JP4923275B2 - Through-hole structure and printed wiring board using the same - Google Patents

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Description

本発明はスルーホール構造及びそれを用いたプリント配線板に関し、特に多層プリント配線板におけるスルーホールの構造に関するものである。   The present invention relates to a through-hole structure and a printed wiring board using the same, and more particularly to a through-hole structure in a multilayer printed wiring board.

プリント配線板におけるスルーホールの一般的な構造を、図７に示す。図７はその断面図であり、スルーホール２は、その内壁面に導体（スルーホール内導体）２１が設けられており、例えば、プリント配線板１の内部には、導体５，１０が設けられている。そして、導体５はスルーホール内導体２１に接続されている。   A general structure of the through hole in the printed wiring board is shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view of the through hole 2. A conductor (through hole inner conductor) 21 is provided on the inner wall surface of the through hole 2. For example, conductors 5 and 10 are provided inside the printed wiring board 1. FIG. ing. The conductor 5 is connected to the through-hole conductor 21.

なお、スルーホールの構造の例としては、特許文献１〜５などがある。
特開昭６２−１８６５９４号公報 特開昭６２−１８６５９５号公報 特開平４−２０６６９４号公報 特開平６−３５０２５７号公報 実開昭６２−１０４４７０号公報 Examples of the through hole structure include Patent Documents 1-5.
Japanese Patent Laid-Open No. 62-186594 JP 62-186595 A JP-A-4-206694 JP-A-6-350257 Japanese Utility Model Publication No. 62-104470

この様なプリント配線板１のスルーホール２に対して、図８に示すように、鉛フリーハンダ９を用いて部品のリード（図示せず）を接続する場合、このスルーホール２に接続されている導体５の面積が大きいと、ハンダがスルーホール２の上部へ上がらなくなる。すなわち、ハンダ９がスルーホール２内に入ってくると、ハンダ９からスルーホール２を介して当該導体５へ熱が伝達されてしまい、スルーホール内に入ったハンダ９の温度が下がってしまう。従って、ハンダの粘性が大きくなり、ハンダがスルーホールの上部へ上がらなくなるのである。   When a lead (not shown) of a component is connected to such a through hole 2 of the printed wiring board 1 using a lead-free solder 9 as shown in FIG. If the area of the conductor 5 is large, the solder will not rise above the through hole 2. That is, when the solder 9 enters the through hole 2, heat is transferred from the solder 9 to the conductor 5 through the through hole 2, and the temperature of the solder 9 entering the through hole is lowered. Therefore, the viscosity of the solder increases and the solder does not rise to the upper part of the through hole.

鉛のフリーハンダは、粘性が大きく、他のハンダに対して、いわゆるハンダ上がりが悪いという性質があり、特に広い面積を有する導体に接続されているスルーホールに対しては、熱がこの導体に逃げることにより、粘性が大となってしまい、結果的に、ハンダ上がりが悪くなる。そのために、スルーホールに十分な量のハンダを供給することができず、スルーホールと部品のリードとの接続が十分でなくなり、信頼度が低下するという問題がある。   Lead-free solder has a high viscosity and has a property of so-called poor solder rise with respect to other solders. Heat is applied to this conductor especially for through holes connected to conductors with a large area. By escaping, the viscosity becomes large, and as a result, the solder rise becomes worse. Therefore, there is a problem that a sufficient amount of solder cannot be supplied to the through hole, the connection between the through hole and the component lead is not sufficient, and the reliability is lowered.

ここで、特許文献１，２を参照すると、多層構造のプリント配線板において、１つの貫通孔内に、例えば、２つのスルーホールを同時に製造する方法が開示されており、最終的に出来上がったスルーホールの構造として、プリント配線板の断面構造において、１つの貫通孔の上側部分と下側部分とに、それぞれスルーホールが設けられ、これら２つのスルーホールは、電気的に、互いに絶縁されたものとなっている。   Here, referring to Patent Documents 1 and 2, a method of simultaneously manufacturing, for example, two through holes in one through hole in a multilayer printed wiring board is disclosed. As the hole structure, in the cross-sectional structure of the printed wiring board, through holes are provided in the upper part and the lower part of one through hole, respectively, and these two through holes are electrically insulated from each other. It has become.

この様な構造においても、各々のスルーホールに、面積の大きな導体が接続されていれば、やはり図８にて説明したハンダ上がりの劣化が生じて信頼性が低下するという問題は依然として生ずることになる。   Even in such a structure, if a conductor having a large area is connected to each through-hole, the problem that the deterioration of the solder rise described in FIG. Become.

特許文献３を参照すると、多層構造のプリント配線板において、ある貫通孔内に、例えば、第２層と第３層との間だけを接続するためのスルーホールを製造する方法が開示されており、最終的に出来上がったスルーホールの構造として、プリント配線板の断面構造において、１つの貫通孔の一部分にのみスルーホールが設けられたものとなっている。   With reference to Patent Document 3, there is disclosed a method of manufacturing a through hole for connecting, for example, only a second layer and a third layer in a certain through hole in a multilayer printed wiring board. In the cross-sectional structure of the printed wiring board, the through hole structure finally obtained is a through hole provided only in a part of one through hole.

この様な構造においても、当該スルーホールに、面積の大きな導体が接続されていれば、やはりハンダ上がりの劣化が生じて信頼性が低下することになる。   Even in such a structure, if a conductor having a large area is connected to the through-hole, the deterioration of solder rises and the reliability is lowered.

特許文献４を参照すると、第１のスルーホールを有する第１のプリント配線板と、第２のスルーホールを有する第２のプリント配線板とを、第１及び第２のスルーホールが１つの貫通孔を形成するように重ね合わせて多層プリント板を形成しているが、このとき、穴の開いた絶縁板を、第１及び第２のプリント配線板によりはさみ、そして、絶縁板の穴が第１及び第２のスルーホールと同じ位置になるようにして加圧接着する技術が開示されている。   With reference to Patent Document 4, a first printed wiring board having a first through hole and a second printed wiring board having a second through hole are penetrated by one first and second through hole. The multilayer printed board is formed by overlapping so as to form a hole. At this time, the insulating board with a hole is sandwiched between the first and second printed wiring boards, and the hole of the insulating board is the first. A technique for pressure bonding so as to be in the same position as the first and second through holes is disclosed.

こうすることにより、配線の変更などに柔軟に対応できるとされているが、第１及び第２のスルーホールの各々においては、やはりハンダ上がりの劣化が生じて信頼性が低下するという問題は発生し得ることになる。   By doing so, it is said that it is possible to flexibly cope with a change in wiring, etc., but in each of the first and second through holes, there is a problem that the deterioration of the solder is caused and the reliability is lowered. Will be able to.

特許文献５を参照すると、スルーホール内に、導体パターンが形成されていない円筒形の絶縁部を設けた構造が開示されている。このスルーホールが設けられたプリント配線板の表裏のパターンを接続するには、このスルーホール内に導電性ピンを挿入し、接続しない場合には、導電性ピンの挿入を行わないようにするというものである。   With reference to Patent Document 5, there is disclosed a structure in which a cylindrical insulating portion in which a conductor pattern is not formed is provided in a through hole. In order to connect the front and back patterns of the printed wiring board provided with the through hole, a conductive pin is inserted into the through hole, and when not connected, the conductive pin is not inserted. Is.

この特許文献５では、ハンダを用いる必要がないので、上述したハンダ上がりに関する問題は生じないし、また、そのような問題の提示もなされていないことになる。   In Patent Document 5, since it is not necessary to use solder, the above-described problem relating to solder rise does not occur, and no such problem is presented.

本発明の目的は、ハンダ上がりを良好として信頼性を向上させることが可能なスルーホール構造及びプリント配線板を提供することである。   An object of the present invention is to provide a through-hole structure and a printed wiring board that can improve soldering and improve reliability.

本発明によるスルーホール構造は、プリント配線板におけるスルーホール構造であって、１つのスルーホールを、前記スルーホールに接続すべき導体が接続された第１の部分と、それ以外の第２の部分とに電気的に分離し、前記第１及び第２の部分は、前記スルーホールに設けられた分離用スリットにより分離されており、前記分離用スリットは前記スルーホールの内壁面に設けられており、前記第１の部分は前記分離用スリットより上部の部分であり、前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分のうち前記第１の部分にのみ接続されることを特徴とする。 The through-hole structure according to the present invention is a through-hole structure in a printed wiring board, in which one through hole is connected to a conductor to be connected to the through hole, and the other second part. The first and second portions are separated by a separation slit provided in the through hole, and the separation slit is provided on an inner wall surface of the through hole. The first portion is a portion above the separation slit, and a conductor to be connected to the through hole is connected only to the first portion of the first and second portions. And

本発明による他のスルーホール構造は、プリント配線板におけるスルーホール構造であって、１つのスルーホールを、第１の部分とそれ以外の第２の部分とに電気的に分離して設け、この分離部分に、前記スルーホールに接続すべき導体の一部を露出し、前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分に接続されずに前記一部を前記分離部分に露出してなることを特徴とする。 Another through-hole structure according to the present invention is a through-hole structure in a printed wiring board, in which one through-hole is provided in a first part and a second part other than the first part. A part of the conductor to be connected to the through hole is exposed at the separation part, and the part of the conductor to be connected to the through hole is not connected to the first and second parts and the part is exposed to the separation part. characterized in that by comprising.

本発明によるプリント配線板は、上記のスルーホール構造を含むことを特徴とする。   A printed wiring board according to the present invention includes the above-described through-hole structure.

本発明によれば、１つのスルーホールを、導体が接続された第１の部分と、それ以外の第２の部分とに電気的に分離する構造としたので、スルーホールが広い面積を有する導体に接続されていても、ハンダの熱が導体に伝達されなくなり、よって、ハンダ上がりが十分となって接続が良好になるという効果がある。   According to the present invention, since one through hole is electrically separated into a first portion to which a conductor is connected and a second portion other than the first portion, the conductor having a large area of the through hole. Even if it is connected, the heat of the solder is not transferred to the conductor, so that there is an effect that the solder rises sufficiently and the connection is improved.

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態の断面図である。プリント配線板１には、部品のリード３を挿入し接続するためのスルーホール２が形成されている。このスルーホール２は、予めその中間部分において、上下分離用スリット４が設けられており、スルーホール２は、このスリット４により、上側部分と下側部分とに分離された構造となっている。すなわち、スルーホール２を形成するスルーホール内導体が、下側部分を構成する第１のスルーホール内導体７と、上側部分を構成する第２のスルーホール内導体８とに、互いに分離されている。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention. The printed wiring board 1 is formed with through holes 2 for inserting and connecting component leads 3. The through hole 2 is provided with slits 4 for separating the upper and lower portions in advance in the middle portion thereof, and the through hole 2 is separated into an upper portion and a lower portion by the slit 4. That is, the through-hole inner conductors forming the through-holes 2 are separated from each other into the first through-hole inner conductor 7 constituting the lower part and the second through-hole inner conductor 8 constituting the upper part. Yes.

そして、上側部分の第２のスルーホール内導体８にのみ必要な導体５が接続されており、下側部分の第１のスルーホール内導体７には、導体５は接続されていない。すなわち、スルーホールに接続されるべき導体５が接続されている上側スルーホール内導体８と、鉛ハンダを立ち上げるべき下側スルーホール内導体７とを、予め分離しておくのである。   The necessary conductor 5 is connected only to the second through-hole conductor 8 in the upper part, and the conductor 5 is not connected to the first through-hole conductor 7 in the lower part. That is, the upper through-hole in-conductor 8 to which the conductor 5 to be connected to the through-hole is connected and the lower through-hole in-conductor 7 from which the lead solder is to be raised are separated in advance.

スルーホールに接続されるべき導体５は、別に設けられているスルーホール６を介して、上側のスルーホール内導体８に接続されているものとする。なお、１０はプリント配線板１内に設けられた多層配線を構成する導体を示しており、スルーホール２には接続されない配線層であるものとしている。   It is assumed that the conductor 5 to be connected to the through hole is connected to the upper through-hole conductor 8 through a separately provided through hole 6. Reference numeral 10 denotes a conductor constituting the multilayer wiring provided in the printed wiring board 1, and is a wiring layer not connected to the through hole 2.

この様な構成において、図２に示す如く、プリント配線板１と部品のリード３とをハンダ９で接続するために、スルーホール２内に、ハンダ９を、スルーホール２の下部（プリント配線板１の裏面）から流し込む。すると、ハンダ９はスルーホール２の内導体７に沿って立ち上がっていく。この場合、スルーホール２内に立ち上がったハンダ９に接触している導体は、スルーホール内導体７のみであり、広い面積を有する導体５には接触していない。従って、熱伝導によるハンダ９の温度低下は発生せず、ハンダ９の粘度の低下は生じないことになる。   In such a configuration, as shown in FIG. 2, in order to connect the printed wiring board 1 and the component leads 3 with the solder 9, the solder 9 is placed in the through hole 2 below the through hole 2 (printed wiring board). Pour from the back of 1). Then, the solder 9 rises along the inner conductor 7 of the through hole 2. In this case, the conductor in contact with the solder 9 rising in the through hole 2 is only the conductor 7 in the through hole, and does not contact the conductor 5 having a large area. Accordingly, the temperature of the solder 9 does not decrease due to heat conduction, and the viscosity of the solder 9 does not decrease.

よって、図３に示す如く、ハンダ９はスルーホール２内を立ち上がっていき、スリット４よりも上がると、スルーホール２の上部の内導体８と接触することになる。この場合、スルーホール２を介して導体５に熱が伝達されるので、ハンダ９の熱が奪われて粘度が大きくなり、ハンダ上がりが悪くなる。しかし、このときには、ハンダ９はスルーホール２の内部に十分に入っているので、部品のリード３とは十分に接合可能になるのである。   Therefore, as shown in FIG. 3, the solder 9 rises in the through hole 2 and comes into contact with the inner conductor 8 above the through hole 2 when it rises above the slit 4. In this case, since heat is transmitted to the conductor 5 through the through hole 2, the heat of the solder 9 is taken away, the viscosity increases, and the solder rise deteriorates. However, at this time, since the solder 9 is sufficiently contained in the through hole 2, it can be sufficiently joined to the lead 3 of the component.

図４は本発明の他の実施の形態の断面図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本例では、図１に示した分離用スリット４を、スルーホール２の上角部に設けたものであり、他の構成は図１の例と同一である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG. In this example, the separation slit 4 shown in FIG. 1 is provided in the upper corner portion of the through hole 2, and the other configuration is the same as that of the example of FIG.

図５は本発明の更に他の実施の形態の断面図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本例では、図１に示した分離用スリット４を、スルーホール２のパッド（ランド）１４の部分に設けたものであり、他の構成は図１の例と同一である。この例では、導体５は、パッド１４のスリット４よりも外側部分に接続されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view of still another embodiment of the present invention, and parts equivalent to those in FIG. In this example, the separation slit 4 shown in FIG. 1 is provided in the pad (land) 14 portion of the through hole 2, and the other configuration is the same as the example of FIG. 1. In this example, the conductor 5 is connected to a portion outside the slit 4 of the pad 14.

図６は本発明の別の実施の形態の断面図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本例では、分離用スリット４の部分に、スルーホール２に接続されるべき導体５を露出させておくものである。この例では、導体５とスルーホール２とを接続するために、図１に示した別のスルーホール６を設ける必要がないという利点がある。   FIG. 6 is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention, in which parts equivalent to those in FIG. In this example, the conductor 5 to be connected to the through hole 2 is exposed at the portion of the separation slit 4. In this example, there is an advantage that it is not necessary to provide another through hole 6 shown in FIG. 1 in order to connect the conductor 5 and the through hole 2.

上述した如く、１つのスルーホールを、分離用スリットによって、２つの部分に分離し、上側部分にのみスルーホールに接続されるべき導体を接続しておくことにより、ハンダ上がりが良好となる。   As described above, one through hole is separated into two parts by the separation slit, and a conductor to be connected to the through hole is connected only to the upper part, so that solder rise is improved.

本発明の一実施の形態の断面図である。It is sectional drawing of one embodiment of this invention. 図１の構造の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the structure of FIG. 図１の構造の作用効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the structure of FIG. 本発明の他の実施の形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of this invention. 本発明の更に他の実施の形態の断面図である。It is sectional drawing of other embodiment of this invention. 本発明の別の実施の形態の断面図である。It is sectional drawing of another embodiment of this invention. 一般的なスルーホールを示す図である。It is a figure which shows a general through hole. 図７のスルーホールの問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the through hole of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ プリント配線板
２，６ スルーホール
３ 部品のリード
４ 分離用スリット
５，１０ 導体
７ 第１のスルーホール内導体
８ 第２のスルーホール内導体
９ ハンダ
１４ パッド（ランド） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printed wiring board 2,6 Through hole 3 Component lead 4 Separation slit 5,10 Conductor 7 1st through-hole conductor 8 Second through-hole conductor 9 Solder 14 Pad (land)

Claims (3)

プリント配線板におけるスルーホール構造であって、
１つのスルーホールを、前記スルーホールに接続すべき導体が接続された第１の部分と、それ以外の第２の部分とに電気的に分離し、
前記第１及び第２の部分は、前記スルーホールに設けられた分離用スリットにより分離されており、
前記分離用スリットは前記スルーホールの内壁面に設けられており、前記第１の部分は前記分離用スリットより上部の部分であり、
前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分のうち前記第１の部分にのみ接続されることを特徴とするスルーホール構造。 A through-hole structure in a printed wiring board,
Electrically separating one through hole into a first portion to which a conductor to be connected to the through hole is connected and a second portion other than the first portion ;
The first and second portions are separated by a separation slit provided in the through hole,
The separation slit is provided on an inner wall surface of the through hole, and the first portion is a portion above the separation slit,
The through-hole structure is characterized in that a conductor to be connected to the through hole is connected only to the first portion of the first and second portions . プリント配線板におけるスルーホール構造であって、
１つのスルーホールを、第１の部分とそれ以外の第２の部分とに電気的に分離して設け、この分離部分に、前記スルーホールに接続すべき導体の一部を露出し、
前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分に接続されずに前記一部を前記分離部分に露出してなることを特徴とするスルーホール構造。 A through-hole structure in a printed wiring board,
One through hole is provided in the first part and the second part other than the first part, and a part of the conductor to be connected to the through hole is exposed in the separated part.
The through-hole structure is characterized in that the conductor to be connected to the through hole is not connected to the first and second portions, and the part is exposed to the separation portion . 請求項１または２記載のスルーホール構造を有することを特徴とするプリント配線板。A printed wiring board having the through-hole structure according to claim 1.
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