JP2003008229A - プリント回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層回路基板に挿入実装された電子部品を故
障等の要因により交換しても多層の回路構成が破壊され
ないようにしたプリント回路基板を提供する。 【解決手段】 リード付きの電子部品のリードを挿入す
るリード挿入穴７の近傍に接続用スルーホール８を形成
する。リード挿入穴７の内壁には多層回路基板１０の所
要層の回路パターン１〜４を導通接続して銅メッキ層７
ａが形成され、接続用スルーホール８にリード挿入穴７
と同じ層の回路パターン１〜４に導通させて銅メッキ層
８ａが形成される。電子部品の交換時に半田溶融の熱に
よりリード挿入穴７の銅メッキ層７ａが抜け出しても、
接続用スルーホール８により導通は確保されるので、電
子部品交換によって回路が破壊されない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板に実装さ
れた電子部品を修理等において交換した際に回路構成に
障害が発生することを防止する構造を設けたプリント回
路基板及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント回路基板を多層構造に構成する
ことにより、複数層に回路パターンを形成することがで
き、各層の回路パターンを要所で導通接続することによ
り回路パターンが高密度化され、高機能の回路を小さい
面積に構成することができる。また、電源回路などでは
回路パターンを形成する銅箔の厚さに限度があるため、
大きな電流回路を複数層の回路パターンを並列に導通接
続して流せる電流量の増加が図られている。複数層の回
路パターンの導通接続は、スルーホールに銅メッキを施
したり銀ペーストを充填すること、あるいは電子部品の
リードを挿入するリード挿入穴に銅メッキを施すことに
より導通が確保される。

【０００３】図５は、多層構造のプリント回路基板３０
に形成されたリード挿入穴３３に電子部品３１のリード
３１ａを挿入し、リード３１ａと回路パターン３２とが
半田３４によって接続された例を示している。リード挿
入穴３３の内面には銅メッキ層３３ａが形成され、各層
の回路パターン３２の所定位置が銅メッキ層３３ａによ
って導通接続されている。多層構造のプリント回路基板
における各層の回路パターン３２の導通接続は、一般的
には前記スルーホールの形成によってなされるが、上記
例に示すようにリード挿入穴３３により各層の回路パタ
ーン３２を導通接続すると、スルーホールの形成を削減
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】プリント回路基板に対
する電子部品の装着は表面実装が主流となっているが、
比較的大型の電子部品は上記例に示すようにリードをプ
リント回路基板に形成されたリード挿入穴に挿入して半
田付けする挿入実装が適用されている。この挿入実装が
適用されたプリント回路基板を使用した機器の修理に際
して挿入実装された電子部品を交換すると、多層構造の
プリント回路基板としての機能が損なわれる場合があ
る。

【０００５】機器の修理において、故障箇所のあるプリ
ント回路基板を交換することも可能であるが、修理に要
する費用が大きくなるため、故障している電子部品を交
換することで修理できると、費用も少なくなり、修理の
ために電子部品を用意するだけで対処できる。図５に示
した例の電子部品３１は、これが故障である場合に半田
３４を溶融させることにより交換することができる。し
かし、電子部品３１を取り外すために半田ごてを当てて
半田３４を溶解させるとき、図５に示す例のように半田
３４がリード挿入穴３３内を埋めるように充填されてい
るとき、半田ごてをプリント回路基板３０に押し当てた
状態を長く維持しないと表裏にわたって付着している半
田３４を溶融させることができない。このときプリント
回路基板３０の基材を軟化させることになる。

【０００６】プリント回路基板３０の基材としてガラス
エポキシ樹脂が使用されているとき、その軟化点は１６
０℃であるが、一般的な半田ごての先端温度は３５０〜
４００℃に維持されているため、長時間にわたって半田
ごてが押し当てられていると、温度上昇した部分の基材
は軟化することになる。この状態で電子部品３１を取り
外すために引き抜くと、溶融した半田３４によって加熱
されているリード挿入穴３３内では、軟化している基材
と銅メッキ層との界面が破断して、図６に示すように、
抜け出るリード３１ａに引かれて銅メッキ層３３ａが抜
け出してしまう場合がある。

【０００７】銅メッキ層３３ａが抜け出しても回路パタ
ーン３２は残っているので、図７に示すように、リード
挿入穴３３にリード３１ａを挿入し、半田付けして新し
い電子部品３１に交換することができる。しかし、リー
ド３１ａは表裏の回路パターン３２に半田付けされても
内層の回路パターン３２に電気的に接続されず、プリン
ト回路基板３０としての回路構成は損なわれ、このプリ
ント回路基板３０を使用する機器は修理できなかったこ
とになる。

【０００８】本発明が目的とするところは、電子部品の
交換の際に回路構成に関与しているリード挿入穴内のメ
ッキ層が抜け出しても、回路構成を破壊することがない
ような構成を備えたプリント回路基板及びその製造方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願の第１発明は、複数層に回路パターンを形成した
多層基板の所定位置にリード付き電子部品のリードを挿
入するリード挿入穴が形成され、このリード挿入穴の内
面に所要層の回路パターンを導通接続するメッキ層が形
成されてなるプリント回路基板において、前記リード挿
入穴の近傍に、前記所要層の回路パターンを導通接続す
る接続用スルーホールが少なくとも１か所に形成されて
なることを特徴とする。

【００１０】上記プリント回路基板によれば、リード挿
入穴にリードを挿入して実装された電子部品を交換する
修理作業において、半田ごての加熱によりリード挿入穴
内のメッキ層が剥がれてリードの引き抜きと共に失われ
ると、メッキ層が接続していた所要層の導通接続が切れ
て回路構成が破壊される。本発明では、リード挿入穴の
近傍にリード挿入穴が導通接続する所要層の回路パター
ンを導通接続する接続用スルーホールが形成されている
ので、リード挿入穴のメッキ層が失われたときにも導通
接続は接続用スルーホールにより確保され、回路構成が
破壊されてしまうことがない。従って、修理をプリント
回路基板を交換することなく修理を実施することがで
き、修理時にユーザに大きな負担を強いることなく該当
する電子部品の交換で対処することができる。

【００１１】上記構成において、接続用スルーホールの
表面開口端は、基板表面を絶縁被覆するレジストによっ
て被覆することによって、リード挿入穴に挿入実装され
ている電子部品を交換修理する際に溶融した半田が接続
用スルーホール内に入って内面のメッキ層に損傷を与え
ることが防止でき、接続用スルーホールの絶縁を保つの
にも有効である。

【００１２】また、接続用スルーホールの開口径は、リ
ード挿入穴の開口径より小さく形成し、導通接続が可能
とするだけの開口でよく、プリント回路基板の面積を徒
に増加させることがない。

【００１３】また、本願の第２発明に係るプリント回路
基板の製造方法は、複数層に回路パターンを形成した多
層基板の所定位置にリード付き電子部品のリードを挿入
するリード挿入穴を形成すると共に、リード挿入穴の近
傍に接続用スルーホールを形成し、前記リード挿入穴の
内面に所要層の回路パターンを接続するメッキ層を形成
すると共に、前記スルーホールにリード挿入穴と同一の
所要層を電気的に接続する導通加工を施すことを特徴と
する。

【００１４】上記製造方法によれば、リード挿入穴の形
成に併せて、その近傍に接続用スルーホールを形成し、
リード挿入穴の内面にメッキ層を形成する際に接続用ス
ルーホールの内面にもメッキ層を形成してリード挿入穴
と同じ所要層を導通接続する。修理等によりリード挿入
穴のメッキ層が破壊されても、スルーホールにより導通
接続が確保されるので、プリント回路基板としての回路
破壊が防止できる。スルーホールの導通加工はメッキ層
の形成によらず導電性ペーストの充填によっても可能で
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【００１６】図１は、本実施形態に係るプリント回路基
板１０の特徴的部位の平面図（ａ）と、そのＢ−Ｂ線矢
視断面図（ｂ）とを示すもので、多層基板として構成さ
れたプリント回路基板１０の第１層回路パターン１の一
部として形成された半田付けランド１４の形成部位を抽
出して示している。

【００１７】図１（ａ）において、半田付けランド１４
の中央部にはリード付き電子部品を挿入実装するリード
挿入穴７が形成され、リード挿入穴７の両側近傍の半田
付けランド１４を突出形成した部分には接続用スルーホ
ール８、８が形成されている。このプリント回路基板１
０は、図１（ｂ）に示すように、第１層回路パターン
１、第２層回路パターン２、第３層回路パターン３、第
４層回路パターン４の４層に回路パターンを形成した多
層構造に構成され、リード挿入穴７及び接続用スルーホ
ール８それぞれの内面に施された銅メッキ層７ａ、８ａ
により所要層の回路パターンの要所が導通接続されてい
る。

【００１８】リード挿入穴７及び接続用スルーホール８
は次のように形成される。まず、ガラスエポキシを基材
として、それに回路パターンが形成された基板に所定径
の貫通穴をドリリングにより開口させる。貫通穴にはド
リリングによる削り滓が付着しているので、それを除去
するために過マンガン酸カリウム等により削り滓を溶解
除去するデスミア処理を行う。次に、ガラスエポキシか
らなる樹脂面に銅メッキができるようにパラジウム等の
触媒を塗布する。この基板をメッキ液に浸漬して銅メッ
キを施すことにより、リード挿入穴７及び接続用スルー
ホール８の貫通穴の壁面に露出している第１層〜第４層
の各回路パターン１〜４に銅が析出すると同時に、樹脂
面にも触媒を介して銅が付着する。銅メッキの厚さが数
μｍ程度になるまで銅メッキを継続した後、第１層回路
パターン１及び第４層回路パターン４にメッキ電極を取
り付けて電解銅メッキを施し、銅メッキ層７ａ、８ａの
厚さが１５〜２０μｍ程度になるようにする。この銅メ
ッキ層７ａ、８ａの形成により、第１層回路パターン
１、第２層回路パターン２、第３層回路パターン３、第
４層回路パターン４それぞれの要所が導通接続される。

【００１９】第１層〜第４層の各回路パターン１〜４が
形成され、リード挿入穴７及び接続用スルーホール８が
形成された基板は、図１に示すように、半田付けランド
１４のリード挿入穴７を囲む半田付け部位１４ａなどを
残して全面にレジスト９が塗布される。このとき、図１
（ｂ）に示すように、接続用スルーホール８の開口部を
閉じるようにレジスト９を塗布することにより、接続用
スルーホール８に半田が付着せず、リード挿入穴７にリ
ードを挿入して挿入実装された電子部品を交換する際に
も接続用スルーホール８に半田が付着してダメージを与
えることが防止できる。

【００２０】上記のように形成されたプリント回路基板
１０に、図２に示すように、リード挿入穴７にリード５
ａを挿入し、リード５ａと半田付けランド１４との間を
半田付けして電子部品５が挿入実装される。この電子部
品５に故障が生じて交換修理するとき、半田付けランド
１４上の半田１３に半田ごてを押し当て、半田１３を溶
融させてリード挿入穴７からリード５ａを引き抜く。電
子部品５の挿入実装時の半田付けにおいてリード挿入穴
７の内部にまで半田１３が充填されている場合や、電子
部品５が比較的大型でリード５ａの熱容量も大きい場合
には、半田ごてを長時間にわたって押し当ててリード５
ａに付着している半田１３に熱伝導させて溶解させる必
要がある。この加熱により樹脂層に軟化が生じ、リード
５ａを引き抜く力が加わると、樹脂層と銅メッキ層７ａ
との界面が破壊され、図３に示すように、引き抜かれる
リード５ａに付いて銅メッキ層７ａがリード挿入穴７か
ら抜け出す場合がある。

【００２１】故障した電子部品５に代えて新たな電子部
品５に交換するために、銅メッキ層７ａが抜け出した後
のリード挿入穴７に新しい電子部品５のリード５ａを挿
入して半田付けした場合に、従来技術においてはプリン
ト回路基板３０の内層回路パターンとの導通が損なわれ
（図７参照）、元の回路構成を回復させることができな
い課題があった。本実施形態に係るプリント回路基板１
０の場合では、故障した電子部品５を取り外す際に銅メ
ッキ層７ａが抜け出した状態にあっても、図４に示すよ
うに、新しい電子部品５のリード５ａをリード挿入穴７
に挿入し、表面の出ている第１層回路パターン１及び第
４層回路パターン４にリード５ａを半田付けすると電子
部品５はプリント回路基板１０に取り付けられ、内層の
第２層及び第３層の各回路パターン２、３との導通は接
続用スルーホール８で確保されているので、電子部品５
の交換に伴ってリード挿入穴７の銅メッキ層７ａが抜け
出した場合でも、修理に伴ってプリント回路基板１０と
しての回路構成を損なうことがない。従って、機器の修
理をプリント回路基板１０を交換する大きな修理費用を
伴うことなく少ない費用で実施することが可能となる。

【００２２】例えば、テレビジョン受像機の場合、電源
系のプリント回路基板にはフライバックトランスなどの
高額の部品が搭載されており、故障修理のためにプリン
ト回路基板を交換することになるとユーザに大きな負担
を強いることになる。この他、リレーのように機械的な
動作を伴う部品では経時変化が避けられず、電源回路に
おけるスイッチング用トランジスタなども劣化しやすい
部品であり、これらの交換修理にあたってもプリント回
路基板の交換でなく、該当する部品だけを交換する処置
により少ない費用で修理することが望ましい。本実施形
態の構成をプリント回路基板に設けることにより、故障
発生時にユーザの負担を少なくした修理が実現できる。

【００２３】以上説明したプリント回路基板１０におい
ては、接続用スルーホール８の内壁に銅メッキ層８ａを
形成して所要層の回路パターンの導通の用に供している
が、接続用スルーホール８の穴内に銀ペーストを充填し
て所要層の回路パターンを導通するように構成すること
もできる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、多層
構造のプリント回路基板に挿入実装された電子部品を修
理等により交換したときに、電子部品のリードが挿入さ
れたリード挿入穴の内面に形成されたメッキ層が抜け出
した場合にも、接続用スルーホールがメッキ層が導通し
ていた内層の回路パターンに接続しているので、電子部
品の交換により回路構成が破壊されてしまうことがな
い。従って、故障修理にあたってプリント回路基板全体
を交換することなく該当する電子部品の交換で修理が実
施できるので、故障に際してユーザに大きな負担を強い
ることなく低費用の修理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るプリント回路基板の（ａ）は平
面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線矢視断面図。

【図２】同上プリント回路基板に電子部品を挿入実装し
た状態を示す断面図。

【図３】同上プリント回路基板から銅メッキ層が抜け出
た状態を示す断面図。

【図４】同上プリント回路基板に交換した電子部品を半
田付けした状態を示す断面図。

【図５】従来技術に係るプリント回路基板に電子部品を
実装した状態を示す断面図。

【図６】同上プリント回路基板から銅メッキ層が抜け出
た状態を示す断面図。

【図７】同上プリント回路基板に交換した電子部品を半
田付けした状態を示す断面図。

【符号の説明】

１ 第１層回路パターン ２ 第２層回路パターン ３ 第３層回路パターン ４ 第４層回路パターン ７ リード挿入穴 ８ 接続用スルーホール ９ レジスト １０ プリント回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E319 AA02 AB01 AC01 AC15 AC20 CC22 CD26 CD57 GG15 GG20 5E338 AA03 BB04 BB13 BB16 BB75 EE26 EE31 EE51 5E346 AA12 AA15 AA32 AA42 AA51 BB02 BB16 FF01 FF04 FF45 GG15 GG17 GG28 GG37 HH11 HH31

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数層に回路パターンを形成した多層基
   板の所定位置にリード付き電子部品のリードを挿入する
   リード挿入穴が形成され、このリード挿入穴の内面に所
   要層の回路パターンを導通接続してメッキ層が形成され
   てなるプリント回路基板において、 前記リード挿入穴の近傍に、前記所要層の回路パターン
   を導通接続する接続用スルーホールが少なくとも１か所
   に形成されてなることを特徴とするプリント回路基板。
2. 【請求項２】 接続用スルーホールの表面開口端は、基
   板表面を絶縁被覆するレジストによって被覆されてなる
   請求項１に記載のプリント回路基板。
3. 【請求項３】 接続用スルーホールの開口径は、リード
   挿入穴の開口径より小さく形成されてなる請求項１又は
   ２に記載のプリント回路基板。
4. 【請求項４】 複数層に回路パターンを形成した多層基
   板の所定位置にリード付き電子部品のリードを挿入する
   リード挿入穴を形成すると共に、リード挿入穴の近傍に
   接続用スルーホールを形成し、前記リード挿入穴の内面
   に所要層の回路パターンを接続するメッキ層を形成する
   と共に、前記スルーホールにリード挿入穴と同一の所要
   層を電気的に接続する導通加工を施すことを特徴とする
   プリント回路基板の製造方法。