JP2015088531A - プリント基板の製造方法、プリント基板、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品が搭載されない基板裏面の検査用ランドへの半田付けを容易に行う。
【解決手段】基板表面側から、ランド部２′に形成されたスルーホール３を含む所定範囲に半田ペースト７を印刷し（Ｓ５）、半田ペースト７を溶融させた半田７′を、スルーホール３を介して、基板裏面側の検査用ランド２ｂに移動させる（Ｓ６）。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板の製造方法、プリント基板、及び表示装置に関し、より詳細には、導電性のランド部を有するプリント基板の製造方法、プリント基板、及び該基板を備えた表示装置に関する。

一般に、プリント基板は、基板本体に回路パターンや、部品実装用のスルーホール、及び部品を実装しないスルーホール（ビアホールともいう）などが形成され、半田付けの不要な箇所はその表裏面がソルダレジストにより被覆されている。また、半田付けする箇所はランドと呼ばれ、ランドの内側にスルーホールが形成される。ランドは銅箔等の導電性の材質からなり、プリント基板の導通状態をチェックするために、ランドにチェッカーピン（テストピン）を接触させて電気信号を得ることが行われている。

例えば、特許文献１には、スルーホールのランドを用いて導通チェックを行うプリント基板が開示されている。特許文献１のプリント基板の構造を図８に示す。図８において、プリント基板１０１は、基板本体１０２に設けられた貫通孔１０３の内側に、スルーホール１０５を形成する略筒状のランド１０４を設けると共に、ランド１０４の筒状本体の内周面１０４ａ及びフランジ部１０４ｂにソルダレジスト１０６を被覆してなる。そして、プリント基板１０１は、ランド１０４の各フランジ部１０４ｂの外周部１０４ｃが、ソルダレジスト１０６で被覆されずに外部に露出している。これにより、半田付け時におけるスルーホールから部品面への半田玉昇りを防止すると共に、露出したランドの外周部にテストピンを接触させて導通チェックすることができる。

特開平９−２３７９４９号公報

上述したようにランドは通常銅箔で形成されているため、その表面は酸化され易い。このため、ランドとテストピンとの接触状態が悪化し、十分な導通が取れなくなる可能性がある。そこで、ランドにもメタルマスク等の手法により半田を付与し、酸化を防止することが行われている。つまり、部品が搭載されている基板表面のランドには、他の部品と同様に、メタルマスクにより半田が付与されていた。

しかしながら、部品が搭載されない基板裏面のランド（検査用ランド）に半田を付ける場合、基板裏面用として別のメタルマスクを用意し、これにより基板裏面に対しても半田ペーストを印刷して加熱溶融する半田リフロー工程を行う必要があり、非常に煩雑な作業が強いられる。
なお、上記特許文献１に記載のプリント基板は、基板裏面の検査用ランドへの半田付けについて何ら考慮されておらず、このような課題を解決することはできない。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、部品が搭載されない基板裏面の検査用ランドへの半田付けを容易に行うことができるプリント基板の製造方法、プリント基板、及び該基板を備えた表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、検査用ランドを含むランド部が形成されたプリント基板の製造方法であって、前記プリント基板の一方の面側から、前記ランド部に形成されたスルーホールを含む所定範囲に半田ペーストを印刷し、該半田ペーストを溶融させた半田を、前記スルーホールを介して、前記プリント基板の他方の面側の前記検査用ランドに移動させることを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記ランド部には、前記スルーホールが複数設けられていることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記検査用ランドの中心が、前記スルーホールからずれて前記プリント基板上に位置することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、検査用ランドを含むランド部が形成されたプリント基板であって、前記ランド部にスルーホールを有し、前記検査用ランドに設けた半田が前記スルーホールの少なくとも一部まで充填されていることを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記検査用ランドは、前記プリント基板の少なくとも裏面に形成されていることを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第４または第５の技術手段において、前記半田の充填量は、前記スルーホールの全容積に応じた量よりも多いことを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第４〜第６のいずれか１の技術手段におけるプリント基板を備えた表示装置である。

本発明によれば、部品が搭載される基板表面側から、ランド部に形成されたスルーホールを含む所定範囲に半田ペーストを印刷し、この半田ペーストを溶融させた半田を、スルーホールを介して、基板裏面側の検査用ランドに移動させることができるため、部品が搭載されない基板裏面の検査用ランドへの半田付けを容易に行うことができる。

本発明によるプリント基板の製造方法の一例を説明するための図である。 本発明によるプリント基板の製造方法の一例を説明するための図であり、図１の続きである。 半田のスルーホールへの充填状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るプリント基板の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るプリント基板の一例を示す図である。 半田ペーストの印刷に使用されるメタルマスクの一例を示す図である。 本発明によるプリント基板を備えた表示装置の一例を示す図である。 特許文献１のプリント基板の構造を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明のプリント基板の製造方法、プリント基板、及び該基板を備えた表示装置に係る好適な実施の形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１，図２は、本発明によるプリント基板の製造方法の一例を説明するための図で、図２は図１の続きである。まず、図１において、基板本体１の両面に銅箔２が貼り合わされた所謂両面銅張積層板（以下、単に基板という）を所定のパネル寸法に切断し、ドリル等の孔開け加工機にセットする（工程Ｓ１）。次に、孔開け加工機により基板の所定箇所に孔を開け、スルーホール３を形成する（工程Ｓ２）。次に、スルーホール３の内面に銅メッキ４を施し、基板表面側の銅箔２と基板裏面側の銅箔２とを電気的に接続する（工程Ｓ３）。

次に、パターン形成工程（エッチング工程）、ソルダレジスト工程を経て、基板表面側の銅箔２からなる基板表面側のランド２ａと、基板裏面側の銅箔２からなる基板裏面側の検査用ランド２ｂと、これらランド２ａ，検査用ランド２ｂの周囲にソルダレジスト部５とが形成される（工程Ｓ４）。すなわち、これらランド２ａ、検査用ランド２ｂ、及び銅メッキ４により導電性のランド部２′とされ、ランド部２′の内側にはスルーホール３が形成されている。

上記において、検査用ランドとは、チェッカーと呼ばれる自動検査・調整機器のテストピンを接触させたり、サービスにおいてテスター等で電圧等を確認するために測定器のプローブを接触させたりするためのランドである。この検査用ランドは、一般的に基板裏面側のランドを指すため、部品端子と半田付けされる基板表面側の通常のランドとは区別される。従って、以下では、基板裏面側のランドを検査用ランド、基板表面側のランドを単にランドといい、区別して説明する。

ここで、基板表面側のランド２ａのランド直径をｘ、スルーホール３の内径をｙ、基板裏面側の検査用ランド２ｂのランド直径をｚとした場合、例えば、ｘ＝０．８ｍｍ、ｙ＝０．５ｍｍ、ｚ＝１．０ｍｍとして例示できる。

次に、図２において、上記の工程Ｓ４で、基板表面側のランド２ａ、基板裏面側の検査用ランド２ｂ、及び銅メッキ４からなるランド部２′と、ランド部２′の周囲にソルダレジスト部５とが形成された基板に対して、半田リフロー処理を行う。すなわち、半田の印刷パターンに応じて予め作製された金属製のメタルマスク６を用いて、基板表面側（基板の一方の面側に相当）から、ランド部２′に形成されたスルーホール３を含む所定範囲に半田ペースト７を印刷する（工程Ｓ５）。メタルマスク６には、スルーホール３を含む所定範囲に合わせてマスク開口部が形成される。このマスク開口部の形状や厚みとしては、特に限定されるものではなく、例えば、円形状、矩形状などとすることができるが、少なくとも基板裏面側の検査用ランド２ｂ及びスルーホール３に供給すべき半田の量に応じて適宜設計すればよい。

次に、基板の裏面側を下側にして、基板上に印刷された半田ペースト７を所定の加熱装置（例えば、オーブン装置など）により加熱し、半田ペースト７を溶融させて半田７′とし、この半田７′を、スルーホール３を介して、基板裏面側の検査用ランド２ｂに移動させる。これにより、基板裏面側の検査用ランド２ｂは半田７′によりメッキされ、基板裏面側からこの半田７′にテストピン８を当てることで、導通チェックがなされる（工程Ｓ６）。具体的には、溶融した半田７′は、重力と表面張力によって、スルーホール３を伝って、基板裏面側の検査用ランド２ｂに回り込み凸形状に広がる。すなわち、半田７′は、基板裏面側の検査用ランド２ｂに供給され、この基板裏面側の検査用ランド２ｂを覆い、さらに、スルーホール３の少なくとも一部に充填される。

ここで、半田７′の充填量が、スルーホール３の全容積に充填される量よりも少ないと、表面張力によって、図３に示すように、検査用ランド２ｂまで行き渡らない可能性がある。これを防止するために、半田７′の充填量は、スルーホール３の全容積に応じた量よりも多くすることが望ましい。これにより、確実に検査用ランド２ｂに半田７′を供給することができる。

なお、本例では、スルーホール３の全体に渡って半田７′が充填されているが、より望ましくは、基板裏面側の検査用ランド２ｂ側の半田７′の広がり径がスルーホール３の直径よりも大きく、基板表面側のランド２ａの少なくとも一部まで半田７′で覆われていてもよい。このように、スルーホール３を半田７′で充填することにより、テストピン８を基板表面側から当てることが可能となり、導通チェックの作業をより効率的に行うことができる。また、スルーホール３を利用することで回路間の接続も同時に行うことができる。

上記において、基板裏面側の検査用ランド２ｂの大部分（例えば、９０％以上）が半田メッキされている状態であれば、必ずしも凸形状になっていなくてもよいが、基板の表裏両面において良好な導通状態を得るために、半田７′（すなわち、半田ペースト７）の量を適切に調整し、基板裏面側の検査用ランド２ｂ及び基板表面側のランド２ａの半田盛りを共に凸形状にすることが望ましい。

このようにして、基板裏面側、すなわち、部品が搭載されない面側の検査用ランドへの半田付けを容易に行うことができる。また、これにより基板裏面側の検査用ランドの酸化を防止し、さらに、基板裏面用に別のメタルマスクを用意し、基板裏面へのリフロー工程を行う必要がないため、基板の製造工程を短縮でき、製造コストを抑えることができる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るプリント基板の一例を示す図である。本例の場合、第１の実施形態との相違点は、ランド部２′にスルーホール３が複数設けられている点であり、その他の構成は同様である。例えば、導通チェックの作業性等を向上させるために、基板裏面側の検査用ランド２ｂの外径を大きくすることが考えられる。しかし、この場合、スルーホール３の内径も大きくなるため、スルーホール３の容積が増加し、スルーホール３に充填すべき半田の量が増加する。そこで、図４に示すように、ランド部２′に複数のスルーホール３を設けることにより、ランド部２′に対して１つのスルーホール３を設けた場合と比べて、スルーホール３の容積が減るため、スルーホール３に充填すべき半田の量を減らすことができる。

このように、より大きなランド部２′に対して、複数のスルーホール３を形成することで、スルーホール３に充填すべき半田量を減らし、適切な量の半田を基板裏面側ランド部２ｂへ付与することができる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係るプリント基板の一例を示す図である。本例の場合、第１の実施形態との相違点は、基板裏面側の検査用ランド２ｂの中心がスルーホール３からずれて基板上に位置している点であり、その他の構成は同様である。すなわち、基板裏面側の検査用ランド２ｂの中心Ｏが、スルーホール３からずれて基板本体１上に位置する。そして、半田７′は、この基板裏面側の検査用ランド２ｂの形状に沿って付与されるため、例えば、図５に示すようなかたちで付与される。つまり、半田７′の中心も、基板本体１の基板裏面側の検査用ランド２ｂ上に位置する。通常、テストピン８の先端は半田７′の中心付近に当てられるため、テストピン８の先端を、半田７′を介してスルーホール３ではなく、基板裏面側の検査用ランド２ｂに当てることができる。このため、より確実な導通チェックを行うことができる。

図６は、半田ペーストの印刷に使用されるメタルマスクの一例を示す図である。図６（Ａ）のメタルマスク６の場合、マスク開口部６ａを円形状としている。また、図６（Ｂ）のメタルマスク６の場合、マスク開口部６ｂを矩形状（正方形、長方形など）としている。このように、メタルマスク６のマスク開口部の形状は、基板裏面側の検査用ランド２ｂのメッキ及びスルーホール３の充填に必要な半田量に応じて適宜設計される。

図７は、本発明によるプリント基板を備えた表示装置の一例を示す図で、図中、１０は表示装置の一例である液晶テレビを示す。この液晶テレビ１０は、リモコンＲにより遠隔操作され、２Ｋ１Ｋ（フルハイビジョン）や４Ｋ２Ｋなどの解像度を持つデジタル放送信号を受信し、その番組映像を表示させることができる。このように、本発明によるプリント基板は液晶テレビ１０の制御基板等として好適に用いることができ、液晶テレビ１０も本発明の実施形態の一つとすることができる。

以上説明したように、本発明は、検査用ランドを含むランド部が形成されたプリント基板の製造方法であって、前記プリント基板の一方の面側から、前記ランド部に形成されたスルーホールを含む所定範囲に半田ペーストを印刷し、該半田ペーストを溶融させた半田を、前記スルーホールを介して、前記プリント基板の他方の面側の前記検査用ランドに移動させる。これにより、部品が搭載されない基板裏面の検査用ランドへの半田付けを容易に行うことができる。

また、前記ランド部には、前記スルーホールが複数設けられていることが望ましい。これによれば、より大きなランド部に対して、複数のスルーホールを形成することで、スルーホールに充填すべき半田量を減らし、適切な量の半田を基板裏面側ランド部へ付与することができる。

また、前記検査用ランドの中心が、前記スルーホールからずれて前記プリント基板上に位置することが望ましい。これによれば、テストピンの先端を、半田を介してスルーホールではなく、基板裏面側の検査用ランドに当てることができるため、より確実な導通チェックを行うことができる。

本発明は、検査用ランドを含むランド部が形成されたプリント基板であって、前記ランド部にスルーホールを有し、前記検査用ランドに設けた半田が前記スルーホールの少なくとも一部まで充填されている。これによれば、検査用ランドの酸化を防止し、導通チェックを容易に行うことができる。

また、前記検査用ランドは、前記プリント基板の少なくとも裏面に形成されていることが望ましい。これによれば、基板裏面の検査用ランドの酸化を防止し、導通チェックを容易に行うことができる。

また、前記半田の充填量は、前記スルーホールの全容積に応じた量よりも多いことが望ましい。これによれば、確実に検査用ランドに半田を供給することができる。

本発明は、前記プリント基板を備えた表示装置である。これによれば、プリント基板を内蔵する液晶テレビ等の表示装置にも適用することができる。

１…基板本体、２…銅箔、２′…ランド部、２ａ…基板表面側のランド、２ｂ…基板裏面側の検査用ランド、３…スルーホール、４…銅メッキ、５…ソルダレジスト、６…メタルマスク、７…半田ペースト、７′…半田、８…テストピン、１０…表示装置（液晶テレビ）。

Claims (7)

1. 検査用ランドを含むランド部が形成されたプリント基板の製造方法であって、
   前記プリント基板の一方の面側から、前記ランド部に形成されたスルーホールを含む所定範囲に半田ペーストを印刷し、該半田ペーストを溶融させた半田を、前記スルーホールを介して、前記プリント基板の他方の面側の前記検査用ランドに移動させることを特徴とするプリント基板の製造方法。
2. 前記ランド部には、前記スルーホールが複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板の製造方法。
3. 前記検査用ランドの中心が、前記スルーホールからずれて前記プリント基板上に位置することを特徴とする請求項１にプリント基板の製造方法。
4. 検査用ランドを含むランド部が形成されたプリント基板であって、
   前記ランド部にスルーホールを有し、前記検査用ランドに設けた半田が前記スルーホールの少なくとも一部まで充填されていることを特徴とするプリント基板。
5. 前記検査用ランドは、前記プリント基板の少なくとも裏面に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板。
6. 前記半田の充填量は、前記スルーホールの全容積に応じた量よりも多いことを特徴とする請求項４または５に記載のプリント基板。
7. 請求項４〜６のいずれか１項に記載のプリント基板を備えた表示装置。

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