JP2931940B2 - プリント回路基板の接続構造 - Google Patents

プリント回路基板の接続構造

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JP2931940B2
JP2931940B2 JP5281969A JP28196993A JP2931940B2 JP 2931940 B2 JP2931940 B2 JP 2931940B2 JP 5281969 A JP5281969 A JP 5281969A JP 28196993 A JP28196993 A JP 28196993A JP 2931940 B2 JP2931940 B2 JP 2931940B2
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秀敏 島田
秀廣 田中
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    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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  • Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子機器および部品
に使用される印刷回路配線基板の導通部材およびその形
成方法に関し、詳細には導通部材の構成構造と量および
金属体と粘着剤により各種の基板上に配線導体を形成す
る技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回路の複雑化および機器の多様化に伴い
多種多様な印刷回路基板が使用されている。この種印刷
回路基板では高密度パターンが形成され、端子間の僅か
な隙間に回路が設定される場合がある。他方機器の仕様
変更や設計変更のため、端子間を導通したい場合が起こ
る。この場合いちいち印刷回路基板を修正するのは経済
性が悪いため、わずかな距離をジャンパー線、ジャンパ
ーチップ、銀ペースト、銅ペースト等を用いて接続す
る。ジャンパーチップ等で接続するものでは部品費用、
搭載のための加工費等がかかる。また、金属ペーストを
使用する場合は、パターン上のオーバーコートや金属ペ
ーストを印刷、乾燥、焼成する工程等が必要になるので
経済的に不利である。更に、基板との密着性、半田端子
部とのコンタクト性、および強度等の不安が残る。
【0003】実公平2−46063では、端子間の導通
が予想される個所に初めから内側接続端子と僅かな距離
を隔ててそれを囲むように配置された外側接続端子を付
設して選択的導通部を形成し、所望によって、内側接続
端子に設けた半田溜り端子の半田を半田の表面張力を利
用して内側接続端子と外側接続端子とをブリッジさせて
導通し所望の導通部を形成している。しかしながらこの
方法では、内側接続端子と外側接続端子の間隔は半田の
表面張力を利用できる範囲に狭くする制約を受け、内側
接続端子と外側接続端子の間に別なパターンが通過して
いるものや間隔の広いものには使用できない。つまり、
半田を用いて電気接続する場合、溶融してから用いるた
め近接する端子同志を接続する程度の範囲にしか使用で
きず、また、半田で配線そのものは形成できない。
【0004】特開平3−261197では熱放射性の優
れた金属芯入り多層配線板を得るために、熱伝導率の高
い金属からなる基材上に絶縁層と配線層を交互に接着積
層して、配線層間を高温半田を用いて接続したものであ
るが、この従来技術では、配線層間の接続に使用するの
みで、配線パターンの形成には適応していない。
【0005】特開平4−372680には燐片状で粒径
が1〜10μmの銀粉を含んだ導電性接着剤が開示され
ている。このような銀または銅を含んだペーストで配線
を形成した場合、銀または銅の金属粉末は溶融せずに樹
脂等のバインダで粒子同志を接触して導電性を得てい
る。従って、この技術ではパターンの電気抵抗が高いと
いう欠点がある。また、半田付けにおいて、上記のよう
な金属粉末をもって形成したパターンでは粒子が半田内
に溶け込み、パターンが消失していまう虞れがあり、信
頼性に欠るという欠点がある。しかも、回路形成後半田
付けしようとして導電性接着剤を硬化させたとしても、
導電性接着剤の上への半田付けは容易でない。更にま
た、粒子に貴金属を用いた場合、粒子そのものが高価で
あるだけでなく、粒子の大きさを揃えるのにコストがか
かる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、印刷
回路基板の導電配線パターン部の端子部間に別な回路パ
ターンが通っているような高密度パターンや端子部間隔
の広いものにも使用して端子部間を容易に接続し導通さ
せると共に、導電性に優れ且つ半田付け性に優れた信頼
性の高い接続構造を可能にしようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、その目
的を達成するため、絶縁基板上に形成され適宜の形状を
した配線パターンと、この配線パターンの端子部とを有
するプリント回路基板において、端子部間を導通部材で
接続する接続構造であって、導通部材は、端子部上で凝
縮する体積と端子部間を接続するために必要な体積との
和よりも多い半田からなるとともに、鉛の配合比率が錫
の配合比率よりも高い高温半田と共晶半田とを混合して
形成された高粘度、低流動性の半田から構成し、かつ、
端子部の横幅が端子部間の距離よりも短いこととする。
【0008】また、他の発明では、高温半田における錫
の配合比率を10%とし、共晶半田は、錫と鉛との配合
比率が63:37で構成されている。さらに、他の発明
では、共晶半田と高温半田とが、1:0.5〜1.5の
割合で混合されている。
【0009】
【作用】端子部間を導通する導通部材は、端子部上で凝
縮する体積と端子部間を接続するために必要な体積との
和よりも体積が多い半田から構成することにより、半田
付けの際の半田量が不十分となることはない。また、上
記導通部材は、鉛の配合比率が錫の配合比率よりも高い
高温半田と共晶半田とを混合して構成されることによ
り、当該導通部材の組成として融点の低い半田(即ち共
晶半田)と融点の高い半田(即ち高温半田)とが混合さ
れる。そして、この導通部材(混合半田)を融解する
と、液状化した共晶半田の中に半固体状の高温半田が存
在する状態となり、全体的に高粘度、低流動性の半田と
なる。このような半田をブリッジさせると、従来の半田
に比べてかなり長い距離間も安定的に導通させることが
できる。
【0010】また、端子部の横幅が端子部間の距離より
も短いこととすることで、導通が確実になされる。すな
わち、このような組成の混合半田を用いても、端子部の
横幅が端子部間の距離よりも長いと、ブリッジするべき
半田が何れか一方の端子部側に表面張力で引き寄せられ
てしまい、導通できなくなることがある。本発明では、
端子部の横幅を端子部間の距離よりも短くしているの
で、一方の端子部側に引き寄せられる力を弱め、その結
果、長い距離間でも確実に導通する。
【0011】
【実施例】図1は本発明の回路基板の端子部近傍の構成
を示す上面図であり、図2は図1のA−A断面を示す側
面図である。図において、回路基板は放熱性を促す金属
ベース3の上に耐熱性の樹脂などからなる絶縁層2が接
着や成型等によって接合されて基板基体を形成し、基板
基体上に形成した相対向する端子部12、12間を横切
るように他の導体パターン9が通過している。導体パタ
ーン9上に耐熱性の絶縁部10を形成し端子部12、1
2間を低流動性半田で導通し導通部11を形成してい
る。
【0012】端子部12の形成は基板基体上に導電性の
部材からなる薄膜等を設け、しかるのちエッチング等に
より形成する。低流動性半田による導通部11の形成
は、クリーム状の低流動性半田を端子部12と導通部1
1に同時にスクーリン印刷等で印刷もしくは塗布する。
したがって、両端子部12、12を結ぶ回路は、低流動
性半田が載った状態で形成される。
【0013】図3は、端子部12および導通部11を示
す平面図である。図3において、導通部11を形成する
端子部12、12間の距離Aは15mm程度まで接続可
能である。端子部12、12間の距離は、短いほど接続
は容易である。また、導通部11の横幅Bは、1〜2m
m程度が望ましく、端子部12の横幅Cは、1〜3mm
程度が望ましい。端子部12の横幅Cがこれ以上になる
と、低流動性半田は、その表面張力のため端子部12自
体に引き寄せられ、導通部11を形成しなくなり、端子
部12、12間の接続が困難になる。つまり端子部12
の横幅Cは、短いほど端子部12、12間の接続は容易
となる。
【0014】図4は、端子部の形状を示す図であり、端
子部12の横幅Cは1〜3mm程度ならば矩形12−
1、円12−2、半円12−3など各種の形状をとるこ
とができる。
【0015】端子部12、12間の距離A、端子部12
の横幅Bおよび端子部12の横幅Cと後記する最適低流
動性半田組成の適合性は、図5に示す適合性試験パター
ンによって決定される。基板基体上に形成した相対向す
る端子部12、12間を横切るように端子部12、12
間を規定する階段状の耐熱性の絶縁部91を形成してお
き、端子部12、12間に導通部11を形成するのに必
要な低流動性半田、つまり、端子部12上で凝縮する体
積と端子部12、12間を接続するために必要な体積と
の和以上の低流動性半田をスクーリン印刷等で印刷もし
くは塗布し、しかる後リフローすることにより、相対向
する端子部12、12間の半田による導通部11の形成
を確認することができる。
【0016】導通部11を形成する低流動性半田はS
n:63%、Pb:37%からなる共晶クリーム半田と
Sn:10%、Pb:60%からなる高温クリーム半田
を1:0.5〜1.5の割合で混合するものである。こ
れにより、融点の違いが現れ、高粘度、低流動性の半田
となる。
【0017】低流動性半田は別の組成により形成するこ
とができる。Sn:63%、Pb:37%からなる共晶
クリーム半田と250〜500メッシュからなる銅、鉄
粉などの金属体を1:0.5〜1.5割合で混合するも
のである。これにより、半田の流動性が悪くなり、導通
接続するに必要な流動性が得られる。
【0018】上記組成は図3および図4に示した導通部
11の形状に応じて適宜使用することができる。共晶ク
リーム半田に較べ高温クリーム半田および金属体の比率
が多くなると流動性が低下してブリッジし易くなるの
で、回路パターンに適合するように適宜選択する。
【0019】
【発明の効果】ジャンパーチップまたはジャンパー線を
半田で代用できるので、部品費、搭載費が削減でき、製
造コストが低減する。
【0020】また、導通部材は、鉛(Pb)の配合比率
が錫(Sn)の配合比率よりも高い高温半田と、共晶半
田とを混合して形成された、全体的に高粘度、低流動性
の半田から構成されているので、このような半田をブリ
ッジさせると、従来の半田に比べてかなり長い距離間の
導通を安定的に行わせることができる。
【0021】さらに、端子部の横幅を端子部間の距離よ
りも短くしているので、半田が、一方の端子部側に引き
寄せられる力を弱め、その結果、長い距離間も確実に導
通させることができる。
【0022】また、金属体同志の接触でなく、溶融金属
つまり半田でパターンを形成するため電気抵抗が小さ
い。また、パターン形成のための半田印刷と同時に電子
パーツ用の半田印刷を行えるため、従来よりも短い工程
で製造することができると共に、低いコストでの生産が
可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路基板の端子部近傍の構成を示す上
面図である。
【図2】図1のA−A断面を示す断面図である。
【図3】本発明の回路基板の端子部および導通部を示す
図である。
【図4】本発明の回路基板の端子部の形状を示す図であ
る。
【図5】本発明における導通部材の適合性試験のパター
ンを示す図である。
【符号の説明】
2 絶縁層 3 金属ベース 9 導体パターン 10 絶縁部 11 導通部 12 端子部 91 絶縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−128093(JP,A) 特開 平2−86189(JP,A) 特開 昭55−162293(JP,A) 特開 平1−276691(JP,A) 特公 平1−10959(JP,B2) 特公 昭49−4057(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 1/11,3/40 H05K 1/09

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板上に形成され適宜の形状をした
    配線パターンと、この配線パターンの端子部とを有する
    プリント回路基板において、上記端子部間を導通部材で
    接続する接続構造であって、上記導通部材は、端子部上
    で凝縮する体積と端子部間を接続するために必要な体積
    との和よりも多い半田からなるとともに、鉛の配合比率
    が錫の配合比率よりも高い高温半田と、共晶半田とを混
    合して形成された高粘度、低流動性の半田から構成し、
    かつ、上記端子部の横幅が上記端子部間の距離よりも短
    いことを特徴とするプリント回路基板の接続構造。
  2. 【請求項2】 上記高温半田は、錫の配合比率が10%
    とされ、上記共晶半田は、錫と鉛との配合比率が63:
    37で構成されていることを特徴とする請求項1記載の
    プリント回路基板の接続構造。
  3. 【請求項3】 上記共晶半田と上記高温半田とが、1:
    0.5〜1.5の割合で混合されていることを特徴とす
    る請求項1または2記載のプリント回路基板の接続構
    造。
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