(57)【要約】  【課題】半田の濡れ上り性を向上させ、半田作業の生産性を高め、且つ、高品質の半田付けを安定して確保する。  【解決手段】基板本体２１Ａに開穿したスルーホール２３に、横断面方形（四角形）の端子ピン２６を挿通して半田２９により固定する。又、スルーホール２３の外周縁部には、平面視半円状又は三日月状の孔３８，３９を２個追加して形成し、該孔３８，３９はスルーホール２３の周方向において等間隔おきに配設する。更に、２個の孔３８，３９は端子ピン２６の相対向する二辺の中央部に対応するスルーホール外周縁部の２箇所に形成することにより、スルーホール２３内において半田２９の濡れ上り性が向上する。【選択図】図１
2009027031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体に開穿したスルーホールに端子ピンを挿通して該端子ピンを半田により固定して成るプリント基板において、前記スルーホールの外周縁部には複数の孔が連設して形成され、該孔は前記スルーホールの周方向において等間隔を有して配置されていることを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
上記孔の平面形状が半円状又は三日月状であることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
【請求項３】
上記孔の数が２個であり、２個の孔は互いに同等の形状寸法を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント基板。
【請求項４】
上記端子ピンの横断面形状が四角形であり、且つ、上記２個の各孔は前記端子ピンの相対向する二辺の中央部と対応する位置に夫々形成されていることを特徴とする請求項１記載のプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント基板に関するものであり、特に、表裏両面の配線パターン等を電気的に接続するスルーホールが開穿されたプリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種プリント基板においてはコネクタ、ピンヘッダー、リード付きの電子部品や配線パターンが表裏両面に設けられていると共に、該プリント基板の表面側と裏面側を電気的に接続するためにスルーホールが開穿されている。
【０００３】
前記スルーホールには端子ピンを挿通して半田付けすることにより、前記プリント基板の表裏両面が電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は従来の両面スルーホールタイプのプリント基板を示す平面図、図７は図６のスルーホール部分のＡ−Ａ線断面図である。図において、１はリード付きの電子部品等（図示せず）が実装されたプリント基板であり、該プリント基板１には、３個のスルーホール２，３，４が横方向に並んで開穿されている。又、各スルーホール２，３，４内にはそれぞれ、断面四角形の端子ピン５，６，７が挿通され、各端子ピン５，６，７は半田８，９，１０により固定されている。
【０００５】
更に、前記スルーホール２，３，４の外周側にはランド１１，１２，１３が設けられている。そして、左右両側のスルーホール２，４に形成された各ランド１１，１３の１箇所には帯状の配線パターン１４，１６が接続されている。
【０００６】
又、中央のスルーホール３に形成されたランド１２の２箇所にはグランドパターン（配線パターン）１５，１５が接続されている。該グランドパターン１５，１５の接続部は、前記配線パターン１４，１６の幅寸法よりも広幅に設定されている。
【０００７】
上述したように、中央のスルーホール３のランド１２には広幅のグランドパターン１５，１５が２箇所に接続され、又、左右両側のスルーホール２，４のランド１１,１３には狭幅の配線パターン１４，１６が１箇所に接続されているので、中央のスルーホール３の熱容量は、左右両側のスルーホール２，４の熱容量よりも大きい。
【特許文献１】実開平５−６８６９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来のプリント基板１は、熱容量の小さいスルーホール２，４と、熱容量の大きいスルーホール３とが混在して設けられている。従って、各スルーホール２，３，４に端子ピン５，６，７を挿入して、該端子ピン５，６，７を半田ゴテ１７で半田付けする場合、次のような問題がある。
【０００９】
即ち、スルーホール２，４とスルーホール３とで熱容量の大きさが異なるので、個々の半田８，９，１０を予備加熱する時間も大きく異なる。その結果、半田付けの作業時間が長くなって生産効率が低下すると共に、半田付け作業が行い難いという問題がある。
【００１０】
ここで、半田作業時間を短縮させるためには、手動による半田付け作業に代えて、自動半田付け装置を用いて半田付けすることが考えられる。しかし、自動半田付け装置を用いた場合は、複数のスルーホール相互の熱容量の違い、並びに、半田付けに影響する種々の要因を正確に把握して、自動半田付け装置の運転条件を精密に設定する必要がある。従って、自動半田付け装置の条件設定が非常に難しくなり、所望の半田品質を安定して確保することが困難になる。
【００１１】
更に、従来のスルーホール構造においては、例えば、特に鉛フリーの半田９を用いて、熱容量の大きいスルーホール３内に端子ピン６を挿入して半田付けした場合、図７に示すように、端子ピン６とスルーホール３内面の間の隙間Ｃ１が狭いため、半田９がプリント基板１の裏面側まで濡れ上がらないという欠点がある。
【００１２】
前記半田濡れ上がり性に関して付言すると、プリント基板の厚さ寸法が小さい場合、或いは、上記ランドに接続された配線パターンの幅寸法が狭い場合は、スルーホールの熱容量が小さいため、半田がプリント基板の裏面側まで比較的容易に濡れ上がる。
【００１３】
しかし、プリント基板の厚さが所定値以上に厚くなった場合、或いは、上記グランドパターンの幅寸法が広い場合は、スルーホールの熱容量が大きくなる。そのため、半田がプリント基板の裏面側まで濡れ上がることが困難になり、その結果、半田付けの接合強度が小さくなり、半田品質の信頼性低下を招くという問題がある。
【００１４】
そこで、半田の濡れ上り性を向上させて、半田作業の生産性を高め、且つ、高品質の半田付けを安定して確保するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、基板本体に開穿したスルーホールに端子ピンを挿通して該端子ピンを半田により固定して成るプリント基板において、前記スルーホールの外周縁部には複数の孔が連設して形成され、該孔は前記スルーホールの周方向において等間隔を有して配置されているプリント基板を提供する。
【００１６】
この構成によれば、スルーホールの外周縁部に複数の孔を追加して形成したので、追加された孔の大きさの分だけスルーホール内のスペースが増大する。このため、スルーホール内に端子ピンを挿通して半田付けする際、スルーホール内に供給される溶融状態の半田の量が増大する。
【００１７】
従って、スルーホール内部の熱エネルギーは溶融状態の半田の量に応じて増大し、その結果、スルーホール内部の熱エネルギーが外部に奪われて半田の温度が低下する際、該温度の低下速度が遅くなり、スルーホール内において半田の溶融状態が長く保持される。
【００１８】
また、複数の孔はスルーホールの周方向において等間隔を有して配置されているので、スルーホールの周方向全域において、溶融状態の半田の温度低下の速度が均等に遅くなり、半田の溶融状態が一層長く保持される。
【００１９】
請求項２記載の発明は、上記孔の平面形状が半円状又は三日月状である請求項１記載のプリント基板を提供する。
【００２０】
この構成によれば、スルーホールに追加して連設された孔の平面形状は、半円状又は三日月状に形成されているので、該孔はドリル等の回転式孔明け治具を用いて、スルーホールの外周縁部に容易に開穿される。
【００２１】
又、前記孔の大きさを変更して形成する場合は、回転式孔明け治具による穿孔中心をスルーホール径方向に位置移動させるか、或いは、孔径に応じた直径を有するドリル等を孔明け治具に装着して孔明けを行えばよい。更に、半円状又は三日月状の孔は円弧状内面を有するので、角形の孔とは異なり、半田付けを行う際、溶融状態の半田が孔の円弧状内面全領域に隈なく移動・供給される。
【００２２】
請求項３記載の発明は、上記孔の数が２個であり、２個の孔は互いに同等の形状寸法を有している請求項１又は２記載のプリント基板を提供する。
【００２３】
この構成によれば、互いに同等の形状寸法を有する２個の孔は、スルーホールの外周縁部において相対峙して配設されるので、該スルーホールの一方の半周部と他方の半周部は、互いに同等の半田濡れ上がり作用が期待される。
【００２４】
請求項４記載の発明は、上記端子ピンの横断面形状が四角形であり、且つ、上記２個の各孔は前記端子ピンの相対向する二辺の中央部とそれぞれ対応する位置に形成されている請求項３記載のプリント基板を提供する。
【００２５】
この構成によれば、円形のスルーホール外周縁部に追加して形成された２個の孔は、横断面四角形の端子ピンの相対向する二辺の中央部に対応して配設されているので、端子ピンの対角線方向両側に配設した場合に比べて、該端子ピンに対する各孔の離間距離が長くなる。
【００２６】
よって、端子ピンの周囲に溶融状態の半田を供給した時、該半田が前記孔に流れ込む際に生じる流動作用が端子ピンに及ぶおそれがない。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明は、スルーホールに複数の孔を追加したことにより、スルーホール内に供給された半田の溶融状態が長く保持されるので、従来に比べて半田の濡れ上がり性を向上させることができる。
【００２８】
半田の濡れ上がり性の向上に伴い、半田付け作業が容易になり半田作業時間が短縮すると共に、高品質の半田を安定して確保することができる。又、プリント基板上の実装部品の端子形状、サイズ等に合わせて、孔の加工位置やサイズを適宜変更することにより、端子ピンの位置ずれを抑えつつ、半田の濡れ上がり性の向上を図ることができる。
【００２９】
請求項２記載の発明は、１台の回転式孔明け治具により直径の異なる孔を開穿できるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、開穿すべき孔の直径が変更された場合でも、容易迅速に対応することができる。又、半田付けを行う際、溶融状態の半田が孔の円弧状内面全領域に隈なく均等に供給されるので、孔の円弧状内面に対する半田付けの接合強度が増大し、半田品質の信頼性が向上する。
【００３０】
請求項３記載の発明は、スルーホールに追加形成した２個の孔により、スルーホールの一側半周部と他側半周部とは、互いに同等の半田濡れ上がり効果が発揮されるので、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、加工すべき孔の個数が必要最少（２個）で済み、且つ、スルーホールの周方向全域における半田品質が更に向上するメリットを有する。
【００３１】
請求項４記載の発明は、横断面四角形の端子ピンの対角線方向両側に２個の孔を配設した場合に比べて、端子ピンに対する各孔の離間距離が長くなるので、請求項３記載の発明の効果に加えて、溶融状態の半田を端子ピンの周囲に供給したとき、端子ピンが前記対角線方向に位置ずれを発生するおそれがなく、端子ピンを所定位置に正確かつ容易に半田付けすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、半田の濡れ上り性を向上させ、半田作業の生産性を高め、且つ、安定した高品質の半田付けを安定して確保するという目的を達成するために、基板本体に開穿したスルーホールに横断面四角形の端子ピンを挿通して該端子ピンを半田により固定して成るプリント基板であって、スルーホールの外周縁部には、平面形状が半円状又は三日月状である孔が複数連設して形成され、該孔はスルーホールの周方向において等間隔を有して配置され、且つ、互いに同等の形状寸法を有することにより実現した。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明に係る好適な実施例を図１乃至図５に従って説明する。本実施例は、一方の面にＩＣパッケージ、コンデンサー等の電子部品が実装され、表面と裏面を電気的に接続するためのスルーホールが開穿されたプリント基板（両面スルーホール基板）に適用したものである。
【００３４】
本実施例では、スルーホールの中心部に横断面四角形の端子ピンが半田付けされていると共に、該スルーホールの外周部に半円状又は三日月状の孔が２個追加して連設され、該孔は端子ピンの相対向する一対の横辺の中央部と対応する位置に配設されている。
【００３５】
従って、スルーホール内に供給された溶融状態の半田量が前記孔のスペース分だけ増加するので、スルーホール内部に蓄積される熱エネルギー量が増加する。その結果、溶融状態の半田の温度低下が緩慢になり、半田の溶融状態を保持する時間が長くなるため、半田の濡れ上り性が向上して、半田接合強度が著しく増大する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例に係る両面スルーホールタイプのプリント基板を示す平面図、図２は図１のプリント基板のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３７】
図１及び図２において、２１は所定厚さの絶縁性合成樹脂から成り、且つ、リード付きの電子部品等（図示せず）が実装されたプリント基板である。該プリント基板２１の基板本体２１Ａには、表裏両面を電気的に接続するために、図示例では３個のスルーホール２２，２３，２４が横方向に一列に並んで開穿されている。
【００３８】
各スルーホール２２，２３，２４は平面視円形に形成され、又、各スルーホール２２，２３，２４内にはそれぞれ、端子ピン２５，２６，２７が挿通されている。これら端子ピン２５，２６，２７の横断面形状は、例えば、互いに平行な同一寸法の一対の横辺と縦辺を有する四角形（方形）に形成されている。各端子ピン２５，２６，２７は半田２８，２９，３０により、スルーホール２２，２３，２４内にそれぞれ固定されている。
【００３９】
更に、前記スルーホール２２，２３，２４の外周側表面にはランド３１，３２，３３が設けられている。そして、左右両側に位置するスルーホール２２，２４のランド３１，３３外周部の１箇所には帯状の配線パターン３４，３６が接続されている。  
【００４０】
又、中央に位置するスルーホール２３のランド３２外周部の２箇所にはグランドパターン（配線パターン）３５，３５が接続されている。該グランドパターン３５，３５の接続部は、前記配線パターン３４，３６の幅寸法よりも広幅に設定されている。
【００４１】
上述したように、中央のスルーホール２３のランド３２には広幅のグランドパターン３５，３５が２箇所に接続され、又、左右両側のスルーホール２２，２４のランド３１,３３には狭幅の配線パターン３４，３６が１箇所に接続されている。
【００４２】
このため、中央のスルーホール２３の熱容量は、左右両側のスルーホール２２，２４の熱容量よりも大きい。従って、図示例のプリント基板２１には、熱容量の小さいスルーホール２２，２４と、熱容量の大きいスルーホール２３とが混在して設けられている。
【００４３】
本実施例に係るスルーホール２３の外周部には、該スルーホール２３内に供給される半田２９の充填量が増加するように、２個の孔３８，３９が追加して開穿されている。該２個の孔３８，３９は、横断面四角形の端子ピン２６の相対向する一対の横辺の中央部に対応するスルーホール２３外周縁部の２箇所にそれぞれ配設されている。従って、２個の孔３８，３９は、スルーホール２３外周縁部において互いに対峙して配置されている。
【００４４】
図示例では、２個の孔３８，３９の形状寸法は互いに同等であって、該孔３８，３９の直径は、端子ピン４２の横辺の長さよりも小さく設定されている。孔３８，３９の平面形状は半円状又は三日月状に形成され、スルーホール２３の外周縁部から径方向外方へ突出するように配設されている。
【００４５】
次に、スルーホール２３を一例に挙げて、端子ピン４２の半田付け工程の概略を説明する。先ず、図３に示すように、基板本体２１Ａの所定位置にスルーホール２３を開穿する。
【００４６】
次いで、図４に示すように、スルーホール２３外周縁部に於ける２箇所に孔３８，３９を開穿する。即ち、２個の孔３８，３９はスルーホール２３に連設して形成する。この場合、２個の孔３８，３９は、ドリル等の回転式孔明け治具を用いて形成される。
【００４７】
孔３８，３９の形成位置は、一対のグランドパターン３５，３５接続部の幅方向中央部、即ち、スルーホール２３内に半田付けされる端子ピン２６の相対向する一対の横辺の中央部に対応している。
【００４８】
然る後、図５に示すように、スルーホール２３内に端子ピン２６を挿通する。そして、図２に示す半田ゴテ３７を用いることによって、該スルーホール２３内の端子ピン２６を半田２９により固定する。
【００４９】
以上説明した如く本実施例によれば、スルーホール２３の外周縁部に２個の孔３８，３９を追加して連設したので、該孔３８，３９が追加された分だけスルーホール２３内のスペースが増大する。このため、スルーホール２３内に端子ピン２６を挿通して半田付けする際、スルーホール２３内に供給される溶融状態の半田２９の量が増大する。
【００５０】
又、手動にて半田ゴテ３７を使用した場合、熱容量の小さいスルーホール２２、２４と、熱容量の大きいスルーホール２３に対して、加熱時間の違い等の作業条件の違いを解消（低減）して、半田作業時間の大幅な短縮化が可能になる。更に、自動半田付け装置を使用した場合でも、形成箇所によって異なるスルーホール２２、２３、２４の半田濡れ性能の条件の差が小さくなるので、自動半田付け装置半田条件の設定が従来に比べて容易になり、半田品質のばらつきを効果的抑えることができる。
【００５１】
従って、溶融状態の半田２９によって蓄積されるスルーホール２３内の熱エネルギーは、半田２９の増加量に応じて増大するので、スルーホール２３内の熱エネルギーが外部に奪われるとき、溶融状態の半田２９の温度の低下速度が遅くなる。その結果、プリント基板２１の厚さが大きい場合、或いは、スルーホール２３の熱容量が大きい場合でも、該スルーホール２３内において半田２９の溶融状態が長く保持される。
【００５２】
また、２個の孔３８，３９はスルーホール２３の周方向において等間隔を有しているので、スルーホール２３の周方向全域において緩やかな温度低下が均等に発生し、半田２９の溶融状態の保持時間が一層長くなる。
【００５３】
斯くして、スルーホール２３の周方向の全域において、半田２９の濡れ上がり性が一層向上する。特に、スルーホール２３の孔３８，３９内面と端子ピン２６間の隙間Ｃ２が広くなるので、半田２９の濡れ上がり性が更に向上する。
【００５４】
更に、半田２９の濡れ上がり性の向上に伴い、半田作業時間が短縮すると共に半田付け作業が容易になり、高品質の半田２９が安定して確保される。
【００５５】
前記スルーホール２３の外周縁部に連設した孔３８，３９の平面形状は、半円状又は三日月状に形成されているので、該孔３８，３９を形成する際は、ドリル等の回転式孔明け治具を用いて形成される。
【００５６】
又、大きさの異なる孔３８，３９を形成する場合は、回転式孔明け治具の穿孔位置をスルーホール２３の径方向に移動させるか、或いは、孔明け治具のドリル径を変更すればよい。従って、目的のスルーホール２３の熱容量やサイズ等と適合する孔３８，３９を容易かつ迅速に形成することができる。  
【００５７】
更に、孔３８，３９は円弧状内面を有するので、半田付けを行う際、溶融状態の半田２９が孔３８，３９の円弧状内面全領域に隈なく供給される。そのため、半田付けの接合強度が増大して、半田付けの信頼性が向上する。
【００５８】
又、同等の形状寸法を有する２個の孔３８，３９は、スルーホール２３の外周縁部において相対峙して配設されているので、スルーホール２３の一方の半周部と他方の半周部は、互いに同等の半田濡れ上がり効果が発揮される。
【００５９】
従って、孔３８，３９の個数が必要最少（２個）で済み、且つ、スルーホール２３の周方向全域に対する半田付けの品質が向上する。
【００６０】
更に又、２個の孔３８，３９は、端子ピン２６の相対向する一対の横辺の中央部に対応して配設されているので、端子ピン２６の対角線方向両側に配設した場合に比べて、該端子ピン２６と各孔３８，３９との間の距離が長くなる。
【００６１】
その結果、端子ピン２６の周囲に溶融状態の半田２９を供給した時、該半田２９が前記孔３８，３９に流れ込む際に流動作用が生じても、該流動作用が端子ピン２６に直接及ばない。よって、孔３８，３９の直径を大きくしても、端子ピン２６の位置ずれ等を確実に防止することができる。
【００６２】
本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例を示し、プリント基板の平面図。
【図２】図１のプリント基板のスルーホール部分の構造を示すＢ−Ｂ線断面図。
【図３】実施例に係るプリント基板にスルーホールを形成したときの状態を示す平面図。
【図４】実施例に係る前記スルーホールの外周縁部に孔を形成したときの状態を示す平面図。
【図５】実施例に係る孔付きのスルーホール内に端子ピンを半田付けしたときの状態を示す平面図。
【図６】従来例を示し、両面スルーホールを開穿して成るプリント基板の平面図。
【図７】図６のプリント基板のスルーホール構造を示すＡ−Ａ線断面図。
【符号の説明】
【００６４】
２１  プリント基板
２１Ａ  基板本体
２２〜２４  スルーホール
２５〜２７  端子ピン
２８〜３０  半田
３１〜３３  ランド
３４，３６  配線パターン
３５  グランドパターン（配線パターン）
３８，３９  孔
【図１】
2009027031.tif 000003
【図２】
2009027031.tif 000004
【図３】
2009027031.tif 000005
【図４】
2009027031.tif 000006
【図５】
2009027031.tif 000007
【図６】
2009027031.tif 000008
【図７】
2009027031.tif 000009