JP4716183B2 - プリント配線基板及び電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線基板及びこのプリント配線基板を用いる電気機器に関する。

従来、プリント配線基板に抵抗、コンデンサ、トランス、半導体などの電子部品を実装する場合、周知のフロー方式やリフロー方式によるはんだ付けにより行われていた。

ところで、はんだは、合金組成等により特性が異なることから、その特性を生かして用いるのが望ましい。

このため、特許文献１に示されるように、実装される電子部品のリフロー加熱温度に合わせて異なるはんだペーストを塗布することで、リフローでの電子部品の温度が上がりすぎることを防ぐ電子部品の実装方法が知られている。

また、実装される電子部品の端子の表面処理の種類に合わせて異なるはんだペーストを塗布することで接合の信頼性の低下を防ぐ電子部品の実装方法も知られている。
特開２００４−２２１３７８号公報

しかしながら、特許文献１に示されたものにおいて、第一の形態は、リフロー加熱温度に合わせて異なる溶解温度のはんだを２種類用意するものであり、第二の形態は、電子部品の端子の表面処理の種類に合わせて異なるはんだを２種類用意するものである。

したがって、これらはいずれも溶融温度又は表面処理の種類といった一つの特性に着目して２種類のはんだを用意したにすぎないものである。

本発明は、はんだの特性要因として、溶融温度、ぬれ性、接合強度、剥離性及びコストなど数ある中で、実装部品をプリント配線基板にはんだ付けするに際し、実装部品を、ぬれ性の良さが要求されるものと、接合強度の強いことが要求されるものとに選別し、それぞれの要求を満たすように複数種類のはんだを用いて実装することにより、実装の信頼性を高めることができるプリント配線基板及び電気機器を提供することを目的とする。

請求項１に記載のプリント配線基板の発明は、配線パターンが形成された基板と；基板にはんだ付けされた複数の実装部品と；を具備し、実装部品は、少なくともぬれ性の良好なはんだと、接合強度の強いはんだとの複数種類のはんだにより同一の基板面側にはんだ付けされるとともに、重量物であって動作中に振動する実装部品は接合強度が強いはんだによって基板の一方側に配置し、軽量物である実装部品はぬれ性の良好なはんだによって基板の他方側に配置されたことを特徴とする。

請求項２に記載の電気機器の発明は、本体と、本体に収容された請求項１に記載のプリント配線基板とを具備したことを特徴とする。

各発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。

少なくともぬれ性の良好なはんだと、接合強度の強いはんだとの複数種類のはんだにより基板にはんだ付けされたとは、ぬれ性の良好なはんだと、接合強度の強いはんだに加えて、例えば、実装部品の耐熱性の関係から溶融温度の低い特性のはんだを用いる、つまり、３種類以上のはんだを用いることも許容する。

はんだのぬれ性が良好、接合強度が強いとは、実装部品の種類、使用者の要求レベルにより、その程度は異なるから、絶対的な基準ではなく、現実に実装部品のはんだ付けに使用されるはんだの種類における相対的関係で足りる。

本発明によれば、基板に実装部品をはんだのぬれ性と接合強度に着目して、複数種類のはんだを用いて同一面側にはんだ付けしたので、実装の信頼性を高めることができるプリント配線基板及び電気機器を提供することが可能となる。

本発明のプリント配線基板及び電気機器の一実施形態を図を参照して説明する。

図１及び図２はプリント配線基板を示し、図１は、電子部品等の実装部品が未実装の状態を示すはんだ面（裏面）概略図、図２は、実装部品が実装された状態を示す表面概略図である。

図１において、基板１のはんだ面には配線パターンが形成されており、面実装部品であるＩＣ等のチップ部品３ｃが装着されている。また、基板１には基板１表裏面を貫通するように略円柱状のスルーホール２が挿入実装部品に対応して適宜個所に形成されており、このスルーホール２の基板１表裏面の端部には図示しないランド部が形成されている。

次に、図２において、電子部品等の実装部品３が基板１に、はんだ付けにより取付けられている。ここで、実装部品３のうち、トランス等の比較的重量物３ａは、図示破線Ａ−Ａを境に紙面上右側に集約されており、ＩＣ等のチップ部品、半導体、抵抗、コンデンサ等の比較的軽量物３ｂは左側に集約されている。

換言すれば、基板１に実装部品３をはんだ付けするに際し、重量物であり、動作中に振動することのある基板１への接合強度が要求されるトランス等の部品を右側に配置し、軽量物であり、接合強度よりも、ぬれ性の良さが要求されるＩＣ等のチップ部品、抵抗等の部品を左側に配置している。

次に、図３及び図４は、フロー方式を用いた基板１のはんだ付け工程を模式的に示す断面図である。図中、本発明の説明上必要となる部分を図示することとし、その他の部分の詳細な図示は省略する。

まず、図３に示す第一工程において、はんだ槽４の開口部側にプリント配線基板１が配設されている。なお、説明上、実装部品３である抵抗５のみを示しており、この抵抗５のリード線５ａはスルーホール２に挿入されている。

はんだ槽４には、比較的ぬれ性の良好なＳｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだ材料４ａが溶けた状態で貯留している。

ここで、基板１のはんだ面の右側、つまり、重量物であるトランス等の実装部品が配置される領域には、マスクシート１０が取付けられ、はんだ槽４のはんだ浴が作用しないようになっている。

一方、基板１のはんだ面の左側、つまり、軽量物である抵抗等の実装部品が配置される領域は、はんだ浴に浸されるようになっており、スルーホール２に挿入された抵抗５のリード線５ａがはんだ付けされる。

次に、前述の図３に示す第一工程から図４に示す第二工程においては、前述と同様に、はんだ槽４の開口部側にプリント配線基板１が配設されている。なお、説明上、前述の工程においてはんだ付けされた抵抗５と、これからはんだ付けされるトランス６のみを示す。同様にトランス６のリード線６ａはスルーホール２に挿入されている。

はんだ槽４には、接合強度の要求を満たし、比較的接合強度が強いと考えられるＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだ材料４ｂが溶けた状態で貯留している。

ここで、基板１のはんだ面の左側、つまり、軽量物であるＩＣ等のチップ部品、抵抗等の実装部品が配置される領域には、マスクシート１１が取付けられ、はんだ槽４のはんだ浴が作用しないようになっている。

一方、基板１のはんだ面の右側、つまり、重量物であるトランス等の実装部品が配置される領域は、はんだ浴に浸されるようになっており、スルーホール２に挿入されたトランス６のリード線６ａがはんだ付けされる。

なお、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだ材料と前述のＳｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだ材料とは、両者の相対的比較において、Ｓｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだ材料はぬれ性が良好で、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだ材料は接合強度が強いとの観点から選択されているものである。

以上のように、図３に示す第一工程では、比較的軽量で、はんだにぬれ性が要求される実装部品のはんだ付けを行い、図４に示す第二工程では、比較的重量があり、はんだに接合強度が要求される実装部品のはんだ付けを行う。

したがって、実装部品の要求にあった特性のはんだを選択することにより、はんだ付けの信頼性を向上することができる。

本実施形態においては、ぬれ性を重視したはんだとして、Ｓｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだ材料を用い、接合強度を重視したはんだとして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだ材料を用いたが、これに限定されず、ぬれ性と接合強度とのそれぞれの特性を重視して、Ｂｉ、Ｉｎなどを添付した材料を用いてもよく、また、合金組成を種々考慮することにより、実装部品が要求するぬれ性と接合強度に着目してはんだ材料を選択してもよい。

また、本実施形態においては、はんだ付けの方法として、フロー方式により説明したが、リフロー方式やはんだペーストを吐出ノズルから吐出するはんだ塗布装置による方式等、いずれでもよく、はんだ付け方式には限定されない。

さらにまた、基板への実装部品の配置に関し、比較的重量物である、つまり、接合強度の強いはんだを用いる実装部品を右側に集約し、比較的軽重物である、つまり、ぬれ性の良好なはんだを用いる実装部品を左側に集約した場合について説明したが、この配置に限らず、接合強度の強いはんだを用いる実装部品とぬれ性の良好なはんだを用いる実装部品とを基板上に混在させるものであってもよい。

この場合は、各部品をぬれ性と接合強度の観点から選別し、それに対応して、フロー方式ではマスクパターンを変えたり、また、塗布装置による方式では、各部品に対応して２種類のはんだ材料を使い分けたりすればよい。

加えて、実装部品は、リードタイプの挿入実装部品であっても、面実装部品であっても適用可能である。

次に、本発明の電気機器の一実施形態について説明する。

図５は、電気機器として照明器具２０を示す斜視図である。この照明器具２０は、箱状の本体２１とランプソケット２２を介して取付けられた放電ランプとしての蛍光ランプ２３から構成されている。本体２１の上面側は、天井等に取付けられる取付面２１ａをなし、下面側は、蛍光ランプ２３からの光を反射する反射面２１ｂをなしている。

そして、本体２１内には、放電ランプ点灯装置２４が収容されており、さらに、この放電ランプ点灯装置２４には、上述のプリント配線基板が収納されている。

この照明器具によれば、プリント配線基板における実装部品の実装の信頼性の向上、ひいては照明器具の信頼性の向上が期待できる。

なお、電気機器としては、複写機等のオフィス機器、電子レンジ等の家庭用機器なども含まれる。

本発明のプリント配線基板の実施形態を示し、実装部品が未実装の状態を示す表面概略図である。 同実装部品が実装された状態を示す表面概略図である。 本発明のプリント配線基板の第一のはんだ付け工程を模式的に示す断面図である。 同第二のはんだ付け工程を模式的に示す断面図である。 本発明の電気機器として照明器具の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 基板
３ 実装部品
４ はんだ槽
２０ 照明器具

Claims (2)

1. 配線パターンが形成された基板と；
   基板にはんだ付けされた複数の実装部品と；
   を具備し、実装部品は、少なくともぬれ性の良好なはんだと、接合強度の強いはんだとの複数種類のはんだにより同一の基板面側にはんだ付けされるとともに、重量物であって動作中に振動する実装部品は接合強度が強いはんだによって基板の一方側に配置し、軽量物である実装部品はぬれ性の良好なはんだによって基板の他方側に配置されたことを特徴とするプリント配線基板。
2. 本体と；
   本体に収容された請求項１に記載のプリント配線基板と；
   を具備したことを特徴とする電気機器。

Images