JP2009076632A

JP2009076632A - プリント配線板の部品取付部構造及びその製造方法

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Publication number: JP2009076632A
Application number: JP2007243712A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakamura; 正行中村; Minoru Kusakabe; 稔日下部
Original assignee: Chunichi Denshi Co Ltd
Current assignee: Chunichi Denshi Co Ltd
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】銅製スルーホールの酸化を防止し、銅製スルーホールとはんだとのなじみを良好にすること。
【解決手段】プリント配線板３００の部品取付部４００は、銅製スルーホール３と、銅製スルーホール３のランド部４、５の表面４a、５aに塗布され、熱処理によって溶融し、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aに固着されたコーティング層８とを有して構成され、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aにコーティング層８が形成されているため、コーティング層８によって銅製スルーホール３の酸化を防止することでき、銅製スルーホール３とはんだ２００とのなじみを良好にすることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、プリント配線板の部品取付部構造及びその製造方法、詳しくは、銅製スルーホールを構成要素とし、電子部品が実装される部品取付部の構造及びその製造方法に関する。

プリント配線板にマルチチップモジュール（MCM）やチップサイズパッケージ（CSP）、ボールグリッドアレイ（BGA）など電子部品を実装する方法として、プリント配線板の表面の部品取付面にクリームはんだを塗布又は印刷し、部品取付面に電子部品をセットしてリフロー（熱処理）を行うことにより上記電子部品をプリント配線板の表面にはんだ付けし、その後、プリント配線板の銅製スルーホールに他の電子部品のリード線部を挿入してリード線部を銅製スルーホールにはんだ付けする方法が知られている。

ここで、プリント配線板の銅製スルーホールには、通常、酸化防止のためフラックスが予め塗布されている。

しかし、銅製スルーホールに塗布されているフラックスは、上記リフロー（熱処理）によって揮発し、銅製スルーホールが酸化しやすくなり、銅製スルーホールとはんだとのなじみが悪くなるという問題がある。なお、本願に先立ち、先行技術を調査したところ、下記特許文献１、２を見出した。
特開平０７−２０２３９３号公報特開２００２−２１７５０２公報

本発明は、上記のような問題点を解決し、銅製スルーホールの酸化を防止し、銅製スルーホールとはんだとのなじみを良好にすることができるプリント配線板の部品取付部構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明によるプリント配線板の部品取付部構造は、銅製スルーホールと、前記銅製スルーホールのランド部の表面に塗布され、熱処理によって溶融し、前記ランド部の表面及び前記銅製スルーホールの内周面に固着されたコーティング層とを有することを特徴とする。

本発明によると、ランド部の表面及び銅製スルーホールの内周面にコーティング層が形成されているため、コーティング層によって銅製スルーホールの酸化を防止することでき、銅製スルーホールとはんだとのなじみを良好にすることができる。

また、本発明によるプリント配線板の部品取付部の製造方法は、銅製スルーホールを構成要素とする部品取付部を製造するプリント配線板の部品取付部の製造方法において、前記銅製スルーホールのランド部の表面にクリームはんだを塗布し、前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面に塗布されている前記クリームはんだを熱処理し、前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面及び前記銅製スルーホールの内周面に前記クリームはんだによるコーティング層を形成することを特徴とする。

本発明によると、銅製スルーホールのランド部の表面にクリームはんだを塗布し、熱処理をする簡素な工程によってコーティング層を形成することができる。

また、本発明による他のプリント配線板の部品取付部の製造方法は、銅製スルーホールを構成要素とする部品取付部を製造するプリント配線板の部品取付部の製造方法において、電子部品を前記プリント配線板における他の部品取付部に実装するために前記他の部品取付部にクリームはんだを塗布する際、同時に前記銅製スルーホールのランド部の表面にクリームはんだを塗布し、前記クリームはんだが塗布されている前記他の部品取付部に前記電子部品をセットして熱処理を行う際、同時に、前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面に塗布されている前記クリームはんだを熱処理し、前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面及び前記銅製スルーホールの内周面の少なくとも一部に前記クリームはんだによるコーティング層を形成することを特徴とする。

本発明によると、銅製スルーホールのランド部の表面の少なくとも一部にクリームはんだを塗布する工程を、電子部品をプリント配線板の他の部品取付部にはんだ付けするために該部品取付部にクリームはんだを塗布する工程と同時に行うようにし、かつ、銅製スルーホールのランド部の表面に塗布されているクリームはんだを熱処理する工程を、上記クリームはんだが塗布されている上記他の部品取付部に電子部品をセットして熱処理を行う工程と同時に行うようにしたため、コーティング層の少なくとも一部を形成するにあたって別途に新たな工程を必要としなくて済む。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の概略平面図であって、クリームはんだを銅製スルーホールのランド部の表面に塗布した状態の概略平面図、図２は、図１図示A部に示すランド部の拡大図、図３は、図２に対応するランド部の拡大図であって、クリームはんだの塗布パターンの変形例を示す拡大図、図４は、図２に対応するランド部の拡大図であって、クリームはんだの塗布パターンの他の変形例を示す拡大図、図５は、図２に対応するランド部の拡大図であって、クリームはんだの塗布パターンの更に他の変形例を示す拡大図、図６は、本発明の一実施形態に係るプリント配線板の部品取付部の製造方法を示す工程図、図７は、上記部品取付部に電子部品のリード線部をはんだ付けした実装状態の断面図である。

本実施形態に係るプリント配線板の部品取付部は、図７に示すように、電子部品のリード線部１００が挿入され、はんだ（鉛フリーはんだを含む。）２００によってリード線部１００がプリント配線板３００に固着される部品取付部４００である。

部品取付部４００は、プリント配線板３００に設けられた貫通孔１に銅箔２を被覆して構成される銅製スルーホール３を構成要素とする。銅製スルーホール３のランド部４、５の周縁部は、オーバーレジスト６、７によって被覆される。ランド部４、５の表面４a、５a（プリント配線板３００の表面３０１側のランド部４の表面４a及び裏面３０２側のランド部５の表面５a）及び銅製スルーホール３の内周面３aには、鉛フリーのクリームはんだによるコーティング層８が形成されている。クリームはんだは、Sn−Ag系、Sn−Zn系、Sn−Cu系などSn基合金を含む材料からなる。

次に、部品取付部４００を製造する方法を図６に基づいて説明する。

部品取付部４００の製造前の状態は、図６（A）に示すように、プリント配線板３００に設けられた貫通孔１に銅箔２が被覆され、ランド部４、５の周縁部は、オーバーレジスト６、７によって被覆された状態にある。

部品取付部４００の製造にあたっては、まず、図６（A）に示す状態のプリント配線板３００の表面３０１に、図６（B）に示すように、メタルマスク例えばアルミマスク５００をセットする。このメタルマスク５００は、部品取付部４００の銅製スルーホール３のランド部４に対して対向配置される部位に開口部５０１を有している。さらに、このメタルマスク５００は、プリント配線板３００において電子部品が実装される他の部品取付部、例えば、図１に示す部品取付部６００など、に対して対向配置される部位にも開口部（図示せず。）を有している。

次に、メタルマスク５００を介してプリント配線板３００の表面３０１にスクリーン印刷を行い、図６（C）に示すように、開口部５０１を通してクリームはんだ９をランド部４の表面４aに塗布する。このクリームはんだ９の塗布パターンは、図２に示すように、円周方向に複数分割例えば４分割された円弧状部９aからなるパターンである。各々の円弧状部９aは、例えば、ランド部４の外径及び内径がそれぞれ２．２mm及び１．３mmである場合、幅を０．２５mm、容積を０．０４mm³に設定し、また、ランド部４の外径及び内径がそれぞれ３．８mm及び２．０mmである場合、幅を０．２５mm、容積を０．０６mm³又は０．０８mm³に設定する。なお、クリームはんだ９の他の塗布パターンとしては、図３に示すように、半径方向に放射状に延びる複数の直線状部９bからなるパターン、図４に示すように、二重の円の各円において、それぞれ円周方向に複数分割例えば４分割された円弧状部９cからなるパターン、あるいは、図５に示すように、円周方向に配置された複数のドット部９dからなるパターンであってもよい。

ここで、上記スクリーン印刷の際、上記他の部品取付部６００にもクリームはんだ９が塗布される。

次に、上記他の部品取付部６００に電子部品をセットし、熱処理を行う。この熱処理により、クリームはんだ９が溶融し、その後冷却されることにより、上記他の部品取付部６００に電子部品が実装されるとともに、ランド部４の表面４a及び銅製スルーホール３の内周面３aにコーティング層８の一部８aが形成される。

次に、図６（D）に示すように、プリント配線板３００を裏返し、今度はプリント配線板３００の裏面３０２に他のメタルマスク７００をセットし、スクリーン印刷により、メタルマスク７００の開口部７０１を通してランド部５の表面５aにクリームはんだ１０を塗布する。そして、熱処理を行ってクリームはんだ１０を溶融させ、その後冷却させることにより、ランド部５の表面５a及び銅製スルーホール３の内周面３aにコーティング層８の残部８bを形成し、図６（E）に示すように、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aに、全体にわたるコーティング層８を形成する。換言すると、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aの表出部（露出部）の全面がコーティング層８で被覆される。

以上説明したように、本実施形態によるプリント配線板３００の部品取付部４００の構造は、銅製スルーホール３と、銅製スルーホール３のランド部４、５の表面４a、５aに塗布され、熱処理によって溶融し、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aに固着されたコーティング層８とを有する。このように、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aにコーティング層８が形成されているため、コーティング層８によって銅製スルーホール３の酸化を防止することでき、銅製スルーホール３とはんだ２００とのなじみを良好にすることができる。

また、本実施形態によるプリント配線板３００の部品取付部４００の製造方法は、銅製スルーホール３を構成要素とする部品取付部４００を製造するプリント配線板３００の部品取付部４００の製造方法において、電子部品をプリント配線板３００における他の部品取付部６００に実装するために上記他の部品取付部６００にクリームはんだ９を塗布する際、同時に銅製スルーホール３のランド部４、５の表面４a、５aにクリームはんだ９を塗布し、クリームはんだ９が塗布されている上記他の部品取付部６００に電子部品をセットして熱処理を行う際、同時に、銅製スルーホール３のランド部４の表面４aに塗布されているクリームはんだ９を熱処理し、銅製スルーホール３のランド部４の表面４a及び銅製スルーホール３の内周面３aにクリームはんだ９によるコーティング層８を形成する。

本実施形態によると、銅製スルーホール３のランド部４の表面４aにクリームはんだ９を塗布する工程を、電子部品をプリント配線板３００の他の部品取付部６００にはんだ付けするために該部品取付部６００にクリームはんだ９を塗布する工程と同時に行うようにし、かつ、銅製スルーホール３のランド部４の表面４aに塗布されているクリームはんだ９を熱処理する工程を、クリームはんだ９が塗布されている上記他の部品取付部６００に電子部品をセットして熱処理を行う工程と同時に行うようにしたため、コーティング層８の少なくとも一部を形成するにあたって別途に新たな工程を必要としなくて済む。

なお、上述した実施形態では、銅製スルーホール３のランド部４、５がプリント配線板３００の表面３０１側と裏面３０２側の両方に形成されているが、表面３０１側のみにランド部４を形成した場合には、ランド部４の表面４aにクリームはんだ９を塗布し、その後の熱処理により、ランド部４の表面４a及び銅製スルーホール３の内周面３aの全面にコーティング層８を形成するようにする。

また、上述した実施形態では、プリント配線板３００の表面３０１の上記他の部品取付部６００に電子部品を実装した後、裏面３０２側のランド部５の表面５aにクリームはんだ１０を塗布して熱処理しているが、表面３０１側のランド部４の表面４a及び裏面３０２側のランド部５の表面５aにそれぞれクリームはんだ９及びクリームはんだ１０を塗布した後、上記他の部品取付部６００に電子部品を実装するための熱処理を行い、この熱処理に基づき、ランド部４、５の表面４a、５a及び銅製スルーホール３の内周面３aの全面にコーティング層８を一括して形成するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係るプリント配線板の概略平面図であって、クリームはんだを銅製スルーホールのランド部の表面に塗布した状態の概略平面図である。図１図示A部に示すランド部の拡大図である。図２に対応するランド部の拡大図であって、クリームはんだの塗布パターンの変形例を示す拡大図である。図２に対応するランド部の拡大図であって、クリームはんだの塗布パターンの他の変形例を示す拡大図である。図２に対応するランド部の拡大図であって、クリームはんだの塗布パターンの更に他の変形例を示す拡大図である。本発明の一実施形態に係るプリント配線板の部品取付部の製造方法を示す工程図である。上記部品取付部に電子部品のリード線部をはんだ付けした実装状態の断面図である。

符号の説明

３銅製スルーホール
３a 内周面
４ランド部
４a 表面
５ランド部
５a 表面
８コーティング層
９クリームはんだ
１０クリームはんだ
３００プリント配線板
４００部品取付部
６００他の部品取付部

Claims

銅製スルーホールと、
前記銅製スルーホールのランド部の表面に塗布され、熱処理によって溶融し、前記ランド部の表面及び前記銅製スルーホールの内周面に固着されたコーティング層と
を有することを特徴とするプリント配線板の部品取付部構造。
銅製スルーホールを構成要素とする部品取付部を製造するプリント配線板の部品取付部の製造方法において、
前記銅製スルーホールのランド部の表面にクリームはんだを塗布し、
前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面に塗布されている前記クリームはんだを熱処理し、
前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面及び前記銅製スルーホールの内周面に前記クリームはんだによるコーティング層を形成する
ことを特徴とするプリント配線板の部品取付部の製造方法。
銅製スルーホールを構成要素とする部品取付部を製造するプリント配線板の部品取付部の製造方法において、
電子部品を前記プリント配線板における他の部品取付部に実装するために前記他の部品取付部にクリームはんだを塗布する際、同時に前記銅製スルーホールのランド部の表面にクリームはんだを塗布し、
前記クリームはんだが塗布されている前記他の部品取付部に前記電子部品をセットして熱処理を行う際、同時に、前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面に塗布されている前記クリームはんだを熱処理し、
前記銅製スルーホールの前記ランド部の表面及び前記銅製スルーホールの内周面の少なくとも一部に前記クリームはんだによるコーティング層を形成する
ことを特徴とするプリント配線板の部品取付部の製造方法。