JPS647516B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、配線された導線網が回路素子の組込
れまれた領域及びこれら回路素子のリード端子が
回路板を貫通する孔から離れた通路に沿つてチヤ
ンネル毎に束ねられて回路板の第１面の側にある
プリント回路板及びその製作方法とに関するもの
である。

導線網は配線された後基板表面に接着されるプ
ラスチツクシートの下に封じ込まれる。次に回路
素子が導線網と同じ側に組込まれ、基板の反対側
においてウエーブ・ソルダリング法で導線網には
んだ付けされて配線がなされる。このようなプリ
ント回路板は自動化配線とウエーブ・ソルダリン
グ法とを有効に併せ用いることを可能にする。導
線網は代表的には高温高圧の下で粘着性シート層
によつて回路板の表面に接着される。導線網を回
路板に接着させることは個々の導線と回路素子と
の干渉をなくし且つ回路素子と導線網とを回路板
の同一の側におくことを可能にする。このことは
又、回路板の反対側でウエーブ・ソルダリング法
のような量産組込式方式を行うのに支障がない。

代表的にはコンピユータ及び同様に高密度デジ
タル回路が使用されている装置のような多素子プ
リント回路板の製作に採用される技術は製造工程
の１つの流れで製作される回路板の数に依存す
る。僅かな数の回路板を製作する場合は導線巻付
け接続法の技術が代表的に使われる。この方法に
おいては単独素子又は集積された素子のような回
路素子のリード端子はプリント回路板中の孔を通
つて回路板の反対側に抜けているピン又は導線を
もつたソケツトにはめ込まれる。ピンは次いで導
線巻付け接続法で接続される。製造工程の１つの
流れでの製作個数が100又はそれ以上の極めて大
きな数の場合に対しては、多層回路板技術が代表
的に使われる。この場合、回路素子の接続が高密
度にもかかわらず、導線交差の数は、注意深い計
画によつて、多層の、例えば10層の回路板配線パ
ターンを使用すればそれ相応の数に減少すること
ができ、各配線層は互いに導線され且つ１つの層
から他の層への接続は層間を貫く導体によつて容
易になされる。

製作する回路板の数が上述の両極端の中間にあ
る場合に対しては沢山の製作方法がある。中間の
数の回路板を製作するための従来からある１つの
技術には自動化配線技術があり、この技術では組
込むべき回路素子のリード端子が一般的には短く
切られ且つ回路板の表面にある接続すべきパツド
にはんだ付けをされるために曲げられる。回路板
を貫いて導体を取付ける技術は回路板の回路素子
側のパツドと回路板の反対側のパツドとの間の電
気的接続を提供した。回路板の反対側にあるパツ
ドは一般的には自動接続方式を使つて希望する様
式に接続される。この方式の１つが本発明の出願
人、マサチユーセツツ州マンスフイールド、オー
ガトInc.によるBONDEX方式である。この方式
は米国特許第3840169号に発表されている。他の
自動配線方式は公知である。

本出願人による前記技術においては、導線網が
組込まれた回路素子に干渉することを防止するた
めに回路素子と導線網とは互いにプリント回路板
の反対側に位置している。この回路板に対して
は、回路素子が回路板の一方の側にあり導線網が
他方の側にあつてウエーブ・ソルダリング法では
んだ付けする面がないために、ウエーブ・ソルダ
リング法は適用できない。しかし、回路板の反対
側への回路素子の組込みが個々のはんだ付けとい
う時間の斯かる方法でなされるにもかかわらず、
導線網の配線は自動化によつて非常に効率よくな
される。

本発明の教示に従うプリント回路板製作技術で
は、回路素子と自動的に配線され接続された導線
網とを回路板の同一側に置くことができ、反対側
をウエーブ・ソルダリング法による単一工程はん
だ付けで電気的接続をする場所として残しておく
ことができる。本技術によれば自動配線技術とウ
エーブ・ソルダリング技術とを２重に効率よく利
用することができて、多層回路板技術ではその利
点が認められず且つ導線巻付け接続技術では極め
て高価となる高密度回路素子回路板の製作を極め
て効率よく行うことができる。

本発明を実施するには、まず導線のチヤンネル
を回路素子が組込まれる位置及び特に回路素子の
リード端子が通る孔から離す複数個のピンによつ
て決められるチヤンネルすなわち通路を通るよう
に導線を配線し、それによつて導線網がつくられ
る。ピンの助けを借て導線網を、好ましくは圧力
と温度とで回路板と導線網とに接着するプラスチ
ツク・シート又はフイルムによつて覆つて回路板
上に束にまとめて保護する。このプラスチツク・
シート又はフイルムは導線網をピンのまわりの通
路に配線した最初の形のまま封じ込む。次にピン
を取り除くと、導線網はその場所で回路板に固く
接着し、導線網が回路素子の置かれる領域へはみ
出たり回路素子挿入孔を塞ぐすることが全くない
ようになる。

次に、回路素子を回路板のプラスチツクシート
又はフイルムで覆われた導線網のある側に組込
み、回路素子のリード端子を回路板の孔を通して
反対側の端子パツドの領域に突出させる。回路板
の反対側においてウエーブ・ソルダリング法によ
つて、はんだ付けして、回路素子と回路板の第１
面の側にある導線網とを希望する配線様式に接続
する。

次に、電導層で導線網の上と組込まれた回路素
子のまわりとを覆つてシールドを形成する。

更に、回路板の回路素子と導線網とがある側の
回路素子が組込まれる領域にメツキ層を設けて接
地電位用及び導線網のある場所に近い回路の電位
を受けるパツドとする。

本発明の上述及びその他の特徴は以下の実施例
による記述と添付図面とで詳しく説明する。

本発明は、電気回路素子とこれらを連結する自
動的に配線される導線とが同一の側にある回路板
を提供するものであつて、導線網は組込まれる
個々の回路素子間の干渉が起きないように束にさ
れて回路板に接着される。

本発明による回路板を第１図に示す。図に示す
ように、基板１０の一方の縁には端子パツド１６
に接続された通常の入力及び出力端部接点１２が
ある。パツド１４は、基板１０を貫くメツキ層が
つけられた孔１８を経て基板１０の反対側にあり
端部接点１２と同様な端部接点に接続されてい
る。

金属化層２０が回路板上に設けられていて、接
地電位又は動作電位に保たれる。金属化層２０の
一部の領域２２は除去されており、この領域は典
型的には縁部に一連の第１孔２４が穿設されてい
る。更に第２孔２５及び第３孔２６が設けられて
いて、第２孔２５及び第３孔２６は第１孔２４と
共に後述する目的のために使われる。

所定の位置にある種々のパツド又は端子パツド
を連結するための導線網２８が設けられていて、
後で詳しく説明するように第１孔２４、第２孔２
５及び第３孔２６の間の通路を通り、これらの第
１孔２４、第２孔２５及び第３孔２６の位置で導
線の方向が変えられる。第１孔２４、第２孔２５
及び第３孔２６には基板を貫くメツキ層はつけら
れていない。導線網２８の個々の導線は第１パツ
ド１４又は端子パツド１６、又は領域２２中にあ
る第３パツド３０に接続される。

導線網２８を含め基板１０の殆ど全面を粘着フ
イルム３２が覆つており、この粘着フイルムは典
型的には圧力及び温度で基板１０に接着するプラ
スチツクシートであつて、導線網２８を包み込ん
で基板１０にしつかりと固定する。

図示のように基板１０には回路素子３４が取付
けられ、回路素子３４は典型的には複数個の接続
リード端子３６を有する集積回路素子であつて、
これらの回路素子３４のリード端子３６は第４パ
ツド３８の基板１０を貫くメツキ層をもつた孔に
挿入され、基板１０の反対側でウエーブソルダリ
ング（フローソルダリング）方法ではんだ付けさ
れて第４パツド３８と電気的接続がなされる。第
４パツド３８は接続線３７によつて第３パツド３
０に接続され、リード端子３６が夫々の対応する
第３パツド３０に電気的に接続され、第３パツド
３０からは導線網２８の導線が同一又は他の回路
素子又は入力及び出力端部接点１２への電気的接
続をする。

第２図は、第１図に示す最終結果に至る工程の
初期段階における回路板の第１面の斜視図であ
る。第２図において基板５０の１つの縁部には１
列に並んだ端部接点５２が設けられていて、これ
ら端部接点５２は回路板が使用される際外部との
電気的接続に適するように設けられている。端部
接点５２は第１面の側にある端子パツド５４に接
続される。端部接点５２と同様な端部接点が反対
側の第２面にもあつて、それらから接続パツド５
６への電気的接続が基板５０を貫くメツキ層をも
つた１組の孔５５を経てなされている。金属化層
５８が基板５０の図示の第１面にあり、この金属
化層の中の領域６０は剥離除去されていてその部
分は絶縁体である回路板の基板が露出している。
領域６０に回路素子が装着される。剥離除去され
ている領域６０の縁部には一連の基板５０を貫く
第１孔６２があり、これらの第１孔６２は典型的
には金属化層５８の内側縁部６４に位置してい
る。第１図の第２孔２５及び第３孔２６に対応す
る前記領域６０の外側にある第２孔６３が同様に
設けられている。領域６０内には更に端子孔６６
があり、回路素子のリード端子が挿入されるよう
になつている。本発明の場合、回路素子はデユア
ル・イン・ライン・パツケージ型の集積回路素子
（IC）である。端子孔６６は基板５０を貫いてメ
ツキ層がつけられた孔であるが、第１孔６２及び
第２孔６３にはつけられていない。端子孔６６を
形成された第４パツド６８は接続線７０を介して
第３パツド７２に接続される。

基板５０の第２図に示す第１面とは反対側の第
２面を第３図に示す。この第２面には端部接点５
２と同様な端部接点５２′があつて、端部接点５
２′は基板５０を貫いてメツキ層が取付られた孔
５５を介して基板５０の第１面に接続される。更
に、第１面の金属化層５８とは絶縁された導電層
９４が縁部に第１孔６２があると導電層のない領
域７６を囲んで、金属化層５８と同様な形状で設
けられている。導電層９４は領域７６の中を図示
のように細長い帯状層７８が通つてつながつてい
る。第５パツド８０は端子孔６６を囲むメツキ層
に接続され、第５パツド８０はテスト端子又は配
線変更の際のはんだ付けのために使用される第６
パツド８２に接続される。

回路素子を配し完全に配線した回路板を製作す
るための次の工程は、第４図に示すように第１孔
６２に夫々ピン８６を差し込むことである。この
目的のために、基板５０の第１孔６２の全てに一
致する位置に上向きのピン８６をもつた板８４が
用意される（第４Ａ図に図示）。ピン８６は第４
Ａ図に示す通りで、上方は基板５０の上に約0.2
インチ突き出ている。本発明では、導線９０は第
５図に部分的に示すようにピン８６によつて決ま
る通路に沿つて配線され、この通路は回路素子が
置かれる領域６０を避けており、且つ回路素子の
リード端子が挿入される端子孔６６を避けてい
る。

導線９０は典型的には熱で剥離できる絶縁被覆
をもつている。BONDEX方式においては、ピン
８６の列に沿つて引かれてきた導線をピン８６に
まわして第３パツド７２の１つに向ける毎に導線
９０の絶縁被覆を剥離する道具が用意されてい
る。この道具は導線の絶縁被覆が剥離された部分
を第３パツド７２にはんだ付けし、この導線９０
の反対側を導線束から分離して他の第３パツド７
２の間に配線ができるようにする。このようにし
て導線９０は領域６０と端子孔６６の外側におか
れ、ピン８６が挿入されている第１孔６２の円周
上をとりまく。代表的には、導線９０はアース電
位より高い電位に保たれ、導電層７４は通常接地
される。

領域６０の中の端子パツドの形状の別の好まし
い実施例を第５Ａ図に示す。第５Ａ図は、金属化
層５８′によつて囲まれた領域６０′の拡大平面図
である。第１孔６２′は領域６０′の境界にあり、
１組のピン８６′が挿入されている。端子孔６
６′が小さな第４パツド６８′の中にあけられてい
る。第２図、第５図の実施例の接続線７０がジグ
ザグ状であるのに対して、第３パツド７２′と第
４パツド６８′を接続する接続線に該当する接続
板７０′が直線状に設けられている。第３パツド
７２′へ導かれる導線９０′は、第５Ａ図に示すよ
うに、ピン８６′をまわつてから鋭角に曲げられ
てその第３パツド７２′に延びる。

この様式にすれば導線９０′を端子孔６６′から
隔離することができ、同時に端子孔６６′、第４
パツド６８′、接続板７０′、及び第３パツド７
２′の組の間に一直線状の領域を置くことができ
る。第５Ａ図に示すように、これらの領域には１
つおきに金属化層５８′を第１孔６２′の位置で結
ぶ細長い帯状導体片１００があつて金属化層５
８′の電圧を領域６０′のいたる所で取り易いよう
になつている。代表的には、細長い帯状導体片１
００には広がつたパツド領域１０２があり、必要
に応じて隣接の第３パツド７２′へ導線９０′を接
続するのに便利なようになつている。

細長い帯状導体片１００と交互に同様な細長い
第２帯状導体片１０４があるが、この第２帯状導
体片１０４は第１孔６２′まで達しておらず、金
属化層５８′とは電気的接続はない。細長い第２
帯状導体片１０４の中央部にメツキ層がつけられ
た孔１０６があつて、回路板の反対側の対応する
位置にある細長い帯状層７８（第３図）と第２帯
状導体片１０４とを電気的に接続している。この
方法で帯状層７８の電位は孔１０６を介して第２
帯状導体片１０４に与えられる。大きな直径をも
つパツド領域１０８は、ここから希望する第３パ
ツド７２′へ自動化された配線方式で電気的接続
が便なるように設けられている。第５Ａ図に示す
ような配置にすると、第５図の第３パツド７２の
ように離しておく必要もなく且つ第２孔６３（第
１図の孔２５及び２６）の必要もなくなるので、
領域６０′の間隔を詰めることができる。

最初、回路板にはピン８６又は８６′の或る高
さの所で懸けてぴんと張られた導線９０があり、
第６図の断面図に示すように、この導線９０を固
い板１１４で基板５０の上面に押しつける。

次に、第７図の同様な断面図に示すように、薄
いプラスチツクシート又はフイルム１１０を基板
５０の上からかぶせる。シート１１０にはピン８
６又は８６′の位置に相当する位置１１２に孔が
あつて、基板５０及び導線９０の上にぴつたり合
うように押し下げられる。シート１１０には端子
孔６６の位置にも孔があけられている。

プラスチツクシート１１０に使えるものには多
くの種類があるが、好ましいものは圧力と温度と
に敏感な種類のものであつて、代表的には両面が
若干粘着性で、それ故両面に剥離可能な紙がつい
ているものである。第７図に示すようにシート１
１０をはめ込むときには、基板５０の側の紙は剥
離しておく。プラスチツクシート１１０のプラス
チツク部の厚さは0.004インチでよい。

第８図に示すように、シート１１０は適当な位
置に孔のあいた固い板１１４で押し下げられて基
板５０及び導線９０に密着する。板１１４は金属
でもその他の望むものでよい。シート１１０を基
板５０に「貼りつけ」て導線９０を一時的に保護
するため板１１４を押し下げる力は手で十分であ
る。

第９図は一時的保護層のセツトが高圧接着され
るのを示すもので、図において、ピン８６、板８
４及び板１１４が除去された後の第８図の層が加
圧板１１６及び１１８の間で圧されている。全部
の厚さが実施例で0.080インチである１組のゴム
層１２０が基板５０の上面で板１１６とシート１
１０との間に置かれる。ゴム層１２０は束になつ
た導線９０の高さよりも十分に厚い。ゴム層１２
０は圧力と短時間300〓の高温にすることでシー
ト１１０を基板５０と導線９０のすべての隙間に
流し込む。温度と圧力とを常温常圧に戻すと、シ
ート１１０は導線９０を基板５０に接着する保護
層となる。このとき、もし望むならばシート１１
０は化学的に剥がしてもよい。シート１１０及び
基板５０は270〓で約１時間のキユアリングを行
うとシート１１０は永久に接着する。シート１１
０の上面の紙はキユアリング前に剥がしておく。

その後、第１０図に示すように、Ｒ−Ｌ−Ｃの
単独の回路素子又はデユアル・イン・ライン・
ICのような種々の回路素子１２２が基板５０の
シート１１０で覆われた導線９０のある側に組込
まれる。代表的な様式では、回路素子１２２のリ
ード端子１２４は端子孔６６を通つて基板５０の
反対側に僅か突出され、突出された部分が端子孔
６６の周囲のメツキ層にウエーブ・ソルダリング
法ではんだづけされる。本発明の方法は回路板の
回路素子を装着しない側を完全に自由にして、上
述のウエーブ・ソルダリング法を使うような１工
程で接着が行なえるようにしてある。上述の回路
素子という術語は電気部品、ソケツト、又はそれ
等の組合せを含んで総称的に使われていると理解
すべきである。導線９０に導電層１３２をつけた
板１２８をボルト１３０で取付けることによつ
て、基板５０の導線側にシールド層を希望により
設けることは可能である。板１２８は代表的には
回路素子１２２を収めるため領域１３４に孔があ
けられて、板１２８を基板５０に接近させるよう
にしている。

上述のプリント回路板及びその製法は、自動化
配線技術を使い、同時にウエーブ・ソルダリング
技術のような迅速な単一工程の回路素子組込みを
可能にして、効果的に配線された回路板を提供す
るものである。この二重の効果を上げるために、
回路板は回路素子と導線網とを回路板の同じ側に
持ち、導線網は例えば圧力で接着するプラスチツ
クシートで覆われ且つ回路板に永久的に粘着され
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による回路板の１部分の１部を
取去つた斜視図、第２図は回路素子を組込む前の
本発明で使用される回路板の１部分の斜視図、第
３図は第２図の回路板の反対側の面の斜視図、第
４図は回路板の自動化された配線に使用するピン
の挿入配列の工程を示す第２図の回路板の斜視
図、第４Ａ図は好ましいピン挿入の断面図、第５
図は自動化された配線の工程が部分的になされた
第４図の回路板の斜視図、第５Ａ図は第５図の１
部に相当する部分における構造を示す別の好まし
い回路板の部分的詳細図、第６図は配線された導
線を回路板上にまとめる工程を示す断面図、第７
図は本発明の第６図の工程を終わつた回路板に粘
着性のプラスチツクシートをかぶせる工程を示す
断面図、第８図は自動的に配線された導線網を一
時的に保持するために貼りつけられたシートをも
つようにする第７図の工程の説明図、第９図は第
８図の粘着シートを永久的な層にするための圧力
及び温度による接着方法を説明する図、第１０図
は回路素子の組込み、ウエーブ・ソルダリング法
による導線網の電気的接続及び接着された導線の
上と組込まれた回路素子のまわりへの導電層の取
付けを説明する断面図である。 符号の説明、１０，５０……基板、１２……入
力及び出力端部接点、１４，３０，３８，５４，
５６，８２……パツド、１６……端子パツド、１
８……メツキ層がつけられた孔、２０，５８，５
８′……金属化層、２２……剥離除去されている
領域、２４……一連の第１孔、２５……第２孔、
２６……第３孔、２８……導線網、３２……粘着
フイルム、３４……回路素子、３６……回路素子
のリード端子、３７……接続線、５２，５２′…
…端部接点、５５……メツキ層がとりつけられた
孔、６０，６０′……剥離除去されている領域、
６２，６２′……回路板を貫く孔、６３……縁部
の方にある孔、６４……金属化層の内側ふち、６
６，６６′……孔、６８，６８′……孔、７０……
接続導線、７０′……接続板、７２……第３パツ
ド、７４，１３２……導電層、７６……導電層の
ない領域、７８……細長い帯状層、８０……第５
パツド、８４……板、８６，８６′……ピン、９
０，９０′……導線、１００，１０４……細長い
帯状導体片、１０２……広がつたパツド領域、１
０６……がつけられた孔、１０８……大きな直径
のパツド領域、１１０……薄いプラスチツクシー
ト又はフイルム、１１２……プラスチツクシート
の孔の位置、１１４……固い板、１１６，１１８
……加圧板、１２０……ゴム層、１２２……回路
素子、１２８……板、１３０……ボルト、１３４
……孔のあけられた領域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１面及び第２面を呈する基板を有し、第１
   面及び第２面に夫々複数個の端部接点と、複数個
   のパツドとを設け、第１面及び第２面の幾つかの
   パツドは基板を貫通する孔を有し、第１面には回
   路素子及び導線網が取付けられるプリント回路板
   において、 第１面及び第２面に形成される金属化層の一部
   が剥離除去された複数の回路素子取付用領域が間
   隔をおいて配置され、第１面及び第２面の各回路
   素子取付用領域内には、第１面に回路素子が配置
   され各回路素子のリード端子が挿入されるため
   に、前記基板を貫通する端子孔を有する複数の第
   ４パツドが形成され、該第４パツドは第１面と第
   ２面との間で導体により互いに接続され、前記回
   路素子取付用領域の縁部に配置され前記基板を貫
   通する複数の第１孔及び回路素子取付用領域外に
   配置され前記基板を貫通する複数の第２孔が形成
   され、該リード端子が前記第２面に突出し第２面
   の前記第４パツドにはんだ付けされ、各パツドを
   電気的に接続する導線が前記第１面の前記回路素
   子取付用領域間の空間に配線され、前記第１及び
   第２孔のまわりで屈曲されてパツドに接続される
   と共に導線網は粘着シートで被覆されていること
   を特徴とする回路素子側に導線網がある回路板。 ２ 第１面及び第２面を呈する基板を有し、第１
   面及び第２面に夫々複数個の端部接点と、複数個
   のパツドとを設け、第１面及び第２面の幾つかの
   パツドは基板を貫通する孔を有し、第１面には回
   路素子及び導線網が取付けられるプリント回路板
   の製作方法において、 第１面及び第２面に形成された金属化層の一部
   を剥離除去して複数の回路素子取付用領域を間隔
   をおいて配置し、前記回路素子取付用領域の縁部
   と外方に配置され前記基板を貫通する複数の孔を
   形成し、 前記回路素子取付用領域の縁部と外方に配線さ
   れた一連の孔にピンを基板の第２面より挿入して
   第１面に突出させ、ピンに導線を懸けながら第１
   面のパツド間を接続配線し、前記ピンを取り外
   し、配線された導線網を粘着シートで被覆して基
   板に接着させ、第１面上に回路素子を配置すると
   共に回路素子のリード端子を端子孔に挿入し、第
   ２面の第４パツドより突出したリード端子をウエ
   ーブソルダリング法によりはんだ付けすることを
   特徴とする回路素子側に導線網がある回路板の製
   作方法。