JP2000353867A - 基板の部品実装構造及び印刷治具の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板への挿入部品の実装構造において、スル
ーホールのランドにハンダペーストを印刷し、リフロー
によるハンダ付けの品質を向上し、ハンダ付け不良を防
止できる実装構造を実現すること、及びこのハンダペー
ストの印刷用治具をハンダペースト量のバラツキが生じ
にくい構造に実現すること。 【解決手段】 基板５０に設けられたスルーホール３
は、基板５０の上面における径が基板５０の下面におけ
る径より大きく、スルーホール３の内壁が基板５０の下
面に向かって傾斜してなり、ハンダペースト１１の印刷
充填がし易い形状にされてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に電子部品を
ハンダ付けで実装する基板の部品実装構造において、特
に基板に設けられた電子部品のリード端子が挿入されて
電気的に接続されるスルーホールを、ハンダペーストの
印刷が可能な形状に形成し、印刷後の加熱でハンダペー
ストを溶かして電子部品のリード端子を基板のスルーホ
ールに良好にハンダ付けする基板の部品実装構造、及び
このスルーホールにハンダペーストを印刷するためのハ
ンダ印刷用治具の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の挿入部品（リード端子を有
する電子部品）の手作業によるハンダ付け状態図であ
り、図６は従来の挿入部品のリフローによるハンダ付け
状態図で、（ａ）はハンダ印刷の状態図、（ｂ）はハン
ダ付け状態図である。

【０００３】基板に実装される電子部品には主として表
面実装部品とコネクター等のリード端子を有する挿入部
品とに大別される。そして、表面実装部品は基板に設け
られたパッド等の接続部にハンダ付けにより実装され、
挿入部品は基板に設けられたスルーホールに挿入部品の
リード端子を挿入してハンダ付け等により実装されてい
る。

【０００４】従来の基板５０への挿入部品の実装方法に
は、主なものとして、図５に示す手作業によるハンダ付
け方法と、図６に示すリフローによるハンダ付け方法と
がある。

【０００５】手作業によるハンダ付け方法は、図５に示
すように、基板５０の表層絶縁層１の両面（Ａ面とＢ
面）に設けられたパッド１０ａ，１０ｂに、それぞれ片
方毎にハンダペーストを印刷し、表面実装部品１３，１
４を配設してリフローによりハンダ１１ａ，１１ｂでハ
ンダ付けした後、基板５０に設けられたスルーホール３
に挿入部品１５のリード１６を挿通し、手作業によりリ
ード１６をスルーホール上のランド２にハンダ６でハン
ダ付けして挿入部品１５を実装するものである。

【０００６】リフローによりハンダ付けする方法は、図
６（ａ）に示すように、基板５０の表層絶縁層１の片面
（図に示すＡ面）に設けられたパッド１０ａにハンダペ
ーストを印刷し、表面実装部品１３をリフローによるハ
ンダ１１ａでハンダ付け実装した後、基板５０の表層絶
縁層１の反対面（図に示すＢ面）に設けられたパッド１
０ｂにはハンダペースト１１ｂをパッド１０ｂの表面全
体に、同じく反対面（図に示すＢ面）に設けられたスル
ーホール３の上面のランド２にはハンダペースト７をス
ルーホール３に押し込みながらそれぞれ印刷し、次に表
面実装部品１４はパッド１０ｂ上のハンダペースト１１
ｂ上に配設し、挿入部品１５はリード１６を介してスル
ーホール３に挿通し、それぞれリフローにより加熱し
て、ハンダペースト１１ｂ，７を溶かし、ハンダ１１
ｂ，７で表面実装部品１４と挿入部品１５をそれぞれハ
ンダ付け実装するものである。

【０００７】挿入部品１５が挿入される基板５０の表層
絶縁層１のＢ面のランド２へのハンダペースト７の印刷
は、ハンダペースト７をスルーホール３に、図６（ａ）
に示す表層絶縁層１のＡ面側のランド２からＬ１の位置
まで押し込みながら行われる。そしてリフローにより加
熱して、ハンダペースト７を溶かしハンダ付けが行われ
る。この時ハンダペースト７の量（Ｌ１の値相当）が少
ないと、図６（ｂ）に示すリフロー後のハンダ７が、ス
ルーホール３の途中までしか流れ込まず、スルーホール
３の一部とランド２の銅箔部が露出する。尚、本従来例
以外に、基板５０の表層絶縁層１のＡ面側のランド２に
もハンダペーストを予備印刷して、リフローハンダ付け
する方法もあるが、予備ハンダペーストの量が少ないと
Ａ面側のランド２上のみ予備ハンダが施されるだけに留
まり、結局ハンダがスルーホール３の内面全てに回り込
まないことがあり、スルーホール３の銅箔部が一部露出
する恐れがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
基板への挿入部品の実装方法において、手作業によりハ
ンダ付けする方法では、手作業による工程が必要でコス
トアップとなり、しかもハンダ品質が不均一になり易
く、またリフローによりハンダ付けする方法では、上述
した予備ハンダを施したとしても銅箔部が露出すること
によるマイグレーション等の不具合が発生する恐れがあ
った。本発明はこれらの問題を解決するもので、銅箔部
の露出を確実になくし、リフローによるハンダ付けの流
れを良くしてハンダ付けの品質を向上することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基板のスルーホールに電子部品のリード
端子が挿入され、該スルーホール内をハンダで充填して
なる基板の部品実装構造において、前記スルーホールの
基板上面における径が該基板下面における径より大き
く、該スルーホールの内壁が基板下面に向かって傾斜し
てなることを特徴とするものである。

【００１０】また、前記スルーホールの基板上面より内
壁に対して予備ハンダが施され、更に該スルーホールの
基板下面より内壁に対してハンダが施されてなり、前記
電子部品のリード端子が該内壁に挿入された状態でハン
ダ付けされてなることを特徴とするものである。

【００１１】また、基板のスルーホールにハンダペース
トを印刷するためのハンダ印刷用治具の構造において、
前記スルーホールのにランド上にハンダペーストを印刷
する穴と、該スルーホール内に挿入される突起とが設け
られ、該突起は、該突起と該スルーホールの内壁とが、
基板の上面側においては隙間を有し、基板の下面側にお
いては隙間を無くす形状に形成されてなることを特徴と
するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照して説明する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施の形態に係る基
板への挿入部品の実装状態を示す図であり、図２は本発
明の第１の実施の形態に係る基板への挿入部品の実装方
法を示す図で、（ａ）は第１工程図、（ｂ）は第２工程
図、（ｃ）は第３工程図、（ｄ）は第４工程図であり、
図３は本発明の第２の実施の形態に係る印刷治具の構造
を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図であり、
図４は他の実施の形態に係る印刷治具の構造断面図であ
る。

【００１４】第１の実施の形態に係る基板への挿入部品
の実装状態は、基板５０の片面（図に示すＡ面）に表面
実装部品１３が実装され、反対面（図に示すＢ面）に表
面実装部品１４と挿入部品１５がそれぞれ実装されたも
ので、図１はこの実装が完了した状態を示している。

【００１５】本実施の形態による基板５０は、ビルドア
ップ方式で成型され、絶縁部材からなる表層絶縁層１
と、該表層絶縁層１の両表面に設けられた導電性部材か
らなるパッド１０ａ，１０ｂと、導電性部材からなるス
ルーホール３と、該スルーホール３を囲んで基板の両面
に設けられた導電性部材からなるランド２ａ，２ｂとが
積層されたものである。また、このスルーホール３は基
板５０のＡ面側における径が基板５０のＢ面側における
径より大きく、スルーホール３の内壁が基板下面に向か
って傾斜した形状か、又はスルーホール３の断面が基板
５０のＡ面側における径が基板５０のＢ面側における径
より大きく、Ｂ面側の上下方向の穴幅を薄めにした径の
異なる２段階の円筒型形状等に形成されたものである。

【００１６】このように、スルーホール３の上下面の径
を相違（上面が大きい）させることにより、スルーホー
ル３の内壁へのハンダペースト印刷が容易になり、スル
ーホール３に挿入された挿入部品１５のリード端子１６
がリフローによる加熱でハンダペーストが溶かされハン
ダの流れが良くなりスルーホール３に良好にハンダ付け
される。

【００１７】尚、本実施の形態に係る基板では基板５０
のＡ面側における径が基板５０のＢ面側における径より
大きく、スルーホール３の内壁が基板下面に向かって傾
斜した形状のスルーホール３を一例としている。

【００１８】本実施の形態に係る基板への挿入部品の実
装方法は、図２（ａ）〜（ｄ）の各工程図に示すような
手順で行われる。

【００１９】第１工程では、図２（ａ）に示すように、
基板５０の表層絶縁層１のＡ面を上方に向けた状態で、
このＡ面に設けられたパッド１０ａとスルーホール３の
ランド２ａにそれぞれハンダペースト１１ａ，４ａを治
具等を介して印刷する。このときハンダペースト４ａ
は、ランド２ａよりスルーホール３の内壁の傾斜に沿っ
て下方へ流れ込む。次にこのパッド１０ａのハンダペー
スト１１ａ上に表面実装部品１３を配設する。

【００２０】第２工程では、図２（ｂ）に示すように、
第１工程を完了した基板５０をリフローによる加熱でハ
ンダ付けしている。この工程では、基板５０のＡ面上の
表面実装部品１３をリフローによる加熱でハンダペース
ト１１ａを溶かしパッド１０ａにハンダ１１ａでハンダ
付けし、またスルーホール３のランド２ａのハンダペー
スト４ａをリフローによる加熱で溶かしスルーホール３
のランド２ａの表面全体にハンダ４ａをハンダ付けす
る。尚、第１工程でハンダペースト４ａが内壁に流れ込
まなかったとしても、この第２工程においてランド２ａ
上で溶融したハンダペースト４ａが内壁の傾斜に沿って
下方へ流れ込む。

【００２１】このように、スルーホール３の内壁の形状
を基板下面へ傾斜した円錐形状等にすることにより、ハ
ンダペースト４ａがスルーホール３の内壁全体に、基板
のＢ面側に落ちることなく容易に充填印刷、及びハンダ
メッキ処理をすることができる。そして、この工程にお
けるスルーホール３のランド２ａへのハンダペースト４
ａの充填量は治具等を用いて所定量に定め、ハンダペー
スト４ａのバラツキを少なくし、ハンダ付けの流れを良
くしている。

【００２２】第３工程では、図２（ｃ）に示すように、
基板５０の上下方向を逆にして（Ａ面が下方、Ｂ面が上
方）作業が行われる。この工程では、Ｂ面に設けられた
パッド１０ｂとスルーホール３のランド２ｂに、それぞ
れ所定量のハンダペースト１１ｂ，４ｂを治具等を介し
て印刷し、次にこのパッド１０ｂのハンダペースト１１
ｂ上には表面実装部品１４を配設し、スルーホール３の
ハンダ４ａで囲まれた内壁に挿入部品１５のリード１６
を挿通して、挿入部品１５を基板５０のＡ面側に配設す
る。

【００２３】第４工程では、図２（ｄ）に示すように、
第３工程を完了した基板５０をリフローによる加熱でハ
ンダ付けする最終工程である。この工程では、基板５０
のＢ面上の表面実装部品１４をリフローによる加熱でハ
ンダペースト１１ｂを溶かし、パッド１０ｂにハンダ１
１ｂでハンダ付けし、また挿入部品１５のリード１６を
リフローによる加熱でハンダペースト４ｂを溶かし、ス
ルーホール３のランド２ｂにハンダ４ｂでハンダ付けす
る。尚、このリフローによる加熱でスルーホール３のラ
ンド２ｂに印刷されているハンダペースト４ｂが溶かさ
れ、予めスルーホール３の内壁にハンダ付けされている
ハンダ４ａ面全体に流れ込んでハンダ４ａと融合するた
め、スルーホール３全体がハンダで覆われることにな
り、ランド２の銅箔部の露出を防ぐことができる。

【００２４】これにより、ハンダペーストの量がバラツ
クことも無く、挿入部品１５のリード１６をスルーホー
ル３とランド２ｂ，２ａに良好にハンダ付けでき、ラン
ドの銅箔部が露出することなく、ハンダ付けの品質向上
とマイグレーション等の不具合を防止し、コストを低減
することができる。

【００２５】次に、第２の実施の形態に係る印刷治具の
構造について、図３を参照して説明する。

【００２６】本印刷治具８０は、基板のパッド１０とス
ルーホール３にハンダペーストを印刷するために用いら
れる金属材等で成型されたハンダペースト用治具であ
る。本印刷治具８０には、基板５０に設けられたパッド
１０ａを印刷する穴８５と基板５０に設けられたランド
２ａを印刷する穴８１が設けられ、さらに基板５０に設
けられたスルーホール３内に挿入される突起８３が設け
られている。この突起８３は、外径８３ａをスルーホー
ル３の小さい穴径３ｂと略同一に、またスルーホール３
の大きい穴径３ａよりは小さくして、隙間Ｓ１（リフロ
ーによる加熱で溶かされるハンダペーストの流れを考慮
した所定値）が持たされるような円柱状の形状に形成さ
れて、リブ８２で治具本体に連結保持されている。又こ
の印刷治具８０の厚みＴ１は所定のハンダペーストを印
刷する厚みに合わせて設定されている。

【００２７】基板５０にハンダペーストを印刷する時、
本印刷治具８０を基板５０の表面を押圧するように設置
し、パッド１０ａの表面とランド２ａの表面、及びスル
ーホール３と印刷治具８０に設けられた突起８３の外径
８３ａとの隙間Ｓ１にハンダペーストを充填印刷する。
このときハンダペーストは隙間Ｓ１を通じてランド２ａ
よりスルーホール３の内壁の傾斜に沿って下方に流れ込
む。

【００２８】これにより、ハンダペーストの量がバラツ
クことも無く、スルーホール３と本印刷治具８０の突起
外径８３ａとの隙間Ｓ１にハンダペーストを印刷するこ
とができ、ハンダが良好に流れ、ハンダ付けの品質向上
とコストの低減を図ることができる。尚、本実施の形態
では印刷治具８０の突起８３を円柱状の形状にしている
が、これに拘ることなく基板のスルーホール形状及び印
刷方法に適した形状に形成しても良い。

【００２９】他の方法の一例として、図４に他の実施の
形態に係る印刷治具の構造断面図を示す。

【００３０】本印刷治具９０は、基板５０のパッド１０
とスルーホール３のランド２ａを印刷するための印刷治
具９１とスルーホール３の内壁を印刷するための治具９
２とに分割された金属材等で成型されたハンダペースト
用治具である。印刷治具９１には、基板５０に設けられ
たパッド１０ａを印刷する穴９５と基板５０に設けられ
たランド２ａを印刷する穴９６が設けられており、基板
５０のＡ面側に設置される。また、印刷治具９２には、
基板５０に設けられたスルーホール３に挿入される円錐
形状等に形成された突起９３が設けられている。この突
起９３は、外径９３ａをスルーホール３の基板５０の上
面側の径より小さくして隙間Ｓ２が持たされ、外径９３
ｂはスルーホール３の基板５０の下面側の径と略同一に
なるように形成されている。この印刷治具９２は、基板
５０のＢ面側に設置され、印刷治具９１と一対で用いら
れる。

【００３１】基板５０にハンダペーストを印刷する時、
印刷治具９１を基板５０のＡ面側の表面に、又印刷治具
９２を基板５０のＢ面側の表面に突起９３をスルーホー
ル３に挿入して、基板５０を挟み込むように設置し、パ
ッド１０ａの表面とランド２ａの表面、及びスルーホー
ル３と印刷治具９２に設けられた突起９３の外径９３ａ
との隙間Ｓ２に対し、ハンダペーストを押し込むように
して充填する。このときハンダペーストは隙間Ｓ２を通
じてランド２ａよりスルーホール３の内壁と突起９３の
表面の傾斜に沿って下方に流れ込み、隙間Ｓ２が無いと
ころでハンダペーストの流れが止まる。このようにし
て、粘性の低いハンダペーストでも下に落ちることな
く、スルーホール３の内壁に印刷が行われることにな
る。

【００３２】これにより、ハンダペーストの量がバラツ
クことも無く、スルーホール３と本印刷治具９２の突起
外径９３ａとの隙間Ｓ２にハンダペーストを印刷するこ
とができ、ハンダが良好に流れ、ハンダ付けの品質向上
とコストの低減を図ることができる。

【００３３】尚、この印刷治具９０では、図４にも示す
ように、基板５０のスルーホール３の形状がストレート
のものにも使用可能となる。また、この突起９３の表面
はハンダペーストを充填印刷した後に、ハンダから離れ
易いように反ハンダ性材料でコーティングされている。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、ス
ルーホールのランドの銅箔部が露出することなく、ハン
ダ付けの品質向上とマイグレーション等の不具合を防止
することができること、及びこのハンダペーストの印刷
に用いられる印刷治具にはスルーホールに挿入される突
起部が設けられ、スルーホールの内壁と突起部との隙間
にハンダペーストが充填できるようにされてなり、印刷
がし易く、ハンダペーストの量のバラツキが防止でき、
銅箔部が露出することなく、良好なハンダ付けを行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板への挿入
部品の実装状態を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る基板への挿入
部品の実装方法を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る印刷治具の構
造を示す図である。

【図４】他の実施の形態に係る印刷治具の構造断面図で
ある。

【図５】従来の挿入部品の手作業によるハンダ付け状態
を示す図である。

【図６】従来の挿入部品のリフローによるハンダ付け状
態を示す図である。

【符号の説明】

１・・・表層絶縁層 ２・・・ランド ３・・・スルーホール ４、７、１１・・・ハンダペースト ５、６、８、１２・・・ハンダ １０・・・パッド １３、１４・・・表面実装部品 １５・・・挿入部品 ５０・・・基板 ８０、９０・・・印刷治具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板のスルーホールに電子部品のリード
   端子が挿入され、該スルーホール内をハンダで充填して
   なる基板の部品実装構造において、 前記スルーホールの基板上面における径が該基板下面に
   おける径より大きく、該スルーホールの内壁が基板下面
   に向かって傾斜してなることを特徴とする基板の部品実
   装構造。
2. 【請求項２】 前記スルーホールの基板上面より内壁に
   対して予備ハンダが施され、更に該スルーホールの基板
   下面より内壁に対してハンダが施されてなり、前記電子
   部品のリード端子が該内壁に挿入された状態でハンダ付
   けされてなることを特徴とする請求項１記載の基板の部
   品実装構造。
3. 【請求項３】 基板のスルーホールにハンダペーストを
   印刷するためのハンダ印刷用治具の構造において、 前記スルーホールのランド上にハンダペーストを印刷す
   る穴と、該スルーホール内に挿入される突起とが設けら
   れ、該突起は、該突起と該スルーホールの内壁とが、基
   板の上面側においては隙間を有し、基板の下面側におい
   ては隙間を無くす形状に形成されてなることを特徴とす
   る印刷治具の構造。