(57)【要約】【課題】基板の製作時、基板の半田付け時等に発生する基板の反りに影響を受けることなしに、回路基板の高さを所定の高さに維持すること。【解決手段】基板２の中心付近に最も高い電子部品を配置してその高さをＣとし、基板の中心以外の位置に配置する電子部品の高さＤとし、その位置での基板の長手方向における基板の反り量をＢとすると、Ｄ≦Ｃ−Ｂとなるように、最も高い電子部品以外の電子部品を基板上に配置するようにする。これにより、回路基板の基板に反りがあっても、回路基板１の高さＷは、最も高い電子部品の高さＣに基板の厚みＴを加算した値を超えることがないため、基板の反りによる回路基板の高さの増加を抑えることができる。  【選択図】図４
2012009733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に電子部品を搭載した回路基板であって、前記基板は、前記電子部品を搭載する面の長手方向に凹型の湾曲をなす反りを有し、前記基板の長手方向の中心付近以外に配置した電子部品の高さと基板の反り量を加算した値が、前記基板の長手方向の中心付近に配置した電子部品の高さを超えないように、前記基板に電子部品を搭載したことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
前記基板に搭載する電子部品で高さが最も高い電子部品を、前記基板の長手方向における湾曲をなす反りの底部に搭載するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【請求項３】
前記基板に搭載する電子部品で高さが最も高い電子部品を、前記基板の長手方向における中心付近に搭載するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に電子部品を搭載した回路基板に関し、特に、電子部品の実装時等に発生する基板の反りによる回路基板の高さの増加を抑えることが可能な回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等を実装する回路基板は、半田リフロー、半田ディップ等の半田付け工程によって、基板上に電子部品等が接合される。回路基板の半田付け工程では、特に、略長方形の形状を有する基板の長手方向において、基板の長手方向の中心付近から基板の両端までの長手方向に沿って、回路基板に湾曲状の反りが発生する。
【０００３】
このため、回路基板の反りを減らすべく、基板の反りを防止する対策が開示されている。例えば、特許文献１は、基板の中央部分に自立する反り防止金具を設置し、基板に形成された孔部に反り防止金具の係止部を挿通して反り防止金具を固定するようにして、基板の中央部分の反りを防止したものである。また、基板の厚みを増やすことにより、基板の反りを減らすこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１００７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、回路基板を組み込む装置等で回路基板の高さが制限されている場合には、回路基板に実装する電子部品の高さ、基板の厚み等を考慮して、回路基板の高さが所定の高さとなるように、回路基板が構成されている。しかしながら、基板に反りが発生する場合には、回路基板の高さが基板の反り量分増加することになる。このため、基板における電子部品の実装位置、特に、高さが最も高い電子部品の実装位置によっては、基板の反りによって回路基板の高さにばらつきが発生して、回路基板の高さが所定の高さを超えることがあった。
【０００６】
このため、回路基板の高さのばらつきを押さえるために、基板の反りを防止することが必要となる。基板の反りを防止するには、例えば、上述したように基板の表面に反り防止用の金具等を設けるようにする。しかしながら、基板の表面に反り防止用の金具を設けることにより、回路基板の製作工程が複雑化し、回路基板のコストアップを招く恐れがある。また、基板の厚みを増やすことにより、基板の反りを減らすことができるが、基板のコストが上昇し、基板の加工が難しくなることがある。更に、基板を厚くすることにより、回路基板の高さが増加し、装置への組み込みが制限されることがある。
【０００７】
また、回路基板の高さを低くするために、高さが低い電子部品を選択して回路基板に実装する必要がある。しかしながら、使用する電子部品の中には高さを低くすることが困難なものもあり、このため、回路基板の高さをより低く押さえことに限界があった。
【０００８】
また、基板の厚みを薄くすることにより、回路基板の高さを減らすことができるが、基板の厚みは、搭載する電子部品の重量等に耐えるために、一定の厚さ以上が必要であるため、基板の厚みを薄くするにも、限界があった。
【０００９】
そこで本発明は、基板の製作時、基板の半田付け時等に発生する基板の反りに影響を受けることなしに、回路基板の高さを所定の高さに維持することが可能な回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的達成のため、本発明の回路基板は、基板に電子部品を搭載した回路基板であって、前記基板は、前記電子部品を搭載する面の長手方向に凹型の湾曲をなす反りを有し、前記基板の長手方向の中心付近以外に配置した電子部品の高さと基板の反り量を加算した値が、前記基板の長手方向の中心付近に配置した電子部品の高さを超えないように、前記基板に電子部品を搭載したことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の回路基板は、前記基板に搭載する電子部品で高さが最も高い電子部品を、前記基板の長手方向における湾曲をなす反りの底部に搭載するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の回路基板は、前記基板に搭載する電子部品で高さが最も高い電子部品を、前記基板の長手方向における中心付近に搭載するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電子部品を搭載する面の長手方向に凹型の湾曲をなす反りを有する基板において、基板の長手方向の中心付近以外に配置した電子部品の高さと基板の反り量を加算した値が、基板の長手方向の中心付近に配置した電子部品の高さを超えないように、基板に電子部品を搭載したことにより、回路基板を所定の高さ以内にすることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、基板に搭載する電子部品で高さが最も高い電子部品を、基板の長手方向における中心付近に搭載することにより、回路基板の高さを所定の高さに維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】回路基板の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す回路基板の外観図であり、（ａ）は、回路基板の平面図、（ｂ）は、回路基板の正面図である。
【図３】基板の反りを説明する図であり、基板の正面図である。
【図４】回路基板の高さを説明する図であり、図１に示す回路基板の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面を参照して、本発明による回路基板を実施するための形態について説明する。尚、本発明は、基板上の片面に電子部品を実装した場合に、基板の長手方向に対して両端が持ち上がる形で発生する基板の反りに影響を受けない回路基板に関するものである。即ち、本発明による回路基板は、電子部品の高さが最も高いものを、基板の長手方向に対して中心付近に配置し、基板の長手方向の中心付近以外に配置した電子部品の高さと基板の反り量を加算した値が、基板の長手方向の中心付近に配置した電子部品の高さを超えないように配置することにより、基板の反りの影響を受けることなしに、回路基板の高さが所定の高さ以内となるようにしたものである。
【００１７】
最初に、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて、回路基板について説明する。図１は、本発明による回路基板の斜視図であり、図２は、図１に示す回路基板の外観図であり、図２（ａ）は、回路基板の平面図、図２（ｂ）は、回路基板の正面図である。
【００１８】
［回路基板の概要］
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す回路基板は、液晶画面のバックライトを制御するＤＣ／ＡＣインバータとして使用されるものである。液晶画面のバックライトを制御するＤＣ／ＡＣインバータは、通常、液晶表示部を形成するフレームの辺に取り付けられるため、細長い板状に形成されており、また、表示装置の厚みを薄くするために、回路基板の高さも低くなるように構成されている。
【００１９】
図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、回路基板１は、基板２と基板２上に実装されているダイオード３ｄ、トランジスタ（図示せず）、トランス３ａ、インダクタ３ｂ、コネクター３ｃ等の電子部品３から構成される。基板２は、絶縁部材としてのガラスエポキシ樹脂材等からなり、基板２の表面及び裏面には、配線パターン（図示せず）、スルーホール（図示せず）、ランド（図示せず）等を有しており、また、基板２の端部には取付用端部２ａが設けられている。取付用端部２ａは、液晶表示部のフレームに設けられた基板固定部（図示せず）と嵌合して、フレームに回路基板１を固定するためのものである。図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すダイオード３ｄ、トランジスタ（図示せず）、トランス３ａ及びフェライトコアを使用したインダクタ３ｂは、ＤＣ／ＡＣインバータを構成する電子部品３であり、コネクター３ｃの一方は、外部からの電源及び信号を入力するためのものであり、他方のコネクター３ｃは、バックライトに電源を供給するためのものである。尚、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す回路基板１は、ＤＣ／ＡＣインバータを構成する電子部品３で、回路基板の高さに関して説明に必要な電子部品３を示しており、回路基板１にはトランジスタ、抵抗、コンデンサ及び発振器も実装されているが、これらは、高さが低いため省略している。
【００２０】
回路基板１に実装されている電子部品３は、表面実装が可能なものが使用されている。図２（ｂ）に示すように、回路基板１の長手方向の中心付近には、高さが最も高いインダクタ３ｂが実装されている。基板２への電子部品３の実装は、基板２のランドに前もってクリーム半田を塗布しておき、また、電子部品３のリードと基板２のランドとを位置合わせして、電子部品３を基板２上に仮止めしておき、半田リフローによって行われる。このとき、図１及び図２（ｂ）に示すように、回路基板１の基板２は、長手方向の一方の取付用端部２ａから他方の取付用端部２ａまでの長手方向にそって、電子部品３を搭載する面が凹型の湾曲をなす反りが発生している。即ち、基板２の反りは、基板２の部品実装面における長手方向の中心を底として、円弧状をなしている。
【００２１】
［基板の反り］
次に、回路基板における基板の反りについて図３を用いて説明する。図３は、基板の反りを説明する図であり、基板の正面図である。図３に示すように、基板２は電子部品３を実装する部品実装面（表面）において、基板２の長手方向の中心を底（図３に示すａ）として、長手方向に沿って基板２の両端（図２に示す取付用端部２ａ）まで円弧状の反りをなしている。基板２の長手方向の各位置における反り量は、図３に示すａに接する破線で示す水平線を基準として、水平線と垂直をなす直線上の基板２の表面の位置から水平線までの距離により表される。通常、基板２の表面の各位置での反り量は、基板２の長手方向の中心からその位置までの長さの２％から４％（反り率という）の範囲である。例えば、図３に示す基板２の長手方向の全長を２００ｍｍ（ミリメートル）とすると、基板２の両端における反り量Ｂｍａｘは、２ｍｍから４ｍｍである。
【００２２】
基板２上の片面に電子部品３を実装した場合、基板２の反りは、基板２の長手方向に対して電子部品３の実装面の両端が持ち上がる形で反りが発生する。即ち、基板２は、長手方向の中心を底部として基板２の長手方向の両端に沿って湾曲をなしている。
【００２３】
このため、図３に示す基板２において、高さが最も高い電子部品３を基板２の長手方向の中心付近に配置することにより、基板２の長手方向の端に配置した場合と比較して、回路基板１の高さを最大で４ｍｍ減らすことができる。
より好ましくは、基板２の長手方向の中心線（長手方向に対して垂直の関係となる、図２（ａ）中のｃ−ｃ’）に高さが最も高い電子部品３の少なくとも一部がかかるように配置する。これにより、回路基板１の高さをより低くすることができると共に、基板２が最も湾曲する反りの底部となる底ａ部分を、高さが最も高い電子部品３自体で基板２を保持することにより、基板２の反りを緩和することができる。
【００２４】
尚、基板の長手方向の中心付近とは、基板の長手方向の中心から長手方向の両端に沿った基板表面の領域で、例えば、基板２の長手方向の全長を２００ｍｍとすると、基板の長手方向の中心から長手方向の両端側にそれぞれ２５ｍｍの長さまでの範囲内の位置となる。即ち、基板２の全長をＡとした場合、長手方向中心からＡ／８ずつ両端に向った領域を中心付近とし、この中心付近に高さの高い部品を配置することにより回路基板１全体の高さを所定の高さに維持することができる。この長手方向中心からＡ／８ずつ両端に向った領域は、基板２の反り量がほぼ最大となる領域であり、この領域に高さが最も高い電子部品３を配置することにより回路基板１全体の高さ寸法を事前に考慮した設計を行なうことが可能となる。
【００２５】
［回路基板の高さ］
次に、図４を用いて、電子部品の実装における回路基板の高さについて説明する。図４は、回路基板の高さを説明する図であり、図１に示す回路基板の正面図である。
【００２６】
図４に示すように、回路基板１の長手方向の中心付近には高さＣのインダクタ３ｂが配置されており、回路基板１の長手方向の取付用端部２ａ付近には、高さＤのコネクター３ｃが配置されている。また、図４に示すように、基板２の取付用端部２ａ側に位置するコネクター３ｃの側面における基板２の反り量をＢとする。
【００２７】
尚、回路基板１（図１に示す）における基板２の長手方向の中心付近以外の箇所に配置する電子部品３は、基板２の反った個所に配置するため、水平方向に対して傾いた状態で実装される。このため、基板２の反った個所に配置された電子部品３の高さ（図４に示すコネクター３ｃのＤ）は、電子部品３の水平状態における高さ自体より低くなるが、その差は僅かであるため、基板２に実装される電子部品３の高さは、水平状態での高さと同等又は以下であると見なすようにする。
【００２８】
図４に示すように、基板２表面の長手方向の中心に接する破線で示す水平線から、コネクター３ｃの上部（図４に示すｂ）までの高さは、コネクター３ｃの高さＤに基板２の反り量Ｂを加算した値となる。そして、コネクター３ｃの高さＤに基板２の反り量Ｂを加算した値が、回路基板１の長手方向の中心に配置したインダクタ３ｂの高さＣ以下となるようにする。また、基板の長手方向の中心付近以外に配置した他の電子部品の高さと基板の反り量を加算した値が、インダクタ３ｂの高さＣ以下となるようにする。このとき、回路基板１の高さＷは、インダクタ３ｂの高さＣに基板２の厚みＴを加算した値となる。尚、基板２の反り量Ｂは、例えば、前述した基板２の長手方向の中心からその位置までの長さの４％に相当するものとして、前もって算出しておくようにする。
【００２９】
このように、基板２の中心付近に最も高い電子部品を配置してその高さをＣとし、基板の中心以外の位置に配置する電子部品の高さをＤとし、その位置での基板の長手方向における基板の反り量をＢとすると、Ｄ≦Ｃ−Ｂとなるように、最も高い電子部品以外の電子部品を基板上に配置するようにする。これにより、回路基板の基板に反りがあっても、回路基板１の高さＷは、最も高い電子部品の高さＣに基板の厚みＴを加算した値を超えることがないため、基板の反りによる回路基板の高さの増加を抑えることができる。
【００３０】
例えば、図１に示す回路基板１で、基板２の長手方向の長さを２００ｍｍとし、電子部品３でフェライトコアを使用したインダクタ３ｂの高さが最も高い場合には、インダクタ３ｂを基板２の長手方向の中心付近に実装することにより、基板２の端に実装した場合と比較して、回路基板１の高さを最大で４ｍｍ減らすことができる。
【００３１】
以上述べたように、本発明によれば、電子部品を搭載する面の長手方向に凹型の湾曲をなす反りを有する基板において、基板の長手方向の中心付近以外に配置した電子部品の高さと基板の反り量を加算した値が、基板の長手方向の中心付近に配置した電子部品の高さを超えないように、基板に電子部品を搭載したことにより、回路基板を所定の高さ以内にすることができる。
【００３２】
また、本発明によれば、基板に搭載する電子部品で高さが最も高い電子部品を、基板の長手方向における中心付近に搭載することにより、回路基板の高さを所定の高さに維持することが可能となる。
【００３３】
また、図１に示すように、回路基板１と外部との電気的な接続は、回路基板１側にコネクター３ｃを設けるようにして、外部からのケーブルの端子部を回路基板１のコネクター３ｃに差し込んで行う。このように、外部との接続は、基板２上に設けたコネクター３ｃを介して行うが、基板２の長手方向に対し、コネクター３自体も長手方向に配置することにより、基板の反りを減らす事ができる。
【００３４】
また、ＤＣ／ＡＣインバータ等の電源回路用の回路基板は、基板に搭載する電子部品のリードと基板のパッドとの接触面積が大きいため、基板に反りがあっても、電子部品のリードと基板のパッドとの良好な半田接合状態を実現することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    回路基板
２    基板
２ａ  取付用端部
３    電子部品
３ａ  トランス
３ｂ  インダクタ
３ｃ  コネクター
３ｄ  ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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