JP2024065885A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができ、設計に制限がかかるのを抑制できる配線基板を提供する。【解決手段】電子部品が接続される複数の電極２４が、基板本体２１の表面に設けられる。軟銅線３が、電極２４と電極２４との間に接続され、両端が電極２４に半田付けされる。軟銅線３は、一端から他端に亘って基板２の表面に接触して搭載された。【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板に関する。

従来、自動車の電動化に伴い、車両に搭載される配線基板へ大電流を流す必要性が高まってきている。配線基板上に形成される導電パターンは非常に薄いため、大電流を流すには導電パターンの幅を広くする必要がある。あるいは、導電パターンを多層化する必要がある。上述したように導電パターンの幅を広くすると、電子部品の搭載スペースが減少してしまう。また、導電パターンを多層化すると、コスト高となる。このため、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができない、という課題があった。

そこで、大電流回路を構成する導電ランド間にボンディングワイヤを超音波接続する配線基板も提案されている（特許文献１、２）。しかしながら、ボンディングワイヤでは、線径が細く、発熱抑制が十分でないため大電流を流すことができない。

また、導電パターンの代わりに、バスバや銅棒を用いることも考えられる。しかしながら、バスバは加工にコストがかかり、銅棒では直線的なパターンしか形成することができず、設計に制限が設けられてしまう、という課題があった。

特開平１０－３０３５２０号公報 特許第２９５３８９３号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができ、設計に制限がかかるのを抑制できる配線基板を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る配線基板は、下記を特徴としている。
基板本体と、前記基板本体の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極と、を有する基板と、
前記電極と前記電極との間に接続され、両端が前記電極に半田付けされた軟銅線と、を備え、
前記軟銅線は、一端から他端に亘って前記基板の表面に接触して搭載された、
配線基板であること。

本発明によれば、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができ、設計に制限がかかるのを抑制できる配線基板を提供できる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、第１実施形態における本発明の配線基板の上面図である。 図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３は、図１のＢ－Ｂ線断面図である。 図４は、第２実施形態における本発明の配線基板の上面図である。 図５は、図４のＣ－Ｃ線断面図である。

（第１実施形態）
本発明に関する具体的な第１実施形態について、図１～図３を参照して以下に説明する。

同図に示すように、配線基板１は、基板２と、基板２上に搭載された軟銅線３と、を備えている。まず、一般的な基板２の構成について説明する。図１及び図３に示すように、基板２は、基板本体２１と、基板本体２１の表面上に設けられた導電パターン２２と、導電パターン２２を覆うレジスト層２３と、を有している。

図１に示すように、基板本体２１には、ヒューズやリレーなどの電子部品のリードが挿入されるスルーホール２１１が設けられている。導電パターン２２の両端には、ヒューズやリレーなどの電子部品が接続される電極２２１が設けられている。電極２２１は、スルーホール２１１を囲むように設けられている。電極２２１は、スルーホール２１１に挿入された電子部品のリードに半田付けにより、接続される。

図３に示すように、レジスト層２３は、導電パターン２２を覆うように設けられ、導電パターン２２を絶縁している。図１に示すように、電極２２１上のレジスト層２３は除かれ、電極２２１は、レジスト層２３から露出し、電子部品と接続することができる。

本実施形態の基板２は、さらに複数の電極２４を備えている。電極２４は、基板本体２１の上面にスルーホール２１１を囲むように設けられている。電極２４上のレジスト層２３も除かれていて、電極２４もレジスト層２３から露出している。電極２４は、スルーホール２１１に挿入された電子部品のリードに半田付けにより、接続される。

軟銅線３は、断面円形に設けられ、直径が１ｍｍ～３ｍｍで１０Ａ以上の電流を流すことができる、柔軟で変形自在な導線である。軟銅線３は、両端が電極２４に半田付けされている。図２に示すように、軟銅線３の両端は、電極２４上に重ねられ、その上に半田４が設けられている。軟銅線３の両端に接続されている電極２４と電極２４は、基板本体２１上で電気的に接続されることなく独立して設けられている。すなわち、電極２４と電極２４とを接続する導電パターンが基板本体２１上に設けられていない。このため、軟銅線３が接続されていない状態では、電極２４と電極２４とは電気的に接続されない。軟銅線３は、一端から他端に亘って基板２の表面に接触するように搭載されている。また、本実施形態では、軟銅線３は、屈曲させて基板２の表面に搭載されている。

軟銅線３は、リール状に巻き付けられたものを引き出し、導電パターンのような形状に成型した後、カットし、基板２に搭載される。これにより、一つの軟銅線３からあらゆる形状を作成することができ、汎用性に優れている。

上述した実施形態によれば、軟銅線３が、電極２４と電極２４との間に接続され、両端が電極２４に半田付けされる。また、軟銅線３は、一端から他端に亘って基板２の表面に接触して配索される。軟銅線３は、導電パターンに比べて断面積が大きく、配線抵抗を小さくできるため、発熱を低減させることができる。よって、導電パターンに比べて断面積が大きい軟銅線３を用いることにより、発熱を抑えることができるため、電極２４と電極２４との間に大電流を流すことができる。すなわち、大電流が流せるような幅広の導電パターンを設ける必要もなく、大電流を流すために導電パターンを多層化する必要もないため、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができる。また、柔軟で変形自在な軟銅線３を用いるため、図１に示すよう、軟銅線３を屈曲させて基板２上に搭載することができる。このため、電極２４の配置など設計に制限がかかるのを抑制できる。

また、厚さが非常に薄い導電パターンに比べて軟銅線３は大幅に断面積が大きくなるため、配線基板１の発熱を大幅に低減することができる。

上述した実施形態によれば、電極２４と電極２４とは、基板本体２１上で電気的に接続されることなく独立して設けられている。これにより、図３に示すように、軟銅線３の下に、軟銅線３とは絶縁された別の導電パターン２２を配置することができるため、より一層、設計に制限がかかるのを抑制できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図４及び図５を参照して以下説明する。なお、同図において、上述した第１実施形態で既に説明した図１～図３に示す配線基板１と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４及び図５に示すように、配線基板１Ｂは、基板２Ｂと、基板２Ｂ上に配置された軟銅線３と、を備えている。基板２Ｂは、基板本体２１と、基板本体２１の表面上に設けられた複数の電極２４と、導電パターン２５と、レジスト層２３Ｂと、を有している。基板本体２１及び電極２４は、第１実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

導電パターン２５は、電極２４と電極２４との間を接続し、本実施形態では屈曲して設けられている。レジスト層２３Ｂは基板本体２１の表面を覆うように設けられている。本実施形態では、電極２４及び導電パターン２５上のレジスト層２３Ｂは除かれ、電極２４及び導電パターン２５の一端から他端に亘る全部が露出している。

軟銅線３は、第１実施形態と同様に、断面円形に設けられ、直径が１ｍｍ～３ｍｍで１０Ａ以上の電流を流すことができる、柔軟で変形自在に導線である。第２実施形態では、軟銅線３は、第１実施形態と同様に両端が電極２４に半田付けされ、中央が導電パターン２５に半田付けされている。即ち、図５に示すように、軟銅線３は、中央が導電パターン２５上に重ねられ、その上に半田４が設けられている。本実施形態では、軟銅線３は、一端から他端に亘る全部が導電パターン２５、電極２４に半田付けされる。

上述した実施形態によれば、軟銅線３は、中央が導電パターン２５に半田付けされている。これにより、電極２４と電極２４との間の電流経路の面積が、導電パターン２５分、大きくなり、発熱を低減させることができる。また、配線基板１の設計が完了した後に、例えば６０Ａ～７０Ａ程度の大電流を流す必要性が発生した場合、レジスト層２３Ｂの間口を変更して、導電パターン２５を露出させることにより、軟銅線３を搭載することができる。このため、後付けの熱対策部品としての設計変更を最小限にすることができる。なお、大電流を流す必要がない場合は、レジスト層２３Ｂは、導電パターン２５を覆う。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

上述した第１実施形態では、軟銅線３として導電性の芯線が剥き出しのものを用いていたが、これに限ったものではない。軟銅線３として被覆電線を用いて、両端の被覆を剥いて露出した芯線を電極２４に接続するようにしてもよい。被覆電線を用いることにより軟銅線３の中央部を絶縁することができる。

上述した第１実施形態では、図３に示すように、軟銅線３の下に軟銅線３とは絶縁される導電パターン２２を配索していたが、これに限ったものではない。軟銅線３の下に軟銅線３とは絶縁される導電パターン２２を設けることは必須ではなく、設計によってはなくてもよい。

上述した実施形態では、電極２４としてスルーホール２１１周りに設けた挿入実装用の電極を用いて説明していたが、これに限ったものではない。電極２４としては、表面実装用の電極を用いてもよい。

上述した実施形態で用いた軟銅線３としては、半田付け性の向上を図るため、ニッケル（Ｎｉ）やすず（Ｓｎ）でメッキしたものをもちいてもよい。

上述した実施形態では、電極２４と電極２４との間を１本の軟銅線３で接続していたが、これに限ったものではない。電極２４と電極２４との間に並列に接続された複数の軟銅線３を接続するようにしてもよい。これにより、電極２４と電極２４との間の電流経路の断面積がより一層大きくなり、より一層発熱を低減することができる。

上述した実施形態によれば、軟銅線を屈曲して基板に搭載していたが、これに限ったものではない。配線基板の設計によっては、軟銅線は直線状に搭載してもよい。

ここで、上述した本発明に係る配線基板の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［５］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
基板本体（２１）と、前記基板本体（２１）の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極（２４）と、を有する基板（２、２Ｂ）と、
前記電極（２４）と前記電極（２４）との間に接続され、両端が前記電極（２４）に半田付けされた軟銅線（３）と、を備え、
前記軟銅線（３）は、一端から他端に亘って前記基板（２、２Ｂ）の表面に接触して搭載された、
配線基板（１、１Ｂ）。

上記［１］の構成によれば、軟銅線（３）を用いることにより、大電流が流せるような幅広の導電パターンを設ける必要もなく、大電流を流すために導電パターンを多層化する必要もないため、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができる。また、柔軟で変形自在な軟銅線（３）を用いるため、軟銅線（３）を導電パターンのように屈曲させて基板（２）上に搭載することができる。このため、設計に制限がかかるのを抑制できる。

［２］
［１］に記載の配線基板（１）において、
前記軟銅線（３）の両端が接続される前記電極（２４）と前記電極（２４）とは、前記基板本体（２１）上で電気的に接続されることなく独立して設けられた、
配線基板（１）であること。

上記［２］の構成によれば、軟銅線（３）の下に軟銅線（３）とは絶縁された別の導電パターン（２２）を配置することができるため、より一層、設計に制限がかかるのを抑制できる。

［３］
［１］に記載の配線基板（１Ｂ）において、
前記基板本体（２１）の表面に設けられ、前記電極（２４）と前記電極（２４）との間を接続する導電パターン（２５）を備え、
前記軟銅線（３）は、中央が前記導電パターン（２５）に半田付けされた、
配線基板（１Ｂ）。

上記［３］の構成によれば、電極（２４）と電極（２４）との間の電流経路の面積を、導電パターン（２５）分、大きくすることができ、発熱を低減させることができる。また、配線基板（１Ｂ）の設計が完了した後に、大電流を流す必要性が発生した場合、レジスト層の間口を変更して、導電パターン（２５）を露出させることにより、軟銅線（３）を搭載することができる。このため、後付けの熱対策部品としての設計変更を最小限にすることができる。

［４］
［１］に記載の配線基板（１、１Ｂ）において、
前記軟銅線（３）は、被覆電線から構成された、
配線基板（１、１Ｂ）。

上記［４］の構成によれば、軟銅線（３）の中央部を絶縁することができる。

［５］
［１］に記載の配線基板（１、１Ｂ）において、
前記電極（２４）と前記電極（２４）との間に、並列接続された複数の前記軟銅線（３）が接続されている、
配線基板（１、１Ｂ）。

上記［５］の構成によれば、電極（２４）と電極（２４）との間の電流経路の断面積が大きくなり、より一層、発熱を低減することができる。

１、１Ｂ 配線基板
２、２Ｂ 基板
３ 軟銅線
２１ 基板本体
２４ 電極
２５ 導電パターン

Claims (5)

1. 基板本体と、前記基板本体の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極と、を有する基板と、
   前記電極と前記電極との間に接続され、両端が前記電極に半田付けされた軟銅線と、を備え、
   前記軟銅線は、一端から他端に亘って前記基板の表面に接触して搭載された、
   配線基板。
2. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記軟銅線の両端が接続される前記電極と前記電極とは、前記基板本体上では電気的に接続されることなく独立して設けられた、
   配線基板。
3. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記基板本体の表面に設けられ、前記電極と前記電極との間を接続する導電パターンを備え、
   前記軟銅線は、中央が前記導電パターンに半田付けされた、
   配線基板。
4. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記軟銅線は、被覆電線から構成された、
   配線基板。
5. 請求項１に記載の配線基板において、
   前記電極と前記電極との間に、並列接続された複数の前記軟銅線が接続されている、
   配線基板。

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