JP2005086129A - 擬似ランド対応プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線基板の半田実装時の半田付け性の問題、たとえば、半田付けランドに半田が付かない状態（赤目状態）、半田ブリッジやショートなどを大幅に改善することができる半田ディップ工法プリント基板を提供する。
【解決手段】本発明は、プリント配線基板上に半田ガス抜き穴付き擬似ランドを、各電気回路ブロック間の空白部分に、つまりランドの無い所を中心に基板全体に均一に且つ、ランダム的に配置構成することによって、プリント配線基板に実装部品を実装後、半田噴流装置にて半田付けする際、当該基板全ての所に半田付け性ランドが存在することにより溶融半田の流れを均等化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、完全独立した半田ガス抜き穴付き擬似ランドを有するプリント配線基板に関し、特に、電気部品を含む各種部品が実装された後、半田噴流装置を通して半田付けする際の、半田付け性問題の改善に関するものである。

近年、プリント配線基板業界において、特に片面半田ディップ工法プリント配線基板いわゆる両面実装で片面のみ半田付けを行うプリント配線基板において、その高密度配線・高密度実装性が求められている。

また、図１１で示す半田噴流装置を用い半田付けする際の、半田噴流装置通過時点での半田付け品質の良好な低コストのプリント配線基板が追求されている（例えば、特許文献１、２参照）。

以下、従来のプリント配線基板工法について、図１０・図１１を用いて説明する。

従来では、半田ディップ品質向上を図るために図１０で示すように、チップランドと半田ガス抜き孔としてディスクリート部品のリード線の挿入孔を使用した構成で対応していた。

前記記載の基板に、ランドと半田ガス抜き孔との間にソルダーレジストにより被覆されないガス抜き経路を形成して、図１１で示す、半田噴流装置にてディップ時に溶融半田に混入しているガスを孔へ誘導して、基板上に排出することにより半田付け不良を防止していた。

また、雷ランドの内部に半田ガス抜き孔を設けることにより、ディップ時の半田量の不均一や他のランドとの半田付け不良を防止していた。
実開昭５７−１２４１７５号公報 特開昭６１−２２６８９号公報

しかしながら上記の従来の構成だけでは、Ｐプリント配線基板が、図１１半田噴流装置を通過して半田付けする際に生じる半田付け性問題が基板全体での全面解決まで行かず、昨今のプリント配線基板が、より高密度配線・高密度実装部品配置であるがための、新たな要因による半田付け性劣化という問題点を有する。以下、この問題点について図８・図１１を用い説明する。

Ｐプリント基板上では、高密度で部品実装配置されている箇所いわゆる、図８、１１ａ電気回路ブロックと他の電気回路ブロックでは、内部の部品実装密度が向上することにより、半田付け用ランド密度も向上している。

前記記載の部分と、図３で示す、１５電気回路用ランドの無い所との間で、半田付け性ランド密度の大きな違いが生じ、図１１半田噴流装置にて半田付けをする際、Ｐプリント配線基板が図１１で示す、１ｈ第１・２ｈ第２溶融半田の噴流を通過中、その前記境界近辺で、Ｐプリント配線基板上を流れる溶融半田の流れが均一な流れにならず、大きく乱れ半田付け性を悪化させるという問題がある。

また、前記記載の内容により、Ｐプリント配線基板上をディップ先頭から後方にかけて溶融半田が流れる際、特に、図８で示す、１１ａ電気回路ブロックの基板ディップ進行方向に対して後方側では、その溶融半田の乱れた流れのため、基板全体に対して従来技術で表す方法だけでは半田付けが旨く行かない箇所が発生しているという新たな要因の問題がある。

本発明は前記問題点を解決するもので、図１１半田噴流装置を使った半田ディップ工法プリント配線基板の高密度実装による実装部品の半田付け性問題を解決ができるプリント配線基板を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明の請求項１に記載の半田ディップ工法プリント配線基板は、電気回路部品で構成されているプリント配線基板において、当該基板内の電気回路ブロックと電気回路ブロックの隙間の余白部分に、任意の大きさの半田ガス逃げの孔を付随させた擬似ランドをランダム状に配置構成することを手段とする。

擬似ランドをプリント配線基板全体の余白部分に配置構成することにより、半田付けランド密度の当該基板内での均一化を手段とした特徴をもった半田ディップ工法プリント配線基板の構成を有している。

この構成によって、基板ディップ進行方向の前方から後方にかけての溶融半田の波の均一化と半田ガスの基板上部への排出ができる。

また、この発明によるところの請求項２に記載の方法により、プリント配線基板内の実装部品の密集配置された部分、いわゆる図１、１１ａ電気回路ブロックの基板ディップ進行方向に対して後方側近辺に、特に当該基板内の全ての電気回路より完全に独立した形で擬似ランドを配置構成することを手段としているので、周りの電気回路に一切影響をしない構成を有している。

この構成によって、図１１半田噴流装置にて半田付けをする際の半田付け性品質、特に近接ランドのショートに特化した特徴を持ったプリント配線基板を作成することができる。

以上のように本発明は、プリント配線基板の余った余白部分に半田ガス抜き穴対応擬似ランド設けることで、半田噴流装置を通過、半田付けする際の、プリント配線板の半田付け性問題たとえば、赤目・ブリッジ・ショートを従来にも増して大幅に改善でき、高品質な半田付け性を実行できるプリント配線板が作成できるという優れた効果が得られる。

また、半田ガス抜き穴対応擬似ランドを有するプリント配線基板は、半田噴流装置における基板進行方向の上手側にも配置されていることから、電気回路ブロックを半田付けする前に、酸化した半田屑を付着さす半田屑吸着用ランドとしても同様の優れた効果が得られる。

本発明の請求項１記載の半田ディップ工法プリント配線基板は、電気回路部品、いわゆる半田ディップ用チップ部品、及び部品リード端子を有する部品、いわゆるディスクリート部品で構成されたプリント配線基板において、電気回路ブロック間の空白ブロックに溶融半田に混入していて、半田ディップ時に発生する半田ガス逃げを確保するための穴を付随させた擬似ランドをランダム的に配置構成することを特徴とする。

本発明の請求項２記載の半田ディップ工法プリント配線基板は、前項記載の実装部品をプリント配線基板実装後に半田付けする、いわゆる半田噴流装置を使い半田付けする際、溶融半田がディップ先頭から後方に流れる時、プリント配線基板内の実装部品の密集配置された部分、いわゆる電気回路ブロックと、実装部品の配置されていないブロック部分での変わり目にて、溶融半田の流れが不規則に変化してしまい、特に電気回路ブロックの基板ディップ方向から見た後方側では、半田付け性品質が悪くなっているので、この部分に新たに全ての電気回路部分から独立した形で擬似ランドを設けたことで、余分な溶融半田を吸収するためと、溶融半田の乱れた流れを吸収抑制することでき、半田付け性品質向上を特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７、及び図１１を用いて説明する。なお、上記従来例を示す図１０と同一の構成要素には同一番号を付与し説明を省略する。

（実施の形態１）
図１・図２は本発明の実施の形態における半田ガス抜き穴対応擬似ランド付きプリント基板の実施の形態１の構成を示す。実施の形態１では、図１で示す、Ｐプリント配線基板内の１１ａ電気回路ブロックと電気回路ブロック間に１２半田ガス抜き穴対応擬似ランドを他の回路より独立した構成で基板全体の空白部分に均等に且つ、ランダム状に配置形成した点において、上記従来例とは異なるものである。

図４に示す半田ガス抜き穴対応擬似ランドの実施の形態１では、３１パターンランド部分で示すランドに基板ディップ進行方向（矢印方向）から見た上手側つまり、Ａ溶融半田の流れてくる方向側に３１ａパターンランドの無い部分を作成し、Ｈ半田ガス抜き穴との間にパターンランドの開口部分３１ｂを形成する。

この特徴をもった半田ガス抜き穴対応擬似ランドを実施の形態１に特有のランダムに且つ、均等に配置構成されたＰプリント配線基板を、図１１で示す自動半田付け装置の基板投入孔から投入し、Ｙ基板予熱ブロック通過後、溶融半田槽の１ｈ第１半田噴流経過した段階では、前記図４で示す、３１ｂパターンランドの開口部分の影響によりつまり、半田付けランドが無いため、Ｈ半田ガス抜き穴が塞がることはない。

同様に、図１１で示す自動半田付け装置の溶融半田槽の２ｈ第２半田噴流経過後も、同じ現象にてＨ半田ガス抜き穴が塞がることはなく、半田ガス抜き穴対応擬似ランドに確実に半田付けと半田ガス抜き穴が施され、図１１で示す自動半田付け装置通過中、もしくは通過後も形成されているので、実施の形態１特有の構成形態を有することで、請求項１〜請求項２を満足することができる。

上記内容をより確実性を図るため、プリント配線基板の半田付け性ランド以外の全体を覆うソルダーレジストにも図４で示す方法と同じ原理を施す。

以下、図５で示す。図５で示す、半田ガス抜き穴対応擬似ランドの３２ソルダーレジストカット部分、いわゆる半田が付く所に、図４と同様な基板ディップ進行方向（矢印方向）から見た上手側つまり、Ａ溶融半田の流れてくる方向側に、３２ａソルダーレジストがある部分、いわゆる半田が付かない部分を設けることにより、Ｈ半田ガス抜き穴との間に半田が付かない開口部分３２ｂを形成する。

図４に図５を合わせることにより、図６で示す、半田ガス抜き穴対応擬似ランドのＰプリント配線基板上の断面図Ｘ−Ｘ′で表す構成が形成されると同時に、Ｈ半田ガス抜き穴を介して半田ガスが、基板下部から上部に向けと通ることにより、本発明による実施の形態１で表す特有の半田ガス抜き穴対応擬似ランドを形成することができる。

以上の構成による、プリント配線基板上にランダム配置構成された半田ガス抜き穴対応擬似ランド上を溶融半田が流れる模式図を図７で示す。

図７で示す、基板進行方向から見た上手よりＡ溶融半田が流れ込む際、溶融半田Ａａは矢印に沿い３２ａソルダーレジスト上を流れ、３１パターンランドに向かい半田付けをしながら流れ込む。その際、Ｈ半田ガス抜き穴の回りの一部分で半田付けランドが無いため、決してＨ半田ガス抜き穴を塞ぐことがない。

なお、前記上記内容による実施の形態１では、図１の１１ａ電気回路ブロック間のランドの無い所にランダムに且つ均一に形成し、当該基板内の半田付けランド密度の一定化を図る。

以上のことにより、基板ディップ先頭方向から後方までの溶融半田の流れの均一化により半田付け性問題改善と、溶融半田に含まれる半田ガス逃げ対策の両方に限定されたものでなく、いずれか一方のみの構成としてもよい。

また、図２で示すように、１１ａの電気回路ブロック内にある、１４実装部品ランドの形状を、図９ａで示す形状から図９ｂで示す、補強半田付けランド付き半田付け用ランドと併記対応を行うことにより、さらに他の半田付け用ランドと電気的なショート不良・半田付け用ランドに半田が付かない、いわゆる赤目状態が発生しなくなる。

当該擬似ランドを配置することにより、図１で示すように１１ａ電気回路ブロックの基板ディップ進行方向（矢印方向）の先頭側に至っては、余分な溶融半田と酸化した半田屑を半田ガス抜き穴対応擬似ランドに吸着して後方にクリーンな溶融半田が流れ、半田付け性改善に併用できる。

本発明にかかるプリント基板は、ディップ工法による半田付けに適用できる。

本発明の実施の形態１における半田ガス抜き穴対応擬似ランド付きプリント配線基板の構成を示す模式図 本発明の実施の形態１における半田ガス抜き穴対応擬似ランドのプリント配線基板上での詳細な配置構成図を示す模式図 プリント配線基板上の余白部分の詳細を示す模式図 半田ガス抜き穴対応擬似ランドの詳細なランド形状を示す模式図 半田ガス抜き穴対応擬似ランドの詳細なソルダーレジスト形状を示す模式図 半田ガス抜き穴対応擬似ランドのプリント基板上での断面図を示す模式図 半田ガス抜き穴対応擬似ランド上の溶融半田の流れを示す模式図 従来のプリント配線基板での問題を示す模式図 従来のプリント配線基板での実装部品ランド形態を示す模式図＜ａ＞＜ｂ＞ 従来技術による半田付け不良防止対策の詳細な図面を示す模式図 自動半田付け装置の構成を示す簡略的な断面模式図

符号の説明

１０ａ プリント配線基板配線詳細
１１ａ 電気回路ブロック
１２ 半田ガス抜き穴対応擬似ランド
１３ 半田付け不良の多いエリア
１４ 実装部品ランド
１５ 電気回路用ランドの無い所
３１ パターンランド
３２ ソルダーレジストカット部分
１ｈ、２ｈ 半田噴流
Ｐ プリント配線基板
Ａ 溶融半田の流れ
Ａａ 溶融半田
Ｈ 半田ガス抜き穴
Ｈａ 半田ガス風
Ｙ 基板予熱ブロック
Ｋ 通風孔

Claims (2)

1. 電気回路部品、いわゆる半田ディップ用チップ部品、及び部品リード端子を有するディスクリート部品で構成されているプリント配線基板において、当該基板の電気回路間の空白部分に、ディップ時に生じる半田ガス逃げの穴を付随させた擬似ランドを当該空白部分に均等に且つ、ランダム状に設けることを特徴とする半田ディップ工法プリント配線基板。
2. 請求項１に記載のプリント配線基板において、なかでも特に電気回路部品が密集配置された部分、いわゆる電気回路ブロックの基板ディップ進行方向に対して後方側に、全ての電気回路部分から独立した形で新たに擬似ランドを設け、半田付け性たとえば、赤目・ブリッジ・ショートの改善を特徴とする半田ディップ工法プリント配線基板。

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