JP2018206996A - プリント基板の回路構造及びプリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンダ接合部の検査を簡易にすることができるプリント基板の回路構造及びプリント基板を提供する。
【解決手段】プリント基板の回路構造１は、接続対象の端子５２にハンダ接合されるランド１１と、ランド１１に接続する配線１２とを備えている。ランド１１は、ランド１１を貫通する空間であるランド窓部２０を有している。また、配線１２は、配線１２を貫通する空間である配線窓部３０を有しており、配線窓部３０は、ハンダ接合のために接続対象の端子５２にランド１１が重ねられた相対位置関係において端子５２の外縁５２ａを越えてランド１１から離れる方向に延びている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板の回路構造及びプリント基板に関し、特に、回路のランド及び配線の構造に関する。

従来から、プリント基板の回路を他のプリント基板の回路や電子部品に電気的に接続するために、ハンダ接合が行われている。フレキシブルプリント基板のハンダ接合には、耐熱性の低い樹脂製の基板が熱損傷を受けないように、ハンダを溶融する方法として電磁誘導加熱が用いられているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許第５６８２９３７号公報

ハンダ接合が適切に行われないと、例えばハンダ接合の際にハンダ内に気泡が残ると、ハンダ接合部の剥離が生じる場合がある。特に、可動性を有するフレキシブルプリント基板においては、フレキシブルプリント基板の変形によりハンダ接合部に外力が加わることがあり、適切にハンダ接合が行われていない場合は、ハンダ接合部の剥離が懸念される。このため、ハンダ接合が適切になされているかの検査が行われているが、端子間のハンダ接合の状態を目視により検査することはできず、破壊検査等の手間の掛かる検査が必要であった。

このように、プリント基板のハンダ接合に対しては、従来から簡易な検査が求められていた。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハンダ接合部の検査を簡易にすることができるプリント基板の回路構造及びプリント基板を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るプリント基板の回路構造は、接続対象の端子にハンダ接合されるランドと、前記ランドに接続する配線とを備え、前記ランドは、該ランドを貫通する空間であるランド窓部を有することを特徴とする。

本発明の一態様に係るプリント基板の回路構造において、前記ランド窓部は、前記ランドの内部から前記ランドの外縁に向かって延びている。

本発明の一態様に係るプリント基板の回路構造において、前記ランド窓部は、前記ランドの内部側の端部が広がっている。

本発明の一態様に係るプリント基板の回路構造において、前記ランド窓部は、ハンダ接合のために前記接続対象の端子に前記ランドが重ねられた相対位置関係において前記端子の外縁を越えて延びるようになっている。

本発明の一態様に係るプリント基板の回路構造において、前記配線は、前記配線を貫通する空間である配線窓部を有しており、該配線窓部は、ハンダ接合のために前記接続対象の端子に前記ランドが重ねられた相対位置関係において前記端子の外縁を越えて前記ランドから離れる方向に延びている。

本発明の一態様に係るプリント基板の回路構造において、前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であり、透明又は半透明の絶縁体から形成された薄膜を備えている。

上記目的を達成するために、本発明に係るプリント基板は、上述のプリント基板の回路構造を備える回路と、該回路が形成された透明又は半透明の絶縁体から形成された薄膜とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプリント基板の回路構造及びプリント基板によれば、ハンダ接合部の検査を簡易にすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板の回路構造が適用された回路を概略的に示す図である。 図１に示すプリント基板の回路構造が適用された回路が接続される接続対象について説明するための図である。 図１に示すプリント基板の回路構造におけるランドが接続対象の端子にハンダ接合された状態を概略的に示す上面図である。 図１に示すプリント基板の回路構造におけるランドが接続対象の端子にハンダ接合された状態を概略的に示す側面図である。 図１に示すプリント基板の回路構造の変形例を概略的に示す図である。 図１に示すプリント基板の回路構造の他の変形例を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るプリント基板の回路構造が適用された回路を概略的に示す図である。 図７に示すプリント基板の回路構造におけるランドが接続対象の端子にハンダ接合された状態を概略的に示す上面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板の回路構造１が適用された回路１０を概略的に示す図である。回路１０はランド１１及び配線１２を備えている。

本実施の形態に係るプリント基板の回路構造１は、図１に示すように、接続対象の端子５２にハンダ接合されるランド１１と、ランド１１に接続する配線１２とを備えている。ランド１１は、ランド１１を貫通する空間であるランド窓部２０を有している。また、配線１２は、配線１２を貫通する空間である配線窓部３０を有しており、配線窓部３０は、ハンダ接合のために接続対象の端子５２にランド１１が重ねられた相対位置関係において端子５２の外縁５２ａを越えてランド１１から離れる方向に延びている。

具体的には、回路１０は、銅箔等の導電性の金属材料から形成されており、ランド１１は、配線１２よりも大きく広がっている。ランド１１は、例えば、円形又は略円形に広がっている。ランド１１は、後述するハンダ接合される接続対象５０の端子５２よりも広がり幅が小さく、端子５２に重ね合わされた際に、ランド１１は端子５２の外縁５２ａよりも内側に収まるようになっている。

ランド窓部２０は、ランド１１の内部からランド１１の外縁１１ａに向かって延びている。ランド窓部２０は、ランド１１の内部側の端部が広がっており、例えば、図１に示すように、ランド１１の外縁１１ａからランド１１の中心に向かって延びるスリット状の部分である周辺部２１と、周辺部２１よりも大きく広がった円形又は略円形の中心部２２とを有している。中心部２２は、ランド１１の中心又は中心近傍に形成されており、中心部２２と周辺部２１と互いに連通している。

配線窓部３０は、配線１２の延び方向に沿って延びており、配線２０を貫通するスリット状の空間を形成している。配線窓部３０は、図３，４を参照して後述するように、ハンダ接合のために接続対象の端子５２にランド２０が所望の位置関係となるように重ねられた状態である相対位置関係において、端子５２の外縁５２ａを越えてランド１１から離れる方向に延びている。より具体的には、配線窓部３０の延び方向におけるランド１１とは反対側の端部であるランド離端部３１が、相対位置関係にある端子５２の外縁５２ａよりもランド１１から離れる側に位置するように、配線窓部３０は配線１２において形成されている。一方、配線窓部３０の延び方向におけるランド１１側の端部であるランド側端部３２が、相対位置関係にある端子５２の外縁５２ａよりも端子５２の内部側に位置するように、配線窓部３０は配線１２において形成されている。

図２は、上述のプリント基板の回路構造１が適用された回路１０が接続される接続対象５０について説明するための図である。図２に示すように、接続対象５０は、例えば、ひずみゲージを有するフレキシブルプリント基板であり、ベース部５１と、端部に端子５２を有する、ベース部５１の上面に圧延銅箔で形成されたゲージ側導電パターン５３と、端子５２を除いてゲージ側導電パターン５３を覆うようにベース部５１の上面を覆うカバー５４とを有している。また、端子５２上にはハンダ５５が積層又は塗布されている。

図２に示すように、回路１０は、プリント基板２に設けられて、接続対象５０にハンダ接合される。回路１０が設けられるプリント基板２は、例えばフレキシブルプリント基板であり、絶縁体から形成された薄膜である絶縁体フィルム３の一方の面（下面３ａ）に回路１０が形成されている。絶縁体フィルム３は、透明又は半透明であり、絶縁体フィルム３の他方の面である上面３ｂ側から回路１０が視認できるようになっている。

次いで、上述のプリント基板の回路構造１の作用について、図３，４を参照しながら説明する。図３，４は、ランド１１が接続対象５０の端子５２にハンダ接合された状態を示す概略図であり、図３は上面図であり、図４は側面図である。なお、図３においては、絶縁体フィルム３が透過状態で示されている。

ランド１１の端子５２へのハンダ接合は、ランド１１が接続対象５０の端子５２に対して所望の相対位置関係となるように、プリント基板２が接続対象５０に重ね合わされた状態で行われる。この状態で、ランド１１はハンダ５５に接触しており、ランド１１と端子５２との間にハンダ５５が挟まれた状態となっている。ハンダ接合処理は非接触の熱伝導でハンダを溶融させることによって行われる。非接触の熱伝導の方法としては、例えば電磁誘導加熱があり、交流電流を流したコイルに発生する磁場を端子５２に作用させ、電磁誘導を利用して端子５２を自己誘導加熱により加熱してハンダ５５を溶融させてハンダ接合を行う。

ハンダ接合処理が行われると、図３，４に示すようにランド１１と端子５２との間が溶融して固化したハンダ５５によって接合される。ハンダ接合処理においてハンダ５５が溶融すると、溶融したハンダ５５は、ランド１１や配線１２、端子５２に沿って広がっていく。ハンダ接合が適切に行われると、ランド１１と端子５２との間に溶融したハンダ５５が密に広がっていき、溶融したハンダ５５はランド窓部２０内に入り込み、または、ランド窓部２０の下方に至り、また、配線窓部３０内に入り込み、または、配線窓部３０の下方に至る。

プリント基板２の絶縁体フィルム３は透明又は半透明であるので、ハンダ接合処理の際に、ランド窓部２０及び配線窓部３０を介してハンダ５５の溶融状況を視認することができる。また、同様に、ハンダ接合処理後のハンダ５５による接合状態をランド窓部２０及び配線窓部３０を介して視認することができる。

例えば、ハンダ接合処理中に、又はハンダ接合処理後に、ハンダ５５がランド窓部２０を介して視認できない場合は、ハンダ接合処理が適切に行われていないと判断できる。また、ハンダ接合処理中に、又はハンダ接合処理後に、ハンダ５５がランド窓部２０の中心部２２のみを介して視認できる場合は、ハンダ接合処理が比較的適切に行われていると判断できる。ハンダ接合処理中に、又はハンダ接合処理後に、ハンダ５５がランド窓部２０の中心部２２及び周辺部２１を介して視認できる場合は、ハンダ５５又はハンダ接合部がランド１１の中心部のみではなく周辺部にまで至っていることを確認でき、ハンダ接合処理が良好に行われていると判断できる。

また、例えば、ハンダ接合処理中に、又はハンダ接合処理後に、ハンダ５５が配線窓部３０を介して視認できない場合は、ハンダ５５又はハンダ接合部が端子５２の外縁５２ａまで至っていないことを確認でき、ハンダ接合処理が適切に行われていないと判断できる。また、ハンダ接合処理中に、又はハンダ接合処理後に、ハンダ５５が配線窓部３０を介して視認できる場合は、ハンダ５５又はハンダ接合部が端子５２の外縁５２ａまで至っていることを確認でき、ハンダ接合処理が良好に行われていると判断できる。

このように、プリント基板の回路構造１を備える回路１０が設けられたプリント基板２によれば、ハンダ接合の良否を視認により判断することができ、ハンダ接合の検査を容易にすることができる。また、ハンダ接合処理中にも、ハンダ接合の良否を視認により容易に判断することができ、ハンダ接合処理中にもハンダ接合の検査を容易にすることができる。

また、ハンダ接合処理中に、ハンダ５５内の気泡等の異物をランド窓部２０や配線窓部３０を介してハンダ５５内から外部に逃がすことができ、ハンダ接合部にボイドが生じることを抑制することができ、ハンダ接合を良質なものにすることができる。また、ハンダ接合部の接合強度の低下を抑制することができる。

上述のように、本発明の実施の形態に係るプリント基板の回路構造１及びプリント基板２によれば、ハンダ接合部の検査を簡易にすることができる。

プリント基板の回路構造１において、ランド窓部２０は、周辺部２１と中心部２２とを有しているが、ランド窓部２０は、周辺部２１及び中心部２２のいずれか一方を有するものであってもよい。また、配線窓部３０は、ランド１１まで延びていてもよい。

例えば図５に示すように、ランド窓部２０は、周縁部２１を有しておらず、中心部２２のみを有しているものであってもよい。また、配線窓部３０は、ランド１１に至るまで延びていてもよく、更にランド窓部２０側まで延びていてもよい。

また、例えば図６に示すように、配線窓部３０は、ランド１１まで延びていて、ランド１１に連通しており、ランド窓部２０及び配線窓部３０によりスリット状の窓部４０が形成されていてもよい。図５においても同様であり、配線窓部３０は、ランド１１まで延びていて、ランド１１に連通していてもよい。

また、ランド窓部２０や配線窓部３０の延び方向を、プリント基板２における回路パターンの方向と合わせることにより、回路間のショートの発生を抑制することができる。

以下、本発明の第２の実施の形態に係るプリント基板の回路構造５について説明する。図７は、本発明の第２の実施の形態に係るプリント基板の回路構造５が適用された回路１５を概略的に示す図である。回路１５はランド１６及び配線１７を備えている。以下、上述の本発明の第１の実施の形態に係るプリント基板の回路構造１、回路１０、プリント基板２と同様の又は類似する機能を有する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について説明する。

本実施の形態に係るプリント基板の回路構造５は、図７に示すように、接続対象５０の端子５２にハンダ接合されるランド１６と、ランド１６に接続する配線１７とを備えている。ランド１６は、ランド１６を貫通する空間であるランド窓部２５を有している。ランド窓部２５は、ハンダ接合のために接続対象５０の端子５２にランド１６が重ねられた相対位置関係において端子５２の外縁５２ａを越えて延びるようになっている。

具体的には、回路１５は、銅箔等の導電性の金属材料から形成されており、ランド１６は、配線１７よりも大きく広がっている。ランド１６は、例えば、矩形又は略矩形に広がっている。

ランド窓部２５は、ランド１６の内部からランド１６の外縁１６ａに向かって延びている。より具体的には、ランド窓部２５は、ランド１６の内部側の端部２５ａからランド１６の外縁１６ａに位置する端部２５ｂまでスリット状に延びている。ランド窓部２５は、ハンダ接合のために接続対象５０の端子５２にランド２０が所望の位置関係となるように重ねられた状態である相対位置関係において、端子５２の外縁５２ａを越えて端部２５ａが配線１７側に延びるようにランド１６において形成されている。

図８は、ランド１１が接続対象５０の端子５２にハンダ接合された状態を概略的に示す上面図である。ランド１６の端子５２へのハンダ接合は、ランド１６が端子５２に対して所望の相対位置関係となるように、プリント基板２が接続対象５０に重ね合わされた状態で行われる。この相対位置関係において、ランド窓部２５の端部２５ａは、端子５２の外縁５２ａを越えて端子５２の外側に位置する。このため、ランド窓部２５は、上述のランド窓部２０の作用に加えて、上述の配線窓部３０の作用を行う。

本実施の形態に係るプリント基板の回路構造５も、上述のプリント基板の回路構造１と同様に、ハンダ接合の良否を視認により判断することができ、ハンダ接合の検査を容易にすることができる。また、ハンダ接合処理中にも、ハンダ接合の良否を視認により容易に判断することができ、ハンダ接合処理中にもハンダ接合の検査を容易にすることができる。

また、ハンダ接合処理中に、ハンダ５５内の気泡をランド窓部２５を介してハンダ５５内から外部に逃がすことができ、ハンダ接合部にボイドが生じること抑制することができ、ハンダ接合を良質なものにすることができる。また、ハンダ接合部の接合強度の低下を抑制することができる。

上述のように、本発明の第２の実施の形態に係るプリント基板の回路構造５及びプリント基板６によれば、ハンダ接合部の検査を簡易にすることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に係るプリント基板の回路構造１，５、回路１０，１５、プリント基板２，６に限定されるものではなく、本発明の概念及び特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含む。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせてもよい。例えば、上述の実施の形態における各構成要素の形状、材料、配置、サイズ等は、本発明の具体的使用態様によって適宜変更され得る。

１，５・・・プリント基板の回路構造、２，６・・・プリント基板、３・・・絶縁体フィルム、１０，１５・・・回路、１１，１６・・・ランド、１１ａ・・・外縁、１２，１７・・・配線、２０，２５・・・ランド窓部、２１・・・周辺部、２２・・・中心部、２５ａ，２５ｂ・・・端部、３０・・・配線窓部、３１・・・ランド離側端部、３２・・・ランド側端部、４０・・・窓部、５０・・・接続対象、５１・・ベース部・、５２・・・端子、５２ａ・・・外縁、５３・・・ゲージ側導電パターン、５４・・・カバー、５５・・・ハンダ。

Claims (7)

1. 接続対象の端子にハンダ接合されるランドと、
   前記ランドに接続する配線とを備え、
   前記ランドは、該ランドを貫通する空間であるランド窓部を有することを特徴とするプリント基板の回路構造。
2. 前記ランド窓部は、前記ランドの内部から前記ランドの外縁に向かって延びていることを特徴とする請求項１記載のプリント基板の回路構造。
3. 前記ランド窓部は、前記ランドの内部側の端部が広がっていることを特徴とする請求項２記載のプリント基板の回路構造。
4. 前記ランド窓部は、ハンダ接合のために前記接続対象の端子に前記ランドが重ねられた相対位置関係において前記端子の外縁を越えて延びるようになっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のプリント基板の回路構造。
5. 前記配線は、前記配線を貫通する空間である配線窓部を有しており、該配線窓部は、ハンダ接合のために前記接続対象の端子に前記ランドが重ねられた相対位置関係において前記端子の外縁を越えて前記ランドから離れる方向に延びていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のプリント基板の回路構造。
6. 前記プリント基板は、フレキシブルプリント基板であり、透明又は半透明の絶縁体から形成された薄膜を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のプリント基板の回路構造。
7. 請求項１乃至５のいずれか１項記載のプリント基板の回路構造を備える回路と、
   該回路が形成された透明又は半透明の絶縁体から形成された薄膜とを備えることを特徴とするプリント基板。

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