回路基板及びこれを用いた電子機器
【課題】鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなく、ランドの腐食を防止し、且つ、はんだ剥離やランド剥離を抑えることができる回路基板及びこれを用いた電子機器を提供する。
【解決手段】回路基板１１には、ランド１１４に、八個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。各バイアホール１２は、ランド１１４の両面を絶縁基板１１１を介して貫通している。各バイアホール１２の径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている。熱伝導性膜１３は、各バイアホール１２の内壁に形成されている。この熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して結合している。各はんだ材１４は、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａに全体的に設けられている。
【解決手段】回路基板１１には、ランド１１４に、八個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。各バイアホール１２は、ランド１１４の両面を絶縁基板１１１を介して貫通している。各バイアホール１２の径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている。熱伝導性膜１３は、各バイアホール１２の内壁に形成されている。この熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して結合している。各はんだ材１４は、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａに全体的に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、回路基板及びこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示すように、従来の電子機器１０１は、回路基板１１０に電子部品が実装されて構成されている。回路基板１１０は、例えば、ガラスエポキシ製の絶縁基板１１１の両面に、銅箔から成る配線パターン１１２、１１２が形成されている。配線パターン１１２は、ライン１１３とランド１１４とから構成されている。
【０００３】
両面のライン１１３、１１３の端部には、スルーホール１１５が設けられている。このスルーホール１１５は、両面のライン１１３、１１３を接続するものである。ランド１１４は、スルーホール１１５の外周部に被覆されており、平面視でリング状に形成されている。なお、絶縁基板１１１の両面においてランド１１４以外の部分には、ソルダーレジスト１１６が被覆されている。
【０００４】
一方、電子部品は、リード１２０がスルーホール１１５に通されてランド１１４にはんだ付けされている。これにより、回路基板１１０の両面側には、リード１２０とランド１１４との接続部分に、はんだフィレット１３０、１３０が形成されている。リード１２０は、このはんだフィレット１３０、１３０によって両面の配線パターン１１２、１１２に接続されている。
【０００５】
以上のように構成されている電子機器１０１の製造において、鉛フリーはんだ（例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ）を使用すると、はんだが固まる際に、はんだ剥離やランド剥離が生じる。はんだ剥離は、図１１の矢印Ｓに示すように、はんだフィレット１３０がランド１１４から剥がれる現象である。一方、ランド剥離は、矢印Ｔに示すようにランド１１４が絶縁基板１１１から剥がれる現象である。このような現象が生じることにより、上記の電子機器１０１では、電気的接続信頼性が低下したり、振動・熱サイクルなどの応力に対する接続耐久性が低下してしまう。
【０００６】
これを解決するために、図１２のような電子機器２０１が提案されている（特許文献１参照）。なお、この電子機器２０１では、上記の電子機器１０１と同じ部分に同じ符号を付している。この電子機器２０１には、回路基板２１０に補助スルーホール２１１が設けられている。この補助スルーホール２１１は、ランド１１４の両面を、絶縁基板１１１を介して貫通している。したがって、リード１２０のはんだ付けの際には、補助スルーホール２１１にはんだ１３１が通ることにより、はんだフィレット１３０がランド１１４に結合するため、はんだ剥離が抑えられている。また、補助スルーホール２１１にはんだ１３１が通ることにより、絶縁基板１１１とランド１１４とが結合するため、ランド剥離が抑えられている。
【特許文献１】特開２００５−３１１０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、補助スルーホール２１１の径が所定の大きさよりも小さい場合には、図１３に示すように、補助スルーホール２１１を通るはんだ１３１がリード１２０の挿入側面１１４ａまで上がらない。このため、挿入側面１１４ａには、図１２のようなはんだフィレット１３０が形成されない。その結果、リード挿入側面１１４ａが露出するため、ランド１１４が腐食してしまい、電気的接続信頼性が低下してしまう。なお、挿入側面１１４ａとは、ランド１１４の両面側において、スルーホール１１５に電子部品のリード１２０が挿入される側の面である。
【０００８】
一方、補助スルーホール２１１の径が所定の大きさ以上であれば、挿入側面１１４ａにはんだフィレット１３０は形成される。しかし、リード１２０がランド１１４に十分はんだ付けされるように、ランド１１４の大きさを図１０のランド１１４よりも大きくする必要がある。この場合には、ランド間隔が十分確保出来ずにブリッジが発生しやすくなる。
【０００９】
本件発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなく、ランドの腐食を防止し、且つ、はんだ剥離やランド剥離を抑えることができる回路基板及びこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本件発明の請求項１に記載の回路基板では、両面にラインが形成される絶縁基板に、両面のラインを接続するためのスルーホールが設けられ、このスルーホールの外周部には、このスルーホールに通された電子部品のリードをはんだ付けするためのランドが被覆されている回路基板において、前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して貫通するバイアホールを設け、このバイアホールの径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている一方、このバイアホールの内壁に、前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して結合する熱伝導性膜を形成し、さらに、前記ランドの両面側で前記リードの挿入側面となる方に、はんだフィレットを形成するためのはんだ材を全体的に設けたことを特徴としている。
【００１１】
かかる構成において、鉛フリーはんだを用いて請求項１に記載の回路基板に電子部品を実装する際には、まず、スルーホールに電子部品のリードを通す。次に、ランドにおいてリードの挿入側面と反対側の面からリードのはんだ付けを行う。このとき、はんだ熱が、バイアホールの熱伝導性膜を介して挿入側面に伝えられてはんだ材が溶ける。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、挿入側面にはんだフィレットが形成される。
【００１２】
また、バイアホール内の熱伝導性膜は、ランドの両面と絶縁基板とを結合しているので、ランドと絶縁基板との面接触力が高まる。また、はんだフィレットは熱伝導性膜と結合することにより絶縁基板と結合する。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まる。
【００１３】
また、本件発明の請求項２に記載の回路基板は、請求項１に記載の回路基板において、前記はんだ材を、前記リードの挿入側面で、少なくとも一つの前記バイアホールを覆うように設けたことを特徴としている。
【００１４】
かかる構成において、請求項２に記載の回路基板は、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、はんだ材に熱が伝わりやすくなるので、はんだフィレットがはやく形成される。
【００１５】
また、本件発明の請求項３に記載の回路基板は、請求項１または請求項２に記載の回路基板において、前記バイアホールを、前記スルーホールを間において対向するように設けたことを特徴としている。
【００１６】
かかる構成において、請求項３に記載の回路基板は、スルーホールの片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材全体に熱がはやく伝えられるので、はんだフィレットがはやく形成される。
【００１７】
また、本件発明の請求項４に記載の回路基板は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回路基板において、前記バイアホールを、前記ランドの両面側で、外周端上と内側部分とに設けたことを特徴としている。
【００１８】
かかる構成において、請求項４に記載の回路基板は、バイアホールがランドの内側部分にのみ設けられている回路基板に比べて、はんだ材に伝わる熱量が多くなるので、はんだフィレットがはやく形成される。
【００１９】
また、本件発明の請求項５に記載の回路基板は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回路基板において、前記ランドの両面と前記ラインとの接続部分にティアドロップをそれぞれ形成し、前記バイアホールは、双方のティアドロップと前記ランドとの接続部分に前記絶縁基板を介して貫通するように設けられ、前記熱伝導性膜は、当該バイアホールの内壁に、前記絶縁基板を介して前記ランドの両面と双方のティアドロップとに結合するように形成したことを特徴としている。
【００２０】
かかる構成において、請求項５に記載の回路基板は、熱伝導性膜が形成されたバイアホールがティアドロップとランドとにまたがって設けられていない回路基板と比べて、ティアドロップとランドとの接続力が高まる。
【００２１】
また、本件発明の請求項６に記載の電子機器は、回路基板に電子部品が実装されて構成される電子機器において、前記回路基板に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板を用いたことを特徴としている。
【００２２】
かかる構成において、請求項６に記載の電子機器は、ランドに補助スルーホールを設けなくても、リードの挿入側面にはんだフィレットが形成される。
【００２３】
また、この電子機器は、バイアホールの内壁に形成されている熱伝導性膜が、ランドの両面と絶縁基板とを結合しているため、ランドと絶縁基板との面接触力が高まる。また、はんだフィレットはバイアホールを介して絶縁基板と結合するため、ランドに補助スルーホールを設けなくても、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まる。
【発明の効果】
【００２４】
本件発明の請求項１に記載の回路基板では、ランドにバイアホールを設け、電子部品のリードの挿入側面にはんだ材を設けた。これにより、リードのはんだ付けの際には、はんだ熱によってはんだ材が溶ける。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、挿入側面にはんだフィレットが形成される。よって、請求項１に記載の回路基板は、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなくランドの腐食を防止できる。
【００２５】
さらに、請求項１に記載の回路基板では、バイアホールの内壁に、ランドの両面と絶縁基板とを結合する熱伝導性膜を形成した。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、ランドと絶縁基板の面接触力が高まる。よって、請求項１に記載の回路基板は、ランド剥離を防止できる。
【００２６】
さらに、請求項１に記載の回路基板では、はんだフィレットがバイアホールの熱伝導性膜と結合して絶縁基板と結合する。したがって、ランドに従来のような径の大きい補助スルーホールを設けなくても、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まる。よって、請求項１に記載の回路基板は、はんだ剥離を防止できる。
【００２７】
また、本件発明の請求項２に記載の回路基板では、少なくとも一つのバイアホールを覆うようにはんだ材を設けた。これにより、請求項２に記載の回路基板は、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、はんだ材に熱が伝わりやすくなるので、はんだフィレットがはやく形成される。したがって、リードが回路基板にはやく固定される。よって、請求項２に記載の回路基板は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００２８】
また、本件発明の請求項３に記載の回路基板では、バイアホールを、スルーホールを間において対向するように設けた。これにより、請求項３の回路基板は、スルーホールの片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材全体に熱がはやく伝わるので、はんだフィレットがはやく形成される。したがって、リードが回路基板にはやく固定される。よって、請求項３に記載の回路基板は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００２９】
また、本件発明の請求項４に記載の回路基板では、前記バイアホールを、前記ランドの外周端上と、前記ランドの内側部分とに設けた。これにより、請求項４の回路基板は、バイアホールがランドの内側部分にのみ設けられている回路基板に比べて、はんだ材に伝わる熱量が多くなるので、はんだフィレットがはやく形成される。したがって、リードが回路基板にはやく固定される。よって、請求項４に記載の回路基板は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００３０】
また、本件発明の請求項５に記載の回路基板は、ランドの両面とラインとの接続部分にティアドロップをそれぞれ形成し、双方の接続部分にバイアホールを設け、熱伝導性膜を絶縁基板を介してランドの両面と双方のティアドロップとに結合するように形成した。これにより、請求項５に記載の回路基板は、熱伝導性膜が形成されたバイアホールがティアドロップとランドとの接続部分に設けられていない回路基板と比べて、ティアドロップとランドとの接続力が高まる。よって、請求項５に記載の回路基板は、ランドとラインの接続部分の断線防止性を高めることができる。
【００３１】
また、本件発明の請求項６に記載の電子機器では、回路基板に本件発明の請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板を用いた。これにより、ランドに補助スルーホールを設けなくても、リードの挿入側面にはんだフィレットが形成される。よって、請求項６に記載の電子機器は、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなくランドの腐食を防止できる。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の電子機器は、ランドと絶縁基板との面接触力が高まるので、ランド剥離を防止できる。さらに、請求項６に記載の電子機器は、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まるので、はんだ剥離を防止できる。また、請求項６に記載の電子機器は、本件発明の請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板が有する効果も併せて得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本件発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
【００３４】
第１の実施の形態：
図１は、本件発明の第１の実施の形態を示す回路基板１１の要部の平面図である。なお、本実施の形態において従来の回路基板１１０（図１０参照）と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心に説明する。本実施の形態の回路基板１１には、ランド１１４に、八個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。
【００３５】
八個のバイアホール１２は、ランド１１４の両面側の周縁部で等間隔に配置されている。各バイアホール１２は、図２に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して貫通している。各バイアホール１２の径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている。
【００３６】
熱伝導性膜１３は、図１にも示すように、各バイアホール１２の内壁に形成されている。この熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して結合している。本実施の形態では、熱伝導性膜１３として銅箔が用いられている。この熱伝導性膜１３は、配線パターン１１２の形成時に、ライン１１３やランド１１４と一緒に形成される。
【００３７】
四枚のはんだ材１４は、図１に示すように、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面（図１では上面）１１４ａに全体的に印刷して設けられている。これを具体的に説明する。各はんだ材１４は扇形に形成されている。各はんだ材１４は、スルーホール１１５と所定の間隔をあけて、斜め方向に位置するバイアホール１２を覆うように設けられている。なお、各はんだ材１４の設置位置をこのようにした理由は、はんだ材１４を印刷する前のマスキング作業をしやすくするためである。
【００３８】
以上のように構成されている回路基板１１において、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装方法を説明する。図２に示すように、まず、スルーホール１１５に上方から電子部品のリード１２０を通す。次に、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａと反対側の面１１４ｂからリード１２０のはんだ付けを行う。このときに、はんだに加えられる熱（はんだ熱）が、バイアホール１２内の熱伝導性膜１３を介して挿入側面１１４ａに伝えられる。これにより、挿入側面１１４ａに印刷されているはんだ材１４が溶ける。その結果、図３に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂにはんだフィレット１３０、１３０が形成される。このフィレット１３０、１３０によってリード１２０が回路基板１１に固定されて電子機器１が出来上がる。
【００３９】
このように本実施の形態では、ランド１１４に、従来のような径の大きい補助スルーホール２１１（図１２参照）を設けなくても、はんだフィレット１３０は形成されるため、ランド１１４を大きくする必要がない。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、鉛フリーはんだを用いても、ランド１１４の大きさを変えることなくランド１１４の腐食を防止できる。
【００４０】
また、熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと絶縁基板１１１とを結合している。したがって、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４と絶縁基板１１１との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、ランド剥離を防止できる。
【００４１】
また、はんだ付け作業後には、はんだフィレット１３０は熱伝導性膜１３と結合する。これにより、はんだフィレット１３０は熱伝導性膜１３を介して絶縁基板１１１と結合する。したがって、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４とはんだフィレット１３０との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、はんだ剥離を防止できる。
【００４２】
また、本実施の形態の回路基板１１では、はんだ材１４をバイアホール１２を覆うように設けた。これにより、この回路基板１１は、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、はんだ材１４に熱が伝わりやすくなるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板１１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００４３】
また、本実施の形態の回路基板１１では、バイアホール１２を、スルーホール１１５を間において対向するように設けた。これにより、この回路基板１１は、スルーホール１１５の片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材１４全体に熱がはやく伝わるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板１１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、電子部品の実装作業の作業効率をさらに高めることができる。
【００４４】
第２の実施の形態：
図４は、本件発明の第２の実施の形態を示す回路基板２１の要部の平面図である。なお、本実施の形態において第１の実施の形態の回路基板１１と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
本実施の形態の回路基板２１の配線パターン２２は、ランド１１４の両面に二本のライン１１３が接続して形成されている。ランド１１４と各ライン１１３との接続部分には、ティアドロップ２３が形成されている。各ティアドロップ２３の形状は半円状である。本実施の形態では、各ティアドロップ２３に銅箔が用いられており、配線パターン２２の形成時にライン１１３やランド１１４と一緒に形成される。さらに、ランド１１４には、八個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。
【００４６】
八個のバイアホール１２は、第一の実施の形態と同様に、ランド１１４の両面側の周縁部に配置されている。八個のバイアホール１２の内、上下に位置する二個のバイアホール１２は、図５に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂとティアドロップ２３との接続部分を絶縁基板１１１を介して貫通している。なお、それ以外の六個のバイアホール１２は、第１の実施の形態のバイアホール１２と同じ位置に設けられている。
【００４７】
また、上下のバイアホール１２内に形成されている熱伝導性膜１３は、絶縁基板１１１を介してランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと双方のティアドロップ２３、２３とを結合している。また、この二つの熱伝導性膜１３は、他の熱伝導性膜１３と同様に、配線パターン２２の形成時に、ライン１１３やランド１１４、ティアドロップ２３と一緒に形成される。
【００４８】
以上のように構成されている回路基板２１において、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装方法を説明する。図５に示すように、まず、スルーホール１１５に上方から電子部品のリード１２０を通す。次に、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａと反対側の面１１４ｂからリード１２０のはんだ付けを行う。このときに、はんだに加えられる熱（はんだ熱）が、バイアホール１２内の熱伝導性膜１３を介して挿入側面１１４ａに伝えられる。これにより、挿入側面１１４ａに印刷されているはんだ材１４が溶ける。
【００４９】
その結果、図６に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂにはんだフィレット１３０、１３０が形成される。このフィレット１３０、１３０によってリード１２０が回路基板２１に固定されて電子機器２が出来上がる。
【００５０】
このように本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、ランド１１４に従来のような径の大きい補助スルーホール２１１（図１２参照）を設けなくても、はんだフィレット１３０は形成されるので、ランド１１４を大きくする必要がない。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、ランド１１４の腐食を防止できる。
【００５１】
また、上下のバイアホール１２以外の六個のバイアホール１２内に形成されている熱伝導性膜１３は、第１の実施の形態と同様に、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと絶縁基板１１１とを結合している。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、ランド剥離を防止できる。
【００５２】
また、上下のバイアホール１２内の熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと、双方の面にそれぞれ接続しているティアドロップ２３、２３と、絶縁基板１１１とを結合している。したがって、本実施の形態の回路基板２１は、ティアドロップとランドとの接続部分にバイアホールが設けられていない第１の実施の形態の回路基板１１と比べて、ティアドロップ２３、２３とランド１１４との接続力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、ランド１１４とライン１１３との接続部分の断線防止性を高めることができる。
【００５３】
また、はんだ付け作業後には、第１の実施の形態と同様に、はんだフィレット１３０が熱伝導性膜１３を介して絶縁基板１１１と結合する。したがって、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４とはんだフィレット１３０との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、はんだ剥離を防止できる。
【００５４】
また、本実施の形態の回路基板２１では、第１の実施の形態の回路基板１１と同様に、はんだ材１４がバイアホール１２を覆うようにしたので、はんだ材がバイアホールから離れている回路基板に比べて、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板２１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００５５】
また、本実施の形態の回路基板２１では、バイアホール１２を、スルーホール１１５を間にして対向させた。これにより、この回路基板１１は、スルーホール１１５の片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材１４の全てに熱がはやく伝わるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板２１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、電子部品の実装作業の作業効率をさらに高めることができる。
【００５６】
第３の実施の形態：
図７は、本件発明の第３の実施の形態を示す回路基板３１の要部の平面図である。なお、本実施の形態において第１の実施の形態の回路基板１１と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００５７】
本実施の形態の回路基板３１は、ランド１１４に、１０個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。
【００５８】
１０個のバイアホール１２は、ランド１１４の両面側において、外周端上に６個、内側部分に４個設けられている。外周端上の６個のバイアホール１２は、スルーホール１１５を間において上下左右に対向して配置されている。内側部分の４個のバイアホール１２は、スルーホール１１５を間において上下左右に対向して配置されている。図８に示すように、各バイアホール１２は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して貫通している。
【００５９】
以上のように構成されている回路基板３１において、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装方法を説明する。図８に示すように、まず、スルーホール１１５に上方から電子部品のリード１２０を通す。次に、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａと反対側の面１１４ｂからリード１２０のはんだ付けを行う。このときに、はんだに加えられる熱（はんだ熱）が、バイアホール１２内の熱伝導性膜１３を介して挿入側面１１４ａに伝えられる。これにより、挿入側面１１４ａにあるはんだ材１４が溶ける。
【００６０】
その結果、図９に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂにはんだフィレット１３０、１３０が形成される。このフィレット１３０、１３０によってリード１２０が回路基板３１に固定されて電子機器３が出来上がる。
【００６１】
このように本実施の形態では、第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に、ランド１１４に、従来のような径の大きい補助スルーホール２１１（図１２参照）を設けなくても、はんだフィレット１３０は形成されるので、ランド１１４を大きくする必要がない。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、ランド１１４の腐食を防止できる。
【００６２】
また、各バイアホール１２内の熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと絶縁基板１１１とを結合している。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、ランド剥離を防止できる。
【００６３】
また、はんだ付け作業後には、はんだフィレット１３０は熱伝導性膜１３を介して絶縁基板１１１と結合するので、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４とはんだフィレット１３０との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、はんだ剥離を防止できる。
【００６４】
また、本実施の形態では、１０個のバイアホール１２を、ランド１１４の外周端上と、内側部分とに設けた。その結果、第１の実施の形態や第２の実施の形態に比べて、バイアホール１２の設置数が多くなる。これに伴い、はんだ付け作業時においてはんだ材１４に伝わる熱量が多くなるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板３１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００６５】
以上、本件発明にかかる実施の形態を例示したが、これらの実施の形態は本件発明の内容を限定するものではない。また、本件発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。
【００６６】
例えば、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、四枚のはんだ材１４の全てが、バイアホール１２を覆うようにした。しかし、少なくとも一枚のはんだ材１４がバイアホール１２を覆うようにすれば良い。この場合でも、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、リード１２０が回路基板１１にはやく固定されるので、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。また、ランド１１４の形状は、実施の形態のように環状に限定する必要はない。また、バイアホール１２の配置数や配置位置についても、実施の形態に限定する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように本件発明の回路基板や電子機器は、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなく、ランドの腐食を防止し、且つ、はんだ剥離やランド剥離を抑えることができる。したがって、本件発明の回路基板や電子機器を、回路基板や電子機器の技術分野で十分に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本件発明の第１の実施の形態を示す回路基板の要部の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施の形態を示す電子機器の断面図である。
【図４】本件発明の第２の実施の形態を示す回路基板の要部の正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】同実施の形態の電子機器の断面図である。
【図７】本件発明の第３の実施の形態を示す回路基板の要部の正面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】同実施の形態の電子機器の断面図である。
【図１０】従来の電子機器の断面図である。
【図１１】図１０の電子機器においてはんだ剥離とランド剥離を示す断面図である。
【図１２】補助スルーホールが設けられた従来の電子機器の断面図である。
【図１３】図１２の電子機器の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 電子機器
２ 電子機器
３ 電子機器
１１ 回路基板
１２ バイアホール
１３ 熱伝導性膜
２１ 回路基板
２３ ティアドロップ
３１ 回路基板
１１１ 絶縁基板
１１３ ライン
１１４ ランド
１１４ａ リードの挿入側面
１１５ スルーホール
１２０ 電子部品のリード
１３０ はんだフィレット
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、回路基板及びこれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示すように、従来の電子機器１０１は、回路基板１１０に電子部品が実装されて構成されている。回路基板１１０は、例えば、ガラスエポキシ製の絶縁基板１１１の両面に、銅箔から成る配線パターン１１２、１１２が形成されている。配線パターン１１２は、ライン１１３とランド１１４とから構成されている。
【０００３】
両面のライン１１３、１１３の端部には、スルーホール１１５が設けられている。このスルーホール１１５は、両面のライン１１３、１１３を接続するものである。ランド１１４は、スルーホール１１５の外周部に被覆されており、平面視でリング状に形成されている。なお、絶縁基板１１１の両面においてランド１１４以外の部分には、ソルダーレジスト１１６が被覆されている。
【０００４】
一方、電子部品は、リード１２０がスルーホール１１５に通されてランド１１４にはんだ付けされている。これにより、回路基板１１０の両面側には、リード１２０とランド１１４との接続部分に、はんだフィレット１３０、１３０が形成されている。リード１２０は、このはんだフィレット１３０、１３０によって両面の配線パターン１１２、１１２に接続されている。
【０００５】
以上のように構成されている電子機器１０１の製造において、鉛フリーはんだ（例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ）を使用すると、はんだが固まる際に、はんだ剥離やランド剥離が生じる。はんだ剥離は、図１１の矢印Ｓに示すように、はんだフィレット１３０がランド１１４から剥がれる現象である。一方、ランド剥離は、矢印Ｔに示すようにランド１１４が絶縁基板１１１から剥がれる現象である。このような現象が生じることにより、上記の電子機器１０１では、電気的接続信頼性が低下したり、振動・熱サイクルなどの応力に対する接続耐久性が低下してしまう。
【０００６】
これを解決するために、図１２のような電子機器２０１が提案されている（特許文献１参照）。なお、この電子機器２０１では、上記の電子機器１０１と同じ部分に同じ符号を付している。この電子機器２０１には、回路基板２１０に補助スルーホール２１１が設けられている。この補助スルーホール２１１は、ランド１１４の両面を、絶縁基板１１１を介して貫通している。したがって、リード１２０のはんだ付けの際には、補助スルーホール２１１にはんだ１３１が通ることにより、はんだフィレット１３０がランド１１４に結合するため、はんだ剥離が抑えられている。また、補助スルーホール２１１にはんだ１３１が通ることにより、絶縁基板１１１とランド１１４とが結合するため、ランド剥離が抑えられている。
【特許文献１】特開２００５−３１１０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、補助スルーホール２１１の径が所定の大きさよりも小さい場合には、図１３に示すように、補助スルーホール２１１を通るはんだ１３１がリード１２０の挿入側面１１４ａまで上がらない。このため、挿入側面１１４ａには、図１２のようなはんだフィレット１３０が形成されない。その結果、リード挿入側面１１４ａが露出するため、ランド１１４が腐食してしまい、電気的接続信頼性が低下してしまう。なお、挿入側面１１４ａとは、ランド１１４の両面側において、スルーホール１１５に電子部品のリード１２０が挿入される側の面である。
【０００８】
一方、補助スルーホール２１１の径が所定の大きさ以上であれば、挿入側面１１４ａにはんだフィレット１３０は形成される。しかし、リード１２０がランド１１４に十分はんだ付けされるように、ランド１１４の大きさを図１０のランド１１４よりも大きくする必要がある。この場合には、ランド間隔が十分確保出来ずにブリッジが発生しやすくなる。
【０００９】
本件発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなく、ランドの腐食を防止し、且つ、はんだ剥離やランド剥離を抑えることができる回路基板及びこれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために本件発明の請求項１に記載の回路基板では、両面にラインが形成される絶縁基板に、両面のラインを接続するためのスルーホールが設けられ、このスルーホールの外周部には、このスルーホールに通された電子部品のリードをはんだ付けするためのランドが被覆されている回路基板において、前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して貫通するバイアホールを設け、このバイアホールの径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている一方、このバイアホールの内壁に、前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して結合する熱伝導性膜を形成し、さらに、前記ランドの両面側で前記リードの挿入側面となる方に、はんだフィレットを形成するためのはんだ材を全体的に設けたことを特徴としている。
【００１１】
かかる構成において、鉛フリーはんだを用いて請求項１に記載の回路基板に電子部品を実装する際には、まず、スルーホールに電子部品のリードを通す。次に、ランドにおいてリードの挿入側面と反対側の面からリードのはんだ付けを行う。このとき、はんだ熱が、バイアホールの熱伝導性膜を介して挿入側面に伝えられてはんだ材が溶ける。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、挿入側面にはんだフィレットが形成される。
【００１２】
また、バイアホール内の熱伝導性膜は、ランドの両面と絶縁基板とを結合しているので、ランドと絶縁基板との面接触力が高まる。また、はんだフィレットは熱伝導性膜と結合することにより絶縁基板と結合する。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まる。
【００１３】
また、本件発明の請求項２に記載の回路基板は、請求項１に記載の回路基板において、前記はんだ材を、前記リードの挿入側面で、少なくとも一つの前記バイアホールを覆うように設けたことを特徴としている。
【００１４】
かかる構成において、請求項２に記載の回路基板は、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、はんだ材に熱が伝わりやすくなるので、はんだフィレットがはやく形成される。
【００１５】
また、本件発明の請求項３に記載の回路基板は、請求項１または請求項２に記載の回路基板において、前記バイアホールを、前記スルーホールを間において対向するように設けたことを特徴としている。
【００１６】
かかる構成において、請求項３に記載の回路基板は、スルーホールの片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材全体に熱がはやく伝えられるので、はんだフィレットがはやく形成される。
【００１７】
また、本件発明の請求項４に記載の回路基板は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回路基板において、前記バイアホールを、前記ランドの両面側で、外周端上と内側部分とに設けたことを特徴としている。
【００１８】
かかる構成において、請求項４に記載の回路基板は、バイアホールがランドの内側部分にのみ設けられている回路基板に比べて、はんだ材に伝わる熱量が多くなるので、はんだフィレットがはやく形成される。
【００１９】
また、本件発明の請求項５に記載の回路基板は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回路基板において、前記ランドの両面と前記ラインとの接続部分にティアドロップをそれぞれ形成し、前記バイアホールは、双方のティアドロップと前記ランドとの接続部分に前記絶縁基板を介して貫通するように設けられ、前記熱伝導性膜は、当該バイアホールの内壁に、前記絶縁基板を介して前記ランドの両面と双方のティアドロップとに結合するように形成したことを特徴としている。
【００２０】
かかる構成において、請求項５に記載の回路基板は、熱伝導性膜が形成されたバイアホールがティアドロップとランドとにまたがって設けられていない回路基板と比べて、ティアドロップとランドとの接続力が高まる。
【００２１】
また、本件発明の請求項６に記載の電子機器は、回路基板に電子部品が実装されて構成される電子機器において、前記回路基板に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板を用いたことを特徴としている。
【００２２】
かかる構成において、請求項６に記載の電子機器は、ランドに補助スルーホールを設けなくても、リードの挿入側面にはんだフィレットが形成される。
【００２３】
また、この電子機器は、バイアホールの内壁に形成されている熱伝導性膜が、ランドの両面と絶縁基板とを結合しているため、ランドと絶縁基板との面接触力が高まる。また、はんだフィレットはバイアホールを介して絶縁基板と結合するため、ランドに補助スルーホールを設けなくても、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まる。
【発明の効果】
【００２４】
本件発明の請求項１に記載の回路基板では、ランドにバイアホールを設け、電子部品のリードの挿入側面にはんだ材を設けた。これにより、リードのはんだ付けの際には、はんだ熱によってはんだ材が溶ける。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、挿入側面にはんだフィレットが形成される。よって、請求項１に記載の回路基板は、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなくランドの腐食を防止できる。
【００２５】
さらに、請求項１に記載の回路基板では、バイアホールの内壁に、ランドの両面と絶縁基板とを結合する熱伝導性膜を形成した。したがって、ランドに補助スルーホールを設けなくても、ランドと絶縁基板の面接触力が高まる。よって、請求項１に記載の回路基板は、ランド剥離を防止できる。
【００２６】
さらに、請求項１に記載の回路基板では、はんだフィレットがバイアホールの熱伝導性膜と結合して絶縁基板と結合する。したがって、ランドに従来のような径の大きい補助スルーホールを設けなくても、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まる。よって、請求項１に記載の回路基板は、はんだ剥離を防止できる。
【００２７】
また、本件発明の請求項２に記載の回路基板では、少なくとも一つのバイアホールを覆うようにはんだ材を設けた。これにより、請求項２に記載の回路基板は、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、はんだ材に熱が伝わりやすくなるので、はんだフィレットがはやく形成される。したがって、リードが回路基板にはやく固定される。よって、請求項２に記載の回路基板は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００２８】
また、本件発明の請求項３に記載の回路基板では、バイアホールを、スルーホールを間において対向するように設けた。これにより、請求項３の回路基板は、スルーホールの片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材全体に熱がはやく伝わるので、はんだフィレットがはやく形成される。したがって、リードが回路基板にはやく固定される。よって、請求項３に記載の回路基板は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００２９】
また、本件発明の請求項４に記載の回路基板では、前記バイアホールを、前記ランドの外周端上と、前記ランドの内側部分とに設けた。これにより、請求項４の回路基板は、バイアホールがランドの内側部分にのみ設けられている回路基板に比べて、はんだ材に伝わる熱量が多くなるので、はんだフィレットがはやく形成される。したがって、リードが回路基板にはやく固定される。よって、請求項４に記載の回路基板は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００３０】
また、本件発明の請求項５に記載の回路基板は、ランドの両面とラインとの接続部分にティアドロップをそれぞれ形成し、双方の接続部分にバイアホールを設け、熱伝導性膜を絶縁基板を介してランドの両面と双方のティアドロップとに結合するように形成した。これにより、請求項５に記載の回路基板は、熱伝導性膜が形成されたバイアホールがティアドロップとランドとの接続部分に設けられていない回路基板と比べて、ティアドロップとランドとの接続力が高まる。よって、請求項５に記載の回路基板は、ランドとラインの接続部分の断線防止性を高めることができる。
【００３１】
また、本件発明の請求項６に記載の電子機器では、回路基板に本件発明の請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板を用いた。これにより、ランドに補助スルーホールを設けなくても、リードの挿入側面にはんだフィレットが形成される。よって、請求項６に記載の電子機器は、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなくランドの腐食を防止できる。
【００３２】
さらに、請求項６に記載の電子機器は、ランドと絶縁基板との面接触力が高まるので、ランド剥離を防止できる。さらに、請求項６に記載の電子機器は、ランドとはんだフィレットとの面接触力が高まるので、はんだ剥離を防止できる。また、請求項６に記載の電子機器は、本件発明の請求項２〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板が有する効果も併せて得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本件発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
【００３４】
第１の実施の形態：
図１は、本件発明の第１の実施の形態を示す回路基板１１の要部の平面図である。なお、本実施の形態において従来の回路基板１１０（図１０参照）と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心に説明する。本実施の形態の回路基板１１には、ランド１１４に、八個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。
【００３５】
八個のバイアホール１２は、ランド１１４の両面側の周縁部で等間隔に配置されている。各バイアホール１２は、図２に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して貫通している。各バイアホール１２の径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている。
【００３６】
熱伝導性膜１３は、図１にも示すように、各バイアホール１２の内壁に形成されている。この熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して結合している。本実施の形態では、熱伝導性膜１３として銅箔が用いられている。この熱伝導性膜１３は、配線パターン１１２の形成時に、ライン１１３やランド１１４と一緒に形成される。
【００３７】
四枚のはんだ材１４は、図１に示すように、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面（図１では上面）１１４ａに全体的に印刷して設けられている。これを具体的に説明する。各はんだ材１４は扇形に形成されている。各はんだ材１４は、スルーホール１１５と所定の間隔をあけて、斜め方向に位置するバイアホール１２を覆うように設けられている。なお、各はんだ材１４の設置位置をこのようにした理由は、はんだ材１４を印刷する前のマスキング作業をしやすくするためである。
【００３８】
以上のように構成されている回路基板１１において、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装方法を説明する。図２に示すように、まず、スルーホール１１５に上方から電子部品のリード１２０を通す。次に、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａと反対側の面１１４ｂからリード１２０のはんだ付けを行う。このときに、はんだに加えられる熱（はんだ熱）が、バイアホール１２内の熱伝導性膜１３を介して挿入側面１１４ａに伝えられる。これにより、挿入側面１１４ａに印刷されているはんだ材１４が溶ける。その結果、図３に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂにはんだフィレット１３０、１３０が形成される。このフィレット１３０、１３０によってリード１２０が回路基板１１に固定されて電子機器１が出来上がる。
【００３９】
このように本実施の形態では、ランド１１４に、従来のような径の大きい補助スルーホール２１１（図１２参照）を設けなくても、はんだフィレット１３０は形成されるため、ランド１１４を大きくする必要がない。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、鉛フリーはんだを用いても、ランド１１４の大きさを変えることなくランド１１４の腐食を防止できる。
【００４０】
また、熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと絶縁基板１１１とを結合している。したがって、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４と絶縁基板１１１との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、ランド剥離を防止できる。
【００４１】
また、はんだ付け作業後には、はんだフィレット１３０は熱伝導性膜１３と結合する。これにより、はんだフィレット１３０は熱伝導性膜１３を介して絶縁基板１１１と結合する。したがって、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４とはんだフィレット１３０との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、はんだ剥離を防止できる。
【００４２】
また、本実施の形態の回路基板１１では、はんだ材１４をバイアホール１２を覆うように設けた。これにより、この回路基板１１は、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、はんだ材１４に熱が伝わりやすくなるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板１１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００４３】
また、本実施の形態の回路基板１１では、バイアホール１２を、スルーホール１１５を間において対向するように設けた。これにより、この回路基板１１は、スルーホール１１５の片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材１４全体に熱がはやく伝わるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板１１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板１１及び電子機器１は、電子部品の実装作業の作業効率をさらに高めることができる。
【００４４】
第２の実施の形態：
図４は、本件発明の第２の実施の形態を示す回路基板２１の要部の平面図である。なお、本実施の形態において第１の実施の形態の回路基板１１と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００４５】
本実施の形態の回路基板２１の配線パターン２２は、ランド１１４の両面に二本のライン１１３が接続して形成されている。ランド１１４と各ライン１１３との接続部分には、ティアドロップ２３が形成されている。各ティアドロップ２３の形状は半円状である。本実施の形態では、各ティアドロップ２３に銅箔が用いられており、配線パターン２２の形成時にライン１１３やランド１１４と一緒に形成される。さらに、ランド１１４には、八個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。
【００４６】
八個のバイアホール１２は、第一の実施の形態と同様に、ランド１１４の両面側の周縁部に配置されている。八個のバイアホール１２の内、上下に位置する二個のバイアホール１２は、図５に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂとティアドロップ２３との接続部分を絶縁基板１１１を介して貫通している。なお、それ以外の六個のバイアホール１２は、第１の実施の形態のバイアホール１２と同じ位置に設けられている。
【００４７】
また、上下のバイアホール１２内に形成されている熱伝導性膜１３は、絶縁基板１１１を介してランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと双方のティアドロップ２３、２３とを結合している。また、この二つの熱伝導性膜１３は、他の熱伝導性膜１３と同様に、配線パターン２２の形成時に、ライン１１３やランド１１４、ティアドロップ２３と一緒に形成される。
【００４８】
以上のように構成されている回路基板２１において、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装方法を説明する。図５に示すように、まず、スルーホール１１５に上方から電子部品のリード１２０を通す。次に、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａと反対側の面１１４ｂからリード１２０のはんだ付けを行う。このときに、はんだに加えられる熱（はんだ熱）が、バイアホール１２内の熱伝導性膜１３を介して挿入側面１１４ａに伝えられる。これにより、挿入側面１１４ａに印刷されているはんだ材１４が溶ける。
【００４９】
その結果、図６に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂにはんだフィレット１３０、１３０が形成される。このフィレット１３０、１３０によってリード１２０が回路基板２１に固定されて電子機器２が出来上がる。
【００５０】
このように本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、ランド１１４に従来のような径の大きい補助スルーホール２１１（図１２参照）を設けなくても、はんだフィレット１３０は形成されるので、ランド１１４を大きくする必要がない。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、ランド１１４の腐食を防止できる。
【００５１】
また、上下のバイアホール１２以外の六個のバイアホール１２内に形成されている熱伝導性膜１３は、第１の実施の形態と同様に、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと絶縁基板１１１とを結合している。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、ランド剥離を防止できる。
【００５２】
また、上下のバイアホール１２内の熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと、双方の面にそれぞれ接続しているティアドロップ２３、２３と、絶縁基板１１１とを結合している。したがって、本実施の形態の回路基板２１は、ティアドロップとランドとの接続部分にバイアホールが設けられていない第１の実施の形態の回路基板１１と比べて、ティアドロップ２３、２３とランド１１４との接続力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、ランド１１４とライン１１３との接続部分の断線防止性を高めることができる。
【００５３】
また、はんだ付け作業後には、第１の実施の形態と同様に、はんだフィレット１３０が熱伝導性膜１３を介して絶縁基板１１１と結合する。したがって、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４とはんだフィレット１３０との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、はんだ剥離を防止できる。
【００５４】
また、本実施の形態の回路基板２１では、第１の実施の形態の回路基板１１と同様に、はんだ材１４がバイアホール１２を覆うようにしたので、はんだ材がバイアホールから離れている回路基板に比べて、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板２１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００５５】
また、本実施の形態の回路基板２１では、バイアホール１２を、スルーホール１１５を間にして対向させた。これにより、この回路基板１１は、スルーホール１１５の片側にバイアホールが設けられている回路基板と比べて、はんだ材１４の全てに熱がはやく伝わるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板２１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板２１及び電子機器２は、電子部品の実装作業の作業効率をさらに高めることができる。
【００５６】
第３の実施の形態：
図７は、本件発明の第３の実施の形態を示す回路基板３１の要部の平面図である。なお、本実施の形態において第１の実施の形態の回路基板１１と同じ部分には同じ符号を付し、異なる部分を中心に説明する。
【００５７】
本実施の形態の回路基板３１は、ランド１１４に、１０個のバイアホール１２及び熱伝導性膜１３と、四枚のはんだ材１４が設けられている。
【００５８】
１０個のバイアホール１２は、ランド１１４の両面側において、外周端上に６個、内側部分に４個設けられている。外周端上の６個のバイアホール１２は、スルーホール１１５を間において上下左右に対向して配置されている。内側部分の４個のバイアホール１２は、スルーホール１１５を間において上下左右に対向して配置されている。図８に示すように、各バイアホール１２は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂを絶縁基板１１１を介して貫通している。
【００５９】
以上のように構成されている回路基板３１において、鉛フリーはんだを用いた電子部品の実装方法を説明する。図８に示すように、まず、スルーホール１１５に上方から電子部品のリード１２０を通す。次に、ランド１１４においてリード１２０の挿入側面１１４ａと反対側の面１１４ｂからリード１２０のはんだ付けを行う。このときに、はんだに加えられる熱（はんだ熱）が、バイアホール１２内の熱伝導性膜１３を介して挿入側面１１４ａに伝えられる。これにより、挿入側面１１４ａにあるはんだ材１４が溶ける。
【００６０】
その結果、図９に示すように、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂにはんだフィレット１３０、１３０が形成される。このフィレット１３０、１３０によってリード１２０が回路基板３１に固定されて電子機器３が出来上がる。
【００６１】
このように本実施の形態では、第１の実施の形態や第２の実施の形態と同様に、ランド１１４に、従来のような径の大きい補助スルーホール２１１（図１２参照）を設けなくても、はんだフィレット１３０は形成されるので、ランド１１４を大きくする必要がない。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、ランド１１４の腐食を防止できる。
【００６２】
また、各バイアホール１２内の熱伝導性膜１３は、ランド１１４の両面１１４ａ、１１４ｂと絶縁基板１１１とを結合している。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、ランド剥離を防止できる。
【００６３】
また、はんだ付け作業後には、はんだフィレット１３０は熱伝導性膜１３を介して絶縁基板１１１と結合するので、ランド１１４に補助スルーホールを設けなくても、ランド１１４とはんだフィレット１３０との面接触力が高まる。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、はんだ剥離を防止できる。
【００６４】
また、本実施の形態では、１０個のバイアホール１２を、ランド１１４の外周端上と、内側部分とに設けた。その結果、第１の実施の形態や第２の実施の形態に比べて、バイアホール１２の設置数が多くなる。これに伴い、はんだ付け作業時においてはんだ材１４に伝わる熱量が多くなるので、はんだフィレット１３０がはやく形成される。したがって、リード１２０が回路基板３１にはやく固定される。よって、本実施の形態の回路基板３１及び電子機器３は、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。
【００６５】
以上、本件発明にかかる実施の形態を例示したが、これらの実施の形態は本件発明の内容を限定するものではない。また、本件発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。
【００６６】
例えば、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、四枚のはんだ材１４の全てが、バイアホール１２を覆うようにした。しかし、少なくとも一枚のはんだ材１４がバイアホール１２を覆うようにすれば良い。この場合でも、はんだ材がバイアホールから離れて設けられている回路基板に比べて、リード１２０が回路基板１１にはやく固定されるので、電子部品の実装作業の作業効率を高めることができる。また、ランド１１４の形状は、実施の形態のように環状に限定する必要はない。また、バイアホール１２の配置数や配置位置についても、実施の形態に限定する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように本件発明の回路基板や電子機器は、鉛フリーはんだを用いても、ランドの大きさを変えることなく、ランドの腐食を防止し、且つ、はんだ剥離やランド剥離を抑えることができる。したがって、本件発明の回路基板や電子機器を、回路基板や電子機器の技術分野で十分に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本件発明の第１の実施の形態を示す回路基板の要部の正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施の形態を示す電子機器の断面図である。
【図４】本件発明の第２の実施の形態を示す回路基板の要部の正面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】同実施の形態の電子機器の断面図である。
【図７】本件発明の第３の実施の形態を示す回路基板の要部の正面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】同実施の形態の電子機器の断面図である。
【図１０】従来の電子機器の断面図である。
【図１１】図１０の電子機器においてはんだ剥離とランド剥離を示す断面図である。
【図１２】補助スルーホールが設けられた従来の電子機器の断面図である。
【図１３】図１２の電子機器の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 電子機器
２ 電子機器
３ 電子機器
１１ 回路基板
１２ バイアホール
１３ 熱伝導性膜
２１ 回路基板
２３ ティアドロップ
３１ 回路基板
１１１ 絶縁基板
１１３ ライン
１１４ ランド
１１４ａ リードの挿入側面
１１５ スルーホール
１２０ 電子部品のリード
１３０ はんだフィレット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面にラインが形成される絶縁基板に、両面のラインを接続するためのスルーホールが設けられ、このスルーホールの外周部には、このスルーホールに通された電子部品のリードをはんだ付けするためのランドが被覆されている回路基板において、
前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して貫通するバイアホールを設け、このバイアホールの径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている一方、このバイアホールの内壁に、前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して結合する熱伝導性膜を形成し、さらに、前記ランドの両面側で前記リードの挿入側面となる方に、はんだフィレットを形成するためのはんだ材を全体的に設けたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記はんだ材を、前記リードの挿入側面で、少なくとも一つの前記バイアホールを覆うように設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記バイアホールを、前記スルーホールを間において対向するように設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記バイアホールを、前記ランドの両面側で、外周端上と内側部分とに設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記ランドの両面と前記ラインとの接続部分にティアドロップをそれぞれ形成し、前記バイアホールは、双方のティアドロップと前記ランドとの接続部分に前記絶縁基板を介して貫通するように設けられ、前記熱伝導性膜は、当該バイアホールの内壁に、前記絶縁基板を介して前記ランドの両面と双方のティアドロップとに結合するように形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
回路基板に電子部品が実装されて構成される電子機器において、
前記回路基板に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
【請求項１】
両面にラインが形成される絶縁基板に、両面のラインを接続するためのスルーホールが設けられ、このスルーホールの外周部には、このスルーホールに通された電子部品のリードをはんだ付けするためのランドが被覆されている回路基板において、
前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して貫通するバイアホールを設け、このバイアホールの径は、はんだが侵入不可な大きさに設定されている一方、このバイアホールの内壁に、前記ランドの両面を前記絶縁基板を介して結合する熱伝導性膜を形成し、さらに、前記ランドの両面側で前記リードの挿入側面となる方に、はんだフィレットを形成するためのはんだ材を全体的に設けたことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記はんだ材を、前記リードの挿入側面で、少なくとも一つの前記バイアホールを覆うように設けたことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記バイアホールを、前記スルーホールを間において対向するように設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記バイアホールを、前記ランドの両面側で、外周端上と内側部分とに設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項５】
前記ランドの両面と前記ラインとの接続部分にティアドロップをそれぞれ形成し、前記バイアホールは、双方のティアドロップと前記ランドとの接続部分に前記絶縁基板を介して貫通するように設けられ、前記熱伝導性膜は、当該バイアホールの内壁に、前記絶縁基板を介して前記ランドの両面と双方のティアドロップとに結合するように形成したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の回路基板。
【請求項６】
回路基板に電子部品が実装されて構成される電子機器において、
前記回路基板に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の回路基板を用いたことを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−１７６９１５（Ｐ２００９−１７６９１５Ａ）
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３４４５（Ｐ２００８−１３４４５）
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月６日（２００９．８．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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