(57)【要約】【課題】固定方法によらず良好な接地状態を実現できる、プリント基板及び電子機器を提供する。【解決手段】貫通孔の周りに配線が設けられた基板を備え、基板は、貫通孔の周囲に設けられて配線が露出する第１領域と、第１領域よりも貫通孔から遠く、第１領域よりも大きい凹凸を有する第２領域と、を含むプリント基板に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔の周りに配線が設けられた基板を備え、
前記基板は、
前記貫通孔の周囲に設けられて前記配線が露出する第１領域と、
前記第１領域よりも前記貫通孔から遠く、前記第１領域よりも大きい凹凸を有する第２領域と、を含む
プリント基板。
【請求項２】
前記凹凸の凸部は、半田を盛った山から形成される
請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
前記第１領域と前記第２領域との間には、前記配線が被覆された第３領域が設けられる
請求項２に記載のプリント基板。
【請求項４】
前記第１領域及び前記第２領域は同心円状に配置される
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプリント基板。
【請求項５】
前記貫通孔に挿通されるねじの頭部は、前記第１領域に配置される
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプリント基板。
【請求項６】
前記貫通孔に挿通されるねじの頭部と前記凹凸の凸部との最小距離は、前記貫通孔の公差の３倍以上である
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプリント基板。
【請求項７】
前記貫通孔に挿通されるねじの頭部と前記凹凸の凸部との最小距離は、０．３ｍｍ以上である
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプリント基板。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプリント基板と、
前記プリント基板を保持する筐体と、
前記貫通孔を挿通して前記プリント基板を前記筐体に固定するねじと、を備える
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板及び電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子機器は、電子部品を実装した回路基板（プリント基板）と、該回路基板を保持する筐体と備えている。回路基板は筐体に固定されることで内部回路を接地させるようにしている。
【０００３】
下記特許文献１には、ネジ部材を介して回路基板と筐体とを固定することで互いを接地させる技術が開示されている。この技術では、回路基板と筐体との接触部分に半田を凹凸状に配置した凹凸構造を設けることで回路基板と筐体とを良好に接触させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記凹凸構造を有した回路基板を筐体にねじで固定することが考えられる。この場合において、ねじと回路基板との間にワッシャー等の板金部材を介して筐体に固定する方法と、板金部材を介さず、ねじにより回路基板を筐体に直接固定する方法とが考えられる。板金部材の有無は、例えば、回路基板を搭載する電子機器において要求される接地性能によって異なる。
【０００６】
板金部材を用いる場合、凹凸構造の変形によって板金と回路基板とが良好に接触した状態となるため、板金部材を介してねじ及び電子回路基板を良好に接地させることが可能である。
しかしながら、板金部材を用いない場合、ねじと凹凸構造の凸部とが擦れることで粉が発生し、ショート等の問題を引き起こすことがある。
【０００７】
このように凹凸構造を有した回路基板は板金部材を用いた固定方法には適するものの、板金部材を用いない固定方法には適さないため、板金部材の有無によって回路基板を使い分ける必要が生じてしまう。
そこで、板金部材の使用の有無によらず共通に使用可能であり、且つ、接地不良及び粉によるショートの発生の両方を解決することで安定した接地状態を実現可能な新たな技術の提供が望まれる。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、良好な接地状態を実現できる、プリント基板及び電子機器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】
【０００９】
本発明の第１態様に従えば、貫通孔の周りに配線が設けられた基板を備え、前記基板は、前記貫通孔の周囲に設けられて前記配線が露出する第１領域と、前記第１領域よりも前記貫通孔から遠く、前記第１領域よりも大きい凹凸を有する第２領域と、を含むプリント基板が提供される。
【００１０】
第１態様に係るプリント基板は、例えば、貫通孔に挿通したねじにより筐体に固定される。この場合において、例えば、ねじと基板との間に板金部材を配置すると、板金部材と凹凸とが良好に接触するので、プリント基板と筐体とを良好に接地させることができる。
また、例えば、板金部材を用いずに貫通孔に挿通したねじで直接固定する場合、ねじは第１領域に露出した配線に接触し、第２領域の凹凸に接触することがない。そのため、凹凸を構成する部材（例えば、半田）が削れることによる半田粉の発生を抑制しつつ、プリント基板と筐体とを良好に接地させることができる。
したがって、筐体に対する固定方法の違いによらず、半田粉の発生を抑制しつつ、筐体に対して安定した接地状態を実現可能なプリント基板を提供することができる。
【００１１】
上記第１態様において、前記凹凸部の凸部は、半田を盛った山から形成されるのが好ましい。
この構成によれば、半田を用いることで容易に凹凸部を形成できる。また、外力が加わった際、凸部を容易に変形させる構造を実現できる。
この場合において、前記第１領域と前記第２領域との間には、前記配線が被覆された第３領域が設けられるのが望ましい。
このようにすれば、第３領域により半田の第１領域への入り込みが防止される。よって、板金部材を用いずにねじで直接固定させた場合でも、第１領域に入り込んだ半田が削れて発生した半田粉と基板のグラウンド以外の信号とがショートするといった不具合の発生が防止される。
【００１２】
上記第１態様において、前記第１領域及び前記第２領域は同心円状に配置されるのが好ましい。
この構成によれば、貫通孔の周囲の全域に亘って半田粉の発生を抑制しつつ、良好な接地状態を実現できる。
【００１３】
上記第１態様において、前記貫通孔に挿通されるねじの頭は、前記第１領域に配置されるのが好ましい。
この構成によれば、ねじの頭と凸部との接触を防止できる。
【００１４】
上記第１態様において、前記貫通孔に挿通されるねじの頭と前記凹凸部の凸部との最小距離は、前記貫通孔の公差の３倍以上であるのが好ましい。
この構成によれば、公差によるばらつきが生じた場合でも、ねじの頭と凸部との接触を防止できる。
【００１５】
上記第１態様において、前記貫通孔に挿通されるねじの頭と前記凹凸の凸部の最小距離は、０．３ｍｍ以上であるのが好ましい。
この構成によれば、公差によるばらつきが生じた場合でも、ねじの頭と凸部との接触を防止することができる。
【００１６】
本発明の第２態様に従えば、上記第１態様のプリント基板と、前記プリント基板を保持する筐体と、前記貫通孔を挿通して前記プリント基板を前記筐体に固定するねじと、を備える電子機器が提供される。
【００１７】
第２態様に係る電子機器によれば、上記プリント基板を有するので、良好な接地性能を備えた信頼性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る電子機器の概略構成を示す図。
【図２】電子機器の要部における拡大断面図。
【図３】プリント基板の平面構成を示す図。
【図４】板金部材を用いる場合の要部拡大断面図。
【図５】第１参考例に係る電子機器の要部構成を示す断面図。
【図６】第１参考例に係る電子機器の要部構成を示す断面図。
【図７】第２参考例に係る電子機器の要部構成を示す断面図。
【図８】第２参考例に係る電子機器の要部構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明のプリント基板及び該プリント基板を備えた電子機器の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の電子機器としては、例えばプリンターや携帯電話等を例示できる。
以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２０】
図１は本実施形態の電子機器１の概略構成を示す図である。
図１に示すように、電子機器１は、筐体２と、プリント基板３と、ねじ４とを有する。プリント基板３は、ねじ４により筐体２に固定される。筐体２は金属部材から構成され、プリント基板３を保持するとともにプリント基板３の接地（シャーシグラウンド）に用いられる。
【００２１】
図２は電子機器１の要部における拡大断面図である。
図２に示すように、プリント基板３は、例えば、電子機器１の電気回路を構成する電子部品（不図示）が実装された基板１０を主体に構成される。
基板１０は貫通孔１１が形成され、該貫通孔１１にねじ４が挿通されている。ねじ４は頭部４ａとねじ部４ｂとを有する。ねじ４は、筐体２から延びて貫通孔１１に挿入されたボスＢのねじ穴Ｂａにねじ部４ｂを螺合させることでプリント基板３を筐体２に固定する（図１、２参照）。
【００２２】
基板１０は、表面１０ａに引き廻された配線１２と、該配線１２の一部を覆う絶縁性被膜１３と、配線１２に電気的に接続される複数の凸部１４と、を有する。配線１２は貫通孔１１の周りに設けられている。配線１２は、基板１０に形成された電気回路と電気的に接続されている。絶縁性被膜１３は、例えば、基板１０の表面１０ａにレジスト材料を塗布することで形成される。複数の凸部１４は、半田を盛った山から構成される。そのため、凸部１４を容易に形成することができる。また、凸部１４は、外力が加わった際、容易に変形可能な構造となる。
【００２３】
本実施形態において、プリント基板３は、貫通孔１１の周囲に筐体２との接地に用いられるシャーシグラウンド部（以下、ＣＧ部）１５を有している。ＣＧ部１５は、配線１２を覆う絶縁性被膜１３の一部を円環状に露出させることにより形成される。すなわち、ＣＧ部１５は、配線１２の一部から構成される。
【００２４】
図２において、ねじ４は、頭部４ａをＣＧ部１５に当接させ、ねじ部４ｂを筐体２のボスＢのねじ穴Ｂａに螺合させる。これにより、ねじ４は、ＣＧ部１５（配線１２）と筐体２とを電気的に接続させる。このような構成に基づき、電子機器１は、基板１０に形成された電気回路と筐体２とを接地させることが可能となっている。
【００２５】
図３はプリント基板３の平面構成を示す図である。
図３に示すように、プリント基板３は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とを含む。第１領域Ａ１は、貫通孔１１の周囲に設けられて配線１２が露出することで構成された領域である。第２領域Ａ２は、第１領域Ａ１よりも貫通孔１１から遠い領域、すなわち第１領域Ａ１の径方向外側に位置する領域である。第３領域Ａ３は、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２との間に位置する領域である。
【００２６】
本実施形態において、第１領域Ａ１は、ＣＧ部１５が設けられた領域に相当する。第１領域Ａ１は所定のマージン領域Ｍを含んだ大きさに設定される。
【００２７】
ここで、第１領域Ａ１のマージン領域Ｍについて説明する。
本実施形態において、例えば、貫通孔１１の設計上における寸法径をφ２．１ｍｍとし、ボスＢの設計上における外径をφ１．９５ｍｍとした場合、プリント基板３及び筐体２の各公差は下記となる。
【００２８】
プリント基板３における公差として、貫通孔１１の位置ずれ公差は例えば±０．１ｍｍであり、貫通孔１１の公差は例えば±０．１ｍｍである。筐体２における公差として、ボスＢの位置ずれ公差は例えば±０．１５ｍｍであり、ボスＢの外径の公差は例えば±０．０５ｍｍである。なお、ボスＢの外径とは貫通孔１１に挿入される部分の外径を意味する。
【００２９】
交差のワースト条件は、貫通孔１１の形成位置が+０．１ｍｍずれて、貫通孔１１の径が最大（２．１ｍｍ+０．１ｍｍ＝φ２．２ｍｍ）となり、ボスＢの形成位置が-０．１５ｍｍずれて、且つ、ボスＢの外径が最少（１．９５ｍｍ−０．０５＝φ１．９ｍｍ）となる場合である。
【００３０】
すなわち、公差のワースト条件より、ねじ４の位置は最大で０．４ｍｍずれることになる。本実施形態では、上記公差のワースト条件に基づいてマージン領域Ｍを設定している。これにより、第１領域Ａ１は、交差が生じない場合にねじ４の頭部４ａが当接する部分Ａ１ａの周囲に、幅Ｈが０．４ｍｍのマージン領域Ｍを含んでいる。そのため、ねじ４の頭部４ａは、公差が生じた場合でも、第１領域Ａ１のＣＧ部１５に良好に接触可能となっている。
【００３１】
一方、第２領域Ａ２は複数の凸部１４が設けられる領域に相当する。本実施形態において、第２領域Ａ２は、第１領域Ａ１に対して同心円状に配置される。
複数の凸部１４は配線１２と接触した状態に形成されており、配線１２を覆う絶縁性被膜１３よりも上方に突出した状態となっている。すなわち、絶縁性被膜１３は凸部１４が設けられる領域が開口されている。
【００３２】
そのため、第２領域Ａ２は、配線１２のみが形成される第１領域Ａ１の平面度に比べて、配線１２上に形成された凸部１４の分だけ大きな凹凸を有したものとなっている。複数の凸部１４は、ＣＧ部１５の周囲に円周状に点在して配置されている。
【００３３】
本実施形態において、ねじ４の頭部４ａと凸部１４との最小距離Ｄｍｉｎは、貫通孔１１の公差（０．１ｍｍ）の３倍以上に設定されている。すなわち、最小距離Ｄｍｉｎは０．３ｍｍ以上に設定されているとも言える。
このようにすれば、公差によるばらつきが生じた場合でも、ねじ４の頭部４ａと凸部１４との接触を良好に防止することができる。
【００３４】
本実施形態において、第２領域Ａ２と第１領域Ａ１との間に設けられた第３領域Ａ３は、絶縁性被膜１３によって配線１２が被覆された領域である。
第３領域Ａ３は、第２領域Ａ２に凸部１４を構成する際、該凸部１４を構成する半田が第１領域Ａ１内に流れ込むのを防止する機能を有する。半田が第１領域Ａ１に入り込むと、ねじ４の頭部４ａが第１領域Ａ１に入り込んだ半田を削ることで発生した半田粉と基板のグラウンド以外の信号とがショートするおそれがある。第３領域Ａ３は、このような問題を解消することができる。
【００３５】
絶縁性被膜１３は上述のようにレジスト材料を塗布することで形成されるが、レジスト塗布時の位置ずれを考慮すると、少なくとも０．１ｍｍのマージンを確保するのが望ましい。本実施形態では、上述のようにねじ４の頭部４ａと凸部１４との最小距離Ｄｍｉｎが０．３ｍｍ以上に設定されるため、第３領域Ａ３の幅は上記マージンを考慮して０．２ｍｍ以上に設定される。
【００３６】
ところで、電子機器１の機種やプリント基板３の位置によって、筐体２に対するプリント基板３の固定方法が異なる。これは、電子機器１の機種やプリント基板３の位置によってプリント基板３に要求される接地レベルが異なるためである。
【００３７】
筐体２に対するプリント基板３の固定方法としては、上述のようにプリント基板３を筐体２にねじ４で直接固定する方法の他、ねじ４とプリント基板３との間に板金部材を挟む方法がある。
【００３８】
図４は板金部材を用いた場合の電子機器１の要部拡大断面図である。
図４に示すように、ねじ４の頭部４ａとプリント基板３との間に板金部材１６が配置されている。板金部材１６は、例えば、金属ワッシャーから構成され、ねじ４のねじ部４ｂを挿通させる開口１６ａを有する。
【００３９】
板金部材１６は、平面視した状態において、第１領域Ａ１よりも大きな外形を有する。これにより、板金部材１６は、第２領域Ａ２に設けられた複数の凸部１４と当接するようになっている。よって、板金部材１６と変形した凸部１４とを介して、ねじ４と配線１２とが電気的に良好に接続される。
【００４０】
ここで、参考例に係る構造を参照しながら、本実施形態のプリント基板３及び該プリント基板３を備えた電子機器１の効果について説明する。
【００４１】
図５、６は第１参考例に係る電子機器１Ａの要部構成を示す断面図である。図５、６に示す電子機器１Ａは、配線１２の全域に亘って凸部１４が形成されたプリント基板３Ａを用いる点において上述の電子機器１と大きく異なる。なお、上記電子機器１と共通の構成については同じ符号を付し、説明と関係のない部材（ボスＢ等）については図示及び説明を省略する。
【００４２】
この電子機器１Ａによれば、図５に示すように、板金部材１６を用いた固定方法を採用した場合において、板金部材１６が多数の凸部１４と当接した状態となる。凸部１４は板金部材１６に当接することで変形し、板金部材１６と良好に接触した状態となるので、板金部材１６を介してプリント基板３と筐体２とを良好な接地状態とすることができる。
【００４３】
しかしながら、板金部材１６を用いずにねじ４で直接プリント基板３を筐体２に固定する場合、図６に示すように、ねじ４の頭部４ａが凸部１４に必ず接触してしまう。すると、凸部１４を構成する半田が削れることで発生した半田粉１４ａによってショートが生じてしまう。
【００４４】
図７、８は第２参考例に係る電子機器１Ｂの要部構成を示す断面図である。図７、８に示す電子機器１Ｂは、凸部１４を有しないプリント基板３Ｂを用いる点において上述の電子機器１と大きく異なる。なお、上記電子機器１と共通の構成については同じ符号を付し、説明と関係のない部材（ボスＢ等）については図示及び説明を省略する。
【００４５】
図７に示すように、この電子機器１Ｂによれば、ねじ４で直接固定した場合においても、半田粉によるショートの発生が防止される。
しかしながら、板金部材１６を用いてプリント基板３を筐体２に固定する場合、板金部材１６と配線１２との間で良好な密着性が得られない。図８に示すように、配線１２は絶縁性被膜１３等により覆われるため、完全な平坦面とはならず、板金部材１６と配線１２との間に隙間Ｓが生じて良好な密着性が得られない。そのため、プリント基板３Ｂは筐体２との間で接地不良が生じてしまう。
【００４６】
このように上述した比較例に係る電子機器１Ａ、１Ｂによれば、筐体２に対して固定する際、板金部材１６の有無によって、最適なプリント基板３Ａ，３Ｂを個別に用意する必要がある。
【００４７】
これに対し、本実施形態の電子機器１によれば、ねじ４の頭部４ａが配置される第１領域Ａ１において配線１２が露出し、凸部１４が第１領域Ａ１よりも貫通孔１１から遠い第２領域Ａ２に設けられている。
そのため、筐体２とプリント基板３とを固定するねじ４の頭部４ａが第１領域Ａ１に露出した配線１２のみに接触し、第２領域Ａ２に設けられた凸部１４に接触することを避けることができる。
よって、凸部１４を構成する半田が削れることによる半田粉の発生を抑制しつつ、プリント基板３と筐体２とを良好に接地させることができる。
【００４８】
また、本実施形態の電子機器１によれば、板金部材１６を用いる場合においても、半田からなる複数の凸部１４が板金部材１６に当接して容易に変形するため、板金部材１６と凸部１４とを良好に接触させた状態とすることができる。第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２が同心円状に配置されるため、貫通孔１１の周囲の全域に亘って半田粉の発生を抑制しつつ、良好な接地状態を実現できる。
よって、板金部材１６を介してプリント基板３と筐体２とを良好な接地させた状態とすることができる。
【００４９】
以上述べたように、本実施形態のプリント基板３によれば、筐体２に対する固定方法の違い（板金部材１６の使用の有無）によらず、半田粉の発生を抑制しつつ、筐体２に対して安定した接地状態を実現することができる。
また、本実施形態の電子機器１によれば、上記プリント基板３を有するので、良好な接地性能を備えた信頼性の高いものを提供できる。また、電子機器１によれば、筐体２に対して固定する際、板金部材１６の有無によらず、プリント基板３を共通に使用することができる。よって、プリント基板を個別に用意する場合に比べ、コストダウンを実現できる。
【００５０】
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、凸部１４は、導電性樹脂など半田以外の材料で形成してもよい。また、板金部材１６を凸部１４よりも柔らかい材料で形成することにより、凸部１４と接触した板金部材１６が変形するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１，１Ａ，１Ｂ…電子機器、２…筐体、３，３Ａ，３Ｂ…プリント基板、４…ねじ、４ａ…頭部、１０…基板、１１…貫通孔、１２…配線、１４…凸部、Ａ１…第１領域、Ａ２…第２領域、Ａ３…第３領域、Ｄｍｉｎ…最小距離。
【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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【図７】
2017152635.tif 000009
【図８】
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