JP2010135375A - プリント配線板及びプリント配線板における電子部品の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板に電子部品を接続する際に、ハンダペーストから分離流出するフラックス成分等を、上記ランド部から円滑に逃がして、電子部品が動くのを防止できるプリント配線板を提供する。
【解決手段】絶縁性基材と、上記絶縁性基材に積層形成された導体層と、上記導体層を覆うように被覆する絶縁被覆層とを備え、上記導体層を所定のパターンに形成することにより、電子部品２下面の接続電極６に対応するランド部４が設けられているとともに、上記ランド部に塗布されたペースト状ハンダを介して電子部品が接続されるプリント配線板であって、上記ランド部及び／又は上記ランド部間の隙間８を臨むように形成されるとともに、上記ペースト状ハンダからの分離流出成分を収容しうる逃げ空間５を備えて構成している。
【選択図】図１

Description

本願発明は、プリント配線板及びプリント配線板における電子部品の接続方法に関する。詳しくは、電子部品を接続するハンダペーストから分離流出する成分を、電子部品の電極に対応するプリント配線板のランド部から円滑に逃がすことができるプリント配線板及び電子部品の接続方法に関するものである。

プリント配線板は、種々の電子部品において多用されている。これらプリント配線板は、電気絶縁性の樹脂フィルム等から形成された絶縁性基材と、この絶縁性基材の上に銅箔等を積層して構成される導体層と、この導体層を被覆するように設けられる絶縁被覆層とを備え、上記導体層を所定のパターンに形成することにより、接続配線等が設けられている。

電子部品を上記プリント配線板に搭載する手法として、表面実装が採用されることが多い。表面実装においては、プリント配線板の上記導体層に電子部品の電極に対応したランド部を形成するとともに、このランド部に印刷手法等を用いてペースト状のハンダを塗布しておく。このランド部に、接続電極部を対応させて電子部品を載置し、全体をリフロー炉等で加熱することにより上記ハンダを溶融させて、上記ランド部と上記接続電極部とを接続する。

上記ペースト状のハンダは、ハンダの粒子と、フラックスと、溶剤等を含んで構成されている。上記フラックスは、上記ランド部及び上記接続電極部の表面を活性化して、ハンダが溶着しやすくなるように配合されている。また、上記溶剤は、塗布作業を容易に行えるように配合されている。

特開２００６−３１３７９２号公報

近年、電子機器が小型化されるとともに、これに用いられる電子部品も小型化されている。このため、電子部品の接続電極の大きさ及び配置間隔が小さくなっている。したがって、これら電子部品を接続するプリント配線板においても、ランド部の大きさ及び配置間隔が小さくなる。

さらに、電子部品の搭載密度を高めるため、下面に接続電極を設けたチップ状の電子部品が採用されることが多い。これらチップ状の電子部品では、上記接続電極を設ける間隔がさらに小さくなる。

一方、表面実装では、上記ランド部の表面にペースト状のハンダを塗布して、電子部品を載置した後に、リフロー炉を通して上記ハンダを溶融させる。このとき、ペースト状ハンダのフラックス成分等が、接続電極やランド部の表面を活性化させた後、ハンダ成分から分離流出して接続領域から流出させられる。

ところが、上記のような接続電極の配置間隔が小さい電子部品では、上記フラックス等の分離流出成分を、上記接続領域から円滑に流出させることができない。しかも、上記フラックス成分や溶剤成分は沸点が低いため、ランド部と接続電極間に閉じ込められた状態でハンダが溶融すると、溶融したハンダ中で沸騰することになる。

このような現象が生じると、上記沸騰による気泡等によって電子部品が動き、接続不良が発生する恐れがある。

本願発明は、上記問題解決するために案出されたものであり、プリント配線板に電子部品を接続する際に、ハンダペーストから分離流出するフラックス成分等を、上記ランド部から円滑に逃がして、電子部品が動くのを防止できるプリント配線板を提供することを課題としている。

請求項１に記載した発明は、絶縁性基材と、上記絶縁性基材に積層形成された導体層と、上記導体層を覆うように被覆する絶縁被覆層とを備え、上記導体層を所定のパターンに形成することにより、電子部品下面の接続電極に対応するランド部が設けられているとともに、上記ランド部に塗布されたペースト状ハンダを介して電子部品が接続されるプリント配線板であって、上記ランド部及び／又は上記ランド部間の隙間を臨むように形成されるとともに、上記ペースト状ハンダからの分離流出成分を収容しうる逃げ空間を備えて構成したものである。

上記逃げ空間は、ハンダペーストから分離流出するフラックス成分等を、上記ランド部から円滑に逃がすため、上記ランド部あるいは上記ランド部間の隙間に臨むように形成される。上記逃げ空間を設ける位置、形態、数は限定されることはない。上記ランド部に隣接してこれを臨むように形成することができる。上記逃げ空間を設けることにより、上記分離流出成分が出現すると同時に上記逃げ空間に流入させることができる。

また、電子部品の下面の中央部に形成された接続電極に対応するランド部においては、ランド部を臨む逃げ空間を設けることが困難な場合もある。このような場合、上記ランド部間の隙間を臨むように上記逃げ空間を設けることにより、上記隙間を介して上記逃げ空間に分離流出したフラックス等を逃がすことができる。したがって、上記逃げ空間を設けることにより、上記接続電極と上記ランド部間に分離流出成分が閉じ込められることはなくなる。これにより、上記ランド部上でこれら成分が沸騰して、電子部品を動かすことはなくなる。

上記逃げ空間を設ける部位は特に限定されることはない。たとえば、面積の確保できるランド部の場合、ランド部の一部を切除して上記逃げ空間を設けることができる。また、請求項２に記載した発明のように、上記逃げ空間を、上記電子部品搭載領域の外側に形成することができる。

上記逃げ空間を上記電子部品搭載領域の外側に形成することにより、逃げ空間の大きさを充分に確保することができる。特に、電子部品の搭載領域の縁部に形成されたランド部においては、上記ランド部の外側面を臨むように上記逃げ空間を設けることができるため、分離流出成分を上記ランド部から円滑かつ迅速に逃がすことができる。また、上記逃げ空間内で分離流出成分が沸騰等した場合においても、上記電子部品搭載領域外であれば、上記電子部品を動かすことはない。

上記逃げ空間は、上記電子部品搭載領域の外縁部の一部に沿って設けることもできるし、上記電子部品の搭載領域の全周を囲むように設けることもできる。

請求項３に記載されているように、上記逃げ空間は、導体層及び／又はこの導体層に被覆された絶縁被覆層を切り欠くことにより形成することができる。

上記絶縁被覆層は、配線パターンが形成された部分を含むプリント配線板の全領域を被覆するように設けられる。したがって、上記配線パターンがない部分では、上記絶縁被覆層を切り欠くことにより、上記逃げ空間を設けることができる。また、配線パターンが形成される部分においても、上記配線パターンを構成する導体層の一部を切除するようにして上記逃げ空間を設けることができる。さらに、電子部品搭載領域内においても、導体層から形成された上記ランド部の一部を切除するようにして、上記逃げ空間を設けることができる。また、上記ランド部に隣接するように、上記逃げ空間を設けるとともに、このランド部につながる接続配線を迂回させるように構成することもできる。

上記導体層及び絶縁被覆層を切り欠く手法は特に限定されることはない。上記逃げ空間形成位置に、導体層及び絶縁被覆層をあらかじめ形成されないように、プリント配線板を製造することができる。また、上記導体層及び上記絶縁被覆層を形成した後に、エッチング等によって所要部分を除去することにより、上記逃げ空間を形成することもできる。

請求項４に記載した発明は、上記逃げ空間を、上記ランド部間の隙間につながるように形成したものである。

電子部品によっては、一部の接続電極が、電子部品の下面内側部に形成されたものもある。このような場合、上記逃げ空間を対応するランド部を臨むように設けることはできない。この場合、上記接続電極に対応するランド部から流出するフラックス等は、上記ランド部間の隙間を通って逃がす必要がある。上記逃げ空間を上記ランド部間の隙間につながるように形成することにより、上記内側部にあるランド部からも上記分離流出成分を円滑に逃がすことが可能となる。

請求項５に記載した発明は、上記ランド部に、上記逃げ空間又は上記ランド部間の隙間につながるスリットを設けたものである。

面積の大きなランド部の中央付近からフラックス等の分離流出成分を円滑に逃がすことが困難な場合がある。このような場合、上記ランドに、上記逃げ空間又は上記ランド部間の隙間につながるスリットを設けることができる。上記スリットを設けることにより、各ランド部の中央部分から分離流出するフラックス成分等を、上記スリットないし上記隙間を介して、上記逃げ空間へ流入させることができる。

請求項６に記載した発明は、絶縁性基材と、上記絶縁性基材に積層形成された導体層と、上記導体層を被覆する絶縁被覆層と、上記導体層から形成されるとともに電子部品の下面に形成された接続電極に対応するランド部とを備えるプリント配線板に、上記電子部品を接続する方法であって、上記ランド部及び／又は上記ランド部間の隙間を臨むように設けた逃げ空間に、上記接続電極と上記ランド部間を接合するハンダペーストからの分離流出成分を逃がすことを特徴とするものである。

請求項７に記載した発明は、請求項６に係る電子部品を接続する方法において、上記電子部品の搭載領域の外側に形成された逃げ空間に、上記フラックスを逃がすことを特徴とするものである。

加熱したとき、ハンダペーストから分離流出するフラックス成分等を、電子部品が接続されるランド部から円滑に逃がして、電子部品が動くのを防止できる。

以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。

図１は、本願発明に係るプリント配線板１に電子部品２を搭載する状態を示す斜視図である。また、図２は、上記電子部品を搭載する領域の平面図であり、図３は、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

本実施形態に係るプリント配線板１には、直方体状の電子部品２の下面に形成された接続電極６に対応した形態のランド部４が、５箇所に設けられている。上記電子部品２を搭載する領域の絶縁被覆層を除去することにより、上記ランド部４が露出させられている。

図３に示すように、上記プリント配線板１は、ポリイミド樹脂フィルム等から形成された電気絶縁性の基材１０と、この基材１０に積層形成された導電層７と、この導電層７を覆うように積層された絶縁被覆層１１とを備えて構成されている。上記導電層７を、パターン形成することにより、上記ランド部４やこれにつながる接続配線３が形成されている。

本実施形態においては、図２に示すように、電子部品２が搭載される電子部品搭載領域１ａの外側に、上記絶縁被覆層１１を切り欠くことにより、逃げ空間５が４箇所に形成されている。

上記各逃げ空間５は、上記電子部品搭載領域１ａの縁部において、上記ランド部４と、上記ランド部間の隙間８を臨むように、これら部位に隣接して形成されている。

図３に示すように、電子部品を接続するために、上記ランド部４の表面に印刷手法を用いてペースト状のハンダ９が塗着される。その後、上記電子部品２を電子部品搭載領域１ａに位置決め載置した後、リフロー炉で加熱することによりハンダ成分を溶融させて、上記各接続電極６と上記ランド部４とを接合し、上記電子部品２を固定する。

上記ペースト状のハンダ９は、ハンダ粒子と、フラックスと、溶剤とを含んで構成されている。上記フラックスは、溶融したハンダが溶着しやすいように、上記接続電極６と上記ランド部４の表面を活性化するために配合される。また、上記溶剤は、塗着する際に取り扱いやすいように配合されている。

上記フラックスと上記溶剤は、加熱するにしたがって粘度が低下し、上記接続電極６と上記ランド部４の表面を活性化した後は、上記ハンダが溶融する前に上記ハンダ粒子から分離して流出し、あるいは気化して、上記ランド４から排除されるように構成されている。上記フラックス及び溶剤の分離流出が妨げられると、ハンダ成分が溶融する温度においても、上記ランド４上に留まることになる。ところが、上記フラックスと上記溶剤は、沸点がハンダの溶融温度より低いため、溶融ハンダ中で急激に気化されて気泡が発生し、上記電子部品を押し上げる等して動かすという問題が発生する。

本実施形態では、上記逃げ空間５を、上記ランド部４を臨むように隣接して設けている。これにより、図３の矢印Ｆ１に示すように、上記ランド４上のハンダペースト９から分離流出したこれら成分を、上記逃げ空間５に円滑に逃がすことができる。

また、上記逃げ空間５は、上記ランド部間の隙間８を臨むようにも形成されている。これにより、上記ランド部４を直接臨む部位に逃げ空間を形成できない、中央部分のランド部から、図３の矢印Ｆ２に示すように、上記隙間８を介して上記フラックス成分及び上記溶剤成分を円滑に逃がすことが可能となる。

上記逃げ空間５を設けることにより、ペースト状ハンダ９から分離流出するフラックス成分等の分離流出成分を、上記ランド部４から円滑に排除できる。このため、上記成分が、溶融するハンダ成分中で沸騰することはなくなり、上記電子部品２を動かすこともなくなる。

図４及び図５に、本願発明の第２の実施形態を示す。第２の実施形態は、矩形状の電子部品２０２を搭載する搭載領域２０２ａの全周に、逃げ空間２０５を設けたものである。なお、プリント配線板２０１の基本的構成は、上述した第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。

図５に示すように、本実施形態では、矩形状の電子部品搭載領域２０１ａの外周部を取り囲むように、逃げ空間２０５が形成されている。上記逃げ空間２０５も、上記第１の実施形態と同様に、ランド部２０４及びこれらランド部間の隙間２０８を臨むように形成されている。逃げ空間２０５を、電子部品搭載領域を囲むように設けることにより、逃げ空間２０５のスペースを大きくとることができる。また、電子部品２０２の縁部の全域からペースト状ハンダから分離流出する成分を逃がすことができる。このため、大型の電子部品に対応することができる。

さらに、本実施形態では、中央のランド部２０４ａに、上記逃げ空間２０５に通じるスリット２１１を設けている。上記スリット２１１を設けることにより、上記ランド部２０４ａの中央部において生じるフラックス等の分離流出成分を、上記スリット２１１を介して逃げ空間２０５に円滑に流出させることができる。このため、面積の大きなランドを設けた場合にでも、フラックス成分等が上記ランド部２０４ａ上に取り残されることはなくなる。したがって、電子部品が動くことがなくなる。

ペースト状ハンダから分離流出するフラックス成分等を逃げ空間に逃がすことにより、電子部品の接続不良を防止できる。

本願発明の第１の実施形態に係るプリント配線板の電子部品搭載領域を示す斜視図である。 図１に示すプリント配線板の平面図である。 図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係るプリント配線板の電子部品搭載領域を示す斜視図である 図４に示すプリント配線板の平面図である。

符号の説明

１ プリント配線板
４ ランド部
２ 電子部品
６ 接続電極
５ 逃げ空間
８ ランド部間の隙間

Claims (7)

1. 絶縁性基材と、上記絶縁性基材に積層形成された導体層と、上記導体層を覆うように被覆する絶縁被覆層とを備え、上記導体層を所定のパターンに形成することにより、電子部品下面の接続電極に対応するランド部が設けられているとともに、上記ランド部に塗布されたペースト状ハンダを介して上記電子部品が接続されるプリント配線板であって、
   上記ランド部及び／又は上記ランド部間の隙間を臨むように形成されるとともに、上記ペースト状ハンダからの分離流出成分を収容しうる逃げ空間を備える、プリント配線板。
2. 上記逃げ空間は、上記電子部品搭載領域の外側に形成されている、請求項１に記載のプリント配線板。
3. 上記逃げ空間は、上記導体層及び／又は上記絶縁被覆層を切り欠くことにより形成されている、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載のプリント配線板。
4. 上記逃げ空間が、上記ランド部間の隙間につながっている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板。
5. 上記ランド部に、上記逃げ空間又は上記ランド部間の隙間につながるスリットを設けた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプリント配線板。
6. 絶縁性基材と、上記絶縁性基材に積層形成された導体層と、上記導体層を被覆する絶縁被覆層と、上記導体層から形成されるとともに電子部品の下面に形成された接続電極に対応するランド部とを備えるプリント配線板に、上記電子部品を接続する方法であって、
   上記ランド部及び／又は上記ランド部間の隙間を臨むように設けた逃げ空間に、上記接続電極と上記ランド部間を接合するハンダペーストからの分離流出成分を逃がすことを特徴とする、プリント配線板における電子部品の接続方法。
7. 上記電子部品の搭載領域の外側に形成された上記逃げ空間に、上記分離流出成分を逃がすことを特徴とする、請求項６に記載のプリント配線板における電子部品の接続方法。
   
   
   
   
   

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