(57)【要約】【課題】はんだリフローによって印刷配線基板のパター電極と搭載するＩＣ等の表面実装部品のパッド電極とをはんだ付けするとき、余剰のはんだが両電極間からはみ出して近隣の他の部品に悪影響を及ぼす。【解決手段】印刷配線基板１１面のパターン電極１２を、ＩＣ１５の下面外周で囲まれた範囲内に形成し、それぞれのパターン電極１２には、該パターン電極１２に接続し、且つ、ＩＣ１５の下面外周で囲まれた範囲外の直近にスルーホール１３を設ける。【選択図】図１
2004146476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面にパッド電極を設けた表面実装部品を、上面に前記表面実装部品のパッド電極に対応するパターン電極を有し該パターン電極の周囲にはんだレジストを施した印刷配線基板に載置して、前記パッド電極と前記パターン電極とをはんだリフローによってはんだ付けする構造の印刷配線基板であって、
前記パターン電極は、前記表面実装部品の下面外周で囲まれた範囲に対応する前記印刷配線基板上に形成され、且つ前記印刷配線基板上の前記表面実装部品の下面外周で囲まれた範囲外の直近に、前記該パターン電極に接続してスルーホールを設けたことを特徴とする印刷配線基板の構造。
【請求項２】
下面にパッド電極を設けた表面実装部品を、上面に前記表面実装部品のパッド電極に対応するパターン電極を有し該パターン電極の周囲にはんだレジストを施した印刷配線基板に載置して、前記パッド電極と前記パターン電極とをはんだリフローによってはんだ付けする構造の印刷配線基板であって、
前記パターン電極と該パターン電極から延出するパターンリード線の所定の長さ分とには、はんだレジストを施さないことを特徴とする印刷配線基板の構造。
【請求項３】
下面にパッド電極を設けた表面実装部品を、上面に前記表面実装部品のパッド電極に対応するパターン電極を有し該パターン電極の周囲にはんだレジストを施した印刷配線基板に載置して、前記パッド電極と前記パターン電極とをはんだリフローによってはんだ付けする構造の印刷配線基板であって、
前記パターン電極それぞれの電極面の一部にはんだレジストが施されていることを特徴とする印刷配線基板の構造。
【請求項４】
水晶振動子を印刷配線基板の回路パターンに固定した金属ボール上に装着し、該水晶振動子下方前記印刷配線基板上の回路パターンに発振回路用ＩＣをはんだ付けして、該発振回路用ＩＣ及び前記水晶振動子を前記印刷配線基板に熱硬化型接着剤で接着する構造の圧電発振器の前記印刷配線基板の構造が請求項２または請求項３に記載の印刷配線基板であることを特徴とする圧電発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだリフローによって部品を実装する印刷配線基板に関し、特に高密度に部品実装する印刷配線基板の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無線通信機器、特に携帯無線端末の高機能化と小型軽量化が進められ、それに使用される部品に対しても小型化への要望が極めて強くなっている。そして、携帯無線端末に広く使用される水晶発振器においても、小型化され高密度に部品が装着されるようになってきている。
図４は、従来の一般的な表面実装部品をはんだ付けした印刷配線基板の構造の一例を示す図で、（ａ）は、分解した縦断面図、（ｂ）は、平面図である。同図に示すように、下面四隅に入出力のパッド電極４１を備えた表面実装部品４２は印刷配線基板４３上に載置され、該印刷配線基板４３に設けられた前記パッド電極４１に対応する４個のパターン電極４４と前記パッド電極４１とが、はんだリフローによってはんだ付けされる。
【０００３】
図４（ｂ）は、前記印刷配線基板４３のパターン電極４４と前記表面実装部品４２の下面外周の位置（図中、点線で示す）を示す平面図で、同図に示すように、前記印刷配線基板４３の４個のパターン電極４４は、前記表面実装部品４２の下面外周で囲まれた範囲より外方へ拡大された広い面積に形成されており、それによって、表面実装部品４２を印刷配線基板４３に装着した場合、前記パッド電極４１とパターン電極４４とのはんだ接合状態を容易に視認することができる構造となっている。
【０００４】
しかしながら、上記構造においては、はんだリフローの際にパターン電極４４面上に塗布されるはんだの量が過剰であった場合、加熱されて溶融したはんだが該パターン電極４４の拡大された外縁部にはんだ粒となって盛り上がり，印刷配線基板４３上に実装された他の部品やパターン電極と接触しショートする可能性がある。
また、前記パターン電極４４の刷配線基板４３上に占める面積は、前記表面実装部品４２の占有面積より余分な面積を有する形状となっているため、高密度に部品が実装される印刷配線基板の小型化の障害となっているという問題がある。
【０００５】
図５は、例えば、特開第２００２−６４３３３号公開公報に開示された構造に基づく、従来の水晶発振器の構造の一例を示す縦断面図である。
同図に示すように、本水晶発振器は、印刷配線基板５１の上面に、チップ部品５２と金属ボール５３を介して固定した水晶振動子５４とを装着し、該水晶振動子５４下方の前記印刷配線基板５１上面に発振回路用ＩＣ５５と他のチップ部品５６とを装着し、前記水晶振動子５４と前記ＩＣ５５とを前記印刷配線基板５１に熱硬化型接着剤５７で固着した構造となっている。ここで、金属ボール５３は、金属を球状に加工したものだけでなく、耐熱性樹脂を球状とし、その表面に金属膜を付着したタイプのものを含む。
前記水晶振動子５４とＩＣ５５は、それぞれの下面四隅に入出力用の電極パッド５８、５９を備え、また、チップ部品５２、５７は両端に電極端子（図示しない）を備えており、これらの部品は、前記印刷配線基板５２上のそれぞれの部品用に設けられたパターン電極６０、６１、６２、６３に、はんだリフローによってはんだ付けされる。
前記印刷配線基板５１上の水晶振動子５４、ＩＣ５５及びチップ部品５２、５７、金属ボール５３等の部品がはんだ付けされるパターン電極面及び所定の面を除いた印刷配線基板全面には、はんだレジスト（図示しない）が施されて回路パターン間のはんだによるショートが防止される。
【０００６】
前記印刷配線基板５１に水晶振動子５４、ＩＣ５５等の部品を装着するはんだ付け作業は、次の手順によって行われる。
（１）　ＩＣ５５、チップ部品５２、５６を印刷配線基板５１のそれぞれのパターン電極に載置し、はんだリフローによってはんだ付けする。
（２）　前記ＩＣ５５を覆って印刷配線基板５１上に、熱硬化型接着剤５８を塗布する。
（３）　印刷配線基板５１に金属ボール５３と水晶振動子５４を前記水晶振動子５４接続用のパターン電極６０に載置し、前記熱硬化型接着剤５７に押圧して固定する。
（４）　はんだリフローによって、金属ボール５３と水晶振動子５４とをはんだ付けするとともに、前記熱硬化型接着剤５７を硬化させる。
上記はんだ付け手順におけるＩＣ５５の接着は、水晶振動子５４と金属ボール５３をはんだ付けするためのはんだリフローの加熱によって、先にはんだ付けしたＩＣ５５下面のはんだが再溶融されて該ＩＣ５５が移動することを防止するために施される。
【０００７】
しかしながら、上記手順（４）において、熱硬化型接着剤５７がはんだリフローで加熱されると該接着剤５７は膨張し、その膨張力によって水晶振動子５４より軽量のＩＣ５５は印刷配線基板５１へ押圧される。そのため、前記ＩＣ５５のパッド電極５９とパターン電極６１間の溶融したはんだが圧迫されてはみ出し、隣接する他のパターン電極とショートする可能性があるという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、印刷配線基板にはんだリフローによってＩＣ等の部品をはんだ付けする際に生ずる、上述のそれぞれの課題を解決するためになされたものであって、はんだリフローにおいて、部品の電極パッドと印刷配線基板の回路パターン電極間の溶融したはんだが電極外にはみ出すことによって生ずる悪影響を軽減できる構造の印刷配線基板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明においては、下面にパッド電極を設けた表面実装部品を、上面に前記表面実装部品のパッド電極に対応するパターン電極を有し該パターン電極の周囲にはんだレジストを施した印刷配線基板に載置して、前記パッド電極と前記パターン電極とをはんだリフローによってはんだ付けする構造の印刷配線基板であって、前記パターン電極は、前記表面実装部品の下面外周で囲まれた範囲に対応する前記印刷配線基板上に形成され、且つ前記印刷配線基板上の前記表面実装部品の下面外周で囲まれた範囲外の直近に、前記該パターン電極に接続してスルーホールを設けたことを特徴とする。
また、請求項２の発明においては、下面にパッド電極を設けた表面実装部品を、上面に前記表面実装部品のパッド電極に対応するパターン電極を有し該パターン電極の周囲にはんだレジストを施した印刷配線基板に載置して、前記パッド電極と前記パターン電極とをはんだリフローによってはんだ付けする構造の印刷配線基板であって、前記パターン電極と該パターン電極から延出するパターンリード線の所定の長さ分とには、はんだレジストを施さないことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明においては、下面にパッド電極を設けた表面実装部品を、上面に前記表面実装部品のパッド電極に対応するパターン電極を有し該パターン電極の周囲にはんだレジストを施した印刷配線基板に載置して、前記パッド電極と前記パターン電極とをはんだリフローによってはんだ付けする構造の印刷配線基板であって、前記パターン電極それぞれの電極面の一部にはんだレジストが施されていることを特徴とする。
さらに、請求項４の発明においては、水晶振動子を印刷配線基板の回路パターンに固定した金属ボール上に装着し、該水晶振動子下方前記印刷配線基板上の回路パターンに発振回路用ＩＣをはんだ付けして、該発振回路用ＩＣ及び前記水晶振動子を前記印刷配線基板に熱硬化型接着剤で接着する構造の圧電発振器の前記印刷配線基板の構造が請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の印刷配線基板であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示した実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明に係わる水晶発振器等における印刷配線基板のＩＣを搭載するパターン電極部の実施の一形態例を示す構造図で、（ａ）はＩＣを含む分解した縦断面図、（ｂ）は平面図である。
同図（ａ）に示すように、印刷配線基板１１の上面に形成されたパターン電極１２にはそれぞれスルーホール１３が設けられており、該印刷配線基板１１上にパッド電極１４を備えたＩＣ１５が搭載される。
前記印刷配線基板１１上のパターン電極１２は、同図（ｂ）の平面図に示すように、前記印刷配線基板１１に装着される、図中に点線で示すＩＣ１５の下面外周で囲まれた範囲内に形成され、それぞれのパターン電極１２には、該パターン電極１２に接続し、且つ、前記ＩＣ１５下面外周に囲まれた範囲外の直近にスルーホール１３が設けられている。
【００１２】
上記構造にすることによって、はんだリフローの際に前記パターン電極１２に塗布されるはんだの量が過剰であっても、溶融した余剰のはんだは前記スルーホール１３に吸収される。
その結果、従来のように、余剰のはんだがパターン電極１２の周囲に盛り上がったり、あるいは、はんだ粒となって前記パターン電極１２から分離して他の部品や回路に悪影響を及ぼすことはない。更に、ＩＣ１５下面外周で囲まれた範囲外にパターン電極が形成されないので印刷配線基盤１１を更に小型化することができる。
なお、上記パターン電極１２にスルーホール１３を設ける手段は、印刷配線基板１１上にスペースの余裕がある場合は、従来のように、図１（ｂ）の点線の範囲外にまでパターン電極が形成されている場合でも有効であることは言うまでもないことである。
【００１３】
図２は、本発明に係わる水晶発振器等における印刷配線基板のＩＣを搭載するパターン電極部の他の実施例を示す構造図で、（ａ）はＩＣを含む分解した縦断面図、（ｂ）は平面図である。
同図（ａ）に示すように、本印刷配線基板２１は上面にパターン電極２２を備えて所定の範囲を除いてはんだレジスト２３が施されており、該印刷配線基板２１に、下面にパッド電極２４を備えたＩＣ２５を載置して前記パターン電極２２と前記パッド電極２４をはんだリフローによってはんだ付けされる。
同図（ｂ）は、前記印刷配線基板２１に形成されたパターン電極２２と該パターン電極２２に施されたはんだレジスト２３の構造を示す平面図である。
同図に示すように、前記ＩＣ２５用に印刷配線基板２１上に形成された４個のパターン電極２２には、それぞれ延出して他のパターン回路に接続するパターンリード線２６を有し、該パターンリード線２６の所定の長さ分２７と前記パターン電極２１の、同図中の点線で囲まれた部分を除いてはんだレジスト２３が施される。
【００１４】
上記構造にすることによって、印刷配線基板２１にＩＣ２５をはんだリフローによってはんだ付けするときに、はんだ量が過剰であっても、また、前記ＩＣ２５が上方から押圧されても、パターン電極２２上の溶融したはんだは、はんだレジスト２３が施されていないパターンリード線２７へ誘導流出する。そのため、従来のように、ＩＣ２５のパターン電極部２２からはみ出したはんだが、他の部品や回路に悪影響を及ぼすことはない。
【００１５】
図３は、本発明に係わる水晶発振器等における印刷配線基板のＩＣを搭載するパターン電極部の更に他の実施例を示す構造図で、（ａ）はＩＣを含む分解した縦断面図、（ｂ）は平面図である。
同図（ａ）に示すように、本印刷配線基板３１は上面にパターン電極３２を備え、所定の広さの範囲を除いた該パターン電極３２の一部を含んで全面にはんだレジスト３３が施されており、該印刷配線基板３１上に下面にパッド電極３４を備えたＩＣ３５を載置して、前記パターン電極３２とパッド電極３４をはんだリフローによってはんだ付けする。
同図（ｂ）は、前記印刷配線基板３１に形成された前記パターン電極３２と該パターン電極３２部分に施されたはんだレジスト３３の構造を示す平面図である。
同図に示すように、前記パターン電極３２部のはんだレジスト３３は、４個のパターン電極３２それぞれの左右側端を含む、図中の点線で囲まれた部分３６を除いて全面にはんだレジストを施す。
【００１６】
上記構造にすることによって、図３（ａ）に示されるように、各パターン電極３２の左右両側端にはんだレジスト被膜の凸部が形成される。その結果、ＩＣ３５をはんだリフローによって印刷配線基板３１にはんだ付けするときに、該ＩＣ３５が上方から押圧されても、前記パターン電極３２の左右両側端に形成されたレジスト３３の被膜の凸部によって、前記ＩＣ３５の下方への動きが制限される。したがって、前記パターン電極３２上の溶融したはんだがパターン電極３２外にはみ出ることがなく、他の部品や回路に悪影響を及ぼすことはない。
そして、例えば、図３の構造をもつ印刷配線基板３１を用いて、従来と同じはんだ付け手順によって図５に示される構成の水晶発振器を組立てた場合、前記印刷配線基板３１にＩＣと水晶振動子を接着している熱硬化型接着剤がはんだリフローで加熱されて膨張し、その膨張力によってＩＣが前記印刷配線基板３１に押圧されても、各パターン電極の両側端に形成されているはんだレジスト被膜の凸部によって前記ＩＣの下方への動きが止められる。したがって、前記印刷配線基板３１の各パターン電極上の溶融したはんだが、パターン電極外にはみ出るということはない。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の印刷配線基板の構造によれば、はんだリフローによって印刷配線基板にＩＣ等の表面実装部品をはんだ付けするとき、印刷配線基板のパターン電極に塗布されたはんだの余剰分がパターン電極外にはみ出して、あるいは、ＩＣ等の表面実装部品がはんだ付け時に上方から押圧されてパターン電極に塗布されたはんだがパターン電極外にはみ出して、他の部品やパターンに悪影響を及ぼすことがない。
上述のように、本発明は、信頼性の高いはんだリフローによるはんだ付け製品を提供する上で大いに効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる水晶発振器等における印刷配線基板のＩＣを搭載するパターン電極部の実施の一形態例を示す構造図で、（ａ）はＩＣを含む分解した縦断面図、（ｂ）は平面図。
【図２】本発明に係わる水晶発振器等における印刷配線基板のＩＣを搭載するパターン電極部の他の実施例を示す構造図で、（ａ）はＩＣを含む分解した縦断面図、（ｂ）は平面図。
【図３】本発明に係わる水晶発振器等における印刷配線基板のＩＣを搭載するパターン電極部の更に他の実施例を示す構造図で、（ａ）はＩＣを含む分解した縦断面図、（ｂ）は平面図
【図４】従来の一般的な表面実装部品をはんだ付けした印刷配線基板の構造の一例を示す図で、（ａ）は、分解した縦断面図、（ｂ）は、平面図。
【図５】従来の水晶発振器の構造の一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１１・・印刷配線基板、　１２・・パターン電極、　１３・・スルーホール、
１４・・パッド電極、　１５・・ＩＣ、
２１・・印刷配線基板、２２・・パターン電極、２３・・はんだレジスト、
２４・・パッド電極、　２５・・ＩＣ、　　　　２６・・パターンリード線、
２７・・所定の長さ分のパターンリード線、
３１・・印刷配線基板、　３２・・パターン電極、　３３・・はんだレジスト
、３４・・パッド電極、３５・・ＩＣ、３６・・はんだレジストを施さない部分
４１・・パッド電極、　４２・・表面実装部品、　４３・・印刷配線基板、
４４・・パターン電極、
５１・・印刷配線基板、５２・・チップ部品、　　５３・・金属ボール、
５４・・水晶振動子、　５５・・ＩＣ、　　　　　５６・・チップ部品、
５７・・熱硬化型接着剤　５８，５９・・パッド電極、
６０、６１、６２、６３・・パターン電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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