(57)【要約】【課題】回路基板に実装される部品の部品高さを抑制しつつ、電子部品とプリント基板との接続が安定した回路基板を提供する。【解決手段】プリント基板１１と、左右両端が前記プリント基板１１に半田接続され、プリント基板が構成する電気回路を構成しないダミー部品１３と、前記プリント基板１１と前記ダミー部品１３とを接続する半田１７を通る上下方方向の直線の内、最も左端側の第一の直線Ｌ１と、最も右端側の第二の直線Ｌ２との間に実装され、前記プリント基板と共に電気回路を構成する電子部品１２とを備え、前記電子部品１２は、前記プリント基板１１よりも熱膨張率が小さく、前記保護部品１３の熱膨張率が前記電子部品１２の熱膨張率の近傍に設定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板と、
第一の方向における一端側及び第一の方向における他端側が前記プリント基板に接続され、前記プリント基板が構成する電気回路を構成しない保護部品と、
前記第一の方向に直交する第二の方向に形成されて前記プリント基板と前記保護部品との接続部を通る直線の内、前記第一の方向において最も一端側の第一の直線と、前記第一の方向において最も他端側の第二の直線との間で前記プリント基板に実装され、前記プリント基板と共に電気回路を構成する被保護部品とを備え、
前記被保護部品は、前記プリント基板よりも熱膨張率が小さく、前記保護部品の熱膨張率が前記被保護部品の熱膨張率の近傍に設定されることを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記プリント基板は、いずれか一方の面に前記被保護部品が実装され、いずれか他方の面に前記保護部品が実装されることを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
前記被保護部品は、前記プリント基板の厚み方向においてこのプリント基板を介して前記ダミー部品と対向することを特徴とする請求項２記載の回路基板。
【請求項４】
前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、
前記被保護部品は、前記配線パターン上に形成される第一のランドに接続され、
前記保護部品は、前記プリント基板において前記配線パターンから独立して形成される第二のランドに接続されることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の回路基板。
【請求項５】
前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、
前記保護部品は、複数の端子部を備え、この複数の端子部は前記配線パターンにおいて互いに同電位である箇所にそれぞれ接続することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱膨張率の小さい、例えばセラミック製の表面実装ＬＥＤパッケージ等の電子部品を、熱膨張率の大きいプリント基板に直接半田実装した回路基板が提供されていた。上記回路基板は、電子部品とプリント基板との熱張率の差が大きいことから、回路基板の使用環境の変化（周囲温度の上昇と下降）の繰り返しや、電子部品の発熱、冷却の繰り返しによって、プリント基板と電子部品とを接続する半田にクラックが生じる虞があった。そして、上記半田にクラックが生じた場合、プリント基板と電子部品との接続が不安定となって、回路基板が正常に動作しなくなる虞がある。
【０００３】
そこで、プリント基板と電子部品とを安定して接続するために、図７に示すように、電子部品１５１とプリント基板１５２との間に弾性体からなるコの字状の外部接続用端子１５３を介装した回路基板Ｐが提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上記回路基板Ｐでは、周囲温度の変化等により電子部品１５１とプリント基板１５２とが熱膨張または熱収縮した際、当該２つの部品の熱膨張率の違いに起因して、この２つの部材間にせん断力が発生する。しかしながら、外部接続用端子１５３が、せん断力を受けて弾性変形することで当該せん断地力を吸収する。従って、電子部品１５１とプリント基板１５２との接続が、外部接続端子１５３を介して安定し、回路基板の動作も安定する。
【０００５】
また、電子部品とプリント基板との接続を安定させる別の回路基板として、電子部品１６１とプリント基板１６３との間に、ばね部材１６５を介装した回路基板Ｑが提供されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
電子部品１６１は、複数の電極１６２を備え、プリント基板１６３は、複数の電極１６２に各々対応する複数のランド１６４を備えている。そして、ばね部材１６５は、複数の弾性片１６６を備え、当該複数の弾性片１６６が、複数の電極１６２と複数のランド１６４とを個別に接続する。
【０００７】
そして、周囲温度の変化等により電子部品１６１とプリント基板１６３とが熱膨張または熱収縮した際、当該２つの部品の熱膨張率の違いに起因して、この２つの部材間にせん断力が発生する。しかしながら、ばね部材１６５が、せん断力を受けて弾性変形することで当該せん断地力を吸収する。従って、電子部品１６１とプリント基板１６３との接続が、ばね部材１６５を介して安定し、回路基板の動作も安定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３０３３９６号公報
【特許文献２】特開２００２−３５３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記回路基板Ｐ，Ｑでは、プリント基板１５２，１６３と電子部品１５１，１６１との間に別途部品（外部接続用端子１５３、ばね部材１６５）を介装する分、回路基板Ｐ，Ｑに実装される部品高さが高くなってしまうといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路基板に実装される部品の部品高さを抑制しつつ、電子部品とプリント基板との接続が安定した回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の回路基板は、プリント基板と、第一の方向における一端側及び第一の方向における他端側が前記プリント基板に接続され、前記プリント基板が構成する電気回路を構成しない保護部品と、前記第一の方向に直交する第二の方向に形成されて前記プリント基板と前記保護部品との接続部を通る直線の内、前記第一の方向において最も一端側の第一の直線と、前記第一の方向において最も他端側の第二の直線との間で前記プリント基板に実装され、前記プリント基板と共に電気回路を構成する被保護部品とを備え、前記被保護部品は、前記プリント基板よりも熱膨張率が小さく、前記保護部品の熱膨張率が前記被保護部品の熱膨張率の近傍に設定されることを特徴とする。
【００１２】
また、この回路基板において、前記プリント基板は、いずれか一方の面に前記被保護部品が実装され、いずれか他方の面に前記保護部品が実装されることが好ましい。
【００１３】
また、この回路基板において、前記被保護部品は、前記プリント基板の厚み方向においてこのプリント基板を介して前記ダミー部品と対向することが好ましい。
【００１４】
また、この回路基板において、前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、前記被保護部品は、前記配線パターン上に形成される第一のランドに接続され、前記保護部品は、前記プリント基板において前記配線パターンから独立して形成される第二のランドに接続されることが好ましい。
【００１５】
また、この回路基板において、前記プリント基板は、前記電気回路を構成する配線パターンが形成され、前記保護部品は、複数の端子部を備え、この複数の端子部は前記配線パターンにおいて互いに同電位である箇所にそれぞれ接続することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、回路基板に実装される部品の部品高さを抑制しつつ、電子部品とプリント基板との接続が安定した回路基板を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１における回路基板の要部拡大図を示す。
【図２】同上における回路基板の側面図を示す。
【図３】同上における別形態の回路基板の概略図を示す。
【図４】本発明の実施形態２における回路基板の概略図を示す。
【図５】本発明の実施形態３における回路基板の概略図を示す。
【図６】同上における別形態の回路基板の概略図を示す。
【図７】従来例における回路基板の概略図を示す。
【図８】同上における別形態の回路基板の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態の回路基板Ａについて、図１，２を用いて説明を行う。なお、以下、図１における上下左右を基準とし、上下左右方向と直行する方向を前後方向として説明を行う。
【００２０】
本実施形態の回路基板Ａは、図１に示すように、配線パターン１１０が形成された略矩形板状のプリント基板１１と、プリント基板１１に実装される電子部品（被保護部品）１２と、当該電子部品１２の近傍に実装されるダミー部品（保護部品）１３とから構成される。
【００２１】
プリント基板１１は、例えば、ガラスエポキシ基材胴張積層板からなり、左右方向に長い矩形板状に形成され、熱膨張率が１４×１０−６／℃となっている。そして、プリント基板１１の前面には、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒが左右方向に並設されており、当該一対のランド１４Ｌ．１４Ｒは、互いに電位の異なる配線パターン１１０（１１０Ｌ,１１０Ｒ）にそれぞれ接続される。なお、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒは、プリント基板１上においてランド１４Ｌが左側、ランド１４Ｒが右側に形成されており、ランド１４Ｌ，１４Ｒを区別しない場合は、ランド１４と称する。そして、ランド１４Ｌが接続する配線パターン１１０を配線パターン１１０Ｌとし、ランド１４Ｒが接続する配線パターン１１０を配線パターン１１０Ｒとし、配線パターン１１０Ｌ．１１０Ｒを区別しない場合は、配線パターン１１０と称する。
【００２２】
また、一対のランド１４Ｌ．１４Ｒの上方には、配線パターン１１０から独立（絶縁）して、ダミー部品１３を実装するための一対のランド１５Ｌ、１５Ｒが左右方向に並設されている。なお、一対のランド１５Ｌ，１５Ｒは、ランド１５Ｌが左側、ランド１５Ｒが右側に形成されており、ランド１５Ｌ，１５Ｒを区別しない場合は、ランド１５と称する。
【００２３】
ここで、本実施形態では、ランド１５Ｌの右端を通る上下方向に沿う直線Ｌ１１と、ランド１５Ｒの左端を通る上下方向に沿う直線Ｌ２１との間に、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ形成される。
【００２４】
電子部品１２は、アルミナからなる矩形状のチップ抵抗であり、熱膨張率が７×１０−６／℃となっている。ここで、電子部品１２の一例としては、長辺が１．６ｍｍ、短辺が０．８ｍｍの所謂１６０８サイズのチップ抵抗が用いられる。
【００２５】
そして、電子部品１２の各短辺には当該短辺に沿って端子部１２１Ｌ，１２１Ｒが各々形成されており、当該端子部１２１Ｌ,１２１Ｒが、プリント基板１１における一対のランド１４Ｌ，１４Ｒにそれぞれ半田接続される。これにより、電子部品１２が、プリント基板１１に実装されて配線パターン１１０と共に電気回路を構成する。
【００２６】
また、電子部品１２は、長手方向を左右方向に沿わせた状態でプリント基板１１に実装されている。なお、図１では、回路基板１の一部の範囲のみを表しており、上記電気回路の一部のみを示している。
【００２７】
ダミー部品１３は、電子部品１２に比べて長手方向の寸法が大きい矩形状のアルミナ基材のチップジャンパーからなり、熱膨張率が７×１０−６／℃となっている。ここで、ダミー部品１３の一例としては、長辺が３．２ｍｍ、短辺が１．６ｍｍの所謂３２１６サイズのチップジャンパーが用いられる。
【００２８】
そして、ダミー部品１３の各短辺には当該短辺に沿って端子部１３１Ｌ，１３１Ｒが各々形成されている。そして、ダミー部品１３は、各端子部１３１Ｌ,１３１Ｒが、プリント基板１１における一対のランド１５Ｌ，１５Ｒにそれぞれ半田接続されることで、プリント基板１１に実装される。つまり、ダミー部品１３は、電子部品１２と同様に、長手方向を左右方向に沿わせた状態でプリント基板１１に実装されている。
【００２９】
これにより、電子部品１２とダミー部品１３とは、プリント基板１１上に上下方向に沿って並設される。ここで、ダミー部品１３は、配線パターン１１０から絶縁して独立した一対のランド１５Ｌ，１５Ｒに各端子部１３１Ｌ，１３１Ｒが接続することから、上記電気回路を構成しない。
【００３０】
ここで、電子部品１２は、ダミー部品１３の端子部１３１Ｌ，１３１Ｒとプリント基板１１におけるランド１５Ｌ，１５Ｒとを接続する半田（接続部）１７を通り上下方向に沿う直線Ｌ１，Ｌ２間に実装されている。
【００３１】
そして、通電時には、電子部品１２の発熱や、回路基板Ａを備える図示しない機器の筐体内の温度上昇により、回路基板Ａの温度が上昇し、プリント基板１１と電子部品１２とが熱膨張する。また、通電を遮断すると、プリント基板１１と電子部品１２とは、温度が徐々に低下して常温となり熱収縮する。ここで、ダミー部品１３の熱膨張率（７×１０−６／℃）は、プリント基板１１の熱膨張率（１４×１０−６／℃）の半分であり、電子部品の熱膨張率（７×１０−６／℃）と等しい。つまり、電子部品１２及びダミー部品１３は、温度変化に対する膨張量または収縮量がプリント基板１１の半分となる。
【００３２】
ここで、プリント基板１１は、電子部品１２に比べて熱膨張率が大きい（２倍である）ため、ダミー部品１３が実装されていない場合、上記熱膨張及び熱収縮が連続して発生した際に半田１６に繰り返しせん断力が働く。これにより、プリント基板１１と電子部品１２とを接続する半田１６にクラックが発生する虞がある。
【００３３】
しかしながら、本実施形態の回路基板では、電子部品１２に対してダミー部品１３が並設されている。そのため、上記熱膨張または熱収縮が発生した場合、プリント基板１１とダミー部品１３とを接続する一対の半田１７によって、電子部品１２とプリント基板１１とを接続する半田１６にかかる熱応力の一部が吸収される。そして、一対の半田１７が熱応力を吸収することで当該一対の半田１７を通る上記直線Ｌ１，Ｌ２間におけるプリント基板１１の膨張量または収縮量が抑えられる。従って、直線Ｌ１，Ｌ２間に実装された電子部品１２と、プリント基板１１とを接続する半田１６に働く熱応力を低減でき、半田１６にクラックが生じることを防止することができる。つまり、電子部品１２とプリント基板１１との接続状態が安定し、回路基板の動作が安定する。
【００３４】
更に、本実施形態の回路基板Ａでは、プリント基板１１と電子部品１２との間に、図８で示した外部接続用端子１５３や、図９で示したばね部材１６５を介装する必要がないため、プリント基板１１上に実装される部品の部品高さを抑制することができる。
【００３５】
また、ダミー部品１３は、上記の通り、プリント基板１１と電子部品１２とから構成される電気回路から絶縁して独立したランド１５Ｌ，１５Ｒに接続する。従って、回路基板Ａを折り割りする際、万が一、ダミー部品１３が変形により故障、若しくは、ダミー部品１３とランド１５とを接続する半田１７にクラックが発生したとしても、上記電気回路に影響を及ぼすことがない。
【００３６】
また、上記実施形態では、ダミー部品１３の各短辺（左右両端）に端子１３１Ｌ，１３１Ｒがそれぞれ形成されて当該端子１３１Ｌ，１３１Ｒがプリント基板１１に半田１７によって接続されていた。しかしながら、図３に示すように、端子１３１Ｌ，１３１Ｒを形成する代わりに、ダミー部品１３の各長辺（上下両端）に端子１３ａをそれぞれ形成してもよい。その場合、端子部１３ａの左端を通る上下方向に沿う直線Ｌ３と、端子部１３ａの右端を通り上下方向に沿う直線Ｌ４との間に電子部品１２が実装されていればよい。
【００３７】
なお、本実施形態では、電子部品１２のサイズを所謂１６０８サイズとし、ダミー部品１３のサイズを所謂３２１６サイズとしているが、上記サイズはこれに限定されるものではない。
【００３８】
（実施形態２）
本実施形態の回路基板Ｂについて、図４を用いて説明を行う。
【００３９】
本実施形態の回路基板Ｂは、電子部品１２の一方の端子部（本実施形態では左側の端子）１２１Ｌが接続する配線パターン１１０Ｌ上にダミー部品１３が実装されている点が実施形態１の回路基板Ａと異なっている。なお、その他の構成については、実施形態１と共通であるため、共通の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
本実施形態の回路基板Ｂでは、電子部品１２の左側の端子１２１Ｌが半田接続する配線パターン１１０Ｌが、当該接続箇所から更にダミー部品１３側（上側）へ向けて延設されている。そして、配線パターン１１０Ｌは、延設された後に左右方向に拡幅されることで拡幅部１１０ａが形成され、当該拡幅部１１０ａ上にダミー部品１３が実装されている。
【００４１】
そして、ダミー部品１３は、一対の端子１３１Ｌ，１３１Ｒが拡幅部１１０ａにそれぞれ半田接１７により接続されている。つまり、ダミー部品１３は、一対の端子１３１Ｌ，１３１Ｒが、配線パターン１１０において互いに同電位となる箇所に接続されて短絡している。
【００４２】
従って、回路基板Ｂが折り割りされる際に、各端子部１３１Ｌ，１３１Ｒとプリント基板１１とを接続する半田１７にクラックが生じたとしても、電子部品１２と配線パターン１１０とから構成される電気回路の動作に影響を及ぼすことがない。
【００４３】
また、ダミー部品１３が、配線パターン１１０Ｌ上に実装（半田接続）されることから、ダミー部品１３を実装するためのランドを回路基板１上に別途設ける必要がないため、回路基板１のサイズを小さくすることができる。例えば、ダミー部品１３を実装するためのランドをプリント基板１１上に別途設けた場合、電子部品１２が接続する配線パターン１１０と、ダミー部品１３が接続されるランドとを絶縁する必要がある。そのため、配線パターン１１０と上記ランドとの間に所定の沿面距離設ける必要があり、プリント基板１１のサイズが大きくなってしまう。
【００４４】
一方、本実施形態では、配線パターン１１０の一部にダミー部品１３を実装していることから、上記沿面距離を設ける必要がなく、電子部品１２とダミー部品１３との間の距離を小さくすることができ、回路基板１のサイズを抑えることができる。
【００４５】
（実施形態３）
本実施形態の回路基板Ｃについて図５を用いて説明を行う。
【００４６】
本実施形態の回路基板Ｃは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、ダミー部品１３が電子部品１２の実装された面（前面）とは、反対側の面（後面）に実装される点が実施形態１の回路基板Ａと異なっている。なお、その他の構成については、実施形態１と共通であるため共通の符号を付して説明を省略する。
【００４７】
本実施形態の回路基板Ｃでは、ダミー部品１３が、実施形態１の回路基板Ａにおいて実装されていた位置（プリント基板１１の前面）からプリント基板１１を挟んで間逆の箇位置（プリント基板１１の後面）に実装されている。つまり、プリント基板１１の後面に、ランド１５Ｌ、１５Ｒが左右方向に並設されて、当該一対のランド１５Ｌ，１５Ｒに、ダミー部品１３の各端子１３１Ｌ、１３１Ｒがそれぞれ半田１７によって接続されている。
【００４８】
また、プリント基板１１の前面には、ランド１５Ｌの右端を通って上下方向に沿う直線Ｌ１１と、ランド１５Ｒの左端を通って上下方向に沿う直線Ｌ２１との間に、一対のランド１４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ形成される。そして、当該一対のランド１４Ｌ，１４Ｒに、電子部品１２の各端子１２１Ｌ,１２１Ｒがそれぞれ半田１６によって接続されている。
【００４９】
ここで、実施形態１と同様に、電子部品１２は、端子部１３Ｌとプリント基板１１とを接続する半田１７を通り上下方向に沿う直線Ｌ１と、端子部１３Ｒとプリント基板１１とを接続する半田１７を通り上下方向に沿う直線Ｌ２との間に実装される。
【００５０】
従って、プリント基板１１においてダミー部品１３が実装された箇所の近傍では、プリント基板１１の温度が変化した際に発生するプリント基板１１の膨張または収縮が、ダミー部品１３によって抑えられる。特に、上記直線Ｌ１，Ｌ２間において、プリント基板１１の膨張または収縮が抑えられる。従って、直線Ｌ１，Ｌ２間に実装された電子部品１２とプリント基板１１とを接続する半田１６に働くせん断力を抑制でき。半田１６にクラックが生じることを防止することができる。
【００５１】
また、電子部品１２が接続するランド１４はプリント基板１１の前面に形成され、ダミー部品１３が接続するランド１５はプリント基板１１の後面に形成されるため、上下方向においてランド１４とランド１５との間に絶縁の為の沿面距離を設ける必要がない。従って、電子部品１２とダミー部品１３との間の距離を小さくすることができ、回路基板１の上下方向におけるサイズを抑えることができる。
【００５２】
更に、例えば、図６に示すように、電子部品１２とダミー部品１３とをプリント基板１１を介して対向して実装することもでき、上記の様に実装を行うことで回路基板１１の上下方向におけるサイズをより小さくすることができる。
【００５３】
また、例えば、図５（ｃ）に示すように、回路基板１が筐体４内に収納される場合、回路基板１の前面が筐体４の内壁に近接し、当該内壁から回路基板１側へ突出する補強リブ４ａが形成されていたとしても、補強リブ４ａがダミー部品１３に干渉することがない。
【符号の説明】
【００５４】
Ａ  回路基板
１１  プリント基板
１２  電子部品（被保護部品）
１３  ダミー部品（保護部品）
１４（１４Ｌ、１４Ｒ）  ランド（第一のランド）
１５（１５Ｌ、１５Ｒ）  ランド（第二のランド）
１６  半田（接続部）
１７  半田（接続部）
１１０（１１０Ｌ，１１０Ｒ）  配線パターン
１３１Ｌ．１３１Ｒ  端子部
Ｌ１  直線（第一の直線）
Ｌ２  直線（第二の直線） 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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