JPH11251714A - リード部品実装基板およびプリント基板へのリード部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装密度を低下させることなく、メッキ無し
スルーホールにリード部品を強固に固定でき、かつ基板
両面間の導通を確保できるプリント基板およびプリント
基板へのリード部品実装方法を提供する。 【解決手段】 基板表面のランド１ａの表面に、中心部
に開孔部１１ａを有するリング状の金属板１１を固定す
る。金属板１１は、その開孔部１１ａがスルーホール２
と連通するように固定する。基板裏面のランド１ｂの表
面には、円板状の金属板１２を、スルーホール開口が塞
がれるように固定する。次いで、スルーホール２内にク
リーム半田４を十分に充填し、さらに、リード部品のリ
ード部５を、前記開孔部１１ａからスルーホール２内に
挿入する。次いで、リフロー装置により加熱処理を施し
てクリーム半田４をフィレット化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リード部品実装基
板およびプリント基板へのリード部品実装方法に係り、
特に、プリント基板を貫通するメッキ無しスルーホール
内にリード部品が実装されるリード部品実装基板および
プリント基板へのリード部品実装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、リード部品を挿入するスルー
ホール内にメッキが施されていないプリント基板がコス
トの安さから多く使用されてきた。しかしながら、こう
したプリント基板ではスルーホール内に半田が充填され
ず、基板の表裏面間の導通を確保することができない。
したがって、メッキ無しスルーホール内に銀ペーストを
充填して基板の表裏面間の導通を確保するバイアホール
が別途に形成される。

【０００３】図８は、従来のメッキ無しスルーホールを
利用したバイアホールの断面図である。基板３には、リ
ード部品のリード部５が挿入されるメッキ無しスルーホ
ール２ａと、バイアホールを形成するためのメッキ無し
スルーホール２ｂとが形成される。スルーホール２ａの
裏面側の開口部周囲にはランド７１が形成され、スルー
ホール２ｂの表面および裏面側の開口部周囲にはランド
７２ａ，７２ｂがそれぞれ形成されている。スルーホー
ル２ａでは、リード部５とランド７１とが半田フィレッ
ト７３により固定される。スルーホール２ｂ内には、各
ランド７２ａ、７２ｂと接続されるように銀（銀ペース
ト）７５が充填されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術で
は、基板の表裏面間の導通を確保するために、リード部
品が実装されるスルーホール２ａとは別にバイアホール
を形成しなければならないので、、高密度実装が要求さ
れる基板には不向きであった。

【０００５】このような問題点を解決するために、例え
ば特開平８−１４８７９６号公報あるいは特開平８−１
３９４２８号公報では、メッキ無しスルーホールの側面
に導電性ペーストを塗布し、リード部品の実装後にフロ
ー半田付け装置により基板表面に半田を流してリード部
品を半田付けする技術が開示されている。

【０００６】しかしながら、導電性ペーストは高価であ
るのみならず、半田との濡れ性を良好に保つには追加的
な処理が必要となる。さらに、基板表面に半田を流すフ
ロー工程での半田付けは、予め塗布された半田ペースト
等を加熱して凝固（フィレット化）させるリフロー工程
での半田付けに比べて不良発生率が高くなることが知ら
れている。

【０００７】本発明の目的は、導電性ペーストやフロー
工程を利用することなく、メッキ無しスルーホールにリ
ード部品を高密度で強固に固定でき、かつ基板の表裏面
間の導通を同時に確保できるリード部品実装基板および
プリント基板へのリード部品実装方法を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、プリント基板の一方の主面から他
方の主面に貫通するメッキ無しスルーホールにリード部
品が実装されたリード部品実装基板において、以下のよ
うな手段を講じた点に特徴がある。 (1) 一方および他方の主面のスルーホール周囲にそれぞ
れ形成された一方および他方のランドと、スルーホール
の開口部を覆うように前記一方のランド上に固着され、
中央部にスルーホールと連通する開孔部を有する第１の
導電部材と、前記スルーホールの開口部を塞ぐように前
記他方のランド上に固着された第２の導電部材と、前記
第１の導電部材の開孔部から前記スルーホール内に挿入
されたリード部品と、少なくとも前記スルーホール内部
および前記第１の導電部材の開孔部近傍において、前記
第１および第２の導電部材、前記一方および他方のラン
ド、ならびに前記リード部品を相互に固定する半田フィ
レットとを具備した。 (2) 一方および他方の主面のスルーホール周囲にそれぞ
れ形成された一方および他方のランドと、スルーホール
の開口部を覆うように前記一方のランド上に固着され、
中央部に前記スルーホールと連通する第１の開孔部を有
する第１の導電部材と、前記スルーホールの開口部を塞
ぐように前記他方のランド上に固着され、中央部に前記
スルーホールと連通する第２の開孔部を有するた第２の
導電部材と、前記第１および第２の開孔部を貫通するよ
うに前記スルーホール内に挿入されたリード部品と、少
なくとも前記スルーホール内部ならびに前記第１および
第２の導電部材の開孔部近傍において、前記第１および
第２の導電部材、前記一方および他方のランド、ならび
に前記リード部品を相互に固定する半田フィレットとを
具備した。 (3) 少なくとも一方の主面の各スルーホール周囲に形成
されたランドと、前記各スルーホールの開口部をそれぞ
れ覆うように前記各ランド上にそれぞれ固着され、中央
部に前記スルーホールと連通する開孔部を有する複数の
導電部材と、前記各スルーホールの開口部を同時に塞ぐ
ように前記他方の主面に固着され、前記各スルーホール
の開口部と対向する位置の表面に導電層がそれぞれ形成
された絶縁板と、前記導電部材の開孔部から前記スルー
ホール内に挿入されたリード部品と、少なくとも前記各
スルーホール内部および導電部材の開孔部近傍におい
て、前記導電部材、ランド、導電層およびリード部品を
相互に固定する半田フィレットとを具備した。

【０００９】さらに、本発明では、一方の主面から他方
の主面にメッキ無しスルーホールが貫通し、前記一方お
よび他方の主面のスルーホール周囲にそれぞれ一方およ
び他方のランドが形成されたプリント基板へのリード部
品実装方法において、以下のような手段を講じた点に特
徴がある。 (4) スルーホールの開口部を覆うように、中央部に開孔
部を有する第１の導電部材を、その開孔部が前記スルー
ホールと連通するように前記一方のランド上に固着する
工程と、スルーホールの開口部を塞ぐように、第２の導
電部材を前記他方のランド上に固着する工程と、前記第
１の導電部材の開孔部から前記スルーホール内に半田ペ
ーストを充填する工程と、前記第１の導電部材の開孔部
から前記スルーホール内にリード部品を挿入する工程
と、前記半田ペーストを加熱してフィレット化する工程
とを設けた。 (5) スルーホールの開口部を覆うように、中央部に第１
の開孔部を有する第１の導電部材を、その開孔部が前記
スルーホールと連通するように前記一方のランド上に固
着する工程と、前記スルーホールの開口部を覆うよう
に、中央部に第２の開孔部を有する第２の導電部材を、
その開孔部が前記スルーホールと連通するように前記他
方のランド上に固着する工程と、前記第１および第２の
開口部を貫通するように、前記スルーホール内にリード
部品を挿入する工程と、前記スルーホール内に半田ペー
ストを充填する工程と、前記半田ペーストを加熱してフ
ィレット化する工程とを設けた。 (6) 各スルーホールの開口部をそれぞれ覆うように、中
央部に開孔部を有する複数の導電部材を、その中央部が
前記スルーホールと連通するように前記各ランド上に固
着する工程と、前記各スルーホールの開口部を同時に塞
ぐように、各スルーホールの開口部と対向する位置の表
面に導電層がそれぞれ形成された絶縁板を前記他方の主
面に固着する工程と、前記各導電部材の開孔部から、各
スルーホール内にリード部品を挿入する工程と、前記半
田ペーストを加熱してフィレット化する工程とを設け
た。

【００１０】上記した構成(1) によれば、基板の各面に
形成されたランドが、リード部品および各導電材料を介
して電気的に接続される。

【００１１】上記した構成(2) によれば、基板の各面に
形成されたランドが、リード部品および各導電材料を介
して電気的に接続される。

【００１２】上記した構成(3) によれば、基板の表面に
形成されたランドと裏面側の導電層とがリード部品を介
して電気的に接続される。

【００１３】上記した構成(4) によれば、少なくともス
ルーホール内部および前記第１の導電部材の開孔部近傍
において、前記第１および第２の導電部材、前記一方お
よび他方のランド、ならびに前記リード部品が、フィレ
ット化した半田により相互に固定される。

【００１４】上記した構成(5) によれば、少なくとも前
記スルーホール内部ならびに第１および第２の導電部材
の開孔部近傍において、前記第１および第２の導電部
材、一方および他方のランド、ならびにリード部品が、
フィレット化した半田により相互に固定される。

【００１５】上記した構成(6) によれば、少なくとも前
記各スルーホール内部および導電部材の開孔部近傍にお
いて、前記導電部材、ランド、導電層およびリード部品
が、フィレット化した半田により相互に固定される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるメ
ッキ無しスルーホールへのリード部品の実装方法を示し
た断面図である。プリント基板３には、同図(a) に示し
たように、メッキ無しスルーホール２が貫通し、表面お
よび裏面のスルーホール開口の周囲には、それぞれラン
ド１ａ、１ｂが形成されている。

【００１７】本実施形態では、はじめに、基板表面のラ
ンド１ａ上に、中心部に開孔部１１ａを有するリング状
の金属板１１を、スルーホール開口を覆って当該ランド
１ａと電気的な接続が確保され、かつ開孔部１１ａがス
ルーホール２と連通するように固定する。また、基板裏
面のランド１ｂ上には、円板状の金属板１２を、スルー
ホール開口を塞ぎ、かつランド１ｂとの電気的な接続が
確保されるように固定する。

【００１８】前記各金属板１１、１２は、高融点クリー
ム半田を塗布してランド１ａ、１ｂにそれぞれ接着し、
リフロー装置により加熱処理を施して前記高融点クリー
ム半田を凝固させることにより固定することができる。
なお、前記金属板１１、１２は、半田に濡れやすい銅、
真鍮、ニッケル自身、あるいはこれらを他の金属または
非金属の表面にメッキして形成することが望ましい。

【００１９】次いで、同図(b) に示したように、前記金
属板１１の開孔部１１ａからスルーホール２内にクリー
ム半田４を十分に充填する。次いで、同図(c) に示した
ように、リード部品のリード部５を、前記開孔部１１ａ
からスルーホール２内に挿入する。次いで、リフロー装
置により加熱処理を施し、同図(d) に示したように、前
記クリーム半田４をフィレット化する。

【００２０】本実施形態によれば、基板表面にはフィレ
ット４ａが形成され、スルーホール内にはフィレット４
ｂ、４ｃが形成され、合計３つのフィレットによってリ
ード部５が各金属板１１、１２と強固に固定されるの
で、引っ張り強度および横方向からの負荷に対する耐力
が増して接続信頼性が大幅に向上する。

【００２１】さらに、本実施形態では基板３の各面に形
成されたランド１ａ、１ｂが、リード部５および各金属
板１１、１２を介して電気的に接続されるので、基板の
表面と裏面とを接続するためのバイアホール等を別途に
形成する必要がなくなって実装密度が向上する。

【００２２】なお、上記した第１実施形態では、金属板
１２の基板側表面が平板状であるものとして説明した
が、図２に示したように、基板側表面の中央部に前記ス
ルーホール２の内径と略同一または小さめの円形突起１
２１が形成され、かつ当該円形突起１２１に溝１２１ａ
を有する金属板１２ａや、図３に示したように、基板側
表面の中央部に前記スルーホール２の内径と略同一また
は小さめの円形突起１２２が形成され、かつ当該円形突
起１２２の中央部に窪み１２２ａを有する金属板１２ｂ
を、前記金属板１２の代わりに用いても良い。

【００２３】図４は、上記した金属板１２ａを利用した
場合のメッキ無しスルーホールへのリード部品の実装方
法を示した断面図であり、リード部５は、その先端が溝
１２１ａ内に収まるように挿入される。

【００２４】図５は、本発明の第２実施形態であるメッ
キ無しスルーホールへのリード部品の実装方法を示した
断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分
を表している。プリント基板３には、同図(a) に示した
ように、メッキ無しスルーホール２が貫通し、表面およ
び裏面のスルーホール開口の周囲には、それぞれランド
１ａ、１ｂが形成されている。

【００２５】本実施形態では、はじめに、基板表面のラ
ンド１ａおよび基板裏面のランド１ｂ上に、それぞれ中
心部に開孔部１３ａ、１４ａを有するリング状の金属板
１３，１４を固定する。前記各金属板１３、１４は、そ
れぞれスルーホール開口を覆って各ランド１ａ、１ｂと
電気的な接続が確保され、かつ各開孔部１３ａ、１４ａ
がスルーホール２と連通するように固定される。

【００２６】前記各金属板１３、１４は、高融点クリー
ム半田を塗布してランド１ａ、１ｂにそれぞれ接着し、
リフロー装置により加熱処理を施して固定される。な
お、前記金属板１３、１４は、半田に濡れやすい銅、真
鍮、ニッケル自身、あるいはこれらを他の金属または非
金属の表面にメッキして形成することが望ましい。

【００２７】次いで、同図(b) に示したように、リード
部品のリード部５を、前記各開孔部１３ａ、１４ａを貫
通するようにスルーホール２内に挿入する。次いで、同
図(c) に示したように、スルーホール２内にクリーム半
田４を十分に充填する。このとき、クリーム半田４は、
各金属板１３、１４の各開孔部１３ａ、１４ａからスル
ーホール２外にはみ出す程度に充填することが望まし
い。次いで、リフロー装置により加熱処理を施し、同図
(d) に示したように、クリーム半田４をフィレット化す
る。

【００２８】本実施形態によれば、４つのフィレット４
ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄによってリード部５が各金属板１
３、１４と固定されるので、引っ張り強度および横方向
からの負荷に対する耐力が増して接続信頼性が大幅に向
上する。

【００２９】さらに、本実施形態では基板３の各面に形
成されたランド１ａ、１ｂが、リード部５および各金属
板１３、１４を介して電気的に接続されるので、基板の
表面と裏面とを接続するためのバイアホール等を別途に
形成する必要がなくなって実装密度が向上する。

【００３０】図６は、本発明の第３実施形態であるメッ
キ無しスルーホールへのリード部品の実装方法を示した
断面図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分
を表している。本実施形態では、多数のメッキ無しスル
ーホールへ、例えばコネクタ等のリード部品を同時に実
装する方法を示している。プリント基板３には、同図
(a) に示したように、多数のメッキ無しスルーホール２
が貫通し、その表面のスルーホール開口の周囲には、ラ
ンド１ａが形成されている。

【００３１】本実施形態では、はじめに、基板表面のラ
ンド１ａの表面に、中心部に開孔部１５ａを有するリン
グ状の金属板１５を、スルーホール開口を覆って当該ラ
ンド１ａと電気的な接続が確保され、かつ開孔部１５ａ
がスルーホール２と連通するように固定する。また、基
板裏面には、図７の平面図に示したように、表面に円形
状の金属層１６が、前記各スルーホールの開口位置に合
わせて複数形成された絶縁基板１７を、接着あるいは半
田付け等の適宜の手段により固定する。

【００３２】次いで、同図(b) に示したように、開孔部
１５ａからスルーホール２内にクリーム半田４を十分に
充填する。次いで、同図(c) に示したように、コネクタ
２０のリード部５を、前記開孔部１５ａからスルーホー
ル２内に挿入する。次いで、リフロー装置により加熱処
理を施し、同図(d) に示したように、前記クリーム半田
４をフィレット化する。

【００３３】本実施形態によれば、各スルーホールでは
３つのフィレット４ａ、４ｂ、４ｃによってリード部５
が金属板１５および絶縁基板１７の金属層１６と固定さ
れるので、引っ張り強度および横方向からの負荷に対す
る耐力が増して接続信頼性が大幅に向上する。

【００３４】さらに、本実施形態では基板３の表面に形
成されたランド１ａと裏面側の金属層１６とがリード部
５を介して電気的に接続されるので、金属層１６と基板
裏面の配線パターン（図示せず）とを接続すれば、基板
の表面と裏面とを接続するためのバイアホール等を別途
に形成する必要がなくなって実装密度が向上する。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、メッキ無しスルーホー
ルを用いても、スルーホールの上下に半田フィレットが
形成されるのでリード部が基板両面で固定されると共
に、基板の各面で前記スルーホールの周囲に形成された
ランドが電気的に接続されるので、基板の表面と裏面と
を接続するためのバイアホール等を別途に形成する必要
がなくなって実装密度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態であるプリント基板への
リード部品実装方法を示した断面図である。

【図２】第１実施形態の変形例を説明するための図であ
る。

【図３】第１実施形態の他の変形例を説明するための図
である。

【図４】第１実施形態の変形例の断面図である。

【図５】本発明の第２実施形態であるプリント基板への
リード部品実装方法を示した断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態であるプリント基板への
リード部品実装方法を示した断面図である。

【図７】第３実施形態の絶縁基板の平面図である。

【図８】従来技術のプリント基板へのリード部品実装方
法を示した断面図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…ランド、２…メッキ無しスルーホール、３
…プリント基板、４…半田ペースト、５…リード部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板の一方の主面から他方の主
   面に貫通するメッキ無しスルーホールにリード部品が実
   装されたリード部品実装基板において、 前記一方および他方の主面のスルーホール周囲にそれぞ
   れ形成された一方および他方のランドと、 前記スルーホールの開口部を覆うように前記一方のラン
   ド上に固着され、中央部に前記スルーホールと連通する
   開孔部を有する第１の導電部材と、 前記スルーホールの開口部を塞ぐように前記他方のラン
   ド上に固着された第２の導電部材と、 前記第１の導電部材の開孔部から前記スルーホール内に
   挿入されたリード部品と、 少なくとも前記スルーホール内部および前記第１の導電
   部材の開孔部近傍において、前記第１および第２の導電
   部材、前記一方および他方のランド、ならびに前記リー
   ド部品を相互に固定する半田フィレットとを具備したこ
   とを特徴とするリード部品実装基板。
2. 【請求項２】 プリント基板の一方の主面から他方の主
   面に貫通するメッキ無しスルーホールにリード部品が実
   装されたリード部品実装基板において、 前記一方および他方の主面のスルーホール周囲にそれぞ
   れ形成された一方および他方のランドと、 前記スルーホールの開口部を覆うように前記一方のラン
   ド上に固着され、中央部に前記スルーホールと連通する
   第１の開孔部を有する第１の導電部材と、 前記スルーホールの開口部を塞ぐように前記他方のラン
   ド上に固着され、中央部に前記スルーホールと連通する
   第２の開孔部を有するた第２の導電部材と、 前記第１および第２の開孔部を貫通するように前記スル
   ーホール内に挿入されたリード部品と、 少なくとも前記スルーホール内部ならびに前記第１およ
   び第２の導電部材の開孔部近傍において、前記第１およ
   び第２の導電部材、前記一方および他方のランド、なら
   びに前記リード部品を相互に固定する半田フィレットと
   を具備したことを特徴とするリード部品実装基板。
3. 【請求項３】 プリント基板の一方の主面から他方の主
   面に貫通する複数のメッキ無しスルーホールにリード部
   品が実装されたリード部品実装基板において、 少なくとも一方の主面の各スルーホール周囲に形成され
   たランドと、 前記各スルーホールの開口部をそれぞれ覆うように前記
   各ランド上にそれぞれ固着され、中央部に前記スルーホ
   ールと連通する開孔部を有する複数の導電部材と、 前記各スルーホールの開口部を同時に塞ぐように前記他
   方の主面に固着され、前記各スルーホールの開口部と対
   向する位置の表面に導電層がそれぞれ形成された絶縁板
   と、 前記導電部材の開孔部から前記スルーホール内に挿入さ
   れたリード部品と、 少なくとも前記各スルーホール内部および導電部材の開
   孔部近傍において、前記導電部材、ランド、導電層およ
   びリード部品を相互に固定する半田フィレットとを具備
   したことを特徴とするリード部品実装基板。
4. 【請求項４】 一方の主面から他方の主面にメッキ無し
   スルーホールが貫通し、前記一方および他方の主面のス
   ルーホール周囲にそれぞれ一方および他方のランドが形
   成されたプリント基板へのリード部品実装方法におい
   て、 前記スルーホールの開口部を覆うように、中央部に開孔
   部を有する第１の導電部材を、その開孔部が前記スルー
   ホールと連通するように前記一方のランド上に固着する
   工程と、 前記スルーホールの開口部を塞ぐように、第２の導電部
   材を前記他方のランド上に固着する工程と、 前記第１の導電部材の開孔部から前記スルーホール内に
   半田ペーストを充填する工程と、 前記第１の導電部材の開孔部から前記スルーホール内に
   リード部品を挿入する工程と、 前記半田ペーストを加熱してフィレット化する工程とを
   含み、 前記加熱工程では、少なくとも前記スルーホール内部お
   よび前記第１の導電部材の開孔部近傍において、前記第
   １および第２の導電部材、前記一方および他方のラン
   ド、ならびに前記リード部品が、フィレット化した半田
   により相互に固定されることを特徴とするプリント基板
   へのリード部品実装方法。
5. 【請求項５】 一方の主面から他方の主面にメッキ無し
   スルーホールが貫通し、前記一方および他方の主面のス
   ルーホール周囲にそれぞれ一方および他方のランドが形
   成されたプリント基板へのリード部品実装方法におい
   て、 前記スルーホールの開口部を覆うように、中央部に第１
   の開孔部を有する第１の導電部材を、その開孔部が前記
   スルーホールと連通するように前記一方のランド上に固
   着する工程と、 前記スルーホールの開口部を覆うように、中央部に第２
   の開孔部を有する第２の導電部材を、その開孔部が前記
   スルーホールと連通するように前記他方のランド上に固
   着する工程と、 前記第１および第２の開口部を貫通するように、前記ス
   ルーホール内にリード部品を挿入する工程と、 前記スルーホール内に半田ペーストを充填する工程と、 前記半田ペーストを加熱してフィレット化する工程とを
   含み、 前記加熱工程では、少なくとも前記スルーホール内部な
   らびに第１および第２の導電部材の開孔部近傍におい
   て、前記第１および第２の導電部材、一方および他方の
   ランド、ならびにリード部品が、フィレット化した半田
   により相互に固定されることを特徴とするプリント基板
   へのリード部品実装方法。
6. 【請求項６】 一方の主面から他方の主面に複数のメッ
   キ無しスルーホールが貫通し、少なくとも一方の主面の
   各スルーホール周囲にランドが形成されたプリント基板
   へのリード部品実装方法において、 前記各スルーホールの開口部をそれぞれ覆うように、中
   央部に開孔部を有する複数の導電部材を、その中央部が
   前記スルーホールと連通するように前記各ランド上に固
   着する工程と、 前記各スルーホールの開口部を同時に塞ぐように、各ス
   ルーホールの開口部と対向する位置の表面に導電層がそ
   れぞれ形成された絶縁板を前記他方の主面に固着する工
   程と、 前記各導電部材の開孔部から、各スルーホール内にリー
   ド部品を挿入する工程と、 前記半田ペーストを加熱してフィレット化する工程とを
   含み、 前記加熱工程では、少なくとも前記各スルーホール内部
   および導電部材の開孔部近傍において、前記導電部材、
   ランド、導電層およびリード部品が、フィレット化した
   半田により相互に固定されることを特徴とするプリント
   基板へのリード部品実装方法。