專利名稱：電路基板和使用了該電路基板的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有通孔的電路基板和使用了該電路基板的電子設(shè)備，特別涉及適于用無(wú)鉛焊錫焊接搭載插入型的電子部品的電路基板和在該電路基板上搭載插入型電子部品而形成的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
在電路基板上要表面實(shí)裝許多的無(wú)引線化的電子部品，但是連接件、可變電阻器等幾種電子部品，作為插入型電子部品，要把其引線插入通孔而進(jìn)行焊接。圖7(a)是表示實(shí)裝插入型電子部品的現(xiàn)有的電路基板的插入型電子部品的實(shí)裝部的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖7(b)是圖7(a)的基于A-A線的剖視圖。還有，在本說(shuō)明書(shū)中，通孔是指如電鍍通孔等那樣，貫通孔的壁面被導(dǎo)電性膜包覆著的通孔。
用于電子部品的實(shí)裝用的電路基板，通常經(jīng)過(guò)如下的工序來(lái)制作。用在玻璃布基材上滲入環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂等樹(shù)脂，并使之半固化了的半固化浸膠物或在紙基材上滲入酚醛樹(shù)脂，并使之半固化了的半固化浸膠物的層壓體上，經(jīng)加壓加熱處理而粘貼了銅箔的貼銅層壓板，通過(guò)光刻法等對(duì)銅箔進(jìn)行圖案形成，制作具有預(yù)定層數(shù)的內(nèi)層圖案的配線基板。為了提高與半固化浸膠物的密著性，在對(duì)銅箔(內(nèi)層圖案)表面施行粗面化處理(黑化處理)后，夾著半固化浸膠物對(duì)該配線基板和貼銅層壓板進(jìn)行層壓，使銅箔成為最外層，并進(jìn)行加壓加熱使之一體化，制作在樹(shù)脂層壓板2內(nèi)具有內(nèi)層配線3的基板。
接下來(lái)，通過(guò)鉆孔加工制成貫通孔，為了改善內(nèi)層配線和通孔的連接性，對(duì)內(nèi)層配線部的樹(shù)脂進(jìn)行除垢(デスミヤ)后，進(jìn)行活性化處理、無(wú)電解電鍍、電解電鍍，形成通孔4。接著，通過(guò)埋孔法或穿筘法對(duì)通孔進(jìn)行保護(hù)，進(jìn)行最外層的銅層的圖案形成，形成外層配線5，并且在基板正反面的通孔的周?chē)纬珊笁|6。通孔4、外層配線5和焊墊6也可以通過(guò)圖案電鍍法來(lái)形成。
最后，在基板正反面的除了焊接部以外的區(qū)域形成阻焊劑(未圖示)，而完成多層電路基板1的制作工序。
以上是具有內(nèi)層配線的多層電路基板的制造工序，而對(duì)于兩面電路基板，可以以兩面貼銅層壓板為初始材料，通過(guò)進(jìn)行貫通孔形成工序以后的工序來(lái)形成。
在圖7中，通過(guò)電子部品實(shí)裝后的電子部品的筐體部的中心的線用O表示。在現(xiàn)有的電路基板中，通孔4排列成等間隔。即，無(wú)論是在電子部品的離筐體部中心最近的引線所插入的中央部通孔4a附近，還是在電子部品的筐體部的最外端引線所插入的最外端通孔4b附近，都是以等間距排列。
用如此制作的多層電路基板1進(jìn)行電子部品的焊接的工序，一般在進(jìn)行了實(shí)裝芯片部品和QFP等表面實(shí)裝型部品的回流焊工序后，進(jìn)行實(shí)裝插入型電子部品的流焊工序。
焊接電子部品時(shí)的焊錫材料，長(zhǎng)期以來(lái)使用錫鉛類(lèi)焊錫，特別是Sn和Pb的濃度比(質(zhì)量％)為Sn∶Pb＝60～63％∶40～37％的共晶組成附近的錫鉛共晶焊錫一直被使用。錫鉛共晶焊錫為富有延展性的材料，所以可以用錫鉛共晶焊錫來(lái)緩和焊接工序時(shí)等因多層電路基板1和電子部品的筐體部的熱膨脹·收縮之差而產(chǎn)生的應(yīng)力。
專利文獻(xiàn)1實(shí)開(kāi)昭57-037276號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2001-156420公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2003-218534公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開(kāi)平08-148790號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開(kāi)平04-261087號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6特開(kāi)平03-009594號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容但是，近年來(lái)，因環(huán)境意識(shí)的提高，源于鉛的環(huán)境污染成為問(wèn)題，正在快速推進(jìn)向不含鉛的無(wú)鉛焊錫的轉(zhuǎn)換。該無(wú)鉛焊錫以錫為主要成分，作為添加成分而含有銀、銅、鋅、鉍、銦、銻、鎳和鍺等，與現(xiàn)有的錫鉛共晶焊錫(Sn63質(zhì)量％、剩余的為Pb)相比，具有金屬的拉伸強(qiáng)度和潛伸強(qiáng)度強(qiáng)以及延展性小這樣的金屬特性。還有，熔融溫度也高，與錫鉛共晶焊錫為183℃相比，無(wú)鉛焊錫為190～230℃。因此，因焊接工序時(shí)等的多層電路基板和電子部品的筐體部的熱膨脹及收縮之差而產(chǎn)生的應(yīng)力增大，而且焊錫本身的應(yīng)力緩和不容易產(chǎn)生，所以施加給電路基板的應(yīng)力增大，特別是可以看到最外端通孔部被破壞的現(xiàn)象。雖然用現(xiàn)有的錫鉛共晶焊錫也會(huì)看到通孔部被破壞的現(xiàn)象，但是因轉(zhuǎn)換成了無(wú)鉛焊錫而該現(xiàn)象變得更加顯著了。就該情況參照?qǐng)D8～圖10更具體地進(jìn)行說(shuō)明。
圖8是表示用無(wú)鉛焊錫在圖7所示的現(xiàn)有的多層電路基板1上焊接了電子部品的狀態(tài)的剖視圖。還有，該剖視圖是在以FR-4為基材的電路基板上，用無(wú)鉛焊錫(Sn-3.0質(zhì)量％Ag-0.5質(zhì)量％Cu)焊接了筐體為聚酰胺，8個(gè)引腳1列的連接件時(shí)的剖面照片為基礎(chǔ)作成的圖。
設(shè)電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α，電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β時(shí)，在α＞β的情況下，如圖8所示，具有筐體部7和引線8的電子部品實(shí)裝在多層電路基板1上，電子部品的引線8通過(guò)焊錫角9而與多層電路基板1的銅層電、機(jī)械性地結(jié)合在一起。如同圖所示，插入在中央部通孔4a中的引線8，以相對(duì)于多層電路基板1幾乎垂直，而且中央部通孔4a的中心和引線8的中心大致一致的狀態(tài)被焊接。但是，插入在最外端通孔4b中的引線8焊接在從最外端通孔4b的中心偏向與實(shí)裝時(shí)的電子部品的筐體部7的中心方向相反方向(外側(cè)方向)的位置，而且以朝著圖的上方在電子部品的筐體部7的中心方向彎曲了的狀態(tài)被焊接。如此實(shí)裝的原因是電子部品的筐體部7和多層電路基板1的材質(zhì)不同所導(dǎo)致的熱膨脹系數(shù)的差所導(dǎo)致的。
圖9是表示電子部品搭載在電路基板上進(jìn)行焊接前的狀態(tài)的剖視圖。在焊接工序前，包含最外端通孔4b的所有通孔的中心和引線8的中心大致一致。如果從該狀態(tài)進(jìn)行預(yù)備加熱，進(jìn)行在焊錫槽中的浸漬，當(dāng)電子部品的筐體部7的線熱膨脹系數(shù)大于多層電路基板1的線熱膨脹系數(shù)時(shí)，電子部品的筐體部7的熱膨脹就大于多層電路基板1，還有，越是遠(yuǎn)離電子部品的筐體部7的中心的地方，電子部品的筐體部7和多層電路基板1的熱膨脹量的差越大，所以最外端的引線8的中心從最外端通孔4b的中心偏向與朝著電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部7的中心的方向相反的方向。在該狀態(tài)下，通孔內(nèi)被熔融焊錫填充，多層電路基板從焊錫槽被提起。在焊接工序之后，隨著溫度降低，電子部品的筐體部7的熱收縮大于多層電路基板1，所以引線8成為朝著圖的上方，向電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部7的中心方向彎曲的狀態(tài)。
另一方面，在α＜β的情況下，在從最外端通孔4b的中心向?qū)嵮b時(shí)的電子部品的筐體部7的中心方向偏離的位置進(jìn)行焊接，而且以朝著圖的上方，在與電子部品的筐體部7的中心方向相反的方向彎曲了的狀態(tài)被焊接。
圖10是將圖8的左端的最外端通孔4b的局部放大表示的剖視圖。如圖10(a)所示，最外端的引線8因?yàn)閺淖钔舛送?b的中心偏向與電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部7的中心方向相反的方向而被焊接，所以在通孔-引線8間的與電子部品筐體部中心方向相反方向的區(qū)域(A部圖中被賦予斜線的區(qū)域)中的焊錫量減少。并且，引線8朝著圖的上方，向筐體部7的中心方向彎曲。在此，無(wú)鉛焊錫和錫鉛共晶焊錫相比，焊錫本身的應(yīng)力緩和能力低，所以因引線8彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力由無(wú)鉛焊錫來(lái)吸收的效果顯著地低。因此，最外端通孔4b的與電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部中心相反方向的通孔部的通孔角部B、通孔外壁面C就會(huì)承受很大的應(yīng)力。因此，如圖10(b)所示，容易在通孔角部產(chǎn)生角部開(kāi)裂11，或者如圖10(c)所示，產(chǎn)生通孔電鍍層剝落的通孔剝離12，引起電子部品的電導(dǎo)通不良。
同樣，設(shè)電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α，電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β時(shí)，在α＜β的情況下，通孔和引線8之間的電子部品筐體部中心方向的區(qū)域中的焊錫量就會(huì)減少，所以最外端通孔4b的電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部中心的通孔部就會(huì)承受大的應(yīng)力。因此，容易在通孔角部產(chǎn)生角部開(kāi)裂，或產(chǎn)生通孔電鍍層剝落的通孔剝離12。因該角部開(kāi)裂和通孔剝離12而引起電子部品的電導(dǎo)通不良。
本發(fā)明的目的在于提供一種即使用無(wú)鉛焊錫實(shí)裝插入型電子部品，也不會(huì)產(chǎn)生通孔角部開(kāi)裂和通孔剝離的高可靠性的電路基板和使用了該電路基板的電子設(shè)備。
本申請(qǐng)第一發(fā)明所涉及的電路基板，具有其中插入、焊接帶引線的電子部品的引線的通孔；和在基板正反面的上述通孔的周?chē)?，通過(guò)上述通孔而被電連接的焊墊。并且，該電路基板的特征在于，設(shè)上述電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α，上述電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β，上述電路基板的上述電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔的中心和離該最外端通孔最近的通孔的中心的距離為P’，上述電子部品的離中心最近的引線所插入的中央部通孔的中心和離該中央部通孔最近的通孔的中心的距離為P，則滿足(α-β)(P’-P)＞0。
還有，本申請(qǐng)第二發(fā)明所涉及的電路基板，具有其中插入、焊接具有以等間隔排列的引線的帶引線的電子部品的引線的通孔；和在基板正反面的上述通孔的周?chē)ㄟ^(guò)上述通孔而被電連接的焊墊。并且，該電路基板的特征在于，設(shè)上述電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α，上述電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β，上述電路基板的上述電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔的中心和離該最外端通孔最近的通孔的中心的距離為P’，在連結(jié)插入到上述最外端通孔和離上述最外端通孔最近的通孔中的上述電子部品的引線的方向排列的引線的間距為P，則滿足(α-β)(P’-p)＞0。
根據(jù)本發(fā)明，設(shè)電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α，電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β時(shí)，在α＞β的情況下，能夠抑制通孔和引線之間的與電子部品筐體部中心方向相反方向的區(qū)域中的焊錫量的減少，所以能夠降低最外端通孔的與電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部中心方向相反方向的通孔部所承受的應(yīng)力。還有，在α＜β的情況下，能夠抑制通孔和引線之間的電子部品筐體部中心方向的區(qū)域中的焊錫量的減少，所以能夠降低最外端通孔的電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部中心方向的通孔部所承受的應(yīng)力。因此，能夠防止在通孔角部產(chǎn)生的角部開(kāi)裂和在通孔電鍍層產(chǎn)生的通孔剝離，能夠維持電子部品的電導(dǎo)通。
還有，本發(fā)明所涉及的電子設(shè)備，其特征在于，在上述任意一種電路基板上搭載帶引線的電子部品，在上述電路基板的通孔中插入上述電子部品的引線，采用無(wú)鉛焊錫焊接而成。
該電子設(shè)備優(yōu)選的是，設(shè)上述電子部品的離中心最近的引線所插入的中央部通孔的中心和離上述中央部通孔最近的通孔的中心的距離，或者在連結(jié)插入上述最外端通孔和離上述最外端通孔最近的通孔中的上述電子部品的引線的方向排列的引線的間距為π，上述電子部品的筐體部中心和上述最外端通孔的中心的距離為L(zhǎng)，上述無(wú)鉛焊錫的熔點(diǎn)和常溫(25℃)的差為ΔT，則滿足|P’-π|≥|α-β|×L×ΔT。
根據(jù)本發(fā)明，在電路基板上搭載電子部品進(jìn)行焊接時(shí)，在最外端通孔中，填充在最外端通孔的比中心靠與電子部品的筐體部中心相反方向的區(qū)域內(nèi)的焊錫量會(huì)多于填充在最外端通孔以外的通孔的比中心靠與電子部品的筐體部中心相反方向的區(qū)域內(nèi)的焊錫量。從而，在焊接工序時(shí)，由于電子部品的筐體部和電路基板的熱膨脹量之差使最外端引線彎曲而產(chǎn)生的熱應(yīng)力就能夠由填充在最外端通孔中的焊錫來(lái)吸收。因此，最外端通孔的與電子部品的筐體部中心方向相反方向的角部和通孔內(nèi)壁所承受的應(yīng)力就會(huì)減小。從而，能夠抑制最外端通孔的通孔角部開(kāi)裂、通孔剝離的發(fā)生。因此，根據(jù)本發(fā)明，即使用無(wú)鉛焊錫進(jìn)行焊接，也能夠抑制電子部品的電導(dǎo)通不良的發(fā)生，能夠進(jìn)行連接可靠性高的焊接。


圖1(a)和(b)是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式所涉及的多層電路基板的各個(gè)俯視圖和剖視圖。
圖2是表示在本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的多層電路基板上實(shí)裝了電子部品的狀態(tài)的剖視圖。
圖3是圖2的局部放大圖。
圖4是表示本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的多層電路基板的俯視圖。
圖5是表示本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的多層電路基板的俯視圖。
圖6是表示本發(fā)明的第四種實(shí)施方式的多層電路基板的俯視圖。
圖7(a)和(b)是現(xiàn)有的多層電路基板的各個(gè)俯視圖和剖視圖。
圖8是表示在現(xiàn)有的多層電路基板上實(shí)裝了電子部品的狀態(tài)的剖視圖。
圖9是表示將電子部品搭載在現(xiàn)有的多層電路基板上進(jìn)行焊接前的狀態(tài)的剖視圖。
圖10(a)至(c)是表示現(xiàn)有例的問(wèn)題點(diǎn)的剖視圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明1多層電路基板
2樹(shù)脂層壓板3內(nèi)層配線4通孔4a中央部通孔4b最外端通孔4c、4d鄰接通孔5外層配線6焊墊7筐體部8引線9焊錫角10阻焊劑11角部開(kāi)裂12通孔剝離具體實(shí)施方式
下面，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
第一種實(shí)施方式圖1(a)是本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的電路基板從部品搭載面?zhèn)瓤吹母┮晥D，圖1(b)是圖1(a)的基于A-A線的剖視圖。在多層電路基板上，實(shí)裝許多表面實(shí)裝型的電子部品或插入型的電子部品，而圖1是只表示一種插入型電子部品的實(shí)裝位置的部分的圖。表示其他實(shí)施方式的圖也一樣。如圖1所示，多層電路基板1以樹(shù)脂層壓板2作為基板而形成，在內(nèi)部具有內(nèi)層配線3。在多層電路基板1的電子部品的引線的插入位置，形成了通孔4(4a～4d)，在基板正面反面的通孔的周邊，形成了焊墊6。在基板的正反面還形成了外層配線5。
在圖1中，實(shí)裝了電子部品時(shí)的通過(guò)其筐體部中心的中心線O用點(diǎn)劃線表示。通孔4之中，離中心線O近的通孔是中央部通孔4a，離開(kāi)最遠(yuǎn)而配置的通孔是最外端通孔4b，離中央部通孔4a最近的鄰接的通孔是鄰接通孔4c，離最外端通通孔4b最近的鄰接的通孔是鄰接通孔孔4d。在本實(shí)施方式中，假定用FR-4作為多層電路基板的基材，電子部品的筐體部的材質(zhì)是聚酰胺。此時(shí)，如果設(shè)電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α(ppm/℃)，多層電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β(ppm/℃)，則α＞β。按照本發(fā)明，此時(shí)，通孔間的間隔(間距)是最外端部寬于中央部。即，設(shè)最外端通孔4b和離它最近的鄰接通孔4d的中心間距離為P’，設(shè)中央部通孔4a和離它最近的鄰接通孔4c的中心間距離為P，則P’＞P。
在此，優(yōu)選的是，在緊接焊錫凝固之前，使得電子部品的引線位于比最外端通孔的中央部靠電子部品的筐體部的中心側(cè)，所以優(yōu)選的是，設(shè)電子部品的筐體部中心和最外端通孔4b的中心的距離為L(zhǎng)，電子部品的筐體部的線膨脹系數(shù)為α(ppm/℃)，上述多層電路基板的線膨脹系數(shù)為β(ppm/℃)時(shí)，使得P’＞(α-β)×L×ΔT+P(1)在此，ΔT為[焊接工序時(shí)的電子部品的筐體部的最高溫度(約200℃)-常溫(約25℃)]。ΔT也可以置換成(焊錫熔點(diǎn)-常溫)。還有，如果還假定電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)小于多層電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)，那么上式成為|P’-P|≥|α-β|×L×ΔT(2)還有，在上述公式中，也可以用電子部品的引線的間距代替P，來(lái)決定最外端通孔4b和離它最近的鄰接通孔4d的中心間距離P’，中央部通孔4a和離它最近的鄰接通孔4c的中心間距離P也可以作為電子部品的引線間距。
在如此構(gòu)成的多層電路基板1上，實(shí)施無(wú)鉛焊錫所涉及的流焊工序，實(shí)裝電子部品。流焊工序例如如下進(jìn)行。
1.將電子部品搭載在多層電路基板的預(yù)定位置；2.在多層電路基板的與噴流焊錫接觸的一側(cè)涂敷焊劑；3.預(yù)備加熱；4.將多層電路基板浸漬在噴流熔融無(wú)鉛焊錫的焊錫槽中；5.冷卻。
還有，流焊工序的主要的工藝條件，為了在部品搭載面?zhèn)鹊暮笁|6上也爬上無(wú)鉛焊錫，形成焊錫角，例如設(shè)定如下。
預(yù)備加熱溫度100℃～120℃；傳送帶速度0.8m/min～1.2m/min；焊錫噴流雙波；焊錫槽溫度250℃±5℃。
圖2是表示在圖1所示的第一種實(shí)施方式的多層電路基板上實(shí)裝了電子部品的狀態(tài)的剖視圖。它是在用FR-4(線膨脹系數(shù)10～25ppm)作為基板材料的多層電路基板上，用無(wú)鉛焊錫(Sn-3.0Ag-0.5Cu)焊接作為電子部品的具有平面形狀為長(zhǎng)方形，由聚酰胺(線膨脹系數(shù)50～85ppm)構(gòu)成的筐體部7的8個(gè)引腳的連接件后，對(duì)此狀態(tài)進(jìn)行拍攝，根據(jù)所得的剖面照片而作成的圖。如圖2所示，在多層電路基板1上，搭載著具有筐體部7和引線8的電子部品，在通孔內(nèi)和焊墊6上形成了焊錫角9。如上所述，在本實(shí)施方式中，通孔之中的電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔4b和鄰接通孔4d的中心間距離P’大于電子部品的離筐體部中心最近的引線所插入的中央部通孔4a和鄰接通孔4c的中心間距離P(即P’＞P)，所以在最外端通孔4b中，填充在與筐體部中心相反方向的區(qū)域(圖的A部)的無(wú)鉛焊錫量就會(huì)增多。結(jié)果，可得到由無(wú)鉛焊錫來(lái)緩和在焊接工序時(shí)因電子部品的引線彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力的效果。關(guān)于這一點(diǎn)，參照?qǐng)D3更詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。
圖3是將圖2的左端的最外端通孔4b的部分放大表示的剖視圖。因?yàn)樽钔舛送?b的中心位置滿足上述式(1)，所以在多層電路基板進(jìn)入焊錫槽，焊錫凝固之前，電子部品的引線8位于比最外端通孔4b的中心靠右側(cè)，即靠近電子部品的筐體部中心。在該狀態(tài)下，首先焊錫開(kāi)始凝固，接著多層電路基板和筐體部7收縮。在此，因?yàn)槎鄬与娐坊宓幕宀牧系木€熱膨脹系數(shù)β小于筐體部7的線熱膨脹系數(shù)α(α＞β)，所以引線的上部被拉得靠近電子部品的中央部。因此，引線8在其上部向左側(cè)傾斜的狀態(tài)下被固定。這樣，最外端通孔4b的遠(yuǎn)離筐體部7中心的一側(cè)的內(nèi)壁和角部就會(huì)受到應(yīng)力，而在最外端通孔4b中，填充在與筐體部中心相反方向的部分(圖中以A部表示)的無(wú)鉛焊錫量就會(huì)增多，從而最外端通孔4b受到的這些應(yīng)力就會(huì)得到緩和。結(jié)果就能夠抑制如圖10(b)、(c)所示的角部開(kāi)裂和通孔剝離的發(fā)生，能夠確保高的電導(dǎo)通可靠性。
還有，設(shè)電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α(ppm/℃)，多層電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β(ppm/℃)時(shí)，在α＜β的情況下，電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔4b和鄰接通孔4d的中心間距離P’小于電子部品的離筐體部中心最近的引線所插入的中央部通孔4a和鄰接通孔4c的中心間距離P(即P’＜P)，所以在多層電路基板進(jìn)入焊錫槽，焊錫凝固之前，電子部品的引線8就會(huì)位于比最外端通孔4b的中心靠與電子部品筐體部的中心方向相反的方向。在該狀態(tài)下，首先焊錫開(kāi)始凝固，接著多層電路基板和筐體部7收縮。在此，因?yàn)槎鄬与娐坊宓幕宀牧系木€膨脹系數(shù)β大于筐體部7的線膨脹系數(shù)α(α＜β)，所以引線的上部被拉得靠近與電子部品的中央部相反的方向。因此，引線8在其上部向左側(cè)傾斜的狀態(tài)下被固定。這樣，最外端通孔4b的筐體部7中心方向的內(nèi)壁和角部就會(huì)受到應(yīng)力，而在最外端通孔4b中，填充在筐體部中心方向的部分的無(wú)鉛焊錫量就會(huì)增多，從而最外端通孔4b受到的這些應(yīng)力就會(huì)得到緩和。結(jié)果就能夠抑制如圖10(b)、(c)所示的角部開(kāi)裂和通孔剝離的發(fā)生，能夠確保高的電導(dǎo)通可靠性。
在α＞β時(shí)，P’＞P，即，(α-β)＞0，(P’-P)＞0，所以(α-β)(P’-P)＞0。還有，在α＜β時(shí)，P’＜P，即，(α-β)＜0，(P’-P)＜0，所以(α-β)(P’-P)＞0。根據(jù)以上情況，使得滿足(α-β)(P’-P)＞0，就能夠抑制如圖10(b)、(c)所示的角部開(kāi)裂和通孔剝離的發(fā)生，能夠確保高的電導(dǎo)通可靠性。
第二種實(shí)施方式圖4是本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的電路基板從部品搭載面?zhèn)瓤吹木植扛┮晥D。在圖4中，對(duì)與圖1所示的第一種實(shí)施方式的部分相同的部分賦予相同的參照標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。本實(shí)施方式的多層電路基板與圖1所示的第一種實(shí)施方式不同的點(diǎn)是，在第一種實(shí)施方式中，通孔4的平面形狀為圓形，但是在本實(shí)施方式中，是在所實(shí)裝的電子部品的筐體部的長(zhǎng)邊方向長(zhǎng)的長(zhǎng)方形。在本實(shí)施方式中，使得最外端通孔4b和鄰接通孔4d的中心間距離P’大于電子部品的離筐體部中心最近的引線所插入的中央部通孔4a和鄰接通孔4c的中心間距離P，并使得通孔的平面形狀成為在筐體部的長(zhǎng)邊方向長(zhǎng)的長(zhǎng)方形，從而能夠得到比第一種實(shí)施方式更高的應(yīng)力緩和效果。
也可以對(duì)第二種實(shí)施方式加以變更，使得通孔的平面形狀成為在筐體部的長(zhǎng)邊方向長(zhǎng)的橢圓形、葫蘆形，或?qū)A一分為二，在其間插入長(zhǎng)方形的形狀等。還可以是正方形和正六邊形等形狀。
第三種實(shí)施方式圖5是本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的電路基板從部品搭載面?zhèn)瓤吹木植扛┮晥D。在圖5中，對(duì)與圖1所示的第一種實(shí)施方式的部分等同的部分賦予相同的參照標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。本實(shí)施方式的多層電路基板與圖1所示的第一種實(shí)施方式不同的點(diǎn)是，在第一種實(shí)施方式中，只使得最外端通孔4b和鄰接通孔4d的中心間距離P’長(zhǎng)于其他通孔中心間距離，但是在本實(shí)施方式中，隨著離開(kāi)電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部中心，使通孔間距離慢慢地變大。即，如圖5所示，設(shè)離筐體部中心最近的通孔間的距離為P1，從筐體部中心起，第二個(gè)、第三個(gè)通孔間距離為P2，使得P1＜P＜P2＜P’。
第四種實(shí)施方式圖6是本發(fā)明的第四種實(shí)施方式的電路基板從部品搭載面?zhèn)瓤吹木植扛┮晥D。在圖4中，對(duì)與圖1所示的第一種實(shí)施方式的部分相同的部分賦予相同的參照標(biāo)號(hào)，并省略重復(fù)的說(shuō)明。本實(shí)施方式的多層電路基板與圖1所示的第一種實(shí)施方式不同的點(diǎn)是，在第一種實(shí)施方式中，所搭載的電子部品，其筐體部的平面形狀為長(zhǎng)方形，其引線成線狀排列，而本實(shí)施方式的電路基板上搭載的電子部品是引線從筐體部中心成放射狀排列。
在本實(shí)施方式中，最外端通孔4b和在連結(jié)電子部品的筐體部中心和電子部品的最外端引線的放射線上與最外端通孔4b最近的鄰接通孔4d的中心間距離P’大于中央部通孔4a和在連結(jié)電子部品的筐體部中心和電子部品的最外端引線的放射線上與中央部通孔最近的鄰接通孔4c的中心間距離P，因而能夠得到與第一種實(shí)施方式相同的效果。還有，也可以將本實(shí)施方式與第二種實(shí)施方式及第三種實(shí)施方式進(jìn)行組合。
工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，在用無(wú)鉛焊錫的焊接中，能夠抑制電子部品的電導(dǎo)通不良的發(fā)生，所以能夠得到連接可靠性高的電路基板。
權(quán)利要求
1.一種電路基板，其特征在于，具有其中插入、焊接帶引線的電子部品的引線的通孔；和在基板正反面的上述通孔的周?chē)?，通過(guò)上述通孔而被電連接的焊墊，設(shè)上述電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為α，上述電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β，上述電路基板的被上述電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔的中心和離該最外端通孔最近的通孔的中心的距離為P’，上述電子部品的離中心最近的引線所插入的中央部通孔的中心和離該中央部通孔最近的通孔的中心的距離為P，則滿足(α-β)(P’-P)＞0。
2.一種電路基板，其特征在于，具有其中插入、焊接具有以等間隔排列的引線的帶引線的電子部品的上述引線的通孔；和在基板正反面的上述通孔的周?chē)?，通過(guò)上述通孔而被電連接的焊墊，設(shè)上述電子部品的筐體部材料的線膨脹系數(shù)為a，上述電路基板的基板材料的線膨脹系數(shù)為β，上述電路基板的上述電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔的中心和離該最外端通孔最近的通孔的中心的距離為P’，在連結(jié)插入到上述最外端通孔和離上述最外端通孔最近的通孔中的上述電子部品的引線的方向排列的引線的間距為P，則滿足(α-β)(P’-p)＞0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電路基板，其特征在于，相互鄰接的通孔的中心間的距離從上述電子部品的離中心最近的引線所插入的中央部通孔向著上述電子部品的最外端引線所插入的最外端通孔慢慢地變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)所述的電路基板，其特征在于，上述電子部品的引線排列成線狀或者從上述電子部品被實(shí)裝了時(shí)的上述電子部品的筐體部中心起排列成放射線狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的電路基板，其特征在于，上述通孔的平面形狀為圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形或兩個(gè)半圓之間夾著長(zhǎng)方形的形狀。
6.一種電子設(shè)備，其特征在于，在權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的電路基板上，搭載帶引線的電子部品，在上述電路基板的通孔中插入上述電子部品的引線，采用無(wú)鉛焊錫焊接而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其特征在于，設(shè)上述電子部品的離中心最近的引線所插入的中央部通孔的中心和離上述中央部通孔最近的通孔的中心的距離，或者在連結(jié)插入到上述最外端通孔和離上述最外端通孔最近的通孔中的上述電子部品的引線的方向排列的引線的間距為π，上述電子部品的筐體部中心和上述最外端通孔的中心的距離為L(zhǎng)，上述無(wú)鉛焊錫的熔點(diǎn)和常溫(25℃)的差為ΔT，則滿足|P’-π|≥|α-β|×L×ΔT。
全文摘要
一種電路基板，其中，最外端通孔(4b)和離它最近的鄰接通孔(4d)的中心間距離P’大于中央部通孔(4a)和離它最近的鄰接通孔(4c)的中心間距離P。在最外端通孔(4b)中，填充在遠(yuǎn)離電子部品實(shí)裝時(shí)的筐體部中心方向的一側(cè)的焊錫量變多，從而可得到由焊錫來(lái)吸收在焊接工序時(shí)由于電子部品筐體部和多層電路基板(1)的熱膨脹系數(shù)的差，使電子部品的引線彎曲而產(chǎn)生的應(yīng)力的效果，從而抑制通孔角部開(kāi)裂及通孔剝離的發(fā)生。
文檔編號(hào)H05K1/18GK1954651SQ20058001563
公開(kāi)日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月17日
發(fā)明者金高善史, 石塚直美 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社