JP3972206B2

JP3972206B2 - 回路基板

Info

Publication number: JP3972206B2
Application number: JP2003414959A
Authority: JP
Inventors: 敦東出
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2003-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2023-12-12
Also published as: JP2005175274A

Description

本発明は、回路基板、特に、２枚の回路基板要素を備え、それらの回路基板要素のそれぞれに形成されている半田ランド同士が半田付けによって接合されるようになっている回路基板に関する。

図４は従来の回路基板の要部を示した平面図、図５は従来の回路基板の半田付け箇所を示した一部破断平面図である。また、図６は半田付け箇所の状態を説明するための垂直断面図、図７は回路基板要素に起こり得る状態を説明するための概略斜視図である。

図４のように、従来の回路基板は、表面で１列に並んだ複数箇所のそれぞれに矩形の半田ランド２を備える一方側回路基板要素１と、表面で端縁３１に沿って１列に並んだ複数箇所のそれぞれに矩形の半田ランド４を備える他方側回路基板要素３とを備えている。そして、一方側回路基板要素１のそれぞれの半田ランド２と、他方側回路基板要素３のそれぞれの半田ランド４とを個別に半田付け（リワーク）して電気的接続を行う場合には、図５のように、一方側回路基板要素１の半田ランド形成箇所の表面に、他方側回路基板要素３の半田ランド形成箇所の裏面を重ね合わせることにより、一方側回路基板要素１の半田ランド２を他方側回路基板要素３の半田ランド４の先端４１から突き出させた状態で、それらの半田ランド２，４の相互間に跨がる半田付けを行っていた。

このような従来の回路基板において、各回路基板要素１，３の半田ランド２，４同士が半田不良を生じずに良好な状態で半田付けされているときには、他方側回路基板要素３の半田ランド４とその半田ランド４の先端から突き出ている一方側回路基板要素１の半田ランド２とに万遍なく半田５が回り込み、各回路基板要素１，３のそれぞれにおいて隣合う半田ランド２，２同士及び半田ランド４，４同士は半田５によって短絡されていない。そして、このような良好な状態で半田付けが行われていると、各回路基板要素１，３の半田ランド２，４同士の電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性（接合強度）が満足される。

一方、電子部品のリードと回路基板のランドとの半田付け構造として、ランドに形成した幅広部によって半田を一箇所に吸い寄せられるようにすることによって、通常はランドに重ね合わされるリードがランドが浮き上がっていても、浮き上がっているリードが半田によってランドに電気的接続されるようにする技術が知られていた（たとえば、特許文献１参照）。

特開平６−７７６３２号公報

しかしながら、図４又は図５を参照して説明した従来の回路基板では、一方側回路基板要素１の隣合う２つの半田ランド２，２の相互間隔寸法ａを０．５ｍｍ程度に定めて半田ランド２の高密度化を図った場合には、一方側回路基板要素１と他方側回路基板要素３との重なり箇所イに回り込んだ半田５（図６参照）が、図５に例示したように隣合う半田ランド２，２の相互間でブリッジ５１を形成してそれらの半田ランド２，２同士を短絡してしまって半田不良を生じることが知見された。特に、容易に曲がらない一方側回路基板要素１と可撓性や備えたフレキシブル回路基板でなる他方側回路基板要素３とでなる回路基板では、図７に示したようにフレキシブル回路基板でなる他方側回路基板要素３の半田ランド形成領域Ｚが波打ち変形していることがあり、その場合には、一方側回路基板要素１の半田ランド形成箇所の表面に他方側回路基板要素３の半田ランド形成箇所の裏面を重ね合わせたときに両回路基板要素１，３の重なり箇所イに比較的広い隙間δが形成され、その隙間δに回り込む半田量が多くなり過ぎて隣合う半田ランド２，２の相互間にブリッジ５１を生じてしまうという事態の起こることが知見された。

一方、リワーク時の半田のブリッジ５１の発生によって隣合う半田ランド２，２での短絡を防ぐには、隣合う半田ランド２，２の相互間隔を拡げることが有効であるけれども、矩形の半田ランド２，２の相互間隔をただ単に拡げると、半田ランド２の高密度化が阻害されるので好ましくない。また、個々の半田ランド２をただ単に幅狭矩形にして相互間隔を拡げることも考えられるけれども、そのようにすると、半田ランド２に盛られる半田量が少なくなって電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性（接合強度）が満足されなくなるおそれがある。

本発明は以上の状況の下でなされたものであり、電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性（接合強度）を満足することができ、しかも、半田ランドの高密度化を阻害することなく、隣合う半田ランドがリワーク時に半田のブリッジによって短絡されるという事態を防ぐことのできる回路基板を提供することを目的とする。

本発明に係る回路基板は、表面で１列に並んだ複数箇所のそれぞれに半田ランドを備える一方側回路基板要素と、表面で端縁に沿って１列に並んだ複数箇所のそれぞれに半田ランドを備えるフレキシブル回路基板でなる他方側回路基板要素とでなり、一方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の表面に、他方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の裏面を重ね合わせることによって一方側回路基板要素の半田ランドを他方側回路基板要素の半田ランドの先端から突き出させた状態で、一方側回路基板要素の半田ランドと他方側回路基板要素の半田ランドとの相互間に跨がる半田付けを行う回路基板において、他方側回路基板要素の半田ランドの先端が当該他方側回路基板要素の端縁に位置していると共に、一方側回路基板要素の半田ランドのそれぞれを、他方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の裏面が重ね合わされる幅狭部とその幅狭部を除く部分である幅広部とによって形成し、かつ、その幅広部の全体を上記他方側回路基板要素の半田ランドの先端から突き出させることによって、一方側回路基板要素の隣合う２つの半田ランドの幅狭部の相互間隔を、それら２つの半田ランドの幅広部の相互間隔よりも拡げてあると共に、一方側回路基板要素の半田ランドと他方側回路基板要素の半田ランドの幅広部との相互間に跨がる半田付けを行うようになっている。

この構成であれば、一方側回路基板要素の隣合う２つの半田ランドの相互間では、幅狭部の相互間隔が幅広部の相互間隔よりも広くなっているため、他方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の裏面を一方側回路基板要素の半田ランドの幅狭部に重ね合わせて半田付けを行った場合、その重なり箇所に回り込んだ半田が隣合う半田ランドの幅狭部の相互間でブリッジを形成して隣合う半田ランド同士を短絡するという事態が起こりにくくなる。それにかかわらず、半田は他方側回路基板要素の半田ランドとその半田ランドの先端から突き出た一方側回路基板要素の半田ランドの幅広部とに跨がって盛られるので、各回路基板要素の半田ランド同士が十分な量の半田によって接続されるようになって電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性（接合強度）が満足される。その上、一方側回路基板要素では、その半田ランドの幅広部の相互間隔を密にして半田ランドの高密度化を図ることが従来と同様に可能である。

本発明では、一方側回路基板要素の半田ランドが、矩形の幅広部とその幅広部の前端から突き出た前後方向に長い上記幅狭部とによって形成されている、という構成を採用することが可能であり、この構成を採用すると、半田ランドの全体長さを従来のそれと同程度にし、その半田ランドの前側部分の一部を欠除することによって幅狭部を形成することができ、そのようにすることによって、半田ランドの形成スペースを従来のそれよりも拡大することなく確保することができるという利点がある。

本発明では、幅広部の前端中央部から上記幅狭部が突き出ていることが望ましく、これによると、１列に並んでいるそれぞれの半田ランドの幅狭部の相互間隔をどの箇所ででも同一にすることが容易である。

本発明では、一方側回路基板要素の半田ランドの幅狭部の幅寸法が幅広部の幅寸法の半分であり、隣合う半田ランドの相互間隔寸法が０．５ｍｍ以上であることが望ましい。これによれば、隣合う半田ランドが半田で短絡されるという事態が起こりにくく、しかも、半田ランドの高密度化を従来と同程度に達成することができる。

なお、本発明に係る回路基板は、一方側回路基板要素の半田ランドの幅狭部の幅寸法が幅広部の幅寸法の半分であり、一方側回路基板要素の隣合う半田ランドの相互間隔寸法が０．５ｍｍ以上であって、上記幅狭部の幅広部の前端からの突出幅が０．２ｍｍ以下であるという構成を採用することが望ましい。

本発明によれば、一方側回路基板要素の半田ランドのそれぞれに、他方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の裏面が重ね合わされる幅狭部を形成することによって、一方側回路基板要素の隣合う２つの半田ランドの幅狭部の相互間隔を、それら２つの半田ランドの幅広部の相互間隔よりも拡げてあるので、電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性（接合強度）を満足することができ、しかも、半田ランドの高密度化を阻害することなく、隣合う半田ランドがリワーク時に半田のブリッジによって短絡されるという事態を防ぐことができる、という効果が奏される。

特に、幅広部の前端中央部から上記幅狭部が突き出ているものでは、１列に並んでいるそれぞれの半田ランドの幅狭部の相互間隔をどの箇所ででも同一にすることが容易であるという利点があり、また、一方側回路基板要素と他方側回路基板要素とのうちの少なくとも一方にフレキシブル回路基板を採用したものでは、フレキシブル回路基板が可撓性を備えているために重なり箇所に隙間が生じやすいものであるにもかかわらず、半田ランド同士の短絡が生じにくくなるという卓越した効果が奏される。

図１は本発明の実施形態に係る回路基板の要部を示した平面図、図２は同回路基板の半田付け箇所を示した一部破断平面図である。

図１又は図２に示した回路基板は、表面で１列に並んだ等間隔おきの複数箇所のそれぞれに矩形の半田ランド２を備える一方側回路基板要素１と、表面で端縁３１に沿って１列に並んだ等間隔おきの複数箇所のそれぞれに矩形の半田ランド４を備える他方側回路基板要素３とを備えていて、他方側回路基板要素３にはフレキシブル回路基板が用いられている。そのため、図７で説明したように、リワーク時に端縁３１が波打ち変形を起こしているという事態が起こり得る。また、他方側回路基板要素３の表面に形成されている複数の半田ランド４の配列パターンや個々の半田ランド４の形状及び大きさは、図４で説明した従来のそれらと同様である。

一方側回路基板要素１のそれぞれの半田ランド２は、前後方向に長い矩形の幅広部２１と前後方向に長い矩形の幅狭部２２とを備えていて、幅狭部２２が幅広部２１の前端中央部から前方へ突き出てその先端２３が一方側回路基板要素１の端縁１１に達している。図例では、個々の半田ランド２の全体が幅広部２１と幅狭部２２とによって形成されている。また、図例の半田ランド２は、その全体長さと幅広部２１の幅とを図４で説明した従来のそれと同程度にし、その半田ランド２の前側部分の一部を欠除して幅狭部２２を形成することによって形成されている。したがって、隣合う任意の２つの半田ランド２，２において、幅広部２１，２１の相互間隔は従来例と同程度、具体的には０．５ｍｍ程度に定められていて、それによって半田ランド２の高密度化が達成されている。

一方側回路基板要素１のそれぞれの半田ランド２と、他方側回路基板要素３のそれぞれの半田ランド４とを個別に半田付け（リワーク）して電気的接続を行う場合には、図２のように、他方側回路基板要素３の半田ランド形成箇所の裏面の端縁３１を、一方側回路基板要素１の半田ランド２の幅狭部２２に重ね合わせることにより、半田ランド２の幅広部２１を半田ランド４の先端４１から突き出させた状態で、それらの半田ランド２の幅広部２１と半田ランド４との相互間に跨がる半田付けを行う。このようにすると、図６で判るように、他方側回路基板要素３の半田ランド４とその半田ランド４の先端から突き出ている一方側回路基板要素１の半田ランド２の幅広部２１とに十分な量の半田５が万遍なく回り込み、半田ランド２，４同士の電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性（接合強度）が満足される。なお、隣合う２つの半田ランド２，２の幅広部２１，２１の上には他方側回路基板要素２が重なり合っていないので、それらの幅広部２１，２１同士が半田５のブリッジによって短絡されるという事態が生じるおそれはない。

一方、フレキシブル回路基板でなる他方側回路基板要素３が図７で説明したような波打ち変形を起こしているような場合には、双方の回路基板要素１，３の重なり箇所イに比較的広い隙間が形成されることがあるので、そのような場合には、一方側回路基板要素１の半田ランド２の幅狭部２２に回り込んだ半田５が、図２に示したようにその幅狭部２２の側方にはみ出すことがあり得る。しかし、そのような半田のはみ出しが起こっても、一方側回路基板要素１の隣合う２つの半田ランド２，２の相互間では、幅狭部２２，２２の相互間隔が幅広部２１，２１の相互間隔よりも広くなっているため、重なり箇所イに回り込んだ半田５がブリッジを形成して隣合う半田ランド２，２同士を短絡するという事態が起こらない。

図２では、他方側回路基板要素３の半田ランド形成箇所の裏面の端縁３１（半田ランド４の先端４１）と一方側回路基板要素１の半田ランド２の幅広部２１の前端２１ａとの間に隙間ｈが形成されている事例を示しているけれども、これは、図示内容を判りやすくするための対策を講じたものであるに過ぎず、実際には、半田ランド４の先端４１と半田ランド２の幅広部２１の前端２１ａとを一致させてその隙間ｈを無くしてｈの寸法値を零にしておくことが望ましい。

図３は一方側回路基板１の半田ランド２の各部の好ましい寸法を説明するための説明図である。同図において、ａは等間隔に配列されている複数の半田ランド２…において、隣合う２つの半田ランド２，２の幅広部２１，２１の相互間隔であり、この寸法ａは０．５ｍｍ以上であることが望ましい。この寸法ａが０．５ｍｍよりも短いと、複数の半田ランド２…の高密度化を促進する上では好ましいけれども、後述する幅広部２１の幅寸法ｂとの関係上、幅広部２１に盛られる半田量が過多になって幅広部２１，２１の相互間で半田がブリッジを発生するおそれが生じる。幅広部２１の幅寸法ｂは０．８ｍｍ程度が好ましく、この程度であると、幅広部２１に盛られる半田量が過多になって幅広部２１，２１の相互間で半田がブリッジを発生するというおそれが少ない。幅狭部２２の幅寸法ｃは幅広部２１の幅寸法ｂの半分、具体的には０．４ｍｍ程度が好ましい。幅狭部２２の幅寸法ｃが幅広部２１の幅寸法ｂの半分よりも長いと、半田ブリッジで隣合う幅狭部２２，２２同士が短絡するおそれが生じる。幅狭部２２の突出長さｄは０．２ｍｍ以下であることが望ましく、幅狭部２２の長さｄを長くすると、それだけ幅広部２１の長さが短くなって半田による電気的接続信頼性や半田付けによる接合信頼性が低下する。隣合う幅狭部２２，２２の相互間隔ｅは、隣合う幅広部２１，２１の相互間隔ａよりも長く、具体的には０．９ｍｍ程度が好ましい。隣合う幅広部２１，２１の相互間隔ａがこの程度の長さであると、幅狭部２２，２２同士半田によるブリッジで短絡するという事態が起こらない。

本発明の実施形態に係る回路基板の要部を示した平面図である。同回路基板の半田付け箇所を示した一部破断平面図である。一方側回路基板の半田ランドの各部の好ましい寸法を説明するための説明図である。従来の回路基板の要部を示した平面図である。従来の回路基板の半田付け箇所を示した一部破断平面図である。半田付け箇所の状態を説明するための垂直断面図である。回路基板要素に起こり得る状態を説明するための概略斜視図である。

符号の説明

１一方側回路基板要素
２半田ランド
３他方側回路基板要素
４半田ランド
２１幅広部
２２幅狭部
ａ隣合う２つの半田ランドの幅広部の相互間隔
ｂ幅広部の幅寸法
ｃ幅狭部の幅寸法
ｄ幅狭部の突出幅
ｅ隣合う２つの半田ランドの幅狭部の相互間隔

Claims

表面で１列に並んだ複数箇所のそれぞれに半田ランドを備える一方側回路基板要素と、表面で端縁に沿って１列に並んだ複数箇所のそれぞれに半田ランドを備えるフレキシブル回路基板でなる他方側回路基板要素とでなり、一方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の表面に、他方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の裏面を重ね合わせることによって一方側回路基板要素の半田ランドを他方側回路基板要素の半田ランドの先端から突き出させた状態で、一方側回路基板要素の半田ランドと他方側回路基板要素の半田ランドとの相互間に跨がる半田付けを行う回路基板において、
他方側回路基板要素の半田ランドの先端が当該他方側回路基板要素の端縁に位置していると共に、一方側回路基板要素の半田ランドのそれぞれを、他方側回路基板要素の半田ランド形成箇所の裏面が重ね合わされる幅狭部とその幅狭部を除く部分である幅広部とによって形成し、かつ、その幅広部の全体を上記他方側回路基板要素の半田ランドの先端から突き出させることによって、一方側回路基板要素の隣合う２つの半田ランドの幅狭部の相互間隔を、それら２つの半田ランドの幅広部の相互間隔よりも拡げてあると共に、一方側回路基板要素の半田ランドと他方側回路基板要素の半田ランドの幅広部との相互間に跨がる半田付けを行うようになっていることを特徴とする回路基板。
一方側回路基板要素の半田ランドが、矩形の幅広部とその幅広部の前端から突き出た前後方向に長い上記幅狭部とによって形成されている請求項１に記載した回路基板。
幅広部の前端中央部から上記幅狭部が突き出ている請求項２に記載した回路基板。
一方側回路基板要素の半田ランドの幅狭部の幅寸法が幅広部の幅寸法の半分であり、隣合う半田ランドの幅広部の相互間隔寸法が０．５ｍｍ以上である請求項３に記載した回路基板。