JP2020181883A - プリント回路基板およびその製造方法ならびにプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部の信頼性を向上させることができるプリント回路基板とプリント回路基板の製造方法とプリント配線板とを提供する。【解決手段】立体型のプリント回路基板１には、メイン基板３とサブ基板２１とが使用される。メイン基板３には、スリット５とメイン基板電極７とが形成されている。サブ基板２１は、本体部２１ａと挿通部２１ｂとを備えている。挿通部２１ｂには、サブ基板電極２３とソルダレジスト処理部２５とが形成されている。サブ基板電極２５は、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端から本体部２１ａの側へ向かって延在するように形成されている。ソルダレジスト処理部２５は、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端を起点として、先端から離れる方向に延在し、サブ基板電極２３の部分を覆っている。【選択図】図４

Description

本発明は、プリント回路基板およびその製造方法ならびにプリント配線板に関する。

電子機器等では、筐体内に電子部品を搭載したプリント回路基板が収容されている。プリント回路基板の取付け構造の一つに、メインのプリント基板（メイン基板）に対して、サブのプリント基板（サブ基板）をほぼ垂直に装着した取付け構造がある。このような立体型のプリント回路基板を開示した特許文献の例として、たとえば、特許文献１がある。

メイン基板には、メイン基板電極と、サブ基板が挿入されるスリットとが設けられている。メイン基板電極は、スリットの周囲に配置されている。サブ基板には、メイン基板電極に電気的に接続されるサブ基板電極が設けられている。サブ基板電極は、サブ基板の端部に配置されている。サブ基板は、サブ基板の端部が、メイン基板のスリットから突出する態様でスリットに挿入される。その後、対応するサブ基板電極とメイン基板電極とが、はんだによって接合される。

特開２００８−１９８８１４号公報

従来の取付け構造によるプリント回路基板では、サブ基板をメイン基板のスリットに挿入する際に、サブ基板の端部に設けられたサブ基板電極が、スリットの壁面に擦れてしまい、サブ基板電極が損傷を受けることがある。このため、サブ基板電極とメイン基板電極とをはんだによって接合する際に、はんだ付けが良好に行われず、はんだによる接合部の信頼性に悪影響を及ぼすことが想定される。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、接合部の信頼性を向上させることができるプリント回路基板を提供することであり、他の目的は、そのようなプリント回路基板の製造方法を提供することであり、さらに他の目的は、そのようなプリント回路基板に適用されるプリント配線板を提供することである。

本発明に係るプリント回路基板は、第１基板と第２基板と接合材とを有する。第１基板は、第１方向に延在するスリット、および、スリットから、第１方向と交差する第２方向に延在する１つ以上の第１電極を有するとともに、１つ以上の第１電子部品が実装されている。第２基板は、スリットに挿通されて、第１基板に対して、第１方向および第２方向と交差する第３方向に立設するように第１基板に取り付けられ、１つ以上の第２電極を有するとともに、１つ以上の第２電子部品が実装されている。接合材は、第１電極と第２電極とを接合する。第２基板は、本体部と挿通部とを備えている。挿通部は、第１方向に延在してスリットに挿通され、挿通主面を有する。第２電極は、挿通主面における先端の側から第３方向に延在する。挿通主面には、先端の側に位置する第２電極の部分を覆う被覆部が形成されている。

本発明に係るプリント回路基板の製造方法は、以下の工程を備えている。第１方向に延在するスリットが形成されるスリット形成領域が規定され、スリット形成領域を横切るように、第１方向と交差する第２方向に延在する第１導電体が配置された第１基板を用意する。スリット形成領域に第１基板を貫通するスリットを形成して、第１導電体を二分し、二分された第１導電体を第１電極として形成する。第３方向に延在する第２導電体と、第３方向と交差する第４方向に帯状に延在し、第２導電体を二分するように覆う被覆部とが配置されるとともに、第４方向に延在し、第２導電体および被覆部を二分する態様でダイシング領域を規定した第２基板シートを用意する。ダイシング領域を切削することによって、第２導電体、被覆部および第２基板シートを二分し、２つの第２基板として分離する。第１基板に、１つ以上の第１電子部品を実装する。第２基板に、１つ以上の第２電子部品を実装する。第２基板を第１基板のスリットに挿通する。第２基板が第１基板のスリットに挿通された状態で接合材を噴き付ける。第２基板シートを第２基板として分離する工程では、分離された二つの第２基板のそれぞれにおいて、二分された第２導電体が第２電極とされて、被覆部が、第２基板における分離された側を起点として、第２電極の一部を覆うように、第３方向に延在している。第２基板を第１基板のスリットに挿通する工程では、第２基板は、第２電極の一部が被覆部によって覆われている側が、第１基板のスリットに挿通される。接合材を噴き付ける工程では、第１電極と第２電極とが接合材によって接合される。

本発明に係るプリント配線板は、第１基板と第２基板とを有するプリント配線板である。第１基板は、スリットと１つ以上の第１電極とを備えている。スリットは、第１方向に延在する。第１電極は、スリットから、第１方向と交差する第２方向に向かって延在するように形成されている。第２基板は、本体部と挿通部と１つ以上の第２電極と被覆部とを備えている。挿通部は、本体部と繋がり、スリットに挿通されることになる挿通主面を有する。第２電極は、挿通主面における先端の側から本体部の側に向かって延在するように形成されている。被覆部は、挿通主面に形成され、第２電極のうち、先端の側に位置する第２電極の部分を覆っている。

本発明に係るプリント回路基板によれば、第２電極を有する第２基板を、第１電極を有する第１基板のスリットに挿通することによって、第１基板に取り付けられている。スリットに挿通される第２基板の挿通部の挿通主面に、先端の側に位置する第２電極の部分を覆う被覆部を備えている。これにより、挿通部をスリットに挿通する際には、第２電極が損傷を受けるのを防止して、接合材による接合の信頼性を向上させることができる。

本発明に係るプリント回路基板の製造方法によれば、第２基板を第１基板のスリットに挿通する際には、第２電極の一部が被覆部によって覆われている。これにより、第２電極が損傷を受けるのを防止して、接合材による接合の信頼性が向上するプリント回路基板を製造することができる。

本発明に係るプリント配線板によれば、第２基板の挿通部を第１基板のスリットに挿通する際には、第２電極が損傷を受けるのを防止して、接合材による接合の信頼性を向上させることができる。

実施の形態１に係る立体型のプリント回路基板を示す斜視図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板のうちのメイン基板を示す平面図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板のうちのサブ基板を示す平面図である。 同実施の形態において、図１に示す断面線ＩＶ−ＩＶにおける部分断面図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板の製造方法の他の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 同実施の形態において、図５および図７に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 比較例に係る立体型のプリント回路基板の製造方法の一工程を示す平面図である。 図１０に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 図１１に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 図１２に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 同実施の形態において、作用効果の一例を説明するための図である。 同実施の形態において、一変形例に係る立体型のプリント回路基板におけるサブ基板を示す平面図である。 同実施の形態において、他の変形例に係る立体型のプリント回路基板の部分断面図である。 実施の形態２に係る立体型のプリント回路基板を示す部分断面図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図１８に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 同実施の形態において、図１９に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。 比較例に係る立体型のプリント回路基板の問題点を説明するための部分断面図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板の作用効果を説明するための部分断面図である。 実施の形態３に係る立体型のプリント回路基板を示す斜視図である。 同実施の形態において、立体型のプリント回路基板の製造方法の一工程を示す平面図である。 同実施の形態において、図２４に示す工程におけるメイン基板の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、図２５に示す工程の後に行われる工程におけるメイン基板の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行われる工程におけるメイン基板の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、図２７に示す工程の後に行われる工程におけるメイン基板の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、図２８に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、作用効果を説明するための立体型のプリント回路基板の第１の部分拡大平面図である。 同実施の形態において、作用効果を説明するための立体型のプリント回路基板の第２の部分拡大平面図である。

実施の形態１．
実施の形態１に係る立体型のプリント回路基板等について説明する。なお、説明の便宜上、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸座標軸を用いる。図１に示すように、立体型のプリント回路基板１には、第１基板としてのメイン基板３と第２基板としてのサブ基板２１とが使用される。メイン基板３が、Ｘ−Ｙ平面に平行に配置され、サブ基板２１がＺ−Ｘ平面に平行に配置されている。

メイン基板３とサブ基板２１のそれぞれでは、プリント回路基板として、プリグレグを用いた積層基板であるガラス布・ガラス不織布複合機材エポキシ樹脂銅張積層板（ＣＥＭ−３：Composite Epoxy Material-3）が適用されている。プリグレグとは、ガラス布または炭素繊維等の繊維状補強基材に、たとえば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて、半硬化状態にしたシート状の強化プラスチック成形材料である。

メイン基板３には、１つ以上の第１電子部品６１が、はんだ付けによって実装されている。第１電子部品６１には、たとえば、ＩＣ（Integrated Circuit）、コンデンサ、抵抗、コイル等が含まれる。メイン基板３では、第１電子部品６１等によって、たとえば、インバータ回路が構成されている。インバータ回路は、直流または交流の電流から、周波数の異なる交流の電流を発生させる電源回路である。

サブ基板２１には、１つ以上の第２電子部品６３が、はんだ付けによって実装されている。第２電子部品６３には、たとえば、ＩＣ、コンデンサ、抵抗、コイル等が含まれる。サブ基板２１では、第２電子部品６３等によって、たとえば、メイン基板３の動作を制御する制御回路が構成されている。

図２に示すように、メイン基板３は、対向する主面３ａと主面３ｂとを有する。メイン基板３には、第１方向としてのＸ方向に延在するスリット５が、メイン基板３を貫通するように設けられている。メイン基板３の主面３ｂには、第１電極としての複数のメイン基板電極７が形成されている。メイン基板電極７は、スリット５から、Ｘ方向と交差する第２方向としてのＹ方向に延在するように形成されている。スリット５では、メイン基板電極７の端面が露出する。

図３に示すように、サブ基板２１は、本体部２１ａと挿通部２１ｂとを備えている。挿通部２１ｂが、メイン基板３のスリット５に挿通されている。挿通部２１ｂは、対向する挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂを有する。挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂのそれぞれに、第２電極としての複数のサブ基板電極２３が形成されている。サブ基板電極２３は、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端から、第３方向としてのＺ方向（本体部２１ａ）へ延在するように形成されている。

挿通部２１ｂには、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂのそれぞれの先端の側に位置するサブ基板電極２３の部分を覆う、被覆部としてのソルダレジスト処理部２５が形成されている。ソルダレジスト処理部２５は、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端を起点として、先端から離れる方向（Ｚ方向）に延在している（図４参照）。後述するように、ソルダレジスト処理部２５は、たとえば、写真製版法によって形成されている。

図４に示すように、立体型のプリント回路基板１では、サブ基板２１の挿通部２１ｂが、メイン基板３のスリット５に挿通された状態で、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とが、接合材としてのはんだ３１によって接合されている。はんだ３１は、ソルダレジスト処理部２５によって覆われていないサブ基板電極２３の部分と、メイン基板電極７とを接合する。これにより、メイン基板３とサブ基板２１とが、物理的および電気的に接続されて、サブ基板２１の制御回路が、メイン基板３のインバータ回路を制御する一つのプリント回路基板が構成される。実施の形態１に係る立体型のプリント回路基板１は、上記のように構成される。

次に、上述した立体型のプリント回路基板１の製造方法の一例について説明する。図５に示すように、メイン基板３を用意する。メイン基板３は、たとえば、ルーターの切削刃によって基材（図示せず）に外形加工を施すことによって形成される。メイン基板３には、第１方向としてのＸ方向に延在するスリットが形成されるスリット形成領域（二点鎖線参照）が規定される。そのスリット形成領域を横切るように、第２方向としてのＹ方向にそれぞれ延在する第１導電体６が配置されている。第１導電体６は、メイン基板電極７となる。次に、たとえば、切削刃（図示せず）によって、スリット形成領域にメイン基板３を貫通するスリット５を形成することにより、第１導電体６を二分する。二分された第１導電体６がメイン基板電極７となる。こうして、図２に示すメイン基板３が得られる。

次に、図６に示すように、第２基板としてのサブ基板２１となるサブ基板シート２７を用意する。サブ基板シート２７には、サブ基板電極２３となる第２導電体２２が形成されている。第２導電体２２は、第３方向としてのＺ方向にそれぞれ延在し、第４方向としてのＸ方向に互いに間隔を隔てられて配置されている。サブ基板シート２７は、あらかじめ第２導電体２２が形成された基材（図示せず）を、たとえば、ルーターの切削刃によって、外形加工が施される。

次に、サブ基板シート２７を覆うように、レジストインク（図示せず）が塗布される。次に、レジストインクを半硬化させ、所望の写真製版処理が行われる。これにより、第２導電体２２を二分する態様で、Ｘ方向に帯状に延在するように、被覆部としてのソルダレジスト処理部２５が形成される。また、第２導電体２２およびソルダレジスト処理部２５を二分する態様で、Ｘ方向に延在するダイシング領域２８を規定する。

次に、図６および図７に示すように、切削刃５１によってダイシング領域２８を切削することにより、第２導電体２２、ソルダレジスト処理部２５およびサブ基板シート２７を二分し、二つのサブ基板２１として分離する。二つのサブ基板２１のうち、一方のサブ基板２１には、二分された第２導電体２２のうちの一方の部分が、複数のサブ基板電極２３として形成される。二つのサブ基板２１のうち、他方のサブ基板２１には、二分された第２導電体２２のうちの他方の部分が、複数のサブ基板電極２３として形成される。次に、メイン基板３に、たとえば、はんだ付けによって第１電子部品６１が実装される。また、サブ基板２１に、たとえば、はんだ付けによって第２電子部品６３が実装される（図１参照）。

次に、図８に示すように、メイン基板３に形成されたスリット５に、サブ基板２１の挿通部２１ｂが挿通される。このとき、挿通部２１ｂの先端の側には、サブ基板電極２３を覆うように、ソルダレジスト処理部２５が形成されていることで、サブ基板電極２３が、スリット５に直接接触することが阻止される。

次に、図９に示すように、メイン基板３のスリット５に、サブ基板２１の挿通部２１ｂが挿通された状態で、たとえば、コンベア（図示せず）でＸ方向に搬送しながら、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３が、溶融はんだの噴流５３に浸漬される。これにより、図１および図４に示される立体型のプリント回路基板１が製造される。

上述した立体型のプリント回路基板１では、サブ基板電極２３を覆うようにソルダレジスト処理部２５が形成されている。これにより、サブ基板２１の挿通部２１ｂをメイン基板３のスリット５に挿通させる際に、サブ基板電極２３がスリット５に擦れてしまうのを阻止することができる。このことについて、比較例に係る立体型のプリント回路基板と比べて説明する。

図１０に示すように、比較例に係る立体型のプリント回路基板１０１では、まず、サブ基板１２１となるサブ基板シート１２７を用意する。サブ基板シート１２７には、Ｘ方向に互いに間隔を隔てられ、Ｙ方向にそれぞれ延在するように、第２導電体１２２が配置されている。サブ基板シート１２７には、ソルダレジスト処理部は形成されていない。

次に、図１０および図１１に示すように、切削刃５１によってダイシング領域１２８を切削することにより、第２導電体１２２およびサブ基板シート１２７を二分し、二つのサブ基板１２１として分離する。二分された第２導電体のうちの一方の第２導電体が、一方のサブ基板１２１の複数のサブ基板電極１２３として形成される。二分された第２導電体のうちの他方の第２導電体が、他方のサブ基板１２１の複数のサブ基板電極１２３として形成される。

次に、図１２に示すように、メイン基板１０３に形成されたスリット１０５に、サブ基板１２１の挿通部１２１ｂが挿通される。その後、メイン基板１０３スリット１０５にサブ基板１２１が挿通された状態で、溶融はんだの噴流に晒される。こうして、図１３に示すように、対応するメイン基板電極１０７とサブ基板電極１２３とが、はんだ１３１によって接合された立体型のプリント回路基板１０１が製造される。

比較例に係る立体型のプリント回路基板１０１では、サブ基板１２１の挿通部１２１ｂをスリット１０５に挿通させる際に、挿通部１２１ｂには、サブ基板電極１２３が露出している。このため、露出したサブ基板電極１２３が、スリット１０５に直接接触してしまい、サブ基板電極１２３が損傷を受けることが想定される（図１２の丸枠Ｗ１内参照）。

サブ基板電極１２３が損傷を受けた状態で、溶融はんだの噴流に浸漬されると、メイン基板電極１０７とサブ基板電極１２３との接合が良好に行われないことがある。その結果、接合部の信頼性が低下するおそれがある。

比較例に係る立体型のプリント回路基板に対して、上述した立体型のプリント回路基板１では、図３に示すように、サブ基板２１の挿通部２１ｂには、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂのそれぞれの先端の側に位置するサブ基板電極２３の部分を覆うように、ソルダレジスト処理部２５が形成されている。

このため、図８に示すように、サブ基板２１の挿通部２１ｂをメイン基板３のスリット５に挿通させる際には、サブ基板電極２３がスリット５に擦れてしまうのが阻止されて、サブ基板電極２３が損傷を受けるのを防止することができる。これにより、溶融はんだの噴流に浸漬することによって、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３との接合を良好に行うことができる。

また、ソルダレジスト処理部２５の厚み（たとえば、４０〜６０μｍ程度）を調整することで、溶融はんだの噴流に浸漬させる際に、溶融したはんだが、ソルダレジスト処理部２５によって下方から支持されることになる。これにより、サブ基板電極２３から脱落してしまい、はんだ３１による接合が行われていない箇所が生じるのを防止することができる。

さらに、比較例に係る立体型のプリント基板に対して、上述した立体型のプリント回路基板１では、ソルダレジスト処理部２５が形成されていることで、サブ基板電極２３が溶融はんだの噴流に晒される時間をより長くすることができ、はんだ３１による接合部分の信頼性を向上させることができる。このことについて説明する。

溶融はんだの噴流５３に浸漬する工程では、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３は、溶融したはんだを貯留するはんだフロー槽のコンベアによって搬送されながら、順次浸漬される。このとき、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだの量（フィレット体積）は、メイン基板電極７とサブ基板電極２３とに付着するはんだの量によって決定される。はんだの量は、メイン基板電極７上およびサブ基板電極２３上におけるはんだの表面張力と重力との関係によって決まる。

溶融したはんだに浸漬される際に、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３のそれぞれの温度が高い場合には、メイン基板電極７上およびサブ基板電極２３上のそれぞれの溶融はんだの温度も高くなる。この場合には、溶融はんだの粘度が小さくなり、溶融したはんだが、毛細管現象によって、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３のそれぞれを濡れながら拡がる速度が大きくなる。このため、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだ３１のフィレット体積を大きくすることができる。

一方、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３のそれぞれの温度が低い場合には、メイン基板電極７上およびサブ基板電極２３上のそれぞれの溶融はんだの温度も低くなる。この場合には、溶融はんだの粘度が大きくなり、溶融したはんだが、毛細管現象によって、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３のそれぞれを濡れながら拡がる速度が小さくなる。このため、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだ３１のフィレット体積は小さくなる。

はんだ３１による接合が完了した後、立体型のプリント回路基板１は、製品に組み込まれる。製品が稼働する際に、使用環境によっては、立体型のプリント回路基板が温度の高い環境に晒されたり、温度の低い環境に晒されることがある（温度サイクル）。このため、メイン基板３とサブ基板２１との熱膨張係数の差から生じる応力が、メイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだ３１の部分に繰り返し作用することになる。その結果、はんだ３１の部分に熱ひずみが生じて、最終的には疲労破壊に至ることがある。

このとき、はんだ３１のフィレット体積が大きい場合は、はんだ３１のフィレット体積が小さい場合と比べて、機械的強度が強くなる。これにより、はんだ３１のフィレット体積が大きい場合には、はんだ３１の部分が破断に至るまでの時間は、はんだ３１のフィレット体積が小さい場合と比べて長くなる。

ここで、図１４に示される、実施の形態に係る立体型のプリント回路基板１（実施例）と、比較例に係る立体型のプリント回路基板（比較例）とにおいて、次のような条件を想定する。露出しているサブ基板電極２３の面積（長さＬ×奥行きの長さ）と、露出しているサブ基板電極１２３の面積（長さＬ×奥行きの長さ）とを同じ面積とする。立体型のプリント回路基板１を搬送する速度と、比較例に係る立体型のプリント回路基板を搬送する速度とを同じ速度とする。立体型のプリント回路基板１に対する溶融はんだの噴流条件と、比較例に係る立体型のプリント回路基板に対する溶融はんだの噴流条件とを同じ噴流条件とする。

図１４では、立体型のプリント回路基板が、溶融はんだの噴流に浸漬される様子を、状態Ａ、状態Ｂ、状態Ｃおよび状態Ｄの順に時系列的に示す。図１４に示すように、まず、比較例では、状態Ａから状態Ｂまでは、立体型のプリント回路基板は溶融はんだの噴流に浸漬されて、溶融はんだの熱がプリント回路基板に伝導する。状態Ｃ以降では、立体型のプリント回路基板は溶融はんだの噴流に浸漬されておらず、プリント回路基板には溶融はんだの熱は伝導しない。

一方、実施例では、状態Ａから状態Ｃに至るまで、立体型のプリント回路基板は溶融はんだの噴流に浸漬されて、溶融はんだの熱がプリント回路基板に伝導する。これにより、立体型のプリント回路基板には、比較例に係る立体型のプリント回路基板に比べて、溶融はんだの熱がより多く伝導することになる。

これにより、メイン基板電極７およびサブ基板電極２３のそれぞれの温度がより高くなり、上述したように、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだ３１のフィレット体積を大きくすることができる。その結果、メイン基板電極７とサブ基板電極２３との接合部分の機械的強度を強くすることができ、はんだ３１による接合部の信頼性を向上させることができる。

（変形例）
上述した立体型のプリント回路基板１では、サブ基板電極２３の部分を覆うソルダレジスト処理部２５として、図４に示すように、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端を起点として、先端から離れる方向（Ｚ方向）に延在している場合を例に挙げて説明した。

ソルダレジスト処理部２５としては、図１５に示すように、たとえば、隣り合うサブ基板電極２３とサブ基板電極２３との間に位置する部分を覆うように、Ｚ方向にさらに延在したソルダレジスト処理部２５を適用してもよい。この場合には、溶融はんだの噴流から離れる際に、溶融はんだが切れやすくなり、隣り合うサブ基板電極２３とサブ基板電極２３との間が、はんだによって接合されるのを抑制することができる。すなわち、ブリッジ等のはんだ付け不良を低減することができる。

また、図１６に示すように、挿通部２１ｂの端面２１ｂｃを覆うソルダレジスト処理部２６を設けてもよい。この場合には、サブ基板２１をスリット５に挿通する際に、サブ基板電極２３が損傷を受けるのを効果的に阻止することができる。

また、ソルダレジスト処理部２５の形成方法としては、写真製版処理による形成方法の他に、ダイレクトイメージング法またはスクリーン印刷法等を適用してもよい。ダイレクトイメージング法とは、基板の全面にレジストインクを塗布し、レーザー光等を用いて選択的に硬化することで選択的にレジスト処理を施す手法である。スクリーン印刷法とは、基板上にスクリーンを介して印刷したレジストインクを光の照射によって選択的に硬化することで選択的にレジスト処理を施す手法である。これらの手法を用いて形成されたソルダレジスト処理部でも、写真製版処理によって形成されたレジスト処理部の場合と同様の効果を得ることができる。

上述した立体型のプリント回路基板では、メイン基板３およびサブ基板２１として、ＣＥＭ−３を例に挙げて説明した。メイン基板３およびサブ基板２１としては、この他に、たとえば、耐熱性ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板（ＦＲ−４：Flame retardant-4）を適用してもよい。ＦＲ−４とは、耐熱性ガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板は、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を含浸させたものである。

また、メイン基板３およびサブ基板２１として、紙フェノール基板を適用してもよい。紙フェノール基板とは、絶縁体の紙にフェノール樹脂を含浸させて形成された基板である。さらに、メイン基板３およびサブ基板２１として、配線導体とセラミックス基材とを同時に焼成して形成されたセラミック基板等を適用してもよい。これらの基板を適用した場合でも、ＣＥＭ−３の場合と同様の効果を得ることができる。

さらに、たとえば、サブ基板２１としてＣＥＭ−３を適用し、メイン基板３としてＦＲ−４を適用する等、メイン基板３とサブ基板２１とで、異なる材料からなる基板を適用してもよい。このような基板を適用した場合でも、ＣＥＭ−３の場合と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
実施の形態２に係る立体型のプリント回路基板等について説明する。図１７に示すように、立体型のプリント回路基板１では、サブ基板電極２３は、挿通部２１ｂの挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端から距離Ｄを隔てられた位置を起点として、本体部２１ａの側（Ｚ方向）に向かって延在している。距離Ｄは、たとえば、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。

ソルダレジスト処理部２５は、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端を起点としてＺ方向に延在して、サブ基板電極２３の部分を覆うように形成されている。つまり、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂの先端の側から上方に向かって、ソルダレジスト処理部２５は、オーバーハングするようにサブ基板電極２３を覆っている。なお、これ以外の構成については、図１および図４に示す立体型のプリント回路基板の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した立体型のプリント回路基板１の製造方法の一例について説明する。図１８に示すように、サブ基板シート２７を用意する。サブ基板シート２７には、それぞれサブ基板電極２３となる、第２導電体第１部２２ａと第２導電体第２部２２ｂとが形成されている。第２導電体第１部２２ａおよび第２導電体第２部２２ｂのそれぞれは、第３方向としてのＺ方向に延在する。第２導電体第２部２２ｂと第２導電体第１部２２ａとは、Ｚ方向に間隔を隔てられている。

その第２導電体第１部２２ａと第２導電体第２部２２ｂとの間に位置する領域における、第２導電体第１部２２ａおよび第２導電体第２部２２ｂのそれぞれとは、Ｚ方向に距離を隔てられた部分に、ダイシング領域２８が帯状に規定される。

次に、たとえば、写真製版処理によって、ソルダレジスト処理部２５が形成される。ソルダレジスト処理部２５は、第２導電体第１部２２ａおよび第２導電体第２部２２ｂのそれぞれの一部を覆うとともに、第２導電体第２部２２ｂと第２導電体第１部２２ａとの間に位置する領域を覆うように形成される。帯状のソルダレジスト処理部２５は、Ｘ方向に延在するように形成される。

次に、図１８および図１９に示すように、ソルダレジスト処理部２５およびサブ基板シート２７を二分する態様で、Ｘ方向に沿って切削刃５１によってダイシング領域２８を切削することにより、二つのサブ基板２１が形成される。二つのサブ基板２１のうち、一方のサブ基板２１では、第２導電体第１部２２ａがサブ基板電極２３となる。二つのサブ基板２１のうち、他方のサブ基板２１では、第２導電体第２部２２ｂがサブ基板電極２３となる。このとき、ダイシング領域２８が第２導電体第１部２２ａおよび第２導電体第２部２２ｂのそれぞれから離れていることで、第２導電体第１部２２ａ等の切削くずが発生することはない。次に、メイン基板３に、たとえば、はんだ付けによって第１電子部品６１が実装される。また、サブ基板２１に、たとえば、はんだ付けによって第２電子部品６３が実装される（たとえば、図１参照）。

次に、図２０に示すように、メイン基板３に形成されたスリット５に、サブ基板２１の挿通部２１ｂが挿通される。このとき、挿通部２１ｂの先端の側には、サブ基板電極２３を覆うように、ソルダレジスト処理部２５が形成されていることで、サブ基板電極２３が、スリット５に直接接触することが阻止される。その後、図９に示す工程と同様の工程を経て、図１７に示される立体型のプリント回路基板１が製造される。

上述した立体型のプリント回路基板１では、サブ基板電極２３を覆うようにソルダレジスト処理部２５が形成されている。これにより、前述した立体型のプリント回路基板１について説明したのと同様に、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３との接合を良好に行うことができる。また、はんだ３１による接合が行われていない箇所が生じるのを防止することができる。さらに、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだ３１のフィレット体積を大きくすることができ、はんだ３１による接合部分の信頼性を向上させることができる。

上述した立体型のプリント回路基板１では、さらに、次のような効果が得られる。まず、立体型のプリント回路基板１のサブ基板２１となるサブ基板シート２７では、ダイシング領域２８が、第２導電体第１部２２ａおよび第２導電体第２部２２ｂのそれぞれから離れて規定されている。このため、ダイシング領域２８を切削刃５１によって切削する際に、切削刃５１が、第２導電体第１部２２ａまたは第２導電体第２部２２ｂに接触することはない。これにより、第２導電体第１部２２ａまたは第２導電体第２部２２ｂの切削くずに起因するはんだの接合不良も防止することができる。

また、メイン基板電極７とサブ基板電極２３とに付着したはんだが凝固する際に、サブ基板電極２３が、サブ基板２１から剥離するのを防止することができる。このことについて、前述した比較例に係る立体型のプリント回路基板と比べて説明する。

立体型のプリント回路基板１０１が溶融はんだの噴流に浸漬された後では、メイン基板電極１０７とサブ基板電極１２３とに付着したはんだ１３１が凝固することになる。はんだ１３１が凝固する際には、はんだ１３１が収縮する。このため、図２１に示すように、はんだ１３１の収縮に伴って、サブ基板電極１２３が、サブ基板１２１から剥離することが想定される。

比較例に係る立体型のプリント回路基板１０１に対して、上述した立体型のプリント回路基板１では、ソルダレジスト処理部２５が、挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂからサブ基板電極２３の一部までを連続して覆うように形成されている。これにより、図２２に示すように、はんだ３１が凝固する際に、はんだ３１が収縮したとしても、サブ基板電極２３がサブ基板２１から剥離するのを防止することができる。

さらに、上述した立体型のプリント回路基板１では、サブ基板電極２３は、挿通部２１ｂの挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端から距離Ｄを隔てられた位置を起点として、本体部２１ａの側に向かって延在している。このため、挿通部２１ｂの先端では、ソルダレジスト処理部２５が挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂを直接覆うように形成されていることになる。

このため、サブ基板電極２３が挿通主面２１ｂａ、２１ｂｂにおける先端を起点として形成されて、ソルダレジスト処理部２５によって覆われた構造と比べると、サブ基板２１の挿通部２１ｂの先端の厚さが薄くなる。これにより、スリットの幅が狭い場合であっても、サブ基板２１の挿通部２１ｂをスリット５に容易に挿通させることができる。その結果、効率的な立体型のプリント回路基板１の製造に貢献することができる。

（変形例）
上述した立体型のプリント回路基板１では、ルーターを用いた切削加工によって、サブ基板シート２７の外形加工を施す場合について説明した。この他に、たとえば、金型によるプレス加工を適用して、サブ基板シート２７に打ち抜き加工を行うようにしてもよい。

実施の形態３．
実施の形態３に係る立体型のプリント回路基板等について説明する。図２３に示すように、立体型のプリント回路基板１では、メイン基板３のスリット５にサブ基板２１が取り付けられている。スリット５には、キャスタレーション電極部１１が設けられている。

キャスタレーション電極部１１は、サブ基板２１からＹ方向に後退するように形成されている。なお、これ以外の構成については、図１および図４に示す立体型のプリント回路基板の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。

次に、上述した立体型のプリント回路基板１の製造方法の一例について説明する。図２４に示すように、メイン基板３を用意する。メイン基板は、たとえば、ルーターの切削刃によって基材（図示せず）に外形加工を施すことによって形成される。図２４および図２５に示すように、メイン基板３には、メイン基板電極７となる第１導電体６が配置されている。

次に、第１導電体６のそれぞれの部分に、長円形の開口部が形成される。まず、図２５に示すように、メイン基板３においてスリットが形成されることになる領域の長手方向（Ｘ方向）に沿って、開口部の中心が位置する中心線ＣＬを規定し、スリットの幅およびスリットからの後退量に基づく長さＲを規定する。

次に、図２６に示すように、規定された中心線ＣＬに沿って、ルーターの切削刃５１を摺動させることによって、長円形の開口部９ａ、９ｂが第１導電体６のそれぞれに形成される。次に、図２７に示すように、メッキを施すことによって、開口部９ａ、９ｂの内壁面のそれぞれが導電層（図示せず）によって覆われたスルーホール１０ａ、１０ｂが形成される。スルーホール１０ａ、１０ｂは、キャスタレーション電極部となる。

次に、図２８に示すように、たとえば、金型によるプレス加工を施すことによって、メイン基板３にスリット５が形成される。このとき、スリット５からの後退量ＢＬは、０．５ｍｍ以下になることが望ましい。こうして、キャスタレーション電極部１１が形成される。一方、サブ基板２１（図２３参照）は、たとえば、図６および図７に示す工程と同様の工程を経て形成される。

次に、図２９に示すように、キャスタレーション電極部１１が形成されたメイン基板３のスリット５に、サブ基板２１の挿通部２１ｂが挿通される。その後、図９に示す工程と同様の工程を経て、図２３に示される立体型のプリント回路基板１が製造される。

上述した立体型のプリント回路基板１では、サブ基板電極２３を覆うようにソルダレジスト処理部２５が形成されていることで、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３との接合を良好に行うことができる。また、はんだ３１による接合が行われていない箇所が生じるのを防止することができる。

上述した立体型のプリント回路基板１では、さらに、次のような効果が得られる。立体型のプリント回路基板１では、スリット５にキャスタレーション電極部１１が形成されている。このため、図２９に示すように、サブ基板の挿通部２１ｂをスリット５に挿通させる際に、図３０に示される、キャスタレーション電極部が形成されていない場合と比べて、図３１に示すように、サブ基板２１はメイン基板電極７にはほとんど接触しない。これにより、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３との接合を、さらに良好に行うことができる。また、はんだ３１による接合が行われていない箇所が生じるのを、確実に防止することができる。

さらに、溶融はんだの噴流に浸漬する際には、溶融したはんだが、サブ基板２１から後退したキャスタレーション電極部１１に、毛細管現象によって流れ込むことになる。このため、対応するメイン基板電極７とサブ基板電極２３とを接合するはんだのフィレット体積を、さらに増やすことができる。これにより、はんだ３１による接合部の信頼性をさらに向上させることができる。

（変形例）
上述した立体型のプリント回路基板１では、切削刃５１によって、メイン基板３に長円形の開口部９ａ、９ｂを形成する場合について説明した。この他に、たとえば、金型によるプレス加工によって、メイン基板３に長円形の開口部９ａ、９ｂを形成するようにしても、同様の効果を得ることができる。

なお、各実施の形態において説明した立体型のプリント回路基板については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、立体型のプリント回路基板に有効に利用される。

１ プリント回路基板、３ メイン基板、３ａ、３ｂ 主面、５ スリット、６ 第１導電体、７ メイン基板電極、９ａ、９ｂ 開口部、１０ａ、１０ｂ スルーホール、１１ キャスタレーション電極部、２１ サブ基板、２１ａ 本体部、２１ｂ 挿通部、２１ｂａ、２１ｂｂ 挿通主面、２１ｂｃ 挿通端面、２２ 第２導電体、２２ａ 第２導電体第１部、２２ｂ 第２導電体第２部、２３ サブ基板電極、２５、２６ ソルダレジスト処理部、２７ サブ基板シート、２８ ダイシング領域、３１ はんだ、５１ 切削刃、５３ 噴流はんだ、６１ 第１電子部品、６３ 第２電子部品。

Claims (12)

1. 第１方向に延在するスリット、および、前記スリットから、前記第１方向と交差する第２方向に延在する１つ以上の第１電極を有するとともに、１つ以上の第１電子部品が実装された第１基板と、
   前記スリットに挿通されて、前記第１基板に対して、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に立設するように前記第１基板に取り付けられ、１つ以上の第２電極を有するとともに、１つ以上の第２電子部品が実装された第２基板と、
   前記第１電極と前記第２電極とを接合する接合材と
   を有し、
   前記第２基板は、
   本体部と、
   前記第１方向に延在して前記スリットに挿通され、挿通主面を有する挿通部と
   を備え、
   前記第２電極は、前記挿通主面における先端の側から前記第３方向に延在し、
   前記挿通主面には、前記先端の側に位置する前記第２電極の部分を覆う被覆部が形成された、プリント回路基板。
2. 前記第２電極は、前記挿通主面における前記先端を起点として前記第３方向に延在し、
   前記被覆部は、前記挿通主面における前記先端を起点として前記第３方向に延在して前記第２電極の前記部分を覆うように位置する、請求項１記載のプリント回路基板。
3. 前記第２電極は、前記挿通主面における前記先端から距離を隔てられた位置を起点として前記第３方向に延在し、
   前記被覆部は、前記挿通主面における前記先端を起点として前記第３方向に延在して前記第２電極の前記部分を覆うように位置する、請求項１記載のプリント回路基板。
4. 前記スリットには、前記第２基板から後退するように距離を隔てられた後退壁が形成され、
   前記後退壁には、キャスタレーション電極部が形成された、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
5. 前記第２電極は、前記第１方向に間隔を隔てて隣り合うように配置された一の第２電極と他の第２電極とを含み、
   前記被覆部は、前記一の第２電極と前記他の第２電極との間に位置する前記挿通主面の部分を覆う態様で前記第３方向に延在するように位置する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
6. 前記接合材は、前記第１電極と、前記被覆部によって覆われていない前記第２電極の部分とを覆うように位置する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
7. 前記被覆部は、前記挿通部における前記先端の端面を覆う部分を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント回路基板。
8. 第１方向に延在するスリットが形成されるスリット形成領域が規定され、前記スリット形成領域を横切るように、前記第１方向と交差する第２方向に延在する第１導電体が配置された第１基板を用意する工程と、
   前記スリット形成領域に前記第１基板を貫通する前記スリットを形成して、前記第１導電体を二分し、二分された前記第１導電体を第１電極として形成する工程と、
   第３方向に延在する第２導電体と、前記第３方向と交差する第４方向に帯状に延在し、前記第２導電体を二分するように覆う被覆部とが配置されるとともに、前記第４方向に延在し、前記第２導電体および前記被覆部を二分する態様でダイシング領域を規定した第２基板シートを用意する工程と、
   前記ダイシング領域を切削することによって、前記第２導電体、前記被覆部および前記第２基板シートを二分し、２つの第２基板として分離する工程と、
   前記第１基板に、１つ以上の第１電子部品を実装する工程と、
   前記第２基板に、１つ以上の第２電子部品を実装する工程と、
   前記第２基板を前記第１基板の前記スリットに挿通する工程と、
   前記第２基板が前記第１基板の前記スリットに挿通された状態で接合材を噴き付ける工程と
   を備え、
   前記第２基板シートを前記第２基板として分離する工程では、分離された二つの前記第２基板のそれぞれにおいて、二分された前記第２導電体が第２電極とされて、前記被覆部が、前記第２基板における分離された側を起点として、前記第２電極の一部を覆うように、前記第３方向に延在しており、
   前記第２基板を前記第１基板の前記スリットに挿通する工程では、前記第２基板は、前記第２電極の一部が前記被覆部によって覆われている側が、前記第１基板の前記スリットに挿通され、
   前記接合材を噴き付ける工程では、前記第１電極と前記第２電極とが前記接合材によって接合される、プリント回路基板の製造方法。
9. 前記第２基板シートを前記第２基板として分離する工程では、分離された二つの前記第２基板のそれぞれにおいて、前記第２電極は、前記第２基板における分離された側を起点として前記第３方向に延在する、請求項８記載のプリント回路基板の製造方法。
10. 前記第２基板シートを用意する工程では、
    前記第２導電体は、
    前記第３方向に延在する第２導電体第１部と、
    前記第２導電体第１部に対して前記第３方向に間隔を隔てられて、前記第３方向に延在する第２導電体第２部と
    を含み、
    前記被覆部は、前記第２導電体第１部と前記第２導電体第２部との間の領域を覆う部分を含むように配置され、
    前記ダイシング領域は、前記領域における、前記第２導電体第１部および前記第２導電体第２部のそれぞれとは前記第３方向に距離を隔てられた部分に規定され、
    前記第２基板シートを前記第２基板として分離する工程では、
    分離された二つの前記第２基板のうち、一方の前記第２基板では、
    前記第２導電体第１部が第２電極第１部とされ、
    前記第２電極第１部は、前記第２基板における分離された側から前記第３方向に距離を隔てられた位置を起点として前記第３方向に延在し、
    分離された二つの前記第２基板のうち、他方の前記第２基板では、
    前記第２導電体第２部が第２電極第２部とされ、
    前記第２電極第２部は、前記第２基板における分離された側から前記第３方向に距離を隔てられた位置を起点として前記第３方向に延在する、請求項８記載のプリント回路基板の製造方法。
11. 前記スリットを形成する工程は、
    前記第１導電体に、前記第２方向に互いに距離を隔てられるとともに前記第１基板を貫通する態様で第１開口部および第２開口部をそれぞれ形成する工程と、
    前記第１開口部および前記第２開口部のそれぞれの開口側壁面を覆うように、導電性膜を形成する工程と、
    前記スリットから後退するように前記第１開口部の側壁部分を残すとともに、前記スリットから後退するように前記第２開口部の側壁部分を残す態様で、前記スリットを形成することにより、前記スリットから後退した前記第１開口部の側壁部分および前記第２開口部の側壁部分をキャスタレーション電極部とする工程と
    を含み、
    前記第２基板を前記第１基板の前記スリットに挿通する工程では、前記第２基板は、前記キャスタレーション電極部が形成された前記スリットに挿通される、請求項８記載のプリント回路基板の製造方法。
12. 第１基板と第２基板とを有するプリント配線板であって、
    前記第１基板は、
    第１方向に延在するスリットと、
    前記スリットから、前記第１方向と交差する第２方向に向かって延在するように形成された１つ以上の第１電極と
    を備え、
    前記第２基板は、
    本体部と、
    前記本体部と繋がり、前記スリットに挿通されることになる、挿通主面を有する挿通部と、
    前記挿通主面における先端の側から前記本体部の側に向かって延在するように形成された１つ以上の第２電極と、
    前記挿通主面に形成され、前記第２電極のうち、前記先端の側に位置する前記第２電極の部分を覆う被覆部と
    を備えた、プリント配線板。
    

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