JP2007042862A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 特別な手法・工程を設けることなく、赤目現象を防止し、ひいては銅箔露出の不具合を防止することができる回路基板を提供すること。
【解決手段】 プリント基板２を貫通するスルーホール部３と、スルーホール部３の周囲に導電箔（銅箔）により環状に形成されるランド部４とを備える回路基板１において、ランド部４にはんだペースト部５をメタルマスクとして設けた。さらに、はんだペースト部５は、スルーホール部３の外周側の４箇所に設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子部品のリード部をスルーホールに差し込んだ状態で、電子部品のリード部及びスルーホールの周囲に設けたスルーホールランドへはんだを廻して付ける回路基板の技術分野に属する。

従来では、はんだ付けした状態のランドの端部にレジストを被せている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−１１１１８９号公報（第２−４頁、全図）

しかしながら、従来にあっては、新たな工程の追加であるためコスト増となっていた。

本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、特別な手法・工程を設けることなく、赤目現象を防止し、ひいては銅箔露出の不具合を防止することができる回路基板を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、基板を貫通するスルーホールと、前記スルーホールの周囲に導電箔により形成されるスルーホールランドと、を備える回路基板において、前記スルーホールランドにはんだペースト用メタルマスクを設けたことを特徴とする。

よって、本発明にあっては、特別な手法・工程を設けることなく、赤目現象を防止し、ひいては銅箔露出の不具合を防止することができる。

以下、本発明の回路基板を実現する実施の形態を、実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
図１は実施例１の回路基板のランド部の平面図である。
図２は実施例１の回路基板のランド部へ電子部品のリード部をはんだ付けした状態を示す断面図である。
実施例１の回路基板１は、プリント基板２、スルーホール部３、ランド部４、はんだペースト部５を主要な構成としている。
プリント基板２は、樹脂製であり、さまざまな電子部品が回路構成のために実装される。
スルーホール部３は、プリント基板２を貫通する穴である。
ランド部４は、スルーホール部３の周囲に環状の銅箔部分を、プリント基板２の上下面にそれぞれ形成したもので、さらにスルーホール部３の内部も銅箔部分で覆って、上下面の環状部分が導電されるように形成される（図２参照）。

はんだペースト部５は、はんだペースト用メタルマスクとして、ランド部４上にはんだペースト剤を印刷したものである。さらに、はんだペースト部５は、スルーホール部５よりも小径なものを、スルーホール部５の外周側４箇所に設けたものである。なお、実施例１においては、プリント基板２の上面にはんだペースト部５を設けるものとする。

次に作用を説明する。
[はんだ付けによる基板実装について]
はんだ付けによる基板実装について説明する。
プリント配線板上への部品実装方法として、リフロー工法とフロー工法が周知である。リフロー工法は、はんだペースト等を部品ランド部へメタルマスク版で印刷する。部品仮止め後に赤外線やヒータを用いてはんだを溶かし、はんだ付けするものである。
フロー工法は、プリント配線板のスルーホール部に部品リードを挿入し、プリント配線板を溶かしたはんだ槽の噴流部に浸しながら流し、はんだ付けする工法である。両工法とも、広く一般に使用されており、部品のプリント基板実装形態は、図３に示す通りである。

部品や基板には、鉛を主成分とした、はんだが大量に使われており、鉛が溶け出して、地下水を汚染するとして、環境保護の観点から世界的に関心が高まっている。欧州、中国において２００６年ごろから鉛を初めとする６種類の物質使用が禁止となる予定である。日本においても、JEITA（電子情報産業協会（なお、JEITAは登録商標））が鉛フリー対応について「PHASE0」から「PHASE3」まで段階付けし、目安を設けている。

この場合、鉛フリーはんだを採用するに際しての問題がある。
それは、はんだ凝固における収縮によるはんだ剥離と、ランド剥離、銅食われ、そして赤目現象である。
はんだ剥離とは、鉛フリーはんだが鉛を無くし他の金属を配合したことにより、はんだ付け後、硬化する際に、吸収率が大きくなり、収縮時にランド上ではんだ剥離が起こるものである。剥離部分では、銅箔部分が露出することになる。
ランド剥離現象とは、はんだ剥離は発生しないが、ランドがプリント配線板の基材（実施例１ではプリント基板と称する）から剥離してしまうものである。剥離部分では、銅箔部分が露出することになる。

赤目現象とは、鉛フリーはんだの濡れ拡がり性、フローアップの悪さからフラックス処理を行ったランド部４全体に、はんだが拡がらず（上がらず）、銅箔部分が露出する現象である（図４参照）。
銅食われとは、これらの現象等により露出した銅箔部分が時間経過に伴い酸化する現象である。

これらに対して、上記で開示した公知例のように、ダブル（オーバー）レジスト処理を行うのが対策の主流となっていた。そのため、処理の追加となり工程追加、工数追加によるコスト増となっていた。しかしながら、これらの現象の結果として銅箔部分が露出する対策をはんだ組成と基板設計、製造上から考慮しなければならばかった。
実施例１では、特に赤目現象に対する問題を解決し、ひいては、他の現象等を解決している。

[はんだの濡れ拡がりを促進する作用]
実施例１の回路基板１では、はんだが拡がりにくい、プリント基板２上面のランド部４のスルーホール部３の外周にはんだペースト部５を設けている。鉛フリーはんだを用いるフロー工法において、プリント基板２の下面から上面への熱伝導によるはんだ濡れ拡がりの際に、はんだペースト部５により、はんだ濡れ広がりが促進され、ランド部４の外周端まで拡がりやすくなる。
これにより、特に工程を追加することなく赤目現象を防止する。

さらに、このように赤目現象が防止されれば、ランド部４の銅箔部分が露出しないのであるから、その後に腐食する銅食われなどの不具合が防止される。
また、さらに、はんだ凝固時には、上面のランド部４が冷却されて、上面側ランド部４内での温度格差が現象し、均一な収縮となり、収縮の集中によるはんだ剥離やランド剥離が抑制される。これにより、さらに銅食われ等の不具合が防止される。

次に、効果を説明する。
実施例１の回路基板にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
(1)基板を貫通するスルーホール部３と、スルーホール部３の周囲に導電箔により形成されるランド部４とを備える回路基板１において、ランド部４にはんだペースト部５を設けたため、特別な手法・工程を設けることなく、赤目現象を防止し、ひいては銅箔露出の不具合を防止することができる。
(2)はんだペースト部５は、スルーホール部３の外周側に複数設けたため、(1)の効果をさらに効果的に得ることができる。

以上、本発明の回路基板を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
例えば、はんだペースト部の配置の他の例を図５〜図７に示す。また、はんだペースト部の配置数は４箇所に限られない。また、配置位置は、同一円周上でなくてもよい。さらに、ランド部の形状は、環状に限られない。

実施例１の回路基板のランド部の平面図である。 実施例１の回路基板のランド部へ電子部品のリード部をはんだ付けした状態を示す断面図である。 電子部品のプリント基板実装とはんだ付けの説明図である。 赤目現象の説明図である。 はんだペースト部の他の配置例を示す平面図である。 はんだペースト部の他の配置例を示す平面図である。 はんだペースト部の他の配置例を示す平面図である。

符号の説明

１ 回路基板
２ プリント基板
３ スルーホール部
４ ランド部
５ はんだペースト部
６ （電子部品の）リード部
７ はんだ
８ （プリント基板の）配線パターン

Claims (1)

1. 基板を貫通するスルーホールと、
   前記スルーホールの周囲に導電箔により形成されるスルーホールランドと、
   を備える回路基板において、
   前記スルーホールランドにはんだペースト用メタルマスクを設けた、
   ことを特徴とする回路基板。
   

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