| 【発明の名称】 |
プリント基板ユニットの製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】北川 晃博
【氏名】林 信弘
|
| 【要約】 |
【課題】作業性が良く、製造効率の良いプリント配線板ユニットの製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子１と、前記半導体素子１の発熱を放熱させるための放熱板２とをビス３により密着させて締め付けた半導体ユニット４を予め製造し、前記半導体ユニット４のプリント配線板５への取り付けを前記ビス３のネジ側端部をはんだ付け１０とするものである。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 半導体素子と、前記半導体素子の発熱を放熱させるための放熱板とをビスにより密着させて締め付けた半導体ユニットを事前に製造し、前記半導体ユニットのプリント配線板への取り付けを前記ビスのネジ側端部をはんだ付けすることを特徴とするプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項２】 放熱板のビス穴にタップを切ったことを特徴とする請求項１記載のプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項３】 ビスにネジとバネ座金が一体化されたセムスコネジを用いることを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項４】 角ワッシャを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項５】 ビスにメッキ処理を施した請求項１〜４のいずれか１項記載のプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項６】 プリント配線板に両面プリント配線材を用い、かつビス穴をスルホール化したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項７】 プリント配線板の部品面側のビス穴ランド部にレジストをかけたことを特徴とする請求項６記載のプリント基板ユニットの製造方法。
【請求項８】 プリント配線板に片面プリント配線材を用い、かつビス穴部にハトメを実装したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のプリント基板ユニットの製造方法。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板ユニットの製造に係り、特に、発熱を生じるパワー系半導体素子とその放熱に寄与する放熱板の実装および製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の製造方法について、図９、図１０を用いて説明する。
【０００３】図９、１０は従来の半導体素子および放熱板のプリント配線板への取り付け構成図である。図９において、電子部品はプリント配線板５０上に実装され、はんだ付け前のプリント配線板５０の部品面側に放熱板５１、半導体素子５２およびトメカナグ５３を備え、プリント配線板５０のはんだ面側よりビス５４を挿入し、トメカナグ５３とによりプリント配線板５０、放熱板５１、半導体素子５２を締め付けてプリント配線板５０への取り付けを行い、その後半導体素子５２のリード部を含めたその他の電子部品リードのはんだ付けを行うものであった。
【０００４】また、図１０において、プリント配線板５０の部品面側に放熱板５１、半導体素子５２を備え、バネ座金５３、座金５４の一体ビス５５をプリント配線板５０の部品面側より挿入し、はんだ面側で座金５６、ナット５７によりプリント配線板５０、放熱板５１、半導体素子５２を締め付けることでプリント配線板５０への取り付けを行い、その後、半導体素子５２のリード部を含めたその他の電子部品リードのはんだ付けを行う製造方法が一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構成では、放熱板、半導体素子をはじめ手挿入による電子部品或いは、ハーネス等は一般的に、はんだ付けを行う前の最終工程であるため、放熱板や半導体素子を取り付ける際にはその他の機械実装されたアキシャル、ラジアル部品等が実装されており、放熱板と半導体素子をビスにより締め付ける際に機械実装された電子部品が脱落する場合があった。また、プリント配線板ユニットは外形形状にもよるが通常１シート板、数枚取りの構成であり、特にビスをプリント配線板のはんだ面から締め付ける構成においては、取り付け治具等を利用し、トメカナグ、半導体素子、放熱板とを位置決めして、半導体素子のリード部をプリント配線板のリード挿入穴にプリント配線板ユニットのシート板を裏返しにして挿入することは極めて困難であり作業性の悪いものであった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、プリント配線板への放熱板と半導体素子の取り付け実装を容易にすると共に、プリント配線板シート板がなくとも事前に放熱板と半導体素子とのユニットをビスにより製造することが出来るため、作業性が良く、製造効率の良いプリント基板ユニットの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明は、半導体素子と、半導体素子の発熱を放熱させるための放熱板とをビスにより密着させて締め付けた構成としており、プリント配線板シート板がなくとも半導体ユニットを事前に製造、完成品とすることができるものである。また、プリント配線板への取り付けについても、半導体ユニットをプリント配線板上に乗せるだけであり、ビスと半導体素子のリード部をはんだ付けすることによりプリント配線板との機械的保持を行うため、作業性、製造効率が良く、はんだ付けについても手間のかからないものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、半導体素子と、前記半導体素子の発熱を放熱させるための放熱板と、前記半導体素子と前記放熱板とをビスにより密着させて締め付けた構成とした半導体ユニットを事前に製造し、プリント配線板への取り付けを前記ビスと前記半導体素子のリード部をはんだ付けすることによりプリント配線板との機械的保持を行うようにしたものであり、プリント配線板なしでも半導体ユニットを完成品として事前に製造することができるばかりでなく、プリント配線板への取り付けについてもプリント配線板上に乗せるだけで、ビスと半導体素子のリード部をはんだ付けすることができるために、プリント配線板シート板を扱うことによる手間を省くことができる。
【０００９】本発明の請求項２記載の発明は、放熱板のビス穴にタップを切ったもので、ビス締めによる半導体素子と放熱板との密着性を向上させることができる。
【００１０】本発明の請求項３記載の発明は、ビスとバネ座金をセットにしたセムスコネジを用いることでビス締めの作業性と締め付け強度を向上させることができる。また、ビスの緩みを抑えることができる。
【００１１】本発明の請求項４記載の発明は、角ワッシャを用いるので、半導体素子と放熱板との密着性の向上および、放熱板の反りを抑えることができる。
【００１２】本発明の請求項５記載の発明は、メッキ処理を施したビスを用いるので、はんだ付け性が良くプリント配線板への取り付け保持をより強固にできる。
【００１３】本発明の請求項６記載の発明は、両面プリント配線材を用い、ビス穴をスルホール化したので、ビス穴内部にもはんだが吸い上がり、はんだ付け強度が向上できると共に、半導体素子のリード根元部に対するストレスを抑えることができる。
【００１４】本発明の請求項７記載の発明は、部品面側のビス穴ランド部にレジストをかけたので、はんだの吸い上がりによる放熱板および半導体素子の浮きを防止できると共に、半導体素子のリードはんだ付け部およびリード根元部のストレスを抑えることができる。
【００１５】本発明の請求項８記載の発明は、片面プリント配線材を用い、ビス穴部にハトメを実装したので、ビス穴内部にもはんだが吸い上がり、はんだ付け強度が向上できる。
【００１６】
【実施例】（実施例１）以下、本発明の各実施例を添付図面にもとづいて説明する。以下、同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】まず、本発明の第１の実施例について図１、図２を参照しながら説明する。図１は本施例を示す半導体ユニットの構成図である。図１において、半導体素子１と、半導体素子１の発熱を放熱させるためのビス穴を有する放熱板２とは、半導体素子１の有する放熱板取り付け穴と放熱板２とに設けたビス穴とを半導体素子１側よりビス３を挿入、締め付けることで半導体ユニット４を事前に製造できるものである。
【００１８】上記構成により、プリント配線板なしでも半導体ユニット４を完成品として事前に製造することができるばかりでなく、プリント配線板への取り付けについてもプリント配線板上に乗せるだけで、ビス３と半導体素子１のリード部をはんだ付けすることができるために、プリント配線板シート板を扱うことによる手間を省くことができるものである。
【００１９】図２は取り付け構成図である。図２において、予め完成された半導体ユニット４は、はんだ付けを行う前の最終工程にて手挿入或いは、ロボット等によってプリント配線板５上に実装され、半導体素子１のリード部６およびプリント配線板５よりはんだ面側へ突出したビス３の出代部をはんだ付け１０とすることによりプリント配線板５との機械的保持を行うものである。
【００２０】（実施例２）次に第２の実施例を図３を用いて説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２１】図３において、放熱板２のビス穴部に半導体素子１とを締め付けるためのビス３の径に合わせたタップ７を切ったことで、ビス締めによる半導体素子１と放熱板２との密着性を向上させることができる。
【００２２】（実施例３）次に第３の実施例を図４を用いて説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】図４において、半導体素子１と、半導体素子１の発熱を放熱させるためのビス穴を有する放熱板２とを締め付けるためのビス３にバネ座金８とセットになったセムスコネジ９を用い、半導体素子１の有する放熱板取り付け穴と放熱板２とに設けたビス穴とを半導体素子１側よりセムスコネジ９を挿入、締め付けることで半導体ユニット４を事前に製造することでビス締めの作業性と締め付け強度を向上させることができる。また、ビスの緩みを抑えることができる。
【００２４】（実施例４）次に第４の実施例を図５を用いて説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２５】図５において、半導体素子１と、半導体素子１の発熱を放熱させるためのビス穴を有する放熱板２とを締め付けるためのビス３にバネ座金８と角ワッシャ１１のセットになったセットビス１２を用い、半導体素子１の有する放熱板取り付け穴と放熱板２とに設けたビス穴とを半導体素子１側よりセットビス１２を挿入、締め付けることで半導体ユニット４を事前に製造でき、かつ角ワッシャ１１を用いるので、半導体素子１と放熱板２との密着性の向上および、放熱板２の反りを抑えることができるものである。
【００２６】（実施例５）次に第５の実施例について説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２７】図１から図５において、半導体素子１と、半導体素子１の発熱を放熱させるためのビス穴を有する放熱板２とを締め付けるためのビス３にはんだつけ性の良いメッキ、特にニッケルメッキを施したビス３を用いることで、はんだ付け性が良くプリント配線板５への取り付け保持をより強固にできる。
【００２８】（実施例６）次に第６の実施例を図６を用いて説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】図６において、予め完成された半導体ユニット４は、はんだ付けを行う前の最終工程にて手挿入或いは、ロボット等によってプリント配線板５上に実装されるが、このプリント配線板に両面プリント配線板１３を用い、かつ半導体ユニット４を挿入するビス穴１４内径部をメッキ処理を施したスルホール１５とし、半導体素子１のリード部６およびプリント配線板１３よりはんだ面側へ突出したビス３の出代部をはんだ付けすることで、プリント配線板１３との機械的保持を行うことができ、ビス穴内部にもはんだが吸い上がり、はんだ付け強度が向上できると共に、半導体素子１のリード根元部に対するストレスを抑えることができる。
【００３０】（実施例７）次に第７の実施例を図７を用いて説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】図７において、予め完成された半導体ユニット４は、はんだ付けを行う前の最終工程にて手挿入或いは、ロボット等によってプリント配線板５上に実装されるが、このプリント配線板５に両面プリント配線材１３を用い、かつ半導体ユニット４を挿入するビス穴１４内径部をメッキ処理を施したスルホール１５とし、半導体素子１のリード部６およびプリント配線板１３よりはんだ面側へ突出したビス３の出代部をはんだ付けしプリント配線板１３との機械的保持を行うが、スルホール１５の場合、部品面側にもランド１６を有しておりはんだ付けの際に、はんだが部品面側上部まで吸い上がる現象が発生する。そこで、プリント配線板１３部品面側のビス穴１４部のランド１６にレジスト１７をかけることで、はんだの吸い上がりによる放熱板２および半導体素子１の浮きを防止できると共に、半導体素子１のリードはんだ付け部およびリード根元部のストレスを抑えることができる。
【００３２】（実施例８）次に第８の実施例を図８を用いて説明する。上記実施例と同一機能を有するものについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３３】図８において、予め完成された半導体ユニット４は、はんだ付けを行う前の最終工程にて手挿入或いは、ロボット等によってプリント配線板５上に実装されるが、このプリント配線板５に片面プリント配線材１８を用い、かつ半導体ユニット４を挿入するビス穴１４部にハトメ１９を実装し、プリント配線板１８よりはんだ面側へ突出したビス３の出代部をはんだ付けするもので、ビス穴内部にもはんだが吸い上がり、はんだ付け強度が向上できる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明のプリント配線板の製造方法は次の効果を奏する。
【００３５】本発明の請求項１記載の発明によれば、半導体素子と、半導体素子の発熱を放熱させるための放熱板と、半導体素子と放熱板とをビスにより密着させて締め付けた構成とした半導体ユニットを事前に製造し、プリント配線板への取り付けをビスと半導体素子のリード部をはんだ付けすることによりプリント配線板との機械的保持を行うようにしたものであり、プリント配線板なしでも半導体ユニットを完成品として事前に製造することができるばかりでなく、プリント配線板への取り付けについてもプリント配線板上に乗せるだけで、ビスと半導体素子のリード部をはんだ付けすることができるために、プリント配線板シート板を扱うことによる手間を省くことができる。
【００３６】本発明の請求項２記載の発明によれば、放熱板のビス穴にタップを切ったもので、ビス締めによる半導体素子と放熱板との密着性を向上させることができる。
【００３７】本発明の請求項３記載の発明によれば、ビスとバネ座金をセットにしたセムスコネジを用いることでビス締めの作業性と締め付け強度を向上させることができる。また、ビスの緩みを抑えることができる。
【００３８】本発明の請求項４記載の発明によれば、角ワッシャを用いるので、半導体素子と放熱板との密着性の向上および、放熱板の反りを抑えることができる。
【００３９】本発明の請求項５記載の発明によれば、メッキ処理を施したビスを用いるので、はんだ付け性が良くプリント配線板への取り付け保持をより強固にできる。
【００４０】本発明の請求項６記載の発明によれば、両面プリント配線材を用い、ビス穴をスルホール化したので、ビス穴内部にもはんだが吸い上がり、はんだ付け強度が向上できると共に、半導体素子のリード根元部に対するストレスを抑えることができる。
【００４１】本発明の請求項７記載の発明によれば、部品面側のビス穴ランド部にレジストをかけたので、はんだの吸い上がりによる放熱板および半導体素子の浮きを防止できると共に、半導体素子のリードはんだ付け部およびリード根元部のストレスを抑えることができる。
【００４２】本発明の請求項８記載の発明によれば、片面プリント配線材を用い、ビス穴部にハトメを実装したので、ビス穴内部にもはんだが吸い上がり、はんだ付け強度が向上できる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５８２１
【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】滝本 智之 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２３３９８１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３０９４９ |
|