JP4821710B2 - プリント配線板 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品を実装するプリント配線板に関し、特に電子部品とのはんだ付け接合部のボイドの発生を抑制するプリント配線板に関するものである。

プリント配線板では、底面に電極を有する電子部品をプリント配線板上のパッドとはんだ付けすることにより実装する。図７は、一般的な底面に電極を有する表面実装部品の上面外観図であり、図８は表面実装部品を基板上に実装するためのパッドを備えたプリント配線板の上面図である。

図７において、表面実装部品１は、底面電極２及びリード３を備える。図８において、プリント配線板１０４は、基板４上に表面実装部品１を実装するための底面電極用パッド５及びリード用パッド６を備え、いずれもソルダーレジスト７で囲まれている。

一般的に、プリント配線板１０４は、フラックスを含む小粒状のはんだ（以下、クリームはんだと称する）が底面電極用パッド５及びリード用パッド６上に塗布され、底面電極用パッド５及びリード用パッド６上に、それぞれ表面実装部品１の底面電極２及びリード３が置かれ、リフロー炉等により加熱してクリームはんだを一旦融解させた後、自然冷却で固めるという順序ではんだ付けされる。

図９は、表面実装部品１の底面電極２及びリード３を、それぞれ基板４上の底面電極用パッド５及びリード用パッド６上に、はんだ付けしたプリント配線板１０４のＤ−Ｄの位置（図８）における矢視断面図である。

図９において、はんだ接合部８、９は、それぞれ底面電極２と底面電極用パッド５、リード３とリード用パッド６を接続する。はんだ接合部８は、はんだ融解時にクリームはんだに含まれるフラックスから発生するガスや塗布時に巻き込んだ空気等の気体が融解したクリームはんだの中に存在したまま固まることで気泡（以下、ボイドと称する）１０が発生している状態にある。図１０は、実機において前述したボイド１０が発生している状態を示すＸ線写真である。

ボイドの発生を抑制する方法として、図１１に示すように底面電極用パッド５上に十字状にソルダーレジスト７ｉを設け、はんだ融解時に発生した気体をはんだの外に逃がす方法がある（例えば、特許文献１参照）。図１２は、表面実装部品１を実装したプリント配線板１０５のＥ−Ｅの位置（図１１）における矢視断面図である。図１２に示すように、ソルダーレジスト７ｉと底面電極２とのはんだ濡れ性の差から、ソルダーレジスト７ｉ上には空隙１１が形成されている。クリームはんだの内部の気体は、空隙１１を通じて外部に放出される。

特開２００６−３０３３９２号公報（００１１〜００１４段、図５）

しかしながら、上記従来のプリント配線板１０４では、はんだ接合部８の内部にボイド１０が残留することにより、はんだ付け状態を均一に保つことができず、底面電極２と底面電極用パッド５の間の電気特性が安定しないという課題があった。

また、特許文献１に記載のプリント配線板１０５では、ソルダーレジスト７ｉ上のはんだ部８ａの量を制御することが困難で、クリームはんだの内部の気体を放出する空隙１１の大きさを調整することができないため、気体を十分に放出できないという問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、電子部品とのはんだ付け接合部においてボイドの発生を抑制することにより、はんだ付け状態を均一に保ち、はんだ付け接合部の信頼性の高いプリント配線板を提供することを目的とする。

本発明に係るプリント配線板は、基板と、電子部品と、前記基板上に設けられ前記電子部品を搭載するパッド部と、前記パッド部と前記電子部品とを接続するはんだ接合部と、前記パッド部の上に前記パッド部の外縁から内側へ向かって並設された一対のソルダーレジストとを備え、前記一対のソルダーレジスト及び前記パッド部により外気に連通する流路が形成されたものである。

本発明によれば、プリント配線板のパッド上にソルダーレジストで形成されたスリットを設けることにより、はんだ融解時に発生する気体がはんだ内部からスリットを通じて抜けるため、はんだ付け完了後にボイドが残らず、はんだ付け状態を均一に保つことができ、電気特性を安定させることができる。

以下、本発明に係るプリント配線板の各種実施の形態について、図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本実施の形態１におけるプリント配線板１０１の構成を示す上面図である。

図１に示すように、本実施の形態１におけるプリント配線板１０１は、従来のプリント配線板１０４（図８）のパッド部としての底面電極用パッド５上に、Ｌ形のソルダーレジスト７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが十字状に配設され、流路としてのスリット１２が形成されたものである。その他の構成に関しては、従来のプリント配線板１０４と同様であり、相当部分には図８と同一符号を付して説明を省略する。

プリント配線板１０１は、従来のプリント配線板１０４と同様に、底面電極用パッド５及びリード用パッド６上にクリームはんだが塗布され、底面電極用パッド５及びリード用パッド６上に、それぞれ電子部品としての表面実装部品１（図７）の底面電極２及びリード３が置かれ、リフロー炉等により加熱後、冷却してはんだ付けされる。

プリント配線板１０１では、加熱時に、クリームはんだに含まれるフラックスから発生するガスやクリームはんだ塗布時に巻き込んだ空気等の気体が、底面電極用パッド５上のスリット１２を通じて外部に放出される。図２は、表面実装部品１をはんだ付けした後のプリント配線板１０１のＡ−Ａの位置（図１）における矢視断面図である。

スリット１２は、所定の幅で形成され、はんだ内部の気体を外部に放出するに十分な通路を確保する。スリット１２により、ボイドが残留しないはんだ接合部８が形成される。

以上のように、本実施の形態１では、底面電極用パッド５上にソルダーレジスト７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより十字状にスリット１２を所定の幅で形成したので、クリームはんだに含まれるフラックスから発生するガスやクリームはんだ塗布時に巻き込んだ空気等の気体の抜け道となり、ボイドの発生を抑制することができるとともに、はんだ付け状態を均一に保てるため、電気特性が安定する。

なお、本実施の形態１では、底面電極用パッド５上にクリームはんだを十字状に４分割するようスリット１２を設けたが、他の任意の分割数、例えば格子状に９分割にしてもよい。また、スリットは、はんだ接合部の中央付近から外側に向けて底面電極用パッド５上に略均一に設ければよく、はんだ接合部の接着性に影響しない範囲でスリットを増加させてもよい。この場合、気体の抜け道が増加し、効率よく気体を放出できる。

実施の形態２．
実施の形態１のプリント配線板１０１においては、底面電極用パッド５上にスリット１２を設けた場合について示した。実施の形態２では、底面電極用パッドにもスリットを設けた場合について示す。

図３は、本実施の形態２におけるプリント配線板１０２の構成を示す上面図である。図４は、表面実装部品１をはんだ付けした後のプリント配線基１０２のＢ−Ｂの位置（図３）における矢視断面図である。

図３及び図４に示すように、本実施の形態２におけるプリント配線板１０２は、実施の形態１におけるプリント配線板１０１（図１及び図２）の底面電極用パッド５に、Ｌ形のソルダーレジスト７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより十字状に形成されたスリット１２と略同位置に略同幅で、十字の中央部５ａを除いて第一の溝部としてのスリット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成されたものである。十字の中央部５ａは、底面電極用パッド５が一つのパッドとして等電位となるよう接続するため、スリットが設けられていない。

その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１及び図２と同一符号を付して説明を省略する。プリント配線板１０２は、プリント配線板１０１に比べスリット深さが大きくなっているため、はんだ接合時のクリームはんだ中の気体が抜けやすくなっており、効率よく気体を放出できる。

以上のように、本実施の形態２では、底面電極用パッド５上にソルダーレジストによるスリット１２を配設するとともに、底面電極用パッド５に中央部を除いて同位置に同幅でスリット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを設けたので、はんだ接合時のクリームはんだ中の気体を放出しやすく、より効率的にボイドの発生を抑制できる。

なお、本実施の形態２では、底面電極用パッド５に中央部を除いてスリット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを設けたが、これに限るものではない。例えば、底面電極用パッド５の厚さ方向すべてにスリットを設けるのではなく、途中までスリットを形成し底面電極用パッド５を接続しておくことにより、中央部までスリットを設けることができる。この場合、中央部に発生する気体も効率よく放出することができる。

実施の形態３．
実施の形態２のプリント配線板１０２においては、底面電極用パッド５にスリット１２と同位置に同幅のスリット１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを設けた場合について示した。実施の形態３では、スリットを形成するソルダーレジストの周囲に溝部を設けた場合について示す。

図５は、本実施の形態３におけるプリント配線板１０３の構成を示す上面図である。図６は、表面実装部品１をはんだ付けした後のプリント配線基１０３のＣ−Ｃの位置（図５）における矢視断面図である。

図５及び図６に示すように、本実施の形態３におけるプリント配線板１０３は、実施の形態１におけるプリント配線板１０１（図１及び図２）の底面電極用パッド５に、切り欠き部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅが設けられ、切り欠き部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ内の基板１上に、それぞれスリット１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈを形成するソルダーレジスト７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈが設けられている。切り欠き部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅとソルダーレジスト７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈの間においては、それぞれ第二の溝部としての溝部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが設けられている。

その他の構成に関しては、実施の形態１と同様であり、相当部分には図１及び図２と同一符号を付して説明を省略する。プリント配線板１０３は、ソルダーレジスト７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈを配設するとともに、溝部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄによりスリット１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈに溶融時のクリームはんだが被ることなく確実に気体の通路を確保する。

以上のように、本実施の形態３では、スリット１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈを形成したソルダーレジスト７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈを底面電極用パッド５の切り欠き部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ内に配設するとともに、ソルダーレジスト７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈと切り欠き部５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの間に溝部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを設けたので、はんだの溶融時にスリットにはんだが被ることなく確実に気体の通路を確保でき、より効率的にボイドの発生を抑制できる。

本発明に係るプリント配線板の実施の形態１の構成を示す上面図である。 本発明に係るプリント配線板の実施の形態１の構成を示す断面図である。 本発明に係るプリント配線板の実施の形態２の構成を示す上面図である。 本発明に係るプリント配線板の実施の形態２の構成を示す断面図である。 本発明に係るプリント配線板の実施の形態３の構成を示す上面図である。 本発明に係るプリント配線板の実施の形態３の構成を示す断面図である。 プリント配線板にはんだ付けされる表面実装部品の構成を示す上面図である。 従来のプリント配線板の構成を示す上面図である。 従来のプリント配線板の構成を示す断面図である。 従来のプリント配線板と表面実装部品のはんだ接合部の状態を示す図である。 従来のプリント配線板の構成を示す上面図である。 従来のプリント配線板の構成を示す断面図である。

符号の説明

１ 表面実装部品
５ 底面電極用パッド
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ、７ｈ ソルダーレジスト
８ はんだ接合部
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ スリット
１０１、１０２、１０２ プリント配線板

Claims (5)

1. 基板と、
   電子部品と、
   前記基板上に設けられ前記電子部品を搭載するパッド部と、
   前記パッド部と前記電子部品とを接続するはんだ接合部と、
   前記パッド部の上に前記パッド部の外縁から内側へ向かって並設された一対のソルダーレジストとを備え、
   前記一対のソルダーレジスト及び前記パッド部により外気に連通する流路が形成されることを特徴とするプリント配線板。
2. 前記パッド部の前記一対のソルダーレジストに挟まれた位置に外気に連通する溝部をさらに設けたことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記溝部の一部は、前記パッド部を貫通することを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板。
4. 基板と、
   電子部品と、
   前記基板上に外縁から内側へ向かう切り欠き部を有して設けられ前記電子部品を搭載するパッド部と、
   前記パッド部と前記電子部品とを接続するはんだ接合部と、
   前記パッド部の前記切り欠き部に対応する前記基板の上に並設された一対のソルダーレジストとを備え、
   前記一対のソルダーレジスト及び前記基板により外気に連通する流路が形成されることを特徴とするプリント配線板。
5. 前記ソルダーレジストの高さは前記パッド部の高さより高いことを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板。

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