(57)【要約】【課題】  電子部品を加熱することなく、短時間ではんだを加熱して溶解することができるプリント配線板と、このプリント配線板を使用した実装基板の製造方法とを提供する。【解決手段】  本発明のプリント配線板は、基板１１上に配線パターン１２が形成されたプリント配線板１３であって、前記配線パターン１２が、複数の電子部品間を接続するための導線部１２ａと、該導線部１２ａから延設され、電子部品１５との間ではんだ付けされる１以上の接続部１２ｂ１とを有し、該接続部１２ｂ１に開口部となる１以上の小丸孔４１を形成した。はんだ１４に電子部品１５を載せ、前記基板１１の前記接続部１２ｂ１の裏面側から接続部に向けてレーザ光を照射して前記はんだを溶解して前記接続部１２ｂ１と前記電子部品１５とをはんだ付けする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配線パターンが形成されたプリント配線板であって、
前記配線パターンが、複数の電子部品間を接続するための導線部と、
該導線部から延設され、電子部品との間ではんだ付けされる１以上の接続部とを有し、該接続部に１以上の開口部を形成したことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記基板のレーザ光の透過率が、１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記開口部が複数の小丸孔、複数の小角孔または複数のスリットのいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
基板上に、複数の電子部品間を接続するための導線部と、該導線部から延設され前記電子部品との間ではんだ付けされる接続部であって１以上の開口部が形成された１以上の接続部と、を備えた配線パターンが形成されたプリント配線板を配置する工程と、
前記接続部にはんだを付与する工程と、
前記はんだに電子部品を付与する工程と、
前記基板の前記接続部の裏面側から接続部に向けてレーザ光を照射して前記はんだを溶解して前記接続部と前記電子部品とをはんだ付けする工程と、
を有することを特徴とする実装基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板のレーザ光の透過率が、１０％以上であることを特徴とする請求項４に記載の実装基板の製造方法。
【請求項６】
前記開口部が複数の小丸孔、複数の小角孔または複数のスリットのいずれかであることを特徴とする請求項４又は５に記載の実装基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を実装する新しいタイプのプリント配線板と、このプリント配線板に電子部品を実装した実装基板の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の上に銅箔などの導電性素材からなる配線パターンを形成してプリント配線板とし、配線パターンの所定の位置に電子部品を固定して実装基板を形成する場合、電子部品を配線パターンに固定する方法としては、はんだ付けが一般的である。
【０００３】
はんだ付けの方法としては、リフロー炉内ではんだに熱風を吹き付けることではんだを溶解させ、電子部品を固定する方法がある。この場合、リフロー炉内の温度は２５０℃〜２６０℃になる。
【０００４】
リフロー方式では、はんだのみならず、基板や電子部品まで加熱してしまうので、熱により基板を変形させたり、電子部品に悪影響を与えたりするなどの問題があった。特に、電子部品がＬＥＤの場合、リフロー炉内の熱により、ＬＥＤの蛍光剤が劣化し、輝度が低下するという問題もあった。
【０００５】
この問題に対し、レーザ光をはんだに照射して局所的に加熱して、電子部品をプリント配線板に固定する方法が提案されている。
【０００６】
図６は、レーザ光によって電子部品をプリント配線板に固定する従来の方法を説明する図である。同図に示すように、基板１１には、配線パターン１２がエッチング等により形成され、プリント配線板１３０が構成されている。配線パターン１２の所定の位置にはんだ１４を載せ、その上に電子部品１５を載せる。そして、上方からレーザ光１６を照射し、はんだ１４を溶解させると電子部品１５が基板１１に固定されることになる。
【０００７】
この方法であれば、原則として基板１１や電子部品１５は高温にならないので、基板１１の変形や電子部品１５の劣化は防止できることになる。
【０００８】
しかしながら、この方法では、レーザではんだ１４のみを加熱することは困難で、はんだ１４と共に電子部品１５を加熱してしまう可能性がある。また、はんだ１４が溶解したとき、はんだペーストに含まれる溶剤成分が突沸することによってはんだ１４が飛び散り、基板上にはんだボールが多数形成され、短絡事故の原因になるという問題があった。
【０００９】
そこで、特許文献１では、図７に示すように、基板１１と電子部品１５とを図示しない手段により吸着させた状態で固定し、基板の裏面から電熱ヒータ又はレーザ光により基板１１を加熱し、その熱ではんだ１４を溶解させて電子部品を固定する方法を提案している。
【００１０】
しかし、この方法は、はんだを溶解するために基板を加熱するので、加熱効率が悪く、時間が掛かるという問題があった。また、基板の加熱された部分が溶けたり、焦げたりするという問題もあった。
【００１１】
そこで、特許文献２では、基板に開口部を形成し、この開口部の上方を配線パターンの端子の接続部で塞ぎ、この接続部の上にはんだを配置し、基板の裏面から開口部内にレーザ光を照射し、接続部を加熱してはんだを溶解する方法を提案している。
【００１２】
しかし、この方法は、基板上に配線パターンを形成してから基板に開口部を形成するので、製造工程が増え、作業が複雑になり、実用的ではない。
【００１３】
特許文献３では、図７に示す基板１１を透明な素材で形成し、この透明な基板１１を透過させたレーザ光により直接配線パターン１２を加熱し、それによってその上のはんだ１４を溶解して電子部品１５を固定する方法を提案している。この方法であれば、基板１１は加熱されないので、基板が損傷を受けることもなく、はんだ付けに要する時間も短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００１−１１１２０７号
【特許文献２】特開２００６−２７８３８５号
【特許文献３】特開２００９−１９４０３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
図８（ａ）は、図６又は図７において、基板１１に電子部品１５を配置した状態を示す平面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。配線パターン１２は、複数の電子部品１５を接続する導線部１２ａと、この導線部から突出して形成された接続部１２ｂとから構成されている。そして、この接続部１２ｂと電子部品１５の接続端子とがはんだ接続されることになる。
【００１６】
図８（ａ）に図示したように、接続部１２ｂは、エッチング等で導線部１２ａの形成と同時に形成されるもので、導線部１２ａと接続部１２ｂは同じ厚さであるが、接続部１２ｂは、導線部１２ａより幅が広く、大きくなっている。この接続部１２ｂの上にはんだ１４を載せ、電子部品１５を載せて、基板１１の裏面側（図８（ｂ）の下方）からレーザ光を照射し、基板１１や接続部１２ｂを加熱し、はんだ１４を溶解させて電子部品１５と接続させることになる。基板１１を透明にしたり、基板１１を透過する波長のレーザ光を使用したりすれば、基板１１を加熱する必要がないので、接続部１２ｂのみを加熱すれば、はんだ１４を溶解することができる。
【００１７】
しかし、基板１１を加熱する必要がない場合であっても、はんだ１４を溶解するには、接続部１２ｂは加熱しなければならない。接続部１２ｂも熱容量を有するために、加熱するには、時間が掛かるという問題がある。
【００１８】
本発明は、斯かる実情に鑑み、電子部品１５を加熱することなく、短時間ではんだ１４を加熱して溶解することができるプリント配線板と、このプリント配線板を使用した実装基板の製造方法とを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために本発明のプリント配線板は、基板上に配線パターンが形成されたプリント配線板であって、前記配線パターンが、複数の電子部品間を接続するための導線部と、該導線部から延設され、電子部品との間ではんだ付けされる１以上の接続部とを有し、該接続部に１以上の開口部を形成したことを特徴としている。
【００２０】
前記基板のレーザ光の透過率が、１０％以上である構成としたり、前記開口部が複数の小丸孔、複数の小角孔または複数のスリットのいずれかである構成としたりすることができる。開口部の接続部面積に対する開口割合は、１〜９０％でよく、特に、５〜７０％が好ましい。
【００２１】
上記の目的を達成するために本発明の実装基板の製造方法は、基板上に、複数の電子部品間を接続するための導線部と、該導線部から延設され前記電子部品との間ではんだ付けされる接続部であって１以上の開口部が形成された１以上の接続部と、を備えた配線パターンが形成されたプリント配線板を配置する工程と、前記接続部にはんだを付与する工程と、前記はんだに電子部品を付与する工程と、前記基板の前記接続部の裏面側から接続部に向けてレーザ光を照射して前記はんだを溶解して前記接続部と前記電子部品とをはんだ付けする工程と、を有することを特徴としている。
【００２２】
前記実装板の製造方法は、前記基板のレーザ光の透過率が、１０％以上である基板に適用したり、前記開口部が複数の小丸孔、複数の小角孔または複数のスリットのいずれかを有する基板に適用することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のプリント配線板は、基板上の配線パターンをエッチングなどで形成する際に、同時に接続部の開口を穿設することができるので、非常に簡単に製作することができる。そして、このプリント配線板を使用して実装基板を製造すると、配線パターンに電子部品をはんだ付けする時間を短縮することができる、また、基板が加熱されないので、基板にダメージを与えない、したがって、基板が耐熱性に劣る材料であってもよい、という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のプリント配線板の第１実施例の図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図で、電子部品とはんだを仮想線で示している。
【図２】本発明のプリント配線板の第２実施例の図である。
【図３】本発明のプリント配線板の第３実施例の図である。
【図４】本発明のプリント配線板に電子部品を実装して実装基板を製造する方法を説明する図である。
【図５】本発明のプリント配線板を使用して製造された実装基板を使用した蛍光灯型ＬＥＤ照明器具の斜視図である。
【図６】上から照射したレーザ光によって電子部品をプリント配線板に固定する従来の方法を説明する図である。
【図７】下から照射したレーザ光によって電子部品をプリント配線板に固定する従来の方法を説明する図である。
【図８】（ａ）は、基板に電子部品を配置した状態を示す平面図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、本明細書では、ＪＩＳ  Ｃ  ５６０３およびＩＥＣ６０９１４に従い、「プリント配線板」は、基板と、基板上に形成される配線パターンとを含み、実装する電子部品は含まないものとする。
【実施例１】
【００２６】
図１は、本発明のプリント配線板１３の第１実施例を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図で、電子部品１５を仮想線で示している。本発明のプリント配線板１３は、配線パターン１２に特徴を有する。配線パターン１２は、複数の電子部品１５間を接続するための導線部１２ａと、この導線部１２ａから突出して形成された接続部１２ｂ１とから構成されている。導線部１２ａも接続部１２ｂ１も基板１１上に形成した銅箔をエッチング等により加工することで同時に形成されるものである。そして、通常は、接続部１２ｂ１は、導線部１２ａよりも幅が広く大きく形成されている。
【００２７】
本発明では、この接続部１２ｂ１に１以上の開口部を形成していることに特徴がある。図１では、この開口部は、多数の小丸孔４１から構成されている。これらの小丸孔４１は、配線パターン１２をエッチング等で形成するとき、同時に穿設することができる。このような接続部１２ｂ１の上にはんだ１４を載せ、基板１１の裏面（電子部品を実装する面の反対面）からレーザ光１６を照射する。基板１１の透過率が高ければ、レーザ光１６は基板１１を透過して、その一部が接続部１２ｂ１を加熱し、レーザ光１６の残りは接続部１２ｂ１の小丸孔４１を透過して直接はんだ１４を加熱し、溶解することができる。小丸孔４１は、大きめの孔を１つだけとしてもよいが、前述したはんだの突沸を防止するためには、複数の方が望ましい。
【実施例２】
【００２８】
図２は、本発明のプリント配線板１３の第２実施例で、接続部の開口部を、多数の四角い小角孔４２で構成した接続部１２ｂ２としている。
【実施例３】
【００２９】
図３は、本発明のプリント配線板１３の第３実施例で、接続部の開口部を多数の小さなスリット４３とした接続部１２ｂ３としている。図３のスリット４３は、接続部１２ｂ３の先端で開口しているが、その先端が閉じているスリットとしてもよい。
【００３０】
〔実装基板の製造装置及び製造方法〕
本発明のプリント配線板１３を使用して電子部品を実装した実装基板を製造する製造装置及び製造方法の一実施形態を図４、図５を参照して説明する。この製造装置１０は、基板１１と配線パターン１２とからなるプリント配線板１３に電子部品１５を実装して実装基板１７を製造するものである。
【００３１】
この本製造装置では、本発明のプリント配線板１３の基板として、フレキシブルな素材を使用している。フレキシブルな基板とすることで、プリント配線板をリールに巻いて製造装置に供給し、出来た実装基板をリールに巻き取ることが可能となる。しかしながら、本発明のプリント配線板の基板としては、フレキシブルな素材に限定するものではなく、硬質素材を使用してもよい。
【００３２】
また、本発明のプリント配線板は、レーザを透過するとか、レーザ光の波長を特定の波長にする等によってレーザ光を透過する素材を使用している。このような基板の素材として、具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）或いはガラス基板などを使用することができる。レーザ光の透過率としては、１０％程度であってもよく、好ましくは５０％以上であり、さらには７０％以上であることが望ましい。レーザ光の透過率が１０％を下廻ると、配線パターン上に供給されたはんだが溶解しなくなる虞れがある。
【００３３】
製造装置１０は、前後に一対のリール１８、１９を有する。入口側のリール１８から搬送ライン２０に沿ってプリント配線板１３が供給され、製造装置１０を通過すると、プリント配線板１３は、実装基板１７となって出口側のリール１９に巻き取られる。製造装置１０には、入口側のリール１８から出口側のリール１９に向かって順に、はんだの供給装置２１、電子部品の載置装置２２、レーザ装置２３、検査装置２４が配置されている。
【００３４】
基板１１上に銅箔などの導電性素材からなる配線パターン１２が形成されたプリント配線板１３は、入口側のリール１８から供給されて、搬送ライン２０上を進み、出口側のリール１９に向かう。
【００３５】
供給装置２１は、真下にあるプリント配線板１３の配線パターン１２上の所定の位置に形成された接続部上にはんだ１４を供給する。接続部については、後述する。供給装置２１は、特に限定されないが、非接触ディスペンサとすることが好ましい。
【００３６】
非接触ディスペンサは、詳細は図示しないが、はんだを収容するタンクと、プリント配線板から離間した位置からプリント配線板に対してはんだを吐出する吐出ノズルと、タンクと吐出ノズルとを連結し、タンクから吐出ノズルへとはんだを供給するための連結部と、これらを制御する制御部とを有する。この供給装置２１によれば、所定量のはんだ１４をプリント配線板に対して離間した位置から供給することができる。そのため、プリント配線板１３と吐出ノズルとが接触した状態ではんだを供給する装置に比べて、はんだ１４の持ち帰りを抑制し、また、吐出ヘッドの上下動によるタイムロスも抑えることができる。また、はんだ１４の破棄量が少ないので、環境面からも好ましい。
【００３７】
はんだ１４が付与された部分のプリント配線板１３が載置装置２２の下に到達すると、載置装置２２からプリント配線板１３上に電子部品１５が供給される。本実装基板では、電子部品１５としてはＬＥＤを実装する。載置装置２２は、特に限定されず、たとえば、チップマウンターなどの従来公知の載置装置を使用することができる。
【００３８】
プリント配線板１３の電子部品１５が載置された部分がレーザ装置２３の上に到達すると、レーザ装置２３からはんだ１４に向けてレーザ光１６が照射される。このレーザ光１６はプリント配線板１３の基板を加熱することなく配線パターン１２を加熱し、さらにはんだ１４を加熱して溶解し、電子部品１５が配線パターン１２にはんだ付けされ、実装基板となる。基板１１は、レーザ光１６を透過できる素材からなるか、又は、特定の波長のレーザ光であれば、透過できる素材からなる。透過率としては、１０％以上であればよく、好ましくは５０％以上であり、さらには７０％以上であることが望ましい。
【００３９】
プリント配線板の電子部品１５がはんだ付けされた部分が検査装置２４の下に到達すると、検査が行われる。この実施例では、電子部品１５はＬＥＤなので、ＬＥＤを点灯し、点灯の有無や照度などの検査をすることができる。
【００４０】
図５は、上述のようにして製造された実装基板１７を使用した蛍光灯型ＬＥＤ照明器具の斜視図である。
【００４１】
本発明のプリント配線板及びその製造方法を使用することにより、蛍光灯型ＬＥＤ照明器具を従来よりも格段に短い時間で製造することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０        製造装置
１１        基板
１２        配線パターン
１２ａ      導線部
１２ｂ１〜１２ｂ３  接続部
１３        本発明のプリント配線板
１４        はんだ
１５        電子部品
１６        レーザ光
１７        実装基板
１８        （入口側）リール
１９        （出口側）リール
２０        搬送ライン
２１        （はんだの）供給装置
２２        載置装置
２３        レーザ装置
２４        検査装置
３０        ＬＥＤ照明器具
３２        拡散カバー
３３        アルミ基台
３４        導熱性接着剤
３５        端子
４１        小丸孔
４２        小角孔
４３        スリット
１３０      従来のプリント配線板
【図１】
2014154626.tif 000003
【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】
2014154626.tif 000008
【図７】
2014154626.tif 000009
【図８】
2014154626.tif 000010