(57)【要約】 【課題】高品質のプリント基板を提供する。【解決手段】  本発明の一例によれば、挿入部品の実装構造体であって、スルーホールを有する回路基板とスルーホールに挿入された挿入部品とをはんだ付けにより接合した挿入部品の実装構造体において、回路基板と挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を底面の外周部に形成されたことを特徴とする。【選択図】  図１
2016025220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールを有する回路基板と前記スルーホールに挿入された挿入部品とをはんだ付けにより接合した挿入部品の実装構造体において、
前記回路基板と前記挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を前記底面の外周部に形成されたこと
を特徴とする挿入部品の実装構造体。
【請求項２】
請求項１記載の挿入部品の実装構造体において、
前記間隙構成部は、前記底面に凸形状を有することで構成され、
前記凸形状と対向する回路基板の面のうち前記凸形状と接触する面によって前記挿入部品が保持されていること
を特徴とする挿入部品の実装構造体。
【請求項３】
請求項１記載の挿入部品の実装構造体において、
前記間隙構成部は、前記回路基板に凸形状を有することで構成され、
前記凸形状と対向する前記底面のうち前記凸形状と接触する面によって前記挿入部品が保持されていること
を特徴とする挿入部品の実装構造体。
【請求項４】
請求項１記載の挿入部品の実装構造体において、
前記間隙構成部は、前記回路基板と前記底面との間に挟み込まれており、
挟みこまれた前記間隙構成部は前記底面と接触し、さらに前記回路基板と接触することによって、前記挿入部品が保持されていること
を特徴とする挿入部品の実装構造体。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の挿入部品の実装構造体において、
前記間隙構成部材は、前記外周部に少なくともひとつ構成されていること
を特徴とする実装構造体。
【請求項６】
請求項３記載の挿入部品の実装構造体において、
前記間隙構成部は、前記回路基板の配線材料またはレジストまたは基板と同一の材料からなることを特徴とする挿入部品の実装構造体。
【請求項７】
請求項２または３のいずれか一項に記載の挿入部品の実装構造体において、
前記間隙構成部は円錐、円柱、四角柱、多角柱、球、楕円球、L字型、コ字型、星型であることを特徴とする挿入部品の実装構造体。
【請求項８】
スルーホールを有し、前記スルーホールに挿入された挿入部品とをはんだ付けにより接合した回路基板において、
前記回路基板と前記挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を前記底面の外周部に形成されたこと
を特徴とする回路基板。
【請求項９】
請求項８記載の回路基板において、
前記間隙構成部は、前記底面に凸形状を有することで構成され、
前記凸形状と対向する回路基板の面のうち前記凸形状と接触する面によって前記挿入部品が保持されていること
を特徴とする回路基板。
【請求項１０】
請求項８記載の回路基板において、
前記間隙構成部は、前記回路基板に凸形状を有することで構成され、
前記凸形状と対向する前記底面のうち前記凸形状と接触する面によって前記挿入部品が保持されていること
を特徴とする挿入部品の回路基板。
【請求項１１】
請求項８記載の回路基板において、
前記間隙構成部は、前記回路基板と前記底面との間に挟み込まれており、
挟みこまれた前記間隙構成部は前記底面と接触し、さらに前記回路基板と接触することによって、前記挿入部品が保持されていること
を特徴とする回路基板。
【請求項１２】
請求項８乃至１１に記載の回路基板において、
前記間隙構成部材は、前記外周部に少なくともひとつ構成されていること
を特徴とする回路基板。
【請求項１３】
請求項１０記載の回路基板において、
前記間隙構成部は、前記回路基板の配線材料またはレジストまたは基板と同一の材料からなることを特徴とする回路基板体。
【請求項１４】
請求項９または１０のいずれか一項に記載の回路基板において、
前記間隙構成部は円錐、円柱、四角柱、多角柱、球、楕円球、L字型、コ字型、星型であることを特徴とする回路基板。
【請求項１５】
挿入部品とスルーホールを有する回路基板とをはんだ付けにより接合した回路基板を有する電子回路装置の製造方法であって、
前記回路基板の前記挿入部品を実装する面にはんだペースト印刷用メタルマスクを設置してはんだペーストを塗布する工程と、
塗布された前記はんだペーストの上面から前記挿入部品の前記挿入ピンを前記スルーホールへ挿入する工程と、
さらに、リフロー工程によって前記回路基板の表面側より塗布した前記はんだペーストを溶融させて前記スルーホールと前記挿入ピンの間に移動および凝固させる工程とを有し、
前記回路基板と前記挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を前記底面の外周部に形成されていること
を特徴とする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、挿入部品の実装構造体及び回路基板及び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。
回路基板と電子部品との接合方法として、主に「リフロー方式」と「フロー方式」が挙げられる。
この分野において一般的に、回路基板と電子部品の接合をする際に、はんだボールの発生率が低いことや、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ことや、部品の実装位置が設計の際に予想された状態に近いことが高品質の回路基板であるとされている。このような事情から、はんだ接合について信頼性を高い回路基板が望まれている。
【０００３】
「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る。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。
【０００４】
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。
【０００５】
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「挿入部品リフロー方式」の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。
【０００６】
特許文献１には、「複数の貫通孔部を有したプリント配線板と、部品本体とこの部品本体から突出し前記貫通孔部に挿入してはんだ接続された複数のリード部材とを有した電子部品と、前記部品本体と前記プリント配線板との間に設けられ、かつ少なくとも一部が１の前記リード部材と他の前記リード部材との間に設けられたスペーサ部材と、を備えたことを特徴とするプリント回路板。（請求項１参照）」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４０８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、0.08〜0.15mm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こし、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。
【０００９】
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のいずれか少なくともひとつ以上が必要となる。
【００１０】
上記のようにはんだ充填量を確保するためにメタルマスク厚さを決定する必要があるが、挿入部品はコネクタ、アルミ電解コンデンサ、DC-DCコンバータなどさまざまな形態があり、形状も多種にわたるため、部品を挿入した後に挿入部品の底面部と基板間との距離をメタルマスク厚以上に保てない部品も存在する。また、スルーホール径が大きくなると必要なはんだペースト量の確保が重要となるため、メタルマスクの開口が部品外周よりも大きくする必要が生じる。
【００１１】
特許文献１では、部品のリードとリードの間にスペーサ部材を設置する構成をとる。この構成をとる場合には、2.0mmピッチ以下の狭ピッチコネクタなどを使用した場合が考慮されておらず、このような狭ピッチコネクタの底面部にはスペーサを設置することが困難である。
さらに、スペーサを固定するには接着剤が必要であり、プリント基板に設けられた電極上や周囲だけでなくスルーホール内に接触することによって接続不良を誘発する可能性がある。
また、当該スペーサはリードよりも部品の内側に形成されるため部品のリード位置が偏っている場合は部品の傾きが発生し、はんだペーストと挿入部品が接触した状態でのリフロー工程によってはんだボールを発生させる可能性が高い。
このはんだボールの発生は、本来接続されるべきはんだ量が確保できていないことから、接触不良やクラックを起こす原因となる。また、はんだボールによって、基板の電極や部品に触れることで短絡を起こす可能性も有する。
【００１２】
すなわち、挿入部品のリフロープロセスによる接合に関して、はんだボールの発生を低減させることや、はんだペースト印刷によってはんだ充填量を一定量確保できることが望まれている。
また、はんだ接合の信頼性を向上することが必要とされている。
また、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が望まれている。
【００１３】
本発明の目的は、このような上記課題に鑑み、高品質の挿入部品回路基板の構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一例によれば、挿入部品の実装構造体であって、スルーホールを有する回路基板とスルーホールに挿入された挿入部品とをはんだ付けにより接合した挿入部品の実装構造体において、回路基板と挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を底面の外周部に形成されたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の一例によれば、回路基板であって、スルーホールを有し、スルーホールに挿入された挿入部品とをはんだ付けにより接合した回路基板において、回路基板と挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を底面の外周部に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の一例によれば、挿入部品とスルーホールを有する回路基板とをはんだ付けにより接合した回路基板を有する電子回路装置の製造方法であって、前記回路基板の挿入部品を実装する面にはんだペースト印刷用メタルマスクを設置してはんだペーストを塗布する工程と、塗布されたはんだペーストの上面から挿入部品の挿入ピンをスルーホールへ挿入する工程と、さらに、リフロー工程によって回路基板の表面側より塗布したはんだペーストを溶融させてスルーホールと挿入ピンの間に移動および凝固させる工程とを有し、回路基板と挿入部品の底面とが対向する面に間隙を構成する間隙構成部を底面の外周部に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施形態における挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、プリント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。
【図２】本発明の第一の実施形態である挿入部品のリフロー接合のプロセスの流れを示す断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態である挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、部品挿入後の状態を部品上面から部品を透過した図面である。
【図４】本発明の第二の実施形態における挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、プリント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。
【図５】本発明の第三の実施形態における挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、プリント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。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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】
【００２０】
図１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、プリント基板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２２の軸心を通る断面図である。
【００２１】
図１において、１０はプリント基板(回路基板)、１１は間隙形成用突起、１２はランド電極、１３はレジスト、１４ははんだ、２０は挿入部品、２１は挿入部品側突起である。
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、本実施例では当該実装基板（回路基板）を総称して「プリント基板」と呼び説明する。
【００２２】
図１に示すように、挿入部品２０は、外周部に挿入部品２０とプリント基板１０の間に間隙を設けるための挿入部品側突起２１が形成されている。また、挿入部品側突起２１に対向したプリント基板１０上には間隙形成用突起１１が形成されている。
ランド電極１２と挿入ピン２２は、はんだ１４にて接合されている。また、ランド電極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。
【００２３】
本実施形態で採用した挿入部品側突起２１と間隙形成用突起１１について以下図２を用いて説明する。
【００２４】
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量のはんだペースト１５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１５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１５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１５の充填限界となることで、適した量のはんだペースト１５の供給ができなくなる場合がある。
【００２５】
一方、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、ペースト印刷用メタルマスク３１の開口サイズを大きくすることが挙げられる。
ペースト印刷用メタルマスク３１の開口サイズを大きくすることで、必要なはんだ量を確保することができるが、プリント基板１０の厚さが厚い場合やスルーホール径が大きい場合、挿入ピン２２が細い場合などはペースト印刷用メタルマスク３１の開口サイズをより大きくする必要がある。
【００２６】
開口サイズを大きくし挿入部品２０の外形サイズよりも外側にはんだペースト１５を印刷する必要がある際には、外周に突起がある挿入部品２０では挿入部品２０の外周突起がはんだペースト１５に接触しはんだペースト１５印刷エリアを分断する可能性が高い。
分断された領域のはんだペースト１５は、はんだ溶融時のセルフアライメントによるスルーホール内への凝集が行なえず、はんだボールとなってプリント基板１０の表面上に残存する。
このはんだボールはショート不良を引き起こすため、発生を低減させる必要がある。
また、はんだペースト１５の印刷領域を挿入部品２０の外周をはみ出さない場合であっても、挿入部品２０の底面部とプリント基板１０の表面との間隙がペースト印刷用メタルマスク３１の厚さ以上の間隙として確保できていない場合、挿入部品２０を挿入した際に挿入部品２０によりはんだペースト１５が押しつぶされて隣接間ランドへ広がる場合や押し出される場合にショート不良やはんだボールの発生を引き起こす可能性が高い。
【００２７】
このように、部品挿入面側から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、挿入部品２０とプリント基板１０の間にペースト印刷用メタルマスク３１の厚さ以上の間隙を確保することが課題となる。
【００２８】
そこで、挿入部品２０とプリント基板１０の間にペースト印刷用メタルマスク３１の厚さ以上の間隙を確保し、はんだペースト１５溶融時のセルフアライメントによるスルーホール内へのはんだ充填を実現する方法が必要となる。
仮に、特許文献１に示すような挿入ピンの間にスペーサを接着して間隙を確保した場合、スペーサがはんだペーストを印刷できる領域を占有するため、スペーサに隣接したスルーホール内へはんだを確保することが困難となる。また、部品外周での支持がないために部品挿入時にプリント基板表面と部品面が平行にならず、傾きが生じやすくなる。さらに、スペーサを接着剤で接着するプロセスが必要となるため、製造プロセスが煩雑となる。
【００２９】
その課題を解決する方法として、本発明の第一実施例を説明する。図２(a),(b),(c)は、本発明の第一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２において、３０はスキージ、３１はペースト印刷用メタルマスクである。他の構成は図１と同様である。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。
【００３０】
本実施例では、図２（ａ）に示すように、ペースト印刷用メタルマスク３１の開口部にはんだペースト１５を印刷する。図２（ａ）ではプリント基板１０上に形成した間隙形成用突起１１上にもはんだペースト１５を印刷したように示したが、はんだペースト１５を印刷しなくてもよい。間隙形成用突起１１上にはんだペースト１５を印刷した場合ははんだ量を確保しやすくなる。
このプロセスによってプリント基板１０に形成されたスルーホール内にもはんだペースト１５が押し込まれることで貫通孔に充填される。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。また、間隙形成用突起１１はランド電極２１を形成するプロセスで同時に形成することが望ましいが、その限りではない。
この間隙形成突起１１は、プリント基板１０と同一の材料で構成してもよい。この場合はプリント基板を作成時に併せて作ることが可能となる。
また、プリント基板１０と別体でもよく、その場合は、接着剤や圧力を与えることで取り付けることが可能となる。接着剤を利用して取り付けた場合であっても、電子部品のピンの間には接着剤がないため、ピン間のランドやはんだペーストに影響はなく、はんだボールの発生率は低減される。  また、レジスト１３を厚く塗布あるいは複数回塗布することでも作成することができる。この場合は、レジスト１３によって間隙形成突起１１が構成されるため、基板自体の加工の必要がなくなる。
【００３１】
次に図２（ｂ）に示すように、ペースト印刷用メタルマスク３１を除去する。さらに、挿入部品２０の挿入ピン２２をプリント基板１０のスルーホール内に挿入する。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１５の一部は挿入ピン２２により押し出され、挿入ピン２２先端に付着する。また、挿入部品２０に形成された挿入部品側突起２１が間隙形成用突起１１に支持されることで挿入部品２０とプリント基板１０の間に間隙を形成することができる。
この間隙の間隔ｄ（図１中）は、ペースト印刷用メタルマスク３１の厚さよりも大きくする。例えば、ペースト印刷用メタルマスク３１の厚さを0.2mmとした場合には、間隔ｄを0.2mmよりも大きくなるように突起を形成すればよい。
【００３２】
また、本実施例では部品側と基板側にそれぞれ挿入部品側突起２１と間隙形成用突起１１を形成した例を示したが、少なくともいずれか一方に形成すればよい。間隙形成用突起１１は挿入部品２０に複数本形成される挿入ピン２２と、挿入部品２０の外周との間に形成することで挿入ピン２２の間にはんだペースト１５を形成する領域を確保できる。
さらに、間隙形成用突起１１を挿入部品２０に複数本形成される挿入ピン２２と、挿入部品２０の外周との間に複数、例えば３点以上、形成することで挿入部品２０の傾きを抑制することができる。
【００３３】
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１５を溶融させる。この際に、挿入ピン２２の先端に付着したはんだペースト１５は挿入ピン２２に濡れることでスルーホール内へ移動することや、プリント基板１０上のランド電極１２上以外に印刷されたはんだペースト１５はランド電極１２上へ凝集してスルーホール内へ移動することで、図２（ｃ）のようにスルーホール内にはんだ１４を形成する。
【００３４】
図３は第一の実施例による挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、部品挿入後の状態を部品上面から部品を透過した図面である。図３において、既出の番号の説明は省略する。
スルーホール径が大きい場合や、基板が厚い場合や、挿入ピンが細い場合や、メタルマスク厚が薄い等場合には、スルーホール内に充填する必要があるはんだ量が多くなるため、図３に示すようにメタルマスク開口径を大きくすることで適したはんだ量を充填することができる。
【００３５】
図３に示すように、挿入部品２０の外形からメタルマスク開口領域がはみ出す場合、はんだボールが発生する可能性が高くなる。
そこで挿入部品側突起２１や間隙形成用突起１１を挿入部品２０の外周部に形成することでプリント基板１０と挿入部品２０の間隙を確保する。図３では挿入部品２０の外周コーナー部４箇所に突起を図示したが、部品挿入時の傾きを抑制するためには少なくとも３コーナー近傍を支持すればよい。
【００３６】
なお、少なくとも１箇所を支持（保持）することで、間隙を構成することが可能となるが、部品の傾きが発生する可能性がある。そのため、対角線の２箇所を支持（保持）することで対角線上の傾きは抑制できる。
ここで、外周部とは、部品に設けられた最外周の挿入ピンより外側から部品の端面までの領域を指す。内周部は外周部とは異なる領域を指す。つまり、挿入ピン同士をつないだ領域であって部品の中心側である領域が内周部である。
外周部近傍（部品全体の大きさから５から１０％程度が望ましい）のうち３箇所を支持した場合には、支持（保持）された３箇所を繋ぐ三角形の平面が構成されることから、傾きが発生しにくく部品は安定する。
【００３７】
これらの支持（保持）はリフローの際に部品とプリント基板間に適した間隙を構成されるものであれば、リフローによって、スルーホールのピンと間隙を構成する部材とから間隙を構成されるものであれば間隙を構成される部材（間隙形成用突起１１等）の数は少なくともひとつ以上あれば本願発明は実施されうる。
間隙形成用突起１１と挿入部品側突起２１の形状は円筒、楕円柱、直方体、立方体、多角柱、円錐など、支持できる形状であれば、どのような形状でもよい。凹形状と凸形状を有し、凹凸部を嵌め合わせることで部品の固定を助ける構造をとってもよい。この場合は、プリント基板に対して部品を精度よく配置することが可能となる。
【００３８】
また、電子部品底面である挿入部品側突起２１に円錐や角錐を採用した場合には、プリント基板側にスルーホール等の孔を設けることで、円錐や角錐を挿し込むことで適した間隙を構成することが可能となる。この場合は、プリント基板側には孔を用意するだけでよく、スルーホールとしてパターン間を導通させておくことができ、回路設計上有効に利用できる場合がある。また、電子部品の円錐、角錐に対して孔の大きさを変更することで、間隙を自由に変更することも可能となる。この構成は他の実施例でも採用することが可能である。特に間隙構成体を別体
また、上述のように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%減少することから支持（保持）する高さは、リフロー後のはんだ高さの約２倍の高さを有していることが望ましい。
【００３９】
ここで、本願明細書においては、間隙形成部材１６と間隙形成用突起１１と挿入部品側突起２１は総称して、間隙形成部あるいは間隙構成部と呼ぶこととする。
このような突起を形成することで、部品外形からはみ出して印刷されたはんだペーストにおいても、はんだ溶融時の自己凝集によりスルーホール内に移動することができ、はんだボールの発生を抑制できる。
【００４０】
本実施例により、従来ははんだボールが発生していた挿入部品の表面実装プロセスでのはんだ付けに対して、挿入部品とプリント基板の間にペースト印刷用メタルマスクの厚さ以上の間隙を確保することで、はんだペースト溶融時のセルフアライメントによるスルーホール内へのはんだ充填を実現することが可能となる。さらに、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、新たなプロセスの追加が不要であるため工数の増加が発生せず、挿入部品の傾きも防止できる。
【実施例２】
【００４１】
図４は、本発明の第二の実施形態における挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、プリント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。図４において、既出の番号の説明は省略する。
【００４２】
本実施例では、プリント基板１０上の間隙形成用突起１１をメタルマスク３１の高さより高くなるように構成し、第一の実施例で記載した挿入部品側突起２１を用いない構成をとる。これにより、第一の実施形態の効果に加え、挿入部品２０の形状に制約がなくなるため、すなわち、挿入部品に加工が不要のため部品選択の範囲が広くなる。つまり、部品は一般的なものを利用しても本願発明を実施することが可能となる。また、基板側のみで高さ調節が可能となる。本実施例では間隙形成用突起１１の断面形状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５は、本発明の第三の実施形態における挿入部品とプリント基板のはんだ接合部において、プリント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。図５において、既出の番号の説明は省略する。
【００４４】
本実施例では、間隙形成用部材１６でプリント基板１０と挿入部品２０間の間隙を確保している。これにより、第一の実施形態の効果に加え、間隙形成用部材１６のレイアウトがプリント基板１０の完成後に行なえるため、突起形成位置の自由度が高くなる。
また、プリント基板１０自体の設計や生産方法を変更する必要がないため、既存のプリント基板であっても、リフローをこれから行うものであれば本願発明を適用することが可能となる。
また、間隙形成用部材１６の高さや材質を変更することで、挿入部品２０の形状に追従した突起を形成することができる。この追従した突起によって挿入部品の安定感が増すこととなる。間隙形成部材１６の底面とプリント基板１０との接触面と、間隙形成部材１６の天井面と挿入部品の底面との接触面とが、略平行となるように構成するとよい。すなわち、挿入部品の底面とプリント基板１０の部品側の面が略平行となると安定感が増し、部品の傾きが低減する。間隙形成用部材１６の材質は、銅やアルミニウム、鉄などの金属でもよいし、エポキシなどの樹脂や、ゴムのような弾性体でもよい。さらに、接着剤や圧力を与えることでも取り付けることが可能となる。接着剤を利用して取り付けた場合であっても、内周部や電子部品のピンの間には接着剤を構成しないため、ピン間のランドやはんだペーストに与える影響はなく、リフローの際のはんだボールの発生率は低減される。
また、実施例１同様に少なくとも外周部の３箇所で間隙形成用部材１６を構成すればよい。三角形の平面が構成されるため安定するからである。
【００４５】
本実施例では間隙形成用部材１６の断面形状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。
【符号の説明】
【００４６】
１０  プリント基板
１１  間隙形成用突起
１２  ランド電極
１３  レジスト
１４  はんだ
１５  はんだペースト
１６  間隙形成用部材
２０  挿入部品
２１  挿入部品側突起
２２  挿入ピン
３０  スキージ
３１  ペースト印刷用メタルマスク
【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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