JP2013254870A - プリント配線基板及び半田付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品が実装されるプリント配線基板において、リフロー半田付け実装時における半田及びフラックスの過剰な濡れ上がりを抑制する技術を提供する。
【解決手段】プリント配線基板は、基材と、基材に設けられて電子部品を半田接合するための半田接合部とを備え、半田接合部は、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数の第２導体部とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント配線基板及び半田付け方法に関する。

プリント配線基板に実装される電子部品として、挿入実装部品（IMD：Insert Mounting
Device）や表面実装部品（SMD：Surface Mounting Device）等がある。挿入実装部品や
表面実装部品をプリント配線基板に実装する方式の一例として、リフロー半田付け実装が知られている。リフロー半田付け実装は、ペースト状の半田が予め塗布又は印刷された基板上に電子部品を載置した後、リフロー炉と呼ばれる加熱装置で基板全体を加熱して半田を溶融させ、電子部品側の端子を基板上の所定位置に半田接合する実装方式である。リフロー炉は、炉内の温度を制御することによって基板上の半田を均一に溶融することができる。

特開２０００−９１７３７号公報 特開平１１−２０４８９７号公報

リフロー半田付け実装は、基板上の半田を均一に加熱するため、半田及びフラックスが濡れ広がり易い。その結果、リフロー加熱時に溶融した半田及びフラックスの電子部品側への過剰な濡れ上がりが起こり、半田及びフラックスが電子部品の内部に浸入する場合がある。例えば、電子部品の一例としてコネクタを実装する際に、コネクタのプラグ嵌合部まで半田及びフラックスが濡れ上がる場合がある。そうすると、コネクタにプラグを接続する際に硬化後の半田、或いはフラックス残渣とプラグが干渉し、プラグをコネクタに挿入することが阻害される虞がある。

挿入実装部品のリフロー半田付け実装は、半田ペーストが充填された基板のスルーホールに挿入実装部品のリード端子を挿入させた状態で行われる。そのため、リフロー加熱時に挿入実装部品のリード端子を伝って半田及びフラックスが濡れ上がり易く、上記問題が起こり易い。ここで、半田及びフラックスの過剰な濡れ上がりを抑制する観点から、基板に対する半田の印刷量自体を少なくする方法が考えられるが、そうすると、スルーホール内における半田の充填不足が起こる虞がある。一方、従来から、手作業により電子部品を基板に半田付けする手法がある。手作業による半田付けによれば、例えば基板の裏側から局所的に加熱することができるため、半田及びフラックスの過剰な濡れ上がりを抑制する上では有効と考えられる。しかしながら、手作業による半田付けは、工数の増加に繋がり易いという問題がある。

本件は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電子部品が実装されるプリント配線基板において、リフロー半田付け実装時における半田及びフラックスの過剰な濡れ上がりを抑制する技術を提供することを目的とする。

本件の一観点によるプリント配線基板は、基材と、前記基材に設けられ、電子部品を半田接合するための半田接合部と、を備え、前記半田接合部は、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、前記第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数
の第２導体部とを有する。

また、本件の一観点による半田付け方法は、プリント配線基板に実装される電子部品の半田付け方法であって、前記プリント配線基板は、基材に設けられて前記電子部品を半田接合するための半田接合部であって、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、前記第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数の第２導体部とを有する半田接合部を備え、前記第１導体部に半田ペーストを供給する工程と、前記電子部品を前記プリント配線基板に搭載した状態で加熱するリフロー工程と、を有し、前記リフロー工程において、溶融した半田ペーストの一部を前記第１導体部から前記第２導体部に流動させる。

本件によれば、電子部品が実装されるプリント配線基板において、リフロー半田付け実装時における半田及びフラックスの過剰な濡れ上がりを抑制する技術を提供できる。

実施形態１の第１構成例に係るプリント配線基板の断面図である。 プリント配線基板における半田接合部周辺の上面図である。 図２の切断線Ａ−Ａにおける断面を模式的に示す図である。 図２の切断線Ｂ−Ｂにおける断面を模式的に示す図である。 プリント配線基板の半田接合部にコネクタを実装する際の半田付け方法を説明する第１の図である。 プリント配線基板の半田接合部にコネクタを実装する際の半田付け方法を説明する第２の図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第１の図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第２の図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第３の図である。 リフロー処理終了時において、半田接合部の半田及びフラックスが濡れ広がる様子を模式的に示す図である。 実施形態１の第１変形例に係る半田接合部を示す図である。 実施形態１の第２構成例に係るプリント配線基板の半田接合部周辺の上面図である。 図１０の切断線Ｄ−Ｄにおける断面を模式的に示す図である。 図１０の切断線Ｅ−Ｅにおける断面を模式的に示す図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第１の図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第２の図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第３の図である。 リフロー処理終了時において、半田接合部の半田及びフラックスが濡れ広がる様子を模式的に示す図である。 実施形態１の第２変形例に係る半田接合部を示す図である。 実施形態１の第３構成例に係るプリント配線基板の半田接合部周辺の上面図である。 図１６の切断線Ｇ−Ｇにおける断面を模式的に示す図である。 図１６の切断線Ｈ−Ｈにおける断面を模式的に示す図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第１の図である。 リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する第２の図である。 リフロー処理終了時において、半田接合部の半田及びフラックスが濡れ広がる様子を模式的に示す図である。 実施形態１の第３変形例に係る半田接合部を示す図である。 実施形態１の第１構成例に係るプリント配線基板において、コネクタを接合する半田接合部と一般用半田接合部との関係について説明する図である。 実施形態１の第２構成例に係るプリント配線基板において、コネクタを接合する半田接合部と一般用半田接合部との関係について説明する図である。 実施形態１の第３構成例に係るプリント配線基板において、コネクタを接合する半田接合部と一般用半田接合部との関係について説明する図である。 実施形態２に係るプリント配線基板における半田接合部周辺の上面図である。

以下、図面を参照して、発明を実施するための実施形態に係るプリント配線基板、及びプリント配線基板に実装される電子部品の半田付け方法について例示的に詳しく説明する。

〈実施形態１〉
《プリント配線基板》
図１は、実施形態１に係るプリント配線基板１の断面図である。プリント配線基板１は、板状に形成した基材１０の表面に、信号回路や電源回路等となる導体層を形成し、この導体層をソルダーレジスト１１で被覆して形成されている。プリント配線基板１には、コネクタ２及びチップ部品３が実装されている。なお、ソルダーレジスト１１は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよい。また、ソルダーレジスト１１の形成方法は、例えば、スクリーン印刷等の印刷法を用いてもよい。

コネクタ２はリード端子２１及び部品本体２２を有する挿入実装部品であり、半田部材６を介してプリント配線基板１に接合されている。チップ部品３は、例えば２端子を有する表面実装部品であり、半田部材３２を介してプリント配線基板１に接合されている。なお、コネクタ２は挿入実装部品の一例であり、他の電子部品をプリント配線基板１に実装するようにしてもよい。また、チップ部品３は表面実装部品の一例であり、他の電子部品をプリント配線基板１に実装するようにしてもよい。

プリント配線基板１には、プリント配線基板１を厚さ方向に貫通するスルーホール１２が設けられている。プリント配線基板１の表面には、スルーホール１２の周囲を囲むようにランド１３が露出形成されている。このランド１３は、コネクタ２をプリント配線基板１に半田接合するための半田ペーストを塗布するためのフットプリントであり、プリント配線基板１の上面及び下面の双方に形成されている。また、プリント配線基板１の上面には、チップ部品３をプリント配線基板１に半田接合するためのフットプリントであるパッド１４が露出形成されている。

コネクタ２及びチップ部品３は、リフロー半田付け実装（リフローソルダリング）によってプリント配線基板１に実装されている。コネクタ２及びチップ部品３の実装に際して、プリント配線基板１にパターン開口を有するステンシルマスク（図示せず）を基板上に載置し、例えば印刷装置を用いて半田ペーストを印刷する。ステンシルマスクは、プリント配線基板１の表面に載置した状態で、ランド１３及びパッド１４の上部が露出するように開口部が形成されており、印刷装置から供給される半田ペーストはランド１３及びパッド１４に塗布（転写）される。また、印刷装置からの半田ペーストは、スルーホール１２の内部に充填される。

その後、コネクタ２及びチップ部品３をプリント配線基板１の所定位置にマウントし、図示しないリフロー炉にてプリント配線基板１全体を加熱する。このようにして、プリント配線基板１に供給された半田ペーストが一旦溶融した後に硬化することで、コネクタ２及びチップ部品３がランド１３及びパッド１４に夫々接合される。なお、半田ペーストは、半田粒子及びフラックスを含有する粘性材料である。

リフロー炉は、例えば遠赤外線ヒータや温風ヒータ等を内蔵しており、炉内の温度を制御することによってプリント配線基板１上の半田ペーストは均一に加熱される。従来のプリント配線基板における電子部品のリフロー半田付け実装では、リフロー加熱時に半田ペーストに含まれる半田（半田粒子）及びフラックスが過剰に濡れ上がる場合があった。特に、リフロー半田付け実装時にスルーホール１２へとリード端子２１が挿入されるコネクタ２においては、半田やフラックスがリード端子２１を伝わって部品本体２２の内部に浸入する場合がある。その結果、例えばコネクタ２のプラグ挿入部（図示せず）にフラックス残渣や半田が固着する場合がある。そうすると、プリント配線基板１の使用者がプラグをコネクタ２に接続しようとする際、プラグ挿入部に固着した半田或いはフラックス残渣とプラグが干渉し、コネクタ２へのプラグの接続が困難となる虞がある。

そこで、本実施形態のプリント配線基板１では、挿入実装部品であるコネクタ２を半田接合する半田接合部４に独自の構造を採用することで上記不具合を抑制するようにした。以下、プリント配線基板１における半田接合部４について図面を参照して詳しく説明する。

図２は、プリント配線基板１における半田接合部４周辺の上面図である。図２は、コネクタ２の実装前におけるプリント配線基板１の上面を示している。なお、本実施形態では、プリント配線基板１の上面にコネクタ２及びチップ部品３が実装される。図３及び図４は、半田接合部４周辺におけるプリント配線基板１の断面構造を示す図である。図３は、図２の切断線Ａ−Ａにおける断面を模式的に示す図である。図４は、図２の切断線Ｂ−Ｂにおける断面を模式的に示す図である。

プリント配線基板１における上面のうち、半田接合部４の周辺領域はソルダーレジスト１１が矩形型に抜かれている。図２に示す例では、矩形状をなす区画Ｌ１の内側に、ソルダーレジスト１１による被覆が施されていないレジスト抜き領域Ａ１が形成されている。本実施形態における半田接合部４は、基材１０表面にパターン形成された導体層によって形成されており、上述したランド１３及び複数の線状導体部４１を含んでいる。なお、レジスト抜き領域Ａ１のうち、半田接合部４に係る導体層が形成されていない部分は、基材１０表面が最表層（最上層）として外部に露出している。

半田接合部４は、スルーホール１２の周囲を囲むように形成されたランド１３と、ランド１３を基準として外方に向けてランド１３から線状に延伸する複数の線状導体部４１とを有している。線状導体部４１は、基板表面に露出して配置されている。ランド１３は、プリント配線基板１に実装するコネクタ２を半田付けするために用いられる半田付け用の導体部であり、コネクタ２を実装する際に半田ペーストが塗布（転写）される。ランド１３は、第１導体部の一例である。また、線状導体部４１は第２導体部の一例である。ランド１３及び線状導体部４１は、種々の形状を採用することができ、また、使用される材料も特定の種類に限定されるものではない。なお、本実施形態では、ランド１３及び線状導体部４１は銅箔によって形成されている。

本実施形態の半田接合部４は、同一方向に延伸する複数の線状導体部４１によって形成される線状導体群４０を複数有している。また、図２に示す例では、４つの線状導体群４
０が、ランド１３を基端として基板平面上の４方向に伸びている。一の線状導体群４０に含まれる複数の線状導体部４１は、ランド１３から基板平面上の外側に向かって延伸しており、互いに平行かつ等間隔に並んでいる。一の線状導体群４０に含まれる線状導体部４１の数は、少なくとも２本以上であればよく、特定の数には限定されない。また、図２に示す例では、線状導体群４０が４つの線状導体群４０を有する例を示しているが、線状導体群４０の数は特段限定されず、線状導体群４０は１又は複数の線状導体群４０を有することができる。また、本実施形態の半田接合部４において、ランド１３表面と線状導体部４１表面との間には段差がなく、平滑となっている。

以上のように、プリント配線基板１は、互いに平行かつ隣接する一対の線状導体部４１と、この一対の線状導体部４１に挟まれる基材１０の表面とによって、基板表面に溝部４２が形成されている（図４を参照）。図４に示すように、溝部４２の溝底は、基材１０の表面によって形成されている。また、各線状導体部４１の幅（延伸方向と直交する方向の寸法）は互いに等しい。そのため、溝部４２の幅寸法は、線状導体部４１の延伸方向に一定の寸法となっている。

《半田付け方法》
次に、プリント配線基板１の半田接合部４にコネクタ２を実装する際の半田付け方法を説明する。まず、図５に示すように、プリント配線基板１の上面に、ステンシルマスク５１を載置した後、印刷装置（図示せず）を用いて基板上面に半田ペースト５２を印刷する。ステンシルマスク５１は、プリント配線基板１の上面に載置された状態で、ランド１３、スルーホール１２、及びパッド１４に対応する部分に開口部５１Ａが形成されたマスクである。印刷装置は、例えばスキージを有しており、スキージを用いてステンシルマスク５１の開口部５１Ａに半田ペースト５２を供給（転写、塗布）する。これにより、プリント配線基板１の上面側からスルーホール１２の内部及びランド１３表面に半田ペースト５２が供給される。なお、印刷装置から供給される半田ペースト５２は、ステンシルマスク５１の開口部を通じてパッド１４表面にも転写されるが、図５においてはパッド１４の図示を省略している。

次に、図６に示すように、コネクタ２のリード端子２１を、プリント配線基板１の上面側からスルーホール１２内に挿入するとともに、コネクタ２をプリント配線基板１の上面に搭載し、リフロー処理（リフロー工程）を行う。リフロー処理においては、図６に示した状態のプリント配線基板１をリフロー炉にて加熱する。リフロー処理が行われると、半田ペースト５２に含まれる半田が溶融して、凝集する。このようにして、スルーホール１２全体に充填された半田を介してコネクタ２のリード端子２１がスルーホール１２内のメッキ層と接合される。これにより、コネクタ２がプリント配線基板１に機械的に接合されるとともに、コネクタ２がプリント配線基板１に電気的に接続される。

次に、リフロー処理時における半田ペースト５２に含まれる半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂの挙動について説明する。本実施形態に係るコネクタ２の半田付け方法は、リフロー工程において、溶融した半田ペースト５２の一部をランド１３（第１導体部）から線状導体部４１（第２導体部）に流動させることとしている。図７Ａ〜Ｃは、リフロー処理中における半田ペースト５２の挙動を説明する図である。図７Ａ〜Ｃには、図２の切断線Ｃ−Ｃにおける断面を模式的に示している。図８は、リフロー処理終了時において、半田接合部４の半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂが濡れ広がる様子を模式的に示す図である。図８中、斜線のハッチングで示す領域は半田５２Ａの存在範囲を例示し、ドットのハッチングで示す領域はフラックス５２Ｂの存在範囲を例示している。

リフロー処理が開始されると、ランド１３上に転写されている半田ペースト５２に含まれるフラックス５２Ｂが溶融する。溶融したフラックス５２Ｂは、ランド１３から溝部４
２へと流入する。溝部４２は、互いに平行に隣接配置された一対の線状導体部４１に挟まれた細長い流路であり、溶融したフラックス５２Ｂが毛細管力によって溝部４２に吸引される。その結果、図７Ａに示すように、溶融したフラックス５２Ｂがランド１３から溝部４２へと流入し、溝部４２を先端側に向かって流れる。

溝部４２は、線状導体部４１の長手方向において、幅寸法が一定となっている。これにより、溝部４２の長手方向の位置に関わらず、フラックス５２Ｂを溝部４２の先端側に移送するための毛細管力を安定して得ることができる。その結果、溶融したフラックス５２Ｂを、ランド１３からより離れた位置まで溝部４２に沿って移送することができる。なお、溝部４２の先端とは、ランド１３に接する基端と逆方向の端部を指し、線状導体部４１の先端側に対応する。

リフロー工程において、溝部４２内を流れるフラックス５２Ｂの液位が次第に増してゆくと、フラックス５２Ｂが溝部４２から溢れ出すようになる。図７Ｂに示すように、溝部４２から溢れ出たフラックス５２Ｂは、線状導体部４１の表面上を濡らしつつ、線状導体部４１の表面上を先端方向に向かって流れる。以上のように、リフロー工程では、溶融したフラックス５２Ｂを溝部４２及び線状導体部４１の表面に沿って流すことで、図８に示すように、フラックス５２Ｂを基板平面上において広げることが可能となる。

一方、フラックス５２Ｂに遅れて溶融した半田５２Ａは、図７Ｃに示すように、ランド１３から、濡れ性の高い線状導体部４１へと移動する。ここで、線状導体部４１は線状に形成されているため、ランド１３上に存在する半田５２Ａは、毛細管力によって線状導体部４１へと吸引される。これにより、ランド１３から線状導体部４１への半田５２Ａの流動が促進される。更に、線状導体部４１の表面には、既にフラックス５２Ｂが供給されている。このように、線状導体部４１の表面がフラックスによって濡れているため、半田５２Ａの表面張力が低下する。その結果、半田５２Ａの流動性が高まり、線状導体部４１の表面上を先端方向に向かって容易に移動させることができる。このように、ランド１３上に塗布された半田５２Ａを線状導体部４１に沿って流すことで、図８に示すように、半田５２Ａを基板平面方向に引き伸ばすことが可能となる。なお、図８に示す半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂの存在範囲は例示である。

以上のように、プリント配線基板１の半田接合部４によれば、ランド１３から複数の線状導体部４１を外方に向かって延伸配置させたので、以下の作用効果を奏する。すなわち、ランド１３に転写した半田ペースト５２が溶融した際に、フラックス５２Ｂ及び半田５２Ａの一部を、ランド１３から基板平面上を外側に向かって引き伸ばすことができる。これによれば、リフロー処理時に、フラックス５２Ｂ及び半田５２Ａのリード端子２１への濡れ上がりが過剰になることを抑制できる。従って、半田５２Ａやフラックス５２Ｂがコネクタ２の内部に浸入することを抑制できる。

更に、本実施形態に係る半田接合部４によれば、線状導体部４１に沿ってフラックス５２Ｂ及び半田５２Ａが移動する。そのため、線状導体部４１（線状導体群４０）の配置する方向を予め設定しておくことで、リフロー処理時にフラックス５２Ｂ及び半田５２Ａを引き伸ばす方向を自在にコントロールすることができる。

また、リフロー処理時におけるフラックス５２Ｂ及び半田５２Ａのコネクタ２側への濡れ上がり量は、半田接合部４に設けられる線状導体部４１の本数（総数）、線状導体部４１の長さ、溝部４２の幅等の各種パラメータによって影響を受ける。従って、これらのパラメータを調整することで、フラックス５２Ｂ及び半田５２Ａの濡れ上がり量を自在にコントロールすることができる。例えば、線状導体部４１の総数が多いほど、線状導体部４１が長いほど、溝部４２の幅が狭いほど、フラックス５２Ｂ及び半田５２Ａの濡れ上がり
量を低減する効果が大きくなる。すなわち、フラックス５２Ｂ及び半田５２Ａの濡れ上がり高さを低く抑えることができる。

更に、本実施形態に係るプリント配線基板１によれば、半田付けを手作業で行う必要がない。従って、プリント配線基板１によれば、工数が増加することを抑制しつつ、コネクタ２の半田付け実装時における半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂの過剰な濡れ上がりを抑制できる。また、コネクタ２のリード端子に半田ダムやニッケルバリアを形成する等、電子部品側に半田５２Ａの濡れ上がりを防止するための特別な処理を施す必要が無い。従って、プリント配線基板１の汎用性を確保し、しかも電子部品側の製造コストの増加を抑制することができる。以上より、本実施形態に係るプリント配線基板１によれば、工数の増加、基板の汎用性の低下、製造コストの増加等といったデメリットを伴わずに、電子部品の半田付け実装時における半田等の過剰な濡れ上がりを抑制できる。

ここで、本実施形態に係る半田接合部４は、種々の変形例を採用することができる。図１から図８において示したプリント配線基板１を第１構成例とする。図９は、第１構成例を変形させた第１変形例に係る半田接合部４´を示す図である。第１変形例に係る半田接合部４´は、線状導体群４０の数が第１構成例に係る半田接合部４と相違しており、ランド１３から２方向に向けて線状導体群４０が配置されている。例えば、プリント配線基板１には、コネクタ２の他に、チップ部品３をはじめとして種々の電子部品が実装されるため、線状導体群４０を設けるスペースが制約を受ける場合がある。従って、ランド１３の周囲に配置する線状導体群４０の数及びその位置は、プリント配線基板１における諸条件に応じて適宜変更するとよい。

次に、図１０〜図１４を参照して、第２構成例に係るプリント配線基板１Ａを説明する。
図１０は、第２構成例に係るプリント配線基板１Ａの半田接合部４Ａ周辺の上面図である。図１０は、コネクタ２の実装前におけるプリント配線基板１Ａの上面を示している。第２構成例に係るプリント配線基板１Ａは、半田接合部４Ａの構造が第１構成例に係る半田接合部４と相違している。図１１及び図１２は、半田接合部４Ａの周辺におけるプリント配線基板１Ａの断面構造を示す図である。図１１は、図１０の切断線Ｄ−Ｄにおける断面を模式的に示す図である。図１２は、図１０の切断線Ｅ−Ｅにおける断面を模式的に示す図である。

プリント配線基板１Ａにおいても、基材１０上に、回路や電源回路等となる導体層としての銅箔や、保護層であるソルダーレジスト１１が積層されている。第２構成例に係る半田接合部４Ａの周辺領域では、ソルダーレジスト１１が矩形に抜かれる代わりに、半田接合部４Ａのランド１３及び線状導体部４１を模った形に開口部が形成されている。そして、ソルダーレジスト１１の開口部を通じて下層の導体層の一部が外部に露出している。第２構成例では、ソルダーレジスト１１の開口部を通じて外部に露出する導体層によって、半田接合部４Ａ（ランド１３及び線状導体部４１）が形成されている。

半田接合部４Ａにおいて、線状導体部４１は、第１構成例に係る半田接合部４と同様、ランド１３から外方に向けて線状に延伸配置されている。また、半田接合部４Ａにおいても、ランド１３を基点として複数の線状導体部４１が延伸しており、更に、同一方向に延伸する複数の線状導体部４１を含んで線状導体群４０が形成されている。図１０に示す例では、４つの線状導体群４０が、基板平面の４方向に夫々延伸するように配置されている。一の線状導体群４０に含まれる各線状導体部４１は、互いに平行且つ等間隔に並んでいる。第２構成例に係る半田接合部４Ａでは、図１２に示すように、一の線状導体部４１と当該線状導体部４１の両側を挟むソルダーレジスト１１の表面によって溝部４２Ａが形成されている。図１２から明らかなように、溝部４２Ａの溝底は、線状導体部４１によって
形成されている。

次に、第２構成例に関して、リフロー処理時における半田ペースト５２に含まれる半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂの挙動について説明する。図１３Ａ〜Ｃは、リフロー処理中における半田ペーストの挙動を説明する図である。図１３Ａ〜Ｃには、図１０の切断線Ｆ−Ｆにおける断面を模式的に示している。図１４は、リフロー処理終了時において、半田接合部４Ａの半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂが濡れ広がる様子を模式的に示す図である。図１４中、斜線のハッチングで示す領域は半田５２Ａの存在範囲を例示し、ドットのハッチングで示す領域はフラックス５２Ｂの存在範囲を例示している。

リフロー処理が開始されると、まず、ランド１３上に転写されている半田ペースト５２に含まれるフラックス５２Ｂが溶融する。溶融したフラックス５２Ｂは、図１３Ａに示すように、ランド１３から溝部４２Ａへと流入し、溝部４２Ａを先端側に向かって流れる。溝部４２Ａの溝底は、ソルダーレジスト１１によって挟まれた一の線状導体部４１によって形成されている。従って、リフロー加熱時に溶融したフラックス５２Ｂは、毛細管力によって溝部４２Ａに吸引される。その結果、ランド１３から溝部４２Ａへのフラックス５２Ｂの流入が促進される。溝部４２Ａ内を流れるフラックス５２Ｂの液位が次第に増してゆくと、フラックス５２Ｂが溝部４２Ａから溢れ出す。そうすると、図１３Ｂに示すように、溝部４２Ａから溢れ出たフラックス５２Ｂは、ソルダーレジスト１１の表面上を濡れ広がってゆく。これにより、図１４に示すように、フラックス５２Ｂを基板平面の広範囲に広げることが可能となる。

フラックス５２Ｂに遅れて溶融した半田５２Ａは、図１３Ｃに示すように、ランド１３から、濡れ性の高い線状導体部４１によって形成される溝部４２Ａへと移動する。ここで、線状導体部４１は線状に形成されているため、ランド１３上に存在する半田５２Ａは、毛細管力によって溝部４２Ａ（線状導体部４１）へと吸引される。これにより、ランド１３から溝部４２Ａ（線状導体部４１）への半田５２Ａの流入が促進される。更に、溝部４２Ａ（線状導体部４１）表面上には、既にフラックス５２Ｂが供給されており、フラックス５２Ｂによって濡れた状態となっている。その結果、溝部４２Ａ（線状導体部４１）に流入した半田５２Ａの流動性が増し、溝部４２Ａ（線状導体部４１）の先端方向に向かって半田５２Ａを容易に移動させることができる。これにより、図１４に示すように、ランド１３上に塗布された半田５２Ａを線状導体部４１に沿って引き伸ばし、基板平面の広範囲に広げることが可能となる。よって、第１構成例に係る半田接合部４と同様に、リフロー処理時におけるフラックス５２Ｂや半田５２Ａの過剰な濡れ上がりを抑制することができる。

図１５は、第２構成例を変形させた第２変形例に係る半田接合部４Ａ´を示す図である。第２変形例に係る半田接合部４Ａ´は、線状導体群４０の数が第１構成例に係る半田接合部４Ａと相違しており、ランド１３から２方向に向けて線状導体群４０が配置されている。このように、半田接合部に設ける線状導体群４０の数は、特定の数に限定されず、適宜変更することができる。

次に、図１６〜図２０を参照して、第３構成例に係るプリント配線基板１Ｂを説明する。プリント配線基板１Ｂにおいても、コネクタ２を半田接合する半田接合部４Ｂを有する。図１６は、第３構成例に係るプリント配線基板１Ｂの半田接合部４Ｂ周辺の上面図である。図１６は、コネクタ２の実装前におけるプリント配線基板１Ｂの上面を示している。第３構成例に係るプリント配線基板１Ｂは、半田接合部４Ｂの構造が第１及び第２構成例に係る半田接合部と相違している。図１７及び図１８は、半田接合部４Ｂの周辺におけるプリント配線基板１Ｂの断面構造を示す図である。図１７は、図１６の切断線Ｇ−Ｇにおける断面を模式的に示す図である。図１８は、図１６の切断線Ｈ−Ｈにおける断面を模式
的に示す図である。

第１構成例及び第２構成例に係る半田接合部４，４Ａでは、リフロー処理時における半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂの濡れ上がり量をコントロールする例を説明したが、第３構成例に係る半田接合部４Ｂはフラックス５２Ｂの濡れ上がり量を調整する。半田接合部４Ｂは、ランド１３及びこのランド１３から基板平面における外側に向かって延伸する複数の溝部４２Ｂを有する。プリント配線基板１Ｂの上面における半田接合部４Ｂの周辺領域は、基材１０に積層される導体層がランド１３を形成する部分を除いて抜かれている。図１６に示す例では、矩形状をなす破線Ｌ２の内側に導体層抜き領域Ａ２が形成されている。

導体層抜き領域Ａ２は、ランド１３が形成される部分を除いて基材１０上にソルダーレジスト１１が直接積層されている。ソルダーレジスト１１には開口部がパターン形成されており、この開口部を通じてランド１３の全体と基材１０の一部が外部に露出している。ソルダーレジスト１１の開口部は、ランド１３の上部と、溝部４２Ｂを形成する部位の上部に対応する位置に形成されており、その開口形状は半田接合部４Ｂを模った形状に対応している。その結果、図１６に示すように、ランド１３から外方に向かって延伸する複数の溝部４２Ｂが、基板表面に露出した態様で形成されている。すなわち、ソルダーレジスト１１の開口部を通じて露出する基材１０によって、溝部４２Ｂが形成されている。

図１６に示すように、本実施形態の半田接合部４Ｂは、同一方向に延伸する複数の溝部４２Ｂによって形成される溝部集合体４３を複数有している。一の溝部集合体４３に含まれる溝部４２Ｂは、互いに平行且つ等間隔に並んでいる。図１６に示す例では、４つの溝部集合体４３が、基板平面上の４方向に延伸して配置されている。なお、一の溝部集合体４３に含まれる溝部４２Ｂの数は、少なくとも２本以上であればよく、特定の数には限定されない。また、溝部集合体４３に含まれる各溝部４２Ｂの幅寸法は互いに等しくなっており、且つ、長手方向において一定の寸法になっている。また、図１８に示すように、溝部４２Ｂの溝底は基材１０の表面によって形成されている。

次に、第３構成例に関して、リフロー処理時におけるフラックスの挙動について説明する。図１９Ａ、１９Ｂは、リフロー処理中におけるフラックスの挙動を説明する図である。図１９Ａ、１９Ｂには、図１６の切断線Ｉ−Ｉにおける断面を模式的に示している。図２０は、リフロー処理終了時において、半田接合部４Ｂの半田５２Ａ及びフラックス５２Ｂが濡れ広がる様子を模式的に示す図である。図２０中、斜線のハッチングで示す領域は半田５２Ａの存在範囲を例示し、ドットのハッチングで示す領域はフラックス５２Ｂの存在範囲を例示している。

リフロー処理が開始されると、まず、ランド１３上に転写されている半田ペースト５２に含まれるフラックス５２Ｂが溶融する。溶融したフラックス５２Ｂは、毛細管力によって溝部４２Ｂに吸引される。その結果、図１９Ａに示すように、ランド１３上のフラックス５２Ｂが溝部４２Ｂへと流入し、溝部４２Ｂの先端方向に向けてフラックスが流れてゆく。本構成例の半田接合部４Ｂでは、一の溝部集合体４３に含まれる溝部４２Ｂを互いに平行に配置し、各溝部４２Ｂの幅寸法を一定に保ちながら延伸させている。これにより、溝部４２Ｂの長手方向の位置に関わらず、フラックス５２Ｂを溝部４２Ｂの先端側に移送するための毛細管力を安定して得ることができる。その結果、溶融したフラックス５２Ｂを、ランド１３からより離れた位置まで溝部４２Ｂに沿って移送することができる。

このように、溶融したフラックス５２Ｂを溝部４２Ｂに沿って流すことで、図２０に示すように、フラックス５２Ｂを基板平面の広範囲に広げることが可能となる。なお、溝部４２Ｂ内を流れるフラックス５２Ｂの液位が次第に増してゆくと、フラックス５２Ｂが溝
部４２Ｂから溢れ出す。そうすると、図１９Ｂに示すように、溝部４２Ｂから溢れ出たフラックス５２Ｂがソルダーレジスト１１の表面上を濡れ広がってゆく。

ところで、本構成例に係る半田接合部４Ｂにおいて、ランド１３の周囲には、基材１０表面によって形成された溝部４２Ｂ、或いは、溝部４２Ｂ同士の間に形成されるソルダーレジスト１１が配置されている。基材１０の表面やソルダーレジスト１１は、銅箔に比べて半田５２Ａの濡れ性が低い。そのため、リフロー処理において溶融した半田５２Ａの多くは溝部４２Ｂにと移動せずに、ランド１３上に留まる。すなわち、第３構成例に係る半田接合部４Ｂでは、リフロー処理時においてフラックス５２Ｂのみを選択的に基板平面方向に広げることができる。つまり、半田接合部４Ｂによれば、半田ペースト５２に含まれる半田５２Ａとフラックス５２Ｂのうち、選択的にフラックス５２Ｂの濡れ上がり量を低減することができる。従って、半田接合部４Ｂによれば、フラックス５２Ｂがコネクタ２の内部に浸入することを抑制できる。

図２１は、第３構成例を変形させた第３変形例に係る半田接合部４Ｂ´を示す図である。第３変形例に係る半田接合部４Ｂ´は、溝部集合体４３の配置数が第３構成例に係る半田接合部４Ｂと相違しており、ランド１３から２方向に向けて溝部集合体４３が配置されている。このように、半田接合部に設ける溝部集合体４３の数は、特定の数に限定されず、適宜変更することができる。

次に、第１乃至第３構成例に係るプリント配線基板１、１Ａ、１Ｂにおいて、コネクタ２を半田接合する半田接合部４、４Ａ、４Ｂと、チップ部品３を接合する半田接合部（以下、「一般用半田接合部」という）３０との関係について説明する。図２２Ａ〜Ｃは、第１乃至第３構成例に係るプリント配線基板１、１Ａ、１Ｂにおいて、半田接合部４、４Ａ、４Ｂと一般用半田接合部３０との関係を示す図である。図２２Ａ〜Ｃに示す半田接合部４、４Ａ、４Ｂについては上述の通りであり、ここでの詳しい説明は省略する。

図２２Ａ〜Ｃ中、斜線のハッチング領域は、銅箔が基材に積層されることで導体層が形成されている。また、ドットのハッチング領域は、銅箔が抜かれている。また、便宜上、図２２Ａ〜Ｃにおいてソルダーレジスト１１の図示を省略している。一般用半田接合部３０は、二つのパッド１４を有しており、各パッド１４はチップ部品３の各端子に半田接合される（図１を参照）。なお、各パッド１４を取り囲むように、パッド１４の周囲は銅箔が抜かれており、これによって半田接合部４、４Ａ、４Ｂに接合されるコネクタ２とチップ部品３がショートすることを抑制している。

〈実施例〉
次に、実施例について説明する。図２に示した第１構成例に係る半田接合部４及び図９に示した第１変形例に係る半田接合部４´について、リフロー処理時における半田の濡れ上がり低減効果を検証した。半田接合部４に関する実施例を実施例１とし、半田接合部４´に関する実施例を実施例２とし、各実施例における半田の濡れ上がり高さを下記の比較例と対比することで評価した。比較例に係る半田接合部としては、ランドの周囲に線状導体部４１を配置しない構造を採用した。なお、比較例に係る半田接合部のランドは、実施例１、２に係るランド１３と同様である。実施例１及び実施例２において、溝部４２の幅を０．１２ｍｍ、溝部４２同士の間隔を０．１２ｍｍ、溝部４２の長さを１．３ｍｍとした。また、実施例１においては溝部４２の総数を２４本とし（図２を参照）、実施例２においては溝部４２の総数を１４本とした（図９を参照）。

本検証において、実施例１、実施例２、及び比較例の各々において、同一のステンシルマスク及び印刷装置を用いて半田ペーストをランド１３に供給し、同一条件下においてリフロー処理を行った。リフロー処理の実行後、比較例における半田の濡れ上がり高さを測
定したところ、濡れ上がり高さは約１．２３ｍｍという結果を得た。これに対して、実施例２の濡れ上がり高さは約１．０５ｍｍ、実施例１の濡れ上がり高さは約０．６８ｍｍという結果を得た。本検証により、ランド１３から複数の線状導体部４１を延伸して配置することで、リフロー処理時における半田の濡れ上がりを好適に抑制できることが確認された。

〈実施形態２〉
次に、実施形態２について説明する。図２３は、実施形態２に係るプリント配線基板１Ｃにおける半田接合部４Ｃ周辺の上面図である。実施形態２に係るプリント配線基板１Ｃは、半田接合部４Ｃに係る線状導体部４１表面及び当該線状導体部４１周囲の少なくとも何れかの部位に、基板上方に向けて開放された凹部が形成されている。その他の点については、実施形態１の第１構成例に係るプリント配線基板１と概ね同様である。以下、プリント配線基板１Ｃとプリント配線基板１との相違点を中心に説明する。

図２３に示すように、プリント配線基板１Ｃの半田接合部４Ｃは、４つの線状導体群４０を有している。ここで、夫々の線状導体群４０を４０Ａ〜４０Ｄと表記する。一の線状導体群４０Ａに含まれる線状導体部４１の表面及びその周辺領域には、第１凹部４４Ａ〜第４凹部４４Ｄが形成されている。第１凹部４４Ａは、線状導体部４１の表面に設けられた凹部である。第２凹部４４Ｂは、線状導体部４１における周囲領域のうち、溝部４２に設けられた凹部である。図２３に示される第２凹部４４Ｂは、溝部４２の長手方向における中央付近に配置されているが、溝部４２の長手方向における第２凹部４４Ｂの配置位置は特段限定されてない。第３凹部４４Ｃは、線状導体部４１における周囲領域のうち、線状導体部４１の先端近傍の部位に設けられた凹部である。第４凹部４４Ｄは、線状導体部４１における周囲領域のうち、異なる線状導体群４０に含まれる線状導体部４１との間に設けられた凹部である。

各凹部４４Ａ〜Ｄにおいて、その穿孔深さや水平断面積等といった各寸法、形状は適宜変更することができる。また、凹部４４Ａ〜Ｄは、例えばビア、スルーホール、ノンスルーホールとして形成することができる。凹部４４Ａ〜Ｄは、上方に向けて開放された孔部の一例である。本実施形態における凹部４４Ａ〜Ｄは、プリント配線基板１の表面に設けた窪みとして形成されているが、プリント配線基板１を貫通する態様で設けられてもよい。

次に、リフロー処理時における各凹部４４Ａ〜Ｄの機能について説明する。リフロー処理時においては、溶融したフラックス５２Ｂが溝部４２及び線状導体部４１の表面上を流れ、また、溶融した半田５２Ａが線状導体部４１の表面上を流れる。プリント配線基板１Ｃでは、線状導体部４１の表面上やその周囲の表面に凹部４４Ａ〜Ｄが形成されているため、溶融した半田５２Ａやフラックス５２Ｂが凹部４４Ａ〜Ｄに流れ込む。凹部４４Ａ〜Ｄは、リフロー処理時に流れ込む半田５２Ａやフラックス５２Ｂを貯留する。従って、プリント配線基板１Ｃによれば、リフロー処理時に溶融した半田５２Ａやフラックス５２Ｂを、基板平面方向に広げるだけでなく厚さ方向にも分散させることで、半田５２Ａやフラックス５２Ｂの過剰な濡れ上がりを抑制することが可能となる。

例えば、基板上における搭載スペースからの制約によって、線状導体部４１及び溝部４２の長さを十分に確保できない場合、線状導体部４１の表面及びその周辺領域に凹部４４Ａ〜Ｄを設けるようにしてもよい。このように、基板平面方向に半田５２Ａやフラックス５２Ｂを広げにくい条件下においても、凹部４４Ａ〜Ｄに溶融した半田５２Ａやフラックス５２Ｂを流し込むことで、これらの濡れ上がり量を良好に低減することができる。

なお、図２３に示す例では、一の線状導体群４０Ａに属する線状導体部４１の表面やそ
の周囲のみに凹部４４Ａ〜Ｄを設けているが、他の線状導体群４０Ｂ〜４０Ｄに対しても同様に凹部４４Ａ〜Ｄを設けてもよい。また、凹部４４Ａ〜Ｄは、他の構成例に係るプリント配線基板１Ａ、１Ｂ等に適用し、線状導体部４１の表面やその周囲に設けてもよい。

上述までの実施形態では、コネクタ２等の挿入実装部品を実装するための半田接合部において、半田及びフラックスの濡れ上がり量をコントロールする例を説明したが、これには限定されない。例えば、チップ部品３等の表面実装部品を実装する一般半田接合部３０において、リフロー処理時における半田及びフラックスの濡れ上がり量をコントロールしてもよい。この場合、パッド１４から線状に延伸する複数の線状導体部をパッド１４の外周に配置するとよい。これにより、パッド１４上に供給された半田ペーストに含まれる半田及びフラックスが、リフロー処理時において過剰に濡れ上がることを抑制できる。なお、上述までの各実施形態は、可能な限り組み合わせて実施することができる。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
基材と、
前記基材に設けられ、電子部品を半田接合するための半田接合部と、
を備え、
前記半田接合部は、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、前記第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数の第２導体部とを有するプリント配線基板。
（付記２）
互いに平行かつ隣接する一対の前記第２導体部と、当該一対の第２導体部に挟まれる基材表面とによって溝部が形成されている付記１に記載のプリント配線基板。
（付記３）
前記半田接合部は、前記基材に積層された導体層を被覆するソルダーレジストの開口部から当該導体層の一部が露出することで形成されており、
一の前記第２導体部と当該第２導体部の両側を挟む前記ソルダーレジスト表面によって溝部が形成されている付記１に記載のプリント配線基板。
（付記４）
プリント配線基板の表面のうち、前記第２導体部表面及び当該第２導体部周囲の少なくとも何れかの部位に、上方に向けて開放された孔部が形成されている付記１から３の何れかに記載のプリント配線基板。
（付記５）
前記基材には、当該基材を厚さ方向に貫通するスルーホールが設けられており、
前記第１導体部は、前記スルーホールの周囲を囲んで形成されている付記１から４の何れかに記載のプリント配線基板。
（付記６）
プリント配線基板に実装される電子部品の半田付け方法であって、
前記プリント配線基板は、基材に設けられて前記電子部品を半田接合するための半田接合部であって、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、前記第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数の第２導体部とを有する半田接合部を備え、
前記第１導体部に半田ペーストを供給する工程と、
前記電子部品を前記プリント配線基板に搭載した状態で加熱するリフロー工程と、を有し、
前記リフロー工程において、溶融した半田ペーストの一部を前記第１導体部から前記第２導体部に流動させることを特徴とする半田付け方法。
（付記７）
互いに平行かつ隣接する一対の前記第２導体部と、当該一対の第２導体部に挟まれる基材表面とによって溝部が形成されている付記６に記載の半田付け方法。
（付記８）
前記半田接合部は、前記基材に積層された導体層を被覆するソルダーレジストの開口部から当該導体層の一部が露出することで形成されており、
一の前記第２導体部と当該第２導体部の両側を挟む前記ソルダーレジスト表面によって溝部が形成されている付記６に記載の半田付け方法。
（付記９）
プリント配線基板の表面のうち、前記第２導体部表面及び当該第２導体部周囲の少なくとも何れかの部位に、上方に向けて開放された孔部が形成されている付記６から８の何れかに記載の半田付け方法。
（付記１０）
前記基材には、当該基材を厚さ方向に貫通するスルーホールが設けられており、
前記第１導体部は、前記スルーホールの周囲を囲んで形成されている付記６から９の何れかに記載の半田付け方法。

１ プリント配線基板
２ コネクタ
３ チップ部品
４ 半田接合部
１０ 基材
１１ ソルダーレジスト
１２ スルーホール
１３ ランド
１４ パッド
４１ 線状導体部

Claims (6)

1. 基材と、
   前記基材に設けられ、電子部品を半田接合するための半田接合部と、
   を備え、
   前記半田接合部は、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、前記第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数の第２導体部とを有するプリント配線基板。
2. 互いに平行かつ隣接する一対の前記第２導体部と、当該一対の第２導体部に挟まれる基材表面とによって溝部が形成されている請求項１に記載のプリント配線基板。
3. 前記半田接合部は、前記基材に積層された導体層を被覆するソルダーレジストの開口部から当該導体層の一部が露出することで形成されており、
   一の前記第２導体部と当該第２導体部の両側を挟む前記ソルダーレジスト表面によって溝部が形成されている請求項１に記載のプリント配線基板。
4. プリント配線基板の表面のうち、前記第２導体部表面及び当該第２導体部周囲の少なくとも何れかの部位に、上方に向けて開放された孔部が形成されている請求項１から３の何れか一項に記載のプリント配線基板。
5. 前記基材には、当該基材を厚さ方向に貫通するスルーホールが設けられており、
   前記第１導体部は、前記スルーホールの周囲を囲んで形成されている請求項１から４の何れか一項に記載のプリント配線基板。
6. プリント配線基板に実装される電子部品の半田付け方法であって、
   前記プリント配線基板は、基材に設けられて前記電子部品を半田接合するための半田接合部であって、半田ペーストを塗布するための第１導体部と、前記第１導体部から外方に向けて互いに平行かつ線状に延伸する複数の第２導体部とを有する半田接合部を備え、
   前記第１導体部に半田ペーストを供給する工程と、
   前記電子部品を前記プリント配線基板に搭載した状態で加熱するリフロー工程と、を有し、
   前記リフロー工程において、溶融した半田ペーストの一部を前記第１導体部から前記第２導体部に流動させることを特徴とする半田付け方法。

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