JPH0218594B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は各種電子機器に使用される両面印刷配
線板の両面銅箔パターンの電気的な接続方法の改
良に関する。

従来例の構成とその問題点 従来から両面接続印刷配線基板として、スルホ
ールメツキ基板が一般的に知られており、このス
ルホール基板の一部分を第１図に図示する。第１
図において、１は絶縁性樹脂から形成された基
板、２ａ，２ｂは基板１の両面にそれぞれ所定の
パターンで形成された銅箔、３は基板１および銅
箔２ａ，２ｂを貫通して設けられた部品取付用の
貫通穴、４は貫通穴３の内周壁および銅箔２ａ，
２ｂ上に化学メツキまたは電気メツキによつて形
成された銅メツキ層で、プリント基板の上面銅箔
２ａ，下面銅箔２ｂ間を導通させている。この様
なスルホール基板は、銅メツキ層４を形成するた
めに高価なものとなり、民生用プリント基板とし
てはコストの点で採用が困難であつた。また貫通
穴３の端部における銅メツキ層４の欠除あるいは
部品のリード線挿入時に銅メツキ層４を切除する
ことにより導通不良を起す恐れがあるため、半田
付時に半田を上面の銅箔２ａ部に浮上させて導通
の信頼性をあげることが必要であつた。

この欠点を除去するものとして、スルーピン方
式による両面接続手段があり、その一例を第２図
に示す。第２図において、６は貫通穴３に圧入さ
れた角形または丸形導通性のピンで、上面銅箔２
ａ、下面銅箔２ｂとスルーピン６をそれぞれ半田
接続して、銅箔２ａ，２ｂ間の導通を行わせるも
のである。このスルーピン接続方式は、コストの
点ではスルホールメツキに比べ安価であるが、プ
リント基板の熱膨張の差により半田付箇所５にク
ラツクが発生し、電気導通の不良発生の原因とな
る信頼性上の欠点があつた。このため熱膨張係数
の小さいガラスエポキシ基板、フレキシブル基
板、紙エポキシ基板等には条件付で使用可能であ
るが、一般のフエノール基板には信頼性の点で使
用できないという欠点があつた。

本発明は以上のような欠点を除去するものであ
るが、ここで、まず本発明に先だつて提案された
接続方法を第３図、第４図、第５図を用いて説明
する。

第３図において、７は半田付性および熱伝導の
良好な錫メツキ線あるいは半田メツキ線で、高密
度実装を行うためにはそのメツキ線径（直径）は
0.4mm〜0.6mmが望ましい。このリード線７に、た
とえば直径約1.2mm程度に予備半田８を付着させ
る。予備半田８は表面張力により球状となつてリ
ード線７に付着する。この予備半田８には、たと
えば共晶点半田（約183℃で融解）を用いる。

第４図ａ，ｂは上記予備半田８を一体化したリ
ード線７を両面プリント基板に挿入して仮固定し
た状態を示すものである。ここで９ａ，９ｂはメ
ツキ線７の半田付けのためのパターンランドを示
し、本例ではランド径を2.0mmとしている。なお、
９ａは上面パターンランド、９ｂは下面パターン
ランドである。また、３ａ，３ｂは一対の貫通穴
で、メツキ線７の両端を挿入するためのものであ
り、本例では高密度実装のために穴３ａ，３ｂの
穴ピツチは2.0mm、穴径は0.8mmに設定している。

すなわち、穴３ａ，３ｂの中心はパターンラン
ド９ａ，９ｂの外周上に位置するように設けてい
る。

上記のようなプリント基板に対して、予備半田
８を付着したリード線７を所定の寸法に切断し、
貫通穴３ａ，３ｂに挿入する。ここで予備半田８
はリード線７の長さ方向のほぼ中央部に位置する
ようにする。本例ではリード線７を長さ8.0mmに
設定した。このリード線７の実装は、自動挿入機
により容易に機械実装することができる。そし
て、両面プリント基板の裏面に突出したリード線
７の両端を折曲してリード線７の仮固定をはか
る。ここでは接続の信頼性を向上するため、リー
ド線７の両端は、下面パターンランド９ｂの径を
はみ出さない範囲で互いに内側に交差するように
折り曲げる。

この状態でプリント基板を通常のデイツプ半田
またはフローソルダーに浸漬し、リード線７の両
端の折曲部分を下面パターンランド９ｂに半田付
けする。この状態を第５図ａ，ｂに示す。ここで
１０はデイツプ半田またはフローソルダーによつ
てリード線７と下面パターンランド９ｂを接続す
る半田である。このプリント基板の銅箔２ｂおよ
び下面パターンランド９ｂをデイツプ半田または
フローソルダーにて半田浸漬を行つているとき
に、リード線７を通して伝導された熱で同時に予
備半田８が溶融し、下面パターンランド９ａとリ
ード線７を半田付けする。このように予備半田８
を一体化したリード線７をプリント基板に実装
し、基板の下面パターンランド９ｂをデイツプ半
田またはフローソルダー等で半田付処理すると同
時に、上面パターンランド９ａとリード線７の半
田付けを自動的に行うことができて上面パターン
ランド９ａと下面パターンランド９ｂの完全な電
気的導通をはかることができる。

このとき、両面印刷配線基板において上面パタ
ーンランド９ａおよび下面パターンランド９ｂの
径、予備半田８の大きさを適切に設定することに
より、基板に設けられた貫通穴３ａ，３ｂと、こ
の貫通穴３ａ，３ｂに位置しているリード線７の
部分にデイツプ半田あるいはフローソルダー時の
半田が浮上しないようにし、貫通穴３ａ，３ｂ内
のリード線７は半田の影響を受けることなく完全
に熱膨張による伸縮が自在に生じるようにする。

この結果、印刷配線基板との熱膨張差によつて
発生する応力を、リード線７の曲がり部分を含む
伸縮自在性で吸収することができ、接続に高い信
頼性を得ることができた。この点は予備半田８に
ついても同様で、その径は上面パターンランド９
ａの径より小さく、かつ溶融した際、予備半田８
が貫通穴３ａ，３ｂ内に流入しないようにその
径、また貫通穴３ａ，３ｂのピツチ等を設定しな
ければならない。またリード線７の長さは、印刷
配線基板に挿入した際、自立して保持される状態
となるように印刷配線基板の板厚、貫通穴３ａ，
３ｂのピツチ、予備半田８の直径等を勘案して適
切に決める。

以上のような方法によれば、線径の細いリード
線の曲がりを含む伸縮自在性を利用して印刷配線
基板との熱膨張差を吸収することにより、どの種
の印刷配線基板に応用しても高い両面接続の信頼
性を得ることができる。また、リード線は市販の
ものを利用することができ、安価に得ることがで
きるが、必ず予備半田には高価な共晶点半田を使
用する必要があるものであり、予備半田を一体化
した寸法精度の高いリード線の準備作業を必要と
していた。また、予備半田はリード線の長さ方向
のほぼ中央部に位置規制することや、両面印刷配
線基板に挿入して仮固定する時も、予備半田は上
面パターンランドの中心部に位置規制のわずらわ
しさを伴うものである。しかも両面印刷配線基板
の板厚が大きい場合等にはリード線の熱伝導によ
る予備半田の溶融が不可能となつており使用範囲
が制限される等の欠点があつた。

発明の目的 本発明は上述のような従来の欠点を解消するも
ので、フエノール基板からガラスエポキシ基板ま
でどの様な印刷配線基板に対しても電気的導通の
信頼性が高く、しかも、低コストで量産性の良い
両面印刷配線基板の接続方法を提供することを目
的とする。

発明の構成 本発明においては、高価なスルーホールメツキ
やスルーピンや共晶点半田を採用することなく、
上面銅箔パターンと下面銅箔パターンとを機構的
に接続して電気的回路構成をはかり、下面銅箔パ
ターンには半田デイツプ槽等により半田付けを
し、上面銅箔パターンには自動半田付け機等によ
り半田付け作業をすることにより、上、下両面の
銅箔パターン相互の電気的接続を実現するように
したものである。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第６図、第７
図、第８図を用いて詳細に説明する。先に提案さ
れている第３図〜第５図と対応する部分には同一
符号を付してその説明は省略する。上述の提案さ
れている方法と大きく異つている点は、リード線
に付着する予備半田を使用していない点と、上面
銅箔パターンとの接続は自動半田付け機等による
半田付け作業によるものになしている点である。

第６図において、１１は一般的な錫メツキ線あ
るいは半田メツキのリード線で、高密度実装を行
うためにはその線径（直径）は0.3mm〜1.0mmが望
ましい。このリード線１１には予備半田を付着す
る準備作業は必要とせず、通常は一般的な線材管
理と同様にリール等にコイル状にまかれた状態か
ら自動挿入機によつて印刷配線基板に挿入作業の
発生と同時に適宜切断されるものである。

第７図ａ，ｂは、このリード線１１を両面印刷
配線基板に挿入して仮固定した状態を示すもので
ある。

ここで、上面パターンランド９ａ、下面パター
ンランド９ｂはリード線１１の半田付けのための
パターンランドを示し、本例ではランド径を約
2.0mmとしている。なお、３ａ，３ｂは一対の貫
通穴で、リード線１１の両端を挿入するためのも
のである 上記のような印刷配線基板に対して、リード線
１１を所定の寸法に切断し、貫通穴３ａ，３ｂに
挿入する。このリード線１１の実装は、自動挿入
機により容易に機械実装することができ、両面印
刷配線基板の裏面に突出したリード線１１の両端
を折曲してリード線１１の仮固定をする。

この状態で印刷配線基板を通常のデイツプ半田
槽またはフローソルダー槽等に浸漬し、リード線
１１の両端の折曲部分を下面パターンランド９ｂ
に半田付けする。この状態を第８図ｂに示す。こ
こで１０はデイツプ半田またはフローソルダーに
よつてリード線１１と下面パターンランド９ｂを
電気的に接続する半田である。この後、第８図
ａ，ｂに示すように上面銅箔パターン側からは上
面パターンランド９ａのほぼ中央部に位置する場
所でリード線１１と上面パターンランド９ａとを
自動半田付け機等により半田１２を熱融着し半田
付けする。

このように、この方法では上面銅箔パターン側
は専用の半田付け作業により半田１２を直接溶融
処理するため、リード線１１と上面パターンラン
ド９ａの電気的接続の信頼性は極めて高くなり、
上面パターンランド９ａと下面パターンランド９
ｂとは完全な電気的導電を図ることができる。

なお、本実施例では上面パターンランドの形状
を第４，５図のものと同一形状の略円形で示して
いるが、上側銅箔パターン側は専用の半田付け作
業となるために銅箔パターンの熱伝導に伴うロス
の発生による半田付け特性の悪下は無視できるも
ので、上面パターンランドの形状は自由に形成す
ることが可能である。実際に独立した上面パター
ンランドを形成することなく半田付け位置を示す
ソルダーレジスト除去マーク等で実用上問題とな
らないことが実験的に確認されている。

なお、本発明の他の実施例として、図示は省略
しているが、片面印刷の硬質印刷配線板とフレキ
シブルプリント基板とを接着剤で接合する等して
構成された実質的な両面印刷配線基板にも適用で
きることはいうまでもない。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、上面銅
箔パターンおよび下面銅箔パターンを有する絶縁
性基板を設け、この上、下両面の銅箔パターンを
間にはさむように絶縁性基板に一対の貫通穴を設
け、リード線の両端を貫通穴に挿入して仮固定す
るとともに、このリード線の両端を下面銅箔パタ
ーンに半田付けして接続し、他方の上面銅箔パタ
ーン側からはリード線と銅箔パターン間とを半田
付けすることにより半田を熱融着させ、これら両
面の銅箔パターンをリード線を通じて電気的に接
続するようにした接続方法である。このため、メ
ツキ加工やスルーホールピン等を必要とせず、さ
らにリード線に寸法精度の高い予備半田を準備す
る必要がなくなる。また、周囲温度や外部応力を
受けて両面印刷配線基板が変形し彎曲してもリー
ド線によつてこれを吸収することができるため、
絶縁基板の変形によつてクラツクが生じたり、破
損することがなくなり、生産性の高い方法でフエ
ノール基板からガラスエポキシ基板までどの様な
印刷配線基板に対しても電気的導通の信頼性が高
く、かつコストの点で安価な接続方法を実現する
ことができるものである。さらに、本方法によれ
ば上面銅箔パターンとリード線が密着するため、
使用する半田量が少なくても確実に接続できる等
効果は大きく、実用性の高い接続方法となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来用いられていた両面印刷
配線基板の断面図、第３図は本発明に先だつて提
案された両面印刷配線板の接続方法に使用する予
備半田が施されたメツキ線の正面図、第４図ａ，
ｂは同接続方法における予備半田が施されたメツ
キ線を両面印刷配線板に挿入して仮固定した状態
の正面図、断面図、第５図ａ，ｂは同接続方法に
おける完全に接続した状態の正面図、断面図、第
６図は本発明の一実施例における両面印刷配線板
の接続方法に使用するリード線の正面図、第７図
ａ，ｂはリード線を両面印刷配線板に挿入して仮
固定した状態の正面図、断面図、第８図ａ，ｂは
完全に接続した状態の正面図、断面図である。 １……絶縁基板、２ａ，２ｂ……銅箔、３ａ，
３ｂ……貫通穴、９ａ……上面パターンランド、
９ｂ……下面パターンランド、１１……メツキ
線、１０，１２……半田。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上面銅箔パターンおよび下面銅箔パターンを
   有する絶縁性基板を設け、この両面の両銅箔パタ
   ーンランドの中心の位置を間にはさむように前記
   絶縁性基板に一対の貫通穴を設け、リード線の両
   端を前記貫通穴に挿入して仮固定するとともに、
   前記リード線の両端をその間に位置する下面銅箔
   パターンに１ケ所で半田付けして接続し、他方の
   上面銅箔パターン側からは前記リード線と上面銅
   箔パターン間を半田付けすることにより半田を溶
   融着させ、前記両面の銅箔パターンを前記リード
   線を通して電気的に接続することを特徴とする両
   面印刷配線板の接続方法。