JP2018041837A - プリント板 - Google Patents
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Abstract
Description
一つの手法として、プリント板の本来の目的のために機能する導体部と、この導体部に比して幅を狭くしたり絶縁間隙を狭しくて劣化が促進されるようにした劣化検出用の導体部とを同一のプリント板上に設けるという提案がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された提案では、劣化検出用の導体部の劣化度合いを検出することにより、本来の利用目的のために機能する導体部の劣化の進行を早期に予測して対応策を打てるようにしようとするものである。
更には、上述のような同一プリント板上の劣化検出用導体部の導体は大気に露出するように(ソルダレジストを設けないように)するという提案もある(例えば、特許文献3参照)。
また、特許文献2に開示された技術のように、同一のプリント板上の一部のソルダレジストを薄く形成する場合には、製造工程の複雑化が避けられない。この点は、特許文献3に開示された技術でも同様である。
このプリント板1は、絶縁基板11に配線パターン(不図示)が形成された主プリント板10と、プリント板10の近傍に可交換接続部(図1では下側に隠れて見えない)により交換可能に接続される劣化検出配線板20とを備える。
劣化検出配線板20は、主プリント板10とは別体の絶縁基板21に、主プリント板10における配線パターンに比し劣化が促進される形態を有する配線である劣化検出配線パターンが形成されている。劣化検出配線板20については、後に図面を参照して説明する。
図2の接続態様では、主プリント板10の絶縁基板11に形成された導体のパッド部12と、劣化検出配線板20の絶縁基板21に形成された劣化検出配線パターンとの間に、可交換接続部30としてのはんだ接合部31が設けられている。
はんだ接合部31は、主プリント板10の絶縁基板11に形成されたパッド部12と、劣化検出配線板20とを、導体間を剥離可能に接続するというはんだの特性を生かして接続する。
即ち、はんだ接合部31は、劣化検出配線板20を、主プリント板10に対し、これの近傍に交換可能に接続する可交換接続部30を構成している。
従って、劣化検出配線板20の劣化が進んだ場合には、可交換接続部30であるはんだ接合部31の部位で主プリント板10から劣化検出配線板20を切り離して、容易に新しい劣化検出配線板20に交換することができる。
図3の接続態様では、主プリント板10の絶縁基板11に形成された導体部(不図示)と、劣化検出配線板20の絶縁基板21に形成された劣化検出配線との間に、可交換接続部30としての導電性接着剤接続部32が設けられている。
即ち、導電性接着剤接続部32は、主プリント板10に形成された導体部と劣化検出配線板20に形成された劣化検出配線とを、剥離剤を用いれば剥離可能であるという特性を有する導電性接着剤により接着する可交換接続部30を成している。
従って、劣化検出配線板20の劣化が進んだ場合には、可交換接続部30である導電性接着剤接続部32の部位で主プリント板10から劣化検出配線板20を切り離して、容易に新しい劣化検出配線板20に交換することができる。
図4の接続態様では、主プリント板10の絶縁基板11に形成された導体部と、劣化検出配線板20の絶縁基板21に形成された劣化検出配線と導通するように形成された導体部との間に、可交換接続部30としてのケーブル33が設けられている。
即ち、ケーブル33は、主プリント板10に形成された導体部と劣化検出配線板20の劣化検出配線とを、適宜の部位で切断して付け替えることが可能なケーブルにより接続する可交換接続部30を成している。
従って、劣化検出配線板20の劣化が進んだ場合には、可交換接続部30であるケーブル33の部位で主プリント板10から劣化検出配線板20を切り離して、容易に新しい劣化検出配線板20に交換することができる。
図5は、図1のプリント板における劣化検出配線板の一例を示す図である。
図1を参照して既述の劣化検出配線板20について、図5の例におけるものは、主プリント板10のパターン界面での断線発生の推測に適用されるものであり、これに符号250を附している。
劣化検出配線板250は、絶縁基板21の一方の主面(本例では図1における主プリント板10への対応面である下面)に劣化検出配線パターン25が形成されている。図示のように、劣化検出配線パターン25は、その一端側が第1パッド部251に連なり、他端側が第2パッド部252に連なっている。劣化検出配線パターン25は第1パッド部251から第2パッド部252に到る導体の部分がソルダレジスト26で覆われるが、途中の複数個所(図示の例では4箇所)で、ソルダレジスト26が途切れて気中に露呈した劣化促進部253を成している。即ち、劣化促進部253は、図1の主プリント板10にいてソルダレジストによって覆われた配線パターンのパッド部等に比し、気中に露呈しているため、相対的に劣化が早まる。従って、劣化検出配線板250においてこの劣化を早期に検出することにより、主プリント板10における配線パターンの劣化度合い(この場合はパターン界面の断線が生じるに至る時期)を推測可能になる。
図6において、既述の図5との対応部には同一の符号を附して示し、それら各部の説明は適宜省略する。
図6の劣化検出配線板は、図5の例におけるものと同様に、主プリント板10のパターン界面の断線の推測に適用されるものであり、これに符号250aを附している。
図6の劣化検出配線板250aは、多くの部分で図5の劣化検出配線板250と共通している。一方、両者の相違点は、図5の例における劣化検出配線パターン25が第1パッド部251から第2パッド部252に到る導体部が、途中の複数個所で、ソルダレジスト26が途切れて気中に露呈した形態のものであったのに比し、図6の例における劣化検出配線パターン25aでは、途中で幅広になった部分の一か所で、比較的大面積に亘って気中に露呈した形態を成している。このため、図6の劣化検出配線板250aでは、図5の劣化検出配線板250に比し、劣化が一層促進され、早期の劣化検出ができる。尚、図6の劣化検出配線板250aにおいても、断線の検出は、抵抗Rの第2パッド部252側の端子から検出される電圧V6による。検出の原理は図5の電圧V5について既述のとおりである。
図7において、既述の図5との対応部には同一の符号を附して示し、それら各部の説明は適宜省略する。
図7の劣化検出配線板は、図5の例におけるものが主プリント板10のパターン界面での断線の推測に適用されるものであったのに対し、図7の例はビアの断線の推測に適用されるものであり、これに符号250bを附している。
図8において、既述の図5との対応部には同一の符号を附して示し、それら各部の説明は適宜省略する。
図8の劣化検出配線板は、図5の例におけるものが主プリント板10のパターン界面での断線の推測に適用されるものであったのに対し、図8のものはソルダレジスト被覆部パターンの肩口の部位での断線の推測に適用されるものであり、これに符号250cを附している。
図8の劣化検出配線板250bは、多くの部分で図5の劣化検出配線板250と共通している。一方、両者の相違点は、図5の例における劣化検出配線パターン25が第1パッド部251から第2パッド部252に到る導体部の途中の複数個所で、ソルダレジスト26が途切れて気中に露呈した形態のものであったのに比し、図8の例における劣化検出配線パターン25cでは、途中でソルダレジスト被覆部が途切れず、一端から他端まで全て被覆された形態を成している点である。
図9は、図1のプリント板における劣化検出配線板の更に他の例を示す図である。
図1を参照して既述の劣化検出配線板20について、図9の例におけるものは、主プリント板10でのリーク(絶縁劣化)の推測に適用されるものであり、これに符号250dを附している。
第1導体部255の中間位置における幅広になった部分の一か所には、比較的大面積に亘ってソルダレジストが途切れて導体が気中に露呈した形態の第1絶縁劣化促進部257が形成されている。
同様に、第2導体部256の中間位置における幅広になった部分の一か所には、比較的大面積に亘ってソルダレジストが途切れて導体が気中に露呈した形態の第2絶縁劣化促進部258が形成されている。
図10は、図1のプリント板における劣化検出配線板の更に他の例を示す図であり、図10(a)は劣化検出配線板のプリント板10への対向面とは反対側の一方の主面(上面)における配線パターンを表し、図10(b)は他方の主面(下面)における配線パターンを表している。
図1を参照して既述の劣化検出配線板20について、図10の例におけるものは、主プリント板10での断線の推測に適用される他の態様のものであり、これに符号250eを附している。
図示の通り、図10(a)における配線パターンは既述の図6のものと相似的である。
劣化検出配線板250eの一方の主面(上面)に劣化検出配線パターン25eが形成されている。図示のように、劣化検出配線パターン25eは、その一端側が第1パッド部251aに連なり、他端側が第2パッド部252aに連なっている。
図10(a)において、劣化検出配線パターン25eは第1パッド部251aから第2パッド部252aに到る導体の途中で幅広になった部分の一か所で、比較的大面積に亘って気中に露呈した形態を成しており、この部分が劣化促進部263eであり、ここで劣化が促進される。従って、劣化検出配線板250eにおいてこの劣化を早期に検出することにより、主プリント板10における配線パターンの劣化度合い(この場合はパターン界面の断線が生じるに至る時期)を推測可能になる。
既述の実施形態としてのプリント板が、主プリント板10上に劣化検出配線板20を搭載したものであったのに対して、図11の主プリント板10aでは、部品実装領域(一方の主面及び/又は他方の主面)に、本来の目的のために配される機能素子の他に、劣化推定用のダミー部品を搭載する。
このように配置されたダミー部品D1〜D17は、主プリント板10上に本来の目的のために実装される機能素子に比し劣化が進み易い。従って、ダミー部品D1〜D17に関する劣化を検知することによって、主プリント板10上に本来の目的のために実装される機能素子についての劣化の度合いが推測される。
図12は、既述の劣化検出配線板に適用される第1の劣化促進パターンを示す断面図である。
図12において、プリント板における絶縁基板を構成する絶縁基材M12上に形成された配線パターンである導体パターンP12は、ソルダレジストS12で被覆される。
このような導体パターンP12について、特に、劣化が促進されるように、ソルダレジストS12が部分的に剥離され、或いは、当初から、部分的に導体パターンP12が部分的に露呈するようにソルダレジストS12が局所的に設けられる。
上述のようにソルダレジストS12が導体パターンP12表面の部分的領域から後退したレジスト界面Z12では、ソルダレジストS12の縁部の導体パターンP12表面との間の隙間ができた領域を含んで、導体パターンP12の腐蝕や電食等の劣化が促進される。即ち、劣化検出の機能について良好な特性を呈することになる。
図13において、絶縁基材M13上に形成された配線パターンである導体パターンP13は、ソルダレジストS13で被覆される。この場合特に、導体パターンP13の肩部近傍領域Z13では、相対的にソルダレジストS13の厚みが薄くなり、腐蝕や電食等の劣化が特に促進される。従って、劣化検出の機能について良好な特性を呈することになる。
図14において、絶縁基材M14上の特定の配線パターンである導体パターンP14は、ソルダレジストS14で被覆されず露呈する。このような導体パターンP14については特に劣化が促進され、劣化検出の機能について良好な特性を呈することになる。
図15において、絶縁基材M15上に形成された配線パターンであり代表的に2つが表された導体パターンP15、P15は、両者の間隔d1が、既述の主プリント板10の配線パターンにおける標準的な間隔dに比し、小さくなるように形成されている。従って、両導体パターンP15、P15間では、主プリント板10の配線パターンにおけるよりも絶縁劣化が促進される。即ち、劣化検出の機能について良好な特性を呈することになる。
図16において、絶縁基材M16上に形成された配線パターンであり代表的に2つが表された導体パターンP16、P16は、それら自体の幅w1が、既述の主プリント板10の配線パターンにおける標準的な幅wに比し、小さくなるように形成されている。従って、導体パターンP16、P16では、主プリント板10の配線パターンにおけるよりも腐蝕や電食等の劣化が促進される。即ち、劣化検出の機能について良好な特性を呈することになる。
図17において、絶縁基材M17上に形成された配線パターンであり代表的に2つが表された導体パターンP17、P17は、それら自体の厚み寸法h1が、既述の主プリント板10の配線パターンにおける標準的な厚み寸法hに比し、小さくなるように形成されている。従って、導体パターンP16、P16では、主プリント板10の配線パターンにおけるよりも腐蝕や電食等の劣化が促進される。即ち、劣化検出の機能について良好な特性を呈することになる。
例えば、図13の第2のパターン又は図14の第3のパターンと、図15から図17の第4から第6のパターンの何れか一又は二、或いは、全て(三つとも)を適宜に組み合わせて劣化検出配線板に適用してもよい。但し、図12の第1のパターンと図13の第2のパターンとの組合せ、及び、図13の第2のパターンと図14の第3のパターンとの組合せは矛盾が生じるため不可能である。
経年劣化によって主プリント板10の劣化が一点鎖線図示の如く進行するが、これに先行して、劣化検出配線板20の劣化が実線図示の曲線の如く進行している。劣化検出配線板20の劣化が先行して進み、その劣化検出配線パターン25に断線等の不良が発生するに至ると(図中、最初に「断線」が発生する時点t1)、主プリント板10の劣化がメンテナンスを要する程度まで進行したことが推測される。
この時点で主プリント板10に対して洗浄を行う等のリフレッシュを実施すると共に、不良が発生した劣化検出配線板20を新しいものに交換するというメンテナンスを施す。
本発明の実施形態では、図2、図3、図4に例示したように、劣化検出配線板20の交換は極めて容易である。
これに対し、本発明の場合は、時点t1で既述のメンテナンスを施すことができるため、主プリント板10は一旦リフレッシュされて、劣化の進行は、一点鎖線図示の如く大幅に抑制される。
一方、時点t1でのメンテナンスにおいて、新品に交換された劣化検出配線板20の劣化は、時間の起算点から時点t1に到るまでの期間と相似的に進行する。更に上記期間と同程度の時間が経過して時点t2に到ると、劣化検出配線板20の劣化検出配線パターン25に既述の断線等の不良が発生するに至る。この時点t2で、時点t1におけると同様のメンテナンスを施す。即ち、主プリント板10を洗浄してリフレッシュし、劣化検出配線板20を交換する。これにより主プリント板10の劣化は抑制傾向を呈するに至る。
この結果、本発明によれば、主プリント板10の実効的な耐用期間が、従来の場合(ts)に比し大幅に延長され、コストを低減することができるプリント板を具現することができる。
(1)本発明の一実施形態としてのプリント板1は、絶縁基板11に配線パターンが形成された主プリント板10と、主プリント板10とは別体の絶縁基板21に絶縁基板11の配線パターンに比し劣化が促進される形態を有する配線である劣化検出配線パターン25が形成され、主プリント板10に対し、これの近傍に可交換接続部30により交換可能に接続される劣化検出配線板20と、を備える。
以上を総じて、本発明のプリント板1では劣化検出配線板20のみを容易に交換することができ、コストを低減することができるプリント板1を具現することができる。
その他、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良も本発明に包摂される。
10 主プリント板
11 絶縁基板
20 劣化検出配線板
30 可交換接続部
31 はんだ接合部
32 導電性接着剤接続部
33 ケーブル
Claims (5)
- 絶縁基板に配線パターンが形成された主プリント板と、
前記主プリント板とは別体の絶縁基板に前記配線パターンに比し劣化が促進される形態を有する配線である劣化検出配線が形成され、前記主プリント板に対し、これの近傍に可交換接続部により交換可能に接続される劣化検出配線板と、
を備えるプリント板。 - 前記可交換接続部は、はんだによって構成される接続部である、請求項1に記載のプリント板。
- 前記可交換接続部は、導電性接着剤によって構成される接続部である、請求項1に記載のプリント板。
- 前記可交換接続部は、ケーブルによって構成される接続部である、請求項1に記載のプリント板。
- 前記可交換接続部は、コネクタによって構成される接続部である、請求項1に記載のプリント板。
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