JPH02299290A - 電気および／または電子部品が取付けられた片側プリント基板、その取付方法および取付方法に使用する接続素子 - Google Patents

電気および／または電子部品が取付けられた片側プリント基板、その取付方法および取付方法に使用する接続素子

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JPH02299290A
JPH02299290A JP2099500A JP9950090A JPH02299290A JP H02299290 A JPH02299290 A JP H02299290A JP 2099500 A JP2099500 A JP 2099500A JP 9950090 A JP9950090 A JP 9950090A JP H02299290 A JPH02299290 A JP H02299290A
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ルドフィクス　メヘンス
Petrus H A A Vriens
ペトルス　ヘンリクス　アウフスティヌス　アロイシウス　フリーンス
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、その接続ワイヤかプリント基板の部品孔を通
されたワイヤ部品と、プリント基板のトラック側に取付
けられた表面取付デバイス部品とを、はんだ付けにより
プリント基板に固定するようにした片側プリント基板、
その取付け方法および取付方法に使用する接続素子に関
するものである。
（従来の技術） 米国公開公報第４１３９８８１号より既知のこのような
方法では、ワイヤ部品の接続ワイヤはプリント基板の非
プリント側から部品孔を経て通されて曲げられ、一方表
面取付デバイスは点状の接着剤によってプリント基板の
トラック側に固定され、しかる後、プリント基板のトラ
ック側がはんだ流動波に沿って通されてワイヤ部品と表
面取付デバイス部品かプリント基板にはんだ付けされる
。
“表面取付デバイス部品（ＳＭＤ：５ｕｒｆａｃｅ　Ｍ
ｏｕｎｔｅｄＤｅｖｉｃｅｓ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ、以
下ＳＭＤ部品という）″という言葉は、表面取付用に意
図されおよび／または適した部品を意味するものと理解
され度い。
“片側プリンｉ・基板（ｓｉｎｇｌｅ−ｓｉｄｅｄ　ｐ
ｒｉｎｔｅｄ　ｂｏａｒｄ）”という言葉は、接続面と
トラックが同一の側に存するプリント基板を意味するも
のと理解され度い。
流動はんだ付け処理はワイヤ部品をプリント基板にはん
だ付けするのに非常に適しており、信頼性あるはんだ連
結部をつくることは実際にわかっている。はれとも、Ｓ
ＭＤ部品の取付けに対しては流動はんだ付け処理は余り
適しない。というのは、ＳＭＤ部品ははんだ流動波中に
浸され、はんだはこれ等部品のまわりを流れ、空気やガ
スの気泡かはんだ連結部内に残留することがあるからで
ある。
更に、所謂超高層ビル効果（ｓｋｙｓｃｒａｐｅｒ　ｅ
ｆｆｅｃｔ）（マンハッタン（Ｍａｎｈａｔ　ｔａｎ）
またはドームストン（ｔｏｍｂｓ　ｔｏｎｅ）効果）か
比較的高い部品の取付時に起きることかあるが、これは
、隣接する部品間の隙間が比較的狭いため液状はんだか
はんだ点に届くのか難かしいことを意味する。このよう
なはんだ接合部の機械的強度、信頼性および再現性は実
際に設定された品質および信頼性を満たすことが概して
できない。
この問題を解決するために、前記の米国公開公報は、Ｓ
ＭＤ部品とプリント基板のはんだ接合部の領域において
プリント基板に通気孔を設けることを提案したもので、
このためはんだ付け時に空気やガスか逃げることかでき
、気泡の発生か防かれる。個々の通気孔をプリント基板
に設けることは、ますます進む超小型化やプリント基板
の増大するトラックおよび実装密度のために実際には実
行不可能であることかわかった。
プリント基板上へのＳＭＤ部品の流動はんだ付け時、２
倍または３倍のはんだ流動波を用いれば、空気やガスの
気泡の発生を少なくしてはんだによる部品の良好なねれ
か得られることがわかっている。２つまたはそれ以上の
はんだ流動波を有するはんだ付け装置は、例えば欧州特
許公告公報第００５８７６６号より知られている。ＳＭ
Ｄ部品の流動はんだ付けには制限か課せられる。単一ま
たは２倍はんだ流動波を用いる場合はブリッジングや短
絡を防ぐために次の条件が満足されねばならない。
１、　ａ≧１ｍｍ、、ａはＳＭＤ部品の隣接した接続面
の間の中心から中心の距離（第２図）； ２、　ｂ≧０．５ｍｍ、ｂはプリント基板面上の隣接し
たはんだ面の間の距離（第２図）。
前記の条件Ｉは、重要な部品のグループ、すなわち、極
めて小さな外形（ＶＳＯ：Ｖｅｒｙ　Ｓｍａｌｌ　０ｕ
ｔｌｉｎｅ）の容器、カッド・フラット・パック（ＱＦ
Ｐ　：　ＱｕａｄＦｌａｔ　Ｐａｃｋ）容器またはプラ
スチック・リード・チップ支持体（ＰＬＣＣ：Ｐｌａｓ
ｔｉｃ　Ｌｅａｄｅｄ　Ｃｈｉｐ　Ｃａｒｒｉｅｒ）容
器を除外する。条件２は、最大可及の実装密度を得るた
めの妨げになる。
プリント基板上のＳＭＤ部品の実装密度はりフローはん
だ付け法を使用することによって増すことかでき、この
はんだ付け法は、隣接するはんだ面間の最小許容距離す
を０．１−０．２ｍｍに減少させることかできる。更に
、このリフローはんだ付けは、ＳＭＤ部品の隣接する接
続面の中心がら中心の距離ａを０．３ｍｍに減少させる
ことができ、このため事実上すべての市販のＳＭＤ部品
がこのはんだ付け法で使用するのに適する。リフローは
んだ付けの場合は、はんだか先づプリント基板のはんだ
付け面に施され、しかる後部品の接続面がこのはんだ付
けペースト上に置かれ、最後に必要な熱が加えられては
んだを溶かし、部品とプリント基板の接続を確立する。
公知の加熱システムは、熱伝導、紫外線、赤外線または
液体凝縮（気相）に基いて働く。ここでは接着剤による
部品の固定は省略される。流動はんだ付けの場合には、
部品は先づプリント基板上に位置決めされて仮に固定さ
れ、しかる後液状はんだとはんだ付けに必要な熱とが流
動はんだ付け浴によって同時に供給される。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、部品の各グループに対する特定のはん
だ付け法の利点を保ちながら両グループの部品を片側プ
リント基板に取付けることのできる片側プリント基板、
その取付方法および取付方法に使用する接続素子を供す
ることにある。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、ワイヤ部品も
プリント基板のトラック側に位置決めし、接続素子によ
ってプリント基板に取付け、ＳＭＤ部品と接続素子をリ
フローはんだ付けによってプリント基板に取付け、ワイ
ヤ部品の接続ワイヤを流動はんだ付けによって接続素子
に接続したものである。本発明に従ってワイヤ部品をプ
リント基板のトラック側に設けると、接続素子のおかげ
で、接続ワイヤのはんだ付けされた接合部はプリント基
板の非プリント側にあることになり、したがってプリン
ト基板のトラック側のＳＭＤ部品のはんだ付け接合部か
ら離される。接続素子はＳＭＤ部品と見做される。この
場合リフローはんだ付け法がＳＭＤ部品のはんだ付けに
用いられるおかげで、前に述べた問題は回避され、これ
等の接続に対して最適な結果か得られる。接続ワイヤの
はんだ付けに対しては、この目的に対して最適な方法で
ある流動はんだ付けか用いられる。
これとの関係で、ＳＭＤ部品との組合せてはないが、は
んだ付けブツシュの使用かドイツ国公告公報第１０６５
８９８号に開示されていることは注目に値する。このは
んだ付けブツシュは金属化貫通孔の機能を果たし、フラ
ンジングまたはりベツティングによってプリント基板に
機械的に連結される。
これと違って、本発明の接続素子ははんだ接合部だけに
よって自由な懸吊状態でプリント基板に設けられる。前
記の公知のブツシュの場合には、ワイヤ部品とＳＭＤ部
品の両方を片側プリント基板にはんだ付けする間に発生
する問題は起きない。
本発明の好ましい一実施態様では、はんだを、ＳＭＤ部
品のはんだ付け面と部品孔の周囲のはんた付け面に施し
、ＳＭＤ部品をプリント基板上に置き、接続素子をトラ
ック側から部品孔を経て通し、しかる後ＳＭＤ部品と接
続素子をリフローはんだ付けによってプリント基板上に
固定し、次いでワイヤ付き部品の接続ワイヤをトラック
側から接続素子に挿入し、最後に接続ワイヤを流動はん
だ付けにより接続素子に接続する。
この実施態様では、一方においてはＳＭＤ部品のはんだ
付けと他方においてはワイヤ部品のはんだ付けは２つの
別個の工程で行われる。錫または鉛−錫合金のはんだは
、電気めっきまたは加熱錫めっきにより、はんだペース
トの形で設けられることができる。ＳＭＤ部品および接
続素子のりフローはんだ付けは、紫外線または赤外線の
ような熱線・熱伝導、液体凝縮（気相）およびその他の
手段のような最も適した加熱方法を用いることによって
最適に行うことかできる。ワイヤ部品の流動はんだ付け
には単一の流動波で十分である。
本発明の別の実施態様では、はんだを、ＳＭＤ部品のは
んだ付け面と部品孔の周囲のはんだ付け面に施し、表面
取付デバイス部品をプリント基板上に置き、接続素子を
トラック側から部品孔に挿入し、しかる後ワイヤ部品の
接続ワイヤをトラック側から接続素子に挿入し、最後に
表面取付デバイス部品を流動はんだ付け浴によってプリ
ント基板に固定し、接続素子をリフローはんだ付けを経
てプリント基板に取付け、一方間時にワイヤ部品の接続
ワイヤを接続素子に固定する。
この実施態様では、ＳＭＤ部品のりフローはんだ付けは
ワイヤ部品の流動はんだ付けと同時に行われ、リフロー
はんだ付けに必要な熱は、流動はんだ付け浴の液状錫に
よって供給される。この実施態様を用いるには成る条件
か満たされねばならない、すなわち、部品は他の方法に
おけるよりも長時間比較的高い温度に耐えねばならず、
プリント基板の材料もこれ等の温度に耐えねばならず、
プリン１へ基板の上側の予熱を含んだ、部品を有するプ
リント基板の予熱か必要とされる。
本発明の方法による、プリント基板に取付けられた電気
および／または電子部品を有する片側プリント基板は、
ＳＭＤ部品とワイヤ部品の両方かプリント基板のトラッ
ク側に設けられ、プリント基板にはトラック側の部品孔
の周囲にはんだ付け面か設けられ、ワイヤ部品は接続素
子を介してプリント基板に固定されるという明らかな特
徴を有する。一方においては、リフローはんだ付けを通
じて得られたプリント基板のトラック側のＳＭＤ部品の
はんだ付け接合部と、他方においては、ワイヤ部品の接
続ワイヤと接続素子間のはんだ付け接合部とは、夫々特
徴のある外観を有し、明瞭に識別することかできる。接
続素子ははんだ付け接合部だけによって自由な懸吊状態
でプリント基板に取付けられる。
本発明はまた本発明の方法に使用されるように設計され
た接続素子に関するものである。すべての可能な実施態
様は２つの条件を満たさねばならない、すなわち、外径
は部品孔の直径に適合されねばならず、内径はワイヤ部
品の接続ワイヤの直径に適合せねばならない。すべての
実施態様は、一端近くに、径方向に取囲むフランジを有
する。
（実施例） 以下本発明を図面を参照して更に詳しく説明する。
第１図は、一方の側にはんだ付け面３′と部品孔５′と
をそなえたトラックパターンを有する片側プリント基板
１′の一部断面側面図を示す。Ａ′はプリント基板１′
のトラック側を、Ｂ′はプリント基板１′の非プリント
側を示す。接続面（金属化部）９′を有するＳＭＤ部品
７′と夫々接続面１４′をそなえた接続脚１３’を有す
るＳＭＤ部品１１’とかはんだ接合部１５’によってト
ラック側Ａ′に取付けられる。プリント基板１′の他方
の非プリント側り′上にはワイヤ部品１７’か取付けら
れ、その接続ワイヤ１９’は部品孔５′を通され、はん
だ接合部２１’によってプリント基板１′上のはんだ付
け面３′と接続される。ＳＭＤ部品７′および１１’　
とプリント基板１′間のはんだ接合部は１５’で示しで
ある。ｂ′は隣接する２つのはんだ付け面３′の間の最
小許容距離を示し、一方ａ′は隣接する２つの接続脚の
間の中心から中心の最小距離を示す。第１図に示したプ
リント基板１′は、前述したように、プリント基板のト
ラック側Ａ′を下にして、ＳＭＤ部品７′と１１’がプ
リント基板１′に点状の接着剤２３′で固定され、はん
だ付けの間はんだ内に完全に浸されるようにした流動は
んだ付けによって公知の方法で得られる。はんだ接合部
１５′　と２１’は同じはんだ付け工程で得られる。こ
のはんだ付け法の欠点は前に述べたとおりである。
第２図は、プリント基板のトラック側Ａに設けられたＳ
ＭＤ部品７と１１を有する片側プリント基板１を示す。
ワイヤ部品１７もプリント基板のトラック側Ａに設けら
れる。ワイヤ部品１７の接続ワイヤ１９は、トラック側
Ａからプリント基板の部品孔内に挿入されている接続素
子２５に挿入される。第３゜４および５図に拡大して示
したように、接続素子２５は、関係の部品孔を取囲むは
んだ付け面３と、フランジまたは段部２７によって接す
る。本発明によれば、はんだ付け面３にはんだか施され
、しかる後ＳＭＤ部品７および１１と接続素子２５か設
けられる。
本発明の方法の一実施態様では、先づこの場合リフロー
はんだ付け工程か行われ、はんだ接合部２９が得られる
。次いてワイヤ部品１７の接続ワイヤ１９かはんだ付け
ブツシュ２５に挿入され、しかる後プリント基板のトラ
ック面を上向きにして流動はんだ付け工程か行われ、こ
のためはんだ接合部３１か得られる。
別の実施態様においては、別個のりフローはんだ付け工
程を省略し、ＳＭＤ部品か位置決めされワイヤ部品１７
が取付けられた後、すべての接合部すなわち両方の接合
部２９と接合部３１か流動はんだ内て唯１つのはんだ付
け工程によって同時に得られる。リフローはんだ付けを
経て得られたはんだ接合部は２９て、流動はんだ処理を
経て得られた接合部は３１で示されている。
第１図と第２図をくらべれば、隣接するはんだ付け面３
間の最小許容距離ａは最小許容距離ａ′よりも小さく、
隣接する接続脚１３の中心と中心間の距離すは距離ｂ′
よりも小さく、ＳＭＤ部品１１は全体としてＳＭＤ部品
１１’よりも小さいことかわかる。
第３，４および５図は接続素子２５の異なる実施態様を
夫々示す。第３図は最も単純な実施態様で、周囲の径方
向のフランジまたは段部２７を有する円筒状スリーブよ
り成る。
第４図の実施態様もフランジ２７をそなえた円筒状スリ
ーブ３３を有するが、接続ワイヤ１９の挿入を容易にす
るためテーパを付けた入口３５が付加されている。
第５図の実施態様は、ばね力を受けた舌片３９をそなえ
た、テーバを付けたスリーブ３７を有し、この舌片によ
って接続ワイヤを機械的に保持することかできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は公知の片側プリント基板の一部断面側面図 第２図は本発明の片側プリント基板の同様側面図 第３図は接続素子の一実施態様の断面図第４図は接続素
子の別の実施態様の断面図第５図は接続素子の更に別の
実施態様の断面図である。 １、　ｌ’・・・プリント基板　３．３′・・・はんだ
付け面５．５′・・・部品孔 ７、７’　、１１．１１’・・・ＳＭＤ部品１３、１３
’・・・接続脚 １５’　、　２１’　、２９．３１・・・はんだ付け接
合部１７．１７’・・・ワイヤ部品 １９、１９’・・・接続ワイヤ　２５・・・接続素子２
７・・・フランジ 特許出願人　工ヌ　ベー　フィリップスフルーイランペ
ンファブリケン

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. １．その接続ワイヤがプリント基板の部品孔を通された
    ワイヤ部品と、プリント基板のトラック側に取付けられ
    た表面取付デバイス部品とを、はんだ付けによりプリン
    ト基板に固定するようにした、片側プリント基板上に電
    気および／または電子部品を取付ける方法において、ワ
    イヤ部品もプリント基板のトラック側に位置させ、この
    ワイヤ部品を接続素子によってプリント基板上に取付け
    、表面取付デバイス部品と接続素子をリフローはんだ付
    けによってプリント基板上に取付け、ワイヤ部品の接続
    ワイヤを流動はんだ付けによって接続素子に接続するこ
    とを特徴とする片側プリント基板上に電気および／また
    は電子部品を取付ける方法。
  2. ２．はんだを、表面取付デバイス部品のはんだ付け面と
    部品孔の周囲のはんだ付け面に施し、表面取付デバイス
    部品をプリント基板上に置き、接続素子をトラック側か
    ら部品孔を経て通し、しかる後表面取付デバイス部品と
    接続素子をリフローはんだ付けによってプリント基板上
    に固定し、次いでワイヤ付き部品の接続ワイヤをトラッ
    ク側から接続素子に挿入し、最後に接続ワイヤを流動は
    んだ付けにより接続素子に接続する請求項１記載の方法
    。
  3. ３．はんだを、表面取付デバイス部品のはんだ付け面と
    部品孔の周囲のはんだ付け面に施し、表面取付デバイス
    部品をプリント基板上に置き、接続素子をトラック側か
    ら部品孔に挿入し、しかる後ワイヤ部品の接続ワイヤを
    トラック側から接続素子に挿入し、最後に表面取付デバ
    イス部品を流動はんだ付け浴によってプリント基板に固
    定し、接続素子をリフローはんだ付けを経てプリント基
    板に取付け、一方同時にワイヤ部品の接続ワイヤを接続
    素子に固定する請求項１記載の方法。
  4. ４．プリント基板に取付けられた電気および／または電
    子的表面取付デバイス部品とワイヤ部品とをそなえた片
    側プリント基板において、表面取付デバイス部品とワイ
    ヤ部品の両方がプリント基板のトラック側に設けられ、
    ワイヤ部品は、接続素子を介してプリント基板に固定さ
    れたことを特徴とする片側プリント基板。
  5. ５．一端近くに、径方向に取巻くフランジを有するスリ
    ーブより成ることを特徴とする請求項１ないし３の何れ
    か１項記載の方法の実施に使用する接続素子。
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