(57)【要約】【課題】リード部品をプリント基板に実装する際の位置決めが容易であると共に、近接するリードピンの実装部分間に半田ブリッジが発生しにくいプリント基板および実装体を提供する。【解決手段】リードピン１２が設けられた電子部品１０を実装するための貫通穴２１が開設されたプリント基板２０であって、貫通穴２１は、実装される電子部品１０の部品本体１１が配置される側の実装面における開口部の面積が、該実装面の裏面における開口部の面積よりも大きく、貫通穴２１における実装面の裏面側に電子部品１０を実装するための導通部２２が配設される。【選択図】図３
2014053402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードピンが設けられた電子部品を実装するための貫通穴が開設されたプリント基板であって、
前記貫通穴は、実装される電子部品の部品本体が配置される側の実装面における開口部の面積が、該実装面の裏面における開口部の面積よりも大きく、
前記貫通穴における前記実装面の裏面側に電子部品を実装するための導通部が配設されたことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
前記貫通穴は、当該貫通穴における貫通方向と垂直な方向における断面積が、前記実装面の裏面から前記実装面に向かうにつれて大きくなるテーパー型であることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
【請求項３】
前記貫通穴の内側における前記実装面の裏面から当該裏面近傍の所定深さまで導通部が形成された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。
【請求項４】
前記プリント基板が多層基板であり、前記貫通穴の内側における前記実装面側の少なくとも１層以外の層の部分について導通部が形成された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。
【請求項５】
請求項１から４の何れか１項に記載のプリント基板における前記貫通穴に対して、前記実装面の裏面から当該裏面近傍の所定深さまで予備半田された後、該予備半田を用いて電子部品が実装されて構成されたことを特徴とする実装体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続端子としてのリードピンが設けられた電子部品（以下、リード部品）を実装するための貫通穴が開設されたプリント基板および実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に、従来のプリント基板５０におけるスルーホール５１を模式的に示す。図８に示すように、一般的なスルーホール５１は基板を貫通する円柱状の穴であり、内側にはメッキ処理によりメッキ層５２が形成され、導通している。
【０００３】
図９は、図８のスルーホール５１にリードピン１２を実装した状態を模式的に示す。図９に示すように、スルーホール５１にリードピン１２を挿入して半田により実装すると、プリント基板５０における実装面およびその裏面における表層上に半田フィレットが形成され、内層には溶解した半田３０がフローアップする。
【０００４】
ここで、プリント基板５０に実装される電子部品のピン数が多くなると、スルーホール５１に挿入する際の位置決めが難しくなっていく。また、挿入を容易とするために、実装する電子部品のリードピンをプリント基板のスルーホール位置に合わせてプレフォーミングする方法もあるが、加工費のアップが懸念される。
【０００５】
このため、図１０に示すように、スルーホール５１をテーパー型とし、電子部品の実装面側におけるピン挿入部分の開口部面積を広くする事で、リードピン１２の挿入を容易とする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１のようにスルーホール５１をテーパー状にした構成では、リード部品のピン数が多くなり、かつ部品実装の省スペース化が要求される場合、図１１に示すように、プリント基板５０の実装面における隣り合うスルーホール５１のメッキ層５２間の距離が狭くなっていく。このため、隣り合うスルーホール５１間に半田ブリッジが発生してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、リード部品をプリント基板に実装する際の位置決めが容易であると共に、近接するリードピンの実装部分間に半田ブリッジが発生しにくいプリント基板および実装体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するために、本発明に係るプリント基板は、リードピンが設けられた電子部品を実装するための貫通穴が開設されたプリント基板であって、貫通穴は、実装される電子部品の部品本体が配置される側の実装面における開口部の面積が、該実装面の裏面における開口部の面積よりも大きく、貫通穴における実装面の裏面側に電子部品を実装するための導通部が配設されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る実装体は、上述した本発明に係るプリント基板における貫通穴に対して、実装面の裏面から当該裏面近傍の所定深さまで予備半田された後、該予備半田を用いて電子部品が実装されて構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、リード部品をプリント基板に実装する際の位置決めが容易であると共に、近接するリードピンの実装部分間における半田ブリッジを発生しにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのプリント基板２０に電子部品１０を実装する構成を概略的に説明する図である。
【図２】本実施形態における貫通穴２１にリードピン１２が実装された状態を説明する図である。
【図３】電子部品１０にリードピン１２が多数近接して設けられ、本実施形態における貫通穴２１にそれぞれ実装された状態を説明する図である。
【図４】第２の実施形態としてのプリント基板２０が１層基板であり、貫通穴２１における裏面側近傍の所定深さまで予備半田された状態を説明する図である。
【図５】第２の実施形態としてのプリント基板２０が多層基板であり、貫通穴２１の内側における裏面側の層の部分に対してだけ予備半田された状態を説明する図である。
【図６】図５に示す予備半田したプリント基板２０に、電子部品１０のリードピン１２が実装された実装体における貫通穴２１周りを概略的に示す図である。
【図７】各実施形態における貫通穴２１の他の形状例を示す図である。
【図８】従来のプリント基板５０におけるスルーホール５１を模式的に示す図である。
【図９】図８のスルーホール５１にリードピン１２を実装した状態を模式的に示す図である。
【図１０】テーパー型である従来のスルーホール５１にリードピン１２を実装した状態を模式的に示す図である。
【図１１】テーパー型である従来のスルーホール５１の問題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明に係るプリント基板および実装体を適用した一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
〔第１の実施形態〕
図１は、リードピン１２が多数設けられた電子部品１０を、本実施形態のプリント基板２０に実装する構成を説明する図である。図１では一例として、６ピンのＣＡＮパッケージ半導体レーザー素子をプリント基板（ＰＣＢ）２０に実装するケースを示している。
【００１４】
電子部品１０は、部品本体１１に接続端子としてのリードピン１２が設けられて構成される。リードピン１２は、部品本体１１に直接設けられたものであってもよく、部品本体１１が基板実装用の何らかの補助部材に取り付けられ、その補助部材にリードピン１２が設けられる構成であってもよい。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のプリント基板２０には、実装される電子部品１０のリードピン１２の配置寸法に合わせて、各リードピン１２を挿入可能とする貫通穴２１が形成される。電子部品１０をプリント基板２０に実装する際には、まず、電子部品１０の各リードピン１２を貫通穴２１に挿入可能であるように位置決めし、各リードピン１２を貫通穴２１に挿入して実装する。
【００１６】
以下、板状である基板２０について、電子部品１０の部品本体１１が配置され、リードピン１２を挿入する側の面を実装面、その反対側の面を裏面として説明する。
【００１７】
図２は、本実施形態における貫通穴２１にリードピン１２が実装された状態を説明する図である。
【００１８】
本実施形態のプリント基板２０における貫通穴２１は、貫通方向と垂直な方向における断面積が、裏面側から実装面側に向かうにつれて大きくなるテーパー型となっている。こうしてリードピン１２を挿入する実装面側の開口部面積が裏面側の開口部面積よりも大きくなっているため、電子部品１０をプリント基板２０に実装する際に、リードピン１２を貫通穴２１に挿入するための位置決めが容易となっている。また、こうしたテーパー型とすることにより、基板に貫通穴２１を形成する加工も容易となっている。
【００１９】
また、本実施形態のプリント基板２０における貫通穴は、導通のためのメッキ層が形成されておらず、半田付け用の導通部であるパッド２２が裏面における表層のみに設けられる。そして、リードピン１２が挿入された状態で、この裏面の表層に設けられたパッド２２の位置に裏面側から半田３０で固定され、導通が確保される。
【００２０】
図３は、電子部品１０にリードピン１２が多数近接して設けられ、本実施形態における貫通穴２１にそれぞれ実装された状態を説明する図である。
【００２１】
このように、複数のリードピン１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が近接して設けられ、対応する貫通穴２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）も近接して設けられる構成である場合、プリント基板２０における実装面側では、隣り合う貫通穴２１間の距離が狭くなる。しかし、本実施形態では、上述のように半田付け用のパッド２２が裏面における表層のみに設けられ、そのパッド２２の位置にリードピン１２が裏面側から半田３０で固定される。このため、隣り合うリードピン１２に対して設けられるパッド２２間の距離はそれほど狭くならず、図１１で上述した従来のスルーホールのような半田ブリッジが発生することなく、確実で安定した半田付けができる。
【００２２】
以上のように、上述した本発明の実施形態では、リードピン１２が実装される貫通穴２１を従来のスルーホールではなく、内側に導通のためのメッキ処理をしていない内層非導通のテーパー型としている。そして、半田付け用のパッド２２が裏面における表層のみに設け、裏面のみで半田付けするようになっている。このため、電子部品１０における複数のリードピン１２が近接して設けられる構成であっても、実装面側で半田ブリッジが発生することなく、確実で安定した半田付けができる。
【００２３】
また、貫通穴２１が実装面側の開口部面積の方が広いテーパー型となっているため、多数のリードピン１２が設けられ、ピン間隔が狭い電子部品１０をプリント基板２０に実装する場合であっても、位置決めを容易とすることができる。
さらに、隣り合う貫通穴２１間でも半田ブリッジが発生しにくいため、ピン間隔の狭い電子部品を実装する場合であっても、貫通穴２１をテーパー型としながら実装面積をより小さくする基板設計とすることができる。
【００２４】
また、本実施形態に適用される電子部品が図１で上述した半導体レーザー素子のように、消費電流が小さく、半田付けによる機械的強度が必要とされない素子である場合、本実施形態は特に有効である。すなわち、こうした半導体レーザーはＣＡＮ部分を別部材に圧入してネジ止め等で固定され、その別部材をプリント基板１２とネジ止めして固定する実装形態が一般的であるため、本実施形態のようにテーパー型の貫通穴２１における開口部面積が狭くなる裏面側のみで半田付けする構成であっても、この基板に固定するための別部材により機械的強度を保持することができるため、実用上問題のない機械的強度とすることができる。
【００２５】
また、付加的な効果としては、以下のものがある。
従来のように内層がメッキにて導通されたスルーホールでは、導通のためのメッキ層およびそのメッキ層に接続されたパッド全体による放熱効果が高いため、半田付けの際、半田が溶けにくくなるおそれがあった。このことは、電子部品１０におけるピン数が多く、ピン間隔が狭い部品の半田付けの際に実装難易度が高くなる要因となる。  本実施形態のように、半田実装用のパッド２２を裏面の表層のみとした事で、放熱も抑えられ、より容易に半田実装が可能となる。
【００２６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態におけるプリント基板２０に、裏面側近傍にのみ予備半田をしてから電子部品１０を実装するようにしたものである。
【００２７】
図４は、プリント基板２０が１層基板であり、貫通穴２１における裏面側近傍の所定深さまで、予備半田をしているケースについて説明する図である。
【００２８】
本実施形態では、電子部品１０を実装する前に、貫通穴２１の内側における基板裏面の位置から裏面近傍の所定深さまで、予備半田による半田３０が充填された構成としている。
裏面近傍とは、電子部品１０のリードピン１２が実装された場合にも、半田３０が貫通穴２１における実装面側までは到達しない範囲であり、好ましくは貫通穴２１の深さの半分程度までの深さを示す。
【００２９】
このように予備半田したプリント基板２０に電子部品１０を実装する場合にも、半田３０が貫通穴２１における実装面側には到達しないため、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図５は、プリント基板２０が多層基板であり、貫通穴２１の内側における裏面側の層の部分に対してだけ、予備半田をしているケースについて説明する図である。
【００３１】
図５に示すように、プリント基板２０が実装面側の層２０ａと、裏面側の層２０ｂとを備えた構成である場合、貫通穴２１の内側における裏面側の層２０ｂの部分についてだけ予備半田をする構成としてもよい。このようにしても、上述した図４に示す構成と同様の効果が得られる。
【００３２】
また、プリント基板２０がさらに多層基板である場合も、貫通穴２１の内側における実装面側の少なくとも１層以外の層の部分についてだけ予備半田をすることで、上述した図４に示す構成と同様の効果が得られる。
【００３３】
図６は、図５に示す予備半田したプリント基板２０に、電子部品１０のリードピン１２が実装された実装体における貫通穴２１周りを概略的に示す図である。
【００３４】
図５に示す構成では、電子部品１０のリードピン１２を実装した場合であっても、半田３０のフローアップは貫通穴２１における内側の裏面側から途中までで止まるため、実装面側にまで到達することがない。このため、テーパー型である貫通穴２１における実装面側の開口部面積が広い部分でも、隣り合う貫通穴２１間で半田ブリッジが発生することがない。
【００３５】
また、図４に示す構成について、電子部品１０のリードピン１２が実装された実装体とした場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００３６】
以上のように、本発明の第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得られると共に、リードピン１２をプリント基板２０に実装した際に、リードピン１２とプリント基板２０との半田付け面積を広くできるため、半田付けによる機械的な強度がより強い実装体を構成することができる。
【００３７】
なお、上述した第２の実施形態では、半田付けのためのパッド２２が上述した第１の実施形態と同様に表層のみに設けられることとして説明したが、図４、図５で説明したプリント基板２０が１層から多層である各構成について、貫通穴２１の内側における裏面側から上述した予備半田で半田３０を充填する範囲まで、導通のためのメッキ処理をしてもよい。
【００３８】
すなわち、図４に示すようにプリント基板２０が１層である場合、貫通穴２１の内側における裏面の位置から裏面近傍まで、導通のためのメッキ処理をパッド２２に接続されるようにしてもよい。
裏面近傍とは、上述した予備半田を行い、電子部品１０のリードピン１２が実装された場合にも、半田３０が貫通穴２１における実装面側までは到達しない範囲であり、好ましくは貫通穴２１の深さの半分程度までの深さを示す。
【００３９】
また、図５で説明したようにプリント基板２０が多層構造である場合、貫通穴２１の内側における実装面側の少なくとも１層以外の層の部分についてだけ導通のためのメッキ処理をパッド２２に接続されるようにしてもよい。
【００４０】
このように貫通穴２１の内側における裏面側から所定深さまでメッキ処理により導通部を形成することで、半田付けをさらに安定させやすくなり、半田により導通する部分の面積も広く確保することができる。
【００４１】
〔各実施形態について〕
なお、上述した各実施形態は本発明の好適な実施形態であり、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々変形して実施することが可能である。
【００４２】
例えば、貫通穴２１の形状は、実装面側の開口部面積の方が裏面側の開口部面積よりも広い形状であれば、上述したテーパー型に限定されず、任意の形状であってよい。
【００４３】
図７に、貫通穴２１の形状が、径の異なる円柱が繋がった形状であり、実装面側の方が径の大きくなっている場合の例を示す。
このように、実装面側の開口部面積の方が裏面側の開口部面積よりも広い形状であり、電子部品１０におけるリードピン１２を挿入しやすい形状であれば、貫通穴２１の形状は任意であっても、上述した各実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態に適用される電子部品は、図１で上述した半導体レーザー素子のみでなく、例えばコネクタ等、複数のリードピン１２を備えたリード部品であれば任意の部品であってよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０    電子部品
１１    部品本体
１２    リードピン
２０    プリント基板
２１    貫通穴
２２    パッド
３０    半田
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特許第３６１５２３６号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５４６号公報
【図１】
2014053402.tif 000003
【図２】
2014053402.tif 000004
【図３】
2014053402.tif 000005
【図４】
2014053402.tif 000006
【図５】
2014053402.tif 000007
【図６】
2014053402.tif 000008
【図７】
2014053402.tif 000009
【図８】
2014053402.tif 000010
【図９】
2014053402.tif 000011
【図１０】
2014053402.tif 000012
【図１１】
2014053402.tif 000013