JP2007173554A - プリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線基板に電子部品をフロー半田付けする工程において、鉛フリー半田を用いながら、電極板を接触させるためのパターン部分の上面に、良好な平面を有する半田膜を形成する。
【解決手段】本発明のプリント配線基板１の製造方法は、基板上に配線パターンを作成するパターン作成工程と、前記基板上にレジストを塗布するレジスト塗布工程とを備えてなる製造方法において、前記レジスト塗布工程の実行時に、前記配線パターンのうちの電極板を接触させるためのパターン部分の上面に塗布したレジスト膜に、細長い波形形状の複数の開口部を形成するように構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に配線パターンを作成するパターン作成工程と、基板上にレジストを塗布するレジスト塗布工程とを備えてなるプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板に関する。

例えば産業用ロボット等の制御機器に組み込まれるプリント配線基板においては、配線パターンの中に電極板（例えばＦＧプレート）を接触させるための矩形状のパターン部分が形成されている。この矩形状のパターン部分の上面には、ソルダー（半田）コートが施されており、電極板との接触が良好に行われるように構成されている。尚、上記ソルダーコートは、プリント配線基板を製造する場合に、パターン作成工程とレジスト塗布工程を順に実行した後、ソルダーコート塗布工程として実行されている。
特開２０００−３５１００６号公報

近年、プリント配線基板に対して鉛フリー化対策が実施されており、この鉛フリー化に伴い、ソルダーコートを用いないプリフラックス基板を使用する必要がある。このプリフラックス基板を使用すると、プリント配線基板を製造した時点では、電極板を接触させるためのパターン部分の上面にはソルダーコートが施されていない。このままにすると、電極板を接触させるためのパターン部分の上面は、銅箔がむき出しとなることから、該銅箔部分が酸化・腐食して、電極板が接触するときに接触不良が発生するおそれがある。

このため、後の工程、例えばプリント配線基板に電子部品をフロー半田付けする工程において、電極板を接触させるためのパターン部分の上面に半田の膜を形成する対策が考えられる。しかし、鉛フリー半田は、半田の濡れ性が低下するため、電極板を接触させるためのパターン部分の上面において、半田がうまく濡れ広がらないという問題点があった。また、上記パターン部分の上面において、半田が濡れたとしても、上記パターン部分の上面に形成された半田膜の上面が良い平面にならず、凹凸が存在してしまうことから、電極板との接触が安定しないという不具合も発生した。

そこで、本発明の目的は、プリント配線基板に電子部品をフロー半田付けする工程において、鉛フリー半田を用いながら、電極板を接触させるためのパターン部分の上面に、良好な平面を有する半田膜を形成することができるプリント配線基板の製造方法及びプリント配線基板を提供するにある。

本発明のプリント配線基板の製造方法は、基板上に配線パターンを作成するパターン作成工程と、前記基板上にレジストを塗布するレジスト塗布工程とを備えてなる製造方法において、前記レジスト塗布工程の実行時に、前記配線パターンのうちの電極板を接触させるためのパターン部分の上面に塗布したレジスト膜に、細長い波形形状の複数の開口部を形成するように構成したところに特徴を有する。

上記構成によれば、レジスト塗布工程の実行時に、配線パターンのうちの電極板を接触させるためのパターン部分の上面に塗布したレジスト膜に、細長い波形形状の複数の開口部を形成するように構成したので、プリント配線基板に電子部品をフロー半田付けする工程において、鉛フリー半田を用いながら、電極板を接触させるためのパターン部分の上面に、良好な平面を有する半田膜を形成することができる。

本発明のプリント配線基板は、基板と、この基板上に作成された配線パターンと、前記基板上に塗布されたレジスト膜とを備えてなるものにおいて、前記配線パターンのうちの電極板を接触させるためのパターン部分の上面に塗布したレジスト膜に、横長な矩形状開口部とこの矩形状開口部の横長な両辺部からほぼ等間隔に且つほぼ対称に突設された多数の溝状開口部とを有する開口部を形成するように構成したところに特徴を有する。

また、前記矩形状開口部の縦方向の寸法をａ、前記溝状開口部の突出長さ寸法をｂとしたときに、
ａ：（ａ＋２ｂ）が、ほぼ１：１．８となる共に、
前記溝状開口部の幅寸法をｃ、前記溝状開口部の突設間隔寸法をｄとしたときに、
ｃ：（ｃ＋ｄ）が、ほぼ１：３となるように構成することが好ましい。

以下、本発明の第１の実施例について、図１ないし図４を参照しながら説明する。まず、本実施例のプリント配線基板の製造方法によって製造するプリント配線基板１について、図４に従って説明する。プリント配線基板１は、例えば産業用ロボット等の制御機器に組み込まれるものであり、図４に示すように、制御機器の樹脂製のケース（一部図示）２に固定されている。

上記ケース２の側壁部２ａの上部には、電極板である例えばＦＧプレート３が装着されている。このＦＧプレート３は、全体として断面形状がほぼコ字状に形成されており、ケース２の側壁部２ａの上部を挟むように取り付けられている。ＦＧプレート３のプリント配線基板１側の部分には、接触片部４が切起し状に形成されている。

プリント配線基板１の上面には、所定形状の配線パターン５（一部図示）が設けられており、この配線パターン５の中には、上記ＦＧプレート３の接触片部４を接触させるための矩形状のパターン部分６が形成されている。このパターン部分６の上面には、細長い波形形状の複数の半田膜７が後述するようにして設けられている。この構成の場合、複数の半田膜７に対して、上記接触片部４が良好に接触（接続）するように構成されている。また、配線パターン５（パターン部分６）の上面のうちの半田膜７を除く部分と、プリント配線基板１の上面は、レジスト膜（図４には図示していない）で覆われている。尚、プリント配線基板１の上面及び下面には、図示しない種々の電気部品が実装（半田付け）されている。

次に、上記プリント配線基板１を製造する製造工程について、図１、図２、図３を参照して説明する。まず、図２のステップＳ１０において、基板上に配線パターンを作成するパターン作成工程を実行する。このパターン作成工程は、周知の工程と同じである。

続いて、ステップＳ２０へ進み、基板上にレジストを塗布するレジスト塗布工程を実行する。このレジスト塗布工程も、基本的には、周知の工程とほぼ同じであり、異なる点は、図１に示すように、配線パターン５のうちのＦＧプレート３の接触片部４を接触させるためのパターン部分６の上面（即ち、基板の上面全体）に塗布したレジスト膜８に、細長い波形形状の複数の開口部９を形成するように構成したところである。

そして、ステップＳ３０へ進み、基板上にプリフラックスを塗布する塗布工程を実行する。このプリフラックスは、基板製造最終工程で銅箔（導体パターン）表面の酸化防止・保護のために塗布するフラックスである。尚、従来のプリント配線基板の製造方法においては、上記プリフラックス塗布工程は実行せずに、銅箔（導体パターン）表面にソルダーコートを塗布する工程を実行する。これにより、プリント配線基板１の製造が完了する。

この後は、図３のステップＳ４０へ進み、上記したように製造されたプリント配線基板１に、部品を実装する工程を実行する。そして、ステップＳ５０へ進み、プリント配線基板１をフロー半田付けする工程を実行する。このとき、図１に示すように、フロー半田付け実行時のプリント配線基板１の搬送方向を、矢印Ａで示す方向に設定する。即ち、上記レジスト膜８に形成された細長い波形形状の複数の開口部９の一方の端部が、搬送方向Ａに沿うように構成する。

これにより、フロー半田付け実行時において、鉛フリー半田が上記複数の開口部９内のパターン部分６の上面全体に良好に濡れ広がるようになる。この結果、フロー半田付け工程において、鉛フリー半田を用いながら、ＦＧプレート３の接触片部４を接触させるためのパターン部分６の上面に、良好な平面を有する半田膜７を形成することができる。本発明者は、実験・試作等を実行することにより、上記パターン部分６の上面に良好な平面を有する半田膜７が形成されたことを確認した。

そして、ステップＳ６０へ進み、半田付けが完了したプリント配線基板１を制御機器のケース２内に組み付ける工程を実行する（図４参照）。これにより、制御機器が製品として完成する。

このような構成の本実施例によれば、レジスト塗布工程の実行時に、配線パターン５のうちのＦＧプレート３の接触片部４を接触させるためのパターン部分６の上面に塗布したレジスト膜８に、細長い波形形状の複数の開口部９を形成するように構成したので、プリント配線基板１に電子部品をフロー半田付けする工程において、鉛フリー半田を用いながら、触片部４を接触させるためのパターン部分６の上面に、良好な平面を有する半田膜７を形成することができる。特に、上記実施例においては、レジスト膜８に形成された細長い波形形状の複数の開口部９の一方の端部が、プリント配線基板１の搬送方向Ａに沿うように構成したので、フロー半田付け実行時において、鉛フリー半田が上記複数の開口部９内のパターン部分６の上面全体により一層良好に濡れ広がるようになる。

図５は、本発明の第２の実施例を示すものである。尚、第１の実施例と同一の構成には、同一符号を付している。この第２の実施例では、配線パターンのうちのＦＧプレート３の接触片部４を接触させるためのパターン部分６の上面に塗布したレジスト膜８に、横長な矩形状開口部１０と、この矩形状開口部１０の横長な両辺部からほぼ等間隔に且つほぼ対称に突設された多数の溝状開口部１１とを有してなる開口部１２を形成するように構成した。

そして、図５に示すように、矩形状開口部１０の縦方向の寸法をａ、溝状開口部１１の突出長さ寸法をｂとしたときに、
ａ：（ａ＋２ｂ）が、ほぼ１：１．８となる共に、
溝状開口部１１の幅寸法をｃ、溝状開口部１１の突設間隔寸法をｄとしたときに、
ｃ：（ｃ＋ｄ）が、ほぼ１：３となるように構成した。

尚、上述した以外の第２の実施例の構成は、第１の実施例と同じ構成となっている。
そして、このように構成した第２の実施例においても、プリント配線基板１に電子部品をフロー半田付けする工程において、鉛フリー半田を用いながら、触片部４を接触させるためのパターン部分６の上面に、良好な平面を有する半田膜を形成できることを、実験・試作等により確認している。

また、上記第２の実施例の場合、フロー半田付け実行時において、レジスト膜８に形成された開口部１２の多数の溝状開口部１１の一方の端部が、プリント配線基板１の搬送方向に沿うように構成することが好ましい。このように構成すると、鉛フリー半田が上記多数の溝状開口部１１内ひいては矩形状開口部１０内のパターン部分６の上面全体により一層良好に濡れ広がるようになる。

尚、上記各実施例においては、配線パターン５の中におけるＦＧプレート３の接触片部４を接触させるための矩形状のパターン部分６の上面に、半田膜７を形成する構成に適用したが、これに限られるものではなく、配線パターンの他のパターン部分の上面に半田膜を形成する構成に適用しても良い。

本発明の第１の実施例を示すもので、プリント配線基板、導体パターン、レジスト膜及び開口部を示す上面図 製造工程を示す図（その１） 製造工程を示す図（その２） プリント配線基板の組み付け状態を示す部分斜視図 本発明の第２の実施例を示す図１相当図

符号の説明

図面中、１はプリント配線基板、３はＦＧプレート（電極板）、４は接触片部、５は配線パターン、６はパターン部分、７は半田膜、８はレジスト膜、９は開口部、１０は矩形状開口部、１１は溝状開口部、１２は開口部を示す。

Claims (3)

1. 基板上に配線パターンを作成するパターン作成工程と、前記基板上にレジストを塗布するレジスト塗布工程とを備えてなるプリント配線基板の製造方法において、
   前記レジスト塗布工程の実行時に、前記配線パターンのうちの電極板を接触させるためのパターン部分の上面に塗布したレジスト膜に、細長い波形形状の複数の開口部を形成するように構成したことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
2. 基板と、この基板上に作成された配線パターンと、前記基板上に塗布されたレジスト膜とを備えてなるプリント配線基板において、
   前記配線パターンのうちの電極板を接触させるためのパターン部分の上面に塗布したレジスト膜に、横長な矩形状開口部とこの矩形状開口部の横長な両辺部からほぼ等間隔に且つほぼ対称に突設された多数の溝状開口部とを有する開口部を形成するように構成したことを特徴とするプリント配線基板。
3. 前記矩形状開口部の縦方向の寸法をａ、前記溝状開口部の突出長さ寸法をｂとしたときに、
   ａ：（ａ＋２ｂ）が、ほぼ１：１．８となる共に、
   前記溝状開口部の幅寸法をｃ、前記溝状開口部の突設間隔寸法をｄとしたときに、
   ｃ：（ｃ＋ｄ）が、ほぼ１：３となるように構成したことを特徴とする請求項２記載のプリント配線基板。

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