JPS6059796A - プリント回路板 - Google Patents

プリント回路板

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JPS6059796A
JPS6059796A JP59171698A JP17169884A JPS6059796A JP S6059796 A JPS6059796 A JP S6059796A JP 59171698 A JP59171698 A JP 59171698A JP 17169884 A JP17169884 A JP 17169884A JP S6059796 A JPS6059796 A JP S6059796A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプリント回路板、特に、構成部品の取外し、交
換が容易であるプリント回路板に関する。
プリント回路板に複雑な電子構成部品を取付けるのに構
成部品のビンをプリント回路板のめつきした貫通孔に通
し、所定個所ではんだ付けするのは普通のことである。
めっきした貫通孔は、普通、プリント回路板の種々のレ
ベルで、ビンと回路の一部をなす導電性材料とを接続す
る。
成る構成部品を取外す必要がある場合、たとえば、それ
が故障したために交換する必要がある場合、はんだを溶
かすために用いた熱でプリント回路板が膨張し、回路に
損傷を与える傾向があることがわかっている。この問題
は、いわゆるビン・グリッド・アレイ・パッケージに装
着した超大規模集積回路部品にとって特にきびしい。多
数の、アレイ状に密集したビン（普通は１００本以上）
の場合、作業が不当に長くならないようにすべてのビン
のはんだを同時に溶かさなければならない。
こうして加えられた大量の熱や、多数の接続を行なう必
要があるためにプリント回路板の厚さが比較的太きいと
いうことにより、膨張問題はさらに悪化し、プリント回
路板の損傷も大きくなる。しかも、これらの構成部品が
高価であるため、プリント回路板を廃棄せずに修理する
ことがあらゆる点で望ましい。実際に、この問題を解決
する唯一の方法はプリント回路板にはんだ付けしたソケ
ットを使用することであることが示唆されていた。構成
部品をソケットにはめ込むのであるが、この方法では、
プリント回路板のコストが高捷ると共にその嵩が犬きく
な多、さらに、信頼性や電気的性能の低下を招く。
本発明は、＜：Ｉｌｊ成部品を取（；ｊけるようになっ
ているプリント回路板であって、プリント回路板を貫通
する複数の第１、：Ｊ−２の孔を包含し、第１の孔の各
々が１つの構成部品接続ビンを受け入れる内部めっきの
ない貫通孔であシ、第２の孔の各々がプリント回路板の
種々のレベルで２４γ電性軌道に接続するめつきした貫
通孔であシ、プリント回路板の第１面で各第１孔に隣接
して導電性材Ａ：゛１の表面パッドが設けてあシ、各バ
ンドが孔に挿入した構成部品ビンどのはんだ利は接続部
の一部をなし、前記表面パッドがそれぞれ表面導体と接
続してんシ、これらの導体の少なくとも実感のものが第
２孔の内部めっきに接続しであるプリント回路板を提供
する。
本発明Ｊによるプリント回路板は前記第１面と反対の側
の第２面に置かれ、各々第１孔に挿入され、第１面のと
ころでξの２・１孔に隣接して表面パッドにばんだ伺け
された複数の接ＡゾＣピンを有する少なくとも１つの構
成部品を持っていてもよい。
構成部品のはんだ接続部は迅速に同時に溶かすことがで
き、しかもプリント回路板の回路に損傷を与える危険も
少ない。また、牙２のめつきした孔が２つ以上の導電層
に対する接続部を与えるので複雑な回路も可能である。
好ましくは、プリント回路板は複層式である。
ここで、複層というのは、プリント回路板の内部に少な
くとも１枚の導電層があシ、プリント回路板の単数また
は複数の接続部を提供するということを意味する。
好ましくは、牙２の孔は２・１面のところで溶融はんだ
の流入を防ぐ手段を備えている。
これによシ、則・２孔にばんだが流入する危険がなＣＯ
１溶融時、プリント回路板を膨張させ、回路に損傷を力
える危険を回避できる。
耐はんだコーティングがこのような手段としては適当で
ある。
プリント回路板のだめの絶縁材料としてエポキシ・ガラ
スを使用することは普通である。
しかしながら、エポキシ・ガラスは普通のはんだの溶融
温度で軟化し、エポキシ・ガラスとそれを支える導電材
料との結合が弱くなる。
し／こがって、第１孔に隣接した、貫通孔のめつきによ
って固定されていないパッドなどがはんだ溶融時に剥れ
ることがある。したがって、このようなパッドを支える
プリント回路板の拐料は、普通の錫・鉛はんだの溶融温
度でもパッド材料にしつか逆結合しているポリイミド・
ガラスその他の材料が好ましい。
ポリイミド・ガラスはエポキシ・ガラスよりも高価であ
シ、接合温度も高い。そのために、外側層がポリイミド
・ガラスであるエポキシ・ガラスの積層体からなる複合
板をプリント回路板とし、これらの層の間にほぼ完全な
平面（たとえば、電圧平面）である導電層を設けると良
いことを発明者等が見出した。
この構造では、コストが下がっ、ポリイミド・ガラス／
エポキシ・ガラス結合に依存する割合をかなりの程度ま
で減らすことができる。
好ましくは、ポリイミド・ガラスは予硬化させ、前記平
面を構成している導電拐料で片面を被着し、次にこの面
を内側にして絶縁材料にエポキシ・ガラスを使っている
積重体に接合し、この接合部を部分的に硬化していたエ
ポキシ・ガラス・シートの硬化を完全に進めることによ
って完成する。
以下、本発明によって構成したプリント回路板を添付図
面を参照しながら一層詳しく説明する。
ツ・１図、牙２図を参照して、全体的に参照数字１で示
すプリント回路板は構成部品２を支持しているように示
しである。この構成部品２は多数のピン（たとえば、１
３５本か１７９本）を有するピン・グリッド・アレイ・
パッケージである。これらのピンのうち一本だけが３で
示しである。
プリント回路板１は複層板（前部の層は図示しない）で
あシ、周知のように、めっきした貫通孔によって相互接
続された内部層に導電材料を使っている。このような貫
通孔が４で示してあシ、これはめっき部５を有する。
内部層は、電圧（すなわち、アースまたはパワー）平面
あるいは信号平面であってもよい。
平面６は電圧平面の一例であシ、これは導電材料のほぼ
均一な層からなシ、いくつかの貫通孔と接触しているが
、接触をなすことなく他の物も通せるように孔があけで
ある。信号平面は種々の導電軌道を含み、たとえば、こ
こでは軌道７が孔４のめっき部５と接触している例とし
て示しである。その他多くの層をピン・グリッド・アレ
イ・パッケージを支えている回路板に設けることがある
ことは了解できよう。
孔４のようなめつきした貫通孔は構成部品のピンを支持
していない。代シに、これらのピンは孔８のような孔、
図ではピン３を支持している孔に支えられる。これらの
孔はその内壁面にめっきを施していない。
孔８の、構成部品２とは反対側のプリント回路板１の面
にある開口部はパッド９で囲んである。パッド９は表面
軌道１０によってパッド１１に接続してあり、このパッ
ド１１は孔４の開口部を囲み、そのめっき部５に接わ“
ししである。この実施例では、他のめつきしてない孔は
、各々、めっきした貫通孔に同様に接続しである。
耐はんだ性の層１２がめつきした貫通孔のすべてを覆っ
て設けであるが、パッド？および非めっき孔のまわシの
他のパッドのすべては露出したままとしである。
プリント回路板の大部分は導電層を設けたエポキシ・ガ
ラスで構成しである。エポキシ・ガラスの境界は電圧平
面６であシ、その反対側にはポリイミド・ガラス層１３
が設けである。
構成部品を取付けるには、そのピンをめっきしてない孔
に挿入し、パッド９および同様なパッドを含む面を錫・
鉛はんだつＪ−ブに対して動かし、パッド９をピン３に
連結するｊ７」、んたのすみ肉１４を残す。このすみ肉
は他のビンをもプリント回路板に同様に連結する。
はんだは非めっき孔には決して侵入せず、耐はんだ層１
２によってめっき貫通孔にも侵入しない。この耐社んだ
層１２は熱バリヤとしても作用する。
構成部品を取外したい場合には、プリント回路板を錫・
鉛はんだウェーブ上方に吊下げ、この構成部品のすべて
のビンのはんだを溶かし、この構成部品を取外す。その
後、孔にまたがっているはんだを穏やかに吹払い、その
後、暖めた空気を使って固化させる。孔をきれいにして
から、交換部品を挿入し、所定位置ではんだ付けする。
必要に応じて、所定の位置の構成部品を何回も変更でき
る。こうして、プリント回路板を経済的かつ容易に修理
あるいは改造することができる。
成るビン・グリッド・アレイ・パッケージのｄんだを溶
かし、取外すのに３ないし５秒であり、プリント回路板
への損傷も無視し得る程度であることがわかった。こ、
ｔシは、全体的に絶縁体としてエポキシ・ガラスを用い
て構成したプリント回路板のめっき貫通孔にパンケージ
のビンをはんだ付けする場合に匹敵する。はんだを溶か
すのに数十秒かかることがわかっておシ、各ビンのはん
だを個別に溶かし、吸引作用で除去する場合でも、かな
シの数の孔のところで損傷が生じるのがわがっている。
この損傷は、通常、パッドの周縁が剥４１　Ｌ、内部ｊ
ｉア電層と孔めっき部の結合が破壊される可能性がある
ことを意味する。これが起きるのは、溶融錫・鉛はんだ
の温度（２２゜℃から２５０℃）にプリント回路板がさ
らされる時間と孔内のはんだの与える熱伝達経路とが結
びついて、プリント回路板内部のエポキシ・ガラス材料
の温度が１２０”Ｃのその転容温度以上に上昇するから
である。この温度以上では、プリント回路板の膨張率が
急激に高まシ、プリント回路板を横切る方向のエポキシ
・ガラス材料の膨張が導電材料の膨張より大きくなる。
同時に、導電性材料（普通は銅）とエポキシ・ガラス材
料の結合力もかなシ減少する。
次にポリイミド・ガラス層１３の機能を説明する。ポリ
イミド・ガラス材料の転移温度は２６０℃から２８υ℃
である。したがって、はんだウェーブの２２０℃から２
５０℃の温度ではパッドとの結合力の損失が最低であシ
、パッドがポリイミド・ガラス層に結合する状態が良好
に保たれる。その結果、パッドが予め結合していた内部
めっき部ともはや結合していなくてもパッドが認識でき
る程度に剥離することはない。しかも、プリント回路板
の大部分がエポキシやガラスで作られておシ、これはポ
リイミド・ガラスよりも安いので、プリント回路板全体
のコストも低減できる。
銅被着ポリイミド・ガラス積層体は市販製品でちる。し
たがって、第１図のプリント回路板を簡単な方法で作る
ことができる。必要なエポキシ・ガラス積層体は複層プ
リント回路板の製造で使用する普通の要領で作ることが
できる。同様にして、ポリイミド・ガラス積層体に電圧
３１６面乙０パターンを設けることができる。ξれらの
積層体は平面６を内側に向けて１つの外側層としてポリ
イミド・ガラス積層体となるように重ねて組立てられる
。
積層体はプレプレグのシート（部分的に硬化したエポキ
シ・ガラス）ではさみ、加熱して全体的に相互に接合し
て硬化を完全にする。
これに要する温度、時間は少なくてもよく、ポリイミド
会ガラスに必要な温度、時間よりもエポキシ・ガラスに
適している。平面６をこうしてプレプレグシートの一方
に接合し、エポキシ−ガラスとポリイミド・ガラスのほ
とんどの部分が互いに接触せず、したがって、これらの
材料の結合状態に依存している場合に生じる可能性のあ
る問題を解決できることに注目されたい。次に、外側導
電パターンを構成し、めっきすべき孔をあける。次にプ
リント回路板をめっきし、その後、非めっき孔を穿ち、
］嗣はんだ層を設ける。
２・３図は４つの同心の正方形に配置したピン・グリッ
ド・アレイ・パッケージのための孔の配置の一例を示す
。こＪＬらのピンのだめの、孔８に類似し／こ非めっき
孔２０は孔４に類似した貫通孔２２に、区域２１の内外
いずＪＬかて接１ン′シしである。これらの孔のうちほ
んの少しの孔しか第６図に示してないことは了解された
い。組織的な設計の観点から各非めっき孔をリンクによ
ってめっき貫通孔に接続するのが好ましいが、望むなら
ば、１つの非めっき孔（すなわぢ、ピン２から別のもの
、たとえば、他の構成部品あるいは縁コネクタまで且つ
すぐに軌道を設けてもよい。
適切な寸法の例として、プリント回路板の厚さ０．１１
４インチ（２，８９６１１１！１）、ポリイミド層の厚
さ０．００５インチ（０，１２７顛）、導電層の厚さ０
．００１４インチ（０，０３５６腑）、耐はんだ層の厚
さ０．００２から０．００３インチ（０，０５０８から
０．０７６２藺）である。ピンはプリント回路板の表面
から０．０４０からｏ、ｏｓｏインチ（１，０１６から
２．０３２調）突出してもよい。
耐はんだ／温度バリヤはプリント回路板の保全性を高め
るが、孔内側の接続部の信頼性が重要でないならば省略
してもよい。
損傷に対する保護を強めるためにポリイミド・カラス外
側層を設けることが好ましいが、はんだを溶かすに必要
な時間が短いということや先に述べた方法で孔内のはん
だを」、１１除することによシ、たとえ絶縁体が全体的
にエポ牛シ・ガラスであっても信頼性の点で汐・なシの
改善を行なえる。
【図面の簡単な説明】
第１図はプリント回路板の一部を通る断面図であシ、装
着した構成部品の一部を示す図である。 第２図は１・１図に示すプリント回路板の部分を、構成
部ｒ１６を省略して、上から見た平面図である。 第６図は個々の構成部品と組合わせたプリント回路板区
域にある孔の配置を示す概略図である。 〔主要部分の符号の説明〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、　構成部品を取付けるようになっているプリント回
    路板であって、複数の第１、第２の貫通した孔を有し、
    ２・１の孔の各々が１つの構成部品接続びんを受け入れ
    る内部めっきのない貫通孔であシ、２′２の孔の各々が
    プリント回路板の種々のレベルで導電性軌道に接続した
    めつき貫通孔であシ、プリント回路板の第１面のところ
    で各第１孔に隣接して導電性材料の表面パッドを設け、
    各パッドが孔に挿入した構成部品ピンとのはんだ接続部
    の一部となるようになっておシ、前記表面パッドがそれ
    ぞれの表面導体に接続してあシ、これらの導体の少なく
    とも若干のものが第２孔の内部めっきに接続しであるこ
    とを特徴とするプリント回路板。 ２、特許請求の範囲第１項記載のプリント回路板におい
    て、前記第２の孔が前記牙１面のところに構成部品の取
    外し、交換のときに溶融はんだの流入を防ぐ手段を備え
    ていることを特徴とするプリント回路板。 ６、％許請求の範囲第２項記載のプリント回路板におい
    て、前記手段が耐はんだ材料の層を包含することを特徴
    とするプリント回路板。 ４゜特許請求の範囲刃・１項または第２項記載のプリン
    ト回路板において、前記プリント回路板の前記第１面が
    ポリイミド・ガラス層を包含することを特徴とするプリ
    ント回路板。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項丑でのいずれか１
    つの項に記載のプリント回路板において、前記第１面と
    反対側の第２面に設けた少なくとも１つの構成部品を有
    し、ｔだ、牙１の孔に挿入し、前記第１面のところで第
    １孔に隣接して表面パッドにはんだ付けした複数の接続
    ビンを有することを特徴とする特リント回路板。 ６　添伺図面を参照しながら説明するように構成した、
    装着しである構成部品の取外し、交換を容易にするプリ
    ント回路板。
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