(57)【要約】【課題】両面プリント基板の表裏の配線パターンの接続するプリント基板であって、大電流が流れるスルーホールにおいても、良好な導電性を有し、信頼性を確保するプリント基板を提供する。【解決手段】プリント基板３において、大電流が流れるスルーホール１ｂに、導電性金属部材であるリベット端子５を挿入し、リフロー・フロー工程により、表裏の配線パターンの接続を行い、良好な導電性を確保し、大電流が流れることのないスルーホール１ａでは、導電性ペースト材による接続を行うことで、低コストなプリント基板を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に設けられた配線パターンと、一方の面の配線パターンから他方の面の配線パターンへと貫通する複数のスルーホールを備え、前記複数のスルーホールのうち、第１の群のスルーホールには導電性ペースト材を設け、第２の群のスルーホールには導電性金属部材を設けたことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
導電性金属部材の端面は、一方の面の配線パターンの表面と同一平面に配置したことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
前記第２の群のスルーホールの周囲には、配線パターンの表面から窪む段差部を設けたことを特徴とする請求項２に記載のプリント基板。
【請求項４】
前記導電性金属部材は、中空の筒部を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント基板。
【請求項５】
両面に配線パターンが設けられ、一方の面の配線パターンから他方の配線パターンへと貫通するスルーホールを備えた基板に、一方の面から導電性金属部材の端面が配線パターンの一面と同一面となるように導電性金属部材を挿入し、前記基板の一方の面をリフロー工程ではんだ付けし、他方の面をフロー工程ではんだ付けすることを特徴とするプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面に配線パターンを備えたプリント基板における表裏の配線パターンの接続構造およびその接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
両面配線プリント基板の表裏の配線パターンを接続するために、銅めっきより比較的安価な銅ペーストが広く使用されている。
【０００３】
基板に、導通用だけに用いるスルーホール（バイアスホール）を設け、バイアスホールに銅ペーストを充填し、基板の表裏に設けられた配線パターンどうしを、接続するものがある（例えば、特許文献１）。特許文献１には、銅ペーストのバーストやボイド現象を防ぐために、スルーホールの近傍に貫通穴を設ける方法も開示されている。
【０００４】
銅ペーストには、例えば、銅粉末、熱硬化性フェノール樹脂、多価フェノールモノマー、及びチタネート系カップリング剤、イミダゾール化合物、反応性ゴムエラストマーを配合してなる物質が使用される（例えば、特許文献２）。特許文献２の銅ペーストは、良好な導電性を与え、かつ過酷な温度での連続使用においても劣化を防ぐものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−７４６９号公報
【特許文献２】特開平９−６９３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の銅ペーストによる表裏の配線パターンの接続では、大電流が流れると、接続抵抗のばらつきによって発熱し、断線に至る可能性がある。
【０００７】
このため、大電流が流れる箇所には、複数のスルーホールを並列に設け、１つあたりの銅ペーストを流れる電流を小さくするなどして対応していた。しかし、複数のスルーホールを設けると、プリント基板の製造コストが増加する。
【０００８】
このように、従来の接続構成や方法には、信頼性の向上させる観点で、未だ改善の余地がある。
【０００９】
本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、パワー部などの大電流が流れる箇所に用いても、発熱等による断線が生じず、信頼性を確保することができる接続構造を備えたプリント基板およびそのプリント基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、両面に設けられた配線パターンと、一方の面の配線パターンから他方の面の配線パターンへと貫通する複数のスルーホールを備え、前記複数のスルーホールのうち、第１の群のスルーホールには導電性ペースト材を設け、第２の群のスルーホールには導電性金属部材を設けたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、導電性金属の挿入により導電性を向上させることで、信頼性の確保が
可能で、大電流が流れる回路にも用いることができる。また、銅めっき接続の両面配線プリント基板と比較し低コスト化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１におけるプリント基板の要部断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるリベット端子の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１におけるプリント基板の製造工程を説明する図
【図４】本発明の実施の形態２におけるプリント基板の要部断面図
【図５】本発明の実施の形態２におけるハトメ端子の斜視図
【図６】本発明の実施の形態２におけるプリント基板の製造工程を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、両面に設けられた配線パターンと、一方の面の配線パターンから他方の面の配線パターンへと貫通する複数のスルーホールを備え、前記複数のスルーホールのうち、第１の群のスルーホールには導電性ペースト材を設け、第２の群のスルーホールには導電性金属部材を設けたものである。
【００１４】
これによれば、大電流が流れることのない箇所の配線に用いられるスルーホールでは、導電性ペースト材により、表裏の配線パターンどうしを接続し、パワー部など大電流が流れる箇所の配線に用いられるスルーホールでは、導電性金属部材により、表裏の配線パターンどうしを接続することで、信頼性の向上と、低コスト化が両立できる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明において、導電性金属部材の端面は、一方の面の配線パターンの表面と同一平面に配置したものである。これによれば、リフロー工程での、クリームはんだの付着性が向上する。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、前記第２の群のスルーホールの周囲には、配線パターンの表面から窪む段差部を設けたものである。これによれば、導電性金属部材の端面を配線パターンの表面と同一平面に配置することが容易で、リフロー工程での、クリームはんだの付着性が向上する。また、リフロー工程後のフロー工程で、導電性金属部材が脱落することを防止できる。
【００１７】
第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明において、前記導電性金属部材は、中空の筒部を備えたものである。これによれば、表裏の配線パターンどうしを接続するとともに、電子部品のリードを接続できる。
【００１８】
第５の発明は、両面に配線パターンが設けられ、一方の面の配線パターンから他方の配線パターンへと貫通するスルーホールを備えた基板に、一方の面から導電性金属部材の端面が配線パターンの一面と同一面となるように導電性金属部材を挿入し、前記基板の一方の面をリフロー工程ではんだ付けし、他方の面をフロー工程ではんだ付けする方法である。
【００１９】
これによれば、パワー部など大電流が流れる箇所の配線に用いるスルーホールを備えたプリント基板を容易に製造できる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、プリント基板の要部断面図である。プリント基板３は、紙フェノールの基材と
、基材の両面に銅箔を積層した配線パターンとを備えている。この配線パターンは、銅箔などの導電箔を印刷し、次に配線パターンのスクリーンインキ又は感光性塗料などのレジストを印刷し、エツチングにより配線パターン以外の不必要な導電箔を除去して形成される。
【００２２】
プリント基板３の電子部品が配置される側の面を部品面、他方の面をはんだ面とすると、部品面側に積層された配線パターンを部品面配線パターン２と称し、はんだ面側に積層された配線パターンをはんだ面配線パターン４と称する。
【００２３】
プリント基板３は、プリント基板３を貫通する孔であるスルーホール１を複数、備えている。複数のスルーホールのうち、第１の群のスルーホールには、導電性ペースト材１２が充填されている。また、第２の群のスルーホールには、導電性金属部材であるリベット端子５が設けられている。
【００２４】
なお、図１においては、第１の群のスルーホールとして、１つのスルーホール１ａのみを図示しているが、第１の群のスルーホールは、複数のスルーホールを備えていてよい。同様に、第２の群のスルーホールとして、１つのスルーホール１ｂのみを図示しているが、第２の群のスルーホールは、複数のスルーホールを備えていてよい。
【００２５】
導電性ペースト材１２は、例えば、銅粉末、熱硬化性フェノール樹脂、多価フェノールモノマー、及びチタネート系カップリング剤、イミダゾール化合物、反応性ゴムエラストマーを配合したものである。
【００２６】
リベット端子５の一端は、部品面配線パターン２に、はんだ７を介して接続され、他端は、はんだ面配線パターン４に、はんだ８を介して接続される。これにより、部品面配線パターン２と、はんだ面配線パターン４は、リベット端子５、はんだ７、はんだ８を介して電気的に接続される。
【００２７】
図２は、リベット端子５の斜視図である。リベット端子５は、銅合金などの導電性金属材料で形成された導電性金属部材である。リベット端子５は、中実の丸軸である軸部５１と、軸部５１の一端に設けられた平板部５２とを備えている。
【００２８】
軸部５１の軸方向長さは、プリント基板３の基材の厚さ以上であり、プリント基板３の基材の厚さに、部品面配線パターン２の厚さとはんだ面配線パターン４の厚さを加えた厚さ未満である。平板部５２は、軸部５１の直径より大きい直径を備えた円盤である。
【００２９】
図３を用いて、スルーホール１ｂによる接続構造の製造工程を説明する。まず、スルーホール１にはんだ面側から、リベット端子５を挿入する。部品面配線パターン２の設置面とリベット端子５の軸部５１の端面を同一平面にする。同一平面にすることで、次工程のクリームはんだ６の付き性が向上する。
【００３０】
次に、リベット端子５の軸部５１の端面と部品面配線パターン２の一部を覆うように、クリームはんだ６を部品面側に塗布または印刷する。その後、部品面側をリフローはんだ付けする（リフロー工程）。つまり、プリント基板３ごと高温の炉に通すなどして、加熱することで、クリームはんだ６を溶解させる。その後、クリームはんだ６を凝固させる。
【００３１】
クリームはんだ６が凝固したはんだ７により、部品面配線パターン２とリベット端子５の軸部５１の端部が接続される。
【００３２】
前記リフロー工程後、はんだ面側をフローはんだ付けする（フロー工程）。つまり、加
熱して溶かした液体状のはんだを入れた、はんだ槽の上に、プリント基板３を流す。その後、はんだ８を凝固させることにより、はんだ面配線パターン４とリベット端子５の平板部５２とが接続される。平板部５２の端面は、はんだ８で覆われることが望ましい。
【００３３】
以上の工程によって、部品面配線パターン２とはんだ面配線パターン４との接続を完了する。
【００３４】
本実施の形態では、パワー部など大電流が流れる箇所の配線に用いられるスルーホール１ｂには、リベット形状の導電性金属部材であるリベット端子５を挿入し、リフロー・フロー工程により、表裏の配線パターンどうしを接続することで、接続抵抗のばらつきを防ぎ、信頼性が確保できる。
【００３５】
また、大電流が流れることのない箇所の配線に用いられるスルーホール１ａには、導電性ペースト材１２を挿入することにより、表裏の配線パターンどうしを接続する。そして、１枚のプリント基板に、導電性ペースト材１２を挿入したスルーホール１ａと、導電性金属部材を挿入したスルーホール１ｂとの両方を設けることで、銅めっき接続の両面配線プリント基板と比較して、低コスト化が実現できる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４は、プリント基板の要部断面図である。本実施の形態が、実施の形態１と異なる点は、導電性金属部材の形状にかかわる点である。実施の形態１と共通する構成、製造工程については説明を省略する。
【００３７】
プリント基板３１の第１の群のスルーホールには、導電性ペースト材１２が充填されており、第２の群のスルーホールには、導電性金属部材であるハトメ端子１０が設けられている。なお、図４においては、第２の群のスルーホールとして、１つのスルーホール１ｃのみを図示しているが、第２の群のスルーホールは、複数のスルーホールを備えていてよい。
【００３８】
プリント基板３１の部品面側には、スルーホール１ｃの周囲に、環状の凹部９が設けてある。凹部９は、部品面配線パターン２の表面から窪む段差部である。凹部９の直径は、スルーホール１ｃの直径より大きい。
【００３９】
ハトメ端子１０の一端は、部品面配線パターン２に、はんだ７を介して接続され、他端は、はんだ面配線パターン４に、はんだ８を介して接続される。これにより、部品面配線パターン２と、はんだ面配線パターン４は、ハトメ端子１０、はんだ７、はんだ８を介して電気的に接続される。
【００４０】
図５は、後述するカシメ加工前のハトメ端子１０の斜視図である。ハトメ端子１０は、銅合金などの導電性金属材料で形成された導電性金属部材である。ハトメ端子１０は、中空の円柱である筒部１０１と、筒部１０１の一端に設けられたフランジ部１０２とを備えている。ハトメ端子１０は、軸方向に貫通する孔１０４を備えている。
【００４１】
ハトメ端子１０は、筒部１０１の他端に、カシメ加工によってフランジ形状となるカシメ部１０３を備えている。カシメ部１０３の軸方向長さは、カシメ加工後のフランジ形状となったカシメ部１０３の直径が、フランジ部１０２の直径と略同等となるように設定されている。カシメ部１０３の肉厚は、カシメ加工後のフランジ形状となったカシメ部１０３の厚さが、プリント基板３１の凹部９の深さと略同等となるように設定されている。
【００４２】
筒部１０１の軸方向長さは、プリント基板３１の凹部９の基材の厚さ以上であり、プリ
ント基板３１の凹部９の基材の厚さに、部品面配線パターン２の厚さ、または、はんだ面配線パターン４の厚さのいずれか一方の暑さを加えた厚さ未満である。
【００４３】
フランジ部１０２の直径は、筒部１０１の外径より大きい外径を備えた円環盤である。フランジ部１０２の中心には、孔１０４が開口している。フランジ部１０２の厚さは、プリント基板３の凹部９の深さと同じである。
【００４４】
孔１０４には、電子部品のリード１１が挿入されていてもよい。リード１１は、ハトメ端子１０、はんだ７、はんだ８を介して、部品面配線パターン２とはんだ面配線パターン４とに電気的に接続される。
【００４５】
図６を用いて、スルーホール１ｃによる接続構造の製造工程を説明する。
【００４６】
まず、スルーホール１ｃに部品面側から、ハトメ端子１０を挿入する。スルーホール１ｃは凹部９を備えているため、部品面配線パターン２の設置面とハトメ端子１０のフランジ部１０２の端面とが同一平面となる。
【００４７】
その後、はんだ面配線パターン４の設置面から突出した筒部１０１をカシメて（拡管して）、フランジ状のカシメ部１０３を形成する。
【００４８】
次に、ハトメ端子１０のフランジ部１０２の端面と部品面配線パターン２の一部を覆うように、部品面側にクリームはんだ６を塗布または印刷する。部品面配線パターン２の設置面とハトメ端子１０のフランジ部１０２の端面を同一平面にすることで、次工程のクリームはんだ６の付き性が向上する。
【００４９】
ここで、ハトメ端子１０の孔１０４に、部品面側から電子部品のリード１１を挿入する。なお、このリード１１を挿入する工程は必ずしも必要な工程ではなく、省略もできる。
【００５０】
次に、部品面側のリフロー工程を行い、部品面配線パターン２とハトメ端子１０のフランジ部１０２の接続を行う。同時に、リード１１と、部品面配線パターン２やハトメ端子１０との接続も行える。
【００５１】
その後、はんだ面側のフロー工程を実施し、はんだ８によりはんだ面配線パターン４とハトメ端子１０のカシメ部１０３の接続を行う。同時に、リード１１と、はんだ面配線パターン４やハトメ端子１０との接続も行える。
【００５２】
本実施の形態では、フランジ部１０２が凹部９に勘合しているため、フロー工程で導電性金属部材に伝わる熱によって、リフロー工程で接合したはんだ７が溶解し、導電性金属部材が脱落することを防止できる。
【００５３】
また、パワー部など大電流が流れる箇所の配線に用いられるスルーホール１ｃには、ハトメ形状の導電性金属部材であるハトメ端子１０を挿入し、リフロー・フロー工程により、表裏の配線パターンどうしを接続することで、接続抵抗のばらつきを防ぎ、信頼性が確保できる。
【００５４】
一方、大電流が流れることのない箇所の配線に用いられるスルーホール１ａには、導電性ペースト材１２を挿入することにより、表裏の配線パターンどうしを接続する。そして、１枚のプリント基板に、導電性ペースト材１２を挿入したスルーホール１ａと、導電性金属部材を挿入したスルーホール１ｃとの両方を設けることで、銅めっき接続の両面配線プリント基板と比較して、低コスト化が実現できる。
【００５５】
なお、上述の工程の説明では、ハトメ端子１０は、スルーホール１ｃに部品面側から挿入するとして説明したが、はんだ面側から挿入してもよい。この場合には、部品面配線パターン２とカシメ部１０３とは、クリームはんだ６が凝固したはんだ７によって接続され、はんだ面配線パターン４とフランジ部１０２とは、はんだ８によって接続される。ただし、部品面配線パターン２の設置面とハトメ端子１０端面とを同一平面とするには、ハトメ端子１０は部品面側から挿入するほうが望ましい。これは、あらかじめハトメ端子１０に加工されるフランジ部１０２の方が、挿入後にカシメて形成するカシメ部１０３のフランジ形状に比べて、寸法精度が高いためである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のように、本発明にかかるプリント基板は、大電流が流れても信頼性の高い接続が可能で、大電流が流れることのない箇所と大電流が流れる箇所が混在するエアーコンディショナーの制御基板などに適用できる。また、本発明にかかるプリント基板の製造方法は、大電流が流れても信頼性の高い接続が可能な接続が容易にできる。
【符号の説明】
【００５７】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ  スルーホール
２  部品面配線パターン
３、３１  プリント基板
４  はんだ面配線パターン
５  リベット端子
６  クリームはんだ
７、８  はんだ
９  凹部
１０  ハトメ端子
１１  リード
１２  導電性ペースト材
５１  軸部
５２  平板部
１０１  筒部
１０２  フランジ部
１０３  カシメ部
１０４  孔
【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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