(57)【要約】【課題】製造段階での仮固定のための補助金具やファスナー等が必要なく、基板の水平接続がフロー半田付けのみで実施可能な複合回路基板、及び基板製造方法を提供する。【解決手段】本発明の複合回路基板は、構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続することにより形成される複合回路基板である。夫々の回路基板には、穴部が設けられている。この穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入して固定することにより、複数の回路基板が電気的及び機構的に接続され、複合回路基板となる。ピンヘッダーは、二つの突起脚部からなるコ字形状をしている。突起脚部は、回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で穴部へ挿入されて固定される。突起脚部の長さが異なる複数のピンヘッダーを用いる場合、回路基板の上面または下面に対して垂直な方向でピンヘッダーを積み重ねるとともに千鳥配置する。そしてこの状態でピンヘッダーを各回路基板に固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続した複合回路基板において、
夫々の前記回路基板に設けられた穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入して固定することにより、複数の前記回路基板を電気的及び機構的に接続したこと
を特徴とする複合回路基板。
【請求項２】
前記ピンヘッダーが二つの前記突起脚部からなるコ字形状をしており、
前記突起脚部が、前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で前記穴部へ挿入されて固定されることにより、複数の前記回路基板を水平に接続した、
請求項１に記載の複合回路基板。
【請求項３】
前記突起脚部の長さが異なる複数の前記ピンヘッダーを、前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で積み重ねるとともに千鳥配置して前記回路基板に固定した、
請求項２に記載の複合回路基板。
【請求項４】
前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定した、
請求項２に記載の複合回路基板。
【請求項５】
夫々の前記回路基板の位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ前記回路基板を装着し、前記マスクパレットへ装着された状態の前記回路基板の前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定した、
請求項２に記載の複合回路基板。
【請求項６】
構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続して複合回路基板を製造する基板製造方法において、
夫々の前記回路基板に設けられた穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入する工程と、前記突起脚部を前記回路基板に対して固定することにより複数の前記回路基板を電気的及び機構的に接続する工程とを備えること
を特徴とする基板製造方法。
【請求項７】
二つの前記突起脚部からなるコ字形状をしたピンヘッダーの前記突起脚部を前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で前記穴部へ挿入して固定することにより、複数の前記回路基板を水平に接続する工程を備える、
請求項６に記載の基板製造方法。
【請求項８】
前記突起脚部の長さが異なる複数の前記ピンヘッダーを、前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で積み重ねるとともに千鳥配置して前記回路基板に固定する工程を備える、
請求項７に記載の基板製造方法。
【請求項９】
前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定する工程を備える、
請求項７に記載の基板製造方法。
【請求項１０】
夫々の前記回路基板の位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ前記回路基板を装着する工程と、
前記マスクパレットへ装着された状態の前記回路基板の前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定する工程とを備える、
請求項７に記載の基板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の回路基板を接続した複合回路基板、及びその製造方法に関するものであり、特に片面基板と多層基板とを水平接続した複合回路基板、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビ装置等の電気製品に用いられる回路基板として、電力系の片面基板と、制御系の多層基板とからなる複合回路基板が実用化されている。複合回路基板は、片面基板と多層基板とに分けて回路部品を搭載し、両回路基板を電気的及び機構的に接続することにより製造される。
【０００３】
従来の複合回路基板は、両回路基板に設けられた端子の間をケーブルで電気的に接続している。片面基板には、例えば整流用ダイオードブリッジや平滑用電解コンデンサ等が装着されている。また多層基板には、例えば操作信号やセンサーの信号を処理し、モータのドライバや表示装置に信号を出力するためのＩＣ等が装着されている。
【０００４】
片面基板と多層基板とでは、一般的に基板の材料費に倍以上の価格差がある。このためコストの削減のために、多層基板をできる限り小型化することが望ましい。しかしながら多層基板を小型化するにつれ、両基板間を跨ぐ信号数が増えるため、両回路基板の接続作業にかかるコストが増加する。また、両回路基板を電気的に接続するための伝送路の密度を高める必要がある。
【０００５】
またこれらの問題に付随して、基板間コネクタを使用して両回路基板を接続する場合、勘合部分を有するコネクタを使用するため、ユニットに対する振動等によりコネクタの接触不良が発生するという問題もある。
【０００６】
上記に関連して特許文献１においては、補強部材を追加することで応力集中を緩和し、さらに誤挿入の防止、コストダウンを考慮した基板接続補強用固定具が開示されている。この基板接続補強用固定具は、各回路基板に開けられた穴に挿入固定するリベット状の突起を有する。この突起の挿入により各回路基板を機構的に接続、固定することで、応力集中によるコネクタの電気的分断等の不具合を低減している。
【０００７】
また、特許文献２においては、異なる複合基板を一体化することにより、半田付けのコストやケーブルによる電気的接続を不要とした異種複合基板が開示されている。この異種複合基板は、それぞれの回路の特性に適応した異種材料による回路基板をファスナーで接続し、一体化している。
【０００８】
これにより、接続した後、部品を装着してリフロー半田付けやフロー半田付けにより両回路基板を電気的に接続する導電体を、同一工程で半田付けできる。このため、ケーブルを用いて両回路基板を接続する必要がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−１１９４１４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３２１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら特許文献１に開示されている方法では、プリント接続補強用固定具を追加するため、回路基板の面積増加、及びコストアップにつながるという問題がある。また特許文献２に開示されている方法では、ファスナーによる仮固定が必要であるため、ファスナーの装着作業に伴う作業効率の低下や、部品のコストアップにつながるという問題がある。
【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するために発明されたものであり、その目的は、製造段階で仮固定のための補助金具やファスナー等が必要なく、回路基板の水平接続がフロー半田付けのみで実施可能な複合回路基板、及び基板製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明の複合回路基板は、構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続した複合回路基板において、夫々の前記回路基板に設けられた穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入して固定することにより、複数の前記回路基板を電気的及び機構的に接続したことを特徴としている。
【００１３】
この構成によると、本発明の複合回路基板は、構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続することにより形成される複合回路基板である。夫々の回路基板には、穴部が設けられている。この穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入して固定することにより、複数の回路基板が電気的及び機構的に接続され、複合回路基板となる。
【００１４】
また上記目的を達成するために本発明の複合回路基板は、前記ピンヘッダーが二つの前記突起脚部からなるコ字形状をしており、前記突起脚部が、前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で前記穴部へ挿入されて固定されることにより、複数の前記回路基板を水平に接続した複合回路基板である。
【００１５】
この構成によると、回路基板の接続に用いるピンヘッダーが、二つの突起脚部からなるコ字形状をしている。突起脚部は、回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で穴部へ挿入されて固定される。これにより、複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板が形成される。
【００１６】
また上記目的を達成するために本発明の複合回路基板は、前記突起脚部の長さが異なる複数の前記ピンヘッダーを、前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で積み重ねるとともに千鳥配置して前記回路基板に固定した複合回路基板である。
【００１７】
この構成によると、突起脚部の長さが異なる複数のピンヘッダーを、回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で積み重ねるとともに千鳥配置する。そしてこの状態でピンヘッダーを各回路基板に固定する。これにより、複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板が形成される。
【００１８】
また上記目的を達成するために本発明の複合回路基板は、前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定した複合回路基板である。
【００１９】
この構成によると、回路基板に設けられた穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入してフロー半田することにより、ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定する。これにより、複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板が形成される。
【００２０】
また上記目的を達成するために本発明の複合回路基板は、夫々の前記回路基板の位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ前記回路基板を装着し、前記マスクパレットへ装着された状態の前記回路基板の前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定した複合回路基板である。
【００２１】
この構成によると、各回路基板の位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ回路基板を装着する。そしてマスクパレットへ装着された状態の回路基板の穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入してフロー半田することにより、ピンヘッダーを複数の回路基板に固定する。これにより、複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板が形成される。
【００２２】
また上記目的を達成するために本発明の基板製造方法は、構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続して複合回路基板を製造する基板製造方法において、夫々の前記回路基板に設けられた穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入する工程と、前記突起脚部を前記回路基板に対して固定することにより複数の前記回路基板を電気的及び機構的に接続する工程とを備えることを特徴とする基板製造方法である。
【００２３】
この構成によると、本発明の基板製造方法は、構成が異なる複数の回路基板を電気的及び機構的に接続して複合回路基板を製造する基板製造方法である。本発明の基板製造方法は、夫々の回路基板に設けられた穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入する工程を備える。また、突起脚部を回路基板に対して固定することにより複数の回路基板を電気的及び機構的に接続する工程を備える。これにより、複数の回路基板が電気的及び機構的に接続され、複合回路基板となる。
【００２４】
また上記目的を達成するために本発明の基板製造方法は、二つの前記突起脚部からなるコ字形状をしたピンヘッダーの前記突起脚部を前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で前記穴部へ挿入して固定することにより、複数の前記回路基板を水平に接続する工程を備える。
【００２５】
この構成によると、本発明の基板製造方法は、二つの突起脚部からなるコ字形状をしたピンヘッダーの突起脚部を、回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で穴部へ挿入する工程を備える。これにより、ピンヘッダーにより複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板となる。
【００２６】
また上記目的を達成するために本発明の基板製造方法は、前記突起脚部の長さが異なる複数の前記ピンヘッダーを、前記回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で積み重ねるとともに千鳥配置して前記回路基板に固定する工程を備える。
【００２７】
この構成によると、本発明の基板製造方法は、突起脚部の長さが異なる複数のピンヘッダーを、回路基板の上面または下面に対して垂直な方向で積み重ねるとともに、千鳥配置する工程を備える。これにより、ピンヘッダーにより複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板となる。
【００２８】
また上記目的を達成するために本発明の基板製造方法は、前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定する工程を備える。
【００２９】
この構成によると、本発明の基板製造方法は、穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入してフロー半田することにより、ピンヘッダーを複数の回路基板に固定する工程を備える。これにより、ピンヘッダーにより複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板となる。
【００３０】
また上記目的を達成するために本発明の基板製造方法は、夫々の前記回路基板の位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ前記回路基板を装着する工程と、前記マスクパレットへ装着された状態の前記回路基板の前記穴部へ前記突起脚部を挿入してフロー半田することにより、前記ピンヘッダーを複数の前記回路基板に固定する工程とを備える。
【００３１】
この構成によると、本発明の基板製造方法は、夫々の回路基板の位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ回路基板を装着する工程を備える。また、マスクパレットへ装着された状態の回路基板の穴部へピンヘッダーの突起脚部を挿入してフロー半田することにより、ピンヘッダーを複数の回路基板に固定する工程を備える。これにより、ピンヘッダーにより複数の回路基板が水平に接続され、複合回路基板となる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、製造段階で仮固定のための補助金具やファスナー等が必要なく、基板の水平接続がピンヘッダーのフロー半田付けのみで実施可能である。このため、少ないコストで複数の基板を水平接続することができるとともに、十分な接続強度を確保することができる。
【００３３】
また本発明によれば、接続具としてピンヘッダーを用い、また必要に応じてピンヘッダーを重ね合わせて千鳥配置するため、ケーブル等を用いて基板間の信号を伝送する場合と比較して、伝送路の密度を高めることができる。これにより、多層基板の省サイズ化を図ることが可能である。
【００３４】
また本発明によれば、位置決め用のボスが設けられたマスクパレットへ回路基板を装着して、ピンヘッダーをフロー半田する。このため、仮固定を行う必要がなく、また作業者はピンヘッダーの装着、固定作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合回路基板の構成を示す上面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るピンヘッダーの構成を示す側面断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る複合回路基板の製造フローを示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る複合回路基板のパレット装着時の上面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る複合回路基板の組み付け時の構成を示した上面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る複合回路基板の組み付け時の構成を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
〈１．装置構成について〉
図１は、本発明の一実施形態に係る複合回路基板１００の装置構成を示した上面図である。本実施形態の複合回路基板１００は、液晶表示装置の一部を構成する部材であり、液晶表示装置の駆動を制御するための制御回路や、液晶表示装置を他装置へ接続するための接続端子等を装着するのに用いられる。
【００３８】
図１に示すように、本実形態の複合回路基板１００は、主に電力系の回路が装着された片面基板１０と、主に制御系の回路が装着された多層基板２０とを含むように構成されている。これらの両回路基板は、互いに水平接続される構造となっている。両回路基板は、ピンヘッダー３０のみで接続され、ピンヘッダー３０により相互に支持される構造となっている。
【００３９】
また両回路基板の端部（図１の例では図右方向）には、液晶表示装置を他装置と接続するためのインタフェース部４０が設けられている。インタフェース部４０は例えば、画像情報を入出力するためのＳ端子やＨＤＭＩ端子、または音声情報を入出力するための光デジタル音声端子等を含んでいる。
【００４０】
図２は、両回路基板に装着されたピンヘッダー３０を側面から見た側面断面図である。ピンヘッダー３０はコ字型の形状をしており、二つの突起脚部３１を備える。突起脚部３１は、予め両回路基板に設けられた貫通穴９０（＝穴部）に垂直に挿入される。これにより、ピンヘッダー３０の両端を片面基板１０及び多層基板２０に半田付け可能となっている。
【００４１】
なお図２の例では、小面積で多数の接続ピン数を確保するために、突起脚部３１の長さが異なるピンヘッダー３０を二段に重ねた構造としている。この場合、フロー半田における半田タッチ時や、ピンヘッダー３０が傾いた時の接触を避けるため、突起脚部３１を千鳥配置としている。
〈２．製造フローについて〉
【００４２】
ここで、図３のフロー図及び図４の上面図を用いて、複合回路基板１００の製造フローを説明する。
【００４３】
まずステップＳ１１０において、多層基板２０に対し、クリーム半田の印刷を行う。次にステップＳ１２０において、部品の自動装着機にて部品を装着する。部品としては例えば、制御系回路基板に必要とされるチップ抵抗、チップコンデンサ、電解コンデンサ、ＩＣ等を装着する。
【００４４】
次にステップＳ１３０において、印刷したクリーム半田を溶融してリフロー半田付けを行い、これらの部品を固定する。次にステップＳ１４０において基板を反転させた後、ステップＳ１５０において接着剤を塗布する。次にステップＳ１６０において、接着剤を塗布した面に対して部品を装着する。これにより、多層基板２０の接続前準備が完了する。
【００４５】
片面基板１０に対しては、ステップＳ２１０において接着剤を塗布した後、ステップＳ２２０において、接着剤を塗布した面に対して部品を装着する。部品としては例えば、電力系回路基板に必要とされる整流用ダイオードブリッジ、平滑用電解コンデンサ等を装着する。これにより、片面基板１０の接続前準備が完了する。
【００４６】
次にステップＳ３１０において、図４に示すマスクパレット５０上に、片面基板１０及び多層基板２０を装着する。マスクパレット５０のレール部分には、両回路基板の位置決め用のボス５１が設けられている。これにより、両回路基板にピンヘッダー３０を装着していない状態でも、両回路基板の位置ずれを発生させない構造としている。
【００４７】
マスクパレット５０へ両回路基板を装着した後、ステップＳ３２０において、自動装着機では扱いにくく、人手により装着が必要である部品の装着を行う。なお、ピンヘッダー３０もこの部品の一つである。
【００４８】
次にステップＳ３３０において、ピンヘッダー３０の突起脚部３１を、穴部９０に挿入する。挿入時の断面構造は、先述の図２の通りである。そしてステップＳ３４０において、両回路基板をマスクパレット５０に装着した状態で、ピンヘッダー３０のフロー半田を実施する。
【００４９】
フロー半田が完了すると、マスクパレット５０は複合回路基板１００より取り外される。これにより、ピンヘッダー３０により水平接続された複合回路基板１００が形成される。
〈３．組み付け構成について〉
【００５０】
次に、上記の製造フローで製造された複合回路基板１００を、液晶表示装置を構成するその他の部材に組み付けた構成について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、複合回路基板１００にターミナルベース６０を装着した状態を示す上面図である。
【００５１】
また図６は、複合回路基板１００にターミナルベース６０及びＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル７０を取り付けた構成を示す側面図である。なお図６（ａ）は、ターミナルベース６０が取り付けられた状態を示した側面図、図６（ｂ）は、ターミナルベース６０が取り外された状態を示した側面図である。
【００５２】
ピンヘッダー３０により製造された複合回路基板１００は、ＬＣＤパネル７０に対し、ビス９１によりビス止めされ、固定される。複合回路基板１００のサイズが比較的小さい場合、この状態で十分な強度を確保することができる。ただしさらに強度を保つため、複合回路基板１００のインタフェース部４０（図１）に、側面からターミナルベース６０を取り付ける。
【００５３】
これにより、ピンヘッダー３０のみを使用する場合と比較して、強度を高めることができる。なおターミナルベース６０は、インタフェース部４０に含まれる接続端子にあわせて、複数の穴が設けられている。これにより、接続ケーブル（不図示）を、液晶表示装置の外部から各端子へ接続できるようにしている。
【００５４】
以上に説明した本実施経形態によれば、ピンヘッダー３０のみで複合回路基板１００の形状を維持しつつ、所定の強度を確保することができる。これにより、従来技術であげた補助固定金具やファスナー等が不要であるため、これらの部材にかかるコストや、これらの部材を装着する作業工数を削減できる。
【００５５】
また本実施経形態によれば、ピンヘッダー３０を接続具として用いるため、ケーブル等を用いて基板間の信号を伝送する場合と比較して、伝送路の密度を高めることができる。これにより、多層基板２０の省サイズ化を図ることが可能である。
【００５６】
また本実施形態によれば、通常は一枚基板のフロー半田に用いられるマスクパレット５０を、片面基板１０及び多層基板２０を固定するのに用いている。このため、接続時の仮固定が不要であり、仮固定の部材にかかるコストや、これらの部材を装着する作業工数を削減できる。
［その他の実施の形態］
【００５７】
以上、好ましい実施の形態及び実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。
【００５８】
従って本発明は、以下の形態にも適用可能である。
【００５９】
（Ａ）上記実施形態では、本発明の複合回路基板１００を含む電子機器として液晶表示装置を例にあげているが、これ以外の電子機器を構成する部品として、複合回路基板１００を用いる形態でもよい。例えばプリンタ、複写機、エアコン等の電子機器を構成する部品として用いる形態であってもよい。
【００６０】
（Ｂ）上記実施形態では、一枚の片面基板１０と一枚の多層基板２０とをピンヘッダー３０により接続して複合回路基板１００を製造する例を示しているが、各基板の枚数は上記の数に限定されるものではない。例えば、一枚の片面基板１０に二枚の多層基板２０をピンヘッダー３０により接続することにより、複合回路基板１００を製造する形態でもよい。
【００６１】
（Ｃ）上記実施形態では、片面基板１０と多層基板２０とをピンヘッダー３０により接続して複合回路基板１００を製造する例を示しているが、電気信号を伝達可能であり、且つ所定の強度を持つ部材であれば、これ以外の部材を用いて両回路基板を接続する形態でもよい。例えば、所定の強度を持つ素材で製造されたジャンパ線により、両回路基板を接続する形態でもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１００    複合回路基板
１０      片面基板
２０      多層基板
３０      ピンヘッダー
３１      突起脚部
４０      インタフェース部
５０      パレット
５１      ボス
６０      ターミナルベース
７０      ＬＣＤパネル
９０      穴部
９１      ビス
【図１】
2011108853.tif 000003
【図２】
2011108853.tif 000004
【図３】
2011108853.tif 000005
【図４】
2011108853.tif 000006
【図５】
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【図６】
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