JP4923275B2 - スルーホール構造及びそれを用いたプリント配線板 - Google Patents

Description

本発明はスルーホール構造及びそれを用いたプリント配線板に関し、特に多層プリント配線板におけるスルーホールの構造に関するものである。

プリント配線板におけるスルーホールの一般的な構造を、図７に示す。図７はその断面図であり、スルーホール２は、その内壁面に導体（スルーホール内導体）２１が設けられており、例えば、プリント配線板１の内部には、導体５，１０が設けられている。そして、導体５はスルーホール内導体２１に接続されている。

なお、スルーホールの構造の例としては、特許文献１〜５などがある。
特開昭６２−１８６５９４号公報 特開昭６２−１８６５９５号公報 特開平４−２０６６９４号公報 特開平６−３５０２５７号公報 実開昭６２−１０４４７０号公報

この様なプリント配線板１のスルーホール２に対して、図８に示すように、鉛フリーハンダ９を用いて部品のリード（図示せず）を接続する場合、このスルーホール２に接続されている導体５の面積が大きいと、ハンダがスルーホール２の上部へ上がらなくなる。すなわち、ハンダ９がスルーホール２内に入ってくると、ハンダ９からスルーホール２を介して当該導体５へ熱が伝達されてしまい、スルーホール内に入ったハンダ９の温度が下がってしまう。従って、ハンダの粘性が大きくなり、ハンダがスルーホールの上部へ上がらなくなるのである。

鉛のフリーハンダは、粘性が大きく、他のハンダに対して、いわゆるハンダ上がりが悪いという性質があり、特に広い面積を有する導体に接続されているスルーホールに対しては、熱がこの導体に逃げることにより、粘性が大となってしまい、結果的に、ハンダ上がりが悪くなる。そのために、スルーホールに十分な量のハンダを供給することができず、スルーホールと部品のリードとの接続が十分でなくなり、信頼度が低下するという問題がある。

ここで、特許文献１，２を参照すると、多層構造のプリント配線板において、１つの貫通孔内に、例えば、２つのスルーホールを同時に製造する方法が開示されており、最終的に出来上がったスルーホールの構造として、プリント配線板の断面構造において、１つの貫通孔の上側部分と下側部分とに、それぞれスルーホールが設けられ、これら２つのスルーホールは、電気的に、互いに絶縁されたものとなっている。

この様な構造においても、各々のスルーホールに、面積の大きな導体が接続されていれば、やはり図８にて説明したハンダ上がりの劣化が生じて信頼性が低下するという問題は依然として生ずることになる。

特許文献３を参照すると、多層構造のプリント配線板において、ある貫通孔内に、例えば、第２層と第３層との間だけを接続するためのスルーホールを製造する方法が開示されており、最終的に出来上がったスルーホールの構造として、プリント配線板の断面構造において、１つの貫通孔の一部分にのみスルーホールが設けられたものとなっている。

この様な構造においても、当該スルーホールに、面積の大きな導体が接続されていれば、やはりハンダ上がりの劣化が生じて信頼性が低下することになる。

特許文献４を参照すると、第１のスルーホールを有する第１のプリント配線板と、第２のスルーホールを有する第２のプリント配線板とを、第１及び第２のスルーホールが１つの貫通孔を形成するように重ね合わせて多層プリント板を形成しているが、このとき、穴の開いた絶縁板を、第１及び第２のプリント配線板によりはさみ、そして、絶縁板の穴が第１及び第２のスルーホールと同じ位置になるようにして加圧接着する技術が開示されている。

こうすることにより、配線の変更などに柔軟に対応できるとされているが、第１及び第２のスルーホールの各々においては、やはりハンダ上がりの劣化が生じて信頼性が低下するという問題は発生し得ることになる。

特許文献５を参照すると、スルーホール内に、導体パターンが形成されていない円筒形の絶縁部を設けた構造が開示されている。このスルーホールが設けられたプリント配線板の表裏のパターンを接続するには、このスルーホール内に導電性ピンを挿入し、接続しない場合には、導電性ピンの挿入を行わないようにするというものである。

この特許文献５では、ハンダを用いる必要がないので、上述したハンダ上がりに関する問題は生じないし、また、そのような問題の提示もなされていないことになる。

本発明の目的は、ハンダ上がりを良好として信頼性を向上させることが可能なスルーホール構造及びプリント配線板を提供することである。

本発明によるスルーホール構造は、プリント配線板におけるスルーホール構造であって、１つのスルーホールを、前記スルーホールに接続すべき導体が接続された第１の部分と、それ以外の第２の部分とに電気的に分離し、前記第１及び第２の部分は、前記スルーホールに設けられた分離用スリットにより分離されており、前記分離用スリットは前記スルーホールの内壁面に設けられており、前記第１の部分は前記分離用スリットより上部の部分であり、前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分のうち前記第１の部分にのみ接続されることを特徴とする。

本発明による他のスルーホール構造は、プリント配線板におけるスルーホール構造であって、１つのスルーホールを、第１の部分とそれ以外の第２の部分とに電気的に分離して設け、この分離部分に、前記スルーホールに接続すべき導体の一部を露出し、前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分に接続されずに前記一部を前記分離部分に露出してなることを特徴とする。

本発明によるプリント配線板は、上記のスルーホール構造を含むことを特徴とする。

本発明によれば、１つのスルーホールを、導体が接続された第１の部分と、それ以外の第２の部分とに電気的に分離する構造としたので、スルーホールが広い面積を有する導体に接続されていても、ハンダの熱が導体に伝達されなくなり、よって、ハンダ上がりが十分となって接続が良好になるという効果がある。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態の断面図である。プリント配線板１には、部品のリード３を挿入し接続するためのスルーホール２が形成されている。このスルーホール２は、予めその中間部分において、上下分離用スリット４が設けられており、スルーホール２は、このスリット４により、上側部分と下側部分とに分離された構造となっている。すなわち、スルーホール２を形成するスルーホール内導体が、下側部分を構成する第１のスルーホール内導体７と、上側部分を構成する第２のスルーホール内導体８とに、互いに分離されている。

そして、上側部分の第２のスルーホール内導体８にのみ必要な導体５が接続されており、下側部分の第１のスルーホール内導体７には、導体５は接続されていない。すなわち、スルーホールに接続されるべき導体５が接続されている上側スルーホール内導体８と、鉛ハンダを立ち上げるべき下側スルーホール内導体７とを、予め分離しておくのである。

スルーホールに接続されるべき導体５は、別に設けられているスルーホール６を介して、上側のスルーホール内導体８に接続されているものとする。なお、１０はプリント配線板１内に設けられた多層配線を構成する導体を示しており、スルーホール２には接続されない配線層であるものとしている。

この様な構成において、図２に示す如く、プリント配線板１と部品のリード３とをハンダ９で接続するために、スルーホール２内に、ハンダ９を、スルーホール２の下部（プリント配線板１の裏面）から流し込む。すると、ハンダ９はスルーホール２の内導体７に沿って立ち上がっていく。この場合、スルーホール２内に立ち上がったハンダ９に接触している導体は、スルーホール内導体７のみであり、広い面積を有する導体５には接触していない。従って、熱伝導によるハンダ９の温度低下は発生せず、ハンダ９の粘度の低下は生じないことになる。

よって、図３に示す如く、ハンダ９はスルーホール２内を立ち上がっていき、スリット４よりも上がると、スルーホール２の上部の内導体８と接触することになる。この場合、スルーホール２を介して導体５に熱が伝達されるので、ハンダ９の熱が奪われて粘度が大きくなり、ハンダ上がりが悪くなる。しかし、このときには、ハンダ９はスルーホール２の内部に十分に入っているので、部品のリード３とは十分に接合可能になるのである。

図４は本発明の他の実施の形態の断面図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本例では、図１に示した分離用スリット４を、スルーホール２の上角部に設けたものであり、他の構成は図１の例と同一である。

図５は本発明の更に他の実施の形態の断面図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本例では、図１に示した分離用スリット４を、スルーホール２のパッド（ランド）１４の部分に設けたものであり、他の構成は図１の例と同一である。この例では、導体５は、パッド１４のスリット４よりも外側部分に接続されている。

図６は本発明の別の実施の形態の断面図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。本例では、分離用スリット４の部分に、スルーホール２に接続されるべき導体５を露出させておくものである。この例では、導体５とスルーホール２とを接続するために、図１に示した別のスルーホール６を設ける必要がないという利点がある。

上述した如く、１つのスルーホールを、分離用スリットによって、２つの部分に分離し、上側部分にのみスルーホールに接続されるべき導体を接続しておくことにより、ハンダ上がりが良好となる。

本発明の一実施の形態の断面図である。 図１の構造の作用効果を説明するための図である。 図１の構造の作用効果を説明するための図である。 本発明の他の実施の形態の断面図である。 本発明の更に他の実施の形態の断面図である。 本発明の別の実施の形態の断面図である。 一般的なスルーホールを示す図である。 図７のスルーホールの問題点を説明するための図である。

符号の説明

１ プリント配線板
２，６ スルーホール
３ 部品のリード
４ 分離用スリット
５，１０ 導体
７ 第１のスルーホール内導体
８ 第２のスルーホール内導体
９ ハンダ
１４ パッド（ランド）

Claims (3)

1. プリント配線板におけるスルーホール構造であって、
   １つのスルーホールを、前記スルーホールに接続すべき導体が接続された第１の部分と、それ以外の第２の部分とに電気的に分離し、
   前記第１及び第２の部分は、前記スルーホールに設けられた分離用スリットにより分離されており、
   前記分離用スリットは前記スルーホールの内壁面に設けられており、前記第１の部分は前記分離用スリットより上部の部分であり、
   前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分のうち前記第１の部分にのみ接続されることを特徴とするスルーホール構造。
2. プリント配線板におけるスルーホール構造であって、
   １つのスルーホールを、第１の部分とそれ以外の第２の部分とに電気的に分離して設け、この分離部分に、前記スルーホールに接続すべき導体の一部を露出し、
   前記スルーホールに接続すべき導体は前記第１及び第２の部分に接続されずに前記一部を前記分離部分に露出してなることを特徴とするスルーホール構造。
3. 請求項１または２記載のスルーホール構造を有することを特徴とするプリント配線板。

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