JP6523784B2

JP6523784B2 - プリント配線板、プリント基板、プリント配線板の製造方法、プリント基板の製造方法

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Publication number: JP6523784B2
Application number: JP2015100354A
Authority: JP
Inventors: 悟下條; 文夫齋藤; 正史芦野; 田中　宏樹; 宏樹田中
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2015-05-15
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-05-15
Also published as: JP2016219510A

Description

本発明は、表面実装部品を実装してプリント基板を作製するために用いられるプリント配線板、プリント基板、プリント配線板の製造方法、プリント基板の製造方法に関する。

電気機器では、電子部品である複数個の表面実装部品を相互に接続して所望の機能の回路を効率良く得るために、予め配線パターンが形成されたプリント配線板に表面実装部品を実装したプリント基板が使用されている。このプリント基板の製造においては、プリント配線板における表面実装部品をはんだ付けするための領域である表面実装部品用のランド上に、抵抗およびコンデンサ等の表面実装部品をはんだ付けする接合方法が用いられている。

特許文献１には、リフロー方式により表面実装部品をはんだ付けする接合方法が開示されている。すなわち、特許文献１では、絶縁基板上に銅箔等の導体からなる導電パターンが形成された後、導電パターンにおいてランドとなる一部を除いてソルダーレジストが塗布されて、ソルダーレジストから導電パターンが露出した矩形状のランドが形成される。つぎに、ランド上にクリームはんだが印刷された後に、ランド上に表面実装部品の電極部分が配置される。そして、クリームはんだを溶融させることで、表面実装部品の電極とランドとがはんだ付け接合される。なお、はんだ付けによるはんだ接合部をはんだフィレットと称する。

はんだフィレットの形状は、断面形状において、表面実装部品の電極の側面とランドの表面とを２辺とする三角形状とされることが理想的である。

特開２００５−２６３４４号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、表面実装部品の大きさおよび電極の高さ等の条件によっては、良好な形状のはんだフィレットを構成するために十分な量のはんだが供給されず、はんだフィレットにおけるはんだ量が少なくなる場合があった。この場合には、断面形状において表面実装部品の電極の側面とランドの表面とに沿ったＬ字状のはんだフィレットが形成され、上述したように断面形状において三角形状を有する良好な形状を有するはんだフィレットが形成されない。そして、はんだフィレットにおけるはんだ量が少ない場合には、電子回路の自己発熱または周囲の設置環境による温度変化で生じる熱応力に起因して、はんだフィレットに破断およびクラックが発生しやすくなり、はんだフィレットが破損しやすい、という問題があった。

リフロー方式によるはんだ付けにおいては、はんだフィレットを構成するはんだ量を多くするために、ランドに印刷するクリームはんだの厚みを増す方法、またはメタルマスクの開口率を拡大する方法が考えられる。しかしながら、これらの方法を使用した場合には、配置間隔の狭い狭ピッチ表面実装部品の電極同士が、はんだによりブリッジするなどの接続不良が発生するおそれがあるため、対策には限界がある。

また、はんだフィレットにおけるはんだ量を多くするために、ランドの形状を大きくすることが考えられる。しかしながら、この場合には、はんだフィレットの起点も表面実装部品の電極から遠ざかることになり、良好な形状を有するはんだフィレットの形成は難しい場合があった。ここで、はんだフィレットの起点は、上述したはんだフィレットの断面形状において、表面実装部品の電極と接続していない、ランド上の頂点位置に対応する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、表面実装部品とランドとのはんだ接合部の破損が抑制されたプリント配線板を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成された導電パターンと、導電パターンを被覆するソルダーレジストと、ソルダーレジストの開口部から導電パターンが露出してなるランドと、ランド内において、ランドの外縁部に隣接するランド内の領域であって表面実装部品の電極が配置される電極配置領域と、電極配置領域に対向するランドの他の外縁部と、の間に、はんだの濡れ性が導電パターンよりも低く、はんだと合金を作らない材料により形成されて、電極に対向する側の側面が電極との間に形成されるはんだフィレットの起点となる複数のはんだフィレット起点部と、を備える。はんだフィレット起点部は、電極配置領域の辺と平行方向に延在して分散配置されており、電極配置領域の辺と平行方向であるはんだフィレット起点部の長手方向における長さ寸法をＷ１、隣り合うはんだフィレット起点部の間の長さ寸法をＷ２とした場合に、Ｗ１がＷ２以上であり、電極配置領域側からランドの他の外縁部の側に向かってすぼまる形状とされている。

本発明によれば、表面実装部品とランドとのはんだ接合部の破損が抑制されたプリント配線板が得られる、という効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかるプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント配線板を示す要部断面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板を示す要部断面図本発明の実施の形態にかかるプリント配線板の製造方法の手順を示すフローチャート本発明の実施の形態にかかるプリント配線板の製造方法を示す要部平面図であり、導電パターンが形成された絶縁基板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント配線板の製造方法を示す要部平面図であり、ソルダーレジストとはんだフィレット起点部とが形成されたプリント基板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板の製造方法の手順を示すフローチャート本発明の実施の形態にかかるプリント基板の製造方法を示す要部平面図であり、ランド上にクリームはんだが印刷されたプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板の製造方法を示す要部平面図であり、表面実装部品が配置されたプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板の製造方法を示す要部平面図であり、表面実装部品がランドにはんだ付けされたプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板の製造方法を示す要部断面図であり、表面実装部品がランドにはんだ付けされたプリント配線板を示す要部断面図本発明の実施の形態にかかるプリント基板を示す要部平面図であり、図１１におけるはんだフィレット起点部の周辺領域を拡大して示す図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部を１個にした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部を２個にした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部を４個にした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、１個のはんだフィレット起点部が、外側のランド辺に接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、２個のはんだフィレット起点部が、外側のランド辺に接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、２個のはんだフィレット起点部が、外側のランド辺に接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部の形状を三角形とした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部の形状を台形とした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部の形状を六角形とした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部の形状を矩形の一部の角が丸められた形状とした場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、外形寸法を拡大したランドにはんだフィレット起点部を配置した場合のプリント配線板を示す要部平面図本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部およびはんだフィレット起点部が、外形寸法を拡大したランド辺に接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図

以下に、本発明の実施の形態にかかるプリント配線板、プリント基板、プリント配線板の製造方法、プリント基板の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかるプリント配線板１０を示す要部平面図である。図２は、本発明の実施の形態にかかるプリント配線板１０を示す要部断面図であり、図１におけるＡ−Ａ断面を示している。なお、プリント配線板は、多種の表面実装部品が導電パターンに接続して形成されるため、多数のランドを備えているが、図１および図２においては、１つの表面実装部品がはんだ付けされる領域を切り出して示している。

図１および図２に示すように、本実施の形態にかかるプリント配線板１０は、絶縁基板１と、絶縁基板１上に形成された導電パターン４と、導電パターン４を被覆するソルダーレジスト３と、を備える。また、本実施の形態にかかるプリント配線板１０は、ソルダーレジスト３に設けられた開口部３ａから導電パターン４が露出してなる多角形状のランド２と、ランド２内において、ランド２の１辺に隣接するランド２内の領域であって表面実装部品１１の電極１２が配置される電極配置領域２ａと、電極配置領域２ａに対向するランド２の外縁部である対向辺と、の間に形成されたはんだフィレット起点部５と、を備える。

本実施の形態にかかるプリント配線板１０においては、２つの対向するランド２に跨って表面実装部品１１が実装される。導電パターン４は、絶縁基板１の一面上において既定のパターンで形成されている。導電パターン４は、絶縁基板１の一面上に形成されたソルダーレジスト３により被覆されている。ランド２は、絶縁基板１の一面上に形成された導電パターン４の一部がソルダーレジスト３の開口部３ａから露出した領域であり、表面実装部品１１の電極１２をはんだ付けするための領域である。

１つの表面実装部品１１が実装される２つのランド２は、多角形形状を有する。本実施の形態では、ランド２は、プリント配線板１０の面方向において、ランド辺Ｘを長辺とし、ランド辺Ｙを短辺とした矩形形状を有する。２つのランド２は、それぞれの矩形形状の長辺方向を平行にして、長辺同士が対向した状態で形成されている。なお、以下では、ランド２の矩形形状の短手方向において、他方のランド２に対向する側を内側とする。また、ランド２の矩形形状の短手方向において、他方のランド２に対向しない側を外側とする。なお、ランドは、多角形形状以外の形状でも構わない。

表面実装部品１１の電極１２は、ランド２の１辺に隣接するランド２内の領域である、電極配置領域２ａに実装される。起点用レジスト部は、ランド２内において電極配置領域２ａから離間して配置されている。また、起点用レジスト部は、電極配置領域２ａに対向して配置されており、表面実装部品１１の電極１２がランド２にはんだ付けされる際に、電極に対向する側の側面５ａがはんだフィレットの起点となる。より具体的には、はんだフィレット起点部５において、表面実装部品１１の電極１２に対向する側の側面がはんだフィレットの起点Ｆとなる。すなわち、はんだフィレット１４は、表面実装部品１１の電極１２の側面とはんだフィレット起点部５との間の領域に形成される。

図１において、はんだフィレット起点部５は、ランド２内において、ランド２の矩形形状の短手方向における外側の外周縁部領域に配置されている。そして、はんだフィレット起点部５は、電極配置領域２ａの長手方向と平行方向に延在して配置されている。電極配置領域２ａの長手方向は、ランド２の長辺方向と平行方向とされている。すなわち、はんだフィレット起点部５は、ランド２の矩形形状の短手方向における外側のランド辺Ｘから離間した位置に、ランド辺Ｘの方向と平行方向に延在している。したがって、プリント配線板１０においては、はんだフィレット起点部５におけるはんだフィレットの起点Ｆの位置よりも外側にもランド２が形成されている。また、はんだフィレット起点部５は、延在方向においてランド辺Ｙから離間するとともに、３つに分散して配置されている。

はんだフィレット起点部５の短手方向の寸法、すなわちはんだフィレット起点部５の幅は、はんだフィレット起点部５がフィレットの起点として機能できれば、特に限定されない。はんだフィレット起点部５の厚さは、はんだフィレット起点部５がフィレットの起点として機能できれば、特に限定されない。ただし、はんだフィレット起点部５の厚さが薄すぎる場合には、フィレットの起点として機能できない。このため、はんだフィレット起点部５の厚さは、表面実装部品１１の電極１２がランド２にはんだ付けされる際に供給されるはんだの量を考慮して適宜設定されればよい。

はんだフィレット起点部５は、はんだの濡れ性が導電パターン４よりも低く、はんだと合金を作らず、且つ表面実装部品１１の電極１２がランド２にはんだ付けされる際の処理温度に対して耐熱性を有する材料により構成されている。本実施の形態では、はんだフィレット起点部５は、ソルダーレジスト３と同じ樹脂材料であるアクリレート樹脂により形成されている。はんだフィレット起点部５の材料に、ソルダーレジスト３と同じ樹脂材料を用いることにより、ソルダーレジスト３の形成時にはんだフィレット起点部５を同時に形成することができる。なお、はんだフィレット起点部５は、ソルダーレジスト３と異なる樹脂材料により形成されてもよい。

図３は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０を示す要部平面図である。図４は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０を示す要部断面図であり、図３におけるＢ−Ｂ断面を示している。なお、プリント基板２０は、多種の表面実装部品１１が導電パターン４に接続して形成されているが、図３および図４においては、１つの表面実装部品１１がはんだ付けされた領域を切り出して示している。図３および図４に示すように、本実施の形態にかかるプリント基板２０は、表面実装部品１１がプリント配線板１０の一面に、はんだ付けにより表面実装されて構成されている。

表面実装部品１１は、リード線を用いることなくプリント配線板１０上に直接実装することができる周知の表面実装用部品である。表面実装部品１１としては、チップ抵抗、チップコイル、チップコンデンサなどの電子部品が挙げられる。表面実装部品１１は、角形形状を有し、長手方向において対向する両端部に電極１２を備える。プリント配線板１０に実装された表面実装部品１１は、両端の電極１２のそれぞれが、はんだ１３によってプリント配線板１０のランド２における内側の領域にはんだ付けされている。

プリント配線板１０のランド２においては、表面実装部品１１およびはんだフィレット起点部５を除いて、はんだ１３が表面を覆っている。そして、ランド２には、はんだフィレット起点部５における内側の側面を起点として、はんだフィレット起点部５と表面実装部品１１の電極１２における外側の側面との間の領域にはんだフィレット１４が形成されて、このはんだフィレット１４によりランド２と電極１２とがはんだ付けされている。ここで、はんだフィレットの起点Ｆは、電極に対向する側の側面であり、はんだフィレット起点部５の内側の側面である。また、表面実装部品１１の電極１２の下面は、はんだ１３によりランド２にはんだ付けされている。

プリント基板２０におけるはんだフィレット１４は、表面実装部品１１の電極１２とランド２とのはんだ付けにおいて理想的な形状を構成するために十分な量のはんだ１３を有している。すなわち、プリント基板２０におけるはんだフィレット１４は、図４に示すように、断面形状において表面実装部品１１の電極１２における外側の側面とランド２の表面とを２辺とする三角形状とされている。このため、はんだフィレット１４におけるはんだ１３の量が少ない場合に生じる、電子回路の自己発熱または周囲の設置環境による温度変化で生じる熱応力に起因した、はんだフィレット１４の破断およびクラックの発生が抑制されている。

つぎに、本実施の形態にかかるプリント配線板１０の製造方法について説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかるプリント配線板１０の製造方法の手順を示すフローチャートである。図６は、本発明の実施の形態にかかるプリント配線板１０の製造方法を示す要部平面図であり、導電パターン４が形成された絶縁基板１を示す要部平面図である。図７は、本発明の実施の形態にかかるプリント配線板１０の製造方法を示す要部平面図であり、ソルダーレジスト３とはんだフィレット起点部５とが形成されたプリント基板２０を示す要部平面図である。

まず、図６に示すように、ステップＳ１０において、絶縁基板１上に銅箔等の導体からなる導電パターン４が形成される。つぎに、図７に示すように、ステップＳ２０において、導電パターン４においてランド２となる一部の領域を除いて、絶縁基板１上がソルダーレジスト３で被覆される。すなわち、導電パターン４においてランド２となる一部の領域に矩形形状の開口部３ａを有するソルダーレジスト３が、絶縁基板１上に形成される。ソルダーレジスト３の形成は、版を用いてスクリーン印刷により行うことができる。これにより、ソルダーレジスト３から導電パターン４が露出した矩形形状のランド２の領域が画定される。

つぎに、図７に示すように、ステップＳ３０において、ランド２内の領域の既定の領域に、ソルダーレジスト３からなるはんだフィレット起点部５が形成される。はんだフィレット起点部５の形成は、版を用いてスクリーン印刷により行うことができる。これにより、本実施の形態にかかるプリント配線板１０が形成される。なお、本実施の形態では、はんだフィレット起点部５をソルダーレジスト３と同じ樹脂材料により形成するため、ステップＳ２０のソルダーレジスト３の形成と、ステップＳ３０のはんだフィレット起点部５の形成とを同時に行うことができる。

つぎに、本実施の形態にかかるプリント基板２０の製造方法について説明する。図８は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０の製造方法の手順を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０の製造方法を示す要部平面図であり、ランド２上にクリームはんだ１５が印刷されたプリント配線板１０を示す要部平面図である。図１０は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０の製造方法を示す要部平面図であり、表面実装部品１１が配置されたプリント配線板１０を示す要部平面図である。図１１は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０の製造方法を示す要部平面図であり、表面実装部品１１がランド２にはんだ付けされたプリント配線板１０を示す要部平面図である。図１２は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０の製造方法を示す要部断面図であり、表面実装部品１１がランド２にはんだ付けされたプリント配線板１０を示す要部断面図である。

まず、図９に示すように、ステップＳ１１０において、プリント配線板１０のランド２上にリフロー用のクリームはんだ１５が、メタルマスクを用いてスクリーン印刷等の塗布方法で塗布される。クリームはんだ１５は、ランド２上およびはんだフィレット起点部５上に印刷される。つぎに、図１０に示すように、ステップＳ１２０において、プリント配線板１０上に表面実装部品１１が配置される。表面実装部品１１は、両端の電極１２のそれぞれが、対向する２つのランド２における内側の領域上に配置される。ランド２の内側のランド辺Ｘに隣接するランド２内の領域である既定の電極配置領域２ａに配置される。

つぎに、ステップＳ１３０において、表面実装部品１１が配置されたプリント配線板１０が、赤外線リフロー装置または熱風リフロー装置等の図示しないリフロー加熱装置によってリフロー加熱される。リフロー加熱時には、プリント配線板１０、表面実装部品１１およびクリームはんだ１５の全体が加熱され、クリームはんだ１５が溶融し、ランド２および電極１２の側面となじむ。その後、リフロー加熱が停止されて冷却されることで、図１１および図１２に示すように、ランド２と電極１２とがはんだ付けされてランド２と電極１２とが接合される。

すなわち、表面実装部品１１の電極１２の下面と、電極１２に対向するランド２とが、はんだ付けされて接合される。また、はんだフィレット起点部５における内側の側面と表面実装部品１１の電極１２における外側の側面との間の領域にはんだフィレット１４が形成されて、このはんだフィレット１４によりランド２と電極１２の側面とがはんだ付けされて接合される。これにより、本実施の形態にかかるプリント基板２０が形成される。

図１３は、本発明の実施の形態にかかるプリント基板２０を示す要部平面図であり、図１１におけるはんだフィレット起点部の周辺領域Ｃを拡大して示す図である。以下、はんだフィレット起点部の周辺領域Ｃを、周辺領域Ｃと呼ぶ。はんだフィレット起点部５の長手方向における長さ寸法をＷ１、隣り合うはんだフィレット起点部５間の長さ寸法をＷ２、とした場合、本実施の形態にかかるプリント基板２０においては、Ｗ１がＷ２以上、すなわち「Ｗ１≧Ｗ２」の関係とすることが好ましい。

はんだフィレット１４は、加熱されて溶融したクリームはんだ１５が、ランド２の表面と電極１２における外側の側面とを濡らし、はんだの表面張力によって形成される。塗布されたクリームはんだ１５が熱せられると、溶融した液体のはんだとなる。液体のはんだはソルダーレジスト３およびはんだフィレット起点部５とは濡れ性が悪く、ランド２および電極１２とは濡れ性が非常に良い。そして、溶融した液体のはんだは、表面張力によって表面積ができるだけ小さくなる形状で安定する。

このため、はんだフィレット起点部５上に塗布されたクリームはんだ１５がリフロー加熱によって溶融した液体のはんだは、はんだフィレット起点部５との濡れ性が悪いため該はんだフィレット起点部５の表面からはじかれる。そして、液体のはんだは、表面張力の作用により安定しやすい形態として、図１２に示す断面形状において、電極１２における外側の側面とランド２の表面とを２辺とする三角形状の領域に引き寄せられる。これにより、はんだフィレット起点部５上に印刷されたクリームはんだ１５は、ランド２においてはんだフィレット起点部５と電極１２との間に印刷されたクリームはんだ１５とともに、はんだフィレット１４の形成に寄与する。

また、周辺領域Ｃのランド２に塗布されたクリームはんだ１５がリフロー加熱によって溶融した液体のはんだは、接しているランド２との濡れ性が良いため、一部分は周辺領域Ｃのランド２に留まる。しかし、周辺領域Ｃのランド２は、分散配置されたはんだフィレット起点部５の存在により小さな面積で分割されており、さらに一部は細長い形状とされている。このため、周辺領域Ｃのランド２に保持できる溶融状態のはんだの高さはあまり高くなく、限度がある。そして、溶融状態のはんだは、高さが高くなるほど、表面張力に対する重力の作用が大きくなり不安定状態になる。このため、周辺領域Ｃのランド２に塗布されたクリームはんだ１５がリフロー加熱によって溶融した液体のはんだのうち残りの部分は、ある程度の高さ以上になると、はんだの表面張力の作用により、より安定しやすい形態として図１２に示す断面形状において電極１２の外側の側面とランド２の表面とを２辺とする三角形状の領域に引き寄せられる。

このとき、ランド２において、隣り合うはんだフィレット起点部５間の領域およびはんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域は、はんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだを電極１２方向に向かわせる流路となる。すなわち、周辺領域Ｃのランド２上に印刷されたクリームはんだ１５も、上述のように、リフロー加熱によって溶融し、溶融したはんだの表面張力により、はんだフィレット起点部５間の領域およびはんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域を通って、電極１２側へ引っ張られる。したがって、はんだフィレット起点部５よりも外側のランド２に塗布されたクリームはんだ１５も、はんだフィレット１４の形成に寄与する。すなわち、はんだフィレット起点部５を備えないこと以外は同じ条件のランドを有する場合と比べて、リフロー時にランド２に供給されるはんだ量が同じでも、はんだフィレット１４の形成に寄与するはんだ量を多くすることが可能である。

そして、Ｗ１≧Ｗ２の関係とすることで、図１３に示すはんだフィレット起点部５におけるはんだフィレットの起点Ｆを起点として、より確実にはんだフィレット１４を形成することが可能となる。Ｗ１がＷ２未満、すなわちＷ１＜Ｗ２である場合には、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだを電極１２方向に向かわせる流路を拡大できる。しかしながら、Ｗ１＜Ｗ２である場合には、はんだフィレット起点部５と電極１２との間の領域にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだを集める機能が十分に発揮されないおそれがある。この場合には、はんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだがはんだフィレット１４の形成に寄与する効果が不十分となる可能性がある。したがって、Ｗ１≧Ｗ２とすることにより、はんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだが電極１２方向に引っ張られてはんだフィレット１４の形成に寄与するとともに、上述した断面形状が三角形状のはんだフィレット１４を形成することができる。

また、はんだフィレット起点部５の大きさ、形状、数、使用するはんだの材料、使用する設備、リフロー加熱条件等の諸条件について、予めリフローを試行して、上述した諸条件とはんだフィレット１４の形成状態の良否についてのデータを収集し、その結果に基づいて、上述した諸条件について適切な条件を設定することが好ましい。これにより、はんだボールおよびはんだブリッジ等の不具合を発生させることなく、断面形状において表面実装部品１１の電極１２とランド２の表面とを２辺とする三角形状とされた良好なはんだフィレット１４を形成することができる。たとえば図１３に示す、はんだフィレット起点部の幅寸法Ｄとはんだフィレット１４の形成状態の良否についてのデータを収集し、その結果に基づいて、はんだフィレット起点部の幅寸法Ｄについて適切な条件を設定することが好ましい。

上述したように、本実施の形態にかかるプリント配線板１０によれば、はんだフィレット起点部５を備えないこと以外は同じ条件のランドを有する場合と比べて、リフロー時にランド２に供給されるクリームはんだ１５の量が同じでも、はんだフィレット１４の形成に寄与するはんだの量を多くすることが可能である。このため、本実施の形態にかかるプリント配線板１０を用いることにより、断面形状において、表面実装部品１１の電極１２の側面とランド２の表面とを２辺とする三角形状とされた良好なはんだフィレット１４が形成可能となり、はんだと電極１２との接合強度を向上させることができる。これにより、はんだフィレット１４におけるはんだ１３の量が少ない場合に生じる、電子回路の自己発熱または周囲の設置環境による温度変化で生じる熱応力に起因した、はんだフィレット１４の破断およびクラックの発生を抑制することができる。

また、本実施の形態にかかるプリント配線板１０によれば、ランド２に供給するクリームはんだ１５の量を増加させることなく、良好なはんだフィレット１４が形成可能となる。したがって、本実施の形態にかかるプリント配線板１０によれば、使用するはんだのコストを増加させることなく、表面実装部品１１とランド２とのはんだフィレット１４の破損が抑制されたプリント配線板を得ることができる。

なお、上述した実施の形態では、クリームはんだ１５をはんだフィレット起点部５上にも塗布する場合について説明した。クリームはんだ１５をはんだフィレット起点部５上には塗布せずに、ランド２上のみに塗布する場合においても、はんだフィレット起点部５の内側の側面がはんだフィレットの起点Ｆとなることにより、上述したようにクリームはんだ１５をはんだフィレット起点部５上にも塗布する場合と同様に上述した効果が得られる。

また、上述した実施の形態では、３個のはんだフィレット起点部５が配置された形態について説明したが、はんだフィレット起点部５の数量は３個に限定されず、１個以上のはんだフィレット起点部５があれば、３個のはんだフィレット起点部５が配置された場合と同様に上述した効果が得られる。すなわち、図１４に示すように、１個のはんだフィレット起点部５が、電極配置領域２ａに対向するランド２の対向辺であるランド辺Ｘの延在方向と平行方向に延在する形態としてもよい。また、図１５に示すように、２個のはんだフィレット起点部５が、電極配置領域２ａに対向するランド２の対向辺であるランド辺Ｘの延在方向と平行方向に延在して分散配置された形態としてもよい。また、図１６に示すように、４個のはんだフィレット起点部５が、電極配置領域２ａに対向するランド２の対向辺であるランド辺Ｘの延在方向と平行方向に延在して分散配置された形態としてもよい。

図１４は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５を１個にした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図１５は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５を２個にした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図１６は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５を４個にした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。なお、図１４〜図１６においては、プリント配線板に実装される表面実装部品１１の位置を点線で示している。

図１４に示す形態の場合は、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。図１５および図１６に示す形態の場合は、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５間の領域、およびはんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。

また、上記においては、はんだフィレット起点部５が、ランド２上でソルダーレジスト３と接続されない形態について説明したが、はんだフィレット起点部５の配置はこれに限定されない。はんだフィレット起点部５は、図１７および図１８に示すように、電極配置領域２ａに対向するランド２の対向辺である外側のランド辺Ｘに接続して配置されてもよい。また、はんだフィレット起点部５は、図１９に示すように、電極配置領域２ａに対向するランド２の対向辺である外側のランド辺Ｘから離間するとともにランド辺Ｙに接続して配置されてもよい。これらの場合においても、ランド２上でソルダーレジスト３と接続されない場合と同様に上述した効果が得られる。

図１７は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、１個のはんだフィレット起点部５が、外側のランド辺Ｘに接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図１８は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、２個のはんだフィレット起点部５が、外側のランド辺Ｘに接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図１９は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、２個のはんだフィレット起点部５が、外側のランド辺Ｙに接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図である。なお、図１７〜図１９においては、プリント配線板に実装される表面実装部品１１の位置を点線で示している。

図１７に示す形態の場合は、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。図１８に示す形態の場合は、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５間の領域、およびはんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。図１９に示す形態の場合は、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。

また、上記においては、はんだフィレット起点部５の形状が長方形とされた場合について説明したが、はんだフィレット起点部５の形状はこれに限定されない。はんだフィレット起点部５の形状は、図２０に示すような三角形、図２１に示すような台形、図２２に示すような六角形、または図２３に示すように矩形の一部の角が丸められた形状とされてもよい。これらの場合においても、はんだフィレット起点部５の形状が長方形とされた場合と同様に上述した効果が得られる。

図２０は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５の形状を三角形とした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図２１は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５の形状を台形とした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図２２は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５の形状を六角形とした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図２３は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５の形状を矩形の一部の角が丸められた形状とした場合のプリント配線板を示す要部平面図である。なお、図２０〜図２３においては、プリント配線板に実装される表面実装部品１１の位置を点線で示している。

図２０〜図２３に示した何れの形態の場合も、はんだフィレット起点部５の多角形形状において、はんだフィレットの起点Ｆとなる部分は、表面実装部品１１の電極１２の側面に平行な直線であることが好ましい。また、図２０〜図２３に示した何れの形態の場合も、多角形の形状がランド２の矩形形状の短手方向における内側から外側に向かってすぼまるように配置されることが好ましい。これにより、リフロー加熱時にはんだフィレット起点部５よりも外側の領域にある溶融したはんだを電極１２側へ向かわせる流路が広がるため、はんだフィレット起点部５よりも外側の領域にある溶融したはんだが、さらに流れやすくなる。

図２０〜図２３に示す形態の場合は、リフロー加熱時にはんだフィレットの起点Ｆよりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５間の領域およびはんだフィレット起点部５とランド辺Ｙとの間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。

また、上記においては、ランド２の外形寸法を拡大せずに、はんだフィレット１４におけるはんだ１３の量を多くする場合について示したが、表面実装部品１１の実装密度に余裕のあるプリント配線板の場合には、さらにランド２の外形寸法を拡大してもよい。図２４は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、外形寸法を拡大したランド２にはんだフィレット起点部５を配置した場合のプリント配線板を示す要部平面図である。

図２４に示すランド２は、図１と比較して、ランド辺Ｘの位置を外側に移動して拡大したランド辺Ｘ’として外形寸法を拡大したランド２とされている。そして、はんだフィレット起点部５も外側に移動している。ここで、図２４におけるはんだフィレットの起点Ｆ’の位置は、図１におけるランド辺Ｘの位置とされており、図１においてはんだフィレット起点部５を備えないランドにおけるはんだフィレットの起点Ｆの位置となる。また、３つのはんだフィレット起点部５が、拡大したランド辺Ｘ’の延在方向における配置位置が図１の場合と同じ条件で配置されている。

また、図２４に示すランド２は、図１と比較して、ランド２を広げる方向にランド辺Ｙの位置を移動して拡大したランド辺Ｙ’として外形寸法を拡大したランド２とされている。そして、２個のはんだフィレット起点部６が、電極配置領域２ａの短手方向と平行方向に延在して、ランド辺Ｙ’から離間して分散配置されている。電極配置領域２ａの短手方向は、拡大したランド２の短辺方向と平行方向とされている。すなわち、はんだフィレット起点部６は、拡大したランド辺Ｙ’から離間した位置に、電極配置領域２ａに対向するランド２の対向辺である拡大したランド辺Ｙ’の延在方向と平行方向に延在している。したがって、このプリント配線板においては、はんだフィレット起点部６におけるはんだフィレットの起点Ｆ’’の位置よりも拡大したランド辺Ｙ’にもランド２が形成されている。

図２４に示すランド２に表面実装部品１１が実装される場合には、はんだフィレット起点部と表面実装部品１１の電極１２の外側の側面との距離が長くなった分だけ、ランド２に印刷されるクリームはんだ１５の量が増加し、はんだフィレット１４の形成に寄与するはんだの量が増加する。さらに、リフロー加熱の際に、はんだフィレットの起点Ｆ’よりも外側の領域にある溶融したはんだは、はんだフィレット起点部５間の領域およびはんだフィレット起点部５とランド辺Ｙ’との間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレット１４の形成に寄与する。

また、図２４に示すランド２に表面実装部品１１が実装される場合には、はんだフィレット起点部６と、表面実装部品１１の電極１２における拡大したランド辺Ｙ’に対向する側面との間に、はんだフィレット１４が形成される。この場合、リフロー加熱の際に、はんだフィレット起点部６におけるはんだフィレットの起点Ｆ’’よりも拡大したランド辺Ｙ’側の領域にある溶融したはんだの一部は、はんだフィレット起点部６間の領域、およびはんだフィレット起点部６と拡大したランド辺Ｘ’との間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、表面実装部品１１の電極１２とはんだフィレット起点部５との間のはんだフィレット１４の形成に寄与する。

また、リフロー加熱の際に、はんだフィレット起点部６におけるはんだフィレットの起点Ｆ’’よりも拡大したランド辺Ｙ’側の領域にある溶融したはんだの他の一部は、はんだフィレット起点部６間の領域、およびはんだフィレット起点部６とランド辺Ｘとの間の領域を通って電極１２側へ引っ張られて、表面実装部品１１の電極１２とフィレット起点部６との間のはんだフィレット１４の形成に寄与する。

したがって、上述したような構成とすることにより、はんだフィレット１４の形成に寄与するはんだの量を図１の場合よりもさらに多くすることが可能となる。したがって、図２４に示したプリント配線板では、図１に示したプリント配線板１０と比べて、表面実装部品１１の電極１２とはんだフィレット起点部５との間のはんだフィレット１４をさらに良好な状態で形成することが可能となる。また、図２４に示したプリント配線板では、図１に示したプリント配線板１０と比べて、表面実装部品１１の電極１２とはんだフィレット起点部６との間のはんだフィレット１４をより良好な状態で形成することが可能となる。

図２５は、本発明の実施の形態にかかる他のプリント配線板を示す要部平面図であり、はんだフィレット起点部５およびはんだフィレット起点部６が、外形寸法を拡大したランド辺に接続して配置された場合のプリント配線板を示す要部平面図である。図２５に示すように、はんだフィレット起点部５が拡大したランド辺Ｘ’に接続され、またはんだフィレット起点部６が拡大したランド辺Ｙ’に接続された場合でも、図１７〜図１９の場合と同様に、リフロー加熱時に、はんだフィレット起点部５におけるはんだフィレットの起点Ｆ’よりも拡大したランド辺Ｘ’側およびはんだフィレット起点部６におけるはんだフィレットの起点Ｆ’’よりも拡大したランド辺Ｙ’側の領域にある溶融したはんだは、電極１２側へ引っ張られて、はんだフィレットの形成に寄与する。

したがって、上述したような構成とすることにより、はんだフィレット１４の形成に寄与するはんだの量を図１の場合よりもさらに多くすることが可能となる。したがって、図２５に示したプリント配線板では、図２４に示したプリント配線板と同様に、図１に示したプリント配線板１０と比べて、表面実装部品１１の電極１２とはんだフィレット起点部５との間のはんだフィレット１４をさらに良好な状態で形成することが可能となる。また、図２５に示したプリント配線板では、図１に示したプリント配線板１０と比べて、表面実装部品１１の電極１２とはんだフィレット起点部６との間のはんだフィレット１４をより良好な状態で形成することが可能となる。

なお、上記においては、２端子電極で構成される表面実装部品を例に説明したが、さらに多数の端子電極、すなわち電極ピンを有する表面実装部品にも適用可能である。すなわち、さらに多数の端子電極を有する表面実装部品においても、各端子電極とはんだとの接合強度を向上させることができ、表面実装部品とランドとのはんだフィレットの破損が抑制されたプリント配線板を得ることができる。なお、マイクロコンピュータ等のＩＣ部品に代表される狭ピッチ部品の実装に用いられるランド上にはソルダーレジストが置けない、または置けたとしてもはんだ量が増加し過ぎてブリッジしてしまうため、本実施の形態では対象としていない。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１絶縁基板、２ランド、２ａ電極配置領域、３ソルダーレジスト、３ａ開口部、４導電パターン、５，６はんだフィレット起点部、５ａ電極に対向する側の側面、１０プリント配線板、１１表面実装部品、１２電極、１３はんだ、１４はんだフィレット、１５クリームはんだ、２０プリント基板、Ｃはんだフィレット起点部の周辺領域、Ｄはんだフィレット起点部の幅寸法、Ｆ，Ｆ’，Ｆ’’ はんだフィレットの起点、Ｘ，Ｙランド辺、Ｘ’，Ｙ’ 拡大したランド辺。

Claims

絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成された導電パターンと、
前記導電パターンを被覆するソルダーレジストと、
前記ソルダーレジストの開口部から前記導電パターンが露出してなるランドと、
前記ランド内において、前記ランドの外縁部に隣接する前記ランド内の領域であって表面実装部品の電極が配置される電極配置領域と、前記電極配置領域に対向する前記ランドの他の外縁部と、の間に、はんだの濡れ性が前記導電パターンよりも低く、はんだと合金を作らない材料により形成されて、前記電極に対向する側の側面が前記電極との間に形成されるはんだフィレットの起点となる複数のはんだフィレット起点部と、
を備え、
前記はんだフィレット起点部は、
前記電極配置領域の辺と平行方向に延在して分散配置されており、
前記電極配置領域の辺と平行方向である前記はんだフィレット起点部の長手方向における長さ寸法をＷ１、隣り合う前記はんだフィレット起点部の間の長さ寸法をＷ２とした場合に、Ｗ１がＷ２以上であり、
前記電極配置領域側から前記ランドの他の外縁部の側に向かってすぼまる形状とされていること、
を特徴とするプリント配線板。
前記はんだフィレット起点部は、前記外縁部から離間して配置されていること、
を特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記はんだフィレット起点部は、前記電極配置領域の長手方向と平行方向に延在して配置されていること、
を特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
複数の前記はんだフィレット起点部が、前記電極配置領域の長手方向と平行方向に分散配置されていること、
を特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
前記はんだフィレット起点部は、前記電極配置領域の短手方向と平行方向に延在して配置されていること、
を特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線板。
複数の前記はんだフィレット起点部が、前記電極配置領域の短手方向と平行方向に分散配置されていること、
を特徴とする請求項５に記載のプリント配線板。
前記ソルダーレジストと前記はんだフィレット起点部が、同じ材料により形成されていること、
を特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載のプリント配線板。
請求項１から７のいずれか１つに記載のプリント配線板における前記ランドに、前記はんだフィレット起点部と前記電極の側面との間にはんだフィレットが形成された状態で前記表面実装部品の電極がはんだ付けされて、前記プリント配線板上に前記表面実装部品が実装されていること、
を特徴とするプリント基板。
表面実装部品の電極をはんだ付けするためのランドを有するプリント配線板の製造方法であって、
絶縁基板上に導電パターンを形成する第１工程と、
前記導電パターンの一部を開口部から露出させて前記導電パターンをソルダーレジストにより被覆して前記ランドを形成する第２工程と、
前記ランドの領域内において、前記ランドの外縁部に隣接する前記ランド内の領域であって表面実装部品の電極が配置される電極配置領域と、前記電極配置領域に対向する前記ランドの外縁部と、の間に、前記電極の側面との間に形成されるはんだフィレットの起点となる複数のはんだフィレット起点部を形成する第３工程と、
を含み、
前記第３工程では、前記はんだフィレット起点部は、前記電極配置領域の辺と平行方向に延在して分散配置され、前記電極配置領域の辺と平行方向である前記はんだフィレット起点部の長手方向における長さ寸法をＷ１、隣り合う前記はんだフィレット起点部の間の長さ寸法をＷ２とした場合に、Ｗ１がＷ２以上とされ、前記電極配置領域側から前記ランドの他の外縁部の側に向かってすぼまる形状とされること、
ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
前記第２工程および前記第３工程では、前記ソルダーレジストと前記はんだフィレット起点部とを、同じ材料により同時に形成すること、
を特徴とする請求項９に記載のプリント配線板の製造方法。
前記第３工程では、前記はんだフィレット起点部を前記外縁部から離間させて配置すること、
を特徴とする請求項９または１０に記載のプリント配線板の製造方法。
表面実装部品の電極がプリント配線板のランドにはんだフィレットにより接続固定されたプリント基板の製造方法であって、
前記ランドの領域内において、前記ランドの外縁部に隣接する前記ランド内の領域であって表面実装部品の電極が配置される電極配置領域と、前記電極配置領域に対向する前記ランドの他の外縁部と、の間に、前記電極に対向する側の側面が前記電極の側面との間に形成されるはんだフィレットの起点となる複数のはんだフィレット起点部が形成された前記ランドにはんだを供給する第１工程と、
前記電極を前記電極配置領域に合わせて前記表面実装部品を前記ランドに配置する第２工程と、
前記はんだを加熱することで前記はんだを溶融させ、前記電極の側面と前記はんだフィレット起点部との間に前記はんだフィレットを形成して前記電極と前記ランドとをはんだ付けする第３工程と、
を含み、
前記はんだフィレット起点部は、
前記電極配置領域の辺と平行方向に延在して分散配置されており、
前記電極配置領域の辺と平行方向である前記はんだフィレット起点部の長手方向における長さ寸法をＷ１、隣り合う前記はんだフィレット起点部の間の長さ寸法をＷ２とした場合に、Ｗ１がＷ２以上であり、
前記電極配置領域側から前記ランドの他の外縁部の側に向かってすぼまる形状とされていること、
を特徴とするプリント基板の製造方法。
前記第１工程において、前記はんだフィレット起点部上に前記はんだを供給すること、
を特徴とする請求項１２に記載のプリント基板の製造方法。