JP2000340915A - 両面パターン導通用板金部品及びプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線板の高密度実装達成手段として
プリント配線板の両面にパターンを配設して回路を形成
し、両面パターン導通用板金部品を使用して両面のパタ
ーン同士を導通させる場合において、プリント配線板の
温度変化に伴う収縮等による応力を十分に分散できない
ために、半田付け部にクラックが発生する場合があると
いう点を改善する。 【解決手段】 第１湾曲部Ｒ１を成す連結部分８ｄを介
してリード部８ａが天井部８ｃの第１部分８ｃ１の端部
につなげられていると共に、第１部分８ｃ１に繋がった
天井部８ｃの第２部分８ｃ２，８ｃ３の長手方向に突出
した部分の端部８ｃ２Ｅ，８ｃ３Ｅから第２湾曲部Ｒ２
を成して内側に折れ曲がる様に延びた被半田部分８ｂが
設けられたパターン導通用板金部品８を用いる。

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、電子機器等に使
用する両面プリント配線板の製造技術に関するものであ
り、特にその製造に用いる両面パターン導通用板金部品
の構造を改善するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は、プリント配線板上に配設された
両面パターンを互いに導通させるために用いられる、従
来の両面パターン導通用板金部品９（以下、従来の板金
部品とも称す）を示す斜視図である。又、図４は、その
部品９をプリント配線板へ実装した状態を示す縦断面図
である。

【０００３】両図３，４において、１はプリント配線板
（ＰＣＢとも称す）、１ａは基材、２は半田、３はソル
ダーレジスト、４はＰＣＢ１のＡ面部パターン、５はＰ
ＣＢ１のＢ面部パターン、６はＰＣＢ１を貫通する挿入
孔、７はクリーム半田、９ｃは従来の板金部品９の天井
部、９ｂは天井部９ｃの端部から湾曲部Ｒ１をなすよう
に内側に折り曲げられて天井部９ｃと対面しつつ延びた
被半田面部、９ａは被半田面部９ｂから下方へ向けて突
出したリード部である。

【０００４】次に、本板金部品９の作用について説明す
る。

【０００５】両面の各々上にパターンが配設されて所定
の回路を形成しているプリント配線板の両面パターン同
士を互いに導通させるための方法としては、スルホー
ルを銅メッキする方法、スルホールに銀ペーストを充
填、硬化させて両面パターンの導通を図る方法、はと
めを挿入、かしめた上で半田付けすることによって両面
パターンを導通させる方法、ジャンパー線を挿入し、
両面を半田付けすることにより導通させる方法等が提案
されてはいるが、それぞれ問題点を有している。即ち、
上記及びの先行技術では、基板側に加工処理を施す
ために基板が高価になるという問題点を有している。他
方、上記及びの技術では、その様なコスト面での問
題点は生じないが、装置の動作中の環境温度の変動によ
って生じるＰＣＢの熱膨張や収縮に伴い生ずる応力によ
って、半田部分にクラックが生じやすいという問題点が
ある。

【０００６】そこで、これらの諸問題を同時に解決する
ために考案されたのが、図３、図４に示したプリント配
線板の製造方法である。

【０００７】まず、プリント配線板１上に配設されたＡ
面部パターン４上に、クリーム半田７をクリーム半田印
刷機を用いて印刷する。次に、図３に示す両面パターン
導通用板金部品９を汎用の表面実装部品装着機を用いて
クリーム半田７上へ装着する。この時、従来の板金部品
９が有する突出したリード９ａは、プリント配線板１に
設けられた挿入孔６へ挿入されて、その端部がＢ面より
若干突出することとなる。又、他の表面実装型電子部品
も、同工程時に、対応するパターン上に装着される。

【０００８】次に、リフロー装置によってクリーム半田
７を溶融させて従来の板金部品９のＡ面側の被半田面部
９ｂとＡ面部パターン４とを半田付けする。ここまでの
流れにおける実装は一連の表面実装ライン工程において
実現可能であり、工程が複雑になることはない。又、表
面実装部品装着機で装着するため、未溶融のクリーム半
田７を飛散させることもない。

【０００９】次に、挿入実装部品を対応する他の挿入孔
へそれぞれ挿入し、それらと同時に、従来の板金部品９
の突出したリード部９ａの端部とＢ面部パターン５との
半田付けをフロー半田付け装置によって一括して行う。
この時、半田の毛細管現象により、従来の板金部品９の
対向し合う二枚のリード部９ａ間に半田が上昇して入り
込み、入り込んだ半田分だけリードの体積が増加するこ
とになるので、電流の許容値を若干稼ぐことができる。

【００１０】この様にして製造されたプリント配線板１
は電子機器に組込まれるが、電子機器の動作・停止時に
起因する環境温度の変動により、プリント配線板１の基
材１ａも同様に繰り返し温度変化を受けることになる結
果、同材１ａに収縮等の応力が発生し、この応力によっ
て半田付け部分の半田にクラックが発生することが問題
となるが、図３に示した従来の板金部品９は、その湾曲
部Ｒ１において上記応力を分散させうるので、半田クラ
ックの発生を防止することを可能とするものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の通り、図３に示
した構造を有する従来の板金部品９は、高密度実装可
能、安価及び半田クラックの発生の防止という諸効果を
有する。しかしながら、従来の板金部品９は、図４に示
すように、プリント配線板１に密着に近い状態で実装さ
れる可能性がある構造となっており、また、天井部９ｃ
及び被半田面部９ｂの面積が広いため湾曲部Ｒ１の剛性
が強く、この湾曲部Ｒ１で応力を十分に分散させること
ができない可能性もある。しかも、Ａ面とＢ面との半田
付け間の距離は、応力分散という観点からみた場合に
は、比較的短いのではないかと考えられる。そのため、
従来の板金部品９は応力を完全に分散することができな
いという問題点を依然として有しているものと考える。

【００１２】以上より、図３の従来の板金部品９を用い
て両面パターンを互いに導通接続しても、なお半田付け
間に応力が集中し、半田付け部にクラックが発生する確
率が少なくないという問題点が生じる。

【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、従来の板金部品の構造を改
善して、安価でしかも信頼性の高い、高密度実装された
プリント配線板を実現することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
プリント配線板の第１面と第２面との上にそれぞれ配設
された第１面部パターンと第２面部パターンとを互いに
接続させるための両面パターン導通用板金部品であっ
て、その端部が前記第２面より突出する様に前記プリン
ト配線板を貫通する挿入孔に挿入可能で且つ当該挿入後
に前記端部が前記第２面部パターンに半田付けされるリ
ード部は、第１湾曲部を形成する連結部分を介して、天
井部の第１部分に繋がっており、前記第１部分に繋がっ
た前記天井部の第２部分の端部からは、前記第１面に平
行な面を有する端部が前記第１面部パターンに半田付け
される被半田部分が第２湾曲部を成して前記第２部分と
対面しつつ延びており、前記被半田部分の前記天井部か
らの高さが前記連結部分の前記天井部からの高さよりも
大きいことを特徴とする。

【００１５】請求項２に係る発明は、請求項１記載の両
面パターン導通用板金部品において、前記第１部分は前
記天井部の中央部に位置し、前記第２部分は前記天井部
の長手方向に沿って前記第１部分よりも外側へ突出して
延びた前記天井部の一方の側辺部に該当しており、前記
被半田部分の前記端部の幅は前記第２部分の幅に相当す
ることを特徴とする。

【００１６】請求項３に係る発明は、請求項１又は２記
載の前記両面パターン導通用板金部品を用いて前記第１
面部パターンと前記第２面部パターンとが互いに導通さ
れたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、この発明
の実施の形態１に係る両面パターン導通用板金部品とそ
れを用いた両面プリント配線板の構造を図面に基づき説
明する。

【００１８】図１は、本実施の形態における両面パター
ン導通用板金部品（以下、「新板金部品」と称す）８の
構成を示す斜視図であり、又、図２は、表面実装型の新
板金部品８の構成例とそれを用いて両面パターンを互い
に接続したときのプリント配線板（ＰＣＢとも称す）１
の構成例とを示す縦断面図である。尚、両図１，２中、
図３，図４と同一符号のものは同一部分を示す。

【００１９】両図１，２において、新板金部品８は、
リード部８ａと、連結部分８ｄと、天井部８ｃと、
被半田部分８ｂとに大別され、これらの部分〜は
一体化されている。新板金部品８の各部〜の詳細は
次の通りである。

【００２０】先ず、２つのリード部８ａは、それぞれ互
いに対向し合っており、それらの配置時の断面形状がＶ
字型（図２参照）となるように斜めに傾きつつ下方に向
かって延びた板状部分であり、それぞれの端部８ａＥが
共にプリント配線板１のＢ面（第２面に相当）より若干
突出しうるだけの長さ寸法を共に有しており、しかも、
プリント配線板１のＡ面（第１面に相当）とＢ面とを貫
通する挿入孔６に挿入可能な形状を有している。逆に言
えば、リード部８ａをプリント配線板１内に挿入しうる
ように、当該挿入孔６が予め形成されている。

【００２１】次に、連結部分８ｄの一方の端部はリード
部８ａの他方の端部に繋がっており、同部８ｄの他方の
端部は天井部８ｃの略中央部（第１部分に相当）８ｃ１
の端部に繋がっている。即ち、連結部分８ｄは、第１湾
曲部Ｒ１を形成しつつ、リード部８ａの他方の端部を天
井部８ｃの第１部分８ｃ１に繋げる役割を担う部分であ
り、この連結部分８ｄの存在によって、リード部８ａの
他方の端部が図４のように直ちにＡ面パターン部（第１
面部パターンに該当）４に接触してしまうという事態は
生じない。

【００２２】又、天井部８ｃは、（ｉ）上記の第１部分
８ｃ１と、（ｉｉ）第１部分８ｃ１の長手方向の側辺部
分と繋がった２つの第２部分８ｃ２，８ｃ３とに大別さ
れる。この内、各第２部分８ｃ２，８ｃ３は、天井部８
ｃの長手方向に沿って且つ第１部分８ｃ１の端部よりも
外側へ突出して延びた、天井部８ｃの各側辺部にあた
る。

【００２３】更に、４つの被半田部分８ｂの各々は、対
応する天井部８ｃの第２部分８ｃ２，８ｃ３の端部８ｃ
２Ｅ，８ｃ３Ｅから第２湾曲部Ｒ２を成して内側に折れ
曲がる様に且つその端部８ｂＥの被半田面８ｂＳが対応
する第２部分８ｃ２，８ｃ３の突出部分の面と対面しつ
つプリント配線板１のＡ面（第１面）と平行となる様に
延びた部分であり、その端部８ｂＥが後述する様にＡ面
パターン部４に半田付される。そして、被半田部分８ｂ
の被半田面８ｂＳの天井部８ｃの上面からの高さ寸法Ｔ
２は、連結部分８ｄの外側面（プリント配線板１のＡ面
に対面する側の面）の天井部８ｃの上面からの高さ寸法
Ｔ１よりも大きくなる様に、両部８ｂ，８ｄの形状・寸
法は設定されている。加えて、被半田部分８ｂの端部８
ｂＥの長手方向に直交する幅方向における幅寸法は、第
２部分８ｃ２，８ｃ３の幅寸法Ｗに相当する。

【００２４】次に、図１及び図２に示した構造を有する
新板金部品８を用いて両面プリント配線板の両面に配設
されたパターンを互いに導通させて高密度実装を行う場
合（両面プリント配線板の製造方法）について、図２を
参照しつつ説明する。

【００２５】まず、プリント配線板１上に配設されたＡ
面部パターン４上へクリーム半田７をクリーム半田印刷
機によって印刷する。次に、新板金部品８を、汎用の表
面実装部品装着機を用いてＡ面部パターン４上へ印刷さ
れたクリーム半田７上へ装着する。この時、新板金部品
８の天井部８ｃより突出したリード８ａは、プリント配
線板１に設けられた挿入孔６へ挿入され、その端部８ａ
ＥがＢ面より少し突出することとなる。又、他の表面実
装型電子部品も同工程時に装着される。

【００２６】次に、リフロー装置によってクリーム半田
７を溶融させ新板金部品８の被半田部分８ｂの端部８ｂ
ＥとＡ面部パターン４とを半田付けする。ここまでの流
れにおける実装は一連の表面実装ライン工程において実
現可能であり、工程が複雑になることはない。又、汎用
の表面実装部品装着機を用いて各表面実装部品を装着す
るため、未溶融のクリーム半田７を飛散させることもな
い。

【００２７】次に、挿入実装部品をプリント配線板１に
予め設けられた対応する他の挿入孔へそれぞれ挿入し、
それらと同時に、新板金部品８の突出したリード部８ａ
の端部８ａＥとＢ面部パターン（第２面部パターンに相
当）５との半田付けをフロー半田付け装置により一括し
て行う。この時、半田の毛細管現象により、新板金部品
８の二枚の突出したリード部８ａ間に半田が上昇してき
て入り込み、リードの体積が入り込んだ半田分だけ増加
するので、これにより電流の許容値を若干稼ぐことが可
能である。

【００２８】以上に述べた新板金部品８を用いたプリン
ト配線板１の実装工程の説明は、基本的には、図３，図
４に示した従来の板金部品９を用いた場合と同様であ
る。

【００２９】従来の板金部品９においてもなお問題とな
っていた、プリント配線板１の基材１ａの繰り返し温度
変化に伴う収縮等の応力が半田付け部へ集中することに
よる半田付け部のクラック発生に対しては、新板金部品
８は、以下の特徴により有効にこれを防止しうる。

【００３０】１．Ａ面パターン部４とＢ面パターン部５
との半田付け間の距離が従来の板金部品９の場合よりも
長く設定されている。例えば、図２において点線で示さ
れた距離と図４において点線で示された距離とを比較す
れば、この点は明白に認めうる。

【００３１】２．新板金部品８から突出したリード部８
ａから天井部８ｃにつながる間が、連結部分８ｄの存在
によって、プリント配線板１のＡ面よりも浮く構造とな
っている（図２のＡ部参照）。

【００３２】３．天井部分８ｃの内でＡ面部パターン４
に半田付けされる部分、即ち、被半田部分８ｂの被半田
面８ｂＳの面積を図３の被半田面部９ｂ（これは全面的
にＡ面部パターンと半田付される）のそれよりも狭くし
て、剛性を弱めている。

【００３３】これらの特徴点１．〜３．により、プリン
ト配線板１の基材１ａの繰り返し温度変化に伴う収縮等
の応力は、二つの湾曲部Ｒ１、Ｒ２及びＡ面とＢ面の半
田付け間において分散されることになり、半田付け部分
（図２の例では、Ａ面側のクリーム半田７及びＢ面側の
半田２）への応力集中はなくなり、半田クラックも発生
しない。

【００３４】

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、環
境温度の変動に伴うプリント配線板の熱収縮等による半
田付け部への応力を効果的に分散できるので、半田付け
部分にクラックが発生しなくなり、しかも、両面パター
ン導通用板金部品を用いて第１及び第２面部パターン同
士を互いに導通接続できるので、高信頼性でしかも安価
に高密度実装可能なプリント配線板を得ることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る両面パターン
導通用板金部品の一例を示す斜視図である。

【図２】 この発明の実施の形態１におけるプリント配
線板とそれに半田付けにより表面実装された両面パター
ン導通用板金部品とを示す縦断面図である。

【図３】 従来の両面パターン導通用板金部品の一例を
示す斜視図である。

【図４】 従来のプリント配線板とそれに半田付け実装
された両面パターン導通用板金部品とを示す縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ プリント配線板、１ａ 基材、２ 半田、３ ソル
ダーレジスト、４ Ａ面部パターン（第１面部パター
ン）、５ Ｂ面部パターン（第２面部パターン）、６
挿入孔、７ クリーム半田、８ 両面パターン導通用板
金部品、８ａ リード部、８ｂ 被半田部分、８ｃ 天
井部、８ｄ 連結部分、９ 従来の両面パターン導通用
板金部品、９ａ 従来の両面パターン導通用板金部品の
突出したリード部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板の第１面と第２面との上
   にそれぞれ配設された第１面部パターンと第２面部パタ
   ーンとを互いに接続させるための両面パターン導通用板
   金部品であって、 その端部が前記第２面より突出する様に前記プリント配
   線板を貫通する挿入孔に挿入可能で且つ当該挿入後に前
   記端部が前記第２面部パターンに半田付けされるリード
   部は、第１湾曲部を形成する連結部分を介して、天井部
   の第１部分に繋がっており、 前記第１部分に繋がった前記天井部の第２部分の端部か
   らは、前記第１面に平行な面を有する端部が前記第１面
   部パターンに半田付けされる被半田部分が第２湾曲部を
   成して前記第２部分と対面しつつ延びており、 前記被半田部分の前記天井部からの高さが前記連結部分
   の前記天井部からの高さよりも大きいことを特徴とす
   る、両面パターン導通用板金部品。
2. 【請求項２】 請求項１記載の両面パターン導通用板金
   部品において、 前記第１部分は前記天井部の中央部に位置し、 前記第２部分は前記天井部の長手方向に沿って前記第１
   部分よりも外側へ突出して延びた前記天井部の一方の側
   辺部に該当しており、 前記被半田部分の前記端部の幅は前記第２部分の幅に相
   当することを特徴とする、両面パターン導通用板金部
   品。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の前記両面パターン
   導通用板金部品を用いて前記第１面部パターンと前記第
   ２面部パターンとが互いに導通されたことを特徴とす
   る、プリント配線板。