(57)【要約】 【課題】はんだペーストが溶融時にスルーホール内に流れ込むことを抑制し、はんだがランド電極に留まることができる挿入部品用の回路基板を提供する。【解決手段】基板の裏面側に前記スルーホールと接合して形成された前記ランド電極の周囲に、間にスリットを介して外周を取り囲む補助電極を備えた構造とすることで、裏面はんだペースト印刷時のはんだを補助電極上に確保して、挿入部品実装時のスルーホール内充填はんだ量を増加させる。【選択図】  図１
2015023111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入部品を実装するためのスルーホールを有する回路基板において、
前記挿入部品を挿入する基板面とは反対の裏面側に、前記スルーホールと接合して形成されたランド電極幅が、前記挿入部品挿入側の基板面上に前記スルーホールの外周に形成されたランド電極幅より小さく形成され、
基板の裏面側に前記スルーホールと接合して形成された前記ランド電極の周囲に、間にスリットを介して外周を取り囲む補助電極を有することを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項２】
請求項１記載の挿入部品用回路基板において、
前記回路基板上に実装された挿入部品の挿入ピンが前記スルーホールに挿入され、前記挿入ピン、前記ランド電極、及び前記補助電極がはんだによって接合されていることを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項３】
請求項１記載の挿入部品用回路基板において、
前記スルーホールと接合して形成された裏面側のランド電極の周囲に段差を設けたスリットを形成して、その外周部に段差を設けた補助電極を形成し、
前記ランド電極、前記スリット、及び前記補助電極が一体に形成されていることを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項４】
請求項１記載の挿入部品用回路基板において、
前記スルーホールと接合して形成された裏面側のランド電極上に、はんだの濡れ拡がりを抑制するレジストの土手を形成し、
前記土手を境として、前記ランド電極の外周に前記補助電極が一体に形成されていることを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項５】
請求項１、３、又は４のいずれかの請求項に記載の挿入部品用回路基板において、
前記補助電極は、前記ランド電極の周囲に、前記スリット、または前記土手を介してその外周部に形成され、
前記補助電極の外形は、前記スルーホールを中心とする円形、四角形、多角形、楕円、または星形であることを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項６】
請求項１又は３に記載の挿入部品用回路基板において、
前記基板の裏面側の前記スルーホールと接合して形成されたランド電極から引き出し用配線が形成され、前記引き出し用配線の形成領域と交差する前記補助電極の形成領域を含んで、前記引き出し用配線と接触が起こらない領域まで前記補助電極を切除して形成したことを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項７】
請求項１又は３に記載の挿入部品用回路基板において、
前記補助電極を複数個に分割して、前記ランド電極の周囲に、前記スリットを介してその外周部に形成したことを特徴とする挿入部品用回路基板。
【請求項８】
挿入部品を実装するためのスルーホールを有し、前記挿入部品を挿入する表面とは反対の裏面側に、前記スルーホールと接合して形成されたランド電極の周囲に、スリットを介して外周を取り囲む補助電極を有する回路基板に対して、
前記基板の裏面にはんだ印刷用マスクを設置して、前記補助電極上にはんだペーストを塗布し、
リフロープロセスによって、前記補助電極上のはんだペーストを溶融、凝固させ、
前記基板の表面側にはんだ印刷用マスクを設置して、前記スルーホールの外周に形成された表面側ランド電極上、及び前記スルーホール開口部へはんだペーストを塗布し、
前記基板の表面より、挿入部品の挿入ピンを前記スルーホールへ挿入し、
リフロープロセスによって、前記基板の表面側より塗布したはんだペーストと、および前記補助電極上に凝固させて保持しておいたはんだを溶融・融合させて、前記スルーホールと前記挿入ピンの間に移動・凝固させる
ことを特徴とする電子回路装置の製造方法。
【請求項９】
前記回路基板の裏面側に、前記スルーホールと接合して形成されたランド電極の周囲に形成されたスリット、及び補助電極を、
前記ランド電極の周囲に段差を設けたスリットを形成して、その外周部に段差を設けた補助電極を形成し、
前記ランド電極、前記スリット、及び前記補助電極が一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１０】
前記回路基板の裏面側に、前記スルーホールと接合して形成されたランド電極の周囲に形成されたスリット、及び補助電極に替えて、
前記スルーホールと接合して形成された裏面側のランド電極上に、はんだの濡れ拡がりを抑制するレジストの土手を形成し、
前記土手を境として、前記ランド電極の外周に前記補助電極が一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電子回路装置の製造方法。
【請求項１１】
前記回路基板の裏面側に形成された前記補助電極は、前記ランド電極の周囲に、前記スリット、または前記土手を介してその外周部に形成され、
前記補助電極の外形は、前記スルーホールを中心とする円形、四角形、多角形、楕円、または星形であることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれかの請求項に記載の電子回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、挿入部品用回路基板、及びそれを用いた電子回路装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品と回路基板の接合には、２２０℃付近ではんだ接続することができるＳｎ−３７Ｐｂ（単位：質量％）や、鉛を用いない鉛フリーはんだ合金Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：質量％）が使用されている。
【０００３】
回路基板への電子部品の接合方法として、主にリフロー方式とフロー方式が挙げられる。リフロー方式は、主に表面実装部品の接合に使用されるはんだ接合方式であり、表面実装部品の接合のために基板に形成された電極上に、任意の形状で開口を形成したはんだペースト印刷用マスクを用いてはんだペーストを印刷し、部品を搭載したのちにリフロー炉によりはんだを溶融、凝固させて接合するプロセスである。一方、挿入部品の接合に使用されるフロー方式は、基板上に挿入実装部品のリードを挿入するために形成したランドを有した貫通孔に挿入実装部品のリードを挿入し、回路基板の下面から溶融したはんだを供給することにより、貫通孔内にはんだを充填し、ランドと挿入実装部品のリードを接合するプロセスである。
【０００４】
一方、これらのプロセスのほかに挿入部品を表面実装部品と一括ではんだ接合する挿入部品リフロー接合プロセスが挙げられる。表面実装では、表面実装を行う部品に対向した基板上に電極を形成し、電極上に任意の開口形状を有した印刷マスクを用いて基板上電極にはんだペーストを印刷したのち、表面実装部品を搭載し、リフロー炉にてはんだペーストを溶融、凝固させる。挿入部品リフロー接合プロセスは、印刷マスクに挿入部品電極用にも開口部を形成し、はんだペースト印刷時に挿入部品の電極上にはんだペーストを塗布し、挿入部品をスルーホールに挿入した状態でリフロー炉で接合を完了させるプロセスである。
【０００５】
特許文献１では、スルーホール上にはんだペーストを印刷することを目的としたはんだコーティング用マスクの開口形状について記載されており、はんだコーティング用マスクのスルーホールに対応する箇所に中央部から印刷方向に平行する方向に伸びる帯状の非開口部を形成することで、スルーホール電極の外側にはんだが塗布されることを防ぐはんだコーティング用マスクが提示されている。
【０００６】
特許文献２では、スルーホール上にはんだペーストを印刷することを目的としたはんだコーティング用マスクの開口形状について記載されており、はんだコーティング用マスクのスルーホールに対応する開口部の中央付近に挿入部品のリード径に等しい径の目隠しを設けたメタルマスクが提示されている。
【０００７】
特許文献１および２は、挿入部品リフロー接合プロセスにおいて、はんだペースト印刷時にはんだペーストがスルーホール内に充填されることを防止し、はんだペースト量を調整することができる。
【０００８】
更に特許文献３では、挿入部品用の基板電極形状、特にベタパターンのグランドにスルーホールが形成された電極に関して、スルーホール周辺のベタパターン上に複数のスリットを形成しスルーホールとベタパターンの熱拡散路を低減することで、はんだごてによるはんだ付け時にベタパターンへの熱拡散を抑制し、部品交換時の容易性を向上させるプリント配線板の電極形状が提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１１５３９号公報
【特許文献２】特許第３３２７４１７号公報
【特許文献３】特開平６−６１６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
挿入部品リフロー接合プロセスでは、リフロー接合後のスルーホール内のはんだ充填量の確保が課題となる。プリント基板は、0.8mm〜2.4mm程度の板厚が広く用いられているが、産業用機器や情報機器については5mm厚程度の基板も使用される。また、基板のスルーホールの径は部品のリード太さに依存するが、おおよそ0.6mm〜1.2mm程度のものが多い。一方、はんだペーストを供給するためのはんだペースト印刷マスクの厚さは表面実装部品の電極サイズに依存する。例えば、0603のような微細チップ部品用のはんだペースト印刷マスクの厚さは、0.1〜0.15mmが使用される。はんだペースト印刷マスクが厚くなると、印刷後のはんだペーストの印刷穴からの抜け性が低下し、はんだペースト印刷マスクの開口内にはんだペーストが残存し、基板電極上に一定量のはんだペーストを形成することが困難になる。このため、はんだペースト印刷マスクの厚さには限界があり、通常の表面実装部品を実装するためには0.2〜0.3mm厚以下のマスクが多い。また、はんだペースト印刷マスクはエッチングなどによって部分的にマスク厚を変更することができるが、局所的なマスク厚さが大きく異なるとペースト印刷時にはんだペーストを押し進めるスキージが印刷マスクから版離れを起し、印刷むらやはんだペースト不足を招く可能性がある。具体的に、はんだペースト印刷マスク内の最大厚と最小厚の差はおおよそ0.1mm〜0.2mmといわれている。
【００１１】
さらに、はんだペーストははんだ粒とフラックスを混在した材料であり、加熱後のはんだ残存体積ははんだペースト体積のおおよそ50%〜60%であるものが多い。この理由により、はんだペースト印刷のみで溶融後のはんだ充填率を確保するには、はんだペースト印刷マスクの開口径を挿入部品電極のランド径よりも大きくして、基板表面ではんだ量を確保すること、はんだペーストを印刷時にスルーホール内に充填しはんだ量を確保すること、別プロセスによりはんだペーストを供給することが重要となる。
【００１２】
特許文献１および特許文献２では、スルーホール上に相当するはんだペースト印刷マスクに帯や目隠しを形成し、スルーホール内にはんだペーストを充填することを阻止するためスルーホール内へのはんだペースト充填は困難である。また、はんだペースト印刷マスクの開口形状を大きくすると、リフローによるはんだペースト溶融時に基板電極上でない箇所にはんだが凝縮しはんだボールが発生して短絡不良を引き起こしかねない。
【００１３】
別プロセスによるはんだペーストの供給方法として、挿入部品を挿入する側の基板面（表面）と反対の面（裏面）へ面実装部品を実装するプロセスと同時に、スルーホール部にはんだを供給する方式が挙げられる。挿入部品のリフロープロセスでは裏面側実装部品を予め接合したのちに表面の実装を行うプロセスが考えられる。そのため、裏面のスルーホール部にはんだペーストを印刷した場合は、裏面側実装プロセス時に溶融しはんだとなって裏面電極上に形成される。この裏面側実装プロセスで溶融凝固したはんだがスルーホール内に流れ込んだ場合はスルーホール径を狭く、もしくはふさぐため、挿入部品を挿入することができなくなる。そのため、裏面からはんだを補充する場合はスルーホール内にはんだが流れ込むことを防止しなくてはならない。
【００１４】
特許文献３では電極形状について提示されているが、特許文献３の電極構造の場合スルーホール電極と外周のベタパターンの接合がはんだフィレットのみで確保されている構造であるため、はんだフィレットにクラックや引け巣が発生した場合断線が発生する可能性が高い。
【００１５】
本発明の目的は、挿入部品のリフロープロセスによる接合に関して、はんだペースト印刷によってはんだ充填量を確保できる基板電極形状を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために本発明では、挿入部品を実装するためのスルーホールを有する回路基板において、前記挿入部品を挿入する基板面とは反対の裏面側に、前記スルーホールと接合して形成されたランド電極幅が、前記挿入部品挿入側の基板面上に前記スルーホールの外周に形成されたランド電極幅より小さく形成され、基板の裏面側に前記スルーホールと接合して形成された前記ランド電極の周囲に、間にスリットを介して外周を取り囲む補助電極を有することを特徴とする挿入部品用回路基板を構成した。
【００１７】
また、上記課題を解決するために本発明では、前記挿入部品用回路基板において、前記スルーホールと接合して形成された裏面側のランド電極の周囲に段差を設けたスリットを形成して、その外周部に段差を設けた補助電極を形成し、前記ランド電極、前記スリット、及び前記補助電極が一体に形成されるように構成した。
【００１８】
また、上記課題を解決するために本発明では、電子回路装置の製造方法において、挿入部品を実装するためのスルーホールを有し、前記挿入部品を挿入する表面とは反対の裏面側に、前記スルーホールと接合して形成されたランド電極の周囲に、スリットを介して外周を取り囲む補助電極を有する回路基板に対して、前記基板の裏面にはんだ印刷用マスクを設置して、前記補助電極上にはんだペーストを塗布し、リフロープロセスによって、前記補助電極上のはんだペーストを溶融、凝固させ、前記基板の表面側にはんだ印刷用マスクを設置して、前記スルーホールの外周に形成された表面側ランド電極上、及び前記スルーホール開口部へはんだペーストを塗布し、前記基板の表面より、挿入部品の挿入ピンを前記スルーホールへ挿入し、リフロープロセスによって、前記基板の表面側より塗布したはんだペーストと、および前記補助電極上に凝固させて保持しておいたはんだを溶融・融合させて、前記スルーホールと前記挿入ピンの間に移動・凝固させるようにした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、挿入部品をはんだペーストを用いて面実装するプロセスにおいて、部品挿入前にスルーホール内にはんだが充填されることを防ぎながらはんだ量を確保することができ、またはんだ接合信頼性を向上させることができる。さらに、フロープロセスを使用しないため、はんだブリッジやはんだボールの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】(a)：本発明の第一の実施形態における挿入部品と回路基板のはんだ接合部において、回路基板に形成したスルーホールに挿入された挿入部品の挿入ピンの軸心を通る断面図である。(b)：回路基板の裏面に形成された電極部分などを示すために、裏面上のはんだを取り払った（はんだ非表示）平面図である。
【図２】従来の挿入部品のリフロー接合プロセスの流れを示すプリント基板のスルーホール電極の軸心を通る断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態である挿入部品のリフロー接合プロセスの流れを示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態である挿入部品のリフロー接合プロセスの流れを示す断面図である。
【図４】(a)：スリットを補助電極、およびランド電極のいずれにも段差を確保して形成した本発明の第１の実施形態の挿入部品用基板の別解である。(b)：ランド電極上にはんだの濡れ拡がりを抑制する土手を形成した本発明の第１の実施形態の挿入部品用基板の別解である。
【図５】本発明の第二の実施形態における挿入部品用基板の部品挿入面の裏面の電極形状図である。
【図６】本発明の第三の実施形態における挿入部品用基板の部品挿入面の裏面の電極形状図である。
【図７】本発明の第四の実施形態における挿入部品用基板の部品挿入面の裏面の電極形状図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１(a)は、本発明の第一の実施の形態における挿入部品と回路基板のはんだ接合部において、回路基板１０に形成したスルーホールに挿入された挿入部品２０の挿入ピン２１の軸心を通る断面図である。また、図１(b)は、図１(a)の回路基板の部品挿入面と反対側の面(裏面)に形成された電極部分などを示すために、反対側の面(裏面)上のはんだ１５を取り払った（はんだ非表示）平面図である。
【００２３】
図１において、１０は回路基板(プリント基板)、１１はランド電極、１２は本実施例で導入した補助電極、１３は絶縁膜として用いられるレジスト、１４はランド電極と補助電極とを分離するスリット、１５は溶融、凝固後のはんだ、２０は挿入部品、２１は挿入ピンである。
挿入部品の実装基板(回路基板)にはプリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板、メタルコア基板など多種存在するが、本実施例では基板をプリント基板として説明する。なお、図１(b)の裏面電極側ははんだフィレットを図示していない。
【００２４】
図１(a)，(b)に示すように、裏面側ではランド電極１１と一体化されている電極と、補助電極１２の間にはスリット１４が形成されている。ランド電極１１と一体化されている電極と、補助電極１２は、はんだ１５にて接合されている。また、ランド電極１１と補助電極１２上にはレジスト１３が形成されたSMD（Solder Mask Defined）形状を示しているが、NSMD（Non Solder Mask Defined）で形成されてもかまわない。本実施形態で採用した補助電極の形状について以下に説明する。
【００２５】
図２(a),(b),(c)は、従来の挿入部品のリフロー接合プロセスの流れを説明するプリント基板のスルーホール電極の軸心を通る断面図である。
図２において、１０はプリント基板、１１はランド電極、１５は溶融、凝固後のはんだ、１６ははんだペースト、２０は挿入部品、２１は挿入ピン、３０はスキージ、３１はメタルマスクである。挿入部品の実装基板にはプリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板、メタルコア基板など多種存在するが、本実施例では基板をプリント基板として説明する。また、はんだペースト印刷用のマスクの材質も金属製、樹脂製など様々であるが本実施例ではメタルマスクとして説明する。
【００２６】
挿入部品のリフロー接合プロセスでは、ランド電極１１、及びスルーホール上にはんだペースト１６を印刷するための開口部を有したメタルマスク３１をプリント基板１０上に設置し、はんだペースト１６をスキージ３０で印刷することによりランド電極１１上への塗布、及びスルーホールへはんだペースト１６を充填する（図２(a)参照）。このプロセスは、同一面(プリント基板への挿入部品を実装する表面側)に搭載する他の表面実装部品用のはんだペースト形成プロセスと同一プロセスで行うことが望ましいが、表面実装部品用のペースト印刷と、挿入部品用のスルーホール充填ペースト印刷を別々に実施してもかまわない。
【００２７】
その後、挿入部品２０の挿入ピン２１をスルーホールへ挿入する（図２(ｂ)参照）。この時に、スルーホール内に充填されていたはんだペースト１６は挿入ピン２１により押し出され、挿入ピン２１先端に付着する。図２(ｂ)の状態でリフロー炉で加熱することによりはんだペースト１６を溶融させるが、挿入ピン２１の先端に付着されたはんだペースト１６は挿入ピン２１に濡れることで毛細管現象によりスルーホール内へ移動し、はんだ１５を形成する。また、挿入部品２０側に存在するはんだペースト１６も、同様にリフロープロセスでスルーホール内へ移動し、はんだ１５を形成する（図２(c)参照）。
【００２８】
一般的なはんだペーストは、はんだの含有率が50%〜60%であるため、リフロー後のはんだは、はんだペーストと比較して体積が40%〜50%減少する。そのため、はんだペースト印刷工程では、リフロープロセス後にスルーホール内にはんだが充填できるだけのはんだペースト１６量の供給が必要である。通常の印刷工程では、スキージ３０による加圧によりスルーホール内にはんだペースト１６が充填される。しかし、スキージ３０による加圧力と、スルーホール内壁面からはんだペースト１６に発生する摩擦力がほぼ同等になった場合に、はんだペースト１６の充填限界となる。
【００２９】
スルーホール充填以外にはんだペースト量を増加させる方法として、メタルマスク３１の開口径を大きくすることが挙げられる。しかし、コネクタなどの挿入部品では複数ピンが任意のピッチで形成されている場合が多く、開口径限界が存在する。また、開口形状を大きくするにつれて、はんだペースト１６が溶融した際のセルフアライメントによってランド電極１１に凝集する確率が低下し、挿入部品間にはんだボールが発生するため電極間ショートの原因となる。このように、部品挿入面側からだけのはんだペースト供給でスルーホール内にはんだを充填させるためには、スルーホール形状やメタルマスクの設計が課題となる。
【００３０】
そこで、スルーホール内の溶融、凝固後のはんだ１５の体積を確保するために部品挿入面（表面）の反対面（裏面）からはんだペーストを供給する方法が考えられる。
従来より、表面実装部品の両面実装基板では、はんだペースト印刷→部品搭載→リフローのプロセスを、表裏それぞれ別プロセスで実行することが多い。両面実装基板の場合、通常は裏面側の部品実装用のはんだペーストを印刷するときは挿入部品スルーホール用にはメタルマスクに開口は形成しない。それに替えて、挿入部品のリフロープロセスによる実装を行う際には、メタルマスクに開口を形成しはんだペーストを裏面側より印刷することではんだを補充することが考えられる。
【００３１】
はんだを基板裏面側から供給する場合、基板表面の部品挿入工程の前に裏面実装用のリフロープロセスを行うため、はんだペーストは溶融、凝固して、はんだとして裏面側のランド電極上に形成される。はんだペースト印刷時にスルーホール上にはんだペーストを印刷した場合は、リフロープロセス後にスルーホール内にはんだが入り込み、部品挿入工程前にはんだでスルーホールを塞いでしまうため、部品挿入が実施できなくなる。
仮に、特許文献１や特許文献２に示すようなスルーホール上にはんだペーストを印刷する量を抑制する場合でも、リフロープロセス時にスルーホール内にはんだが流れ込むため、はんだによるスルーホールふさぎや、スルーホール径の減少が発生し、部品挿入が困難になる。
【００３２】
その課題を解決する方法として、図３Ａ、図３Ｂに本発明の第１の実施形態である挿入部品のリフロー接合プロセスの流れを示す。１０はプリント基板、１１はランド電極、１２は補助電極、１４はスリット、１５は溶融、凝固後のはんだ、１６ははんだペースト、１７は補助電極上はんだ、１９はスルーホール、２０は挿入部品、２１は挿入ピン、３０はスキージ、３１は表面(部品挿入面)印刷用メタルマスク、３２は裏面印刷用メタルマスクである。
挿入部品の実装基板にはプリント基板、セラミック基板、フレキシブル基板、メタルコア基板など多種存在するが、本実施例では基板をプリント基板として説明する。また、はんだペースト印刷用のマスクの材質も金属製、樹脂製など様々であるが本実施例ではメタルマスクとして説明する。
【００３３】
本実施例では、図３Ａ(a)に示すように、初めに基板裏面側に形成した補助電極１２上にはんだペースト１６を印刷する。このプロセスでは、補助電極１２上にはんだペースト１６を印刷するための開口部を有した裏面印刷用メタルマスク３２をプリント基板１０上に設置し、はんだペースト１６をスキージ３０で印刷することにより補助電極１２へはんだペースト１６を塗布する。
このプロセスは、基板裏面に搭載する他の表面実装部品用のはんだペースト印刷プロセスと同一プロセスで行うことが望ましいが、表面実装部品用のペースト印刷と補助電極用のペースト印刷を別々に実施してもかまわない。
【００３４】
続いて、図３Ａ(b)に示すように、裏面印刷用メタルマスク３２を除去し、リフロー炉にて過熱することによりはんだペースト１６を溶融させ、補助電極上に凝固したはんだ１７を形成する。この際、基板裏面側のランド電極１１と補助電極１２の間にスリット１４を形成していることで、はんだペースト１６が溶融した際にランド電極１１へ濡れ拡がることを防止している。
【００３５】
本実施例ではスリット１４を形成して、はんだの濡れ拡がりを抑制しているが、例えば図４(a)に示すように、スリット２４を補助電極１２、およびランド電極１１のいずれにも段差を確保して形成することにより、ランド電極１１へのはんだ１７の濡れ拡がりを抑制できればスリット２４部に電極が存在してもかまわない。また、段差は凹凸どちらでもよい。
【００３６】
更に、例えば図４(b)に示すように、ランド電極１１が補助電極１２の位置まで一体に形成されて、そのランド電極１１上にレジストなどのはんだ濡れ性を阻害する材料２３をコーティングすることでランド電極１１へのはんだ１７の濡れ拡がりを抑制しても良い。図４(b)の例では、プリント基板１０の表面にレジスト１３を塗布する際に、ランド電極１１上にはんだ１７の濡れ拡がりを抑制する土手２３を形成することが考えられる。
【００３７】
次に、図３Ａ(c)に示すように、補助電極上はんだ１７を形成したプリント基板１０の表裏を反転させる。その後、ランド電極１１上にはんだペースト１６を印刷するための開口部を有した表面(部品挿入面)印刷用メタルマスク３１をプリント基板１０上に設置し、はんだペースト１６をスキージ３０で印刷することによりランド電極１１およびスルーホール１９へはんだペースト１６を充填する。このプロセスは、同一面に搭載する他の表面実装部品用のはんだペースト印刷プロセスと同一プロセスで行うことが望ましいが、表面実装部品用のペースト印刷と挿入部品用のスルーホール電極用のペースト印刷を別々に実施してもかまわない。
【００３８】
その後、図３Ｂ(d)に示すように、挿入部品２０の挿入ピン２１をスルーホールへ挿入する。この際に、スルーホール内に充填されていたはんだペースト１６の一部は挿入ピン２１により押し出され、挿入ピン２１先端に付着する。図３Ｂ(d)の状態でリフロー炉で加熱することによりはんだペースト１６を溶融させるが、挿入ピン２１の先端に付着したはんだペースト１６は挿入ピン２１に濡れることでスルーホール内へ移動し、はんだ１５を形成する。
【００３９】
図３Ｂ(e)に示すように、挿入ピン２１の先端に付着したはんだペースト１６がスルーホール内に移動する時は補助電極上はんだ１７も溶融しているため、はんだペースト１６と補助電極上はんだ１７が接触し融合することで補助電極上はんだ１７がスルーホール内に供給されてスルーホールをはんだ１５で充填することができる。
挿入ピン２１の先端のはんだペースト１６と補助電極上はんだ１７の融合を容易にするため、基板の部品挿入面(表面)と反対の面(裏面)のランド電極１１幅（図１(a)中のb）は、部品挿入面(表面)のランド電極１１のランド幅（図１(a)中のａ）よりも短い方が好ましい。また、挿入部品２０側に存在するはんだペースト１６も同様にリフロープロセスでスルーホール内へ移動し、はんだ１５を形成する。
【００４０】
本実施例により、従来の片面はんだペースト印刷のみではスルーホール内への十分なはんだ充填が困難であった厚板基板や大口径スルーホールへのはんだ充填量を確保することが可能となる。スルーホール内に十分なはんだ量を確保できることにより、熱疲労負荷時のはんだ接合信頼性を向上させることができる。また、両面実装基板において、裏面部品実装時に補充はんだを供給することができるため、新たなプロセスの追加が不要であり、工数の増加が発生しない。
【００４１】
なお、本実施例で示した補助電極１２は、ランド電極１１との間をスリット１４によって完全に分離される例も示した。補助電極１２の役割は、基板の裏面上に、スルーホールを充填するためのはんだを予め確保しておくためのものであって、電気的に接続を図る必要は必ずしもない。通常は、補助電極は、ランド電極と同電位に維持するために基板内で接続がなされ、また、補助電極はランド電極と同じようにはんだの濡れ性を持たせた方が望ましいので、同じ材質で形成されることが考えられる。しかし、本実施例では、基板と電気的に接続がなされていない補助電極１２も含めて全て補助電極と呼んでいる。
【実施例２】
【００４２】
図５は、挿入部品と回路基板のはんだ接合部において、図１(b)に示す回路基板の部品挿入面と反対側の面(裏面)に形成された電極部分などから、裏面上のはんだ１５を取り払った（はんだ非表示）平面図の第二の実施形態である。１１はランド電極、１２は補助電極、１３はレジスト、１４はスリットである。本実施例では、補助電極１２の外形を四角としている。これにより、第一の実施形態の効果に加え、補助電極１２上に形成できる補助電極上はんだ（図示せず）をより多く確保できるため、大口径スルーホール、厚板基板へのはんだ量確保が容易となる。本実施例では補助電極１２の外形を四角として図示したが、上記効果が確保できる形状、例えば多角形や楕円、星形など四角に限るものではない。
【実施例３】
【００４３】
図６は、挿入部品と回路基板のはんだ接合部において、図１(b)に示す回路基板の部品挿入面と反対側の面(裏面)に形成された電極部分などから、裏面上のはんだ１５を取り払った（はんだ非表示）平面図の第三の実施形態である。１１はランド電極、１２は補助電極、１３はレジスト、１４はスリット、１８は引き出し配線である。本実施例では、ランド電極１１から引き出し配線１８を形成する。これにより、第一の実施形態の効果に加え、ランド電極１１からの基板表層での配線レイアウトが可能となる。また、引き出し配線１８を形成するため補助電極１２の一部が未接となり、基板最表面層と補助電極１２の線膨張係数差に起因する補助電極１２の剥離耐性が向上する。本実施例では補助電極１２の外形を円形として図示したが、上記効果が確保できる形状、例えば四角や多角形や楕円、星形など円形に限るものではない。
【実施例４】
【００４４】
図７は、挿入部品と回路基板のはんだ接合部において、図１(b)に示す回路基板の部品挿入面と反対側の面(裏面)に形成された電極部分などから、裏面上のはんだ１５を取り払った（はんだ非表示）平面図の第四の実施形態である。１１はランド電極、１２は補助電極、１３はレジスト、１４はスリットである。本実施例では、補助電極１２を複数個に分割した形状としている。これにより、第一の実施形態の効果に加え、補助電極１２が独立するため基板最表面層と補助電極１２の線膨張係数差に起因する補助電極１２の剥離耐性が向上する。さらには、はんだペーストが溶融するときに発生する揮発成分が補助電極１２の間を通過して抜けるため、はんだ内へのボイド率低減を実現できる。なお、本実施例では補助電極１２の外形を円形として図示したが、上記効果が確保できる形状、例えば四角や多角形や楕円、星形など円形に限るものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１０  プリント基板    
１１  ランド電極    
１２  補助電極    
１３  レジスト    
１４  スリット    
１５  溶融、凝固後のはんだ    
１６  はんだペースト    
１７  補充用はんだ  
１８  引き出し配線  
１９  スルーホール
２０  挿入部品    
２１  挿入ピン      
２３  はんだの濡れ拡がりを抑制する土手
２４  ランド電極と段差を確保して形成された
３０  スキージ    
３１  表面(部品挿入面)印刷用メタルマスク    
３２  裏面補充印刷用メタルマスク
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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