JP2016152256A - 電子部品取り付け方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子基板の板厚を変更することなく、半田によって、貫通穴全体に亘り、電子部品の接続端子を電子基板に固定すること。【解決手段】凹部形成ステップでは、少なくとも貫通穴形成ステップ後に、基板210の第2の主面210b側に、底面240aが貫通穴230の端部を含むように、凹部240を形成する。第2の導電層形成ステップでは、少なくとも凹部形成ステップ後に、第2の導電層260を凹部240の底面240aおよび内壁240bに形成する。接続端子挿入ステップでは、基板210の第1の主面210a側から第2の主面210b側へ向けて、接続端子120を貫通穴230へ挿入する。半田付けステップでは、接続端子挿入ステップにより接続端子120が貫通穴230に挿入された電子基板200を、半田漕に浸すことにより、接続端子120を第1の導電層250に半田付けする。【選択図】 図1
Description
本発明は、電子部品取り付け方法に関し、例えば、電子部品を電子基板に取り付ける方法に関する。
図6および図7は、本発明に関連する電子部品取り付け構造を示す図である。図6は、電子部品700の接続端子720の長さが電子基板800の板厚よりも大きい場合を例示した図である。図7は、電子部品700の接続端子720の長さが電子基板800Aの板厚よりも小さい場合を例示した図である。
図6および図7に示されるように、電子部品700は、電子部品本体710と、接続端子720とを備えている。なお、このような電子部品700は、たとえばDIP(Dual Inline Package)部品とも呼ばれている。電子部品本体710は、内部にたとえば実装部品等を収容する。接続端子720は、ピン形状に形成され、電子部品本体710から延出されている。
図6に示されるように、電子基板800は、基板810と、貫通穴830と、導電層850とを備えている。同様に、図7に示されるように、電子基板800Aは、基板810Aと、貫通穴830と、導電層850とを備えている。導電層850は、貫通穴830の内壁と、基板810の表面および裏面であって貫通穴830の端部の外周部に、形成されている。
次に、電子部品700を電子基板800、800Aに取り付ける方法を説明する。まず、電子部品700の接続端子720を貫通穴830に挿入する。次に、電子部品700の接続端子720を貫通穴830に挿入した状態で、電子基板800、800Aを半田漕に浸すことにより、接続端子720および導電層850を半田付けにより接続する。これにより、電子部品700が電子基板800、800Aに半田により固定される。
ここで、図6および図7を対比する。図6および図7には、半田漕の半田が貫通穴830のどこまで吸い上がっているかの度合いを示す「吸上げ率」を示している。
図6では、電子部品700の接続端子720の長さが電子基板800の板厚よりも大きい。すなわち、図6に示されるように、接続端子720の先端部が電子基板800の裏面から突出している。このため、電子部品700の接続端子720を貫通穴830に挿入した状態で、電子基板800を半田漕に浸した際に、半田漕の半田を接続端子720および導電層850の間隙内に円滑に吸い上げることができる。これにより、半田漕の半田は電子基板800の表面側まで上昇する(吸上げ率100%)。この結果、図6の例では、電子部品700の接続端子720は、半田によって、電子基板800にしっかりと固定される。
一方、図7では、電子部品700の接続端子720の長さが電子基板800Aの板厚よりも小さい。すなわち、図7に示されるように、接続端子720の先端部が電子基板800Aの裏面から突出していない。このため、電子部品700の接続端子720を貫通穴830に挿入した状態で、電子基板800を半田漕に浸した際に、半田漕の半田を接続端子720および導電層850の間隙内に円滑に吸い上げられない。これにより、半田漕の半田は電子基板800の表面側まで上昇できない(吸上げ率50%未満)。この結果、図7の例では、図6の例と比較して、電子部品700の接続端子720および電子基板800の間は、半田によって、十分に固定されない。
なお、本発明に関連する技術が、例えば、特許文献1〜3に記載されている。
前述の通り、電子部品700の接続端子720の長さが電子基板800Aの板厚よりも小さい場合、電子部品700の接続端子720が電子基板800に、半田によって、十分に固定されないという問題があった。
この解決案として、たとえば、電子基板800Aの板厚を小さくすることが、考えられる。しかし、電子基板800Aには複数の配線層が積層されているため、単純に電子基板800Aの板厚を小さくする変更を行えない。
また、別の解決案として、たとえば、電子部品800AをDIP部品から表面実装部品に変更することも、考えられる。この案が実現できれば、接続端子を挿入するための貫通穴を必要としないので、半田漕の半田が十分に吸い上がらないことを要因とする半田接続不良の問題は、解消される。しかし、この案を実現するには、電子基板800Aの回路デザインを大幅に変更する設計変更が必要となる。これに伴い、原画代等大きな設計変更費用が発生するおそれがあった。また、電子部品800Aと同じ仕様を満たす表面実装部品が見つからない場合もあり得る。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、電子基板の板厚を変更することなく、半田によって、貫通穴全体に亘り、電子部品の接続端子を電子基板に固定することができる電子部品取り付け方法を提供することにある。
本発明の電子部品取り付け方法は、電子部品を電子基板に取り付ける電子部品取り付け方法であって、前記電子部品は、電子部品本体と、ピン形状に形成され、前記電子部品本体から延出された接続端子とを備え、前記電子基板を形成する電子基板形成ステップと、前記電子基板形成ステップで得られる前記電子基板に前記電子部品を取り付ける電子部品取り付けステップとを含み、前記電子基板形成ステップは、互いに向かい合う第1の主面および第2の主面を有する基板に貫通穴を形成する貫通穴形成ステップと、少なくとも前記貫通穴形成ステップ後に、第1の導電層を前記貫通穴の内壁に形成する第1の導電層形成ステップと、少なくとも前記貫通穴形成ステップ後に、前記基板の第2の面側に、底面が前記貫通穴の端部を含むように、凹部を形成する凹部形成ステップと、少なくとも前記凹部形成ステップ後に、第2の導電層を前記凹部の底面および内壁に形成する第2の導電層形成ステップとを含み、前記電子部品取り付けステップは、前記基板の前記第1の面側から前記第2の主面側へ向けて、前記接続端子を前記貫通穴へ挿入する接続端子挿入ステップと、前記接続端子挿入ステップにより前記接続端子が前記貫通穴に挿入された前記電子基板を、半田漕に浸すことにより、前記接続端子を前記第1の導電層に半田付けする半田付けステップとを含む。
本発明の電子部品取り付け方法によれば、電子基板の板厚を変更することなく、半田によって、貫通穴全体に亘り、電子部品の接続端子を電子基板に固定することができる。
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け構造の構成を示す図である。
図1は、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け構造の構成を示す図である。
図1に示されるように、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け構造は、電子部品100と電子基板200により構成される。なお、図1には、半田漕の半田が貫通穴230のどこまで吸い上がっているかの度合いを示す「吸上げ率」を示している。この吸い上げ率は、後述の電子部品取り付け方法の説明で用いる。
図1に示されるように、電子部品100は、電子部品本体110と、接続端子120とを備えている。電子部品100は、たとえばDIP部品である。
電子部品本体100は、たとえば、樹脂成形されたケースと、このケース内に収容された実装部品とから形成される。図1に示されるように、電子部品本体100の下面(図1の紙面下側の面)からは、接続端子120が延出されている。
接続端子120は、ピン形状に形成されている。図1に示されるように、接続端子120は、電子部品本体110の下面から延出されている。接続端子120は、たとえば、銅や金等の電導性部材により形成されている。接続端子120は、たとえば、電子部品本体110内の実装部品に電気的に接続される。複数本の接続端子120が、電子部品本体110から延出されてもよい。
図1に示されるように、電子基板200は、基板210と、貫通穴230と、凹部240と、第1の導電層250と、第2の導電層260とを備えている。
基板210は、板状に形成されている。基板210は、たとえば、ガラスエポキシ樹脂等により形成されている。
また、図1に示されるように、基板210は、第1の主面210aおよび第2の主面210bを備えている。第1の主面210aは、基板210の表面(実装面)である。第2の主面210bは、基板210の裏面である。第1の主面210aおよび第2の主面210bは、互いに向かい合うように、設けられている。
図1に示されるように、貫通穴230は、基板210の第1の主面210aおよび第2の主面210bの間を貫通するように、基板210に形成されている。
図1に示されるように、凹部240は、基板210の第2の主面210b側に、当該凹部240の底面240aが貫通穴230の端部を含むように、形成されている。すなわち、貫通穴230の端部は、凹部240の底面240aの内側に含まれている。貫通穴230および凹部240が円柱状に形成されている場合、凹部240の内径は、貫通穴230の内径よりも小さい。
図1に示されるように、第1の導電層250は、少なくとも、貫通穴230の内壁上に形成されている。なお、図1の例では、第1の導電層250は、さらに、第1の主面210a上であって、貫通穴230の外周縁部にも、形成されている。第1の導電層250は、たとえば、メッキ処理または蒸着処理により、形成される。第1の導電層250の材料には、導電性の金属が用いられる。
図1に示されるように、第2の導電層260は、少なくとも、凹部240の内壁240bおよび底面240a上に形成されている。第2の導電層260は、たとえば、メッキ処理または蒸着処理により、形成される。第2の導電層260の材料には、導電性の金属が用いられる。
ここで、図1に示されるように、接続端子120のうち電子部品本体210から露出された部分の長さAは、第1の主面210aおよび凹部240の底面240aの間の距離Bよりも大きく、第1の主面210aおよび第2の主面210bの間の距離Cよりも小さい。
以上、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け構造の構成について、説明した。
次に、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法について、説明する。図2は、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法を示すフロー図である。図3〜図5は、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法を説明するための図である。
図2に示されるように、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法は、電子基板形成ステップおよび電子部品取り付けステップとを含んでいる。
まず、電子基板形成ステップについて、説明する。
電子基板形成ステップでは、まず、基板210に貫通穴230を形成する(ステップ(STEP:以下、単にSと称する。)101)。具体的には、図3に示されるように、たとえば、ドリル等を用いて、基板210の第1の主面210aおよび第2の主面210bの間を貫通するように、基板210に貫通穴230を形成する。S101は、本発明の貫通穴形成ステップに対応する。
次に、貫通穴230の内壁に第1の導電層250を形成する(S102)。具体的には、図3に示されるように、たとえば、メッキ処理または蒸着処理によって、少なくとも、貫通穴230の内壁上に、第1の導電層250を形成する。なお、図3の例では、第1の導電層250は、第1の主面210aおよび第2の主面210b上であって、貫通穴230の外周縁部にも形成されている。S102は、本発明の第1の導電層形成ステップに対応する。S102は、少なくとも、S101の処理の後に行われる。
なお、あらかじめ、図3に示すような基板を用意できる場合には、S101〜S102の処理を省略することができる。
次に、凹部240を形成する(S103)。具体的には、図4に示されるように、ドリル等を用いて、基板210の第2の主面210b側に、当該凹部240の底面240aが貫通穴230の端部を含むように、凹部240を形成する。これにより、貫通穴230周辺における基板210の板厚を薄くすることができる。S103は、本発明の凹部形成ステップに対応する。
なお、凹部240の形成には、バックドリル工法を用いることができる。バックドリル工法とは、第1の導電層250の不要な部分をドリル等にて切削して除去する工法をいう。このバックドリル工法は、高速信号の伝送品質を改善するために、用いられている。
たとえば、高速信号が、貫通穴230の中央部付近から、ある信号配線に入力される場合を想定する。この場合において、貫通穴230が、基板210の第1の主面210aおよび第2の主面210bの間で導通がとられていた場合、信号経路として分岐点が発生する。すなわち、貫通穴230の中央部付近から直接的に信号配線に伝搬する信号と、貫通穴230の下端または上端まで進んでから間接的に戻ってくる信号とが、存在する。このような本来の伝搬経路でない部分は、スタブと呼ばれている。このスタブは、信号が衝突し合う領域となりうるため、伝送品質に悪影響を及ぼすことがある。このため、スタブを除去することが望ましい。そして、このスタブを除去する一手段として、バックドリル工法が知られている(たとえば、特許文献3)。
図1に示されるように、接続端子120のうち電子部品本体210から露出された部分の長さAが、第1の主面210aおよび凹部240の底面240aの間の距離Bよりも大きくなるように、凹部240を基板210に形成する。これにより、接続端子120を電子基板200に半田付けする際に、凹部240の底面240a側から、貫通穴230の内部へ、半田を円滑に流入させることができる。
次に、凹部240の内壁240bおよび底面240aに第2の導電層260を形成する(S104)。具体的には、図5に示されるように、たとえば、メッキ処理または蒸着処理によって、少なくとも、凹部240の内壁240bおよび底面240a上に、第2の導電層260を形成する。S104は、本発明の第2の導電層形成ステップに対応する。S104は、少なくとも、S103の処理の後に行われる。
このS104を行うことによって、半田のぬれ性を改善して、基板210の第2の主面210b(裏面)側から半田を引き込み易くすることができる。すなわち、このS104は、最終的に、半田を第1の主面210a側まで吸い上げるために、重要な工程となる。
以上で、電子基板形成ステップが完了する。
次に、電子部品取り付けステップについて説明する。
図2に示されるように、接続端子120を貫通穴230に挿入する(S105)。具体的には、図1に示されるように、基板210の第1の主面210a側から第2の主面210b側へ向けて、接続端子120を貫通穴230へ挿入する。S105は、本発明の接続端子挿入ステップに対応する。
最後に、図2に示されるように、接続端子120を第1の導電層250に半田付けする(S106)。具体的には、S105により接続端子120が貫通穴230に挿入された電子基板200を、半田漕(不図示)に浸すことにより、接続端子120を第1の導電層250に半田付けする。
S105により接続端子120が貫通穴230に挿入された電子基板200を、半田漕(不図示)に浸す。すると、半田漕内で溶融された半田が、毛細管現象によって、凹部240の底面240a側から、貫通穴230および接続端子120の間隙内を吸い上がっていく。
ここで、毛細管現象とは、液体の表面張力によって、空気と触れる液体の表面積を減らそうとする力が、液体に働き、液体が狭い空間を上昇していく現象をいう。本発明では、貫通穴230および接続端子120の間隙という狭い断面積の空間を、溶融した半田が上昇していく現象を指す。
そして、貫通穴230および接続端子120の間隙内を毛細管現象によって吸い上がる半田は、接続端子120の付け根部分が配置された第1の主面210a側まで上昇する(吸い上げ率100%)。これにより、接続端子120は、半田によって、貫通穴230内の第1の導電層250の全体に亘り、第1の導電層250に固定される。なお、前述の通り、半田の吸い上げ率は、半田漕の半田が貫通穴230のどこまで吸い上がっているかの度合いを示す。
この半田の吸い上げ率に関しては、接続端子120および第1の導電層250の間の接続が不十分で導通が取れないという半田不良を起こさないため、貫通穴230内で半田の吸上げ率が一定以上の水準を満たすことが求められている。
半田の吸い上げ率に関しては、国際規格であるIPC(Institute for Interconnecting and Packaging Electronics Circuit)規格に、規定されている。このIPC規格は、基板業界、実装業界においてほぼ全ての製造工程を対象とした国際安全規格である。IPC規格では、半田吸い上げ率75%以上が、接続端子120および第1の導電層250の間の接続が不十分で導通が取れないという半田不良を起こさない水準とされている。
以上の通り、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法は、電子部品100を電子基板200に取り付ける方法である。電子部品100は、電子部品本体110と、接続端子120とを備えている。接続端子120は、ピン形状に形成され、電子部品本体110から延出されている。
本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法は、電子基板形成ステップと、電子部品取り付けステップとを含んでいる。電子基板形成ステップでは、電子基板200を形成する。電子部品取り付けステップでは、電子基板形成ステップで得られる電子基板200に電子部品100を取り付ける。また、電子基板形成ステップは、貫通穴形成ステップと、第1の導電層形成ステップと、凹部形成ステップと、第2の導電層形成ステップとを含む。貫通穴形成ステップでは、互いに向かい合う第1の主面210aおよび第2の主面210bを有する基板210に、第1の主面210aおよび第2の主面210bの間を貫通するように、貫通穴230を形成する。第1の導電層形成ステップでは、少なくとも貫通穴形成ステップ後に、第1の導電層250を貫通穴230の内壁に形成する。凹部形成ステップでは、少なくとも貫通穴形成ステップ後に、基板210の第2の主面210b側に、底面240aが貫通穴230の端部を含むように、凹部240を形成する。第2の導電層形成ステップでは、少なくとも凹部形成ステップ後に、第2の導電層260を凹部240の底面240aおよび内壁240bに形成する。
電子部品取り付けステップは、接続端子挿入ステップと、半田付けステップとを含む。接続端子挿入ステップでは、基板210の第1の主面210a側から第2の主面210b側へ向けて、接続端子120を貫通穴230へ挿入する。半田付けステップでは、接続端子挿入ステップにより接続端子120が貫通穴230に挿入された電子基板200を、半田漕に浸すことにより、接続端子120を第1の導電層250に半田付けする。
このように、凹部形成ステップでは、少なくとも貫通穴形成ステップ後に、基板210の第2の主面210b側に、底面240aが貫通穴230の端部を含むように、凹部240を形成する。これにより、接続端子120の先端部を、貫通穴230の下端面(凹部240の底面240a)よりも下方に突出させることができる。この結果、接続端子120を電子基板200に半田付けする際に、凹部240の底面240a側から、貫通穴230の内部へ、半田を円滑に流入させることができる。また、第2の導電層形成ステップでは、少なくとも凹部形成ステップ後に、第2の導電層260を凹部240の底面240aおよび内壁240bに形成する。これにより、半田のぬれ性を改善して、基板210の第2の主面210b(裏面)側から半田を引き込み易くすることができる。
したがって、本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法によれば、電子基板200の板厚を変更することなく、半田によって、貫通穴230全体に亘り、電子部品100の接続端子120を電子基板200に固定することができる。また、電子部品100を表面実装品に変更する必要もなく、小規模で安価な作業で凹部240を形成することにより、半田の吸い上げ率を高めることができる。これにより、電子部品取り付けステップ(とくに半田付けステップ)の歩留まりを改善することができる。
本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法において、
接続端子120のうち電子部品本体110から露出された部分の長さAは、第1の主面210aおよび凹部240の底面240aの間の距離Bよりも大きい。これにより、接続端子120を電子基板200に半田付けする際に、凹部240の底面240a側から、貫通穴230の内部へ、毛細管現象によって、半田をより円滑に流入させることができる。
接続端子120のうち電子部品本体110から露出された部分の長さAは、第1の主面210aおよび凹部240の底面240aの間の距離Bよりも大きい。これにより、接続端子120を電子基板200に半田付けする際に、凹部240の底面240a側から、貫通穴230の内部へ、毛細管現象によって、半田をより円滑に流入させることができる。
本発明の第1の実施の形態における電子部品取り付け方法において、第1の導電層形成ステップおよび第2の導電層形成ステップは、貫通穴形成ステップおよび凹部形成ステップの後に、同時に行う。これにより、電子部品取り付け方法の工程を減少させることができる。
以上、実施の形態を基に本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述の実施の形態に対して、様々な変更、増減、組合せを加えてもよい。
100 電子部品
110 電子部品本体
120 接続端子
200 電子基板
210 基板
210a 第1の主面
210b 第2の主面
230 貫通穴
240 凹部
240a 底面
240b 内壁
250 第1の導電層
260 第2の導電層
700 電子部品
710 電子部品本体
720 接続端子
800 電子基板
800A 電子基板
810 基板
830 貫通穴
850 導電層
110 電子部品本体
120 接続端子
200 電子基板
210 基板
210a 第1の主面
210b 第2の主面
230 貫通穴
240 凹部
240a 底面
240b 内壁
250 第1の導電層
260 第2の導電層
700 電子部品
710 電子部品本体
720 接続端子
800 電子基板
800A 電子基板
810 基板
830 貫通穴
850 導電層
Claims (3)
- 電子部品を電子基板に取り付ける電子部品取り付け方法であって、
前記電子部品は、電子部品本体と、ピン形状に形成され、前記電子部品本体から延出された接続端子とを備え、
前記電子基板を形成する電子基板形成ステップと、
前記電子基板形成ステップで得られる前記電子基板に前記電子部品を取り付ける電子部品取り付けステップとを含み、
前記電子基板形成ステップは、
互いに向かい合う第1の主面および第2の主面を有する基板に、前記第1の主面および前記第2の主面の間を貫通するように、貫通穴を形成する貫通穴形成ステップと、
少なくとも前記貫通穴形成ステップ後に、第1の導電層を前記貫通穴の内壁に形成する第1の導電層形成ステップと、
少なくとも前記貫通穴形成ステップ後に、前記基板の第2の主面側に、底面が前記貫通穴の端部を含むように、凹部を形成する凹部形成ステップと、
少なくとも前記凹部形成ステップ後に、第2の導電層を前記凹部の底面および内壁に形成する第2の導電層形成ステップとを含み、
前記電子部品取り付けステップは、
前記基板の前記第1の主面側から前記第2の主面側へ向けて、前記接続端子を前記貫通穴へ挿入する接続端子挿入ステップと、
前記接続端子挿入ステップにより前記接続端子が前記貫通穴に挿入された前記電子基板を、半田漕に浸すことにより、前記接続端子を前記第1の導電層に半田付けする半田付けステップとを含む電子部品取り付け方法。 - 前記接続端子のうち前記電子部品本体から露出された部分の長さは、前記第1の主面および前記凹部の底面の間の距離よりも大きく、前記第1の主面および前記第2の主面の間の距離よりも小さい請求項1に記載の電子部品取り付け方法。
- 前記第1の導電層形成ステップおよび前記第2の導電層形成ステップは、前記貫通穴形成ステップおよび前記凹部形成ステップの後に、同時に行う請求項1または2に記載の電子部品取り付け方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108366489A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-08-03 | 深圳崇达多层线路板有限公司 | 一种优化背钻小孔沉金不良的方法 |
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