JP6925447B2

JP6925447B2 - プリント配線板およびその製造方法

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Publication number: JP6925447B2
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Inventors: 佐々木　俊介; 俊介佐々木; 悠介森本
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Filing date: 2018-12-04
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Description

本発明は、プリント配線板およびその製造方法に関し、特に、メイン基板と立ち基板とを備えたプリント配線板およびその製造方法に関するものである。

メイン基板に立ち基板が取り付けられた電子装置は、たとえば特許第４３１４８０９号公報（特許文献１）に記載されている。この電子装置においては、母基板（メイン基板）に設けられたスリットに補助基板（立ち基板）が挿入され、メイン基板の端子パッド（電極）に立ち基板の端子パッド（電極）がはんだ付けされている。

特許第４３１４８０９号公報

上記の公報に記載された電子装置では、メイン基板に設けられたスリットとメイン基板の端子パッド（電極）との間に隙間がある。このため、フローはんだ付け工法において噴流はんだにメイン基板の端子パッド（電極）が浸漬された時にメイン基板の端子パッド（電極）に付着するはんだの量が少なくなる。したがって、はんだ接合部を形成するフィレットの体積が小さくなるため、はんだ接合部の破断が短時間で起きるという問題がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、はんだ接合部の破断が短時間で起きることを抑制することができるプリント配線板およびその製造方法を提供することである。

本発明のプリント配線板は、メイン基板と、第１電極部と、立ち基板と、第２電極部とを備えている。メイン基板は、表面と、表面に対向する裏面とを有し、表面と裏面とが対向する方向に表面から裏面まで貫通するスリットが形成されている。第１電極部は、メイン基板の裏面に設けられている。立ち基板は、スリットに挿入された支持部を有する。第２電極部は、立ち基板の支持部に設けられている。支持部がスリットに挿入された状態で第１電極部に第２電極部がはんだにより接続されている。第１電極部は、スリットに達するように設けられている。

本発明のプリント配線板によれば、第１電極部は、スリットに達するように設けられている。このため、第１電極部とスリットとの間に隙間がある場合と比較して、第１電極部に形成されるはんだ接合部のはんだ量を多くすることができる。これにより、はんだ接合部の破断が短時間で起きることを抑制することができる。

本発明の実施の形態１におけるメイン基板に立ち基板が実装された構成を概略的に示す斜視図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。本発明の実施の形態１におけるメイン基板の構成を概略的に示す底面図である。本発明の実施の形態１における立ち基板の構成を概略的に示す正面図である。図２のＶ部を拡大して示す拡大図である。本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法においてメイン基板に第１電極部が設けられた状態を概略的に示す底面図である。本発明の実施の形態１におけるプリント配線板の製造方法において第１電極部と第２電極部とがフローはんだ付け工法によりはんだ付けされる様子を概略的に示す断面図である。比較例におけるメイン基板の構成を概略的に示す底面図である。比較例におけるメイン基板の第１電極部と立ち基板の第２電極部とを接続するはんだ接合部の構成を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態２におけるメイン基板に立ち基板が実装された構成を概略的に示す斜視図である。本発明の実施の形態２におけるメイン基板の構成を概略的に示す底面図である。本発明の実施の形態２における立ち基板の構成を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態３におけるメイン基板に立ち基板が実装された構成を概略的に示す斜視図である。本発明の実施の形態３におけるメイン基板の構成を概略的に示す底面図である。本発明の実施の形態３における立ち基板の構成を概略的に示す正面図である。本発明の実施の形態４における立ち基板の構成を概略的に示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜図５を参照して、本発明に実施の形態１におけるプリント配線板１０の構成について説明する。本実施の形態のプリント配線板１０は立体プリント配線板である。図１は本実施の形態のプリント配線板１０を示す斜視図である。図２はメイン基板１に立ち基板２が実装された状態を示す断面図である。図３はメイン基板１の裏面１ｂを示す底面図である。図４は立ち基板２の正面２ａを示す正面図である。図５はメイン基板１の第１電極部１１ａと立ち基板２の第２電極部２２ａとに亘って形成されたはんだ接合部を示す断面図である。

図１および図２に示されるように、本実施の形態のプリント配線板１０は、メイン基板１と、立ち基板２と、第１電極部１１ａと、第２電極部２２ａとを備えている。メイン基板１は、表面１ａと、裏面１ｂと、スリット１１とを有する。裏面１ｂは、表面１ａに対向する。表面１ａと裏面１ｂとが対向する方向がメイン基板１の厚み方向である。

図２および図３に示されるように、メイン基板１にはスリット１１が形成されている。スリット１１は、メイン基板１の表面１ａと裏面１ｂとが対向する方向に表面１ａから裏面１ｂまで貫通する。スリット１１は、立ち基板２の支持部２２に対応する箇所に設けられている。

メイン基板１は、一般的なプリント配線板材料から構成されている。具体的には、メイン基板１は、例えば、基材の芯に難燃性エポキシ樹脂を含浸させたガラス不織布を用い、強度の補強を目的として表面にガラス布およびエポキシ樹脂のプリプレグを用いた積層板であるＣＥＭ−３（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｅｐｏｘｙｍａｔｅｒｉａｌ−３）から構成されている。

図１および図２に示されるように、立ち基板２は、メイン基板１の表面１ａから立ち上がるようにメイン基板１に接続されている。立ち基板２は、正面２ａと、背面２ｂと、本体部２１と、支持部２２とを有する。背面２ｂは、正面２ａに対向する。正面２ａと背面２ｂとが対向する方向が立ち基板２の厚み方向である。本体部２１は、支持部２２に接続されている。支持部２２は、立ち基板２の下部において本体部２１から下向きに突き出すように設けられている。支持部２２は、スリット１１に挿入されている。

立ち基板２の正面２ａと背面２ｂとが対向する方向において、スリット１１の幅は、支持部２２の厚みよりも広い。支持部２２は、立ち基板２の正面２ａと背面２ｂとが対向する方向において、スリット１１の内周面から離れて配置されている。なお、支持部２２は、スリット１１の内周面の全周に亘ってスリット１１から離れて配置されていてもよい。

図１および図４に示されるように、本体部２１は、支持部２２の一方側および他方側に張り出している。本体部２１は、支持部２２の長手方向の両側に張り出している。本体部２１は、スリット１１の長手方向においてスリット１１の両側に張り出している。本体部２１には電子部品が実装される。この電子部品は、たとえば電力用半導体装置およびトランスなどである。

立ち基板２は、一般的なプリント配線板材料から構成されている。具体的には、立ち基板２は、例えば、基材の芯に難燃性エポキシ樹脂を含浸させたガラス不織布を用い、強度の補強を目的として表面にガラス布およびエポキシ樹脂のプリプレグを用いた積層板であるＣＥＭ−３から構成されている。

図２および図３に示されるように、第１電極部１１ａは、メイン基板１の裏面１ｂに設けられている。第１電極部１１ａは、スリット１１に達するように設けられている。つまり、第１電極部１１ａの端部は、スリット１１の縁に重なるように配置されている。本実施の形態では、第１電極部１１ａは、複数の第１電極１１ａ１を有する。第１電極部１１ａの複数の第１電極１１ａ１の各々は、スリット１１の長手方向に等間隔に並んで配置されている。複数の第１電極１１ａ１の各々は、スリット１１の短手方向にスリット１１を挟んで配置されている。つまり、複数の第１電極１１ａ１の各々は、スリット１１の短手方向の一方側と他方側の両側に配置されている。

図２および図４に示されるように、第２電極部２２ａは、立ち基板２の支持部２２に設けられている。第２電極部２２ａは、第１電極部１１ａにはんだ６により電気的に接続されている。本実施の形態では、第２電極部２２ａは、複数の第２電極２２ａ１を有する。第２電極部２２ａの複数の第２電極２２ａ１の各々は、支持部２２の長手方向に等間隔に並んで配置されている。

図１および図２に示されるように、第２電極部２２ａは、第１電極部１１ａに対応する位置に配置されている。複数の第２電極２２ａ１の各々は、複数の第１電極１１ａ１の各々にそれぞれ対応する位置に配置されている。複数の第２電極２２ａ１の各々は、立ち基板２の正面２ａおよび背面２ｂの両面に設けられている。

支持部２２がスリット１１に挿入された状態で第１電極部１１ａに第２電極部２２ａがはんだ６により接続されている。本実施の形態では、複数の第２電極２２ａ１の各々は、複数の第１電極１１ａ１の各々にそれぞれはんだ６により接続されている。第２電極部２２ａが第１電極部１１ａにはんだ付けされることにより立ち基板２とメイン基板１とが電気的に接続されている。

図５に示されるように、第２電極部２２ａは、メイン基板１の裏面１ｂから表面１ａと裏面１ｂとの中間ＣＬ以上の高さ位置に亘って配置されている。メイン基板１に立ち基板２が組み合されたときに、第２電極部２２ａは、メイン基板１の厚みの半分以上の高さ位置に達する長さを有している。本実施の形態では、第２電極部２２ａは、メイン基板１の中間ＣＬよりも表面１ａ側の高さ位置まで延びている。具体的には、第２電極部２２ａは、メイン基板１の表面１ａの高さ位置まで延びている。つまり、図５中の一点鎖線で示されるように、第２電極部２２ａの上端はメイン基板１の表面１ａと面一になるように配置されている。また、後述するようにスリット１１の幅は、支持部２２の厚みよりも広いため、スリット１１内において、立ち基板２の正面２ａおよび背面２ｂはスリットの端部からわずかに離間して配置される。そのため、はんだ付けの工程ではんだがスリット内まで濡れ上がることが可能となっている。離間する距離は、５０μｍ以上１９０μｍ以下が望ましい。例えば、２００μｍより大きいと、フローはんだ付けが困難となることが実験的に見出された。さらに、複数の第１電極１１ａ１の各々のスリット側端面は、はんだ６によって覆われている。

次に、本実施の形態のプリント配線板の製造方法について説明する。
図６を参照して、メイン基板１が準備される。メイン基板１は、表面１ａと、表面１ａに対向する裏面１ｂとを有する。メイン基板１の裏面１ｂに第１電極部１１ａが設けられている。図６では、後述するスリット１１が形成される予定の部分が破線で示されている。第１電極部１１ａは、破線で示されたスリット１１が形成される部分を跨ぐように設けられている。

続いて、図６および図３に示すように、第１電極部１１ａの一部を切り取るようにメイン基板１にスリット１１が形成される。つまり、第１電極部１１ａがメイン基板１と重なる領域の一部にスリット１１が形成される。このため、第１電極部１１ａはスリット１１に達するように形成される。スリット１１は表面１ａから裏面１ｂに亘って貫通する。

本実施の形態では、複数の第１電極１１ａ１が並ぶ方向と交差する方向において、スリット１１は第１電極部１１ａの中央に形成される。なお、複数の第１電極１１ａ１が並ぶ方向と交差する方向において、スリット１１は第１電極部１１ａの一端または他端に形成されてもよい。

スリット１１は、金型によるプレス加工で設けられていてもよい。具体的には、スリット１１は、プレス加工によりメイン基板１と第１電極部１１ａとが一緒に打ち抜かれて形成されていてもよい。

次に、図４に示すように、スリット１１に挿入される支持部２２を有する立ち基板２が準備される。支持部２２に第２電極部２２ａが設けられている。続いて、図７を参照して、立ち基板２の支持部２２がスリット１１に挿入される。支持部２２はスリット１１に垂直に挿入されていてもよい。立ち基板２の支持部２２がスリット１１に挿入された後に第１電極部１１ａに第２電極部２２ａがはんだ６により接続される。

メイン基板１の第１電極部１１ａと立ち基板２の第２電極部２２ａとは、フローはんだ付け工法によりはんだ付けされる。フローはんだ付け工法では、プリント配線板１０は、メイン基板１に立ち基板２が組み付けられた状態でコンベアによって搬送される。メイン基板１の第１電極部１１ａと立ち基板２の第２電極部２２ａとは、溶融はんだ噴流に浸漬されて互いにはんだ付けされる。これにより、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとの間に、はんだ接合部が形成される。第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとは、はんだ接合部により固定される。

具体的には、はんだ槽２００に貯留された溶融はんだ６は、モータ２０２の駆動力がモータ軸２０３を経由してプロペラ２０４に伝達されてプロペラ２０４が回転することにより、フローはんだ付けノズル２０１から上方へ噴流する。プリント配線板１０がコンベアによって搬送されることにより、フローはんだ付けノズル２０１の上方にメイン基板１の裏面１ｂが配置される。このため、メイン基板１の裏面１ｂが噴流はんだに浸漬する。これにより、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとがはんだ接合される。本実施の形態では、複数の第１電極１１ａ１の各々に複数の第２電極２２ａ１の各々がそれぞれはんだ付けされてスリット１１から露出している電極全体がはんだに覆われており、さらに、はんだがスリット内の第２電極部上のフィレットまで連続して形成されている。

次に、本実施の形態の作用効果について比較例と対比して説明する。
図８および図９を参照して、比較例のプリント配線板１０について説明する。図８は、図３に対応する部分を示している。図９は、図５に対応する部分を示している。図８に示されるように、比較例のプリント配線板１０は、第１電極部１１ａがスリット１１に達するように設けられていない点で、本実施の形態のプリント配線板１０と異なっている。つまり、図９に示されるように、比較例のプリント配線板１０では、第１電極部１１ａとスリット１１との間に隙間ＧＰがある。比較例のプリント配線板１０においても本実施の形態のプリント配線板１０と同様にフローはんだ付け工法により第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとがはんだ付けされる。

フローはんだ付け工法では、プリント配線板１０は、コンベアによってはんだ槽２００に搬送される。この際、搬送方向においてプリント配線板１０の先頭から溶融はんだ６に浸漬されて第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとがはんだ接合される。これにより、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとの間にはんだ接合部が形成される。はんだ接合部を形成するフィレットの体積は、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａに付着するはんだの量で決定される。このはんだ量は、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａ上の表面張力と、重力との関係により決定される。この表面張力が大きくなるに従って、このはんだ量は多くなる。

すなわち、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａの電極露出量（表面積）が多くなると、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａ上の表面張力が大きくなる。このため、より多くのはんだを第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａに付着させることができる。このため、はんだ接合部を形成するフィレットの体積を大きくすることができる。

他方、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａの電極露出量（表面積）が少なくなると、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａ上の表面張力が小さくなる。このため、少ないはんだしか第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａに付着させることができない。このため、はんだ接合部を形成するフィレットの体積が小さくなる。また、噴流はんだから離脱するときに、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａからはんだが脱落し、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａは未はんだとなるおそれがある。

はんだ付け完了後、プリント配線板１０が製品に組み込まれ、稼働後に使用環境下における温度サイクルに曝された場合、立ち基板２とメイン基板１との熱膨張係数の差からはんだ接合部に熱応力が生じる。この熱応力ははんだ接合部に繰り返し加わる。この熱応力によりはんだ接合部に熱ひずみが生じ、はんだ接合部は最終的に疲労破壊に至る。立ち基板２とメイン基板１との間のはんだ接合部を形成するフィレットの体積が大きい場合、フィレットの体積が小さい場合と比較して機械強度が向上するため、はんだ接合部が疲労破壊（破断）に至るまでの時間は長くなる。

比較例のプリント配線板１０においては、図９に示されるように、第１電極部１１ａとスリット１１との間に隙間ＧＰがあるため、第１電極部１１ａの電極露出量が少なくなる。したがって、第１電極部１１ａ上の表面張力が小さくなるため、第１電極部１１ａが噴流はんだから離脱する時に少ないはんだしか第１電極部１１ａに付着させることができない。このため、はんだ接合部を形成するフィレットの体積は小さくなる。そのため、稼働後に使用環境下における温度サイクルに曝された場合、はんだ接合部が短時間で疲労破壊するおそれがある。

一方、本実施の形態におけるプリント配線板１０よれば、第１電極部１１ａは、スリット１１に達するように設けられている。したがって、本実施の形態におけるプリント配線板１０では、比較例のプリント配線板１０と比較して、第１電極部１１ａの表面がより多く露出するため、第１電極部１１ａ上の表面張力を大きくすることができる。このため、第１電極部１１ａにより多くのはんだを付着させることができるため、はんだ接合部を形成するフィレット体積を多くすることができる。このように、比較例のプリント配線板１０のように第１電極部１１ａとスリット１１との間に隙間がある場合と比較して、第１電極部１１ａに形成されるはんだ接合部のはんだ量を多くすることができる。これにより、稼働後に使用環境下における温度サイクルに曝された場合、はんだ接合部が疲労破壊（破断）に至るまでの時間を延ばすことができる。よって、高い信頼性を確保するプリント配線板１０を得ることができる。

また、本実施の形態におけるプリント配線板１０によれば、第２電極部２２ａは、メイン基板１の裏面１ｂから表面１ａと裏面１ｂとの中間ＣＬ以上の高さ位置に亘って配置されている。このため、第２電極部２２ａがメイン基板１の裏面１ｂから中間ＣＬ未満の高さ位置に亘って配置されている場合と比較して、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとの間のはんだ接合部のはんだ量を多くすることができる。

続いて、本実施の形態の作用効果について上記の特許文献１と対比して説明する。
特許文献１に記載された電子装置では、母基板（メイン基板）に設けられたスリットには、第１スリット幅の部位と、第２スリット幅の部位がある。第１スリット幅の部位には、補助基板（立ち基板）にはんだで接続するための端子パッド（電極）が設けられている。第２スリット幅の部位は、スリットへの補助基板（立ち基板）の挿入後からはんだ付けされるまでの間、補助基板（立ち基板）を母基板（メイン基板）に対して垂直に保持するためのものである。第１スリット幅は第２スリット幅よりも広い。第２スリット幅は補助基板（立ち基板）の厚みと同等以下となっている。このため、フローはんだ付け前でのスリットへの補助基板（立ち基板）の挿入は困難である。特に、実装行程時の熱履歴の印加によって補助基板（立ち基板）に厚み方向の反りが生じた場合、スリットへの補助基板（立ち基板）の挿入はさらに困難である。したがって、スリットへの補助基板（立ち基板）の挿入時に第２スリット幅の部位で補助基板（立ち基板）または端子パッド（電極）が損傷するおそれがある。

一方、本実施の形態におけるプリント配線板１０によれば、立ち基板２の正面２ａと背面２ｂとが対向する方向において、スリット１１の幅は、支持部２２の厚みよりも広い。ただし、スリット１１の幅は、最大で支持部２２の厚みに０．３５ｍｍを加えた寸法とすることが適切である。このため、フローはんだ付け前でのスリット１１への立ち基板２の挿入時に、スリット１１に支持部２２をスムーズに挿入することができる。特に、立ち基板２に厚み方向の反りが生じた場合においてもスリット１１に支持部２２をスムーズに挿入することができる。したがって、スリット１１への立ち基板２の挿入時に立ち基板２、第１電極部１１ａまたは第２電極部２２ａが損傷することを抑制することができる。よって、工作性に優れ、品質が向上したプリント配線板１０を得ることができる。

次に、本実施の形態の変形例について説明する。なお、本実施の形態の変形例は、特に説明しない限り、上記の本実施の形態と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。これらの本実施の形態の変形例においても上記の本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

上記の本実施の形態においては、メイン基板１および立ち基板２の材料として、ＣＥＭ−３が例示されているが、メイン基板１および立ち基板２には他の材料が用いられてもよい。例えば、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂をしみ込ませたＦＲ−４（ＦｌａｍｅＲｅｔａｒｄａｎｔＴｙｐｅ４）基材、絶縁体の紙にフェノール樹脂を浸透させて形成した紙フェノール基板、配線導体とセラミックス基材とを同時焼成して作るセラミック基板等が用いられてもよい。また、立ち基板２の材料がＣＥＭ−３であり、メイン基板１の材料がＦＲ−４であるなど、異なる材料からなる基板が組み合わされてもよい。

また、上記の本実施の形態においては、メイン基板１のスリット１１は金型によるプレス加工により設けられるが、スリット１１はドリルまたはルータによる切削加工により設けられてもよい。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、特に説明しない限り、上記の本発明の実施の形態１と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図１０〜図１２を参照して、本発明の実施の形態２におけるプリント配線板１０の構成について説明する。

図１０および図１１に示されるように、メイン基板１には、第１補助スリット１２が形成されている。第１補助スリット１２は、メイン基板１の表面１ａと裏面１ｂとが対向する方向に表面１ａから裏面１ｂまで貫通する。第１補助スリット１２は、スリット１１と分離されている。第１補助スリット１２は、スリット１１と並んで配置されている。具体的には、第１補助スリット１２は、スリット１１の長手方向にスリット１１と直線状に並んで配置されている。第１補助スリット１２はスリット１１の片側に配置されている。第１補助スリット１２は、後述する第１補助支持部２３に対応する箇所に設けられている。

２つの第１補助メイン電極１２ａの各々は、メイン基板１の裏面１ｂに設けられている。２つの第１補助メイン電極１２ａは、第１補助スリット１２の短手方向に第１補助スリット１２を挟んで配置されている。２つの第１補助メイン電極１２ａの各々は、第１補助スリット１２に達するように設けられていてもよい。

図１０および図１２に示されるように、立ち基板２は、第１補助支持部２３を有している。第１補助支持部２３は、支持部２２と分離されている。第１補助支持部２３は、支持部２２と並んで配置されている。具体的には、第１補助支持部２３は、スリット１１の長手方向に支持部２２と直線状に並んで配置されている。第１補助支持部２３は立ち基板２の下部において本体部２１から下向きに突き出すように設けられている。２つの第１補助サブ電極２３ａは、第１補助支持部２３に設けられている。２つの第１補助サブ電極２３ａは、立ち基板２の正面２ａおよび背面２ｂの両面に設けられている。

２つの第１補助サブ電極２３ａの各々は、メイン基板１の裏面１ｂから表面１ａと裏面１ｂとの中間ＣＬ以上の高さ位置に亘って配置されていてもよい。第１補助メイン電極１２ａの表面積は、複数の第１電極１１ａ１の各々の表面積よりも大きい。第１補助サブ電極２３ａの表面積は、複数の第２電極２２ａ１の各々の表面積よりも大きい。

第１補助支持部２３は、第１補助スリット１２に挿入されている。この状態で２つの第１補助サブ電極２３ａの各々は２つの第１補助メイン電極１２ａの各々にはんだ付けされている。スリット１１の長手方向において、スリット１１の寸法は、第１補助スリット１２の寸法よりも大きい。スリット１１の長手方向において、支持部２２の寸法は、第１補助支持部２３の寸法よりも大きい。スリット１１と第１補助スリット１２とが並んで配置された方向において、支持部２２の長さは第１補助支持部２３の長さよりも長く、スリット１１の長さは第１補助スリット１２の長さよりも長い。スリット１１と第１補助スリット１２とが並んで配置された方向において、支持部２２の長さは、第１補助スリット１２の長さよりも長い。

次に、図１０を参照して、本実施の形態のプリント配線板の製造方法について説明する。

図１０に示されるように、スリット１１および第１補助スリット１２の各々に支持部２２および第１補助支持部２３の各々がそれぞれ垂直に挿入される。この状態で、第１電極部１１ａが第２電極部２２ａにはんだ付けされ、第１補助メイン電極１２ａが第１補助サブ電極２３ａはんだ付けされる。これにより、第１電極部１１ａが第２電極部２２ａに電気的に接続され、第１補助メイン電極１２ａが第１補助サブ電極２３ａに電気的に接続される。

具体的には、フローはんだ付け工法により、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとがはんだ付けされ、第１補助メイン電極１２ａと第１補助サブ電極２３ａとがはんだ付けされる。つまり、メイン基板１に立ち基板２が組み付けられた状態でコンベアによって搬送されたメイン基板１および立ち基板２の各々の電極が溶融はんだ噴流に浸漬されてはんだ付けされる。これにより、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとの間、および、第１補助メイン電極１２ａと第１補助サブ電極２３ａとの間がそれぞれはんだ付けされ、固定される。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態においても上記の実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

本実施の形態のプリント配線板１０においては、スリット１１と第１補助スリット１２とが並んで配置された方向において、支持部２２の長さは第１補助支持部２３の長さよりも長く、スリット１１の長さは第１補助スリット１２の長さよりも長い。このため、立ち基板２がメイン基板１に挿入される際に、支持部２２および第１補助支持部２３がスリット１１および第１補助スリット１２に対して逆向きに挿入される誤組立を抑制することができる。したがって、さらに、工作性に優れ、品質が向上したプリント配線板１０を得ることができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、特に説明しない限り、上記の本発明の実施の形態１および２と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図１３〜図１５を参照して、本発明の実施の形態３におけるプリント配線板１０の構成について説明する。

図１３および図１４に示されるように、メイン基板１には、第２補助スリット１３が形成されている。第２補助スリット１３は、メイン基板１の表面１ａと裏面１ｂとが対向する方向に表面１ａから裏面１ｂまで貫通する。第２補助スリット１３は、スリット１１および第１補助スリット１２の各々と分離されている。

第２補助スリット１３は、スリット１１および第１補助スリット１２と並んで配置されている。具体的には、第２補助スリット１３は、スリット１１の長手方向にスリット１１および第１補助スリット１２と直線状に並んで配置されている。第１補助スリット１２および第２補助スリット１３は、スリット１１の両側に配置されている。つまり、第２補助スリット１３は、第１補助スリット１２とでスリット１１を挟むように配置されている。第２補助スリット１３は、後述する第２補助支持部２４に対応する箇所に設けられている。

２つの第２補助メイン電極１３ａは、メイン基板１の裏面１ｂに設けられている。２つの第２補助メイン電極１３ａは、第２補助スリット１３の短手方向に第２補助スリット１３を挟んで配置されている。２つの第２補助メイン電極１３ａの各々は、第２補助スリット１３に達するように設けられていてもよい。第１補助メイン電極１２ａおよび第２補助メイン電極１３ａは、第１電極部１１ａを挟むように配置されている。

図１３および図１５に示されるように、立ち基板２は、第２補助支持部２４を有している。第２補助支持部２４は、立ち基板２の下部において本体部２１から下向きに突き出すように設けられている。第２補助支持部２４は、支持部２２と分離されている。第２補助支持部２４は、支持部２２および第１補助支持部２３と並んで配置されている。具体的には、第２補助支持部２４は、スリット１１の長手方向に支持部２２および第１補助支持部２３と直線状に並んで配置されている。第１補助支持部２３および第２補助支持部２４は、支持部２２の両側に配置されている。つまり、第２補助支持部２４は、第１補助支持部２３とで支持部２２を挟むように配置されている。

２つの第１補助サブ電極２３ａの各々は、第１補助支持部２３に設けられている。２つの第１補助サブ電極２３ａは、立ち基板２の正面２ａおよび背面２ｂの両面に設けられている。第１補助支持部２３は、第１補助スリット１２に挿入されている。第１補助支持部２３が第１補助スリット１２に挿入された状態で第１補助メイン電極１２ａに第１補助サブ電極２３ａがはんだにより接続されている。

２つの第２補助サブ電極２４ａの各々は、第２補助支持部２４に設けられている。２つの第２補助サブ電極２４ａは、立ち基板２の正面２ａおよび背面２ｂの両面に設けられている。第２補助支持部２４は、第２補助スリット１３に挿入されている。第２補助支持部２４が第２補助スリット１３に挿入された状態で第２補助メイン電極１３ａに第２補助サブ電極２４ａがはんだにより接続されている。

２つの第１補助サブ電極２３ａの各々は、メイン基板１の裏面１ｂから表面１ａと裏面１ｂとの中間ＣＬ以上の高さ位置に亘って配置されていてもよい。２つの第２補助サブ電極２４ａの各々は、メイン基板１の裏面１ｂから表面１ａと裏面１ｂとの中間ＣＬ以上の高さ位置に亘って配置されていてもよい。

複数の第１電極１１ａ１の各々に複数の第２電極２２ａ１の各々がそれぞれはんだにより接続されている。２つの第１補助メイン電極１２ａの各々の表面積は、複数の第１電極１１ａ１の各々の表面積よりも大きい。２つの第１補助サブ電極２３ａの各々の表面積は、複数の第２電極２２ａ１の各々の表面積よりも大きい。２つの第２補助メイン電極１３ａの各々の表面積は、複数の第１電極１１ａ１の各々の表面積よりも大きい。２つの第２補助サブ電極２４ａの各々の表面積は、複数の第２電極２２ａ１の各々の表面積よりも大きい。２つの第１補助メイン電極１２ａの各々の表面積は、２つの第２補助メイン電極１３ａの各々の表面積よりも大きい。２つの第１補助サブ電極２３ａの各々の表面積は、２つの第２補助サブ電極２４ａの各々の表面積よりも大きい。

スリット１１の長手方向において、支持部２２の寸法は、第１補助支持部２３および第２補助支持部２４の各々の寸法よりも大きい。スリット１１の長手方向においてスリット１１の寸法は、第１補助スリット１２および第２補助スリット１３の各々の寸法よりも大きい。スリット１１の長手方向において、第１補助支持部２３の寸法は、第２補助支持部２４の寸法よりも大きい。スリット１１の長手方向において、第１補助スリット１２の寸法は第２補助スリット１３の寸法よりも大きい。

図１０に示されるように、スリット１１、第１補助スリット１２および第２補助スリット１３の各々に支持部２２、第１補助支持部２３および第２補助支持部２４の各々がそれぞれ垂直に挿入される。この状態で、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａ、第１補助メイン電極１２ａと第１補助サブ電極２３ａ、第２補助メイン電極１３ａと第２補助サブ電極２４ａがそれぞれはんだ付けされる。これにより、第１電極部１１ａが第２電極部２２ａに電気的に接続され、第１補助メイン電極１２ａが第１補助サブ電極２３ａに電気的に接続され、第２補助メイン電極１３ａが第２補助サブ電極２４ａに電気的に接続される。

具体的には、フローはんだ付け工法により、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとがはんだ付けされ、第１補助メイン電極１２ａと第１補助サブ電極２３ａとがはんだ付けされ、第２補助メイン電極１３ａと第２補助サブ電極２４ａがそれぞれはんだ付けされる。つまり、メイン基板１に立ち基板２が組み付けられた状態でコンベアによって搬送されたメイン基板１および立ち基板２の各々の電極が、溶融はんだ噴流に浸漬されてはんだ付けされる。これにより、第１電極部１１ａと第２電極部２２ａとの間、第１補助メイン電極１２ａと第１補助サブ電極２３ａとの間、および、第２補助メイン電極１３ａと第２補助サブ電極２４ａとの間がそれぞれはんだ付けされ、固定される。

本実施の形態のプリント配線板１０においては、第１補助メイン電極１２ａおよび第２補助メイン電極１３ａの各々の表面積はそれぞれ複数の第１電極１１ａ１の各々の表面積よりも大きい。第１補助サブ電極２３ａおよび第２補助サブ電極２４ａの各々の表面積はそれぞれ複数の第２電極２２ａ１の各々の表面積よりも大きい。このため、第１補助メイン電極１２ａと第１補助サブ電極２３ａとの間、第２補助メイン電極１３ａと第２補助サブ電極２４ａとの間、および、複数の第１電極１１ａ１と複数の第２電極２２ａ１との間の各々にはんだ接合部が形成される。したがって、はんだ接合部のはんだ量を増加させることにより接合強度を増すことができる。

また、メイン基板１の第１補助メイン電極１２ａおよび第２補助メイン電極１３ａと、立ち基板２の第１補助サブ電極２３ａおよび第２補助サブ電極２４ａとはそれぞれ最も熱ひずみがかかる電極形成領域の両端に設けられている。このため、最も熱ひずみがかかる電極形成領域の両端において電極の表面積を大きくすることにより、メイン基板１と立ち基板２の線膨張係数の違いから生じる熱ひずみを低減することができる。したがって、第１電極部１１ａおよび第２電極部２２ａを含めた全てのはんだ接合部の長寿命化を図ることができる。このため、さらに信頼性が向上したプリント配線板１０を得ることができる。

また、メイン基板１の第１電極部１１ａと立ち基板２の第２電極部２２ａとの位置ズレの不具合もメイン基板１の第１補助メイン電極１２ａおよび第２補助メイン電極１３ａと、立ち基板２の第１補助サブ電極２３ａおよび第２補助サブ電極２４ａとを大きくすることによるセルフアライメント効果の増加によって防止することができる。したがって、品質が向上したプリント配線板１０を得ることができる。このセルフアライメント効果とは、電極上の溶融はんだの表面張力によって電極上に搭載された電子部品の位置ずれが戻される作用である。電極が大きいほど表面張力が大きくなるため、セルフアライメント効果は大きくなる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、特に説明しない限り、上記の本発明の実施の形態１から３と同様の構成を備えているため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

図１６を参照して、本発明の実施の形態４におけるプリント配線板１０の構成について説明する。

図１６は、メイン基板１に立ち基板２が垂直に挿入され、メイン基板１と立ち基板２とがはんだ付けされた時のメイン電極部の断面図である。メイン基板１のスリット１１に立ち基板２の支持部２２が垂直に挿入され、メイン基板１と立ち基板２とがはんだ付けされる。はんだ付けにより、メイン基板１の第１電極部１１ａの複数の第１電極１１ａ１と、立ち基板２の第２電極部２２ａの複数の第２電極２２ａ１とに、はんだ６のフィレットが形成され、メイン基板１と立ち基板２とが固定される。立ち基板２の挿入後からはんだ付けまでの間、立ち基板２をメイン基板１のスリット１１の中心位置に保持するために、メイン基板１のスリット１１と立ち基板２の第２電極部２２ａの複数の第２電極２２ａ１とが交差する位置に絶縁性の樹脂盛り１７が設けられる。樹脂盛り１７は第２電極部２２ａの複数の第２電極２２ａ１上に設けられている。ここで、樹脂盛り１７の箇所は、１箇所以上である。挿入前の樹脂盛り１７の箇所の厚さは、スリット１１の幅より大きくてもよい。また、樹脂盛り１７は、立ち基板２の部品実装工程もしくはその前後で、硬化後の線膨張係数が、はんだの線膨張係数以下、たとえば２０（１０^−６／℃）以下となる樹脂をディスペンサなどで塗布し、乾燥させる工程により設けたものである。

立ち基板２の板厚がマイナス側にバラつき、メイン基板１のスリット１１の加工がプラス側にバラついた場合でも、立ち基板２をスリット１１の中心位置に保持することができる。このため、立ち基板２の第２電極部２２ａの第２電極２２ａ１とメイン基板１の第１電極部１１ａの第１電極１１ａ１との電極間クリアランスを、最大バラつきの５０％に低減することができる。したがって、はんだ付け具合が良くなるため、品質が良くなる効果が得られる。逆に、立ち基板２の板厚がプラス側にバラつき、メイン基板１のスリット１１の加工がマイナス側にバラついた場合に、樹脂盛り１７がメイン基板１のスリット１１に接触する。しかし、立ち基板２の第２電極部２２ａの第２電極２２ａ１は、メイン基板１のスリット１１の壁面に接触しないため、立ち基板２をメイン基板１に組み付ける時の挿入性は悪化しない。また、立ち基板２の第２電極部２２ａの第２電極２２ａ１の汚れおよび傷によるはんだ付け性および信頼性の悪化も避けられるため、品質が良くなる効果が得られる。そのほかに、製造時に、メイン基板１に対して垂直に保持するための大掛かりな冶具類無しで、メイン基板１と立ち基板２を組み付けたものをはんだ槽にそのまま流すことができる。このため、製造工程の簡略化と低コスト化に役立つなどの効果が得られる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１メイン基板、２立ち基板、１０プリント配線板、１１スリット、１１ａ第１電極部、１１ａ１第１電極、１２第１補助スリット、１２ａ第１補助メイン電極、１３第２補助スリット、１３ａ第２補助メイン電極、１７樹脂盛り、２１本体部、２２支持部、２２ａ第２電極部、２２ａ１第２電極、２３第１補助支持部、２３ａ第１補助サブ電極、２４第２補助支持部、２４ａ第２補助サブ電極、ＣＬ中間。

Claims

表面と、前記表面に対向する裏面とを有し、前記表面と前記裏面とが対向する方向に前記表面から前記裏面まで貫通するスリットが形成されたメイン基板と、
前記メイン基板の前記裏面に設けられた第１電極部と、
前記スリットに挿入された支持部を有する立ち基板と、
前記立ち基板の前記支持部の両面に設けられた第２電極部とを備え、
前記支持部が前記スリットに挿入された状態で前記第１電極部に前記第２電極部がはんだにより接続されており、
前記第１電極部は前記スリットに達するように設けられており、
前記第２電極部は、前記裏面から前記表面と前記裏面との中間以上の高さ位置に亘って配置されており、
前記スリット内において、前記支持部の両面は、前記スリットの端部から離間して配置されており、離間する距離は、５０μｍ以上１９０μｍ以下である、プリント配線板。
前記第１電極部と前記スリットから露出する前記第２電極部の全体が前記はんだに覆われて、前記はんだが前記スリット内の前記第２電極部上のフィレットまで連続しており、複数の第１電極の各々のスリット側端面は、はんだによって覆われている、請求項１に記載のプリント配線板。
前記立ち基板は、正面と、前記正面に対向する背面とを有し、
前記正面と前記背面とが対向する方向において、前記スリットの幅は、前記支持部の厚みよりも広い、請求項１または２に記載のプリント配線板。
前記スリットの前記幅は、前記支持部の厚みに０．３５ｍｍを加えた寸法である、請求項３に記載のプリント配線板。
前記メイン基板には、前記表面と前記裏面とが対向する方向に前記表面から前記裏面まで貫通する第１補助スリットが形成されており、
前記第１補助スリットは、前記スリットと分離され、かつ前記スリットと並んで配置されており、
前記立ち基板は、前記支持部と分離され、かつ前記支持部と並んで配置された第１補助支持部を有し、
前記第１補助支持部は、前記第１補助スリットに挿入されており、
前記スリットと前記第１補助スリットとが並んで配置された方向において、前記支持部の長さは前記第１補助支持部の長さよりも長く、前記スリットの長さは前記第１補助スリットの長さよりも長い、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線板。
前記メイン基板には、前記表面と前記裏面とが対向する方向に前記表面から前記裏面まで貫通する第２補助スリットが形成されており、
前記第２補助スリットは、前記スリットと分離され、かつ前記第１補助スリットとで前記スリットを挟むように配置されており、
前記立ち基板は、前記支持部と分離され、かつ前記第１補助支持部とで前記支持部を挟むように配置された第２補助支持部を有し、
前記第２補助支持部は、前記第２補助スリットに挿入されており、さらに
前記メイン基板の前記裏面に設けられ、かつ前記第１電極部を挟むように配置された第１補助メイン電極および第２補助メイン電極と、
前記第１補助支持部に設けられた第１補助サブ電極と、
前記第２補助支持部に設けられた第２補助サブ電極とを備え、
前記第１補助支持部が前記第１補助スリットに挿入された状態で前記第１補助メイン電極に前記第１補助サブ電極がはんだにより接続されており、
前記第２補助支持部が前記第２補助スリットに挿入された状態で前記第２補助メイン電極に前記第２補助サブ電極がはんだにより接続されており、
前記第１電極部は、複数の第１電極を含み、
前記第２電極部は、複数の第２電極を含み、
前記複数の第１電極の各々に前記複数の第２電極の各々がそれぞれはんだにより接続されており、
前記第１補助メイン電極および前記第２補助メイン電極の各々の表面積はそれぞれ前記複数の第１電極の各々の表面積よりも大きく、
前記第１補助サブ電極および前記第２補助サブ電極の各々の表面積はそれぞれ前記複数の第２電極の各々の表面積よりも大きい、請求項５に記載のプリント配線板。
前記スリットと前記第２電極部とが交差する位置に設けられた樹脂盛りをさらに備え、
前記樹脂盛りは前記第２電極部上に設けられている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
表面と、前記表面に対向する裏面とを有し、前記裏面に第１電極部が設けられたメイン基板を準備する工程と、
前記第１電極部の一部を切り取るように前記メイン基板の前記表面から前記裏面に亘って貫通するスリットを形成する工程と、
前記スリットに挿入される支持部を有し、前記支持部に第２電極部が設けられた立ち基板を準備する工程と、
前記立ち基板の前記支持部が前記スリットに挿入された後に前記第１電極部に前記第２電極部をはんだにより接続する工程とを備え、
前記スリット内において、前記支持部の両面は、前記スリットの端部から離間して配置されており、離間する距離は、５０μｍ以上１９０μｍ以下である、プリント配線板の製造方法。