(57)【要約】【課題】簡易な構成によって入力、出力端子部間の沿面距離を長くして絶縁性を高められる配線基板およびこの配線基板が内装された半導体リレーを提供する【解決手段】絶縁基板１８上に、電子部品実装用の入力、出力端子部２１、２２を導電性素材で形成し、入力、出力端子部２１、２２を少なくとも除く表面を保護膜１９で覆った配線基板１０において、入力、出力端子部２１、２２の少なくとも１組について、入力、出力端子部２１、２２間に保護膜１９で覆われていない溝部３１を形成して入出力間絶縁分離部３０を構成している。【選択図】図１
2011009326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に、電子部品実装用の入力、出力端子部を導電性素材で形成し、上記入力、出力端子部を少なくとも除く表面を保護膜で覆った配線基板において、
上記入力、出力端子部の少なくとも１組について、該入力、出力端子部間に上記保護膜で覆われていない溝部を形成して入出力間絶縁分離部を構成したことを特徴とする配線基板。
【請求項２】
請求項１において、
上記絶縁基板は、切欠き、開口による複数の絶縁強化用絶縁強化用基板切除部を備えており、上記絶縁強化用基板切除部間を結ぶように、上記保護膜で覆われていない溝部を形成して他の入出力間絶縁分離部を構成している配線基板。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記入出力間絶縁分離部には、溝部に沿って、シルク印刷手法により絶縁シルク突条が形成されている配線基板。
【請求項４】
絶縁基板上に、電子部品実装用の入力、出力端子部を導電性素材で形成し、上記入力、出力端子部を少なくとも除く表面を保護膜で覆った配線基板において、
上記入力、出力端子部の少なくとも１組について、該入力、出力端子部間に、シルク印刷手法により絶縁シルク突条を形成して入出力間絶縁分離部を構成したことを特徴とする配線基板。
【請求項５】
請求項４において、
上記絶縁基板は、切欠き、開口孔による複数の絶縁強化用基板切除部を備えており、上記絶縁強化用基板切除部間を結ぶように、シルク印刷手法により絶縁シルク突条を形成して他の入出力間絶縁分離部を構成している配線基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の配線基板に、リレーの入出力部間の信号伝達を行うフォトカプラが実装され、少なくとも該フォトカプラの入力、出力端子部間には上記入出力間絶縁分離部が形成されており、ケースに該配線基板が内装され樹脂が充填されていることを特徴とする半導体リレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁基板上に、電子部品実装用の入力、出力端子部を導電性素材で形成し、この入力、出力端子部を少なくとも除く表面を保護膜で覆った配線基板およびこの配線基板が内装された半導体リレーに関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板の製造工程において、絶縁性を有したレジスト（保護膜）を基板表面および裏面を覆うように形成する工程がある。このレジストは、例えば感光性材料が用いられ、これを基板全体に被覆した後に、例えば、素子等の電子部品を半田付けする部分のレジストについては感光処理によって除去され、導電路等の銅箔パターン等の他の部位のレジストはそのまま保護膜として使用されるものである。
【０００３】
また、上記感光性レジストを用いて、レジストを除去してレジストパターンを形成し、その除去された箇所に絶縁性樹脂を充填して絶縁性パターンを形成する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３３５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、リレー装置として、入力部にＬＥＤ等の光半導体を用い、出力部にトランジスタやトライアック等の半導体制御回路を用いた半導体リレーが知られている。
【０００６】
この半導体リレーは、基板の入力部側に上記光半導体とリレーの入力端子脚片とを実装し、出力部側に上記半導体制御回路やリレーの出力端子脚片を実装し、さらにフォトカプラを実装した配線基板がケースに内装され、ケースの外方に入出力端子脚片が突出するように、絶縁樹脂を充填、封止して構成されている。
【０００７】
入力部と出力部とは上記フォトカプラで絶縁されており、このフォトカプラが光により入力部から出力部へ信号伝達する役割を担っている。
【０００８】
図９（ａ）は従来のこの種の配線基板のフォトカプラ実装部の部分概略平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ線断面図である。この図に示すように、フォトカプラを半田付けする入力端子部および出力端子部は感光性材料等による保護膜が形成されておらず、導電性素材により形成された導電路１０３等の銅箔パターンには保護膜１０５が被覆されており、さらにフォトカプラの実装部にはシルク印刷手法によるマーキング１０４が施されている。
【０００９】
これらの図に示すように、フォトカプラの入力、出力端子部１０１、１０２間は、絶縁性を有した絶縁基板１０６と保護膜１０５とで絶縁分離されている。
【００１０】
ところが、このように絶縁分離された配線基板であっても、雷サージ電圧を印加した場合に沿面放電するおそれがある。
【００１１】
したがって、フォトカプラの入力、出力端子部１０１、１０２間の沿面距離を長くして絶縁分離性を高める必要がある。例えばフォトカプラの入力、出力端子部１０１、１０２間に、開口、切欠きによって基板自体を切除し、ケースに内装し絶縁樹脂を充填することで絶縁分離性を高める方法が想定できるが、そうすれば基板自体の強度が低下するため、開口、切欠きによる方法で絶縁分離するには限界がある。
【００１２】
本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、簡易な構成によって入力、出力端子部間の沿面距離を長くして絶縁性を高められる配線基板および、この配線基板が内装された半導体リレーを提供することにある。より具体的には、絶縁基板上に従来形成されていた種々の素材を削除したり付加したりすることで、入力、出力端子部間を遮るように溝、突条を形成して入出力間絶縁分離部を強化して絶縁性を高めることを目的としている。
【００１３】
さらに、このような強化された入出力間絶縁分離部が、上記フォトカプラだけではなく、配線基板上の種々の電子部品の入力、出力端子部間に適用されることも、本発明の目的に含まれる。
【００１４】
また、配線基板には、絶縁分離性を高めるために、入力、出力端子部間の境界部に、基板自体の強度を低下させない程度に基板を切除して沿面放電が起こりにくく形成したものがある。本発明では、このように強度を保持するために基板を部分的に切除した結果、残された部位を、上記と同様の手段で入出力間絶縁分離部を形成して絶縁強化を図ることを、第２の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の配線基板は、絶縁基板上に、電子部品実装用の入力、出力端子部を導電性素材で形成し、入力、出力端子部を少なくとも除く表面を保護膜で覆った配線基板において、入力、出力端子部の少なくとも１組について、入力、出力端子部間に保護膜で覆われていない溝部を形成して入出力間絶縁分離部を構成したことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の配線基板では、絶縁基板は、切欠き、開口による複数の絶縁強化用基板切除部を備えており、絶縁強化用基板切除部間を結ぶように、保護膜で覆われていない溝部を形成して他の入出力間絶縁分離部を構成している。
【００１７】
請求項３に記載の配線基板は、入出力間絶縁分離部には溝部に沿って、シルク印刷手法により絶縁シルク突条が形成されている。
【００１８】
請求項４に記載の配線基板は、絶縁基板上に、電子部品実装用の入力、出力端子部を導電性素材で形成し、入力、出力端子部を少なくとも除く表面を保護膜で覆った配線基板において、入力、出力端子部の少なくとも１組について、入力、出力端子部間に、シルク印刷手法により絶縁シルク突条を形成して入出力間絶縁分離部を構成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の配線基板では、絶縁基板は、切欠き、開口孔による複数の絶縁強化用基板切除部を備えており、絶縁強化用基板切除部間を結ぶように、シルク印刷手法により絶縁シルク突条を形成して他の入出力間絶縁分離部を構成している。
【００２０】
請求項６に記載された半導体リレーは、請求項１〜５のいずれかに記載の配線基板に、リレーの入出力部間の信号伝達を行うフォトカプラが実装され、少なくともそのフォトカプラの入力、出力端子部間には上記入出力間絶縁分離部が形成されており、ケースに配線基板が内装され樹脂が充填されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１〜６に記載の本発明によれば、電子部品の入力、出力端子部の少なくとも１組について、入力、出力端子部間に保護膜で覆われていない溝部を形成して入出力間絶縁分離部を構成しているので、その溝部によって入力、出力端子部間の沿面距離を長くでき、絶縁分離性を高められて、絶縁耐圧を向上させることができる。
【００２２】
また、配線基板の保護膜として、従来使用していた感光性材料を使用すれば、溝部についても半田付けする部位と同様に、感光処理によってレジストを除去することで簡易に保護膜なしの状態に形成できるため、製造がきわめて簡便に行える。
【００２３】
請求項２に記載の配線基板によれば、絶縁強化用基板切除部間を結ぶように、保護膜で覆われていない溝部を形成して他の入出力間絶縁分離部を構成しているので、電子部品の入力、出力端子部間のみならず、絶縁強化用基板切除部間の基板部位による沿面放電も起こりにくくすることができる。
【００２４】
請求項３に記載の配線基板によれば、入出力間絶縁分離部には、溝部に沿って、シルク印刷手法により絶縁シルク突条が形成されているので、その突条によってさらに沿面距離を長くすることができる。また、電子部品の実装位置を示すマーキングとして従来使用されているシルク印刷を用いて突条を形成する構成であるため、従来のマーキングに加えて、絶縁シルク突条を付加形成するだけでよく、簡易に実現できる。
【００２５】
請求項４に記載の配線基板によれば、入力、出力端子部の少なくとも１組について、入力、出力端子部間に、シルク印刷手法により絶縁シルク突条を形成して入出力間絶縁分離部を構成しているので、その絶縁シルク突条によって沿面距離を長くでき、絶縁分離性を高められる。また、シルク印刷のマーキングを付加するだけでよいので、簡易に実現できる。
【００２６】
請求項５に記載の配線基板によれば、絶縁強化用基板切除部間を結ぶように、シルク印刷手法により絶縁シルク突条を形成して他の入出力間絶縁分離部を構成しているので、電子部品の入力、出力端子部のみならず、絶縁強化用基板切除部間の基板部位においても沿面放電を起こりにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は本発明の配線基板の第１実施形態の要部概略平面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の配線基板の第２実施形態の要部概略平面図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ線断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の配線基板の第３実施形態の要部概略平面図、（ｂ）は同Ｃ−Ｃ線断面図である。
【図４】第２実施形態の配線基板表面における溝部による入出力間絶縁分離部を説明するための配線基板の全体概略平面図である。
【図５】同実施形態の配線基板における絶縁シルク突条を説明するための配線基板の全体概略平面図である。
【図６】同実施形態の配線基板裏面における溝部による入出力間絶縁分離部を説明するための配線基板の全体概略裏面透視図である。
【図７】同配線基板が内装されている本発明の半導体リレーの分解斜視図である。
【図８】同半導体リレーの完成斜視図である
【図９】（ａ）は従来の配線基板のカプラー実装部の概略平面図、（ｂ）は同断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１〜図３は、本発明の配線基板の第１〜第３実施形態の説明図であり、それぞれの（ａ）は要部概略平面図、（ｂ）は同Ａ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線断面図である。
【００３０】
これらの３実施形態のうち第２実施形態について、配線基板の全体概略平面図を図４〜図６に図示している。第１、第３実施形態については、電子部品の実装位置については第２実施形態のものと同様であり、そのため配線基板全体の平面図の図示は省略している。
【００３１】
図４は、配線基板表面における溝部による入出力間絶縁分離部を説明するための配線基板の全体概略平面図である。図５は、配線基板における絶縁シルク突条を説明するための配線基板の全体概略平面図である。図６は、配線基板裏面における溝部による入出力間絶縁分離部を説明するための配線基板の全体概略裏面透視図である。
【００３２】
第１〜第３実施形態に例示した配線基板１０は、いずれも半導体リレー１に使用され、絶縁基板１８上に、入力部１０ａ側に入力端子脚片４６、ＬＥＤ４３等が実装され、出力部１０ｂ側に出力端子脚片４７、トライアック４２等が実装され、入力部１０ａから出力部１０ｂへの信号伝達手段としてフォトカプラ４１が実装されるものである。配線基板１０上には、これらの電子部品の他に、抵抗４５、コンデンサ４６等の電子部品も実装されている。図４〜図６において、フォトカプラ４１、トライアック４２、ＬＥＤ４３、コンデンサ４４、抵抗４５、入力端子脚片４６、出力端子脚片４７の基板上の実装部をそれぞれ、符号１１〜１７で示している。なお、これらの図は、これらの電子部品を実装する前の状態を示しており、実装後の状態については後述する図７に図示している。
【００３３】
配線基板１０は、入力部１０ａと出力部１０ｂとが、図４における右側と左側に概ね分離されており、その境界部１０ｃには、切欠き、開口による複数の絶縁強化用基板切除部２４が形成されており、入出力間の沿面距離の増大化による絶縁強化を図っている。そして、その境界部１０ｃに、入力部１０ａと出力部１０ｂとに橋架するようにフォトカプラ４１が実装される。
【００３４】
この配線基板１０は、絶縁基板１８上に例えば銅箔等の導電性素材で、上記電子部品の入力、出力端子部２１、２２と、それに接続される導電路２０とが形成されており、それらの入力、出力端子部２１、２２と、図４におけるクロスハッチング部とを除く表面が感光性材料等による保護膜１９で覆われている。
【００３５】
図４中のクロスハッチング部は、保護膜１９が形成されていない溝部３１を示しており、その溝部３１は、隣り合う絶縁強化用基板切除部２４間を結ぶように、境界部１０ｃに沿って２箇所に形成されており、それらのうちの１つは、フォトカプラ４１の入力、出力端子部２１、２２を分離する位置に形成されている。また、図６の配線基板の裏面透視図に示すように、表面側の溝部３１位置に相当する裏面位置、あるいは裏面の近傍位置にも同様の溝部３１が形成されている。
【００３６】
また、図５に示すように、符号１１〜１５で示した上記電子部品の実装部には、その取り付け外周枠を示すように、シルク印刷手法によるマーキング２３が付されており、特に入力、出力端子を備える電子部品については、入力、出力端子部２１、２２を分離するように２、３本のシルクによるライン（絶縁シルク突条３２）が施されている。特に、図４に示した溝部３１を形成した箇所には、絶縁シルク突条３２は溝部３１内外に溝部３１の形成方向に沿って形成されている。なお、フォトカプラ実装部１１については、入力、出力端子部２１、２２がそれぞれ２個ずつ形成されており、入力端子部２１間、出力端子部２２間にも絶縁シルク突条３２が形成されている。
【００３７】
こうして、配線基板１０には、境界部１０ｃのうち、フォトカプラ実装部１１および絶縁強化用基板切除部２４間を結ぶ部位（フォトカプラ実装部１１ではない部位）については、溝部３１と絶縁シルク突条３２とによる入出力間絶縁分離部３０が形成され、他の電子部品については、絶縁シルク突条３２のみによる入出力間絶縁分離部３０が形成されている。
【００３８】
図２には、フォトカプラ実装部１１の拡大平面図を示している。
【００３９】
図２に示すように、入力端子部２１と出力端子部２２との間には、それらを分離するように溝部３１が形成されているとともに、溝部３１に沿って３本の絶縁シルク突条３２が形成されており、それらによって入出力間絶縁分離部３０が構成されている。
【００４０】
この入出力間絶縁分離部３０は、図２（ｂ）の断面図に示しているように、溝部３１および絶縁シルク突条３２によって段差形状となっており、その段差によって、入力、出力端子部２１、２２間の沿面距離は、それらが形成されていない従来の平坦な形状のものにくらべて長くなっている。
【００４１】
第１実施形態（図１）に示したフォトカプラ実装部１１については、溝部３１による段差のみが形成されており、一方、第３実施形態（図３）に示したフォトカプラ実装部１１については、絶縁シルク突条３２のみによる段差が形成されており、いずれも、入力、出力端子部２１、２２間の沿面距離は、それらが形成されていない従来の平坦な形状のものにくらべて長くなっている。
【００４２】
このように、入力、出力端子部２１、２２間に保護膜１９で覆われていない溝部３１が形成された配線基板１０（第１、第２実施形態）によれば、その溝部３１によって沿面距離を長くでき、絶縁分離性を高められるし、入力、出力端子部２１、２２間に絶縁シルク突条３２が形成された配線基板１０（第２、第３実施形態）によれば、その絶縁シルク突条３２によって沿面距離を長くでき、絶縁分離性を高められ、沿面放電を起こりにくくできる。特に、溝部３１と絶縁シルク突条３２の両方を形成した第２実施形態に示したものについては、沿面距離が長いため絶縁分離効果は大きい。
【００４３】
また、図４、図６に示した、絶縁強化用基板切除部２４間を結ぶ部位（フォトカプラ実装部１１ではない部位）には、溝部３１と絶縁シルク突条３２による他の入出力間絶縁分離部３０Ａが形成されているので、絶縁強化用基板切除部２４２間の沿面放電も起こりにくくすることができる。
【００４４】
さらに、抵抗４５、コンデンサ４６等の電子部品についても、入力、出力端子部２１、２２間に絶縁シルク突条３２が形成されているので、絶縁分離性を高めることができる。
【００４５】
入出力間絶縁分離部３０、３０Ａを構成する溝部３１については、従来においても配線基板１０に形成していた保護膜１９を一部除去することによって形成できるので、製造はきわめて簡便に行える。特に、保護膜１９として使用していた感光性材料を使用すれば、溝部３１についても半田付けする部位と同様に感光処理によってレジストを除去できるので、形成が簡便である。
【００４６】
また、入出力間絶縁分離部３０、３０Ａを構成する絶縁シルク突条３２については、従来のマーキング２３に加えて、シルク印刷手法によって絶縁シルク突条３２を付加形成するだけなので、溝部３１と同様、簡易に実現できる。
【００４７】
なお、フォトカプラ４１の入力、出力端子部２１、２２間に溝部３１のみにより構成した入出力間絶縁分離部３０（第１実施形態）、およびフォトカプラ４１の入力、出力端子部２１、２２間に絶縁シルク突条３２のみにより構成した入出力間絶縁分離部３０（第３実施形態）は、溝部３１と絶縁シルク突条３２とにより構成した入出力間絶縁分離部３０（第２実施形態）よりも絶縁分離効果は低いが、いずれも溝部３１、絶縁シルク突条３２の一方のみで形成できるので、製造容易という利点がある。
【００４８】
以上の実施形態に例示した半導体リレー１においては、少なくとも、電気的な絶縁を絶対的に必要とするフォトカプラ実装部１１の入力、出力端子部２１、２２、または、それに加えて、境界部１０ｃのうち、絶縁強化する必要のある絶縁強化用基板切除部２４間を結ぶ部位（フォトカプラ実装部１１ではない部位）について、他の入出力間絶縁分離部３０Ａを形成することが望ましい。
【００４９】
図７は、上記の配線基板１０が内装されている半導体リレー１の分解斜視図である。また図８は、同半導体リレー１の完成斜視図である。
【００５０】
上記配線基板１０は、フォトカプラ４１、トライアック４２、ＬＥＤ４３、入力端子脚片４６、出力端子脚片４７等の種々の電子部品を所定の部位に実装したうえで、ケース２に内装され、樹脂３が充填、封止される。
【００５１】
このように、配線基板１０を収容したケース２に樹脂３が充填されるので、空中放電は起こり得ず、上記の溝部３１、絶縁シルク突条３２によって形成された凹凸により長くなった沿面距離を確実なものとすることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１      半導体リレー
２      ケース
３      樹脂
１０      配線基板
１０ａ      入力部
１０ｂ      出力部
１０ｃ      境界部
１１      フォトカプラ実装部
１８      絶縁基板
１９      保護膜
２０      導電路
２１      入力端子部
２２      出力端子部
２４      絶縁強化用基板切除部
３０      入出力間絶縁分離部
３０Ａ      他の入出力間絶縁分離部
３１      溝部
３２      絶縁シルク突条
４１      フォトカプラ
４２      トライアック
４３      ＬＥＤ
【図１】
2011009326.tif 000003
【図２】
2011009326.tif 000004
【図３】
2011009326.tif 000005
【図４】
2011009326.tif 000006
【図５】
2011009326.tif 000007
【図６】
2011009326.tif 000008
【図７】
2011009326.tif 000009
【図８】
2011009326.tif 000010
【図９】
2011009326.tif 000011