JP3101731U - プリント基板 - Google Patents

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Abstract

【課題】異なるリード数のICチップを同じ実装位置に実装可能なプリント基板で、確実に不良の発生を防止することが可能なプリント基盤を提供する。
【解決手段】リードの数が異なる第1および第2のチップのいずれかを実装する実装位置に第1および第2のチップのリードで兼用される兼用ランドと第1のチップのリードのみで使用される専用ランドとが形成されたプリント基板において、同プリント基板の表面上で、予め決められた半田ディップ時のプリント基板の搬送方向と逆向きに延びるように屈曲して上記専用ランドを形成する。
【選択図】図1

Description

本考案は、プリント基板に関し、特に、ディップ法によって半田付けが行われるプリント基板に関する。
ICチップなどのリード線を半田付けするための技術として半田ディップ法が知られている。この半田ディップ法では、多くの端子を一度に半田付けすることができる点で非常に好ましいものの、フラットパッケージなどリード同士の間隔が狭い実装部品では半田ブリッジなどの不良が発生しやすい。そこで、不良の発生を防止するために種々の技術が提案されている(例えば、特許文献1,2)。
特開2001−210941号公報 特開2003−31938号公報
従来の技術では、異なるリード数のICチップを同じ実装位置に実装可能なプリント基板で、確実に不良の発生を防止することができなかった。すなわち、このようなプリント基板に小さなICチップを実装する際、大きなICチップのみで使用されるランドに対応するリードは存在せず、空ランドとなる。空ランドが存在する状態で半田ディップによる処理を行うと、空ランドでは半田を効果的に逃がすことができず、隣り合う空ランド同士で半田ブリッジが発生するなどの不良が発生し得る。このような不良が発生した場合には、はんだごてで半田をリタッチする手作業によって不良を解消する必要があり、このような作業を行うと、製造工程での作業性を著しく低下させてしまう。
上述の特許文献1においてはプリント基板に貫通穴を形成するが、この貫通穴は上記空ランドの付近に形成することができないので、空ランドの付近に溜まる半田を逃がすための穴として機能し得ない。また、特許文献2においては、ランドより幅の広い半田だまりを形成するので、プリント基板上に多くの面積を必要とし、プリント基板の設計上不利である。また、フラットパッケージのリード間隔はリードの幅程度のものが一般的であり、このようなICを実装するためのプリント基板に対してランドより幅の広い半田だまりを形成するのは実質的に不可能である。さらに、リードに対して基板の搬送方向と同じ方向に半田だまりを設けても、基板の搬送とともに搬送方向の逆方向に流れる半田を効果的に逃がすことができない。
本考案は、上記課題にかんがみてなされたもので、リード数が異なるICチップを略同位置に実装するプリント基板において確実に不良の発生を防止することが可能なプリント基板の提供を目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1にかかる考案は、リードの数が異なる第1および第2のチップのいずれかを実装する実装位置に、予め形成された配線パターンを部分的に露出させることによって形成されるランドであって第1および第2のチップのリードで兼用される兼用ランドと第1のチップのリードのみで使用される専用ランドとが形成されたプリント基板において、上記第1および第2のチップは略直方体であって対向する2面においてこれらの面に対して略垂直に突設された複数のリードを備え、上記プリント基板のランドの長手方向は各チップを実装位置に配置した状態で上記複数のリードの突設方向と略平行になるように形成され、半田ディップ時のプリント基板の搬送方向は予め当該ランドの長手方向に対して略垂直の方向に決められており、上記兼用ランドは複数の配線パターンが略同一の長さになるように露出されることによって形成され、上記専用ランドは上記ランドの長手方向に対して屈曲しながら上記搬送方向と逆向きに延びるように予め形成された配線パターンが上記兼用ランドよりも長く露出されることによって形成され、隣り合う専用ランドに挟まれた複数の絶縁部のいずれかまたは組み合わせにはシルク印刷が施されている構成としてある。
上記のように構成した請求項1にかかる考案において、プリント基板上には配線パターンを部分的に露出させることによってランドが形成されており、兼用ランドを利用して第2のチップを実装し、兼用ランドおよび専用ランドを利用して第1のチップを実装することができる。すなわち、第1のチップは第2のチップよりリード数が多く、本考案にかかるプリント基板には、少なくとも異なる2種類のチップを実装可能である。
第1および第2のチップは略直方体であって対向する2面においてこれらの面に対して略垂直に突設された複数のリードを備えている。また、上記プリント基板のランドの長手方向は各チップを実装位置に配置した状態で上記複数のリードの突設方向と略平行になるように形成されている。すなわち、複数のリードに対応した位置に複数のランドが形成されており、各ランドと各リードとを半田付けすることによってチップをプリント基板上に実装することができる。
請求項1にかかる考案では、半田ディップによって半田付けが行われるようになっており、当該半田ディップ時にプリント基板を搬送する搬送方向は予め当該ランドの長手方向に対して略垂直の方向に決められている。当該搬送方向がランドの長手方向に対して略垂直であることにより、搬送方向はプリント基板上に仮止めされたチップのリードの突設方向に対しても略垂直となる。さらに、請求項1にかかる考案において、上記兼用ランドは複数の配線パターンが略同一の長さになるように露出されることによって形成され、上記専用ランドは上記ランドの長手方向に対して屈曲しながら上記搬送方向と逆向きに延びるように予め形成された配線パターンが上記兼用ランドよりも長く露出されることによって形成される。
すなわち、プリント基板上で、専用ランドは兼用ランドより長い。また、専用ランドが兼用ランドより長いことにより、兼用ランドの長さを超えた部分で兼用ランドと干渉することなく専用ランドを屈曲させることができる。また、半田は半田ディップ時のプリント基板の搬送とともに搬送方向と逆側に流れる傾向にあり、上記専用ランドが搬送方向と逆向きに屈曲されていることにより、第2のチップを実装する際に専用ランド上の半田を屈曲部に逃がすことができる。従って、半田ブリッジの発生を効果的に防止することができる。
さらに、本考案では、隣り合う専用ランドに挟まれた複数の絶縁部のいずれかまたは組み合わせにはシルク印刷が施されている。シルク印刷は、プリント基板上の絶縁部と比較して半田をはじきやすく、プリント基板上の絶縁部に半田が留まることを防止し、確実に半田ブリッジを防止することが可能になる。尚、隣り合う専用ランドに挟まれた部位はフラットパッケージの実装基板において特に狭いが、シルク印刷では非常に細い幅の印刷も実施可能である。従って、シルク印刷によってランド間の半田をはじく構成は、フラットパッケージの実装基板に適用して好適である。
請求項2にかかる考案では、リードの数が異なる第1および第2のチップのいずれかを実装する実装位置に第1および第2のチップのリードで兼用される兼用ランドと第1のチップのリードのみで使用される専用ランドとが形成されたプリント基板において、上記専用ランドは、同プリント基板の表面上で、予め決められた半田ディップ時のプリント基板の搬送方向と逆向きに延びるように屈曲されている構成としてある。
上記のように構成した請求項2にかかる考案において、プリント基板には第1および第2のチップのリードで兼用される兼用ランドと第1のチップのリードのみで使用される専用ランドとが形成されている。従って、リード数の異なる(大きさの異なる)チップを実装することが可能になっている。このプリント基板において、上記専用ランドはプリント基板の表面上で、予め決められた半田ディップ時のプリント基板の搬送方向と逆向きに延びるように屈曲されている。
従って、第2のチップを実装位置に配置させた状態、すなわち専用ランド上にリードが存在しない状態で半田ディップによってプリント基板を搬送すると、ランドの屈曲部を通じて半田がプリント基板の搬送方向と逆側に流れ、的確に半田をランドに逃がすことができる。従って、絶縁部に半田が残ることがなく、ランド間に生じる半田ブリッジなどを防止することができる。
ここで、プリント基板には、ランドを介してリードの数が異なるチップを実装することができればよく、種々の構成を採用可能である。例えば、配線パターンの一部によってランドが形成され、ランド以外の配線パターンは絶縁体の樹脂等によって覆われた基板を採用可能である。かかる構成によれば、チップのリードとランドとを半田によって接続することによって両者の導通を図るが、リードの間隔が狭くなるほどランドの間隔も狭くする必要があり、半田ブリッジ等の不良が発生しやすくなる。しかし、本考案にかかる構成をプリント基板上で形成すれば、半田ブリッジ等の不良発生を防止することができる。従って、本考案はランド間隔が狭いプリント基板に適用して好適である。
専用ランドの屈曲方向はプリント基板の搬送方向と逆向きであればよい。すなわち、半田ディップ時に搬送方向と逆向きに移動する半田の流れを遮らず、自然に流れる方向に屈曲していればよい。かかる屈曲が形成されていれば、屈曲している部位に半田を逃がすことができる。屈曲角は特に限定されず、屈曲部位が搬送方向に対して垂直となる角度から搬送方向と平行となる角度までの角度であって搬送方向の逆方向に向けて屈曲した角度であればよい。むろん、半田ディップ時の搬送速度や半田の粘性等に応じて半田が逃げやすい角度に調整することは可能であるし、プリント基板上の実装部品の配置や配線パターンの配置のために好ましい角度を選択することも可能である。
また、請求項3にかかる考案では、上記兼用ランドの長さは略同一であり、上記専用ランドはチップ実装位置の反対側に向けて当該兼用ランドよりも長く形成されるとともに当該長く形成された部位が屈曲される構成としてある。上記のように構成した請求項3にかかる考案においては、専用ランドの方が兼用ランドより長いので、チップ実装位置の反対側かつ兼用ランドの長さを超えた部位で専用ランドを屈曲させることができ、プリント基板上で容易に屈曲部を形成することができる。
さらに、請求項4にかかる考案では、上記専用ランドは、予め屈曲された配線パターンが形成されたプリント基板において当該屈曲された部位を含めて表面上に露出されることによって形成される構成としてある。上記のように構成した請求項4にかかる考案においてはプリントされた配線パターンが屈曲されているので、この屈曲部を含めてプリント基板上に露出させることにより非常に容易に屈曲したランドを形成することができる。
配線パターンは、本来、回路を形成するための配線に相当するが、請求項4にかかる考案では、当該配線と屈曲されたランドとを兼ねている。従って、所望の角度で屈曲させ、所望の長さのランドになるように、予めプリント基板上に配線パターンを形成する必要があるが、一旦所要の配線パターンが形成されれば、そのパターンを露出させるのみで容易にランドを形成することが可能になる。
さらに、請求項5にかかる考案では、隣り合う専用ランドに挟まれた複数の絶縁部のいずれかまたは組み合わせにシルク印刷が施されている構成としてある。上記のように構成した請求項5にかかる考案においては、シルク印刷は、一般にプリント基板上に絶縁のために形成される樹脂等と比較して半田をはじきやすい。従って、専用ランド間にシルク印刷を施すことにより、プリント基板上の絶縁部に半田が留まることを防止し、確実に半田ブリッジを防止することが可能になる。
さらに、請求項6にかかる考案では、上記第1および第2のチップは略直方体であって対向する2面においてこれらの面に対して略垂直に突設された複数のリードを備え、上記プリント基板のランドの長手方向は各チップを実装位置に配置した状態で上記複数のリードの突設方向と略平行になるように形成され、上記プリント基板の搬送方向は当該ランドの長手方向に対して略垂直である構成としてある。
上記のように構成した請求項6にかかる考案においては、略直方体のチップの対向する面にリードが突設されており、ランドはこの突設方向と略平行に形成される。むろん、リードは一定の方向に延びていればよく、プリント基板上の一定の高さで実装されるようにリードを屈曲させるなどの構成を採用可能である。いずれにしても、リードの突設方向と略平行にランドが形成されることにより、リード同士の間隔が狭い、フラットパッケージのようなチップを実装するプリント基板にて半田ブリッジ等の不良を防止することが可能になる。
また、対向する面にリードが形成されているチップにおいて、一方のリードをプリント基板の搬送方向と略平行にすると、いずれか一方のリードに対応したランドには半田が溜まりにくいが他方側のランドには半田が溜まりやすい。そこで、対向する2面にリードが形成されたチップについて半田付けを行うときには、ランドの長手方向を上記プリント基板の搬送方向に対して略垂直にすることが好ましい。本考案では、この構成においてさらに上述のように専用ランドを屈曲させる。従って、確実に半田ブリッジ等の不良を防止することができる。
以下、下記の順序に従って本考案の実施の形態について説明する。
(1)プリント基板の概略構成:
(2)ランドの構成:
(3)半田ディップ時の半田の様子:
(1)プリント基板の概略構成:
図1は、本考案の一実施形態にかかるプリント基板の一部と、この配線パターンに実装されるICとを斜視図により示している。
プリント基板10には、IC20a(第1のIC)とIC20b(第2のIC)とのいずれかを配置するための配置スペース11が形成されている。IC20aとIC20bとは、それぞれ、略矩形筺状のICパッケージ21a,21bを備えており、対向する2つの面にリード22a,22bが突設されている。配置スペース11は略矩形の領域であり、その対向する2面にはICパッケージ21から導出されたリード22a,22bとプリント基板10上の銅の配線パターンとを接続するためのランド11a,11bが形成されている。
かかる構成により、IC20aとIC20bとを配置スペース11に実装することが可能になる。すなわち、ランド11a,11bはプリント基板10上の配線パターンが部分的に露出されることによって形成されており、絶縁体の樹脂に覆われていない銅が平面的に露出されている。従って、半田によって金属のリード22a,22bとランド11a,11bとを接続し、IC20aとIC20bとのいずれかを配置スペースに固定することができる。
尚、本考案における配置スペース11には、大きなIC20aとそれより小さなIC20bとのいずれをも実装可能であり、異なる大きさのICを実装することができる。すなわち、IC20aの長さLはIC20bの長さL’より長く、リード22aはリード22bより多数である。一方、本考案においてはIC20aの幅WとIC20bの幅W’とが略同一である。従って、IC20aのICパッケージ21aを挟んで対向するリード22a同士の距離とIC20bのICパッケージ21bを挟んで対向するリード22b同士の距離とは略同一である。
また、配置スペース11を挟んで対向する複数のランド11bは上記リード22bと同数であるとともに上記リード22bあるいはリード22aに対応する位置に形成されている。さらに、ランド11bの両側にはランド11aが形成されており、これらのランド11aは、上記複数のリード22aのうち、両端に位置するリードに対応するように形成されている。従って、IC20bはそのリード22bとランド11bとが接続されることによってプリント基板10に実装され、IC20aはそのリード22aとランド11a,11bとが接続されることによってプリント基板10に実装される。
本考案においては、半田ディップ法による半田付けによってIC等がプリント基板10に実装される。すなわち、プリント基板10は半田漕内を搬送され、搬送時に溶融半田が吹き付けられる。このとき、溶融半田は金属となじみやすく、絶縁体の樹脂とはなじまないので、金属同士が半田付けされる。プリント基板10の搬送方向は一定の方向に予め決められており、本考案では、特定の方向にプリント基板10を搬送することを前提としてランドの形状が決められる。
すなわち、プリント基板10上に塗布された絶縁体の樹脂は半田とはなじまないが、ランド11a同士が近接しており、しかも、ランド11a上に対応するリード22aが位置していない場合(すなわち、IC22bの実装時)には、リード22aを使ってランド11a上の半田を逃がすことができない。このような場合には、上述のように絶縁体の樹脂が半田となじまないとしても、絶縁体の樹脂を越えてランド上の半田同士が接続されたままになるなど、不良が発生してしまうことがある。そこで、特定の方向にプリント基板10が搬送される際に、ランド11a上にリード22aが位置していなくても不良の発生を防止できるようにランド11aの形状を決定する。
(2)ランドの構成:
以下、図面に従って、上記不良の発生を防止するためのランド11aの構成を説明する。図2は一部のランド11a,11bを拡大して示す図であり、図3はそのA−A断面図である。図2に示すようにランド11bは、略長方形であるとともに長手方向がプリント基板10の搬送方向と略直交するように配向され、各ランド11bの長手辺が平行になるように並設されている。ランド11aは、プリント基板10の搬送方向と略直交するように延びる部位11a1と当該部位11a1の長手方向に対して屈曲して延びる屈曲部位11a2とを備えている。
当該屈曲部位11a2は、上記プリント基板10の搬送方向と逆側、かつ部位11a1の長手方向に対して鋭角の角度を持つように屈曲されている。尚、各ランド11a,11bは、上述のようにプリント基板10上に形成された銅の配線パターンが部分的に露出されることによって形成されている。従って、ランド11a,11bと配線パターンとは連なっている。図2においては、ランド11a,11bに連なっているとともに上記絶縁体の樹脂に覆われた配線パターン13を破線で示している。
本考案では、上述のようにプリント基板10の搬送方向の垂線に対して搬送方向と逆側に屈曲する屈曲部位11a2を形成するため、屈曲部位11a2と同じ屈曲角、屈曲方向になるように予め配線パターン13が形成されている。従って、予め形成された配線パターン13において、屈曲部分を含めて露出させることによってランド11aを形成することができ、屈曲部分を上記絶縁体の樹脂で覆うことによってランド11bを形成することができる。
ずなわち、図3に示すように、プリント基板10上には、予め配線パターン13が形成されており、その上部に絶縁体の樹脂14が塗布されている。この樹脂14は、配線パターン13の一部では除去され、これによって上述のようにランド11a,11bを形成する。図3は、図2におけるA−A断面であるため、ランド11aの屈曲部位11a2上で樹脂14が除去されており、ランド11bと連結される配線パターン13(図3の右側2つ)の上部には樹脂14が塗布されている。
尚、図1,図2に示すプリント基板10の上面にはシルク印刷12が施されており、本考案では、配置スペース11を囲むようにシルク印刷12がなされているとともに、ランド11aの間にもシルク印刷12が施されている。これにより、後述するように、半田不良を確実に防止することができる。
(3)半田ディップ時の半田の様子:
次に、以上の構成のプリント基板10に対して半田ディップによってIC20bを実装する際の半田の様子を説明する。図4は、IC20bを配置スペース11に配置して半田ディップを行う様子を説明する斜視説明図である。図4に示す搬送方向にプリント基板10が搬送され、溶融半田がプリント基板10の面上に吹き付けられると、半田はプリント基板10の搬送方向に対して相対的に逆向きに流れる。
ここで、ランド11aにおいて部位11a1と屈曲部位11a2とが形成されておらず、ランド11bの長手方向と同程度の長さを有している態様を想定する。この場合、図4に示すように半田がランド上に留まって、半田だまり15を形成し得る。すなわち、ランド11b上にはリード22bが配置されているので、ランド11bとリード22bとを接続する半田は両者を接続するとともにリード22bを伝って矢印A方向に流れる。従って、ランド11b上では半田だまり15を形成しない。
しかし、ランド11a上には対応するリードが存在しないため、ランド11bとランド11aとが同じ長さであれば、半田が逃げる領域が存在せず、半田だまり15を形成しやすい。本実施形態におけるIC20aとIC20bとにおいて、そのリード22a,22bはリード間距離が短いので、半田だまり15が形成されたときには、図4に破線で示す半田ブリッジ16が発生しやすい。この場合、本来は直接接続されることのないランド11a同士が短絡し、半田不良となってしまう。
本考案では、ランド11aに部位11a1と屈曲部位11a2とを形成することによって半田だまり15の発生を防止し、半田不良の発生を防止している。すなわち、ランド11aが部位11a1を備えていることにより、半田は矢印B方向に逃げやすい。また、屈曲部位11a2は半田ディップ時の半田の流れ方向に向けて屈曲しているので、半田は容易に屈曲部位11a2上に流れやすい。従って、屈曲部位11a2によって半田の矢印B方向への流れを促進し、確実に半田をランド11a全体に行きわたらせることができる。この結果、ランド11a上には立体的に半田が溜まることがなく、半田不良の発生を防止することができる。
また、本考案においては、上述のようにランド11aの間にシルク印刷12が施されている。上述の樹脂14は半田とはなじまないが、シルク印刷12は樹脂14と比較して半田をはじきやすい。従って、シルク印刷12によってランド11aの間の半田をはじき、半田がランド11aの間に留まることを防止することができる。この結果、より確実に半田ブリッジ等の不良の発生を防止することが可能になる。
尚、本考案においては、半田ディップ時の半田流れに逆らうことなく半田がランド上を流れるように配向させられていればよく、部位11a1を省略し、ランド11bの長さと略同じ長さの部位と屈曲部位11a2とによってランド11a2を構成しても良い。すなわち、屈曲部位11a2が半田流れと同じ方向を向いていれば、確実に半田を逃がすことができ、半田だまりの発生を防止することができる。
むろん、半田不良を防止するためにランド11aの間にシルク印刷12を施すことは必須ではないが、確実に不良を防止する意味では、ランド11aの間にシルク印刷12を施す方が好ましい。むろん、ランド11bの間の半田ブリッジ、ランド11a,11b間の半田ブリッジを防止するためにランド11bの間,ランド11aとランド11bの間にシルク印刷12を施しても良い。さらに、シルク印刷12ではフラットパッケージにおけるリード間隔程度の太さで線を印刷することができるので、フラットパッケージのようにリード間隔が狭い場合であっても確実に半田不良の発生を防止することができる。
さらに、上述のように、予め屈曲部位が形成された配線パターン13上に樹脂14を形成する構成において、上述のように配線パターン13を予め屈曲させているので、プリント基板10上には、半田を逃がすためだけに必要とされる領域が存在しない。すなわち、プリント基板10上に存在する配線パターン13で半田逃がしを兼用しているので、プリント基板10上には回路を構成する部品等を実装するために必要充分な領域を確保すればよく、プリント基板10の面積を小さくすることができる。また、かかる構成により、高密度に部品を実装するプリント基板10であっても本考案を容易に適用することが可能になる。
本考案の一実施形態にかかるプリント基板の一部と、この配線パターンに実装されるICとを斜視図により示している。 一部のランドを拡大して示す図である。 一部のランドのA−A断面図である。 ICを配置スペースに配置して半田ディップを行う様子を説明する斜視説明図である。
符号の説明
10…プリント基板、11…配置スペース、11a,11b…ランド、11a2…屈曲部位、12…シルク印刷、13…配線パターン、14…樹脂、15…半田だまり、16…半田ブリッジ、20a,20b…IC、22a,22b…リード

Claims (6)

  1. リードの数が異なる第1および第2のチップのいずれかを実装する実装位置に、予め形成された配線パターンを部分的に露出させることによって形成されるランドであって第1および第2のチップのリードで兼用される兼用ランドと第1のチップのリードのみで使用される専用ランドとが形成されたプリント基板において、
    上記第1および第2のチップは略直方体であって対向する2面においてこれらの面に対して略垂直に突設された複数のリードを備え、上記プリント基板のランドの長手方向は各チップを実装位置に配置した状態で上記複数のリードの突設方向と略平行になるように形成され、半田ディップ時のプリント基板の搬送方向は予め当該ランドの長手方向に対して略垂直の方向に決められており、
    上記兼用ランドは複数の配線パターンが略同一の長さになるように露出されることによって形成され、上記専用ランドは上記ランドの長手方向に対して屈曲しながら上記搬送方向と逆向きに延びるように予め形成された配線パターンが上記兼用ランドよりも長く露出されることによって形成され、隣り合う専用ランドに挟まれた複数の絶縁部のいずれかまたは組み合わせにはシルク印刷が施されていることを特徴とするプリント基板。
  2. リードの数が異なる第1および第2のチップのいずれかを実装する実装位置に第1および第2のチップのリードで兼用される兼用ランドと第1のチップのリードのみで使用される専用ランドとが形成されたプリント基板において、
    上記専用ランドは、同プリント基板の表面上で、予め決められた半田ディップ時のプリント基板の搬送方向と逆向きに延びるように屈曲されていることを特徴とするプリント基板。
  3. 上記兼用ランドの長さは略同一であり、上記専用ランドはチップ実装位置の反対側に向けて当該兼用ランドよりも長く形成されるとともに当該長く形成された部位が屈曲されることを特徴とする上記請求項2に記載のプリント基板。
  4. 上記専用ランドは、予め屈曲された配線パターンが形成されたプリント基板において当該屈曲された部位を含めて表面上に露出されることによって形成されることを特徴とする上記請求項2または請求項3のいずれかに記載のプリント基板。
  5. 隣り合う専用ランドに挟まれた複数の絶縁部のいずれかまたは組み合わせにシルク印刷が施されていることを特徴とする上記請求項2〜請求項4のいずれかに記載のプリント基板。
  6. 上記第1および第2のチップは略直方体であって対向する面においてこれらの面に対して略垂直に突設された複数のリードを備え、上記プリント基板のランドの長手方向は各チップを実装位置に配置した状態で上記複数のリードの突設方向と略平行になるように形成され、上記プリント基板の搬送方向は当該ランドの長手方向に対して略垂直であることを特徴とする上記請求項2〜請求項5のいずれかに記載のプリント基板。
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