JP2010109020A - Printed board - Google Patents
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Description
本発明はプリント基板に関し、詳しくは、スルーホールに充填された半田を介して絶縁基板の両面に設けた導体を電気接続しているプリント基板において、半田充填時におけるスルーホール付近の熱引きを抑制して半田の仕上がり精度を向上させるとともに、プリント基板における回路配索の自由度を向上させるものである。 The present invention relates to a printed circuit board, and more particularly, in a printed circuit board in which conductors provided on both sides of an insulating substrate are electrically connected via solder filled in the through hole, suppressing heat pulling in the vicinity of the through hole during solder filling. Thus, the finishing accuracy of the solder is improved and the degree of freedom of circuit wiring on the printed circuit board is improved.
絶縁基板の両面に導体を設けたプリント基板では、絶縁基板にスルーホールを設け、該スルーホールに半田を充填して両面の導体を接続している。
従来、スルーホールの付近に熱がこもり易くし、スルーホールに充填する半田付けが容易となるように、スルーホールの回りにはサーマルランドを設けている。
In a printed circuit board in which conductors are provided on both surfaces of an insulating substrate, through holes are provided in the insulating substrate, and solder is filled in the through holes to connect the conductors on both surfaces.
Conventionally, a thermal land has been provided around the through hole so that heat is easily trapped in the vicinity of the through hole and soldering to fill the through hole is facilitated.
前記サーマルランドは、図5に示すように、スルーホール100の外周の導体からなるランド部Aと、該ランド部Aと導体パターン110とを接続するブリッジ回路部Bと、導体を除去したサーマルギャップ部Cとからなる。
このように、スルーホール100の回りに導体を除去したサーマルギャップ部Cを設けることにより、スルーホール100に充填した溶融半田の熱が導体パターン110へ伝導して急速に温度低下が生じないようにしている。
As shown in FIG. 5, the thermal land includes a land portion A made of a conductor on the outer periphery of the through
As described above, by providing the thermal gap portion C from which the conductor is removed around the through
この種のサーマルランドの構成については従来より種々の提案がなされており、例えば、特開平9−162516号公報(特許文献1)のプリント基板では、プリント基板の両面に厚さが相違する導体をスルーホールによって接続する場合、両面のサーマルランドの形状を、両面のサーマルランドの熱容量が差が小さくなるように設定している。これにより、スルーホール回りの膨張速度および収縮速度をプリント基板の両面で差が生じないようにして、スルーホール部の信頼性を高めている。 Various proposals have been made for the configuration of this type of thermal land. For example, in the printed circuit board disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-162516 (Patent Document 1), conductors having different thicknesses are provided on both sides of the printed circuit board. When connecting through holes, the shape of the thermal lands on both sides is set so that the difference in heat capacity between the thermal lands on both sides is small. As a result, the reliability of the through-hole portion is improved by preventing the difference between the expansion speed and contraction speed around the through-hole between the both sides of the printed circuit board.
プリント基板の両面の導体厚さが異なる場合には、特許文献1の構成とすると、スルーホールの両端回りでの膨張速度と収縮速度の差を減少することはできるが、サーマルランドのブリッジ回路部と導体のパターンとの距離が短いと、パターンへ熱が伝導しやすく、かつ、該導体ベタパターンでサーマルランドの回りが覆われていると、サーマルギャップ部を設けても熱引きが発生しやすい問題がある。また、ブリッジ回路部とパターン母体部との距離を遠くすることで熱引きを抑止することも考えられるが、図5に示すように、スルーホールの全外周より均等な間隔を隔ててブリッジ回路部を設けている場合、単純にそのブリッジ回路部を長くしようとすると、サーマルランドそのものの大きさが肥大するため、プリント基板の回路配索の自由度が阻害される。また、特許文献2に示されるように、サーマルランドを有するスルーホールの近傍にバイアホールを設けて熱引きを抑止する方法もあるが、他のスルーホールが隣接配置している場合や、他の導体パターンがスルーホールの近傍に配索されている場合は、バイアホールを設けることが困難である。
When the conductor thicknesses on both sides of the printed circuit board are different, the configuration of
本発明は前記問題に鑑みてなされたもので、スルーホール回りに熱がこもりやすくして、半田仕上がりを良くするとともに、プリント基板における回路配索の自由度を向上させることを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to make it easy to trap heat around a through hole, improve the solder finish, and improve the degree of freedom of circuit wiring on a printed circuit board.
前記課題を解決するため、本発明は、絶縁基板の両面に設けた導体パターンを、スルーホールに充填された半田を介して電気接続しているプリント基板において、
少なくとも前記スルーホールの全周の半分以上がベタパターンで覆われているサーマルランドを備え、該サーマルランドは、前記ベタパターンと、前記ベタパターンと前記スルーホールとを連結する複数のブリッジ回路部と、サーマルギャップ部とからなり、
該複数のブリッジ回路部の幅寸法の合計は前記ベタパターンの幅と等しい或いは小さいことを特徴とするプリント基板を提供している。
In order to solve the above problems, the present invention provides a printed circuit board in which conductor patterns provided on both surfaces of an insulating substrate are electrically connected via solder filled in a through hole.
A thermal land having at least half of the entire circumference of the through hole covered with a solid pattern, and the thermal land includes the solid pattern and a plurality of bridge circuit portions that connect the solid pattern and the through hole. The thermal gap
The printed circuit board is characterized in that the total width of the plurality of bridge circuit portions is equal to or smaller than the width of the solid pattern.
前記構成とすると、スルーホールとベタパターンとをつなぐブリッジ回路部の本数やその長さ、幅、配置箇所を任意に設定可能となるため、高密度に配索された他の導体パターンや他のスルーホールを迂回でき、回路配索の自由度を阻害することなく、スルーホール付近に熱がこもりやすくなり、半田仕上がりを良くすることができる。 With the above configuration, it is possible to arbitrarily set the number, length, width, and arrangement location of the bridge circuit portion that connects the through hole and the solid pattern. The through hole can be bypassed, and heat can be easily trapped in the vicinity of the through hole without impeding the degree of freedom of circuit wiring, and the solder finish can be improved.
前記プリント基板は多層プリント基板であり、
前記多層プリント基板の前記ブリッジ回路の長さを相違させ、半田充填側から順次長さを大としていることが好ましい。
これは、例えばフローソルダリング法により下方よりスルーホールに溶融半田を吹き上げて充填する際に、下方側のプリント基板のスルーホールに充填する溶融半田の熱が上方側のプリント基板のスルーホールに充填する溶融半田の熱よりも高温であるため、前記ブリッジ回路の長さを大として半田の熱引きを抑制し、より一層スルーホール付近に熱がこもり易くしている。
The printed circuit board is a multilayer printed circuit board;
It is preferable that the length of the bridge circuit of the multilayer printed circuit board is made different, and the length is sequentially increased from the solder filling side.
This is because, for example, when molten solder is blown and filled into the through hole from below by the flow soldering method, the heat of the molten solder filling the through hole of the lower printed board fills the through hole of the upper printed board. Since the temperature of the molten solder is higher than that of the molten solder, the length of the bridge circuit is increased to suppress the heat pulling of the solder, and the heat is more easily trapped in the vicinity of the through hole.
前記半田は、環境上の点から、鉛を含有していない鉛フリー半田であることが好ましい。 The solder is preferably lead-free solder that does not contain lead from an environmental point of view.
さらに、本発明は前記プリント基板を収容した車載用電気接続箱を提供している。 Furthermore, the present invention provides an in-vehicle electrical junction box that accommodates the printed circuit board.
本発明は前記構成としていることにより、スルーホールとベタパターンとをつなぐブリッジ回路部の本数やその長さ、幅、配置箇所を任意に設定可能となるため、高密度に配索された他の導体パターンや他のスルーホールを迂回でき、回路配索の自由度を阻害することなく、スルーホール付近に熱がこもりやすくなり、半田仕上がりを良くすることができる。 Since the present invention is configured as described above, it is possible to arbitrarily set the number, length, width, and arrangement location of the bridge circuit portion that connects the through hole and the solid pattern. Conductor patterns and other through-holes can be bypassed, and heat is easily trapped in the vicinity of the through-holes without impeding the degree of freedom of circuit routing, and the solder finish can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1および図2に第一実施形態のプリント基板を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a printed circuit board according to the first embodiment.
図1に示すように、プリント基板1は絶縁基板2の上下両面に導体パターン3、4を設けているとともに、スルーホール5を設け、該スルーホール5に図示しない電気・電子部品のリード端子等が挿入される。プリント基板1の上面を部品実装面、下面を半田付け面とし、フローソルダリング法などによりスルーホール5へ半田を充填して導体パターン3A、4A、リード端子を半田付けしている。該半田は鉛を含まない鉛フリー半田としている。
As shown in FIG. 1, the printed
前記上面側の導体パターン3は、図2(A)に示すように、前記スルーホール5の近傍に設けられる別のスルーホール50に接続されている前記導体パターン3Aと、前記導体パターン3A以外の他の導体パターン3Bからなる。前記他の導体パターン3Bはベタパターンであり、前記スルーホール5の外周のうち、約半周以上を囲んでいる。
前記導体パターン3Bに接続されている前記スルーホール5の開口端の周縁には円環状のランド部7を設け、該ランド部7の外周にサーマルギャップ8をあけてブリッジ回路部9、10を形成し、前記導体パターン3Bのベタパターンへと接続して、サーマルランド20を構成している。
As shown in FIG. 2A, the
An
前記ブリッジ回路部9、10の幅W1、W2は同一幅としており、該ブリッジ回路部9、10の幅W1およびW2の合計寸法は導体パターン3Bのベタパターンの幅WBよりも小さく設定している。なお、ブリッジ回路部10は、ベタパターンへ一直線上に延在させずに、外側へやや迂回するように接続されており、ブリッジ回路部10の全長は、ブリッジ回路部9よりも長く設定されている。
The widths W1 and W2 of the
また、図2(B)に示すように、前記他の導体パターン3Bのベタパターンによって前記スルーホール5の外周のうち、約4分の3周以上が囲まれているサーマルランド30は、前記ランド部7の外周に第1サーマルギャップ8aおよび第2サーマルギャップ8bをあけてブリッジ回路部9、10、11を形成し、前記導体パターン3Bのベタパターンへと接続している。
Further, as shown in FIG. 2B, the thermal land 30 in which the solid pattern of the
前記ブリッジ回路部9、10、11の幅W1、W2、W3の合計寸法はベタパターンの幅WBよりも小さく設定している。また、ブリッジ回路部9、10、11の幅W1、W2、W3はそれぞれ寸法を相違させており、本実施形態では、W3>W1>W2となっている。
The total dimensions of the widths W1, W2, and W3 of the
なお、下面側においても、上面側と同様に、スルーホール5の回りに他の導体パターンのベタパターンが位置している場合には、前記上面側と同様な構成とし、複数のブリッジ回路部を介して導体パターン4Aとランド部とを接続している。
On the lower surface side, similarly to the upper surface side, when a solid pattern of another conductor pattern is located around the through
前述のように、スルーホール5の外周の半周以上を覆うベタパターンに設けるサーマルランド20、30において、サーマルギャップ8を介してベタパターンへと接続されるブリッジ回路部9、10、11は、2本以上の複数本であれば、3本あるいは4本に設定することが可能であるとともに、これら複数のブリッジ回路部の幅は、各ブリッジ回路部の幅W1、W2、W3の合計寸法が、ベタパターンの幅寸法と同一あるいは小さく設定されていれば、各ブリッジ回路部の幅W1、W2、W3はそれぞれ同一幅でもよく、それぞれ異なる寸法でもよい。また、各ブリッジ回路部の長さや延在方向もそれぞれ任意に設定可能である。
As described above, in the thermal lands 20 and 30 provided in the solid pattern covering the half or more of the outer periphery of the through
前記構成とすると、プリント基板1では、スルーホール5の回りに導体パターン3Bのベタパターンが半周以上存在し、かつ他のスルーホール50や、該スルーホール50に接続される他の導体パターン3A等が高密度に配索されていても、ランド部7の外周に配置したブリッジ回路部9、10の幅、長さ、配置等を任意に設定して導体パターン3Bへと接続しているため、他のスルーホール50および他の導体パターン3Aを迂回することができ、回路配索の自由度を阻害することなく、前記導体パターン3への熱伝導が抑制される。よって、その分、スルーホール5に充填される溶融半田の熱引き量を低減することができる。
With the above configuration, in the printed
図3および図4に第二実施形態のプリント基板を示す。
該プリント基板1Aは、第1〜第4導体パターン41b、42b、43b、44bを絶縁材71、72、73を介して下層側より上層側にかけて配置している多層プリント基板である。
前記多層プリント基板1Aはスルーホール51を備え、該スルーホール51に図示しない電気・電子部品のリード端子等が挿入される。該プリント基板1Aの上面を部品実装面、下面を半田付け面とし、フローソルダリング法などによりスルーホール51に充填する鉛フリー半田6で第1〜第4導体パターンの少なくともいずれか一つ以上とリード端子とを電気接続している。
3 and 4 show a printed circuit board according to the second embodiment.
The printed circuit board 1A is a multilayer printed circuit board in which the first to fourth
The multilayer printed
前記多層プリント基板1Aの前記スルーホール51の回りには、前記第一実施形態のプリント基板1と同様に、ベタパターンに接続されるサーマルランドを設けることもできる。各導体パターン41b、42b、43b、44bにおいて、その導体パターンがベタパターンである場合はサーマルランドを設けることが好ましい。
A thermal land connected to the solid pattern can be provided around the through
前記構成とすると、フローソルダリング法などにより、多層プリント基板の下面(半田付け面)よりスルーホール51に溶融半田を吹き上げて充填する際に、多層プリント基板1Aのスルーホール51に充填する溶融半田の熱は、下面(半田付け面)側から上面(部品実装面)側へ向かうに従い、その温度が低下する。即ち、第1導体パターン41bのスルーホール近傍が最も高温で、第4導体パターン44bのスルーホール近傍が最も低温となる。
With the above configuration, when the molten solder is blown and filled into the through
前記のように、溶融半田の熱が最も高くなる第1導体パターン41bにおいてブリッジ回路部の長さL1を最長としていることにより、導体パターン41bへの熱伝導が遅れ、スルーホール51回りの熱引きを抑制できる。
半田付け面(Z)から最も離れた第4導体パターン44b側では、溶融半田の熱は低下しているため、ブリッジ回路部の長さを短くしても溶融半田の熱低下は少ない。
このように、多層プリント基板1Aにおけるスルーホール51への溶融半田の温度変化に応じてブリッジ回路部の長さを調節することで、積層したプリント基板のスルーホール回りの温度の均等化を図ることができ、積層する導体パターンと絶縁材との間で、熱膨張、熱収縮による歪み等が発生するのを防止できるとともに、半田上がり性が向上する。
なお、本実施形態では4層構造の多層プリント基板としているが、4層以上の導体パターンを備える多層プリント基板であってもよい。
As described above, in the
On the side of the
In this way, by adjusting the length of the bridge circuit portion according to the temperature change of the molten solder to the through
In this embodiment, a multilayer printed board having a four-layer structure is used, but a multilayer printed board having a conductor pattern of four or more layers may be used.
図5(A)(B)にプリント基板を車載用電気接続箱に収容した第三実施形態を示す。
第三実施形態では、図5(A)に示すように、アッパーカバー60とロアカバー61とからなるケース内部に前記前記第2実施形態と同様な4層構造である2枚のプリント基板63と64を、絶縁65を介して配置している。
かつ、該電気接続箱の内部には、アッパーケース60の上壁内面にバスバー66を直接固定し、絶縁板67を介してプリント基板63を上方に配置し、前記絶縁板65を介してプリント基板64を下方に配置している。
なお、本実施形態では、2枚のプリント基板は双方とも4層構造だが、使用するプリント基板はこれに限定されない。
5A and 5B show a third embodiment in which a printed circuit board is housed in an in-vehicle electrical junction box.
In the third embodiment, as shown in FIG. 5 (A), two printed
In addition, a
In the present embodiment, the two printed boards have a four-layer structure, but the printed board to be used is not limited to this.
前記プリント基板63の上面は図5(B)に示す構成としており、表面の絶縁被膜70により上面の導体パターンは被覆されている。
該プリント基板63に設けたスルーホール5は、その回りのランド部7から延在する一対のブリッジ回路部9、10を介してベタパターンとしての導体パターン3Bと接続している。スルーホール5の外周は、導体パターン3Bのベタパターンにより約半周が取り囲まれている。
該構成とすると、導体パターン3Bは、ブリッジ回路部9、10を介してサーマルギャップ部8を設けたサーマルランドとしているため、スルーホールへの半田充填時に溶融半田の熱引きを低減して半田仕上がりを良くすることができるとともに、高密度な回路配索の自由度が向上する。
The upper surface of the printed
The through
With this configuration, since the
1 プリント基板
2 絶縁基板
3、4 導体
3A、3B、4A 導体パターン
5 スルーホール
7 ランド部
8 第1サーマルギャップ
9、10 ブリッジ回路部
11 第2サーマルギャップ
15 導体パターンの母体部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
少なくとも前記スルーホールの全周の半分以上がベタパターンで覆われているサーマルランドを備え、
前記サーマルランドは、前記ベタパターンと、前記ベタパターンと前記スルーホールとを連結する複数のブリッジ回路部と、サーマルギャップ部とからなり、
前記複数のブリッジ回路部の幅寸法の合計は前記ベタパターンの幅と等しい或いは小さいことを特徴とするプリント基板。 In the printed circuit board in which the conductor pattern provided on both sides of the insulating substrate is electrically connected via the solder filled in the through hole,
A thermal land in which at least half of the entire circumference of the through hole is covered with a solid pattern,
The thermal land includes the solid pattern, a plurality of bridge circuit portions that connect the solid pattern and the through hole, and a thermal gap portion.
The printed circuit board according to claim 1, wherein a total width of the plurality of bridge circuit portions is equal to or smaller than a width of the solid pattern.
前記多層プリント基板の前記ブリッジ回路の長さを相違させ、半田充填側から順次長さを大としている請求項1に記載のプリント基板。 The printed circuit board is a multilayer printed circuit board;
The printed circuit board according to claim 1, wherein the length of the bridge circuit of the multilayer printed circuit board is made different, and the length is sequentially increased from the solder filling side.
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