(57)【要約】【課題】  プリント配線板のスルーホールに電子部品のリードを挿入してはんだ接合する際、リフローはんだ接合方法において、接合強度を確保し接合信頼性を向上させる。【解決手段】  プリント配線板に形成されたランドの形状を、スルーホールの内周面とスルホールの開口部の周辺とに亙って形成されたはんだ保持部と、はんだ保持部の外周部から外方向に伸びる線状のはんだ誘導部とにより形成する。これにより、印刷したクリームはんだを確実にスルホールおよびその周辺に供給し、接合強度を向上させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品のリードを挿入するスルーホールが形成され、前記リードを前記スルーホールに挿入した状態ではんだにより接合するランドが形成されたプリント配線板において、
前記ランドは、前記スルーホールの内周面と前記プリント配線板の表面の前記スルホールの開口部とに亙って形成されたはんだ保持部と、前記はんだ保持部から外方向に伸びる線状のはんだ誘導部とを有していることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記各線状のはんだ誘導部の隙間は、ソルダーレジストにより形成されてい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】
前記各線状のはんだ誘導部の隙間は、プリント配線板の基板の表面が露出してい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４】
前記はんだ誘導部は、前記はんだ保持部から放射状に伸びていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記はんだ誘導部の溶融はんだに濡れる領域の幅は、前記ランドから遠ざかるにつれて狭くなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品をリフローはんだ接合によって実装するプリント配線板に関するものである。詳しくは、プリント配線板に設けられたスルーホールに、電子部品のリードを挿入しはんだにより接合する場合に適したプリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子部品のプリント配線板へのはんだ接合方法としては、電子部品を配置したプリント配線板を、搬送装置により溶融はんだ槽を通すことによりはんだ接合する、フローはんだ接合方法が知られている。また、クリームはんだを印刷したプリント配線板に電子部品を配置し、高温炉の内部でクリームはんだを溶融させることではんだ接合する、リフローはんだ接合方法も知られている。これらのはんだ接合方法は、電子部品の実装形態、接続形状、部品耐熱性等の各種条件から、最適なはんだ接合方法を選定し、これらのはんだ接合技術を組み合わせることで電子部品の実装は行なわれる。
【０００３】
プリント配線板のスルーホールに電子部品のリードを挿入しはんだ接合する場合、通常はフローはんだ接合方法が用いられている。図５（ａ）は、プリント配線板１０１のスルーホール１０１ｂに、電子部品１０２のリード１０２ａを挿入し、フローはんだ接合方法によりはんだ接合した時の、理想的な実装状態を示す断面図である。図５（ａ）に示すように、電子部品１０２と、プリント配線板１０１のランド１０３との接合は、電子部品１０２のリード１０２ａとスルーホール１０１ｂに充填された、はんだ１０５の接合強度により確保されることとなる。
【０００４】
しかしながら近年、プリント配線板の高密度化に伴い配線のピッチは狭まり、それにともない、各スルーホールのピッチも狭くなり、ランドの大きさも小さくなっている。また、スルーホールの径も小さくなりアスペクト比が大きくなっている。そのため前述のフローはんだ接合方法の場合、ランド間ではんだがブリッジし易くなったり、つらら形状になったり、スルホール内のはんだの充填が不充分となったりする場合がある。その結果、はんだ接合の不良が発生する頻度は高くなっている。
【０００５】
そこで、特開２０００−１６５０２９（特許文献１）には、フローはんだ接合の前処理として、電子部品のリードにはんだを塗布し、リフローはんだ接合を行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６５０２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リフロー工程でリード部品をはんだ接合する場合、要求される量のクリームはんだ１０５を、プリント配線板１０１のスルーホール１０１ｂおよびランド１０３を含んだの領域の上に、あらかじめ印刷しておく必要がある。通常クリームはんだには、はんだ粒子と容積比５０％程度の大量のフラックス成分を含む為、必要となるはんだ体積に対し約２倍量のクリームはんだの供給が必要となる。そのため、クリームはんだ１０５の印刷領域は、図５（ｂ）に示す様に、ランド１０３を中心に、ランド１０３よりもかなり広い部分となる。
【０００８】
リフロー工程において、印刷されたクリームはんだ１０５は熱により凝集するため、スルーホール１０１ｂの方向に引き寄せられる。しかしながら、広い面積に印刷されたクリームはんだ１０５は、リフローはんだ接合による充分な凝集する力を得ることができないため、図５（ｃ）に示すように、ランド１０３上の溶融はんだのつながりが途切れてしまう。結果として、はんだ接合に関わらない孤立したはんだボール１０５ｅがランド１０３の外周部に残留してしまい、スルーホール１１１ははんだ未充填状態となり、接合強度の低下を招いてしまう。また、孤立したはんだボール１０５ｅは、他の配線と短絡するなどの不具合をもたらす可能性も高くなる。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決し、リフローはんだ接合の工法によって、スル−ホールに挿入した電子部品リードのはんだ接合に必要なはんだ量を確保できるプリント配線板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電子部品のリードを挿入するスルーホールが形成され、前記リードを前記スルーホールに挿入した状態ではんだにより接合するランドが形成されたプリント配線板において、前記ランドは、前記スルーホールの内周面と前記プリント配線板の表面の前記スルホールの開口部とに亙って形成されたはんだ保持部と、前記はんだ保持部から外方向に伸びる線状のはんだ誘導部とを有しているプリント配線板を提供している。
【発明の効果】
【００１１】
発明のプリント配線板には線状のはんだ誘導部が設けられているため、クリームはんだを使用するリフローはんだ接合方法において、リフロー工程で孤立したはんだボールを発生させずに、安価で、信頼性の高いはんだ接合を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態によるプリント配線板の断面図および平面図
【図２】第１の実施の形態におけるクレームはんだ印刷状態を示す断面図
【図３】第１の実施の形態を示す平面図おける電子部品を配置した状態を示す断面図
【図４】他の実施の形態におけるプリント配線板の平面図
【図５】従来例を説明する断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプリント配線板の主要部を示すものである。図１（ａ）はリフロー前のプリント配線板を示す断面図である。なお、クリームはんだおよび実装する電子部品は、理解を容易にするため点線で示してある。図１（ｂ）は図１（ａ）のプリント配線板の平面図であり、はんだを配置するランドの形状を示したものである。
【００１５】
図１（ａ）（ｂ）において、１はプリント配線板であり、１ａはガラスエポキシ等からなる基板、１ｂはスルーホールである。２は実装される電子部品、２ａは電子部品２のリードである。３はスルホールの内周面とプリント配線板の表面および裏面におけるスルホールの開口部の周辺に亙って形成された導電性のはんだ保持部である。また４は、はんだ保持部３の外周部から外方向に伸びる線状のはんだ誘導部である。はんだ誘導部４は、図１（ｂ）の点線で示す円形状に形成された導電領域の上に、ソルダーレジスト６をマスク等を使用したパターニングにより形成することで、スルーホール１ｂを中心に放射状に伸びた線状の領域を露出させている。はんだ保持部３とはんだ誘導部４により、ランドは形成されている。なお、導電性のはんだ保持部３とはんだ誘導部４は一体的に形成してもよいし、分離して形成してもかまわない。
【００１６】
ソルダーレジスト６のうち、図１（ｂ）の点線で示す円形状の内部の領域を６ａとする。はんだ誘導部４は、はんだ保持部３の外周部から放射状に伸びる線状に形成されており、溶融はんだに対する濡れ性の相対的に高い領域である。また、ソルダーレジスト６は絶縁性の樹脂で構成されおり、溶融はんだに対する濡れ性は相対的に低い。すなわち、溶融はんだに対する濡れ性は高いはんだ誘導部４の隙間に、溶融はんだに対する濡れ性は低いソルダーレジスト６ａが配置された形態となっている。
【００１７】
図２は、図１に示したプリント配線板１に、クリームはんだ５を印刷した状態を示した断面図である。図２（ａ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面であり、図２（ｂ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面である。クリームはんだ５は、スルーホール１ａを内包するはんだ保持部３と、はんだ誘導部４およびソルダーレジスト６ａの上面に、一様に印刷等の手法により形成される。
【００１８】
クリームはんだ５を形成した後、電子部品２を図１（ａ）に点線で示したように、リード２ａをスルーホール１ｂに挿入して配置する。この状態で、プリント配線板１をリフロー加熱しクリームはんだ５を溶融させる。はんだ誘導部４に供給されたクリ−ムはんだ５は、加熱により溶融して流動性を増す。これにより、溶融はんだに対する濡れ性の低いソルダーレジスト６ａに供給された溶融はんだは、界面張力の差により、溶融はんだ５に対する濡れ性の高いはんだ誘導部４に供給された溶融はんだに吸い寄せられる。さらに凝集するに従って、毛細管現象により、放射状に形成された線状のはんだ誘導部４を伝って、はんだ保持部３の方向に流れこむ。その結果、スルーホール１ｂの内部に溶融したはんだ５が流れ込みスルーホール１ｂを充填させることができる。
【００１９】
このときの状態を図３に示す。図３に示すように、スルーホール１ａの内部に、充分な量の溶融したクリームはんだ５が充填されており、プリント配線板１と電子部品２の接合強度を向上させることができる。また、図５（ｃ）に示したような孤立したはんだボール１０５ｅがなく、印刷したクリームはんだ５のほぼ全てを、はんだ接合の使用することができる。また、はんだ誘導部４上に残留するはんだはわずかであり、他のランドと短絡する可能性も極めて低い。
【００２０】
なお、本実施の形態では櫛歯状のはんだ誘導部４を、ソルダーレジスト６から露出させているが、ソルダーレジスト６を使用せず、はんだ誘導部４自体を線状の形成し、溶融はんだに対する濡れ性の低いプリント配線板の基板１ａの表面を露出させてもかまわない。これにより、製造プロセスを削減できるため、製造コストを低減することが可能となる。
【００２１】
このように、従来のクリームはんだの印刷によるはんだ供給法を採用し、リフロー工程ではんだボールを発生させずに必要なはんだ量をランドのスルーホール部に充填することにより安価で、信頼性の高いはんだ接合を提供することができる。
【００２２】
（他の実施の形態）
溶融はんだに対する濡れ性は高いはんだ誘導部４の幅は、図４（ａ）に示すように、はんだ保持部１ｂから遠ざかるにつれて徐々に狭くしても良い。溶融はんだは安定した形状を得るために、溶融表面の曲率半径の大きい溶融はんだが存在できるほうに移動する性質をもつ。そこで、はんだ誘導部４のはんだ保持部１ｂに近い部分を広く、遠い先端部分を狭くすることで、はんだ誘導部に引き寄せられた溶融はんだは、よりはんだ保持部１ｂ方向への移動が促進され、ランド及びスルーホール部へスムーズに誘導することができる。また、溶融はんだをランド部に誘導する速度を上げることも出来る。
【００２３】
また、プリント配線板に搭載される電子部品２の形状により基板との間隔を部分的に得られない場合、この部分へのクリームはんだを印刷してもスムーズなはんだの凝集は得られない。そのため、はんだ誘導部４は必ずしもランド３から全ての方向の放射状に伸びていなくてもよく、図４（ｂ）に示すように、一部の方向にははんだ誘導部４が形成されていなくてもかまわない。また、はんだ誘導部４は放射状ではなく、図４（ｃ）に示すように、平行に伸びていてもかまわない。
【符号の説明】
【００２４】
１、１０１  プリント配線板
１ａ、１０１ａ  基板
１ｂ、１０１ｂ  スルーホール
２、１０２  電子部品
２ａ、１０２ａ  電子部品挿入リード部
３  はんだ保持部
４  はんだ誘導部
５  クリームはんだ
６  ソルダーレジスト
【図１】
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【図２】
2011049307.tif 000004
【図３】
2011049307.tif 000005
【図４】
2011049307.tif 000006
【図５】
2011049307.tif 000007