JP7335732B2

JP7335732B2 - プリント配線基板

Info

Publication number: JP7335732B2
Application number: JP2019119568A
Authority: JP
Inventors: 良田村
Original assignee: Nihon Trim Co Ltd
Current assignee: Nihon Trim Co Ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2023-08-30
Anticipated expiration: 2039-06-27
Also published as: JP2021005671A

Description

本発明は、各種の電子部品が実装されるプリント配線基板に関する。

従来、実装される部品の大きさに応じて、パッドを覆うレジスト膜を変更する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－３３５０７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術においても、実装される部品の大きさの変更に伴いレジスト膜を再設計する必要があるため、その設計変更に伴うコストと時間が必要とされていた。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、実装される部品の大きさが変更されても、導電パターン及びレジスト膜を変更することなく対応できるプリント配線基板を提供することを主たる目的としている。

本発明は、絶縁材料によって形成された基材と、前記基材の表面に導電材料によって形成された導電パターンとを含むプリント配線基板であって、前記導電パターンは、第１部品の電極を接続するための第１パッドと、前記第１部品に代えて、前記第１部品の前記電極とは位置が異なる第２部品の電極を接続するために、前記第１パッドの近くに配置されている第２パッドと、前記第１パッドと前記第２パッドとを接続する接続部とを備え、前記接続部の表面の少なくとも一部にレジスト膜が形成されている。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記第１部品は、第１電極間距離に配された一対の電極を有し、前記第２部品は、前記第１電極間距離とは異なる第２電極間距離に配された一対の電極を有し、前記第１パッドは、前記第１部品の前記一対の電極を接続するために一対設けられ、前記第２パッドは、前記第２部品の少なくとも一つの前記電極を接続するために設けられる、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記第１パッドの面積は、前記第２パッドの面積よりも小さい、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記第１パッドの表面及び前記第２パッドの表面には、はんだ層が形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記第１パッドと前記第２パッドとの間には、両者を部分的に分離する分離部が形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記分離部は、前記基材の厚さ方向から視て三日月状に形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記レジスト膜は、前記分離部から露出する前記基材の表面にも形成されている、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記第２パッドは、前記一対の第１パッドのそれぞれの近くに配置されている一対のものからなる、ことが望ましい。

本発明に係る前記プリント配線基板において、前記一対の第２パッドは、前記一対の第１パッドが並ぶ方向の両側に配されている、ことが望ましい。

本発明の前記プリント配線基板は、前記第１パッドの近くに前記第２パッドが配置される。前記第１パッドと前記第２パッドとは、接続部によって接続されている。これにより、実装される前記部品の大きさが変更されても、導電パターン及び前記レジスト膜を変更することなく対応可能となる。また、前記接続部の表面に前記レジスト膜が形成されているので、第１部品又は第２部品を実装後、リフロー工程を経てはんだ付けを行う際にも、前記第１パッドと前記第２パッドとの間でのはんだの流動が抑制され、部品の姿勢が適正に維持される。従って、いわゆる「チップ立ち」不良を抑制しつつ適正なはんだ付けを行うことが可能となる。

本発明のプリント配線基板の概略構成を示す斜視図である。図１のプリント配線基板の平面図である。第１部品又は第２部品が載置される前のプリント配線基板の斜視図である。第１部品が実装されたプリント配線基板の断面図である。第２部品が実装されたプリント配線基板の断面図である。上記プリント配線基板の変形例の概略構成を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１、２は、本実施形態のプリント配線基板１の構成を示している。

プリント配線基板１は、絶縁材料によって形成された基材２と、基材２の表面（プリント配線基板１の部品実装面）に導電材料によって形成された導電パターン３とを含んでいる。

図２に示されるように、本プリント配線基板１は、電極の位置が異なる第１部品１００及び第２部品２００が実装可能となるように構成されている。図２では、第１部品１００は実線にて、第２部品２００は二点鎖線の仮想線にて描かれている。第１部品１００と第２部品２００とは、互いに大きさが異なる部品であるが、同じ大きさで電極の位置及び大きさが異なる部品であってもよい。

本プリント配線基板１には、第１部品１００又は第２部品２００が択一的に実装される。すなわち、第１部品１００に代えて第２部品２００が実装されてもよく、第２部品２００に代えて第１部品１００が実装されてもよい。

第１部品１００は、一対の電極１０１を含んでいる。第２部品２００は、一対の電極２０１を含んでいる。第１部品１００と第２部品２００とは、電極間距離が異なっており、本実施形態では、第１部品１００の第１電極間距離Ｌ１は、第２部品２００の第２電極間距離Ｌ２よりも小さい。また、第１部品１００の電極１０１は、第２部品２００の電極２０１よりも小さい。なお、第１部品１００と第２部品２００とは、大小関係が逆であってもよい。すなわち、第１部品１００の第１電極間距離Ｌ１は、第２部品２００の第２電極間距離Ｌ２よりも大きくてもよく、第１部品１００の電極１０１は、第２部品２００の電極２０１よりも大きくてもよい。

第１部品１００及び第２部品２００の具体例としては、例えば、セラミックコンデンサが挙げられる。この場合、第１部品１００及び第２部品２００の電気容量等の仕様は同一であるが、第１部品１００は、第２部品２００に対して小型化が図られている。

導電パターン３は、一対の第１パッド４と一対の第２パッド６と、接続部８とを含んでいる。

第１パッド４は、第１部品１００の電極１０１を導電パターン３に接続するために設けられている。導電パターン３の一方側の第１パッド４ａは、第１部品１００の一方側の電極１０１ａに対応する位置に形成され、導電パターン３の他方側の第１パッド４ｂは、第１部品１００の他方側の電極１０１ｂに対応する位置に形成されている。これにより、第１部品１００がプリント配線基板１に実装されたとき、電極１０１ａは第１パッド４ａと接続され、電極１０１ｂは第１パッド４ｂと接続される。

第２パッド６は、第２部品２００の電極２０１を導電パターン３に接続するために設けられている。導電パターン３の一方側の第２パッド６ａは、第２部品２００の一方側の電極２０１ａに対応する位置に形成され、導電パターン３の他方側の第２パッド６ｂは、第２部品２００の他方側の電極２０１ｂに対応する位置に形成されている。これにより、第２部品２００がプリント配線基板１に実装されたとき、電極２０１ａは第２パッド６ａと接続され、電極２０１ｂは第２パッド６ｂと接続される。

本実施形態では、一方側の第２パッド６ａは、第１パッド４ａの近く（すなわち、隣り合う位置）に配置されている。同様に、他方側の第２パッド６ｂは、第１パッド４ｂの近くに配置されている。

接続部８は、第１パッド４ａと第２パッド６ａとの間に設けられ、第１パッド４ａと第２パッド６ａとを電気的に接続する。これにより、第１パッド４ａから接続部８を経て第２パッド６ａに至る一連の導電パターン３が形成される。

接続部８は、第１パッド４ｂと第２パッド６ｂとの間にも設けられ、第１パッド４ｂと第２パッド６ｂとを電気的に接続する。これにより、第１パッド４ｂから接続部８を経て第２パッド６ｂに至る一連の導電パターン３が形成される。

本プリント配線基板１では、一対の第２パッド６ａ、６ｂは、一対の第１パッド４ａ、４ｂが並ぶ方向の両側に配されている。このような配置により、容易にプリント配線基板１の小型化を図ることが可能となる。また、接続部８が容易に簡素化される。

導電パターン３は、第２パッド６（第２パッド６ａ及び第２パッド６ｂ）から延出されたライン９を含んでいる。ライン９は、第２パッド６と他のパッド（図示せず）を接続する。これにより、第１部品１００又は第２部品２００と他の部品（図示せず）とが接続される。

第１パッド４と第２パッド６とは、接続部８によって接続されているので、ライン９は、第１パッド４ａ及び第１パッド４ｂから延出されていてもよい。また、一方側のライン９は第２パッド６ａ（又は第１パッド４ａ）から延出され、他方側のライン９は第１パッド４ｂ（又は第２パッド６ｂ）から延出されていてもよい。

基材２及びライン９の表面には、レジスト膜１０が形成されている。図１、２等において、レジスト膜１０は、ドットパターンのハッチングによって描かれている。レジスト膜１０は、絶縁材料によって形成され、基材２及びライン９を保護する。

本プリント配線基板１では、レジスト膜１０は、第１パッド４及び第２パッド６を除く領域に形成されている。第１パッド４及び第２パッド６の表面には、レジスト膜１０が形成されることなく、導電パターン３を構成する導電材料が露出している。

一方、レジスト膜１０は、接続部８の表面にも形成されている。接続部８の表面を被覆するレジスト膜１０は、プリント配線基板１の表面で第１パッド４と第２パッド６とを絶縁・分離し、後述する溶融はんだの第１パッド４と第２パッド６との間の流動を抑制する。

レジスト膜１０は、接続部８の表面全体に形成されるのが望ましい。しかしながら、レジスト膜１０は、接続部８の表面の少なくとも一部に形成されていればよい。一部であっても、接続部８の表面にレジスト膜１０が形成されていることにより、溶融はんだの流動が抑制される。

図３は、第１部品１００又は第２部品２００が実装される直前のプリント配線基板１を示している。第１部品１００又は第２部品２００の実装にあたって、第１パッド４及び第２パッド６の表面にはクリーム状のはんだペーストが塗布され、はんだ層２０が形成される。はんだペーストの塗布の際には、基板の表面が適宜マスキングされる。そして、はんだ層２０の表面に電極１０１又は２０１が位置するように第１部品１００又は第２部品２００が載置され、プリント配線基板１はリフロー工程に供される。

本プリント配線基板１では、接続部８及び分離部１１にもはんだ層２０が形成されていてもよい。接続部８及び分離部１１に形成されたはんだ層２０は、リフロー工程で溶融し、第１パッド４及び第２パッド６に流動する。

図４、５は、リフロー工程を経て、第１部品１００又は第２部品２００の実装が完了したプリント配線基板１（プリント回路基板）を示している。はんだ層２０は、リフロー工程において溶融し、その後硬化する。一様な高さで形成されていたはんだ層２０は（図３参照）、溶融時の表面張力によって図４、５に示される断面形状のはんだ２１へと変形する。

図４は、第１部品１００が実装されたプリント配線基板１の第１パッド４ａ、４ｂが並ぶ方向の断面図である。第１部品１００がプリント配線基板１に実装される場合には、第１パッド４ａ、４ｂの表面に形成されたはんだ２１を介して、第１部品１００の電極１０１ａが第１パッド４ａと接続され、第１部品１００の電極１０１ｂが第１パッド４ｂと接続される。

図５は、第２部品２００が実装されたプリント配線基板１の第２パッド６ａ、６ｂが並ぶ方向の断面図である。第１部品１００に代えて第２部品２００がプリント配線基板１に実装される場合には、第２パッド６ａ、６ｂの表面に形成されたはんだ２１を介して、第２部品２００の電極２０１ａが第２パッド６ａと接続され、第２部品２００の電極２０１ｂが第２パッド６ｂと接続される。

このように、本プリント配線基板１では、実装される部品が第１部品１００から第２部品２００又は第２部品２００から第１部品１００へと変更されても、導電パターン３及びレジスト膜１０を変更することなく対応可能となる。従って、導電パターン３及びレジスト膜１０の再設計が不要となり、その設計変更に伴うコストと時間が削減されうる。

また、図４に示されるように、接続部８の表面にレジスト膜１０が形成されているので、第１部品１００をプリント配線基板１に載置した後リフロー工程を経てはんだ付けを行う際にも、第２パッド６の表面から第１パッド４の表面に溶融したはんだ２１が流れ込むことが抑制され、第１部品１００の姿勢が適正に維持される。従って、プリント配線基板１に対して第１部品１００が起立するいわゆる「チップ立ち」不良を抑制しつつ適正なはんだ付けを行うことが可能となる。

また、図５に示されるように、接続部８の表面にレジスト膜１０が形成されているので、第２部品２００をプリント配線基板１に載置した後リフロー工程を経てはんだ付けを行う際にも、溶融したはんだ２１が第１パッド４と第２パッド６との間を流動することが抑制される。

本発明は、一方側の第１パッド４ａ及び第２パッド６ａのみが接続部８によって接続されている形態にも適用可能である。この場合、例えば、他方側の第１パッド４ｂ及び第２パッド６ｂは、単一のパッドにて共用されていてもよい。また、本発明は、３以上の電極を有する部品にも、適用可能である。

第１パッド４の面積は、第２パッド６の面積よりも小さい、のが望ましい。これにより、電極２０１よりも小さいサイズの電極１０１を有する第１部品１００を実装する際に、第１パッド４の表面に電極１０１のサイズに応じたはんだ層２０が形成され、適量のはんだ２１によって、第１部品１００の姿勢を適正に維持しながら、はんだ付けを適正に行うことが可能となる。

一方、電極１０１よりも大きいサイズの電極２０１を有する第２部品２００を実装する際に、第２パッド６の表面に電極２０１のサイズに応じたはんだ層２０が形成され、適量のはんだ２１によって、電極２０１と第２パッド６との間で良好な接続が容易に得られる。

第１パッド４と第２パッド６との間には、両者を部分的に分離する分離部１１が形成されている、のが望ましい。分離部１１は、プリント配線基板１の部品実装面に導電パターン３を形成する際のエッチング工程で、第１パッド４と第２パッド６との間の領域の導電材料を除去することにより、形成される。分離部１１によって、第１パッド４と第２パッド６とが分離されることにより、溶融したはんだ２１が第１パッド４と第２パッド６との間を流動することが抑制される。

分離部１１は、基材２の厚さ方向から視た平面視で三日月状に形成されている、のが望ましい。上記形状の分離部１１にて分離される第１パッド４及び第２パッド６により、電極１０１又は電極２０１の周囲に溶融したはんだ２１が回りやすくなり、電極１０１と第１パッド４との間又は電極２０１と第２パッド６との間で良好な接続が容易に得られる。

レジスト膜１０は、分離部１１から露出する基材２の表面にも形成されている、のが望ましい。レジスト膜１０によって、溶融したはんだ２１が第１パッド４と第２パッド６との間を流動することがより一層抑制される。

図６は、プリント配線基板１の変形例であるプリント配線基板１Ａの斜視図である。プリント配線基板１Ａは、第１パッド４と第２パッド６とを分離する分離部１１（図１参照）が存在しない点で、プリント配線基板１とは異なる。プリント配線基板１Ａのうち、以下で説明されてない部分については、上述したプリント配線基板１の構成が採用されうる。

プリント配線基板１Ａでは、プリント配線基板１の分離部１１に相当する領域に拡張された接続部８Ａによって、第１パッド４及び第２パッド６は、分離されることなく、一連一体に形成されている。上記拡張された接続部８Ａの表面には、レジスト膜１０が形成されている。

本プリント配線基板１Ａにあっても、実装される部品が第１部品１００から第２部品２００又は第２部品２００から第１部品１００へと変更されても、導電パターン３及びレジスト膜１０を変更することなく対応可能となる。従って、導電パターン３及びレジスト膜１０の再設計が不要となり、その設計変更に伴うコストと時間が削減されうる。

また、拡張された接続部８Ａの表面にレジスト膜１０が形成されているので、第１部品１００又は第２部品２００をプリント配線基板１に載置した後リフロー工程を経てはんだ付けを行う際にも、第２パッド６の表面から第１パッド４の表面に溶融したはんだ２１（図４、５参照）が流れ込むことが抑制され、第１部品１００の姿勢を適正に維持しながら、はんだ付けを行うことが可能となる。

（実施例）
図１に示される導電パターン３を含むプリント配線基板１が製造され、第１部品１００として１０１２個のセラミックコンデンサ（サイズ：０６０３）が実装され、リフロー工程に供された。その結果、チップ立ち等の不良は確認されなかった。また、比較例として、接続部８の表面のレジスト膜１０及び分離部１１が設けられていないプリント配線基板が製造され、２２０個の上記セラミックコンデンサが実装され、リフロー工程に供された。その結果、チップ立ち不良２７件を含む３０件の不良が確認された。

以上、本発明のプリント配線基板１等が詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。すなわち、プリント配線基板１は、少なくとも、絶縁材料によって形成された基材２と、基材２の表面に導電材料によって形成された導電パターン３とを含むプリント配線基板１であって、導電パターン３は、第１部品１００の電極１０１を接続するための第１パッド４と、第１部品１００に代えて、第１部品１００の電極１０１とは位置が異なる第２部品２００の電極２０１を接続するために、第１パッド４の近くに配置されている第２パッド６と、第１パッド４と第２パッド６とを接続する接続部８とを備え、接続部８の表面の少なくとも一部にはレジスト膜１０が形成されていればよい。

また、第１パッド４、第２パッド６及び接続部８は、図１等に示される形態に限られない。例えば、プリント配線基板１では、一つの第１パッド４の両端に一対の接続部８が形成されているが、図４、５の断面上に接続部８が位置するように形成されていてもよい。この場合、一つの第１パッド４の端縁に一つの接続部８が形成されていてもよい。

また、第３部品を実装するための第３パットが、プリント配線基板１に設けられていてもよい。第３パッドは、例えば、第２部品２００よりも電極間距離が大きい第３部品を実装するために設けられる。この場合、第３パットは、例えば、第２パッド６の近くに設けられる。また、第３パッドは、第１部品１００よりも電極間距離が小さい第３部品を実装するために設けられていてもよい。この場合、第３パットは、例えば、第１パッド４の近くに設けられる。

１プリント配線基板
２基材
３導電パターン
４第１パッド
６第２パッド
８接続部
１０レジスト膜
１１分離部
２０はんだ層
１００第１部品
１０１電極
２００第２部品
２０１電極
Ｌ１第１電極間距離
Ｌ２第２電極間距離

Claims

絶縁材料によって形成された基材と、前記基材の表面に導電材料によって形成された導電パターンとを含むプリント配線基板であって、
前記導電パターンは、
第１部品の電極を接続するための第１パッドと、
前記第１部品に代えて、前記第１部品の前記電極とは位置が異なる第２部品の電極を接続するために、前記第１パッドの近くに配置されている第２パッドと、
前記第１パッドと前記第２パッドとを接続する接続部とを備え、
前記接続部の表面の少なくとも一部にレジスト膜が形成され、
前記接続部は、前記第１パッドの両端に対をなして形成されている、
プリント配線基板。
前記第１部品は、第１電極間距離に配された一対の電極を有し、
前記第２部品は、前記第１電極間距離とは異なる第２電極間距離に配された一対の電極を有し、
前記第１パッドは、前記第１部品の前記一対の電極を接続するために一対設けられ、
前記第２パッドは、前記第２部品の少なくとも一つの前記電極を接続するために設けられる、請求項１記載のプリント配線基板。
前記第１パッドの面積は、前記第２パッドの面積よりも小さい、請求項１又は２に記載のプリント配線基板。
前記第１パッドの表面及び前記第２パッドの表面には、はんだ層が形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載のプリント配線基板。
前記第１パッドと前記第２パッドとの間には、両者を部分的に分離する分離部が形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載のプリント配線基板。
前記分離部は、前記基材の厚さ方向から視た平面視で三日月状に形成されている、請求項５記載のプリント配線基板。
前記レジスト膜は、前記分離部から露出する前記基材の表面にも形成されている、請求項５又は６に記載のプリント配線基板。
前記第２パッドは、前記一対の第１パッドのそれぞれの近くに配置されている一対のものからなる、請求項２記載のプリント配線基板。
前記一対の第２パッドは、前記一対の第１パッドが並ぶ方向の両側に配されている、請求項８記載のプリント配線基板。