JP2006114678A - プリント基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】鉛フリーはんだのように融点の高いはんだを用いて製造されるプリント基板においても、はんだ付けに要する加工時間を短くして熱劣化により基板1および電子部品10の双方に品質低下するのを防止する。
【解決手段】厚み方向に貫通する貫通孔3を備えた基板1に、電子部品10をそのリード線11を貫通孔3に挿入してはんだ20により固定してなるプリント基板Aにおいて、前記リード線11に断面積が小さくされた部位(切り欠き部)12を形成して、それ下位の領域13の見かけ上の熱容量を小さくする。それにより、はんだ付け部は迅速に温度上昇し、所要のはんだ付け処理を短時間で終えることができる。
【選択図】図3
【解決手段】厚み方向に貫通する貫通孔3を備えた基板1に、電子部品10をそのリード線11を貫通孔3に挿入してはんだ20により固定してなるプリント基板Aにおいて、前記リード線11に断面積が小さくされた部位(切り欠き部)12を形成して、それ下位の領域13の見かけ上の熱容量を小さくする。それにより、はんだ付け部は迅速に温度上昇し、所要のはんだ付け処理を短時間で終えることができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、基板に形成された貫通孔に電子部品のリード線を挿入し、該リード線をはんだにより基板に固定して形成されるプリント基板に関する。
従来、この種のプリント基板Aの製造には、図7に示すように、一面に導体回路2をプリントした樹脂製の基板1が用いられる。基板1には厚み方向に貫通する貫通孔3が形成され、貫通孔3には導体回路2に電気的に接続する導体層4が取り付けられる。製造に際し、適宜の電子部品のリード線11が前記貫通孔3に挿入され、リード線11と導体層4との間に鉛−すず共晶合金はんだ5を流し込んで両者を電気的に接続した状態で固定し、プリント基板Aとされる。はんだ付けには、融点よりも30℃〜80℃ぐらい高めに設定されたはんだ浴に、貫通孔3内にリード線11を挿入した基板1の裏面側を触れさせる、いわゆるフロー方式が通常採用される。図7において、6は耐熱絶縁性膜である。
はんだとして鉛−スズ共晶合金はんだを用いる場合には、その融点は183℃であり、リード線11および導体層4をはんだの融点よりも40℃〜50℃高い温度である最適接合温度にまで上昇させるのに、長い時間を要しないので、基板および電子部品本体に過熱による熱損傷が生じるようなことはない。
近年、環境と健康への配慮から、鉛の使用規制が強く求められており、それに答えるべく、はんだ付けにおいても、鉛を成分として持たない鉛フリーはんだ(無鉛はんだ)が用いられるようになりつつある。鉛フリーはんだとして、すず−銀−銅の合金、これにビスマスを添加したもの等が実用に供されているが、いずれも従来の鉛−スズ共晶合金と比べて融点が高く(230℃程度以上のものが多い)、また濡れ性も低い。そのために、鉛フリーはんだを用いる場合には、はんだ付け時に、基板および電子部品のはんだ付け部に充分な熱供給を行うことが必要となるが、これに伴って基板のはんだ付け部周辺や電子部品本体が過熱して熱損傷が生じることが懸念される。
特許文献1には鉛フリーはんだを用いて作られるプリント基板として、導体回路の表面を覆う耐熱絶縁性膜により導体層の外周部を覆うようにしたものが記載されている。それにより、はんだとして融点が200℃以上であるはんだ(例えば鉛フリーはんだ)を用いても、基板から導体層が剥離するのを効果的に抑制することができ、プリント基板の品質低下を阻止できるとしている。
特許文献1は、高融点である鉛フリーはんだを用いてプリント基板を作る場合の一つの有効な手段を開示している。しかし、加工に要する時間は、耐熱絶縁性膜により導体層の外周部を覆うという手段を用いない場合と同様であり、前記のように従来の鉛−スズ共晶合金の場合と比べて長い加工時間を必要とする。そのために、はんだ付け時に、はんだ付け部近傍の基板が熱により劣化する、樹脂の融解によりマイグレーションを誘発する、さらには電子部品本体にまで熱が伝わり部品本体の熱劣化が生じる、等の懸念を解消することはできていない。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、鉛フリーはんだのように融点の高いはんだを用いて製造されるプリント基板において、はんだ付けに要する加工時間を短くして熱劣化により基板および電子部品の双方が品質低下するのを防止したプリント基板を提供することを目的とする。
本発明によるプリント基板は、厚み方向に貫通する貫通孔を備えた基板に、電子部品をそのリード線を前記貫通孔に挿入してはんだにより固定してなるプリント基板であって、前記リート線はその一部に断面積が小さくされた部位を有していることを特徴とする。好ましくは、前記リード線の断面積が小さくされた部位は、はんだ付け部より上方に位置するようにされる。用いるはんだは、従来の鉛−スズ共晶合金はんだであってもよいが、融点がそれよりも高い鉛フリーはんだである場合に、本発明は特に効果的となる。
本発明によれば、基板に固定される電子部品は、そのリード線の一部に断面積が小さくされた部位を有しており、その部分での熱抵抗は他の部分よりも大きくなるので、断面積が小さくされた部位よりも下位部分の見かけ上の熱容量を低下させることができる。それにより、基板に形成した貫通孔内に電子部品のリード線を挿入してはんだ付けを行うときに、断面積が小さくされた部位よりも下位であるはんだ付け部の温度が上昇し易くなり、その部位が溶融したはんだから受熱して最適接合温度まで上昇する時間は短縮する。結果として、断面積が小さくされた部位を設けないではんだ付け処理を行う場合と比較して、加工時間を短縮することができ、はんだ付け周辺の基板が熱により劣化するのを抑制できる。また、加工時間の短縮化に加えて、リード線が一部に熱抵抗の大きくなった部分を有することから、電子部品本体への熱伝導も抑制され、本体部品の熱破損も抑制される。そのために、用いるはんだが融点の高い鉛フリーはんだ(例えば、すず−銀−銅の合金等)であっても、製造されるプリント基板は品質が高くかつ一定品質のものとなる。
プリント基板に固定する電子部品がコネクタの場合、異なった長さの複数本のリード線を持つのが普通であり、長さの違いによりそれぞれ熱容量が異なるため、従来のはんだ付け方法ではリード線毎のはんだ付け状態を均一にすることが困難であったが、長さの違うリード線であっても、それぞれのリード線に本発明による「断面積が小さくされた部位」を設けることにより、それ以下のリード線での見かけ上の熱容量を揃えることができ、結果として、すべてのリード線のはんだ付け状態を均質なものとすることが可能となる。
また、プリント基板に固定する電子部品がコネクタの場合、ハーネス勘合時等に発生する応力をリード線を長くすることにより緩和していたが、それぞれのリード線に本発明による「断面積が小さくされた部位」を設ける場合、その部位の変形で応力緩和を図ることができるので、電子部品全体の小型化を図ることも可能となる。
本発明によれば、環境負荷の小さい鉛フリーはんだを用いながら、熱劣化による基板および電子部品双方の品質低下を防止した品質の高いプリント基板を得ることができる。
以下、図面を参照しながら本発明を実施の形態に基づき説明する。添付の図において、図1aは本発明によるプリント基板を製造する途中の状態を示す要部の断面図であり、図1bは従来法でプリント基板を製造する際の図1aに相当する図である。図2は図1aに示すプリント基板をフロー方式ではんだ付けする場合を模式的に示している。図3は本発明によるプリント基板の要部を示す断面図である。
図1a、図1bにおいて、1は樹脂製の基板であり、その一面には適宜の導体回路(不図示)がプリントされている。基板1には厚み方向に貫通する貫通孔3が必要箇所に必要個数設けてあり、貫通孔3の内周面には銅層等である導体層4が形成され、その一部は表裏面に延出して導体回路に電気的に接続している。なお、この構成は従来のプリント基板と同様のものである。10は適宜の電子部品であり、そのリード線11が基板1に形成した貫通孔3内に挿入した姿勢とされて、はんだ付けに付される。本発明による場合には、図1aに示すように、リード線11はその一部を切り欠くことにより断面積を小さくされた部位(以下、「切り欠き部」という)12を有しており、切り欠き部12が基板1の表面よりわずか上位に位置するようにして、電子部品10の位置決めがなされる。
電子部品10を必要箇所に位置決めした基板1の下面側を、図2に示すように、溶融したはんだ20の表面に触れさせる。それにより、溶融したはんだ20は、自己のぬれ性により貫通孔3とリード線11との隙間15に入り込む。そして、そこで固化することによって、リード線11と導体層4とを電気的に接続した状態で、電子部品10を基板1に固定的に取り付け、プリント基板Aとされる。その状態が図3に示される。
本発明のプリント基板Aにおいて、取り付ける電子部品10のリード線11は断面積が小さくされた切り欠き部12を有しており、その部分の熱抵抗は、それよりも下位の部分13(図1a、図2参照)よりも大きい。そのために、前記下位部分13の見かけ上の熱容量は小さくなっており、隙間15に入り込んだ溶融はんだの持つ熱により、短い時間で下位部分13は最適接合温度まで昇温する。また、貫通孔3の内周面に形成される導体層4の昇温も同様に短時間で進行する。すなわち、はんだ付け部のみを速やかに加熱することが可能となり、はんだ付けに要する加工時間を、図1bに示すように、このような断面積が小さくされた部位を持たないリード線をはんだ付けする場合よりも、短縮できる。そのために、用いるはんだが融点が高くぬれ性も良好でない鉛フリーはんだであっても、電子部品10に熱損傷を与えることなく、また、基板1に熱劣化を生じさせることなく、良好なプリント基板を作り出すことができる。
図4は、はんだ付けを行うときに、図3に示すようにはんだ付け部20aの上面に熱電対21を置き、他の条件は同じとして、リード線11に切り欠き部12を設けた場合(図1aのもの)と、設けない場合(図1bのもの)の、はんだ付け部20a上面での上昇温度を、実際に経時的に測定した実験結果の一例をグラフで示している。図示されるように、切り欠き有りの方が高い温度上昇率を示しており、本発明の有効性が示される。
図5は3本のリード線11a,11b,11cを持つコネクタ10a(電子部品)を基板1にはんだ付け20aした状態を示している。この例において、3本のリード線の長さは異なっており、リード線11aが最も長く、リード線11cが最も短い。そのために、各リード線の熱容量が異なり、すべてのリード線のはんだ付けを同時に行うための条件は狭い(同時に均一なはんだ付けを得るのは困難)が、各リード線のaの箇所に切り欠き部12を形成しておくことにより、それ以下の領域(図1a,図2に13で示す領域)の見かけ上の熱容量を揃えることができるため、均一なはんだ付けを得る条件を広いものとすることができる。
また、ハーネス30をコネクタ10aに勘合するとき、あるいはハーネス30の勘合を解くときに、矢印方向の応力が発生するが、従来、その応力を緩和するために、図示のように長いリード線11a,11b,11cを設けて、そこで緩和し、はんだ付け部20aへ影響が及ぶのを防いでいたが、各リード線に切り欠き部12を設けることにより、その切り欠き部12の変形で応力緩和を図ることができ、電子部品10a全体の小型化を図ることも可能となる。
なお、図3では、リード線の断面積が小さくされた部位(切り欠き部12)は、はんだ付け部20aより上方に位置するように図示しているが、切り欠き部12の一部がはんだ付け部20a内に埋入する状態ではんだ付けが行われても、本発明の所期の目的は十分に達成可能である。
さらに、上記の説明では、リード線11に形成する断面積が小さくされた部位を切り欠き部12としたが、図6aに示すように、リード線11の一部を凹陥部12aとする、図6bに示すようにリード線11の一部を縮径部12bとする等、断面積を小さくして熱伝導を抑制できる形状であれば、任意の形状であってよい。図6aの変形例として、凹陥部12aに代えて貫通孔としてもよい。
A…プリント基板、1…基板、2…導体回路、3…貫通孔、4…導体層、10、10a…電子部品、11、11a,11b,11c…リード線、12、12a,12b…断面積を小さくされた部位(切り欠き部)、13…リード線の切り欠き部よりも下位の部分、15…貫通孔とリード線との隙間、20…溶融したはんだ、20a…はんだ付け部、30…ハーネス
Claims (3)
- 厚み方向に貫通する貫通孔を備えた基板に、電子部品をそのリード線を前記貫通孔に挿入してはんだにより固定してなるプリント基板であって、前記リート線はその一部に断面積が小さくされた部位を有していることを特徴とするプリント基板。
- 前記リード線の断面積が小さくされた部位は、はんだ付け部より上方に位置していることを特徴とする請求項1に記載のプリント基板。
- 前記はんだは鉛フリーはんだであることを特徴とする請求項1または2に記載のプリント基板。
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KR20110092779A (ko) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 반도체 파워 모듈 패키지 및 그의 제조방법 |
JP2014170883A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | ジャンパバスバーおよびこれを用いた実装アセンブリ |
JP2015115546A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 株式会社東海理化電機製作所 | 実装品及びその製造方法 |
EP2946642B1 (fr) * | 2013-01-21 | 2023-08-30 | Sagemcom Energy & Telecom SAS | Ensemble soude avec frein thermique |
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JP2009259875A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Tdk-Lambda Corp | 端子付き板金、および基板と端子付き板金との接続構造 |
KR20110092779A (ko) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 반도체 파워 모듈 패키지 및 그의 제조방법 |
KR101698431B1 (ko) | 2010-02-10 | 2017-02-02 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 반도체 파워 모듈 패키지 및 그의 제조방법 |
EP2946642B1 (fr) * | 2013-01-21 | 2023-08-30 | Sagemcom Energy & Telecom SAS | Ensemble soude avec frein thermique |
JP2014170883A (ja) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | ジャンパバスバーおよびこれを用いた実装アセンブリ |
JP2015115546A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 株式会社東海理化電機製作所 | 実装品及びその製造方法 |
JP7490508B2 (ja) | 2020-09-09 | 2024-05-27 | 日本電子株式会社 | 三次元積層造形装置 |
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