JPH08195535A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大電流を給配電する配線基板で、小電流用回
路に電流容量に応じて細い回路導体を使用することを可
能にし、設計変更を容易にし、回路導体端部の接続端子
に電線用の接続端子をそのまま使用できるようにする。 【構成】 絶縁基板上に複数本の非絶縁導体素線の集合
体を束線にした回路導体を敷設し回路を形成したことを
特徴とする配線基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用や一般電気機器内
部で比較的大きな電流の配電に使用されるワイヤハーネ
スやフラットケーブルやプリント配線基板などの配線基
材に代わる配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来車両内部の機器や工作機、モータ制
御駆動回路など比較的大きな電流の流れる電気機器内の
配線には次のような方法があった。普通行われるのはケ
ーブルやバスバーなどを直接器内に配線するか、または
前もって配線を束にしてワイヤハーネス化した配線材を
取り付ける方法であるが、ワイヤハーネスの製造も配線
箇所への取り付けも自動化が難しく、また配線が空間を
通過するため大きな配線容積を占める欠点があった。こ
のためプリント配線基板を使う方法が考えられる。すな
わち絶縁基材表面に積層した銅箔をエッチングして回路
を形成したプリント配線基板で電気回路を接続するもの
で、自動化が容易で小さな配線容積で複雑な配線ができ
る長所があるが、厚い銅箔をエッチングすることが困難
なため大電流回路の形成が困難で、プリント配線基板が
使用できるのは電流が比較的小さい場合に限られる。こ
のため銅板などの金属板を必要な形状に切断や打抜き加
工で成形した導体を絶縁基板上に設けた大電流用配線基
板が考案されている。この大電流用配線基板は板厚の大
きな導体板を用いればかなり大きな電流を流すことがで
きる。図３に従来技術の大電流用配線基板の一例を示
す。銅板からプレスによる打ち抜きまたは切断などの加
工で形成された回路導体２がガラスエポキシ樹脂または
紙フェノール樹脂などの絶縁基板３の上の所定位置に載
置され、接着剤４で固着される。回路導体２と絶縁基板
３の接着は接着剤４を前もって絶縁基板３の表面全面ま
たは回路導体２の接着面側に塗布しておいてプレスする
ことにより行われるか、またはＢステージのエポキシ樹
脂など半硬化熱硬化性樹脂をガラス繊維に含浸させたシ
ート状プリプレグ材を回路導体２と絶縁基板３の間には
さみ、全体を熱プレスすることによって行われる。続い
てあらかじめ絶縁基板３の電気接続部分が切り抜かれ接
着剤４が塗布されたオーバーレイフィルム５が前記積層
体に重ね合わされ、プレスまたは熱プレスで積層して回
路導体２の表面が電気絶縁される。場合によってはオー
バーレイフィルム絶縁の代わりにソルダーレジストの様
な絶縁塗料が印刷叉は塗布され、焼き付けをされること
もある。回路導体２の接続部には電気接続用中継端子が
半田付けまたは溶接により取り付けられ、電気接続部材
や接続端子などとボルトやネジなどによって電気的に接
続し固定される。このようにして製造された大電流用配
線基板１は大電流を流せるばかりか器内配線が容易で比
較的小さな配線容積で複雑な配線ができる特長がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この大電流用配線基板
の回路導体２は構造的にはすべて同じ導体巾で作成し、
大電流用のものは厚い導体で、小電流用のものは薄い導
体で構成することが望ましいが、回路によって厚さが違
う導体を使用すると導体面に段差が生じ、回路導体２と
絶縁基板３の接着工程およびオーバーレイフィルム５の
接着工程で全部の回路導体に均一な圧力を掛けることが
困難になるため、回路によって導体の厚さを変えること
はできなかった。また接続相手の部品の端子は一定のピ
ッチで作成されていることが多いので、回路導体２は一
定のピッチで配線せねばならぬことが多く、回路によっ
て導体巾を広げようとすると布線ができなくなり、また
打抜き加工などの加工上の難易から小電流回路でもあま
り巾の狭い回路導体は製作できない。これらのことから
小電流回路においては必要以上に大きな回路断面の回路
導体が使われる場合が多くなり、回路導体２の重量は電
流容量から必要とされるより大きくなる欠点があった。
またこの大電流用配線基板は回路導体２の打抜きに高価
な打抜き金型を必要とし、そのため配線基板１に僅かな
設計変更が生じても金型の変更に大きな出費が発生する
ため自由に設計変更を行うことが困難であった。また回
路導体２を打抜き叉は切断で製作する際、大きな金属材
の材料ロスが発生するため配線基板が高価であった。ま
た回路導体２は肉厚の金属板から打抜き加工または切断
加工で製作するため複雑な加工が困難で、汎用の電線接
続用端子を直接取り付けることが困難なため接続相手端
子の形状に応じて中継用の端子を半田付けまたは溶接し
て接続せねばならず、経済性及び電気接続の信頼性にお
いて不利であった。また配線基板１の用途によっては配
線基板の一部を直角などに曲げて使用したい場合もある
が、回路導体２が固いためほとんど配線基板を曲げて使
用することは不可能であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記大電流用配
線基板の欠点を解消した新しい配線基板である。すなわ
ち本発明は絶縁基体上に回路導体として細径の非絶縁導
体素線の集合体を敷設し回路を形成したことを特徴とす
る配線基板である。

【０００５】

【作用】本発明の配線基板では導体に細径の非絶縁導体
素線を束状にした集合体を回路にしたため、回路毎に電
流容量に応じて所定の本数の素線を使用することにより
無駄なく導体の断面積を変えることが可能になった。細
径の素線の集合体として緩く撚り合わせた束線を敷設す
ることにより、大電流回路は多数の本数の素線を束ねる
ため線径が大きくなり小電流回路との間に段差が生じる
が、回路導体と絶縁基体を接着するプレス工程でもオー
バーレイフィルムを積層するためプレスする工程でも太
径の回路導体が容易に圧縮されて見かけ上の厚さが細径
の回路導体と同じになるため円滑にプレスすることがで
きる。また本発明の配線基板では不必要に小電流回路の
断面積を大きくしないで配線基板を作成できるため材料
の無駄がなくなり配線基板の重量を小さくできる。また
銅板を打抜く従来の大電流用配線基板に比べ高価な材料
のロスが全くないため材料のコストを低減させることが
できる。また本発明の配線基板では回路導体を打抜く高
価な金型を必要としなくなったため配線基板の設計変更
が自由にできるようになった。また本発明の配線基板の
回路導体の端末は素線の集合体であるため汎用の電線用
接続金具が容易に取り付けられ、経済的であり電気接続
の信頼性が高い。また本発明の配線基板の回路導体は素
線の集合体で柔軟なため、可撓性の絶縁基板を使用すれ
ば配線基板の一部を導体と共に曲げて使用することがで
きる。

【０００６】

【実施例】以下に本発明を実施例で詳細に説明する。図
１に本発明の配線基板１の構造を図示する。２は回路導
体で細径の非絶縁導体素線を束にしたものである。導体
素線の太さは特に限定はないが、線径があまり太いと線
が固くて加工が困難になりプレス工程でも大きな圧力を
掛けないと圧縮変形しにくくなる。またあまり素線の線
径が細いと多数本の線を束ねる工程が厄介になるばかり
か、束線の形状の自己保持性が悪くなり、絶縁基板上の
位置決めを精度良く行うのが困難になる。大電流回路と
小電流回路の素線径を変えることもでき、少なくとも最
小電流回路で２本以上の素線が束線になるように素線の
径を選ぶことが望ましい。一般には素線が銅線の場合は
線径が０．０８ｍｍ〜０．５ｍｍ、アルミ線の場合は
０．２ｍｍ〜１ｍｍのものが用いられる。回路導体２に
非絶縁の導体素線を使用する理由は、もしこれが絶縁素
線の集合体であると端末の接続部で個々の素線の絶縁層
の皮剥きが必要になるばかりか、回路導体を分岐させる
場合に電流の流れに不都合が生じるためである。３は絶
縁基板で、一般にガラスエポキシ板または紙フェノール
板など汎用プリント基板に用いられる材料が使用される
が、熱可塑性の樹脂板やセラミックなど無機質の絶縁板
も用いられ、材質に関して特に限定はない。絶縁基板３
の厚さも特に限定はなく、一般には厚さが約１．６ｍｍ
のものが用いられるが、強度が要求される場合は厚さ２
ｍｍ以上のものも用いられるし、配線基板１に可撓性が
要求される場合は厚さ０．１ｍｍの様な薄い材料も用い
られる。４は回路導体２を絶縁基板３に固定するための
接着剤で、回路導体２を絶縁基板３に載置する前にあら
かじめ絶縁基板３の表面に塗っておき、その粘性で回路
導体２を絶縁基板３上に仮固定し、その後でプレス工程
で回路導体２をプレスで圧縮しながら硬化させて回路導
体２を絶縁基板３上に固定するものである。接着剤４は
仮固定の際適当な粘性を有し、その後適当な条件で硬化
し、硬化後一定の強度を有するするものであればどの様
な種類のものでも差し支えない。回路導体２はあらかじ
め軽く撚り線加工などの方法で束線加工をして長さを切
り揃えたり分岐加工や成形加工をしたものを簡単な治具
に固定してあらかじめ接着剤４を塗布してあった絶縁基
板３の上に載置し、接着剤の粘性で仮固定する。回路導
体２の分岐点の部分は前もって半田や接着剤などで固め
たりテープなどで固定しておくのが好ましい。１枚の配
線基板に複数本の回路を載置する場合は複数個の治具を
準備して、順に載置して行くのが望ましい。全部の回路
導体２を絶縁基板３に載置し終わったら全体をプレスし
て回路導体２を絶縁基板３に接着固定する。プレスの圧
力は線径の大きな回路導体２が圧縮されて導体の表面が
平らになり、線径の小さな回路導体２も絶縁基板３に押
し付けられて良好な接着ができる程度の圧力であれば良
い。この時接着剤４の硬化を促進するため熱を加えても
良い。続いて回路導体２の表面を絶縁保護するためあら
かじめ接着剤（図示しない）が塗布され回路導体２の電
気接続点部分が切り抜かれたオーバーレイフィルム５を
積層体に重ねてプレスを行う。この時もオーバーレイフ
ィルム５の接着を促進するため熱を加えても良い。オー
バーレイフィルム５の積層は回路導体２を絶縁基板３に
接着するためのプレス工程と同時に行っても良い。また
オーバーレイフィルム５の電気接続点部分の切り抜きは
オーバーレイフィルム５の積層工程の後で行っても良
い。またオーバーレイフィルム５の積層の代わりにソル
ダーレジストなど絶縁塗料を印刷するか、塗布すること
で代用しても差し支えない。この後でもし配線基板１の
一部の折曲げが必要な場合は、ベンダーまたはプレスな
ど適宜の方法で配線基板１の曲げ加工を行う。最後に回
路導体２の端末接続部に接続用端子６が取り付けられ
る。回路導体２の端部は通常の撚り線の端末とほぼ同じ
なので、通常の電線の接続に用いられる接続用端子６が
そのまま用いられ、カシメ工具による圧着などで回路導
体２の端部に取り付けられる。

【０００７】

【その他の実施例】図２は本発明の他の実施例として回
路が交差している場合の配線基板の例を図示する。回路
が交差している場合は、回路導体２は絶縁基板３の上で
交差させないで、接続部に前もって開口部を設けたオー
バーレイフィルム５を積層し終わってから後工程でジャ
ンパー線７などを用いて接続させる。ジャンパー線７は
普通の電線接続用端子６を付けた絶縁電線を用いるが、
必ずしも絶縁されていなくても良い。ジャンパー線７は
配線基板１の適当な箇所に前もって孔を明けておいて、
配線基板１の裏側を通すこともできる。ジャンパー線７
と回路導体２は接続端子６を利用してカシメなど通常の
電線接続法で接続される。

【０００８】

【発明の効果】本発明の配線基板によれば小電流回路に
電流容量に応じた細径の回路導体が用いることができ、
軽量化と費用節減を計ることが可能になった。また本発
明の配線基板によれば回路導体を打抜く高価な金型を必
要としなくなったため設計変更が自由にできるようにな
った。また本発明の配線基板によれば汎用の電線用接続
金具が使用できるため、経済的であり、且つ電気接続の
信頼性を高めることができるようになった。また本発明
の配線基板の回路導体は素線の集合体で柔軟なため配線
基板の一部を導体と共に曲げて使用することが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配線基板の一実施例を示す説明図であ
る。

【図２】本発明の配線基板の他の例を示す説明図であ
る。

【図３】従来技術の大電流用配線基板の説明図である。

【符号の説明】

１ 配線基板 ２ 回路導体 ３ 絶縁基板 ４ 接着剤 ５ オーバーレイフィルム ６ 接続端子 ７ ジャンパー線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に少なくとも複数本の非絶縁
   導体素線の集合体を敷設し、回路を形成したことを特徴
   とする配線基板。