JP5717279B2 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、各種の電気・電子部品が実装される配線基板及びその製造方法に関する。

従来より、各種の電気・電子部品が実装される配線基板として、基板の実装面に立設されて延びる接続端子を有し、この接続端子を、例えば、他の配線基板に接続するものが知られている。例えば、基板のスルーホールにリード端子を挿通、固定して互いの基板を接続する構造や（例えば、特許文献１参照）、配線パターン状に打ち抜かれた金属板と高熱伝導性の複合絶縁材料により少なくとも電子部品の搭載部分を露出した状態で一体成形した回路基板で金属板の一部を他の回路基板との外部接続端子として利用し、外部接続端子に設けた凸部で回路基板を容易に位置規制するようにした構造（例えば、特許文献２参照）などがある。

また、図１５に示すように、基板１の実装面１ａにコネクタ２を配置し、このコネクタ２の接続端子３を基板１の実装面１ａに立設するように接続した配線基板４も知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平６−２７５３２８号公報 特開平１０−３０３５２２号公報 特開２００６−３３３５８３号公報

近年では、さらなる機器の小型化に伴い、機器に搭載される配線基板の小型化及び薄型化が要求されている。

しかしながら、上記特許文献１、２の配線基板のように、電気・電子部品を実装する実装面に接続端子を立設させるように設けると、基板の実装面が占有され、必要な電気・電子部品を実装するために基板を大きくせざるを得なくなってしまう。また、特許文献３の配線基板では、実装面上にコネクタを配置させるため、高さが嵩み、基板を小型化しにくい場合がある。

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、小型化及び薄型化を図ることが可能な配線基板及びその製造方法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（１）〜（５）を特徴としている。
（１） 表面及び裏面の少なくとも一方の面が各種部品の実装面とされた基板と、前記基板の少なくとも一側縁部に形成された凹部と、前記凹部の側面部から延出し、前記基板の面に対して直交する方向へ屈曲された接続端子と、を備え、前記接続端子は、前記基板の側面の内側に位置している配線基板において、前記接続端子の屈曲部分が側面視で円弧状に湾曲した湾曲部とされており、かつ、前記凹部の長手方向の側面部に複数個配置され、該複数の接続端子のうち、少なくとも２個の接続端子は基板内部で電気的に接続されていること。
（２） 上記（１）の構成の配線基板において、前記基板は内部に高熱伝導層を備え、該高熱伝導層と前記接続端子が同一層に形成されていること。
（３） 上記（１）または（２）の構成の配線基板において、前記接続端子は、前記基板に対して間隔をあけて並設される他の配線基板に接続されること。
（４） 上記（３）の構成の配線基板において、前記接続端子には、前記基板に対して間隔をあけた位置に前記他の配線基板を支持する支持片が側方へ突出して設けられていること。
（５） 上記（１）または（２）の構成の配線基板において、前記凹部には、コネクタを構成するハウジングが配置され、前記ハウジングに前記接続端子が収容されること。

上記（１）の構成の配線基板では、接続端子が、基板の少なくとも一側縁部に形成された凹部の側面部から延出するとともに、基板の面に対して直交する方向へ屈曲されているので、実装面に接続端子を設ける場合と比較して、接続端子による実装面の占有を極力抑えて小型化を図ることができる。また、接続端子を、例えば、コネクタ等の部品に収容させる場合においても、その部品を凹部に配置することができるので、実装面に部品を配置させる場合と比較して、高さ寸法を抑えることができる。つまり、さらなる小型化及び薄型化が要求されている機器に搭載する配線基板として極めて好適である。
接続端子の屈曲部分が側面視で円弧状に湾曲した湾曲部とされているので、接続端子に作用する外力や応力を湾曲部によって良好に吸収させることができ、接続端子の基板との固定箇所や接続端子の他の部品や基板等との接続箇所へ無理な力が作用して損傷するような不具合をなくすことができる。
さらに、複数の接続端子のうち少なくとも２個の接続端子が互いに電気的に接続されるので、この２個の接続端子を基板の表面で接続するための回路パターンを配索する必要がなく、基板上の各種部品を搭載するスペースを小さくすることができ、配線基板を小型化することができる。
上記（２）の構成の配線基板では、高熱伝導層と接続端子を同一層として形成するので、これら高熱伝導層と接続端子を同一の工程で作製することができ、配線基板の作製工程を低減することができる。
上記（３）の構成の配線基板では、接続端子が、基板の凹部の側面部から延出されているので、配線基板に並設させる他の配線基板として同等の大きさ、または小さいものを用いることができ、小型化を図ることができる。
上記（４）の構成の配線基板では、スペーサ等の部品や治具を用いることなく、他の配線基板を支持して所定の間隔をあけた位置に位置決めすることができる。これにより、配線基板に他の配線基板を並設させる場合に、配線基板に対して他の配線基板を、容易に所定の間隔をあけた位置に配置させて半田付け等によって接続端子と接続させることができる。したがって、他の配線基板の接続作業時間の短縮による製造コストの削減を図ることができる。
上記（５）の構成の配線基板では、コネクタを構成するハウジングが凹部に配置されているので、実装面にハウジングを配置させる場合と比較して、高さ寸法を抑えて薄型化を図ることができる。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る配線基板の製造方法は、下記（６）を特徴としている。
（６） 表面及び裏面の少なくとも一方の面が各種部品の実装面とされた基板と、前記基板の少なくとも一側縁部に形成された凹部と、前記凹部の側面部から延出し、前記基板の面に対して直交する方向へ屈曲された接続端子とを備える配線基板の製造方法において、前記接続端子となる導電性の金属板の表裏に絶縁層を積層させて前記基板を形成する基板形成工程と、前記基板の前記凹部の形成箇所における前記絶縁層を除去して前記金属板を露出させる金属板露出工程と、露出させた前記金属板を加工して前記凹部及び前記接続端子を形成する接続端子形成工程と、を含み、
さらに、前記接続端子形成工程において、前記接続端子に、側方へ突出する支持片を形成すること。

上記（６）の構成の配線基板の製造方法では、基板の少なくとも一側縁部に形成された凹部の側面部から接続端子が延出された、小型化及び薄型化が可能な配線基板を容易に製造することができる。
さらに、接続端子成形工程において、支持片が両側方へ突出された接続端子を形成するので、他の配線基板を位置決めして容易に接続することが可能な配線基板を容易に製造することができる。

本発明によれば、小型化及び薄型化を図ることが可能な配線基板及びその製造方法を提供できる。

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。

本発明の実施形態に係る配線基板の斜視図である。 本発明の実施形態に係る配線基板の一部の断面図である。 配線基板を構成する基板の構造を示す断面図である。 配線基板の一部の平面図である。 他の配線基板を並設させた本実施形態の配線基板の一部の断面図である。 コネクタを装着した本実施形態の配線基板の斜視図である。 本発明の実施形態の変形例に係る配線基板の斜視図である。 本発明の実施形態の変形例に係る配線基板の一部の断面図である。 本実施形態の変形例に係る配線基板の接続端子部分における斜視図である。 本実施形態の変形例に係る配線基板に他の配線基板を並設した状態を説明する図であって、（ａ）は他の配線基板の支持箇所における下方側から視た斜視図、（ｂ）はその側面図である。 他の配線基板を並設させた本実施形態の変形例に係る配線基板の一部の断面図である。 配線基板の変形例を示す一部の平面図である。 配線基板の変形例を示す一部の平面図である。 本発明の配線基板の製造工程を説明する図であって、（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ製造途中の配線基板の平面図及び断面図である。 従来の配線基板の実装例を示す配線基板の斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態の例を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る配線基板の斜視図、図２は本発明の実施形態に係る配線基板の一部の断面図、図３は配線基板を構成する基板の構造を示す断面図、図４は配線基板の一部の平面図である。

図１及び図２に示したように、本実施形態の配線基板１１は、基板２１と、この基板２１に設けられた複数の接続端子３１とを備えている。

図３に示したように、基板２１は、厚さ方向の中央に、銅または銅合金などから形成された板状の金属コア（高熱伝導層）２２を有し、この金属コア２２の表裏面に、熱硬化性及び絶縁性を有する合成樹脂などからなる絶縁層２３が形成されている。そして、絶縁層２３の表面に、回路パターン２４が形成され、その表面がレジスト層２５で覆われている。つまり、この基板２１は、金属コア２２が設けられて放熱性及び均熱性に優れた金属コア基板であり、図２に示したように、その表裏面が、回路パターン２４を有する実装面２１ａとされ、この実装面２１ａに各種の電気・電子部品１２が実装される。この金属コア基板である基板２１において生じた電気・電子部品１２等の熱は、金属コア２２によって円滑に均熱されて外部に放熱される。

図１および図４に示したように、本実施形態の配線基板１１は、基板２１の両側縁部にそれぞれ凹部２６が形成されており、これらの凹部２６の長手方向の側面部２６ａから複数の接続端子３１が整列状態で延出されている。これらの接続端子３１は、例えば、基板２１に形成されたスルーホール（図示略）によって回路パターン２４と導通されている。

接続端子３１は、金属コア２２と同じ銅または銅合金などの導電性を有する金属材料から形成されたもので、絶縁層２３によって挟持されて固定され、金属コア２２と同一層に形成されている。

これらの接続端子３１は、図２および図４に示したように、基板２１に固定された固定部３２と、凹部２６の側面部２６ａから延出された端子部３３とを有しており、端子部３３は、基板２１の表面に対して直交する上方向へ屈曲されている。また、この接続端子３１の端子部３３の屈曲部分は、側面視で円弧状に湾曲した湾曲部３４として構成されている。本発明において、接続端子３１は、基板２１の凹部２６に設けられ、その端子部３３は基板２１の側面の内側に位置している。

上記構成の配線基板１１では、例えば、接続端子３１を他の配線基板へ接続したり、あるいは、接続端子３１に、コネクタ等の部品が装着される。

この配線基板１１によれば、接続端子３１が、凹部２６の側面部２６ａから延出されているので、実装面２１ａに接続端子３１を設ける場合と比較して、接続端子３１による実装面２１ａの占有を極力抑えて小型化を図ることができる。また、接続端子３１に、例えば、コネクタ等の部品を装着させる場合においても、その部品を凹部２６に配置することができるので、実装面２１ａに部品を配置させる場合と比較して、高さ寸法を抑えることができる。つまり、機器等への収容性を高め、小型化及び薄型化が要求されている機器に搭載する配線基板として極めて好適なものとすることができる。

また、この配線基板１１によれば、接続端子３１が、凹部２６の側面部２６ａから基板２１の面に対して直交する方向へ屈曲され、その屈曲部分が側面視で円弧状に湾曲した湾曲部３４とされているので、接続端子３１に作用する外力や応力を湾曲部３４によって良好に吸収させることができる。例えば、配線基板１１を収容した機器を自動車等の車両へ搭載したとしても、走行時等における振動が湾曲部３４によって円滑に吸収され、また、接続端子３１を他の部品等に接続する際に寸法ずれがあったとしても、寸法ずれによって生じる応力が湾曲部３４によって円滑に吸収される。

このように、接続端子３１に湾曲部３４が形成されているので、接続端子３１の基板２１との固定箇所や接続端子３１の端子部３３の半田付け等による接続箇所へ無理な力が作用して損傷するような不具合をなくすことができる。

図５は、上記の配線基板１１に他の配線基板４１を並設させて接続した状態を示す図である。図５に示したように、配線基板１１の接続端子３１の端子部３３が、基板２１に対して間隔をあけて並設される他の配線基板４１に半田付け等によって接続される。

ここで、本発明の配線基板１１の接続端子３１は、基板２１の凹部２６を構成する側面部２６ａから延出し、その端子部３３は基板２１の面と直交する方向へ屈曲されることにより、接続端子３１が凹部２６に配置されることになるので、接続端子３１の他の配線基板４１との接続位置を、配線基板１１の縁部よりも内側にすることができ、よって、配線基板１１に並設させる他の配線基板４１として、配線基板１１と同等の大きさの配線基板４１、または配線基板１１よりも小さい配線基板４１を並設させることができ、小型化を図ることができる。

図６は、上記の配線基板１１にコネクタ４５を設けた例である。コネクタ４５は、各電子機器や電源等に設けられた相手側のコネクタに接続される。図６に示したように、この配線基板１１では、周囲の四辺の側縁部に凹部２６が形成されており、これらの凹部２６に、コネクタ４５を構成するハウジング４６が配置されている。そして、これらのハウジング４６に、凹部２６の側面部２６ａから延出された接続端子３１が収容されている。このように、凹部２６にコネクタ４５のハウジング４６が配置された配線基板１１によれば、高さ寸法を抑えて薄型化を図ることができる。例えば、実装面２１ａにハウジング４６を配置させる場合では、基板２１及びハウジング４６の厚み以上の高さ寸法となるが、本実施形態の配線基板１１では、高さ寸法をハウジング４６の厚みだけに抑えることができる。

尚、本発明の配線基板１１によれば、基板２１の縁部に複数の凹部２６を形成し、その凹部２６に接続端子３１を設けておけば、配線基板１１に他の配線基板４１とコネクタ４５を同時に設けることができる。例えば、本発明の配線基板１１を２枚用い、これら配線基板１１の一つの凹部２６を互いに対向させて配置し、これらの凹部２６に設けられた接続端子３１に他の配線基板４１を接続させて配線基板同士を並設し、一方で、配線基板１１の残りの凹部２６にコネクタ４５を設けることができる。

次に、他の配線基板４１との接続作業の容易化を図ることが可能な配線基板１１の変形例を説明する。

図７は本発明の実施形態の変形例に係る配線基板の斜視図、図８は本発明の実施形態の変形例に係る配線基板の一部の断面図、図９は変形例に係る配線基板の接続端子部分における斜視図、図１０は本実施形態の変形例に係る配線基板に他の配線基板を並設した状態を説明する図であって、（ａ）は他の配線基板の支持箇所における下方側から視た斜視図、（ｂ）はその側面図、図１１は他の配線基板を並設させた本実施形態の変形例に係る配線基板の一部の断面図である。

図７および図８に示したように、この配線基板１１においても、基板２１の両側縁部にそれぞれ凹部２６が形成されており、これらの凹部２６の長手方向の側面部２６ａから複数の接続端子３１が整列状態で延出されている。

図９に示したように、これらの接続端子３１には、その端子部３３に、支持片３５が一体的に形成されている。これらの支持片３５は、プレス加工によって接続端子３１の端子部３３に形成されたもので、端子部３３の両側部から側方へ突出されている。

この支持片３５は、その上部の位置が、配線基板１１に他の配線基板４１を並設した際に、基板２１に対する他の配線基板４１の下面側が配置される位置とされている。また、図１０（ａ）に示したように、支持片３５の形成位置における端子部３３の幅寸法は、端子部３３が挿入される配線基板４１のスルーホール４１ａの径よりも大きくされている。

したがって、接続端子３１の端子部３３を他の配線基板４１のスルーホール４１ａに挿し込むと、図１０（ａ）および（ｂ）に示したように、他の配線基板４１が支持片３５に係止され、その係止位置よりも端子部３３の根元側への移動が規制され、配線基板１１の基板２１に対して、他の配線基板４１が所定の間隔をあけた位置に位置決めされて配置される。

ここで、配線基板１１に他の配線基板４１を並設させる場合、基板２１に対して他の配線基板４１を所定の間隔をあけた位置に位置決めした状態で半田付けして端子部３３と接続させる必要がある。したがって、支持片３５のない接続端子３１を備えた配線基板１１では、半田付けによる端子部３３と他の配線基板４１との接続工程において、スペーサ等の部品または治具を用いて基板２１に対して他の配線基板４１を所定位置に保持しておかなければならない。

これに対し、上記のように、支持片３５を有する接続端子３１を備えた配線基板１１によれば、スペーサ等の部品や治具を用いることなく、他の配線基板４１を支持片３５に係止させて配線基板１１の基板２１に対して所定の間隔をあけた位置に位置決めした状態で支持することができる。これにより、図１１に示したように、配線基板１１に他の配線基板４１を並設させる場合に、配線基板１１に対して他の配線基板４１を、容易に所定の間隔をあけた位置に配置させて半田付けして接続端子３１と接続させることができる。したがって、他の配線基板４１の接続作業時間の短縮による製造コストの削減を図ることができる。

また、接続端子３１に支持片３５を形成することにより、接続端子３１の外部に露出する部分の表面積が大きくされ、よって、放熱性も向上させることができる。

尚、上記の配線基板１１では、金属コア２２と分離した接続端子３１を設けた場合を例にとって説明したが、図１２に示すように、接続端子３１を金属コア２２と一体に形成してもよい。金属コア２２と一体に形成された接続端子３１を有する配線基板１１では、金属コア２２の一部に接続端子３１を形成し、これらの接続端子３１を、凹部２６の側面部２６ａから側方へ延出させる。このように金属コア２２と一体に形成した接続端子３１では、例えば、金属コア２２をグランドとして用い、接続端子３１をグランド端子として容易に用いることができる。

また、図１３に示すように、配線基板１１としては、複数の接続端子３１のうち少なくとも２個の接続端子３１ａを、基板２１の内部で電気的に接続するように一体に形成してもよい。このように接続端子３１のうちの少なくとも２個の接続端子３１ａを電気的に接続するように構成すれば、この２個の接続端子を基板の表面で接続するための回路パターンを配索する必要がなく、基板上の各種部品を搭載するスペースを小さくすることができ、配線基板を小型化することができる。

次に、配線基板１１を製造する場合について、金属コア２２と分離した接続端子３１を有する構造のものを例にとって説明する。

図１４は配線基板の製造工程を説明する図であって、（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ製造途中の配線基板の平面図及び断面図である。

＜金属コア加工工程＞
まず、図１４（ａ）に示したように、平板状の金属コア２２にプレス加工を施すことによって、接続端子３１の固定部３２を有する開口部５１を形成する。

＜マスキング工程＞
次に、図１４（ｂ）に示したように、凹部２６を形成する予定の箇所における金属コア２２の表裏に、耐熱性のマスキングテープ５２を貼り付ける。

＜基板形成工程＞
次に、金属コア２２の表裏面を、例えば、サンドブラストによって粗面化し、その後、図１４（ｃ）に示したように、金属コア２２の表裏面に絶縁層２３を積層させて基板２１を形成する。これにより、開口部５１が絶縁層２３によって塞がれる。このとき、凹部２６を形成する箇所は、マスキングテープ５２によって保護されているため、サンドブラストによる粗面化が防がれ、また、絶縁層２３が付着されることがない。

＜金属板（高熱伝導層）露出工程＞
図１４（ｄ）に示したように、マスキングテープ５２が貼り付けられた凹部２６の形成箇所における絶縁層２３を、ざぐり加工等によって除去し、マスキングテープ５２を剥がして金属コア２２を露出させる。

＜接続端子形成工程＞
そして、図１４（ｅ）に示したように、露出させた金属コア２２を、プレス加工またはルータを用いた切削加工等によって凹部２６及び接続端子３１の端子部３３を形成する。その後、形成した接続端子３１の端子部３３には、メッキ処理を施す。

＜接続端子加工工程＞
最後に、図１４（ｆ）に示したように、プレス加工等によって接続端子３１の端子部３３を所定の形状に成形する。具体的には、基板２１の一方の面側へ屈曲させるとともに、屈曲箇所を湾曲させて湾曲部３４を形成する。

上記の工程によって、表裏面が実装面２１ａとされ、縁部に凹部２６が形成され、凹部２６の側面部２６ａから接続端子３１が延出された、小型化及び薄型化が可能な配線基板１１を容易に製造することができる。

なお、金属コア２２に接続端子３１が一体に設けられた配線基板１１（図１２参照）を製造する場合、上記の金属コア加工工程は省略となる。

また、接続端子３１に支持片３５を設ける場合は、上記の接続端子成形工程において、支持片３５が両側方へ突出された端子部３３を形成する。

このように、端子部３３に支持片３５を形成しておくことにより、その後の接続端子加工工程で接続端子３１を基板２１の一方の面側へ屈曲するだけで、他の配線基板４１を位置決めして容易に接続することが可能な配線基板１１を容易に製造することができる。

尚、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。

１１ 配線基板
１２ 電気・電子部品（部品）
２１ 基板
２１ａ 実装面
２２ 金属コア（高熱伝導層）
２６ 凹部
２６ａ 側面部
３１ 接続端子
３４ 湾曲部
３５ 支持片
４１ 他の配線基板
４５ コネクタ
４６ ハウジング

Claims (6)

1. 表面及び裏面の少なくとも一方の面が各種部品の実装面とされた基板と、
   前記基板の少なくとも一側縁部に形成された凹部と、
   前記凹部の側面部から延出し、前記基板の面に対して直交する方向へ屈曲された接続端子と、を備え、前記接続端子は、前記基板の側面の内側に位置している配線基板において、
   前記接続端子の屈曲部分が側面視で円弧状に湾曲した湾曲部とされており、かつ、前記凹部の長手方向の側面部に複数個配置され、該複数の接続端子のうち、少なくとも２個の接続端子は基板内部で電気的に接続されていることを特徴とする配線基板。
2. 前記基板は内部に高熱伝導層を備え、該高熱伝導層と前記接続端子が同一層に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記接続端子は、前記基板に対して間隔をあけて並設される他の配線基板に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
4. 前記接続端子には、前記基板に対して間隔をあけた位置に前記他の配線基板を支持する支持片が側方へ突出して設けられていることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
5. 前記凹部には、コネクタを構成するハウジングが配置され、前記ハウジングに前記接続端子が収容されることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板。
6. 表面及び裏面の少なくとも一方の面が各種部品の実装面とされた基板と、前記基板の少なくとも一側縁部に形成された凹部と、前記凹部の側面部から延出し、前記基板の面に対して直交する方向へ屈曲された接続端子とを備える配線基板の製造方法において、
   前記接続端子となる導電性の金属板の表裏に絶縁層を積層させて前記基板を形成する基板形成工程と、
   前記基板の前記凹部の形成箇所における前記絶縁層を除去して前記金属板を露出させる金属板露出工程と、
   露出させた前記金属板を加工して前記凹部及び前記接続端子を形成する接続端子形成工程と、
   を含み、
   さらに、前記接続端子形成工程において、前記接続端子に、側方へ突出する支持片を形成することを特徴する配線基板の製造方法。

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