JP2007266178A - プリント配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】挿入型の電子部品と基板との間の半田接合状態を簡単に確認できるプリント配線基板を提供すること。
【解決手段】本発明にかかるプリント配線基板１０は、絶縁基材１１と、絶縁基材１１に形成され、電子部品２０の端子が挿入される部品挿入穴１２と、絶縁基材１１上に部品挿入穴１２の外周に沿って形成された環状の第１の導体パターン１３と、第１の導体パターン１３を囲うように形成された環状の第２の導体パターン１４とを備えている。また、第１の導体パターン１３の外周および第２の導体パターン１４の内周の間には環状の絶縁領域１７が設けられている。ピン端子２２の半田付け後に、第１および第２の導体パターン１３、１４の間の電気的導通の有無を確認するだけで、電子部品２０と基板１０との間の半田接合状態を確認できる。
【選択図】図２

Description

この発明は、プリント配線基板に関し、特に、ピン形状の端子を有する電子部品が実装されるプリント配線基板に関する。

オーディオ、コンピュータ、８ミリビデオ、携帯用電話等のエレクトロニクス製品には、多数の電子部品が高密度に実装されたプリント配線基板が搭載されている。このプリント配線基板上には、例えば、ディップ（DIP：Dual Inline Package）式のＩＣ、メモリＬＳＩ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、マイコンや、リード付き抵抗、コンデンサや、ジャンパーブロックなど、挿入実装型の電子部品も実装されている。

図４は、従来の挿入実装型の電子部品の実装状態を示す模式断面図であって、電子部品のピン端子をプリント配線基板の部品挿入穴に挿入した後に、電子部品のピン端子を半田付けによりプリント配線基板に取り付けた状態を示す図である。
図４に示されるように、挿入実装型の電子部品２０が板状のプリント配線基板１０ａの表面上に実装されている。電子部品２０は、ピン形状のピン端子２２と、パッケージ部２１とを備えており、ピン端子２２がパッケージ部２１の内部から外部へ引き出されている。

図４に示されるように、部品挿入穴１２が板状の絶縁基材１１を貫通して形成されている。この部品挿入穴１２には電子部品２０のピン端子２２が挿入される。導体パターン４０は、プリント配線基板１０の絶縁基材１１の表面上および裏面上に部品挿入穴１２の外周に沿って設けられた環状の導体膜と、これら２つの環状の導体膜を部品挿入穴１２の内側で電気的に接続した筒状の導体膜とから構成されている。

そして、電子部品２０のピン端子２２が部品挿入穴１２に挿入された状態で半田付けがなされて、電子部品２０のピン端子２２が半田３０により導体パターン４０に固定される。
なお、挿入型の電子部品をプリント配線基板に実装する技術の一例が、特許文献１に記載されている。
特開平８−１３９４４３号公報

ここで、図４に示されるように、プリント配線基板１０ａのうち、電子部品２０が実装された面側では、半田３０が電子部品２０のピン端子２２および導体パターン４０の間に流れ込まないことがあり、十分な半田接合強度が得られない場合があった。このとき、電子部品２０のパッケージ部２１が視界を遮るため、プリント配線基板１０ａのうち、電子部品２０が実装された面側の半田３０の接合状態を確認することができないという問題があった。

また、ピン端子２１および導体パターン４０の間の電気的な導通検査を行っても、十分な半田接合強度が得られる程度に、半田３０がピン端子２２および導体パターン４０の間に十分に流れ込んでいるかを確認することができなかった。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、挿入型の電子部品と基板との間の半田接合状態を簡単に確認できるプリント配線基板を提供することを目的とする。

本発明にかかるプリント配線基板は、ピン形状の端子を有する電子部品が実装されるプリント配線基板であって、板状の絶縁基材と、絶縁基材に形成され、電子部品の端子が挿入される貫通穴と、絶縁基材の一主面上に、貫通穴の外周に沿って、環状に形成された第１の導体パターンと、絶縁基材の一主面上に、第１の導体パターンを囲うように、環状に形成された第２の導体パターンとを備え、第１および第２の導体パターンの間が電気的に接続されないように、第１の導体パターンの外周および第２の導体パターンの内周の間に、環状の絶縁領域が設けられたことを特徴とするものである。
このような構成にしたことにより、挿入型の電子部品と基板との間の半田接合状態を簡単に確認できる。

ここで、絶縁基材の他主面上に、貫通穴の外周に沿って、環状に形成された第３の導体パターンと、第１および第３の導体パターンの間が電気的に接続されるように、貫通穴の内面に形成された第４の導体パターンとを備えてもよい。また、第１の導体パターンの外周および第２の導体パターンの内周の間の距離は約０．２ｍｍ以下であるのが好ましい。また、第１および第２の導体パターンは、円環状に形成されている。また、絶縁基材は、ガラスエポキシ材またはポリイミド樹脂材により形成されている。

本発明により、挿入型の電子部品と基板との間の半田接合状態を簡単に確認できる。

本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の構成について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の構成を示す図であって、図１（ａ）は、プリント配線基板の表面側から見たときの平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ切断線における断面図である。

図２は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板に、挿入実装型の電子部品を実装したときの実装状態を示す模式断面図であって、半田接合強度が十分に確保された半田接合状態を示す図である。図３は、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板に、挿入実装型の電子部品を実装したときの実装状態を示す模式断面図であって、半田接合強度が十分に確保されていない半田接合状態を示す図である。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、プリント配線基板１０は、板状の絶縁基材１１と、貫通穴としての部品挿入穴１２と、第１〜第４の導体パターン１３〜１６と、絶縁領域１７とを備えている。図２および図３に示されるように、このプリント配線基板１０には、特に、ピン形状のピン端子２２を有する電子部品２０が実装される。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、絶縁基材１１は板状に形成されており、絶縁基材の材料には例えばガラスエポキシ材が用いられている。なお、ガラスエポキシ材に代えて、絶縁基材の材料にポリイミド樹脂材を用いてもよい。貫通穴としての部品挿入穴１２は、絶縁基材１１に円筒状に貫通して形成されており、この部品挿入穴１２には電子部品２０のピン端子２２が挿入される。なお、部品挿入穴１２の形状は円筒状に限定されず、多角筒形状や楕円筒形状に形成されてもよい。部品挿入穴１２の内径は、ピン端子２２の外径寸法よりもひと回り大きくなるように設定されている。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、導電性の第１の導体パターン１３が、絶縁基材１１の一主面（表面）上に、部品挿入穴１２の外周に沿って、円環状に形成されている。また、導電性の第２の導体パターン１４が、絶縁基材１１の一主面（表面）上に、第１の導体パターン１３を囲うように、円環状に形成されている。また、第２の導体パターン１４には、他の電子部品へ接続するための引き出し線（不図示）が接続されている。また、導電性の第３の導体パターン１５が、絶縁基材１１の他主面（裏面）上に、部品挿入穴１２の外周に沿って、円環状に形成されている。なお、各導体パターンを除いた領域には、絶縁性のレジスト（不図示）が膜状に塗布されている。

第２の導体パターン１４の内径および外径は、ピン端子２２から第２の導体パターン１４上まで全周にわたり略円錐形状に広がる半田フィレットが形成されたときに、電子部品２０のピン端子２１およびプリント配線基板１０の間の半田接合強度が十分に確保できる程度に、設定されている。ここでは、例えば、第２の導体パターン１４の内径を約１．２ｍｍ、第２の導体パターン１４の外径を約１．６ｍｍに設定し、当該第１の導体パターン１３の幅を約０．０８ｍｍ〜０．１２ｍｍに設定している。

ここで、第３の導体パターン１５の外径は、第２の導体パターンの外径と略同一寸法に設定されている。また、第１〜第３の導体パターン１３〜１５は、例えば、銅箔により形成されている。なお、上記態様説明では、第１〜第３の導体パターン１３〜１５は円環状に形成されるものとしたが、第１〜第３の導体パターン１３〜１５を楕円環状や多角形環状に形成してもよい。ただし、第１〜第３の導体パターン１３〜１５を円環状に形成した場合、半田付け後に第１〜第３の導体パターン１３〜１５上に形成される半田フィレットを略円錐形状に形成できるので、第１〜第３の導体パターン１３〜１５を円環状に形成した場合の方が、第１〜第３の導体パターン１３〜１５を楕円環状や多角形環状に形成する場合よりも、より強い半田接合強度を確保できる。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示されるように、導電性の第４の導体パターン１６が、第１の導体パターン１３および第３の導体パターン１５の間が電気的に接続されるように、部品挿入穴１２の内面に沿って円筒状に形成されている。この第４の導体パターン１６は、例えば、銅メッキにより形成されている。

ここで、環状の絶縁領域１７が、第１および第２の導体パターン１３、１４の間が電気的に接続されないように、第１の導体パターン１３の外周および上記第２の導体パターン１４の内周の間に設けられている。
このように、第１および第２の導体パターン間に、環状の絶縁領域１７を設けたことによって、第１および第２の導体パターン１３、１４の間が半田３０により電気的に接続されたか否かを確認するだけで、電子部品２０とプリント配線基板１０との間の半田接合状態を簡単に確認できる。

なお、具体的な導通検査の際には、第１、第３および第４の導体パターン１３、１５、１６が電気的に接続されていることから、第３の導体パターン１５および第２の導体パターン１４のそれぞれにテスタ（不図示）の端子を接続して、電気的な導通の有無を確認するだけで、電子部品２０とプリント配線基板１０との間の半田接合状態を簡単に確認できる。

また、半田付けによって、少なくとも第１の導体パターン１３および電子部品２０のピン端子２２が半田３０により接合されることから、電子部品２０のピン端子２２および第２の導体パターン１４のそれぞれにテスタ（不図示）の端子を接続して、電気的な導通の有無を確認するだけで、電子部品２０とプリント配線基板１０との間の半田接合状態を簡単に確認できる。

また、図１（ｂ）に示されるように、第１の導体パターン１３の外周および第２の導体パターン１４の内周の間の距離Ａを約０．２ｍｍ以下に設定するのが好ましい。距離Ａが約０．２ｍｍ以上になると、半田付けの際に、半田３０の流動が絶縁領域１７によって阻まれてしまい、部品挿入穴１２内のピン端子２２をつたって流れてくる半田３０が第１の導体パターン１３から第２の導体パターン１４へ流れ込まなくなってしまうからである。

次に、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板に、挿入実装型の電子部品を実装したときの実装状態について、図に基づいて説明する。
まず、挿入実装型の電子部品を実装したとき際に、プリント配線基板１０および電子部品２０のピン端子２２の間の半田接合強度が十分に確保されている半田接合状態について、図２に基づいて説明する。

図２に示されるように、プリント配線基板１０の表面上においては、第１および第２の導体パターン１３、１４および絶縁領域１７を覆うように、半田３０が供給されており、半田フィレットがピン端子２２から第２の導体パターン１４上にまで略円錐形状に広がって形成されている。このとき、第１および第２の導体パターン１３、１４は半田３０により電気的に接続されている。また、プリント配線基板１０の裏面上においては、第３の導体パターン１５を覆うように、半田３０が供給されており、半田フィレットがピン端子２２から第３の導体パターン１５上にまで略円錐形状に広がって形成されている。また、電子部品２０のピン端子２２および第４の導体パターン１６の間にも半田３０が回りこんでいる。

次に、挿入実装型の電子部品を実装したとき際に、プリント配線基板１０および電子部品２０のピン端子２２の間の半田接合強度が十分に確保されていない半田接合状態について、図３に基づいて説明する。
図３に示されるように、プリント配線基板１０の裏面上においては、図２同様に、第３の導体パターン１５を覆うように、半田３０が供給されており、半田フィレットがピン端子２２から第３の導体パターン１５上にまで略円錐形状に広がって形成されている。また、電子部品２０のピン端子２２および第４の導体パターン１６の間にも半田３０が回りこんでいる。一方、プリント配線基板１０の表面上においては、半田３０が第１の導体パターン１３上にのみに供給され、第２の導体パターン１４上に供給されておらず、半田フィレットがピン端子２２から第１の導体パターン１３上にまでしか広がっていない。このとき、第１および第２の導体パターン１３、１４の間は電気的に接続されていない。

次に、本発明の実施の形態に係るプリント配線基板に挿入実装型の電子部品を実装したときの半田接合状態を確認する方法について、図に基づいて説明する。
プリント配線基板１０および電子部品２０のピン端子２２の間の半田接合状態を確認するために、テスタ（不図示）の一方の端子を第３の導体パターン１５またはピン端子２２に接触させ、テスタの他方の端子を第２の導体パターン１４に接触させる。このとき、テスタの他方を第２の導体パターン１４に直接接触できないときには、第２の導体パターン１４の上部の半田３０にテスタの他方を接触させる。

この結果、テスタにより、第２の導体パターン１４と、第３の導体パターン１５またはピン端子２２の間に、電気的な導通が確認できれば、図２に示されるように、半田接合強度が十分に確保された半田接合状態になっていると判断できる。一方、テスタにより、第２の導体パターン１４と、第３の導体パターン１５またはピン端子２２の間に、電気的な導通が確認できなければ、図３に示されるように、半田接合強度が十分に確保されていない半田接合状態になっていると判断できる。

以上のように、第１および第２の導体パターン間１３、１４に絶縁領域１７を設けたことによって、第１および第２の導体パターン１３、１４の間が半田３０により電気的に接続されたか否かを確認するだけで、電子部品２０とプリント配線基板１０との間の半田接合状態を簡単に確認できる。本発明に係るプリント配線基板１０は、プリント配線基板１０の表面側の半田接合状態が電子部品２０のパッケージ部２１などの存在により目視できない場合に、特に有効に使用できる。

以上の説明は、本発明を実施の形態を説明するものであり、本発明が以上の実施の形態に限定されるものではない。また、当業者であれば、以上の実施の形態の各要素を、本発明の範囲において、容易に変更、追加、変換することが可能である。
上記実施態様では、第３および第４の導体パターン１５、１６を絶縁基材１１に形成する説明をしたが、これら第３および第４の導体パターン１５、１６を形成しなくてもよい。

この場合、電子部品２０のピン端子２２および第２の導体パターン１４のそれぞれにテスタ（不図示）の端子を接続して、電気的な導通の有無を確認することにより、第１および第２の導体パターン１３、１４の間の電気的な接続の有無が確認でき、電子部品２０とプリント配線基板１０との間の半田接合状態を簡単に確認できる。

本発明の実施の形態に係るプリント配線基板の構成を示す図であって、図１（ａ）は、プリント配線基板の表面側から見たときの平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ切断線における断面図である。 本発明の実施の形態に係るプリント配線基板に、挿入実装型の電子部品を実装したときの実装状態を示す模式断面図であって、半田接合強度が十分に確保された半田接合状態を示す図である。 本発明の実施の形態に係るプリント配線基板に、挿入実装型の電子部品を実装したときの実装状態を示す模式断面図であって、半田接合強度が十分に確保されていない半田接合状態を示す図である。 従来の挿入実装型の電子部品の実装状態を示す模式断面図であって、電子部品のピン端子をプリント配線基板の部品挿入穴に挿入した後に、電子部品のピン端子を半田付けによりプリント配線基板に取り付けた状態を示す図である。

符号の説明

１０ プリント配線基板
１１ 絶縁基材
１２ 部品挿入穴
１３ 第１の導体パターン
１４ 第２の導体パターン
１５ 第３の導体パターン
１６ 第４の導体パターン
１７ 絶縁領域
２０ 電子部品
２１ パッケージ部
２２ ピン端子
３０ 半田

Claims (5)

1. ピン形状の端子を有する電子部品が実装されるプリント配線基板であって、
   板状の絶縁基材と、上記絶縁基材に形成され、上記電子部品の上記端子が挿入される貫通穴と、上記絶縁基材の一主面上に、上記貫通穴の外周に沿って、環状に形成された第１の導体パターンと、上記絶縁基材の一主面上に、上記第１の導体パターンを囲うように、環状に形成された第２の導体パターンとを備え、
   上記第１および第２の導体パターンの間が電気的に接続されないように、上記第１の導体パターンの外周および上記第２の導体パターンの内周の間に、環状の絶縁領域が設けられたことを特徴とするプリント配線基板。
2. 上記絶縁基材の他主面上に、上記貫通穴の外周に沿って、環状に形成された第３の導体パターンと、上記第１および第３の導体パターンの間が電気的に接続されるように、上記貫通穴の内面に形成された第４の導体パターンとを備えた請求項１に記載のプリント配線基板。
3. 上記第１の導体パターンの外周および上記第２の導体パターンの内周の間の距離が約０．２ｍｍ以下である請求項１または２に記載のプリント配線基板。
4. 上記第１および第２の導体パターンは、円環状に形成されている請求項１または２に記載のプリント配線基板。
5. 上記絶縁基材は、ガラスエポキシ材またはポリイミド樹脂材により形成された請求項１に記載のプリント配線基板。

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