(57)【要約】【課題】第１の回路基板に対して第２の回路基板を略垂直に取り付けやすくした回路装置の製造方法を提供する。【解決手段】主回路基板１０の表面側及び裏面側それぞれで貫通部２４が貫通部１４から食み出た状態で、貫通部１４，２４にハンダ３０を充填し、金属パターン１２ａ，１３ａ，２６がハンダ３０と接合することにより、サブ回路基板２０が主回路基板１０にハンダ３０で接合する。このようにすると、ハンダ３０が金属パターン１２ａ，１３ａ，２６に行き渡るまでの時間が短くなり、この結果、ハンダ３０の分布の偏りに起因してサブ回路基板２０が主回路基板１０に対して斜めになることを抑制できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路基板と、前記第１の回路基板に接合された第２の回路基板と、を具備する回路装置であって、
前記第１の回路基板は、該第１の回路基板を表裏に貫通していて前記第２の回路基板が差し込まれている第１の貫通部を具備し、
前記第２の回路基板は、前記第１の貫通部に差し込まれている差込部と、前記差込部を前記第２の回路基板の表裏方向に貫通していて前記差込部が差し込まれる方向の幅が前記第１の回路基板の厚さより大きい第２の貫通部とを具備し、
前記第１の回路基板の表面側及び裏面側それぞれで前記第２の貫通部が前記第１の貫通部から食み出た状態で、前記第１及び第２の貫通部に接合材が充填されることにより、前記第２の回路基板が前記第１の回路基板に接合されている回路装置。
【請求項２】
前記接合材はハンダである請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記第１の回路基板の第１の面に設けられ、前記第１の貫通部の周縁部に位置する第１の金属パターンと、
前記第１の回路基板の第２の面に設けられ、前記第１の貫通部の周縁部に位置する第２の金属パターンと、
前記第２の回路基板の前記差込部の第１の面に設けられ、前記第２の貫通部の周縁部に位置する第３の金属パターンと、
前記差込部の第２の面に設けられ、前記第２の貫通部の周縁部に位置する第４の金属パターンと、
を具備し、前記第１及び第２の金属パターンは、前記ハンダにより前記第３及び第４の金属パターンと電気的に接続されている請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記第２の貫通部の内側面に形成され、前記第３及び第４の金属パターンを相互に接続する第５の金属パターンを更に具備する請求項３に記載の回路装置。
【請求項５】
前記接合材は樹脂である請求項１に記載の回路装置。
【請求項６】
前記差込部は、前記第２の回路基板の一端面の一部を外側に向けて突出させた形状であり、
前記第２の貫通部は、前記一端面より前記第２の回路基板の内側に食み出しており、かつ前記一端面より前記差込部側に位置する部分の差込方向の長さが前記第１の回路基板の厚さより長い請求項１に記載の回路装置。
【請求項７】
前記第１の貫通部はスリット形状をしており、前記第１の回路基板の一端面に繋がっていて該一端面で開放されている請求項１に記載の回路装置。
【請求項８】
第１の回路基板を第２の回路基板に接合することにより回路装置を製造する回路装置の製造方法であって、
前記第１の回路基板は、該第１の回路基板を表裏に貫通している第１の貫通孔を具備し、
前記第２の回路基板は、前記第１の貫通孔に差し込まれる差込部と、前記差込部を表裏に貫通していて前記差込部が差し込まれる方向の幅が前記第１の回路基板の厚さより大きい第２の貫通孔とを具備し、
前記差込部を前記第１の貫通孔に差し込み、前記第１の回路基板の表面側及び裏面側それぞれで前記第２の貫通孔が前記第１の貫通孔から食み出る状態にして、
前記第１及び第２の貫通孔に接合材を充填することにより、前記第２の回路基板を前記第１の回路基板に接合する、回路装置の製造方法。
【請求項９】
前記差込部は、前記第２の回路基板の一端面の一部を外側に向けて突出させた形状であり、
前記第２の貫通部は、前記一端面より前記第２の回路基板の内側に食み出しており、かつ前記一端面より前記差込部側に位置する部分の差込方向の長さが前記第１の回路基板の厚さより長く、
前記差込部を前記第１の貫通孔を差し込む場合に、前記一端面が前記第１の回路基板の一面に当接させることにより、前記第１の回路基板の表面側及び裏面側それぞれで前記第２の貫通孔が前記第１の貫通孔から食み出る状態にする請求項８に記載の回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の回路基板を第２の回路基板に接合材で接合した回路装置及びその製造方法に関する。特に本発明は、第１の回路基板に対して第２の回路基板を略垂直に接合しやすくした回路装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
装置の回路の大部分は、機能部品を実装した回路基板により構成されている。一枚の回路基板では実装面積が不足する場合、複数の回路基板に機能部品を分割して搭載し、複数の回路基板相互間を電気的に接続する必要がある。
【０００３】
また、複数の装置相互間において回路の一部が同一の構成であることがある。このような場合において、同一である回路を他の部分とは別の回路基板上に実装して複数の装置間で共通にする場合がある。このような場合、複数の装置間で共通に使用される回路基板を、残りの回路を実装した回路基板に電気的に接続する必要がある。
【０００４】
回路基板相互間を接続する方法として、コネクタを用いる方法もあるが、この場合、コネクタ及びコネクタに接続する配線を設けるスペースを回路基板内に確保する必要があるため、機能部品を実装する面積が減少してしまう。そこでコネクタや接続用電線群を使用せずに、プリント板同士を直接接合材（例えばハンダ）で接合する構造が採用されるようになった（例えば特許文献１及び２参照）。
【０００５】
【特許文献１】実開平７−３６４７０号公報（図１）
【特許文献２】特開２００２−２９０００２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第１の回路基板に第２の回路基板を接合材で接合する場合、第２の回路基板を第１の回路基板に対して垂直に接合するのが好ましい。しかし、ハンダや樹脂等の接合材は、固化するときに収縮する場合が多く、この収縮力に起因して第２の回路基板が第１の回路基板に対して斜めになることがある。これを防止するためには、接合材が固化する前に接合材を接合部分の全体に均等に行き渡せることが必要であるが、従来は、接合材を接合部分の全体に均等に行き渡せることが難しかった。
【０００７】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、接合材が固化する前に接合材を接合部分の全体に均等に行き渡せることにより、第１の回路基板に対して第２の回路基板を略垂直に接合しやすくした回路装置及びその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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る回路装置は、第１の回路基板と、前記第１の回路基板に接合された第２の回路基板と、を具備する回路装置であって、
前記第１の回路基板は、該第１の回路基板を表裏に貫通していて前記第２の回路基板が差し込まれている第１の貫通部を具備し、
前記第２の回路基板は、前記第１の貫通部に差し込まれている差込部と、前記差込部を前記第２の回路基板の表裏方向に貫通していて前記差込部が差し込まれる方向の幅が前記第１の回路基板の厚さより大きい第２の貫通部とを具備し、
前記第１の回路基板の表面側及び裏面側それぞれで前記第２の貫通部が前記第１の貫通部から食み出た状態で、前記第１及び第２の貫通部に接合材が充填されることにより、前記第２の回路基板が前記第１の回路基板に接合されている。
【０００９】
前記接合材はハンダ又は樹脂である。前記接合材がハンダの場合、前記第１の回路基板の第１の面に設けられ、前記第１の貫通部の周縁部に位置する第１の金属パターンと、前記第１の回路基板の第２の面に設けられ、前記第１の貫通部の周縁部に位置する第２の金属パターンと、前記第２の回路基板の前記差込部の第１の面に設けられ、前記第２の貫通部の周縁部に位置する第３の金属パターンと、前記差込部の第２の面に設けられ、前記第２の貫通部の周縁部に位置する第４の金属パターンとを具備してもよい。この場合、前記第１及び第２の金属パターンは、前記ハンダにより前記第３及び第４の金属パターンと電気的に接続される。
【００１０】
本発明に係る回路装置の製造方法は、第１の回路基板を第２の回路基板に接合することにより回路装置を製造する回路装置の製造方法であって、
前記第１の回路基板は、該第１の回路基板を表裏に貫通している第１の貫通孔を具備し、
前記第２の回路基板は、前記第１の貫通孔に差し込まれる差込部と、前記差込部を表裏に貫通していて前記差込部が差し込まれる方向の幅が前記第１の回路基板の厚さより大きい第２の貫通孔とを具備し、
前記差込部を前記第１の貫通孔に差し込み、前記第１の回路基板の表面側及び裏面側それぞれで前記第２の貫通孔が前記第１の貫通孔から食み出る状態にして、
前記第１及び第２の貫通孔に接合材を充填することにより、前記第２の回路基板を前記第１の回路基板に接合するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記第１の回路基板の表面側及び裏面側それぞれで前記第２の貫通孔が前記第１の貫通孔から食み出る状態で保持されているため、前記接合材が接合部分の全体に行き渡るまでの時間が短くなり、前記接合材が固化する前に前記接合材を接合部分の全体に行き渡せることができる。従って、前記第２の回路基板が前記第１の回路基板に対して斜めに接合されることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１（Ａ）は、第１の実施形態に係る主回路基板１０の構成を説明する為の部分斜視図であり、図１（Ｂ）は第１の実施形態に係るサブ回路基板２０の構成を説明する為の斜視図である。
【００１３】
主回路基板１０の表面には複数の配線１２が設けられているが、複数の配線１２それぞれの端部には接合用金属パターン１２ａが形成されている。複数の接合用金属パターン１２ａは列を形成しており、主回路基板１０の一端面に対して略並行に配置されている。
【００１４】
主回路基板１０の裏面には、複数の接合用金属パターン１３ａ（本図では図示せず）が形成されている。主回路基板１０に対して垂直な方向から見た場合、裏面に形成された複数の接合用金属パターン１３ａそれぞれは、互いに異なる接合用金属パターン１２ａと略重なっている。
【００１５】
また、主回路基板１０には、サブ回路基板２０を固定するための貫通部１４が設けられている。貫通部１４は主回路基板１０を表裏に貫通している穴である。貫通部１４は、複数の接合用金属パターン１２ａ及び複数の接合用金属パターン１３ａそれぞれの略中央部を貫いている。このため、貫通部１４の表面側の縁及び裏面側の縁それぞれには接合用金属パターン１２ａ，１３ａが位置している。
【００１６】
サブ回路基板２０の平面形状は略長方形である。サブ回路基板２０には、端面２１の中央部を突出させることにより差込部２２が形成されている。差込部２２は主回路基板１０の貫通部１４に差し込まれる部分である。差込部２２の平面形状は略長方形であり、短辺が端面２１に対して垂直になっている。差込部２２の短辺は、主回路基板１０の厚さより長い。
【００１７】
差込部２２には、サブ回路基板２０を表裏に貫通する複数の貫通部２４が形成されている。貫通部２４は、端面２１に対して垂直な方向に細長い。複数の貫通部２４は、差込部２２が貫通部１４に差し込まれた場合に、それぞれが互いに異なる接合用金属パターン１２ａ，１３ａと対向するように配置されている。
【００１８】
貫通部２４は、一部２４ａがサブ回路基板２０の本体内に食み出しており、かつ、差込部２２内に位置する部分２４ｂ（すなわち前記一部以外の部分）の差込方向の長さが、主回路基板１０の厚さより長い。また、貫通部２４の表面側の縁、裏面側の縁、及び内側面には接合用金属パターン２６が形成されている。
【００１９】
次に、サブ回路基板２０を主回路基板１０に接合する方法を説明する。
まず、図２（Ａ）及び（Ｂ）の平面図及び側面図に示すように、サブ回路基板２０の差込部２２を主回路基板１０の貫通部１４に差し込む。差込部２２は、サブ回路基板２０の端面２１が主回路基板１０の表面に当接するまで、貫通部１４に差し込まれる。
【００２０】
図２（Ｃ）は図２（Ａ）及び（Ｂ）の状態における貫通部１４，２４の位置関係を説明する為の断面拡大図である。上記したように、一部２４ａがサブ回路基板２０の本体内に食み出しており、かつ、差込部２２内に位置する部分２４ｂの差込方向の長さが、主回路基板１０の厚さより長い。このため、図２（Ｃ）に示すように、差込部２２が貫通部１４に差し込まれた状態において、貫通部２４は、長軸方向の２つの端部それぞれが、主回路基板１０の表面側及び裏面側に食み出している。
【００２１】
次いで、図３の断面拡大図に示すように、貫通部１４，２４の内部に、ハンダ３０を流し込む。上記したように貫通部２４は長軸方向の２つの端部それぞれが貫通部１４から食み出しているため、ハンダ３０は固化する前に貫通部１４，２４の全体に行き渡り、接合用金属パターン１２ａ，１３ａ，２６の全体に行き渡る。そして、ハンダ３０が接合用金属パターン１２ａ，１３ａ，２６に接合して固化することにより、サブ回路基板２０は主回路基板１０に機械的かつ電気的に接合される。
【００２２】
ハンダ３０が固化する際、ハンダ３０は主回路基板１０及びサブ回路基板２０の接合部分の全体に略均等に行き渡っている。このため、ハンダ３０が固化する際に生じる収縮力は、主回路基板１０及びサブ回路基板２０の接合部分の全体に略均等に働き、マンハッタン現象と同様の原理によりサブ回路基板２０が主回路基板１０に対して略垂直になる。
【００２３】
従って、本発明の第１の実施形態によれば、ハンダ３０が接合用金属パターン１２ａ，１３ａ，２６の全体に行き渡るまでの時間が短くなり、この結果、ハンダ３０の分布の偏りに起因してサブ回路基板２０が主回路基板１０に対して斜めになることを抑制できる。
また、貫通部２４の内面にも接合用金属パターン２６が形成されているため、主回路基板１０とサブ回路基板２０の接合強度が向上する。
【００２４】
図４は、第２の実施形態に係る主回路基板１０及びサブ回路基板２０の構成を説明する為の断面図である。本実施形態において、主回路基板１０は、貫通部１４がスリット形状をしており、端部が主回路基板１０の一端面に繋がっていてこの端面で開放されている点が第１の実施形態と異なる。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２５】
またサブ回路基板２０は、端面２１側の端部がそのまま差込部２２になっている点、及び端面２１に対して垂直な端面２８の一部に凹部２８ａが形成されている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成を有する。凹部２８ａの幅は主回路基板１０の厚さより僅かに広い。また端面２８に対して垂直な方向から見た場合、貫通部２４の２つの端部は凹部２８ａから食み出している。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００２６】
本実施形態においてサブ回路基板２０を主回路基板１０に接合する場合、サブ回路基板２０を、端面２８側から貫通部１４に差し込み、凹部２８ａを貫通部１４の端部に嵌め込む。この状態において、サブ回路基板２０の貫通部２４は、長軸方向の２つの端部がそれぞれ主回路基板１０の表面側及び裏面側に食み出している。次いで、貫通部１４，２４の内部にハンダ３０を流し込み、固化させる。
【００２７】
本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、サブ回路基板２０としてフレキシブル基板を用いることもできる。この場合、貫通部１４にはフレキシブル基板の端子が挿入される。
【００２８】
図５は、第３の実施形態に係るサブ回路基板２０の構成を説明する為の斜視図である。本実施形態においてサブ回路基板２０は、貫通部２４の端部が差込部２２の下側の端面に繋がっていて該端面で開放されており、スリット形状になっている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成を有する。
本実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
図６（Ａ）は、第４の実施形態に係る主回路基板１０の構成を説明する為の部分斜視図であり、図６（Ｂ）は第４の実施形態に係るサブ回路基板２０の構成を説明する為の斜視図である。本実施形態は、貫通部１４が複数の接合用金属パターン１２ａそれぞれ毎に形成されている点、及び差込部２２が複数の貫通部２４及び接合用金属パターン２６それぞれ毎に形成されている点を除いて、第１の実施形態と同様の構成である。
【００３０】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。また、貫通部１４及び差込部２２は、対となる接合用金属パターン１２ａ、２６それぞれ毎に形成されており、互いに分離している。このため、主回路基板１０とサブ回路基板２０を接合するハンダを、対となる接合用金属パターン１２ａ，２６それぞれ毎に分断することができる。従って、接合用金属パターン１２ａ相互間を絶縁した状態で、サブ回路基板２０を主回路基板１０にハンダで接合することができる。
【００３１】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【００３２】
例えばハンダ３０の代わりにエポキシ樹脂等の樹脂を用いて主回路基板１０とサブ回路基板２０を接合しても良い。エポキシ樹脂等の樹脂も固化する際に収縮するため、上記した各実施形態で示した効果を得ることができる。尚この場合は接合用金属パターン１２ａ，１３ａ，２６を設ける必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、第１の回路基板に第２の回路基板がハンダ接合された回路装置に対して利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（Ａ）は第１の実施形態に係る主回路基板１０の構成を説明する為の部分斜視図、（Ｂ）は第１の実施形態に係るサブ回路基板２０の構成を説明する為の斜視図。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、サブ回路基板２０を主回路基板１０にハンダで接合する方法を説明する為の平面図及び側面図、（Ｃ）は貫通部１４，２４の断面拡大図。
【図３】（Ｃ）はハンダ３０を流入させた状態における貫通部１４，２４の断面拡大図。
【図４】第２の実施形態に係る主回路基板１０及びサブ回路基板２０の構成を説明する為の断面図。
【図５】第３の実施形態に係るサブ回路基板２０の構成を説明する為の斜視図。
【図６】（Ａ）は第４の実施形態に係る主回路基板１０の構成を説明する為の部分斜視図、（Ｂ）は第４の実施形態に係るサブ回路基板２０の構成を説明する為の斜視図。
【符号の説明】
【００３５】
１０…主回路基板、１２…配線、１２ａ，１３ａ，２６…接合用金属パターン、１４，２４…貫通部、２０…サブ回路基板、２１…一辺、２２…差込部、３０…ハンダ
【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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