(57)【要約】【課題】内層に大電流用の導体パターンが設けられた場合であっても、表面に実装される電気部品と導体パターンを容易に接続することができ且つメンテナンス性に優れた、新規な構造のプリント基板を提供すること。【解決手段】絶縁基板５８と、絶縁基板５８の内層６２に設けられた大電流用の厚銅箔パターン６４と、を有し、絶縁基板５８の表裏の少なくとも一方の表層６０には、絶縁層を切り欠いて内層６２の厚銅箔パターン６４を露呈させた露呈部８４が設けられている一方、露呈部８４に対して電気部品３４の接続端子部３８が締結部９４，９６により締結固定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の内層に設けられた大電流用の厚銅箔パターンと、を有し、
前記絶縁基板の表裏の少なくとも一方の表層には、絶縁層を切り欠いて前記内層の前記厚銅箔パターンを露呈させた露呈部が設けられている一方、
前記露呈部に対して電気部品の接続端子部が締結部により締結固定されている
ことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
前記電気部品の前記接続端子部と、前記厚銅箔パターンの前記露呈部による露呈部分とのそれぞれにボルト挿通孔が貫設されており、前記露呈部に載置された前記接続端子部が、前記絶縁基板の一方の前記表層側から前記ボルト挿通孔を挿通されるボルトと、前記絶縁基板の他方の前記表層側から前記ボルトに組み付けられるナットから構成される前記締結部により、前記厚銅箔パターンに締結固定されている請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
前記ボルト挿通孔が貫設された前記厚銅箔パターンの露呈部分が、前記絶縁基板の表裏の両方の前記表層に設けられた一対の前記露呈部により露呈されている請求項２に記載のプリント基板。
【請求項４】
前記露呈部において、前記厚銅箔パターンがめっきされている請求項１〜３の何れか１項に記載のプリント基板。
【請求項５】
前記露呈部において、
前記厚銅箔パターンの厚さ寸法が１５０μｍ以上とされている請求項１〜４の何れか１項に記載のプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント基板に関し、特に、大電流を扱うことが可能なプリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ジャンクションボックス等の車載用の電気接続箱には、電気回路や電気部品の結線用として、プリント基板が広く用いられている。この種のプリント基板では、銅箔のエッチングにより回路パターンを構成する銅箔パターンを形成するため、一般に小電流の電気回路等に用いられている。
【０００３】
ところで、例えばヒューズ等の大電流を扱う電気部品を搭載するプリント基板としては、通常バスバーと呼ばれる短冊状の金属板を用いて、大電流を扱う電気部品の配線を構成することが一般的に行われている。このような構成のプリント基板については、例えば、特開昭６３−２７１９９６号公報（特許文献１）に記載されているように、バスバーをプリント基板の回路パターンにバーリング加工半田付けにより接続させると共に、ヒューズ等の大電流用電気部品の端子部をそのバーリング加工の穴にねじ止めしている。
【０００４】
ところが、このような従来方法では、バスバーを必要とされる形状に加工するために、多くの金型が必要である上にバーリング加工という工程が必要とされるため、開発に時間が掛かるという問題があった。しかも、バスバーはプリント基板上に突出して設けられていることから、小型化が難しいという問題もあった。
【０００５】
この点を改善するため、例えば、特開２００１−２１０９５０号公報（特許文献２）には、大電流用に銅板を上下からエポキシシート材で熱圧着したプリント基板が提案されている。これによれば、プリント基板の内層に銅板からなる銅板パターンを埋設することができ、かかる銅板パターンと、表層に設けられた小電流回路用の薄い銅箔からなる薄銅箔パターンとを、両者を貫通する貫通孔を半田で充填すること等により接続することができる。
【０００６】
ところが、このような従来構造では、大電流用の銅板パターンをプリント基板に設けることはできるものの、銅板パターンがプリント基板の内層に設けられているため、プリント基板の表面に実装される電気部品を銅板パターンに接続するためには、電気部品のリード部をプリント基板の貫通孔に挿通して半田付けすることにより接続する必要があった。それ故、フロー半田付け等の設備や工程が必要となり、製造効率が悪くコストも嵩んでいた。また、銅板パターンと電気部品を半田接続することにより、故障やメンテナンスの際に、銅板パターンと電気部品の接続を容易に解除できないという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２７１９９６号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、内層に大電流用の導体パターンが設けられた場合であっても、表面に実装される電気部品と導体パターンを容易に接続することができ且つメンテナンス性に優れた、新規な構造のプリント基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様は、絶縁基板と、前記絶縁基板の内層に設けられた大電流用の厚銅箔パターンと、を有し、前記絶縁基板の表裏の少なくとも一方の表層には、絶縁層を切り欠いて前記内層の前記厚銅箔パターンを露呈させた露呈部が設けられている一方、前記露呈部に対して電気部品の接続端子部が締結部により締結固定されていることを特徴とする。
【００１０】
本態様によれば、絶縁基板の内層に設けられた大電流用の厚銅箔パターンが、絶縁基板の表裏の表層の少なくとも一方に設けられた露呈部において露呈されており、かかる露呈部に対して、電気部品の接続端子部を締結部により容易に締結固定することができる。従って、従来構造の如き、内層に設けられた大電流用の銅板パターンを貫通する貫通孔に電気部品のリード部を挿通して半田付けする場合に比して、設備や工程の簡略化を図ることができる。しかも、電気部品の接続端子部を厚銅箔パターンの露呈部に直接締結固定できることから、半田上がり不良等による導通不良が発生することもなく、確実な導通性を確保することができる。また、大電流用の導体パターンが絶縁基板の内層に設けた銅箔の厚さが厚くされた厚銅箔パターンにより構成されていることから、従来構造の如き、銅板パターンを上下からエポキシシート材で熱圧着する構造に比して、容易に製造することができる。
【００１１】
また、電気部品の接続端子部が厚銅箔パターンの露呈部に締結部を介して締結固定されていることから、半田付けにより固定されている場合に比して、電気部品の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性の飛躍的な向上を図ることができる。
【００１２】
なお、締結部は、電気部品の接続端子部が厚銅箔パターンに締結固定されるものであれば何れでもよく、例えば、露呈部の厚銅箔を貫通して延びるボルトとナット、リベット等による締結部や、基板のエッジから挿し込めるクリップ等による締結部等が含まれる。
【００１３】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記電気部品の前記接続端子部と、前記厚銅箔パターンの前記露呈部による露呈部分とのそれぞれにボルト挿通孔が貫設されており、前記露呈部に載置された前記接続端子部が、前記絶縁基板の一方の前記表層側から前記ボルト挿通孔を挿通されるボルトと、前記絶縁基板の他方の前記表層側から前記ボルトに組み付けられるナットから構成される前記締結部により、前記厚銅箔パターンに締結固定されているものである。
【００１４】
本態様によれば、露呈部に接続端子部を重ね合せてボルト／ナットにより簡便且つ確実に締結固定できる。これにより、厚銅箔パターンに対する電気部品の導通安定性や、メンテナンス性の何れをも有利に達成することができる。
【００１５】
本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記ボルト挿通孔が貫設された前記厚銅箔パターンの露呈部分が、前記絶縁基板の表裏の両方の前記表層に設けられた一対の前記露呈部により露呈されているものである。
【００１６】
本態様によれば、厚銅箔パターンが絶縁基板の表裏の表層の両方に露呈されていることから、厚銅箔パターンに対して電気部品の接続端子部をボルト／ナットにより締結固定する際に、それらの間に絶縁基板が挟まれることを回避できる。その結果、厚銅箔パターンへの電気部品の接続端子部の締結固定に伴う絶縁基板の損傷等の発生を未然に防止できると共に、厚銅箔パターンへの接続端子部の接続安定性をより向上させることができる。
【００１７】
本発明の第四の態様は、前記第一乃至第三の何れか一つの態様に記載のものにおいて、前記露呈部において、前記厚銅箔パターンがめっきされているものである。
【００１８】
本態様によれば、厚銅箔パターンの露呈部分がめっきされていることから、厚銅箔パターンが酸化により劣化するのを防ぐことができる。しかも、めっきにより厚銅箔パターンの厚さ寸法が厚くされていることから、電気部品の接続端子部と固定される厚銅箔パターンの強度を向上させることもできる。
【００１９】
本発明の第五の態様は、前記第一乃至第四の何れか一つの態様に記載のものにおいて、前記露呈部において、前記厚銅箔パターンの厚さ寸法が１５０μｍ以上とされているものである。
【００２０】
本態様によれば、厚銅箔パターンの厚さ寸法が１５０μｍ以上とされていることから、電気部品の接続端子部が締結固定される厚銅箔パターンの強度を十分に確保することができ、しかも、要求される高圧で大電流用の回路を構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、絶縁基板の内層に設けられた大電流用の厚銅箔パターンが、表層に設けられた露呈部において露呈されており、かかる露呈部に対して、電気部品の接続端子部を締結部により容易に締結固定することができる。従って、従来構造の如き半田付けする場合に比して、設備や工程の簡略化を図ることができる。しかも、電気部品の接続端子部を厚銅箔パターンの露呈部に直接締結固定できることから、半田上がり不良等による導通不良なく、確実な導通性を確保できる。また、電気部品の接続端子部が厚銅箔パターンの露呈部に締結部を介して締結固定されていることから、半田付け固定に比して、電気部品の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性の飛躍的な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態としてのプリント基板を内蔵したヒューズユニットを示す分解斜視図。
【図２】図１に示すヒューズユニットの組み付け状態の平面図。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面の要部拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
先ず、図１〜３に、本発明の一実施形態としてのプリント基板１０を内蔵したヒューズユニット１２を示す。図１に示すように、ヒューズユニット１２は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）等の合成樹脂により射出成形等によって形成されたアッパケース１４とロアケース１６の間に、内部回路を構成するプリント基板１０が収容された構造とされている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、上方とは、アッパケース１４側を言い、下方とは、ロアケース１６側を言うものとする。
【００２５】
図１〜３に示されているように、アッパケース１４は、上壁１８の外周縁部から全周に亘って連続する略矩形枠体状の周壁２０が下方に突出して一体形成された構造とされている。周壁２０には、周方向に離隔した複数箇所（本実施形態では５か所、図２参照）において、板厚方向に僅かに撓み変形可能なロック片２２が設けられている。
【００２６】
アッパケース１４の上壁１８の外面には、リレー装着部２４が突設されており、リレー２６が装着可能とされている。リレー装着部２４の底面には、図示しない４つのリレー端子挿通孔が貫設されており、後述する４つのリレー接続端子７４が挿通されて配設されるようになっている。
【００２７】
一方、リレー装着部２４の左側には、コネクタ装着部２８が突設されており、図示しないワイヤーハーネスの端末に設けられたコネクタが装着可能とされている。コネクタ装着部２８の底面には、２つのコネクタ接続端子挿通孔３０が整列して貫設されており（図２参照）、後述するコネクタ接続端子７２が挿通されて突設されるようになっている。
【００２８】
さらに、リレー装着部２４の手前側には、大電流用ヒューズ装着部３２が突設されており、大電流用ヒューズ３４が装着可能とされている。大電流用ヒューズ３４は、ヒューズ本体３６と、ヒューズ本体３６の両端部に設けられ電極に接続された一対のＬ字状のヒューズヒューズ接続端子部３８，３８から構成されている。なお、一対のヒューズ接続端子部３８，３８の端部にはそれぞれボルト挿通孔４０，４０が貫設されている。大電流用ヒューズ装着部３２の底面には、２つのヒューズ接続端子挿通孔４１，４１が貫設されており、大電流用ヒューズ３４の一対のヒューズ接続端子部３８，３８が挿通されて、後述する厚銅箔パターン６４の表面が露呈された露呈部８４上にボルト挿通孔４０，９０同士が互いに重なり合うように位置決め配置されるようになっている。
【００２９】
一方、図１〜３に示されているように、ロアケース１６は、底壁４２の外周縁部から全周に亘って連続する略矩形枠体状の周壁４４が上方に突出して一体形成された構造とされている。周壁４４には、周方向に離隔した複数箇所であって、アッパケース１４のロック片２２と対向する位置において、ロック片２２と係合するロック爪４６が突設して設けられている。また、周壁４４には、周方向に離隔した適所（本実施形態では、対向する角部の２ヶ所）に装着部４８が設けられており、車体側に設けられた図示しない被装着部に装着されて、ヒューズユニット１２が車室内等に装着固定されるようになっている。
【００３０】
ロアケース１６の底壁４２には、後述するナット９４を収容するための２つのナット収容部５０が突設されていると共に、プリント基板１０をロアケース１６にねじ止め固定するための基板固定部５２が突設されており、基板固定部５２の中央部にはねじ穴５４が形成されている。
【００３１】
図１及び図３に示されているように、プリント基板１０は、ガラスエポキシ樹脂などの公知の絶縁材料で形成された略矩形平板状の絶縁基板５８を用いて、その表裏両側の表層６０である表面６０ａおよび裏面６０ｂの少なくとも一方に図示しない薄銅箔パターンを設ける一方、その内層６２に薄銅箔パターンよりも厚さ寸法が大きい大電流用の厚銅箔パターン６４を設けたものである。
【００３２】
図１に示されているように、プリント基板１０の表面６０ａの奥側の領域には、チップ抵抗６６や集積回路６８、またコネクタ接続端子７２やリレー接続端子７４、といった部品が半田付けにより実装されている。さらに、プリント基板１０には、ロアケース１６に設けられた基板固定部５２のねじ穴５４と対向する２ヶ所において、ねじ穴５４にねじ８０を挿通するためのねじ挿通孔８２が貫設されている。
【００３３】
一方、図１及び図３に示されているように、プリント基板１０の表面６０ａの手前側の領域には、絶縁基板５８を構成する絶縁層が切り欠かれて、内層６２に設けられた厚銅箔パターン６４の表面が露呈された露呈部８４が２箇所に形成されている。露呈部８４，８４は略同形状となっており、プリント基板１０の一方の端部８６に沿って延びると共に、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８の載置部８８の形状に合わせた平面視長方形状とされている。露呈部８４，８４の厚銅箔パターン６４には、載置されるヒューズ接続端子部３８の載置部８８のボルト挿通孔４０，４０と対向する位置にボルト挿通孔９０，９０が貫設されている。また、露呈部８４，８４の厚銅箔パターン６４の裏面においても、絶縁基板５８を構成する絶縁層が切り欠かれて、内層６２に設けられた厚銅箔パターン６４の裏面が露呈された露呈部９２が２箇所に形成されている。露呈部９２，９２は略同形状となっており、ボルト挿通孔９０，９０をその中心部に有し且つ後述するナット９４よりもやや大きく形成された平面視正方形状とされている。
【００３４】
このように、ボルト挿通孔９０，９０が貫設された厚銅箔パターン６４の露呈部分が、絶縁基板５８の表裏の両方の表層６０である表面６０ａと裏面６０ｂに設けられた一対の露呈部８４，９２により露呈されているのである。なお、露呈部８４，９２により露呈されている厚銅箔パターン６４の露呈部分では、厚銅箔パターン６４の厚さ寸法は１５０μｍ以上とされている一方、例えば金めっきや錫めっきが施されている。これにより、厚銅箔パターン６４の露呈部分の強度が向上されていると共に、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８と厚銅箔パターン６４との接触抵抗を低減することができるようになっている。
【００３５】
このような構造とされたプリント基板１０をアッパケース１４とロアケース１６の間に収容して、アッパケース１４とロアケース１６が相互に組み付けられることにより、ヒューズユニット１２が構成されている。より詳細には、まず、ナット９４をロアケース１６のナット収容部５０に配設した後、プリント基板１０を、ねじ挿通孔８２がロアケース１６の基板固定部５２のねじ穴５４に合うように位置合わせをして載置する。次に、ねじ８０をプリント基板１０のねじ挿通孔８２を通してロアケース１６の基板固定部５２のねじ穴５４にねじ止めすることにより、プリント基板１０をロアケース１６に対して位置決め固定する。そして、ロアケース１６に対して、アッパケース１４を上方から被せることにより、アッパケース１４の周壁２０に設けられたロック片２２と、ロアケース１６の周壁４４に設けられたロック爪４６が係合されて、アッパケース１４とロアケース１６が相互に組み付けられることにより、プリント基板１０が収容状態で保持されるのである。
【００３６】
最後に、リレー２６をアッパケース１４のリレー装着部２４に挿し入れる一方、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８の載置部８８を厚銅箔パターン６４の露呈部８４に載置する。そして、ボルト９６を絶縁基板５８の表面６０ａ側からボルト挿通孔４０，９０に挿通し、絶縁基板５８の裏面６０ｂ側からナット収容部５０に配設されたナット９４に組み付けることにより、プリント基板１０の露呈部８４に対して大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８が締結固定されるのである。なお、ここでは、ボルト９６とナット９４により締結部が構成されている。
【００３７】
このような構造とされた本実施形態のヒューズユニット１２によれば、絶縁基板５８の内層６２に設けられた大電流用の厚銅箔パターン６４が表面６０ａに露呈された露呈部８４に対して、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８を重ね合せてボルト９６／ナット９４により簡便且つ確実に締結固定できる。これにより、従来構造の半田付け固定の場合に比して、設備や工程の簡略化を図ることができると共に、大電流用ヒューズ３４といった電気部品の交換を容易に行うことができ、メンテナンス性の飛躍的な向上を図ることもできる。しかも、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８を厚銅箔パターン６４の露呈部８４に直接締結固定できることから、半田上がり不良等による導通不良が発生することもなく、確実な導通性を確保することができる。
【００３８】
また、厚銅箔パターン６４が絶縁基板５８の表裏の両方の表層６０である表面６０ａと裏面６０ｂに露呈されていることから、厚銅箔パターン６４に対して大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８をボルト９６／ナット９４により締結固定する際に、それらの間に絶縁基板５８が挟まれることを回避できる。これにより、締結固定時に絶縁基板５８が挟まれて損傷等が発生することを未然に防止できると共に、厚銅箔パターン６４に対する大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８の接続安定性をより向上できる。
【００３９】
さらに、厚銅箔パターン６４の厚さ寸法が１５０μｍ以上とされていることや、めっきにより厚銅箔パターン６４の厚さ寸法がさらに厚くされていることから、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８が締結固定される厚銅箔パターン６４の強度を十分に確保することができ、しかも、要求される高圧で大電流用の回路を構成することができる。
【００４０】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、締結部は、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８が厚銅箔パターン６４に締結固定されるものであれば何れでもよく、例えば、露呈部８４の厚銅箔パターン６４を貫通して延びるボルト９６とナット９４（本実施形態で例示）の他、リベット等からなる締結部や、プリント基板１０の端部から挿し込めるクリップ等によって構成してもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、プリント基板１０の表面６０ａに設けられた露呈部８４，８４に加えて裏面６０ｂに設けられた露呈部９２を介して厚銅箔パターン６４が露呈されていたが、プリント基板１０の表面６０ａと裏面６０ｂの一方のみに露呈部が設けられていてもよく、例えば本実施形態では露呈部９２は設けられていなくてもよい。これにより、大電流用ヒューズ３４のヒューズ接続端子部３８が締結固定される露呈部８４が、厚銅箔パターン６４に加えて絶縁基板５８を構成する絶縁層により構成されることから、締結固定される露呈部８４の強度を十分に確保することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０：プリント基板、３４：大電流用ヒューズ（電気部品）、３８：ヒューズ接続端子部（接続端子部）、４０：ボルト挿通孔、５８：絶縁基板、６０：表層、６２：内層、６４：厚銅箔パターン、８４：露呈部、９０：ボルト挿通孔、９２：露呈部、９４：ナット（締結部）、９６：ボルト（締結部）
【図２】
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【図３】
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【図１】
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