JP2008034568A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板において、導電体である金属箔にて形成されたランドに部品実装用の穴を打ち抜きする際に、金属ばりの発生を防止するとともに、部品実装時の接続信頼性を確保する。
【解決手段】絶縁ベース材１の上に設けられた配線パターンに、部品実装用の穴３がランド２に形成され、前記穴３の周辺の絶縁ベース材を露出させて非導電部２ｃが形成されたプリント配線板１１において、前記非導電部２ｃは前記穴３の周辺に所定の間隔で導電部２ｄと交互に設けられたことを特徴とするプリント配線板１１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明はプリント配線板およびその製造方法に関するものであり、特に、部品実装用の穴が形成されたプリント配線板およびその製造方法に関するものである。

此種プリント配線板は、絶縁ベース材の上に銅箔などの導電体が設けられ、エッチングにより導電体の不要部分を除去して配線パターンが形成される。配線パターンに電子部品を実装する場合は、図５および図６に示すように、絶縁ベース材１の上に設けた導電体のランド２に部品実装用の穴３をパンチ打ち抜きし、この穴３へ部品のリード４を挿入してはんだ付け５を行うことにより、部品のリード４とランド２が確実に接続される。なお、符号６はカバーレイである。

しかし、銅箔などの導電体をパンチ打ち抜きすると、図７に示すように、穴３の周囲に金属ばり７が発生することがある。金属ばり７が小さいものであれば、パンチ打ち抜き後に端子部へのめっき前処理（例えば過硫酸ソーダによるソフトエッチング）で溶解除去することが可能であるが、ほとんどの場合、図示したように、金属ばり７が穴３の半周ほどの大きさとなる。プリント配線板の製造過程で、金属ばり７が穴３から離反して落下すると導電性異物となり、当該プリント配線板だけではなく他のプリント配線板に電気的短絡や傷損などの悪影響を与えることがある。

金属ばり７が発生する原因について説明すれば、図８に示すように、パンチ８とダイス９との間にクリアランス１０があり、図９および図１０に示すように、パンチ８が下降してプリント配線板１１を押圧すると、導電体であるランド２は延性があるので伸ばされ、絶縁ベース材１に亀裂１２が生じる。

図１１に示すように、パンチ８がさらに下降すると、パンチ８の隅部に接触しているランドの一部分２ａに亀裂が生じるとともに、ダイス９に当接する部分２ｂが伸び切れずに破れはじめる。また、前述した絶縁ベース材１の亀裂１２が大きくなって破断する。

したがって、図１２に示すように、プリント配線板１１が毟りとられるように裁断されて穴が形成され、前記ランドの亀裂部分２ａと破れ部分２ｂが金属ばり７となって穴から離反する。プリント配線板１１の厚みが厚くなるほど、前記クリアランス１０を大きくしなければならず、クリアランス１０が大きくなるほど金属ばり７の発生も顕著となる。

例えば特許文献１のように、部品挿入用の穴と同心に設けた導電体のランドとの間に、同心の非導電部を設けた印刷回路板では、穴周囲の導電体が全周に亘って除去されているので、金属ばりは発生しない。しかし、図１３および図１４に示すように、非導電部２ｃの面積が大きくなるとランド２の導電部２ｄの面積が小さくなり、部品実装時のはんだの量が減少する。はんだの量が減少すると、部品接続の信頼性が低下することになる。

部品実装時のはんだの量を確保するためには、図１３の二点鎖線で示すようにランド２の導電部２ｄの面積を大きくすればよいが、図１５に示すように、ランド２の近くにパターン１３が存在していると、ランド２を大きくすることができない。
実開昭５９−３３２６９号公報

特許文献１記載の発明には、ランドの導電体を部分的に除去して非導電部を設けた例が示されているが、導電体の残存する割合によっては、大きい金属ばりが発生することに変わりはない。

そこで、本発明はプリント配線板において、導電体である金属箔にて形成されたランドに部品実装用の穴を打ち抜きする際に、金属ばりの発生を防止するとともに、部品実装時の接続信頼性を確保することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、絶縁ベース材の上に設けられた配線パターンに、部品実装用の穴が形成され、前記穴の周辺の絶縁ベース材を露出させて非導電部が形成されたプリント配線板において、前記非導電部は前記穴の周辺に所定の間隔で導電部と交互に設けられたことを特徴とするプリント配線板を提供する。

この構成によれば、絶縁ベース材上の配線パターンにランドを形成する際、部品実装用の穴が打ち抜かれる予定の穴の周上に、予め所定の間隔で絶縁ベース材を露出させ、非導電部と導電部を交互に形成しておく。この状態で前記穴を打ち抜けば、前記非導電部には金属箔が存在しないので、金属ばりは発生しない。導電部には金属ばりが発生するおそれがあるが、導電部が小さく分割されているので金属ばりも小さくなり、打ち抜き後のめっき前処理で金属ばりを溶解除去することが可能である。

請求項２記載の発明は、絶縁ベース材上に設けられた配線パターンに、部品実装用の穴が形成されたプリント配線板において、前記穴の周上に予め導電体をエッチング除去して非導電部と導電部とを所定の間隔で交互に形成し、前記非導電部が残存するように前記穴を打ち抜くことを特徴とするプリント配線板の製造方法を提供する。

この構成によれば、絶縁ベース材上の配線パターンにランドを形成する際、部品実装用の穴が打ち抜かれる予定の穴の周上に、予め導電体をエッチング除去して非導電部と導電部とを所定の間隔で交互に形成する。この状態で非導電部が残存するように前記穴を打ち抜けば、非導電部には金属箔が存在しないので、金属ばりは発生しない。一方、導電部には金属箔が存在するので、金属ばりが発生するおそれがあるが、導電部が小さく分割されているので金属ばりも小さくなる。したがって、めっき前処理で金属ばりを溶解除去することが可能である。

請求項３記載の発明は、上記非導電部は上記穴の周上に配置され、該非導電部の周方向の長さが導電部の周方向の長さ以上に形成したことを特徴とする請求項１または２記載のプリント配線板およびその製造方法を提供する。

この構成によれば、絶縁ベース材上の配線パターンにランドを形成する際、部品実装用の穴が打ち抜かれる予定の穴の周上に、非導電部の周方向の長さが導電部の周方向の長さ以上となるように、非導電部と導電部を交互に形成したので、導電部の長さが非導電部よりも短くなる。したがって、金属ばりが発生する箇所が少なくなり、仮に金属ばりが発生したとしても小さいため、めっき前処理で金属ばりを溶解除去することが可能である。

本発明は、上述したように、絶縁ベース材上の配線パターンにランドを形成する際、部品実装用の穴の周上に、予め所定の間隔で非導電部と導電部を交互に形成しておくので、部品実装用の穴を打ち抜きする際に、金属ばりの発生を減少させることができ、非導電部よりも導電部が小さく分割されているので、金属ばりが発生したとしてもきわめて小さくなり、めっき前処理で金属ばりを溶解除去することが可能である。また、穴の周上に所定間隔で導電部を設けてあるので、部品実装時に必要とするはんだ量を確保することができる。

かくして、部品実装時の接続信頼性を確保することができ、また、金属ばりが発生したとしても、金属ばりが離反落下するようなことはなく、製造過程で電気的短絡や傷損などの悪影響を与えることを防止できる。

以下、本発明に係るプリント配線板およびその製造方法について、好適な実施例をあげて説明する。プリント配線板において、導電体である金属箔にて形成されたランドに部品実装用の穴を打ち抜きする際に、金属ばりの発生を防止するとともに、部品実装時の接続信頼性を確保するという目的を達成するために、本発明は、絶縁ベース材上に設けられた配線パターンに、部品実装用の穴が形成され、前記穴の周辺の絶縁ベース材を露出させて非導電部が形成されたプリント配線板において、前記非導電部は前記穴の周辺に所定の間隔で導電部と交互に設けられたことを特徴とするプリント配線板を提供することにより実現した。

図１は、本発明に係るプリント配線板１１を示し、絶縁ベース材１の上に設けられている銅箔などの導電体をエッチングして、部品接続用のランド２が形成されている。このランド２の中央部には、部品実装用の穴３が前記ランド２のほぼ中心位置に形成されている。該穴３はパンチ打ち抜きにて形成され、穴３の周辺には、絶縁ベース材１を露出させて非導電部２ｃが所定の間隔で設けられている。図示したように、絶縁ベース材１を露出させていない導電部２ｄと前記非導電部２ｃが、歯車状に所定の間隔で交互に配設されている。

図２は、前記穴３を打ち抜く前のランド２を示し、前記穴３の打ち抜き予定円周３ａ上に、予めランド２の形成時に導電体をエッチング除去して、絶縁ベース材１を露出させた非導電部２ｃが所定間隔で形成されている。いま、前記打ち抜き予定円周３ａ上の導電部２ｄの円周方向の長さをＣ１、非導電部２ｃの円周方向の長さをＣ２、非導電部２ｃの半径方向の長さをＣ３とする。

非導電部２ｃには金属箔が存在しないので、穴３をパンチ打ち抜きしたときに、金属ばりはまったく発生しない。一方、導電部２ｄには金属箔が存在するので、パンチ打ち抜きしたときに、金属ばりが発生するおそれがある。したがって、導電部２ｃの長さＣ１をできる限り小さくし、仮に金属ばりが発生したとしても、図３に示すように、穴３から離反して落下するおそれのない小さい金属ばり７ａとして、打ち抜き後のめっき前処理でこの金属ばり７ａを溶解除去できるようにする。

しかし、導電部２ｃの長さＣ１を極端に小さくすると、部品実装時に必要とするはんだ量を確保することできなくなるため、接続信頼性を維持できるはんだ量が得られるだけの金属箔面積となるように、前記打ち抜き予定円周３ａ上に導電部２ｃをいくつ設けるかを考慮して、導電部２ｃの長さＣ１を設定する。導電部２ｃの長さＣ１が決まれば、非導電部２ｃの円周方向の長さＣ２も設定できる。また、非導電部２ｃの半径方向の長さＣ３については、穴３をパンチ打ち抜きする際に位置ずれが生じても、穴３の円周が非導電部２ｃから逸脱しない範囲に設定するが、長さＣ２を位置精度のしきい値の幅としておけば、打ち抜きずれが発生した場合の目視検査にも利用できる。

実験の結果、前記穴３の直径が１．０ｍｍである場合、導電部２ｄの円周方向の長さＣ１は０．１ｍｍ、非導電部２ｃの円周方向の長さＣ２は０．１〜０．４ｍｍ、非導電部２ｃの半径方向の長さをＣ３は０．２〜０．４ｍｍが好ましい。

図４は変形例を示し、図２に示した打ち抜き予定円周３ａの内側の領域３ｃをエッチング除去してある。このように、打ち抜き予定円周３ａの内側の領域３ｃの金属箔が除去されると、金属箔による硬性がなくなるので、パンチ打ち抜きの際に抜きかすがダイスの開口部から排出されやすくなって好ましい。

なお、本実施例では前記穴３を円形に形成したが、該穴３は必ずしも円形とは限らず、楕円形あるいは角形など他の形状であってもよい。その場合も前記非導電部が穴の周上に配置され、該非導電部の周方向の長さは導電部の周方向の長さ以上に形成する。

そして、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明に係るプリント配線板の説明図。 ランドに穴を打ち抜く前のプリント配線板の説明図。 金属ばりが発生した状態のプリント配線板の説明図。 図２の変形例を示す説明図。 従来のプリント配線板の説明図。 図５のＡ−Ａ線断面図。 金属ばりが発生した従来のプリント配線板の説明図。 金属ばりが発生する過程を示す説明図。 金属ばりが発生する過程を示す説明図。 金属ばりが発生する過程を示す図９のＡ部分の拡大図。 金属ばりが発生する過程を示す図９のＡ部分の拡大図。 金属ばりが発生する過程を示す図９のＡ部分の拡大図。 従来のプリント配線板の説明図。 図１３のＢ−Ｂ線断面図。 従来のプリント配線板の説明図。

符号の説明

１ 絶縁ベース材
２ ランド
２ｃ 非導電部
２ｄ 導電部
３ 穴
３ａ 打ち抜き予定円周
３ｃ 予定円周内側の領域
５ はんだ付け
７ 金属ばり
１１ プリント配線板
Ｃ１ 導電部の円周方向の長さ
Ｃ２ 非導電部の円周方向の長さ
Ｃ３ 非導電部の半径方向の長さ

Claims (3)

1. 絶縁ベース材の上に設けられた配線パターンに、部品実装用の穴が形成され、前記穴の周辺の絶縁ベース材を露出させて非導電部が形成されたプリント配線板において、
   前記非導電部は前記穴の周辺に所定の間隔で導電部と交互に設けられたことを特徴とするプリント配線板。
2. 絶縁ベース材の上に設けられた配線パターンに、部品実装用の穴が形成されたプリント配線板において、
   前記穴の打ち抜き予定穴の周上に予め導電体をエッチング除去して非導電部と導電部とを所定の間隔で交互に形成し、前記非導電部が残存するように前記穴を打ち抜くことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 上記非導電部は上記穴の周上に配置され、該非導電部の周方向の長さが導電部の周方向の長さ以上に形成したことを特徴とする請求項１または２記載のプリント配線板およびその製造方法。

Images