JP5513983B2

JP5513983B2 - 集合基板

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Publication number: JP5513983B2
Application number: JP2010116674A
Authority: JP
Inventors: 和宇堀
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2014-06-04
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: JP2011243878A

Description

本発明は、集合基板に関するものである。

従来から、複数の回路基板に対して部品実装及び半田付けを効率良く行うために、複数の回路基板を含む１つの集合基板に対して部品実装及び半田付けが一括して行われていた。

上記集合基板Ｐは、図７に示すように、隙間Ｓを挟んで並設される複数の回路基板１２０と、上記並設方向と直交する方向における回路基板１２０の各端部にそれぞれ接続して各回路基板１２０を連結する一対の接続板１３０とを備える。そして、各回路基板１２０と接続板１３０との境界には、各回路基板１２０を接続板１３０から分割するための分断線Ｙが形成されており、上記部品実装及び半田付けが行われた後に、集合基板Ｐが分断線Ｙに沿って折り割りされることで、各回路基板１２０は個々に分割される。ここで、上記分断線Ｙは、図８に示すように、集合基板Ｐの一面及び他面に各々形成されて当該集合基板Ｐの厚み方向において互いに対向する一対のＶ字溝Ｙ１，Ｙ２からなる。

そして、集合基板Ｐが分断線Ｙに沿って折り割りされる際、図９に示すように、回路基板１２０が厚み方向に撓むことで、回路基板１２０と当該回路基板に実装された電子部品１２１とを接続する半田（接続部）にクラックが生じる虞があった、また、回路基板１２０が厚み方向に撓むことで、電子部品１２１に曲げ応力が発生して電子部品１２１が変形し、電子部品１２１が故障する虞もあった。

そこで、図１０に示すように、回路基板１２０に実装された電子部品１２１の近傍において、分断線Ｙの一部を含む領域に切り欠き部１２０ａを設けた集合基板Ｑが提供されている（例えば特許文献１参照）。当該集合基板Ｑは、折り割りされる際、電子部品１２１の近傍に発生する曲げ応力を切り欠き部１２０ａによって分散しようとするものである。そして、切り欠き部１２０ａにより、電子部品１２１の接続部における半田にクラックが発生することを防止し、更に、電子部品１２１にかかる曲げ応力を抑制して当該電子部品１２１の故障を防止しようとするものである。

また、電子部品の故障を防止する集合基板として、図１１に示すように、積層チップセラミックコンデンサ（電子部品）１０２と、セラミック基板１０３と、金属端子１０４と、回路基板１０５とを備えたものが提供されている（例えば特許文献２参照）。詳しく説明すると、曲げ応力によって変形して故障し易い積層チップセラミックコンデンサ１０２が、セラミック基板１０３の一面に実装され、セラミック基板１０３の他面と回路基板１０５との間に、２つのコの字状の金属端子１０４が介装されている。つまり、積層チップセラミックコンデンサ１０２が実装されたセラミック基板１０３が、２つの金属端子１０４によって回路基板１０５上に支持されている。そして、２つの金属端子１０４は、集合基板が折り割りされる際、回路基板１０５の撓みに伴って変形することでセラミック基板１０３に発生する曲げ応力を低減し、セラミック基板１０３の撓みを抑制する。これにより、セラミック基板１０３から積層チップセラミックコンデンサ１０２に加わる曲げ応力を抑制して、積層チップセラミックコンデンサ１０２の故障を防止しようとするものである。

特開２００４−３１７７７号公報特開平９−２６６１２５号公報

しかしながら、上記切り欠き部１２０ａを備える集合基板Ｑでは、切り欠き部１２０ａを設けることによって集合基板Ｑを形成する際の打ち抜き金型の構造が複雑となり、当該金型を製作する際のコストが上昇するといった問題があった。

また、２つの金属端子１０４を備える集合基板では、金属端子１０４を設けたことによって回路基板１０５上の部品高さが高くなってしまうといった問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、集合基板を形成する際の打ち抜き金型の形状を複雑にすることなく、且つ、回路基板に実装される電子部品の高さの上昇を抑制し、電子部品の接続部におけるクラックの発生及び電子部品の故障を防止しつつ回路基板の分離が可能な集合基板を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の集合基板は、複数の回路基板が分断線に沿って個々に切り離し可能に形成された集合基板であって、前記回路基板は、プリント基板と、このプリント基板に実装されて当該プリント基板と共に電気回路を構成する被保護部品と、前記プリント基板に実装されて前記電気回路を構成しない保護部品とを備え、前記被保護部品と前記保護部品とは、前記被保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最短距離が、前記保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最短距離よりも長く、更に、前記被保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最長距離が、前記保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最長距離よりも短くなるように各々実装されており、前記保護部品は、前記プリント基板よりも硬く、且つ複数の端子部を備えており、前記端子部と前記プリント基板とを前記接続部で接続することを特徴とする。

また、この集合基板において、前記回路基板は、プリント基板のいずれか一方の面に前記被保護部品が実装されて他方の面に前記保護部品が実装されることが好ましい。

また、この集合基板において、前記保護部品は、前記プリント基板の厚み方向においてこのプリント基板を介して前記被保護部品と対向することが好ましい。

また、この集合基板において、前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、前記被保護部品は、前記配線パターン上に形成される第一のランドに接続され、前記保護部品は、前記プリント基板において前記配線パターンから独立して形成される第二のランドに接続されることが好ましい。

また、前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、前記保護部品は、複数の前記端子部を前記配線パターンにおいて互いに同電位である箇所にそれぞれ接続することが好ましい。

本発明では、集合基板を形成する際の打ち抜き金型の形状を複雑にすることなく、且つ、回路基板に実装される電子部品の高さの上昇を抑制し、電子部品の接続部におけるクラックの発生及び電子部品の故障を防止しつつ回路基板の分離が可能な集合基板を提供するという効果がある。

本発明の実施形態１における集合基板の要部拡大図を示す。同上における集合基板の側面図を示す。同上における別形態の集合基板の概略図を示す。本発明の実施形態２における集合基板の概略図を示す。本発明の実施形態３における集合基板の概略図を示す。同上における集合基板の別形態における概略図を示す。従来例における集合基板の概略図を示す。同上における集合基板の要部拡大図を示す。同上における集合基板の側面図を示す。同上における別形態の集合基板の概略図を示す。同上における別形態の集合基板の側面図を示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の集合基板Ａについて、図１，２を用いて説明を行う。なお、以下、図１における上下左右を基準とし、上下左右方向と直行する方向を前後方向として説明を行う。

本実施形態の集合基板Ａは、隙間（スリット）３を介して上下方向に複数並設される矩形板状の回路基板１と、各回路基板１の左右方向における端部に接続されて各回路基板１間を接続する接続板２とから構成される。そして、各回路基板１と接続板２との境界には
上下方向に沿う直線状の分断線Ｘが形成されている。

回路基板１は、図１に示すように、配線パターン１１０が形成された略矩形板状のプリント基板１１と、プリント基板１１に実装される電子部品（被保護部品）１２と、当該電子部品１２の近傍に実装されるダミー部品（保護部品）１３とから構成される。

プリント基板１１は、紙基材フェノール樹脂積層板から左右方向に長い矩形板状に形成されている。そして、プリント基板１１の前面には、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒが左右方向に並設されており、当該一対のランド１４Ｌ，１４Ｒは、互いに電位の異なる配線パターン１１０（１１０Ｌ,１１０Ｒ）にそれぞれ接続される。なお、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒは、プリント基板１１上においてランド１４Ｌが左側、ランド１４Ｒが右側に形成されており、ランド１４Ｌ，１４Ｒを区別しない場合は、ランド１４と称する。そして、ランド１４Ｌが接続する配線パターン１１０を配線パターン１１０Ｌとし、ランド１４Ｒが接続する配線パターン１１０を配線パターン１１０Ｒとし、配線パターン１１０Ｌ，１１０Ｒを区別しない場合は、配線パターン１１０と称する。

また、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒの上方には、配線パターン１１０から独立（絶縁）して、ダミー部品１３を実装するための一対のランド１５Ｌ，１５Ｒが左右方向に並設されている。なお、一対のランド１５Ｌ，１５Ｒは、ランド１５Ｌが左側、ランド１５Ｒが右側に形成されており、ランド１５Ｌ，１５Ｒを区別しない場合は、ランド１５と称する。

ここで、本実施形態では、分断線Ｘに平行でランド１５Ｌの右端を通る直線Ｌ１１と、分断線Ｘに平行でランド１５Ｒの左端を通る直線Ｌ２１との間に、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ形成される。

電子部品１２は、矩形状のチップ積層セラミックコンデンサであり、各短辺側には当該短辺に沿って端子部１２１Ｌ，１２１Ｒが各々形成されている。ここで、電子部品１２の一例としては、長辺が１．６ｍｍ、短辺が０．８ｍｍの所謂１６０８サイズのものが用いられる。

そして、電子部品１２は、各端子部１２１Ｌ,１２１Ｒが、プリント基板１１における一対のランド１４Ｌ，１４Ｒにそれぞれ半田接続されることで、プリント基板１１に実装されて配線パターン１１０と共に電気回路を構成する。つまり、電子部品１２は、長手方向を左右方向に沿わせた状態でプリント基板１１に実装されている。なお、図１では、回路基板１の一部の範囲（左端側）のみを表しており、上記電気回路の一部のみが示されているが、上記電気回路は図１で示されていない回路基板１の範囲にも形成されている。

ダミー部品１３は、電子部品１２に比べて長手方向の寸法が大きい矩形状のアルミナ基材のチップジャンパーからなり、各短辺には当該短辺に沿って端子部１３１Ｌ，１３１Ｒが各々形成されている。ここで、ダミー部品１３の一例としては、長辺が３．２ｍｍ、短辺が１．６ｍｍの所謂３２１６サイズのチップジャンパーが用いられる。

そして、ダミー部品１３は、各端子部１３１Ｌ,１３１Ｒが、プリント基板１１における一対のランド１５Ｌ，１５Ｒにそれぞれ半田接続されることで、プリント基板１１に実装される。つまり、ダミー部品１３は、電子部品１２と同様に、長手方向を左右方向に沿わせた状態でプリント基板１１に実装されている。

これにより、電子部品１２とダミー部品１３とは、プリント基板１１上に分割線Ｘに沿って（上下方向に）並設される。ここで、ダミー部品１３は、配線パターン１１０から絶縁して独立した一対のランド１５Ｌ，１５Ｒに各端子部１３１Ｌ，１３１Ｒが接続することから、上記電気回路を構成しない。

そして、電子部品１２とプリント基板１１とを接続する半田（接続部）１６から分断線Ｘまでの最短距離Ｍ１は、ダミー部品１３とプリント基板１１とを接続する半田（接続部）１７から分断線Ｘまでの最短距離Ｍ２よりも長い（Ｍ１＞Ｍ２）。なお、上記最短距離Ｍ１，Ｍ２は、分断線Ｘに直交する方向（左右方向）における、分断線Ｘから半田１６、１７までの最短距離を表している。

また、電子部品１２とプリント基板１１とを接続する半田１６から分断線Ｘまでの最長距離Ｍ３は、ダミー部品１３とプリント基板１１とを接続する半田１７から分断線Ｘまでの最長距離Ｍ４よりも短い。なお、上記最長距離Ｍ３，Ｍ４は、分断線Ｘに直交する方向（左右方向）における、分断線Ｘから半田１６，１７までの最長距離を示している。

つまり、電子部品１２は、上下方向に沿って直線状に形成された分断線Ｘに平行（上下方向に沿う）で、ダミー部品１３を実装する際に用いられる半田１７を通る直線Ｌ１、Ｌ２間に実装されている。

上記構成からなる本実施形態の集合基板Ａは、当該集合基板Ａが分断線Ｘに沿って折り割りされることで、各回路基板１が接続板２から個々に切り離されて分離する。その際、図２に示すように、回路基板１は厚み方向に応力が加えられて撓む。しかしながら、アルミナ基材からなるダミー部品１３が、紙基材フェノール樹脂積層板からなるプリント基板１１よりも硬いため、プリント基板１１は、ダミー部品１３が実装された箇所の近傍で撓みが小さくなる。特に、上記直線Ｌ１，Ｌ２間においてプリント基板１１の撓みが抑制され、直線Ｌ１，Ｌ２間に実装された電子部品１２に対して曲げ応力が加わることを抑制でき、電子部品１２の変形を抑制して当該電子部品１２の故障を防止することができる。

また、電子部品１２に対する曲げ応力が抑制されることから、電子部品１２の端子部１２１Ｌ，１２１Ｒとランド１４Ｌ，１４Ｒとを接続する半田１６にクラックが生じることを防止することができる。

また、本実施形態の集合基板Ａは、回路基板１に対して図１０で示したような切り欠き部１２０ａを形成する必要がないため、集合基板Ａを形成する際の金型が複雑となることを防止でき、当該金型を製作する際のコストを低減することができる。

更に、本実施形態の集合基板Ａでは、プリント基板１１と電子部品１２との間に、図１１で示したような金属端子１０４を介装する必要がないため、プリント基板１１上に実装される部品の部品高さを抑制することができる。

また、ダミー部品１３は、上記の通り、プリント基板１１と電子部品１２とから構成される電気回路から絶縁して独立したランド１５Ｌ，１５Ｒに接続する。従って、集合基板Ａを折り割りする際、万が一、ダミー部品１３が変形により故障、若しくは、ダミー部品１３とランド１５とを接続する半田１７にクラックが発生したとしても、上記電気回路に影響を及ぼすことがない。

また、上記実施形態では、ダミー部品１３の各短辺（左右両端）に端子部１３１Ｌ，１３１Ｒがそれぞれ形成されて当該端子部１３１Ｌ，１３１Ｒがプリント基板１１に半田１７によって接続されていた。しかしながら、図３に示すように、端子部１３１Ｌ，１３１Ｒを形成する代わりに、ダミー部品１３の各長辺（上下両端）に端子部１３ａをそれぞれ形成してもよい。その場合、電子部品１２の端子部１２１Ｌとプリント基板１１とを接続する半田１６から分断線Ｘまでの最短距離Ｍ１を、ダミー部品１３の端子部１３ａとプリント基板１１とを接続する半田１７から分断線Ｘまでの最短距離Ｍ５よりも大きくすればよい（Ｍ１＞Ｍ５）。

また、電子部品１２の端子部１２１Ｒとプリント基板１１とを接続する半田１６から分断線Ｘまでの最長距離Ｍ３は、ダミー部品１３の端子部１３ａとプリント基板１１とを接続する半田１７から分断線Ｘまでの最長距離Ｍ６よりも小さくすればよい（Ｍ３＜Ｍ６）。

なお、本実施形態では、電子部品１２のサイズを所謂１６０８サイズとし、ダミー部品１３のサイズを所謂３２１６サイズとしているが、上記サイズはこれに限定されるものではない。

（実施形態２）
本実施形態の集合基板Ｂについて、図４を用いて説明を行う。

本実施形態の集合基板Ｂは、電子部品１２の一方の端子部（本実施形態では左側の端子）１２１Ｌが接続する配線パターン１１０Ｌ上にダミー部品１３が実装されている点が実施形態１の集合基板Ａと異なっている。なお、その他の構成については、実施形態１と共通であるため、共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の集合基板Ｂでは、電子部品１２の左側の端子部１２１Ｌが半田接続する配線パターン１１０Ｌが、当該接続箇所から更にダミー部品１３側（上側）へ向けて延設されている。そして、配線パターン１１０Ｌは、延設された後に左右方向に拡幅されることで拡幅部１１０ａが形成され、当該拡幅部１１０ａ上にダミー部品１３が実装されている。

そして、ダミー部品１３は、一対の端子部１３１Ｌ，１３１Ｒが拡幅部１１０ａにそれぞれ半田１７により接続されている。つまり、ダミー部品１３は、一対の端子部１３１Ｌ，１３１Ｒが、配線パターン１１０Ｌにおいて互いに同電位となる箇所に接続されて短絡している。

従って、集合基板Ｂが折り割りされる際に、各端子部１３１Ｌ，１３１Ｒとプリント基板１１とを接続する半田１７にクラックが生じる、若しくは、ダミー部品１３が変形により故障したとしても、電子部品１２と配線パターン１１０とから構成される電気回路の動作に影響を及ぼすことがない。

また、ダミー部品１３が、配線パターン１１０Ｌ上に実装（半田接続）されることから、ダミー部品１３を実装するためのランドを回路基板１上に別途設ける必要がないため、回路基板１のサイズを小さくすることができる。例えば、ダミー部品１３を実装するためのランドをプリント基板１１上に別途設けた場合、電子部品１２が接続する配線パターン１１０と、ダミー部品１３が接続されるランドとを絶縁する必要がある。そのため、配線パターン１１０と上記ランドとの間に所定の沿面距離設ける必要があり、プリント基板１１のサイズが大きくなってしまう。

一方、本実施形態では、配線パターン１１０の一部にダミー部品１３を実装していることから、上記沿面距離を設ける必要がなく、電子部品１２とダミー部品１３との間の距離を小さくすることができ、回路基板１のサイズを抑えることができる。

（実施形態３）
本実施形態の集合基板Ｃについて図５を用いて説明を行う。

本実施形態の集合基板Ｃは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ダミー部品１３が電子部品１２の実装された面（前面）とは、反対側の面（後面）に実装される点が実施形態１の集合基板Ａと異なっている。なお、その他の構成については、実施形態１と共通であるため共通の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の集合基板Ｃでは、ダミー部品１３が、実施形態１の集合基板Ａにおいて実装されていた位置（プリント基板１１の前面）からプリント基板１１を挟んで間逆の箇位置（プリント基板１１の後面）に実装されている。つまり、プリント基板１１の後面に、ランド１５Ｌ，１５Ｒが左右方向に並設されて、当該一対のランド１５Ｌ，１５Ｒに、ダミー部品１３の各端子部１３１Ｌ，１３１Ｒがそれぞれ半田１７によって接続されている。

また、プリント基板１１の前面には、分断線Ｘに平行でランド１５Ｌの右端を通る直線Ｌ１１と、分断線Ｘに平行でランド１５Ｒの左端を通る直線Ｌ２１との間に、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ形成される。そして、当該一対のランド１４Ｌ，１４Ｒに、電子部品１２の各端子部１２１Ｌ,１２１Ｒがそれぞれ半田１６によって接続されている。

ここで、実施形態１と同様に、電子部品１２とプリント基板１１とを接続する半田１６から分断線Ｘまでの最短距離Ｍ１は、ダミー部品１３とプリント基板１１とを接続する半田１７から分断線Ｘまでの最短距離Ｍ２よりも大きくなる（Ｍ１＞Ｍ２）。

また、電子部品１２とプリント基板１１とを接続する半田１６から分断線Ｘまでの最長距離Ｍ３は、ダミー部品１３とプリント基板１１とを接続する半田１７から分断線Ｘまでの最長距離Ｍ４よりも小さい。

つまり、電子部品１２は、分断線Ｘに平行（上下方向に沿う）でダミー部品１３を実装するための半田１７を通る直線Ｌ１、Ｌ２間に実装されている。

従って、プリント基板１１は、ダミー部品１３が実装された箇所の近傍で撓みが小さくなる。特に、上記直線Ｌ１，Ｌ２間においてプリント基板１１の撓みが抑制され、当該直線Ｌ１，Ｌ２間に実装された電子部品１２に対して曲げ応力が加わることを抑制でき、電子部品１２の変形を抑制して当該電子部品１２の故障を防止することができる。

また、電子部品１２が接続するランド１４はプリント基板１１の前面に形成され、ダミー部品１３が接続するランド１５はプリント基板１１の後面に形成されるため、上下方向においてランド１４とランド１５との間に絶縁の為の沿面距離を設ける必要がない。従って、電子部品１２とダミー部品１３との間の距離を小さくすることができ、回路基板１の上下方向におけるサイズを抑えることができる。

更に、例えば、図６に示すように、電子部品１２とダミー部品１３とをプリント基板１１を介して対向して実装することもでき、上記の様に実装を行うことで回路基板１１の上下方向におけるサイズをより小さくすることができる。

また、例えば、図５（ｃ）に示すように、回路基板１が筐体４内に収納される場合、回路基板１の前面が筐体４の内壁に近接し、当該内壁から回路基板１側へ突出する補強リブ４ａが形成されていたとしても、補強リブ４ａがダミー部品１３に干渉することがない。

１回路基板
２接続板
３隙間
１１プリント基板
１２電子部品（被保護部品）
１３ダミー部品（保護部品）
１４（１４Ｌ，１４Ｒ）ランド（第一のランド）
１５（１５Ｌ，１５Ｒ）ランド（第二のランド）
１６半田（接続部）
１７半田（接続部）
１１０（１１０Ｌ，１１０Ｒ）配線パターン
１３１Ｌ，１３１Ｒ端子部
Ｌ１直線（第一の直線）
Ｌ２直線（第二の直線）

Claims

複数の回路基板が分断線に沿って個々に切り離し可能に形成された集合基板であって、
前記回路基板は、プリント基板と、このプリント基板に実装されて当該プリント基板と共に電気回路を構成する被保護部品と、前記プリント基板に実装されて前記電気回路を構成しない保護部品とを備え、
前記被保護部品と前記保護部品とは、前記被保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最短距離が、前記保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最短距離よりも長く、更に、前記被保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最長距離が、前記保護部品と前記プリント基板との接続部から前記分断線までの最長距離よりも短くなるように各々実装されており、前記保護部品は、前記プリント基板よりも硬く、且つ複数の端子部を備えており、前記端子部と前記プリント基板とを前記接続部で接続することを特徴とする集合基板。
前記回路基板は、プリント基板のいずれか一方の面に前記被保護部品が実装されて他方の面に前記保護部品が実装されることを特徴とする請求項１記載の集合基板。
前記保護部品は、前記プリント基板の厚み方向においてこのプリント基板を介して前記被保護部品と対向することを特徴とする請求項２記載の集合基板。
前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、
前記被保護部品は、前記配線パターン上に形成される第一のランドに接続され、
前記保護部品は、前記プリント基板において前記配線パターンから独立して形成される第二のランドに接続されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の集合基板。
前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、
前記保護部品は、複数の前記端子部を前記配線パターンにおいて互いに同電位である箇所にそれぞれ接続することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の集合基板。