JP2002324952A

JP2002324952A - プリント基板

Info

Publication number: JP2002324952A
Application number: JP2001126342A
Authority: JP
Inventors: Susumu Echigo; 将愛知後; Noboru Shikami; 昇爾見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】半田付けを行なう際の捨て板部の剛性低下を
防止し、部品実装に有害な反りを抑制することが可能な
プリント基板を提供すること。【解決手段】プリント基板１の製品部２と連結部４を
介して連結する捨て板部３には、部品を半田付けする際
に絶縁基材３０より弾性率が高い導電部材５１を充填配
置され、製品部２に設けられた導通孔であるビア（図示
せず）と同一構造のビア３３が導体箔３１と接合された
状態で設けられている。従って、部品の半田付け時に、
プリント基板１を支持する捨て板部３の剛性は低下し難
く、これにより、プリント基板１の反りを抑制すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に関
し、特に、部品を半田付けする際のプリント基板の反り
抑制構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、部品の実装工程の効率を向上
するため、複数の製品部を連結部を介して捨て板部と連
結させた所謂集合型のプリント基板が知られている。

【０００３】例えば、集合型のプリント基板として図５
に示すようなプリント基板がある。図５に示すプリント
基板１０１において、１０２は部品を実装する領域を備
えた製品部、１０３は捨て板部、１０４はミシン目状の
連結部、１０５はスリットである。図５に示すように、
製品部１０２は連結部１０４を介して捨て板部１０３と
連結された構成となっている。なお、図５において、製
品部１０２には導体回路や導通孔の図示を省略してい
る。

【０００４】図５に示すような集合型のプリント基板１
０１は、製品部１０２の図示しない接続ランド等に部品
を実装して半田付けにより電気的接続が行なわれる。そ
の後、連結部１０４の切断を行ない、個々の製品部１０
２に分割され、電子機器の筐体等に組み込まれる。製品
部１０２の図示しない接続ランド等に部品を半田付けす
るときには、例えば、接続ランドにペースト状の半田を
形成し、部品を搭載した後、加熱炉内でプリント基板１
０１全体を半田溶融温度以上に加熱する所謂リフロー方
式等が採用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、通常プリント基板１０１の両端側を支持
した状態において、プリント基板１０１の製品部１０２
上へ部品をはんだ付けする際に、プリント基板１０１が
加熱され、プリント基板１０１に反りが発生し易いとい
う問題がある。プリント基板１０１に反りが発生する
と、実装精度が低下したり、部品実装装置の許容量を超
える反りが発生した場合には、実装工程のトラブルの原
因になる等の不都合がある。

【０００６】これに対し、本発明者らは鋭意検討を行な
った結果、半田付けを行なう際の熱の影響により、プリ
ント基板の絶縁基材の弾性率が低下するため、絶縁基材
により構成されている従来構造の捨て板部は剛性が低下
し易く、実装部品を含むプリント基板の自重等の影響に
より反りの発生原因となることを突きとめた。

【０００７】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
半田付けを行なう際の捨て板部の剛性低下を抑制するこ
とで、反りを抑制することが可能なプリント基板を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、導体回路（２１、２
２）と導通孔（２３）を有する製品部（２）が連結部
（４）を介して捨て板部（３）と連結されたプリント基
板において、捨て板部（３）は、絶縁基材（３０）と、
この絶縁基材（３０）中に形成された、導電部材（５
１）を備える導通孔（３３）とを有し、製品部（２）に
部品を半田付けする工程の加熱温度において、導電部材
（５１）の弾性率は絶縁基材（３０）の弾性率より高い
ことを特徴としている。

【０００９】これによると、捨て板部（３）は、部品を
半田付けする際に絶縁基材（３０）より弾性率が高い導
電部材（５１）を備える導通孔（３３）が形成されてい
ることにより、半田付け時に捨て板部（３）の剛性低下
を抑制することができる。従って、プリント基板（１）
を捨て板部（３）部分で支持するに際し、プリント基板
（１）の反りを抑制することが可能となる。

【００１０】また、請求項２に記載の発明では、捨て板
部（３）の導通孔（３３）の形成密度は、製品部（２）
の導通孔（２３）の形成密度に対し、略同等以上である
ことを特徴としている。言い換えれば、捨て板部（３）
において導通孔（３３）が占める割合が、製品部（２）
において導通孔（２３）が占める割合に対し、略同等以
上であることを特徴としている。

【００１１】これによると、半田付け時に捨て板部
（３）の剛性を製品部（２）の剛性とほぼ同等以上にす
ることができる。従って、プリント基板（１）の反りを
確実に抑制することが可能となる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明では、捨て板
部（３）の導通孔（３３）は、製品部（２）の導通孔
（２３）と略同一構造であることを特徴としている。

【００１３】これによると、捨て板部（３）と製品部
（２）とに同一構造の導通孔（２３、３３）を備えるこ
とで、半田付け時に捨て板部（３）の剛性と製品部
（２）の剛性とをほぼ同等レベルにし易くなる。さら
に、プリント基板製造時に、導通孔（２３、３３）を同
一工程により形成できるので、工程が複雑になることが
ない。

【００１４】また、請求項４に記載の発明では、捨て板
部（３）は表裏両面に導体箔（３１）を備え、この導体
箔（３１）は、捨て板部（３）の導通孔（３３）により
接続されていることを特徴としている。

【００１５】これによると、半田付け時の捨て板部
（３）の剛性をさらに向上することができる。従って、
プリント基板（１）の反りを一層確実に抑制することが
可能となる。

【００１６】また、請求項５に記載の発明では、捨て板
部（３）の導体箔（３１）は、捨て板部（３）の略全面
に形成されていることを特徴としている。

【００１７】これによると、半田付け時の捨て板部
（３）の剛性を一層向上することができる。従って、プ
リント基板（１）の反りをより一層確実に抑制すること
が可能となる。

【００１８】また、請求項６に記載の発明のように、捨
て板部（３）の導通孔（３３）は、導電部材（５１）を
孔内に充填配置した非貫通構造とすることができる。

【００１９】また、請求項７に記載の発明のように、捨
て板部（３）の導通孔（１３３）は、導電部材（１５
１）を孔の内壁面に配置した貫通構造とすることができ
る。

【００２０】また、請求項８に記載の発明では、製品部
（２）および捨て板部（３）は、ともに多層構造である
ことを特徴としている。

【００２１】これによると、製品部（２）が、導体回路
（２１、２２）や導通孔（２３）の配置密度が部位によ
り異なることにより反りの発生しやすい多層構造である
場合、捨て板部（３）も導通孔（３３）を有する多層構
造にすることにより、半田付け時の捨て板部（３）の剛
性を向上することができる。従って、多層プリント基板
であっても反りを低減することが可能である。

【００２２】なお、上記各手段に付した括弧内の符号
は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を
示す。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００２４】図１は、本実施形態におけるプリント基板
の平面図であり、図２は、本実施形態におけるプリント
基板の断面図である。

【００２５】図１および図２において、１はプリント基
板、２は部品を実装する領域を備えたプリント基板１の
製品部、３は捨て板部、４はミシン目状の連結部（図２
には図示なし）である。図１に示すように、プリント基
板１は、２つの製品部２を有し、２つの製品部２は、連
結部４ａを介して相互に連結するとともに、連結部４を
介して捨て板部３と連結している。

【００２６】図２に示すように、プリント基板１の製品
部２は、エポキシ樹脂をガラスクロスで補強した絶縁基
材２０の表裏両面に実装ランド等の所望形状の表層導体
パターン２１が設けられ、絶縁基材２０の内部に所望形
状の内層導体パターン２２が設けられている。そして、
製品部２は、表層導体パターン２１や内層導体パターン
２２の相互をビア２３を介して接合し電気的にも接続し
た多層（本例では６層）構造を形成している。

【００２７】ここで、表層導体パターン２１および内層
導体パターン２２とで本実施形態の導体回路を構成して
いる。また、ビア２３は本実施形態における製品部の導
通孔である。なお、図１では、製品部２の導体回路や導
通孔の図示を省略している。

【００２８】一方、プリント基板１の捨て板部３は、エ
ポキシ樹脂をガラスクロスで補強した絶縁基材３０の表
裏両面および内部に６層の導体箔３１を備えており、各
導体箔３１は捨て板部３を上下方向から見た形状とほぼ
同一形状に形成されている。従って、図１にも示すよう
に、捨て板部３の表裏両面に形成された導体箔３１は、
捨て板部３の略全面に形成されている（図１には表側の
導体箔のみ図示）。

【００２９】そして、捨て板部３は、導体箔３１間相互
をビア３３を介して接合した多層（本例では６層）構造
を形成している。ビア３３は、本実施形態における捨て
板部の導通孔である。

【００３０】なお、本例では、表層導体パターン２１、
内層導体パターン２２および導体箔３１に厚さ１２μｍ
の銅箔を採用している。また、ビア２３およびビア３３
は、ともに孔径が１００〜２００μｍの孔内に、エポキ
シ樹脂でバインドされた銅粉からなる導電部材５１が充
填された非貫通構造である。すなわち、捨て板部３のビ
ア３３と製品部２のビア２３とは略同一構造となってい
る。

【００３１】エポキシ樹脂でバインドされた銅粉からな
る導電部材５１は、エポキシ樹脂の含有比率が低い。従
って、プリント基板１の製品部２に部品を半田付けする
工程の加熱温度（約２２０〜２５０℃）においても導電
部材５１の弾性率は大きく低下することはない。本例の
導電部材５１は、約５ＧＰａの弾性率を有する。これに
対し、本例の絶縁基材３０の弾性率は、半田付け時の加
熱温度下では約１ＧＰａと低い。

【００３２】なお、本例では、導電部材５１は、エポキ
シ樹脂でバインドされた銅粉からなるものであったが、
これに限らず、各導体パターン２１、２２、導体箔３１
に接合し所望以上の導電性を有するとともに、プリント
基板１の製品部２に部品を半田付けする工程の加熱温度
で絶縁基材３０より高い弾性率を有するものであれば採
用することが可能である。

【００３３】また、ビア３３は、捨て板部３に約５００
μｍピッチで形成されている。これにより、捨て板部３
のビア３３の形成密度は、製品部２のビア２３の形成密
度より高くなっている。

【００３４】ここで、プリント基板１の製造方法の一例
を簡単に説明する。

【００３５】図３は、プリント基板１の概略の製造工程
を示す工程別断面図である。

【００３６】図３（ａ）において、２０ａはガラスクロ
スにエポキシ樹脂を含浸しＢステージ状態にしたプリプ
レグであり、炭酸ガスレーザ等によるレーザ加工やドリ
ル加工等により形成したビアホール２３ａ内に導電ペー
スト５０を印刷等の方法により充填したものである。導
電ペースト５０は、銅粉にバインダ樹脂としてエポキシ
樹脂を添加してペースト状にしたものである。

【００３７】図３（ａ）に示すように、ビアホール２３
ａ内に導電ペースト５０の充填が完了すると、次に、プ
リプレグ２０ａの両面に銅箔を配置し、プリプレグ２０
ａと銅箔とを真空加熱プレス機によりプレスする。これ
により、プリプレグ２０ａの硬化の進行に伴い銅箔が密
着するとともに、ビアホール２３ａ内の導電ペースト５
０が硬化し形成された導電部材５１は銅箔に接合し、両
面の銅箔が層間接続される。

【００３８】そして、その後、銅箔パターンエッチング
を行ない、図３（ｂ）に示すように、プリプレグ２０ａ
が硬化した絶縁基材２０の両面に導体パターン２１、２
２を形成した両面基板４０を得る。そして次に、図３
（ｃ）に示すように、同様の加工手順で得た複数（本例
では３枚）の両面基板４０と、図３（ａ）に示したもの
と同様なプリプレグ２０ａとを交互に配置し、真空加熱
プレスして、図３（ｄ）に示すように一体化する。本例
では、これにより総厚が０．６ｍｍの６層のプリント基
板１ａを得た。

【００３９】そして、最後に、製品部２となる部分と捨
て板部３となる部分との間に連結部４（図３には図示し
ていない）を除いてスリット５をルータ加工等により形
成し、図３（ｅ）に示すプリント基板１（図１および図
２に示すプリント基板１）が得られる。

【００４０】上述の構成のプリント基板によれば、捨て
板部３には、部品を半田付けする際に絶縁基材３０より
弾性率が高い導電部材５１を充填配置されたビア３３
が、製品部２のビア２３より高密度に形成されている。
また、ビア３３は、捨て板部３の略全面に形成されてい
る導体箔３１と接合している。従って、半田付け時に捨
て板部３の剛性低下を抑制することができる。

【００４１】そこで、プリント基板１に部品を半田付け
するときには、プリント基板１の両端側にある捨て板部
３を支持した状態で加熱炉内に投入され、加熱される。
その際、捨て板部３の剛性の低下が抑制されるため、製
品部２の自重等によるプリント基板１の反りを確実に抑
制することができる。

【００４２】なお、本例のプリント基板１では、捨て板
部３のビア３３の形成密度（すなわち、捨て板部３にお
いて導通孔３３が占める割合）が、製品部２のビア２３
の形成密度（すなわち、製品部２において導通孔２３が
占める割合）に対し高密度であったが、捨て板部３のビ
ア３３の形成密度は、製品部２のビア２３の形成密度に
対し略同等以上であればプリント基板１の反りの抑制に
充分有効である。ただし、高密度にした方が効果が大き
くなることは言うまでもない。

【００４３】また、本例のプリント基板１では、捨て板
部３と製品部２とに略同一構造のビア２３、３３を備え
ているので、半田付け時に捨て板部３の剛性を製品部２
の剛性に対し同等レベル以上にすることが容易である。
これに加えて、プリント基板製造時に、ビア２３とビア
３３とを同一工程で形成できるので、工程が複雑になる
ことがないという利点がある。

【００４４】なお、上述のプリント基板１の製造方法
は、一例であって、例えば、両面基板にプリプレグと銅
箔を順次積層しながらパターン形成していくような他の
製造方法によって得られるプリント基板１であっても同
様の効果が得られる。

【００４５】（他の実施形態）上記一実施形態におい
て、捨て板部３の導通孔は、導電部材５１が充填された
非貫通構造のビア３３であったが、図４に示すように、
孔の内壁面にめっき処理等により、半田付け温度で絶縁
基材３０より弾性率が高い導電部材（例えばめっき層）
１５１を形成した貫通構造のスルーホール１３３であっ
てもよい。スルーホール１３３によっても半田付け時の
捨て板部３の剛性を向上することが可能である。

【００４６】また、スルーホール１３３を捨て板部３の
導通孔とするのは、図４に示すように、製品部２の導通
孔が貫通構造のスルーホール１２３である場合が好まし
い。このように、捨て板部３と製品部２とに同一構造の
スルーホール１２３、１３３を備えることで、半田付け
時に捨て板部３の剛性と製品部２の剛性とをほぼ同等以
上にし易くなる。さらに、プリント基板製造時に、スル
ーホール１２３、１３３を同一工程により形成できるの
で、工程が複雑になることがない。

【００４７】製品部２の導通孔として、ビアとスルーホ
ールとが併設されている場合には、捨て板部３の導通孔
はビアとスルーホールのいずれであってもよい。いずれ
であっても、工程が複雑になることはない。

【００４８】また、上記一実施形態において、プリント
基板１の絶縁基材２０、３０は、エポキシ樹脂をガラス
クロスで補強したものであったが、エポキシ樹脂のみで
あってもよいし、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂や熱
可塑性樹脂であってもよい。

【００４９】絶縁基材が半田付け工程における加熱温度
で弾性率が低下する傾向を示す材料で形成されているプ
リント基板であれば、上記本発明の構成は反り抑制効果
を発揮する。

【００５０】また、上記一実施形態において、表層導体
パターン２１、内層導体パターン２２および導体箔３１
は銅箔により形成したが、他の金属箔等の導体箔で形成
されるものであってもよい。

【００５１】また、上記一実施形態において、プリント
基板１は、製品部２を２つ有していたが、製品部２は１
つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

【００５２】また、上記一実施形態において、捨て板部
３は製品部２を取り囲むようにプリント基板１の外周部
全周に設けられていたが、これに限定されるものではな
い。例えば、プリント基板１の両端部に形成されていた
り、外周部にコの字型に形成されているものであっても
よい。

【００５３】また、上記一実施形態において、連結部４
はミシン目状であったが、これに限定されるものではな
い。部品半田付け完了まで製品部２と捨て板部３とを確
実に連結し、部品半田付け完了後、製品部２と捨て板部
３とを容易に分離できるものであればよい。

【００５４】また、上記一実施形態において、プリント
多層基板１は６層基板であったが、複数の導体パターン
層を有するものであれば、層数が限定されるものではな
いことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるプリント基板の平
面図である。

【図２】本発明の一実施形態におけるプリント基板の断
面図である。

【図３】プリント基板の概略の製造工程を示す工程別断
面図である。

【図４】他の実施形態におけるプリント基板の断面図で
ある。

【図５】従来のプリント基板の平面図である。

【符号の説明】

１プリント基板２製品部３捨て板部４連結部２１表層導体パターン（導体回路の一部）２２内層導体パターン（導体回路の一部）２３ビア（製品部２の導通孔）３０絶縁基材３１導体箔３３ビア（捨て板部３の導通孔）５０導電ペースト５１導電部材１２３スルーホール（他の実施形態における製品部２
の導通孔）１３３スルーホール（他の実施形態における捨て板部
３の導通孔）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E338 AA02 AA03 AA16 BB02 BB13 BB25 BB33 BB48 CC01 CD23 EE01 EE28 EE32 EE51 5E346 AA12 AA15 AA42 BB01 BB16 CC02 CC08 CC31 FF01 GG25 HH11 HH16 HH33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体回路（２１、２２）と導通孔（２
３）を有する製品部（２）が連結部（４）を介して捨て
板部（３）と連結されたプリント基板において、前記捨て板部（３）は、絶縁基材（３０）と、この絶縁
基材（３０）中に形成された、導電部材（５１）を備え
る導通孔（３３）とを有し、前記製品部（２）に部品を半田付けする工程の加熱温度
において、前記導電部材（５１）の弾性率は、前記絶縁
基材（３０）の弾性率より高いことを特徴とするプリン
ト基板。
【請求項２】前記捨て板部（３）の前記導通孔（３
３）の形成密度は、前記製品部（２）の前記導通孔（２
３）の形成密度に対し、略同等以上であることを特徴と
する請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】前記捨て板部（３）の前記導通孔（３
３）は、前記製品部（２）の前記導通孔（２３）と略同
一構造であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載のプリント基板。
【請求項４】前記捨て板部（３）は表裏両面に導体箔
（３１）を備え、この導体箔（３１）は、前記捨て板部
（３）の前記導通孔（３３）により接続されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに
記載のプリント基板。
【請求項５】前記捨て板部（３）の前記導体箔（３
１）は、前記捨て板部（３）の略全面に形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載のプリント基板。
【請求項６】前記捨て板部（３）の前記導通孔（３
３）は、前記導電部材（５１）を孔内に充填配置した非
貫通構造であることを特徴とする請求項１ないし請求項
５のいずれか１つに記載のプリント基板。
【請求項７】前記捨て板部（３）の前記導通孔（１３
３）は、前記導電部材（１５１）を孔の内壁面に配置し
た貫通構造であることを特徴とする請求項１ないし請求
項５のいずれか１つに記載のプリント基板。
【請求項８】前記製品部（２）および前記捨て板部
（３）は、ともに多層構造であることを特徴とする請求
項１ないし請求項７のいずれか１つに記載のプリント基
板。