JP2007150100A - Circuit board and electronic equipment using the same - Google Patents

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JP2007150100A JP2005344419A JP2005344419A JP2007150100A JP 2007150100 A JP2007150100 A JP 2007150100A JP 2005344419 A JP2005344419 A JP 2005344419A JP 2005344419 A JP2005344419 A JP 2005344419A JP 2007150100 A JP2007150100 A JP 2007150100A
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Masanori Meguro
政則 目黒
Makoto Igarashi
誠 五十嵐
Sukenori Yoshimoto
祐典 吉元
Eishu Tanaka
英周 田中
Michihiro Tanaka
道博 田中
Tomoki Sato
智樹 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit board which prevents the exposure phenomenon of the land at lead-free soldering, and to provide electronic equipment that uses this circuit board. <P>SOLUTION: The circuit board 1 has a circuit wiring (not shown), a component surface land 2 formed in a component surface side 1a, a solder side land 3 formed in the solder surface side 1b, and a through-hole 4 which connects these lands. A component surface land end 2a and solder surface land end 3a are covered by solder resists 5 and 6, respectively, so that the diameter (c) of the component surface resist used as the diameter of an exposed component surface 2b of the component surface land 2 respectively differ from the diameter (f) of the component surface resist, used as the diameter of an exposed component surface 3b of a component surface land 3. Consequently, oxidization of the lands can be prevented, by making lead-free soldering 8 spread over to the exposed sections of the lands. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、鉛フリーはんだ付けに対応した回路基板及びこの回路基板を用いた電子機器に関する。   The present invention relates to a circuit board compatible with lead-free soldering and an electronic apparatus using the circuit board.

EUのRoHS指令(有害物質使用禁止)の適用に向けて、国内でもグリーン調達の動きが加速しており、将来的には鉛入りはんだを使う電子機器を販売することができなくなる。そこで、鉛入りはんだに替わる例えば錫亜鉛系,錫銀系,錫銅系などの鉛フリーはんだの普及が進んでいる。しかし、鉛フリーはんだ(無鉛はんだ)には今だ種々の問題があり、その一つにランド剥離がある。ランド剥離は、鉛フリーはんだを使用してフローはんだ付けを行う際に、溶融はんだの凝固収縮に伴いランドとの接合部に大きな応力が掛かることにより発生する。このランド剥離を抑制した回路基板として特許文献1に開示されるものがある。   In order to apply the EU's RoHS Directive (prohibition of the use of hazardous substances), green procurement is accelerating in Japan, and in the future it will not be possible to sell electronic devices that use lead-containing solder. Accordingly, lead-free solders such as tin-zinc-based, tin-silver-based, tin-copper-based solders, etc., which replace lead-containing solders, are becoming widespread. However, lead-free solder (lead-free solder) still has various problems, one of which is land peeling. Land peeling occurs when a large amount of stress is applied to the joint with the land as the molten solder solidifies and contracts when flow soldering is performed using lead-free solder. There is a circuit board disclosed in Patent Document 1 as a circuit board in which the land peeling is suppressed.

以下、図3を参照しながら特許文献1に開示される回路基板の基本構成について説明する。   Hereinafter, the basic configuration of the circuit board disclosed in Patent Document 1 will be described with reference to FIG.

11は、例えばプリント基板などの回路配線を有する回路基板であり、挿入部品が実装される側の面が部品面11a、例えばはんだ噴流によるフローはんだ付けや手作業によるはんだ付けなどが行われる側の面がはんだ面11bとなる。部品面11aには例えば銅箔などの金属箔を被覆してなる環状の部品面ランド2が形成される一方、はんだ面11bにおいて部品面ランド2と対向する位置に例えば銅箔などの金属箔を被覆してなる環状のはんだ面ランド3が形成されており、これら部品面ランド2とはんだ面ランド3とを接続する連通孔としてのスルーホール4が回路基板11に穿設されている。スルーホール4の内周面には例えば銅などのメッキ層が中空管状に形成されており、部品面ランド2及びはんだ面ランド3とそれぞれ結合することにより一体化している。   11 is a circuit board having circuit wiring, such as a printed circuit board, and the surface on which the insertion component is mounted is the component surface 11a, for example, the flow soldering by solder jet or the soldering by hand The surface becomes the solder surface 11b. On the component surface 11a, an annular component surface land 2 formed by coating a metal foil such as a copper foil is formed. On the solder surface 11b, a metal foil such as a copper foil is disposed at a position facing the component surface land 2. An annular solder surface land 3 formed by coating is formed, and a through hole 4 serving as a communication hole for connecting the component surface land 2 and the solder surface land 3 is formed in the circuit board 11. A plated layer made of, for example, copper or the like is formed in a hollow tubular shape on the inner peripheral surface of the through hole 4 and is integrated by being coupled to the component surface land 2 and the solder surface land 3.

部品面ランド2の外周端部となる部品面ランド端部2aにはソルダーレジスト15が被せられており、同様に、はんだ面ランド3の外周端部となるはんだ面ランド端部3aにもソルダーレジスト16が被せられている。部品面ランド2及びはんだ面ランド3のうち、ソルダーレジスト15,16で覆われていない部分である部品面露出部2b及びはんだ面露出部3bは、銅箔表面が露出したままであり、一般的には耐熱プリフラックスによる基板表面処理が施されている。部品面ランド2とソルダーレジスト15との重なりの下限は基本的にソルダーレジスト15が部品面ランド端部2aを覆うように、ソルダーレジスト15の開口範囲(露出部2bの径)が部品面ランド2のランド径よりも小さければよいが、ランド2とソルダーレジスト15との重なり部分の幅が0.01mm以上であることが望ましく、0.02mm以上である方が更に望ましい。一方、重なり幅の上限は、後述するはんだフィレット8aが形成でき、ソルダーレジスト15の開口範囲がスルーホール4の径よりも大きくなるような範囲で決定される。はんだ面ランド3とソルダーレジスト16との重なりについても上記と同様の範囲で決定される。   Solder resist 15 is covered on the component surface land end 2a which is the outer peripheral end of the component surface land 2, and similarly, the solder resist land end 3a which is the outer peripheral end of the solder surface land 3 is also solder resist. 16 is covered. Of the component surface land 2 and the solder surface land 3, the component surface exposed portion 2b and the solder surface exposed portion 3b which are portions not covered with the solder resists 15 and 16 are generally exposed to the copper foil surface. Is subjected to substrate surface treatment with heat-resistant preflux. The lower limit of the overlap between the component surface land 2 and the solder resist 15 is basically such that the opening range of the solder resist 15 (the diameter of the exposed portion 2b) is such that the solder resist 15 covers the component surface land end 2a. However, the width of the overlapping portion between the land 2 and the solder resist 15 is desirably 0.01 mm or more, and more desirably 0.02 mm or more. On the other hand, the upper limit of the overlapping width is determined in such a range that a solder fillet 8 a described later can be formed and the opening range of the solder resist 15 is larger than the diameter of the through hole 4. The overlap between the solder surface land 3 and the solder resist 16 is also determined within the same range as described above.

7は、挿入部品としての電子部品のリードであり、回路基板11の部品面11a側からスルーホール4に挿通され、はんだ面11b側から鉛フリーはんだを使用したフローはんだ付けが行われる。当該フローはんだ付け工程において、各種挿入部品を実装した回路基板11を例えば噴流はんだ槽に通すと、当該噴流はんだ槽内で溶融した鉛フリーはんだがはんだ面ランド3を濡らすと共に、その表面張力によりスルーホール4内をはんだ上がりし、反対面の部品面ランド2をも濡らす。そして、回路基板11が前記噴流はんだ槽を抜けると、スルーホール4に溜まった鉛フリーはんだ8が冷却凝固し、部品面ランド2及びはんだ面ランド3には鉛フリーはんだ8によるはんだフィレット8a,8bが形成される。このはんだフィレット8a,8bの半径はソルダーレジスト15,16の開口半径以下となっている。   Reference numeral 7 denotes an electronic component lead as an insertion component, which is inserted into the through hole 4 from the component surface 11a side of the circuit board 11, and is subjected to flow soldering using lead-free solder from the solder surface 11b side. In the flow soldering process, when the circuit board 11 on which various insertion parts are mounted is passed through, for example, a jet solder bath, lead-free solder melted in the jet solder bath wets the solder surface land 3 and through-flows due to the surface tension. The inside of the hole 4 is soldered up, and the component surface land 2 on the opposite surface is also wetted. When the circuit board 11 passes through the jet solder bath, the lead-free solder 8 accumulated in the through hole 4 is cooled and solidified, and solder fillets 8a, 8b made of lead-free solder 8 are formed on the component surface land 2 and the solder surface land 3. Is formed. The radius of the solder fillets 8a and 8b is equal to or smaller than the opening radius of the solder resists 15 and 16.

上記構成では、はんだフィレット8aが部品面ランド端部2aよりも内側に形成され、鉛フリーはんだ8が収縮する時のはんだフィレット8aに沿った斜め上方向への張力と、はんだフィレット形成角との関係により発生する、回路基板11の熱収縮に反発する力が最も回路基板11との密着が弱いランド端部2aではなく、回路基板11との密着がより高いランド2の内側に掛かるようになるため、部品面ランド2を剥がれにくくすることができる。また、部品面ランド端部2aが鉛フリーはんだ8によって固定されないため、部品面ランド2が回路基板11の熱膨張収縮により追従しやすくなる。これにより、鉛フリーはんだ8にて多発するランドはく離を抑制することが可能となる。
特開2002−237674号公報
In the above configuration, the solder fillet 8a is formed on the inner side of the component surface land end 2a, and the tension in the diagonally upward direction along the solder fillet 8a when the lead-free solder 8 contracts, and the solder fillet forming angle The force repelling thermal contraction of the circuit board 11 generated by the relationship is applied not to the land end 2a having the weakest contact with the circuit board 11, but to the inside of the land 2 having the higher contact with the circuit board 11. Therefore, the component surface land 2 can be made difficult to peel off. In addition, since the component surface land end 2 a is not fixed by the lead-free solder 8, the component surface land 2 is easily followed by thermal expansion and contraction of the circuit board 11. As a result, it is possible to suppress land separation that frequently occurs in the lead-free solder 8.
JP 2002-237664 A

前述のように、鉛フリーはんだに対応した回路基板11では、基板表面処理がはんだレベラーから主に耐熱プリフラックスに替わっており、部品面ランド2,はんだ面ランド3等のランドを形成する銅箔パターンが露出している。鉛フリーはんだははんだ濡れ性が鉛入りはんだより悪く、フローはんだ付けを行った場合に、回路基板11においてはんだ面11b側から部品面11a側へのはんだ上がりが不足し、部品面ランド2の中心部分にのみはんだフィレット8aが形成され、その周りの銅箔パターンである部品面露出部2bが環状に露出したままとなる、いわゆる赤目現象が生じるという問題があった。上記従来の回路基板では、この赤目現象に考えが及んでおらず、ランド剥離を抑制することに傾倒していた。そのため、部品面ランド2にも良好なはんだフィレット8aが形成されるように、部品面ランド2の部品面露出部2bははんだ面ランド3のはんだ面露出部3bと略同じ径になっており、鉛フリーはんだのはんだ濡れ性の悪さから溶融した鉛フリーはんだ8が部品面露出部2bの外周端部まで濡れ広がることが困難であった。部品面露出部2bが露出したままであるとやがて酸化し、ひいては電子機器の信頼性低下を招く虞がある。   As described above, in the circuit board 11 corresponding to the lead-free solder, the board surface treatment is changed from the solder leveler to mainly the heat-resistant preflux, and the copper foil for forming lands such as the component surface land 2 and the solder surface land 3 is formed. The pattern is exposed. Lead-free solder has poorer solder wettability than lead-containing solder. When flow soldering is performed, the circuit board 11 has insufficient solder rising from the solder surface 11b side to the component surface 11a side. There is a problem that a so-called red-eye phenomenon occurs in which the solder fillet 8a is formed only in the portion, and the component surface exposed portion 2b which is a copper foil pattern around the portion remains exposed in a ring shape. In the above conventional circuit board, this red-eye phenomenon has not been considered, and it has been inclined to suppress land peeling. Therefore, the component surface exposed portion 2b of the component surface land 2 has substantially the same diameter as the solder surface exposed portion 3b of the solder surface land 3 so that a good solder fillet 8a is formed also on the component surface land 2. Due to the poor solder wettability of lead-free solder, it was difficult for the molten lead-free solder 8 to wet and spread to the outer peripheral end of the component surface exposed portion 2b. If the component surface exposed portion 2b remains exposed, it will eventually oxidize, and as a result, the reliability of the electronic device may be reduced.

そこで本発明は上記問題点に鑑み、鉛フリーはんだ付け時におけるランドの露出現象を防ぐ回路基板及びこの回路基板を用いた電子機器を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a circuit board that prevents a land exposure phenomenon during lead-free soldering and an electronic device using the circuit board.

本発明における請求項1では、回路配線と、部品面側に形成された部品面ランドと、はんだ面側に形成されたはんだ面ランドと、前記部品面ランドと前記はんだ面ランドを接続するスルーホールとを有し、前記スルーホールに挿入部品が挿入された状態で鉛フリーはんだを用いて実装される回路基板において、前記部品面ランドの露出部の径と前記はんだ面ランドの露出部の径とが異なるように、前記部品面ランド及び前記はんだ面ランドの各外周端部がそれぞれ保護材で覆われている。   According to a first aspect of the present invention, circuit wiring, a component surface land formed on the component surface side, a solder surface land formed on the solder surface side, and a through hole connecting the component surface land and the solder surface land In a circuit board mounted using lead-free solder in a state where the insertion component is inserted into the through hole, the diameter of the exposed portion of the component surface land and the diameter of the exposed portion of the solder surface land Are different from each other so that the respective outer peripheral ends of the component surface land and the solder surface land are covered with a protective material.

本発明では鉛フリーはんだの濡れ広がり性があまり良くないという特性に着目し、部品面ランドの露出部の径とはんだ面ランドの露出部の径とを異ならせることにより、ランドの露出部に鉛フリーはんだを行き渡らせてランドの酸化を防ぐことができる。   In the present invention, focusing on the property that the lead-free solder does not have very good wettability, the diameter of the exposed part of the component surface land is different from the diameter of the exposed part of the solder surface land, so that the exposed part of the land has lead. Free solder can be distributed to prevent land oxidation.

本発明における請求項2の回路基板では、前記保護材は、ソルダーレジスト又は基板シルクであることを特徴とする。   The circuit board according to claim 2 of the present invention is characterized in that the protective material is a solder resist or a substrate silk.

このようにすると、回路基板に一般的に使用されている既存の材料を利用して各ランドを保護することができる。   If it does in this way, each land can be protected using the existing material generally used for the circuit board.

本発明における請求項3の電子機器では、前記挿入部品が前記鉛フリーはんだではんだ付け実装された請求項1又は請求項2に記載の回路基板を用いたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an electronic apparatus using the circuit board according to the first or second aspect, wherein the insertion component is soldered and mounted with the lead-free solder.

このようにすると、鉛フリーはんだに対応した回路基板であっても信頼性の高い電子機器を提供することができる。   If it does in this way, even if it is a circuit board corresponding to lead-free solder, a reliable electronic device can be provided.

本発明の請求項1によると、鉛フリーはんだ付け時におけるランドの露出現象を防ぐ回路基板を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a circuit board that prevents a land exposure phenomenon during lead-free soldering.

本発明の請求項2によると、低コストでランドを保護することができる。   According to claim 2 of the present invention, the land can be protected at low cost.

本発明の請求項3によると、電子機器の信頼性を保ちながら鉛フリーはんだに対応することができる。   According to claim 3 of the present invention, it is possible to cope with lead-free solder while maintaining the reliability of the electronic device.

以下、添付図面を参照しながら、本発明における回路基板の好ましい実施例を説明する。なお、従来例と同一箇所には同一符号を付し、共通する部分の説明は重複するため極力省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a circuit board according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same location as a prior art example, and it abbreviate | omits as much as possible since description of a common part overlaps.

図1は、本実施例における回路基板1の構成を示す縦断面図であるが、ソルダーレジスト5の被せ量以外の構成については、従来例の回路基板11と略同様である。すなわち、回路基板1は、図示しない回路配線と、部品面1a側に形成された部品面ランド2と、はんだ面1b側に形成されたはんだ面ランド3と、これらのランドを接続するスルーホール4とを有している。部品面ランド2の外周端部となる部品面ランド端部2aにはソルダーレジスト5が被せられており、同様に、はんだ面ランド3の外周端部となるはんだ面ランド端部3aにもソルダーレジスト6が被せられているが、従来例と異なり、部品面露出部2bの径とはんだ面露出部3bの径との大小関係が異なっている。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of the circuit board 1 in the present embodiment. The configuration other than the covering amount of the solder resist 5 is substantially the same as the circuit board 11 of the conventional example. That is, the circuit board 1 includes a circuit wiring (not shown), a component surface land 2 formed on the component surface 1a side, a solder surface land 3 formed on the solder surface 1b side, and a through hole 4 connecting these lands. And have. Solder resist 5 is covered on the component surface land end 2a which is the outer peripheral end of the component surface land 2, and similarly, the solder resist land end 3a which is the outer peripheral end of the solder surface land 3 is also solder resist. However, unlike the conventional example, the magnitude relationship between the diameter of the component surface exposed portion 2b and the diameter of the solder surface exposed portion 3b is different.

同図において、aはスルーホール4の直径を表すT/H径、bは部品面ランド2又ははんだ面ランド3の直径を表すランド径、cは部品面1a側に塗布されたソルダーレジスト5の開口直径を表す部品面レジスト径、dは部品面ランド2の部品面露出部2bの幅を表す部品面ランド残量、eは部品面ランド2の部品面ランド端部2aとソルダーレジスト5との重なり幅を表す部品面レジスト被せ量、fははんだ面1b側に塗布されたソルダーレジスト6の開口直径を表すはんだ面レジスト径、gははんだ面ランド3のはんだ面露出部3bの幅を表すはんだ面ランド残量、hははんだ面ランド3のはんだ面ランド端部3aとソルダーレジスト6との重なり幅を表すはんだ面レジスト被せ量である。ここで、部品面レジスト径c及び部品面レジスト被せ量eは部品面ランド残量dに合わせて設定される一方、はんだ面レジスト径f及びはんだ面ランド残量gははんだ面レジスト被せ量hに合わせて設定されている。これは、部品面ランド2では、常に、はんだ上がりした鉛フリーはんだ8が濡れ広がることが可能なランド残量dとするためである。一方、はんだ面ランド3では、レジスト被せ量hをランド剥離が発生しない最小の値として、ランド残量gをできるだけ大きくして良好なはんだフィレット8bを形成させるためである。このように、ランド径bの増大量に比べて部品面レジスト径cの増大量は少ない、すなわち部品面ランド残量dは常にはんだ面ランド残量gよりも小さな値に設定されている。これに対してはんだ面レジスト径f及びはんだ面ランド残量gはランド径bの大きさに比例して大きくなっている。なお、従来では、部品面ランド残量dははんだ面ランド残量gと略同値であり、どちらもランド径bの大きさに比例して大きくなっていた。   In the figure, a is the T / H diameter representing the diameter of the through hole 4, b is the land diameter representing the diameter of the component surface land 2 or solder surface land 3, and c is the solder resist 5 applied to the component surface 1a side. The component surface resist diameter representing the opening diameter, d is the remaining amount of the component surface land representing the width of the component surface exposed portion 2b of the component surface land 2, and e is the component surface land end 2a of the component surface land 2 and the solder resist 5. The component surface resist covering amount representing the overlapping width, f is the solder surface resist diameter representing the opening diameter of the solder resist 6 applied to the solder surface 1 b side, and g is the solder representing the width of the solder surface exposed portion 3 b of the solder surface land 3. The remaining surface land, h, is a solder surface resist covering amount that represents the overlapping width between the solder surface land end 3 a of the solder surface land 3 and the solder resist 6. Here, the component surface resist diameter c and the component surface resist coverage e are set according to the component surface land remaining amount d, while the solder surface resist diameter f and the solder surface land remaining amount g are set to the solder surface resist coverage h. It is set together. This is because the component-side land 2 always has a land remaining amount d that allows the solder-free lead-free solder 8 to spread and spread. On the other hand, in the solder surface land 3, the resist covering amount h is set to a minimum value at which no land peeling occurs, and the land remaining amount g is increased as much as possible to form a good solder fillet 8b. Thus, the increase amount of the component surface resist diameter c is smaller than the increase amount of the land diameter b, that is, the component surface land remaining amount d is always set to a value smaller than the solder surface land remaining amount g. On the other hand, the solder surface resist diameter f and the solder surface land remaining amount g are increased in proportion to the size of the land diameter b. Conventionally, the component surface land remaining amount d is substantially equal to the solder surface land remaining amount g, and both of them are increased in proportion to the size of the land diameter b.

回路基板1の部品面1a側からスルーホール4にリード7が挿通され、はんだ面1b側から鉛フリーはんだを使用したフローはんだ付けが行われる。当該フローはんだ付け工程において、各種挿入部品を実装した回路基板1を例えば噴流はんだ槽に通すと、当該噴流はんだ槽内で溶融した鉛フリーはんだがはんだ面ランド3を濡らすと共に、その表面張力によりスルーホール4内をはんだ上がりし、反対面の部品面ランド2をも濡らす。このとき、部品面ランド2の部品面露出部2bは鉛フリーはんだ8が十分に濡れ広がることが可能な量しかないため、部品面露出部2bの露出面は鉛フリーはんだ8により全面覆われる。そして、回路基板1が前記噴流はんだ槽を抜けると、スルーホール4に溜まった鉛フリーはんだ8が冷却凝固し、部品面ランド2及びはんだ面ランド3には鉛フリーはんだ8によるはんだフィレット8a,8bが形成される。このはんだフィレット8aの直径は部品面レジスト径cと常に同値になり、部品面ランド2を形成する例えば銅箔などの金属箔が露出したままになることはない。従って、鉛フリーはんだ8の濡れ広がり性があまり良くなくても赤目現象を防止することができる。   Leads 7 are inserted into the through holes 4 from the component surface 1a side of the circuit board 1, and flow soldering using lead-free solder is performed from the solder surface 1b side. In the flow soldering process, when the circuit board 1 on which various insertion parts are mounted is passed through, for example, a jet solder bath, lead-free solder melted in the jet solder bath wets the solder surface land 3, and through the surface tension. The inside of the hole 4 is soldered up, and the component surface land 2 on the opposite surface is also wetted. At this time, since the component surface exposed portion 2b of the component surface land 2 has only an amount that allows the lead-free solder 8 to be sufficiently wet and spread, the exposed surface of the component surface exposed portion 2b is entirely covered with the lead-free solder 8. When the circuit board 1 passes through the jet solder bath, the lead-free solder 8 accumulated in the through-hole 4 is cooled and solidified, and solder fillets 8a and 8b made of lead-free solder 8 are formed on the component surface land 2 and the solder surface land 3. Is formed. The diameter of the solder fillet 8a is always equal to the component surface resist diameter c, and a metal foil such as a copper foil that forms the component surface land 2 is not exposed. Therefore, the red-eye phenomenon can be prevented even if the wet-spreading property of the lead-free solder 8 is not very good.

このように、部品面ランド2の部品面露出部2bを小さくすることにより、赤目現象を効果的に防ぐことができるが、部品面ランド端部2aを覆う保護材としてはソルダーレジスト5に限られず、部品面ランド2を被覆して酸化や腐食を防ぐことが可能なものであればどのようなものでもよい。従って、回路基板1の回路記号表示等に使用される基板シルクなどを保護材として使用してもよく、この場合は部品面ランド端部2aにシルクスクリーン印刷を行うことで容易に実施可能である。   Thus, by reducing the component surface exposed portion 2b of the component surface land 2, the red-eye phenomenon can be effectively prevented, but the protective material covering the component surface land end portion 2a is not limited to the solder resist 5. Any material may be used as long as it can cover the component land 2 and prevent oxidation and corrosion. Accordingly, a substrate silk used for displaying a circuit symbol of the circuit substrate 1 may be used as a protective material, and in this case, it can be easily implemented by performing silk screen printing on the component surface land end 2a. .

図2は、本実施例の変形例を示したものであり、部品面ランド2が全てソルダーレジスト5により覆われている。すなわち、当該変形例では部品面ランド2には部品面露出部2bが完全に無くなった状態になっている。図1の回路基板1に限らず、従来の回路基板11においても鉛フリーはんだ8の濡れ広がり性が良い特性を有する材料を使用した場合には、部品面露出部2bを全てはんだフィレット8aで覆うことはできるが、いわゆるリフトオフの発生によりはんだフィレット8aの裾がめくれ上がってしまい、露出する虞がある。そこで、当該変形例では、部品面ランド2を全てソルダーレジスト5で覆うことにより、部品面ランド2が露出する虞を完全に払拭している。但し、実際には、部品面ランド2の全面にソルダーレジスト5を塗布してしまうと、ソルダーレジスト5の位置誤差によりスルーホール4内にソルダーレジスト5が侵入してしまう虞があるため、当該位置誤差を見込んだ値のランド残量dを残すのが好ましい。   FIG. 2 shows a modification of the present embodiment, in which the component surface lands 2 are all covered with the solder resist 5. That is, in the modification, the component surface land 2 is completely free of the component surface exposed portion 2b. In the case of using not only the circuit board 1 of FIG. 1 but also a conventional circuit board 11 having a material with good wettability of the lead-free solder 8, the entire component surface exposed portion 2 b is covered with the solder fillet 8 a. However, there is a possibility that the bottom of the solder fillet 8a is turned up by the occurrence of so-called lift-off and exposed. Therefore, in this modified example, by covering all the component surface lands 2 with the solder resist 5, the possibility that the component surface lands 2 are exposed is completely wiped out. However, in reality, if the solder resist 5 is applied to the entire surface of the component surface land 2, the solder resist 5 may enter the through hole 4 due to a position error of the solder resist 5. It is preferable to leave the land remaining amount d with a value that allows for an error.

さらに、当該変形例では、いわゆる引け巣(凝固割れ)をも防ぐことができる。この引け巣は、金属が凝固する際における体積収縮の時間差により発生した歪みであり、溶融している鉛フリーはんだ8の容積が大きい程、顕著に発生し易い。従って、上記従来例で示したように部品面1aとはんだ面1bの両面側に大きなはんだフィレット8a,8bが形成される両面基板に発生し易いが、部品面ランド2が全面ソルダーレジスト5で覆われているため、はんだフィレット8aの形成が抑制され、鉛フリーはんだ8の容積をはんだフィレット8a分減少させて引け巣を防ぐことができる。このことから、引け巣を防ぐには最低限、部品面ランド2の部品面露出部2bの径となる部品面レジスト径cがソルダーレジスト5を設けない場合に部品面ランド2に形成される鉛フリーはんだ8のはんだフィレット8aの径より小さくなるように、部品面ランド2を覆うようにすればよい。そうすれば、部品面ランド2に形成されるはんだフィレット8aが従来に比べて小さくなり、鉛フリーはんだ8の容積を減少させることができる。ここでは、ソルダーレジスト5は部品面ランド2を覆うと共に溶融した鉛フリーはんだ8による濡れを阻害する保護材として作用している。もちろん、当該保護材は前述のように基板シルクとしてもよい。このような利点を得る反面、部品面1a側にはんだフィレット8aが形成されないことによる接合強度不足が懸念されるが、鉛フリーはんだは現行の鉛入りはんだと同等以上の接合強度を有しているため、この点に関しては全く問題にならない。   Furthermore, in this modification, so-called shrinkage nests (solidification cracks) can be prevented. This shrinkage nest is distortion generated due to the time difference of volume shrinkage when the metal solidifies, and it is more likely to occur as the volume of the molten lead-free solder 8 increases. Therefore, as shown in the above conventional example, it tends to occur on a double-sided board in which large solder fillets 8a and 8b are formed on both sides of the component surface 1a and the solder surface 1b, but the component surface land 2 is covered with the solder resist 5 on the entire surface. Therefore, the formation of the solder fillet 8a is suppressed, and the volume of the lead-free solder 8 can be reduced by the solder fillet 8a to prevent shrinkage. Therefore, in order to prevent shrinkage, lead formed on the component surface land 2 at least when the component surface resist diameter c, which is the diameter of the component surface exposed portion 2b of the component surface land 2, is not provided with the solder resist 5 is provided. What is necessary is just to cover the component surface land 2 so that it may become smaller than the diameter of the solder fillet 8a of the free solder 8. Then, the solder fillet 8a formed on the component surface land 2 becomes smaller than the conventional one, and the volume of the lead-free solder 8 can be reduced. Here, the solder resist 5 acts as a protective material that covers the component surface land 2 and inhibits wetting by the molten lead-free solder 8. Of course, the protective material may be substrate silk as described above. While obtaining such advantages, there is a concern about insufficient joint strength due to the fact that the solder fillet 8a is not formed on the component surface 1a side, but lead-free solder has joint strength equal to or higher than that of current lead-containing solder. Therefore, this is not a problem at all.

以上のように本実施例では、回路配線と、部品面1a側に形成された部品面ランド2と、はんだ面1b側に形成されたはんだ面ランド3と、部品面ランド2とはんだ面ランド3を貫通するスルーホール4とを有し、スルーホール4に挿入部品が挿入された状態で鉛フリーはんだ8を用いて実装される回路基板1において、部品面ランド2の部品面露出部2bの径となる部品面レジスト径cとはんだ面ランド3のはんだ面露出部3bの径となるはんだ面レジスト径fが異なるように、部品面ランド2及びはんだ面ランド3の各外周端部としての部品面ランド端部2a,はんだ面ランド端部3aがそれぞれ保護材としてのソルダーレジスト5,6で覆われている。   As described above, in this embodiment, the circuit wiring, the component surface land 2 formed on the component surface 1a side, the solder surface land 3 formed on the solder surface 1b side, the component surface land 2 and the solder surface land 3 are formed. In the circuit board 1 that is mounted using the lead-free solder 8 in a state where the insertion component is inserted into the through hole 4, the diameter of the component surface exposed portion 2 b of the component surface land 2 is provided. The component surface as each outer peripheral edge of the component surface land 2 and the solder surface land 3 such that the component surface resist diameter c and the solder surface resist diameter f which is the diameter of the solder surface exposed portion 3b of the solder surface land 3 are different. The land end 2a and the solder surface land end 3a are respectively covered with solder resists 5 and 6 as protective materials.

本発明では鉛フリーはんだ8の濡れ広がり性があまり良くないという特性に着目し、部品面レジスト径cとはんだ面レジスト径fとを異ならせることにより、ランドの露出部に鉛フリーはんだ8を行き渡らせてランドの酸化を防ぐことができる。従って、鉛フリーはんだ付け時におけるランドの露出現象を防ぐ回路基板1を提供することができる。   In the present invention, paying attention to the property that the lead-free solder 8 does not have a very good wettability, the lead-free solder 8 is spread over the exposed portions of the lands by making the component surface resist diameter c different from the solder surface resist diameter f. It is possible to prevent land oxidation. Therefore, it is possible to provide the circuit board 1 that prevents the land exposure phenomenon during lead-free soldering.

また本実施例の回路基板1では、前記保護材は、ソルダーレジスト5,6又は基板シルクであることを特徴とする。   Moreover, in the circuit board 1 of the present embodiment, the protective material is solder resist 5, 6 or substrate silk.

このようにすると、回路基板1に一般的に使用されている既存の材料を利用して部品面ランド2,はんだ面ランド3を保護することができる。従って、低コストでランドを保護することができる。   If it does in this way, the component surface land 2 and the solder surface land 3 can be protected using the existing material generally used for the circuit board 1. Therefore, the land can be protected at a low cost.

さらに本実施例の回路基板1では、部品面ランド2を覆うと共に溶融した鉛フリーはんだ8による濡れを阻害する保護材としてのソルダーレジスト5を設け、当該ソルダーレジスト5は、部品面ランド2の部品面露出部2bの径となる部品面レジスト径cがソルダーレジスト5を設けない場合に部品面ランド2に形成される鉛フリーはんだ8のはんだフィレット8aの径より小さくなるように、部品面ランド2を覆うものであることを特徴とする。   Furthermore, in the circuit board 1 of the present embodiment, a solder resist 5 is provided as a protective material that covers the component surface land 2 and inhibits wetting by the molten lead-free solder 8, and the solder resist 5 is a component of the component surface land 2. The component surface land 2 is such that the component surface resist diameter c, which is the diameter of the surface exposed portion 2b, is smaller than the diameter of the solder fillet 8a of the lead-free solder 8 formed on the component surface land 2 when the solder resist 5 is not provided. It is characterized by covering.

このようにすると、部品面ランド2に形成されるはんだフィレット8aが従来に比べて小さくなり、鉛フリーはんだ8の容積を減少させて引け巣を防ぐことができる。   If it does in this way, the solder fillet 8a formed in the component surface land 2 will become small compared with the past, and the volume of the lead-free solder 8 can be reduced to prevent shrinkage.

そして、前記挿入部品が鉛フリーはんだ8ではんだ付け実装された回路基板1を電子機器に用いることにより、鉛フリーはんだ8に対応した回路基板1であっても信頼性の高い電子機器を提供することができる。従って、電子機器の信頼性を保ちながら鉛フリーはんだ8に対応することができる。   Then, by using the circuit board 1 in which the insert component is soldered and mounted with the lead-free solder 8 for an electronic device, a highly reliable electronic device is provided even if the circuit board 1 is compatible with the lead-free solder 8. be able to. Therefore, the lead-free solder 8 can be handled while maintaining the reliability of the electronic device.

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。本発明の回路基板1はあらゆる電子機器に使用可能であり、実装部品に関しても挿入部品と表面実装部品とを混載してもよい。また、回路基板1自体の構成については例えば材質,形状,層数などあらゆる回路基板に対して適用可能である。ランドの形状も特に限定されるものではなく、例えば、三角形や四角形等の多角形の他、楕円形,星形,十字形などどのような形状でもよい。   In addition, this invention is not limited to the said Example, It can change in the range which does not deviate from the meaning of this invention. The circuit board 1 of the present invention can be used in any electronic device, and an insertion component and a surface mounting component may be mixedly mounted on the mounting component. The configuration of the circuit board 1 itself can be applied to any circuit board such as material, shape, and number of layers. The shape of the land is not particularly limited, and may be any shape such as an ellipse, a star, or a cross in addition to a polygon such as a triangle or a quadrangle.

本発明における回路基板のスルーホール構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the through-hole structure of the circuit board in this invention. 同上、スルーホール構造の変形例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the modification of a through-hole structure same as the above. 従来における回路基板のスルーホール構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the through-hole structure of the circuit board in the past.

符号の説明Explanation of symbols

1 回路基板
1a 部品面
1b はんだ面
2 部品面ランド
2a 部品面ランド端部
2b 部品面露出部
3 はんだ面ランド
3a はんだ面ランド端部
3b はんだ面露出部
4 スルーホール
5,6 ソルダーレジスト(保護材)
8 鉛フリーはんだ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circuit board 1a Component surface 1b Solder surface 2 Component surface land 2a Component surface land edge part 2b Component surface exposed part 3 Solder surface land 3a Solder surface land edge part 3b Solder surface exposed part 4 Through-hole 5,6 Solder resist (protective material) )
8 Lead-free solder

Claims (3)

回路配線と、部品面側に形成された部品面ランドと、はんだ面側に形成されたはんだ面ランドと、前記部品面ランドと前記はんだ面ランドを接続するスルーホールとを有し、前記スルーホールに挿入部品が挿入された状態で鉛フリーはんだを用いて実装される回路基板において、前記部品面ランドの露出部の径と前記はんだ面ランドの露出部の径とが異なるように、前記部品面ランド及び前記はんだ面ランドの各外周端部がそれぞれ保護材で覆われたことを特徴とする回路基板。 Circuit wiring, a component surface land formed on the component surface side, a solder surface land formed on the solder surface side, and a through hole connecting the component surface land and the solder surface land, the through hole In the circuit board mounted using lead-free solder in a state where the inserted component is inserted into the component surface, the diameter of the exposed portion of the component surface land is different from the diameter of the exposed portion of the solder surface land. A circuit board, wherein each of the outer peripheral ends of the land and the solder surface land is covered with a protective material. 前記保護材は、ソルダーレジスト又は基板シルクであることを特徴とする請求項1記載の回路基板。 The circuit board according to claim 1, wherein the protective material is a solder resist or a substrate silk. 前記挿入部品が前記鉛フリーはんだではんだ付け実装された請求項1又は請求項2に記載の回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
The electronic device using the circuit board according to claim 1 or 2, wherein the insertion component is mounted by soldering with the lead-free solder.
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