JPH07235748A - 電気部品実装用のプリント配線基板及び電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気部品の実装に適した凹部方式を採用しつ
つ、この凹部内に既存のメッキ法によって均一な導電部
を形成することができ、機械的強度及び信頼性の高い実
装が可能となる電気部品実装用のプリント配線基板を提
供すること。 【構成】 配線パターン及びランド部２３が形成された
実装面側の電気部品２２の埋込実装箇所に前記電気部品
２２の大きさに対応させた凹部２４を形成した電気部品
実装用のプリント配線基板２１において、前記凹部２４
の底面２４ａに貫通穴２５を形成し、前記凹部２４の周
壁部の一部にメッキ法により導電部２８を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気機器全般に適用可
能であって、角型のチップ部品や丸型のディスクリート
部品等の電気部品の実装に適した電気部品実装用のプリ
ント配線基板及び電気機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電気機器は、小型化される傾向に
あり、このような電気機器に用いるチップ抵抗やチップ
コンデンサ等の電気部品は、これらの電気部品を搭載す
るプリント配線基板と同等程度の厚さにまで薄型化され
てきている。

【０００３】ここに、従来の実装方式を見ると、例え
ば、図４に示すように、銅張積層面なる表面に配線パタ
ーンに導通状態で導電部１が形成されたプリント配線基
板２に電気部品３を固定する場合、図示のような位置に
電気部品（例えば、薄型のチップ部品）３を搭載し、半
田ペースト４を用いて電気部品３の外部電極５と導電部
１とを固着するようにしたものがある。

【０００４】しかし、このような実装方式によると、半
田ペースト４の導電部１への塗布量の不均一や、部品搭
載装置の搭載位置精度不良に起因するマンハッタン現象
（電気部品３が半田の表面張力により片側の導電部１に
引き寄せられて立った状態になる現象）が生じたり、電
気部品３の搭載位置ずれや電気部品３と導電部１との接
触不良などの障害が発生してしまう問題がある。特に、
表面実装リフロー工程において、マイクロソルダ（半田
ペースト４）溶融温度での表面張力等によりプリント配
線基板２上の導電部１と電気部品３とが正常なる相対位
置関係から外れ、導電部１とソルダリングとの間隔が設
計値を越え、部品の浮き、フィレット不足、ウィッキン
グ等を生じてしまうこともある。よって、機械的強度及
び信頼性に欠ける実装となっている。また、導電部１の
表面に電気部品３を搭載するので、電気部品３を搭載し
た部分の厚さが電気部品３とプリント配線基板２との合
計の厚さとなってしまい、電気部品自体を薄型化したメ
リットが半減してしまうものでもある。

【０００５】このようなことから、プリント配線基板に
おいて各電気部品の実装箇所に位置させてその部品の大
きさに対応させた凹部（又は、実質的に凹部に相当する
もの）を形成し、各凹部に各電気部品を半ば埋込む形で
実装することで位置ずれ等を防止するようにしたものが
提案されている。

【０００６】例えば、特開昭５６−８７３９４号公報に
よれば、銅、金‐ニッケルメッキ銅などによる導電箔を
設けたプリント配線基板に電気部品を実装して電気部品
の側面と導電箔とを導電性接着剤で接続するようにした
実装方式において、導電性接着剤により接着される導電
箔の２つの端面が鋭角をなす（即ち、電気部品の実装箇
所が凹部となる）ようにしたものが示されている。

【０００７】また、実開平１−１２１９７２号公報によ
れば、図５に示すように、電気部品６の大きさに対応さ
せてプリント配線基板７の実装面側に逆円錐形の穴（凹
部）８を形成し、この穴８の内側にメッキを施してなる
導電部９を設け、半田１０により実装するようにしたも
のが示されている。

【０００８】さらには、特開平４−３５４１７４号公報
によれば、図６（ａ）に示すように、電気部品実装位置
に凹部１１を形成するとともに、この凹部１１に突出し
た導電部１２を具備したプリント配線基板１３を用意
し、同図（ｂ）に示すように、導電部１２を凹部１１内
に折り曲げるようにして凹部１１内に電気部品１４を圧
入した後、電気部品１４の外側の外部電極１５と折り曲
げられた導電部１２との接触部を半田ペースト１６で固
着するようにしたものが示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開昭５６
−８７３９４号公報による場合、基本的に、導電性接着
剤によるものであり、半田接続固定方式に比べ、電気的
抵抗が増えるものであり、この種の実装方式として得策
ではない。

【００１０】また、実開平１−１２１９７２号公報によ
る場合、プリント配線回路に接続された導電部９が逆円
錐形の穴８の内側に形成される旨記載され、かつ、メッ
キを施す旨が記載されているので、導電部９は、例え
ば、電解メッキ法により形成されるものと推定される。
ところが、図５に示したような逆円錐形の穴８を有する
プリント配線基板７に電解メッキを施した場合、穴８の
角部８ａに電流が集中しやすくメッキが付きやすくなる
ため、現実には、同図中に破線で示すような膨らみ９ａ
を持って導電部９が形成されるものとなる。即ち、この
ような逆円錐形の穴８の斜面に均一なメッキ層を形成す
ることには無理があり、現実的なものではない。

【００１１】さらに、特開平４−３５４１７４号公報に
よる場合、文言上は可能な構成であり得るが、現実的な
手法ではない。即ち、同公報方式の場合、図６（ａ）に
示すように、凹部１１及びこの凹部１１に突出させた導
電部１２を有するプリント配線基板１３を用意すること
が前提であるが、例えば、銅張積層片面プリント配線基
板等において、その銅張積層面側にエッチングを施して
導電部１２を配線パターン等とともにパターン形成する
ことは可能であるが、このような導電部１２を形成した
後で、この導電部１２の方が突出する状態に凹部１１を
ドリル加工等により加工形成するのが不可能だからであ
る（無理矢理加工すれば、導電部１２の先端側も殆どが
加工されてしまい、突出量が極くわずかとなってしま
い、折り曲げ状態等は確保できないものとなる）。よっ
て、同公報方式のものは、実際には、凹部１１等があま
り小さくなく、銅張積層面の配線パターンに連続したラ
ンド部上に導電部部相当部品を接着等により後付けし得
るものに適用し得る程度のものであり、形成すべき凹部
が小さな小型で薄型の電気部品の実装法としては適切と
は言い難いものである。

【００１２】しかして、本発明は、電気部品、特に小型
の電気部品の実装に適した凹部方式を採用しつつ、この
凹部内に既存のメッキ法によって均一な導電部を形成す
ることができ、機械的強度及び信頼性の高い実装が可能
となる電気部品実装用の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。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電気部品
実装用のプリント配線基板は、配線パターン及びランド
部が形成された実装面側の電気部品の埋込実装箇所に前
記電気部品の大きさに対応させた凹部を形成した電気部
品実装用のプリント配線基板において、前記凹部の底面
に貫通穴を形成し、前記凹部の周壁部の一部にメッキ法
により導電部を形成したものである。

【００１４】請求項２記載の電気部品実装用のプリント
配線基板は、請求項１記載の電気部品実装用のプリント
配線基板の構成に加え、貫通穴が形成された凹部の底面
の少なくとも貫通穴の周縁部にレジスト層を形成したも
のである。

【００１５】請求項３記載の電気機器は、請求項１又は
２記載の電気部品実装用のプリント配線基板と、このプ
リント配線基板に実装された電気部品とを具備したもの
である。

【００１６】

【作用】請求項１記載の電気部品実装用のプリント配線
基板においては、凹部の底面に貫通穴を有するので、メ
ッキ法により凹部の周壁部の一部に導電部を形成しよう
とする場合、貫通穴部分に電流密度が集中することによ
り略均一なメッキ層として導電部が形成されるものとな
り、電気部品の半田付けによる安定した実装に供するこ
とができる。

【００１７】この場合、請求項２記載の電気部品実装用
のプリント配線基板においては、凹部の底面の少なくと
も貫通穴の周縁部にレジスト層を形成しているので、レ
ジスト層により凹部の底面部分へのメッキの付着を防止
して凹部のランド部に対応する周壁部にのみ導電部を形
成し得るものとなり、凹部内における導電部間の絶縁性
を確保でき、絶縁に関する後処理を要しないものとな
る。

【００１８】請求項３記載の電気機器においては、この
ような導電部がメッキ法により略均一に形成されたプリ
ント配線基板上に電気部品を実装してなるので、機械的
強度及び信頼性の高い実装のなされた電気機器となる。

【００１９】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１及び図２に基づ
いて説明する。本実施例のプリント配線基板２１の素材
としては、例えば、エポキシ・コンポジット材、或い
は、ガラスエポキシ材等の樹脂製の基材片面全面に銅張
を施してなる銅張積層片面基板が用いられている。そし
て、この銅張積層面側に、フォトリソグラフィ法等によ
るパターンエッチングが施され、実装しようとする電気
部品２２等により構成すべき電気機器としての回路用の
配線パターンが形成され、この配線パターンの電気部品
２２に対する接続端側がランド部２３とされている。こ
のようなプリント配線基板２１を、例えば、レジスト液
槽に浸す等の手段により、所要箇所にレジスト層Ｒを形
成する（図１（ａ）参照）。その後、このプリント配線
基板２１の銅張積層面側に、各電気部品２２の大きさに
対応させた断面矩形状の凹部２４をその実装箇所に位置
させて加工技術により形成する（図１（ｂ）。よって、
前記ランド部２３端面は凹部２４位置に対応する状態と
なっている。ここに、レジスト層Ｒを形成する前の当初
から前記プリント配線基板２１を貫通して形成された小
径の貫通穴が凹部２４の底面２４ａに残されて貫通穴２
５が形成されることになる（図１（ｂ）参照）。このと
き、貫通穴２５の内壁全面にレジスト層Ｒが残される。

【００２０】このような貫通穴２５が形成された凹部２
４を有するプリント配線基板２１にメッキ処理を施し
て、電気部品２２の外部電極２６と半田２７により電気
的に接続すべき導電部２８を凹部２４内にメッキ層とし
て形成する。例えば、図２（ａ）に示すような電解メッ
キ法による場合であれば、図１（ｂ）に示したように凹
部２４及び貫通穴２５の形成されたプリント配線基板２
１を基板素材として、メッキ槽２９中のメッキ液３０に
浸漬させてメッキを行う。このメッキ槽２９の両側には
何れも銅板による＋電極３１と−電極３２とが対向配設
されており、これらの電極３１，３２間に位置させてメ
ッキ液３０中にプリント配線基板２１を配設支持させる
ことになる。このようなメッキ処理において、凹部２４
中には貫通穴２５が形成されているので、各貫通穴２５
部分に電流密度が集中することになり、プリント配線基
板２１の配線パターン、ランド部２３及び貫通穴２５内
に銅メッキ膜が形成されることになる。この場合、凹部
２４内の周壁部で見れば、ランド部２３に対応する位置
に略均一な銅メッキ膜が形成されることになり、部分的
な膨らみ等のない略均一膜厚の導電部２８となり得る
（図１（ｃ）参照）。ここに、銅メッキ膜の膜厚を管理
するには、電極３１，３２間に印加する電圧、電流を調
整すればよい。このため、電極３１，３２間には電流コ
ントロール用のスライダック３３を介してＡＣ２００Ｖ
の交流電源３４が接続されており、かつ、調整作業用の
電圧計３５、電流計３６が接続されている。電解メッキ
法による場合の一般標準メッキ厚は３０〜５０μｍであ
る。

【００２１】なお、図１では貫通穴２５を先に形成し、
後で凹部２４を形成するようにしたが、凹部２４側を予
め形成しておくようにしてもよい。もっとも、凹部２４
を先に形成する手法の場合、凹部２４内の少なくともラ
ンド部２３に接する周壁の一部にはレジスト層Ｒが形成
されないようにするとともに、少なくとも貫通穴２５の
内壁にはレジスト層Ｒを形成する必要があり、凹部２４
を後で形成する手法に比べ工程が増えたり、作業が面倒
になるという若干の不都合はある。

【００２２】また、図２（ａ）に示したような電解メッ
キ法によらず、同図（ｂ）に示したような無電解メッキ
法によりメッキを行うようにしてもよい。これは、メッ
キ槽３７に銅板３８を溶かしたメッキ液３９中にプリン
ト配線基板２１を浸漬させるとともに撹拌部材４０で撹
拌することにより、銅粒子がプリント配線基板２１の配
線パターン、ランド部２３及び貫通穴２５内に付着し銅
メッキ膜が形成されるものである。この場合も、凹部２
４内の周壁部で見れば、ランド部２３に対応する位置に
略均一な銅メッキ膜が形成されることになり、部分的な
膨らみ等のない略均一膜厚の導電部２８となり得る（図
１（ｃ）参照）。ここに、銅メッキ膜の膜厚は、メッキ
液３９中への浸漬時間で決まるため、時間を制御すれば
よい。無電解メッキ法による場合の一般標準メッキ厚は
１０〜２０μｍである。

【００２３】このように凹部２４内の周壁部の一部に形
成された銅メッキ膜による導電部２８は、貫通穴５の内
壁のレジスト層Ｒの形成が不十分であったり、貫通穴２
５の穴径が小さかったりすると、凹部２４内の底面部分
で左右間が実質的に導通する虞れがあるので、図１
（ｄ）に示すように、貫通穴２５より径の大きな開口４
１を貫通形成し、導電部２８間の絶縁を確保するように
してもよい。このような凹部２４に対象とする電気部品
２２を半分程埋込む形で実装し、両側の外部電極２６と
対応する導電部２８及びランド部２３との間に半田２７
を用いてリフロー半田付けして、接続及び固着を行い、
電気機器を作製する。この場合、電気部品２２は凹部２
４内に入り込んでいるので、半田溶融温度での位置ずれ
はなく、機械的強度が強く信頼性の高い実装となる。ま
た、外部電極２６と電気的に接続される導電部２８も略
均一膜厚であるため、電気的に安定した特性を示すもの
となる。

【００２４】なお、本実施例において導電部２８を形成
する凹部２４内の周壁部の一部とは、凹部２４内の周壁
部の全部を含まない少なくとも一部を意味する（周壁部
の全部に形成すると左右間が導通してしまう）。

【００２５】つづいて、本発明の第二の実施例を図３に
より説明する。前記実施例で示した部分と同一部分は同
一符号を用いて示す、本実施例は、プリント配線基板２
１に関し、凹部２４の底面全面に絶縁性を示すレジスト
層４２を形成し、かつ、貫通穴２５を形成したものを、
メッキ処理に用いるようにしたものである。この結果、
メッキ処理において、レジスト層４２上には銅メッキが
付着せず、凹部２４のランド部２３に対応する壁面（垂
直面）にのみ銅メッキ膜が形成され、導電部２８とな
る。即ち、凹部２４内において左右の導電部２８の絶縁
性を直接確保できるものとなる。

【００２６】ここに、レジスト層４２は凹部２４の底面
全面ではなく、必要とする電気絶縁性との関係で、少な
くとも貫通穴２５の周縁部のみ、或いは、その周囲に適
当な広がりを持つ一部に形成するようにしてもよい。

【００２７】なお、これらの実施例で図示した電気部品
２２は、例えば、抵抗チップのような角型のチップ部品
を想定したものとなっているが、これに限らず、丸型の
ディスクート部品等であっても同様に適用し得る。さら
に、凹部２４の形状としても必ずしも断面矩形状のもの
に限らず、適宜、傾斜をつけた断面逆台形状もの等であ
ってもよい。この場合、少なくとも凹部２４の周壁部の
一部とは、傾斜面における電気部品２２の電極２６に接
する箇所或いはその近傍を意味するものである。また、
プリント配線基板２１としても銅張積層片面のもの（表
面／裏面を問わない）への適用例を想定して説明した
が、銅張積層両面基板、多層基板等にも有効に適用し得
るものである。即ち、本発明方式は電気機器全般に適用
できるが、特に、高密度実装、多層プリント配線基板に
その威力を発揮できるものであり、航空機・人工衛星搭
載機器等に応用すればその重力軽減に役立つものとな
る。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の電気部品実装用のプリン
ト配線基板によれば、配線パターン及びランド部が形成
された実装面側の電気部品の埋込実装箇所に前記電気部
品の大きさに対応させた凹部を形成した電気部品実装用
のプリント配線基板において、前記凹部の底面に貫通穴
を形成し、凹部の周壁部の一部にメッキ法により導電部
を形成したので、貫通穴部分に電流密度が集中すること
により略均一なメッキ層として導電部が形成されるもの
となり、電気部品の半田付けによる安定した実装に供す
ることができる。

【００２９】この場合、請求項２記載の電気部品実装用
のプリント配線基板によれば、凹部の底面の少なくとも
貫通穴の周縁部にレジスト層を形成したので、凹部の底
面部分へのメッキの付着を防止して凹部のランド部に対
応する周壁部にのみ導電部を形成でき、凹部内における
導電部間の絶縁性を確保でき、絶縁に関する後処理を要
しないものとなる。

【００３０】請求項３記載の電気機器によれば、このよ
うな導電部がメッキ法により略均一に形成されたプリン
ト配線基板上に電気部品を実装してなるので、機械的強
度及び信頼性の高い実装のなされた電気機器となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示すプリント配線基板
作製工程及び実装段階を含めて示す断面図である。

【図２】（ａ）は電解メッキ法を示す構成図、（ｂ）は
無電解メッキ法を示す構成図である。

【図３】本発明の第二の実施例を示す断面図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【図５】異なる従来例を示す断面図である。

【図６】さらに異なる従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

２１ プリント配線基板 ２２ 電気部品 ２３ ランド部 ２４ 凹部 ２４ａ 底面 ２５ 貫通穴 ２８ 導電部 ３０，３９ メッキ液 ４２ レジスト層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターン及びランド部が形成された
   実装面側の電気部品の埋込実装箇所に前記電気部品の大
   きさに対応させた凹部を形成した電気部品実装用のプリ
   ント配線基板において、前記凹部の底面に貫通穴を形成
   し、前記凹部の周壁部の一部にメッキ法により導電部を
   形成したことを特徴とする電気部品実装用のプリント配
   線基板。
2. 【請求項２】 貫通穴が形成された凹部の底面の少なく
   とも貫通穴の周縁部にレジスト層を形成したことを特徴
   とする請求項１記載の電気部品実装用のプリント配線基
   板。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電気部品実装用の
   プリント配線基板と、このプリント配線基板に実装され
   た電気部品とを具備したことを特徴とする電気機器。