JP2004327473A

JP2004327473A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2004327473A
Application number: JP2003115812A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Miyage; 宮毛　　勝之
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】冷熱サイクルや振動の厳しい環境に耐えるだけの半田スタンドオフの高さを稼ぐことが可能なプリント配線板を提供する。
【解決手段】絶縁基板１０上に導電体配線１１、１２を有すると共に、前記導電体配線１１、１２が交差する交差部４０を有し、前記導電体配線の複数のランド１１ａ、１２ａ上に表面実装部品２０を半田接続するプリント配線板であって、
前記表面実装部品２０の搭載予定部分に当たる前記絶縁基板上１０に、少なくとも前記交差部４０の一部を構成する材料層３０を設け、前記材料層３０上に前記表面実装部品２０を載せて半田接続されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装部品を半田接続するプリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプリント配線板の構造としては、例えば特許文献１に示されるように、表面実装部品の実装部分において、導電体配線とソルダーレジストとシルク印刷による塗料層とを重ね合わせることにより、半田スタンドオフの高さを稼ぎ、表面実装部品の半田接続部の耐久性や信頼性を向上させることが知られている。ここでシルク印刷による塗料層は、部品を実装機などでマウントする際の認識や目視確認の目安とするために文字や図形を示す目的で用いられるものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８１４１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シルク印刷による塗料層は、そもそも部品実装機の自動位置認識や目視確認の目安とするために文字や図形を示す目的で用いられるものであるため十分な厚さが得られず、冷熱サイクルや振動の厳しい環境に耐えるだけの半田スタンドオフの高さを稼ぐには十分とはいえない。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、冷熱サイクルや振動の厳しい環境に耐えるだけの半田スタンドオフの高さを稼ぐことが可能なプリント配線板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし請求項４に記載の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、絶縁基板上に導電体配線を有すると共に、前記導電体配線が交差する交差部を有し、前記導電体配線の複数のランド上に表面実装部品を半田接続するプリント配線板であって、
前記表面実装部品の搭載予定部分に当たる前記絶縁基板上に、少なくとも前記交差部の一部を構成する材料層を設け、前記材料層上に前記表面実装部品を載せて半田接続されることを特徴とする。
【０００８】
それにより、材料層として既存の交差部の一部もしくは全部を利用することで、特別な層等を追加することなしに半田のスタンドオフの高さを稼ぐことが可能になり、冷熱サイクルや振動の厳しい環境に対して半田接続部の耐久性や信頼性を高めることが可能になる。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、前記材料層は、前記複数のランド間の前記絶縁基板上に設けられ、上方で交差する側の前記導電体配線を囲むための絶縁性のアンダーコート層およびオーバーコート層を含むことで、所望のスタンドオフの高さを稼ぐことが可能になる。
【００１０】
請求項３記載の発明によれば、前記材料層は、下方で交差する側の前記導電体配線、この下方側の前記導電体配線を被うソルダーレジスト層、このソルダーレジスト層上に形成された絶縁性のアンダーコート層、このアンダーコート層上に形成された上方で交差する側の前記導電体配線、および前記導電体配線を被う絶縁性のオーバーコート層を有することで、導電体配線の交差部と同レベルのスタンドオフの高さを稼ぐことが可能になり、冷熱サイクルや振動の厳しい環境に対して半田接続部の耐久性や信頼性を高めることが可能になる。
【００１１】
請求項４記載の発明によれば、前記表面実装部品は、チップ抵抗を有し、その半田接続の耐久性や信頼性を高めることが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１３】
図１は、半田の所望のスタンドオフ高さでもって絶縁基板１０に表面実装部品２０を搭載することを示すプリント配線板の要部断面図である。
【００１４】
この絶縁基板１０は、ガラスエポキシ樹脂等の剛性のある電気絶縁材料により形成されている。この絶縁基板１０の表面側には、例えば銅、銀、アルミニウム等の金属材料の薄膜を所定パターンに形成した導電体配線１１、１２が、１層、もしくは多層に形成されている。この導電体配線１１、１２のうち、表面実装部品２０の搭載予定部分には複数のランド１１ａ、１２ａが形成されており、複数のランド１１ａ、１２ａ上に、両ランド１１ａ、１２ａを跨るように表面実装部品２０の各電極部２１、２２が半田接続されている。なお、表面実装部品２０としては、ここではチップ抵抗を例示しているが、チップコンデンサやＩＣ等の電子素子でもよい。
【００１５】
材料層３０は、半田５０のスタンドオフの高さを稼ぐ役割を有し、絶縁基板１０上において導電体配線が上下間で交差する交差部４０と同一構造にて構成されるか、もしくは交差部４０を構成する複数層の一部で構成されている。なお、材料層３０および交差部４０の詳細は図２により後述する。
【００１６】
ここで、スタンドオフの高さとは、ランド１１ａ、１２ａとその直上にある表面実装部品２０の各電極部２１、２２との間隔（離間距離）、もしくはその間に存在する半田の厚さを示している。一般に、絶縁基板１０と表面実装部品２０の線膨張係数が異なるため、冷熱サイクル等により絶縁基板１０の面に沿った方向のせん断応力等が半田５０に加わり、この半田５０にクラックが発生して導通不良を引き起こすことが知られている。そこで、この半田５０のスタンドオフの高さを稼ぐことにより応力を緩和することが可能となり、半田接続部の耐久性や信頼性を向上させることが可能になる。
【００１７】
次に、材料層３０および交差部４０の詳細を、図２により説明する。図２（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線に沿ってみた要部断面図である。本例は材料層３０を交差部４０と同一構成とした例であり、図２に示す横長の交差部構造物が、図１に示すランド１１ａ、１２ａ間に配置される。
【００１８】
絶縁基板１０上には導電体配線１０１と、この導電体配線１０１に対し直角に位置する両導電体配線１０２、１０３とを設けており、両導電体配線１０２、１０３は、導電体配線１０１に対して互いに逆方向に対称的に延在している。ここで、導電体配線１０２、１０３は、ジャンパー線１４０を接続するための円板状端子部１０２ａ、１０３ａを形成している。
【００１９】
ソルダーレジスト層１１０は、電気的絶縁材料で構成され、導電体配線１０１、１０２、１０３のうち接続用部分以外の部分（非接続用部分）のほとんどを被覆するように絶縁基板１０の表面に形成されている。
【００２０】
第１アンダーコート層１２０、第２アンダーコート層１３０は、電気的絶縁材料で構成され、両円板状端子部１０２ａ、１０３ａ間のソルダーレジスト層１１０上および両円板状端子部１０２ａ、１０３ａの一部上に形成されている。これは、後述するジャンパー線１４０と下地層との密着性を向上させるためと、導電体配線１０１との電気的絶縁性を確保するために設けられている。特にアンダーコート層１２０、１３０を２層にしたのは、ジャンパー線１４０と導電体配線１０１との電気的絶縁性をより高めるためである。
【００２１】
ジャンパー線１４０は、例えば銅や銀などの導電材料を第２アンダーコート層１３０および円板状端子部１０２ａ、１０３ａまで薄膜帯状に形成することで構成されている。
【００２２】
オーバーコート層１５０は、電気的絶縁材料で構成され、図２に示すようにジャンパー線１４０およびその周辺を確実に被覆するように形成されている。
【００２３】
次に、上記構成による本構造の特徴を説明する。
【００２４】
まず絶縁基板１０上に導電体配線１０１、１０２、１０３の各パターンを形成後、予め定めた所定位置において交差部４０を形成する工程において交差部４０と同時に材料層３０が形成される。その際、この配線板の使用環境等から要求される表面実装部品２０の半田接続部の耐久性や信頼性に基いて、半田５０のスタンドオフの高さが決定される。本例では交差部４０を構成する層数は６層、すなわち絶縁基板１０側から層１０１、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０があり、各層の厚みは交差部４０の構造設計上決まっているため、先に決定された半田５０のスタンドオフの高さに応じて、交差部４０の６層から材料層３０に使用する層を選択することになる。最高は交差部４０と同じ高さとなる。図２には材料層３０として交差部４０の全層を残す例が示され、また図３には交差部４０の６層のうち４層、つまり、ソルダーレジスト層１１０、第１アンダーコート層１２０、第２アンダーコート層１３０、およびオーバーコート層１５０が残される変形例が示されている。
【００２５】
材料層３０として層を残すか否かは、スクリーン印刷の場合は印刷用マスクパターンの開口形状の設定を行うことにより決定し、また各層を全面形成後のエッチングにてパターン形成する場合はエッチングパターンの設定を行うことにより決定する。
【００２６】
いずれにしても、既存の交差部４０の形成工程をそのまま利用し、材料層３０に利用する層と層数を選択するだけで、半田５０のスタンドオフの高さを十分に稼ぐことが可能になる。しかも、ランド１１ａ、１２ａに表面実装部品２０を実装するにあたり、表面が絶縁性のオーバーコート層１５０上にこの表面実装部品２０を載せて半田接続するため、表面実装部品２０を安定して仮設置が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すプリント配線板の要部断面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す材料層３０もしくは交差部４０の詳細を示す上面図、（ｂ）は（ａ）中のＸ−Ｘ線に沿ってみた断面図である。
【図３】材料層３０の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０絶縁基板
１１、１２導電体配線
１１ａ、１２ａランド
２０表面実装部品
３０材料層
４０交差部
５０半田
１０１、１０２、１０３導電体配線
１１０ソルダーレジスト層
１２０第１アンダーコート層
１３０第２アンダーコート層
１４０ジャンパー線
１５０オーバーコート層

Claims

絶縁基板上に導電体配線を有すると共に、前記導電体配線が交差する交差部を有し、前記導電体配線の複数のランド上に表面実装部品を半田接続するプリント配線板であって、
前記表面実装部品の搭載予定部分に当たる前記絶縁基板上に、少なくとも前記交差部の一部を構成する材料層を設け、前記材料層上に前記表面実装部品を載せて半田接続されることを特徴とするプリント配線板。
前記材料層は、前記複数のランド間の前記絶縁基板上に設けられ、上方で交差する側の前記導電体配線を囲むための絶縁性のアンダーコート層およびオーバーコート層を含むことを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
前記材料層は、下方で交差する側の前記導電体配線、この下方側の前記導電体配線を被うソルダーレジスト層、このソルダーレジスト層上に形成された絶縁性のアンダーコート層、このアンダーコート層上に形成された上方で交差する側の前記導電体配線、および前記導電体配線を被う絶縁性のオーバーコート層を有することを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
前記表面実装部品は、チップ抵抗を有することを特徴とする請求項１ないし３記載のプリント配線板。