JP2006024858A - プリント配線板の製造方法およびプリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】ソルダレジストに位置ずれが生じても、搭載部品の電極との関係で有効な接触面積を確保しつつ、従来サイズのランドの周縁部にソルダレジストからなるランド被覆層を形成してランド剥離現象の発生を効果的に防止できるプリント配線板の製造方法およびプリント配線板の提供。
【解決手段】プリント基板１２の所定箇所にランド１３を形成する工程と、プリント基板１２の所定領域にソルダレジスト２３を形成する工程とを含むプリント配線板１１の製造方法において、ソルダレジスト２３は、ランド１３の外縁部１４における部分的領域上に設けたランド被覆層２５を含めて一体形成することにより、ランドの剥離を防止することができる。また、ランド１３は、ソルダレジスト２３に位置ずれが生じても搭載部品の電極との間で必要な接触面積を確保することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント配線板が備えるランドに発生しがちなランド剥離現象を効果的に防止することができるプリント配線板の製造方法およびプリント配線板に関する技術である。

プリント配線板は、例えば両面に銅箔が積層されたガラスエポキシ銅張積層板からなるプリント基板に対し、穴開け加工やスルーホールめっき加工によるスルーホールの形成、めっき層と銅箔のエッチング加工による配線およびランドの形成、ソルダレジストの形成という加工プロセスを経ることで形成される。

図８（ａ）は、プリント配線板１におけるランド２とソルダレジスト４との配置関係についての従来例を示すものであり、平面形状が長方形を呈するランド２は、該ランド２よりもサイズの大きな相似形を呈してソルダレジスト４が存在していない空白部６内に形成されている。つまり、ランド２は、その外縁３ａと空白部６を区画形成しているソルダレジスト４の端縁５との間に間隙７を介在させた状態で形成されることになる。このようにランド２とソルダレジスト４との間に間隙７を介在させておく理由は、レジスト用インキ印刷時に生じがちな位置ずれを予め考慮に入れて、ソルダレジスト４がランド２側に入り込んでこれを覆わないようにするための余裕幅を確保することにある。

一方、プリント配線板のはんだ付けに使用されるはんだについては、近時、鉛の毒性に関する問題もあって、鉛フリーはんだが使用されるようになってきている。そして、該鉛フリーはんだには、例えば９０〜９８％のすずに銀、銅、アンチモンを混合させたものを主材とし、これに微量のビスマス、インジウム、ニッケル、亜鉛を含有させてなるものなどがある。

上記成分からなる鉛フリーはんだは、その溶融温度が２１０〜２３０℃であり、溶融温度が約１８３℃である従来からあるすず−鉛の共晶はんだよりも溶融温度は高い。

このように溶融温度の高い鉛フリーはんだを図８（ａ）に示すランド２に適用した場合には、従来からある有鉛はんだを用いた場合にはあまり発生しなかったランド剥離現象が多発する傾向にある。そして、該ランド剥離現象の発生原因は、必ずしも定かではないものの、鉛フリーはんだの熱収縮や凝固収縮に起因すると推定されている。

このため、上記ランド剥離現象の発生を抑制・防止し得る手法として、図８（ｂ）に示すようにランド２の外縁部３にまでソルダレジスト４を入り込ませてランド被覆層８を形成するようにした構造のものも既に提案されている。
特開２００１−３３２８５１号公報

しかし、図８（ｂ）に開示されている従来技術による場合には、レジスト用インキ印刷時に位置ずれが発生すると、部品搭載時に該部品の電極とランド２との間に必要とされるだけの十分な接触面積を確保できなくなる不都合があった。また、図８（ｂ）の従来手法のもとでレジスト用インキ印刷時に生じがちな位置ずれを考慮に入れた設計を行おうとする場合には、通常サイズよりも大きなサイズのランドを予め形成しておくことが必要になるものの、ランドサイズを大きくすると、微小ピッチでの部品実装時にランド相互が短絡しやすくなってしまうので、実用的な解決手法とはいえない。

本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、ソルダレジストに位置ずれが生じても、搭載部品の電極とランドとの間に必要な接触面積を確保しつつ従来サイズのランドの周縁部にソルダレジストからなるランド被覆層を形成してランド剥離現象の発生を効果的に防止することができるプリント配線板の製造方法およびプリント配線板を提供することに目的がある。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（製造方法）は、プリント基板の所定箇所にランドを形成する工程と、前記プリント基板の所定領域にソルダレジストを形成する工程とを含むプリント配線板の製造方法において、前記ソルダレジストは、前記ランドの外縁部における部分的領域上に設けたランド被覆層を含めて一体形成することを最も主要な特徴とする。

第１の発明における前記ランドは、平面形状が方形を呈し、その四隅に位置する前記外縁部の部分的領域に対し前記ランド被覆層を形成したり、平面形状が楕円形もしくは略長円形を呈し、少なくともその弧状部位が位置する前記外縁部の部分的領域に対し前記ランド被覆層を形成したりすることができる。

また、第２の発明（プリント配線板）は、上記第１の発明により製造したプリント配線板であることを最も主要な特徴とする。

本発明のうち、請求項１に係る第１の発明によれば、ソルダレジストは、ランドの外縁部の部分的領域上のランド被覆層を含めて一体形成することができるので、該ランド被覆層を介してランドの剥離を効果的に防止することができる。また、ランド被覆層に位置ずれが生じても、部品搭載時に該搭載部品の電極との関係で必要とされるだけの十分な接触面積をランド側に確保することができる。

請求項２に係る製造方法によれば、略方形を呈するランドの四隅にランド被覆層を形成することにより、四カ所にてランドを位置固定してランドの剥離をより効果的に防止することができる。また、ランド被覆層に位置ずれが生じても、搭載部品の電極との関係で十分な接触面積をランド側に確保することができる。

請求項３に係る製造方法によれば、略楕円形もしくは略長円形を呈するランドの弧状部位に対しランド被覆層を形成することにより、少なくとも二カ所にてランドを位置固定してランドの剥離を効果的に防止することができる。また、ランド被覆層に位置ずれが生じても、搭載部品の電極との関係で十分な接触面積をランド側に確保することができる。

一方、請求項４に係る第２の発明によれば、プリント配線板が備えるランドに部品を比較的高い温度ではんだ付けした際にランド側が剥離するという不具合を効果的に防止することができるので、環境に優しい鉛フリーはんだの使用を促進することができる。また、ランド被覆層に位置ずれが生じても、搭載部品の電極との関係で十分な接触面積をランド側に確保してはんだ付けを確実に行うことができる。

図１ないし図４は、本発明方法（第１の発明）を適用してランドとソルダレジストとを形成する際における相互の配置関係をパターン別に示す説明図である。

これらの図に示すプリント配線板１１が備えるランド１３とソルダレジスト２３とは、プリント基板１２の所定箇所に銅箔などからなるランド１３を形成する工程と、プリント基板１２の所定領域にソルダレジスト２３を形成する工程とを含む本発明に係るプリント配線板の製造方法（第１の発明）を適用して形成される。

本発明におけるソルダレジスト２３としては、熱硬化性樹脂被膜、紫外線硬化性樹脂被膜、感光性樹脂被膜およびラミネートフィルムなどを例示することができる。

すなわち、ソルダレジスト２３が例えば熱硬化性樹脂被膜である場合には、ランド１３の外縁部１４の部分的領域上にもスクリーン印刷法にて熱硬化性樹脂をプリント基板１２の表面に印刷した後、熱処理を施してなるランド被覆層２５を含めて一体形成されることになる（以下、熱硬化性樹脂被膜からなるソルダレジスト２３を例に説明する。）。

これを図１に示す例に基づいてより具体的に説明すれば、ランド１３は、平面形状が長方形を呈して形成されている。また、ソルダレジスト２３は、楕円形を呈して該ソルダレジスト２３が存在していない空白部２４が形成されるようにスクリーン印刷法にて熱硬化性樹脂をプリント基板１２の表面に印刷した後、熱処理を施して形成される。

しかも、該空白部２４は、ランド１３に対して正対させた際に、その四隅にのみ入り込むことができるサイズが付与されて形成されているので、ランド１３の四隅に位置する外縁部１４の部分的領域、つまり角部１５のそれぞれに対しソルダレジスト２３と一体となったランド被覆層２５を形成することができることになる。

また、図２によれば、ランド１３は、平面形状が正方形を呈して形成されている。また、ソルダレジスト２３は、円形を呈して該ソルダレジスト２３が存在していない空白部２４が形成されるようにスクリーン印刷法にて熱硬化性樹脂をプリント基板１２の表面に印刷した後、熱処理を施して形成される。

しかも、該空白部２４は、ランド１３に対して正対させた際に、その四隅にのみ入り込むことができるサイズが付与されて形成されているので、ランド１３の四隅に位置する外縁部１４の部分的領域、つまり角部１５のそれぞれに対しソルダレジスト２３と一体となったランド被覆層２５を形成することができることになる。

さらに、図３によれば、ランド１３は、平面形状が楕円形を呈して形成されている。また、ソルダレジスト２３は、長方形を呈して該ソルダレジスト２３が存在していない空白部２４が形成されるようにスクリーン印刷法にて熱硬化性樹脂をプリント基板１２の表面に印刷した後、熱処理を施して形成される。

しかも、該空白部２４は、ランド１３に対して正対させた際に、上下と左右とに位置する弧状部位にのみ入り込むことができるサイズが付与されて形成されているので、ランド１３の上下左右にに位置する各外縁部１４の部分的領域、つまり上下左右の弧状部１６のそれぞれに対しソルダレジスト２３と一体となったランド被覆層２５を形成することができることになる。

さらにまた、図４によれば、ランド１３は、平面形状が長円形を呈して形成されている。また、ソルダレジスト２３は、長方形を呈して該ソルダレジスト２３が存在していない空白部２４が形成されるようにスクリーン印刷法にて熱硬化性樹脂をプリント基板１２の表面に印刷した後、熱処理を施して形成される。

しかも、該空白部２４は、ランド１３に対して正対させた際に、上下に位置する弧状部位にのみ入り込むことができるサイズが付与されて形成されているので、ランド１３の上下左右に位置する各外縁部１４の部分的領域、つまり上下左右の弧状部１６のそれぞれに対しソルダレジスト２３と一体となったランド被覆層２５を形成することができることになる。

このため、本発明方法により製造された第２の発明に係るプリント配線板１１は、各ランド１３の外縁部１４の部分的領域にソルダレジスト２３と一体となったランド被覆層２５が形成される結果、ランド１３に部品を比較的高い温度ではんだ付けした際にランド側が剥離するという不具合を効果的に防止することができることになる。

しかも、ランド被覆層２５に位置ずれが生じたとしても、各ランド１３は、部品搭載時に該部品の電極との関係で必要とされるだけの十分な接触面積を確保することができるので、搭載部品を確実にはんだ付けすることができる。

次に、本発明の実施例について従来例（比較例）ともにに、以下に説明する。すなわち、図５は、図８（ａ）に従来例として示すランドとソルダレジストとの配置関係をより具体的に示した比較例説明図である。

同図によれば、縦（ａ）が１．４ｍｍで、横（ｂ）が０．４ｍｍの長方形を呈する各ランド３は、隣接するランド３の中心位置相互間の間隔（ｃ）を０．６５ｍｍとすることで形成されている。また、各ランド３は、その外縁３ａとこれに隣接するソルダレジスト４の端縁５との間に間隙７を介在させて形成されている。つまり、各ランド３は、ソルダレジスト４に設けられた縦（ｄ）が１．５ｍｍで、横（ｅ）が０．５ｍｍの長方形を呈する空白部６内に配置されることになる。このため、図５における各ランド３の有効面積は、ａ（縦）×ｂ（横）である０．５６ｍｍ^２となる。

図６は、図８（ｂ）に従来例として示すランドとソルダレジストとの配置関係をより具体的に示した比較例説明図である。そのうちの（ａ）は、ソルダレジスト４に位置ずれが発生しなかった状態を、（ｂ）は、ソルダレジスト４の位置がずれた状態をそれぞれ示す。

同図によれば、図５に示すと同様に縦（ａ）が１．４ｍｍで、横（ｂ）が０．４ｍｍの長方形を呈する各ランド３は、隣接するランド３の中心位置相互間の間隔（ｃ）を０．６５ｍｍとすることで形成されている。また、各ランド３は、その外縁部３にまでソルダレジスト４を入り込ませてランド被覆層８が形成されている。

そして、図６（ｂ）に示すように縦横方向に各０．１ｍｍずつソルダレジスト４の空白部６の位置がずれることにより、斜線で示す各ランド３の有効面積は、０．３１２５ｍｍ^２となってしまい、図５に示す従来例の有効面積に比較してその５５．８％にまで減少してしまうことが確認された。

一方、図７は、本発明の実施例についてのランドとソルダレジストとの配置関係をより具体的に示した説明図である。そのうちの（ａ）は、ソルダレジスト２３の位置がずれていない状態を、（ｂ）は、ソルダレジスト２３の位置がずれた状態をそれぞれ示す。

同図によれば、図５に示すと同様に縦（ａ）が１．４ｍｍで、横（ｂ）が０．４ｍｍの長方形を呈する各ランド１３は、隣接するランド１３の中心位置相互間の間隔（ｃ）を０．６５ｍｍとすることで形成されている。また、各ランド１３は、その四隅にのみソルダレジストによるランド被覆部２５が形成された状態で長円形を呈する空白部２４内に配置される。このため、図７（ａ）の状態での各ランド１３の有効面積は、ａ（縦）×ｂ（横）である０．５６ｍｍ^２とほぼ同等な近似値となる。

したがって、本発明方法を適用してソルダレジスト２３からなるランド被覆層２５を形成しようとした際に、図７（ｂ）に示すように縦横方向に各０．１ｍｍずつソルダレジスト２３の空白部２４の位置がずれることにより、斜線で示す各ランド１３の有効面積は、０．４７ｍｍ^２となり、図５に示す有効面積に比較してその８４％にまで減少はするものの、図６（ｂ）に示す比較例（従来例）ほどにはその有効面積が減少しないことが確認された。

つまり、本発明方法を適用してソルダレジスト２３を形成する場合には、ランド剥離に有効であるばかりでなく、ランド１３自体のサイズを大きくしないでも搭載部品との接触面積を十分に確保することができることが確認された。

以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な構成はこれに限定されるものではない。例えば、ソルダレジスト２３は、紫外線硬化性樹脂被膜、感光性樹脂被膜およびラミネートフィルムなどからなるものであってもよい。また、ランド１３の形状とソルダレジスト２３側の空白部２４の形状とは、ランド１３と空白部２４とを正対させた際に、該空白部２４の外側にランド１３の外縁部１４の部分的領域を位置させることができるものでさえあれば、所望に応じ適宜選定することができる。

本発明方法（第１の発明）を適用してランドとソルダレジストとを形成する際における相互の配置関係の第１パターンを示す説明図。 同第２パターンを示す説明図。 同第３パターンを示す説明図。 同第４パターンを示す説明図。 本発明の実施例を説明する際の比較例１として示される従来例についてのランドとソルダレジストとの相互の配置関係を示す説明図。 本発明の実施例を説明する際の比較例２として示される従来例についてのランドとソルダレジストとの相互の配置関係を示す説明図であり、そのうちの（ａ）はソルダレジストに位置ずれが生じていない場合を、（ｂ）はソルダレジストに位置ずれが生じている場合をそれぞれ示す。 本発明の実施例についてのランドとソルダレジストとの相互の配置関係を示す説明図であり、そのうちの（ａ）はソルダレジストに位置ずれが生じていない場合を、（ｂ）はソルダレジストに位置ずれが生じている場合をそれぞれ示す。 従来例についてのランドとソルダレジストとの相互の配置関係を示す説明図であり、そのうちの（ａ）はソルダレジストがランド側に入り込んでいない例を、（ｂ）はソルダレジストがランド側に入り込んでいる例をそれぞれ示す。

符号の説明

１ プリント配線板
２ ランド
３ 外縁部
３ａ 外縁
４ ソルダレジスト
５ 端縁
６ 空白部
７ 間隙
８ ランド被覆部
１１ プリント配線板
１２ プリント基板
１３ ランド
１４ 外縁部
１５ 角部
１６ 弧状部
２３ ソルダレジスト
２４ 空白部
２５ ランド被覆部

Claims (4)

1. プリント基板の所定箇所にランドを形成する工程と、前記プリント基板の所定領域にソルダレジストを形成する工程とを含むプリント配線板の製造方法において、
   前記ソルダレジストは、前記ランドの外縁部における部分的領域上に設けたランド被覆層を含めて一体形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 前記ランドは平面形状が略方形を呈し、その四隅に位置する前記外縁部の部分的領域に対し前記ランド被覆層を形成する請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
3. 前記ランドは平面形状が略楕円形もしくは略長円形を呈し、少なくともその弧状部位が位置する前記外縁部の部分的領域に対し前記ランド被覆層を形成する請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかのプリント配線板の製造方法により製造したことを特徴とするプリント配線板。
   

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