(57)【要約】【課題】回路基板に設けられた接続端子に外部端子を溶接するときに接続端子下の半田が再溶融してもこの溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制できる回路基板を提供する。【解決手段】保護層１３の開口１３ａはその４辺のうち部品用電極１４及び電子部品１６とは向き合わない少なくとも１つの辺に溶融半田受け入れ用の張出溝１３ｂを有していることから、外部端子１７を接続端子１５に溶接するときの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融して外部に放出（飛散及び流出を含む）されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を開口１３に設けた張出溝１３ｂに受け入れることで溶融半田が電子部品１６側に放出されることを抑制して、部品用電極１４または電子部品１６のリード１６ａにショートが生じることを防止することができる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に設けられた端子用電極と、開口を通じて端子用電極の表面が部分的に露出するように端子用電極の周縁を覆う保護層と、基板上に端子用電極と隣接して設けられた部品用電極と、保護層の開口から露出する端子用電極の表面露出部分に半田を介して接合された接続端子と、部品用電極に接合された電子部品とを備えた回路基板であって、
前記接続端子の接合箇所には、接続端子と端子用電極の表面露出部分との間に存する半田が再溶融したときに外部放出され得る溶融半田の少なくとも一部を受け入れる溶融半田受容部が、部品用電極及び電子部品と向き合わない向きで設けられている、
ことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記溶融半田受容部は、前記保護層の開口縁に設けられた張出溝から成る、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記溶融半田受容部は、前記端子用電極と前記基板に設けられた貫通孔から成る、
ことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続端子が接合された端子用電極と電子部品が接合された部品用電極とを隣接して備えた回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１はこの種従来の回路基板を示す。
【０００３】
この回路基板は、基板１と、基板１上に設けられた端子用電極２と、開口３ａを通じて端子用電極２の表面が部分的に露出するように端子用電極３の周縁を覆う保護層３と、基板１上に端子用電極２と隣接して設けられた複数の部品用電極４と、保護層３の開口３ａから露出する端子用電極２の表面露出部分２ａに半田ＢＭを介して接合された接続端子５と、複数の部品用電極４に半田ＢＭを介してそのリード６ａを接合されたＩＣ等の電子部品６とを備える。
【０００４】
この回路基板を得るには、まず、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、セラミックスやプラスチック等の絶縁材料から成る基板１を用意し、その表面に銅等の金属材料から成る上面形状が矩形の端子用電極２を形成すると共に、同材料から成る上面形状が矩形の複数の部品用電極４を形成する。
【０００５】
そして、端子用電極２の周縁を覆うようにプラスチックやガラス等の絶縁材料から成る保護層３を形成し、その矩形状開口３ａを通じて端子用電極２の表面中央部分を露出（符号２ａ）させる。
【０００６】
次に、図３に示すように、端子用電極２の表面露出部分２ａと各部品用電極４の表面に半田ＢＭをスクリーン印刷法等の手法によって印刷する。
【０００７】
次に、端子用電極２上に接続端子５を搭載すると共に部品用電極４上に電子部品６を搭載し、これをリフロー炉（図示省略）に投入して接続端子５と電子部品６の半田接合を行う。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−２３２４４号公報
【特許文献２】
特開平８−６４９３９号公報
【特許文献３】
特開平１１−１７７２２５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の接続端子５は外部端子を溶接するために設けられたものであり、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、この接続端子５にはスポット溶接等の手法によって外部端子７が溶接される。因みに、図４（Ａ）中の符号ＷＰは溶接ポイントを示す。
【００１０】
しかし、図１に示した回路基板にあっては、外部端子７を接続端子５に溶接するときの熱によって接続端子５下の半田ＢＭが再溶融して外部に放出（飛散及び流出を含む）され、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）中に矢印で示す方向に放出された溶融半田によって部品用電極４または電子部品６のリード６ａにショートが生じるといった不具合がある。因みに、先に述べた再溶融半田の放出は、半田ＢＭの再溶融に伴って内部のボイド（空隙）の体積が膨張して内圧が高まることに依るものと考えられている。
【００１１】
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、回路基板に設けられた接続端子に外部端子を溶接するときに接続端子下の半田が再溶融してもこの溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制できる回路基板を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、基板と、基板上に設けられた端子用電極と、開口を通じて端子用電極の表面が部分的に露出するように端子用電極の周縁を覆う保護層と、基板上に端子用電極と隣接して設けられた部品用電極と、保護層の開口から露出する端子用電極の表面露出部分に半田を介して接合された接続端子と、部品用電極に接合された電子部品とを備えた回路基板であって、前記接続端子の接合箇所には、接続端子と端子用電極の表面露出部分との間に存する半田が再溶融したときに外部放出され得る溶融半田の少なくとも一部を受け入れる溶融半田受容部が、部品用電極及び電子部品と向き合わない向きで設けられている、ことをその特徴とする。
【００１３】
この回路基板によれば、接続端子に外部端子を溶接するときに接続端子下の半田が溶融して外部に放出（飛散及び流出を含む）されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を溶融半田受容部に受け入れることで溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制できる。
【００１４】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図５は本発明に係る回路基板の第１実施形態を示す。
【００１６】
この回路基板は、基板１１上に設けられた端子用電極１２と、開口１３ａを通じて端子用電極１２の表面が部分的に露出するように端子用電極１３の周縁を覆う保護層１３と、基板１１上に端子用電極１２と隣接して設けられた複数の部品用電極１４と、保護層１３の開口１３ａを通じて露出する端子用電極１２の表面露出部分１２ａに半田ＢＭを介して接合された接続端子１５と、複数の部品用電極１４に半田ＢＭを介してそのリード１６ａを接合されたＩＣ等の電子部品１６とを備える。
【００１７】
この回路基板を得るには、まず、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、セラミックスやプラスチック等の絶縁材料から成る基板１１を用意し、その表面に銅等の金属材料から成る上面形状が矩形の端子用電極１２を形成すると共に、同材料から成る上面形状が矩形の複数の部品用電極１４を形成する。
【００１８】
そして、端子用電極１２の周縁を覆うようにプラスチックやガラス等の絶縁材料から成る保護層１３を形成し、その矩形状開口１３ａを通じて端子用電極１２の表面中央部分を露出（符号１２ａ）させる。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）から分かるように、保護層１３は開口１３ａの４辺のうち部品用電極１４及び電子部品１６とは向き合わない２つの辺（図６（Ａ）中の上辺及び下辺）の中央に溶融半田受け入れ用の矩形状張出溝１３ｂを有しており、端子用電極１２の表面周縁部分の一部はこの２個の張出溝１３ｂを通じて露出（符号１２ｂ）している。因みに、前記の張出溝１３ｂは請求範囲で言うところの「溶融半田受容部」に相当する。
【００１９】
勿論、前記張出溝１３ｂの形状は半田ＢＭが再溶融したときに外部放出され得る溶融半田の放出方向を電子部品１６が配置された方向とは異なる方向に規制できればよいので矩形状である必然性はない。また、前記張出溝１３ｂには再溶融した半田ＢＭを完全に受容できる大きさを確保しておくことが望ましいが、前述のように前記張出溝１３ｂは溶融半田の放出方向を規制できればよいので、溶融半田の少なくとも一部を受け入れることが可能な大きさと形状であれば所期の目的を十分に達成することができる。さらに、前記張出溝１３ｂの数は適宜変更可能であり、例えば、張出溝１３ｂの数を３個とし開口１３ａにおける図６（Ａ）中の上辺，下辺及び左辺にそれぞれ設けるようにしたり、或いは、張出溝１３ｂの数を１個とし開口１３ａにおける図６（Ａ）中の上辺と下辺の何れか一方や左辺のみに設けるようにしても構わない。
【００２０】
次に、図７に示すように、端子用電極１２の表面露出部分１２ａと各部品用電極１４の表面に半田ＢＭをスクリーン印刷法等の手法によって印刷する。図１に示した従来の回路基板にあっては端子用電極２の表面露出部分２ａに対する半田印刷面積は保護層３の開口３ａの面積の１００％或いはこれに近い値であるが、ここでは端子用電極１２の表面露出部分１２ａに対する半田印刷面積を保護層１３の開口１３ａの面積の７０〜２０％の範囲内として半田印刷量を制限する。
【００２１】
次に、端子用電極１２上に接続端子１５を搭載すると共に部品用電極１４上に電子部品１６を搭載し、これをリフロー炉（図示省略）に投入して接続端子１５と電子部品１６の半田接合を行う。図１に示した従来の回路基板にあっては接続端子５の厚さは０．１〜０．３ｍｍの範囲内であるが、ここでは接続端子１５の厚さｔを０．３ｍｍ＜ｔ≦１．０ｍｍとして接続端子１５として従来のものよりも厚さが厚いものを使用する。また、半田印刷量を制限した関係から、接続端子１５と半田ＢＭとの界面高さは保護層１３の表面とほぼ一致していて、接続端子１５の下面に対する半田ＢＭの付着面積は接続端子１５の下面面積の３０〜９０％の範囲内に収まっている。
【００２２】
前記の接続端子１５は外部端子を溶接するために設けられたものであり、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、この接続端子１５にはスポット溶接等の手法によって外部端子１７が溶接される。因みに、図８（Ａ）中の符号ＷＰは溶接ポイントを示す。
【００２３】
前述の回路基板によれば、保護層１３の開口１３ａはその４辺のうち部品用電極１４及び電子部品１６とは向き合わない少なくとも１つの辺に溶融半田受け入れ用の張出溝１３ｂを有していることから、外部端子１７を接続端子１５に溶接するときの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融して外部に放出（飛散及び流出を含む）されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を開口１３に設けた張出溝１３ｂに受け入れることで溶融半田が電子部品１６側に放出されることを抑制して、部品用電極１４または電子部品１６のリード１６ａにショートが生じることを防止することができる。
【００２４】
また、前述の回路基板によれば、端子用電極１２の表面露出部分１２ａに対する半田印刷面積を保護層１３の開口１３ａの面積の７０〜２０％の範囲内として半田印刷量を制限することにより、接続端子１５と半田ＢＭとの界面高さが保護層１３の表面とほぼ一致していて、接続端子１５の下面に対する半田ＢＭの付着面積は接続端子１５の下面面積の３０〜９０％の範囲内に収まっていることから、外部端子１７を接続端子１５に溶接するときの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融して外部に放出されるような状態となることを抑制すると共に溶融半田が外部に放出され難くして、溶融半田の放出を原因として生じる前記ショートの不具合をより確実に防止することができる。
【００２５】
さらに、前述の回路基板によれば、接続端子１５の厚さｔが０．３ｍｍ＜ｔ≦１．０ｍｍの範囲内にあって従来のものよりも厚いために溶接時の熱が半田ＢＭに伝わり難いことから、外部端子１７を接続端子１５に溶接するときの熱が接続端子１５に伝わってもこの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融され難くして、溶融半田の放出を原因として生じる前記ショートの不具合をより確実に防止することができる。
【００２６】
尚、図１に示した従来の回路基板の接続端子５に外部端子７を溶接するときのショート発生率と、前述の回路基板の接続端子１５に外部端子１７を溶接するときのショート発生率とを検証したところ、前者の場合には８／１０個であったのに対し後者の場合は０／１０個であり、前述の回路基板の構成によって所期の目的が十分に達成できていることが確認された。
【００２７】
［第２実施形態］
図９は本発明に係る回路基板の第２実施形態を示す。
【００２８】
この回路基板が第１実施形態の回路基板と異なるところは、保護層１３の開口１３ａ’の図中左右方向寸法を前記開口１３ａの約３／５とし、この開口１３ａ’を通じて端子用電極１２の表面部分を矩形状に露出（符号１２ａ’）させた点と、端子用電極１２の露出部分１２ａ’に収まるように半田ＢＭの印刷位置を図中左寄りとした点にある。他の構成は第１実施形態の回路基板と同じであるためのその説明を省略する。
【００２９】
この回路基板によれば、端子用電極１２の表面露出部分１２ａ’の面積を減少して接続端子１５の下面に対する半田ＢＭの付着面積を低減することにより、接続端子１５に外部端子１７を溶接するときの熱が接続端子１５に伝わってもこの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融され難くすることができる。他は第１実施形態の回路基板と同様の作用効果が得られる。
【００３０】
［第３実施形態］
図１０は本発明に係る回路基板の第３実施形態を示す。
【００３１】
この回路基板が第１実施形態の回路基板と異なるところは、前記保護層１３から張出溝１３ｂを排除し、その代わりとなる断面円形の貫通孔１２ｃを端子用電極１２の表面露出部分１２ａの中心またはその近傍位置に形成すると共にこの貫通孔１２ｃに対応する断面円形の貫通孔１１ａを基板１１に形成した点にある。他の構成は第１実施形態の回路基板と同じであるためその説明を省略する。因みに、前記の貫通孔１２ｃ及び１１ａは請求範囲で言うところの「溶融半田受容部」に相当する。
【００３２】
この回路基板によれば、外部端子１７を接続端子１５に溶接するときの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融して外部に放出（飛散及び流出を含む）されるような状態となっても、外部に放出され得る溶融半田の少なくとも一部を貫通孔１２ｃ及び１１ａに受け入れることで溶融半田が電子部品１６側に放出されることを抑制することができる。他は第１実施形態の回路基板と同様の作用効果が得られる。
【００３３】
尚、前記貫通孔１２ｃ及び１１ａの断面形状は円形である必然性はなく、図１１に示すような矩形の貫通孔１２ｃ’及び１１ａ’を採用したり、他の断面形状の貫通孔を採用しても構わない。
【００３４】
［第４実施形態］
図１２は本発明に係る回路基板の第４実施形態を示す。
【００３５】
この回路基板が第１実施形態の回路基板と異なるところは、基板１１の表面の保護層１３と部品用電極１４との間に、溶融半田を放出（飛散及び流出を含む）を遮る絶縁材料から成る突条１８をスクリーン印刷等の手法によって設けた点にある。他の構成は第１実施形態の回路基板と同じであるためその説明を省略する。
【００３６】
この回路基板によれば、外部端子１７を接続端子１５に溶接するときの熱によって接続端子１５下の半田ＢＭが再溶融して万が一外部に放出（飛散及び流出を含む）されても、放出された溶融半田を突条１８で受け止めて部品用電極１４または電子部品１６のリード１６ａに達することを防止できる。他は第１実施形態の回路基板と同様の作用効果が得られる。
【００３７】
以上の各実施形態では、電子部品１６としてそのリード１６ａを半田付けするタイプのものを例示したが、当該電子備品１６は金バンプを備えたフリップチップ型ＩＣや面実装可能な電極形状を備えたトランスやインダクタ等のリードレス電子部品であっても構わないし、実装される電子部品の数及び部品用電極の数にも特段の制限はなく、電子部品は半田以外の接合材によって部品用電極に接続されていてもよい。また、各実施形態では溶融半田の外部放出を原因としたショート発生を防止する作用効果について述べたが、各実施形態によれば溶融半田が外部放出することを抑制することによって電子部品に溶融半田が付着して汚れることを防止できる作用効果も得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、回路基板に設けられた接続端子に外部端子を溶接法によって接合するときに接続端子下の半田が再溶融しても、この溶融半田が電子部品側に放出されることを抑制して、部品用電極または電子部品にショートが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の回路基板の上面図とそのａ１−ａ１線断面図
【図２】基板に端子用電極及び保護層と部品用電極とを形成する工程を示す基板の上面図とそのａ２−ａ２線断面図
【図３】端子用電極の露出面と各部品用電極の表面に半田を印刷する工程を示す基板の上面図
【図４】図１に示した回路基板の接続端子に外部端子を溶接法によって接合するときの不具合を説明するための回路基板の上面図とそのａ３−ａ３線断面図
【図５】本発明の第１実施形態を示す回路基板の上面図とそのｂ１−ｂ１線断面図
【図６】基板に端子用電極及び保護層と部品用電極とを形成する工程を示す基板の上面図とそのｂ２−ｂ２線断面図
【図７】端子用電極の露出面と各部品用電極の表面に半田を印刷する工程を示す基板の上面図
【図８】図５に示した回路基板の接続端子に外部端子を溶接法によって接合するときの作用効果を説明するための回路基板の上面図とそのｂ３−ｂ３線断面図
【図９】本発明の第２実施形態を示す基板の上面図と回路基板の上面図とそのｃ１−ｃ１線断面図
【図１０】本発明の第２実施形態を示す基板の上面図とそのｄ１−ｄ１線断面図と回路基板の要部断面図
【図１１】図１０に示した回路基板の変形例を示す基板の上面図
【図１２】本発明の第３実施形態を示す回路基板の上面図とそのｅ１−ｅ１線断面図
【符号の説明】
１１…基板、１１ａ，１１ａ’…貫通孔、１２…端子用電極、１２ａ，１２ａ’，１２ｂ…表面露出部分、１２ｃ，１２ｃ’…貫通孔、１３…保護層、１３ａ，１３ａ’…開口、１３ｂ…張出溝、１４…部品用電極、１５…接続端子、１６…電子部品、ＢＭ…半田、１７…外部端子、ＷＰ…溶接ポイント。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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