JP6667105B2 - 回路基板、回路構成体、及び回路基板の製造方法 - Google Patents
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Description
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
本発明の実施形態の詳細を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
〔回路構成体〕
図1〜図3を参照して、実施形態1に係る回路構成体1Aを説明する。回路構成体1Aは、表側回路パターン(図示略)が形成される上面を有する回路基板2と、回路基板2の下面に固定される複数のバスバ3と、バスバ3上に配置される電子部品4とを備える。回路構成体1Aの特徴の一つは、回路基板2が、電子部品4を配置する配置用貫通孔22と、下面から配置用貫通孔22の内側に向かって突出する端子用導体箔24とを備える点にある。以下、詳細を説明する。以下の説明では、説明の便宜上、回路構成体1Aの回路基板2におけるバスバ3側を下、その反対側を上として説明する。
回路基板2は、電子部品4が実装される板状部材で、その電子部品4を配置するための配置用貫通孔22を備える(図1〜図3)。回路基板2は、絶縁基板と、絶縁基板の一面(上面)に形成される表側回路パターンとを備える。絶縁基板の他面(下面)には、後述の端子用導体箔24を備える。この下面には、必要に応じて端子用導体箔24に接続される裏側回路パターンがさらに形成されていてもよい。回路基板2は、プリント基板を用いることができる。表側回路パターンは、銅箔で形成されている。絶縁基板の他面(下面)には、バスバ3が固定される。
配置用貫通孔22は、電子部品4をバスバ3上に配置するための孔である。配置用貫通孔22は、隣り合う2つのバスバ31,32に臨むように上下面を貫通している。配置用貫通孔22の輪郭形状は、電子部品4の外形に沿った形状が挙げられ、ここでは矩形状としている。配置用貫通孔22の大きさは、電子部品4を平面視したときの大きさよりも大きい。
端子用導体箔24は、電子部品4の端子と電気的かつ機械的に接続される。端子用導体箔24は、その下面から配置用貫通孔22の内側に向かって突出している。即ち、端子用導体箔24は、配置用貫通孔22の一部を覆っている。端子用導体箔24は、絶縁基板の下面のランドにハンダで接合されているのではなく、絶縁基板と絶縁基板の構成材料により一体化されている。そのため、導電材料からなる薄片(リード)を別途用意する必要がなく、薄片を回路基板2の下面のランドにハンダなどで接続する作業を不要にできる。端子用導体箔24の材質は、表側回路パターンと同様、銅が挙げられる。この端子用導体箔24の厚さは、例えば35μm以上400μm以下が挙げられる。端子用導体箔24の厚さが35μm以上であれば、電子部品4の端子を接続する程度の強度を保ち易い。端子用導体箔24の厚さが400μm以下であれば、過度に厚くなり過ぎず、回路基板2全体の厚さも過度に厚くなり過ぎない。端子用導体箔24の厚さは、更に50μm以上300μm以下が好ましく、特に70μm以上200μm以下が好ましい。
バスバ3は、電力回路を構成する(図1〜図3)。バスバ3は、電源や電気的負荷に接続される。バスバ3の材質は、導電性の金属が挙げられ、具体的には銅や銅合金などが挙げられる。バスバ3の数は複数であり、この複数のバスバ3(31,32)は、回路基板2の他面(下面)に互いに間隔を開けて固定されている(図2)。複数のバスバ3と回路基板2との固定には、これらの間に介在させる粘着シート6(後述)を用いることができる。バスバ31,32の形状は、矩形状である。隣り合う2つのバスバ31,32の上面は、面一である。
電子部品4は、回路基板2の下面の裏側回路パターン(端子用導体箔24)とバスバ3との両方に実装される(図1〜図3)。電子部品4の種類は、例えば、リレーやFET(Field effect transistor)といったスイッチング素子が挙げられる。
粘着シート6は、回路基板2と、複数のバスバ3とを接着する(図1〜図3)。粘着シート6は、両バスバ31,32の上面に両バスバ31,32の間を跨ぐように一連に配置されている。
実施形態1の回路構成体1Aによれば、以下の効果を奏することができる。
回路基板2の製造は、準備工程と穴あけ加工工程とを備える回路基板の製造方法I、又は準備工程と接着工程と除去工程とを備える回路基板の製造方法IIにより行える。
(準備工程)
準備工程は、導体箔が積層された上下面を有する積層板を準備する。この積層板は、絶縁基板と絶縁基板の上下面の導体箔とを有する。
穴あけ加工工程は、積層板に穴あけ加工を施す。この穴あけ加工は、積層板の上下に貫通する貫通孔を形成すると共に、積層板の下面の導体箔の一部で構成され、下面から貫通孔の内側に向かって突出する突出部を形成する。つまり、積層板を貫通する領域と、下面側の導体箔の一部を残して上面側の導体箔と絶縁基板とを除去する領域とを形成する。この貫通孔が配置用貫通孔22を構成し、突出部が端子用導体箔24を構成する。この穴あけ加工は、例えば、機械加工やレーザー加工等が挙げられる。穴あけ加工は、機械加工とレーザー加工とを組み合わせてもよい。組み合わせる場合は、例えば、機械加工で粗加工し、レーザー加工で仕上げ加工することが挙げられる。
(準備工程)
準備工程は、導体箔が積層された上面と、上下面に貫通する貫通孔とを有する孔付積層板を準備する。この孔付積層板は、絶縁基板と絶縁基板の上面の導体箔とを有し、絶縁基板の下面には導体箔が設けられていない。
接着工程は、孔付積層板の下面にその積層板の貫通孔を覆うように導体箔を接着する。導体箔の接着には、例えば、ガラスクロス(ガラス繊維)に樹脂(例えば、エポキシ樹脂など)を含浸させた絶縁性のプリプレグなどの接着シートが利用できる。この接着シートにおける孔付積層板の貫通孔に対応する箇所には、予めその貫通孔と同形状・同サイズの貫通孔を形成しておくとよい。
除去工程は、貫通孔を覆う導体箔の一部を溶解して除去する。それにより、孔付積層板の下面からその貫通孔の内側に向かって突出する突出部を形成する。この突出部が、上述の端子用導体箔24を構成する。導体箔の溶解・除去は、例えばエッチングで行える。このとき、残存させたい導体箔の上下面にはマスキングを施す。このマスキングは、上記接着工程で導体箔を孔付積層板に接着する前に予め施しておいてもよい。即ち、所定の位置にマスキングを施した導体箔を孔付積層板に接着してもよい。回路基板2の下面に端子用導体箔24に加えて裏側回路パターンを形成する場合には、この除去工程により端子用導体箔24の形成と裏側回路パターンの形成とを同時に行うことができる。
実施形態1の回路基板の製造方法I・IIによれば、絶縁基板の下面に配置用貫通孔22に突出する端子用導体箔24を有する上述の回路基板2を容易に製造できる。また、端子用導体箔24の位置精度に優れる回路基板2を製造できる。端子用導体箔24は、回路基板2のランドにリードをハンダ付けして形成したものではないため、ハンダ付けの際の位置ずれが生じないからである。
〔回路構成体〕
図4,図5を参照して、実施形態2に係る回路構成体を説明する。実施形態2に係る回路構成体は、端子用導体箔24が導体箔凹部241を有する点が実施形態1の回路構成体1Aと相違する。実施形態2に係る回路構成体のその他の点は、実施形態1の回路構成体と同様である。以下、相違点を中心に説明し、同様の構成及び同様の効果については説明を省略する。この点は、以下の実施形態3及び変形例1でも同様である。図4は、端子用導体箔24の拡大図であり、説明の便宜上、一方のバスバ31などのその他の部材を省略して示している。図5は、図3と同様、回路構成体を隣り合う2つのバスバの間を分断する切断線で切断した状態を示す断面図である。
(端子用導体箔)
端子用導体箔24の導体箔凹部241は、端子用導体箔24の上面とバスバ3(31,32)の上面との上下方向に沿った段差を緩和する。この導体箔凹部241は、端子用導体箔24の上面における電子部品4の第1端子41との接合領域がその下面側に窪むように形成される。即ち、導体箔凹部241は、配置用貫通孔22に臨む領域に形成される。導体箔凹部241の深さ(上下方向に沿った長さ)は、粘着シート6の厚さとすることが挙げられる。それにより、端子用導体箔24の上面と、バスバ3(31,32)の上面とを実質的に面一にし易い。導体箔凹部241の形成は、その上面側から下面側にパンチで打ち出すことで行える。その他、機械加工や、端子用導体箔24をその厚み方向に局所的にエッチングすることでも行える。
回路基板2の下面には、端子用導体箔24の他、裏側回路パターンを形成することができる。即ち、回路基板2の下面と粘着シート6との間に裏側回路パターンを介在させることができる。その場合、導体箔凹部241の深さを粘着シート6の厚さと裏側回路パターンを構成する導体箔の厚さとの合計厚さとすることが挙げられる。そうすれば、裏側回路パターンが回路基板2の下面と粘着シート6との間に介在されていても、端子用導体箔24の上面と両バスバ31,32の上面とを実質的に面一にすることができる。
実施形態2の回路構成体によれば、端子用導体箔24が導体箔凹部241を有することで、端子用導体箔24の上面と両バスバ31,32の上面との段差を小さくできる。特に、導体箔凹部241の深さが粘着シート6の厚さと同じであれば、上記段差を実質的に無くして両上面同士を面一にすることができる。
図6,図7を参照して実施形態3の回路構成体を説明する。実施形態3の回路構成体は、両バスバ31,32がバスバ凸部315を有する点が実施形態1の回路構成体1Aと相違する。各図では、一方のバスバ31のバスバ凸部315のみを図示し、他方のバスバ32のバスバ凸部は図示を省略している。図6は、両バスバ31,32の配置用貫通孔22に臨む箇所(電子部品4の端子が接続される箇所)の拡大図であり、説明の便宜上、端子用導体箔24などのその他の部材を省略して示している。図7は、図3及び図5と同様、回路構成体を隣り合う2つのバスバの間を分断する切断線で切断した状態を示す断面図である。
バスバ3(31,32)のバスバ凸部315は、バスバ3(31,32)の上面と端子用導体箔24の上面との上下方向に沿った段差を緩和する。バスバ凸部315は、バスバ31,32の上面における配置用貫通孔22に臨む領域に上面側に局所的に突出するように形成される。即ち、バスバ31,32の上面における電子部品4の第2端子42と第3端子とのそれぞれの接合領域に形成される。バスバ凸部315の高さ(上下方向に沿った長さ)は、上述の導体箔凹部241と同様、粘着シート6の厚さとすることが挙げられる。それにより、端子用導体箔24の上面と、バスバ3(31,32)の上面とを実質的に面一にし易い。バスバ凸部315の形成は、その下面側から上面側にパンチで打ち出すことや、バスバ3の上面のうち、バスバ凸部315以外の領域を研削して薄肉化することで行える。
この回路構成体では、実施形態2の回路構成体と同様、回路基板2の下面には、端子用導体箔24の他に裏側回路パターンを形成することができる。その場合、バスバ凸部315の高さは、粘着シート6の厚さと端子用導体箔24の厚さとの合計厚さとすることが挙げられる。そうすれば、実施形態2と同様、裏側回路パターンが回路基板2の下面と粘着シート6との間に介在されていても、端子用導体箔24の上面と両バスバ31,32の上面とを実質的に面一にすることができる。
実施形態3の回路構成体によれば、両バスバ31,32がバスバ凸部315を有することで、実施形態2と同様、端子用導体箔24の上面と両バスバ31,32の上面との段差を小さくできる。特に、バスバ凸部315の高さを粘着シート6の厚みと同じとすれば、上記段差を実質的に無くして両上面同士を実質的に面一にすることができる。
変形例1に係る回路構成体は、図示は省略しているが、一方のバスバのバスバ凹部を切欠ではなく打ち出し又は薄肉化により構成する点が実施形態1の回路構成体1Aと相違する。
一方のバスバのバスバ凹部は、バスバ切欠部311(図2)と同様、端子用導体箔が嵌め込まれることで、両バスバの上面と端子用導体箔の上面との段差を緩和する。バスバ凹部の大きさは、バスバ切欠部311(図2)と同様、端子用導体箔より大きい。バスバ凹部の深さは、粘着シート6(図2)の厚さとの差以上とすることができる。このバスバ凹部は、一方のバスバを上面側から下面側にパンチで打ち出すことで形成したり、一方のバスバの上面を切削するなどして形成したりすることができる。バスバ凹部を打ち出しにより形成した場合、そのバスバ凹部の下面を構成する箇所には、周辺領域よりも下方に突出する突出部が形成される。一方、バスバ凹部を切削などで形成した場合、そのバスバ凹部の下面を構成する箇所には、周辺領域よりも厚さの薄い薄肉部が形成される。この場合、一方のバスバの下面は、フラットである。薄肉部の厚さは、上記バスバ凹部の深さが粘着シート6の厚さ以上となる程度で、薄肉部の強度が低下しない程度とすることが好ましい。
2 回路基板
22 配置用貫通孔
24 端子用導体箔 241 導体箔凹部
3 バスバ
31 一方のバスバ
311 バスバ切欠部 315 バスバ凸部
32 他方のバスバ
4 電子部品
40 パッケージ 41 第1端子 42 第2端子
6 粘着シート
61 部品用開口部 62 導体箔用開口部
7 ハンダ
Claims (6)
- 回路パターンが形成される上面と、互いに間隔を開けて配置される複数のバスバが固定される下面とを有する回路基板であって、
前記バスバに臨むように前記上面と前記下面とを貫通して電子部品が配置される配置用貫通孔と、
前記下面から前記配置用貫通孔の内側に向かって突出して前記電子部品の端子が接続される端子用導体箔とを備え、
前記端子用導体箔は、前記端子用導体箔の上面における前記電子部品の端子との接合領域に前記下面側に窪ませることで、前記バスバの上面と前記端子用導体箔の上面との段差を緩和する導体箔凹部を有する、
回路基板。 - 回路パターンが形成される上面を有する回路基板と、
前記回路基板と接続され、前記回路基板の下面に互いに間隔を開けて固定される複数のバスバと、
前記バスバ上に配置される電子部品とを備え、
前記回路基板は、
前記バスバに臨むように前記上面と前記下面とを貫通して前記電子部品が配置される配置用貫通孔と、
前記下面から前記配置用貫通孔の内側に向かって突出して前記電子部品の端子が接続される端子用導体箔とを有し、
前記端子用導体箔は、前記端子用導体箔の上面における前記電子部品の端子との接合領域に前記下面側に窪ませることで、前記バスバの上面と前記端子用導体箔の上面との段差を緩和する導体箔凹部を有する、
回路構成体。 - 前記バスバは、前記バスバの上面に、前記端子用導体箔が嵌め込まれることで、前記バスバの上面と前記端子用導体箔の上面との段差を緩和するバスバ凹部を有する請求項2に記載の回路構成体。
- 前記バスバは、前記バスバの上面における前記配置用貫通孔に臨む領域に前記上面側に局所的に突出させることで、前記バスバの上面と前記端子用導体箔の上面との段差を緩和するバスバ凸部を有する請求項2又は請求項3に記載の回路構成体。
- 導体箔が積層された上下面を有する積層板を準備する準備工程と、
前記積層板に穴あけ加工を施して前記上下面に貫通する貫通孔を形成する穴あけ加工工程とを備え、
前記穴あけ加工は、前記積層板の下面の前記導体箔の一部を前記貫通孔内に残存させることで、前記下面から前記貫通孔の内側に向かって突出する突出部を形成する、
回路基板の製造方法。 - 導体箔が積層された上面と、上下面に貫通する貫通孔とを有する孔付積層板を準備する準備工程と、
前記孔付積層板の下面に前記貫通孔を覆うように導体箔を接着する接着工程と、
前記貫通孔を覆う前記導体箔の一部を溶解して除去することで、前記下面から前記貫通孔の内側に向かって突出する突出部を形成する除去工程と、
前記突出部の上面に下面側に向かって窪む導体箔凹部を形成する形成工程とを備える、
回路基板の製造方法。
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