JP2009059926A

JP2009059926A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2009059926A
Application number: JP2007226370A
Authority: JP
Inventors: Takaya Doi; 貴也土井
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP4918437B2

Abstract

【課題】部品面で半田付けを行なうプリント配線板であって、デットスペースを低減させるとともに、熱影響を低減させることが可能なものを提供することが可能となる。
【解決手段】基板本体１０の一方の主面に部品を配置させる部品面１１と、他方の主面に半田を設ける半田面１２とを貫通させ、電子部品１００を配置させる第１、第２部品取付穴１４、１６と、第１、第２部品取付穴１４、１６の周囲にそれぞれ設けられた第１、第２ランド１５、１７と、を備え、半田面１２に電子部品１００が設けられる第２部品取付穴１６は、基板本体の周縁部の半田付け時の搬送レールの保持領域１８に設けられるとともに、この第２部品取付穴１６の第２ランド１７が部品面１１に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に用いられるプリント配線板に関し、特にデッドスペースの低減が可能な技術に関する。

電子機器に用いられる電子部品の実装方法の一つとして、電子部品をプリント配線板に配置させ、半田付けにより実装させる方法が知られている。このような実装方法は、プリント配線板に設けられた部品取付穴に部品を配置させる部品面から電子部品を配置させる。電子部品を配置させた後、プリント配線板の半田面に設けられたランドに半田を供給させ、この半田を半田ごてやホットエア等の部分加熱法や、赤外線加熱や熱風加熱等の全体加熱法により半田付けを行なうものである。なお、部品面だけではなく、半田面にも電子部品を配置させる場合もある。

このような実装方法を用いて電子部品をプリント配線板に実装する方法として、プリント配線板の部品を配置させる部品面に電子部品を実装し、この電子部品を折り曲げて半田面に、配置させる方法が知られている（例えば特許文献１参照）。このような実装方法を用いることで、同じ工程で電子部品を半田付けすることが可能になる。

また、実装装置等を用いてプリント配線板を実装させる場合、次工程への搬送や、プリント配線板を搬送させながら実装する場合等で、プリント配線板を搬送させることがある。このような搬送には、プリント配線板の周縁部を搬送レールに載せて移動させるものや、ガイド爪によりプリント配線板の周縁部を掴持する爪式コンベヤ等が知られている。

しかし、爪式コンベヤは、プリント配線板の厚みに制限があり、例えば、プリント配線板の基板本体の厚みｔ＝１．６ｍｍのプリント配線板用の爪では、ｔ＝３．２ｍｍのプリント配線板を掴持できず、搬送させることができない。このような場合には、爪をｔ＝３．２ｍｍのプリント配線板を掴持可能な爪と交換する必要がある。しかし、ｔ＝１．６ｍｍとｔ＝３．２ｍｍ等、プリント配線板の厚みが異なるものを交互に実装する場合等は、爪の付け替えに時間がかかり、作業効率の低下となる虞があった。

このため、例えばｔ＝３．２ｍｍのプリント配線板の周縁部の厚みｔ＝１．６ｍｍとし、厚みの異なるプリント配線板を、爪部を交換することなく、同一の爪部を用いて搬送可能とするプリント配線板が知られている（例えば特許文献２参照）。
実用新案登録第３０７８１１５号公報特開平０８−０３２１８２号公報

上述したプリント配線板では、次のような問題があった。即ち、半田面側に配置され、部品面で半田付けさせる電子部品は、製品筐体や発熱部品に設けるヒートシンク等の取り付け位置の制限により、電子部品の配置に制限が発生する。

この制限により、プリント配線板の部品配置のデットスペースが発生する虞があった。また、部品面の半田付けを行なう際に、電子部品と半田ごて等の当たりを回避することが必要であり、さらに、半田付けの作業性の向上のため、部品面の半田付け部と、この半田付け部の周辺に配置された電子部品との距離を確保する必要がある。なお、部品面で半田付けを行なうため、半田付け部の温度上昇による周辺の電子部品への熱影響が発生する虞もあった。

そこで本発明は、部品面で半田付けを行なうプリント配線板であって、デットスペースを低減させるとともに、熱影響を低減させることが可能なものを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のプリント配線板は次のように構成されている。

一方の主面に部品を配置させる部品面、他方の主面に前記配置された部品を半田付けする半田面を有し、その周縁部に半田付け時の搬送レールの保持領域を有する基板と、この基板の前記保持領域外に複数設けられ、前記部品面側に部品が配置される第１部品取付穴と、前記周縁部の保持領域に複数設けられ、前記半田面側に部品が配置される第２部品取付穴と、前記半田面であって、前記第１部品取付穴の周囲にそれぞれ設けられた第１ランドと、前記部品面であって、前記第２部品取付穴の周囲にそれぞれ設けられた第２ランドとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、部品面で半田付けを行なうプリント配線板であって、デットスペースを低減させるとともに、熱影響を低減させることが可能なものを提供することが可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板１の構成を示す側面図である。

図１に示すように、プリント配線板１は、基板本体（基板）１０と、基板本体１０の一方の主面に部品を配置させる部品面１１と、他方の主面に半田を設け、電子部品１００を半田付けする半田面１２とを備えている。プリント配線板１は、基板本体１０の円周部の内側であって部品面１１及び基板本体１０の周縁部であって半田面１２にそれぞれ設けられたプリント配線１３を備えている。

また、プリント配線板１は、部品面１１に設けられたプリント配線１３の一部であって、部品面１１と半田面１２とを貫通する第１部品取付穴１４と、第１部品取付穴１４の周囲であって半田面１２に設けられ、半田付け時に半田１１０が溶着する第１ランド１５と、を備えている。また、半田面１２に設けられたプリント配線１３の一部であって、部品面１１と半田面１２とを貫通する第２部品取付穴１６と、第２部品取付穴１６の周囲であって部品面１１に設けられ、半田付け時に半田１１０が溶着する第２ランド１７と、を備えている。

基板本体１０は、基板本体１０の周縁部に、半田付け時の搬送レールの保持領域１８を有しており、基板本体１０であって、保持領域１８外に、半田面１２に第１ランド１５を有する第１部品取付穴１４が設けられることとなる。また、保持領域１８を含む基板本体１０の周縁部には、部品面１１に第２ランド１７を有する第２部品取付穴１６が設けられることとなる。

このように構成されたプリント配線板１では、各部品取付穴１４、１６に、例えば導通材料で形成された電子部品１００の支持部材１０１が挿入されることで、電子部品１００が基板本体１０に配置される。なお、第２ランド１７を有する第２部品取付穴１６には、部品面１１から電子部品１００が配置される。

半田面１２から突出した支持部材１０１の周囲及び第１ランド１５に半田１１０を設け、半田ごてや赤外線加熱等により熱を印加し、半田付けを行なう。このように、基板本体１０の部品面１１に設けられた電子部品１００が半田付けされ、実装されることとなる。なお、このとき、フロー半田付け方式で半田付けを行ってもよい。なお、これらの一連の実装は、実装装置を用いても、実装装置を用いなくともどちらでもよい。

また、部品面１１に設けられた第２ランド１７を有する第２部品取付穴１６には、半田面１２から電子部品１００の支持部材１０１が挿入され、電子部品１００が配置される。なお、さらに、部品面１１から突出した支持部材１０１の周囲及び第２ランド１７に半田１１０を設け、半田ごてや実装装置等により部分加熱法を用いて、半田付けを行なう。このように、半田面１２に設けられた電子部品１００が半田付けされることとなる。このように、部品面１１及び半田面１２に配置された電子部品１００が実装される。

このように構成されたプリント配線板１によれば、部品面１１に第２ランド１７を有する第２部品取付穴１６は、基板本体１０の周縁部に設けられているため、半田面１２に配置された電子部品１００は、基板本体１０の周縁部に実装されることとなる。このため、部品面１１に配置された電子部品１００に隣接する半田面１２に配置された電子部品１００は、基板本体１０の周縁部のみに設けられ、部品面１１にて半田付けする場合であっても、熱影響を与える電子部品１００を極力少なくすることができる。

このように、隣り合う半田面１２と部品面１１とにそれぞれ配置された電子部品１００が低減することとなり、半田面１２と部品面１１とにそれぞれ配置された電子部品１００間に必要な離間スペースの低減となる。即ち、デットスペースを低減させることが可能となる。これにより、部品面１１に設けることが可能な電子部品１００が多くなり、部品配置面積を拡大させることとなる。部品配置面積を拡大させることにより、必要なプリント配線板１の面積を減少させることが可能となり、プリント配線板１の小型化とすることも可能となる。

上述したように、本実施の形態に係るプリント配線板１によれば、半田面１２に設ける電子部品１００を、基板本体１０の周縁部に設けることで、デットスペースの低減とすることが可能となる。また、デットスペースの低減とすることで、プリント配線板１の小型化、及び、配置可能な電子部品１００を増やすことが可能となる。

次に、図２を用いて本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板１Ａを説明する。図２は本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板１Ａを部品面１１から示す平面図である。なお、図２において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図２に示すように、プリント配線板１Ａは、部品面１１の保持領域１８に、半田面１２に配置される電子部品１００の支持部材１０１が挿入される複数の第２部品取付穴１６と、この第２部品取付穴１６の周囲にそれぞれ設けられた第２ランド１７とを備えている。

第２部品取付穴１６は、第２部品取付穴１６の内周面と基板本体１０の端面との最短距離ｂが基板本体１０の厚みｔ以上に形成されている。例えば、基板本体１０の厚みｔ＝１．６ｍｍの場合には、基板本体１０の端面から第２部品取付穴１６の内周面の最短距離ｂ＝１．６ｍｍ以上に形成されている。

このように構成されたプリント配線板１Ａによれば、プリント配線板１Ａの製造工程において、第２部品取付穴１６が例えば機械加工等により形成される際の割れを防止することが可能となる。即ち、第２部品取付穴１６周囲の必要強度を得ることが可能となる。

また、半田付け時や、プリント配線板１Ａの洗浄工程時等の、温度の変化や薬品の影響等による、第２部品取付穴１６周囲の割れ等を防止することが可能となる。

これにより、第２部品取付穴１６と基板本体１０周縁部との間で発生する割れ等を防止するとともに、割れ等による半田付け時の、ブリッジや半田不足等の半田不良等を防止することが可能となる。

上述したように、本実施の形態に係るプリント配線板１Ａによれば、基板本体１０の端面から第２部品取付穴１６の内周面との最短距離ｂを基板本体１０の厚みｔに対してｂ≧ｔとしたことで、第２部品取付穴１６周囲の必要強度を確保可能となる。これにより、第２部品取付穴１６周囲の不良を防止するとともに、半田付け時の半田不良の防止が可能となる。

次に、図３を用いて本発明の第３の実施の形態に係るプリント配線板１Ｂを説明する。図３は本発明の第３の実施の形態に係るプリント配線板１Ｂを部品面１１から示す平面図である。なお、図３において図１、２と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図３中Ｆはプリント配線板１Ｂの搬送方向を示している。

図３に示すように、プリント配線板１Ｂは、基板本体１０の部品面１１に第２ランド１７を有し、これら第２ランド１７の一部、又は全部は、搬送装置１２０の搬送レール１２１上部に位置するように配置されている。

このように構成されたプリント配線板１Ｂでは、電子部品１００の実装時に、搬送装置１２０の搬送レール１２１により搬送方向Ｆへと搬送されるとともに、例えば、部品面１１に設けられた電子部品１００の実装を行なう。部品面１１に設けられた電子部品１００の実装後、半田面１２に電子部品１００を配置させるとともに、半田ごて等により半田付けを行なう。

このように構成されたプリント配線板１Ｂによれば、基板本体１０の部品面１１の搬送レール１２１上に位置する部分(保持領域１８)に第２ランド１７及び第２部品取付穴１６が位置することとなる。このため、搬送レール１２１上に位置する基板本体１０上にも電子部品１００の支持部材１０１を配置させることが可能となる。従来、搬送レール１２１により、プリント配線板１を搬送させるために、搬送レール１２１上には、部品取付穴及びランドを設けず、搬送のための保持領域１８が設けられており、この保持領域１８はデットスペースとなっていた。

しかし、半田面１２の半田付け後、部品面１１の半田付けを行なうため、半田面１２に配置させる電子部品１００の第２ランド１７を、搬送レール１２１上に設けることで、従来デットスペースとなっていた保持領域１８に電子部品１００を設けることが可能となる。このため、デットスペースの低減とすることが可能となり、プリント配線板１の小型化、及び、配置可能な電子部品１００の増大とすることが可能となる。

上述したように、本実施の形態に係るプリント配線板１Ｂによれば、搬送レール１２１上に半田面１２に設ける電子部品１００の第２ランド１７を設けることで、デットスペースの低減とし、プリント配線板１の小型化、及び、配置可能な電子部品１００の増大とすることが可能となる。

次に、図４，５を用いて本発明の第４の実施の形態に係るプリント配線板１Ｃを説明する。図４は本発明の第４の実施の形態に係るプリント配線板１Ｃを部品面１１から示す平面図、図５は同プリント配線板１Ｃを示す側面図である。なお、図４，５において図１〜３と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。図４中Ｌは基準線を、Ｍはマスキングを示している。

図４に示すように、プリント配線板１Ｃは、第２ランド１７が、プリント配線板１Ｃの周縁部であって、搬送レール１２１の上面に位置するように、搬送レール１２１上の任意の基準線Ｌに沿って略一直線に設けられている。尚、これら第２ランド１７は、搬送レール１２１の上面でなくとも良い。

また、図５に示すように、部品面１１に配置される電子部品１００の支持部材１０１（第１部品取付穴１４）を、半田面１２に配置させる電子部品１００の支持部材（第２部品取付穴１６）１０１と離間するように、各電子部品１００が配置されている。

このように構成されたプリント配線板１Ｃでは、部品面１１に電子部品１００を実装する際に、半田面１２に配置させる電子部品１００の支持部材１０１が挿入される第２部品取付穴１６には、マスキングＭがなされることとなる。このとき、基準線Ｌに沿って第２ランド１７が略一直線に設けられているため、マスキングＭの位置合わせ、及び、マスキングテープ等の貼り付けが容易となる。これにより、マスキングＭの作業性の向上にもなる。

また、部品面１１側に電子部品１００を実装後、半田ごて１２２による半田付けや、半田装置等による部品面１１側の半田付けにより、半田面１２に電子部品１００が実装される。このとき、部品面１１に略一直線に第２ランド１７が設けられているため、半田付けが容易となり、半田付けの作業性の向上となる。

さらに、部品面１１と半田面１２とにそれぞれ設けられる電子部品１００の支持部材１０１を離間させることで、半田付け時の熱影響を低減させるとともに、半田ごて１２２が他の電子部品１００に干渉せず、半田付けの作業性を向上させることとなる。

上述したように、本実施の形態に係るプリント配線板１Ｃによれば、プリント配線板１Ｃの周縁部に、基準線Ｌに沿って略一直線に半田面１２に配置させる電子部品１００の第２ランド１７を設けたことで、マスキングＭ及び半田付けの作業性の向上とすることが可能となる。また、部品面１１と半田面１２とに設ける電子部品１００の支持部材１０１を離間させることで、半田付けの作業性を向上させることが可能となる。

次に、図６，７を用いて本発明の第５の実施の形態に係るプリント配線板１Ｄを説明する。図６は本発明の第５の実施の形態に係るプリント配線板１Ｄを部品面１１から示す平面図、図７は同プリント配線板１Ｄを示す側面図である。なお、図６，７において図１〜５と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６、７に示すように、プリント配線板１Ｄは、半田面１２に発熱量が高い発熱部品１０２を配置可能な第２部品取付穴１６と、発熱部品１０２が設けられる第２ランド１７とを有し、搬送装置１２０の搬送レール１２１上部に位置するように配置されている。

また、第２部品取付穴１６には、発熱部品１０２の支持部材１０３が第２部品取付穴１６に挿入させることで、発熱部品１０２及び、発熱部品１０２に設けられるヒートシンク１０４が基板本体１０の外側に配置可能に形成されている。即ち、支持部材１０３の形状により、発熱部品１０２を半田面１２側の各位置に配置可能となるように、第２部品取付穴１６が設けられている。

このように構成されたプリント配線板１Ｄによれば、発熱部品１０２と電子部品１００とが離間するように第２部品取付穴１６が設けられているため、電子部品１００の発熱部品１０２の発熱による熱影響を低減させることが可能となる。また、半田面１２に発熱部品１０２及びヒートシンク１０４が半田面１２側に、支持部材１０３の形状で、任意の位置に配置させることが可能となり、ヒートシンク１０４の取り付け等の自由度を向上させることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、プリント配線板１Ｂ〜１Ｄの搬送を搬送レール１２１により行なうとしたが、これは、爪式コンベヤを用いても、他の搬送方法を用いても適用できる。

また、上述した例では、基板本体１０の厚さｔ＝１．６ｍｍとしたが、これはｔ＝３．２ｍｍでもよいし、他の厚みでもよい。また、上述したプリント配線板１〜１Ｄをそれぞれ適宜組み合わせる構成としてもよい。この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板の構成を示す側面図。本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板を部品面から示す平面図。本発明の第３の実施の形態に係るプリント配線板を部品面から示す平面図。本発明の第４の実施の形態に係るプリント配線板を部品面から示す平面図。同プリント配線板を示す側面図。本発明の第５の実施の形態に係るプリント配線板を部品面から示す平面図。同プリント配線板を示す側面図。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｄ…プリント配線板、１０…基板本体、１１…部品面、１２…半田面、１３…プリント配線、１４…第１部品取付穴、１５…第１ランド、１６…第２部品取付穴、１７…第２ランド、１００…電子部品、１０１…支持部材、１０２…発熱部品、１０３…支持部材、１０４…ヒートシンク、１１０…半田、１２０…搬送装置、１２１…搬送レール、ｂ…最短距離、Ｆ…搬送方向、Ｌ…基準線、Ｍ…マスキング。

Claims

一方の主面に部品を配置させる部品面と、他方の主面に前記配置された部品を半田付けする半田面と、その周縁部に半田付け時の搬送レールの保持領域を有する基板と、
この基板の前記保持領域外に複数設けられ、前記部品面側に部品が配置される第１部品取付穴と、
前記周縁部の保持領域に複数設けられ、前記半田面側に部品が配置される第２部品取付穴と、
前記半田面であって、前記第１部品取付穴の周囲にそれぞれ設けられた第１ランドと、
前記部品面であって、前記第２部品取付穴の周囲にそれぞれ設けられた第２ランドとを備えることを特徴とするプリント配線板。
前記第２部品取付穴は、前記周縁部の保持領域から前記第２部品取付穴内周面までの距離が前記基板の板厚以上有する位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記第２ランドの少なくとも一部を、前記保持領域に設けると共に直線的に配置したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記周縁部の保持領域に設けられた第２部品取付穴に前記半田面側から配置される部品の本体を、前記基板より外側に配置したことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。