JP2004228261A - Printed circuit board - Google Patents
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Abstract
【課題】鉛フリーはんだを用いるフロー工法において、はんだが十分に上面側ランド電極に濡れ広がり、且つリフトオフおよびランド剥離を発生しないプリント回路板を提供する。
【解決手段】上面側ランド電極12aの外周部に3つ以上のミニバイヤ14を形成する。ミニバイヤ14の伝熱効果によって上面側ランド電極12aの外周部の加熱および冷却が促進され、はんだの濡れ性が向上し且つリフトオフの発生が防止される。また、ミニバイヤ14の補強効果によって、ランド剥離の発生が防止される。ミニバイヤをランド電極12aの外に配してミニバイヤとランド電極とを金属層でつなげても良い。
【選択図】 図1An object of the present invention is to provide a printed circuit board in which, in a flow method using lead-free solder, the solder sufficiently spreads on the upper surface side land electrodes and does not cause lift-off and land peeling.
Abstract: Three or more mini-vias are formed on an outer peripheral portion of an upper surface side land electrode. Due to the heat transfer effect of the mini-via 14, heating and cooling of the outer peripheral portion of the upper surface side land electrode 12a are promoted, so that solder wettability is improved and occurrence of lift-off is prevented. In addition, the reinforcement effect of the mini-via 14 prevents occurrence of land peeling. The mini via may be arranged outside the land electrode 12a, and the mini via and the land electrode may be connected by a metal layer.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント回路板の構造に関するものであって、はんだの鉛フリー化に対応するためのものである。
【0002】
【従来の技術】
プリント回路板に電子部品を実装する方法として一般的に採用されている工法には、表面実装型電子部品に適用されるリフロー工法と、挿入実装型電子部品(以下では「挿入実装部品」という)に適用されるフロー工法とがある。リフロー工法は、はんだペースト等を電極等のはんだ付け部に予めスクリーン印刷等で供給しておき、その上に表面実装型電子部品を搭載した状態で、赤外線や熱風ではんだを加熱溶融し、プリント回路板に表面実装型電子部品をはんだ付けする工法である。フロー工法は、プリント回路板のスルーホールに挿入実装部品のリードを挿入し、このプリント回路板を溶融したはんだ浴の噴流部に接触させながら通過させて、接触させた溶融はんだによってプリント回路板に挿入実装部品をはんだ付けする工法である。従来から最も一般的に用いられている錫−鉛共晶はんだによるはんだ付けでは、両工法ともに幅広く採用されている。
【0003】
図4は、フロー工法で用いられた従来のプリント回路板1のスルーホール11近傍の構造を示し、(a)はその外観を示す斜視図、(b)は断面図である。
挿入実装部品のリード線(以下では単に「リード線」と略称する)を挿入するスルーホール11の内面にはメタライズ層111が形成され、その周辺の上下面には、そのメタライズ層111につながる上面側ランド電極12および下面側ランド電極13が形成されている。
なお、以下の説明において、上面側ランド電極12および下面側ランド電極13を総称する場合には、単に「ランド電極」と呼ぶ。
【0004】
フロー工法においては、スルーホール11に挿入実装部品のリードを挿入した状態で、プリント回路板1を噴流部に接触させながらはんだ浴の噴流部上を通過させる。この工程の初期状態を示した図が、図3(b)である。噴流はんだ4に接触したプリント回路板1の下面の内で、噴流はんだ4と濡れ合うのは、下面側ランド電極13およびリード2の下部突出部である。噴流はんだ4の一部は、この状態から、スルーホール11のメタライズ層111およびリード2と濡れ合いながらスルーホール11内を上昇して、上面側ランド電極12上に濡れ広がっていく。
この過程を熱の流れと関係付けて説明すると、以下のとおりである。
【0005】
プリント回路板1のベース素材は、熱伝導性の低い樹脂基板(樹脂基板の熱伝導度は銅の熱伝導度より約3桁小さい)であるので、フロー工法ではんだ付けする場合には、溶融した噴流はんだ4からプリント回路板1の下面に供給される熱は、主にスルーホール11のメタライズ層111およびリード2を伝わって上面側ランド電極12へ伝達される。このため、スルーホール11の下部から温度が上昇し始めて段々に上部まで加熱され、次いで、上面側ランド電極12が、スルーホール11に近い部分から外側に向かって加熱される。したがって、上面側ランド電極12の外周部の温度が最も遅れて上昇することになる。しかし、使用するはんだが錫−鉛共晶はんだである場合には、その融点(183℃)と溶融はんだの温度(例えば250℃)との間に十分な温度差があり、且つはんだの濡れ性も良いので、上面側ランド電極12上にもはんだが十分に濡れ広がることができ、信頼性の高いはんだ付けができる。
【0006】
なお、冷却時には、挿入実装部品の本体部がヒートシンクとなり、且つプリント回路板1が下方からファン等の冷却手段によって冷却されるので、スルーホール11から冷却が進み、上面側ランド電極12内の温度分布は、加熱時とは逆転して、スルーホール11に近いほど低く外周部が最も高くなる。
このような確立された実装技術のはんだ材料として使用されている錫−鉛共晶はんだ等の鉛を含むはんだは、その成分である鉛の人体への影響や溶出による環境汚染が問題となってきており、このため、鉛を含むはんだから鉛を含まないはんだ(鉛フリーはんだ)への転換が世界的に推進されている。なお、錫−鉛共晶はんだが鉛フリーはんだに置き換えられる場合においても、部品の実装方法としては上記と同様のリフロー工法やフロー工法等が適用される。
【0007】
しかしながら、はんだ中に含まれる鉛は、融点を低下させ、溶融時の流動性を高め、表面張力を下げるという機能を担っており、この鉛を含まない鉛フリーはんだは、錫−鉛共晶はんだに比べて、融点が210 ̄230℃と高くなり、溶融時の流動性は低くなり、表面張力は高くなる。このため、鉛フリーはんだを用いるフロー工法においては、スルーホール11内のはんだの濡れ上がりが遅くなって、上面側ランド電極12へのはんだの濡れ広がりが不十分になり、信頼性が低下してくると言う問題点があり、更に、はんだとランド電極とが離れるリフトオフ現象や、ランド電極がプリント回路板から剥離してくるランド剥離、を発生するという問題点がある。図5は、リフトオフ現象およびランド剥離をモデル的に示した図であり、上面側ランド電極12でリフトオフ現象が発生し、下面側ランド電極13でランド剥離が発生している状態を示している。
【0008】
前者の問題点は、上述したような有効な機能をもつ鉛を成分として含まない鉛フリーはんだの特性に関係する問題点であるが、はんだ付け工程の許容最高温度が材料や部品の耐熱温度等によって制限されていることに伴う問題点でもある。すなわち、許容最高温度が材料や部品の耐熱温度等によって制限されているので、はんだ付け工程の許容最高温度を錫−鉛共晶はんだの場合の250℃より幾らも高くできないがために、許容最高温度とはんだの融点との温度差が、錫−鉛共晶はんだの場合に比べて、1/2あるいはそれ以下になっている。このため、加熱時に最も昇温が遅れる上面側ランド電極12の外周部の温度が、はんだ付けに必要な温度(はんだとランド電極とが濡れ合う温度)まで上昇できないことがあるためである。言い換えれば、温度差に余裕がなくなったのである。
【0009】
この問題点に対応するために、スルーホールの上下の開口部をテーパ状に広げて、はんだの濡れ上がりを改善しようとしたものが、「特許文献1」に開示されている。
後者の問題点は、冷却時には、上面側ランド電極12の外周部の温度が最も遅れて低下すること、鉛フリーはんだが共晶はんだではないことに伴う液相線温度と固相線温度との温度差(10〜20℃)から派生して、はんだの凝固時間が長くなること、およびはんだの成分が偏析すること、鉛フリーはんだが錫−鉛共晶はんだに比べて硬く且つ延性に乏しいこと、および、鉛フリーはんだの融点が錫−鉛共晶はんだより高い210 ̄230℃であること、に伴う問題点であり、リフトオフ現象には上記の全てが関係しており、ランド剥離には後の2つが主に関係している。
【0010】
この問題点に対応するために、ランド電極の少なくとも外周部をソルダマスクで覆ったものが、「特許文献2」に開示されている。
【0011】
【特許文献1】
特開2002−76615号公報
【特許文献2】
特開2001−332851号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題点は、いずれも挿入実装部品を実装されたプリント回路板の信頼性に関わる問題点であって、是非とも解消しなければならないものである。
この発明の課題は、これらの問題点を解消して、鉛フリーはんだを用いるフロー工法において、はんだが十分に上面側ランド電極に濡れ広がり、且つリフトオフ現象およびランド剥離を発生しないプリント回路板を提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、スルーホールの上下両端部に上面側ランド電極および下面側ランド電極を備えてフロー工法で挿入実装部品を実装するプリント回路板であって、前記上面側ランド電極の外周部近傍に、下面側から上面側ランド電極の外周部へ熱を伝導し且つ両ランド電極の密着強度を補う伝熱・補強手段を備えている。
「従来の技術」の項で説明したように、従来の上面側ランド電極では、スルーホールに近い部分の温度は早く上昇するが、外側になるほど温度上昇が遅れる。このため、融点が高く、流動性の良くない鉛フリーはんだの場合には、上面側ランド電極の温度、特に外周部の温度、の上昇を促進することが、はんだの濡れ広がりを良くするための重要なポイントとなる。したがって、ランド電極の外周部に熱の伝達部を備えれば、ランド電極の外周部の温度上昇が促進され、はんだの濡れ広がりが促進される。また、この部分は、冷却時には、熱の放散路となって、上面側ランド電極の外周部の冷却を早め、上面側ランド電極内での温度差を低減し、リフトオフ現象の発生を防止する働きもする。
【0014】
更に、ランド電極の外周部にランド電極の密着強度を補う補強手段を備えれば、ランド電極の先端部をプリント回路板の基板材料にしっかりと保持させることになるから、ランド剥離の発生を防止することができる。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記伝熱・補強手段として3つ以上のミニバイヤを備えている。
ミニバイヤはその内面に熱伝導の良いメタライズ層を備えているので、その占有面積は小さくても伝熱手段として大きな効果を有し、且つそのメタライズ層は上下両面のランド電極の外周部と一体になっているので、補強手段としての効果も十分に大きい。しかし、ミニバイヤの数が2つ以下の場合には、補強手段としての効果が全く及ばない部分が存在するので、3つ以上のミニバイヤが必要である。
【0015】
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記ミニバイヤを等角度間隔で配置している。
ミニバイヤをランド電極の外周部に等角度間隔で配置することは、伝熱効果および補強効果を最も均等に分布させることになるので、必要なミニバイヤの数が最も少なくなる。
【0016】
【発明の実施の形態】
この発明によるプリント回路板の実施の形態について、実施例を用いて説明する。なお、従来技術と同じ機能の部分には同じ符号をつける。
〔第1の実施例〕
図1は、この発明によるプリント回路板の第1の実施例の構造を示し、(a)はその外観を示す斜視図、(b)は断面図である。
この実施例のプリント回路板1aは、挿入実装部品のリード線を挿入するスルーホール11の上下端に備えた上面側ランド電極12aおよび下面側ランド電極13aの外周部に4つのミニバイヤ14を備えている。ミニバイヤ14の内面には、スルーホール11内面のメタライズ層111と同様に、下地となる無電解めっき層およびその上に形成された銅の電解めっき層からなるメタライズ層141が形成され、そのメタライズ層141の上下端は、それぞれ上面側ランド電極12aおよび下面側ランド電極13aと一体化している。
【0017】
なお、4つのミニバイヤ14は90°間隔で配置されている。
図3(a)は、この実施例のプリント回路板1aを噴流はんだ4に接触させた初期の状態を示す断面図である。噴流はんだ4が、プリント回路板1aのミニバイヤ14の下端を含む下面側ランド電極13aの全面と濡れ合っている。
このようなミニバイヤ14のメタライズ層141は、その占有面積は小さいけれども、その材料が熱伝導性の非常に優れた銅を主体としているため、プリント回路板1aの下面に接触する噴流はんだの熱をプリント回路板1aの上面に効率よく伝達して、ミニバイヤ14の近傍の上面側ランド電極12aの温度を上昇させ、上面側ランド電極12a上での鉛フリーはんだの濡れ広がりを促進させる。ミニバイヤ14からの熱が、従来のプリント回路板では温度上昇の最も遅れる上面側ランド電極12aの外周部の温度を上昇させるので、鉛フリーはんだの濡れ広がりを促進させる効果は大きい。また、ミニバイヤ14は、プリント回路板1aが冷却される場合には、上面側ランド電極12aの熱を下面側へ伝達して放散させ、上面側ランド電極12aの外周部の冷却速度を速める。この冷却効果によって、上面側ランド電極12aでリフトオフが殆ど発生しなくなった。更に、ミニバイヤ14のメタライズ層141は、上面側ランド電極12aおよび下面側ランド電極13aと一体化しているので、上面側ランド電極12aおよび下面側ランド電極13aを保持する機能をもっており、ランド剥離も殆ど発生しなくなった。
【0018】
このように、伝熱・補強手段として上面側ランド電極12aの外周部に形成した4つのミニバイヤ14によって、鉛フリーはんだの濡れ広がりを良くし、リフトオフ現象およびランド剥離を防止することができた。
なお、この実施例で用いたミニバイヤ14の大きさはΦ0.2mmであって、はんだがその内面を上昇することはなかった。
参考までに示すと、メタライズ層141の銅めっきの厚さは15μm程度であり、銅の熱伝導度は、プリント回路板1aのベース素材である樹脂基板の熱伝導度より約3桁大きい。したがって、厚さ15μm程度のメタライズ層141を伝達する熱量の方が、プリント回路板1aの樹脂基板中を伝達してくる熱量よりはるかに多い。
【0019】
プリント回路板1aの製造工程を従来のプリント回路板の製造工程と比較すると、ミニバイヤ14のための孔明け工程が追加されるが、メタライズ層141はスルーホール11のメタライズ層111と同時に形成できるので、メタライズ層141の形成工程は追加されない。
この実施例においては、4つのミニバイヤを90°の等角度間隔で配置しているが、ミニバイヤの数および配置はプリント回路板のパターン配置にも関係するものであって、その数は4つに限られるものでもなく、また等角度間隔に限定されるものでもない。ただし、その効果を勘案すると、2つでは補強効果が及ばない領域が存在するので、3つ以上をほぼ等角度間隔で配置するのが最も効果的である。
【0020】
〔第2の実施例〕
図2は、第2の実施例の構造を示す斜視図である。
この実施例は、ミニバイヤ14aの配置位置を上面側ランド電極12bの外側にし、ミニバイヤ14aの上面側金属層142の一部が上面側ランド電極12bの外周部につながるようにしたものである。ミニバイヤ14aの機能は第1の実施例と同様であるが、ミニバイヤ14aが上面側ランド電極12bと幾らかの距離をもつだけ、その有効性は削減されるが、配線パターンの配置等による制限からこのような配置を採用しなければならない場合もあり、ミニバイヤ14aの数を多くできることによって全体として効果を高められる場合もある。
【0021】
この実施例の場合においても、ミニバイヤ14aを形成するために追加される工程は、第1の実施例と同様に孔明け工程だけである。プリント回路板の表面の金属層のパターンニングは、ランド電極だけの場合でもランド電極およびミニバイヤが共存する場合でも、それに対応してマスクを交換すればよいのであって、全く同じ工程で実行できる。
【0022】
【発明の効果】
請求項1の発明においては、部品を実装するランド電極の外周部に、下面から上面への熱の伝導を補助し且つランド電極の密着強度を補う伝熱・補強手段を備えているので、加熱時には、ランド電極の外周部の温度上昇が促進されて、はんだの濡れ広がりが促進され、冷却時には、上面側ランド電極の外周部の冷却が促進されて、上面側ランド電極内での温度差が低減し、リフトオフ現象の発生が防止され、更に、ランド電極の外周部がプリント回路板の基板材料にしっかりと保持されて、ランド剥離の発生が防止される。
【0023】
したがって、この発明によれば、鉛フリーはんだを用いるフロー工法において、はんだが上面側ランド電極へも十分に濡れ広がり、且つリフトオフ現象およびランド剥離を発生しないプリント回路板を提供することができる。
請求項2の発明においては、伝熱・補強手段として3つ以上のミニバイヤを備えている。ミニバイヤは、その内面に熱伝導の良いメタライズ層を備えているので、その占有面積は小さくても伝熱手段として大きな効果を有し、且つそのメタライズ層は上下両面のランド電極の外周部と一体になっているので、補強手段としての効果も十分に大きい。しかし、ミニバイヤの数が2つ以下の場合には、補強手段としての効果が全く及ばない部分が存在するので、3つ以上のミニバイヤが必要である。
【0024】
請求項3の発明においては、ミニバイヤを等角度間隔で配置している。ミニバイヤをランド電極の外周部に等角度間隔で配置することは、伝熱効果および補強効果を最も均等に分布させることになるので、必要なミニバイヤの数が最も少なくなり、ミニバイヤを設けることによるコスト上昇を最小限に止める。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるプリント回路板の第1の実施例の構造を示し、(a)はその外観を示す斜視図、(b)は断面図
【図2】第2の実施例の構造を示す斜視図
【図3】この発明の効果を説明するために噴流はんだとプリント回路板との接触状態を示し、(a)はこの発明の場合の断面図、(b)は従来技術による場合の断面図
【図4】従来例のスルーホール近傍の構造を示し、(a)はその外観を示す斜視図、(b)は断面図
【図5】従来技術の問題点を説明するためのはんだ付け後のスルーホール周辺の状態を示す断面図
【符号の説明】
1, 1a, 1b プリント回路板
11 スルーホール 111 メタライズ層
12, 12a, 12b 上面側ランド電極
13, 13a, 13b 下面側ランド電極
14, 14a ミニバイヤ 141 メタライズ層
142 上面側金属層
2 リード
3 ノズル
4 噴流はんだ
5 はんだ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a structure of a printed circuit board, and is intended to cope with a lead-free solder.
[0002]
[Prior art]
The methods commonly used to mount electronic components on printed circuit boards include the reflow method applied to surface-mounted electronic components and insertion-mounted electronic components (hereinafter referred to as "insert-mounted components"). There is a flow method applied to In the reflow method, solder paste etc. is supplied to the soldering parts such as electrodes in advance by screen printing etc., and with the surface mounted electronic components mounted thereon, the solder is heated and melted with infrared or hot air, and printed. This is a method of soldering surface mount electronic components to a circuit board. In the flow method, a lead of an insertion mounting component is inserted into a through hole of a printed circuit board, and the printed circuit board is passed through while being in contact with a jet portion of a molten solder bath. This is a method of soldering insertion mounting parts. In the soldering with the tin-lead eutectic solder, which has been most commonly used, both methods are widely used.
[0003]
4A and 4B show a structure near a
A
In the following description, when the upper surface
[0004]
In the flow method, the printed circuit board 1 is passed over the jet portion of the solder bath while the printed circuit board 1 is in contact with the jet portion, with the lead of the insertion mounting component inserted into the
This process will be described below in relation to the flow of heat.
[0005]
The base material of the printed circuit board 1 is a resin substrate having low thermal conductivity (the thermal conductivity of the resin substrate is about three orders of magnitude lower than that of copper). The heat supplied from the jet solder 4 to the lower surface of the printed circuit board 1 is transmitted to the upper surface
[0006]
At the time of cooling, the main body of the inserted mounting component becomes a heat sink, and the printed circuit board 1 is cooled from below by a cooling means such as a fan. The distribution is reversed from that at the time of heating, and becomes lower near the through
Lead-containing solder, such as tin-lead eutectic solder, which is used as a solder material for such established mounting technology, has an issue of environmental pollution due to the effect of lead as a component on the human body and elution. For this reason, conversion from lead-containing solder to lead-free solder (lead-free solder) is being promoted worldwide. In the case where the tin-lead eutectic solder is replaced with lead-free solder, the same reflow method or flow method as described above is applied as a component mounting method.
[0007]
However, the lead contained in the solder has the function of lowering the melting point, increasing the fluidity during melting, and lowering the surface tension. This lead-free solder that does not contain lead is a tin-lead eutectic solder , The melting point is higher at 210-230 ° C., the fluidity at the time of melting is lower, and the surface tension is higher. For this reason, in the flow method using lead-free solder, the wetting of the solder in the through-
[0008]
The former problem is related to the characteristics of lead-free solder that does not contain lead as a component that has an effective function as described above, but the maximum allowable temperature of the soldering process depends on the heat-resistant temperature of materials and components. Is also a problem with being restricted by That is, since the maximum allowable temperature is limited by the heat-resistant temperature of the material or component, the maximum allowable temperature of the soldering process cannot be somewhat higher than 250 ° C. in the case of the tin-lead eutectic solder. The temperature difference between the temperature and the melting point of the solder is あ る い は or less as compared with the case of the tin-lead eutectic solder. For this reason, the temperature of the outer peripheral portion of the upper surface
[0009]
In order to cope with this problem, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 11-122556 discloses a technique in which upper and lower openings of a through hole are tapered to improve solder wetting.
The latter problem is that, at the time of cooling, the temperature of the outer peripheral portion of the upper surface
[0010]
In order to cope with this problem, Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-163,087 discloses a land electrode in which at least the outer peripheral portion of the land electrode is covered with a solder mask.
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2002-76615 A [Patent Document 2]
JP 2001-332851 A
[Problems to be solved by the invention]
All of the above problems are related to the reliability of the printed circuit board on which the insertion mounting component is mounted, and must be solved by all means.
An object of the present invention is to solve these problems and to provide a printed circuit board in which a solder spreads sufficiently on a top-side land electrode and does not cause a lift-off phenomenon and land peeling in a flow method using lead-free solder. It is to be.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a printed circuit board on which upper and lower land electrodes are provided at both upper and lower ends of a through-hole, and an insertion mounting component is mounted by a flow method, wherein an outer peripheral portion of the upper surface land electrode is provided. In the vicinity, there is provided a heat transfer / reinforcement means for conducting heat from the lower surface side to the outer peripheral portion of the upper land electrode and supplementing the adhesion strength between the land electrodes.
As described in the section of "Prior Art", in the conventional upper surface side land electrode, the temperature of the portion near the through-hole rises faster, but the temperature rise is delayed toward the outside. For this reason, in the case of a lead-free solder having a high melting point and poor fluidity, promoting the rise of the temperature of the upper surface side land electrode, particularly the temperature of the outer peripheral portion, is to improve the spread and spread of the solder. This is an important point. Therefore, when the heat transfer portion is provided on the outer peripheral portion of the land electrode, the temperature rise of the outer peripheral portion of the land electrode is promoted, and the spread and spread of the solder is promoted. In addition, this portion acts as a heat dissipation path during cooling, hastening the cooling of the outer peripheral portion of the upper land electrode, reducing the temperature difference in the upper land electrode, and preventing the occurrence of a lift-off phenomenon. I will.
[0014]
Furthermore, if the outer peripheral portion of the land electrode is provided with reinforcing means for supplementing the adhesion strength of the land electrode, the tip of the land electrode will be firmly held on the substrate material of the printed circuit board, thereby preventing the occurrence of land peeling. can do.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, three or more mini-vias are provided as the heat transfer / reinforcement means.
Since the mini-via has a metallized layer with good heat conduction on its inner surface, it has a large effect as a heat transfer means even if its occupied area is small, and the metallized layer is integrated with the outer peripheral portions of the land electrodes on both upper and lower surfaces. Therefore, the effect as a reinforcing means is sufficiently large. However, when the number of mini-vias is two or less, three or more mini-vias are necessary because there is a portion where the effect as the reinforcing means does not reach at all.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the mini-vias are arranged at equal angular intervals.
Arranging the mini-vias at equal angular intervals on the outer periphery of the land electrode will distribute the heat transfer effect and the reinforcing effect most evenly, and therefore the number of required mini-vias is minimized.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of a printed circuit board according to the present invention will be described using an example. The parts having the same functions as those of the prior art are denoted by the same reference numerals.
[First embodiment]
1A and 1B show the structure of a first embodiment of a printed circuit board according to the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view showing the appearance, and FIG. 1B is a sectional view.
The printed
[0017]
The four mini-vias 14 are arranged at 90 ° intervals.
FIG. 3A is a cross-sectional view showing an initial state in which the printed
Although the metallized
[0018]
As described above, the four mini-vias 14 formed on the outer peripheral portion of the upper
The size of the mini-via 14 used in this example was Φ0.2 mm, and the solder did not rise on the inner surface.
For reference, the thickness of the copper plating of the metallized
[0019]
When the manufacturing process of the printed
In this embodiment, four mini-vias are arranged at equal angular intervals of 90 °, but the number and arrangement of the mini-vias are related to the pattern arrangement of the printed circuit board, and the number is reduced to four. It is not limited, nor is it limited to equiangular intervals. However, in consideration of the effect, there is a region where the reinforcing effect does not reach two, so that it is most effective to arrange three or more at substantially equal angular intervals.
[0020]
[Second embodiment]
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the second embodiment.
In this embodiment, the arrangement position of the mini-via 14a is located outside the
[0021]
Also in the case of this embodiment, the only additional step for forming the mini-via 14a is the drilling step as in the first embodiment. The patterning of the metal layer on the surface of the printed circuit board can be performed in exactly the same process, regardless of whether the land electrode is used alone or the land electrode and the mini-via coexist.
[0022]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the outer periphery of the land electrode on which the component is mounted is provided with a heat transfer / reinforcement means for assisting heat conduction from the lower surface to the upper surface and for supplementing the adhesion strength of the land electrode. Occasionally, the temperature rise at the outer peripheral portion of the land electrode is promoted, so that the wet spread of the solder is promoted. During cooling, the outer peripheral portion of the upper land electrode is cooled, and the temperature difference within the upper land electrode is reduced. Therefore, the lift-off phenomenon is prevented, and the outer peripheral portion of the land electrode is firmly held by the substrate material of the printed circuit board, thereby preventing the occurrence of land peeling.
[0023]
Therefore, according to the present invention, in a flow method using lead-free solder, it is possible to provide a printed circuit board in which the solder sufficiently wets and spreads on the upper surface side land electrode and does not cause a lift-off phenomenon and land peeling.
In the invention of claim 2, three or more mini-vias are provided as the heat transfer / reinforcement means. The mini-via has a metallized layer with good thermal conductivity on its inner surface, so it has a large effect as a heat transfer means even if its occupied area is small, and the metallized layer is integrated with the outer peripheral portions of the land electrodes on both upper and lower surfaces. Therefore, the effect as a reinforcing means is sufficiently large. However, when the number of mini-vias is two or less, three or more mini-vias are necessary because there is a portion where the effect as the reinforcing means does not reach at all.
[0024]
According to the third aspect of the present invention, the mini-vias are arranged at equal angular intervals. Arranging the mini-vias at equal angular intervals on the outer periphery of the land electrode distributes the heat transfer effect and the reinforcing effect most evenly, so that the number of necessary mini-vias is minimized, and the cost of providing the mini-vias is reduced. Minimize the rise.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B show the structure of a first embodiment of a printed circuit board according to the present invention, wherein FIG. 1A is a perspective view showing the appearance of the printed circuit board, and FIG. FIG. 3 shows a state of contact between a jet solder and a printed circuit board in order to explain the effect of the present invention. FIG. 3A is a sectional view of the present invention, and FIG. FIG. 4 shows a structure in the vicinity of a through hole in a conventional example, (a) is a perspective view showing its appearance, and (b) is a cross-sectional view. FIG. 5 is soldering for explaining a problem of the conventional technique. Sectional view showing the state around the through hole after [Description of reference numerals]
1, 1a, 1b Printed
Claims (3)
前記上面側ランド電極の外周部近傍に、下面側から上面側ランド電極の外周部へ熱を伝導し且つ両ランド電極の密着強度を補う伝熱・補強手段を備えている、
ことを特徴とするプリント回路板。A printed circuit board on which upper and lower land electrodes are provided at both upper and lower ends of a through hole, and electronic components for insertion mounting are mounted by a flow method.
In the vicinity of the outer peripheral portion of the upper land electrode, a heat transfer / reinforcement means for conducting heat from the lower surface to the outer peripheral portion of the upper land electrode and supplementing the adhesion strength between the two land electrodes is provided.
A printed circuit board, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1に記載のプリント回路板。Comprising three or more mini-vias as the heat transfer and reinforcement means,
The printed circuit board according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項2に記載のプリント回路板。The mini-vias are arranged at equal angular intervals,
The printed circuit board according to claim 2, wherein:
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007042995A (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Panasonic Ev Energy Co Ltd | Printed wiring board, and soldering method and apparatus thereof |
JP2010219488A (en) * | 2009-02-23 | 2010-09-30 | Aisin Seiki Co Ltd | Soldering structure of through-hole |
JP2015018970A (en) * | 2013-07-11 | 2015-01-29 | オムロン株式会社 | Printed wiring board and electric tool switch including the same |
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- 2003-01-22 JP JP2003012995A patent/JP2004228261A/en active Pending
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