JP4779933B2 - プリント回路基板装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント回路基板（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｉｔＢｏａｒｄ）やフレキシブルプリント配線板（ＦｌｅｘｉｂｉｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｉｔ）などのプリント回路基板装置に関し、特に、プリント配線板に実装する半導体などの部品のリードやピン、導体など（以下、これらを総称して「リード線」と称す。）を、噴射法によって半田付けする際に、隣接するリード線の半田付けランド部分が相互に半田タッチによりショートすることを防止したものである。

一般的に、プリント配線板に半導体や抵抗、コンデンサ、コネクタなどの部品を半田付けにより実装する場合、例えば、プリント配線板に設けられた挿通孔に、部品のリード線を挿通した状態で、ディップ槽の上流域から半田液を噴流する半田液区域を通過して下流域に向かう方向に進行させる。この進行方向がディップ方向である。これにより、上方に向かって噴流する半田液にプリント配線板の下面を漬け、該プリント配線板の各半田付けランドと、各リード線との間に半田液を付着させる。プリント配線板が半田液区域を通過して下流域にまで来ると、半田液が液切りされて、各半田付けランドと各リード線の挿通孔との間に少量の半田液だけが残留し、その残留半田液に対して各リード線に向けて表面張力による逆向きの表面張力がかかることにより、各半田付けランド間で半田液が切り離されて空隙が形成され、その空隙により切り離された半田液が各リード線を中心に固化され、その固化半田を介して各リード線が互いに独立して各半田付けランドに接続される。

上述のようにプリント配線板が半田液区域をディップ方向に沿って通過することから、例えば、そのディップ方向の最後端側と最後端側半田付けランドとの間に残留する半田液は少なくなり、半田不良となることがある。この対策として、例えば、最後端側の半田付けランドのように、半田不良が予測される部分には、当該半田付けランドに接して半田溜りランドをディップ方向に沿って後方（上流側）に向かって延設することにより、半田溜りランドが延設された半田付けランドと、リード線との間に半田液が適量残留するようにしている。

しかし、上述のように半田溜りランドを設けると、半田溜りランドがディップ方向に直交する方向に隣接して並列的に配置され、両者の距離が短いと、半田溜りランドに余分な半田がつき易く、余分な半田がディップ槽内に落ちず、隣接する半田溜りランド同士が相互に半田タッチによりショートすることがある。

この対策として、従来では、例えば、部品のリード線を挿入する複数の挿通孔が設けられた基板において、プリント配線板の挿通孔の周辺に半田付けするための半田付けランドを形成し、当該半田付けランドに連なって、半田付けランドと略同じ大きさの半田溜りランドを設け、かつ、この半田溜りランドを、当該半田溜りランドと、挿通孔とを結ぶ仮想直線が基板平面からみて基板進行方向に対して略４５度の傾斜角度で形成するようにしたものがある( 例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１９０２０２号公報

しかし、前述の特許文献１記載の構成では、半田付けランドと、半田溜りランドとは、略同じ大きさであるため、半田は後ろ側の半田溜りランド側に引き寄せられ、半田付けランドと、リード線との半田が不十分となる危惧がある。しかも、半田溜りランドが、基板進行方向に対して略４５度の傾斜角度で形成されているので、全方向に対して、所定の距離を離す必要があり、勢い、この種プリント回路基板装置が大型化するなどといった問題があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、殊更プリント配線板を大型とすることなく、半田付けランドと、部品のリード線との半田付けを確実に行い、しかも、隣接する半田溜りランド同士が相互に半田タッチによりショートすることを防止することができるプリント回路基板装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明では、プリント配線板と、当該プリント配線板に実装される部品と、前記プリント配線板に設けられ、前記部品のリード線を挿通する挿通孔と、当該挿通孔の周囲に形成された半田付けランドと、この半田付けランドに延設して設けられる半田溜まりランドと、を備え、ディップ槽の上流域から半田液を噴流する半田液区域を通過して下流域に向かう前記プリント配線板の進行方向がディップ方向と規定されているプリント回路基板装置において、前記プリント配線板の略等間隔おきの前記ディップ方向複数箇所に前記半田付けランドが直列的に配置されてなるランド列を、２列に亘って有し、前記２列の各ランド列の前記ディップ方向の最後端側に配置された半田付けランドのみに、それぞれ、当該半田付けランドに対してディップ方向の後方に設けられた前記半田溜まりランドが延設され、一方側のランド列の前記最後端側に配置された半田付けランドに延設された半田溜まりランド、及び、他方側のランド列の前記最後端側に配置された半田付けランドに延設された半田溜まりランドは、共に、前記ディップ方向に対して後方が細くなる略三角形状であり、それらの半田溜まりランドは、前記ディップ方向の後方側ほど相互間隔が広がるように形成されている。

この構成によれば、半田不良が予想される半田付けランドに延設された半田溜りランドは、ディップ方向に対して後方が細くなる略三角形状に形成されているので、ディップ槽において半田付けする際に、効果的に溶融半田を、リード線と、半田付けランドとの間に誘引し、適量の半田が残留するようにして確実に半田付けすることができる。しかも、一方側のランド列の前記最後端側に配置された半田付けランドに延設された半田溜まりランドと、他方側のランド列の前記最後端側に配置された半田付けランドに延設された半田溜まりランドとは、前記ディップ方向の後方側ほど相互間隔が広がるように形成されているので、この間の空隙が広くなり、半田タッチによるショートすることがない。この結果、殊更プリント配線板を大型とすることなく、半田付け後の目視検査や、手直しによる歩留まりが軽減され、生産性の向上を図ることができる。

また、本発明においては、前記２列のランド列のうちの一方側のランド列に属する個々の半田付けランドと他方側のランド列に属する個々の半田付けランドとが千鳥状に配置されている。

また、本発明においては、前記半田溜りランドが延設して形成されていない半田付けランドを挟んで、前記ディップ方向に直交する方向でその両側に、前記２列のランド列がそれぞれ配置されている。

この構成によれば、より多くの部品を実装するプリント配線板の配線パターンの設計がし易く、効果的にプリント配線板の限られたスペースの有効利用を図ることができ、都合がよい。

本発明によれば、殊更プリント配線板を大型とすることなく、半田付けランドと、部品のリード線との半田付けを確実に行い、しかも、隣接する半田溜りランド同士が相互に半田タッチによりショートすることを防止することができるプリント回路基板装置を得ることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１乃至図５に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るプリント回路基板装置であるプリント回路基板の要部を示す側面図、図２は、図１に示すプリント配線板のパターン面の一例を示す平面図である。図３は、ディップ槽の概略構成を示す断面図である。図４は、半田付け前のプリント配線板の要部を示す側面図、図５は、半田付け直後のプリント配線板の要部を示す側面図である。

図１および図２に示すように、プリント回路基板装置１は、所望の配線パターン２が施されたプリント配線板３に、半導体や抵抗、コンデンサ、コネクタなどの部品４を半田付けにより実装して構成されている。プリント配線板３には、部品４を実装するため、当該部品４のリード線４１を挿通する挿通孔３１が設けられている。また、プリント配線板３の部品４が実装される面とは反対側の面（図１において下面側）には、図２に示すように、リード線４１と、配線パターン２とを接続するために、挿通孔３１の周囲に導電パターンである半田付けランド５ａ、５ｂが、ディップ方向（後述する）Ｘに対して、略等間隔で直列的に３個配置してランド列Ａ、Ｂを、２列構成している。なお、図中８は、半田である。

半田付けランド５ａ、５ｂは、プリント配線板３の導電パターンの一部で、当該プリント配線板３に実装する部品４の接続や取付け、スルーホールなどの挿通孔３１に、実装する部品４のリード線４１を挿通して接続するために形成された部分を言う。この半田付けランド５ａ、５ｂの形状は、図示す例では、略円形状であるが、小判型、角型などに形成してもよい。

而して、本発明に従い、半田不良が予想される上述の各ランド列Ａ、Ｂのディップ方向Ｘの最後端側に配設された半田付けランド５ａ、５ｂのみに、半田溜りランド６ａ、６ｂが延設されている。そして、ディップ方向Ｘに直交する方向Ｙ（ディップ方向Ｘに垂直な方向）に隣接して配置された一対の半田溜りランド６ａ、６ｂは、ディップ方向Ｘに対して後方が細くなる略三角形状であり、それらの半田溜まりランド６ａ、６ｂは、前記ディップ方向Ｘの後方側ほど相互間隔が広がるように形成されている。この半田溜りランド６ａ、６ｂのディップ方向Ｘに対する長さｔは、通常、半田付けランド５ａ、５ｂの直径に対して０．５〜１倍の長さに設定するのが好ましい。また、半田溜りランド６ａ、６ｂのディップ方向Ｘに直交する方向Ｙの最大幅は、通常、半田付けランド５ａ、５ｂの直径と略同じ幅以下に設定するのが好ましい。なお、半田溜りランド６ａ、６ｂも半田付けランド５ａ、５ｂと同様、導電パターンの一部である。

次に、図３に示すようなディップ槽７を用いて、例えば、噴射法によって半田付けする手順について説明する。先ず、図４に示すように、配線パターン２および半田付けランド５ａ、５ｂ、半田溜りランド６ａ、６ｂが施されたプリント配線板３の挿通孔３１に、部品４のリード線４１を挿通する。その後、当該プリント配線板３を、ディップ槽７の上流域７１から半田液を噴流する半田液区域７２を通過して下流域７３に向かう方向に進行させる。この進行方向が、プリント配線板３のディップ方向Ｘである。プリント配線板３をディップ方向Ｘに進行させてディップ槽７内の半田液区域７２を通過させると、これにより、上方に向かって噴流する半田液（図３において点線矢印示す）にプリント配線板３の下面を漬け、該プリント配線板３の各半田付けランド５ａ、５ｂと、各リード線４１との間に半田液を付着させる。その後、プリント配線板３が半田液区域７２を通過して下流域７３にまで来ると、半田液が液切りされて、各半田付けランド５ａ、５ｂと各リード線４１の挿通孔３１との間に少量の半田液だけが残留し、その残留半田液に対して各リード線４１に向けて、図５に示すように表面張力による逆向きの表面張力ｆがかかることにより、各半田付けランド５ａ、５ｂ間で半田液が切り離されて空隙Ｇ１（図１参照）が形成され、その空隙Ｇ１により切り離された半田液が各リード線４１を中心に固化され、その固化した半田８を介して各リード線４１が互いに独立して各半田付けランド５ａ、５ｂに接続される。

以上の構成による本実施形態では、半田不良が予想されるランド列Ａ、Ｂのディップ方向Ｘの最後端側に配設された半田付けランド５ａ、５ｂには、半田溜りランド６ａ、６ｂが延設されている。この半田溜りランド６ａ、６ｂは、ディップ方向Ｘに対して後方が細くなる略三角形状に形成されているので、ディップ槽７において半田付けする際に、効果的に溶融半田を、リード線４１と、半田付けランド５ａ、５ｂとの間に誘引し、適量の半田が残留するようにして確実に半田付けすることができる。しかも、それらの半田溜まりランド６ａ、６ｂは、ディップ方向Ｘの後方側ほど相互間隔が広がるように形成されているので、この間の空隙Ｇ２が広くなり、半田タッチによるショートすることがない。この結果、殊更プリント配線板３を大型とすることなく、半田付け後の目視検査や、手直しよる歩留まりが軽減され、生産性の向上を図ることができる。

また、略等間隔で直列的に配置された半田付けランド５ａ、５ｂのうち、半田不良が予測されるランド列Ａ，Ｂのディップ方向Ｘの最後端側に配設された半田付けランド５ａ、５ｂにのみ半田溜りランド６ａ、６ｂを延設すればよいので、配線パターンの設計がし易く、効果的にプリント配線板３の限られたスペースの有効利用を図ることができ、都合がよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照しながら説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るプリント配線板のパターン面の他の例を示す平面図である。なお、図６において、上述した図１乃至図５と同じ符号を付した部分は、略同一のものを示すため、ここでは詳細な説明は省略する。以下、上述した実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態では、図６に示すように、２列のランド列Ａ、Ｂのうちの一方側のランド列Ａに属する３個の半田付けランド５ａと他方側のランド列Ｂに属する３個の半田付けランド５ｂとが千鳥状に配置されている。そして、半田不良が予想されるランド列Ａ、Ｂのディップ方向Ｘの最後端側に配設された半田付けランド５ａ、５ｂには、半田溜りランドを６ａ、６ｂを延設する。この半田溜りランドを６ａ、６ｂは、上述した第１実施形態と同様、ディップ方向Ｘに対して後方が細くなる略三角形状で、かつ、それらの半田溜まりランド６ａ、６ｂは、ディップ方向Ｘの後方側ほど相互間隔が広がるように形成されている。

以上の構成による本実施形態よれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する他、千鳥状に配置された半田付けランド５ａ、５ｂのうち、半田不良が予測されるランド列のディップ方向Ｘの最後端側に配設された半田付けランド５ａ、５ｂにのみ半田溜りランド６ａ、６ｂを延設すればよいので、配線パターンの設計がし易く、効果的にプリント配線板３の限られたスペースの有効利用を図ることができ、都合がよい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係るプリント配線板のパターン面の更に他の例を示す平面図である。なお、図７においては、配線パターンは、図示を省略している。また、図７において、上述した図１乃至図６と同じ符号を付した部分は、略同一のものを示すため、ここでは詳細な説明は省略する。以下、上述した実施形態との相違点を中心に説明する。

本実施形態では、図７に示すように、ディップ方向Ｘに対して、直列的に３個配置したランド列Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ〜Ｍ、Ｎが、複数列構成され、半田不良が予想されるランド列Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｅ，Ｍ、Ｎのディップ方向Ｘの最後端側に配設された半田付けランド５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅ、５ｍ、５ｎには、半田溜りランド６ａ、６ｂ、６ｄ、６ｅ、６ｍ、６ｎが延設されている。この半田溜りランドを６ａ、６ｂ、６ｄ、６ｅ、６ｍ、６ｎは、上述した第１実施形態と同様、ディップ方向Ｘに対して後方が細くなる略三角形状で、かつ、それらの半田溜まりランド６ａ、６ｂ、半田溜まりランド６ｄ、６ｅ、及び、半田溜まりランド６ｍ、６ｎは、ディップ方向Ｘの後方側ほど相互間隔が広がるように形成されている。そして、隣接して配置された一対ずつの半田溜りランド６ａ−６ｂ、６ｄ−６ｅ、６ｍ−６ｎを、ディップ方向Ｘに直交する方向において、半田溜りランド６ａ、６ｂ、６ｄ、６ｅ、６ｍ、６ｎが延設して形成されていない半田付けランド５ｃ、５ｅからなるランド列Ｃ、Ｅを介して並列的に配置して形成する。以上の構成は、要するに、半田溜りランドが延設して形成されていない半田付けランドを挟んで、ディップ方向に直交する方向でその両側に、２列のランド列がそれぞれ配置されている、という構成に相当している。

以上の構成による本実施形態よれば、上述した実施形態と同様の作用効果を奏する他、複数対のランド列Ａ−Ｂ、Ｄ−Ｅ、Ｍ−Ｎを、それぞれ一対として、ディップ方向Ｘに直交する方向において、半田溜りランド６ａ、６ｂ、６ｄ、６ｅ、６ｍ、６ｎが延設して形成されていない半田付けランド５ｃ、５ｅからなるランド列Ｃ、Ｅを介して並列的に配置しているので、より多くの部品４を実装するプリント配線板３の配線パターンの設計がし易く、効果的にプリント配線板３の限られたスペースの有効利用を図ることができ、都合がよい。

なお、上述した各実施形態は、本発明の好適な実施例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。

また、上述の各実施形態では、プリント回路基板装置としてプリント回路基板について詳述したが、本発明はフレキシブルプリント配線板に適用してもよいのは、勿論である。

また、上述の各実施形態では、半田付けランドとして円形状としたが、例えば、小判型、角型などに形成してもよいのは、勿論である。

本発明の一実施形態に係るプリント回路基板装置であるプリント回路基板の要部を示す側面図である。 図１に示すプリント配線板のパターン面の一例を示す平面図である。 ディップ槽の概略構成を示す断面図である。 半田付け前のプリント配線板の要部を示す側面図である。 半田付け直後のプリント配線板の要部を示す側面図である。 本発明の第２実施形態に係るプリント配線板のパターン面の他の例を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係るプリント配線板のパターン面の更に他の例を示す平面図である。

Ａ〜Ｎ ランド列
Ｘ ディップ方向
１ プリント回路基板装置（プリント回路基板）
２ 配線パターン
３ プリント配線板
３１ 挿通孔
４ 部品
４１ リード線
５ａ〜５ｎ 半田付けランド
６ａ〜６ｎ 半田溜りランド
８ 半田

Claims (3)

1. プリント配線板と、当該プリント配線板に実装される部品と、前記プリント配線板に設けられ、前記部品のリード線を挿通する挿通孔と、当該挿通孔の周囲に形成された半田付けランドと、この半田付けランドに延設して設けられる半田溜まりランドと、を備え、
   ディップ槽の上流域から半田液を噴流する半田液区域を通過して下流域に向かう前記プリント配線板の進行方向がディップ方向と規定されているプリント回路基板装置において、
   前記プリント配線板の略等間隔おきの前記ディップ方向複数箇所に前記半田付けランドが直列的に配置されてなるランド列を、２列に亘って有し、
   前記２列の各ランド列の前記ディップ方向の最後端側に配置された半田付けランドのみに、それぞれ、当該半田付けランドに対してディップ方向の後方に設けられた前記半田溜まりランドが延設され、
   一方側のランド列の前記最後端側に配置された半田付けランドに延設された半田溜まりランド、及び、他方側のランド列の前記最後端側に配置された半田付けランドに延設された半田溜まりランドは、共に、前記ディップ方向に対して後方が細くなる略三角形状であり、それらの半田溜まりランドは、前記ディップ方向の後方側ほど相互間隔が広がるように形成されていることを特徴とするプリント回路基板装置。
2. 前記２列のランド列のうちの一方側のランド列に属する個々の半田付けランドと他方側のランド列に属する個々の半田付けランドとが千鳥状に配置されている請求項１に記載のプリント回路基板装置。
3. 前記半田溜りランドが延設して形成されていない半田付けランドを挟んで、前記ディップ方向に直交する方向でその両側に、前記２列のランド列がそれぞれ配置されている請求項１に記載のプリント回路基板装置。