電子回路基板およびその製造方法
【課題】基板の熱膨張を抑制することにより設計が容易な電子回路基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】電子回路基板１は、表面に凹部４を有し、かつ樹脂を含む材質よりなる基板２と、凹部４の側壁４ａ上と基板２の表面上とに形成され、かつ金属を含む材質よりなる電極パッド５と、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５にはんだ付けされ、かつ導電性を有する外部端子３とを備えている。
【解決手段】電子回路基板１は、表面に凹部４を有し、かつ樹脂を含む材質よりなる基板２と、凹部４の側壁４ａ上と基板２の表面上とに形成され、かつ金属を含む材質よりなる電極パッド５と、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５にはんだ付けされ、かつ導電性を有する外部端子３とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板およびその製造方法に関し、特に、外部端子を備えた電子回路基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、別の電子回路基板の基板挿入孔に挿入して実装するための外部端子（リード端子）を有する電子回路基板が使用されている。このような電子回路基板としては、たとえばハイブリッドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）がある。ハイブリッドＩＣは、１枚のプリント配線板上にＩＣチップなどの電子部品が集積され、１つの部品として別の電子回路基板に実装されるよう扱われる。
【０００３】
上記の従来の電子回路基板では、電子回路基板の電源線や信号線の入出力用に、電子回路基板のプリント配線板の端部に引出し線が設けられている。この引出し線に金属製の外部端子（リード端子）が接続されている。従来の電子回路基板は、この外部端子（リード端子）によって別の電子回路基板に電気的に接続されている。たとえば、外部端子は、電子回路基板のプリント配線板の端部の電極パッドに嵌合された状態ではんだ付けされている。電子回路基板は、外部端子が別の電子回路基板の基板挿入孔に挿入されることによって別の電子回路基板に実装されている。
【０００４】
電子回路基板のプリント配線板の端部の電極パッドに外部端子をはんだ付けする場合、プリント配線板の材質の線膨張係数と外部端子の材質の線膨張係数とが異なることから、はんだ接合部に熱応力が発生する。
【０００５】
たとえば、特開平１１−６４１３８号公報（特許文献１）では、リジット回路基板の回路パターンとセンサの電気接続端子との半田付け部に作用する熱膨張または熱収縮時の応力を電気接続端子自体で吸収し得るセンサ端子構造が提案されている。
【０００６】
このセンサ端子構造の電気接続端子は、樹脂製のセンサハウジングにインサート成形されたインサート固定支持部の幅および厚さよりも小さい幅および厚さに形成された応力吸収部を有している。リジット回路基板の回路パターンとセンサの電気接続端子との半田付け部が応力吸収部に形成されている。これにより、半田付けの際にリジット回路基板と電気接続端子との熱膨張率の違いにより生じる熱応力を応力吸収部で吸収することができると上記公報には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−６４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記公報に記載の技術では、熱応力を吸収するために電気接続端子に応力吸収部を設ける必要がある。そのため、電気接続端子の形状に制約があるので、電気接続端子の設計が困難である。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の熱膨張を抑制することにより設計が容易な電子回路基板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子回路基板は、表面に凹部を有し、かつ樹脂を含む材質よりなる基板と、凹部の側壁上と基板の表面上とに形成され、かつ金属を含む材質よりなる電極パッドと、基板の表面側と表面に対向する背面側とから基板を挟み込んだ状態で電極パッドにはんだ付けされ、かつ導電性を有する外部端子とを備えている。
【００１１】
本発明の電子回路基板の製造方法は、樹脂を含む材質よりなる基板であって、基板の表面に形成された凹部の側壁上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッドが形成された基板を準備する工程と、基板の表面側と表面に対向する背面側とから基板を挟み込むように導電性を有する外部端子を配置する工程と、電極パッドに外部端子をはんだ付けする工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂を含む材質よりなる基板の表面の凹部の側壁上と基板の表面上とに形成された金属を含む材質よりなる電極パッドを備えているため、基板の熱膨張を抑制することができる。これにより、基板を挟み込んだ状態で電極パッドにはんだ付けされた導電性を有する外部端子に熱膨張に起因する応力を吸収する部分を設ける必要がないため、外部端子の形状の自由度が高くなり、外部端子の設計を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における電子回路基板の概略平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電子回路基板が別の電子回路基板に実装された状態を示す概略斜視図である。
【図３】図１のＰ部を示す概略平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における電子回路基板の変形例の概略断面図であって、その断面位置は図４に対応する断面位置である。
【図６】本発明の実施の形態１における電子回路基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における電子回路基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における電子回路基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における電子回路基板の変形例の概略断面図であって、その断面位置は図１０に対応する断面位置である。
【図１２】本発明の実施の形態２における電子回路基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における電子回路基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における電子回路基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３における電子回路基板の変形例１の概略断面図であって、その断面位置は図１６に対応する断面位置である。
【図１８】本発明の実施の形態３における電子回路基板の変形例２の概略断面図であって、その断面位置は図１６に対応する断面位置である。
【図１９】本発明の実施の形態３における電子回路基板の変形例３の概略断面図であって、その断面位置は図１６に対応する断面位置である。
【図２０】本発明の実施の形態４における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う概略断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態４における電子回路基板の変形例１の概略断面図であって、その断面位置は図２１に対応する断面位置である。
【図２３】本発明の実施の形態４における電子回路基板の変形例２の概略断面図であって、その断面位置は図２１に対応する断面位置である。
【図２４】本発明の実施の形態４における電子回路基板の変形例３の概略断面図であって、その断面位置は図２１に対応する断面位置である。
【図２５】本発明の実施の形態５における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図２６】図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態５における電子回路基板の変形例の概略断面図であって、その断面位置は図２６に対応する断面位置である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に本実施の形態の電子回路基板の構成について説明する。
【００１５】
図１および図２を参照して、本実施の形態の電子回路基板１は、基板２と、外部端子（リード端子）３と、電子部品６とを主に有している。
【００１６】
電子回路基板１においては、基板２上に電子部品６が集積されている。電子回路基板１は、たとえばハイブリッドＩＣである。電子回路基板１は、外部端子３が別の電子回路基板８の基板挿入孔９に挿入されてはんだ付けされることによって、別の電子回路基板８に実装される。
【００１７】
基板２は、樹脂を含む材質よりなっている。基板２は、たとえばガラスエポキシ樹脂基材からなっている。基板２の片面または両面には、配線パターン７が形成されている。配線パターン７は、たとえば電源線または信号線を構成している。配線パターン７は、たとえば銅で構成された電気回路をフォトエッチングまたはめっき法で形成することにより構成されている。基板２は、たとえばプリント配線板である。
【００１８】
基板２の端部に電源線または信号線などの配線パターン７が引き出されている。引き出された配線パターン７の端に電極パッド５が形成されている。電極パッド５は電子回路基板１の端部に形成されている。電極パッド５は、金属を含む材質よりなっている。
【００１９】
基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５に外部端子３がはんだ付けされている。外部端子３は、導電性を有している。外部端子３は、別の電子回路基板８の基板挿入孔９に挿入されることにより別の電子回路基板８に電気的に接続されるよう構成されている。外部端子３の一方端は、基板２を挟み込むよう構成されている。外部端子３の他方端は、たとえば先端に向かって径が小さくなるよう構成されている。
【００２０】
図３および図４を参照して、基板２は、その表面に凹部４を有している。凹部４は、たとえば平面視において円形に形成されている。凹部４は、基板２の厚さ方向の両面に形成されている。なお、凹部４は、基板２の厚さ方向の片面に形成されていてもよい。凹部４は基板２の端部に形成されている。なお凹部４は、基板２の表面処理によって形成される凹凸より大きな寸法で形成されている。
【００２１】
電極パッド５は、凹部４の壁（側壁４ａおよび底壁）上と基板２の表面上とに形成されている。電極パッド５は、凹部４を覆うように形成されている。基板２の厚さ方向の両面に電極パッド５が形成されている。電極パッド５は、たとえばめっきで構成されている。めっきは、たとえば銅めっきで構成されている。
【００２２】
外部端子３は、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むよう構成されている。外部端子３は、凹部４の上方を覆うように配置されている。外部端子３と電極パッド５とがはんだ１０によってはんだ付けされている。
【００２３】
はんだ１０は、基板２の厚さ方向の両面において、外部端子３と電極パッド５との間の空間を充填するよう形成されている。はんだ１０は、凹部４内の空間にも形成されている。はんだ１０によってはんだ付けされることにより、外部端子３と電極パッド５とが電気的に接続されている。
【００２４】
なお、図５に示すように、凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図５を参照して、本実施の形態の変形例の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されており、いわゆるスルーホールを構成している。側壁４ａが基板２の厚さ方向の両面を貫通するように構成されている。側壁４ａ上の全面に電極パッド５が形成されている。
【００２５】
はんだ１０は、凹部４の側壁４ａ上に形成された電極パッド５の内周側の空間を充填するように形成されている。はんだ１０は、凹部４内の空間を通じて基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されている。
【００２６】
次に本実施の形態の電子回路基板の製造方法について説明する。
図６を参照して、樹脂を含む材質よりなる基板２であって、基板２の表面に形成された凹部４の側壁４ａ上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成された基板２が準備される。凹部４は、一般的な非貫通ビアまたはスルーホールと同様に形成され得る。電極パッド５は、たとえばめっき処理により形成され得る。このめっきは、たとえば銅めっきが適用され得る。外部端子３が準備される。外部端子３が基板２を挟み込むように図６中矢印ＡＸの方向に移動される。
【００２７】
図７を参照して、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むように導電性を有する外部端子３が配置される。外部端子３が基板２を挟み込んだ状態で凹部４の上方を覆うように配置される。この位置で外部端子３が電極パッド５に仮固定される。
【００２８】
図８を参照して、外部端子３が電極パッド５に仮固定された状態で、電子回路基板１が図８中矢印ＡＹ方向に移動され、はんだ槽１１に貯留された溶融はんだ１２に浸漬される。外部端子３と電極パッド５との間に、溶融はんだ１２の表面張力によって、溶融はんだ１２が濡れ広がる。これにより、基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５に外部端子３がはんだ付けされる。このようにして、図４に示す電子回路基板１が製造される。
【００２９】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
たとえば、基板２がプリント配線板であって、その基材の材質がガラスエポキシ樹脂の場合、線膨張係数は、ガラス転移点Ｔｇ＝１４０℃前をα１、Ｔｇ後をα２とすると、α１／α２＝６５／２７０ｐｐｍ／℃である。したがって、室温２０℃、実装温度２５０℃とすると、板厚１．６ｍｍのプリント配線板の基材は、熱膨張により、プリント配線板の基材の厚さ方向に約６０μｍ膨張する。このプリント配線板の熱膨張によって、プリント配線板を挟み込んだ状態で取り付けられた外部端子３がプリント配線板の厚さ方向に広げられて塑性変形してしまう。
【００３０】
プリント配線板の基材は、熱膨張によって、その厚さ方向に約６０μｍ膨張するので、プリント配線板の基材の片側は約３０μｍ膨張する。たとえばＰｂ（鉛）フリーはんだの場合、引張試験で約４０％の伸長ではんだはく離が発生することから、はんだ厚を７０μｍとすると、約２８μｍの伸長ではんだはく離が発生してしまうことになる。したがって、プリント配線板の基材の片側が約３０μｍ膨張し、外部端子３が塑性変形した後、プリント配線板の基材が収縮した際には、はんだが約３０μｍ伸長されるため、はんだはく離が発生してしまう。
【００３１】
このように、基板２の材質および厚さと、外部端子３の材質および形状と、はんだの材質および厚さに起因して、実装時の熱膨張、収縮によってはんだ接合部に熱応力が発生する。そして、この熱応力によりはんだはく離が発生する。はんだはく離の結果、実装不良が発生する。
【００３２】
上記の場合、はんだ厚が８０μｍから９０μｍであれば、はんだはく離を抑制可能であるが、基板２と外部端子３との間の空間が広くなるため、外部端子３の基板２の厚さ方向の寸法が大きくなってしまう。また、はんだ厚が大きくなるため、製造コストが高くなってしまう。
【００３３】
一方、たとえば銅めっきの場合、２０℃から２５０℃に温度が上昇すると、厚さ１．６ｍｍに対して５〜６μｍ程度しか熱膨張しない。したがって、たとえば銅めっきからなる電極パッド５を基板２の表面に設けることにより基板２の熱膨張を抑制し得る。
【００３４】
本実施の形態の電子回路基板によれば、樹脂を含む材質よりなる基板２の表面の凹部４の側壁４ａ上に金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成されている。電極パッド５の線膨張係数が基板２の線膨張係数より小さいため、電極パッド５により基板２の膨張が抑えられるので、基板２の熱膨張を抑制することができる。電極パッド５が基板２の表面の凹部４の側壁４ａ上に形成されているため、側壁４ａに沿う方向に基板２が膨張することが抑えられるので、基板２の厚さ方向の熱膨張を抑制することができる。
【００３５】
基板２の熱膨張を抑制することができるため、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５にはんだ付けされた外部端子３が基板２の厚さ方向に押し広げられることが抑えられる。このため、外部端子３が基板２の厚さ方向に塑性変形することを抑制することができる。そのため、外部端子３に熱膨張に起因する応力を吸収する部分を設ける必要がない。よって、外部端子３の形状の自由度が高くなり、外部端子３の設計を容易にすることができる。
【００３６】
また、外部端子３が基板２の厚さ方向に塑性変形することを抑制することができるため、たとえば室温に冷却した際の外部端子３と電極パッド５とをはんだ付けしているはんだ１０の熱応力が抑えられる。このため、外部端子３と電極パッド５とをはんだ付けしているはんだ１０のはんだはく離を防止することができる。
【００３７】
本実施の形態の電子回路基板では、凹部４はスルーホールを構成していてもよい。この場合、凹部４は基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されているため、基板２の厚さ方向の全長で側壁４ａに沿う方向に基板２が膨張することが抑えられる。このため、基板２の厚さ方向の熱膨張をより抑制することができる。
【００３８】
本実施の形態の電子回路基板の製造方法によれば、樹脂を含む材質よりなる基板２であって、基板２の表面に形成された凹部４の側壁４ａ上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成された基板２を準備する工程と、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むように導電性を有する外部端子３を配置する工程と、電極パッド５に外部端子３をはんだ付けする工程とを備えている。このため、基板２の熱膨張を抑制することができる。そのため、外部端子３に熱膨張に起因する応力を吸収する部分を設ける必要がない。よって、外部端子３の形状の自由度が高くなり、外部端子３の設計を容易にすることができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、基板２に凹部４を設けることにより、基板２側に熱膨張を抑制する機能が備えられているため、接続される筐体や基板２にあわせて外部端子３を設計する必要がない。そのため、本実施の形態では、接続される筐体や基板２にあわせて外部端子３を設計する場合に比べて、製造コストを低くすることができる。また、凹部４は、一般的な非貫通ビアまたはスルーホールと同様に形成することができるため、製造コストを抑制することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して、外部端子が突起部を含んでいる点で主に異なっている。
【００４１】
図９および図１０を参照して、外部端子３は突起部１３を有している。突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されている。突起部１３は、基板２を挟み込む方向に形成されている。突起部１３は、たとえば先端に向かって径が小さくなるよう構成されている。突起部１３の先端が凹部４に挿入するよう配置されている。突起部１３は、突起部１３を凹部４に引っ掛けるようにして外部端子３を基板２に固定するよう構成されている。
【００４２】
はんだ１０は、突起部１３の外周面に沿って、外部端子３と電極パッド５との間の空間を充填するよう形成されている。
【００４３】
なお、図１１に示すように、凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図１１を参照して、本実施の形態の変形例の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。
【００４４】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００４５】
次に本実施の形態の電子回路基板の製造方法について説明する。
図１２を参照して、樹脂を含む材質よりなる基板２であって、基板２の表面に形成された凹部４の側壁４ａ上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成された基板２が準備される。突起部１３を含む外部端子３が準備される。外部端子３が基板２を挟み込むように図１２中矢印ＡＸの方向に移動される。
【００４６】
図１３を参照して、突起部１３が凹部４に向かって移動される際、突起部１３の間隔が基板２の厚みより広げられた状態で外部端子３は移動される。
【００４７】
図１４を参照して、さらに外部端子３が移動され、突起部１３の間隔が狭められることにより突起部１３が凹部４に挿入される。基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むように導電性を有する外部端子３が配置される。外部端子３が基板２を挟み込んだ状態で、突起部１３が凹部４に挿入される。この位置で外部端子３が電極パッド５に仮固定される。
【００４８】
突起部１３が凹部４に挿入されて外部端子３が電極パッド５に仮固定された状態で、電子回路基板１が溶融はんだ１２に浸漬されて、外部端子３が電極パッド５にはんだ付けされる。このようにして、図１０に示す電子回路基板１が製造される。
【００４９】
なお、本実施の形態のこれ以外の製造方法は、上述した実施の形態１の製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００５０】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、外部端子３は突起部１３含み、突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されているため、突起部１３を凹部４に引っ掛けるようにして外部端子３を基板２に固定することができる。このため、外部端子３が基板２から脱落することを防止することができる。これにより、より実装する際の作業性を向上することができる。また、はんだ付けする際に外部端子３の位置をより高精度に位置決めすることができる。
【００５１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、実施の形態１および実施の形態２と比較して、外部端子が貫通孔を含んでいる点で主に異なっている。
【００５２】
図１５および図１６を参照して、外部端子３は貫通孔２３を有している。貫通孔２３は、凹部４内の空間に通じるように凹部４上に形成されている。貫通孔２３は、たとえばキリ穴で構成されている。貫通孔２３は、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、凹部４内から気泡を排出可能に構成されている。はんだ１０は、貫通孔２３内の少なくとも一部を充填するよう形成されている。
【００５３】
なお、図１７に示すように、凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図１７を参照して、本実施の形態の変形例１の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。
【００５４】
また、図１８に示すように、外部端子３は、突起部１３を有していてもよい。図１８を参照して、本実施の形態の変形２の突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されている。
【００５５】
また、図１９に示すように、凹部４が基板２の厚み方向に基板２を貫通するよう形成されており、突起部１３が凹部４に挿入されるよう構成されていてもよい。図１９を参照して、本実施の形態の変形例３の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。また突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されている。
【００５６】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および製造方法は、上述した実施の形態１および実施の形態２の構成および製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００５７】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
凹部４が外部端子３で覆われている場合、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、凹部４内に気泡が残ってしまうことにより凹部４内のはんだ１０の充填が阻害されることがある。
【００５８】
本実施の形態によれば、外部端子３は貫通孔２３を含み、貫通孔２３は、凹部４内の空間に通じるように凹部４上に形成されているため、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、貫通孔２３によって凹部４内から気泡を排出することができる。これにより、凹部４内のはんだ１０の充填の阻害を抑制することができる。よって、基板２と外部端子３との接合強度を向上することができる。
【００５９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と比較して、凹部が複数個の凹部分を含んでおり、突起部が複数個の突起部分を含んでいる点で主に異なっている。
【００６０】
図２０および図２１を参照して、凹部４は、複数個の凹部分３４を有している。突起部３は、複数個の突起部分３３を有している。複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。外部端子３は、複数個の突起部分３３の各々が複数個の凹部分３４の各々に挿入された状態で電極パッド５にはんだ付けされている。複数個の突起部分３３および凹部分３４は、たとえばそれぞれ２個形成されているが、複数個であればよい。複数個の突起部分３３および凹部分３４は外部端子３の長手方向に配置されている。はんだ１０は、複数個の凹部分３４の内部を充填するよう形成されている。
【００６１】
なお、図２２に示すように、複数個の凹部分３４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図２２を参照して、本実施の形態の変形例１の複数個の凹部分３４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。
【００６２】
また、図２３に示すように、外部端子３は複数個の貫通孔２３を含んでいてもよい。図２３を参照して、本実施の形態の変形例２の複数個の貫通孔２３の各々は、複数個の突起部分３３の各々を貫通し、複数個の凹部分３４内の各々の空間に通じるように凹部分３４上に形成されている。
【００６３】
また、図２４に示すように、複数個の凹部分３４が基板２の厚み方向に基板２を貫通するよう形成されており、複数個の突起部分３３が複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されていてもよい。さらに、本実施の形態の変形例３の外部端子３は複数個の貫通孔２３を含んでおり、複数個の貫通孔２３の各々は、複数個の突起部分３３の各々を貫通し、複数個の凹部分３４内の各々の空間に通じるように凹部分３４上に形成されていてもよい。
【００６４】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および製造方法は、上述した実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３の構成および製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６５】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、凹部４は、複数個の凹部分３４を含み、突起部１３は、複数個の突起部分３３を含み、複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。このため、基板２を挟み込んだ状態で外部端子３を仮固定する際に、外部端子３が基板２の表面に沿う方向に回転してずれることが抑制される。これにより、より実装する際の作業性を向上することができる。また、はんだ付けする際に外部端子３の位置をより高精度に位置決めすることができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、実施の形態１と比較して、凹部が複数個の凹部分を含んでいる点および外部端子の形状で主に異なっている。
【００６７】
図２５および図２６を参照して、凹部４は、複数個の凹部分３４を有している。複数個の凹部分３４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されている。
【００６８】
外部端子３は、基板２の表面側に配置される表面側部分３ａと、基板２の背面側に配置される背面側部分３ｂとを有している。外部端子３は、表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの接続部分３ｃにおいて、平面視において表面側部分３ａと背面側部分３ｂとがずれるように基板２を挟み込んでいる。
【００６９】
表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの各々は、互いに異なる凹部分３４と対向するよう配置されている。複数個の凹部分３４は、外部端子３の短手方向に配置されている。はんだ１０は、複数個の凹部分３４の内部を充填するよう形成されている。
【００７０】
また、図２７を参照して、外部端子３は、突起部１３を含んでいてもよい。本実施の形態の変形例では、突起部１３は、複数個の突起部分３３を有し、複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。
【００７１】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および製造方法は、上述した実施の形態１の構成および製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００７２】
本実施の形態によれば、外部端子３は、表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの接続部分３ｃにおいて、平面視において表面側部分３ａと背面側部分３ｂとがずれるように基板２を挟み込み、表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの各々は、異なる凹部分３４と対向するよう配置されている。そのため、基板２を外部端子３で挟み込んだ状態において、凹部分３４の表面側または背面側のいずれかは外部端子３で覆われていないので、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、凹部分３４内から気泡を排出することができる。これにより、凹部分３４内のはんだ１０の充填の阻害を抑制することができる。よって、基板２と外部端子３との接合強度を向上することができる。
【００７３】
本実施の形態では、外部端子３は、突起部１３を含み、突起部１３は、複数個の突起部分３３を有していてもよい。この場合、複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。このため、基板２を挟み込んだ状態で外部端子３を仮固定する際に、外部端子３が基板２の表面に沿う方向に回転してずれることを抑制することができる。これにより、より実装する際の作業性を向上することができる。また、はんだ付けする際に外部端子３の位置をより高精度に位置決めすることができる。
【００７４】
本実施の形態では、外部端子３に貫通孔２３を設ける必要がないため、外部端子３の製造コストを抑制することができる。
【００７５】
また、基板２が熱膨張により板厚が増加した場合でも、外部端子３がねじれの方向に撓むことで、板厚が増加したことによる応力を吸収することができるため、外部端子３の塑性変形を防止することができる。
【００７６】
上記の各実施の形態は、適時組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１ 電子回路基板、２ 基板、３ 外部端子、３ａ 表面側部分、３ｂ 背面側部分、４ 凹部、４ａ 側壁、５ 電極パッド、６ 実装部品、７ 配線パターン、８ 別の電子回路基板、９ 基板挿入孔、１０ はんだ、１１ はんだ槽、１２ 溶融はんだ、１３ 突起部、２３ 貫通孔、３３ 突起部分、３４ 凹部分。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板およびその製造方法に関し、特に、外部端子を備えた電子回路基板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、別の電子回路基板の基板挿入孔に挿入して実装するための外部端子（リード端子）を有する電子回路基板が使用されている。このような電子回路基板としては、たとえばハイブリッドＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）がある。ハイブリッドＩＣは、１枚のプリント配線板上にＩＣチップなどの電子部品が集積され、１つの部品として別の電子回路基板に実装されるよう扱われる。
【０００３】
上記の従来の電子回路基板では、電子回路基板の電源線や信号線の入出力用に、電子回路基板のプリント配線板の端部に引出し線が設けられている。この引出し線に金属製の外部端子（リード端子）が接続されている。従来の電子回路基板は、この外部端子（リード端子）によって別の電子回路基板に電気的に接続されている。たとえば、外部端子は、電子回路基板のプリント配線板の端部の電極パッドに嵌合された状態ではんだ付けされている。電子回路基板は、外部端子が別の電子回路基板の基板挿入孔に挿入されることによって別の電子回路基板に実装されている。
【０００４】
電子回路基板のプリント配線板の端部の電極パッドに外部端子をはんだ付けする場合、プリント配線板の材質の線膨張係数と外部端子の材質の線膨張係数とが異なることから、はんだ接合部に熱応力が発生する。
【０００５】
たとえば、特開平１１−６４１３８号公報（特許文献１）では、リジット回路基板の回路パターンとセンサの電気接続端子との半田付け部に作用する熱膨張または熱収縮時の応力を電気接続端子自体で吸収し得るセンサ端子構造が提案されている。
【０００６】
このセンサ端子構造の電気接続端子は、樹脂製のセンサハウジングにインサート成形されたインサート固定支持部の幅および厚さよりも小さい幅および厚さに形成された応力吸収部を有している。リジット回路基板の回路パターンとセンサの電気接続端子との半田付け部が応力吸収部に形成されている。これにより、半田付けの際にリジット回路基板と電気接続端子との熱膨張率の違いにより生じる熱応力を応力吸収部で吸収することができると上記公報には記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−６４１３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記公報に記載の技術では、熱応力を吸収するために電気接続端子に応力吸収部を設ける必要がある。そのため、電気接続端子の形状に制約があるので、電気接続端子の設計が困難である。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の熱膨張を抑制することにより設計が容易な電子回路基板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子回路基板は、表面に凹部を有し、かつ樹脂を含む材質よりなる基板と、凹部の側壁上と基板の表面上とに形成され、かつ金属を含む材質よりなる電極パッドと、基板の表面側と表面に対向する背面側とから基板を挟み込んだ状態で電極パッドにはんだ付けされ、かつ導電性を有する外部端子とを備えている。
【００１１】
本発明の電子回路基板の製造方法は、樹脂を含む材質よりなる基板であって、基板の表面に形成された凹部の側壁上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッドが形成された基板を準備する工程と、基板の表面側と表面に対向する背面側とから基板を挟み込むように導電性を有する外部端子を配置する工程と、電極パッドに外部端子をはんだ付けする工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、樹脂を含む材質よりなる基板の表面の凹部の側壁上と基板の表面上とに形成された金属を含む材質よりなる電極パッドを備えているため、基板の熱膨張を抑制することができる。これにより、基板を挟み込んだ状態で電極パッドにはんだ付けされた導電性を有する外部端子に熱膨張に起因する応力を吸収する部分を設ける必要がないため、外部端子の形状の自由度が高くなり、外部端子の設計を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における電子回路基板の概略平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における電子回路基板が別の電子回路基板に実装された状態を示す概略斜視図である。
【図３】図１のＰ部を示す概略平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１における電子回路基板の変形例の概略断面図であって、その断面位置は図４に対応する断面位置である。
【図６】本発明の実施の形態１における電子回路基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における電子回路基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における電子回路基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２における電子回路基板の変形例の概略断面図であって、その断面位置は図１０に対応する断面位置である。
【図１２】本発明の実施の形態２における電子回路基板の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における電子回路基板の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における電子回路基板の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態３における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態３における電子回路基板の変形例１の概略断面図であって、その断面位置は図１６に対応する断面位置である。
【図１８】本発明の実施の形態３における電子回路基板の変形例２の概略断面図であって、その断面位置は図１６に対応する断面位置である。
【図１９】本発明の実施の形態３における電子回路基板の変形例３の概略断面図であって、その断面位置は図１６に対応する断面位置である。
【図２０】本発明の実施の形態４における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う概略断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態４における電子回路基板の変形例１の概略断面図であって、その断面位置は図２１に対応する断面位置である。
【図２３】本発明の実施の形態４における電子回路基板の変形例２の概略断面図であって、その断面位置は図２１に対応する断面位置である。
【図２４】本発明の実施の形態４における電子回路基板の変形例３の概略断面図であって、その断面位置は図２１に対応する断面位置である。
【図２５】本発明の実施の形態５における電子回路基板の概略平面図であって、図１のＰ部に対応する部分の概略平面図である。
【図２６】図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線に沿う概略断面図である。
【図２７】本発明の実施の形態５における電子回路基板の変形例の概略断面図であって、その断面位置は図２６に対応する断面位置である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に本実施の形態の電子回路基板の構成について説明する。
【００１５】
図１および図２を参照して、本実施の形態の電子回路基板１は、基板２と、外部端子（リード端子）３と、電子部品６とを主に有している。
【００１６】
電子回路基板１においては、基板２上に電子部品６が集積されている。電子回路基板１は、たとえばハイブリッドＩＣである。電子回路基板１は、外部端子３が別の電子回路基板８の基板挿入孔９に挿入されてはんだ付けされることによって、別の電子回路基板８に実装される。
【００１７】
基板２は、樹脂を含む材質よりなっている。基板２は、たとえばガラスエポキシ樹脂基材からなっている。基板２の片面または両面には、配線パターン７が形成されている。配線パターン７は、たとえば電源線または信号線を構成している。配線パターン７は、たとえば銅で構成された電気回路をフォトエッチングまたはめっき法で形成することにより構成されている。基板２は、たとえばプリント配線板である。
【００１８】
基板２の端部に電源線または信号線などの配線パターン７が引き出されている。引き出された配線パターン７の端に電極パッド５が形成されている。電極パッド５は電子回路基板１の端部に形成されている。電極パッド５は、金属を含む材質よりなっている。
【００１９】
基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５に外部端子３がはんだ付けされている。外部端子３は、導電性を有している。外部端子３は、別の電子回路基板８の基板挿入孔９に挿入されることにより別の電子回路基板８に電気的に接続されるよう構成されている。外部端子３の一方端は、基板２を挟み込むよう構成されている。外部端子３の他方端は、たとえば先端に向かって径が小さくなるよう構成されている。
【００２０】
図３および図４を参照して、基板２は、その表面に凹部４を有している。凹部４は、たとえば平面視において円形に形成されている。凹部４は、基板２の厚さ方向の両面に形成されている。なお、凹部４は、基板２の厚さ方向の片面に形成されていてもよい。凹部４は基板２の端部に形成されている。なお凹部４は、基板２の表面処理によって形成される凹凸より大きな寸法で形成されている。
【００２１】
電極パッド５は、凹部４の壁（側壁４ａおよび底壁）上と基板２の表面上とに形成されている。電極パッド５は、凹部４を覆うように形成されている。基板２の厚さ方向の両面に電極パッド５が形成されている。電極パッド５は、たとえばめっきで構成されている。めっきは、たとえば銅めっきで構成されている。
【００２２】
外部端子３は、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むよう構成されている。外部端子３は、凹部４の上方を覆うように配置されている。外部端子３と電極パッド５とがはんだ１０によってはんだ付けされている。
【００２３】
はんだ１０は、基板２の厚さ方向の両面において、外部端子３と電極パッド５との間の空間を充填するよう形成されている。はんだ１０は、凹部４内の空間にも形成されている。はんだ１０によってはんだ付けされることにより、外部端子３と電極パッド５とが電気的に接続されている。
【００２４】
なお、図５に示すように、凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図５を参照して、本実施の形態の変形例の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されており、いわゆるスルーホールを構成している。側壁４ａが基板２の厚さ方向の両面を貫通するように構成されている。側壁４ａ上の全面に電極パッド５が形成されている。
【００２５】
はんだ１０は、凹部４の側壁４ａ上に形成された電極パッド５の内周側の空間を充填するように形成されている。はんだ１０は、凹部４内の空間を通じて基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されている。
【００２６】
次に本実施の形態の電子回路基板の製造方法について説明する。
図６を参照して、樹脂を含む材質よりなる基板２であって、基板２の表面に形成された凹部４の側壁４ａ上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成された基板２が準備される。凹部４は、一般的な非貫通ビアまたはスルーホールと同様に形成され得る。電極パッド５は、たとえばめっき処理により形成され得る。このめっきは、たとえば銅めっきが適用され得る。外部端子３が準備される。外部端子３が基板２を挟み込むように図６中矢印ＡＸの方向に移動される。
【００２７】
図７を参照して、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むように導電性を有する外部端子３が配置される。外部端子３が基板２を挟み込んだ状態で凹部４の上方を覆うように配置される。この位置で外部端子３が電極パッド５に仮固定される。
【００２８】
図８を参照して、外部端子３が電極パッド５に仮固定された状態で、電子回路基板１が図８中矢印ＡＹ方向に移動され、はんだ槽１１に貯留された溶融はんだ１２に浸漬される。外部端子３と電極パッド５との間に、溶融はんだ１２の表面張力によって、溶融はんだ１２が濡れ広がる。これにより、基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５に外部端子３がはんだ付けされる。このようにして、図４に示す電子回路基板１が製造される。
【００２９】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
たとえば、基板２がプリント配線板であって、その基材の材質がガラスエポキシ樹脂の場合、線膨張係数は、ガラス転移点Ｔｇ＝１４０℃前をα１、Ｔｇ後をα２とすると、α１／α２＝６５／２７０ｐｐｍ／℃である。したがって、室温２０℃、実装温度２５０℃とすると、板厚１．６ｍｍのプリント配線板の基材は、熱膨張により、プリント配線板の基材の厚さ方向に約６０μｍ膨張する。このプリント配線板の熱膨張によって、プリント配線板を挟み込んだ状態で取り付けられた外部端子３がプリント配線板の厚さ方向に広げられて塑性変形してしまう。
【００３０】
プリント配線板の基材は、熱膨張によって、その厚さ方向に約６０μｍ膨張するので、プリント配線板の基材の片側は約３０μｍ膨張する。たとえばＰｂ（鉛）フリーはんだの場合、引張試験で約４０％の伸長ではんだはく離が発生することから、はんだ厚を７０μｍとすると、約２８μｍの伸長ではんだはく離が発生してしまうことになる。したがって、プリント配線板の基材の片側が約３０μｍ膨張し、外部端子３が塑性変形した後、プリント配線板の基材が収縮した際には、はんだが約３０μｍ伸長されるため、はんだはく離が発生してしまう。
【００３１】
このように、基板２の材質および厚さと、外部端子３の材質および形状と、はんだの材質および厚さに起因して、実装時の熱膨張、収縮によってはんだ接合部に熱応力が発生する。そして、この熱応力によりはんだはく離が発生する。はんだはく離の結果、実装不良が発生する。
【００３２】
上記の場合、はんだ厚が８０μｍから９０μｍであれば、はんだはく離を抑制可能であるが、基板２と外部端子３との間の空間が広くなるため、外部端子３の基板２の厚さ方向の寸法が大きくなってしまう。また、はんだ厚が大きくなるため、製造コストが高くなってしまう。
【００３３】
一方、たとえば銅めっきの場合、２０℃から２５０℃に温度が上昇すると、厚さ１．６ｍｍに対して５〜６μｍ程度しか熱膨張しない。したがって、たとえば銅めっきからなる電極パッド５を基板２の表面に設けることにより基板２の熱膨張を抑制し得る。
【００３４】
本実施の形態の電子回路基板によれば、樹脂を含む材質よりなる基板２の表面の凹部４の側壁４ａ上に金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成されている。電極パッド５の線膨張係数が基板２の線膨張係数より小さいため、電極パッド５により基板２の膨張が抑えられるので、基板２の熱膨張を抑制することができる。電極パッド５が基板２の表面の凹部４の側壁４ａ上に形成されているため、側壁４ａに沿う方向に基板２が膨張することが抑えられるので、基板２の厚さ方向の熱膨張を抑制することができる。
【００３５】
基板２の熱膨張を抑制することができるため、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込んだ状態で電極パッド５にはんだ付けされた外部端子３が基板２の厚さ方向に押し広げられることが抑えられる。このため、外部端子３が基板２の厚さ方向に塑性変形することを抑制することができる。そのため、外部端子３に熱膨張に起因する応力を吸収する部分を設ける必要がない。よって、外部端子３の形状の自由度が高くなり、外部端子３の設計を容易にすることができる。
【００３６】
また、外部端子３が基板２の厚さ方向に塑性変形することを抑制することができるため、たとえば室温に冷却した際の外部端子３と電極パッド５とをはんだ付けしているはんだ１０の熱応力が抑えられる。このため、外部端子３と電極パッド５とをはんだ付けしているはんだ１０のはんだはく離を防止することができる。
【００３７】
本実施の形態の電子回路基板では、凹部４はスルーホールを構成していてもよい。この場合、凹部４は基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されているため、基板２の厚さ方向の全長で側壁４ａに沿う方向に基板２が膨張することが抑えられる。このため、基板２の厚さ方向の熱膨張をより抑制することができる。
【００３８】
本実施の形態の電子回路基板の製造方法によれば、樹脂を含む材質よりなる基板２であって、基板２の表面に形成された凹部４の側壁４ａ上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成された基板２を準備する工程と、基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むように導電性を有する外部端子３を配置する工程と、電極パッド５に外部端子３をはんだ付けする工程とを備えている。このため、基板２の熱膨張を抑制することができる。そのため、外部端子３に熱膨張に起因する応力を吸収する部分を設ける必要がない。よって、外部端子３の形状の自由度が高くなり、外部端子３の設計を容易にすることができる。
【００３９】
本実施の形態によれば、基板２に凹部４を設けることにより、基板２側に熱膨張を抑制する機能が備えられているため、接続される筐体や基板２にあわせて外部端子３を設計する必要がない。そのため、本実施の形態では、接続される筐体や基板２にあわせて外部端子３を設計する場合に比べて、製造コストを低くすることができる。また、凹部４は、一般的な非貫通ビアまたはスルーホールと同様に形成することができるため、製造コストを抑制することができる。
【００４０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して、外部端子が突起部を含んでいる点で主に異なっている。
【００４１】
図９および図１０を参照して、外部端子３は突起部１３を有している。突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されている。突起部１３は、基板２を挟み込む方向に形成されている。突起部１３は、たとえば先端に向かって径が小さくなるよう構成されている。突起部１３の先端が凹部４に挿入するよう配置されている。突起部１３は、突起部１３を凹部４に引っ掛けるようにして外部端子３を基板２に固定するよう構成されている。
【００４２】
はんだ１０は、突起部１３の外周面に沿って、外部端子３と電極パッド５との間の空間を充填するよう形成されている。
【００４３】
なお、図１１に示すように、凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図１１を参照して、本実施の形態の変形例の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。
【００４４】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成は、上述した実施の形態１の構成と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００４５】
次に本実施の形態の電子回路基板の製造方法について説明する。
図１２を参照して、樹脂を含む材質よりなる基板２であって、基板２の表面に形成された凹部４の側壁４ａ上と表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッド５が形成された基板２が準備される。突起部１３を含む外部端子３が準備される。外部端子３が基板２を挟み込むように図１２中矢印ＡＸの方向に移動される。
【００４６】
図１３を参照して、突起部１３が凹部４に向かって移動される際、突起部１３の間隔が基板２の厚みより広げられた状態で外部端子３は移動される。
【００４７】
図１４を参照して、さらに外部端子３が移動され、突起部１３の間隔が狭められることにより突起部１３が凹部４に挿入される。基板２の表面側と表面に対向する背面側とから基板２を挟み込むように導電性を有する外部端子３が配置される。外部端子３が基板２を挟み込んだ状態で、突起部１３が凹部４に挿入される。この位置で外部端子３が電極パッド５に仮固定される。
【００４８】
突起部１３が凹部４に挿入されて外部端子３が電極パッド５に仮固定された状態で、電子回路基板１が溶融はんだ１２に浸漬されて、外部端子３が電極パッド５にはんだ付けされる。このようにして、図１０に示す電子回路基板１が製造される。
【００４９】
なお、本実施の形態のこれ以外の製造方法は、上述した実施の形態１の製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００５０】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、外部端子３は突起部１３含み、突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されているため、突起部１３を凹部４に引っ掛けるようにして外部端子３を基板２に固定することができる。このため、外部端子３が基板２から脱落することを防止することができる。これにより、より実装する際の作業性を向上することができる。また、はんだ付けする際に外部端子３の位置をより高精度に位置決めすることができる。
【００５１】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、実施の形態１および実施の形態２と比較して、外部端子が貫通孔を含んでいる点で主に異なっている。
【００５２】
図１５および図１６を参照して、外部端子３は貫通孔２３を有している。貫通孔２３は、凹部４内の空間に通じるように凹部４上に形成されている。貫通孔２３は、たとえばキリ穴で構成されている。貫通孔２３は、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、凹部４内から気泡を排出可能に構成されている。はんだ１０は、貫通孔２３内の少なくとも一部を充填するよう形成されている。
【００５３】
なお、図１７に示すように、凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図１７を参照して、本実施の形態の変形例１の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。
【００５４】
また、図１８に示すように、外部端子３は、突起部１３を有していてもよい。図１８を参照して、本実施の形態の変形２の突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されている。
【００５５】
また、図１９に示すように、凹部４が基板２の厚み方向に基板２を貫通するよう形成されており、突起部１３が凹部４に挿入されるよう構成されていてもよい。図１９を参照して、本実施の形態の変形例３の凹部４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。また突起部１３は、凹部４に挿入されるよう構成されている。
【００５６】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および製造方法は、上述した実施の形態１および実施の形態２の構成および製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００５７】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
凹部４が外部端子３で覆われている場合、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、凹部４内に気泡が残ってしまうことにより凹部４内のはんだ１０の充填が阻害されることがある。
【００５８】
本実施の形態によれば、外部端子３は貫通孔２３を含み、貫通孔２３は、凹部４内の空間に通じるように凹部４上に形成されているため、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、貫通孔２３によって凹部４内から気泡を排出することができる。これにより、凹部４内のはんだ１０の充填の阻害を抑制することができる。よって、基板２と外部端子３との接合強度を向上することができる。
【００５９】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４では、実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３と比較して、凹部が複数個の凹部分を含んでおり、突起部が複数個の突起部分を含んでいる点で主に異なっている。
【００６０】
図２０および図２１を参照して、凹部４は、複数個の凹部分３４を有している。突起部３は、複数個の突起部分３３を有している。複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。外部端子３は、複数個の突起部分３３の各々が複数個の凹部分３４の各々に挿入された状態で電極パッド５にはんだ付けされている。複数個の突起部分３３および凹部分３４は、たとえばそれぞれ２個形成されているが、複数個であればよい。複数個の突起部分３３および凹部分３４は外部端子３の長手方向に配置されている。はんだ１０は、複数個の凹部分３４の内部を充填するよう形成されている。
【００６１】
なお、図２２に示すように、複数個の凹部分３４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されていてもよい。図２２を参照して、本実施の形態の変形例１の複数個の凹部分３４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう構成されている。
【００６２】
また、図２３に示すように、外部端子３は複数個の貫通孔２３を含んでいてもよい。図２３を参照して、本実施の形態の変形例２の複数個の貫通孔２３の各々は、複数個の突起部分３３の各々を貫通し、複数個の凹部分３４内の各々の空間に通じるように凹部分３４上に形成されている。
【００６３】
また、図２４に示すように、複数個の凹部分３４が基板２の厚み方向に基板２を貫通するよう形成されており、複数個の突起部分３３が複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されていてもよい。さらに、本実施の形態の変形例３の外部端子３は複数個の貫通孔２３を含んでおり、複数個の貫通孔２３の各々は、複数個の突起部分３３の各々を貫通し、複数個の凹部分３４内の各々の空間に通じるように凹部分３４上に形成されていてもよい。
【００６４】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および製造方法は、上述した実施の形態１、実施の形態２および実施の形態３の構成および製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００６５】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
本実施の形態によれば、凹部４は、複数個の凹部分３４を含み、突起部１３は、複数個の突起部分３３を含み、複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。このため、基板２を挟み込んだ状態で外部端子３を仮固定する際に、外部端子３が基板２の表面に沿う方向に回転してずれることが抑制される。これにより、より実装する際の作業性を向上することができる。また、はんだ付けする際に外部端子３の位置をより高精度に位置決めすることができる。
【００６６】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５では、実施の形態１と比較して、凹部が複数個の凹部分を含んでいる点および外部端子の形状で主に異なっている。
【００６７】
図２５および図２６を参照して、凹部４は、複数個の凹部分３４を有している。複数個の凹部分３４は、基板２の厚さ方向に基板２を貫通するよう形成されている。
【００６８】
外部端子３は、基板２の表面側に配置される表面側部分３ａと、基板２の背面側に配置される背面側部分３ｂとを有している。外部端子３は、表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの接続部分３ｃにおいて、平面視において表面側部分３ａと背面側部分３ｂとがずれるように基板２を挟み込んでいる。
【００６９】
表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの各々は、互いに異なる凹部分３４と対向するよう配置されている。複数個の凹部分３４は、外部端子３の短手方向に配置されている。はんだ１０は、複数個の凹部分３４の内部を充填するよう形成されている。
【００７０】
また、図２７を参照して、外部端子３は、突起部１３を含んでいてもよい。本実施の形態の変形例では、突起部１３は、複数個の突起部分３３を有し、複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。
【００７１】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および製造方法は、上述した実施の形態１の構成および製造方法と同様であるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００７２】
本実施の形態によれば、外部端子３は、表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの接続部分３ｃにおいて、平面視において表面側部分３ａと背面側部分３ｂとがずれるように基板２を挟み込み、表面側部分３ａと背面側部分３ｂとの各々は、異なる凹部分３４と対向するよう配置されている。そのため、基板２を外部端子３で挟み込んだ状態において、凹部分３４の表面側または背面側のいずれかは外部端子３で覆われていないので、電子回路基板１を溶融はんだ１２に浸漬させた際に、凹部分３４内から気泡を排出することができる。これにより、凹部分３４内のはんだ１０の充填の阻害を抑制することができる。よって、基板２と外部端子３との接合強度を向上することができる。
【００７３】
本実施の形態では、外部端子３は、突起部１３を含み、突起部１３は、複数個の突起部分３３を有していてもよい。この場合、複数個の突起部分３３の各々は、複数個の凹部分３４の各々に挿入されるよう構成されている。このため、基板２を挟み込んだ状態で外部端子３を仮固定する際に、外部端子３が基板２の表面に沿う方向に回転してずれることを抑制することができる。これにより、より実装する際の作業性を向上することができる。また、はんだ付けする際に外部端子３の位置をより高精度に位置決めすることができる。
【００７４】
本実施の形態では、外部端子３に貫通孔２３を設ける必要がないため、外部端子３の製造コストを抑制することができる。
【００７５】
また、基板２が熱膨張により板厚が増加した場合でも、外部端子３がねじれの方向に撓むことで、板厚が増加したことによる応力を吸収することができるため、外部端子３の塑性変形を防止することができる。
【００７６】
上記の各実施の形態は、適時組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１ 電子回路基板、２ 基板、３ 外部端子、３ａ 表面側部分、３ｂ 背面側部分、４ 凹部、４ａ 側壁、５ 電極パッド、６ 実装部品、７ 配線パターン、８ 別の電子回路基板、９ 基板挿入孔、１０ はんだ、１１ はんだ槽、１２ 溶融はんだ、１３ 突起部、２３ 貫通孔、３３ 突起部分、３４ 凹部分。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹部を有し、かつ樹脂を含む材質よりなる基板と、
前記凹部の側壁上と前記基板の前記表面上とに形成され、かつ金属を含む材質よりなる電極パッドと、
前記基板の前記表面側と前記表面に対向する背面側とから前記基板を挟み込んだ状態で前記電極パッドにはんだ付けされ、かつ導電性を有する外部端子とを備えた、電子回路基板。
【請求項２】
前記凹部は、前記基板の厚さ方向に前記基板を貫通するよう形成されている、請求項１に記載の電子回路基板。
【請求項３】
前記外部端子は突起部を含み、
前記突起部は、前記凹部に挿入されるよう構成されている、請求項１または２に記載の電子回路基板。
【請求項４】
前記凹部は、複数個の凹部分を含み、
前記突起部は、複数個の突起部分を含み、
前記複数個の突起部分の各々は、前記複数個の凹部分の各々に挿入されるよう構成されている、請求項３に記載の電子回路基板。
【請求項５】
前記外部端子は貫通孔を含み、
前記貫通孔は、前記凹部内の空間に通じるように前記凹部上に形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の電子回路基板。
【請求項６】
前記凹部は、複数個の凹部分を含み、
前記外部端子は、前記基板の前記表面側に配置される表面側部分と、前記基板の前記背面側に配置される背面側部分とを含み、
前記外部端子は、前記表面側部分と前記背面側部分との接続部分において、平面視において前記表面側部分と前記背面側部分とがずれるように前記基板を挟み込み、
前記表面側部分と前記背面側部分との各々は、互いに異なる前記凹部分と対向するよう配置されている、請求項２に記載の電子回路基板。
【請求項７】
前記外部端子は突起部を含み、
前記突起部は、複数個の突起部分を有し、
前記複数個の突起部分の各々は、前記複数個の凹部分の各々に挿入されるよう構成されている、請求項６に記載の電子回路基板。
【請求項８】
樹脂を含む材質よりなる基板であって、前記基板の表面に形成された凹部の側壁上と前記表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッドが形成された前記基板を準備する工程と、
前記基板の前記表面側と前記表面に対向する背面側とから前記基板を挟み込むように導電性を有する外部端子を配置する工程と、
前記電極パッドに前記外部端子をはんだ付けする工程とを備えた、電子回路基板の製造方法。
【請求項１】
表面に凹部を有し、かつ樹脂を含む材質よりなる基板と、
前記凹部の側壁上と前記基板の前記表面上とに形成され、かつ金属を含む材質よりなる電極パッドと、
前記基板の前記表面側と前記表面に対向する背面側とから前記基板を挟み込んだ状態で前記電極パッドにはんだ付けされ、かつ導電性を有する外部端子とを備えた、電子回路基板。
【請求項２】
前記凹部は、前記基板の厚さ方向に前記基板を貫通するよう形成されている、請求項１に記載の電子回路基板。
【請求項３】
前記外部端子は突起部を含み、
前記突起部は、前記凹部に挿入されるよう構成されている、請求項１または２に記載の電子回路基板。
【請求項４】
前記凹部は、複数個の凹部分を含み、
前記突起部は、複数個の突起部分を含み、
前記複数個の突起部分の各々は、前記複数個の凹部分の各々に挿入されるよう構成されている、請求項３に記載の電子回路基板。
【請求項５】
前記外部端子は貫通孔を含み、
前記貫通孔は、前記凹部内の空間に通じるように前記凹部上に形成されている、請求項１〜４のいずれかに記載の電子回路基板。
【請求項６】
前記凹部は、複数個の凹部分を含み、
前記外部端子は、前記基板の前記表面側に配置される表面側部分と、前記基板の前記背面側に配置される背面側部分とを含み、
前記外部端子は、前記表面側部分と前記背面側部分との接続部分において、平面視において前記表面側部分と前記背面側部分とがずれるように前記基板を挟み込み、
前記表面側部分と前記背面側部分との各々は、互いに異なる前記凹部分と対向するよう配置されている、請求項２に記載の電子回路基板。
【請求項７】
前記外部端子は突起部を含み、
前記突起部は、複数個の突起部分を有し、
前記複数個の突起部分の各々は、前記複数個の凹部分の各々に挿入されるよう構成されている、請求項６に記載の電子回路基板。
【請求項８】
樹脂を含む材質よりなる基板であって、前記基板の表面に形成された凹部の側壁上と前記表面上とに金属を含む材質よりなる電極パッドが形成された前記基板を準備する工程と、
前記基板の前記表面側と前記表面に対向する背面側とから前記基板を挟み込むように導電性を有する外部端子を配置する工程と、
前記電極パッドに前記外部端子をはんだ付けする工程とを備えた、電子回路基板の製造方法。
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【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】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１１−１７１４９１（Ｐ２０１１−１７１４９１Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３５３３（Ｐ２０１０−３３５３３）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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