JPH09199819A - 基板上の配線端子間の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＨＩＣを安価に製造し、かつ、小形にするこ
とができる基板上の配線端子間の接続構造を提供する。 【解決手段】 基板１０上に形成された配線パターン
と、該配線パターンの第１の配線１ａの端部に形成され
たハンダづけ部である第１のランド３と、前記配線パタ
ーンの第２の配線１ｂの端部に設けられ、かつ、前記第
１のランドと対向して設けられたハンダづけ部である第
２のランド４と、該第１および第２のランドの間隙部の
前記基板上に設けられた絶縁被膜（レジスト膜５）と、
前記第１および第２のランドならびに前記絶縁被膜の上
に亘って連続的に形成されたハンダ剤８とからなり、前
記第１の配線および第２の配線が電気的に接続されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッドＩＣ
（以下、ＨＩＣという）などのプリント基板上に形成さ
れる配線パターンの配線端部と他の配線端部とを電気的
に接続する基板上の配線端子間の接続構造に関する。さ
らに詳しくは、配線パターンで配線が交差する場合に一
方の配線を切断して配線パターンを形成しておき、後か
ら切断した配線の端部間を電気的に接続したり、基板上
に複数の回路用の配線を形成しておき、いずれかの回路
を選択して配線端子と接続する場合などの基板上の配線
端子間の接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、配線パターンが形成された基板上
にディスクリート部品やＩＣなどが実装されてＨＩＣが
組み立てられている。配線パターンはあらかじめ基板上
に全面に被膜された銅などからなる金属被膜をエッチン
グすることにより形成される。そのため、配線が交差す
るところはあらかじめ両方の配線を形成しておくことが
できない。このような場合、図３に示されるように、片
方の配線が切断されて、それぞれ配線２１ａ、２１ｂと
され、交差する他方の配線２２の両側にパッド２３、２
４が形成されてディスクリート部品やＩＣなどが組み立
てられるときにジャンパー線またはジャンパーチップ２
５を両方のランド２３、２４間に接続することにより、
切断された配線２１ａ、２１ｂが接続されている。

【０００３】また、配線パターンが形成される基板の段
階では接続される回路が未定の場合に、複数種類の回路
配線のパターンを形成しておき、後でメインの配線パタ
ーンの配線端部と選択された回路配線の端部とが接続さ
れる。このような場合も、メインの配線の端部および複
数種類の回路配線の両端部にそれぞれランドを設けてお
き、他の部品との組み立ての際に選択される回路配線の
両端部のランドとメインの配線の端部のランドとをジャ
ンパー線やジャンパーチップで接続することによりＨＩ
Ｃが組み立てられている。

【０００４】これらの配線パターンの各配線の端部間を
電気的に接続する他の方法として、ディスクリート部品
やＩＣなどが組み立てられるプリント基板などの基板に
スルーホールが設けられたスルーホール基板を用い、基
板の裏面で電気的に接続する方法も採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のジャンパー線や
ジャンパーチップを用いて配線パターンの配線端子間を
電気的に接続する方法においては、部品点数が多くなる
と共に、ジャンパーチップなどは小さくても１ｍｍ程度
の長さがあり、配線パターンの配線端子間に大きな間隔
が必要となる。そのため、部品の実装密度が低下し、Ｈ
ＩＣの小形化を達成することができない。

【０００６】さらに、ジャンパーチップを、たとえば１
ｍｍ程度に小さくすると基板上に実装してハンダづけす
る場合に取り扱いにくいという問題がある。

【０００７】また、スルーホール基板を使用する方法に
おいては、基板が高価であると共に、実装工数も多くか
かり、ＨＩＣのコストが上昇するという問題がある。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、ＨＩＣを安価に製造し、かつ、小形に
することができる基板上の配線端子間の接続構造を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による基板上の配
線端子間の接続構造は、基板上に形成された配線パター
ンと、該配線パターンの第１の配線の端部に形成された
ハンダづけ部である第１のランドと、前記配線パターン
の第２の配線の端部に設けられ、かつ、前記第１のラン
ドと対向して設けられたハンダづけ部である第２のラン
ドと、該第１および第２のランドの間隙部の前記基板上
に設けられた絶縁被膜と、前記第１および第２のランド
ならびに前記絶縁被膜の上に亘って連続的に形成された
ハンダ剤とからなり、前記第１の配線および第２の配線
が電気的に接続されている。

【００１０】前記第１および第２のランドの対向部の間
隙が０.５ｍｍ以下になるように前記第１および第２の
ランドが形成されていることが、ハンダ切れが生じるこ
となく、両ランド間に連続的にハンダ剤が形成されるた
め好ましい。

【００１１】前記第１および第２のランドの対向部はそ
れぞれ直線形状に形成され、かつ、他の部分はその幅が
前記直線形状の部分の長さを越えないと共に前記対向部
から遠ざかるにつれてその幅が小さくなるように形成さ
れていることが、両方のランドに亘ってハンダが球形を
形成しようとするため、ハンダ切れが生じにくく好まし
い。

【００１２】ここにその幅とは、前記２つのランドの対
向部の前記直線形状の部分の直線と平行な直線上でのラ
ンドの幅を意味する。また、前記対向部から遠ざかるに
つれてその幅が小さくなるとは、ランド全体として対向
部から遠い程その幅が小さいことを意味し、部分的には
同じ幅の部分があったり、幅の大小関係が逆転する部分
があるものも含む。

【００１３】前記他の部分は円弧形状を有する形状もし
くは角形形状またはこれらの組合せの形状に形成され
る。

【００１４】前記第１および第２のランドの対向部の間
隙の前記絶縁被膜上にさらに第２の絶縁被膜が設けられ
ていることが、レジストなどからなる絶縁被膜にたとえ
ピンホールなどの欠陥があってもその下の他の配線との
ショートが避けられるため好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】前述のように、基板上に配線パタ
ーンが形成される場合に、配線パターンが交差するとこ
ろや、複数種類の回路を選択していずれかの回路配線を
接続する場合には、あらかじめ配線パターンを形成して
おくことができず、後からジャンパー線などにより接続
される構造になっている。

【００１６】本発明者は、この後からの接続を簡単にで
き、しかもＨＩＣを小形にできるようにするため鋭意検
討を重ねた結果、配線端部のパッドの構造を工夫するこ
とによりハンダ剤で接続することができることを見出し
た。すなわち、配線端子間をハンダ剤で接続しようとす
ると端子間の絶縁膜上でハンダ切れが生じ得るとして、
従来はジャンパチップなどが用いられ、ハンダ剤による
接続はなされていない。しかし、本発明者が鋭意検討を
重ねた結果、たとえば配線端部のランドの対向部分の間
隔を０.５ｍｍ以下にしたり、ランドの形状を対向部分
は直線形状で、かつ、他の部分が円弧形状や多角形状
で、対向部から離れるにつれてランドの幅が対向部の直
線形状の部分の長さより小さくなるようにすることによ
りハンダ切れが生じないで、確実に電気的に接続するこ
とができることを見出した。ランドの形状が２つのラン
ドの対向部分は直線形状で他の部分が円弧または多角形
の形状に形成されておれば、個々のランドでハンダが丸
くなろうとしないで２つのランド間で丸まろうとしてハ
ンダ切れが生じにくいためと考えられる。

【００１７】また、交差する下側の配線上にレジストが
塗布されることにより絶縁されているが、そのレジスト
にピンホールやカケなどがある場合に交差する配線とハ
ンダ剤との間で短絡が生じ得る。この問題に対しては、
その交差部分のレジストの上にさらにレジストを塗布し
て厚くしたり、マーキングなどに用いられるシルクなど
の白色塗料など、他の絶縁材料を塗布するなどの第２の
絶縁被膜を設けることにより解決することができた。

【００１８】つぎに、図面を参照しながら本発明の配線
端子間の接続構造について具体的に説明をする。

【００１９】図１（ａ）は配線の交差部で、切断された
一方の配線の端部にランドがそれぞれ形成された状態の
平面説明図、図１（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面説明
図、図２は複数組の回路配線のいずれかを選択して接続
する回路配置の構成例を示す図である。

【００２０】図１において、１、２はそれぞれ本来交差
する配線で、交差部分において配線２は連続して形成さ
れ、配線１は配線２の両横で切断されてそれぞれ第１の
配線１ａおよび第２の配線１ｂに分離され、その端部に
それぞれ第１および第２のランド３、４が形成されてい
る。第１および第２のランド３、４はハンダづけなどの
ため面積が大きくされたもので、基板１０上に形成され
た配線パターンの配線と同じ銅などの被膜をエッチング
によりパターニングすることにより形成されている。５
は絶縁被膜として用いられるレジスト膜で、配線パター
ン上および配線パターンのない部分もレジスト膜５で覆
われている。ただし、第１および第２のランド３、４の
表面などのように、他の部品との接続部分にはレジスト
膜５がエッチングで除去されている（図１（ａ）の一点
鎖線で囲まれた部分９参照）。

【００２１】６はマーキングなどによく用いられるシル
クと呼ばれる白色塗料などの第２の絶縁被膜で、配線２
の上のレジスト膜５上にスクリーン印刷などにより設け
られている。これは配線２の上のレジスト膜５にピンホ
ールやカケなどの異常があった場合にハンダ７が染み込
んで配線１ａ、１ｂと配線２とが短絡することを防止す
るためのもので、レジスト膜５に異常がなければ必要は
ない。しかし、信頼性を高める点からこの第２の絶縁被
膜６を設けることが好ましい。第２の絶縁被膜６は、前
述のシルクに限定されることなく、絶縁効果を有する被
膜であればよい。たとえばレジスト膜５と同じレジスト
膜の材料を再度塗布してもよい。この場合、他の部分と
一緒に暑く形成してもよいが、ピンホールによる絶縁不
良を防止することを考慮すれば、２回以上に分けて塗布
することが好ましい。

【００２２】７は第１および第２のランド３、４と配線
２の表面に形成されたレジスト膜５との間に形成された
凹部で、Ｃはその幅を示す。８は第１および第２のラン
ド３、４ならびにレジスト膜５および第２の絶縁被膜６
上で連続して形成されたハンダ剤で、スクリーン印刷な
どによりクリームハンダを塗布して他の電子部品のハン
ダづけと同時に電気炉などに入れ、ハンダを溶融するこ
とにより形成される。その結果、レジスト膜５および第
２の絶縁被膜６上に亘ってハンダ剤が連続的に形成さ
れ、第１および第２のランド３、４間、ひいては第１お
よび第２の配線１ａ、１ｂ間を電気的に接続することが
できる。なお、図１（ａ）においてハンダ剤８は図示さ
れていない。

【００２３】本発明では、この第１および第２のランド
３、４が相互に対向する部分３ａ、４ａは直線形状にさ
れ、その他の部分は円弧状で、それぞれ半円形状に形成
されている。なお、半円形状といっても、完全な半円の
必要はなく、半円より小さい円弧形状でもよく、さらに
第１および第２の配線部分では円弧ではないことは当然
である。また、円弧状部が後述する多角形状と混合され
た形状でもよい。要は円弧状を有し概略半円形状に近け
ればよい。第１および第２のランド３、４がそれぞれ半
円形状に形成されているのは、つぎの理由による。すな
わち、ハンダは溶融するとき、その習性により球形状に
丸くなろうとする。そのため、図３に示されるような従
来の四角形状のランドの場合、ランド間が０.５５ｍｍ
以上の間隔ではそれぞれのランドでハンダが球形状にな
ろうとし、ハンダ切れを防止しにくい。しかし、半円形
状であればその対向部分を中心にして球面を描こうとす
るため、両ランドの対向部に充分ハンダが集まりやす
い。そこでランドの形状を半円形状にすればハンダ切れ
が生じない。

【００２４】このハンダの習性を利用する点において
は、ランドの形状は円弧状でなくても、対向部が直線形
状でそれより配線側のランドの幅が対向部の直線部の長
さより順次小さくなっておれば、同様に対向部を中心に
球面を描こうとする。したがって、ランドの幅が対向部
の直線形状部の長さ以下で、配線部で配線の幅程度にな
るように順次狭くなる形状であれば角形形状でも半円形
状と同様に作用する。したがって、円弧部に代えて角形
形状にすることができるが、角形の角数が大きいほど円
弧に近ずき好ましい。しかし、極端の場合、対向部の直
線部を一辺とする３角形状にすることもできる。要はラ
ンドの幅が対向部の直線部の長さより小さく、対向部と
反対側にいく程小さくなればよい。そのため、円弧部と
直線部とが混在していてもよい。なお、ランドの幅が小
さくなるとは、前述のように、ランド全体としてみた場
合であって、ランドの部分的な幅の大小関係を意味する
ものではない。

【００２５】さらに本発明では、両ランド３、４の対向
する部分３ａ、４ａの間隔Ａは０.５ｍｍ以下になるよ
うに形成されている。両ランドの対向する部分の間隔Ａ
を上記間隔に設定する理由は、間隔が広すぎるとハンダ
が溶融したときにハンダ切れが生じやすく、上記範囲に
すれば殆どハンダ切れが生じることがなかったからであ
る。また、両ランド間の間隔が狭すぎると交差する他の
配線を形成するスペースがなくなるため、配線を形成す
るスペースを設ける必要があるが、交差しないで選択し
た回路のランドと接合する場合には、配線しない状態で
絶縁が保たれる間隔、すなわち０.２５ｍｍ程度以上の
間隔が設けられておればよい。

【００２６】本発明者がハンダ切れを防止するため、鋭
意検討を重ねた結果、ランド間の間隔を上述の０.５ｍ
ｍ以下にすることが一番効果的で、さらにランドの形状
により一層信頼性が向上した。しかし、ハンダ剤を設け
るためにスクリーン印刷をするときのスクリーンマスク
の厚さを２５０〜３００μｍにすれば、ハンダ切れの防
止にさらに効果があった。

【００２７】図２は本発明の配線端子間の接続構造を適
用する他の例を示す図で、配線パターンのメインの配線
に接続する回路が未定の場合に、複数個の回路Ｅ、Ｆを
それぞれ形成する回路配線１１、１２を形成しておき、
メインの回路Ｇ、Ｈの配線１３、１４と選択的に接続さ
れるようになっている。すなわち、配線１３、１４は回
路配線１１、１２または回路を接続しない場合のいずれ
かを選択することができるように、それぞれ分岐されて
その端部にランド１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１６
ａ、１６ｂ、１６ｃがそれぞれ形成されている。また回
路配線１１、１２の両端部には、それぞれ配線１３、１
４の端部のランド１５ｂ、１６ｂおよび１５ｃ、１６ｃ
と対向させてランド１７ａ、１７ｂおよび１８ａ、１８
ｂがそれぞれ形成されている。これらの対向するランド
の組は、前述のように、対向する部分が直線部で、その
間隔および各ランドの形状は前述と同様に形成されてい
る。その結果、ＨＩＣを組み立てる際に、たとえば回路
Ｆを選択する場合には配線１３の端部のランド１５ｃと
回路配線１２の端部のランド１８ａ、および配線１４の
端部のランド１６ｃと回路配線１２の端部のランド１８
ｂとの間にそれぞれハンダ剤（図示せず）を設けること
により、配線１３および１４の間に回路Ｆを接続するこ
とができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、基板上に形成された配
線パターンの配線端子間をハンダ剤で電気的に接続する
ことができるため、従来のジャンパー線やジャンパーチ
ップを使用する必要がなく、部品点数も少なく、製造も
クリームハンダをスクリーン印刷などにより塗布して溶
融するだけでよいため、製造工数を大幅に減らすことも
できる。

【００２９】さらに、ジャンパーチップなどの部品を使
用しないため、接続のスペースが狭くなり、基板上の部
品の高密度化を達成することができ、電子機器の小形化
にも寄与する。

【００３０】また、スルーホール基板などの高価な基板
を使用する必要がなく、部品代を安価にできると共に、
基板裏面のパターンを考える必要もなく、設計の効率も
大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線端子間の接続構造を説明する図で
ある。

【図２】基板上に複数の回路配線が形成され、選択して
接続する場合の接続部の関係を示す図である。

【図３】従来の配線端子間の接続構造を示す図である。

【符号の説明】

１ａ 第１の配線 １ｂ 第２の配線 ３ 第１のランド ４ 第２のランド ５ レジスト膜 ６ 第２の絶縁被膜 ８ ハンダ剤 １０ 基板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に形成された配線パターンと、該
   配線パターンの第１の配線の端部に形成されたハンダづ
   け部である第１のランドと、前記配線パターンの第２の
   配線の端部に設けられ、かつ、前記第１のランドと対向
   して設けられたハンダづけ部である第２のランドと、該
   第１および第２のランドの間隙部の前記基板上に設けら
   れた絶縁被膜と、前記第１および第２のランドならびに
   前記絶縁被膜の上に亘って連続的に形成されたハンダ剤
   とからなり、前記第１の配線および第２の配線が電気的
   に接続されてなる基板上の配線端子間の接続構造。
2. 【請求項２】 前記第１および第２のランドの対向部の
   間隙が０.５ｍｍ以下になるように前記第１および第２
   のランドが形成されてなる請求項１記載の基板上の配線
   端子間の接続構造。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のランドの対向部は
   それぞれ直線形状に形成され、かつ、他の部分はその幅
   が前記直線形状の部分の長さを越えないと共に前記対向
   部から遠ざかるにつれてその幅が小さくなるように形成
   されてなる請求項１または２記載の基板上の配線端子間
   の接続構造。
4. 【請求項４】 前記他の部分はその幅が前記直線形状の
   部分の長さより短くなるように円弧形状を有する形状に
   形成されてなる請求項３記載の基板上の配線端子間の接
   続構造。
5. 【請求項５】 前記他の部分はその幅が前記直線形状の
   部分の長さより短くなるように角形形状を有する形状に
   形成されてなる請求項３記載の基板上の配線端子間の接
   続構造。
6. 【請求項６】 前記第１および第２のランドの対向部の
   間隙の前記絶縁被膜上にさらに第２の絶縁被膜が設けら
   れてなる請求項１、２、３、４または５記載の基板上の
   配線端子間の接続構造。