(57)【要約】【課題】電子部品と配線パターンとの導通不良を低減し、電子機器の製造コストの低減にも寄与する絶縁スペーサー、電子部品実装基板を提供する。【解決手段】絶縁スペーサー１２は、プリント基板１３と同一の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから構成される。こうした絶縁スペーサー１２の製造方法として、例えば、プリント基板１３の製造時に、１枚の板状材料からプリント基板１３と絶縁スペーサー１２とを一括して打抜形成することができる。また、板状材料からプリント基板１３を打抜形成した際の端材を用いて絶縁スペーサー１２を形成することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部および該本体部から延びる接続端子を有する電子部品と、前記本体部が配されるプリント基板の部品実装面との間に挿入される絶縁スペーサーであって、
前記プリント基板と同一の材料からなる絶縁板と、該絶縁板に形成され前記接続端子を貫通させる貫通穴と、を備え、前記絶縁板は、前記電子部品をプリント基板に実装した際に、一面側が前記部品実装面と密着し、かつ他面側が前記本体部と密着する厚みを持つことを特徴とする絶縁スペーサ。
【請求項２】
前記貫通穴は、１つの開口に対して、互いに離間した２本以上の前記接続端子を貫通可能な形状であることを特徴とする請求項１記載の絶縁スペーサ。
【請求項３】
前記貫通穴は、１つの開口に対して、複数の電子部品の接続端子を貫通可能な形状であることを特徴とする請求項１または２記載の絶縁スペーサ。
【請求項４】
前記貫通穴は、１つの絶縁板に対して複数形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の絶縁スペーサ。
【請求項５】
前記絶縁スペーサは、互いに重ねて配された複数の前記絶縁板と、該絶縁板どうしの間に配された熱伝導層とから構成されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の絶縁スペーサ。
【請求項６】
前記熱伝導層は、前記プリント基板に形成された、前記接続端子と電気的に接続される配線層と同一の材料からなることを特徴とする請求項５記載の絶縁スペーサ。
【請求項７】
前記貫通穴は、前記絶縁板の側縁部まで延び、一端が該側縁部において開放された形状をなすことを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の絶縁スペーサ。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項記載の前記絶縁スペーサと、前記電子部品が実装された前記プリント基板と、を少なくとも備えたことを特徴とする電子部品実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁スペーサー、電子部品実装基板に関し、詳しくは、電子部品の接合部における導通不良を低減可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板に実装される電子部品の筐体（本体）が特定の電位を持つ場合、プリント基板に形成された配線層との接触を避ける必要がある場合が存在する。例えば、電解コンデンサは、一般的にその筐体が負の極性の電位を持つ為、筐体と配線層との接触が想定される位置には、正の極性を持つ配線層を形成することができず、配線パターン設計上の制約要因となっていた。こうした配線パターン設計上の制約要因を緩和する手段として、電解コンデンサなどの電子部品とプリント基板との間に絶縁体（絶縁スペーサー）を挿入する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平２−１０６８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子部品とプリント基板との間に挿入される従来の絶縁スペーサーとしては、例えば、テフロン（登録商標）やナイロンなど絶縁性の板材に、電子部品の接続端子を貫通させる貫通穴を設けたものが知られている。しかしながら、従来の絶縁スペーサーは、主に絶縁性だけを考慮して形成されており、プリント基板と絶縁スペーサーとが全く異なる材料によって形成されていた。このため、プリント基板と絶縁スペーサーとの間で熱膨張係数が異なる場合が大半であった。即ち、プリント基板の素材は、一般的に紙フェノールやガラスエポキシ製であるため、テフロン（登録商標）やナイロンなどからなる絶縁スペーサーとの間で膨張率が異なっている。
【０００５】
こうした膨張率の違いは、例えば、基板として一般的な構成素材である紙フェノール基板の熱膨張係数は３００ｐｐｍ／℃程度（厚さ方向）、ガラスエポキシ基板の熱膨張係数は６５ｐｐｍ／℃程度（厚さ方向）、一方、絶縁スペーサーと一般的な素材であるナイロンの熱膨張係数は８０ｐｐｍ／℃程度、テフロン（登録商標）の熱膨張係数は１００ｐｐｍ／℃程度である。
【０００６】
このように、プリント基板と絶縁スペーサーとの間で熱膨張係数が異なる場合、高温環境下では絶縁スペーサーのみが大きく膨張してプリント基板にクラックを発生させる懸念があった。特に、絶縁スペーサーが配された電子部品と、プリント基板の配線パターンとの接合部にクラックが生じると、電子部品−配線パターン間の導通不良や、製品寿命を低下させるという課題があった。
【０００７】
また、絶縁性を必要とする電子部品の数だけ、プリント基板とは異なる材料からなる絶縁スペーサーを用意する必要があり、電子機器の製造コストを低減する際の妨げとなっていた。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、電子部品と配線パターンとの導通不良を低減し、電子機器の製造コストの低減にも寄与する絶縁スペーサー、電子部品実装基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような絶縁スペーサー、電子部品実装基板を提供した。
すなわち、本発明の絶縁スペーサーは、本体部および該本体部から延びる接続端子を有する電子部品と、前記本体部が配されるプリント基板の部品実装面との間に挿入される絶縁スペーサーであって、
前記プリント基板と同一の材料からなる絶縁板と、該絶縁板に形成され前記接続端子を貫通させる貫通穴と、を備え、前記絶縁板は、前記電子部品をプリント基板に実装した際に、一面側が前記部品実装面と密着し、かつ他面側が前記本体部と密着する厚みを持つことを特徴とする。
【００１０】
前記貫通穴は、１つの開口に対して、互いに離間した２本以上の前記接続端子を貫通可能な形状であることを特徴とする。
また、前記貫通穴は、１つの開口に対して、複数の電子部品の接続端子を貫通可能な形状であることを特徴とする。
【００１１】
前記貫通穴は、１つの絶縁板に対して複数形成されていることを特徴とする。
また、前記絶縁スペーサは、互いに重ねて配された複数の前記絶縁板と、該絶縁板どうしの間に配された熱伝導層とから構成されていることを特徴とする。
【００１２】
前記熱伝導層は、前記プリント基板に形成された、前記接続端子と電気的に接続される配線層と同一の材料からなることを特徴とする。
また、前記貫通穴は、前記絶縁板の側縁部まで延び、一端が該側縁部において開放された形状をなすことを特徴とする。
【００１３】
本発明の電子部品実装基板は、前記各項記載の絶縁スペーサと、前記電子部品が実装された前記プリント基板と、を少なくとも備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の絶縁スペーサー、電子部品実装基板によれば、プリント基板と絶縁スペーサーとを同一の部材で形成しているので、プリント基板と絶縁スペーサーとの間に熱膨張率の差が生じることが無い。これにより、電子部品実装基板の配置された温度環境が高温になったとしても、絶縁スペーサーとプリント基板との熱膨張率差に起因して電子部品の接続端子と配線層との接合部分に過剰な負荷が加わる虞が無い。よって、接続端子と配線層との接合部分にクラックが生じ、電子部品と配線層との間に導通不良が生じる可能性を低減することができる。
【００１５】
また、絶縁スペーサーをプリント基板と同一の材料から形成することによって、絶縁性を必要とする電子部品の数だけ、プリント基板とは異なる材料からなる絶縁スペーサーを用意する必要がなく、また、絶縁スペーサーの製造専用の工程を設ける必要もないので、電子部品実装基板の製造コストを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第一実施形態における絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板を示す断面図、平面図である。
【図２】第二実施形態における絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板を示す断面図、平面図である。
【図３】第三実施形態における絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板を示す断面図、平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係る絶縁スペーサー、電子部品実装基板の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１８】
（第一実施形態）
図１（ａ）は、本発明の絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板の第一実施形態を示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）を上方から俯瞰した時の平面図である。
電子部品実装基板１０は、本体部１１およびこの本体部１１から延びる接続端子１４ａ，１４ｂを有する電子部品１７と、この本体部１１が配されるプリント基板１３と、を備えている。また、電子部品１７を構成する本体部１１の底面１１ｂと、プリント基板１３の部品実装面１３ａとの間には、本発明の絶縁スペーサー１２が挿入されている。
【００１９】
プリント基板１３の部品実装面１３ａと反対側の配線面１３ｂには、所定のパターンを成す配線層１５が形成されている。そして、電子部品１７の接続端子１４ａ，１４ｂは、ハンダ層１９を介して、それぞれ個別に配線層１５に接合されている。
【００２０】
プリント基板１３は、絶縁性の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから構成された板状部材からなる。また、複数の材料を貼り合わせた多層基板であっても良い。
【００２１】
絶縁スペーサー１２を挿入する必要のある電子部品１７としては、例えば、コンデンサが挙げられる。コンデンサは、一般的に筐体（本体部）が負の極性の電位を持つ為、コンデンサとプリント基板との間に絶縁スペーサー１２を挿入することによって、正の極性を持つ配線層が近傍に配されていたとしても、短絡等の発生を抑制することができる。
【００２２】
絶縁スペーサー１２は、プリント基板１３と同一の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから構成される。こうした絶縁スペーサー１２の製造方法として、例えば、プリント基板１３の製造時に、１枚の板状材料からプリント基板１３と絶縁スペーサー１２とを一括して打抜形成することができる。また、板状材料からプリント基板１３を打抜形成した際の端材を用いて絶縁スペーサー１２を形成することもできる。
【００２３】
図１に示すように、絶縁スペーサー１２は、プリント基板１３と同一の材料からなる絶縁板１８と、この絶縁板１８に形成され電子部品１７の接続端子１４を貫通させる貫通穴１６とを備えている。
【００２４】
絶縁板１８は、電子部品１７の水平方向に沿った断面と同じ形状、例えば略円形に形成されていれば良い。あるいは、矩形や多角形など、任意の形状であっても良く、限定されるものではない。貫通穴１６は、絶縁板１８の一面１８ａと他面１８ｂとの間を貫通している。本実施形態において、貫通穴１６は、１つの開口に対して、複数の接続端子１４ａ，１４ｂが貫通可能な形状、例えば一方向に長い長穴となっている。
【００２５】
このような絶縁スペーサー１２を構成する絶縁板１８は、電子部品１７をプリント基板１３に実装した際に、一面１８ａ側がプリント基板１３の部品実装面１３ａと密着し、かつ他面１８ｂ側が電子部品１７の本体部１１の底面１１ａと密着する厚みとなるように形成されている。こうした絶縁板１８の厚みは、例えば、プリント基板１３と同一の厚みであればよい。よって、電子部品１７の本体部１１の底面１１ａと、プリント基板１３の部品実装面１３ａとの間は、例えば、プリント基板１３の厚み分だけ離間するように実装されれば良い。
また、絶縁スペーサ１２は、複数の絶縁板１８と、この絶縁板１８どうしの間に熱伝導層を配した構成であってもよい。この熱伝導層は、配線層１５と同一の材料、例えば、金属層などから構成されればよい。複数の絶縁板１８の間に熱伝導層を設けることによって、電子部品１７の放熱特性を更に向上させることができる。
【００２６】
以上のような構成の絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板の作用、効果を説明する。
本発明の電子部品実装基板１０においては、例えば、電解コンデンサなど、本体部１１が負の極性の電位となる電子部品１７の実装位置には、電子部品１７とプリント基板１３との間に本発明の絶縁スペーサー１８が挿入される。これによって、この電子部品１７が配された位置の近傍に正の極性を持つ配線層を形成したとしても、電子部品１７の本体部１１と正の極性を持つ配線層との間に短絡等の不具合を生じさせることを防止し、配線層のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００２７】
また、プリント基板１３と絶縁スペーサー１２とを同一の部材で形成することによって、電子部品１７の接続端子１４ａ，１４ｂと配線層１５との間の導通不良の発生を低減できる。例えば、電子部品実装基板１０の配置された温度環境が高温になった場合、プリント基板１３や絶縁スペーサー１２が熱膨張する。この時、従来のようにプリント基板と絶縁スペーサーとが異なる材料で形成されている場合、特に絶縁スペーサーの熱膨張率がプリント基板の熱膨張率よりも大きい場合には、絶縁スペーサーとプリント基板との熱膨張率差によって電子部品の接続端子と配線層との接合部分（例えば、はんだ層）に過剰な付加が加わり、クラックの発生による導通不良が発生する虞があった。
【００２８】
一方、本発明の絶縁スペーサー１２は、プリント基板１３と同一の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから形成されているので、プリント基板１３と絶縁スペーサー１２との間に熱膨張率の差が生じることが無い。これによって、電子部品実装基板１０の配置された温度環境が高温になったとしても、絶縁スペーサー１２とプリント基板１３との熱膨張率差に起因して電子部品１７の接続端子１４と配線層１５との接合部分であるはんだ層１９に過剰な負荷が加わる虞が無い。よって、接続端子１４と配線層１５との接合部分、即ちはんだ層１９にクラックが生じ、電子部品１７と配線層１５との間に導通不良が生じる可能性を低減することができる。これにより、電子部品実装基板１０の製品寿命の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、本発明の絶縁スペーサー１２は、プリント基板１３と同一の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから形成することによって、絶縁性を必要とする電子部品の数だけ、プリント基板とは異なる材料からなる絶縁スペーサーを用意する必要がない。即ち、絶縁スペーサー１２は、例えば、プリント基板１３の製造時に、１枚の板状材料からプリント基板１３と絶縁スペーサー１２とを一括して打抜形成したり、板状材料からプリント基板１３を打抜形成した際の端材を用いて形成することもできる。これにより、絶縁スペーサー１２の製造専用の工程を設ける必要が無く、また、絶縁スペーサー１２の製造専用の材料も用意する必要が無くなるので、電子部品実装基板１０の製造コストを低減することが可能になる。
【００３０】
（第二実施形態）
図２（ａ）は、本発明の絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板の第二実施形態を示す断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）を上方から俯瞰した時の平面図である。
第二実施形態における電子部品実装基板２０は、複数の電子部品１７，１７・・と、これら電子部品１７が配されたプリント基板１３と、を備えている。そして、これら電子部品１７を構成する本体部１１の底面１１ａと、プリント基板１３の部品実装面１３ａとの間には、本発明の絶縁スペーサー２２が挿入されている。
【００３１】
第二実施形態における絶縁スペーサー２２は、１枚の絶縁板２８に対して、それぞれの電子部品１７，１７・・の接続端子１４ａ，１４ｂが貫通可能な貫通穴２６が複数並んで配されている。こうした絶縁スペーサー２２も、プリント基板１３と同一の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから形成されている。
【００３２】
このような絶縁スペーサー２２を用いることによって、複数の電子部品１７，１７・・に対して、１つの絶縁スペーサー２２で一括して絶縁性を付与することができる。これにより、個々の電子部品１７，１７・・ごとに絶縁スペーサーを挿入する構成と比較して、電子部品実装基板２０の製造コストを低減すると共に、絶縁スペーサー２２自体の製造コストも低減することができる。また、複数の電子部品１７，１７・・に対して１つの絶縁スペーサー２２を挿入するだけで、一括して複数の電子部品１７，１７・・の絶縁性を確保することにより、スペーサーの挿入忘れを防止することもできる。
【００３３】
そして、こうした絶縁スペーサー２２においても、プリント基板１３と同一の材料から形成することで、プリント基板１３と絶縁スペーサー２２との間に熱膨張率の差が生じることが無い。よって、電子部品実装基板２０の配置された温度環境が高温になったとしても、絶縁スペーサー２２とプリント基板１３との熱膨張率差が生じず、電子部品１７，１７・・と配線層１５との間に導通不良が生じる可能性を低減することができる。
【００３４】
（第三実施形態）
図３（ａ）は、本発明の絶縁スペーサーを備えた電子部品実装基板の第三実施形態を示す断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）を上方から俯瞰した時の平面図である。
電子部品実装基板３０は、本体部１１およびこの本体部１１から延びる接続端子１４ａ，１４ｂを有する電子部品１７と、この本体部１１が配されるプリント基板１３と、を備えている。また、電子部品１７を構成する本体部１１の底面１１ａと、プリント基板１３の部品実装面１３ａとの間には、本発明の絶縁スペーサー３２が挿入されている。
【００３５】
プリント基板１３の部品実装面１３ａと反対側の配線面１３ｂには、所定のパターンを成す配線層１５が形成されている。そして、電子部品１７の接続端子１４ａ，１４ｂは、ハンダ層１９を介して、それぞれ個別に配線層１５に接合されている。
【００３６】
プリント基板１３は、絶縁性の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから構成された板状部材からなる。また、複数の材料を貼り合わせた多層基板であっても良い。
【００３７】
絶縁スペーサー３２は、プリント基板１３と同一の材料、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどから構成される。絶縁スペーサー３２は、プリント基板１３と同一の材料からなる絶縁板３８と、この絶縁板３８に形成され電子部品１７の接続端子１４を貫通させる貫通穴３６とを備えている。
【００３８】
貫通穴３６は、絶縁板３８の一面３８ａと他面３８ｂとの間を貫通している。そして、本実施形態における貫通穴３６は、絶縁板３８の側縁部３８ｃまで延び、一端がこの側縁部３８ｃにおいて開放された形状となっている。
また、絶縁板３８の他面３８ｂにおける側縁部３８ｃ寄りには、側縁部３８ｃに向けて厚みを漸減させる傾斜面３８ｄが形成されている。
【００３９】
このような構成の絶縁スペーサー３２を備えた電子部品実装基板３０によれば、製造手順の自由度を向上させることができる。例えば、図３（ｃ）に示すように、貫通穴３６の一端側が開放された形状にすることで、電子部品実装基板３０の製造工程において、電子部品１７の接続端子１４ａ，１４ｂを配線層１５に接合した後で、電子部品１７とプリント基板１３との間に絶縁スペーサー３２を挿入することも可能になる。この時、絶縁板３８の側縁部３８ｃ寄りに傾斜面３８ｄが形成されているので、電子部品１７を構成する本体部１１の底面１１ａと、プリント基板１３の部品実装面１３ａとの間の隙間が絶縁スペーサー３２の厚みとほぼ同一であったとしても、容易に挿入作業を行うことができる。
【００４０】
そして、こうした絶縁スペーサー３２においても、プリント基板１３と同一の材料から形成することで、プリント基板１３と絶縁スペーサー３２との間に熱膨張率の差が生じることが無い。よって、電子部品実装基板３０の配置された温度環境が高温になったとしても、絶縁スペーサー３２とプリント基板１３との熱膨張率差が生じず、電子部品１７と配線層１５との間に導通不良が生じる可能性を低減することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０…電子部品実装基板、１１…本体部、１２…絶縁スペーサー、１３…プリント基板、１４…接続端子、１５…配線層、１６…貫通穴、１７…電子部品、１８…絶縁板。
【図１】
2014072310.tif 000003
【図２】
2014072310.tif 000004
【図３】
2014072310.tif 000005