JP2517672B2 - プリント配線基板の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、基板本体上に、回路素子がハンダ付けに
より電気的且つ機械的に接続されるランド部が形成され
たプリント配線基板、及び、これの形成方法に関する。

［従来の技術］ 一般的に、プリント配線基板の基板本体上には、回路
素子がハンダ付けにより電気的且つ機械的に接続される
ランド部が形成されている。このランド部は、回路網パ
ターンを規定する導電層網の一部として構成されてお
り、これの表面仕上げ方法としては、従来より、導電層
としての銅層の表面にフラツクスや酸化防止膜処理法、
銅層の表面にハンダ層を形成する処理を施したハンダレ
ベラー処理法、また、近年の表面実装技術の発展、パタ
ーンの微細化に伴い、注目されているパターンメツキ法
等が知られている。

このパターンメツキ法で製造されるプリント配線基板
においては、銅層に所定の回路網パターンを規定する際
のエツチングレジストとして用いるために、回路網パタ
ーンのポジ形状を有するハンダメツキ部を銅層上に形成
し、この状態でエツチングすることにより、所定のパタ
ーンを有して形成された回路網を規定する銅層上には、
全面に渡つてハンダメツキ層が表面仕上げ層として形成
されることになる。このようにして、導電層としての銅
層の表面は、ハンダメツキ層により、酸化及び腐食が防
止されることになる。

ここで、更に、この酸化及び腐食をより効果的に防止
するため、回路部品がハンダ付けされるランド部を除い
て、全てのプリント配線基板の表面には、ソルダレジス
ト層が重畳された状態で形成されることになる。

そして、このように形成されたプリント配線基板上に
所定の回路部品を実装する際には、ランド部上にクリー
ムハンダを添着し、次に、実装される回路部品の被接合
部をランド部上に搭載し、リフロー等の加熱処理を行
い、この加熱処理でクリームハンダを溶かすことによ
り、回路部品とランド部とがハンダにより接合（ハンダ
付け）されることとなる。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例の中で、ハンダメツキ処理
が施されたプリント配線基板においては、ランド部上に
添着したクリームハンダを溶かすことにより、回路部品
とランド部をハンダ接合する際において、クリームハン
ドを溶かす為の熱で、ランド部上のハンダメツキ層と共
に、このランド部以外の導電層上のハンダメツキ層、即
ち、ソルダレジスト層により覆われる導電層上のハンダ
メツキ層も、同様に、溶融することとなる。

この結果、ランド部上に形成したクリームハンダとラ
ンド部上のハンダメツキ層とは相溶する一方で、ランド
部以外の導電層上のハンダメツキ層も相溶することとな
る。このようにして、ソルダーレジスト下で溶けたハン
ダメツキ側へ、溶け込んだクリームハンダが流れ込んで
吸収され、ランド部と回路部品との接合にたずさわるハ
ンダ量が不足し、次のような２つの欠点が現われること
になる。

（１）ハンダ接合部のフイレツト形成が不十分； （２）ハンダ接合強度の低下。

この発明は上述した課題に鑑みなされたもので、この
発明の目的は、加熱時におけるクリームハンダの周辺部
位への流れ込みを阻止して、ハンダ接合部のフイレツト
を十分に形成させることが出来ると共に、ハンダ接合強
度を十分に維持することの出来るプリント配線基板、及
び、これの形成方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上述した課題を解決し、目的を達成するために、この
発明に係わるプリント配線基板の形成方法は、基板本体
の少なくとも一表面上に、表面にハンダメツキ層を備
え、一部に、回路素子がハンダ付けにより電気的且つ機
械的に接続されるランド部を有した状態で所定のパター
ンで導電層網を形成する第１の工程と、前記ランド部と
これの周囲の導電層網との間に、両者の熱的連続性を遮
断する非連続部分を形成する第２の工程とを具備し、該
第２の工程は、レーザ光により、少なくとも前記ハンダ
メツキ層に、間欠的に穴を形成することを特徴といてい
る。

［作用］ 以上のように構成されるプリント配線基板の形成方法
においては、このランド部とこれの周囲の導電層網との
間に部分的に、両者の熱的連続性を遮断する非連続部分
を形成する事により、ランド部上に添着したクリームハ
ンダがリフロー等の加熱により溶け込んだ際において
も、この溶けたクリームハンダは、非連続部分により、
ランド部の周囲に位置する導電層網上に形成され、同様
に溶かされたハンダメツキ層に流れ込むことが禁止され
ることになる。このようにして、ランド部上で溶けたク
リームハンダは、この上に良好に留まることとなり、ハ
ンダ接合部のフイレツトを十分に形成させることが出来
ると共に、ハンダ接合強度を十分に維持することが出来
ることとなる。

［実施例］ 以下に、この発明に係わるプリント配線基板の第１の
実施例、及び、プリント配線基板の形成方法の第１の実
施例を、添付図面の第１図乃至第3D図を参照して、詳細
に説明する。

即ち、この発明は、プリント配線基板10上に形成され
たランド部12の形状にその特徴を有するものであるが、
プリント配線基板10上には、多種多様のランド部が形成
されており、この発明の対象は、これら全てのランド部
12となるものであるが、特に、導電層14の中で、幅広に
形成され、アース線16として機能する部分の一部として
規定されるランド部12に好適するものである。このた
め、以下の説明においては、このアース線として機能す
る導電層14に、回路素子、例えば、ミニモールド・トラ
ンジスタ18の一方の端子18aを電気的及び機械的に接続
するためのランド部12の形状を代表して説明する。

第１図に示すように、この第１の実施例のプリント配
線基板10は、絶縁性を有する基板本体20と、この基板本
体20の一方の表面上に、所定の回路網パターンを有して
導電性材料、例えば、銅箔から形成された導電層14と、
この導電層14の表面上に全面に渡つて形成されたハンダ
メツキ層22と、ランド部12を除いた導電層14の表面上の
全面に渡り形成されたソルダレジスト層24とから構成さ
れている。

この第１の実施例においては、図示するように、ラン
ド部12は、アース線16の一側縁の略中央部に隣接した状
態で形成されている。

詳細には、このランド部12は、基板本体20の表面上に
形成され、アース線16を構成する導電層14aから一体的
に延出する銅箔から構成される導電層14bと、この導電
層14b上に形成され、導電層14a上に形成されたハンダメ
ツキ層22aと連続した状態で接続したハンダメツキ層22b
とから構成されている。

そして、この発明の特徴を成す点であるが、このラン
ド部12は、アース線16と上述した一側縁の反対側として
規定される一側のみで接合されており、この一側を除く
ランド部12の両側（即ち、上述した一側縁と直交する両
側）には、導電層14とハンダメツキ層22とを貫通した状
態で、所定幅を有するスリツト（溝）26,28が形成され
ている。即ち、各スリツト26,28の底面は、基板本体20
の表面から各々規定されており、換言すれば、各スリツ
ト26,28の底面には、基板本体20の表面が露出してい
る。

このように構成されるランド部12の形状を、他の観点
から説明すれば、以下のようになる。即ち、このランド
部12は、アース線16と一側のみで接合されており、この
一側を除くランド部12の両側は、各スリツト26,28から
規定される所定幅だけアース線16から離間することとな
る。

ここで、これらスリツト26,28は、ランド部とアース
線16との熱的な連続性を遮断する非連続部分の一例とし
て位置付けられるものであり、これらスリツト26,28が
存在するため、後述するように、回路素子としてミニモ
ールド・トランジスタ18の一方の端子18aをハンダ付け
すべく、クリームハンダ30を溶かすために加熱した際に
おいて、この溶け出したクリームハンダ30は、ランド部
12の両側に形成されたスリツト26,28により、ここか
ら、ランド部12の両側に対向するアース線16の部分に流
れ出ることが阻止されることになる。

次に、第2A図乃至第2G図を参照して、以上のように構
成されるプリント配線基板10をパターンメツキ法により
形成するための形成方法を説明する。

先ず、第2A図に示すように、基板本体20の全表面に渡
り、従来、導電層14として機能する銅箔32が貼着された
状態の素材34の表面に、ハンダメツキする際にハンダメ
ツキ層22が所定のパターンで形成されるようにマスキン
グするための第１のマスク部材36を被せる。この第１の
マスク部材36は、回路網パターンのネガテイブ形状を有
するように形成されると共に、上述した一対のスリツト
26,28に対応する部分に、マスク部分を有するように形
成されている。

このように素材34に第１のマスク部材36を被せた状態
で、図示しないハンダメツキ装置により銅箔32上にハン
ダメツキ層22を第2B図に示すように形成する。ここで、
将来、一対のスリツト26,28となる部分は、第１のマス
ク部材36によりマスクされているので、ハンダメツキ層
22が形成されていない。

この後、第１のマスク部材36を取り除き、ハンダメツ
キ層22が形成された素材34（第2C図に示す。）を、図示
しないエツチング装置によりエツチングする。このエツ
チングに際して、予め銅箔32上に形成されているハンダ
メツキ層22がエツチングレジストとして機能し、このハ
ンダメツキ層22が形成されている部分以外の全ての銅箔
32は、エツチングされて除去されることになる。このよ
うにして、第2D図に示すように、所定の回路網パターン
を有した導電層14が、その表面上の全面に渡りハンダメ
ツキ層22が添着された状態で形成されることになる。こ
の状態で、実質的に、プリント配線基板10が形成される
ことになる。

次に、ソルダレジスト層24をランド部12以外のハンダ
メツキ層22上に形成するために、第3E図に示すように、
感光性ソルダレジスト液を基板上の全面に渡り塗布し
て、ソルダレジスト層24を形成する。そして、第3F図に
示すように、第２のマスク部材38を介して、感光性ソル
ダレジスト層24を選択的に露光する。この露光後におい
て現像することにより、第3G図に示すように、導電層14
上の所望の表面上には、ソルダレジスト層24が形成され
ることになる。このようにして、第１図に示すように、
プリント配線基板10が完成することとなる。

次に、第3A図乃至第3C図を参照して、第１図に示すプ
リント配線基板10のランド部12に、回路素子としてのミ
ニモールド・トランジスタ18の一方の端子18aをハンダ
付けするための実装動作を説明する。

先ず、この実装動作に際しては、ランド部12のハンダ
メツキ層22b上に図示しないメタル版を用いた印刷機で
クリームハンダ30を第3A図に示すように供給し、図示し
ないチツプマウンタ（回路素子がICの場合にはICマウン
タ）でクリームハンダ30上に回路素子としてのミニモー
ルド・トランジスタ18の一方の端子18aを、第3B図に示
すように、ランド部12のハンダメツキ層22b上に供給し
たクリームハンダ30内に、その先端を挿入するように搭
載する。

そして、この状態で、図示しないベーパフエーズリフ
ローにこのプリント配線基板10を収容し、プリント配線
基板10全体を所定温度、例えば、クリームハンダ30やハ
ンダメツキ層22が溶融する温度よりも高い温度である約
220℃まで加熱する。このようにして、ミニモールド・
トランジスタ18の一方の端子18aとランド部12とをハン
ダ接合する。

このベーパーフエーズリフローでハンダ接合する際に
において、第１図に示すようにランド部12は形成されて
いるので、第3C図に示すように、ランド部12上で互いに
溶けたクリームハンダ30とハンダメツキ層22bとは、溶
融した状態で互いに一体化することになる。一方、この
溶けたハンダは、周囲に流れ出そうとするが、上述した
ように、ランド部12は、一側のみで、その導電層14b
と、アース線16を構成する導電層14aと連接しているの
みであり、他の３側、即ち、ランド部12の両側と、アー
ス線16の一側面と同一の側とにおいては、このハンダメ
ツキ層22bは、導電層14bと共に、周囲から空間的に遮断
されている。

詳細には、ランド部12の両側には、アース線16と熱的
な連続性を遮断するためのスリツト26,28が夫々形成さ
れている。即ち、これらスリツト26,28の底面には、基
板本体20の表面が露出しており、この基板本体20は、プ
リント配線基板10がベーパフエーズリフロー内に収容さ
れ加熱されたとしても、ハンダと同様な温度上昇で加熱
される訳ではなく、例え、ハンダが溶融温度まで上昇し
たとしても、この基板本体20は溶融温度以下までしか温
度上昇しない事となる。また、これらスリツト26,28内
に存在する空気に関しても、同様な事態となる。

この結果、この第１の実施例においては、これらスリ
ツト26,28の存在により、ランド部12は、その両側にお
いて、アース線16との熱的連続性を遮断されることとな
り、ランド部12上で溶けたハンダは、第3C図に示すよう
に、ランド部12の両側からはアース線16に向けて流れ出
さずに、ランド部12に留まることとなる。

一方、ランド部12の一側においては、ここで、アース
線16と接合されているので、ランド部12上で溶けたハン
ダは、アース線16を構成しつつ、ソルダレジスト層24の
下で溶け込んだハンダメツキ層22aに向けて流れ出し、
互いに一体化すこととなる。しかしながら、このように
ランド部12から流れ出すハンダの量は、従来において、
ランド部の周囲前部からであつたことと比較して、単
に、一側のみに限定されることとなり、十分に少ないも
のとなる。

このようにして、この第１の実施例においては、ラン
ド部12上に供給したクリームハンダ30は、溶融時におい
て、周囲に流れ出る量を最小限に抑えられ、ハンダ接合
にたずさわるに十分なハンダ量を確保する事ができるこ
とになる。

その結果、 ；実装部品の電極に対する十分なフイレツトの形成が
確保され、また、 ；実装部品の強固なハンダ接合強度が達成されること
となる、顕著な効果が認められた。

この発明は、上述した第１の実施例の構成に限定され
ることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形可能であることは言うまでもない。

以下に、この発明の第１の実施例における種々の変形
例、及び、この発明の他の実施例を説明する。尚、以下
の説明において、上述した第１の実施例と同一部分に
は、同一符合を付して、その説明を省略する。

例えば、上述した第１の実施例においては、ランド部
12は、アース線16の一側縁に隣接した状態で形成される
ように説明したが、この発明は、このような構成に限定
されることなく、例えば、第4A図及び第4B図に第１及び
第２の変形例として夫々示すように、ランド部12は、ア
ース線16の内部、及び、アース線16の角部に、夫々形成
される場合にも、同様に適用され、同様な効果が奏せら
れることになる。

また、上述した第１の実施例においては、ランド部12
の両側に位置する部分まで延出するアース線16の部分、
即ち、両スリツト26,28により熱的に遮断されたアース
線16の部分の上に、ソルダレジスト層24が形成されるよ
うに説明した。しかしながら、この発明は、このような
構成に限定されることなく、第4C図乃至第4E図に夫々第
３乃至第５の変形例として示すように、ランド部12にス
リツトを介して熱的に遮断されるアース線16の部分のハ
ンダメツキ層22a上には、ソルダレジスト層24が形成さ
れないように設定されている。

この結果、上述した第１の実施例と同様にミニモール
ド・トランジスタ18の実装を行つた所、第１の実施例と
同様の効果と共に、ランド部12の周辺のソルダーレジス
トを除去したことにより、ハンダメツキ層22aが空気と
直接に接している為、放熱効果が更に認められた。

更に、上述した第１の実施例においては、回路網パタ
ーンは、基板本体20の一方の表面上にのみ形成されるよ
うに説明したが、この発明は、このような構成に限定さ
れることなく、例えば、第4F図に第６の変形例として示
すように、基板本体20の両側の表面上に回路網パターン
が形成されるようにしても良いことは言うまでもない。

一方、上述した第１の実施例においては、スリツト2
6,28は、導電層14b及びハンダメツキ層22bに渡り形成さ
れ、これの底面には、基板本体20の表面が露出するよう
に説明したが、この発明は、このような構成に限定され
ることなく、第５図に第２の実施例として示すように、
スリツト26,28は、ハンダメツキ層22bのみに形成され、
導電層14bは、アース線16における導電層14aと一体的に
連接されるように構成しても良い。換言すれば、この第
２の実施例においては、スリツト26,28の底面には、導
電層14bの表面が露出するように構成されている。

このように第２の実施例を構成することにより、上述
した第１の実施例と同様な効果を奏することが出来るも
のである。即ち、スリツト26,28の底面に露出している
導電層14bは、その上面を空気に触れ、その下面は基板
本体20の表面に接触している。この結果、上述した第１
の実施例と同様に、例え、ハンダメツキ層22bが溶融温
度に加熱されたとしても、スリツト26,28の底面に露出
している導電層14bの部分の温度は、ハンダの溶融温度
まで上昇せず、これらスリツト26,28は、熱的な非連続
部分として十分に機能することとなる。

尚、この第２の実施例においては、ハンダメツキ層22
が存在しない導電層部分が存在することになるため、上
述したパターンメツキ法を採用することが出来なくな
る。この為、この第２の実施例においては、ハンダレベ
ラー処理法により、導電層の表面上に、選択的にハンダ
層が形成されることになる。

また、上述した第１の実施例においては、熱的な非連
続部分として、単なる空間としての、即ち、中に空気の
みが存在するスリツト26,28を備えるように説明した
が、この発明は、このような構成に限定されることな
く、第６図に第３の実施例として示すように、各スリツ
ト26,28内には、断熱部材40が介設されるように構成し
ても良い。このように各スリツト26,28内に断熱部材40
を介設することにより、これらスリツト26,28が熱的な
非連続部分として、より効果的に機能することが出来る
ことになる。

また、上述した第１の実施例においては、熱的な非連
続部分としてスリツトまたは溝から構成されるように説
明したが、この発明は、このような構成に限定されるこ
となく、例えば、第７図に第４の実施例として示すよう
に、この非連続部分は、ランド部12とアース線16とを仕
切る境界に一列状に多数間欠的に形成された穴42から構
成されるようにしても良い。

このように穴42から熱的な非連続部分を構成すること
により、上述したスリツト26,28と同様に、ランド部12
上において溶けたハンダが、アース線16に向けて多量に
流れ出すことが効果的に阻止されることとなる。

尚、このような穴42は、第8A図に示すように、基板本
体20を貫通する貫通穴から構成されても良いし、第8B図
に示すように、基板本体20の中途部で終端する盲穴から
構成されるようにしても良い。

また、このような穴42は、ドリルにより形成しても良
いし、レーザ光を利用して形成するようにしても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係わるプリント配線
基板の形成方法は、基板本体の少なくとも一表面上に、
表面にハンダメツキ層を備え、一部に、回路素子がハン
ダ付けにより電気的且つ機械的に接続されるランド部を
有した状態で所定のパターンで導電層網を形成する第１
の工程と、前記ランド部とこれの周囲の導電層網との間
に、両者の熱的連続性を遮断する非連続部分を形成する
第２の工程とを具備し、該第２の工程は、レーザ光によ
り、少なくとも前記ハンダメツキ層に、間欠的に穴を形
成することを特徴としている。

従つて、この発明によれば、加熱時におけるクリーム
ハンダの周辺部位への流れ込みを阻止して、ハンダ接合
部のフイレツトを十分に形成させることが出来ると共
に、ハンダ接合強度を十分に維持することの出来るプリ
ント配線基板の形成方法が提供されることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わるプリント配線基板の第１の実
施例の構成を示す斜視図； 第2A図乃至第2G図は、夫々、第１図に示すプリント配線
基板を形成するための形成方法を順次示す図； 第3A図乃至第3C図は、夫々、第１図に示すプリント配線
基板に回路素子を実装するための実装方法を順次示す
図； 第4A図乃至第4F図は、夫々、第１図に示すプリント配線
基板の第１乃至第６の変形例の構成を示す斜視図； 第５図はこの発明に係わるプリント配線基板の第２の実
施例の構成を示す斜視図； 第６図はこの発明に係わるプリント配線基板の第３の実
施例の構成を示す斜視図； 第７図はこの発明に係わるプリント配線基板の第４の実
施例の構成を示す斜視図；そして、 第8A図及び第8B図は、夫々、第７図に示す穴の異なる形
状を示す断面図である。 図中、10……プリント配線基板、12……ランド部、14
（14a;14b）……導電層、16……アース線、18……回路
素子（ミニモールド・トランジスタ）、18a……一方の
端子、20……基板本体、22（22a;22b）……ハンダメツ
キ層、24……ソルダレジスト層、26;28……スリツト、3
0……クリームハンダ、32……銅箔、34……素材、36…
…第１のマスク部材、38……第２のマスク部材、40……
断熱部材、42……穴である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板本体の少なくとも一表面上に、表面に
   ハンダメツキ層を備え、一部に、回路素子がハンダ付け
   により電気的且つ機械的に接続されるランド部を有した
   状態で所定のパターンで導電層網を形成する第１の工程
   と、 前記ランド部とこれの周囲の導電層網との間に、両者の
   熱的連続性を遮断する非連続部分を形成する第２の工程
   とを具備し、 該第２の工程は、レーザ光により、少なくとも前記ハン
   ダメツキ層に、間欠的に穴を形成することを特徴とする
   プリント配線基板の形成方法。