JP3587329B2 - Printed wiring board, circuit board and mounting method - Google Patents
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Description
【0001】
【目次】
次の順序で本発明を説明する。
発明の属する技術分野
従来の技術(図11及び図12)
発明が解決しようとする課題
課題を解決するための手段
発明の実施の形態
(1)第1実施例(図1〜図3)
(2)第2実施例(図4及び図5)
(3)第3実施例(図6及び図7)
(4)第4実施例(図8)
(5)他の実施例(図9及び図10)
発明の効果
【0002】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線板、回路基板及び実装方法に関し、例えば配線パターンの所定位置に電子部品を実装することによつて電子回路等を形成するプリント配線板、回路基板及び実装方法に適用して好適なものである。
【0003】
【従来の技術】
従来、回路素子の一部を構成する電子部品は、はんだ付けによつてプリント配線板上に実装されている。すなわち溶融はんだ槽に電子部品及びプリント配線板を漬けることによつてはんだ付けするはんだデイツプ法や電子部品とプリント配線板の接合箇所に予め塗布しておいたクリームはんだを加熱溶融させ固化させることによつてはんだ付けするリフローはんだ付法等が行われていた。
【0004】
図11はリフローはんだ付工程によりプリント配線板1上に実装された電子部品2を示し、プリント配線板1の両面に設けられた部品取付用の基板電極(ランド)3に対して電子部品2である抵抗2A及びケミカルコンデンサ2Bそれぞれに設けられた部品電極(リード)4A及び4Bをはんだ5によつて接合している。例えばケミカルコンデンサ2Bのパツケージより突出したリード4Bは、部品の戴置された側の面、すなわちリフローはんだ付面1Aよりその裏側の面、デイツプ面1Bにスルーホール6を通して貫通され、ランド3に接合される。
【0005】
プリント配線板1上に設けられるランド3は、一般に厚み12〔μm〕〜35〔μm〕程度の銅泊が用いられており、プリント配線板1上の配線として設けられる配線パターン8と同時にエツチングにより形成される。
また耐熱被覆材料でなるソルダレジスト膜9は、ランド3及び配線パターン8を形成した後、印刷又は写真法により形成され、後工程のはんだ付け作業で被覆部分にはんだをつけないようにする他、配線パターンの表面を外部環境から保護する役割をもつている。
【0006】
図11との対応部分に同一符号を付した図12において、プリント配線板1に電子部品として半導体集積回路装置(IC,Integrated Circuit) 2Cを実装した状態を示す。すなわちIC2Cはプリント配線板1上のランド3にリード4Cをはんだ5を介して接続される。因みにこのIC2Cのパツケージはワイヤーボンデイング等によつてリードフレーム上に集積回路の形成された半導体チツプを接続し、リードフレーム上のチツプ表面をエポキシ樹脂やセラミツク等によつて覆うことによつて形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述したようにはんだデイツプ法やリフローはんだ付法等によつてプリント配線板1上に電子部品2を実装する場合、何方の場合も電子部品2及びプリント配線板1を一旦はんだ溶融温度まで加熱する必要がある。
ここでプリント配線板1上に配設されたランド3と電子部品2のリード4A、4B及び4Cとを高精度に位置合わせして実装する場合、高い耐熱性を有するプリント配線板1を高精度に成形する必要がある。このためプリント配線板1の基板材料を選定するのに余計なコストがかかるという問題があつた。
またはんだ付け工程において、ランド3及びリード4A、4B及び4Cを均一な状態で接合するためには加熱温度等の処理条件の設定やフラツクス量及びはんだ量等のパラメータを設定する必要がある。あるいは高精度にランド3とリード4A、4B及び4Cとを位置合わせするのに時間を要すため、処理工程を煩雑にしていたという問題があつた。
【0008】
またはんだ付け工程では、はんだ付け時の位置ずれを検査するはんだ付け位置ずれ検査装置やはんだ付け後のフラツクスを洗浄するためのフラツクス洗浄装置等の周辺処理装置を設置する必要がある。さらにはんだ付けの前工程には、はんだ供給工程及び接着剤の供給工程があり、はんだ及び接着剤を供給する装置を設ける必要もある。
【0009】
またはんだ付けに失敗した場合、はんだを加熱して溶融し、はんだ付けされた電子部品をプリント配線板から取り外すことができるが、この場合、加熱用のはんだごてや溶融したはんだを吸引するはんだ吸い取り装置を新たに必要とする。このようにはんだ付け工程には前後の工程を合わせると多くの処理工程があり、処理工程の複雑化による処理時間の延長及び処理設備のコスト高の招来が問題になつている。
【0010】
さらに最近でははんだの主成分である鉛の毒性が自然環境を汚染することが問題となつており、このためはんだの主成分から鉛を無くそうという考えがある。しかしながら、現在迄のところ鉛に代わり得る有効なはんだ材料は見つかつていない。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、はんだ付けによることなく、電子部品を配線パターンに取り付け又は取り外しが容易な状態で実装することができるプリント配線板、回路基板及び実装方法を提案しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、プリント配線板において、電子部品実装位置に電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成されると共に、電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、ソケツトの内側側壁の一部に設けられ、電子部品の電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを設け、電極端子を基板電極に当接させるようにソケツト内に電子部品を嵌め込んで実装するようにした。
これによりプリント配線板においては、電子部品の少なくとも電極端子部分をソケツトの内側側壁の弾性力によつて保持するようにして電極端子を基板端子に電気的に接続させた状態で、ソケツト内に当該電子部品を実装することができる。
【0012】
また本発明においては、プリント配線板の電子部品実装位置に電子部品が実装されてなる回路基板において、電子部品実装位置に電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成されると共に、電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、当該基板部のソケツトの内側側壁の一部に設けられ、電子部品の電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを有するプリント配線板を用い、電極端子を基板電極に当接させるようにソケツト内に電子部品を嵌め込んで実装するようにした。
これにより回路基板においては、電子部品の少なくとも電極端子部分をソケツトの内側側壁の弾性力によつて保持するようにして電極端子を基板端子に電気的に接続させた状態で、プリント配線板のソケツト内に当該電子部品を実装することができる。
【0013】
さらに本発明においては、電子部品の実装方法において、電子部品実装位置に電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成され、かつ電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、ソケツトの内側側壁の一部に設けられ、電子部品の電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを有するプリント配線板を製作し、基板部のソケツトを押し拡げて当該ソケツト内に電子部品を嵌め込むことにより電極端子を基板電極に当接させてプリント配線板に電子部品を実装するようにした。
これにより電子部品の実装方法においては、電子部品の少なくとも電極端子部分をソケツトの内側側壁の弾性力によつて保持するようにして電極端子を基板端子に電気的に接続させた状態で、プリント配線板のソケツト内に当該電子部品を実装することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。
【0015】
(1)第1実施例
図1において20は、全体として本発明によるプリント配線板を示し、電子部品21を実装するソケツト部20A、回路パターンの形成されたパターン配線部20B並びにソケツト部20A及びパターン配線部20Bを接続する接続部20Cとから形成されている。ここでソケツト部20A及びパターン配線部20Bには所定の弾性をもつたポリイミド等の樹脂材料でなる弾性材を用いている。一方、接続部20Cはコア部材として、ソケツト部20A及びパターン配線部20Bの部材に比して硬めの部材を用いている。
【0016】
ソケツト基板部20A上には、電子部品21の所定の実装位置に電子部品21の形状に応じてくり抜かれた電子部品21を実装するためのソケツト23が設けられている。
ソケツト23は、電子部品21の挿入部である開口部23Aの形状を電子部品21の外形状にほぼ応じた形状、かつ電子部品21の周囲の大きさに比してソケツト23を形成する弾性材の伸縮分だけ小さな外形寸法に設定されている。
【0017】
ソケツト23は、くり抜かれた内部の側壁が弾性材によつて伸縮自在に形成されており、電子部品21を実装する際に電子部品21に配設された部品電極24と対応する内側側面の所定位置に基板電極25を配設している。この基板電極25は、基板側の配線パターン26と電気的に接続されており、例えば導電ペーストのような変形自在な材料を用いて形成されている。
ソケツト基板部20Aの配線パターン26は、導電性の金属等によつてめつきしたスルーホール28によつてソケツト基板部20A及び接続部20Cを貫通することによつて多層配線構造のパターン配線部20Bの各層の配線パターン29に電気的に接続されている。
【0018】
図2に示すようにソケツト23は、ポリイミド等の樹脂材料によつて所定の弾性をもたせてあり、これにより電子部品21を挿入する開口部23Aが伸縮自在に形成されている。
またソケツト23の開口部23Aの開口の角部23Bを面取りして落としておくことによつて電子部品21を開口部23Aから滑らかにソケツト23内の所定位置に挿入できるようにしている。
【0019】
ここで図3に示すような電極が本体に直接取り付けられた角型チツプを電子部品21としてソケツト23に装着する場合、図2に示すように、まずソケツト23の開口部23Aを電子部品21の大きさに応じて押し拡げて、その押し拡げた開口部23Aより電子部品21を嵌め込むようにする。この結果、電子部品21の部品電極24に当接するソケツト23内側に設けられた各基板電極25及び任意の当接部位によつて電子部品21に対してソケツト23による収縮する力が加えられる。これにより電子部品21は、ソケツト23のもつ収縮力によつてソケツト23内に位置決め及び固定され、同時に当接する部品電極24及び基板電極25とが電気的に接続されることによつて実装され回路基板を形成する。
またこのとき基板電極25は、嵌め込められる部品電極24の形状に応じて変形することによつて電子部品21を嵌め込む際の力を吸収して電極同士の損傷を最小限に止めると共に、部品電極24を基板電極25によつて周りから包み込んで確実に保持し得るようになされている。
【0020】
以上の構成において、所定の配線パターンの形成されたプリント配線板20上に電子部品21を実装する場合、所定の実装位置に設けられたソケツト23の開口部23Aを電子部品21の大きさに応じて押し拡げて電子部品21を挿入した後、弾性材でなるソケツト23がもつ収縮力によつて電子部品21のパツケージ側面に対して少なくとも1対の任意の対向する方向より力を加えて押しつけることによつて電子部品21の位置を固定すると共に、部品電極24及び基板電極25を所定位置で当接させることによつて電気的に接続する。これにより電子部品21をプリント配線板20上に実装して所定の電子回路を形成する。
【0021】
この場合、電子部品21はソケツト23内にソケツト23の内側方向への収縮力によつて押しつけられて固定されているだけなので、ソケツト23の開口部23Aを外側方向に押し拡げることによつて容易に取り外すことができる。しかもその際、はんだ吸い取り時のように加熱処理を施す必要がないので、電子部品21に対して熱による損傷を与えることがなくなる。
【0022】
また電子部品21の部品電極24を基板電極25に接続するとき、適度な変形性をもつた材質でなるソケツト23の基板電極25が部品電極24の外形状に応じて変形することによつて部品電極24は抵抗なく滑らかにソケツト23内に挿入される。この結果、部品電極24が基板電極25によつて周りから包み込まれて基板電極25の形状が部品電極24に整合されることによつてより一層確実に保持される。
【0023】
以上の構成によれば、弾性材でなる電子部品21の形状に応じた開口部23Aを有するソケツト23を設けて、該ソケツト23の開口部23Aを押し拡げて電子部品21を嵌め込むことによつて、電子部品21を弾性材でなるソケツト23の収縮する力によつて押しつけて所定の実装位置に実装することができる。これによりはんだ付けによることなく、プリント配線板20上の所定の実装位置に電子部品21を取り付け及び取り外し自在に実装し得る。またこの際、プリント配線板20上において電子部品21の取り付け及び取り外しが加熱処理を経ることなく容易になし得るので、一旦実装した電子部品21の信頼性を損なうことなく、再び取り外して繰り返し使用することができる。
【0024】
さらに電子部品21の装着時には、はんだ付け工程におけるはんだ供給工程やリフロー工程等を必要としなくなるので、部品実装時の工程数の削減及び設備の縮小がなし得る。さらにこの場合、はんだ付け工程が省かれることにより、はんだ付けに関する条件パラメータの評価及び設定が不要になり、はんだ付け工程でのパラメータ設定に要した時間を削減し得る。
またはんだ付け時のリフロー工程や部品取り外し時のはんだ吸い取りのときの加熱処理工程が不要となることによつて電子部品21に対して熱ストレスを加える工程がなくなり、電子部品21の実装時の熱ストレスによる損傷の発生を無くして電子部品21の信頼性を向上し得る。この場合、電子部品21の取り付け及び取り外し時に熱ストレスが加わえられないので、電子部品21の耐熱補償値を下げるように部品構造を設計することもでき、これにより電子部品21の製造コストを削減し得る。
【0025】
さらに主成分に鉛を含むはんだを用いないで電子部品21を取り付けるようにしたことにより、鉛による害毒発生がなくなり、自然環境に対する鉛汚染をなくすことができるという効果もある。
かくして所定の弾性をもつた伸縮自在な材料を用いた簡易な構成のソケツト23により、電子部品21を所定の実装位置に取り付け及び取り外しが容易な状態で実装して所望の電子回路を形成することのできるプリント配線板20を実現し得る。
【0026】
(2)第2実施例
図1との対応部分に同一符号を付して示す図4において、30は第2実施例によるソケツトを示し、ソケツト30は弾性材でなり電子部品31の部品電極32に対して引つ込むようなR状の曲線をもつ凹形の基板電極33を設けている。この場合、基板電極33は凹形なので対応する部品電極32を凸形のものとして双方の凹凸部を整合させる。
【0027】
これにより弾性材でなるソケツト30により電子部品31の部品電極32を横方向及び上下方向から押しつけるように基板電極33を当接させることによつて電子部品31をより一層確実に保持することができる。
この場合、基板電極33の電極材料としては金属めつきを施したり金属粉等を混ぜることによつて導電性を与えた所定の弾性を有する導電性樹脂や導電性ゴムを用いる。
これによりソケツト30の収縮力に加えて基板電極33自体の収縮力によつて部品電極32の形状により忠実に基板電極33を適合させてより一層確実に電極同士を接合し得る。
【0028】
図5に示すようにソケツト30は、例えば3層の基板部材30A、30B及び30Cを用いて形成される。ここで基板部材30A及び30Cは、それぞれ弾性材でなり、電子部品31の挿入時の基準となる所定部位の長さa0が対応するソケツト30の開口部34A及び34Cの長さa1に対して基板部材30A及び30Cの収縮分だけ短くなるように設定してある。
さらに基板部材30Bの開口部34Bの対応部分の長さa2は、長さa0に比して所定の割合で短く、かつ開口部34A及び34Cに比して所定の割合で長くなるように設定してある。すなわち図中、電子部品31の所定部位の長さa0に対して基板部材30A及び30Bの長さをa1、基板部材30Cの長さをa2としたとき、a2<a1<a0に設定する。
【0029】
この3つの基板部材30A、30B及び30Cを積層することによつてプリント配線板上に中程が凹形の基板電極を有するソケツト30を形成するようになされている。
この場合、ソケツト30を形成する基板部材は説明を簡略化するため3層構造としているが、4層以上の基板部材を用いて形成するようにしても良い。
【0030】
(3)第3実施例
図6に示す40は第3実施例によるソケツトを示し、ソケツト40は弾性材でなり電子部品41のR状の曲線をもつ凹形の部品電極42に対向して突出するR状の曲線をもつ凸形の基板電極43を設けている。
この場合、電子部品41の凹形の部品電極42によつて基板電極43を横方向及び上下方向から押しつけ、これにより電子部品41の保持力を増すことができ、上述した第2実施例と同様の効果を得ることができる。
因みにこのソケツト40は、図7に示すように、複数の基板部材43A、43B及び43Cを積層させることによつて容易に形成し得る。
【0031】
この場合、ソケツト40を形成する基板部材43A、43B及び43Cの内、中程に積層する基板部材43Bを電子部品41の方向に突出させることによつて、凸形の基板電極43を設ける部分を形成している。
すなわち、図中、挿入時の基準となる電子部品41の所定部位の長さb0に対して基板部材43A及び43Bの長さをb1基板部材43Cの長さをb2としたとき、b2<b1<b0に設定する。
【0032】
(4)第4実施例
図8に示す45は第4実施例によるソケツトを示し、ソケツト45は弾性材でないR状の基板電極46をプリント配線板上において基板平面に沿つた水平方向に設けている。
これにより上述した実施例と同様の効果が得られる。
【0033】
(5)他の実施例
なお上述の実施例においては、電子部品21を角型チツプの電子部品とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばICやトランジスタ等の半導体集積回路装置についても適用し得る。この場合、ICやトランジスタに配設されるリードはソケツトの収縮力に対して対抗し得る程度の強度と弾性力を有するものを設定する。
【0034】
さらに上述の実施例においては、ソケツトの基板電極を凹形又は凸形のものとした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図9に示すソケツト50のように、凹凸を組み合わせた形状の基板電極51を形成しても良い。このようにソケツト側の電極に様々な凹凸形状を設けると共に、対向する電子部品52の部品電極53にもソケツト側の電極形状に応じた凹凸形状を設けることによつて接続時に電極各々の凹凸同士をかみ合わせて当接させる。また電極の凹凸形状についてはR状以外にも種々の形状を設定しても良い。
これにより基板電極及び部品電極のもつ様々な凹凸形状のかみ合わせの度合いに応じて電極間の摩擦力を高め、互いの電極間の摩擦力が高めることができ、電極同士を整合させたときの保持力をより一層向上させることができる。
【0035】
また上述の実施例においては、ソケツト40を複数の基板部材43A、43B及び43Cを積層することによつて形成した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図10に示すような金型55を用いて形成することができる。すなわち金型55は、基板端部の位置に対応する角を落として中程が凸状になるような形状を有する対向する2つの金型55A及び55Bからなり、金型55内にポリイミド等の樹脂を射出することによつて内側方向に凸形の電極部をもつソケツト40を成形することができる。
さらにソケツトは、サンドブラスト、レーザ加工等の手法によつて成形しても良い。
【0036】
また上述の実施例においては、プリント配線板20のソケツト部20Aを1層のものとした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ソケツト部を2層以上に亘つて複数層、積層して電子部品を縦方向に重ねて実装することによつて、単位面積当たりの電子部品の実装密度を向上し得る。
【0037】
さらに上述の実施例においては、ソケツト23に実装する電子部品の数を1つとした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、1つのソケツト23内に複数の電子部品を縦方向に重ねて実装するようにしても良い。この場合、例えば抵抗とコンデンサを重ねて素子間の配線距離を短くして実装することによつて回路特性を安定したものにすることができる。
またこの場合、プリント配線板の単位面積当たりの電子部品の実装密度を向上し得る。
【0038】
さらに上述の実施例においては、ソケツト40の基板部材43A、43B及び43Cについて基板部材43A及び43Cの基板材質を基板部材43Bの基板材質に比して弾性の大きなものとして各基板部材43A、43B及び43Cを積層した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電子部品の形状に応じて各基板部材の弾性特性を設定するようにしても良い。これにより様々な側面形状の電子部品に対応して電子部品を確実に保持することができるソケツトを形成し得る。
【0039】
さらに上述の実施例においては、ソケツト23、40の内側の側壁に基板電極を設けた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、基板電極は、例えば部品電極が電子部品の下面に設けられたものに対しては部品電極に対応するソケツトの底部に設けても良く、また実装する電子部品の部品電極の配設位置に応じて開口部の外側周囲に設けるようにしても良い。
【0040】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、プリント配線板において、電子部品実装位置に電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成されると共に、電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、ソケツトの内側側壁の一部に設けられ、電子部品の電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを設け、電極端子を基板電極に当接させるようにソケツト内に電子部品を嵌め込んで実装するようにしたことにより、電子部品の少なくとも電極端子部分をソケツトの内側側壁の弾性力によつて保持するようにして電極端子を基板端子に電気的に接続させた状態で、ソケツト内に当該電子部品を実装することができ、かくして電極端子を基板電極に当接させてはんだ付けすることなく、取り付け取り外しが容易な状態で電子部品を実装できるプリント配線板を実現し得る。
【0041】
また本発明によれば、プリント配線板の電子部品実装位置に電子部品が実装されてなる回路基板において、電子部品実装位置に電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成されると共に、電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、当該基板部のソケツトの内側側壁の一部に設けられ、電子部品の電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを有するプリント配線板を用い、電極端子を基板電極に当接させるようにソケツト内に電子部品を嵌め込んで実装するようにしたことにより、電子部品の少なくとも電極端子部分をソケツトの内側側壁の弾性力によつて保持するようにして電極端子を基板端子に電気的に接続させた状態で、プリント配線板のソケツト内に当該電子部品を実装することができ、かくして電極端子を基板電極に当接させてはんだ付けすることなく、プリント配線板に取り付け取り外しが容易な状態で電子部品を実装することのできる回路基板を実現し得る。
【0042】
さらに本発明によれば、電子部品の実装方法において、電子部品実装位置に電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成され、かつ電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、ソケツトの内側側壁の一部に設けられ、電子部品の電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを有するプリント配線板を製作し、基板部のソケツトを押し拡げて当該ソケツト内に電子部品を嵌め込むことにより電極端子を基板電極に当接させてプリント配線板に電子部品を実装するようにしたことにより、電子部品の少なくとも電極端子部分をソケツトの内側側壁の弾性力によつて保持するようにして電極端子を基板端子に電気的に接続させた状態で、プリント配線板のソケツト内に当該電子部品を実装することができ、かくして電極端子を基板電極に当接させてはんだ付けすることなく、プリント配線板に取り付け取り外しが容易な状態で電子部品を実装することのできる実装方法を実現し得る。特許法第17条の2第4号の規定による補正
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例によるプリント配線板の全体構成を示す略線的断面図である。
【図2】第1実施例によるソケツト及び基板電極を示す略線的断面図である。
【図3】角型チツプを示す略線的正面図(図3(A))、略線的上面図(図3(B))及び略線的側面図(図3(C))である。
【図4】第2実施例によるソケツトの構成を示す略線的断面図である。
【図5】第2実施例のソケツトの形成の説明に供する略線的断面図である。
【図6】第3実施例によるソケツトの構成を示す略線的断面図である。
【図7】第3実施例のソケツトの形成の説明に供する略線的断面図である。
【図8】第4実施例によるソケツトの構成を示す略線的斜視図である。
【図9】R状の凹凸を有するソケツトの構成を示す略線的断面図である。
【図10】ソケツトの成形金型の説明に供する略線的断面図である。
【図11】従来のはんだ付けの説明に供する略線的断面図である。
【図12】従来のはんだ付けの説明に供する略線的断面図である。
【符号の説明】
1、20……プリント配線板、2、21、31、41、47、52……電子部品、3、25、33、43、46、51……基板電極、4A、4B、4C、24、32、42、48、53……部品電極、5……はんだ、6、28……スルーホール、8、26、29……配線パターン、9……ソルダレジスト膜、23、45……ソケツト、23A……開口部。[0001]
【table of contents】
The present invention will be described in the following order.
Technical field to which the invention belongs
Conventional technology (FIGS. 11 and 12)
Problems to be solved by the invention
Means for solving the problem
Embodiment of the Invention
(1) First embodiment (FIGS. 1 to 3)
(2) Second embodiment (FIGS. 4 and 5)
(3) Third embodiment (FIGS. 6 and 7)
(4) Fourth embodiment (FIG. 8)
(5) Another embodiment (FIGS. 9 and 10)
The invention's effect
[0002]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed wiring board, a circuit board, and a mounting method, and is preferably applied to, for example, a printed wiring board, a circuit board, and a mounting method for forming an electronic circuit or the like by mounting an electronic component at a predetermined position of a wiring pattern. It is something.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, electronic components constituting a part of a circuit element are mounted on a printed wiring board by soldering. In other words, soldering is performed by immersing the electronic component and the printed wiring board in a molten solder bath, and solder cream previously applied to the joint between the electronic component and the printed wiring board is heated and melted and solidified. For example, a reflow soldering method for soldering has been performed.
[0004]
FIG. 11 shows the electronic component 2 mounted on the printed wiring board 1 by the reflow soldering process, and the electronic component 2 is used for the component mounting board electrodes (lands) 3 provided on both sides of the printed wiring board 1. Component electrodes (leads) 4A and 4B provided on a
[0005]
The
The solder resist film 9 made of a heat-resistant coating material is formed by printing or photographic method after the
[0006]
FIG. 12 in which parts corresponding to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, shows a state in which a semiconductor integrated circuit device (IC, Integrated Circuit) 2C is mounted on the printed wiring board 1 as an electronic component. That is, the IC 2C is connected to the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the electronic component 2 is mounted on the printed wiring board 1 by the solder dipping method or the reflow soldering method as described above, in any case, the electronic component 2 and the printed wiring board 1 are once heated to the solder melting temperature. There is a need to.
Here, when the
In the soldering step, it is necessary to set processing conditions such as a heating temperature and parameters such as a flux amount and a solder amount in order to join the
[0008]
Further, in the soldering process, it is necessary to install peripheral processing devices such as a soldering positional deviation inspection device for inspecting positional deviation during soldering and a flux cleaning device for cleaning flux after soldering. Further, the pre-soldering process includes a solder supply process and an adhesive supply process, and it is necessary to provide a device for supplying the solder and the adhesive.
[0009]
If the soldering fails, the solder is heated and melted, and the soldered electronic components can be removed from the printed wiring board.In this case, a soldering iron for heating or a solder that sucks the molten solder Requires a new desoldering device. As described above, the soldering step includes many processing steps when the preceding and subsequent steps are combined, and there is a problem that the processing time becomes longer due to complicated processing steps and the cost of processing equipment is increased.
[0010]
More recently, the toxicity of lead, the main component of solder, has become a problem of polluting the natural environment. Therefore, there is an idea to eliminate lead from the main component of solder. However, to date no effective solder material has been found to replace lead.
The present invention has been made in consideration of the above points, and provides a printed wiring board, a circuit board, and a mounting method capable of mounting an electronic component in a state where it can be easily attached or detached from a wiring pattern without soldering. It is something to propose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, in the present invention, in the printed wiring board, openings having different sizes smaller than the size of the electronic component are provided at the electronic component mounting position in a shape corresponding to the external shape of the electronic component. By laminating a plurality of substrate members made of an elastic material, a socket formed by hollowing out a plurality of openings in the laminating direction of the substrate members is formed for mounting electronic components, and an electronic component is mounted. A concave and / or convex substrate portion in which at least a part of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the laminating direction in accordance with the concave and / or convex electrode terminals provided on the side surface of the component; A substrate electrode made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape, which is provided on a part of the inner side wall of the electronic component and is matched with the electrode terminal of the electronic component, and a socket for contacting the electrode terminal with the substrate electrode. It was to be implemented by fitting the electronic components within.
As a result, in the printed wiring board, at least the electrode terminal portion of the electronic component is held by the elastic force of the inner side wall of the socket, and the electrode terminal is electrically connected to the substrate terminal. Electronic components can be mounted.
[0012]
Further, according to the present invention, in a circuit board having an electronic component mounted on an electronic component mounting position of a printed wiring board, the electronic component mounting position has a shape corresponding to an outer shape of the electronic component, and is larger than the size of the electronic component. By laminating a plurality of substrate members made of an elastic material provided with openings having small and different dimensions, for mounting electronic components, a plurality of openings are hollowed out so as to be continuous in the laminating direction of the substrate members. And at least a portion of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the stacking direction in accordance with the concave and / or convex electrode terminals provided on the side surface of the electronic component. It has a substrate portion formed in a shape, and a substrate electrode made of a convex and / or concave conductive material provided on a part of an inner side wall of a socket of the substrate portion and matching with an electrode terminal of an electronic component. Using printed wiring board, and so as to implement fitted with electronic components in the sockets of the electrode terminals so as to abut against the substrate electrodes.
As a result, in the circuit board, at least the electrode terminal portion of the electronic component is held by the elastic force of the inner side wall of the socket, and the electrode terminal is electrically connected to the board terminal. The electronic component can be mounted therein.
[0013]
Further, in the present invention, in an electronic component mounting method, an elastic material having a shape corresponding to the outer shape of the electronic component at an electronic component mounting position and having openings of different dimensions smaller than the size of the electronic component is provided. A plurality of board members are stacked, thereby forming a socket formed by hollowing out a plurality of openings in the stacking direction of the board members for mounting electronic components, and forming a socket on a side surface of the electronic component. In accordance with the provided concave and / or convex electrode terminals, at least a part of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the laminating direction. A printed wiring board having a substrate electrode made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape, which is provided in a part and is matched with the electrode terminal of the electronic component, is manufactured, and a socket of the substrate portion is pushed out to expand the socket. An electrode terminal by fitting the electronic component so as to mount the electronic component on a printed wiring board is brought into contact with the substrate electrode in bets.
Thus, in the method of mounting an electronic component, the printed wiring is formed in a state in which the electrode terminal is electrically connected to the substrate terminal so that at least the electrode terminal portion of the electronic component is held by the elastic force of the inner side wall of the socket. The electronic component can be mounted in the socket of the board.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0015]
(1) First embodiment
In FIG. 1,
[0016]
A
The
[0017]
The
The
[0018]
As shown in FIG. 2, the
In addition, the
[0019]
Here, when the rectangular chip having the electrodes directly attached to the main body as shown in FIG. 3 is mounted on the
At this time, the
[0020]
In the above configuration, when the
[0021]
In this case, since the
[0022]
Further, when the
[0023]
According to the above configuration, the
[0024]
Further, when the
In addition, since a reflow process at the time of soldering and a heat treatment process at the time of solder removal at the time of component removal are not required, a process of applying thermal stress to the
[0025]
Further, by mounting the
Thus, the desired electronic circuit is formed by mounting the
[0026]
(2) Second embodiment
In FIG. 4, in which parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals,
[0027]
Thus, the
In this case, as the electrode material of the
As a result, in addition to the contraction force of the
[0028]
As shown in FIG. 5, the
Further, the length a2 of the corresponding portion of the
[0029]
By laminating the three
In this case, the substrate member forming the
[0030]
(3) Third embodiment
In this case, the
Incidentally, the
[0031]
In this case, of the
That is, in the drawing, when the length of the
[0032]
(4) Fourth embodiment
As a result, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.
[0033]
(5) Another embodiment
In the above-described embodiment, a case has been described in which the
[0034]
Further, in the above embodiment, the case where the substrate electrode of the socket is concave or convex has been described. However, the present invention is not limited to this, and the unevenness is combined as in the
This increases the frictional force between the electrodes in accordance with the degree of engagement of the various uneven shapes of the substrate electrode and the component electrode, thereby increasing the frictional force between the electrodes, and holding the electrodes when aligned. The power can be further improved.
[0035]
Further, in the above-described embodiment, the case where the
Further, the socket may be formed by a method such as sandblasting or laser processing.
[0036]
Further, in the above-described embodiment, the case where the
[0037]
Further, in the above-described embodiment, the case where the number of electronic components mounted on the
In this case, the mounting density of electronic components per unit area of the printed wiring board can be improved.
[0038]
Further, in the above-described embodiment, the
[0039]
Further, in the above-described embodiment, the case where the substrate electrode is provided on the inner side wall of the
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a printed wiring board, an elastic portion provided with openings of different sizes smaller than the size of the electronic component in a shape corresponding to the external shape of the electronic component at the electronic component mounting position. By laminating a plurality of substrate members made of a material, a socket formed by hollowing out a plurality of openings in the laminating direction of the substrate members is formed for mounting an electronic component, and the electronic component is mounted. A concave and / or convex substrate portion in which at least a part of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the laminating direction in accordance with the concave and / or convex electrode terminals provided on the side surface of the socket; A substrate electrode made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape which is provided on a part of the inner side wall and which is matched with the electrode terminal of the electronic component; The socket is mounted in such a manner that at least the electrode terminal portion of the electronic component is held by the elastic force of the inner side wall of the socket and the electrode terminal is electrically connected to the substrate terminal. The electronic component can be mounted inside the printed wiring board, and thus a printed wiring board can be realized in which the electronic component can be mounted in a state where it can be easily attached and detached without contacting the electrode terminals with the board electrodes and soldering.
[0041]
According to the present invention, in a circuit board having an electronic component mounted on an electronic component mounting position of a printed wiring board, the electronic component mounting position has a shape corresponding to the external shape of the electronic component, and the size of the electronic component is larger than the size of the electronic component. A plurality of substrate members made of an elastic material having openings of different dimensions smaller than each other are laminated, so that the plurality of openings are continuous in the laminating direction of the substrate members for mounting electronic components. A detached socket is formed, and at least a part of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the laminating direction according to the concave and / or convex electrode terminals provided on the side surface of the electronic component. It has a substrate portion formed in a convex shape, and a substrate electrode provided on a part of an inner side wall of a socket of the substrate portion and made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape that matches with an electrode terminal of an electronic component. By using a lint wiring board and mounting the electronic component in the socket so that the electrode terminal is in contact with the substrate electrode, at least the electrode terminal portion of the electronic component is reduced by the elastic force of the inner side wall of the socket. The electronic component can be mounted in the socket of the printed wiring board in a state where the electrode terminals are electrically connected to the board terminals so as to be held, and thus the electrode terminals are brought into contact with the board electrodes. It is possible to realize a circuit board on which electronic components can be mounted in a state where the electronic components can be easily attached to and detached from a printed wiring board without soldering.
[0042]
Furthermore, according to the present invention, in the electronic component mounting method, the elastic material provided with openings of different sizes smaller than the size of the electronic component at the electronic component mounting position in a shape corresponding to the external shape of the electronic component. By laminating a plurality of substrate members, a socket, which is hollowed out so that a plurality of openings are continuous in the laminating direction of the substrate members, is formed for mounting an electronic component, and a side surface of the electronic component is formed. A concave and / or convex substrate portion in which at least a part of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the laminating direction in accordance with the concave and / or convex electrode terminals provided on the inner side wall of the socket; A printed wiring board having a substrate electrode made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape, which is provided in a part of the electronic component and which matches with the electrode terminal of the electronic component, is manufactured by pushing and expanding a socket of the substrate portion. By mounting the electronic component on the printed wiring board by contacting the electrode terminal with the substrate electrode by fitting the electronic component into the inside, at least the electrode terminal portion of the electronic component is reduced by the elastic force of the inner side wall of the socket. The electronic component can be mounted in the socket of the printed wiring board in a state where the electrode terminals are electrically connected to the board terminals so as to be held, and thus the electrode terminals are brought into contact with the board electrodes. A mounting method capable of mounting an electronic component in a state where it can be easily attached to and detached from a printed wiring board without soldering can be realized. Amendment under Article 17-2 (4) of the Patent Act
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the overall configuration of a printed wiring board according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a socket and a substrate electrode according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic front view (FIG. 3 (A)), a schematic top view (FIG. 3 (B)), and a schematic side view (FIG. 3 (C)) showing the square chip.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a configuration of a socket according to a second embodiment.
FIG. 5 is a schematic sectional view for explaining formation of a socket according to a second embodiment;
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a configuration of a socket according to a third embodiment.
FIG. 7 is a schematic sectional view for explaining formation of a socket according to a third embodiment;
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a configuration of a socket according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a configuration of a socket having R-shaped unevenness.
FIG. 10 is a schematic sectional view for explaining a molding die for a socket;
FIG. 11 is a schematic sectional view for explaining conventional soldering.
FIG. 12 is a schematic sectional view for explaining conventional soldering.
[Explanation of symbols]
1, 20 ... printed wiring board, 2, 21, 31, 41, 47, 52 ... electronic components, 3, 25, 33, 43, 46, 51 ... board electrodes, 4A, 4B, 4C, 24, 32 , 42, 48, 53 ... component electrodes, 5 ... solder, 6, 28 ... through hole, 8, 26, 29 ... wiring pattern, 9 ... solder resist film, 23, 45 ... socket, 23A ... …Aperture.
Claims (7)
上記ソケツトの上記内側側壁の上記一部に設けられ、上記電子部品の上記電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極と
を具え、上記電極端子を上記基板電極に当接させるように上記ソケツト内に上記電子部品を嵌め込んで実装する
ことを特徴とするプリント配線板。By mounting a plurality of board members made of an elastic material provided with openings having different dimensions smaller than the size of the electronic component in a shape corresponding to the outer shape of the electronic component at the electronic component mounting position, For mounting electronic components, a socket formed by hollowing out the plurality of openings in the stacking direction of the substrate member is formed, and a concave and / or convex shape provided on a side surface of the electronic component. A substrate portion formed in a concave and / or convex shape in which at least a part of the inner side wall of the socket is sequentially deformed in the laminating direction according to the electrode terminal
A substrate electrode made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape which is provided on the part of the inner side wall of the socket and matches the electrode terminal of the electronic component. A printed wiring board characterized in that the electronic component is mounted in the socket so as to be in contact with the socket .
上記プリント配線板は、
上記電子部品実装位置に上記電子部品の外形状に応じた形状で、かつ当該電子部品の大きさよりも小さい異なる寸法の開口部の設けられた弾性材でなる複数の基板部材が積層されることにより、上記電子部品の実装用として、当該基板部材の積層方向に複数の上記開口部が連続するようにくり抜かれてなるソケツトが形成されると共に、上記電子部品の側面に設けられた凹形及び又は凸形の電極端子に応じて、上記ソケツトの内側側壁の少なくとも一部が上記積層方向に順次変形する凹形及び又は凸形に形成された基板部と、当該基板部の上記ソケツトの上記内側側壁の上記一部に設けられ、上記電子部品の上記電極端子と整合する凸形及び又は凹形の導電材料でなる基板電極とを有し、
上記電極端子を上記基板電極に当接させるように上記ソケツト内に上記電子部品を嵌め込んで実装する
ことを特徴とする回路基板。In a circuit board on which electronic components are mounted at electronic component mounting positions on a printed wiring board,
The printed wiring board is
By mounting a plurality of board members made of an elastic material provided with openings of different dimensions smaller than the size of the electronic component in a shape corresponding to the outer shape of the electronic component at the electronic component mounting position, For mounting the electronic component, a socket formed by hollowing out the plurality of openings in the stacking direction of the board member is formed, and a recessed and / or provided on a side surface of the electronic component is formed. depending on the convex electrode terminals, at least partially the substrate portion formed on the concave and or convex sequentially deformed in the stacking direction, the inner side wall of the sockets of the board of the inner side walls of the sockets Having a substrate electrode made of a convex and / or concave conductive material that matches the electrode terminal of the electronic component,
A circuit board, wherein the electronic component is fitted and mounted in the socket so that the electrode terminal comes into contact with the board electrode.
上記基板部の上記ソケツトを押し拡げて当該ソケツト内に上記電子部品を嵌め込むことにより上記電極端子を上記基板電極に当接させて上記プリント配線板に上記電子部品を実装する第2ステツプと
を具えることを特徴とする実装方法。Child component mounting position in a shape corresponding to the outer shape of the electronic component, and by a plurality of substrate members made of an elastic material provided with the openings of the small different size than the size of the electronic component are stacked conductive, For mounting the electronic component, a socket formed by hollowing out the plurality of openings in the stacking direction of the substrate member is formed, and a concave and / or convex shape provided on a side surface of the electronic component. depending on the electrode terminal, and a substrate portion at least partially formed in a concave and or convex sequentially deformed in the stacking direction of the inner side wall of the sockets, provided in the part of the inner side walls of the sockets A first step of manufacturing a printed wiring board having a substrate electrode made of a conductive material having a convex shape and / or a concave shape which matches the electrode terminal of the electronic component;
The second step of mounting the electronic component on the SL conductive terminal on the printed circuit board is brought into contact with the substrate electrode by fitting the electronic component into the sockets and pushed open the sockets of the substrate portion And a mounting method comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。The substrate portion, the printed wiring board according to claim 1 which are stacked a plurality of said base member, each having a different elastic properties, characterized in that to form.
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。2. The printed wiring board according to claim 1, wherein the substrate is formed of a resin material having a predetermined elasticity.
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the substrate electrode is formed of a deformable conductive paste.
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板。The printed wiring board according to claim 1, wherein the substrate electrode is formed of a conductive resin having a predetermined elasticity.
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JP24126896A JP3587329B2 (en) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | Printed wiring board, circuit board and mounting method |
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