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JP2011199002A - プリント基板及びその製造方法 - Google Patents

プリント基板及びその製造方法 Download PDF

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典明 種子
Hideyoshi Takii
秀吉 瀧井
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Abstract

【課題】簡単に放熱体を形成することができ、放熱効率を高めることができるプリント基板を提供する。
【解決手段】電子部品１２を実装すべき基板ユニット４であって、板状の絶縁基材９と、該絶縁基材９の少なくとも一方の面上に形成され、前記電子部品１２とリード線１５を介して直接又は間接に接続された導体パターン１０とを有する基板ユニット４と、前記絶縁基材９の他方の面に重ね合わされた金属製の放熱板２と、前記電子部品１２と前記放熱板２とを熱的に接続する伝熱経路とを備え、前記伝熱経路は、該放熱板２と密着して固定され、前記電子部品１２と接着された金属製のピン３である。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱構造を有するプリント基板及びその製造方法に関するものである。
電子部品が発する熱を外部に放出するプリント基板が特許文献１に開示されている。このプリント基板は、電子部品が実装されている部分にスルーホールを設け、このスルーホールに金属からなる放熱部品の突起部を差し込み、突起部の先端と電子部品を接触させて基板裏側に配設され、かつ突起部と一体となった本体部を通じて放熱させるものである。しかしながら、特許文献１に記載の放熱部品は、突起部と本体部が一体となって放熱部品を構成している。このような形状の放熱部品を一体として得る場合、鋳型等を用いて製造するため、そのための設備が必要となり、製造コストも高い。また、設備設置のスペースも必要となる。
特開２００８−９１５２２号公報
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、簡単に放熱体を形成することができ、放熱効率を高めることができるプリント基板及びその製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、請求項１の発明では、電子部品を実装すべき基板ユニットであって、板状の絶縁基材と、該絶縁基材の少なくとも一方の面上に形成され、前記電子部品とリード線を介して直接又は間接に接続された導体パターンとを有する基板ユニットと、前記基板ユニットに重ね合わされた金属製の放熱板と、前記電子部品と前記放熱板とを熱的に接続する伝熱経路とを備え、前記伝熱経路は、該放熱板と密着して固定され、前記電子部品と接着された金属製のピンであることを特徴とするプリント基板を提供する。
また、請求項２の発明では、前記放熱板は、前記ピンが挿入される第１の貫通孔とをさらに有し、前記絶縁基材は、前記第１の貫通孔に対応する位置に設けられ、前記ピンが挿入される第２の貫通孔とをさらに有することを特徴としている。
また、請求項３の発明では、前記ピンは中実であり、一方の端面が前記放熱板と面一に形成されている底面とをさらに有することを特徴としている。
さらに、請求項４の発明では、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔との位置合わせをしながら前記基板ユニットと前記放熱板を接着し、前記第１及び第２の貫通孔に前記ピンを圧入することを特徴とする請求項２に記載のプリント基板の製造方法を提供する。
また、請求項５の発明では、前記基板ユニットと前記放熱板を接着し、前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔を同時に形成し、前記第１及び第２の貫通孔に前記ピンを圧入することを特徴としている。
請求項１の発明によれば、金属製のピンが放熱板に密着し、このピンに発熱体である電子部品が接着されるので、電子部品から発せられる熱をピンを介して効率よく放熱板から放熱することができる。また、この放熱構造を形成する際は、放熱板とピンを密着して固定するだけであるので、簡単な構造で且つ容易に放熱体を形成することができる。また、ピンと放熱板とを異なる材質のもので形成することができ、適宜最適な材料を組み合わせることができる。
請求項２の発明によれば、第１及の貫通孔にピンを挿入するだけで簡単に放熱体を形成することができる。貫通孔に挿入する構造とすることで、ピンの外周から均等に放熱することができる。また、絶縁基材に第２の貫通孔を設けて置くことで、プリント基板の製造時の作業性が向上する。
請求項３の発明によれば、ピンの一方の端面は放熱板と面一に形成される。このような底面を形成することにより、ピンが放熱板の一方の面から突出していないので、ピンと放熱板とからなる放熱体の取扱い性が向上する。
また、請求項４の発明によれば、基板ユニットと放熱板を接着してからピンを圧入するので、第１及び第２の貫通孔の位置合わせを容易に行うことができる。
また、請求項５の発明では、基板ユニットと放熱板を接着してから第１及び第２の貫通孔を同時に形成するので、第１及び第２の貫通孔の位置合わせ作業を要しない。したがって、効率よい作業を実現できる。
本発明に係るプリント基板の概略断面図である。 本発明に係る別のプリント基板の概略断面図である。
図１に示すように、本発明に係るプリント基板１は、放熱板２と、ピン３と、基板ユニット４とを有している。放熱板２は、金属製である。例えば銅等の導電性の高い金属が好ましい。ピン３は、放熱板２と同様金属製である。このピン３も、例えば銅等の導電性の高い金属が好ましい。ピン３は、例えば中実の円柱形状であり、放熱板２と密着して固定されている。具体的には、放熱板２にはピン３と略同径の第１の貫通孔５が形成されていて、ピン３はこの第１の貫通孔５に挿入されている。ピン３の一方の端面である底面６は、放熱板２の一方の面である底面７と面一である。このように互いの底面６，７同士を面一とすることで、ピン３が放熱板２の底面７から突出することを防止する。すなわち、ピン３は放熱板２の天面２４からのみ突出している。
一方、基板ユニット４は、板状の絶縁基材９と、導体パターン１０とを有している。導体パターン１０は、絶縁基材９上にエッチング法あるいはアディティブ法で形成されている。絶縁基材９には、第１の貫通孔５に対応する位置に設けられた第２の貫通孔１１が形成されている。この第２の貫通孔１１に、ピン３が挿入されている。放熱板２と基板ユニット４は、接着剤１４を介して接着されている。絶縁基材９から突出したピン３の端面には、発熱体である電子部品１２が接着剤１３を介して接着されている。この電子部品１２は、リード線１５を介して所定の導体パターン１０と接続され、基板ユニット４に実装されている。すなわち、図の例では、導体パターン１０が絶縁基材９の少なくとも一方の面上に形成され、他方の面に放熱板２が重ね合わされている。なお、本発明に係る放熱構造は、図で示した絶縁基材９の片面のみに導体パターン１０が形成された片面板の他、絶縁基材９の両面に導体パターン１０が形成された両面板、さらには両面板と片面板とを組み合わせて積層した多層板にも適用可能である。
このようにして形成されたプリント基板１は、金属製のピン３が放熱板２に密着し、このピン３の天面２５に発熱体である電子部品１２が接着されている。すなわち、ピン３が電子部品１２と放熱板２とをつなぐ電熱経路となる。したがって、電子部品１２から発せられる熱は、伝熱経路たるピン３を介して効率よく放熱板２から放熱される。このように、ピン３と放熱板２とが別体なので、この放熱構造を形成する際は、放熱板２とピン３を密着して固定するだけ、具体的には、第１の貫通孔５にピン３を挿入するだけであるので、簡単な構造で且つ容易に放熱体８を形成することができる。加えて、ピン３と放熱板２とを異なる材質のもので形成することができ、適宜最適な材料を組み合わせることができる。ピン３を第１の貫通孔５に挿入する構造とすることで、ピン３の外周から均等に放熱することができる。また、ピン３は、第２の貫通孔１１に挿入されるだけで基板ユニット４の実装面に表われるので、プリント基板１の製造時の作業性が向上する。
本発明に係るプリント基板の製造方法を具体的に説明すると、以下のようになる。上述した基板ユニット４の底面（実装面と反対側の面）７に対し、放熱板２を接着剤１３を介して接着する。この接着は、第１の貫通孔５と第２の貫通孔１１の位置を合わせながら行われる。なお、基板ユニット４は公知の方法で製造される。そして、第１の貫通孔５及び第２の貫通孔１１に対してピン３を挿入する。換言すれば、ピン３は第１及び第２の貫通孔５，１１に圧入される。したがって、ピン３は第１及び第２の貫通孔５，１１内に固定される。このように、基板ユニット４と放熱板２を接着してからピン３を圧入するので、第１及び第２の貫通孔５，１１の位置合わせを容易に行うことができる。
他の製造方法として、基板ユニット４と放熱板２とを接着材１３を介して接着した後、第１及び第２の貫通孔５，１１を同時に形成してもよい。このように貫通孔５，１１を同時に形成することで、孔の位置合わせ作業が不要となり、作業の効率を向上させることができる。
なお、本発明が提供する放熱構造は、図２に示すように、電子部品ユニット１６が実装された基板ユニット４に対しても適用可能である。電子部品ユニット１６は、電子部品１２が片面側に実装され、絶縁基材１７に設けられたスルーホール１８に導電材料１９を充填したものである。この導電材料１９の両端に導電回路２０，２１が形成され、実装面と反対側の導電回路２０が半田ボールや導電ペースト等の導電材２２を介して導体パターン１０に接続される。このとき、ピン３を絶縁基材１７をそのまま貫通させて電子部品１２と接着してもよいし、図２に示すように、導電材２２を介して別のピン２３と接続させ、この別のピン２３を絶縁基材１７を貫通させて電子部品１２と接着してもよい。
１ プリント基板
２ 放熱板
３ ピン
４ 基板ユニット
５ 第１の貫通孔
６ 底面
７ 底面
８ 放熱体
９ 絶縁基材
１０ 導体パターン
１１ 第２の貫通孔
１２ 電子部品
１３ 接着剤
１４ 接着剤
１５ リード線
１６ 電子部品ユニット
１７ 絶縁基材
１８ スルーホール
１９ 導電材料
２０ 導電回路
２１ 導電回路
２２ 導電材
２３ 別のピン
２４ 天面
２５ 天面

Claims (5)

  1. 電子部品を実装すべき基板ユニットであって、板状の絶縁基材と、該絶縁基材の少なくとも一方の面上に形成され、前記電子部品とリード線を介して直接又は間接に接続された導体パターンとを有する基板ユニットと、
    前記基板ユニットの他方の面に重ね合わされた金属製の放熱板と、
    前記電子部品と前記放熱板とを熱的に接続する伝熱経路とを備え、
    前記伝熱経路は、
    該放熱板と密着して固定され、前記電子部品と接着された金属製のピンであることを特徴とするプリント基板。
  2. 前記放熱板は、前記ピンが挿入される第１の貫通孔とをさらに有し、
    前記絶縁基材は、前記第１の貫通孔に対応する位置に設けられ、前記ピンが挿入される第２の貫通孔とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
  3. 前記ピンは中実であり、一方の端面が前記放熱板と面一に形成されている底面とをさらに有することを特徴とする請求項２に記載のプリント基板。
  4. 前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔との位置合わせをしながら前記基板ユニットと前記放熱板を接着し、
    前記第１及び第２の貫通孔に前記ピンを圧入することを特徴とする請求項２に記載のプリント基板の製造方法。
  5. 前記基板ユニットと前記放熱板を接着し、
    前記第１の貫通孔及び前記第２の貫通孔を同時に形成し、
    前記第１及び第２の貫通孔に前記ピンを圧入することを特徴とする請求項２に記載のプリント基板の製造方法。
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