JP2023132200A - プリント配線板 - Google Patents
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- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
Abstract
Description
この穴を用いて電子部品を電気回路と接続する場合、穴に電子部品の端子を挿入し、はんだ付けを行うことで電気的かつ機械的に部品を固定する。
この自動車に搭載される電子機器類は、従来の電子機器類が使用されていた屋内環境などと異なり、高温や振動など、過酷な条件下で使用されることとなり、従来の電子機器類よりも高い信頼性が求められている。
特に、自動車用電子機器ではスルーホールに挿入するタイプの電子部品が多く使われるため、接続材料のはんだの高強度化などが図られているが、併せてその部品を取り付けるスルーホールの強度、特に引き抜き強度の向上が重要となってきている。
導体層3と絶縁層2から構成されるプリント配線板1に設けられたスルーホール(TH)4と、その片面側に設けられた、スルーホールの中心軸XTHから、水平距離dだけずれた中心軸XAの逆円錐台状凹部の開口部Aが備えられている。
図1において、1はプリント配線板、2は絶縁層、3は導体層、4はスルーホール、5はランド、Aは開口部、XTHはスルーホールの中心軸、XAは開口部Aの中心軸、dは中心軸のずれ量である。
本発明では、その実施形態において、幾つかの重要事項によって成り立っている。
先ず、第一に、スルーホールと、開口したスルーホールと連接、又は開口したスルーホールを包含する本実施形態における開口部の中心軸が「ずれ」て存在する点である。これは図1で示されるように、開口部の中心軸XAが、スルーホールの中心軸XTHに対して距離dの間隔で以て、ずれて設定されていることである。この「ずれ」は、プリント配線板との接触面積を増やして引き抜き抵抗を増加させる。次に、所定形態の開口部を設けることで、プリント配線板の表面に形成されたランドによる引き抜き抵抗が増すなどの影響によりスルーホール強度の向上が達成される。
即ち、開口部の凹部形態は、逆錐台状形態や、柱体状形態、特には、得られる効果や生産性、信頼性などの観点から、逆円錐台状凹部形態や円柱体状凹部形態が好ましく、この開口部のプリント配線板への形成後は、その配線板表面に「ランド」として存在し、配線の起点や連結点の役割を担うことができる。
その大きさは、プリント配線板のスペックにより適宜設定されるものであるが、下記に示すように、その形態毎による範囲が望ましい。
この殴打痕で形成される不規則模様は、粉体の衝突痕模様の場合では、衝突させる粉体の性質(硬さ、粒径、密度、成分組成など)や、衝突速度、衝突密度(単位面積当りの衝突する粉体数など)、衝突角度などで示される衝突条件や、開口部の内壁面特性(物質、表面粗度、硬さ)などを考慮して適正な不規則模様の形成条件を見出して行われるものである。
図2、図3に代表例を示す本発明の第一の実施形態にかかるプリント配線板は、絶縁層と導体層の積層板の両面に開口されたスルーホール4を備えるプリント配線板であって、そのスルーホールの片面の開口箇所に設けられた開口部A1が、円柱体状凹部形態(図2(a)参照)、若しくは逆円錐台状凹部形態(図2(b)参照)で、その開口部A1における開口頂部径φTが、そのスルーホール4の直径以上で、その開口部A1における開口部中心軸XA1が、そのスルーホールの中心軸XTHに対して「ずれ」て設けられていることを特徴とするプリント配線板で、そのスルーホールの開口部A1はドリルによるストレートな穴のスルーホール4に加え、片面側からスルーホールの中心軸XTHとは、ずれた中心軸XA1を有する殴打痕による不規則模様Irの内壁面、特には、サンドブラスト工法による粉体の衝突痕模様の内壁面を持つ凹形状の開口部をスルーホールの開口と連接、或いは包含することで形成されたランド(図1、符号5参照)を備えていることを特徴とするものである。
さらに、逆円錐台状凹部、及び円柱体状凹部形態の両者共に、その頂部の形状は、円に限らず、長円、楕円形状でも良く、その錐台、柱体状凹部形態も採用できる。
なお、これら凹部形態の形状やサイズなどの属性は、本発明の実施形態において共通している。
以下、実施例によって、本発明をより詳細に説明する。
まず、従来のプリント配線板の製造方法は、絶縁性樹脂基材に銅箔を貼り付けた、銅張り積層板を用意する。
この板に、「ドリルによる貫通穴加工」を行い、次に、その貫通穴内を洗浄後、穴壁面に導体を持たせるために、順にデスミア処理、無電解銅めっき処理、電解銅めっき処理などを行う。その後、導体のパターン形成、ソルダーレジスト形成、表面処理、外形加工などを行いプリント配線板として完成させるものである。
その結果を表1、図6に示す。
又、実施例1では、「Y+」は、開口部A1を鉛直上方に引き抜く方向で、「Y-」は、開口部A1から鉛直下方方向に引き抜く方向である。
その結果を表2(「Y-」方向)、表3(「Y+」方向)に示し、合わせて図7に示す。
又、この「比γ」が1に近い場合では、「ずれ率」の効果に差があまり見られないが、比γが1.4を超えてくると中心軸のずれの影響が大きくなることが判る。
なお、スルーホールの引き抜き試験は、この図4(a)に示す形態では、「Y+」、「Y-」で、同じ形態のものを引き抜くことから、「Y-」方向に引き抜き試験を実施した。
その結果を、表4、図8に示す。
又、ずれ率が20%と少なめの場合には、スルーホールと開口部の中心軸のずれによる比γにおけるスルーホール強度の上昇効果が、比γにおいては遅延し、高比γ側にずれて生じることとなっている。
更に、ずれ率40%と大きくずらした場合には、比γにおいて、初期(γ=1.0)から、ずれ率0%の開口部に対して140%を超える高い強度を示し、その後は緩やかな上昇を示している。
2 絶縁層
3 導体層
4 スルーホール
5 ランド
A、A1、A2、A3 開口部
AT 開口頂部
AB 開口底部
Ir 不規則模様(殴打痕、衝突痕)
XTH スルーホールの中心軸
XA、XA1、XA2、XA3 開口部A~A3の中心軸
d 中心軸のずれ量(距離)
α ずれ率
比γ 開口部径とスルーホール直径との比
φT、φT1、φT2 開口頂部径
φB、φB1、φB2 開口底部径
φTH スルーホール直径
h 凹部の深さ
θ 逆円錐台状凹部の母線の傾き[°]
この穴を用いて電子部品を電気回路と接続する場合、穴に電子部品の端子を挿入し、はんだ付けを行うことで電気的かつ機械的に部品を固定する。
この自動車に搭載される電子機器類は、従来の電子機器類が使用されていた屋内環境などと異なり、高温や振動など、過酷な条件下で使用されることとなり、従来の電子機器類よりも高い信頼性が求められている。
特に、自動車用電子機器ではスルーホールに挿入するタイプの電子部品が多く使われるため、接続材料のはんだの高強度化などが図られているが、併せてその部品を取り付けるスルーホールの強度、特に引き抜き強度の向上が重要となってきている。
記)
片面の開口部が、逆円錐台状凹部、若しくは円柱体状凹部形態で、前記開口部における開口頂部径が、前記スルーホールの直径以上で、前記開口部における開口部の中心軸が、前記スルーホールの中心軸に対してずれて設けられている。
記)
片面の開口部が、逆円錐台状凹部、若しくは円柱体状凹部形態で、前記開口部における開口頂部径が、前記スルーホールの直径以上の大きさで、前記開口部における開口底部径が、前記スルーホールの直径以上の大きさで、前記開口部における中心軸が、前記スルーホールの中心軸と同一に設けられ、前記開口部における凹部内壁面が、殴打痕模様(ブラスト加工面)から構成されている。
導体層3と絶縁層2から構成されるプリント配線板1に設けられたスルーホール(TH)4と、その片面側に設けられた、スルーホールの中心軸XTHから、水平距離dだけずれた中心軸XAの逆円錐台状凹部の開口部Aが備えられている。
図1において、1はプリント配線板、2は絶縁層、3は導体層、4はスルーホール、5はランド、Aは開口部、XTHはスルーホールの中心軸、XAは開口部Aの中心軸、dは中心軸のずれ量である。
本発明では、その実施形態において、幾つかの重要事項によって成り立っている。
先ず、第一に、スルーホールと、開口したスルーホールと連接、又は開口したスルーホールを包含する本実施形態における開口部の中心軸が「ずれ」て存在する点である。これは図1で示されるように、開口部の中心軸XAが、スルーホールの中心軸XTHに対して距離dの間隔で以て、ずれて設定されていることである。この「ずれ」は、プリント配線板との接触面積を増やして引き抜き抵抗を増加させる。次に、所定形態の開口部を設けることで、プリント配線板の表面に形成されたランドによる引き抜き抵抗が増すなどの影響によりスルーホール強度の向上が達成される。
即ち、開口部の凹部形態は、逆錐台状形態や、柱体状形態、特には、得られる効果や生産性、信頼性などの観点から、逆円錐台状凹部形態や円柱体状凹部形態が好ましく、この開口部のプリント配線板への形成後は、その配線板表面に「ランド」として存在し、配線の起点や連結点の役割を担うことができる。
その大きさは、プリント配線板のスペックにより適宜設定されるものであるが、下記に示すように、その形態毎による範囲が望ましい。
この殴打痕で形成される不規則模様は、粉体の衝突痕模様の場合では、衝突させる粉体の性質(硬さ、粒径、密度、成分組成など)や、衝突速度、衝突密度(単位面積当りの衝突する粉体数など)、衝突角度などで示される衝突条件や、開口部の内壁面特性(物質、表面粗度、硬さ)などを考慮して適正な不規則模様の形成条件を見出して行われるものである。
図2、図3に代表例を示す本発明の第一の実施形態にかかるプリント配線板は、絶縁層と導体層の積層板の両面に開口されたスルーホール4を備えるプリント配線板であって、そのスルーホールの片面の開口箇所に設けられた開口部A1が、円柱体状凹部形態(図2(a)参照)、若しくは逆円錐台状凹部形態(図2(b)参照)で、その開口部A1における開口頂部径φTが、そのスルーホール4の直径以上で、その開口部A1における開口部中心軸XA1が、そのスルーホールの中心軸XTHに対して「ずれ」て設けられていることを特徴とするプリント配線板で、そのスルーホールの開口部A1はドリルによるストレートな穴のスルーホール4に加え、片面側からスルーホールの中心軸XTHとは、ずれた中心軸XA1を有する殴打痕による不規則模様Irの内壁面、特には、サンドブラスト工法による粉体の衝突痕模様の内壁面を持つ凹形状の開口部をスルーホールの開口と連接、或いは包含することで形成されたランド(図1、符号5参照)を備えていることを特徴とするものである。
さらに、逆円錐台状凹部、及び円柱体状凹部形態の両者共に、その頂部の形状は、円に限らず、長円、楕円形状でも良く、その錐台、柱体状凹部形態も採用できる。
なお、これら凹部形態の形状やサイズなどの属性は、本発明の実施形態において共通している。
以下、実施例によって、本発明をより詳細に説明する。
まず、従来のプリント配線板の製造方法は、絶縁性樹脂基材に銅箔を貼り付けた、銅張り積層板を用意する。
この板に、「ドリルによる貫通穴加工」を行い、次に、その貫通穴内を洗浄後、穴壁面に導体を持たせるために、順にデスミア処理、無電解銅めっき処理、電解銅めっき処理などを行う。その後、導体のパターン形成、ソルダーレジスト形成、表面処理、外形加工などを行いプリント配線板として完成させるものである。
その結果を表1、図6に示す。
又、実施例1では、「Y+」は、開口部A1を鉛直上方に引き抜く方向で、「Y-」は、開口部A1から鉛直下方方向に引き抜く方向である。
その結果を表2(「Y-」方向)、表3(「Y+」方向)に示し、合わせて図7に示す。
又、この「比γ」が1に近い場合では、「ずれ率」の効果に差があまり見られないが、比γが1.4を超えてくると中心軸のずれの影響が大きくなることが判る。
なお、スルーホールの引き抜き試験は、この図4(a)に示す形態では、「Y+」、「Y-」で、同じ形態のものを引き抜くことから、「Y-」方向に引き抜き試験を実施した。
その結果を、表4、図8に示す。
又、ずれ率が20%と少なめの場合には、スルーホールと開口部の中心軸のずれによる比γにおけるスルーホール強度の上昇効果が、比γにおいては遅延し、高比γ側にずれて生じることとなっている。
更に、ずれ率40%と大きくずらした場合には、比γにおいて、初期(γ=1.0)から、ずれ率0%の開口部に対して140%を超える高い強度を示し、その後は緩やかな上昇を示している。
2 絶縁層
3 導体層
4 スルーホール
5 ランド
A、A1、A2、A3 開口部
AT 開口頂部
AB 開口底部
Ir 不規則模様(殴打痕、衝突痕)
XTH スルーホールの中心軸
XA、XA1、XA2、XA3 開口部A~A3の中心軸
d 中心軸のずれ量(距離)
α ずれ率
比γ 開口部径とスルーホール直径との比
φT、φT1、φT2 開口頂部径
φB、φB1、φB2 開口底部径
φTH スルーホール直径
h 凹部の深さ
θ 逆円錐台状凹部の母線の傾き[°]
Claims (10)
- 絶縁層と導体層からなる積層板の両面に開口部を持つスルーホールを備えるプリント配線板であって、
片面の開口部が、逆円錐台状凹部、若しくは円柱体状凹部形態で、
前記開口部における開口頂部径が、前記スルーホールの直径以上で、
前記開口部における開口部の中心軸が、前記スルーホールの中心軸に対してずれて設けられていることを特徴とするプリント配線板。 - 前記開口部が、プリント配線板の両面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。
- 絶縁層と導体層からなる積層板の両面に開口部を持つスルーホールを備えるプリント配線板であって、
片面の開口部が、逆円錐台状凹部、若しくは円柱体状凹部形態で、
前記開口部における開口頂部径が、前記スルーホールの直径以上の大きさで、
前記開口部における開口底部径が、前記スルーホールの直径以上の大きさで、
前記開口部における中心軸が、前記スルーホールの中心軸と同一に設けられ、
前記開口部における凹部内壁面が、殴打痕模様から構成されていることを特徴とするプリント配線板。 - 前記開口部が、プリント配線板の両面に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のプリント配線板。
- 前記開口部が、殴打痕模様で構成されている凹部内壁面を有することを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 前記殴打痕模様が、粒体の衝突痕である不規則模様の凹凸面の模様であることを特徴とする請求項4又は6に記載のプリント配線板。
- 前記プリント配線板が、両面に前記開口部を備え、
片面の開口部の大きさと、他面の開口部の大きさが異なり、
前記開口部の大きさが、前記開口部における開口頂部の大きさで規定されることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載のプリント配線板。 - 前記プリント配線板が、少なくとも片面に、2以上の開口頂部の大きさの異なる開口部を備えることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載のプリント配線板。
- 前記開口部が、逆円錐台状凹部形態である場合、
前記開口頂部径の大きさが、前記スルーホールの直径より大きく、前記直径の3倍以下で、
前記開口底部径の大きさが、前記スルーホールの直径以上、前記直径の3倍未満で、
前記逆円錐台状凹部の母線の傾きが、前記開口部の中心軸と垂直な面を基準にして反時計回りに90度を超え、180度未満で、
前記逆円錐台状凹部の深さが、前記絶縁層と導体層の厚みの和以上で、前記積層板の厚みの50%未満であることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載のプリント配線板。
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DE102006045282C5 (de) | 2006-09-22 | 2012-11-22 | Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material-und Küstenforschung GmbH | Isoporöse Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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JP5191003B2 (ja) | 2009-09-28 | 2013-04-24 | コバレントマテリアル株式会社 | シリコン単結晶引上げ用シリカガラスルツボ |
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-
2022
- 2022-03-10 JP JP2022037384A patent/JP7358708B2/ja active Active
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