JP2013026564A - 段付き配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＧＡで主配線板に子配線板を搭載する際に、サイドボール（はんだボール）の発生を抑制する。
【解決手段】 子プリント配線板３の搭載面に金属端子４が配設され、金属端子４がはんだ５を介してメインプリント配線板２に接合されることで、子プリント配線板３がメインプリント配線板２に配設された段付きプリント配線板１であって、子プリント配線板３の搭載面から開口し、金属端子４から流れたはんだ５を収容する収容部３ａを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、主配線板に子配線板が搭載・配設された段付き配線板に関する。

プリント配線板において、外部と接続するための形状を確保したり、高さ調整をしたり、あるいは脚の役割を持たせたりするために、図５に示すように、メインプリント配線板１０１に子プリント配線板１０２を搭載したものが知られている。このような段付きプリント配線板１００を汎用の製造設備を利用して製造するには、電子部品（実装部品）１０３と同様にして子プリント配線板１０２をメインプリント配線板１０１に表面実装し、はんだ付けすればよい。

この際、図６に示すように、子プリント配線板１０２の側面に実装部品と同様な金属端子１０２ａを設け、フィレット部１０４を有するはんだ付けを行うことで（例えば、特許文献１参照。）、大きな子プリント配線板１０２でも安定、強固にメインプリント配線板１０１に搭載することができる。

しかしながら、このようなはんだ付けでは、フィレット部１０４が形成されるため、子プリント配線板１０２をメインプリント配線板１０１の周縁部（エッジ部）に搭載することが困難で、また、広い搭載スペースが必要となる（省スペース化が困難となる。）。しかも、子プリント配線板１０２の側面のみがはんだ付けされるため、子プリント配線板１０２の位置が変動しやすく（セルフアライメントが弱く）、搭載位置の精度が低い。

これに対して、図７に示すように、子プリント配線板１０２の搭載面（底面）に複数の金属端子１０２ｂを配設したＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）とする。そして、図８に示すようにして、各金属端子１０２ｂをはんだ１０５でメインプリント配線板１０１に接続することで、フィレット部１０４をなくすことが有効である。

特開平０９−２６０７９４号公報

ところで、実際の製造においては、プリント配線板１０１、１０２の平坦度が低い・悪い場合や、メインプリント配線板１０１に対して子プリント配線板１０２が平行に搭載されない場合、あるいは子プリント配線板１０２が大きい、大重量の場合などがある。このような場合、上記のようなＬＧＡでは、図９に示すように、金属端子１０２ｂとはんだ１０５とが均等に接触せず、はんだ１０５がプリント配線板１０１、１０２間を流れてしまう。その結果、子プリント配線板１０２の周縁からはんだ１０５がはみ出て（行き場をなくして）、サイドボール（はんだボール）１０５ａが形成される場合がある。

そして、このようなサイドボール１０５ａが生じると、段付きプリント配線板全体が適正な形状とならないばかりでなく、ショートの原因となる。

そこでこの発明は、ＬＧＡで主配線板に子配線板が搭載・配設された段付き配線板において、サイドボールの発生が抑制された段付き配線板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、子配線板の搭載面に金属端子が配設され、前記金属端子がろう材を介して主配線板に接合されることで、前記子配線板が前記主配線板に配設された段付き配線板であって、前記子配線板および前記主配線板の少なくとも一方に設けられ、前記両配線板の接触面から開口し、前記金属端子から流れたろう材を収容する収容部を備える、ことを特徴とする。

この発明によれば、子配線板や主配線板の平坦度が低い・悪いことなどによって、金属端子とろう材とが均等に接触せず、ろう材が子配線板と主配線板との間を流れると、子配線板や主配線板に設けられた収容部に、ろう材が収容される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の段付き配線板において、前記収容部の内面に、前記ろう材の濡れ性が高い表面処理が施されている、ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ろう材が子配線板と主配線板との間を流れたとしても、ろう材が収容部に収容・吸収されるため、ろう材が子配線板の周縁まで達せず、サイドボールが発生することがない、あるいはサイドボールの発生が著しく抑制される。また、子配線板や主配線板に収容部を設けるだけでよいため、構成が簡易で、製造コストを低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、収容部の内面に、ろう材の濡れ性が高い表面処理が施されているため、ろう材が収容部内に濡れ広がりやすく、ろう材をより収容部に収容・吸収することができる。つまり、サイドボールの発生をより抑制することができる。

この発明の実施の形態１に係わる段付きプリント配線板を示す断面図である。 図１の段付きプリント配線板の子プリント配線板を示す底面図（ａ）とそのＡ１−Ａ１断面図（ｂ）、（ｃ）である。 この発明の実施の形態２に係わる段付きプリント配線板の子プリント配線板を示す底面図（ａ）とそのＡ２−Ａ２断面図（ｂ）、（ｃ）である。 この発明の実施の形態３に係わる段付きプリント配線板の子プリント配線板を示す底面図（ａ）とそのＡ３−Ａ３断面図（ｂ）、（ｃ）である。 段付きプリント配線板を示す側面図である。 従来のフィレット部を有するはんだ付けによる段付きプリント配線板を示す断面図である。 従来のＬＧＡによる子プリント配線板を示す底面図である。 図７の子プリント配線板をメインプリント配線板に搭載した状態を示す断面図である。 図８において、サイドボールが発生した状態を示す断面図である。

次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係わる段付きプリント配線板（段付き配線板）１を示す断面図である。この段付きプリント配線板１は、メインプリント配線板（主配線板）２に子プリント配線板（子配線板）３が搭載・配設された回路基板で、メインプリント配線板２は、通常のプリント配線板と同等の構成で、電子部品などの実装部品（図示せず）が搭載されている。

子プリント配線板３は、外部と接続するための形状を確保したり、高さ調整をしたり、あるいは脚の役割を持たせたりするために配設され、目的に応じて形状、大きさ（面積）や厚みが設定されている。この子プリント配線板３の搭載面（底面）の中央部には、図２（ａ）に示すように、金属端子４が複数配設されてＬＧＡとされ、この金属端子４群の外周側に、複数の収容部３ａが形成されている。

この収容部３ａは、メインプリント配線板２との接触面、つまり搭載面から開口し、この実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、子プリント配線板３の板厚方向に貫通するスリット状・長孔状の貫通孔となっている。また、金属端子４側から流れたはんだ５を収容できるように、その位置、大きさが設定され、この実施の形態では、子プリント配線板３の外周縁に沿うように形成されている。ここで、金属端子４側から流れるはんだ５の量や、子プリント配線板３の強度、取扱性などに応じて、図２（ｃ）に示すように、凹状・ザグリ状の収容部３ａとしてもよい。

このような子プリント配線板３の金属端子４が、はんだ５を介してメインプリント配線板２に接合されることで、子プリント配線板３がメインプリント配線板２に配設されている。すなわち、メインプリント配線板２の被搭載面（上面）の所定位置に、複数のボール状のはんだ５が配置され、子プリント配線板３がメインプリント配線板２側に押圧されることで、はんだ５を介して子プリント配線板３がメインプリント配線板２に接合されている。

このような段付きプリント配線板１によれば、プリント配線板２、３の平坦度が低い・悪いことや、メインプリント配線板２に対して子プリント配線板３が平行に搭載されないことなどにより、はんだ５がプリント配線板２、３間を流れたとしても、図１に示すように、はんだ５が収容部３ａに収容・吸収される。このため、はんだ５が子プリント配線板３の周縁まで達せず、サイドボールが発生することがない、あるいはサイドボールの発生が著しく抑制されるものである。

また、子プリント配線板３にスリット状の収容部３ａを形成するだけでよいため、構成が簡易で、低コストで製造することができる。

（実施の形態２）
図３は、この実施の形態に係わる子プリント配線板３を示す底面図（ａ）と断面図（ｂ）、（ｃ）であり、実施の形態１と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。

この実施の形態では、子プリント配線板３の搭載面の収容部３ａ周辺および収容部３ａの内面に、はんだ５の濡れ性（接合性）が高い表面処理が施されている点で、実施の形態１と構成が異なる。すなわち、子プリント配線板３の搭載面の外周側で収容部３ａを包囲する領域と、収容部３ａの内面とに、銅メッキ３１が施され、収容部３ａがスルーホールとなっている。ここで、はんだ５の濡れ性が高い表面処理として、銅メッキ以外に金メッキなどを施してもよい。

このような構成によれば、搭載面の収容部３ａ周辺および収容部３ａの内面に銅メッキ３１が施されているため、はんだ５が収容部３ａ側に流れて収容部３ａ内に濡れ広がりやすくなり、はんだ５をより収容部３ａに収容・吸収することができる。つまり、サイドボールの発生をより抑制することができるものである。

（実施の形態３）
図４は、この実施の形態に係わる子プリント配線板３を示す底面図（ａ）と断面図（ｂ）、（ｃ）であり、実施の形態１、２と同等の構成については、同一符号を付することで、その説明を省略する。

この実施の形態では、収容部３ｂの平面形状が円形である点で、実施の形態２と構成が異なる。すなわち、収容部３ｂが小円形のピンホール（図４（ｂ））、または円形の窪み（図４（ｃ））となっており、このような収容部３ｂが密接して複数形成されている。なお、図４（ｂ）、（ｃ）では、わかりやすくするために、図４（ａ）よりも収容部３ｂの数を少なく図示している。

このような構成によれば、収容部３ｂの平面形状が円形なため、スリット状の収容部３ａに比べて加工が容易となり、さらに低コストで、かつ安定して製造することができる。また、収容部３ｂが小径のピンホール状であるため、毛細管現象によってはんだ５を良好に収容・吸収することができる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、子プリント配線板３のみに収容部３ａを形成しているが、メインプリント配線板２に形成スペースがある場合などには、メインプリント配線板２のみ設けたり、あるいは双方に設けたりしてもよい。ここで、メインプリント配線板２に収容部を形成する場合には、子プリント配線板３と接触する面内に形成することで、はんだ５が子プリント配線板３の周縁まで達しない。

１ 段付きプリント配線板（段付き配線板）
２ メインプリント配線板（主配線板）
３ 子プリント配線板（子配線板）
３ａ、３ｂ 収容部
３１ 銅メッキ（表面処理）
４ 金属端子
５ はんだ（ろう材）

Claims (2)

1. 子配線板の搭載面に金属端子が配設され、前記金属端子がろう材を介して主配線板に接合されることで、前記子配線板が前記主配線板に配設された段付き配線板であって、
   前記子配線板および前記主配線板の少なくとも一方に設けられ、前記両配線板の接触面から開口し、前記金属端子から流れたろう材を収容する収容部を備える、ことを特徴とする段付き配線板。
2. 前記収容部の内面に、前記ろう材の濡れ性が高い表面処理が施されている、ことを特徴とする請求項１に記載の段付き配線板。