JP2000091737A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品のリードと部品接続用のランドとに
付着するはんだの量を増加させ、はんだ付け強度を増し
たプリント配線板を提供する。 【解決手段】 はんだ形成の土台となるランドを分割す
る。このようにすれば、プリント配線板Ｂ１を移動させ
ながらその表面に溶融したはんだを接触させてはんだ形
成する場合に、分割されていないランドよりもはんだ付
着量が多くなる。ランド１及び２ａ〜２ｄにそれぞれ付
着した溶融はんだが切り離される時にその表面張力によ
って溶融はんだの遠ざかる方向とは反対の方向にリバウ
ンドし、挿入孔３に差し込まれたリードのまわりに付着
したはんだと接触して一塊となるからである。また、ラ
ンドを分割しているので個々のランドへの加熱が容易と
なり、比較的低い予備加熱にてはんだの濡れ性を向上さ
せることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子部品をはんだ
により接続するプリント配線板に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来のプリント配線板Ｂ６をプ
リント配線側から見た平面図である。図７においてプリ
ント配線板Ｂ６は、基板４と電子部品のリードが差し込
まれる挿入孔３とを備えており、さらにはんだ形成の土
台となるランド９とランド９以外でのはんだ形成を阻止
するソルダーレジスト５とを備えている。ランド９には
プリント配線の材料である銅箔等が採用され、ソルダー
レジスト５にははんだを付着させない性質の絶縁性の合
成樹脂が採用される。また図８は、図７における挿入孔
３に電子部品のリード６が挿入された後にはんだ７が形
成された、プリント配線板Ｂ６の切断線Ｙ−Ｙにおける
断面図である。図８におけるはんだ７は、ソルダーレジ
スト５及びランド９を形成済みのプリント配線板Ｂ６に
リード６を差し込んだ状態で、これを保持し最適な位置
になるよう自動調整しながら、ランド９が形成された面
を溶融したはんだを蓄えたはんだ槽に浸漬したり、噴流
させた溶融はんだに接触させる等して形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように溶融はん
だにプリント配線板Ｂ６を晒すことでランド９及びリー
ド６にはんだ７を形成する場合、溶融はんだからプリン
ト配線板Ｂ６を引き離す際にはんだ７がランド９の外側
へ引かれながら分離するため、付着するはんだ７は図８
に示されるようにランド９に対して凸となる表面形状を
呈し、付着量が少なかった。はんだ７の付着量が少ない
と、プリント配線板Ｂ６を搭載した製品に対して輸送時
の振動等の衝撃や使用される環境の温度変化または電源
のＯＮ／ＯＦＦに伴なう温度変化等の熱サイクルによる
衝撃等が加わった場合にはんだ付け強度が低くなる可能
性がある。

【０００４】このような事態を回避するため、はんだの
付着量の少ない箇所を検索して該当箇所にはんだを追加
する作業を行う必要があり、プリント配線板Ｂ６を搭載
した製品の製造に要する作業時間が増加していた。ま
た、はんだを追加する作業に伴なう検索漏れや、追加し
たはんだの垂れによるはんだブリッジ（二つ以上のラン
ド上のはんだが繋がってしまうこと）の生成等の二次不
良発生の危険性もありはんだ付けの信頼性確保が充分で
はないという問題があった。

【０００５】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、ランドと電子部品のリードとに溶融し
たはんだを付着させる際のはんだの付着量を増加させて
はんだの強度を増すことにより、より一層信頼性が確保
されたプリント配線板を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは、表面を備える基板と、部品リードが前
記基板を貫通するよう前記基板内に設けられ前記表面に
開口した挿入孔と、前記挿入孔を囲む第１のランドと、
前記第１のランドと離隔して、前記第１のランドを囲む
周方向に配列される複数の第２のランドとを備えたプリ
ント配線板である。

【０００７】この発明のうち請求項２にかかるものは、
前記第１のランドの中心が前記挿入孔の中心と一致す
る、請求項１記載のプリント配線板である。

【０００８】この発明のうち請求項３にかかるものは、
前記第１のランドの外縁は、前記挿入孔に挿入されるリ
ードの断面形状と相似である、請求項２記載のプリント
配線板である。

【０００９】この発明のうち請求項４にかかるものは、
隣接する前記第２のランドの間が、前記挿入孔から放射
状に延びている、請求項１記載のプリント配線板であ
る。

【００１０】この発明のうち請求項５にかかるものは、
前記第２のランドは、格子状に配列されている、請求項
１記載のプリント配線板である。

【００１１】この発明のうち請求項６にかかるものは、
導電性のランドを有する表面と、前記ランドに開口して
部品リードが貫通するための挿入孔とを有する基板に対
し、前記ランドが形成された部分以外の前記表面にはん
だを形成させないようにするための絶縁性のソルダーレ
ジストを前記ランドの表面にも形成し、前記ランドの前
記表面を、前記挿入孔を囲む第１の領域と、前記第１の
領域と離隔して、前記第１の領域を囲む周方向に配列さ
れる複数の第２の領域とに分割する工程を備えたプリン
ト配線板の製造方法である。

【００１２】この発明のうち請求項７にかかるものは、
導電性のランドを有する表面と、前記ランドに開口して
部品リードが貫通するための挿入孔とを有する基板に対
し、文字や図形を前記表面に表示するための表示材料を
前記ランドの表面にも塗布し、前記ランドの前記表面
を、前記挿入孔を囲む第１の領域と、前記第１の領域と
離隔して、前記第１の領域を囲む周方向に配列される複
数の第２の領域とに分割する工程を備えたプリント配線
板の製造方法である。

【００１３】この発明のうち請求項８にかかるものは、
前記第１の領域の中心が前記挿入孔の中心と一致する、
請求項６または７記載のプリント配線板の製造方法であ
る。

【００１４】この発明のうち請求項９にかかるものは、
前記第１の領域の外縁は、前記挿入孔に挿入されるリー
ドの断面形状と相似である、請求項８記載のプリント配
線板の製造方法である。

【００１５】この発明のうち請求項１０にかかるもの
は、隣接する前記第２の領域の間が、前記挿入孔から放
射状に延びている、請求項６または７記載のプリント配
線板の製造方法である。

【００１６】この発明のうち請求項１１にかかるもの
は、前記第２の領域は格子状に配置される、請求項６ま
たは７記載のプリント配線板の製造方法である。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本実施の
形態にかかるプリント配線板Ｂ１をプリント配線側から
見た平面図である。図１においてプリント配線板Ｂ１は
従来のプリント配線板Ｂ６と同様、基板４と挿入孔３と
を備えている。さらにプリント配線板Ｂ１は、ランド
１，２ａ〜２ｄとソルダーレジスト５とを備えている
が、従来の技術であるプリント配線板Ｂ６とは異なりラ
ンドが分割されている。即ち、挿入孔３を中心とした同
心円状のランド１と、全体としてランド１を囲みつつ挿
入孔３から放射状に区画されたランド２ａ〜２ｄとが形
成されている。別の見方をすれば、ランド２ａ〜２ｄ
は、ランド１と離隔して、ランド１を囲む周方向に配列
されていると言える。そして、ランド２ａ〜２ｄのう
ち、隣接するものどうしの間が、挿入孔３から放射状に
延びていると言える。

【００１８】ランド１，２ａ〜２ｄにプリント配線の材
料である銅箔等が採用され、ソルダーレジスト５にはん
だを付着させない性質の合成樹脂が採用される点は従来
の技術と同様である。また図２は、図１における挿入孔
３に電子部品のリード６が挿入された後にはんだ７が形
成されたプリント配線板Ｂ１の切断線Ｘ−Ｘにおける断
面図である。図２におけるはんだ７は従来の技術と同様
に、ソルダーレジスト５及びランド１，２ａ〜２ｄを形
成済みのプリント配線板Ｂ１にリード６を差し込んだ状
態で、プリント配線板Ｂ１を保持し最適な位置になるよ
う自動調整しながら、ランド１，２ａ〜２ｄが形成され
た面を溶融したはんだを蓄えたはんだ槽に浸漬したり、
噴流させた溶融はんだに接触させる等して形成される。

【００１９】分割されたランド１，２ａ〜２ｄを形成す
ることによる効果について以下に述べる。はんだ７が形
成される際に例えば、プリント配線板Ｂ１からみて図２
に示す矢印のように溶融はんだがランド１，２ａ〜２ｄ
とリード６とに接近してくるとすると、図２の断面にお
いて、リード６の右側のランド２ｄ、リード６の右側の
ランド１、リード６、リード６の左側のランド１、リー
ド６の左側のランド２ｂへとはんだが順次付着する。そ
して、溶融はんだが遠ざかるときにも同じ順序で溶融は
んだが各領域から切り離されてゆく。このとき、ランド
１，２ａ〜２ｄとリード６とにそれぞれ付着したはんだ
がその表面張力によって溶融はんだの移動する方向とは
反対の方向にリバウンドし振動するので、各領域上のは
んだは互いに接触し最終的にはリード６のまわりに付着
した多量のはんだに引っ張られて、基板４に対して凹と
なる表面形状を呈して一塊となる。つまり、このように
ランドを分割することにより、分割されていないランド
にはんだを付着させる場合よりも多くのはんだを付着さ
せることができるので、はんだの強度が増加し信頼性の
優れたプリント配線板を提供できる。

【００２０】またさらに、ランド２ａ〜２ｄが分割され
ているのでこれら相互を連結するはんだの量も多くな
り、はんだの強度をより増加させる。

【００２１】ただし上記の説明から分かるように、はん
だ７の形成過程においてはプリント配線板Ｂ１から見て
溶融はんだの動きがプリント配線板Ｂ１の表面と平行な
方向に移動する成分を有することが必要となる。

【００２２】また、ランドを分割することによるその他
の効果として、はんだの濡れ性（はんだ７とランド１，
２ａ〜２ｄ及びリード６との接合の良さを表わす度合
い）を高めるためランド１，２ａ〜２ｄ及びリード６を
予備加熱する際に、個々のランド１，２ａ〜２ｄがラン
ド全体の領域に比べ小さいので、分割されていないラン
ドを予備加熱する場合に比べ低温で済み、プリント配線
板の製造に必要なエネルギー量が削減できるという点も
挙げられる。

【００２３】また、ランドの分割形状として図１に示し
たプリント配線板Ｂ１以外に、例えば図３に示すプリン
ト配線板Ｂ２や図４に示すプリント配線板Ｂ３のような
ものも考えられる。これらの分割形状は、リード６の形
状及び溶融はんだの移動する方向及びプリント配線板上
のランドの配置場所や面積等の制約条件を考慮して決定
される。

【００２４】例えばプリント配線板Ｂ１のランドの分割
形状を用いると、溶融はんだが挿入孔３の周囲のどの方
向から接近した場合でも上記のはんだ付着量増加の効果
を得ることができる。

【００２５】また、プリント配線板Ｂ２では、挿入孔３
を中心とした同心円状のランド１と、全体としてランド
１を囲みつつ正方形の格子状に区画されたランド群２と
が形成されている。このようなランド群２のパターン
も、ランド１と離隔して、ランド１を囲む周方向に配列
されていると言える。このようなランドの分割形状を用
いると、溶融はんだが格子の各辺に垂直となる二方向か
ら接近した場合に、顕著に上記のはんだ付着量増加の効
果を得ることができる。

【００２６】また、プリント配線板Ｂ３では、挿入孔３
を対角線の中心とした長方形のランド１と、ランド１の
各辺においてランド１と離隔しつつ、またランド１の各
頂点において互いに離隔しつつ、ランド１とともにほぼ
円形を成すランド群２とが形成されている。このような
ランド群２のパターンも、ランド１と離隔して、ランド
１を囲む周方向に配列されていると言える。このような
ランドの分割形状を用いると、挿入孔３に挿入されるリ
ード６がランド１と相似な長方形の断面形状を持つ角形
リードである場合に、顕著に上記のはんだ付着量増加の
効果を得ることができる。

【００２７】なお、プリント配線板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の
いずれもランド１，２ａ〜２ｄ及びランド群２が成す全
体の形状として円形を採用した場合を示したが、本発明
はもちろん円形の場合に限られるものではなく楕円や多
角形等の形状を全体として有するランドにも適用され得
る。

【００２８】また、プリント配線板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の
いずれも挿入孔３の中心とランド１の中心とを一致させ
ているが、これは、ランド１上に付着した溶融はんだが
振動するときに両者の中心が一致していないと、溶融は
んだが均等に振動せず挿入孔３に挿入されたリードから
離れたところではんだが形成されてしまうおそれがある
からである。

【００２９】また、プリント配線板Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の
いずれも挿入孔３に近い側のランド１は細かく分割して
いない。換言すれば、ランド１は挿入孔３を囲んで連続
している。これは、挿入孔３に挿入されるリード６の周
囲には多くのはんだが付着するので分割する必要がない
うえ、逆に細かく分割してしまうと分割されたランド１
のそれぞれにおいてはんだ７が付着するので、リード６
の周囲にはんだ７が多く付着しなくなり、リード６とは
んだ７との接合の品質が悪くなるからである。この挿入
孔３の周囲のランド１が円形の場合、その直径は少なく
とも挿入孔３の直径の倍程度が望ましい。

【００３０】また、プリント配線板Ｂ１及びＢ２の挿入
孔３から遠い側のランド２ａ〜２ｄ及びランド群２の分
割の程度はランド１，２ａ〜２ｄ及びランド群２の全体
形状の大きさに主に依存する。例えば全体形状が大きい
場合は分割の程度を細かくでき、上記のはんだ付着量増
加の効果を得ることができる。しかし、ランド１，２ａ
〜２ｄ及びランド群２の全体形状が小さい場合は、分割
の程度を細かくしすぎると細かく分割したランド２ａ〜
２ｄ及びランド群２にはんだが付着しにくくなり、ラン
ド１のみにはんだが付着したとみなせ従来の分割されて
いないランドとほとんど変わらないことになり、上記の
効果を得ることが難しくなる。例えば、各ランド間の空
隙の幅は約０．２〜０．５ｍｍ程度に、また、最も細か
いランドであっても空隙の幅の２〜３倍程度の幅に設定
される。また、全体形状の大きさ以外にも、はんだ及び
リード及びランドの材質や溶融はんだの移動速度などに
も依存するので、分割の程度はこれらを考慮して決定さ
れることが望ましい。

【００３１】本実施の形態にかかるランドを分割したプ
リント配線板を用いれば、分割されていないランドには
んだを付着させる場合よりも多くのはんだを付着させる
ことができるので、はんだの強度が増加し優れた信頼性
を得られる。また、個々のランドがランド全体の領域に
比べ小さいので、分割されていないランドに比べ、はん
だ付けの際の予備加熱に必要なエネルギー量を削減でき
る。

【００３２】実施の形態２．本実施の形態は、実施の形
態１にかかるプリント配線板と同様の「多くのはんだを
付着させることができる」という効果を有するプリント
配線板を製造するための方法である。

【００３３】まず、基板４の表面に従来のプリント配線
板Ｂ６と同様の分割されていないランド９を形成する。
次にソルダーレジスト５を基板４上のランド９の形成さ
れていない部分に形成するが、このときにランド９の表
面にもランド９を分割するようなパターンでソルダーレ
ジスト５を形成する。ソルダーレジスト５は、液状のソ
ルダーレジストを印刷マスクにより印刷して形成される
か、又は感光フィルムにより形成されることが一般的で
あるが、その際の印刷マスク又は感光フィルムに予めラ
ンド９の表面に当たる部分のパターンを描いておくので
ある。例えば本実施の形態にかかる製造方法を用いて図
１に示したプリント配線板Ｂ１の分割形状を実現したプ
リント配線板Ｂ４は、プリント配線側から見た場合図１
と同じ形状を示すが、切断線Ｘ−Ｘにおける断面を見た
場合図５に示すようにソルダーレジスト５がランド９の
上面にパターニングされているのが分かる。

【００３４】このようにして製造されたプリント配線板
Ｂ４は、表面上、実施の形態１と同様にランド９が分割
されているので、実施の形態１に述べたように溶融はん
だに接触させれば、分割されたランド９とリード６とに
それぞれ付着したはんだが、その表面張力によって振動
して互いに接触し一塊となる。つまり、分割されていな
いランドにはんだを付着させる場合よりも多くのはんだ
を付着させることができるので、はんだの強度が増加し
信頼性の優れたプリント配線板となる。

【００３５】本実施の形態にかかるプリント配線板の製
造方法を用いれば、ソルダーレジストの形成工程に用い
るソルダーレジスト印刷マスク又は感光フィルムにラン
ド分割用のパターンを描き加えるだけで、工程を増やす
ことなく実施の形態１と同様のはんだ付着量増加の効果
を有するプリント配線板を得ることができる。

【００３６】なお、ランド９を分割するパターンにソル
ダーレジスト５を用いる代わりに、プリント配線板表面
に文字や図形などを表示するための表示材料を用いても
よい。表示材料による文字または図形の転写はプリント
配線板製造に頻繁に付随する工程だからである。この表
示材料はシルクスクリーン印刷によってプリント配線板
に塗布されることが一般的である。図６は、図１に示し
たプリント配線板Ｂ１のランドの分割された形状を表示
材料によって実現したプリント配線板Ｂ５である。図６
では図５におけるランド９上のソルダーレジスト５のか
わりに表示材料８が形成されている。この表示材料８
は、ランド９及びソルダーレジスト５の形成後にシルク
スクリーン印刷によってプリント配線板Ｂ５に塗布され
る。よって、ソルダーレジスト５の場合のフィルムに相
当するシルクスクリーンにランド９を分割するパターン
を描き加えれば、ソルダーレジスト５を用いた場合と同
様の効果を有するプリント配線板を得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかるプリン
ト配線板を用いれば、プリント配線板を移動させながら
その表面に溶融したはんだを接触させてはんだ形成する
場合に、第１及び第２のランドのそれぞれに付着した溶
融はんだが切り離される時に、その表面張力によって溶
融はんだが振動し、挿入孔に差し込まれたリードのまわ
りに付着したはんだと接触して一塊となるため、第１の
ランドと第２のランドとに分割されていないランドより
もはんだ付着量が多くなる。また、第２のランドも分割
されているので個々のランドへの加熱が容易となり、比
較的低い予備加熱にてはんだの濡れ性を向上させること
ができる。

【００３８】この発明のうち請求項２にかかるプリント
配線板を用いれば、はんだ形成の際に、第１のランドと
第２のランドとの間での溶融はんだの振動が均等にな
り、挿入孔に挿入されたリードの周囲にはんだを多く付
着させ、リードとはんだとの接合の品質を落とさない。

【００３９】この発明のうち請求項３にかかるプリント
配線板を用いれば、第１のランドのはんだとリードとの
接合の品質がよくなる。

【００４０】この発明のうち請求項４にかかるプリント
配線板を用いれば、はんだを形成する際に、溶融したは
んだが挿入孔の周囲のどの方向から接近した場合でも、
請求項１にかかるプリント配線板の有する効果を得るこ
とができる。

【００４１】この発明のうち請求項５にかかるプリント
配線板を用いれば、はんだを形成する際に、溶融したは
んだが格子の各辺の垂直方向のいずれかから接近した場
合に、顕著に請求項１にかかるプリント配線板の有する
効果を得ることができる。

【００４２】この発明のうち請求項６にかかるプリント
配線板の製造方法を用いれば、ソルダーレジストを形成
する工程で、ランドを分割するという処理が兼用できる
ので、簡易にはんだ付着量増加の効果を有するプリント
配線板を得ることができる。

【００４３】この発明のうち請求項７にかかるプリント
配線板の製造方法を用いれば、表示材料を塗布する工程
で、ランドを分割するという処理が兼用できるので、簡
易にはんだ付着量増加の効果を有するプリント配線板を
得ることができる。

【００４４】この発明のうち請求項８にかかるプリント
配線板の製造方法を用いれば、はんだ形成の際に、第１
の領域と第２の領域との間での溶融はんだの振動が均等
になり、挿入孔に挿入されたリードの周囲にはんだを多
く付着させ、リードとはんだとの接合の品質を落とさな
いプリント配線板を得ることができる。

【００４５】この発明のうち請求項９にかかるプリント
配線板の製造方法を用いれば、第１の領域のはんだとリ
ードとの接合の品質がよいプリント配線板を得ることが
できる。

【００４６】この発明のうち請求項１０にかかるプリン
ト配線板の製造方法を用いれば、はんだを形成する際
に、溶融したはんだが挿入孔の周囲のどの方向から接近
した場合でも、はんだ付着量増加の効果を有するプリン
ト配線板を得ることができる。

【００４７】この発明のうち請求項１１にかかるプリン
ト配線板の製造方法を用いれば、はんだを形成する際
に、溶融したはんだが格子の各辺の垂直方向のいずれか
から接近した場合に、顕著にはんだ付着量増加の効果を
有するプリント配線板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１の構造を示す図であ
る。

【図２】 本発明の実施の形態１の構造を示す断面図で
ある。

【図３】 本発明の実施の形態１の構造を示す図であ
る。

【図４】 本発明の実施の形態１の構造を示す図であ
る。

【図５】 本発明の実施の形態２の構造を示す断面図で
ある。

【図６】 本発明の実施の形態２の構造を示す断面図で
ある。

【図７】 従来の技術の構造を示す図である。

【図８】 従来の技術の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２，２ａ〜２ｄ，９ ランド、３ 挿入孔、４ 基
板、５ ソルダーレジスト、６ リード、７ はんだ、
８ 表示材料。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面を備える基板と、 部品リードが前記基板を貫通するよう前記基板内に設け
   られ前記表面に開口した挿入孔と、 前記挿入孔を囲む第１のランドと、 前記第１のランドと離隔して、前記第１のランドを囲む
   周方向に配列される複数の第２のランドとを備えたプリ
   ント配線板。
2. 【請求項２】 前記第１のランドの中心が前記挿入孔の
   中心と一致する、請求項１記載のプリント配線板。
3. 【請求項３】 前記第１のランドの外縁は、前記挿入孔
   に挿入されるリードの断面形状と相似である、請求項２
   記載のプリント配線板。
4. 【請求項４】 隣接する前記第２のランドの間が、前記
   挿入孔から放射状に延びている、請求項１記載のプリン
   ト配線板。
5. 【請求項５】 前記第２のランドは、格子状に配列され
   ている、請求項１記載のプリント配線板。
6. 【請求項６】 導電性のランドを有する表面と、前記ラ
   ンドに開口して部品リードが貫通するための挿入孔とを
   有する基板に対し、前記ランドが形成された部分以外の
   前記表面にはんだを形成させないようにするための絶縁
   性のソルダーレジストを前記ランドの表面にも形成し、
   前記ランドの前記表面を、前記挿入孔を囲む第１の領域
   と、前記第１の領域と離隔して、前記第１の領域を囲む
   周方向に配列される複数の第２の領域とに分割する工程
   を備えたプリント配線板の製造方法。
7. 【請求項７】 導電性のランドを有する表面と、前記ラ
   ンドに開口して部品リードが貫通するための挿入孔とを
   有する基板に対し、文字や図形を前記表面に表示するた
   めの表示材料を前記ランドの表面にも塗布し、前記ラン
   ドの前記表面を、前記挿入孔を囲む第１の領域と、前記
   第１の領域と離隔して、前記第１の領域を囲む周方向に
   配列される複数の第２の領域とに分割する工程を備えた
   プリント配線板の製造方法。
8. 【請求項８】 前記第１の領域の中心が前記挿入孔の中
   心と一致する、請求項６または７記載のプリント配線板
   の製造方法。
9. 【請求項９】 前記第１の領域の外縁は、前記挿入孔に
   挿入されるリードの断面形状と相似である、請求項８記
   載のプリント配線板の製造方法。
10. 【請求項１０】 隣接する前記第２の領域の間が、前記
    挿入孔から放射状に延びている、請求項６または７記載
    のプリント配線板の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記第２の領域は格子状に配置され
    る、請求項６または７記載のプリント配線板の製造方
    法。