WO2005112531A1

WO2005112531A1 - 回路基板及びこの回路基板を用いた電子機器

Info

Publication number: WO2005112531A1
Application number: PCT/JP2005/009001
Authority: WO
Inventors: Yoshifumi Kanetaka; Naomi Ishizuka
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2005-11-24
Also published as: CN1954651A; JP4735538B2; CN1954651B; JPWO2005112531A1

Abstract

最外端スルーホール４ｂとこれに最も近い隣接スルーホール４ｄとの中心間距離P′を、中央部スルーホール４ａとこれに最も近い隣接スルーホール４ｃとの中心間距離Pより大きくする。最外端スルーホール４ｂにおいて電子部品実装時の筐体部中心から離れる側に充填されるはんだ量が多くなることにより、はんだ付け工程時に電子部品筐体部と多層回路基板１との熱膨張係数の差により、電子部品のリードが曲げられることで発生した応力をはんだで吸収する効果が得られ、スルーホールコーナクラック及びスルーホール剥離の発生が抑制される。

Description

明細書

回路基板及びこの回路基板を用いた電子機器

技術分野

[0001] 本発明は、スルーホールを有する回路基板とこの回路基板を用いた電子機器に関し、特に、挿入型の電子部品を無鉛はんだにてはんだ付け搭載するのに適した回路基板とこの回路基板に挿入型電子部品を搭載してなる電子機器に関する。

背景技術

[0002] 回路基板上には、多くのリードレス化された電子部品が表面実装されるが、コネクタ、可変抵抗器などのいくつかの電子部品は、挿入型電子部品としてそのリードがスル一ホールに挿入され、はんだ付けされる。図 7 (a)は、挿入型電子部品が実装される従来の回路基板の挿入型電子部品の実装部の構造を示す上面図であり、図 7 (b)は、図 7 (a)の A— A線による断面図である。なお、本明細書において、スルーホールとはプレーテッドスルーホールなどのように貫通孔の壁面が導電性膜によって被覆されて!ヽるスノレ一ホーノレのことを!、う。

[0003] 電子部品の実装用に使用される回路基板は、通常、次のような工程を経て作製される。ガラス布基材に、エポキシ榭脂、ポリイミド榭脂などの榭脂をしみこませ、半硬化させたプリプレダ又は紙基材にフエノール榭脂をしみこませ、半硬化させたプリプレグの積層体上に、銅箔を加圧加熱処理して貼り付けた銅張積層板を用い、銅箔をフォトエッチング法などによりパター-ングして所定層数の内層パターンを有する配線基板を作製する。そして、プリプレダとの密着性を向上させるために、銅箔（内層パターン)表面に粗面化処理 (黒化処理)を施した後、それらの配線基板と銅張積層板を銅箔が最外層となるようにプリプレダを介して積層し、加圧加熱して一体化させ、榭脂積層板 2内に内層配線 3を有する基板を作製する。

[0004] 次、で、ドリルカ卩ェにより貫通孔を開口し、内層配線とスルーホールとの接続性をよくするために、内層配線部の榭脂をクリーニング (デスミヤ）した後、活性化処理、無電解めつき、電解めつきを行って、スルーホール 4を形成する。続いて、穴埋め法又はテンティング法によりスルーホールを保護し、最外層の銅層のパター-ングを行つて外層配線 5を形成すると共に、基板表裏面のスルーホールの周囲にランド 6を形成する。スルーホール 4、外層配線 5及びランド 6は、パターンめっき法により形成することちでさる。

[0005] 最後に、基板表裏面のはんだ付け部を除く領域にソルダーレジスト（図示せず)を形成して、多層回路基板 1の作製工程が完了する。

[0006] 以上は内層配線を有する多層回路基板の製造工程であるが、両面回路基板の場合には、両面銅張積層板を出発材料として貫通孔形成工程以降の工程を行うこと〖こより形成することができる。

[0007] 図 7において、電子部品実装後の電子部品の筐体部の中心を通る線を Oにて示す

。従来の回路基板においては、スルーホール 4は、等間隔に配列されていた。即ち、電子部品の筐体部中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホール 4a付近にお、ても、電子部品の筐体部の最外端リードが挿入される最外端スルーホール 4b 付近にぉ、ても等し、ピッチで配列されてヽた。

[0008] このようにして作製された多層回路基板 1を用いて、電子部品のはんだ付けを行う工程は、一般的には、チップ部品及び QFPになどの表面実装型部品を実装するリフロー工程を行った後、挿入型の電子部品を実装するフロー工程が行われる。

[0009] 電子部品をはんだ付けする場合のはんだ材料には、錫鉛系はんだが長い間用いられてきており、特に311と1³1)の濃度匕（質量％)カ 311: 1)=60〜63% :40〜37% の共晶組成近傍である錫鉛共晶はんだが用いられてきた。錫鉛共晶はんだは延性に富む材料であったため、はんだ付け工程時などで多層回路基板 1及び電子部品の筐体部の熱膨張 ·収縮の差によって発生する応力を錫鉛共晶はんだで緩和することが可能であった。

[0010] 特許文献 1 :実開昭 57— 037276号公報

特許文献 2：特開 2001— 156420公報

特許文献 3 :特開 2003— 218534公報

特許文献 4：特開平 08 - 148790号公報

特許文献 5：特開平 04 - 261087号公報

特許文献 6：特開平 03— 009594号公報発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] し力しながら、近年、環境意識の高まりにより鉛による環境汚染が問題となり、鉛を含まない無鉛はんだへの転換が急速に進んでいる。この無鉛はんだは、錫を主成分とし、添加成分として、銀、銅、亜鉛、ビスマス、インジウム、アンチモン、ニッケル及びゲルマニウム等を含有しており、従来の錫鉛共晶はんだ（Sn63質量％、残り Pb)と比ベて、金属の引張り強度及びクリープ強度が強ぐまた延性が小さいという金属特性を持っている。また、溶融温度も錫鉛共晶はんだが 183°Cであるのに比べ、無鉛はんだは 190°C〜230°Cと高くなつている。そのため、はんだ付け工程時などの多層回路基板及び電子部品の筐体部の熱膨張及び収縮の差により発生する応力が大きくなり、かつはんだ自身での応力緩和が起こりにくいため、回路基板へ力かる応力が大きくなり、特に最外端スルーホール部が破壊される現象が見受けられるようになった。従来の錫鉛共晶はんだでもスルーホール部が破壊される現象は見受けられた力無鉛はんだへ転換したことでこの現象がより顕著になった。その状況について図 8〜図 10 を参照してより具体的に説明する。

[0012] 図 8は、図 7に示す従来の多層回路基板 1に、無鉛はんだを用いて電子部品をはんだ付けした状態を示す断面図である。なお、この断面図は、 FR— 4を基材とする回路基板に、筐体がポリアミドで、 8ピン 1列のコネクタを無鉛はんだ（Sn— 3. 0質量％ Ag - O. 5質量％Cu)を用いてはんだ付けした場合の断面写真を基に作図した図面である。

[0013] 電子部品の筐体部材料の線膨張係数を ex、回路基板の基板材料の線膨張係数を βとするとき、 α > βのケースでは、図 8に示されるように、筐体部 7とリード 8とを有する電子部品が多層回路基板 1に実装されており、電子部品のリード 8は、はんだフィレット 9により多層回路基板 1の銅層と電気的 ·機械的に結合されている。同図に示されるように、中央部スルーホール 4aに挿入されたリード 8は、多層回路基板 1に対してほとんど垂直で、かつ中央部スルーホール 4aの中心とリード 8の中心がほぼ一致した状態ではんだ付けされている。しかし、最外端スルーホール 4bに挿入されたリード 8は、最外端スルーホール 4bの中心力実装時の電子部品の筐体部 7の中心方向から逆方向（外側方向）にずれた位置にはんだ付けされ、かつ図の上方に向かって電子部品の筐体部 7の中心方向に曲げられた状態ではんだ付けされて、る。このように実装される理由は、電子部品の筐体部 7と多層回路基板 1の材質の違いによる熱膨張係数の差によるものである。

[0014] 図 9は、電子部品が回路基板に搭載されてはんだ付けが行われる前の状態を示す断面図である。はんだ付け工程前には、最外端スルーホール 4bを含む全てのスル一ホールの中心とリード 8の中心はほぼ一致している。この状態力も予備加熱が行われ、はんだ槽への浸漬が行われると、電子部品の筐体部 7の線熱膨張係数が多層回路基板 1の線熱膨張係数よりも大きい場合、電子部品の筐体部 7が多層回路基板 1よりも大きく熱膨張し、また電子部品の筐体部 7の中心から離れる箇所ほど、電子部品の筐体部 7と多層回路基板 1の熱膨張量の差が大きくなるため、最外端のリード 8 の中心は最外端スルーホール 4bの中心力電子部品実装時の筐体部 7の中心へ向力う方向と反対の方向にずれる。この状態でスルーホール内は溶融はんだで充填され、多層回路基板ははんだ槽から引き上げられる。はんだ付け工程直後では、温度が下がるにつれ電子部品の筐体部 7は多層回路基板 1よりも大きく熱収縮するため、リード 8は図の上方に向かって、電子部品実装時の筐体部 7の中心方向に曲げられた状態となる。

[0015] 一方、 aぐ βのケースでは、最外端スルーホール 4bの中心から実装時の電子部品の筐体部 7の中心方向にずれた位置ではんだ付けされて、かつ図の上方に向かつて電子部品の筐体部 7の中心方向と逆方向に曲げられた状態ではんだ付けされている。

[0016] 図 10は、図 8の左端の最外端スルーホール 4bの部分を拡大して示す断面図である。図 10 (a)に示されるように、最外端のリード 8は、最外端スルーホール 4bの中心力電子部品実装時の筐体部 7の中心方向と反対方向にずれてはんだ付けされるため、スルーホールリード 8間の電子部品筐体部中心方向と逆方向の領域 ( A部：図中斜線の付された領域)でのはんだ量が少なくなる。そして、リード 8は図の上方に向力つて筐体部 7の中心方向に曲げられている。ここで、無鉛はんだは錫鉛共晶はんだに比べて、はんだ自身の応力緩和能力が低いため、リード 8が曲げられることによって発生した応力を無鉛はんだで吸収する効果は著しく低い。このため、最外端スルーホール 4bの電子部品実装時の筐体部中心と逆方向のスルーホール部のスル一ホールコーナ部 Bやスルーホール外壁面 Cには大きな応力が力かることとなる。そのため、図 10 (b)に示すように、スルーホールコーナ部にコーナクラック 1 1が発生したり、図 10 (c)に示すように、スルーホールめつき層が剥がれるスルーホール剥離 12 が発生しやすくなり、電子部品の電気的導通不良が起こることになる。

[0017] 同様に、電子部品の筐体部材料の線膨張係数を ex、回路基板の基板材料の線膨張係数を j8としたとき、 aぐ βのケースでは、スルーホールとリード 8との間の電子部品筐体部中心方向の領域でのはんだ量が少なくなるため、最外端スルーホール 4b の電子部品実装時の筐体部中心方向のスルーホール部には大きな応力が印加されることとなる。このため、スルーホールコーナ部にコーナクラックが発生したり、スルーホールめつき層が剥がれるスルーホール剥離 12が発生しやすくなる。このコーナクラック及びスルーホール剥離 12により、電子部品の電気的導通不良が発生する。

[0018] 本発明の目的は、挿入型電子部品を無鉛はんだを用いて実装しても、スルーホールコーナクラック及びスルーホール剥離が発生することがな、信頼性の高い回路基板及びそれを用いた電子機器を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0019] 本願第 1発明に係る回路基板は、リード付きの電子部品のリードが挿入されはんだ付けされるスルーホールと、基板表裏面の前記スルーホールの周囲に前記スルーホールを介して電気的に接続されたランドとを有する。そして、この回路基板は、前記電子部品の筐体部材料の線膨張係数を OC、前記回路基板の基板材料の線膨張係数を ι8とし、前記回路基板の前記電子部品の最外端リードが挿入される最外端スル一ホールの中心とこの最外端スルーホールに最も近いスルーホールの中心との距離を！ ^ 、前記電子部品の中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホールの中心とこの中央部スルーホール最も近いスルーホールの中心との距離を Pとして、

を満たすことを特徴とする。

[0020] また、本願第 2発明に係る回路基板は、等間隔で配列されたリードを有するリード付きの電子部品のリードが挿入されはんだ付けされるスルーホールと、基板表裏面の前記スルーホールの周囲に前記スルーホールを介して電気的に接続されたランドとを有する。そして、この回路基板は、前記電子部品の筐体部材料の線膨張係数を《

、前記回路基板の基板材料の線膨張係数を |8とし、前記回路基板の前記電子部品の最外端リードが挿入される最外端スルーホールの中心とこの最外端スルーホールに最も近いスルーホールの中心との距離を！ ³ 、前記最外端スルーホールとこの最外端スルーホールに最も近いスルーホールとに挿入される前記電子部品のリードを結ぶ方向に配列されたリードのピッチを ρとして、

( α - β ) (Ρ^/ -ρ) >0

を満たすことを特徴とする。

[0021] 本発明により、電子部品の筐体部材料の線膨張係数をひ、回路基板の基板材料の線膨張係数を j8としたとき、 α > βのケースでは、スルーホールとリードとの間の電子部品筐体部中心方向と逆方向の領域でのはんだ量が少なくなることを抑制できるので、最外端スルーホールの電子部品実装時の筐体部中心方向と逆方向のスルーホール部に力かる応力を低減できる。また、 aぐ βのケースでは、スルーホールとリードとの間の電子部品筐体部中心方向の領域でのはんだ量が少なくなることを抑制できるので、最外端スルーホールの電子部品実装時の筐体部中心方向のスルーホール部に印加される応力を低減できる。このため、スルーホールコーナ部に発生するコーナクラック及びスルーホールめつき層に発生するスルーホール剥離を防止でき、電子部品の電気的導通を維持できる。

[0022] また、本発明に係る電子機器は、上記いずれかの回路基板にリード付きの電子部品が搭載され、前記電子部品のリードが前記回路基板のスルーホールに挿入され、無鉛はんだによりはんだ付けされていることを特徴とする。

[0023] この電子機器は、前記電子部品の中心に最も近いリードが挿入される中央部スル一ホールの中心と前記中央部スルーホールに最も近いスルーホールの中心との距離、又は、前記最外端スルーホールと前記最外端スルーホールに最も近いスルーホールとに挿入される前記電子部品のリードを結ぶ方向に配列されたリードのピッチを π、前記電子部品の筐体部中心と前記最外端スルーホールの中心との距離を L、前記無鉛はんだの融点と常温（25°C)との差を Δ Tとして、

I Ρ' - π I≥ I α - β I X L X Δ Τ

を満たすことが好ましい。

発明の効果

[0024] 本発明によれば、回路基板に電子部品を搭載し、はんだ付けするとき、最外端スル一ホールでは最外端スルーホールの中心より電子部品の筐体部中心と逆方向の領域内に充填されるはんだ量力最外端スルーホール以外のスルーホールの中心より電子部品の筐体部中心と逆方向の領域内に充填されるはんだ量より多くなる。これにより、はんだ付け工程時において、電子部品の筐体部と回路基板との熱膨張量の差により最外端リードが曲げられることで発生した熱応力を、最外端スルーホールに充填されたはんだで吸収することが可能になる。このため、最外端スルーホールの電子部品の筐体部中心と逆方向のコーナ部及びスルーホール内壁にかかる応力は小さくなる。これにより、最外端スルーホールのスルーホールコーナクラック及びスルーホール剥離の発生を抑制することができる。従って、本発明によれば、無鉛はんだによりはんだ付けを行っても、電子部品の電気的導通不良の発生が抑止され、接続信頼性の高いはんだ付けを行うことが可能になる。

図面の簡単な説明

[0025] [図 1] (a)及び (b)は本発明の第 1の実施形態に係る多層回路基板の夫々上面図及び断面図である。

[図 2]本発明の第 1の実施の形態の多層回路基板に電子部品を実装した状態を示す断面図である。

[図 3]図 2の部分拡大図である。

[図 4]本発明の第 2の実施形態の多層回路基板を示す上面図である。

[図 5]本発明の第 3の実施形態の多層回路基板を示す上面図である。

[図 6]本発明の第 4実施形態の多層回路基板を示す上面図である。

[図 7] (a)及び (b)は従来の多層回路基板の夫々上面図及び断面図である。

[図 8]従来の多層回路基板に電子部品を実装した状態を示す断面図である。

[図 9]従来の多層回路基板に電子部品を搭載し、はんだ付けを行う前の状態を示す断面図である。

[図 10] (a)乃至 (c)は従来例の問題点を示す断面図である。

符号の説明

[0026] 1 多層回路基板

2 樹脂積層板

3 内層配線

4 スノレーホ一ノレ

4a 中央部スルーホール

4b 最外端スルーホール

4c、4d 隣接スルーホール

5 外層配線

6 ランド

7 筐体部

8 リード

9 はんだフィレット

10 ソルダーレジスト

11 =3—ナクラック

12 スルーホール剥離

発明を実施するための最良の形態

[0027] 次に、本発明の実施の形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。

[0028] [第 1の実施の形態]

図 1 (a)は、本発明の第 1の実施の形態の回路基板を、部品搭載面側から見た上面図であり、図 1 (b)は、図 1 (a)の A— A線による断面図である。多層回路基板には、多くの表面実装型の電子部品又は挿入型の電子部品が実装されるが、図 1は、一挿入型電子部品の実装位置の部分のみを示すものである。他の実施の形態を示す図も同様である。図 1に示されるように、多層回路基板 1は、榭脂積層板 2を基板として形成されており、内部に内層配線 3を有する。多層回路基板 1の電子部品のリードの挿入位置にはスルーホール 4 (4a〜4d)が形成されており、基板表面裏面のスル一ホールの周辺にはランド 6が形成されている。基板表'裏面にはまた外層配線 5が形成されている。

[0029] 図 1には、電子部品が実装された際のその筐体部の中心を通る中心線 Oが鎖線にて示されている。スルーホール 4の内、中心線 Oに近いものが中央部スルーホール 4 a、最も離れて配置されたものが最外端スルーホール 4b、中央部スルーホール 4aに最も近い隣接するスルーホールが隣接スルーホール 4c、最外端スルーホール 4bに最も近い隣接するスルーホールが隣接スルーホール 4dである。本実施の形態においては、多層回路基板の基材には FR— 4を用い、電子部品の筐体部の材質はポリアミドが想定されている。この場合、電子部品の筐体部材料の線膨張係数を a (ppm Z°C)、多層回路基板の基板材料の線膨張係数を |8 (ppmZ°C)とすると、 α > βとなる。本発明に従い、この場合、スルーホール間の間隔 (ピッチ）は、最外端部において中央部より広くなる。即ち、最外端スルーホール 4bとこれに最も近い隣接スルーホール 4dとの中心間距離を! ^ 、中央部スルーホール 4aとこれに最も近い隣接スル一ホール 4cとの中心間距離を Pとして、 P' > Pとする。

[0030] ここで、はんだが凝固する直前において最外端スルーホールの中央部より電子部品の筐体部の中心側に電子部品のリードが位置していることが望ましいことから、電子部品の筐体部中心と最外端スルーホール 4bの中心との距離を L、電子部品の筐体部の線膨張係数を a (ppmZ°C)、前記多層回路基板の線膨張係数 |8 (ppm/ °C)としたとき、

とすることが望ましい。ここに、 Δ Τは、 {はんだ付け工程時での電子部品の筐体部の最高温度 (約 200°C) 常温 (約 25°C) }である。 Δ Τは、（はんだ融点常温）に置き換えてもよい。また、電子部品の筐体部材料の線膨張係数が、多層回路基板の基板材料の線膨張係数よりも小さい場合をも想定すると上式は、

I P' - P I ≥ I - β I X L X Δ Τ (2)

となる。また、上記の式において Ρの代わりに電子部品のリードのピッチを用いて最外端スルーホール 4bとこれに最も近い隣接スルーホール 4dとの中心間距離! ^ を決定し、中央部スルーホール 4aとこれに最も近!、隣接スルーホール 4cとの中心間距離 pについては電子部品のリードピッチとしてもよい。

[0031] このように構成された多層回路基板 1に無鉛はんだによるフロー工程を実施して電子部品を実装する。フロー工程は例えば次のように行われる。

1.多層回路基板の所定の位置に電子部品を搭載、

2.多層回路基板の噴流はんだと接触する側にフラックスを塗布、

3.予備加熱、

4.溶融無鉛はんだを噴流するはんだ槽へ多層回路基板を浸漬、

5.冷却。

[0032] また、フロー工程の主なプロセス条件は、部品搭載面側のランド 6上にも無鉛はんだがあがり、はんだフィレットが形成できるように、例えば次のように設定される。

予備加熱温度： 100°C〜120°C、

コンベア速度： 0. 8mZmin〜l. 2m/min,はんだ噴流：ダブルウェーブ、はんだ槽温度： 250°C士 5°C。

[0033] 図 2は、図 1に示した第 1の実施の形態の多層回路基板に電子部品を実装した状態を示す断面図である。これは、基板材料として FR— 4 (線膨張係数： 10〜25ppm) を用いた多層回路基板に、電子部品として平面形状が長方形でポリアミド (線膨張係数： 50〜85ppm)からなる筐体部 7を有する 8ピンのコネクタを、無鉛はんだ（Sn— 3 . OAg-O. 5Cu)を用いてはんだ付けした後の状態を撮影した断面写真に基づいて作成した図面である。図 2に示されるように、多層回路基板 1に、筐体部 7とリード 8とを有する電子部品が搭載され、スルーホール内及びランド 6上にはんだフィレット 9が形成されている。上記したように、本実施形態においては、スルーホールのうち、電子部品の最外端リードが挿入される最外端スルーホール 4bと隣接スルーホール 4dとの中心間距離 P' 力電子部品の筐体部中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホール 4aと隣接スルーホール 4cとの中心間距離 Pより大きい（すなわち、 P' >P)ため、最外端スルーホール 4bでは筐体部中心と逆方向の領域（図の A部）に充填される無鉛はんだ量が多くなる。その結果、はんだ付け工程時に電子部品のリードが曲げられることによって発生した応力を無鉛はんだで緩和する効果が得られる。この点について図 3を参照してさらに詳しく説明する。 [0034] 図 3は、図 2の左端の最外端スルーホール 4bの部分を拡大して示す断面図である。最外端スルーホール 4bの中心位置が上記式（1)を満たすようになされているため、多層回路基板がはんだ槽に投入され、はんだが凝固する直前には、電子部品のリード 8は最外端スルーホール 4bの中心より右側、すなわち電子部品の筐体部中心寄りに位置している。その状態でまずはんだが凝固し始め、次いで多層回路基板と筐体部 7とが収縮する。ここで多層回路基板の基板材料の線熱膨張係数 |8が筐体部 7 の線熱膨張係数 αより小さい（a > j8 )ため、リードの上部は電子部品の中央部寄りに引っ張られる。そのため、リード 8はその上部が左側に傾いて固定される。これにより、最外端スルーホール 4bの筐体部 7中心力離れる側の内壁とコーナ部は応力を受けることになるが、最外端スルーホール 4bでは筐体部中心と逆方向の部分（図中 A部にて示す）に充填される無鉛はんだ量が多くなつていることにより、最外端スルーホール 4bの受けるこれらの応力は緩和される。その結果、図 10 (b)、（c)に示されるコーナクラック及びスルーホール剥離が発生することが抑制され、高い電気的導通信頼性を確保することが可能になる。

[0035] また、電子部品の筐体部材料の線膨張係数を ex (ppm/°C)、多層回路基板の基板材料の線膨張係数を j8 (ppmZ°C)としたとき、 α < βのケースでは、電子部品の最外端リードが挿入される最外端スルーホール 4bと隣接スルーホール 4dとの中心間距離 P' 1S 電子部品の筐体部中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホール 4aと隣接スルーホール 4cとの中心間距離 Pより小さい（即ち、 P' く P)ため、多層回路基板がはんだ槽に投入され、はんだが凝固する直前には、電子部品のリード 8は最外端スルーホール 4bの中心より電子部品筐体部の中心方向と逆方向寄りに位置している。その状態で、先ず、はんだが凝固し始め、次いで、多層回路基板と筐体部 7とが収縮する。ここで、多層回路基板の基板材料の線膨張係数 |8が筐体部 7 の線膨張係数 αより大きい < j8 )ため、リードの上部は電子部品の中央部と逆方向寄りに引っ張られる。このため、リード 8はその上部が左側に傾いて固定される。これにより、最外端スルーホール 4bの筐体部 7中心方向の内壁とコーナ部は応力を受けることになるが、最外端スルーホール 4bでは筐体部中心方向の部分に充填される無鉛はんだ量が多くなつていることにより、最外端スルーホール 4bの受けるこれらの応力は緩和される。その結果、図 10 (b)、（c)に示されるコーナクラック及びスルーホール剥離が発生することが抑制され、高!、電気的導通信頼性を確保することが可能になる。

[0036] α > βのときには、 Ρ' > Ρであるため、つまり、（ α— j8 ) > 0、（Ρ' — Ρ) > 0なので、（ α— j8 ) (Ρ' — Ρ) > 0となる。また、 α < βのときには、 Ρ' く Ρであるため、つまり、（α— j8 ) < 0、（Ρ' — Ρ) < 0なので、（α— j8 ) (P' — Ρ) > 0となる。以上より - β ) (Ρ — Ρ) > 0を満たすことで、図 10 (b)、 (c)に示されるコーナクラック及びスルーホール剥離が発生することが抑制され、高ヽ電気的導通信頼性を確保することが可能となる。

[0037] [第 2の実施の形態]

図 4は、本発明の第 2の実施の形態の回路基板を、部品搭載面側から見た部分上面図である。図 4において、図 1に示した第 1の実施の形態の部分と同様の部分には同一の参照符号を付し重複する説明は省略する。本実施形態の多層回路基板が、図 1に示した第 1の実施形態のものと相違する点は、第 1の実施形態ではスルーホール 4の平面形状が円形であつたが、本実施形態においては、実装される電子部品の筐体部の長手方向に長い長方形となっている点である。本実施形態においては、最外端スルーホール 4bと隣接スルーホール 4dとの中心間距離！ ^ 力電子部品の筐体部中心に最も近!、リードが挿入される中央部スルーホール 4aと隣接スルーホール 4cとの中心間距離 Pより大きくなされていることに加え、スルーホールの平面形状が筐体部の長手方向に長い長方形になされたことにより、第 1の実施形態の場合よりも更に高い応力緩和効果を得ることができる。

[0038] 第 2の実施形態に変更を加え、スルーホールの平面形状を、筐体部の長手方向に長い楕円形、ひょうたん型、又は円を二つ割りにしてその間に長方形を挿入した形状等としてもよい。更には、正方形及び正六角形等の形状としてもよい。

[0039] [第 3の実施の形態]

図 5は、本発明の第 3の実施形態の回路基板を、部品搭載面側から見た部分上面図である。図 5において、図 1に示した第 1の実施の形態の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明は省略する。本実施の形態の多層回路基板の図 1に示される第 1の実施の形態のものと相違する点は、第 1の実施の形態では、最外端スルーホール 4bと隣接スルーホール 4dとの中心間距離！ ^ のみが他のスルーホール中心間距離より長くなされていたが、本実施の形態においては、電子部品実装時の筐体部中心力離れるに連れて徐々にスルーホール間距離が大きくなされる。即ち、図 5に示されるように、筐体部中心に最も近いスルーホール間の距離を Pl、筐体部中心から 2番目、 3番目のスルーホール間距離を P2として、

Pl < P< P2< pz

になされている。

[0040] [第 4の実施の形態]

図 6は、本発明の第 4の実施形態の回路基板を、部品搭載面側から見た部分上面図である。図 4において、図 1に示した第 1の実施の形態の部分と同等の部分には同一の参照符号を付し重複する説明は省略する。本実施の形態の多層回路基板の図 1に示される第 1の実施の形態のものと相違する点は、第 1の実施の形態では、搭載される電子部品がその筐体部の平面形状が長方形でそのリードがライン状に配列されていたのに対し、本実施の形態の回路基板に搭載される電子部品では、リードが筐体部中心力放射状に配列されている点である。

[0041] 本実施の形態においても、最外端スルーホール 4bと、電子部品の筐体部中心と電子部品の最外端リードを結ぶ放射線上で最外端スルーホール 4bと最も近い隣接スルーホール 4dとの中心間距離! ^ 力中央部スルーホール 4aと、電子部品の筐体部中心と電子部品の最外端リードを結ぶ放射線上で中央部スルーホールと最も近ヽ隣接スルーホール 4cとの中心間距離 pより大きいことにより、第 1の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態と第 2実施形態及び第 3の実施形態と組み合わせることもできる。

産業上の利用可能性

[0042] 本発明によれば、無鉛はんだによるはんだ付けにぉ、て、電子部品の電気的導通不良の発生が抑制されるので、接続信頼性が高い回路基板を得ることができる。

Claims

請求の範囲

[1] リード付きの電子部品のリードが挿入されはんだ付けされるスルーホールと、

基板表裏面の前記スルーホールの周囲に前記スルーホールを介して電気的に接続されたランドと

を有し、

前記電子部品の筐体部材料の線膨張係数を OC、前記回路基板の基板材料の線膨張係数を ι8とし、前記回路基板の前記電子部品の最外端リードが挿入される最外端スルーホールの中心と該最外端スルーホールに最も近いスルーホールの中心との距離を！ ^ 、前記電子部品の中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホールの中心と該中央部スルーホール最も近いスルーホールの中心との距離を Pとして、

を満たすことを特徴とする回路基板。

[2] 等間隔で配列されたリードを有するリード付きの電子部品の前記リードが挿入されはんだ付けされるスルーホールと、

基板表裏面の前記スルーホールの周囲に前記スルーホールを介して電気的に接続されたランドと、

を有し、

前記電子部品の筐体部材料の線膨張係数を OC、前記回路基板の基板材料の線膨張係数を ι8とし、前記回路基板の前記電子部品の最外端リードが挿入される最外端スルーホールの中心と前記最外端スルーホールに最も近いスルーホールの中心との距離を！ ^ 、前記最外端スルーホールと前記最外端スルーホールに最も近いスルーホールとに挿入される前記電子部品のリードを結ぶ方向に配列されたリードのピッチを Pとして、

( α - β ) (Ρ^/ -ρ) > 0

を満たすことを特徴とする回路基板。

[3] 互いに隣接するスルーホールの中心間の距離は、前記電子部品の中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホール力前記電子部品の最外端リードが挿入される最外端スルーホールに向力つて徐々に変化することを特徴とする請求項 1又は 2 に記載の回路基板。

[4] 前記電子部品のリードは、ライン状又は前記電子部品が実装された際の前記電子部品の筐体部中心より放射線状に配列されていることを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の回路基板。

[5] 前記スルーホールの平面形状は、円形、楕円形、正方形、長方形、又は、二つの半円の間に長方形を挟んだ形状であることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれ力 1項に記載の回路基板。

[6] 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の回路基板にリード付きの電子部品が搭載され、前記電子部品のリードが前記回路基板のスルーホールに挿入され、無鉛はんだによりはんだ付けされていることを特徴とする電子機器。

[7] 前記電子部品の中心に最も近いリードが挿入される中央部スルーホールの中心と前記中央部スルーホールに最も近いスルーホールの中心との距離、又は、前記最外端スルーホールと前記最外端スルーホールに最も近いスルーホールとに挿入される前記電子部品のリードを結ぶ方向に配列されたリードのピッチを π、前記電子部品の筐体部中心と前記最外端スルーホールの中心との距離を L、前記無鉛はんだの融点と常温（25°C)との差を Δ Tとして、

I Ρ' - π I≥ I α - β I X L X ΔΤ

を満たすことを特徴とする請求項 6に記載の電子機器。