JP6869855B2 - プリント配線板 - Google Patents

Description

本発明はプリント配線板に関する。

本技術分野の背景技術として、特許文献１がある。この特許文献１には、「表面電極層等の剥がれが抑制されるプリント配線板、電子部品を実装したプリント回路装置、プリント回路装置の製造方法を提供する。」と記載されている（要約参照）。

２０１１−２２２６２５号公報

特許文献１に記載された技術を用いれば、（スルーホールランドを含む）表面電極層の剥離を抑制できる。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、プリント配線板の外層面のスルーホールランドより内層面のスルーホールランドの直径を大きくする必要があり、プリント配線板の他の銅箔パターンの配置有効面積を圧迫してしまう恐れがあり、設計難易度が上がってしまう可能性がある。

そこで、本発明は、他の銅箔パターンの配置有効面積の圧迫を抑えつつ、剥離を抑制できるプリント配線板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る代表的なプリント配線板は、スルーホールを有するプリント配線板であって、前記スルーホールの周りに形成されたランドが、前記スルーホールに向かう力に対抗する外周を有する補助ランドを含むことを特徴とする。

本発明によれば、他の銅箔パターンの配置有効面積の圧迫を抑えつつ、剥離を抑制できるプリント配線板を提供することが可能になる。

スルーホールメッキ前のプリント配線板の断面の例を示す図である。 スルーホールメッキ後のプリント配線板の断面の例を示す図である。 ハンダ付け前のプリント配線板の断面の例を示す図である。 ハンダ付け中のプリント配線板の断面の例を示す図である。 ハンダ付け後のプリント配線板の断面の例を示す図である。 プリント配線板のスルーホールの剥離の例を示す図である。 実施例１のプリント配線板のスルーホールの配置の例を示す図である。 実施例１のスルーホールランドの例を示す図である。 実施例１のスルーホールランドの上面と断面の例を示す図である。 実施例２のプリント配線板のスルーホールの配置の例を示す図である。 実施例２のスルーホールランドの上面と断面の例を示す図である。 実施例３の第１のスルーホールランドの上面と断面の例を示す図である。 実施例３の第２のスルーホールランドの上面と断面の例を示す図である。 実施例４のスルーホールランドの上面と断面の例を示す図である。 実施例５のスルーホールランドの上面と断面の例を示す図である。 プリント配線板を使用するインバータの例を示す図である。

まず、プリント配線板と、プリント配線板における銅箔の剥離について説明する。

プリント配線板に搭載される電子部品の形状は、主に挿入タイプ部品と表面実装タイプ部品に分けられる。挿入タイプ部品は電極端子が電線形状になっており、プリント配線板のスルーホールに電極端子が挿入され、ハンダにて接着される（ハンダ付けされる）部品である。表面実装タイプ部品は電極端子が角形になっており、プリント配線板の表面上に搭載され、ハンダにて接着される部品である。

プリント配線板とは、銅箔パターン（導体パターン）を基材（絶縁された板）の外層面（プリント配線板表面）または内層面（プリント配線板内部）に形成したもので、電子部品をプリント配線板上に実装するためのスルーホールや、部品間を接続するための信号銅箔パターンで構成されているのが一般的である。

またスルーホールとは、ドリルによりプリント配線板に貫通穴をあけて、貫通穴の内壁（基材）を銅メッキすることによって外層面、内層面の電気的導通を可能とした穴で、電気的な接続の役割とプリント配線板に搭載する部品の固定穴としての役割を兼ねる。

スルーホールには、スルーホールランドと呼ばれる銅箔パターンが、プリント配線板の外層面または内層面に、形成されている。スルーホールランドは一般的に円形の形状をしており、プリント配線板の外層面では、ハンダ付けを行うためスルーホールランドを必ず形成する。

また内層面は、部品間を接続する信号銅箔パターンが、内層面のスルーホールと接続があるときのみ、内層面にスルーホールランドを形成し、信号銅箔パターンの接続が無い場合はランドを形成しない仕様が一般的である。

挿入タイプ部品や表面実装タイプ部品を、プリント配線板上に、装置を使い効率良くハンダ付けする方法として、主にフロー方式とリフロー方式がある。

フロー方式は、ハンダ槽と呼ばれる溶融ハンダを噴流させた装置の中に、部品の電極端子を接触させてハンダ付けを行う方式であり、挿入タイプ部品の電極端子を、プリント配線板のスルーホールに挿入後、プリント配線板をコンベアでハンダ槽へ送り、プリント配線板の裏面側（部品を挿入した面の逆側）に飛び出た電極端子を、ハンダ槽に接触させハンダ付けを行う。

また、表面実装タイプ部品は、自動搭載機により、部品に接着剤を塗布し、プリント配線板上に仮止め接着し、接着した面を、ハンダ槽に接触させハンダ付けを行う。

フロー方式は、主に挿入タイプ部品のハンダ付けに適しているが、プリント配線板の両面から、挿入タイプ部品の電極端子を挿入した場合は、ハンダ付けを行うことはできない。また、表面実装タイプ部品は、直接部品をハンダ槽に接触させるため、熱に弱い部品は搭載できない。さらに、部品に接着剤を、塗布する領域が必要であるので、極小の表面実装タイプ部品には適用できない。

リフロー方式は、プリント配線板にあらかじめ、クリームハンダ（ハンダが半練状になったもの）を供給しておき、その場所に自動搭載機により部品を搭載する。その後、プリント配線板を、リフロー炉と呼ばれる赤外線や熱風などを使用した熱源装置の中へコンベアで送り、クリームハンダを溶かして、部品の電極端子とプリント配線板上の銅箔パターンを接着させる。

リフロー方式は、表面実装タイプ部品のハンダ付けに適した方式で、極小の表面実装タイプ部品を効率よく搭載でき、プリント配線板の両面に実装が可能である。フロー方式のように、直接部品をハンダ槽に接触させないので、熱に弱い部品にも適用できる。しかしながら、リフロー方式は、表面実装タイプ部品専用の方式のため、挿入タイプ部品には適用できない。

フロー方式とリフロー方式のどちらにも適さない挿入タイプ部品も存在し、このような挿入タイプ部品については、人手作業となる。人手作業は、プリント配線板上のスルーホールと、挿入タイプ部品の電極端子に、ハンダ鏝で熱を十分に加えてから、ハンダを溶かして接着を行う。

近年、電機製品の鉛フリー化に伴い、プリント配線板で使用されるハンダ材料についても、鉛フリーハンダが使用されている。鉛フリーハンダは、従来使用されていた有鉛ハンダより、ハンダの融点が高い。

このため、フロー方式の場合は、ハンダ槽の温度を上昇させる、またはハンダ槽にプリント配線板上のスルーホールと挿入タイプ部品の電極端子が接触する時間を延長するなどにより、熱を十分に加える必要がある。

また、リフロー方式の場合は、リフロー炉の温度を上昇させる、または炉内送り時間を延長するなどにより、熱を十分に加える必要がある。そして、人手作業の場合は、高温のハンダ鏝を使用し、プリント配線板上のスルーホールと挿入タイプ部品の電極端子に、ハンダ鏝を当てて熱を十分に加えてからハンダ付けを行う必要がある。

図１Ａは、スルーホールの穴を含む内層面に２枚の銅箔パターン層が積層された４層プリント配線板の断面の例を示す図である。プリント配線板の構成では、コア材と呼ばれる絶縁性のある基材２０４があり、基材２０４には、あらかじめ銅箔１０３及び銅箔１０４が両面に貼り付けてある。

なお、図１Ａにおいて基材２０４ａと基材２０４ｂは、図面上、スルーホール１０２の穴があるため、分かれて見えるが、１枚の基材２０４である。このように、基材２０４以外でも、図面上、スルーホールの穴により分かれて見える物の符号に「ａ」と「ｂ」を付けて１つの物であることを表し、説明上、１つの物をまとめて指し示す場合、符号に「ａ」と「ｂ」を付けずに指し示す。

プリント配線板の構成は、さらに基材２０４が、プリプレグと呼ばれる、粘着性と絶縁性を兼ねた基材２０３、２０５で、上面と下面を挟まれ、それらの上面と下面に銅箔１０５、１０６を乗せられて、加熱加圧が行なわれると、基材２０３、２０５が溶けて、銅箔１０３、１０４、１０５、１０６と基材２０３、２０４、２０５とが密着した構成となる。

以上の積層構成により、プリント配線板では、Ａ面２０１とＢ面２０２が、プリント配線板の面として、プリント配線板の外へ露出する。

プリント配線板のスルーホール１０２の加工は、まず、ドリル３０１で穴開け加工を行い、スルーホール１０２の穴が形成される。この時、スルーホール１０２の穴の内壁１０１には、銅箔がない状態である。

図１Ｂは、スルーホールの穴の内壁にメッキをした状態のプリント配線板の断面の例を示す図である。図１Ａを用いて説明した物には、同じ符号を付けて、説明を省略し、以下の他の図の説明でも、それ以前に説明した物には、同じ符号を付けて、説明を省略する。

図１Ａを用いて説明した穴開け加工後、スルーホール１０２の穴の内壁１０１に、銅メッキ処理が行われ、内壁１０１に、銅箔が密着され、スルーホール１０２が完成する。内壁１０１の銅箔（銅メッキ）は、銅箔１０３、１０４、１０５、１０６のそれぞれと接着し、あるいは一体化する。

図２Ａは、挿入タイプ部品の電極端子がスルーホールに挿入されたプリント配線板の断面の例を示す図である。図２Ａの例では、挿入タイプ部品４０１の電極端子４０２は、プリント配線板のＢ面２０２側より、スルーホール１０２に挿入され、Ａ面２０１側に飛び出た状態である。

主な挿入タイプ部品は、Ａ面２０１側の面より電極端子が挿入され、Ｂ面２０２側に飛び出た電極端子がハンダ付けされるが、まれにＢ面２０２側より挿入され、ハンダ付けされる挿入タイプ部品もあり、この場合は、フロー方式とリフロー方式のどちらも適用できず、人手作業でハンダ付けが行なわれる必要がある。

図２Ｂは、人手作業でハンダ付けが行われるプリント配線板の断面の例を示す図である。挿入タイプ部品４０１の電極端子４０２とスルーホール１０２とが、人手作業によりハンダ付けされる。

すなわち、プリント配線板上のＡ面２０１側より、スルーホール１０２と、挿入タイプ部品４０１の電極端子４０２とに、ハンダ鏝３０２で熱を十分に加えてから、ハンダ鏝でハンダ３０３を溶かし、スルーホール１０２内にハンダ３０３が溶け込む。

図２Ｃは、ハンダ付け後のプリント配線板の断面の例を示す図である。ハンダ３０３は、Ａ面２０１側からＢ面２０２側へ溶け込み、スルーホールは電極端子４０２とハンダ３０３で隙間なく埋り、スルーホールの穴の内壁１０１に密着した銅箔と電極端子４０２とが接着される。

図２Ｄは、ハンダ付け後に、剥離が起きた状態のプリント配線板の断面の例を示す図である。スルーホール内のハンダ３０３が、融点の高い鉛フリーハンダであった場合、既に説明したとおり、ハンダの硬度やハンダ冷却時の収縮率が大きいことが原因となり、スルーホール内のハンダ３０３が内壁１０１の銅メッキにストレスをかける。

このストレスにより、内壁１０１の銅メッキは、内壁１０１から剥離する部分が発生する。そして、内壁１０１の銅メッキに接着あるいは一体化した銅箔１０３、１０４、１０５、１０６のそれぞれにもストレスが伝わる。図２Ｄの例では、内壁１０１の銅メッキと内壁１０１との剥離が大きい位置に近い銅箔１０３ａ、１０５ａに、特に大きなストレスがかかり、剥離５０１、５０２が発生している。

以下、図面を用いて実施例を説明する。以下に説明する各実施例は図示した例に限定されるものではない。なお、以下の実施例での実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。

また、以下で説明する実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよいものとする。

さらに、以下で説明する実施の形態において、その構成要素（要素ステップなどを含む）は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合などを除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

同様に、以下で説明する実施の形態において、構成要素などの形状、位置関係などに言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合などを除き、実質的にその形状などに近似または類似するものなどを含むものとする。このことは前記数値及び範囲についても同様である。

図３Ａは４層プリント配線板の各層にスルーホールランドや銅箔パターンが配置された例を示す図である。４層プリント配線板には、スルーホール１１２、１１３と小径のスルーホール１１４とが並んで配置されており、また、小径のスルーホール１１４の内層面には、銅箔パターン６１２が接続されている。

なお、銅箔パターン６１２は、図３Ａと図３Ｂにおいて銅箔パターンがどのように配置されるかの例を示すものであり、小径のスルーホール１１４の他の層で図示を省略した銅箔パターンが接続されてもよいし、スルーホール１１２、１１３の各層で図示を省略した銅箔パターンが接続されてもよい。

そして、スルーホール１１２には、スルーホールランド６０１ｃ、６０５ｄ、６０５ｅ、６０１ｆが、各層に配置されている。スルーホール１１３にはスルーホールランド６０２ｃ〜６０２ｆが、各層に配置されている。小径のスルーホール１１４にはスルーホールランド６１１ｃ〜６１１ｆが、各層に配置されている。

図３Ａでは、スルーホール１１３と小径のスルーホール１１４が、これまでと同じスルーホールの例であり、スルーホール１１２が本実施例の剥離を防止するためのスルーホールの例である。

内層面のスルーホールランド６０５ｄ、６０５ｅは、スルーホールランド６０１ｃ、６０１ｆの形状に、矢印形状の補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２、６０６ｅ１、６０６ｅ２を足した形状となっており、矢印形状分の外周の長さが増大した分、内層面にあるスルーホールランド６０５ｄ、６０５ｅは基材２０３、２０４、２０５との密着性が向上する。

図３Ｂは、図３Ａに示した４層プリント配線板の上面図であり、外層面と内層面を透過して表した図であり、特に基材２０４の上面の例を示す図である。基材２０４の上面すなわち基材２０４と基材２０３の間のスルーホールランド６０２ｄとスルーホールランド６１１ｂは、それぞれスルーホール１１３と小径のスルーホール１１４のスルーホールランドであり、これまでと同じ円形ランドである。

これに対して、スルーホール１１２のスルーホールランド６０５ｄは、スルーホールランド６０１ｃと同じ直径の円形ランドに、矢印形状の補助ランド６０６ｄ１と補助ランド６０６ｄ２が、スルーホールランド６０５ｄを挟んで一直線上に追加された形状になっている。一直線は厳密でなくてもよく、一文字（いちもんじ）状であってもよい。

補助ランド６０６ｄ１と補助ランド６０６ｄ２は、一直線上に追加された形状となっているので、この一直線上に当たらない銅箔パターン６１２とスルーホールランド６０２ｄが近傍にあっても、補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２の影響は受けない。スルーホール１１２に接続する銅箔パターンがある場合は、銅箔パターン６１３のように補助ランド６０６ｄ１の延長線上に接続される。

なお、スルーホールランド６０１ｃ、６０５ｄ、６０５ｅ、６０１ｆは、円形に限定されるものではなく、楕円形あるいは角形などであってもよい。

図４に、図３Ａ、３Ｂに示したスルーホール１１２にハンダ付けした後の上面図と断面図の例を示す。図４の例では、スルーホール内のハンダ３０３の冷却などによる収縮のストレス８０１−１、８０１−２が発生している。

これに対して、スルーホールランド６０５ｄの補助ランド６０６ｄ１と補助ランド６０６ｄ２のそれぞれは、スルーホールランド６０５ｄの中心から外側に向いた矢印形状となっており、スルーホールランド６０５ｄの中心に向けてかかるストレス８０１−１とストレス８０１−２のそれぞれに対し、対抗する形状となっている。

すなわち、ストレス８０１−１に対しては、対抗力８１１ｇ１、８１１ｈ１が発生し、ストレス８０１−２に対しては、対抗力８１１ｇ２、８１１ｈ２が発生する形状となっている。

ここで、対抗力８１１ｇ１、８１１ｈ１、８１１ｇ２、８１１ｈ２は、図４において、これらの対抗力を表す矢印の位置の基材２０３と基材２０４が直接に接着しており、この接着面と補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２の外周との間で発生してもよいし、基材２０３、２０４と補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２との接着面積増加による接着強度の向上により発生してもよい。

これにより、ストレス８０１−１、８０１−２が発生しても、補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２での対抗が期待でき、剥離の発生が抑制される。また、図３Ａ、３Ｂ、４の例では、補助ランドとして矢印形状の例を挙げたが、ランドの外周の長さを増加してストレスの対抗が期待できる形状の補助ランドであれば、矢印形状以外の形状であってもよい。

補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２が矢印形状の場合、例えば補助ランド６０６ｄ２における長さ６０７、６０８が図４の例より長い方が、ランドの外周の長さは長くなるが、長さ６０９が短くなり、短くなった長さ６０９にストレス８０１−２の力が集中し、補助ランド６０６ｄ２が破断してしまう可能性もある。

そこで、長さ６０７と長さ６０８は同じ長さであり、長さ６０７と長さ６０８を加算した長さが、長さ６０９となる矢印形状が好ましい。ただし、矢印形状は、これらの長さに限定されるものではない。

また、図３Ａ、３Ｂ、４の例では、内層面のみに補助ランドを設ける例を示したが、Ａ面２０１とＢ面２０２の外層面も内層面と同じように補助ランドを設けてもよく、外層面の補助ランドと内層面の補助ランドとは同じ形状であってもよい。また、図３Ａ、４の例では、４層プリント配線板の例を示したが、さらに多層に積層されたプリント配線板や２層プリント配線板であってもよい。

なお、スルーホールランド６０５ｄと補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２とは、形状の説明を理解しやすくするために分けて表現したが、銅箔としては一体である。このため、スルーホールランド６０５ｄと補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２の両方をまとめて、スルーホールランドと呼んでもよい。

ただし、製造においては、スルーホールランド６０５ｄと補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２とが、１つの製造工程で一体として形成されてもよいし、別の製造構成で形成されてスルーホールランド６０５ｄに補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２が追加されてもよい。

以上で説明したように、内層面に外層面と同径の円形に、補助ランドを追加した形状とすることにより、補助ランドの外周の長さ分、基材との接着点が増すので、密着性を上げることができ、スルーホールを形成する銅箔内壁と、プリント配線板の基材の間の剥離の発生を抑制することが可能になる。

また、内層面のスルーホールランド形状は、対象のスルーホールのみ、外層面と同径の形状に補助ランドを追加した形状とすることにより、他の銅箔パターンやスルーホールを避けた形状とすることも可能であるので、設計難易度を上げにくい効果がある。さらに、補助ランドに相当する面積が増えるので、放熱性も上がる。

実施例２では、補助ランド内にスルーホールを設ける例を説明する。実施例２は、実施例１に対する追加例について説明するものであるので、実施例１と共通する部分については、同じ符号を付けて説明は省略する。

図５Ａは、実施例２における４層プリント配線板の各層にスルーホールランドが配置された例を示す図である。実施例１と同じように、内層面のスルーホールランド６０５ｄ、６０５ｅは、スルーホールランド６０１ｃ、６０１ｆの形状であり、矢印形状の補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２、６０６ｅ１、６０６ｅ２を足されているため、矢印形状分の外周の長さが増大した分、内層面にあるスルーホールランドは、基材２０３、２０４、２０５との密着性が向上する。

さらに、矢印形状の補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２、６０６ｅ１、６０６ｅ２内に小径のスルーホール１２２−１あるいはスルーホール１２２−２が追加配置されることにより、密着性がさらに向上する。

なお、小径のスルーホール１２２−１、１２２−２に対するＡ面２０１とＢ面２０２の外層面のスルーホールランド６１５ｃ１、６１５ｃ２、６１５ｆ１、６１５ｆ２は、スルーホール１２２−１、１２２−２を形成するためのスルーホールランドであり、スルーホールランド６０１ｃ、６０１ｆと分離していてもよい。

図５Ｂに、図５Ａに示したスルーホール１１２にハンダ付けした後の上面図と断面図の例を示す。実施例１で説明したように、スルーホール内のハンダ３０３の冷却などによる収縮のストレス８０１−１、８０１−２が発生しても、補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２が対抗する形状となっており、対抗力８１１ｇ１、８１１ｈ１、８１１ｇ２、８１１ｈ２を発生する。

さらに、小径のスルーホール１２２−１、１２２−２の内壁１２３−１、１２３−２が追加された分、対抗力８１１ｋ１、８１１ｋ２がさらに増すので、さらなるストレス８０１−１、８０１−２への対抗が期待でき、剥離の発生を抑制する。

なお、小径のスルーホール１２２−１、１２２−２のような補助ランド内の小径のスルーホールは、個数が増えると、ストレス８０１−１、８０１−２へさらに対抗できるので、個数を増やして配置してもよい。

また、実施例１と同様に、スルーホールランド６０５ｄに補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２を部分的に追加するだけであり、小径のスルーホール１２２−１、１２２−２は補助ランド６０６ｄ１、６０６ｄ２の中であるので、他の銅箔パターンやスルーホールが近傍にあっても影響は受けにくい。

また、図５Ａ、５Ｂの例では、内層面のみに補助ランドを設ける例を示したが、Ａ面２０１とＢ面２０２の外層面も内層面と同じように小径のスルーホールを含む補助ランドを設けてもよく、外層面の補助ランドと内層面の補助ランドとは同じ形状であってもよい。また、図５Ａ、５Ｂの例では、４層プリント配線板の例を示したが、さらに多層に積層されたプリント配線板や２層プリント配線板であってもよい。

実施例３では、実施例１、２の説明とは異なる形状の補助ランドの例を説明する。実施例３は、実施例１に対する追加例について説明するものであるので、実施例１と共通する部分については、同じ符号を付けて説明は省略する。

図６Ａは、実施例３における補助ランドの第１の形状の例を示す図であって、スルーホールにハンダ付した後の上面図と断面図の例を示す図である。補助ランド６０６ｄ１は実施例１と同じであるが、補助ランド６０６ｄ２の代わりに、アーチ形の補助ランド６２０ｄ２が追加されている。

ストレス８０１−２に対して、補助ランド６２０ｄ２でも対抗力８１１ｇ２、８１１ｈ２が発生するが、補助ランド６２０ｄ２はアーチ形であるため、ランドの外周が長く、対抗力８１１ｇ２、８１１ｈ２の発生する部分の長さも、補助ランド６０６ｄ２と比較して長い。

このため、特にストレス８０１−２への対抗が期待でき、剥離の発生を抑制する。なお、図６Ａの例では、複数の補助ランドの形状が異なってもよいことを示すために、補助ランド６０６ｄ１の方を矢印形状のままとしたが、補助ランド６０６ｄ１の方も矢印形状の代わりにアーチ形の補助ランドであってもよい。

図６Ｂは、実施例３における補助ランドの第２の形状の例を示す図であって、スルーホールにハンダ付した後の上面図と断面図の例を示す図である。補助ランド６２０ｄ２は図６Ａに示したものと同じであるが、補助ランド６０６ｄ１の代わりに、複数の矢印から構成された形状の補助ランド６２５ｄ１が追加されている。

ストレス８０１−１に対して、補助ランド６２５ｄ１でも対抗力８１１ｇ１、８１１ｈ１が複数の部分で発生する。このため、ストレス８０１−１、８０１−２に対する対抗が期待でき、剥離の発生を抑制する。また、単にランドの外周が長いだけでなく、複数の部分に分散して対抗するため、補助ランド６２５ｄ１と基材２０３、２０４それぞれの力がかかる部分も分散できる。

また、図６Ｂの例では、補助ランド６２０ｄ２の方をアーチ形のままとしたが、補助ランド６２０ｄ２の方もアーチ形の代わりに複数の矢印から構成された形状の補助ランドであってもよい。

そして、以上の図６Ａ、６Ｂでは、内層面のみに補助ランドを設ける例を示したが、Ａ面２０１とＢ面２０２の外層面に補助ランドを設けてもよく、外層面の補助ランドと内層面の補助ランドとは同じ形状であってもよい。また、図６Ａ、６Ｂの例では、４層プリント配線板の例を示したが、さらに多層に積層されたプリント配線板や２層プリント配線板であってもよい。

実施例４では、実施例１〜３の説明とはスルーホールランドと補助ランドの位置関係が異なる例を説明する。実施例４は、実施例１に対する追加例について説明するものであるので、実施例１と共通する部分については、同じ符号を付けて説明は省略する。

図７は、実施例４におけるスルーホールランドと補助ランドの位置関係の例を示す図であって、スルーホールにハンダ付した後の上面図と断面図の例を示す図である。補助ランド６０６ｄ２は実施例１と同じであるが、補助ランド６０６ｄ１は無く、矢印形状の補助ランド６０６ｄ３が、補助ランド６０６ｄ１と異なる位置に追加されている。

すなわち、補助ランド６０６ｄ３は、スルーホールランド６０５ｄの中心から外側に向いた矢印形状となっているが、補助ランド６０６ｄ２とはスルーホールランド６０５ｄを挟んで一直線上とならない方向に追加された形状となっている。

これにより、ストレス８０１−１とは異なる方向のストレス８０１−３に対して、補助ランド６０６ｄ３で対抗力８１１ｇ３、８１１ｈ３が発生し、ストレス８０１−３への対抗が期待でき、剥離の発生を抑制する。

図７では、補助ランド６０６ｄ２の矢印の方向と、補助ランド６０６ｄ３の矢印の方向とが、直角に近い例あるいはＬ字形とも呼べる例を示したが、このような角度の方向に限定されるものではなく、プリント配線板上の他の銅箔パターンの位置により、直角以外の角度などの他の方向であってもよい。

また、補助ランドを追加する対象となるスルーホールの周辺にスペースの余裕がある場合は、３方向や４方向などの３個以上の補助ランドを設けてもよい。そして、図７の例では、補助ランドとして矢印形状の例を挙げたが、ランドの外周の長さを増加してストレスの対抗が期待できる形状の補助ランドであれば、矢印形状以外の形状であってもよい。

また、図７の例では、内層面のみに補助ランドを設ける例を示したが、Ａ面２０１とＢ面２０２の外層面も内層面と同じように補助ランドを設けてもよく、外層面の補助ランドと内層面の補助ランドとは同じ形状であってもよい。また、図７の例では、４層プリント配線板の例を示したが、さらに多層に積層されたプリント配線板や２層プリント配線板であってもよい。

以上で説明したように、他の銅箔パターンやスルーホールランドを避けた位置に補助ランドを追加し、剥離の発生を抑制することが可能になる。

実施例５では、補助ランドを設けずに同様の効果を得る例を説明する。実施例５は、実施例１を基にした例について説明するものであるので、実施例１と共通する部分については、同じ符号を付けて説明は省略する。

図８は、実施例５におけるスルーホールランドの形状の例を示す図であって、スルーホールにハンダ付した後の上面図と断面図の例を示す図である。スルーホールランド６３０は、他の銅箔パターンが近傍にあるなどの理由で、補助ランドが追加できない場合のスルーホールランドの形状の例である。

スルーホールランド６３０は、円形のスルーホールランド６０１ｃ、６０１ｆの内側を切り欠いた形状であり、切り欠き６３１−２、６３１−４、６３２、６３４が設けられている。スルーホールランド６３０は、切り欠き分、外周の長さが増大するので、基材２０３、２０４、２０５との密着性が向上する。

ここで、切り欠き６３１−２と切り欠き６３１−４は同じ形状であり、切り欠き６３２、６３３とは異なる形状であるが、これらは、切り欠きが同じ形状であってもよいし、異なる形状であってもよいことを示すための例であって、切り欠きの形状は、外周の長さを増加してストレスへの対抗が期待できる形状であれば、どのような形状であってもよい。

ただし、切り欠き６２７のように矢印形状であれば、基材と銅箔の位置が替わるものの、図４を用いて説明したようなストレスへの対抗力が発生するため、切り欠きは矢印形状が好ましい。

そして、図８では４個の切り欠きの例を示したが、４個に限定されるものではなく、４個未満であってもよいし、５個以上であってもよい。このようなスルーホールランド６３０は、補助ランドを追加する必要のない形状であるため、設計難易度が上がらない、あるいは設計自由度が高い。

また、スルーホールランド６３０のような形状のスルーホールランドは、内層面のスルーホールランドのみであってもよいし、外層面と内層面の両方のスルーホールランドであってもよい。また、図８の例では、４層プリント配線板の例を示したが、さらに多層に積層されたプリント配線板や２層プリント配線板であってもよい。

実施例６では、実施例１〜５で説明したプリント配線板を、インバータで使用する例を説明する。図９は、インバータの例を示す図である。インバータ７０１は、例えば三相の交流７０３を入力し、変換してモータ７０４へ供給する。インバータ７０１は、交流を直流へ変換するコンバータ部７０５と、直流を交流へ変換するインバータ部７０６と、インバータ部７０６を制御する制御回路７０７から構成される。

これらのコンバータ部７０５、インバータ部７０６、および制御回路７０７は、電気回路であってプリント配線板が用いられるため、実施例１〜５で説明したプリント配線板が用いられてもよい。

特にコンバータ部７０５とインバータ部７０６には大電流の回路があり、大電流用の電子部品の電極端子は太く、これに応じてスルーホールの穴も大きいので、ハンダの量も多い。このため、ハンダの冷却などによるストレスも大きく、このストレスに対抗できるプリント配線板は有用である。

また、電子部品の電極端子が平板状であり、スルーホールが円形である場合も、ハンダの量が多くなるとともに、円形と平板状との間のハンダの量は全方向に対して一様ではないため、特定の方向にストレスがかかる可能性がある。このような点においては、大電流の回路のみならず、制御回路７０７においても、このようなストレスに対抗できるプリント配線板は有用である。

１１２ スルーホール
２０３、２０４、２０５ 基材
６０５ スルーホールランド
６０６ 補助ランド

Claims (7)

1. スルーホールを有するプリント配線板であって、
   前記スルーホールの周りに形成されたランドが、前記スルーホールに向かう力に対抗する外周を有する補助ランドを含み、
   前記補助ランドの外周は、シャフト部と三角形のヘッド部とを有した矢印形状であって、
   前記矢印形状は、前記ヘッド部が前記シャフト部と接する辺のうち、前記シャフト部から両幅方向に垂直に突出した長さがそれぞれ同じ長さであり、前記両幅方向に垂直に突出したそれぞれの長さの和が、前記接する辺のうち前記両幅方向に垂直に突出した長さ以外の長さとなる形状であること
   を特徴とするプリント配線板。
2. 請求項１に記載のプリント配線板であって、
   前記プリント配線板の多層であり、
   前記プリント配線板の内層に形成されたランドが、前記スルーホールに向かう力に対抗する外周を有する前記補助ランドを含むこと
   を特徴とするプリント配線板。
3. 請求項１に記載のプリント配線板であって、
   前記スルーホールの周りに形成されたランドが、矢印形状の補助ランドを２つ含み、２つの矢印形状の前記補助ランドの矢印の方向は、異なる方向であること
   を特徴とするプリント配線板。
4. 請求項３に記載のプリント配線板であって、
   ２つの矢印形状の前記補助ランドは、前記スルーホールを挟んで、一文字状であること
   を特徴とするプリント配線板。
5. 請求項３に記載のプリント配線板であって、
   ２つの矢印形状の前記補助ランドは、前記スルーホールを挟んで、Ｌ字形であること
   を特徴とするプリント配線板。
6. 請求項３に記載のプリント配線板であって、
   ２つの矢印形状の前記補助ランドのそれぞれの外周より内側に、前記プリント配線板はスルーホールを有すること
   を特徴とするプリント配線板。
7. 請求項１に記載のプリント配線板であって、
   前記スルーホールの周りに形成されたランドが、補助ランドを２つ含み、２つの前記補助ランドの１つは、複数の矢印形状の外周を含むこと
   を特徴とするプリント配線板。

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