(57)【要約】【課題】プリント配線板の両面の電気的接続を省スペースで確保し、しかも導通不具合が発生することのないプリント配線板の修正方法を提供することを目的とする。【解決手段】略中央部においてＵ字型に折り曲げられた中央折曲部５ｂと、両端部において外側に向かって略直角に折り曲げられた両端折曲部５ａを有するジャンパー線４を、プリント配線板１の貫通穴２に対して、中央折曲部５ｂから挿入する工程と、プリント配線板１の第一面および第二面において、ジャンパー線４をランド３ａ、３ｂにはんだ付けする工程からなることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属めっきが施された貫通穴と、第一面および第二面において前記貫通穴の周囲にランドが形成されたプリント配線板において、前記貫通穴の電気的不具合を修正する方法であって、
略中央部においてＵ字型に折り曲げられた中央折曲部と、両端部において外側に向かって略直角に折り曲げられた両端折曲部を有するジャンパー線を準備する工程と、
前記貫通穴に対して、前記プリント配線板の第一面から第二面に向かって、前記ジャンパー線を前記中央折曲部から挿入する工程と、
前記プリント配線板の第一面および第二面において、前記ジャンパー線を前記ランドにはんだ付けする工程からなることを特徴とするプリント配線板の修正方法。
【請求項２】
前記はんだ付けする工程は、前記プリント配線板の第一面における前記貫通穴の開口部がはんだによって塞がれないようにはんだ付けすることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の修正方法。
【請求項３】
前記プリント配線板の第一面に形成された前記ランドは、その一部に内周から外周に亘ってスリット状に横切る除去部を有することを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の修正方法。
【請求項４】
ジャンパー線は弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の修正方法。
【請求項５】
弾性体はリン青銅であることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板の修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパソコン、オーディオ機器等の各種電子機器などに用いられるプリント配線板の修正方法に関するものである。特に本発明は、貫通穴に金属めっきが施され両面に回路パターンを有するプリント配線板において、両面の回路パターンをジャンパー線を用いてはんだ付けすることにより導通接続するプリント配線板の修正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子部品は、ますます小型化、高集積化、高速化、多ピン化の傾向にある。これに伴って、プリント配線板も高密度化が進み、回路パターン形成においても、高密度化、細線化の要求が高まってきており、電気的な接続信頼性が重要となっている。
【０００３】
そこでプリント配線板の製造工程において、金属めっきにより電気的接続が行われた貫通穴に導通不具合が生じた場合、この貫通穴を修正する修正方法も重要となってきている。従来、プリント配線板の両面の回路パターンを接続する方法として、ジャンパー線を用いたはんだ接続方法が用いられてきた。
【０００４】
以下に従来のプリント配線板のジャンパー線による接続方法について説明する。
【０００５】
図３は従来のプリント配線板のジャンパー線による接続方法を示す断面図である。従来、プリント配線板の両面に形成された回路パターンを電気的に導通接続するためには、図３に示す形態によりジャンパー線を用いてはんだ付けすることにより対応していた。
【０００６】
図３において、プリント配線板１１は、一対の貫通穴１２ａ、１２ｂと、プリント配線板１１の両面においてこの貫通穴１２ａ、１２ｂの周囲に形成されたランド１３ａ、１３ｂにより構成されている。この両面に形成されたランド１３ａ、１３ｂを電気的に導通接続するため、図３に示すようにジャンパー線１４を一対の貫通穴１２ａ、１２ｂに亘って挿入し、貫通穴１２ａ、１２ｂの周囲に形成されたランド１３ａ、１３ｂ部分をはんだ１５ａ、１５ｂ付けすることによりジャンパー線１４を固定していた。プリント配線板の両面に形成された回路パターンは、このランド１３ａ、１３ｂに配線接続されることで電気的に導通接続されていた。
【０００７】
なお、この出願に係る発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−１１９５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記プリント配線板のジャンパー線による接続方法は、一対の貫通穴を加工して行うものであるため、その分のスペースを必要とし、高密度配線を阻害していた。また、はんだとジャンパー線との熱膨張係数の違いから、電子機器の使用時において繰り返し温度変化を受けることにより、一対の貫通穴間のはんだ付け部の熱ストレスからはんだにクラックが生じて、はんだとジャンパー線との間の電気的接続に不具合が発生するという問題点を有していた。
【００１０】
また、従来のプリント配線板のジャンパー線による接続方法は、上記貫通穴の両面から開口部がはんだで塞がれるので、はんだ付け時に使用するフラックスが貫通穴の内部に閉じ込められ、このフラックスによってはんだが腐食されて、はんだクラックやはんだ剥がれが発生するという問題点を有していた。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、プリント配線板の両面の電気的接続を省スペースで確保し、しかも導通不具合が発生することのないプリント配線板の修正方法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】
【００１２】
この目的を達成するために本発明のプリント配線板の修正方法は、略中央部においてＵ字型に折り曲げられた中央折曲部と、両端部において外側に向かって略直角に折り曲げられた両端折曲部を有するジャンパー線を準備する工程と、貫通穴に対して、プリント配線板の第一面から第二面に向かって、ジャンパー線を中央折曲部から挿入する工程と、プリント配線板の第一面および第二面において、ジャンパー線をランドにはんだ付けする工程からなることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、一穴の貫通穴のみで両面の電気的接続が可能となるので省スペース化を実現することができる。また、ジャンパー線は複数の貫通穴に亘ってはんだ付けする必要はないので、はんだとジャンパー線との熱膨張係数の違いによってはんだクラックが発生することはない。
【００１４】
さらに、ジャンパー線を貫通穴に挿入する際には両端折曲部がストッパーとなって容易に挿入作業を行うことができると同時に、ジャンパー線がＵ字型形状であることおよび中央折曲部の弾性力によって挿入後のはんだ付け工程においてもジャンパー線が貫通穴に保持されて抜け出ることはない。
【００１５】
また本発明のプリント配線板の修正方法は、はんだ付けする工程は、プリント配線板の第一面における貫通穴の開口部がはんだによって塞がれないようにはんだ付けすることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、はんだ付け時に使用するフラックスが貫通穴の内部に閉じ込められることはなく、フラックスによってはんだが腐食されてはんだクラックやはんだ剥がれが発生することはない。
【００１７】
また本発明のプリント配線板の修正方法は、プリント配線板の第一面に形成されたランドは、その一部に内周から外周に亘ってスリット状に横切る除去部を有することを特徴とする。
【００１８】
この構成により、はんだ付け時に溶融したはんだが表面張力で貫通穴の開口部を塞ぐことはなく、その結果、はんだ付け時に使用するフラックスが貫通穴の内部に閉じ込められることはなくなり、フラックスによってはんだが腐食されてはんだクラックやはんだ剥がれが発生することはない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のプリント配線板の修正方法によれば、ジャンパー線による両面の導通接続において、省スペース化によって高密度配線を可能とし、また、はんだとジャンパー線との熱膨張係数の違いによってはんだ付け部にクラックが発生することはなく、さらに、貫通穴内のフラックス残渣によってはんだが腐食されてはんだクラックやはんだ剥がれ等の導通不良が発生しない優れたプリント配線板の修正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のプリント配線板の修正方法を示す断面図
【図２】本発明のプリント配線板の修正方法を示す平面図
【図３】従来のプリント配線板のジャンパー線による接続方法を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明のプリント配線板の修正方法について説明する。
【００２２】
図１は本発明のプリント配線板の修正方法を示す断面図である。
【００２３】
本発明で使用するプリント配線板１は、図１（ｂ）に示すように貫通穴２が加工され、プリント配線板１の両面において貫通穴２の周囲にランド３ａ、３ｂが形成されたものである。また本発明で使用するプリント配線板１には、両面に回路パターン（図示せず）が形成されており、各回路パターンはランド３ａ、３ｂに接続され、貫通穴２を介して本発明の修正方法により電気的に導通接続される。本発明のプリント配線板の修正方法に係る両面の回路パターンの導通接続方法は、以下に示すとおり、貫通穴２にジャンパー線４を挿入し、このジャンパー線４をランド３ａ、３ｂにはんだ付けすることにより行う。そのため本発明のプリント配線板の修正方法においては、貫通穴２内への導電性ペーストの充填等を行う必要はない。
【００２４】
本発明で使用するジャンパー線４は、図１（ａ）に示す形状に加工したものを用いる。ジャンパー線４の略中央には中央折曲部５ｂを有し、これによりジャンパー線４はＵ字型の形状に折り曲げられている。中央折曲部５ｂの先端はシャープに尖ったものではなく、丸みを帯びた滑らかな形状が望ましい。この形状によりジャンパー線４が有する弾性力の効果で貫通穴２に挿入後に貫通穴２内に保持することができ、抜け落ちるのを防ぐことができるからである。先端部の丸みの度合いを示す曲率半径Ｒについては、貫通穴２の穴径に応じて適宜選択すればよい。
【００２５】
また中央折曲部５ｂを形成する部分は厳密に中央である必要はなく、略中央であればよい。この中央折曲部５ｂを形成する位置の中央からの差異は、後述の両端折曲部５ａの長さのばらつき、もしくは、ジャンパー線４を貫通穴２に挿入した後のランド３ａと両端折曲部５ａとの段差となって現れる。
【００２６】
そのため、この両端折曲部５ａの長さのばらつきや、ジャンパー線４を貫通穴２に挿入した後のランド３ａと両端折曲部５ａとの段差が、はんだ付け時に不具合を起こさない範囲内であればよい。上記中央折曲部５ｂを形成する位置の中央からの差異の許容値は通常２ｍｍ以内であり、好ましくは１ｍｍ以内である。
【００２７】
ジャンパー線４の両端部には外側に向かって略直角に折り曲げられた両端折曲部５ａを有する。この両端折曲部５ａは、ジャンパー線４をプリント配線板１の貫通穴２に挿入する際にストッパーとなる役割を果たし、さらに、はんだ付け時にこの折り曲げた部分をランド３ａに対するはんだ付けに用いることができる。折り曲げられた先端の長さは、貫通穴２の周囲のランド３ａの幅およびランド３ａ周辺の高密度の度合いから適宜選択すればよい。折り曲げる角度は厳密に直角である必要はなく、略直角であればよい。ここでの直角からの差異は、はんだ付け時に不具合を起こさない範囲内であればよい。この角度の許容値は通常７０°〜１１０°であり、好ましくは８０°〜１００°である。
【００２８】
ジャンパー線４の全長や太さ、あるいは両端折曲部５ａの長さ、および中央折曲部５ｂの先端部のＲは、プリント配線板１の板厚、貫通穴２の穴径、貫通穴２の周囲のランド３ａの幅等から適宜選択する設計事項である。本実施の形態においては、プリント配線板１の板厚は１．６ｍｍ、貫通穴２の穴径は１．５ｍｍ、貫通穴２の周囲のランド３ａの幅は１．５ｍｍ、であり、ジャンパー線４の全長は７ｍｍ、太さが０．３ｍｍ、両端折曲部５ａの長さは１．５ｍｍである。
【００２９】
ジャンパー線４の材質としては、その機能、用途から、高い導電性と弾性力を必要とし、耐腐食性にも優れたものでなければならない。導電性の観点では銅が適しており、これに耐腐食性を持たせるために、はんだめっきや錫めっきを施したものが広く実用化されている。本実施の形態では、さらに弾性力を付与するために、銅−錫−リン系の合金である、所謂、リン青銅を用いた。リン青銅は、銅の配合比が９１〜９７ｗｔ％、錫の配合比が３〜９ｗｔ％、リンの配合比が０．１〜０．４ｗｔ％というのが一般的である。錫の含有量が少ないほど導電性に優れ、逆に多いほど弾性力に優れる。
【００３０】
上記の配合比においてリン青銅は、導電性、弾性力に加えて、耐腐食性、はんだ付け性に優れた特性を示す。本実施の形態では、錫３．５〜４．５ｗｔ％、リン０．０３〜０．３５ｗｔ％のものを用いた。この配合比においてリン青銅の導電率は２０％ＩＡＣＳ、縦弾性係数は１２０ｋＮ／ｍｍ2であった。
【００３１】
以上のプリント配線板１、ジャンパー線４を使用した場合のその動作について次に説明する。
【００３２】
図１（ａ）に準備したジャンパー線４は、図１（ｂ）に示すように、貫通穴２に対してプリント配線板１の第一面から第二面に向かって、中央折曲部５ｂから挿入する。なお、プリント配線板１の第一面、第二面とは、本発明では表裏の面によってランド形状およびはんだ付けの態様が異なるため、これを説明するに当たって便宜的に区別したものである。本発明の実施においてプリント配線板１の表裏のどちらの面を第一面としてもかまわない。作業性もしくは修正工程中の制約等により、適宜都合がいいように選択することができる。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように、ジャンパー線４はその両端折曲部５ａが第一面の貫通穴２の周辺に形成されたランド３ａに接するところまで挿入される。その結果、本実施の形態では、予め計算で設計されたところにより、第二面側にジャンパー線４の中央折曲部５ｂが約１ｍｍ突出することになる。この挿入作業においては、両端折曲部５ａはストッパーの役割を果たし作業を容易にする。またジャンパー線４を予め所定の寸法で図１（ａ）の形状に加工しておくことで、第一面のランド３ａに対しては両端折曲部５ａが適度な長さで接するようにすることができ、第二面のランド３ｂに対してはその内側に適度な長さで中央折曲部５ｂを突出させることができる。この形態は次のはんだ付け工程においてはんだ付けを容易にし、これにより高品質のはんだ接続を実現することができる。また、プリント配線板１の貫通穴２に挿入されたジャンパー線４はその弾性力と、中央折曲部５ｂによって形成されたＵ字型の形状により、貫通穴２内に保持することができ、はんだ付けまでの間に抜け落ちるのを防ぐことができる。
【００３４】
ジャンパー線４を挿入した後にプリント配線板１は、図１（ｃ）に示すようにはんだ付けが施される。はんだ付けの方式としては周知の方式を用いることができる。噴出した溶融はんだの上にプリント配線板１を通過させる所謂はんだフロー方式を用いることも可能であり、プリント配線板１にクリームはんだを印刷した後にリフロー炉に通過させる所謂リフロー方式も可能である。また、はんだゴテによりはんだ付けする方法でもかまわない。
【００３５】
はんだ付け後のはんだの形状は、図１（ｃ）に図示するとおりである。すなわち、プリント配線板１の第一面においては、ジャンパー線４の両端折曲部５ａを貫通穴２の周囲のランド３ａにはんだ付けすると同時に、はんだ６ａは貫通穴２の周囲のランド３ａに沿ってドーナツ状に形成される。この時、貫通穴２の開口部がはんだ６ａによって塞がらないように形成される。
【００３６】
一方、プリント配線板１の第二面においては、ジャンパー線４の中央折曲部５ｂが貫通穴２の周囲のランド３ｂにはんだ付けされる。この第二面のはんだ付けは第一面とは異なり、ジャンパー線４の中央折曲部５ｂがドーナツ状の形状をしたランド３ｂの内側に位置するので、はんだ６ｂは貫通穴２の開口部を塞ぐように、ランド３ｂ、ジャンパー線４の中央折曲部５ｂの全体に亘って形成される。
【００３７】
プリント配線板１の第一面にて、はんだ６ａが貫通穴２の開口部を塞がないように形成するのは、貫通穴２の穴径が大きい場合はそれほど困難ではない。ジャンパー線４の両端折曲部５ａはランド３ａに接しており、貫通穴２内が空洞になっているからである。しかし穴径が１．５ｍｍ以下の場合は貫通穴２の開口部がはんだで塞がってしまうこともあるので注意が必要である。その場合には、はんだの供給量、はんだ付け時間およびはんだの温度等を適正に設定することで対応ができる。
【００３８】
また、上記のはんだ付けを可能にするために、プリント配線板１の第一面における貫通穴２の周囲のランド３ａを、図２（ａ）の形状にすることも有効である。これにより、仮に上述のはんだの供給量、はんだ付け時間およびはんだの温度等を適正化しても貫通穴２の開口部がはんだで塞がってしまう現象を完全に防ぐことができない場合に、この形状を採用することで対応することができる。
【００３９】
図２（ａ）においてランド３ａは、同心円に挟まれた部分の一部に内周から外周に亘ってスリット状に横切る除去部７を有する。はんだ付け時のフィレットの形成をこの除去部７によって切断することができ、その結果、ランド３ａ全体がはんだ６ａによって覆われることを防ぐことができる。これにより、はんだ６ａが貫通穴２の開口部を塞がないように形成することができる。
【００４０】
図２（ｂ）に示したプリント配線板１の第二面における貫通穴２の周囲のランド３ｂは、一般的に用いられている形状である。同心円に挟まれた部分に銅はくなどの導体層でランド３ｂが形成され、内周円の内側には貫通穴２が形成された構成としたものである。この形状により、はんだ６ｂが貫通穴２の開口部を塞ぐように、ランド３ｂ、ジャンパー線４の中央折曲部５ｂの全体に亘って滑らかなフィレットを形成することができ、ランド３ｂとジャンパー線４の中央折曲部５ｂとの導通接続における信頼性を確保することが可能となる。
【００４１】
なお、本発明の実施の形態ではランド３ａ、３ｂの外周の形状は円形としたが、これにこだわるものではない。楕円や長円、あるいは正方形、長方形、ひし形であっても同様の効果が得られる。
【００４２】
また、上記のスリット状に横切る除去部７の幅も特にこだわるものではなく、フィレットの形成をこの除去部７によって切断することができればよい。標準的な値としては、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。さらに一つのランド３ａに設ける除去部７の個数も特にこだわるものではなく、１個でもかまわない。効果を確認しながら、２個、３個と設計的事項として適宜選択することができる。ただし、ジャンパー線４を貫通穴２に挿入した際にその両端折曲部５ａの位置が、ランド３ａの除去部７と重ならないほうが望ましい。ジャンパー線４の両端折曲部５ａはランド３ａに対してはんだ付けするからである。
【００４３】
プリント配線板１の第一面にて、はんだ６ａが貫通穴２の開口部を塞がないように形成することの目的は次の通りである。すなわち、前述のとおり貫通穴２は、プリント配線板１の第二面においてはその開口部がはんだ６ｂで塞がれることになる。そのため、仮にプリント配線板１の第一面においてもその開口部がはんだ６ａで塞がれるとすれば、貫通穴２は内部に空洞を有することになる。しかもこの空洞内には、はんだ付けに使用したフラックスの残渣が閉じ込めることになる。フラックスは一般に活性度が非常に強いものであるので、長期間に渡ってはんだ６ａ、６ｂがフラックスに晒されると、はんだ６ａ、６ｂはフラックスによって腐食され、剥がれやクラックが発生するという危険性がある。そこでこの現象を防ぐために、貫通穴２の少なくとも一方の開口部ははんだ６ａによって塞がらないようにし、貫通穴２内部を洗浄してフラックスを除去できるようにした。
【００４４】
以上のように本発明のプリント配線板の修正方法は、ジャンパー線４による両面の導通接続において、従来のように一対の貫通穴１２ａ、１２ｂを必要とするものではなく、一穴の貫通穴２のみで行うものであるので、省スペース化することができ、高密度配線を可能とするものである。また、ジャンパー線４は、従来のように複数の貫通穴１２ａ、１２ｂに亘ってはんだ付けする必要はないので、はんだ６ａ、６ｂとジャンパー線４との熱膨張係数の違いによってはんだクラックが発生することはない。
【００４５】
さらに、ジャンパー線４を貫通穴２に挿入する際には両端折曲部５ａがストッパーとなって容易に挿入作業を行うことができると同時に、ジャンパー線４がＵ字型形状であることおよび中央折曲部５ｂの弾性力によって挿入後のはんだ付け工程においても、ジャンパー線４が貫通穴２に保持されて抜け出すというような不具合が発生することはない。加えて、貫通穴２の開口部の少なくとも一方は、はんだ６ａ、６ｂによって塞がれずに開放されるので、貫通穴２内のフラックスを洗浄して除去することができ、フラックスによってはんだ６ａ、６ｂが腐食されて、剥がれやクラックが発生するということはない。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明にかかるプリント配線板の修正方法は、ジャンパー線による両面の導通接続を省スペースで行うことができ、しかも、ジャンパー線とランドとの電気的導通接続を高い信頼性で得ることができるので、パソコン、オーディオ機器等の各種電子機器用として優れたプリント配線板の修正方法を提供するものであり、産業上の利用可能性は大といえる。
【符号の説明】
【００４７】
１  プリント配線板
２  貫通穴
３ａ、３ｂ  ランド
４  ジャンパー線
５ａ  両端折曲部
５ｂ  中央折曲部
６ａ、６ｂ  はんだ
７  除去部
【図１】
2013191727.tif 000003
【図２】
2013191727.tif 000004
【図３】
2013191727.tif 000005