KR100497862B1 - 부품실장기판과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품실장기판과 그 제조방법에 관한 것으로서, 납을 포함하지 않는 납프리땜납(23)을 사용하여 납땜을 하는 경우에, 프린트배선판(21)에 전기부품(22)의 리드(22a)를 삽입하는 리드삽입공(27)의 근방에 위치시켜 도체삽입공(28)을 설치하고 또한 도체삽입공(28)에 양도체패턴(25) 사이를 전기적으로 접속하는 보조도체(30)를 설치하면, 전기부품(22)의 리드(22a)를 납땜한 부분의 상부면측에서 리프트오프라는 현상이 발생했다 해도, 보조도체(30)부분에서 양도체패턴(25) 사이의 전기적 접속을 보조할 수 있으므로, 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 납땜하는 것에 있어서도 접속의 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다.

Description

부품실장기판과 그 제조방법{PARTS-HOUSING SUBSTRATE AND THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 양면에 도체패턴을 갖는 배선기판에, 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 전기부품을 납땜하도록 한 부품실장기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 배선기판으로서의 프린트배선판에 전기부품을 납땜하는 경우, 그 제조성의 우수함과 신뢰성의 관점으로부터, 주석과 납의 합금인 공정(共晶) 땜납이 사용되어 왔다. 공정땜납은 주석 63중량%, 납 37중량%인 합금이다. 그러나, 제품의 폐기시에, 공정땜납을 사용하여 납땜한 부품실장기판은 매립 처리되는 것이 일반적이었다. 최근, 매립 처리된 곳에 산성비가 내림으로써 공정땜납 중의 납성분이 녹아 나와, 환경문제를 일으키는 것이 클로즈업되고 있다.

이 환경문제에 대응하기 위해, 납을 포함하지 않은 땜납의 연구, 개발이 최근 활발해지고 있다. 납을 포함하지 않은 땜납을 일반적으로 「납프리땜납(lead-free solder)」이라 불리고 있다. 납프리땜납은 주석을 주체로 한 것으로, 주석에 몇 %정도의 은이나 구리를 배합한 합금이다. 이 납프리땜납을 사용한 경우의 문제점 중 하나로서, 리프트오프(lift-off)라는 현상을 들 수 있다.

예를 들어, 유리 에폭시 기재(glass-reinforced epoxy substrate)등의 양면에 도체패턴(conductor pattern, 인쇄회로)이 설치된 프린트배선판(printed-wiring board)(양면기판)에 있어서는 상기한 납프리땜납을 사용하여 납땜을 실시하면, 프린트배선판의 표면(전기부품이 배치되는 측의 면)측에서 땜납과, 도체패턴의 랜드(land) 사이에서 박리가 일어나는 현상이 보인다. 이 현상을 리프트오프라고 불리고 있다.

양면에 도체패턴을 갖는 프린트배선판은 종래에서는 납땜에 의한 표면처리를 실시하도록 하고 있었다. 이 처리는 납을 함유하는 용융 땜납에 프린트배선판을 침지하고, 그 프린트배선판을 용융 땜납으로부터 추출할 때, 고온의 공기를 분사하여 프린트배선판에서의 관통공(through-hole) 내의 땜납을 제거하고, 도전 패턴에서의 노출부의 땜납의 피막두께를 일정하게 하는 것으로 핫에어 레벨러(HOT AIR LEVELER)처리(이하, HAL 처리하고 함)라고 불린다. 이 HAL 처리를 실시해 두면, 전기부품의 납땜시 납땜성이 향상된다.

도 7에는 이와 같은 HAL처리를 실시한 양면기판을 도시하고 있다. 이 도 7에서, 배선기판인 프린트배선판(1)의 기재(2)는 예를 들어 유리 에폭시제이고, 이 기재(2)의 표리(表裏) 양면에 구리제의 도체패턴(3)이 설치되어 있고, 또한 그 도체패턴(3)에 땜납이 부착되지 않도록 하기 위한 레지스트(resist)(4)가 설치되어 있다. 또한, 프린트배선판(1)에는 관통공(5)이 형성되어 있다. 이 관통공(5)은 예를 들어 도시하지 않는 전기부품의 리드(lead wire)를 삽입하기 위한 것으로, 그 내주면에도 표리 양면의 양도체패턴(3) 사이를 전기적으로 접속하기 위한 접속패턴(3a)이 설치되어 있다. 그리고, 표리양면의 양도체패턴(3) 중 레지스트(4)에 덮이지 않고 노출된 부분(랜드가 되는 부분)의 표면 및 관통공(5)에서의 접속패턴(3a)의 표면에, HAL 처리에 의해 형성된 공정땜납층(7)이 설치되어 있다.

그러나, 이와 같이 HAL 처리를 실시한 프린트배선판(1)에, 상기한 납프리땜납(납을 포함하지 않는 땜납)을 사용하여 전기부품의 납땜을 실시하면, 리프트오프라는 현상이 발생하는 경우가 있다. 도 8은 상기 리프트오프라는 현상을 설명하기 위한 도면이고, 이 도 8을 사용하여 리프트오프 현상을 설명한다.

프린트배선판(1)의 관통공(5)에 전기부품의 리드(8)를 삽입하고, 자동땜납조에서, 납프리땜납에 의한 납땜을 실시하면(딥 납땜법(dip soldering)), 용융상태의 납프리땜납(9)이 프린트배선판(1)의 하부면(땜납면)측으로부터 관통공(5)의 내부면과 리드(8)의 사이를 통과하고, 프린트배선판(1)의 상부면(부품면)측까지 들어가고, 상기 공정땜납층(7)과 일체가 되어, 리드(8)와 상하 양면의 도체패턴(3)과 접속패턴(3a)이 납프리땜납(9)에 의해 납땜된다.

이 때, HAL처리에 의해 형성된 상기 공정 땜납층(7)에 포함된 납 성분(10)이 녹아 나와, 이것이 본래 납이 없는 납프리땜납(9) 중에 들어가게 된다. 그리고, 납프리땜납(9)이 냉각되어 굳어질 때, 이 납프리땜납(9)은 프린트배선판(1)의 상면측에서 a, b, c, d의 순서로 굳어진다. a부분이 굳어질 때에는 융점이 높은 주석이 먼저 굳어지고, 납 성분(10)은 아래쪽으로 밀려간다. 동시에 b의 부분이 굳어질 때에도, 납 성분(10)이 아래로 밀려간다. 이와 같이 하여, 융점이 낮은 납 성분(10)은 d의 부분에 모인다. 이것은 납의 편석(偏析)이라고 불리고 있다. 따라서, 납프리땜납(9)은 프린트배선판(1)의 상부면측에서는 위쪽에서부터 점차 굳어지고, 마지막으로 d부근이 굳어지게 된다. 그리고, 위쪽은 굳어짐과 동시에 수축하는 힘이 생기고, 아직 굳어져 있지 않은 d부를 인장하게 된다. 이와 같이 하여, 프린트배선판(1)의 상부면측에서 납프리땜납(9)과 상부면측의 도체패턴(3)의 랜드(3b)가 박리하는 리프트오프가 발생한다(도 8에서 부호 "11"은 리프트오프 발생부를 나타낸다).

이와 같은 리프트오프는 프린트배선판(1)의 하부면측(땜납면측)에서는 발생하지 않는 것으로 알려져 있다. 또한, 상기한 바와 같은 리프트오프는 상기 한 HAL 처리 이외에도 예를 들어 전기부품의 리드(8)에, 납을 포함한 땜납에 의한 표면처리가 실시하고 있는 경우에도 그 납의 영향으로 발생하는 일이 있다.

리프트오프가 발생하면 납땜 부착부의 접속의 신뢰성이 손상된다. 또한, 이 리프트오프가 발생한 납땜부에 대전류가 흐르는 경우에는, 그 부분이 발열하여 발연(發煙), 발화에 이르는 경우도 생각할 수 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 납땜하는 것에서, 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 부품실장기판과 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1의 발명은 양면에 도체패턴을 갖는 배선기판의 리드삽입공에 전기부품의 리드를 삽입하고, 이 리드와 상기 배선기판 양면의 양도체패턴을 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 납땜하는 구성의 부품실장기판에 있어서, 상기 배선기판에 상기 리드삽입공의 근방에 위치되는 도체삽입공을 설치하고, 또한 이 도체삽입공에 삽입되고 상기 리드와 납땜되는 상기 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 보조도체를 설치한 것을 특징으로 한다.

상기한 수단에서는 전기부품의 리드가 납땜되는 리드삽입공의 근방에서 전기부품의 리드가 납땜되는 배선기판 양면의 양도체패턴 사이의 전기적 접속을 보조도체 부분에서도 실시하고 있다. 이 때문에, 전기부품의 리드를 납땜한 부분에서 리프트오프 현상이 발생했다 해도, 상기 보조도체 부분에서 배선기판 양면의 양도체패턴 사이의 전기적 접속을 보조할 수 있으므로, 결과적으로 전기부품의 리드와 배선기판 양면의 양도체패턴 사이의 전기적 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

이 경우, 청구항 2의 발명과 같이 보조도체는 배선기판에서 도체패턴이 설치된 기판면과 대향하는 기판면 대향부를 일체로 갖는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 납프리땜납에 의한 납땜시에 보조도체의 기판면 대향부와 도체패턴 사이에도 납프리땜납이 들어가기 쉬워지고, 보조도체와 도체패턴의 납땜 면적을 크게 할 수 있고 더 나아가서는 이들 보조도체와 도체패턴의 납땜 부분의 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

청구항 3의 발명은 상기 보조도체를 삽입하는 도체삽입공은 그 내주면에 배선기판 양면의 양도체(兩導體)패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴을 갖는 관통공인 것을 특징으로 한다.

도체삽입공에 보조도체를 삽입한 상태에서 납땜한 경우, 납프리땜납이 그 도체삽입공의 상부면측(부품면측)까지 들어가기 쉬워지고, 납프리땜납과 보조도체에 의해 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 용이하고 확실하게 접속할 수 있게 된다. 즉, 도체삽입공의 내주면에 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴이 없는 경우, 보조도체와 도체패턴의 납땜을 상하 양측에서 실시할 필요가 있지만, 청구항 3의 발명에 의하면 보조도체와 도체패턴의 납땜을 한번에 실시할 수 있다.

청구항 4의 발명은 납프리땜납은 주석을 주체로 한 것이고 보조도체로서 표면에 주석 도금된 것을 사용하는 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 주석을 주체로 한 납프리땜납과 표면에 주석 도금된 보조도체는 서로 잘 융합되고 납땜 부착성이 양호해진다.

청구항 5의 발명은 청구항 2의 발명에서, 배선기판에서 보조도체의 기판면 대향부와 대향하는 부위에, 내주면에 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴을 갖는 보조관통공을 설치하고 또한 이 보조관통공에 납프리땜납을 유입시키도록 한 것을 특징으로 한다.

이에 의하면, 납프리땜납에 의한 납땜시에, 납프리땜납이 보조관통공을 통해도 보조도체의 기판면 대향부와 도체패턴 사이에 들어가기 쉬워지고, 보조도체와 도체패턴의 납땜면적을 한층 더 크게 할 수 있으며, 더 나아가서는 이들 보조도체와 도체패턴의 납땜 부분의 접속의 신뢰성을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.

청구항 6의 발명은 보조도체를 설치하는 부분은 비교적 큰 전류가 흐르는 전기부품의 리드가 삽입되는 리드삽입공의 근방인 것을 특징으로 한다.

전기부품의 리드와 배선기판 양면의 양도체패턴의 접속의 신뢰성은 전기부품에 흐르는 전류가 클수록 문제가 되므로, 그 전기부품의 리드가 접속되는 양도체패턴 사이를 보조적으로 접속하는 보조도체는 대전류가 흐르는 전기부품의 리드가 삽입되는 리드삽입공의 근방에 설치하는 것이 효과적이다.

청구항 7의 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해, 양면에 도체패턴을 갖는 배선 기판에, 납을 포함하는 땜납에 의한 HAL 처리를 실시하지 않는 상태로 전기부품의 리드를 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 상기 도체패턴과 납땜하도록 한 것을 특징으로 하는 부품실장기판의 제조방법이다.

이에 의하면, 배선기판에 HAL 처리를 실시하지 않고, 또한 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 납땜하므로, 납을 포함하지 않고 납땜을 실시할 수 있다. 따라서, 납을 포함함으로써 발생하는 리프트오프의 발생을 방지할 수 있고, 더 나아가서는 납땜에 의한 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 배선기판에 고온의 HAL 처리를 실시하지 않으므로, HAL 처리를 실시하는 경우에 비해, 배선기판에 가해지는 스트레스를 작게 할 수 있다.

청구항 8의 발명은 청구항 7의 발명과 동일한 목적을 달성하기 위해 양면에 도체패턴을 갖는 배선기판에, 납을 포함하는 땜납에 의한 HAL처리를 실시하지 않는 상태로 전기부품의 리드를 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 상기 도체패턴과 납땜하도록 한 것을 특징으로 하는 부품실장기판이다.

이에 의하면, 상기한 청구항 7의 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

청구항 9의 발명은 청구항 8의 발명에서, 배선기판에서 도체패턴의 노출부에 금도금처리를 실시하도록 한 것을 특징으로 한다.

배선기판에 HAL처리를 실시하지 않는 경우, 도체패턴의 노출부가 부식될 우려가 있지만, 그 도체패턴의 노출부에 금도금처리를 실시함으로써 그 부분이 부식되는 것을 방지할 수 있고, 더 나아가서는 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

청구항 10의 발명은 청구항 8의 발명에서, 배선기판에서 내주면에 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴을 갖는 관통공을 전기부품의 리드를 삽입하는 리드삽입공과 공용한 것을 특징으로 한다.

배선기판에 HAL처리를 실시하지 않는 경우, 전기부품의 리드를 삽입하지 않는 단순한 관통공이면, 납프리땜납이 그 관통공내에 흘러들어가기 어렵고, 땜납이 나오기 어려워진다. 그래서, 그 관통공을 전기부품의 리드를 삽입하는 리드 삽입공과 공용함으로써 납프리땜납이 그 관통공 내에 흘러들어가기 쉬워지고, 땜납이 나오기 쉬워진다. 따라서, 배선기판 양면의 도체패턴 사이를, 납프리땜납에 의해 양호하게 접속할 수 있게 된다.

청구항 11의 발명은 청구항 8의 발명에서, 배선기판에서 내주면에 배선기판 양면에 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴을 갖고, 또한 전기부품의 리드가 삽입되지 않는 단독관통공을 구비하며, 이 단독관통공에 납프리땜납을 유입시키도록 한 것에 있어서, 상기 단독관통공의 내부직경을 0.7㎜ 이상으로 설정한 것을 특징으로 한다.

배선기판에 HAL 처리를 실시하지 않는 경우에서, 전기부품의 리드가 삽입되지 않는 단독관통공에 납프리땜납을 유입시키지 않는 경우, 단독관통공의 내부직경이 0.6㎜ 보다도 작으면, 그 내부직경이 너무 작아서 납프리땜납이 상부면측(부품면측)까지 올라오지 않는 것을 알았다. 그래서, 그 내부직경을 0.7㎜ 이상으로 설정하면, 납프리땜납이 상부면측까지 올라오기 쉬워졌다. 이에 의해, 배선기판 양면의 도체패턴 사이를 납프리땜납에 의해 양호하게 접속할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 제 1 실시예에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 도 1에는 배선기판을 구성하는 프린트배선판(21)에 납을 포함하지 않는 납프리땜납(23)을 사용하여 전기부품(22)을 납땜한 상태가 도시되어 있다. 이 도 1에서, 프린트배선판(21)의 기재(24)는 예를 들어 유리 에폭시제이고, 이 기재(24)의 표리 양면에 구리제의 도체패턴(25)이 설치되어 있고 또한 그 도체패턴(25)에 땜납이 부착되지 않도록 하기 위한 레지스트(26)가 설치되어 있다.

프린트배선판(21)에는 상기 전기부품(22)의 리드(22a)를 삽입하기 위한 리드삽입공(27)이 형성되어 있고, 또한 이 리드삽입공(27)의 근방에 위치되는 도체삽입공(28)이 2개 형성되어 있다. 이 리드삽입공(27) 및 도체삽입공(28)은 각각 관통공으로 구성되어 있고, 각각의 내주면에 프린트배선판(21)의 상하 양면의 도체패턴(25) 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴(25a)이 설치되어 있다. 상하 양면의 도체패턴(25) 중, 리드삽입공(27) 둘레 가장자리부의 납땜면이 되는 상부면측의 랜드(29a)의 직경(A1)은 하부면측의 랜드(29b)의 직경(A2) 보다도 작게 설정되어 있다(A1＜A2).

리드삽입공(27)에는 상기 전기부품(22)의 리드(22a)가 도면 중 위쪽으로부터 삽입되고 있고, 그 리드(22a)와 상하 양면의 도체패턴(25)이 납프리땜납(23)에 의해 납땜되어 있다. 이 경우, 전기부품(22)은 내부에 비교적 큰 전류, 예를 들어 1A이상의 전류가 흐르는 콘덴서(capacitor)이다. 또한, 납프리땜납(23)은 주석을 주체로 한 것으로 예를 들어 주석 95.8중량%, 은 3.5중량%, 구리 0.7중량%의 합금이다.

상기 2개의 도체삽입공(28)에는 거의 역ㄷ자 형상을 이루는 보조 도체(30)의 양측의 삽입부(30a)가 도면 중 위쪽으로부터 삽입되어 있고, 이 보조도체(30)와 상하 양면의 도체패턴(25)이 납프리땜납(23)에 의해 납땜되어 있다. 따라서, 보조도체(30)는 상기 전기부품(22)의 리드(22a)가 접속되는 상하 양면의 도체패턴(25) 사이를 납프리땜납(23)을 통하여 전기적으로 접속하고 있다. 보조도체(30)는 프린트배선판(21)의 상부면(기판면)과 대향하는 기판면 대향부(30b)를 일체로 갖고 있고, 이 기판면 대향부(30b)와 프린트배선판(21)의 상부면측의 도체패턴(25) 사이에도 납프리땜납(23)이 들어가고 있다. 보조도체(30)의 양 삽입부(30a)의 하단부도 내측으로 구부러져 있다. 이 경우, 보조도체(30)로서는 표면에 주석도금을 실시한 연동선(軟銅線)을 사용하고 있다.

상기 프린트배선판(21)에 전기부품(22)이나 보조도체(30)를 납땜하는 경우에는 다음과 같이 실시한다. 우선, 프린트배선판(21)의 리드삽입공(27)에 전기부품(22)의 리드(22a)를 삽입하고, 또한 각 도체 삽입공(28)에 보조도체(30)의 삽입부(30a)를 삽입한다. 그리고, 자동 땜납조에서, 프린트배선판(21)의 하부면을 용융 상태의 납프리땜납으로 부착하는 딥 납땜법에 의해 납땜된다. 이것에서, 납프리땜납(23)에 의해, 전기부품(22)이나 보조도체(30)가 도 1에 도시한 바와 같이 납땜된다.

상기한 실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

비교적 큰 전류가 흐르는 전기부품(22)의 리드(22a)가 납땜되는 리드삽입공(27)의 근방에서 그 전기부품(22)의 리드(22a)가 납땜되는 프린트배선판(21) 양면의 양도체패턴(25) 사이의 전기적 접속을 보조도체(30) 부분에서도 실시하도록 했다. 이 때문에, 예를 들어 전기부품(22)의 리드(22a)를 납땜한 부분(리드삽입공(27)의 둘레 가장자리부)에서 리프트오프라는 현상이 발생했다 해도, 상기 보조도체(30) 부분에서 양도체패턴(25) 사이의 전기적 접속을 보조할 수 있으므로, 결과적으로 전기부품(22)의 리드(22a)와 양면의 양도체패턴(25) 사이의 전기적 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이 보조도체(30)를 설치하는 것은 프린트배선판(21)의 상부면측에 큰 전류가 흐르는 부분에 특히 효과적이다.

보조도체(30)는 거의 역ㄷ자 형상을 이루고 있고, 프린트배선판(21)에서 도체패턴(25)이 설치된 기판면(상부면)과 대향하는 기판면 대향부(30b)를 일체로 갖는 구성으로 하고 있으므로, 납프리땜납에 의한 납땜시에 보조도체(30)의 기판면 대향부(30b)와 도체패턴(25) 사이에도 납프리땜납(23)이 들어가기 쉬워지고, 보조도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜 면적을 크게 할 수 있고 더 나아가서는 이들 보조도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜 부분의 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 보조도체(30)는 거의 역ㄷ자 형상을 이루고 있고, 양 삽입부(30a)를 도체삽입공(28)에 삽입하여 납프리땜납(23)에 의해 납땜하고 있으므로, 보조 도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜면적을 한층 크게 할 수 있다.

또한, 각 도체삽입공(28)은 그 내주면에 상하 양면의 양도체패턴(25) 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴(25a)을 갖는 관통공으로 구성되어 있으므로, 납땜 한 경우, 납프리땜납(23)이 도체삽입공(28)의 상부면측(부품면측)까지 들어가기 쉬워지고, 납프리땜납(23)과 보조도체(30)에 의해 상하 양면의 양도체패턴(25) 사이를 용이하고 확실하게 접속할 수 있게 된다. 즉, 도체삽입공(28)의 내주면에 상하 양면의 양도체패턴(25) 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴이 없는 경우, 보조도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜을 상하 양측에서 실시할 필요가 있지만, 본 실시예에 의하면 보조도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜을 한번에 확실하게 실시할 수 있다.

또한, 납프리땜납(23)은 주석을 주체로 한 것을 사용하고, 보조도체(30)는 표면에 주석도금된 것을 사용하기 때문에, 주석을 주체로 한 납프리땜납(23)과 표면에 주석 도금된 보조도체(30)는 서로 잘 융합되고 납땜성이 양호해진다.

또한, 상기한 실시예에서는 상하 양면의 도체패턴(25) 중, 리드 삽입공(27) 둘레 가장자리부의 상부면측의 랜드(29a)의 직경(A1)을 하부면측의 랜드(29b)의 직경(A2) 보다도 작게 설정되어 있으므로(A1＜A2), 리프트오프가 발생하지 않는 이점이 있다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 것이고, 이 제 2 실시예는 상기한 제 1 실시예와는 다음의 점이 다르다. 즉, 프린트배선판(21)에는 보조도체(30)에서의 기판면 대향부(30b)와 대향하는 부위에 보조관통공(31)을, 이 경우 2개 설치하고, 이 각 보조관통공(31)에도 납프리땜납(23)을 유입시키도록 하고 있다. 각 보조관통공(31)의 내주면에도 상하 양면의 양도체패턴(25) 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴(25a)이 설치되어 있다.

이와 같은 구성으로 한 경우에는 납프리땜납에 의한 납땜시에 납프리땜납(23)이 각 보조관통공(31)을 통해서도 보조도체(30)의 기판면 대향부(30b)와 도체패턴(25) 사이에 들어가기 쉬워지고, 보조도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜 면적을 한층 더 크게 할 수 있고, 더 나아가서는 이들 보조도체(30)와 도체패턴(25)의 납땜 부착 부분의 접속의 신뢰성을 한층 더 향상시킬 수 있게 된다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 것이고, 이 제 3 실시예는 상기한 제 1 실시예와는 다음의 점이 다르다. 즉, 도체삽입공(28)은 1개이고, 이 도체삽입공(28)에 핀형상을 이루는 보조도체(32)의 삽입부(32a)을 삽입하고 있고, 이 보조도체(32)와 상하 양면의 양도체패턴(25)을 납프리땜납(23)에 의해 납땜하고 있다. 보조도체(32)에는 제 1, 제 2 실시예의 보조도체(30)와 같은 기판면 대향부(30b)는 없지만, 상부에는 삽입부(32a) 보다 가로방향으로 커지는 고정부(32b)가 형성되어 있다.

이와 같은 제 3 실시예에서도 제 1 실시예와 거의 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.

상기한 제 1∼제 3 실시예에서는 프린트배선판(21)으로서는 HAL 처리를 한 것이어도, 하지 않은 것이어도 좋다.

여기에서, 이와 같은 납프리땜납에 의해 납땜하는 경우에서 그 납프리땜납의 납의 혼입량을 최대한 적게 하기 위해, 납을 포함한 공정 납땜에 의한 HAL 처리를 하지 않는 프린트배선판을 사용하면, 납프리땜납으로의 납의 혼입을 한층 더 적게 할 수 있고, 리프트오프의 발생도 적게 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 것이다. 여기에서, 프린트배선판(21)은 납을 포함한 공정땜납에 의한 HAL 처리를 하고 있지 않은 것을 사용한다. HAL 처리를 하고 있지 않는 프린트배선판(21)에서는 도체패턴(25) 중, 레지스트(26)로 덮여 있지 않는 부분, 즉 땜납 부착면이 되는 노출부(33)는 도체패턴(25)의 구리가 노출된 상태가 되므로, 황화수소 등의 분위기에서의 구리의 부식이 염려된다. 그래서, 이 제 4 실시예에서는 도체패턴(25)의 노출부(33)의 표면에 금도금(34)의 처리를 실시하도록 하고 있다.

이와 같은 구성으로 한 경우에는 도체패턴(25)의 노출부(33)를 금 도금(34)에 의해 덮음으로써, 도체패턴(25)의 노출된 구리가 부식하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이 경우 프린트배선판(21)으로서는 납을 포함한 공정 땜납에 의한 HAL 처리를 하지 않으므로 납땜에 사용되는 납프리땜납으로의 납의 혼입을 한층 더 적게 할 수 있고 리프트오프의 발생도 적게 할 수 있으며, 신뢰성이 높은 프린트배선판(21)을 제공할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 5 실시예를 도시한 것이다.

HAL처리를 실시하지 않는 프린트배선판(21)에서 전기부품의 리드를 통과시키지 않는 관통공, 즉 상하 양면의 양도체패턴(25) 사이를 접속하기 위한 단순한 관통공(35)의 부분에서 납프리땜납(23)에 의해 납땜을 실시하면, 납땜의 하부면측으로부터 상부면측으로의 올라오는 상태가 나빠진다. 그래서, 상기 제 5 실시예에서는 그 관통공(35)을 전기부품(36)의 리드(36a)를 삽입하는 리드삽입공과 공용하도록 설계한다.

이와 같은 구성으로 한 경우에는 관통공(35)에 전기부품(36)의 리드(36a)를 삽입함으로써 납프리땜납(23)에 의한 납땜시, 프린트배선판(21)의 하부면측으로부터 상부면측으로의 땜납의 올라오는 상태가 좋아지고, 상하 양면의 양도체패턴(25) 사이를 납프리땜납(23)에 의해 양호하게 접속할 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제 6 실시예를 도시한 것이다.

이 예는 HAL 처리를 실시하지 않는 동일한 프린트배선판(21)에서 전기부품의 리드가 삽입되지 않는 단독관통공(37)에 납프리땜납(23)에 의한 납땜을 실시한 경우의 예이다.

이와 관련하여, 종래에서는 이와 같은 단독관통공의 내부 직경은 0.6㎜ 이하였다. HAL 처리를 실시하지 않고, 이와 같은 단독관통공에 납프리땜납에 의한 납땜을 실시하면, 땜납이 프린트배선판의 상부면측까지 올라오지 않는 것을 알았다.

그래서, 본 실시예에서는 상기 단독관통공(37)의 내부직경(D)을, 0.7㎜ 이상으로 설정한다. 그렇게 하면, 납프리땜납(23)이 단독관통공(37)의 하부면측으로부터 상부면측까지 올라가기 쉬워지고, 이에 의해 프린트배선판(21) 양면의 도체패턴(25)을 납프리땜납(23)에 의해 양호하게 접속할 수 있게 된다.

본 발명은 상기한 각 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 다음과 같이 변형 또는 확장할 수 있다.

비교적 큰 전류가 흐르는 전기부품(22)은 콘덴서 이외에 스위칭 소자(switching device), 다이오드(diode), 코일(coil), 트랜스(transformer) 등이어도 좋다.

이상의 설명으로부터 밝혀진 바와 같이, 본 발명의 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

청구항 제1항 발명에 의하면 전기부품의 리드가 납땜되는 리드삽입공의 근방에서, 전기부품의 리드가 납땜되는 배선기판 양면의 양도체패턴 사이의 전기적 접속을 보조도체 부분에서도 실시하도록 하고 있다. 이 때문에, 전기부품의 리드를 납땜한 부분에서 리프트오프라는 현상이 발생했다고 해도, 상기 보조도체 부분에서 배선기판 양면의 양도체패턴 사이의 전기적 접속을 보조할 수 있으므로, 결과적으로 전기부품의 리드와 배선기판 양면의 양도체패턴 사이의 전기적 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

청구항 제9항 내지 제11항 발명에 의하면 배선기판에 HAL처리를 실시하지 않고, 또한 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 납땜하므로, 납을 포함하지 않고 납땜을 실시할 수 있다. 따라서, 납을 포함함으로써 발생하는 리프트오프의 발생을 방지할 수 있고, 더 나아가서는 납땜에 의한 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 배선기판에 고온의 HAL 처리를 실시하지 않으므로, HAL 처리를 실시하는 경우에 비해 배선기판에 가해지는 스트레스를 작게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예를 도시한 주요부의 종단면도,

도 2는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 도 1의 상당도,

도 3은 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 도 1의 상당도,

도 4는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 것으로 납땜전의 주요부의 종단면도,

도 5는 본 발명의 제 5 실시예를 도시한 도 1의 상당도,

도 6은 본 발명의 제 6 실시예를 도시한 도 1의 상당도,

도 7은 종래예를 도시한 것으로 HAL 처리를 실시한 상태에서의 프린트배선판의 종단면도 및

도 8은 리프트오프가 발생하는 메커니즘(mechanism)을 설명하기 위한 종단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21: 프린트배선판(프린트배선기판) 22: 전기부품

22a: 리드 23: 납프리땜납

25: 도체패턴 25a: 접속패턴

27: 리드삽입공 28: 도체삽입공

30: 보조도체 30a: 삽입부

30b: 기판면 대향부 31: 보조관통공

32: 보조도체 33: 노출부

34: 금도금 35: 관통공

36: 전기부품 36a: 리드

37: 단독관통공

Claims (11)

1. 양면에 도체패턴을 갖는 배선기판의 리드삽입공에 전기부품의 리드를 삽입하고, 상기 리드와 상기 배선기판 양면의 양도체패턴을 납을 포함하지 않는 납프리땜납을 사용하여 납땜하는 구성의 부품실장기판에 있어서,

   상기 배선기판에 상기 리드삽입공의 근방에 위치하는 도체삽입공을 설치하고, 또 상기 도체삽입공에 삽입되고 상기 리드와 납땜되는 상기 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 보조도체를 설치한 것을 특징으로 하는 부품실장기판.
2. 제 1 항에 있어서,

   보조도체는 배선기판에서 도체패턴이 설치된 기판면과 대향하는 기판면 대향부를 일체로 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 부품실장기판.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   도체삽입공은 그 내주면에 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴을 갖는 관통공인 것을 특징으로 하는 부품실장기판.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   납프리땜납은 주석을 주체로 한 것이고, 보조도체로서 표면에 주석도금된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 부품실장기판.
5. 제 2 항에 있어서,

   배선기판에서 보조도체의 기판면 대향부와 대향하는 부위에, 내주면에 배선기판 양면의 양도체패턴 사이를 전기적으로 접속하는 접속패턴을 갖는 보조관통공을 설치하고, 또 상기 보조관통공에 납프리땜납을 유입시키도록 한 것을 특징으로 하는 부품실장기판.
6. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

   보조도체를 설치하는 부분은 비교적 큰 전류가 흐르는 전기부품의 리드가 삽입되는 리드삽입공의 근방인 것을 특징으로 하는 부품실장기판.
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