JP2010267679A - プリント配線板と筐体との接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント配線板と筐体とを物理的に結合する取付ネジを介して、プリント配線板に形成された導体パターンと筐体との間の電気的導通を十分に確保する。
【解決手段】筐体に取り付けるための取付ネジをネジ結合するための孔が穿設されているとともに表面に形成された導体パターン上にプリフラックス処理が施されたプリント配線板と筐体とを接続する際におけるプリント配線板と筐体との接続方法において、上記プリント配線板上の上記孔の周辺のプリフラックス上にクリームはんだを印刷する第１のステップと、上記クリームはんだを印刷した上記プリント配線板を加熱処理する第２のステップと、上記プリント配線板を上記筐体に固定するために、上記孔に上記取付ネジをネジ結合する第３のステップとを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、プリント配線板と筐体との接続方法に関し、さらに詳細には、プリント配線板と筐体との電気的導通を強化して、グランド（ＧＮＤ）接続を十分にとることができるようにしたプリント配線板と筐体との接続方法に関する。

従来より、プリント配線板と筐体とを固定する際には、ネジを用いてプリント配線板を筐体に固定していた。

また、その際に、プリント配線板における銅箔などの導体により形成された導体パターンと金属からなる筐体との接触面により、プリント配線板と筐体との電気的導通を得てＧＮＤ接続をとるように構成されていた。

このため、プリント配線板の表面処理が導伝性を悪化させるものであった場合には、プリント配線板と筐体との間の電気的導通が十分でなくなり、ＧＮＤ接続を十分にとることができなくなる恐れがあるという問題点があった。

より詳細には、従来の取付ネジによるプリント配線板と筐体との結合の手法によれば、取付ネジはプリント配線板を筐体に固定することに主眼を置いており、また、プリント配線板と筐体との電気的導通は、プリント配線板の表面処理の方法により影響されるので、プリント配線板の表面処理の処理方法によっては、プリント配線板に形成された導体パターンと筐体との電気的導通が不良となり、充分なＧＮＤ接続が得られない恐れがあるという問題点があった。

例えば、プリント配線板の表面処理として、プリフラックス処理が行われていた場合には、部品実装後にプリント配線板を無洗浄状態にするとプリフラックスが半絶縁皮膜となるため、プリント配線板に形成された導体パターンと筐体との接触が悪くなって電気的導通が不十分となり、ＧＮＤ接続を十分に得ることができなくなる恐れがあった。

このため、プリント配線板に形成された導体パターン上にソルダーレジストを設けずに、取付ネジのネジ頭と導体パターンとを直接接触させるようにして当該取付ネジによりプリント配線板と筐体とを結合することにより、当該取付ネジを介してプリント配線板に形成された導体パターンと筐体との電気的導通を確保する手法も提案されていた。

しかしながら、こうした手法においても、プリント配線板上の導体パターンと取付ネジ頭との間の表面処理の方法によっては、図１（図１は、プリント配線板に穿設されたスルーホールや切り穴に取付ネジをネジ込んで、プリント配線板と筐体とをネジ結合した状態の断面を模式的に表した要部拡大概念構成断面説明図である。）に示すように、プリント配線板上の導体パターンと取付ネジ頭との間にプリフラックスが残存し、プリント配線板に形成された導体パターンと取付ネジのネジ頭との接触が悪くなって、その結果、プリント配線板に形成された導体パターンと筐体との電気的導通が不十分となり、ＧＮＤ接続を十分に得ることができなくなる恐れがあった。

なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。

図１は、プリント配線板に穿設されたスルーホールや切り穴に取付ネジをネジ込んで、プリント配線板と筐体とをネジ結合した状態の断面を模式的に表した要部拡大概念構成断面説明図である。 図２は、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法を用いてプリント配線板と筐体とを取付ネジによって固定した状態を示す概念構成説明図である。 図３は、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法の処理手順を示すフローチャートである。 図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法の処理手順を示した概念構成説明図である。 図５（ａ）（ｂ）は、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法に用いるメタルマスクの他の例を示す概念説明図である。

本発明は、従来の技術の有する上記したような種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プリント配線板と筐体とを物理的に結合する取付ネジを介して、プリント配線板に形成された導体パターンと筐体との間の電気的導通を十分に確保することができるようにしたプリント配線板と筐体との接続方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法は、プリント配線板における取付ネジをネジ結合するためのスルーホールもしくはキリ穴などの孔の周辺に導伝性のよいクリームはんだを印刷して加熱処理した後に、当該孔に取付ネジをネジ結合するようにしたものである。

即ち、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法は、筐体に取り付けるための取付ネジをネジ結合するための孔が穿設されているとともに表面に形成された導体パターン上にプリフラックス処理が施されたプリント配線板と筐体とを接続する際におけるプリント配線板と筐体との接続方法において、上記プリント配線板上の上記孔の周辺のプリフラックス上にクリームはんだを印刷する第１のステップと、上記クリームはんだを印刷した上記プリント配線板を加熱処理する第２のステップと、上記プリント配線板を上記筐体に固定するために、上記孔に上記取付ネジをネジ結合する第３のステップとを有するようにしたものである。

また、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法は、上記した本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法において、上記第２のステップは、リフロー炉により加熱処理するようにしたものである。

また、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法は、上記した本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法において、上記第１のステップは、メタルマスクを用いてクリームはんだを印刷するようにしたものである。

また、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法は、上記した本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法において、上記メタルマスクは、略リング状であるようにしたものである。

本発明は、以上説明したように構成されているので、プリント配線板と筐体とを物理的に結合する取付ネジを介して、プリント配線板に形成された導体パターンと筐体との間の電気的導通を十分に確保することができるようになるという優れた効果を奏する。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。

ここで、図２には、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法を用いてプリント配線板と筐体とを取付ネジによって固定した状態を示す概念構成説明図が示されている。

図２において、符号１２は、プリント配線板であり、プリント配線板１２には、スルーホール１２ａを穿設された表面に銅箔よりなる導体パターン１２ｂ（図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照する。）が印刷されており、さらに、スルーホール１２ａの周辺の導体パターン１２ｂにはプリフラックス処理が施されている。

また、符号１４は金属材料により形成された筐体であり、また、符号１６は金属材料により形成された取付ネジであって、プリント配線板１２が取付ネジ１６により筐体１４に対してネジ結合されている。

なお、導体パターン１２ｂは、プリント配線板１２表面におけるスルーホール１２ａの開口部まで印刷されている。

次に、図３ならびに図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）を参照しながら、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法の処理手順について詳細に説明するものとする。

まず、図３には、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法の処理手順をあらわすフローチャートが示されており、また、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）には、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法の処理手順をあらわす概念構成説明図が示されている。

なお、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示した概念構成説明図は、プリント配線板の断面図を模式的にあらわしたものである。

以下、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法について説明すると、まずはじめに、ステップＳ３０２において、メタルマスクを用いて、プリフラックス処理が行われている部分１２ｂ’に導伝性のよいクリームはんだを印刷する処理を行う（図４（ａ）および（ｂ）を参照する。）。

より詳細には、図４（ｂ）に示すように、例えば、略リング状の開口部を有するメタルマスクを用意し、プリント配線板１２のスルーホール１２ａの直上に配置するようにする。そして、メタルマスクの上から導伝性のよいクリームはんだを印刷し、プリフラックス処理が行われている部分１２ｂ’の表面にクリームはんだを印刷するものである。

なお、こうしたクリームはんだを印刷するクリームはんだ印刷装置は、従来よりプリント配線板の作製の際に用いられる公知の技術であるため、その詳細な説明は省略するものとする。

上記したステップＳ３０２の処理を終了すると、ステップＳ３０４の処理へ進み、ステップＳ３０２の処理によりプリント配線板１２にクリームはんだを印刷する処理を行ったものをリフロー炉などに入れ、クリームはんだを２６０度前後の温度で加熱して溶融するリフロー処理を行う（図４（ｃ）を参照する。）。

このようにプリント配線板１２をリフロー炉の内部で加熱することにより、導体パターン１２ｂ上のプリフラックスおよびクリームはんだが溶融し、導体パターン１２ｂ上で濡れ広がるものである。

なお、こうした加熱のためのリフロー炉は、一般的なプリント配線板の表面に取り付けられる実装部品を実装する際に用いるリフロー炉を用いれば良いものであるため、その詳細な説明は省略するものとする。

上記したステップＳ３０４の処理を終了すると、ステップＳ３０６の処理へ進み、プリント配線板１２と筐体１４とを取付ネジ１６でネジ結合して固定する処理を行う。

ここでは、プリント配線板１２のスルーホール１２ａと筐体１４が有するネジ穴とに取付ネジ１６を嵌め込み、取付ネジ１６を介してプリント配線板１２と筐体１４とを結合し、ネジ締めをして固定するものである。

このように、取付ネジ１６でプリント配線板１２と筐体１４とをネジ結合することにより、スルーホール１２ａ周辺に印刷され、リフロー炉での加熱により広がったクリームはんだとネジ頭の直下の部分とが接触するように取付ネジ１６がプリント配線板１２に固定され、さらに取付ネジ１６は筐体１４とも接触するようになる（図４（ｄ）を参照する。）。

上記において説明したように、本発明によるプリント配線板と筐体との接続方法によれば、取付ネジ１６を配置するスルーホール１２ａ周りの導体パターン１２ｂ上のプリフラックス処理が行われている部分に導伝性のよいクリームはんだを印刷して熱供給することにより、クリームはんだが溶融されて導体パターン１２ｂ上に充分濡れ広がり、取付ネジ１６を導体パターン１２ｂ上に充分濡れ広がったクリームはんだと接触させることができ、従来よりも取付ネジ１６が接触している導体パターン１２ｂと筐体１４との電気的導通がよくなるため、ＧＮＤ接続の強化が実現できるものである。

なお、上記した各実施の形態は、以下の（１）乃至（５）に示すように変形することができるものである。

（１）上記した各実施の形態においては、メタルマスクの形状として略リング状の開口部を有するものを用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すような形状のメタルマスクを用いても良いものである。

ここで、図５（ａ）に示した例では、スルーホール周辺の領域を複数に分割し、クリームはんだを印刷する領域とクリームはんだを印刷しない領域とが交互に配置するような形状のメタルマスクを用いている。

また、図５（ｂ）に示した例では、スルーホール周辺の領域に小円を間隔をおいて複数配置し、当該小円の内部の領域をクリームはんだを印刷する領域としたものである。そのため、図５（ｂ）に示す例においては、メタルマスクは小円の開口部を間隔を置いて複数配置した形状を備えている。

上記したように、スルーホール周辺でクリームはんだを印刷する領域になる面積を考慮したメタルマスクを用いてはんだを印刷することにより、クリームはんだの供給量をコントロールすることが可能になり、スルーホール内へのクリームはんだの流れ込み量の調整をすることも可能である。

（２）上記した実施の形態においては、プリント配線板に印刷されたクリームはんだを溶融させるためにリフロー炉に通し、加熱する処理を行うようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、こうしたクリームはんだ溶融のための熱供給は、プリント配線板の表面に取り付ける実装部品を取り付けるための熱供給と同時に行うようにしても良いものである。

このようにクリームはんだへの熱供給と、プリント配線板に実装される表面実装部品実装時のリフロー加熱とを同時に行うことにより、作業の効率化と安定化を図ることが可能となる。

（３）上記した実施の形態においては、プリント配線板と筐体とを直接結合するものとしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、プリント配線板と筐体とを直接結合せず、金属製の部品を介してプリント配線板と筐体と接続する場合には、プリント配線板と金属製の部品とを取付ネジを介して結合しても良いものである。

（４）上記した実施の形態においては、プリント配線板に穿設されている孔をスルーホールであるものとしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、上記したプリント配線板上に穿設されている孔は非導通孔である切り穴であっても良いものである。

（５）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（４）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。

本発明は、プリント配線板を作成する際に利用することができる。

１２ プリント配線板
１２ａ スルーホール
１２ｂ 導体パターン
１２ｂ’ プリフラックス
１４ 筐体
１６ 取付ネジ

Claims (4)

1. 筐体に取り付けるための取付ネジをネジ結合するための孔が穿設されているとともに表面に形成された導体パターン上にプリフラックス処理が施されたプリント配線板と筐体とを接続する際におけるプリント配線板と筐体との接続方法において、
   前記プリント配線板上の前記孔の周辺のプリフラックス上にクリームはんだを印刷する第１のステップと、
   前記クリームはんだを印刷した前記プリント配線板を加熱処理する第２のステップと、
   前記プリント配線板を前記筐体に固定するために、前記孔に前記取付ネジをネジ結合する第３のステップと
   を有することを特徴とするプリント配線板と筐体との接続方法。
2. 請求項１に記載のプリント配線板と筐体との接続方法において、
   前記第２のステップは、リフロー炉により加熱処理する
   ことを特徴とするプリント配線板と筐体との接続方法。
3. 請求項１または２のいずれか１項に記載のプリント配線板と筐体との接続方法において、
   前記第１のステップは、メタルマスクを用いてクリームはんだを印刷する
   ことを特徴とするプリント配線板と筐体との接続方法。
4. 請求項３に記載のプリント配線板と筐体との接続方法において、
   前記メタルマスクは、略リング状である
   ことを特徴とするプリント配線板と筐体との接続方法。

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