示す図である。
【図１０】第１例のプリント基板モデルの詳細データ及びそのシミュレーション結果として得られた各部品の表面温度を示す図である。
【図１１】第１例のプリント基板モデルの構成を示す平面図である。
【図１２】第１例のプリント基板モデルのシミュレーション結果として得られた、リフロー時における各部品の表面温度変化を示す図である。
【図１３】第２例のプリント基板モデルの詳細データ及びそのシミュレーション結果として得られた各部品の表面温度を示す図である。
【図１４】第２例のプリント基板モデルの構成を示す平面図である。
【図１５】第２例のプリント基板モデルのシミュレーション結果として得られた、リフロー時における各部品の表面温度変化を示す図である。
【図１６】本発明に係る基板ユニットを搭載した情報処理装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  基板ユニット
２０  孤立した回路部品
２２  パッド
３０  吸熱用ダミー部品
３２  集熱部品
３４  集熱部材
４０  部品
４１  半田ペースト
４２  他の回路部品
４３  トランジスタ
４４  コイル
４５  ＢＧＡパッケージ
【図１】
0003816380.tif 000002
【図２】
0003816380.tif 000003
【図３】
0003816380.tif 000004
【図４】
0003816380.tif 000005
【図５】
0003816380.tif 000006
【図６】
0003816380.tif 000007
【図７】
0003816380.tif 000008
【図８】
0003816380.tif 000009
【図９】
0003816380.tif 000010
【図１０】
0003816380.tif 000011
【図１１】
0003816380.tif 000012
【図１２】
0003816380.tif 000013
【図１３】
0003816380.tif 000014
【図１４】
0003816380.tif 000015
【図１５】
0003816380.tif 000016
【図１６】
0003816380.tif 000017