JP2006108436A - プリント配線板の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 余剰半田の半田ブリッジによるパターン間のショートを防ぎ、信頼性の高いプリント配線板の接続構造を提供する。
【解決手段】 プリント配線板１００上に形成した銅箔露出パターンと半田付け接続されるプリント配線板１０４上の銅箔露出パターンのうち、プリント配線板１００と対向する面の銅箔露出パターンを、一端は基板端まで延在し、他端はソルダーレジスト１０７ｂによって覆われる様に形成し、その形状を基板端部の幅に対してソルダーレジスト１０７ｂによって覆われた境界部分の幅を細くした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリント配線板上に形成した銅箔露出パターン同士を、半田付けなどの導電性接合手段を用いて電気的に接続する接続構造に関する。

従来のプリント配線板の接続構造は、特許文献１や特許文献２に開示されているようなものが知られている。

以下、図５により従来のプリント配線板の接続構造について説明する。図５は、ハード基板上のパターンとフレキシブルプリント基板上のパターンを半田付けにより接続するようにした従来のプリント配線板の接続構造を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。図において、０はハード基板、１はハード基板を構成するベース基材、２はベース基材表面に形成された銅箔パターン、３はソルダーレジスト、４は両面フレキシブルプリント基板、５はベースフィルム、６ａは表面銅箔パターン、６ｂは裏面銅箔パターン、７ａは表面カバーフィルム、７ｂは裏面カバーフィルム、８は端面スルーホール、９は半田である。従来のプリント配線板の接続構造は、図５（ａ）に示すように、ハード基板０の銅箔パターン２を覆っているソルダーレジスト３を開口させて形成した銅箔露出パターンと、両面フレキシブルプリント基板４の基板端部まで形成した表裏銅箔パターン６ａ、６ｂと、それを覆っている表裏カバーフィルム７ａ、７ｂの基板端部を開口させることにより形成した銅箔露出パターンを、図５（ｂ）に示すように重ね合わせ、半田付けにより銅箔露出パターン同士を電気的に接続している。ここで、ハード基板０上の銅箔パターン２、フレキシブルプリント基板４上の表裏銅箔パターン６ａ、６ｂは、全て同一で一定な幅でストレートな形状をしており、同一ピッチで複数整列するように形成されている。
特開昭６１−２２４４９４号広報 特開平１０−１７３３３５号広報

図６に、図５に示したプリント配線板の接続構造の、半田付けされた状態でのフレキシブルプリント基板の表裏の状態を示す。図５に示した従来のプリント配線板の接続構造では、図５において、ハード基板０とフレキシブルプリント配線版４の銅箔露出パターンを半田付けする作業時に、フレキシブルプリント基板４の裏面銅箔パターン６ｂへ回り込む半田量が多すぎた場合に、図６に示すように、余剰半田１０がフレキシブルプリント基板５の裏面カバーフィルム７ｂの開口の境界部に沿って伝わり、隣の銅箔パターンとショートしてしまうという問題があった。また、半田量が適切でも、半田付け作業時に半田ごてでフレキシブルプリント基板を押さえた場合や、自動半田付けロボットによりフレキシブルプリント基板を押さえながら半田付けする場合に、裏面銅箔パターン側の半田が押されて銅箔パターンからはみ出し、はみ出した半田が裏面カバーフィルムの境界部を伝わって、隣の銅箔パターンとショートしてしまうという問題があった。

本発明は、上記のような問題点を解決する為になされたものであり、余剰半田の半田ブリッジによるパターン間のショートを防ぎ、信頼性の高いプリント配線板の接続構造を提供するものである。

本発明にかかるプリント配線板の接続構造は、第１のプリント配線板上に所定のピッチで複数形成した第１の銅箔露出パターンと、第２のプリント配線板上の基板端部の前記第１の銅箔露出パターンに対応する位置に形成した第２の銅箔露出パターンを、導電性接合手段によって電気的に接続するプリント配線板の接続構造において、前記第２の銅箔露出パターンは、前記第２のプリント配線板上の、前記第１のプリント配線板と対向する面に設けられ、一端は基板端まで延在し、他端はソルダーレジストによって覆われる様に形成された銅箔露出パターンであって、基板端部の幅に対して前記ソルダーレジストによって覆われた境界部分の幅を細くしたことを特徴とする。

また、本発明にかかるプリント配線板の接続構造は、前記第２の銅箔露出パターンの基板端部の幅は、前記第１の銅箔露出パターンの幅と略等しいことを特徴とする。

また、本発明にかかるプリント配線板の接続構造は、前記第２の銅箔露出パターンの基板端部の形状は、銅箔パターンが基板端部に対して略直交するようになっていることを特徴とする。

また、本発明にかかるプリント配線板の接続構造は、第１のプリント配線板上に所定のピッチで複数形成した第１の銅箔露出パターンと、第２のプリント配線板上の基板端部の前記第１の銅箔露出パターンに対応する位置に形成した第２の銅箔露出パターンを、導電性接合手段によって電気的に接続するプリント配線板の接続構造において、前記第２の銅箔露出パターンは、前記第２のプリント配線板上の、前記第１のプリント配線板と対向する面に設けられ、一端が基板端まで延在する様に形成された銅箔露出パターンであって、前記第２の銅箔露出パターンと対向する前記第１の銅箔露出パターンの幅は、前記第２のプリント配線板の基板端部に対応する部分の幅に対して前記第２のプリント基板に覆われた部分の幅を細くしたことを特徴とする。

また、本発明にかかるプリント配線板の接続構造は、前記第１の銅箔露出パターンの前記第２のプリント配線板の基板端部に対応する部分の幅は、前記第２の銅箔露出パターンの幅と略等しいことを特徴とする。

本発明にかかる第一の発明によれば、第１のプリント配線板上に所定のピッチで複数形成した第１の銅箔露出パターンと、第２のプリント配線板上の基板端部の前記第１の銅箔露出パターンに対応する位置に形成した第２の銅箔露出パターンを、導電性接合手段によって電気的に接続するプリント配線板の接続構造において、半田付け作業時に、第１の銅箔露出パターンと第２の銅箔露出パターンの間の半田量が多すぎた場合でも、余剰半田が第２のプリント配線板の基板端側へ流れるため、半田が接合部の内側ではみ出すことがなく、銅箔露出部を形成するソルダーレジスト開口の境界部に沿って半田が伝わり、隣の銅箔パターンとショートしてしまうことがない。また、半田付け作業時に半田ごてでフレキシブルプリント基板を押さえた場合や、自動半田付けロボットによりフレキシブルプリント基板を押さえながら半田付けする場合にも、第１の銅箔露出パターンと第２の銅箔露出パターンの間の押されてはみ出そうとする半田が、第２のプリント配線板の基板端側へ流れようとするため、半田が接合部の内側ではみ出すことがなく、銅箔露出部を形成するソルダーレジストの境界部を伝わって、隣の銅箔パターンとショートしてしまうことがない。

本発明にかかる第二の発明によれば、前記第２のプリント配線板の基板端の銅箔露出パターンの幅と、前記第１のプリント配線板の銅箔露出パターンの幅が略同じになっているため、半田接合部の余剰半田がスムーズに接合部の外へ流れる効果がある。

本発明にかかる第三の発明によれば、前記第２のプリント配線板の銅箔露出パターンを、余剰半田が半田接合部の外側へ流れやすい形状にしながら、基板端部で銅箔パターンの剥離がおこりにくく、半田付け状態及び配線板の製造面でも好ましい形状にする効果がある。

本発明にかかる第四の発明によれば、前記第一の発明による効果と同様の効果が得られる。

本発明にかかる第五の発明によれば、半田接合部の余剰半田がスムーズに接合部の外へ流れる効果がある。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるプリント配線板の接続構造の半田付け前の状態を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。図において、１００はハード基板、１０１はハード基板を構成するベース基材、１０２はベース基材表面に形成された銅箔パターン、１０３はソルダーレジスト、１０４は両面フレキシブルプリント基板、１０５はベースフィルム、１０６ａは表面銅箔パターン、１０６ｂは裏面銅箔パターン、１０７ａは表面カバーフィルム、１０７ｂは裏面カバーフィルム、１０８は端面スルーホールである。

ここで、ハード基板１００の銅箔パターン１０２を覆っているソルダーレジスト１０３は、銅箔パターン１０２上で開口を形成することにより、銅箔露出パターンを形成している。また、ソルダーレジスト１０３は、図１（ａ）に示すような波形状によって開口部を形成しており、銅箔パターン１０２と重なる部分が谷形状、隣り合う銅箔パターン１０２の間の部分が山形状になるようにしてある。

また、両面フレキシブルプリント基板１０４の表裏に形成された銅箔パターン１０６ａ、１０６ｂは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、基板端部まで引き出されており、端面スルーホール１０８によって表裏パターンは電気的に接続されている。そして、この表裏銅箔パターン１０６ａ、１０６ｂを覆っている表裏カバーフィルム１０７ａ、１０７ｂの基板端部を開口することにより、銅箔露出パターンを形成している。ここで、カバーフィルム１０７ａ、１０７ｂは図１（ａ）に示すような波形状によって開口部を形成しており、銅箔パターン１０６ａ、１０６ｂと重なる部分が谷形状、隣り合う銅箔パターン１０６ａ、１０６ｂの間の部分が山形状になるようにしてある。さらに、表裏カバーフィルム１０７ａ、１０７ｂの開口部は、図１（ｂ）に示すように、開口部の境界が表裏で同位置に来ない様に、表側カバーフィルム１０７ａの開口部の境界に対して、裏側カバーフィルム１０７ｂの開口部の境界をフレキシブルプリント基板１０４の基板端部側にずらすように形成している。このずれ量は、フレキシブルプリント基板の製造時の、カバーフィルム貼り付け誤差を考慮した時に、表裏のカバーフィルム開口の境界部が一致しない様な設定が望ましい。

次に、上記のハード基板とフレキシブルプリント基板の接続状態を図２によって説明する。図２は、ハード基板とフレキシブルプリント基板を重ね合わせ、半田付けにより電気的に接続した状態を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。フレキシブルプリント基板１０４は、ハード基板１００に対して位置決めされ、図２（ａ）、（ｂ）に示すような位置で重ね合わされる。この状態で露出しているハード基板１００の銅箔露出パターンの長さは、フレキシブルプリント基板１０４の表側銅箔露出パターンとほぼ同じ長さになるようにしてある。お互いをほぼ同じ長さにすることで、ハード基板１００側の銅箔露出パターンに乗る半田量とフレキシブルプリント基板１０４側の銅箔露出パターンに乗る半田量が均等になるため、半田付け作業が容易になる。ここで、ハード基板１００に対するフレキシブルプリント基板１０４の位置決め方法は、例えば、ハード基板１００とフレキシブルプリント基板１０４の半田接続部の近傍２箇所に位置決め用の穴を設け、ハード基板１００が固定される部材にボスを２本形成しておき、ボスに対してハード基板１００、フレキシブルプリント基板１０４を位置決めするようにすればよい。この時、フレキシブルプリント基板の柔軟性を利用し、フレキシブルプリント基板１０４側の位置決め穴の大きさをボスの径に対して小さく設定し、圧入するようにしておけば、フレキシブルプリント基板１０４の穴をボスに差し込むだけで仮固定が出来、半田付けの際に手で押さえる必要がない。また、ハード基板１００とフレキシブルプリント基板１０４の相対位置を位置決め用の冶工具を用いて位置決めするようにしても良い。

このようにしてハード基板１００に対してフレキシブルプリント基板１０４が位置決めされた後、半田付けによりハード基板１００の銅箔露出パターンとフレキシブルプリント基板１０４の銅箔露出パターンを電気的に接続し、図２に示すような状態となる。このとき、フレキシブルプリント基板１０４の基板端面に半田がつかないと、ハード基板１００とフレキシブルプリント基板１０４の境界部分に半田の境界を生じ、イモ半田となってしまい、半田接合面へ半田が十分に回らずに接続が不十分になってしまったり、接続強度が十分取れなくなってしまい、半田が剥がれてしまう恐れがあるが、フレキシブルプリント基板１０４には、基板端部に表裏銅箔パターン１０６ａ、１０６ｂを接続する端面スルーホール１０８が形成されており、基板端面にはスルーホールメッキが施されている為、基板端面にも半田がつき、同時に、フレキシブルプリント基板１０４の裏面銅箔露出パターンと、ハード基板１００の銅箔露出パターンの間にも半田が回りこみ、良好な半田付け状態が確保できるようになっている。

この時、半田付け作業時に供給する半田量が多すぎると、余剰半田がフレキシブルプリント基板１０４の表裏カバーフィルム１０７ａ、１０７ｂの開口の境界部を伝わって広がろうとする。しかし、前述のとおりカバーフィルム１０７ａ、１０７ｂは波形状によって開口部を形成しており、銅箔パターンと重なる部分が谷形状、隣り合う銅箔パターンの間の部分が山形状になるようにしてあるので隣のパターンへ余剰半田が伝わりにくくなっている。また、表裏カバーフィルム１０７ａ、１０７ｂは前述のとおり、開口部の境界が表裏で同位置に来ない様に、表側カバーフィルム１０７ａの開口部の境界に対して、裏側カバーフィルム１０７ｂの開口部の境界をフレキシブルプリント基板１０４の基板端部側にずらすように形成しているので、例えば、半田付け後にフレキシブルプリント基板１０４の半田付け部の他端に対してくり返し屈曲させるような力がかかり、半田部とカバーフィルム開口との境界部に応力がかかるような場合にも、表裏で同じ位置に応力がかかることがないので、銅箔パターンが断線したり、フレキシブルプリント基板自体が切れてしまうことがない。

さらにここで、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、ハード基板１００の銅箔露出パターン及びフレキシブルプリント基板１０４の表側銅箔露出パターンの形状は、同一で一定の幅でストレートな形状をしているが、フレキシブルプリント基板１０４の裏側銅箔パターン１０６ｂは、基板端部の幅をハード基板１００の銅箔露出パターン及びフレキシブルプリント基板１０４の表側銅箔露出パターンの幅と同一にし、その幅に対してカバーフィルム１０７ｂによって覆われた境界部分の幅を細くしてある。これにより、半田付け作業時に、ハード基板１００の銅箔露出パターンとフレキシブルプリント基板１０４の裏面銅箔露出パターンとの間に入り込む半田量が多すぎた場合でも、余剰半田がフレキシブルプリント基板１０４の基板端側へ流れるため、半田が接合部の内側ではみ出すことがなく、カバーフィルム１０７ｂの開口の境界部に沿って半田が伝わり、隣の銅箔パターンとショートしてしまうことがない。また、半田付け作業時に半田ごてでフレキシブルプリント基板を押さえた場合や、自動半田付けロボットによりフレキシブルプリント基板を押さえながら半田付けする場合には、ハード基板１００の銅箔露出パターンとフレキシブルプリント基板１０４の裏面銅箔露出パターンの間の半田が、押されて銅箔パターンからはみ出そうとするが、余剰半田はフレキシブルプリント基板１０４の基板端側へ流れようとするため、半田が接合部の内側ではみ出すことがなく、カバーフィルム１０７ｂの開口の境界部に沿って半田が伝わり、隣の銅箔パターンとショートしてしまうことがない。

このフレキシブルプリント基板１０４の裏側銅箔パターン１０６ｂの形状を図３により説明する。

図３は、フレキシブルプリント基板の表裏銅箔パターンの形状を示す図である。図３（ａ）は、裏面銅箔パターン１０６ｂの形状を、基板端部の端面スルーホール１０８を中心とした半円形のスルーホールランドと、そこからフレキシブルプリント基板内側へ引き出されたパターンを円弧によってつないだ曲線で形成している。この形状によれば、基板端部の銅箔パターン１０６ｂが、基板端に対して直交するようになっているので、基板端部から銅箔が剥がれにくい。また、フレキシブルプリント基板内側へ向かって、銅箔パターンに対して内側に凸となるような滑らかな曲線により徐々に狭まっていく形状となっているので、相手側基板の銅箔露出パターンとの間の余剰半田がフレキシブルプリント基板端部に向かって流れやすい形状になっている。その他、裏面銅箔パターン１０６の形状は、図３（ｂ）に示すような、カバーフィルム１０７ｂの開口の境界部から直線的に基板端部へ向かって広がっていく形状や、図３（ｃ）に示すような、基板端部のみ基板端に対して直交するようにし、そこからカバーフィルム１０７ｂの開口の境界部に向けて直線的に狭まっていくような形状としても、同様の効果が得られる。

また、上記実施形態では、ハード基板とフレキシブルプリント基板のお互いの半田接合面の銅箔露出パターンのうち、フレキシブルプリント基板側の銅箔露出パターンを、基板端部の幅に対して、内側を細くするような構成としたが、図４に示すように、ハード基板１００側の銅箔露出パターン１０２を、フレキシブルプリント基板１０４の基板端部に対応する部分の幅はフレキシブルプリント基板１０４の表裏銅箔露出パターン１０６ａ、１０６ｂと同一幅にし、その幅に対してフレキシブルプリント基板１０４に覆われる部分の幅を細くするような形状としても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

本実施形態では、ハード基板とフレキシブルプリント基板との接続を行う構成としたが、ハード基板同士、フレキシブルプリント基板同士の接続を行う構成でも、同様の効果が得られることは明らかである。

本発明の実施形態におけるプリント配線板の接続構造の、半田付け前の状態を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態におけるプリント配線板の接続構造の、半田付けにより電気的に接続した状態を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。 本発明の実施形態におけるフレキシブルプリント基板の表裏銅箔パターンの形状を示す図である。 本発明の別の実施形態におけるプリント配線板の接続構造の、半田付け前の状態を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。 従来のプリント配線板の接続構造の、半田付けにより電気的に接続した状態を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は断面図である。 従来のプリント配線板の接続構造の、半田付けされた状態でのフレキシブルプリント基板の表裏の状態を示す図である。

符号の説明

０ ハード基板
１ ベース基材
２ 銅箔パターン
３ ソルダーレジスト
４ フレキシブルプリント基板
５ ベースフィルム
６ａ 表面銅箔パターン
６ｂ 裏面銅箔パターン
７ａ 表面カバーフィルム
７ｂ 裏面カバーフィルム
８ 端面スルーホール
９ 半田
１０ 余剰半田
１００ ハード基板
１０１ ベース基材
１０２ 銅箔パターン
１０３ ソルダーレジスト
１０４ フレキシブルプリント基板
１０５ ベースフィルム
１０６ａ 表面銅箔パターン
１０６ｂ 裏面銅箔パターン
１０７ａ 表面カバーフィルム
１０７ｂ 裏面カバーフィルム
１０８ 端面スルーホール
１０９ 半田

Claims (5)

1. 第１のプリント配線板上に所定のピッチで複数形成した第１の銅箔露出パターンと、第２のプリント配線板上の基板端部の前記第１の銅箔露出パターンに対応する位置に形成した第２の銅箔露出パターンを、導電性接合手段によって電気的に接続するプリント配線板の接続構造において、
   前記第２の銅箔露出パターンは、前記第２のプリント配線板上の、前記第１のプリント配線板と対向する面に設けられ、一端は基板端まで延在し、他端はソルダーレジストによって覆われる様に形成された銅箔露出パターンであって、基板端部の幅に対して前記ソルダーレジストによって覆われた境界部分の幅を細くしたことを特徴とするプリント配線板の接続構造。
2. 前記第２の銅箔露出パターンの基板端部の幅は、前記第１の銅箔露出パターンの幅と略等しいことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の接続構造。
3. 前記第２の銅箔露出パターンの基板端部の形状は、銅箔パターンが基板端部に対して略直交するようになっていることを特徴とする請求項１、２に記載のプリント配線板の接続構造。
4. 第１のプリント配線板上に所定のピッチで複数形成した第１の銅箔露出パターンと、第２のプリント配線板上の基板端部の前記第１の銅箔露出パターンに対応する位置に形成した第２の銅箔露出パターンを、導電性接合手段によって電気的に接続するプリント配線板の接続構造において、
   前記第２の銅箔露出パターンは、前記第２のプリント配線板上の、前記第１のプリント配線板と対向する面に設けられ、一端が基板端まで延在する様に形成された銅箔露出パターンであって、前記第２の銅箔露出パターンと対向する前記第１の銅箔露出パターンの幅は、前記第２のプリント配線板の基板端部に対応する部分の幅に対して、前記第２のプリント基板に覆われた部分の幅を細くしたことを特徴とするプリント配線板の接続構造。
5. 前記第１の銅箔露出パターンの前記第２のプリント配線板の基板端部に対応する部分の幅は、前記第２の銅箔露出パターンの幅と略等しいことを特徴とする請求項５に記載のプリント配線板の接続構造。

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