(57)【要約】【課題】爆飛の発生が抑えられ、安定した溶接強度を得ることができる溶接構造を提供する。【解決手段】溶接構造１０は、絶縁樹脂基板１３上に回路導体１４が設けられた絶縁回路基板１１における回路導体１４側に電子部品１２が設けられ、電子部品１２の部品本体１８から延びる電子部品端子１９が絶縁回路基板１３にレーザー溶接されている。絶縁回路基板１１は、絶縁樹脂基板１３に、レーザー溶接による爆飛を阻止する爆飛阻止手段１７が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における該回路導体側に電子部品が設けられ、該電子部品の部品本体から延びる電子部品端子が該絶縁回路基板にレーザー溶接された溶接構造であって、
上記絶縁回路基板は、上記絶縁樹脂基板に、レーザー溶接による爆飛を阻止する爆飛阻止手段が設けられていることを特徴とする溶接構造。
【請求項２】
請求項１に記載された溶接構造において、
上記爆飛阻止手段は、上記絶縁樹脂基板に、レーザー溶接部に対応する部分を含むように形成された貫通孔で構成されていることを特徴とする溶接構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された溶接構造において、
上記絶縁樹脂基板には、上記電子部品を保持する部品固定手段が設けられていることを特徴とする溶接構造。
【請求項４】
請求項３に記載された溶接構造において、
上記部品固定手段は、上記電子部品端子を上記回路導体に圧接させるように上記部品本体に係合する本体係合爪であることを特徴とする溶接構造。
【請求項５】
請求項３に記載された溶接構造において、
上記部品固定手段は、上記部品本体に係合して該部品本体を上記絶縁樹脂基板に保持する本体係合保持爪であることを特徴とする溶接構造。
【請求項６】
請求項３に記載された溶接構造において、
上記部品固定手段は、上記電子部品端子に係合して保持する端子係合保持爪であることを特徴とする溶接構造。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載された溶接構造を有することを特徴とする電子回路基板。
【請求項８】
絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における該回路導体側に電子部品を設け、該電子部品の部品本体から延びる電子部品端子を該絶縁回路基板にレーザー溶接する溶接構造の製造方法であって、
絶縁回路基板として、絶縁樹脂基板に、レーザー溶接による爆飛を阻止する爆飛阻止手段が設けられたものを用いることを特徴とする溶接構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における回路導体側に電子部品が設けられ、その電子部品の部品本体から延びる電子部品端子が回路導体にレーザー溶接された溶接構造及びその製造方法、並びにそれを備えた電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における回路導体側に抵抗等の電子部品を実装したものが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献１には、絶縁回路基板における絶縁樹脂基板に部品収納用孔を設けることが開示されている。
【特許文献１】実開昭５９−１４４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、絶縁回路基板に電子部品をレーザー溶接で実装する場合、まず、絶縁樹脂基板上の回路導体に電子部品端子を当接させ、それらにレーザ光を照射してレーザー溶接することが行われる。
【０００５】
ところが、レーザー溶接の際には、絶縁樹脂基板のレーザー溶接部に対応する部分が蒸発して飛散する爆飛と呼ばれる現象が発生することがある。そして、この爆飛が起こると、場合によっては回路導体に孔が空いたりすることもあり、結果として、安定した溶接強度を得ることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる爆飛の発生が抑えられ、安定した溶接強度を得ることができる溶接構造及びその製造方法、並びにそれを備えた電子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】
【０００７】
本発明の溶接構造は、絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における該回路導体側に電子部品が設けられ、該電子部品の部品本体から延びる電子部品端子が該絶縁回路基板にレーザー溶接されたものであって、
上記絶縁回路基板は、上記絶縁樹脂基板に、レーザー溶接による爆飛を阻止する爆飛阻止手段が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の溶接構造の製造方法は、絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における該回路導体側に電子部品を設け、該電子部品の部品本体から延びる電子部品端子を該絶縁回路基板にレーザー溶接するものであって、
絶縁回路基板として、絶縁樹脂基板に、レーザー溶接による爆飛を阻止する爆飛阻止手段が設けられたものを用いることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電子回路基板は、上記本発明の溶接構造を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、絶縁樹脂基板に、レーザー溶接による爆飛を阻止する爆飛阻止手段が設けられているので、レーザー溶接の際の爆飛の発生が抑えられ、安定した溶接強度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施形態１）
図１〜４は、実施形態１に係る溶接構造１０を示す。
【００１３】
この溶接構造１０は、絶縁回路基板１１にＬＥＤ１２（電子部品）をレーザー溶接により実装したものである。この溶接構造１０は、例えば、自動車ランプ等の自動車部品において絶縁回路基板１１にＬＥＤ１２を実装した電子回路基板等に適用されるものである。
【００１４】
絶縁回路基板１１は、絶縁樹脂基板１３上に回路導体１４が溶着や接着によって一体に設けられた板状或いは帯状の構造を有する（なお、図１〜４では帯状のものを示す。）。なお、絶縁回路基板１１は、板状のものの場合、平板状に形成されているものであってもよく、また、曲面板状に形成されているものであってもよい。
【００１５】
絶縁樹脂基板１３は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂で形成されているが、射出成形が可能であることから後者が好適である。かかる熱可塑性樹脂としては、耐熱性の観点から、ポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が挙げられる。絶縁樹脂基板１３は、可撓性であってもよく、また、硬質であってもよい。なお、図２〜４に示すように、絶縁樹脂基板１３には、部品設置位置に対応して矩形孔１５が形成されている。
【００１６】
回路導体１４は、例えば、銅や銅合金の板、箔をビク刃等で所望の回路形状に打ち抜いたもの等で構成されている。回路導体１４は、厚さが例えば２０μｍ〜１ｍｍに形成されている。図１に示すように、一方がカソードで且つ他方がアノードである一対の回路導体１４が部品設置位置の矩形孔１５を挟んで配設されている。
【００１７】
絶縁樹脂基板１３には、ＬＥＤ１２のレーザー溶接部１６に対応する部分を含み、且つ回路導体１４まで達して回路導体１４が露出含むように貫通孔１７が形成されている。貫通孔１７はレーザー溶接部１６に対応する部分を含むのであれば、その外郭形状は特に限定されない。貫通孔１７の外郭形状は、例えば、レーザー溶接部１６が１箇所の場合、図５（ａ）に示すような円形であってもよく、図５（ｂ）に示すような角の丸い矩形であってもよく、図５（ｃ）に示すような矩形であってもよく、また、レーザー溶接部１６が２箇所の場合、図５（ｄ）に示すような円形であってもよく、図５（ｅ）に示すような横長円形であってもよく、図５（ｆ）に示すような角の丸い横長矩形であってもよく、図５（ｇ）に示すような横長矩形であってもよい。
【００１８】
以上のような絶縁回路基板１１の製造方法としては、射出成形した絶縁樹脂基板１３に回路導体１４を貼設する方法等が挙げられる。絶縁樹脂基板１３を射出成形する場合、絶縁樹脂基板１３に予め貫通孔１７を形成しておいてもよく、また、絶縁樹脂基板１３に貫通孔１７を後加工により形成してもよい。後加工による絶縁樹脂基板１３への貫通孔１７の形成加工方法としては、刃物を用いて切り出す方法、ミーリング等により切除除去する方法、ＣＯ２レーザー、ＹＶＯ４レーザー、エキシマレーザーなどの回路導体１４に影響を及ぼさないレーザーを用いる方法等が挙げられる。
【００１９】
ＬＥＤ１２は、部品本体１８から一対の電子部品端子１９が延びた構造を有する。
【００２０】
部品本体１８は、半導体発光素子が樹脂で封止されたもので構成されている。
【００２１】
電子部品端子１９は、例えば、銅、銅合金、鉄、鉄合金等で形成されている。
【００２２】
絶縁樹脂基板１３には、部品設置位置の矩形孔１５を挟んで、一対の回路導体１４の配設方向に直交する方向に並んで一対の本体係合爪２０が一体に配設されている。そして、ＬＥＤ１２は、部品本体１８がそれらの一対の本体係合爪２０によって両側から係合されるように設けられており、それによって電子部品端子１９が回路導体１４に圧接されている。従って、この一対の本体係合爪２０が部品固定手段を構成している。また、絶縁樹脂基板１３には、各回路導体１４のレーザー溶接部１６の側方に位置決め突起２１が設けられており、これによって電子部品端子１９が回路導体１４上に位置決めされている。なお、これらの一対の本体係合爪２０及び位置決め突起２１は絶縁樹脂基板１３を射出成形する際に同時形成することができる。
【００２３】
この溶接構造１０では、絶縁樹脂基板１３上の回路導体１４に電子部品端子１９が当接し、それらがスポット状にレーザー溶接されている。
【００２４】
レーザー溶接部１６には、図６に示すように、同心円状の複数の環状模様が同心円状に形成される。かかるレーザー溶接部１６は、図７に示す抵抗溶接部とは明確に区別することができる。
【００２５】
このようなレーザー溶接による溶接構造１０を採ることで、従来の抵抗溶接に比べ、量産性が格段に向上し、さらに、レーザー光を同時分岐、時間分割をすることで、より生産性が向上する。
【００２６】
そして、以上のような溶接構造１０を製造するには、絶縁回路基板１１に電子部品１２をレーザー溶接を用いて実装する際に、絶縁回路基板１１として、絶縁樹脂基板１３に、レーザー溶接部１６に対応する部分を含むように貫通孔１７が形成され、また、本体係合爪２０が設けられたものを用いればよい。なお、露出した回路導体１４からの漏電を防止するために、レーザー溶接後に開口部１６や貫通孔１７を樹脂等で封止してもよい。
【００２７】
ここで、上記の溶接構造１０では、絶縁樹脂基板１３に、レーザー溶接部１６に対応する部分を含むように貫通孔１７が形成されているので、絶縁樹脂基板１３のレーザー溶接部１６に対応する部分に爆飛が発生する程の十分な樹脂が存在しないため、レーザー溶接の際の爆飛の発生が抑えられ、結果として、安定した溶接強度を得ることができる。
【００２８】
また、従来、ＬＥＤ１２を溶接する際には、ＬＥＤ１２を固定するための治具が必要であり、かかる治具を用いる場合、電子部品端子１９を回路導体１４に確実に密着させることが困難であるという問題や複数のＬＥＤ１２を固定するための治具の場合には治具構造が複雑になるといった問題がある。しかしながら、上記の溶接構造１０では、絶縁樹脂基板１３に設けられた一対の本体係合爪２０によって電子部品端子１９を回路導体１４に圧接させてＬＥＤ１２を固定しているので、ＬＥＤ１２を溶接する際に構造の複雑な治具を用いる必要がなく、また、電子部品端子１９を回路導体１４に確実に密着させることができる。
【００２９】
なお、このとき用いるレーザーとしては、小出力での溶接が必要な回路導体上への電子部品溶接の場合は、例えば、波長が１０６４ｎｍ帯域であるＮｄ：ＹＡＧレーザーが好適である。用いるレーザーは、ＣＯ２レーザー（１０６０ｎｍ）、Ｎｄ：Ｇｌａｓｓレーザー（１０６０ｎｍ）、ルビーレーザー（６４８．３ｎｍ）、ファイバーレーザーＮｄ３＋（１５４０ｎｍ）、Ｅｒ３＋（１５４０ｎｍ）、Ｙｂ３＋（１０３０〜２２００ｎｍ）であってもよく、また、ＹＡＧ基本波の第２高調波パルスレーザー（５３２ｎｍ）は銅や金などへの吸収率が非常に高くなることを利用したＹＡＧＳＨＧグリーンパルスレーザーであってもよい。
【００３０】
レーザー発振は、ＣＷ方式であってもよく、また、パルス方式であってもよい。
【００３１】
レーザーの出力及び照射時間については、溶接する対象によって適宜設定すればよい。
【００３２】
（実施形態２）
図８〜１１は、実施形態２に係る溶接構造１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。
【００３３】
この溶接構造１０は、絶縁回路基板１１に抵抗２２（電子部品）をレーザー溶接により実装したものである。この溶接構造１０は、例えば、自動車ランプ等の自動車部品において絶縁回路基板１１に抵抗２２を実装した電子回路基板等に適用されるものである。
【００３４】
この溶接構造１０では、電子部品である抵抗２２は、円柱状の部品本体１８の両側のそれぞれの軸位置から線状の電子部品端子１９が延びた構造を有する。
【００３５】
部品本体１８は、抵抗体で構成されている。
【００３６】
電子部品端子１９は、例えば、銅等で形成されている。
【００３７】
絶縁樹脂基板１３には、図９〜１１に示すように、部品設置位置に対応して一対の回路導体１４の配設方向に延びるスリット状の矩形孔１５が形成されている。また、絶縁樹脂基板１３には、部品設置位置の矩形孔１５を挟んで、一対の回路導体１４の配設方向に直交する方向に並んで一対の本体係合保持爪２３が一体に配設されている。
【００３８】
抵抗２２は、部品本体１８が矩形孔１５に嵌ると共にこれらの本体係合保持爪２３によって両側から挟まれて係合保持されるように設けられており、それによって電子部品端子１９が絶縁樹脂基板１３上に位置付けられて回路導体１４に当接している。従って、これらの本体係合保持爪２３が部品固定手段を構成している。なお、これらの一対の本体係合保持爪２３は絶縁樹脂基板１３を射出成形する際に同時形成することができる。
【００３９】
そして、以上のような溶接構造１０を製造するには、絶縁回路基板１１に抵抗２２をレーザー溶接を用いて実装する際に、絶縁回路基板１１として、絶縁樹脂基板１３に、レーザー溶接部１６に対応する部分を含むように貫通孔１７が形成され、また、本体係合保持爪２３が設けられたものを用いればよい。なお、露出した回路導体１４からの漏電を防止するために、レーザー溶接後に開口部１６や貫通孔１７を樹脂等で封止してもよい。
【００４０】
この溶接構造１０では、絶縁樹脂基板１３に設けられた本体係合保持爪２３によって抵抗２２を固定しているので、抵抗２２を溶接する際に治具を用いる必要がなく、また、電子部品端子１９を回路導体１４に確実に密着させることができる。
【００４１】
その他の構造、作用及び効果は実施形態１と同一である。
【００４２】
（実施形態３）
図１２〜１５は、実施形態３に係る溶接構造１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一符号で示す。
【００４３】
この溶接構造１０は、絶縁回路基板１１に抵抗２２（電子部品）をレーザー溶接により実装したものである。
【００４４】
この溶接構造１０では、絶縁樹脂基板１３には、図１４及び１５に示すように、部品設置位置に対応して一対の回路導体１４の配設方向に延びるスリット状の矩形孔１５が形成されている。また、絶縁樹脂基板１３には、部品設置位置の矩形孔１５を一対の回路導体１４の配設方向に挟んだ両側のそれぞれに、一対の回路導体１４の配設方向に直交する方向に並んで一対の端子係合保持爪２４が一体に配設されている。
【００４５】
抵抗２２は、部品本体１８が矩形孔１５に嵌るように設けられていると共に各電子部品端子１９が対応する一対の端子係合保持爪２４によって両側から挟まれて係合保持されるように設けられており、それによって各電子部品端子１９が絶縁樹脂基板１３上に位置付けられて回路導体１４に当接している。従って、これらの端子係合保持爪２４が部品固定手段を構成している。なお、これらの端子係合保持爪２４は絶縁樹脂基板１３を射出成形する際に同時形成することができる。
【００４６】
そして、以上のような溶接構造１０を製造するには、絶縁回路基板１１に抵抗２２をレーザー溶接を用いて実装する際に、絶縁回路基板１１として、絶縁樹脂基板１３に、レーザー溶接部１６に対応する部分を含むように貫通孔１７が形成され、また、端子係合保持爪２４が設けられたものを用いればよい。なお、露出した回路導体１４からの漏電を防止するために、レーザー溶接後に開口部１６や貫通孔１７を樹脂等で封止してもよい。
【００４７】
この溶接構造１０では、絶縁樹脂基板１３に設けられた端子係合保持爪２４によって抵抗２２を固定しているので、抵抗２２を溶接する際に治具を用いる必要がなく、また、電子部品端子１９を回路導体１４に確実に密着させることができる。
【００４８】
その他の構造、作用及び効果は実施形態２と同一である。
【００４９】
（その他の実施形態）
上記実施形態１ではＬＥＤ１２を電子部品とし、また、実施形態２及び３では抵抗２２を電子部品としたが、特にこれらに限定されるものではなく、ダイオード、保護素子、レギュレータ、ＩＣ等であってもよい。
【００５０】
また、上記実施形態１〜３では、爆飛阻止手段として、レーザー溶接部１６に対応する部分を含むように貫通孔１７を設けたが、特にこれに限定されるものではなく、その他の構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、絶縁樹脂基板上に回路導体が設けられた絶縁回路基板における回路導体側に電子部品が設けられ、その電子部品の部品本体から延びる電子部品端子が回路導体にレーザー溶接された溶接構造及びその製造方法、並びにそれを備えた電子回路基板について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態１に係る溶接構造を示す平面図である。
【図２】図１におけるII-II断面図である。
【図３】図１におけるIII-III断面図である。
【図４】実施形態１に係る溶接構造を示す底面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は貫通孔を示す平面図である。
【図６】レーザー溶接部を示す写真である。
【図７】抵抗溶接部を示す写真である。
【図８】実施形態２に係る溶接構造を示す平面図である。
【図９】図８におけるIＸ-IＸ断面図である。
【図１０】図８におけるＸ-Ｘ断面図である。
【図１１】実施形態２に係る溶接構造を示す底面図である。
【図１２】実施形態３に係る溶接構造を示す平面図である。
【図１３】図１２におけるXIII-XIII断面図である。
【図１４】図１２におけるXIV-XIV断面図である。
【図１５】実施形態３に係る溶接構造を示す底面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  溶接構造
１１  絶縁回路基板
１２  ＬＥＤ（電子部品）
１３  絶縁樹脂基板
１４  回路導体
１６  レーザー溶接部
１７  貫通孔
１８  部品本体
１９  電子部品端子
２０  本体係合爪（部品固定手段）
２２  抵抗（電子部品）
２３  本体係合保持爪（部品固定手段）
２４  端子係合保持爪（部品固定手段）
【図１】
2009147124.tif 000003
【図２】
2009147124.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009147124.tif 000006
【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2009147124.tif 000012
【図１３】
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【図１４】
2009147124.tif 000014
【図１５】
2009147124.tif 000015
【図６】
2009147124.tif 000016
【図７】
2009147124.tif 000017