JP2013080778A - Printed board, circuit board, and electronic component mounting method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a printed board which obtains sufficient solder wicking regardless of an area of a mat pattern, eliminates the need of manual soldering, and reduces the process cost for mounting an electronic component.SOLUTION: A through hole 2, to which a lead 10a of an electronic component 10 is soldered, and a mat pattern 4 are formed on an insulative substrate 1a so as to be separated from each other. A conductor 8 extending toward the through hole 2 is joined to an electrode 7 of the mat pattern 4, and a tip of the conductor 8 faces at least a part of the through hole 2 being spaced away therefrom and serves as a soldered part 8a, which is soldered together when the lead 10a of the electronic component 10 is soldered to the through hole 2.

Description

本発明はプリント基板、回路基板及び電子部品搭載方法に関するものである。   The present invention relates to a printed circuit board, a circuit board, and an electronic component mounting method.

一般的に、プリント基板に電子部品をはんだ付けする際には、プリント基板に設けられたスルーホールに電子部品のリードを挿入し、リードを挿入した面とは反対側から溶融はんだを接触させる。溶融はんだをプリント基板に接触させることにより、溶融はんだがスルーホールの内周面を濡れ上がり、スルーホール内に充填されて凝固することではんだ付けが行われる。   Generally, when an electronic component is soldered to a printed circuit board, a lead of the electronic component is inserted into a through hole provided in the printed circuit board, and molten solder is brought into contact with the surface opposite to the surface where the lead is inserted. By bringing the molten solder into contact with the printed circuit board, the molten solder wets the inner peripheral surface of the through hole, and is filled into the through hole and solidifies to be soldered.

しかし、いわゆるベタパターンに回路接続され、電子部品のリードが挿入されるスルホールにおいては、はんだ付けの最中に、溶融はんだの熱がベタパターンから逃げてしまい、スルーホールを濡れ上がる途中ではんだが凝固してしまう。   However, in a through-hole where a circuit is connected to a so-called solid pattern and the lead of an electronic component is inserted, the heat of the molten solder escapes from the solid pattern during soldering, and the solder gets wet while the through-hole gets wet. It will solidify.

電子部品はスルーホール内に充填されたはんだで保持されるため、濡れ上がりの途中で凝固してしまった場合は、はんだ充填量が十分でなく、いわゆるはんだ上がり不良となる。はんだ上がりが悪いと、保持強度が低下し、はんだにクラックが入り、断線する可能性が高いといった問題がある。   Since the electronic component is held by the solder filled in the through-hole, if it is solidified in the middle of wetting up, the solder filling amount is not sufficient, so that a so-called poor soldering occurs. When the solder finish is poor, there is a problem that the holding strength is lowered, the solder is cracked, and there is a high possibility of disconnection.

そこで、はんだ上がりを改善した従来の技術として、例えば、プリント基板においてスルーホールの周囲部分に保熱用のサーマルランドを設けた技術がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の技術では、溶融はんだにプリント基板を接触させた際に、サーマルランドにはんだを保持してスルーホール部分を暖めることで、はんだがスルーホールを濡れ上がる途中で凝固してしまうことを防止するようにしている。   Therefore, as a conventional technique for improving solder rise, for example, there is a technique in which a thermal land for heat retention is provided around a through hole in a printed board (see, for example, Patent Document 1). In the technique of Patent Document 1, when the printed circuit board is brought into contact with the molten solder, the solder is solidified in the course of getting up the through hole by holding the solder on the thermal land and warming the through hole portion. I try to prevent it.

また、プリント基板においてスルーホールの外周部に保熱用の貫通孔を形成した技術もある(例えば特許文献2参照)。特許文献2の技術では、スルーホールにはんだを侵入させるのと同時に貫通孔にもはんだを侵入させ、貫通孔に侵入したはんだからスルーホール内へ熱供給することで、スルーホールを濡れ上がる途中でのはんだ凝固を防止するようにしている。   In addition, there is a technique in which a through hole for heat retention is formed on the outer periphery of a through hole in a printed board (see, for example, Patent Document 2). In the technique of Patent Document 2, the solder enters the through hole at the same time as the solder enters the through hole, and heat is supplied from the solder that has entered the through hole into the through hole, so that the through hole is wetted up. This prevents solder solidification.

上記2つの技術はどちらも、スルーホールに熱を供給することではんだ上がり性を改善する技術であるが、スルーホールからベタパターンへ熱が逃げない構造とすることで、はんだ上がり性を改善する技術もある(例えば、特許文献3参照)。特許文献3の技術では、スルーホールの内周面からプリント基板の両表面にかけて設けられた導電膜とベタパターンとの間にスリットを設けて互いに接触しない構成とすることで、スルーホールからベタパターンへの熱逃げを抑制している。そして、はんだ付けする際には、電子部品のリードをスルーホールにはんだ付けする第1工程と、そのはんだ付け部分を、スリットを跨いでベタパターンに手はんだ付けではんだ付けする第2工程との2工程で電子部品とベタパターンとのはんだ付けを完了するようにしている。   Both of the above two technologies are technologies that improve the solderability by supplying heat to the through-hole, but improve the solderability by adopting a structure that does not allow heat to escape from the through-hole to the solid pattern. There is also a technique (see, for example, Patent Document 3). In the technology of Patent Document 3, a solid pattern is formed from the through hole by providing a slit between the conductive film and the solid pattern provided from the inner peripheral surface of the through hole to both surfaces of the printed circuit board so as not to contact each other. The heat escape to is suppressed. Then, when soldering, a first step of soldering the lead of the electronic component to the through hole and a second step of soldering the soldered portion by hand soldering to the solid pattern across the slit The soldering of the electronic component and the solid pattern is completed in two steps.

特開2005−12088号公報(要約、図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-12088 (Summary, FIG. 1) 特開2003−69202号公報(要約、図3)JP 2003-69202 A (summary, FIG. 3) 特開平6−61630号公報(第3頁、図1)JP-A-6-61630 (page 3, FIG. 1)

特許文献1及び特許文献2では、スルーホールにその周囲から入熱するようにしているため、スルーホール内のはんだの温度低下を抑制でき、はんだ上がり性の向上に効果がある。しかし、スルーホールの導電膜はベタパターンに繋がっているため、ベタパターンへの熱逃げは常に生じており、ベタパターンの面積が広くなるにつれ、はんだ上がり性の向上の効果が薄くなるといった問題がある。   In Patent Document 1 and Patent Document 2, since heat is input to the through hole from its periphery, a decrease in the temperature of the solder in the through hole can be suppressed, which is effective in improving the solderability. However, since the conductive film of the through hole is connected to the solid pattern, heat escape to the solid pattern always occurs, and as the area of the solid pattern becomes wider, the effect of improving the soldering property is reduced. is there.

特許文献3では、スルーホールとベタパターンとを離して形成しているため、パターンを通じての放熱は無く、良好なはんだ上がりを得ることが可能である。しかし、上述したように、電子部品のリードをスルーホールにはんだ付けした後、スルーホールとベタパターンとを手作業ではんだ付けする必要があり、加工コストが高くなる。   In Patent Document 3, since the through hole and the solid pattern are formed apart from each other, there is no heat dissipation through the pattern, and a good solder finish can be obtained. However, as described above, after soldering the lead of the electronic component to the through hole, it is necessary to manually solder the through hole and the solid pattern, which increases the processing cost.

また、特許文献3では、電子部品のリードをスルーホールにはんだ付けする第1工程が終了した段階において、電子部品の形状によっては第2工程でのはんだ付け箇所が電子部品自身によって隠れて見えない場合がある。例えば、電子部品が樹脂部の下面からリードがまっすぐ延びているタイプのものの場合が該当し、このタイプの電子部品の場合、樹脂部の真下にはんだ付け箇所が位置することから、はんだ付け箇所が電子部品の搭載側から見えない。このため、手はんだ付けが行えないため、このタイプの電子部品は実質、搭載できない。このように、手はんだ付け作業を必要とするプリント基板では、不都合が多かった。   Moreover, in patent document 3, in the stage which the 1st process of soldering the lead of an electronic component to a through hole is complete | finished, depending on the shape of an electronic component, the soldering location in a 2nd process is hidden by the electronic component itself and cannot be seen. There is a case. For example, the case where the electronic component is of a type in which the lead extends straight from the lower surface of the resin portion is applicable, and in this type of electronic component, since the soldering location is located directly under the resin portion, the soldering location is It cannot be seen from the electronic component mounting side. For this reason, manual soldering cannot be performed, so this type of electronic component cannot be mounted substantially. Thus, there are many inconveniences in a printed circuit board that requires manual soldering work.

また、第2工程の手はんだ付けで使用するはんだゴテは、一般的に入熱量が小さい。このため、はんだ付け作業中にその熱がベタパターンから逃げてしまい、はんだ付けしたい箇所を溶融させるまでに時間を要し、結果的にはんだ付け時間が長くなるという問題があった。更に、はんだ付け時間が長くなると、スルーホールの導電膜の接着が剥がれてしまうといった問題もあった。   Moreover, the soldering iron used in the second step of manual soldering generally has a small heat input. For this reason, the heat escapes from the solid pattern during the soldering operation, and it takes time to melt the portion to be soldered, resulting in a problem that the soldering time becomes long. Further, when the soldering time is long, there is a problem that the adhesion of the through hole conductive film is peeled off.

本発明は上記問題点を解決するために成されたもので、ベタパターンの面積によらず十分なはんだ上がりを得ることができ、また、手はんだ付けが不要で、電子部品を搭載する際の加工コストの低減が可能なプリント基板、回路基板及び電子部品搭載方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and can obtain sufficient soldering regardless of the area of the solid pattern, and does not require manual soldering. It is an object of the present invention to obtain a printed circuit board, a circuit board, and an electronic component mounting method capable of reducing processing costs.

本発明に係るプリント基板は、絶縁性の基材に、電子部品のリードがはんだ付けされるスルーホールとベタパターンとが離れて形成され、ベタパターンの電極には、スルーホールに向けて延びる導体が接合され、導体の先端部は、スルーホールの少なくとも一部と離間して対向し、電子部品のリードがスルーホールにはんだ付けされる際に一緒にはんだ付けされる被はんだ付け部となっているものである。   In the printed circuit board according to the present invention, a through hole where a lead of an electronic component is soldered and a solid pattern are formed apart from each other on an insulating base material, and the solid pattern electrode has a conductor extending toward the through hole. The tip of the conductor is opposed to at least a part of the through hole and is a soldered part that is soldered together when the lead of the electronic component is soldered to the through hole. It is what.

本発明によれば、スルーホールとベタパターンとを離して形成したため、スルーホール内のはんだの熱がベタパターンに逃げることがなく、はんだ上がりを向上することができる。また、ベタパターンの電極に、スルーホールに向けて延びる導体を接合し、導体の先端部が、スルーホールの少なくとも一部と離間して対向した被はんだ付け部となっており、電子部品のリードをスルーホールにはんだ付けする際に一緒にはんだ付けされる基板構造としたため、従来の手はんだ付けが不要である。その結果、電子部品を搭載する際の加工コストの低減が可能で、また、ベタパターンの面積によらず、十分なはんだ上がりが得られるプリント基板を得ることができる。   According to the present invention, since the through hole and the solid pattern are formed apart from each other, the heat of the solder in the through hole does not escape to the solid pattern, and the solder rise can be improved. In addition, a conductor extending toward the through hole is joined to the electrode of the solid pattern, and the leading end of the conductor is a soldered portion facing and spaced apart from at least a part of the through hole. Since the substrate structure is soldered together when soldering to the through hole, conventional manual soldering is unnecessary. As a result, it is possible to reduce the processing cost when mounting the electronic component, and it is possible to obtain a printed circuit board that can obtain sufficient soldering regardless of the area of the solid pattern.

本発明の一実施の形態に係るプリント基板を示す図である。It is a figure which shows the printed circuit board which concerns on one embodiment of this invention. 図1のプリント基板の製造工程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the printed circuit board of FIG. 図1のプリント基板に電子部品がはんだ付けされた状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the electronic component was soldered to the printed circuit board of FIG. 図1のプリント基板への電子部品の搭載工程を示す図(1/2)である。FIG. 5 is a diagram (1/2) illustrating a process of mounting electronic components on the printed circuit board of FIG. 1. 図1のプリント基板への電子部品の搭載工程を示す図(2/2)である。FIG. 2B is a diagram (2/2) illustrating the mounting process of the electronic component on the printed board of FIG. 1. 別のはんだ付け工法を示す図である。It is a figure which shows another soldering construction method. スルーホール径とフィレット高さの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a through-hole diameter and fillet height. 電子部品がSiCモジュールである場合のプリント基板を示す図である。It is a figure which shows a printed circuit board in case an electronic component is a SiC module. 図1のプリント基板の変形例1を示す図(1/2)である。FIG. 10 is a diagram (1/2) illustrating a first modification of the printed circuit board of FIG. 1. 図1のプリント基板の変形例1を示す図(2/2)である。FIG. 10 is a diagram (2/2) illustrating a first modification of the printed circuit board of FIG. 図1のプリント基板の変形例2を示す図である。It is a figure which shows the modification 2 of the printed circuit board of FIG. 図11のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 図1のプリント基板の他の変形例3を示す図である。It is a figure which shows the other modification 3 of the printed circuit board of FIG. 図13の導体の斜視図である。It is a perspective view of the conductor of FIG. 図1のプリント基板の他の変形例4を示す図である。It is a figure which shows the other modification 4 of the printed circuit board of FIG. 図15の導体の斜視図である。It is a perspective view of the conductor of FIG. 図1のプリント基板の他の変形例5を示す図である。It is a figure which shows the other modification 5 of the printed circuit board of FIG.

図1は、本発明の一実施の形態に係るプリント基板1を示す図で、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−A断面図である。図1及び後述の図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。
プリント基板1は、電子部品10(後述の図3参照)をはんだ付けするためのスルーホール2を有している。スルーホール2は絶縁性の基材1aに貫通形成された穴と、穴の内周面から基材1aの両表面(穴の開口周囲)にかけて形成された導電膜3とから形成されている。また、基材1aの表面には、銅等の金属材料で形成された配線パターンであるベタパターン4及びパターン5が形成されている。スルーホール2の導電膜3とベタパターン4とは、互いに接触しないように離して形成されている。このベタパターン4を含む基材1aの表面全体はソルダレジスト6で覆われているが、図1においてハッチングで示した部分についてはソルダレジスト6が剥がされ、外部に露出した状態となっている。
1A and 1B are diagrams showing a printed circuit board 1 according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In FIG. 1 and the drawings to be described later, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, which are common throughout the entire specification.
The printed circuit board 1 has a through hole 2 for soldering an electronic component 10 (see FIG. 3 described later). The through hole 2 is formed of a hole formed through the insulating base material 1a and a conductive film 3 formed from the inner peripheral surface of the hole to both surfaces of the base material 1a (around the opening of the hole). Moreover, the solid pattern 4 and the pattern 5 which are the wiring patterns formed with metal materials, such as copper, are formed in the surface of the base material 1a. The conductive film 3 and the solid pattern 4 in the through hole 2 are formed so as not to contact each other. Although the entire surface of the base material 1a including the solid pattern 4 is covered with the solder resist 6, the portions shown by hatching in FIG. 1 are peeled off and exposed to the outside.

ベタパターン4は、電源又はグラウンドに接続されるパターンであり、放熱用のパターンである。そして、ベタパターン4においてソルダレジスト6が剥がされた部分は、電子部品10と電気的に接続される電極7となっており、この電極7に導体8がはんだ接合されている。   The solid pattern 4 is a pattern connected to the power source or the ground, and is a pattern for heat dissipation. A portion of the solid pattern 4 where the solder resist 6 is peeled off is an electrode 7 electrically connected to the electronic component 10, and a conductor 8 is soldered to the electrode 7.

導体8は、スルーホール2にはんだ付けされる電子部品10をベタパターン4に電気的に接続する役割を有するもので、電極7からスルーホール2に向けて延びるように形成されている。導体8の先端部は、スルーホール2の少なくとも一部と離間して対向しており、以下に詳述するが、電子部品10のリード10aをスルーホール2にはんだ付けする際に一緒にはんだ付けされる被はんだ付け部8aとなっている。なお、電子部品10をスルーホール2にはんだ付けする前の図1に示す状態のプリント基板1においては、導体8はスルーホール2に接触しないように電極7に接合されている。導体8は、はんだと濡れる金属であり、Fe、Ni、SUS、Al等の金属、又はNi等のメッキ処理を施して構成される。濡れの目安としては母材と溶融はんだの接触角が90度以下のものが好ましい。   The conductor 8 has a role of electrically connecting the electronic component 10 soldered to the through hole 2 to the solid pattern 4 and is formed to extend from the electrode 7 toward the through hole 2. The front end portion of the conductor 8 is spaced apart and opposed to at least a part of the through hole 2, and will be described in detail below. When the lead 10a of the electronic component 10 is soldered to the through hole 2, it is soldered together. This is the soldered portion 8a. In the printed circuit board 1 in the state shown in FIG. 1 before the electronic component 10 is soldered to the through hole 2, the conductor 8 is joined to the electrode 7 so as not to contact the through hole 2. The conductor 8 is a metal that gets wet with the solder, and is configured by applying a metal such as Fe, Ni, SUS, or Al, or plating with Ni or the like. As a measure of wetting, it is preferable that the contact angle between the base material and the molten solder is 90 degrees or less.

以上のように構成されたプリント基板1を製造する際には、まず、スルーホール2(導電膜3を含む)及びベタパターン4等が形成され、ソルダレジスト6の一部を剥がすことによって電極7が形成された基材1aを作製する。そして、図2(a)に示すように、電極7上に、フラックスを含むはんだペースト11を印刷・供給し、続いて図2(b)に示すように、マウンターなどの搭載機で、導体8を電極7とスルーホール2との間に渡すようにして基材1a上に搭載する。その後、この状態でリフロー炉等のはんだ付け装置(図示せず)内に挿入してはんだペースト11の溶融温度以上の環境におく。これにより、図2(c)に示すように、はんだペースト11が溶融状態となり、その後冷却することで、導体8と電極7とがはんだ付けされ、プリント基板1が完成する。このプリント基板1の完成状態において、導体8とスルーホール2とが接触していないことは上述の通りである。   When the printed circuit board 1 configured as described above is manufactured, first, the through hole 2 (including the conductive film 3), the solid pattern 4 and the like are formed, and the electrode 7 is peeled off by removing a part of the solder resist 6. The base material 1a in which is formed is produced. Then, as shown in FIG. 2 (a), a solder paste 11 containing flux is printed and supplied onto the electrode 7, and subsequently, as shown in FIG. 2 (b), the conductor 8 is mounted on a mounting machine such as a mounter. Is mounted on the substrate 1 a so as to pass between the electrode 7 and the through hole 2. Then, in this state, it inserts in soldering apparatuses (not shown), such as a reflow furnace, and is set to the environment more than the melting temperature of the solder paste 11. As a result, as shown in FIG. 2C, the solder paste 11 is in a molten state and then cooled, whereby the conductor 8 and the electrode 7 are soldered, and the printed circuit board 1 is completed. As described above, the conductor 8 and the through hole 2 are not in contact with each other in the completed state of the printed circuit board 1.

次に、プリント基板1への電子部品の搭載方法を説明すると共に、本実施の形態のプリント基板1における特徴的な作用について説明する。   Next, a method for mounting electronic components on the printed circuit board 1 will be described, and a characteristic operation of the printed circuit board 1 according to the present embodiment will be described.

図3は、図1のプリント基板への電子部品のはんだ付けが完了した状態を示す斜視図である。図4及び図5は、図1のプリント基板への電子部品の搭載工程を示す図である。
まず、プリント基板1に設けられたスルーホール2に、電子部品10のリード10aを挿入し(図4(a))、プリント基板1において電子部品10の搭載面とは反対側の面にフラックス(図示せず)を塗布し、溶融はんだ12と接触させる(図4(b))。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the soldering of the electronic component to the printed board of FIG. 1 is completed. 4 and 5 are diagrams showing a process of mounting electronic components on the printed circuit board shown in FIG.
First, the lead 10a of the electronic component 10 is inserted into the through hole 2 provided in the printed circuit board 1 (FIG. 4A), and a flux (on the surface opposite to the mounting surface of the electronic component 10 on the printed circuit board 1) (Not shown) is applied and brought into contact with the molten solder 12 (FIG. 4B).

これにより、はんだ12aがプリント基板1のスルーホール2の内周面を濡れ上がりスルーホール2内に充填される(図4(c))。ここで、スルーホール2の導電膜3は、ベタパターン4から切り離されているため、はんだ12aの熱が導電膜3を介してベタパターン4に逃げるのを抑制でき、濡れ上がりの途中ではんだ12aが凝固してしまうのを防止できる。   As a result, the solder 12a wets the inner peripheral surface of the through hole 2 of the printed board 1 and fills the through hole 2 (FIG. 4C). Here, since the conductive film 3 of the through hole 2 is separated from the solid pattern 4, the heat of the solder 12 a can be prevented from escaping to the solid pattern 4 through the conductive film 3, and the solder 12 a is in the middle of getting wet. Can be prevented from solidifying.

そして、スルーホール2に充填されたはんだ12aは、更に電子部品10のリード10aを濡れ上がり導体8の被はんだ付け部8aと接触する(図5(d))。その後、プリント基板1が溶融はんだ12から離れ、冷却することにより電子部品10のリード10aはスルーホール2内で保持されると共に、リード10a、導体8及びベタパターン4の電極7がはんだ付けされ、回路が形成される(図5(e))。   Then, the solder 12a filled in the through hole 2 further wets the lead 10a of the electronic component 10 and comes into contact with the soldered portion 8a of the conductor 8 (FIG. 5D). Thereafter, the printed board 1 is separated from the molten solder 12 and cooled, whereby the lead 10a of the electronic component 10 is held in the through hole 2, and the lead 10a, the conductor 8, and the electrode 7 of the solid pattern 4 are soldered. A circuit is formed (FIG. 5E).

なお、プリント基板1に溶融はんだ12を接触させる方法として、図4(b)には基板全体に入熱するフローはんだ付工法の例を示したが、図6に示すように、ノズル13から溶融はんだ12を噴流させて所望の箇所のみをはんだ付けする、部分はんだ付け工法としてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。   As a method of bringing the molten solder 12 into contact with the printed circuit board 1, FIG. 4B shows an example of a flow soldering method in which heat is applied to the entire board. However, as shown in FIG. It is good also as a partial soldering method of jetting the solder 12 and soldering only a desired location. In this case, the same effect can be obtained.

ここで、導体8の被はんだ付け部8aの設置高さについて説明する。
図7は、スルーホール径とフィレット高さの関係を示す図である。図7において横軸はスルーホール径(mm)、縦軸はフィレット高さ(mm)である。フィレット高さhとは、図5(e)に示すように、スルーホール2の端面からはみ出たはんだの高さである。フィレット高さhは、図6に示すように、スルーホール径の約1/2になるという関係がある。よって、導体8の設置高さ、すなわちスルーホール2の開口と導体8との距離は、スルーホール径の1/2以下とする。
Here, the installation height of the soldered portion 8a of the conductor 8 will be described.
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the through-hole diameter and the fillet height. In FIG. 7, the horizontal axis represents the through-hole diameter (mm), and the vertical axis represents the fillet height (mm). The fillet height h is the height of the solder protruding from the end face of the through hole 2 as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the fillet height h has a relationship that it is about ½ of the through-hole diameter. Therefore, the installation height of the conductor 8, that is, the distance between the opening of the through hole 2 and the conductor 8 is set to ½ or less of the through hole diameter.

なお、図1(b)には、導体8の先端(被はんだ付け部8aの端部)がスルーホール2の開口の一部を僅かに覆った例を示しているが、必ずしも覆っていなくてもよい。要は、スルーホール2を濡れ上がったはんだ12aが接触してはんだ付け可能な位置に導体8の先端が位置していればよい。よって、導体8の被はんだ付け部8aとは、スルーホール2を濡れ上がったはんだ12aが接触する部分を指し、厳密にその位置を特定するものではない。   FIG. 1B shows an example in which the tip of the conductor 8 (the end of the soldered portion 8a) slightly covers a part of the opening of the through hole 2, but it is not necessarily covered. Also good. In short, it is only necessary that the tip of the conductor 8 is located at a position where the solder 12a that has wetted the through hole 2 can come into contact and solder. Therefore, the soldered portion 8a of the conductor 8 refers to a portion in contact with the solder 12a that has wetted the through hole 2, and does not strictly specify the position.

以上説明したように、本実施の形態によれば、スルーホール2とベタパターン4とが離れて形成されているため、スルーホール2内のはんだ12の熱が導電膜3を介してベタパターン4に逃げることがなく、はんだ上がりを向上することができる。よって、接合信頼性の高いプリント基板1とすることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the through hole 2 and the solid pattern 4 are formed apart from each other, the heat of the solder 12 in the through hole 2 is transferred to the solid pattern 4 via the conductive film 3. It is possible to improve the solder finish. Therefore, the printed circuit board 1 with high bonding reliability can be obtained.

また、プリント基板1においてベタパターン4の電極7には予め導体8がはんだ接合されており、電子部品10のリードをスルーホール2にはんだ付けするのと一緒に、そのはんだ付け部分のはんだが導体8のはんだ付け部8aにも接触してはんだ付けされるため、電子部品10をベタパターン4に電気的に導通可能に接続する作業を、1回のはんだ付け工程で完了できる。よって、上記特許文献3における手はんだ付けが不要であり、コスト低減を図ることができる。また、手はんだ付けが不要であるため、電子部品10の形状に応じてはんだ付け箇所が隠れてはんだ付けができないといった従来の不都合や、はんだ付け時間が長くなってスルーホール2の導電膜3が剥がれるといった問題を解消できる。   In the printed circuit board 1, the conductor 8 is soldered to the electrode 7 of the solid pattern 4 in advance, and the solder of the soldered portion is a conductor together with soldering the lead of the electronic component 10 to the through hole 2. Therefore, the operation of connecting the electronic component 10 to the solid pattern 4 so as to be electrically conductive can be completed in one soldering process. Therefore, manual soldering in Patent Document 3 is unnecessary, and cost reduction can be achieved. Further, since manual soldering is not required, the conventional inconvenience that the soldering portion is hidden depending on the shape of the electronic component 10 and soldering cannot be performed, and the conductive film 3 of the through hole 2 becomes longer due to a longer soldering time. The problem of peeling off can be solved.

また、電子部品10とベタパターン4との信頼性の高い接続を1回のはんだ付け工程で完了することができる効果は、ベタパターン4の面積に関係なく達成できる。よって、ベタパターン4の放熱性が高くて、上記特許文献1〜3のような従来のプリント基板でははんだ上がり不良が生じるような場合にも、本実施の形態のプリント基板1を適用することで、はんだ付けが可能である。   In addition, the effect that the highly reliable connection between the electronic component 10 and the solid pattern 4 can be completed in one soldering process can be achieved regardless of the area of the solid pattern 4. Therefore, even when the solid pattern 4 has a high heat dissipation property and the conventional printed circuit board as in the above-mentioned Patent Documents 1 to 3 has poor solder rise, the printed circuit board 1 of the present embodiment can be applied. Soldering is possible.

また、本実施の形態のプリント基板1に搭載される電子部品10は任意であるが、ワイドバンドギャップ半導体で構成された電子部品を搭載して回路基板を構成する場合、本実施の形態のプリント基板1は特に効果を発揮する。その理由は以下の通りである。なお、ワイドバンドギャップ半導体とは、シリコン(Si)素子と比較して、バンドギャップが大きい半導体素子の総称であり、炭化ケイ素(SiC)素子の他、例えば、窒化ガリウム(GaN)、ダイヤモンド素子等が挙げられる。   The electronic component 10 mounted on the printed circuit board 1 according to the present embodiment is arbitrary. However, when an electronic component composed of a wide band gap semiconductor is mounted to form a circuit board, the printed circuit according to the present embodiment is printed. The substrate 1 is particularly effective. The reason is as follows. The wide band gap semiconductor is a general term for semiconductor elements having a larger band gap compared to silicon (Si) elements. In addition to silicon carbide (SiC) elements, for example, gallium nitride (GaN), diamond elements, etc. Is mentioned.

ワイドバンドギャップ半導体は高温での動作が可能であることから、高温で用いられることが多く、それ故、プリント基板1に高い放熱性が求められている。このため、ベタパターン4を広面積に形成したり、図8に示すように、ベタパターン4に更に放熱性のヒートシンク15を接続したりして、ベタパターン4の放熱性を高める構成が採用される。なお、図8において16はSiCモジュールを示している。   Since wide band gap semiconductors can operate at high temperatures, they are often used at high temperatures. Therefore, the printed circuit board 1 is required to have high heat dissipation. Therefore, a configuration is adopted in which the solid pattern 4 is formed in a large area, or as shown in FIG. 8, a heat dissipation heat sink 15 is further connected to the solid pattern 4 to enhance the heat dissipation of the solid pattern 4. The In FIG. 8, reference numeral 16 denotes an SiC module.

このように、製品使用時の放熱性向上の観点からベタパターン4の放熱性が高められると、上記特許文献1〜3のような従来のプリント基板では、その高い放熱性が逆に電子部品の搭載時にはんだの熱を逃がす方向に作用してしまい、はんだ上がり不足を招くことになる。よって、従来のプリント基板では、ワイドバンドギャップ半導体のような高温動作可能な電子部品の基板としては適当ではない。これに対し、本実施の形態のプリント基板1は、上述したように、ベタパターン4の放熱性に関係なく接合信頼性の高い接合が可能であるため、ワイドバンドギャップ半導体で構成された電子部品の基板として特に好適である。   Thus, when the heat dissipation of the solid pattern 4 is enhanced from the viewpoint of improving the heat dissipation during product use, in the conventional printed circuit boards such as the above-mentioned Patent Documents 1 to 3, the high heat dissipation is contrary to the electronic component. When mounted, it acts in the direction of releasing the heat of the solder, leading to insufficient solder rise. Therefore, the conventional printed circuit board is not suitable as a substrate for an electronic component capable of operating at a high temperature such as a wide band gap semiconductor. On the other hand, since the printed circuit board 1 of the present embodiment can be bonded with high bonding reliability regardless of the heat dissipation of the solid pattern 4 as described above, an electronic component composed of a wide band gap semiconductor. It is particularly suitable as a substrate.

なお、本発明のプリント基板は、図1に示した構造に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で例えば以下のように種々変形実施可能である。   Note that the printed circuit board of the present invention is not limited to the structure shown in FIG. 1, and can be variously modified as follows without departing from the gist of the present invention.

(変形例1)
図1のプリント基板1では、導体8の形状を長方形とした例を図示して説明したが、導体8の形状は任意である。例えば、図9のように略コ字状としてもよいし、図10のように周辺部品14を避けるようにした形状としてもよい。
(Modification 1)
In the printed circuit board 1 of FIG. 1, the example in which the shape of the conductor 8 is rectangular has been illustrated and described, but the shape of the conductor 8 is arbitrary. For example, it may be substantially U-shaped as shown in FIG. 9 or may be shaped so as to avoid the peripheral component 14 as shown in FIG.

(変形例2)
図11及び図12は、図1のプリント基板1の他の変形例2を示す図である。図11は、電子部品をはんだ付けした状態のプリント基板の平面図であり、図12は、図11のB−B断面図である。
この例は、導体8の被はんだ付け部8aによりスルーホール2の開口全体を覆うと共に、被はんだ付け部8aに、電子部品10のリード10aが通過する穴8bを設けた構成としたものである。
(Modification 2)
11 and 12 are diagrams showing another modification 2 of the printed circuit board 1 of FIG. FIG. 11 is a plan view of a printed circuit board in a state where electronic components are soldered, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
In this example, the entire opening of the through hole 2 is covered with the soldered portion 8a of the conductor 8, and the hole 8b through which the lead 10a of the electronic component 10 passes is provided in the soldered portion 8a. .

このように導体8を構成した場合、図12に示すようにスルーホール2を濡れ上がったはんだ12aと導体8のはんだ付け部8aとのはんだ付け面積を広げることができ、接合信頼性を向上することができる。   When the conductor 8 is configured in this way, as shown in FIG. 12, the soldering area between the solder 12a that has wetted the through hole 2 and the soldering portion 8a of the conductor 8 can be expanded, and the joining reliability is improved. be able to.

(変形例3)
図13は、図1のプリント基板の他の変形例3を示す図である。図14は、図13の導体の斜視図である。
図1では導体8を平板とし、導体8全体が基材1a上に近接した構成例を示したが、導体8が電極7にはんだ付けされた状態において、基材1aとの間に空間を形成する形状としてもよい。このように構成した場合、はんだ付け後の製品使用時において、導体8から周囲空気への放熱性を高めることができる。
(Modification 3)
FIG. 13 is a view showing another modified example 3 of the printed circuit board of FIG. FIG. 14 is a perspective view of the conductor of FIG.
FIG. 1 shows a configuration example in which the conductor 8 is a flat plate and the entire conductor 8 is close to the base 1a. However, a space is formed between the conductor 8 and the base 1a when the conductor 8 is soldered to the electrode 7. It is good also as a shape to do. When comprised in this way, the heat dissipation from the conductor 8 to ambient air can be improved at the time of product use after soldering.

(変形例4)
図15は、図1のプリント基板の他の変形例4を示す図である。図16は、図15の導体の斜視図である。
この例は、導体8の被はんだ付け部8aの一部をスルーホール2の導電膜3に接触しないようにスルーホール2の内部に入り込ませる形状としたものである。この構成とすることにより、はんだとの接触をより確実なものとすることができ、接合信頼性を向上することができる。なお、導体8の一部をスルーホール2の内部に入り込ませる構成は、図15及び図16に図示した構成に限られず、加工のしやすさ等に応じて適宜変形可能である。
(Modification 4)
FIG. 15 is a view showing another modification 4 of the printed circuit board of FIG. FIG. 16 is a perspective view of the conductor of FIG.
In this example, a part of the part to be soldered 8a of the conductor 8 is shaped to enter the through hole 2 so as not to contact the conductive film 3 of the through hole 2. With this configuration, the contact with the solder can be made more reliable, and the joining reliability can be improved. Note that the configuration for allowing a part of the conductor 8 to enter the inside of the through hole 2 is not limited to the configuration illustrated in FIGS. 15 and 16 and can be appropriately modified according to the ease of processing.

(変形例5)
図17は、図1のプリント基板の他の変形例5を示す図である。
図17の変形例では、電極7と導体8との接合部形状を、セルフアライメント(自己補正)効果を考慮した形状としたものである。セルフアライメント効果とは、電極7上に印刷されたはんだペースト11(図2(a)参照)が加熱されて溶融した際、はんだの表面張力によって導体8の位置ズレを修正する現象である。このような構成とした場合、プリント基板1の製造時において導体8の実装位置精度を向上することができる。なお、図17に示した形状は一例であって、セルフアライメント効果を考慮した接合部形状はこの形状に限られたものではない。
(Modification 5)
FIG. 17 is a view showing another modified example 5 of the printed circuit board shown in FIG.
In the modification of FIG. 17, the shape of the joint between the electrode 7 and the conductor 8 is a shape that takes into account the self-alignment (self-correction) effect. The self-alignment effect is a phenomenon in which the positional deviation of the conductor 8 is corrected by the surface tension of the solder when the solder paste 11 (see FIG. 2A) printed on the electrode 7 is heated and melted. With such a configuration, it is possible to improve the mounting position accuracy of the conductor 8 when the printed circuit board 1 is manufactured. Note that the shape illustrated in FIG. 17 is an example, and the shape of the joint portion in consideration of the self-alignment effect is not limited to this shape.

なお、上記の変形例1〜5においてそれぞれ独立した変形例として説明したが、各変形例を適宜組み合わせて用いることも可能である。これにより、それぞれの効果を備えたプリント基板1を得ることができる。   In addition, although it demonstrated as an independent modification each in said modification 1-5, it is also possible to use combining each modification suitably. Thereby, the printed circuit board 1 provided with each effect can be obtained.

1 プリント基板、1a 基材、2 スルーホール、3 導電膜、4 ベタパターン、5 パターン、6 ソルダレジスト、7 電極、8 導体、8a 被はんだ付け部、8b 穴、10 電子部品、10a リード、11 ペースト、12 溶融はんだ、13 ノズル、14 周辺部品、15 ヒートシンク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed circuit board, 1a base material, 2 Through hole, 3 Conductive film, 4 Solid pattern, 5 Pattern, 6 Solder resist, 7 Electrode, 8 Conductor, 8a Soldering part, 8b Hole, 10 Electronic component, 10a Lead, 11 Paste, 12 Molten solder, 13 Nozzle, 14 Peripheral parts, 15 Heat sink.

Claims (11)

絶縁性の基材に、電子部品のリードがはんだ付けされるスルーホールとベタパターンとが離れて形成され、前記ベタパターンの電極には、前記スルーホールに向けて延びる導体が接合され、前記導体の先端部は、前記スルーホールの少なくとも一部と離間して対向し、前記電子部品のリードが前記スルーホールにはんだ付けされる際に一緒にはんだ付けされる被はんだ付け部となっていることを特徴とするプリント基板。   A through hole where a lead of an electronic component is soldered and a solid pattern are formed apart from each other on an insulating substrate, and a conductor extending toward the through hole is joined to the electrode of the solid pattern, and the conductor The front end portion of the electronic device is spaced apart from at least a part of the through hole and is a soldered portion that is soldered together when the lead of the electronic component is soldered to the through hole. Printed circuit board characterized by 前記導体の前記被はんだ付け部により前記スルーホールの開口を覆うと共に、前記被はんだ付け部に前記電子部品のリードを通す穴を設けたことを特徴とする請求項1記載のプリント基板。   The printed circuit board according to claim 1, wherein an opening of the through hole is covered with the soldered portion of the conductor, and a hole through which the lead of the electronic component passes is provided in the soldered portion. 前記導体は、前記基材との間に空間を形成する形状を有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のプリント基板。    The printed circuit board according to claim 1, wherein the conductor has a shape that forms a space with the base material. 前記導体の前記被はんだ付け部と前記スルーホールの開口との間の距離が、前記スルーホールの径の1/2以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載のプリント基板。   4. The distance between the soldered portion of the conductor and the opening of the through hole is equal to or less than ½ of the diameter of the through hole. 5. Printed circuit board as described in 1. 前記導体の前記被はんだ付け部の一部を前記スルーホールの内部に入り込ませる形状としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載のプリント基板。   5. The printed circuit board according to claim 1, wherein a part of the part to be soldered of the conductor is configured to enter the inside of the through hole. 前記ベタパターンは放熱用のパターンであることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか一項に記載のプリント基板。   The printed circuit board according to claim 1, wherein the solid pattern is a heat dissipation pattern. 前記ベタパターンは電源又はグラウンドに接続されるパターンであることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか一項に記載のプリント基板。   The printed circuit board according to claim 1, wherein the solid pattern is a pattern connected to a power source or a ground. 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載のプリント基板の前記スルーホール及び前記導体に電子部品のリードがはんだ付けされて回路が形成された回路基板。   A circuit board in which a circuit is formed by soldering electronic component leads to the through holes and the conductor of the printed circuit board according to claim 1. 前記電子部品がワイドバンドギャップ半導体を含むことを特徴とする請求項8記載の回路基板。   9. The circuit board according to claim 8, wherein the electronic component includes a wide band gap semiconductor. 前記ワイドバンドギャップ半導体は、SiC、GaN又はダイヤモンドの何れかであることを特徴とする請求項9記載の回路基板。   The circuit board according to claim 9, wherein the wide band gap semiconductor is one of SiC, GaN, and diamond. 請求項1乃至請求項7の何れか一項に記載のプリント基板に電子部品を搭載する方法であって、
前記プリント基板の前記スルーホールに電子部品のリードを挿入する工程と、
前記プリント基板において前記電子部品の前記リードの挿入側とは反対側の面に溶融はんだを接触させ、前記スルーホールに前記溶融はんだを充填させた後、前記スルーホールに充填された前記溶融はんだで前記リードと前記導体の前記被はんだ付け部とをはんだ付けする工程と
を有することを特徴とする電子部品搭載方法。
A method for mounting an electronic component on a printed circuit board according to any one of claims 1 to 7,
Inserting electronic component leads into the through holes of the printed circuit board;
In the printed circuit board, the molten solder is brought into contact with the surface opposite to the lead insertion side of the electronic component, the molten solder is filled in the through hole, and then the molten solder filled in the through hole is used. A method of mounting an electronic component, comprising: soldering the lead and the soldered portion of the conductor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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