(57)【要約】【課題】長期的に安定した電気的接続を容易かつ安価に実現する。【解決手段】回路基板１０では、取付孔１１の周囲に位置する接地パターン１２の接続領域１２ａに導電性ペーストを用いて導電膜１３を形成する。筐体２０には、回路基板１０の取付孔１１と対向する位置にネジ孔２１を螺刻しておく。回路基板１０は、ネジ３１の座面と導電膜１３が対向するように筐体２０の所定位置に載置して、回路基板１０側からネジ孔２１にネジ３１を螺入して回路基板１０を筐体２０に固定する。このとき、回路基板１０の接地パターン１２と筐体２０は、導電膜１３とネジ３１を介して電気的に導通状態となる。接地パターン１２の接続領域１２ａは導電膜１３で覆われているので、回路基板１０と筐体２０は、長期にわたって安定した導通状態を確保できる。【選択図】        図３
2008258501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体パターンが形成された回路基板において、
前記回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される前記導体パターンの領域に導電膜が形成されている
ことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記導電膜は導電性ペーストを用いて形成した
ことを特徴とする請求項１記載の回路基板。
【請求項３】
導体パターンが形成された回路基板を固定する回路基板固定方法であって、
前記回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される前記導体パターンの領域に導電膜を形成する工程と、
前記導電体と前記導電膜を当接した状態として、前記回路基板を前記所定位置に固定する工程とを有する
ことを特徴とする回路基板固定方法。
【請求項４】
導体パターンが形成されて、該導体パターンに導電膜が形成された領域を有する回路基板と、
前記回路基板を筐体に固定する基板固定部材とを有し、
前記基板固定部材によって、前記回路基板が前記筐体の所定位置に固定されたとき、前記導電膜を前記筐体と電気的に接続された導電体に当接させて、前記導電膜が形成された導体パターンと前記筐体を電気的に接続した
ことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
前記筐体に電気的に接続された導電体は、導電性を有した基板固定部材である
ことを特徴とする請求項４記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回路基板と回路基板固定方法および電子機器に関する。詳しくは、導電体が接続される回路基板の導体パターン領域に導電膜を形成することで、長期的に安定して導電体と回路基板の導体パターンとの電気的接続を可能とするものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気機器では、回路基板を筐体に固定する際に、回路基板の接地パターンを筐体のアースに接続することが行われている。例えば特許文献１の発明では、ボルトとナットで複数の部材を固定する場合、ナットのフランジ部の外周に、ナットが接する座面の塗装膜を切り剥ぐ突起を設けることで、表面が塗装された金属部品と相手部材を固定する場合に、電気的に導通した状態で固定できることが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２の発明では、 回路基板に止めネジを挿通するスルーホールを設けて、このスルーホールを接地導体パターンと導通させる。このスルーホールに止めネジを挿通して回路基板と筐体フレームを固定することで、接地導体パターンと筐体フレームを電気的に接続することが行われている。
【０００４】
さらに、回路基板の接地パターンと筐体の接続では、錫メッキされた薄いアース端子板を回路基板に実装して、このアース端子板の上から回路基板を止めネジで筐体に固定する方法、ネジ孔の周囲に半田部を形成した接地パターンを設け、このネジ孔に止めネジを挿通して回路基板と筐体を固定する方法等も用いられる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２３２０８号公報
【特許文献２】特開２００６−１６５２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の発明のように、フランジ部の外周に突起が設けられたナットを用いる場合や歯付ワッシャ等を用いる場合、座面側を切り剥ぐものであるため、導電性の切削屑が生じてしまうおそれがある。このような導電性の切削屑が生じた場合、この切削屑を確実に取り除かないと、切削屑によって回路の短絡事故等の不具合を発生させてしまうおそれがある。しかし、切削屑は、ナットや歯付ワッシャと回路基板間に挟まれた状態となっている場合があり、切削屑を確実に取り除くことは困難である。また、切削屑が挟まれた状態となっていても、その後、輸送時の振動等によって切削屑が外れて散乱してしまい、不具合を発生させてしまうことも想定される。さらに、切り剥ぎが行われた面が酸化すると抵抗が増加して接続不良となってしまう。
【０００７】
また、特許文献２の発明のようにスルーホールを設ける場合にも、導体層の表面が酸化すると接続不良を招いてしまう。ここで、貴金属メッキ（例えば金メッキ等）を用いるものとすれば、酸化防止や接触抵抗の低減をはかることができる。しかし、安価な構成で回路基板の接地パターンと筐体を接続することができなくなってしまう。
【０００８】
さらに、アース端子板を回路基板に実装する方法では、アース端子板を実装する際に実装位置の制約があり、例えば板端の位置ではアース端子板を設けることができない。また、アース端子板を用いることからコストアップとなる。また、アース端子板を複数実装するものとすると実装に要する時間が長くなり、生産効率が低下してしまう。また、ネジ孔の周囲に半田層を形成した接地パターンを設ける方法では、ネジ孔の位置によっては、実装機や半田印刷機の位置的な制約により、半田部を形成できない場合が生ずる。また、半田部を複数設けたり、半田部の面積が大きいとき、半田の厚みがばらつきを生じると、止めネジの接触状態が不安定となってしまう。
【０００９】
そこで、この発明では、長期的に安定した電気的接続を容易かつ安価に実現できる回路基板と回路基板固定方法および電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の概念は、回路基板を電気的機械的に接続して固定する際に、導電体が接続される回路基板の導体パターン領域に導電膜を形成することで、長期的に安定して導電体と回路基板の導体パターンとの電気的接続を可能とするものである。
【００１１】
この発明の回路基板は、導体パターンが形成された回路基板において、回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される導体パターンの領域に導電膜が形成されているものである。
【００１２】
また、この発明の回路基板固定方法は、導体パターンが形成された回路基板を固定する回路基板固定方法であって、回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される導体パターンの領域に導電膜を形成する工程と、導電体と導電膜を当接した状態として、回路基板を所定位置に固定する工程とを有するものである。
【００１３】
また、この発明に係る電子機器は、導体パターンが形成されて、該導体パターンに導電膜が形成された領域を有する回路基板と、回路基板を筐体に固定する基板固定部材とを有し、基板固定部材によって、回路基板が筐体の所定位置に固定されたとき、導電膜を筐体と電気的に接続された導電体に当接させて、導電膜が形成された導体パターンと筐体を電気的に接続したものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、回路基板を電気的機械的に接続して固定する際に、導電体が接続される回路基板の導体パターン領域に導電膜が形成されて、この導電膜と導電体を当接させて電気的接続が行われる。このため、導体パターンの酸化が防止されて、長期的に安定した電気的接続を容易かつ安価に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図１は、この発明の回路基板１０を示している。回路基板１０は、硬質の絶縁基板を用いたリジットプリント配線板でもよく、柔軟性を有した絶縁基板を用いたフレキシブル配線板であってもよい。また、導体層を絶縁基板の一方の面にのみ設けた片面プリント配線板、導体層を絶縁基板の両面に設けた両面プリント配線板、導体層が複数積層されている多層プリント配線板であってもよい。以下、回路基板１０として、硬質の絶縁基板の一方の面にのみ導体層が設けられているプリント配線板を用いた場合について説明する。
【００１６】
回路基板１０には、この回路基板１０を筐体（図示せず）に固定するための取付孔１１が穿設されている。また、回路基板１０の導体面には、導体パターン例えば接地パターン１２が形成されている。なお、回路基板１０には、導体パターンとして図示せずも接地パターン１２以外に種々の配線パターンが形成されている。
【００１７】
接地パターン１２には、筐体と電気的に接続するための接続領域が設けられている。例えば、取付孔１１に導電性固定部材例えば金属製のネジやボルト等を挿通して、この回路基板１０をネジやボルト等で筐体に電気的導通状態として螺着する場合、取付孔１１の周囲に接続領域１２ａが設けられる。なお、接地パターン１２や配線パターンにおいて、半田付け領域や接続領域１２ａを除く他の領域にはソルダレジスト層が形成されて、半田の付着やパターンの腐食が防止される。
【００１８】
このように接続領域１２ａは、ソルダレジスト層が形成されることなくパターンが露出した状態となっていることから、取付孔１１に例えば金属製のネジやボルト等を挿通して回路基板１０を筐体に螺着すれば、接地パターン１２の接続領域１２ａとネジやボルトの座面が当接して、回路基板１０と筐体は電気的に導通状態となる。しかし、接続領域１２ａのパターンが酸化すると、回路基板１０と筐体間の抵抗が増加して、接続不良等を生じてしまうおそれがある。したがって、接続領域１２ａのパターン上には、パターンの酸化を防止するための導電膜１３を形成する。
【００１９】
この導電膜１３は、パターンから剥がれにくく、低抵抗・高硬度であることが望ましい。また、特性の経年変化によって抵抗値が増加することのないものを用いることが望ましい。例えば、導電性ペーストとしてポリマー型導電性ペーストを用いものとして、この導電性ペーストを接続領域１２ａに塗布して熱硬化させることで導電膜１３を形成する。さらに、導電性を示す酸化物（例えばＲｕＯ２等）を用いた導電性ペーストを用いるものとしてもよい。
【００２０】
次に、回路基板１０の製造方法について図２を用いて説明する。エッチング処理工程ＳＴ１では、プリント配線板に設けられている導体層（例えば銅箔面）のエッチング処理を行い、接地パターンや配線パターンを形成する。
【００２１】
このエッチング処理工程において例えば印刷法を用いる場合、導体層のパターン形成位置に耐エッチング性材料を塗布する。その後、エッチング液で導体層の溶解を行う。このとき、パターン形成位置には耐エッチング性材料が塗布されていることから、導体層の溶解を行ったとき、耐エッチング性材料が塗布された領域は導体が溶解されることがなく、溶解されていない導体層はパターン形状となる。
【００２２】
エッチング処理工程において写真法を用いる場合、導体層にエッチングレジストを塗布して露光現像を行い、パターン形成位置に耐エッチング性被膜を残す。その後、エッチング液で導体層の溶解を行う。ここで、パターン形成位置には耐エッチング性被膜が形成されていることから、導体層の溶解を行ったとき、耐エッチング性被膜が形成された領域は導体が溶解されることがなく、溶解されていない導体層はパターン形状となる。
【００２３】
次のレジスト剥離工程ＳＴ２では、耐エッチング性材料や耐エッチング性被膜を剥離・除去してパターンを露出させる。
【００２４】
印刷処理工程ＳＴ３では、ソルダレジスト印刷やシンボルマーク表示等のシルク印刷を行う。このソルダレジスト印刷やシルク印刷では、部品の端子を接続するための半田付け領域や筐体と電気的接続を行うため接続領域１２ａにレジストインクやマーキングインクが塗布されないようにする。
【００２５】
孔あけ工程ＳＴ４では、部品の端子を挿入するための部品端子孔や回路基板１０を筐体に固定するための取付孔１１等を穿設する。
【００２６】
導電膜形成工程ＳＴ５では、接続領域１２ａのパターン上に導電膜１３を形成する。ここで、上述のポリマー型導電性ペーストを用いる場合、接続領域１２ａのパターン上にポリマー型導電性ペーストを印刷したのち加熱硬化して導電膜１３を形成する。ポリマー型導電性ペーストとしては、例えばフェノール樹脂等をバインダーとして、このバインダーにカーボン等の導電粉をフィラーとして混ぜたものを用いる（アサヒ化学研究所製のTU-1-SLなど）。このポリマー型導電性ペーストを約１０ミクロンの厚さで印刷したのち加熱硬化して導電膜１３を形成する。なお、フィラーとしてカーボンの導電粉だけでなく銀パウダーも加えるものとすれば、導電膜１３の抵抗値を下げることができる。
【００２７】
プリフラックス塗布工程ＳＴ６では、ソルダレジストが塗布されておらず露出しているパターン上に、水溶性プリフラックスを塗布する。この水溶性プリフラックスは、半田付け性の低下やパターンの腐食を防止するためのものであり、銅箔上にしか形成されない皮膜であるので、ポリマー型導電性ペーストを用いて形成された導電膜上には形成されない。すなわち、導電膜１３上には導電性固定部材で回路基板１０を固定する際に、電気的接続のバリアになる層は形成されない。
【００２８】
図３は、図１に示す回路基板を用いた電子機器の構成を示している。なお、図３では回路基板を筐体に固定する基板固定部材として導電性を有したネジを用いるものとして、筐体の所定位置に載置された回路基板の導体パターンを、このネジと導体パターン上に形成された導電膜を介して電気的に筐体と接続する場合を示している。
【００２９】
筐体２０には、所定位置に載置された回路基板１０の取付孔１１と対向する位置にネジ孔２１が螺刻されている。部品の搭載等が完了した回路基板１０は、図３の（Ａ）に示すように、ネジ３１の座面と導電膜１３が対向するように筐体２０の所定位置に載置される。このとき、筐体２０のネジ孔２１は、回路基板１０の取付孔１１と孔位置が一致するものとなる。したがって、回路基板１０側からネジ孔２１に導電性のネジ３１を螺入することで、図３の（Ｂ）に示すように、回路基板１０を筐体２０に固定できる。
【００３０】
さらに、図３の（Ｂ）に示すように回路基板１０が筐体２０に固定されたとき、回路基板１０の接地パターン１２と筐体２０は、導電膜１３とネジ３１を介して電気的に導通状態となる。ここで、接地パターン１２の接続領域１２ａは導電膜１３で覆われているので、回路基板１０と筐体２０との導通状態は、長期にわたって安定したものとなる。
【００３１】
このように、回路基板１０を筐体２０に固定する際に、例えばネジ３１等の導電性の固定部材が当接する接地パターン１２の接続領域１２ａに導電膜１３を形成することで、接続領域１２ａのパターンの酸化等を防止できるので、回路基板１０と筐体２０の電気的接続を長期にわたって安定して行うことができる。
【００３２】
また、パターン上に導電膜を形成するものであることから、アース端子板を実装する場合や半田部を設ける場合のような位置的制約がなく容易に適用できる。さらに、貴金属メッキを用いる場合に比べて安価に導電膜を形成できるので、長期にわたって安定した導通状態を安価な構成で確保できる。また、新たな部品を用いることがないので、製造リードタイムや部品ハンドリング工数が増加してしまうこともない。また、切削屑の発生がないので、回路の短絡事故等の不具合を発生させてしまうこともない。
【００３３】
次に、導電膜１３を設けたことによる高周波伝送特性の変化について説明する。図４は、高周波伝送特性を測定する場合の基板取付状態を示している。回路基板５１の一方の面には高周波信号を入出力するための導体パターン５２を形成して、他方の面におけるネジ孔５３の周囲には接続パターン５４を形成する。さらに、導体パターン５２と接続パターン５４は、ビア(Via Hole)５５によって電気的に接続する。また、回路基板５１の接続パターン５４には導電膜５６を形成する。
【００３４】
回路基板６１の一方の面には高周波信号を入出力するための導体パターン６２を形成して、他方の面におけるネジ孔６３の周囲には接続パターン６４を形成する。さらに、導体パターン６２と接続パターン６４は、ビア(Via Hole)６５によって電気的に接続する。
【００３５】
このように形成した回路基板５１，６１は、接続パターン５４と接続パターン６４を対向させて金属板７１を介して重ね合わせる。さらに、回路基板５１，６１が重ね合わせられた状態で、ネジ孔５３，６３にボルト７２を挿通させてナット７３に螺合することで、回路基板５１と回路基板６１を一体に固定する。
【００３６】
図５は、回路基板５１の導体パターン５２に高周波信号を入力したときの反射インピーダンスを示している。ここで、導電膜５６を設けて回路基板５１と回路基板６１を一体に固定した場合の反射インピーダンス特性は特性Ａとなった。また、ボルト７２とナット７３を緩めて回路基板５１と回路基板６１および金属板７１を分離したのち、再度ボルト７２を締めて金属板７１を介して回路基板５１と回路基板６１を一体に固定した場合の反射インピーダンス特性は特性Ａ（実線）となった。
【００３７】
また、従来の回路基板を回路基板６１と一体に固定した場合、すなわち導電膜５６が設けられておらず水溶性プリフラックスが塗布された回路基板を回路基板６１と一体に固定した場合、反射インピーダンス特性は特性Ａとなった。また、ボルト７２とナット７３を緩めて、回路基板および金属板７１を分離したのち、再度ボルト７２とナット７３を締めて金属板７１を介して回路基板を一体に固定した場合の反射インピーダンス特性は特性Ｂ（破線）となった。
【００３８】
すなわち、導電膜５６が形成されていない従来の回路基板では、回路基板を取り付け直したとき、導電膜５６を形成した場合に比べて１ＧＨｚ以下の周波数帯域での反射インピーダンスが大きくなり特性が悪化したものとなっている。しかし、導電膜５６が形成されている回路基板を用いるものとすれば、回路基板を取り付け直しても特性の変化が少なく安定した高周波伝送特性を得ることができる。
【００３９】
なお、筐体としてシールドケースを用いて、このシールドケース内に回路基板１０を設けて電気的および機械的接続を行う場合にも、回路基板１０側に、ポリマー型導電性ペーストを印刷・硬化して導電膜を形成しておき、それらに金属部を接触させるものとすれば、高周波的な導通が安定化されて、電磁輻射ノイズの低減および低減の安定化をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】回路基板の構成を示す図である。
【図２】回路基板の製造方法を示す図である。
【図３】電子機器の構成を示す図である。
【図４】高周波特性を測定する場合の基板取付状態を示す図である。
【図５】反射インピーダンス特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０，５１，６１・・・回路基板、１１・・・取付孔、１２・・・接地パターン、１２ａ・・・接続領域、１３，５６・・・導電膜、２０・・・筐体、２１，５３，６３・・・ネジ孔、３１・・・ネジ、５２，６２・・・導体パターン、５４，６４・・・接続パターン、７１・・・金属板、７２・・・ボルト、７３・・・ナット
【図１】
2008258501.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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