特開 2022-184319 回路基板装置および回路基板装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022184319

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】回路基板装置および回路基板装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/34 20060101AFI20221206BHJP

【ＦＩ】

H05K3/34 502C

H05K3/34 507B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021092093

(22)【出願日】2021-06-01

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109612

【弁理士】

【氏名又は名称】倉谷 泰孝

(74)【代理人】

【識別番号】100153176

【弁理士】

【氏名又は名称】松井 重明

(74)【代理人】

【識別番号】100116643

【弁理士】

【氏名又は名称】伊達 研郎

(72)【発明者】

【氏名】岩木 賢典

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319AA02

5E319AA07

5E319AB01

5E319AC13

5E319BB05

5E319CC36

5E319CD29

5E319GG03

(57)【要約】

【課題】リフロー方式により挿入部品を回路基板に実装する場合において、挿入部品が挿入されたスルーホール部に残存するボイドが抑制された回路基板装置および回路基板装置の製造方法を提供する。
【解決手段】スルーホール部が形成され、スルーホール部の周縁でスルーホール部と電気的に連続するパッドを有するパッド形成部が形成された回路基板と、スルーホール部にリードが挿入された挿入部品と、リードとパッドとを電気的に接続するはんだ接合部とを備える。パッド形成部は、スルーホール部の周縁のうち一部と接続され、挿入部品との間に空間がある第１の面と、挿入部品との間にはんだ接合部がある第２の面とを有することを特徴とする。
【選択図】 図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スルーホール部が形成され、前記スルーホール部の周縁で前記スルーホール部と電気的に連続するパッドを有するパッド形成部が形成された回路基板と、前記スルーホール部にリードが挿入された挿入部品と、前記リードと前記パッドとを電気的に接続するはんだ接合部とを備え、
前記パッド形成部は、前記スルーホール部の前記周縁のうち一部と接続され、前記挿入部品との間に空間がある第１の面と、前記挿入部品との間に前記はんだ接合部がある第２の面とを有することを特徴とする回路基板装置。

【請求項2】

前記パッド形成部は、前記第１の面が前記はんだ接合部が形成されていない面であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板装置。

【請求項3】

前記パッド形成部は、前記第１の面と前記第２の面とに前記パッドが形成されており、
前記第１の面は、前記パッド上にソルダレジストが形成されており、
前記第２の面は、前記パッド上に前記はんだ接合部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板装置。

【請求項4】

前記パッド形成部は、前記第２の面に前記パッドが形成されており、
前記第２の面は、前記パッド上に前記はんだ接合部が形成されており、
前記第１の面は、前記パッドが形成されていないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板装置。

【請求項5】

前記第１の面は、複数の面から構成される請求項１から請求項４の何れか１項に記載の回路基板装置。

【請求項6】

前記第１の面の前記複数の面のうち少なくとも一つは、前記挿入部品のハウジングと対向しないことを特徴とする請求項５に記載の回路基板装置。

【請求項7】

前記スルーホール部の前記周縁と前記第１の面とが接続された部分の長さは、前記スルーホール部の直径の８分の１より大きく、前記スルーホール部の直径の２分の１よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の回路基板装置。

【請求項8】

回路基板に、スルーホール部と、前記回路基板の挿入部品が載置される側の面において、前記スルーホール部の周縁で前記スルーホール部と電気的に連続するパッドを有するパッド形成部とを形成する第１の工程と、
前記回路基板において、前記パッド形成部にはんだを配置する第２の工程と、
前記はんだが配置された前記回路基板において、前記挿入部品をリードが前記スルーホール部に挿入される位置に載置する第３の工程と、
前記挿入部品を載置した状態で前記はんだを加熱して溶融させ、溶融した前記はんだを固化することで前記挿入部品を前記パッド形成部および前記スルーホール部に接続する第４の工程とを備え、
前記第１の工程は、前記回路基板の前記挿入部品が載置される側の面において、前記スルーホール部の前記周縁のうち一部と接続された面である第１の面と前記パッドが形成された面である第２の面とを有するパッド形成部を形成し、
前記第４の工程は、前記第１の面には溶融した前記はんだが形成されず、前記第２の面に溶融した前記はんだが形成されることを特徴とする回路基板装置の製造方法。

【請求項9】

前記第１の工程は、前記第１の面と前記第２の面とに前記パッドを形成し、前記第１の面の前記パッド上にソルダレジストを形成することを特徴とする請求項８に記載の回路基板装置の製造方法。

【請求項10】

前記第１の工程は、前記第２の面に前記パッドを形成し、前記第１の面に前記パッドを形成しないことを特徴とする請求項８に記載の回路基板装置の製造方法。

【請求項11】

前記第１の工程は、前記第１の面が複数の面から構成されたパッド形成部を形成する請求項８から請求項１０の何れか１項に記載の回路基板装置の製造方法。

【請求項12】

前記第３の工程は、前記第１の面の前記複数の面のうち少なくとも１つが、前記挿入部品のハウジングと対向しない位置に前記挿入部品を載置することを特徴とする請求項１１に記載の回路基板装置の製造方法。

【請求項13】

前記第１の工程は、前記スルーホール部の前記周縁と前記第１の面とが接続された部分の長さが、前記スルーホール部の直径の８分の１より大きく、前記スルーホール部の直径の２分の１よりも小さくなるパッド形成部を形成する請求項８から請求項１２の何れか１項に記載の回路基板装置の製造方法。

【請求項14】

前記第４の工程は、前記スルーホール部に充填された前記はんだに発生した空気が、前記スルーホール部の前記周縁と前記第１の面とが接続された部分から排出されることを特徴とする請求項８から請求項１３の何れか１項に記載の回路基板装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表面実装される電子部品を回路基板に実装した回路基板装置および回路基板装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

回路基板へ電子部品を実装する際、表面実装部品を実装する場合は、回路基板の表面にはんだペーストを印刷して、電子部品を搭載し、リフローはんだ付けを行う表面実装工法による実装が一般的である。一方、挿入部品を実装する場合は、挿入部品のリードをスルーホール部に挿入し、溶融はんだを回路基板の電子部品を載置する面と反対側の面であるソルダー面から接触させる。その後、スルーホール部にはんだを充填するフローはんだ付けが一般的である。しかし、回路基板へ実装する電子部品として、表面実装部品と挿入部品とが混在する場合においては、リフロー方式により挿入部品を回路基板に実装する技術がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、ピンインリフロー方式により、回路基板に挿入部品をはんだ付けしている。詳しくは、回路基板の電子部品側の面から、スルーホール部にリングはんだを挿入する。その後、挿入部品をスルーホール部に挿入し、リフロー炉にて加熱することでスルーホール部にはんだで充填させて、リフローはんだ付けを完了させている。

【0003】

また、回路基板に電子部品をリフローはんだ付けにより実装する際に、はんだペーストをリフローする際に溶融したはんだに、ボイドが発生することを抑制するものがある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２では、回路基板の表面に配列されたパッドにはんだペーストを印刷する際に、パッドから所定位置ずれた位置にはんだペーストを印刷している。これにより、リフロー時にはんだペーストが溶融し、溶融はんだがパッド全体に広がるように流動する。従って、溶融はんだ内に閉じ込められていた空気が溶融はんだの流動と共に溶融はんだの外部へ吐き出される。よって、溶融はんだが冷却されて固化したはんだ接合部にボイドが発生することを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－９５３３号公報

【特許文献2】特開２００４－５５８２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の回路基板の電子部品の側の面から、はんだと挿入部品とをスルーホール部に挿入し、リフロー方式で実装するはんだ付け方法においては、スルーホール部に充填されたはんだ接合部にボイドが残るという課題がある。特許文献１では、回路基板の電子部品が載置される側の面から挿入されたリングはんだが溶融して、スルーホール部に流れ込む際に、空気を巻き込む。この巻き込まれた空気が、溶融したはんだが固体化する前に外部へ抜け出せずにボイドとして残る。特に特許文献１のように、はんだを溶融する際に、回路基板の電子部品の側の面においてスルーホール部の周縁の全体が溶融はんだで覆われている場合は、その溶融はんだの酸化膜がボイドが抜け出す妨げとなっている。

【0006】

また特許文献２では、ボイドの発生を抑制することができるが、回路基板に実装する電子部品の高密度化により、隣接するパッドの位置が近い場合は、パッドから所定位置ずれた位置にはんだペーストを印刷することが難しいという課題があった。

【0007】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、リフロー方式により挿入部品を回路基板に実装する場合において、挿入部品が挿入されたスルーホール部に残存するボイドが抑制された回路基板装置および回路基板装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る回路基板装置は、スルーホール部が形成され、スルーホール部の周縁でスルーホール部と電気的に連続するパッドを有するパッド形成部が形成された回路基板と、スルーホール部にリードが挿入された挿入部品と、リードとパッドとを電気的に接続するはんだ接合部とを備え、パッド形成部は、スルーホール部の周縁のうち一部と接続され、挿入部品との間に空間がある第１の面と、挿入部品との間にはんだ接合部がある第２の面とを有することを特徴とする。

【0009】

本開示に係る回路基板装置の製造方法は、回路基板に、スルーホール部と、回路基板の挿入部品が載置される側の面において、スルーホール部の周縁でスルーホールと電気的に連続するパッドを有するパッド形成部とを形成する第１の工程と、回路基板において、パッド形成部にはんだを配置する第２の工程と、はんだが配置された回路基板において、挿入部品をリードがスルーホール部に挿入される位置に載置する第３の工程と、挿入部品を載置した状態ではんだを加熱して溶融させ、溶融したはんだを固化することで挿入部品をパッド形成部およびスルーホール部に接続する第４の工程とを備え、第１の工程は、回路基板の挿入部品の側の面において、スルーホール部の周縁のうち一部と接続された面である第１の面とパッドが形成された面である第２の面とを有するパッド形成部を形成し、第４の工程は、第１の面には溶融したはんだが形成されず、第２の面に溶融したはんだが形成されることを特徴とする

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、挿入部品が挿入されたスルーホール部の周縁に挿入部品との間に空間を有する面である第１の面が接続されている。はんだを溶融する際に、スルーホール部に発生した空気を、スルーホール部の周縁において、第１の面と接続された部分から外部へ排出することができる。よって、スルーホール部に残存するボイドを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る回路基板装置の挿入部品を仮想的に取り外した場合の、挿入部品の側からみた上面図である。

【図2】実施の形態１に係る回路基板装置の、スルーホール部及びパッド形成部の第１の面が形成されている部分の断面図である。

【図3】実施の形態１に係る回路基板装置の挿入部品とはんだ接合部とを仮想的に取り外した場合の、挿入部品が載置される側からみた上面図である。

【図4】実施の形態１に係る回路基板装置の挿入部品とはんだ接合部とを仮想的に取り外した場合の、スルーホール部及びパッド形成部の第１の面が形成されている部分の断面図である。

【図5】比較例の回路基板装置において、はんだを溶融した際の断面図を示す。

【図6】実施の形態１に係る回路基板装置において、はんだを溶融した際の断面図を示す。

【図7】実施の形態１に係る回路基板装置のスルーホール部の直径と、スルーホール部の第１の面と接続された部分の長さの関係を示す図である。

【図8】実施の形態１に係る回路基板装置の製造の工程を説明する図である。

【図9】実施の形態１に係る回路基板装置の比較例の製造工程を説明する図である。

【図10】実施の形態２に係る回路基板装置の挿入部品とはんだ接合部５とを仮想的に取り外した場合の、挿入部品１が載置される側からみた上面図である。

【図11】実施の形態２に係る回路基板装置の第１の面が、３つの面から構成されている場合の上面図である。

【図12】実施の形態３に係る回路基板装置の挿入部品とはんだ接合部とを仮想的に取り外した場合の、挿入部品が載置される側からみた上面図である。

【図13】実施の形態３に係る回路基板装置の第１の面が、２つの面から構成されている場合の上面図である。

【図14】実施の形態３に係る回路基板装置の第１の面が、３つの面から構成されている場合の上面図である。

【0012】

実施の形態１．
以下、実施の形態１に係る回路基板装置１００について、図面を用いて説明する。図中、同一符号は、同一又は相当部分を示し、それらについての詳細な説明は省略する。図１は、実施の形態１に係る回路基板装置１００の挿入部品１を仮想的に取り外した場合の、挿入部品１の側からみた上面図である。図２は、実施の形態１に係る回路基板装置１００の、スルーホール部２及びパッド形成部４の第１の面８が形成されている部分の断面図である。

【0013】

回路基板装置１００は、貫通孔であるスルーホール部２とパッド形成部４とが形成された回路基板３と、挿入部品１と、はんだ接合部５とを備える。図１と図２とでは、回路基板装置１００に実装された挿入部品１のうち、１個の挿入部品１とその周辺とを示す。

【0014】

回路基板３は、挿入部品１のリード６が挿入されるスルーホール部２が形成されている。ここでは、スルーホール部２は回路基板３を貫通する貫通穴である。回路基板３は、例えばプリント配線板である。また、回路基板３は、両面に電子部品を実装する両面実装基板でもよい。

【0015】

挿入部品１は、ハウジング７と、ハウジング７から突出したピン形状の電極であるリード６とを備えている電子部品である。リード６は、挿入部品１と回路基板３とを電気的に接続する金属製の端子である。挿入部品１は、例えば、１つのハウジング７に１つのピン状のリード６を備えているもの、または、１つのハウジング７に複数のピン状のリード６を備えているものである。

【0016】

図３は、回路基板装置１００の挿入部品１とはんだ接合部５とを仮想的に取り外した場合の、挿入部品１が載置される側からみた上面図である。図４は、回路基板装置１００の挿入部品１とはんだ接合部５とを仮想的に取り外した場合の、スルーホール部２及びパッド形成部４の第１の面８が形成されている部分の断面図である。パッド形成部４は、回路基板３の挿入部品１の側の面において、スルーホール部２の周縁でスルーホール部２と電気的に連続するパッド４０を有する。パッド形成部４は、スルーホール部２の周縁を囲む部分である。スルーホール部２の周縁は、挿入部品１の側の端部であり、回路基板３を、挿入部品１が載置される側から見たときの、スルーホール部２の外周の部分である。ここでは、パッド４０は、パッド形成部４の全面に形成されており円環形状から矩形形状が３か所突出した形状である。パッド形成部４は、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と挿入部品１のハウジング７との形状に合わせた形状であればよい。また、ここでは、回路基板３の挿入部品１の側と反対側の面において、第２のパッド形成部４３がスルーホール部２の挿入部品１の側と反対側の周縁を囲むように形成されている。第２のパッド形成部４３は、スルーホール部２と電気的に連続するパッド４０を有する。つまり、回路基板３の挿入部品１の側の面に形成されたパッド形成部４のパッド４０と、回路基板３の挿入部品１の側と反対側の面に形成された第２のパッド形成部４３のパッド４０とを接続するようにスルーホール部２が形成されている。パッド形成部４に形成されたパッド４０と、第２のパッド形成部４３に形成されたパッド４０とは導通している。第２のパッド形成部４３は、全面にパッド４０が形成されている。なお、回路基板３の挿入部品１の側と反対側の面の第２のパッド形成部４３は、必要に応じて設ければよい。

【0017】

パッド形成部４の挿入部品１の側の面は、第１の面８と第２の面９とを有する。第１の面８は、パッド形成部４の挿入部品１の側の面において、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁のうち一部と接続され、挿入部品１との間に空間がある面である。また、第１の面８は、はんだ接合部５が形成されていない面である。第２の面９は、パッド形成部４において第１の面８以外の面であり、挿入部品１との間にはんだ接合部５がある面である。また、第２の面は、はんだ接合部５が形成されている面である。ここでは、第２の面９は、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁のうち第１の面８が接続されている部分以外と接続されている。

【0018】

パッド形成部４の全面にパッド４０が形成されているため、第１の面８と第２の面９とは、それぞれ全面にパッド４０が形成されいる。そして、第１の面８に形成されたパッド４０上にソルダレジスト１０が形成されている。これにより、第１の面８には、後述するはんだペースト１５を溶解した際に、溶解したはんだペースト１５が濡れ広がらない。そのため、第１の面８には、はんだ接合部５が形成されない。一方、第２の面９には、はんだペースト１５を溶融した際に、溶融したはんだペースト１５が濡れ広がり、はんだ接合部５が形成されている。また、回路基板３の挿入部品１の側の面において、パッド形成部４の外側にはソルダレジスト１１が形成されている。これにより、はんだペースト１５を溶解した際に、溶解したはんだペースト１５は、パッド形成部４の外側には濡れ広がらない。

【0019】

はんだ接合部５は、挿入部品１のリード６と、パッド形成部４の第２の面９に形成されたパッド４０とを電気的に接続する。はんだ接合部５は、回路基板３に形成されたクリーム状のはんだであるはんだペースト１５が、リフロー工程により溶融して、その後固体化したものである。はんだ接合部５は、スルーホール部２の内部にも充填されており、挿入部品１のリード６とスルーホール部２とを電気的に接続する。また、パッド形成部４に形成されたはんだ接合部５は、挿入部品１の側から見ると、第２の面９の形状に形成されている。ここでは、第２の面９は、円環形状の一部が切り取られたＣ字形状から矩形形状が３か所突出した形状である。これは、パッド４０上に印刷されたはんだペースト１５が、リフロー工程により溶融された際に、第１の面８へ流れず、第２の面９のみへ流れたためである。また、パッド４０上に印刷されたはんだペースト１５は、リフロー工程により溶融された際に、スルーホール部２へも流れる。そのため、スルーホール部２にもはんだ接合部５が形成されている。

【0020】

はんだペースト１５が溶融した際、溶融はんだにはボイドと呼ばれる空気が発生する。この溶融はんだに発生したボイドが、溶融はんだが固化して形成されたはんだ接合部５に残ると、はんだ接合部のプル強度を低くする原因となる。また、はんだ接合部に残ったボイドは、はんだ接合部が経年劣化した際にクラックが発生する原因となる。図５に、パッド形成部４が第１の面８と第２の面９とを有さない場合のはんだを溶融した際の、スルーホール部２が形成されている部分の断面図を示す。図５に示すように、一般に、はんだペーストが溶融した際の溶融はんだの表面には酸化膜が形成されるため、溶融はんだの内部に存在するボイドが大気中へ抜け出して拡散することが妨げられる。リフロー炉の炉内部を窒素ガス雰囲気にして加熱する窒素リフロー炉では、加熱時のリフロー炉内部の酸素濃度は、１０００ｐｐｍから３０００ｐｐｍでのコントロールが一般的である。特に、このような酸素濃度を高くコントロールする場合、溶融はんだの表面に酸化膜が形成される。一方、加熱時のリフロー炉内部の酸素濃度を１０００ｐｐｍ以下でコントロールすると、溶融はんだの表面に形成される酸化膜を減らすことができる。しかし、電子部品のはんだフィレット高さが低いものにしか適用することができない。よって、はんだフィレット高さが高い、挿入部品１の実装であるピンインリフロー方式では、加熱時のリフロー炉内部の酸素濃度は、１０００ｐｐｍ以上でのコントロールが必要となる。

【0021】

図６に、回路基板装置１００において、はんだを溶融した際の、スルーホール部２及びパッド形成部４の第１の面８が形成されている部分の断面図を示す。回路基板装置１００では、窒素リフロー炉の加熱時の炉内部の酸素濃度を、１０００ｐｐｍから３０００ｐｐｍでのコントロールした場合であっても、上記のパッド形成部４の構成によりボイドを外部へ排出することができる。詳しくは、リフロー加熱中に、スルーホール部２に充填された溶融したはんだの内部に発生したボイドは、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁において、スルーホール部２の周縁と第１の面８とが接続された部分から排出される。ここでは、スルーホール部２の周縁と第１の面８に形成されたソルダレジスト１０との境界面から大気中へ出ていく。つまり、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と第１の面８とが接続された部分がボイド排出口１２となる。このように、回路基板装置１００では、はんだ接合部５のボイド残存率を低下させることができるので、はんだ付けの品質を向上することができる。

【0022】

図７は、スルーホール部２の直径Ａと、スルーホール部２の第１の面８と接続された部分（ボイド排出口１２）の長さＬの関係を示す図である。スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と第１の面８とが接続された部分（ボイド排出口１２）の長さＬは、スルーホール部２の直径Ａの８分の１より大きく、スルーホール部Ａの直径の２分の１よりも小さい場合が好適である。

【0023】

スルーホール部２に充填されたはんだ接合部５は、印刷するはんだペースト１５により供給する。スルーホール部２の体積Ｘと印刷するはんだペースト１５の体積Ｖとの関係は、３Ｖ＝Ｘとする。このとき、スルーホール部２の体積Ｘは、Ｘ＝Ａ／２×Ａ／２×円周率×Ｄ１×Ｂ×Ｃ１である。Ａは、上述の通りスルーホール部２の直径である。Ｄ１は回路基板３の厚さである。Ｃ１は、スルーホール部２に充填するはんだの充填率である、スルーホール部２に充填するはんだの充填率Ｃ１は、求められる仕様により決定する。例えば、スルーホール部２の充填率が１００パーセントを要求する規格、または、充填率７０パーセントを要求するＩＰＣ規格が一般的である。よって、ここでは、Ｃ１＝１．０～０．７で計算する。また、印刷体積Ｖは、３Ｖ＝Ｐ×Ｄ２×Ｃ２である。このとき、Ｐは、はんだペースト１５を塗布する際に使用するメタルマスク１３の開口の面積である。Ｄ２は、はんだペースト１５を塗布する際に使用するメタルマスク１３の厚さである。Ｃ２は、はんだペースト１５が固化した際の体積減少率である。Ｃ２は使用するはんだペースト１５の種類によって適切な値がある。ここでは、Ｃ２＝０．９～０．７で計算する。

【0024】

次に、実施の形態１に係る回路基板装置１００の製造の工程を説明する。詳しくは、回路基板装置１００の回路基板３にパッド形成部４を形成する手順、及びはんだ接合部５を作成する手順を説明する。図８は、回路基板装置１００の製造の工程を説明する図である。

【0025】

第１の工程（ＳＴ０１）では、回路基板１００にスルーホール部２とパッド形成部４とを形成する。パッド形成部４は、挿入部品１が載置される側の面においてスルーホール部２の挿入部品１の側の周縁を囲んで形成される。パッド形成部４は、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と電気的に連続するパッド４０を有する。このとき、パッド形成部４の挿入部品１が載置される側の面において、第１の面８と第２の面９とを有するパッド形成部４が形成される。この第１の面８と第２の面９とにパッド４０を形成し、第１の面８のパッド４０上にソルダレジスト１０を形成する。また、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と第１の面８とが接続された部分の長さが、スルーホール部２の直径Ａの８分の１より大きく、スルーホール部２の直径Ａの２分の１よりも小さいパッド形成部４を形成する。

【0026】

第２の工程（ＳＴ０２）では、回路基板３において、パッド形成部４にはんだを配置する。詳しくは、パッド形成部４に形成されたパッド４０上に、はんだペースト１５を塗布する。ここでは、はんだペースト１５を塗布する方法として、図８の（ａ）のように、回路基板３の挿入部品１の側の面に、必要な箇所に開口が設けられたメタルマスク１３を密着させる。図８の（ｂ）と（ｃ）のように、その上に置いたはんだペースト１５をスキージ１４でパッド４０上に必要な形状に塗布するスクリーン印刷を行う。その後、図８の（ｄ）のように、メタルマスク１３を外す。その他の方法を用いてはんだを塗布してもよい。ここでは、パッド形成部４において第２の面９に形成されたパッド４０上にはんだペースト１５が配置される。

【0027】

第３の工程（ＳＴ０３）では、第２の工程ではんだが配置された回路基板３において、挿入部品１をリード６の部分がスルーホール部２に挿入される位置に載置する。第４の工程（ＳＴ０４）では、挿入部品１を載置した状態ではんだを加熱して溶融させ、溶融したはんだを固化させることで挿入部品１をパッド形成部４およびスルーホール部２に接続する。加熱には、リフロー炉を使用する。ここでは、リフロー炉の内部の酸素濃度は、１０００ｐｐｍから３０００ｐｐｍでコントロールしている。回路基板装置１００全体を加熱して、はんだペースト１５が溶融してスルーホール部２に充填された後に、加熱を停止してはんだペースト１５の温度が下がると、溶融したはんだが固化する。この溶融したはんだが固化したものがはんだ接合部５として形成される。固化したはんだであるはんだ接合部５により、挿入部品１は、回路基板３に接合される。第４の工程（ＳＴ０４）では、はんだを溶融した際、第１の面８には溶融したはんだが形成されず、第２の面９に溶融したはんだが形成される。

【0028】

図９は、第２の工程（ＳＴ０２）で、回路基板３の挿入部品１が載置される側の面において、スルーホール部２にはんだペースト１５が配置される場合の回路基板装置１００の製造工程を説明する図である。図９の（ａ）のように、回路基板３の挿入部品１の側の面に、スルーホール部に対向する部分に開口が設けられたメタルマスク１３を密着させる。図９の（ｂ）と（ｃ）のように、その上に置いたはんだペースト１５をスキージ１４でパッド４０上に必要な形状に塗布するスクリーン印刷を行う。その後、図９の（ｄ）のように、メタルマスク１３を外す。このように、はんだペースト１５を配置することも可能である。しかし、この場合、第３の工程（ＳＴ０３）において、挿入部品１のリード６をスルーホール部２に挿入する際に、リード６の先端にはんだペースト１５が付着してしまう。よって、第３の工程（ＳＴ０３）において、はんだペースト１５を加熱する際に、はんだペースト１５がリード６の先端で溶融し、玉形状となりはんだ付け不良となる。よって、第２の工程（ＳＴ０２）では、図９のようにスルーホール部２にはんだペースト１５を載置するよりも、図８のようにパッド形成部４に形成されたパッド４０上にはんだペースト１５を載置する方が好ましい。

【0029】

第４の工程（ＳＴ０４）において、リフロー加熱中に、スルーホール部２に充填された溶融したはんだの内部に発生した空気は、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と第１の面８とが接続された部分から排出される。ここでは、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁において、第１の面８に形成されたソルダレジスト１０と接続された部分（ボイド排出口１２）から大気中へ出ていく。

【0030】

実施の形態１に係る回路基板装置１００および回路基板装置１００の製造方法によれば、スルーホール部２が、パッド形成部４の第１の面８と接続されている。そして、パッド形成部４の第１の面８にソルダレジスト１０が形成されている。つまり、リフロー加熱中において、ソルダレジスト１０上には溶融はんだが濡れ広がらないため、第１の面８に溶融はんだが形成されない。そのため、溶融はんだがパッド形成部４の全面に被らない構成となる。ここの構成により、リフロー加熱中に、スルーホール部２に充填された溶融はんだの内部に発生したボイドは、スルーホール部２とソルダレジスト１０との境界面をボイド排出口１２として容易に大気中へ排出することができる。よって、回路基板装置１００は、溶融はんだが固化した部分であるはんだ接合部５のボイドの残存を抑制することができる。

【0031】

実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る回路基板装置２００について、図面を用いて説明する。図１０は、回路基板装置２００の挿入部品１とはんだ接合部５とを仮想的に取り外した場合の、挿入部品１が載置される側からみた上面図である。実施の形態２に係る回路基板装置２００は、回路基板装置１００の第１の面８の構成が異なるものである。その他の構成は、実施の形態１と実質的に同様である。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。

【0032】

回路基板装置２００は、貫通孔であるスルーホール部２とパッド形成部４１とが形成された回路基板３と、挿入部品１と、はんだ接合部５とを備える。図１では、回路基板装置１００に実装された挿入部品１のうち、１個の挿入部品１とその周辺とを示す。

【0033】

回路基板装置１００のパッド形成部４は、挿入部品１の側の面に１つの連続した面である第１の面８が形成されていた。回路基板装置２００のパッド形成部４１は、図に示すように挿入部品１の側の面に複数の接続していない面から成る第１の面８が形成されている。つまり、第１の面８は、複数の面から構成される。スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁において、スルーホール部２と第１の面８との境界面が複数構成される。この境界面がボイド排出口１２となるため、パッド形成部４１では複数のボイド排出口１２を備える。このとき、第１の面８において、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と接続された部分は、挿入部品１のハウジングの部分と対向しない部分を有する。第１の面のその他の構成は、パッド形成部４の第１の面８と実質的に同様である。

【0034】

図１０では、第１の面８が２つの面から構成されている場合を示している。図１１では、第１の面８は、３つの面から構成されている場合を示している。このように、第１の面８を複数の面から構成する場合、スルーホール部２と第１の面８との境界面が複数の箇所に設けられる。この複数のボイド排出口１２からそれぞれボイドを排出することができる。よって、第１の面８を１つの面から形成する場合と比較して、よりボイドが外部へ排出されやすい構成とすることができる。また、第１の面８を複数の面から構成する場合、第１の面８において、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と接続された部分は、挿入部品１のハウジングの部分と対向しない部分を有することができる。これにより、スルーホール部２と第１の面８との境界面において、挿入部品１のハウジングの部分と対向しない部分から、ボイドをより多く排出することができる。

【0035】

次に、実施の形態２に係る回路基板装置２００の製造方法を説明する。回路基板装置１００の製造方法と異なる部分のみを説明する。

【0036】

第１の工程（ＳＴ０１）では、回路基板１００にスルーホール部２とパッド形成部４とを形成する。パッド形成部４は、挿入部品１が載置される側の面においてスルーホール部２の挿入部品１の側の周縁を囲んで形成される。パッド形成部４は、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と電気的に連続するパッド４０を有する。このとき、パッド形成部４の挿入部品１が載置される側の面において、第１の面８と第２の面９とを有するパッド形成部４が形成される。また、第１の面８が複数の面から構成されたパッド形成部を形成する。この第１の面８と第２の面９とにパッド４０を形成し、第１の面８のパッド４０上にソルダレジスト１０を形成する。また、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と第１の面とが接続された部分の長さが、スルーホール部２の直径Ａの８分の１より大きく、スルーホール部２の直径Ａの２分の１よりも小さいパッド形成部４を形成する。

【0037】

第３の工程（ＳＴ０３）では、第２の工程ではんだが配置された回路基板３において、挿入部品１をリード６の部分がスルーホール部２に挿入される位置に載置する。第１の面８の複数の面のうち少なくとも１つが、挿入部品１のハウジングと対向しない位置に挿入部品１を載置する。その他の、製造工程は回路基板装置１００と実質的に同様である。

【0038】

実施の形態２に係る回路基板装置２００および回路基板装置２００の製造方法によれば、スルーホール部２が、パッド形成部４１の第１の面８と接続されている。そして、パッド形成部４１の第１の面８にソルダレジスト１０が形成されている。つまり、リフロー加熱中において、ソルダレジスト１０上には溶融はんだが濡れ広がらないため、第１の面８に溶融はんだが形成されない。そのため、溶融はんだがパッド形成部４の全面に被らない構成となる。この構成により、リフロー加熱中に、スルーホール部２に充填された溶融はんだの内部に発生したボイドは、スルーホール部２とソルダレジスト１０との境界面をボイド排出口１２として容易に大気中へ排出することができる。よって、回路基板装置１００は、溶融はんだが固化した部分であるはんだ接合部５のボイドの残存を抑制することができる。

【0039】

また、パッド形成部４１は、第１の面８が複数の面から構成される。よって、第１の面８において、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と接続された部分は、挿入部品１のハウジングの部分と対向しない部分を有することができる。これにより、スルーホール部２と第１の面８との境界面において、挿入部品１のハウジングの部分と対向しない部分から、ボイドをより多く排出することができる。よって、ハウジング７により、全てのボイド排出口１２を塞ぐことを防ぐことができる。

【0040】

実施の形態３．
以下、実施の形態３に係る回路基板装置３００について、図面を用いて説明する。図１２は、回路基板装置３００の挿入部品１とはんだ接合部５とを仮想的に取り外した場合の、挿入部品１が載置される側からみた上面図である。実施の形態３に係る回路基板装置３００は、回路基板装置１００及び回路基板装置２００の第１の面８の構成が異なるものである。その他の構成は、実施の形態１と実質的に同様である。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。

【0041】

回路基板装置３００は、貫通孔であるスルーホール部２が形成された回路基板３と、挿入部品１と、パッド形成部４２と、はんだ接合部５とを備える。図１では、回路基板装置１００に実装された挿入部品１のうち、１個の挿入部品１とその周辺とを示す。回路基板装置１００のパッド形成部４は、パッド４０が形成され、そのパッド４０上にソルダレジスト１０が形成された第１の面８が形成されていた。回路基板装置２００のパッド形成部４２は、パッド形成部４と比較すると、第１の面８にパッド４０とソルダレジスト１０とが形成されない点が異なる。つまり、パッド形成部において、第２の面９にパッド４０が形成されており、第１の面８にパッド４０が形成されず、基材が露出している構成となる。第１の面８はパッド４０が形成されないため、ソルダレジスト１０を備えない構成であっても、第１の面８にはんだ接合部が形成されず、第２の面９にはんだ接合部が形成された構成とすることできる。また、はんだ接合部５は、挿入部品１のリード６と、パッド形成部の第２の面９とを接続する。このとき、第１の面８の上にはパッド４０が形成されていないため、第１の面８は第２の面９よりも回路基板１の厚さ方向の高さが低い構成となる。このため、挿入部品１のハウジング７と第１の面８との間に空間を有する構成となる。これにより、スルーホール部２から排出されたボイドを、ハウジング７と第１の面８との間の空間より外部へ排出することができる。よって、第１の面８と挿入部品１のハウジング７とが対向する構成であっても、ハウジング７によりボイド排出口１２を塞ぐことを防ぐことができる。

【0042】

また、図１３に、パッド形成部４２の第１の面８が、２つの面から構成されている場合を示している。図１４に、パッド形成部４２の第１の面８が、３つの面から構成されている場合を示している。このように、パッド形成部４２においても、回路基板装置２００のパッド形成部４１と同様に、第１の面８が複数の面から構成されていてもよい。これにより、パッド形成部４１と同様に、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁において、スルーホール部２と第１の面８との境界面が複数構成される。この境界面がボイド排出口１２となるため、パッド形成部４１では複数のボイド排出口１２を備える。この複数のボイド排出口１２からそれぞれボイドを排出することができる。よって、第１の面８を１つの面から形成する場合と比較して、よりボイドが外部へ排出されやすい構成とすることができる。なお、パッド形成部４２においても、第１の面８において、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と接続された部分は、挿入部品１のハウジングの部分と対向しない部分を有する構成としてもよい。パッド形成部４２のその他の構成は、パッド形成部４及びパッド形成部４１と実質的に同様である。

【0043】

次に、実施の形態３に係る回路基板装置３００の製造方法を説明する。回路基板装置１００の製造方法と異なる部分のみを説明する。

【0044】

第１の工程（ＳＴ０１）では、回路基板１００にスルーホール部２とパッド形成部４とを形成する。パッド形成部４は、挿入部品１が載置される側の面においてスルーホール部２の挿入部品１の側の周縁を囲んで形成される。パッド形成部４は、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と電気的に連続するパッド４０を有する。このとき、パッド形成部４の挿入部品１が載置される側の面において、第１の面８と第２の面９とを有するパッド形成部４が形成される。また、第１の面８が複数の面から構成する場合は、第１の面８が複数の面から構成されたパッド形成部を形成する。そして、第２の面９のみにパッド４０を形成し、第１の面８はパッド４０を形成せず基材が露出した状態とする。また、スルーホール部２の挿入部品１の側の周縁と第１の面８とが接続された部分の長さが、スルーホール部２の直径Ａの８分の１より大きく、スルーホール部２の直径Ａの２分の１よりも小さいパッド形成部を形成する。

【0045】

第３の工程（ＳＴ０３）では、第２の工程ではんだが配置された回路基板３において、挿入部品１をリード６の部分がスルーホール部２に挿入される位置に載置する。このとき、第１の面８の複数の面のうち少なくとも１つが、挿入部品１のハウジングと対向しない位置に挿入部品１を載置してもよい。その他の、製造工程は回路基板装置１００と実質的に同様である。

【0046】

実施の形態３に係る回路基板装置３００および回路基板装置３００の製造方法によれば、スルーホール部２が、パッド形成部４２の第１の面８と接続されている。そして、パッド形成部４２の第１の面８にパッド４０が形成されない構成である。つまり、リフロー加熱中において、第１の面８上には溶融はんだが濡れ広がらないため、第１の面８に溶融はんだが形成されない。そのため、溶融はんだがパッド形成部４の全面に被らない構成となる。この構成により、リフロー加熱中に、スルーホール部２に充填された溶融はんだの内部に発生したボイドは、スルーホール部２と第１の面８との境界面をボイド排出口１２として容易に大気中へ排出することができる。よって、回路基板装置１００は、溶融はんだが固化した部分であるはんだ接合部５のボイドの残存を抑制することができる。

【0047】

また、第１の面８の上にはパッド４０が形成されていないため、挿入部品１のハウジング７と第１の面８との間に空間を有する構成となる。これにより、スルーホール部２から排出されたボイドを、ハウジング７と第１の面８との間の空間より外部へ排出することができる。よって、第１の面８と挿入部品１のハウジング７とが対向する構成であっても、ハウジング７によりボイド排出口１２を塞ぐことを防ぐことができる。

【符号の説明】

【0048】

１ 挿入部品、２ スルーホール部、３ 回路基板、４、４１、４２ パッド形成部、４０ パッド、４３ 第２のパッド形成部、５ はんだ接合部、６ リード、７ ハウジング、８ 第１の面、９ 第２の面、１０ ソルダレジスト、１１ ソルダレジスト、１２ ボイド排出口、１３ メタルマスク、１４ スキージ、１５ はんだペースト、１００、２００、３００ 回路基板装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】