JP2002329952A - プリント配線基板および電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入部品のリード部をスルーホールに挿入し
てフローはんだ付けを行なう際、リフトオフやランドの
剥離を発生させないプリント配線基板を提供する。 【解決手段】 配線基板本体に実装される挿入部品３の
リード部２が挿入されてはんだ付けされるはんだ付け用
スルーホール５の内周面に連なるようにプリント配線基
板上にランド６を形成し、さらにスルーホールのランド
６上をソルダーレジスト８で被覆した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
に係り、はんだ、特に鉛フリーはんだを用いて挿入部品
をはんだ付けする際のはんだ付け部のリフトオフやラン
ド剥離発生を防ぐためのプリント配線基板およびこのプ
リント配線基板を搭載したプリンタ等の電子機器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のはんだ付けは、鉛共晶はんだ（Ｓ
ｎ−Ｐｂ：融点１８３℃）を用いて行われていたが、近
年の環境規制により、はんだに鉛を含まない鉛フリーは
んだによるはんだ付けが求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、現在主流の高
温系鉛フリーはんだは、Ｓｎ−Ａｇを主体とした組成
で、概ねその融点は２２０℃前後である。これら高温系
の鉛フリーはんだを用いて挿入部品をフローはんだ付け
した場合、はんだの凝固は、熱伝導の良い挿入部品近傍
からプリント配線基板近傍へと凝固収縮を伴いながら進
行するため、特に基板側の挿入部品が搭載されたはんだ
接合界面が最終凝固部となり、リフトオフやランド剥離
が発生していた。

【０００４】さらに、上述したような鉛フリーはんだを
用いてフローはんだ付けを行う場合、冷却過程に於い
て、挿入部品のリード部の表面処理に含まれるＰｂや、
フローはんだ付けに用いる鉛フリーはんだに含まれる元
素（Ｂｉ，ｅｔｃ）の偏析やはんだ物性が変わることに
より、リフトオフやランド剥離の発生が増大し、最悪の
場合ランド剥離に伴いランドに接続されているパターン
が断線するという問題があった。

【０００５】このような問題を解決するために、特開平
１１−３５４９１９号公報に示されている手法は、はん
だ付けプロセスの冷却過程での対策について述べられて
いるが、冷却時に使う冷媒が必要であり、はんだ付けコ
ストが上昇するという問題があった。

【０００６】図５はリフトオフが発生した場合の従来例
を示したプリント配線基板の断面図であり、図６はラン
ド剥離が発生した場合の従来例を示したプリント配線基
板の断面図である。

【０００７】図５及び図６において、１はプリント配線
基板で、スルーホール５の内周面及び両面にランド６が
形成されている。３は挿入部品リード２を有する電子部
品等の挿入部品で、挿入部品リード２がスルーホール５
内に挿入されて鉛フリーはんだでフローはんだ付けされ
ている。８はソルダーレジストである。

【０００８】このような従来の鉛フリーはんだ付けが施
されたプリント配線基板において、フローはんだ付けで
鉛フリーはんだがスルーホール５内を濡れ上がってプリ
ント配線基板１の挿入部品３の搭載面とランド６との間
にフィレット７が形成され、そのため図５に示すよう
に、挿入部品３の搭載面とランド６との間のフィレット
７がランド６と接合しないリフトオフが発生したり、図
６に示すように、フィレット７と共にランド６が剥離す
ることがある。

【０００９】本出願に係る発明の目的は、プリント配線
基板に挿入部品をフローはんだ付けする際に、リフトオ
フやランド剥離を発生させず、パターン断線を起こさな
いプリント配線基板をコストアップすることなく提供す
ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のプリント配線基
板では、挿入部品を挿入するためのスルーホールの内周
面に連なるようにプリント配線基板上に形成されたラン
ド上をはんだに濡れない状態としている事を特徴とす
る。

【００１１】また、はんだに濡れない状態とするため前
記ランド上をシルク印刷、ソルダーレジストあるいはそ
れら両方で覆うことを特徴とする。

【００１２】また、はんだに濡れない状態とするため前
記ランド上を酸化させるなどの手段で不活性化したこと
を特徴とする。

【００１３】上記構成をとることによって、フローはん
だ付け時にはんだとランドとが濡れない構成なので、挿
入部品のリードとランドとの間に、フィレットが形成さ
れないはんだ付け形状となる。

【００１４】その結果、リフトオフやランド剥離が発生
しない。

【００１５】特にプリント配線基板の挿入部品が実装さ
れる側の面、即ちフローはんだ時に上側となる面、のラ
ンド上をはんだに濡れない状態とすると効果がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態を示す。

【００１７】図１はプリント配線基板１に挿入部品リー
ド２が鉛フリーはんだでフローはんだ付けされた状態を
横断面から透視して示したものである。

【００１８】実際のプリント配線基板では、他の部品も
実装されているが、本発明の本質とは直接関係ないので
省略してある。

【００１９】本実施の形態のプリント配線基板は、例え
ばプリンタ、複写機等の電子機器に搭載されるものであ
る。

【００２０】図９は複写機に本発明のプリント配線基板
１を搭載した状態を示す模式的な透視図である。

【００２１】図１において、シルク印刷部４はプリント
配線基板１に実装された挿入部品３をはんだ付けするた
めのスルーホール５のランド６を覆うように形成されて
いる。なお、シルク印刷４は、プリント配線基板に搭載
される部品の種類や回路図の番号を所定の位置にシルク
印刷するのと同時に、同じインクでランド６上に印刷し
ている。

【００２２】このような構成をとることによって、挿入
部品３が搭載される面の挿入部品リード２とランド６の
間には、シルク印刷部４が介在するので、はんだフィレ
ット７は形成されないフローはんだ付けが可能となる。

【００２３】その結果、挿入部品３のリード２とランド
６の間にはフィレット７が形成されないので、リフトオ
フやランド剥離は発生せず、パターン断線のない良好な
はんだ付けが得られた。

【００２４】（第２の実施の形態）図２は本発明の第２
の実施の形態を示す。この実施の形態は、第１の実施の
形態において、ランド６をシルク印刷４ではなく、ソル
ダーレジスト８で覆ったことに変更した以外は、第１の
実施の形態と同じ構成である。

【００２５】このような構成でも第１の実施の形態と同
様、挿入部品リード２とランド６の間には、ソルダーレ
ジスト８が介在するので、はんだフィレット７が形成さ
れないフローはんだ付けが可能となる。

【００２６】その結果、第１の実施の形態と同様、挿入
部品リード２とランド６の間にはフィレット７が形成さ
れないので、リフトオフやランド剥離は発生せず、パタ
ーン断線のない良好なはんだ付けが得られた。

【００２７】また、ランド６は、ソルダレジスト８で固
定されており、プリント配線基板１との接合力を上げて
いる。

【００２８】（第３の実施の形態）図３は本発明の第３
の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、第１
の実施の形態において、ランド６をシルク印刷４とソル
ダーレジスト８の両方で覆ったことに変更したこと以外
は、第１の実施の形態と同じ構成である。

【００２９】このような構成でも第１の実施の形態と同
様、挿入部品リード２とランド６の間には、シルク印刷
部４とソルダーレジスト８が介在するので、はんだフィ
レット７は形成されないフローはんだ付けが可能とな
る。

【００３０】その結果、第１の実施の形態同様、挿入部
品リード２とランド６の間にはフィレット７が形成され
ないので、リフトオフやランド剥離は発生せず、パター
ン断線のない良好なはんだ付けが得られた。

【００３１】（第４の実施の形態）図４は本発明の第４
の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、第１
の実施の形態において、ランド６の表面９だけを酸化さ
せ、はんだに対する濡れ性を低下させる不活性化処理を
行うことに変更したこと以外は、第１の実施の形態と同
じ構成である。

【００３２】このような構成でも第１の実施の形態と同
様、挿入部品リード２とランド６の間には、ランド６の
表面９が不活性化処理され鉛フリーはんだに対して濡れ
ないので、はんだフィレット７は形成されないフローは
んだ付けが可能となる。

【００３３】その結果、第１の実施の形態同様、挿入部
品リード２とランド６の間にはフィレット７が形成され
ないので、リフトオフやランド剥離は発生せず、パター
ン断線のない良好なはんだ付けが得られた。

【００３４】（第５の実施の形態）図７及び図８は、ラ
ンド６上に、部分的にソルダレジスト８を塗布した例を
示している。

【００３５】本実施の形態によれば、スルーホール５の
中にソルダレジスト８が入り込んで挿入部品との接合強
度が弱くなるといった事を防ぐごとが可能である。

【００３６】この場合、ランド６と配線パターン１０と
を接続する部分にはソルダレジスト８を塗布することに
より、ストレスによる配線パターン１０の断線を防ぐこ
とが可能である。

【００３７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、挿入部
品をはんだ付けするスルーホールのランド上を、鉛フリ
ーはんだに対して濡れない状態にすれば、本発明を適用
することができる。

【００３８】また、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、挿入部品のリード部が鉛はんだ処
理であること、両面プリント配線基板、多層プリント配
線基板であっても良く、さらに鉛フリーはんだに、Ｂｉ
が含まれているものであっても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、は
んだ、特に鉛フリーはんだを用いて挿入部品をフローは
んだ付けする場合、挿入部品を挿入するためのスルーホ
ールの内周面に連なってプリント配線基板表面に形成さ
れたランド上に、例えばシルク印刷等を形成し鉛フリー
はんだに対して濡れない状態にすることで、挿入部品の
リードとランドの間にフィレットが形成されなくなり、
リフトオフやランド剥離が発生することがなく、パター
ン断線のないプリント配線基板及びそれらを搭載した電
子機器の提供が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、挿入部品を
鉛フリーはんだではんだ付けしたプリント配線基板を透
視して説明する断面図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示し、挿入部品を
鉛フリーはんだではんだ付けしたプリント配線基板を透
視して説明する断面図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示し、挿入部品を
鉛フリーはんだではんだ付けしたプリント配線基板を透
視して説明する断面図。

【図４】本発明の第４の実施の形態を示し、挿入部品を
鉛フリーはんだではんだ付けしたプリント配線基板を透
視して説明する断面図。

【図５】リフトオフが発生した従来例を示した断面図。

【図６】ランド剥離が発生した従来例を示した断面図。

【図７】本発明の第５の実施の形態を示し、ランド上に
部分的にソルダレジストを塗布したプリント配線基板の
平面図。

【図８】本発明の第５の実施の形態を示し、ランド上に
部分的にソルダレジストを塗布したプリント配線基板の
平面図。

【図９】本発明のプリント配線基板を電子機器である複
写機に搭載した模式的透視図。

【符号の説明】

１ プリント配線基板 ２ 挿入部品リード ３ 挿入部品 ４ シルク印刷 ５ スルーホール ６ ランド ７ はんだフィレット ８ ソルダーレジスト ９ 不活性化されたランド表面 １０ 配線パターン １１ 複写機

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線基板に実装される挿入部品
   のリード部が挿入されてはんだ付けされるはんだ付け用
   スルーホールを有し、前記スルーホールの内周面に連な
   るように前記プリント配線基板表面上にランドを形成し
   たプリント配線基板であって、 前記ランド上の少なくとも一部をはんだに濡れない状態
   としていることを特徴とするプリント配線基板。
2. 【請求項２】 前記はんだに濡れない状態を、前記ラン
   ドの配線パターン部との接続部分に施していることを特
   徴とする請求項２記載のプリント配線板。
3. 【請求項３】 前記はんだに濡れない状態は、前記ラン
   ド上をはんだに濡れない材料で被覆したことを特徴とす
   る請求項１に記載のプリント配線基板。
4. 【請求項４】 前記はんだに濡れない材料が、ソルダー
   レジストであることを特徴とする請求項３に記載のプリ
   ント配線基板。
5. 【請求項５】 前記挿入部品のリード部が鉛はんだ処理
   されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント
   配線基板。
6. 【請求項６】 前記はんだ付けは、鉛フリーはんだによ
   るフローはんだ付けであることを特徴とする請求項１に
   記載のプリント配線基板。
7. 【請求項７】 前記鉛フリーはんだに、Ｂｉが含まれて
   いることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線
   板。
8. 【請求項８】 請求項１記載のプリント配線基板を搭載
   したことを特徴とする電子機器。