(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回路を形成した導電板における部品挿入孔およびはんだ付けランドを除く表面を絶縁樹脂で被覆してなる回路基板において、
前記導電板に形成される回路図柄中において単位面積が最も大きい箇所である大面積部の少なくとも前記はんだ付けランドが設けられている側面に、前記絶縁樹脂を他の部分よりも薄い厚みに被覆した樹脂薄肉部を形成したことを特徴とする回路基板。
【請求項２】
樹脂薄肉部に代えて、絶縁樹脂とは異なる樹脂を薄く被覆してはんだの付着を防止するはんだレジスト層を形成した請求項１に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の電子回路を構成する回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は、機能の増大に伴って必要とする電力も大きくなってきており、特に、電源回路においては、大電力対応と小型化が課題となっている。電子機器の電子回路を構成するための回路基板は、所定厚みの平板状の導電板を所定の回路図柄に形成して、その導電板における部品挿入孔とはんだ付けランドとを除く全表面を絶縁樹脂で覆った構造になっている。このような回路基板は、プレス加工法を用いる場合、以下のような工程を経て製造される。
【０００３】
すなわち、図１（ａ）に示すように、先ず、導電性材料としての所定厚みの平板状導電板１を、プレス機のダイ２とパンチ３との間に位置決めして設置する。
【０００４】
ここで、ダイ２とパンチ３とは形状および寸法の異なる複種類のものが用いられる。そして、パンチ３の矢印で示す上下方向の作動により導電板１に打ち抜き孔４を形成し、この打ち抜き孔４の形成を、導電板１を打ち抜き孔４の孔寸法に相当する距離だけ矢印で示す一定方向に移動させたのちに停止させる毎に行うことにより、同図（ｂ）に示すように、導電板１に複種類のダイ２とパンチ３による所要の種類の長孔７ａ〜７ｄを所定の配置で打ち抜き形成して、導電板１を所定の回路図柄を有する形状とする。
【０００５】
つぎに、図９に示すように、所定の回路図柄とした導電板１の所定位置に部品挿入孔８を穿設したのちに、この導電板１の部品挿入孔８とはんだ付けランド９を除く全表面を絶縁樹脂１０で被覆することにより、回路基板１１が得られる。
【０００６】
絶縁樹脂１０は、導電板１における各長孔７ａ〜７ｄを介在して相対向する隣接導体部分を互いに電気的に絶縁し、且つ所定の間隔を保つように保持する。
【０００７】
なお、図１（ｂ）における２点鎖線矢印は、各長孔７ａ〜７ｄを形成するに際して打ち抜き孔４を連続的に穿孔していく方向を示す。各長孔７ａ〜７ｄは、形状および寸法が異なる複種類のダイ２およびパンチ３のうちの所要のものを個々に用いて、これらのダイ２およびパンチ３を予め設定されたプログラムに基づく数値制御にしたがって所定順序で切り換えて作動させるとともに、導電板１をＸ方向およびＹ方向に移動制御することにより、形成される。また、導電板１を固定して、ダイ２とパンチ３を移動させる場合もある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、導電板１を上述のプレス加工法を用いたプログラム制御により所定の回路図柄に自動的に形成する工程では、ダイ２またはパンチ３のいずれか一方の打ち抜き型に破損が生じた場合に、プレス機がそのまま稼働を継続して導電体１の不良形成品が多く作られてしまうおそれがある。そこで、従来では、所定の回路図柄に形成した導電体１の仕上がり具合を、作業員の目視または撮像した画像を処理する画像認識のいずれかにより確認するようにしている。
【０００９】
しかしながら、作業員の目視による確認手段では、近年において回路図柄が高密度化していることから、プレス機の型破損の見落としや作業員の個人差による判断のばらつきが生じ易く、型破損を発見したときには、多くの不良品が作られてしまった後であるといったことがある。一方、画像認識による確認では、回路図柄の形成が終了した導電板１の全体を撮像した画像データを処理するので、ランニングコストが高くつくだけでなく、その処理結果を得るまでに比較的時間を要して、やはり、型破損を発見した時点では不良品が継続して作られてしまっていることがある。
【００１０】
一方、この種の回路基板１１では、電波などを電気的に遮断するシールド効果を得る目的などのために、導電板１に形成される回路図柄に図９に示すような比較的広い面積が残存する大面積部１ａが含まれている。また、絶縁樹脂１０は、熱可塑性または熱硬化性のいずれかを用いて、全体にわたり一定厚みになるように付着される。
【００１１】
したがって、この回路基板１１に電子部品を実装するに際しては、リフロー方式における一定の加熱温度またはフロー方式における溶融はんだの一定温度の熱を一定厚みの絶縁樹脂１０を通じて導電板１の全体に一定時間の間伝導させることにより、導電板１の加熱を行うので、導電板１の各部分には、その面積の大小に応じて異なる熱容量に基づき昇温することから、温度差が生じることになる。
【００１２】
ここで、上記加熱温度は、導電板１の面積が小さくて昇温し易い箇所に適応するように設定すると、面積が大きくて昇温し難い箇所ではんだ付け不良が発生する。そこで、従来では、止むなく最も昇温し難い箇所、つまり単位面積の最も大きい大面積部１ａに適したはんだ付け温度に合致する加熱条件で回路基板１１全体を加熱するようにしているため、昇温し易い箇所では、ここに実装される電子部品に熱的破壊などの熱的悪影響が生じるおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、導電板の大面積部での加熱不足によるはんだ付け不良や、平均的な面積を有する部分での電子部品の熱的悪影響の発生を未然に防止できる回路基板を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る回路基板は、所定の回路を形成した導電板における部品挿入孔およびはんだ付けランドを除く表面を絶縁樹脂で被覆してなる構成において、前記導電板に形成される回路図柄中において単位面積が最も大きい箇所である大面積部の少なくとも前記はんだ付けランドが設けられている側面に、前記絶縁樹脂を他の部分よりも薄い厚みに被覆した樹脂薄肉部を形成した構成になっている。
【００２１】
この回路基板では、電子部品の実装に際して一定の加熱条件で加熱された場合、導電板の大面積部が樹脂薄肉部を通じて効率良く熱伝導されて昇温するから、電子部品の実装時には、回路基板の加熱条件を導電板の平均的な面積を有する部分に適応するように設定すれば、大面積部での加熱不足によるはんだ付け不良や、平均的な面積を有する部分での電子部品の熱的悪影響の発生を未然に防止できる。
【００２２】
上記回路基板において、樹脂薄肉部に代えて、絶縁樹脂とは異なる樹脂を薄く被覆してはんだの付着を防止するはんだレジスト層を形成する構成とすることもできる。これにより、はんだレジスト層は、印刷法または塗布法で形成することにより、導電板を被覆する絶縁樹脂による樹脂薄肉部に比較して極めて薄い厚みに形成することが可能であるため、電子部品の実装に際して一定の加熱条件で加熱された場合に、他の部分に比較して熱が一層効率良く伝導される。そのため、導電板の大面積部での加熱不足によるはんだ付け不良や、平均的な面積を有する部分での電子部品の熱的悪影響の発生を、より一層確実に防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｅ）は本発明の第１の参考例に係る回路基板の製造方法の各工程を示したものであり、同図（ａ）は導電板１にダイ２とパンチ３からなるプレス機を用いて所定の回路図柄を形成する打ち抜き加工工程の縦断面図で、同図（ｂ）は所定の回路図柄が形成された導電板１の平面図である。これらの図において、従来の技術において説明した通り、平板状導電板１をプレス機のダイ２とパンチ３との間に位置決めして設置し、パンチ３の上下方向の作動により導電板１に打ち抜き孔４を形成し、この打ち抜き孔４の形成を、導電板１を打ち抜き孔４の孔寸法に相当する距離だけ矢印で示す一定方向に移動させたのちに停止させて、その停止毎に行うことにより、同図（ｂ）に示すように、導電板１に所要の種類の長孔７ａ〜７ｄを所定の配置で打ち抜き形成して、導電板１を所定の回路図柄を有する形状とする。
【００２４】
同図（ｃ），（ｄ）は、いずれも上述の打ち抜き加工工程を経て回路図柄が形成された導電板１の検査工程を示す断面図で、（ｃ）は所定の回路図柄が形成された導電板１の検査工程、（ｄ）はプレス機の故障により所定の回路図柄が形成されなかった導電板１の検査工程をそれぞれ示す。この検査工程において導電板１に重ねるように載置して用いる検査治具１２には、その下面に検出ピン１３が出入自在に設けられており、この検出ピン１３は、スプリングなどの弾性体（図示せず）によって検査治具１２の下面から常に突出した状態を保持するよう付勢されている。また、同図（ｅ）は、検査治具１２の下面図を示し、この検査治具１２を導電板１上に位置決めして載置したときに各長孔７ａ〜７ｄが検査治具１２の下面に接する位置を２点鎖線で図示してある。また、検出ピン１３は、各長孔７ａ〜７ｄに対しこれらを個々に検出できるように同数だけ設けられており、これら検出ピン１３の配設位置は、同図（ｂ）に２点鎖線矢印で示した各長孔７ａ〜７ｄの形成方向における最終の打ち抜き孔４の形成箇所に対応して設定されている。
【００２５】
上記検査工程では、検査治具１２を、回路図柄の形成が終了した直後の導電板１の上面に位置決めして載置したとき、検出ピン１３が導電板１から押圧力を受けて検査治具１２の内部に没入する動作の有無により、導電板１に所定の回路図柄が形成されているか否かの判別を行う。すなわち、（ｃ）に示すように、所定の長孔７ａが形成されている場合には検出ピン１３が長孔７ａ内にスムーズに挿入するが、（ｄ）に示すように、例えばパンチ３の破損により２回の打ち抜き孔４を形成しただけで長孔７ａの形成工程が中断してしまったような場合には、検出ピン１３が導電板１の上面に当接したのちに押圧力を受けて検査治具１２内に押し込められ、この検査治具１２内に没入した検出ピン１３がスイッチ１４をオンさせる。このスイッチ１４のオンにより、検査治具１２に内蔵の例えば警報器が鳴動してプレス機の故障を報知する。これにより、作業員が打ち抜き加工工程の稼働を即座に停止して、破損したパンチ３を新たなものに交換することにより、導電板１の加工不良品が作られるのを未然に防止できる。
【００２６】
したがって、上記検査工程では、下面に検出ピン１３が出入自在に設けられた検査治具１２を、回路図柄の形成が終了した直後の導電板１の上面に位置決めして載置するのみの簡単な手段により、導電板１に所定の回路図柄が形成されたか否かを正確、且つ即座に判別することができる。なお、この実施の形態では、導電板１への全ての長孔７ａ〜７ｄの穿孔が終了して回路図柄の形成が完了した後に、全ての長孔７ａ〜７ｄの形状の検査を同時に行う場合について説明したが、例えば、Ｘ方向またはＹ方向のいずれかの穿孔作業が終了した時点毎に検査治具１２を導電板１上に載置して検査するようにすれば、プレス機の破損などによる故障をより一層早く発見して、無駄なプレス作業を可及的に早く中止することができる。
【００２７】
図２は本発明の第２の参考例に係る回路基板の製造方法における要部の工程である検査工程を示し、（ａ）は所定の回路図柄が形成された導電板１の検査工程、（ｂ）はプレス機の故障により所定の回路図柄が形成されなかった導電板１の検査工程をそれぞれ示す。この検査工程では、図１（ｂ）に２点鎖線矢印で示した各長孔７ａ〜７ｄの形成方向における各々の打ち抜き孔４の最終形成箇所の両側に、発光ダイオードなどを用いた発光部１７とフォトダイオードなどを用いた受光部１８とを互いに対向して配置する。したがって、（ａ）に示す所定の長孔７ａが形成された導電板１では、発光部１７からの投射光が長孔７ａを通って受光部１８に受光されるが、（ｂ）に示すように正常な長孔７ａが形成されなかった導電板１では、発光部１７からの投射光が導電板１で遮断されて受光部１８に受光されないことにより、プレス機の故障を検知できる。これにより、作業員が打ち抜き加工工程の稼働を即座に停止して、導電板１の加工不良品が継続して作られるのを未然に防止できる。
【００２８】
したがって、この検査工程では、導電板１に所定の回路図柄が形成されたか否かを正確、且つ即座に判別することができる効果を得ることができるのに加えて、導電板１に対し非接触の検出手段を用いるので、機械的な検出手段の場合のような長期使用に際しての劣化などが生じることがなく、しかも、異なる種々の回路図柄に対して発光部１７と受光部１８の配置を変更するのみで容易に対応できる利点がある。
【００２９】
図３は本発明の第３の参考例に係る回路基板の製造方法における要部の工程である検査工程を示し、（ａ）は所定の回路図柄が形成された導電板１の検査工程、（ｂ）はプレス機の故障により所定の回路図柄が形成されなかった導電板１の検査工程をそれぞれ示す。この検査工程では、第２の参考例の発光部１７と受光部１８に代えて、投受光部１９を設けている。（ａ）に示す所定の長孔７ａが形成された導電板１では、投受光部１９からの投射光が長孔７ａを通過することによって反射されないが、（ｂ）に示すように正常な長孔７ａが形成されなかった導電板１では、投受光部１９からの投射光が導電板１で反射した反射光を受光することにより、プレス機の故障を検知できる。したがって、第２の実施の形態の検査工程と同様の効果を得られるのに加えて、構成を簡素化できる利点がある。
【００３０】
つぎに、電子部品を熱的悪影響を受けることなく実装できる回路基板の構造または実装方法について、図４ないし図８を参照しながら説明する。図４の回路基板１１Ａは、導電板１における面積が大きい大面積部１ａの両側に、絶縁樹脂１０を他の部分よりも極端に薄くして被覆した樹脂薄肉部１０ａを、部品挿入孔８およびはんだ付けランド９を除いて形成したものである。これにより、導電板１の大面積部１ａは、電子部品の実装に際して一定の加熱条件で加熱された場合に、他の部分に比較して熱が樹脂薄肉部１０ａを通じて効率良く伝導されるから、絶縁樹脂１０の厚みを全体に一定とした場合よりも温度上昇が早められる。例えば、フロー方式においては、同図に示すように、樹脂薄肉部１０ａに接触する溶融はんだ２０の熱が他の絶縁樹脂１０の部分よりも効率的に大面積部１ａに伝導される。
【００３１】
ここで、樹脂薄肉部１０ａは、大面積部１ａが導電板１の平均的な面積を有する部分との加熱バランスが取れる厚みに設定するとともに、電子部品実装時の回路基板１１Ａへの加熱条件を、導電板１の平均的な面積を有する部分に適応する温度に設定する。これにより、大面積部１ａでの加熱不足によるはんだ付け不良や、導電板１の平均的な面積を有する部分での電子部品の熱的悪影響の発生を防止できる。
【００３２】
図５の回路基板１１Ｂは、図４の回路基板１１Ａの変形例であって、導電板１の大面積部１ａにおけるはんだ付けランド９側の面にのみ樹脂薄肉部１０ａを形成したものである。電子部品の実装に際しては、導電板１における少なくともはんだを付着するためのはんだ付けランド９側を加熱すればよいので、この回路基板１１Ｂにおいても、上記回路基板１１Ａにおける前述と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
図６の回路基板１１Ｃは、導電板１の大面積部１ａの両側を絶縁樹脂１０で被覆せずに、絶縁樹脂１０による被覆に先立って、この大面積部１ａの両側に、絶縁樹脂１０とは異なる樹脂を薄く形成して部品実装時のはんだの付着を防止するためのはんだレジスト層２１を形成したものである。このはんだレジスト層２１は、印刷法または塗布法により形成することにより、上記回路基板１１Ａ、１１Ｂの樹脂薄肉部１０ａに比較して極めて薄い厚みに形成することが可能であるため、電子部品の実装に際して一定の加熱条件で加熱された場合に、他の部分に比較して熱を一層効率良く伝導させることができる。なお、はんだレジスト層２１は、大面積部１ａの両側面に形成せずに、大面積部１ａにおける少なくともはんだ付けランド９側の面に形成されていればよい。
【００３４】
ここで、はんだレジスト層２１は、大面積部１ａが導電板１の平均的な面積を有する部分との加熱バランスが取れる厚みに設定するとともに、電子部品実装時の回路基板１１Ａの加熱条件を、導電板１の平均的な面積を有する部分に適応する温度に設定される。これにより、大面積部１ａでの加熱不足によるはんだ付け不良や、平均的な面積を有する部分での電子部品の熱的悪影響の発生をより一層確実に防止できる。なお、はんだレジスト層２１は、絶縁樹脂１０を被覆したのちに形成しても、上述と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
また、上記樹脂薄肉部１０ａはハンダレジスト層２１に比較して熱伝導率が劣るので、回路基板１１Ａ、１１Ｂにおいて上述の効果を十分に得られない場合には、電子部品をはんだ付けするのに先立って、図７に示すように、回路基板１１Ａにおけるはんだ付けランド９側の樹脂薄肉部１０ａを、ヒータなどの加熱体２２に押し当てることにより、部分的に予熱するようにすればよい。この加熱体２２で予熱する手段を用いる場合には、図８に示すように、樹脂薄肉部１０ａやはんだレジスト層２１を設けていない既存の回路基板１１であっても、加熱不足によるはんだ付け不良や電子部品の熱的悪影響の発生を防止できる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、導電板の大面積部での加熱不足によるはんだ付け不良や、平均的な面積を有する部分での電子部品の熱的悪影響の発生を未然に防止できる回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の参考例に係る回路基板の製造方法の各工程を示し、（ａ）は導電板の打ち抜き工程の断面図、（ｂ）は所定の回路図柄を形成した導電板を示す平面図、（ｃ）は所定の回路図柄が形成された回路基板の検査工程の断面図、（ｄ）は所定の回路図柄が形成されなかった回路基板の検査工程の断面図、（ｅ）は検査工程に用いる検査治具の下面図。
【図２】  本発明の第２の参考例に係る回路基板の製造方法における検査工程を示し、（ａ）は所定の回路図柄が形成された回路基板の検査工程の断面図、（ｂ）は所定の回路図柄が形成されなかった回路基板の検査工程の断面図。
【図３】  本発明の第３の参考例に係る回路基板の製造方法における検査工程を示し、（ａ）は所定の回路図柄が形成された回路基板の検査工程の断面図、（ｂ）は所定の回路図柄が形成されなかった回路基板の検査工程の断面図。
【図４】  本発明に係る回路基板を示す縦断面図。
【図５】  本発明に係る他の回路基板を示す縦端面図。
【図６】  本発明に係るさらに他の回路基板を示す縦断面図。
【図７】  回路基板への電子部品の実装に先立って行う予熱工程を示す縦断面図。
【図８】  回路基板への電子部品の実装に先立つて行う他の予熱工程を示す縦断面図。
【図９】  従来の回路基板を示す縦断面図。
【符号の説明】
１  導電板
１ａ  大面積部
２  ダイ
３  パンチ
４  打ち抜き孔
７ａ〜７ｄ  長孔
８  部品挿入孔
９  はんだ付けランド
１０  絶縁樹脂
１０ａ  樹脂薄肉部
１１Ａ〜１１Ｃ  回路基板
１２  検査治具
１３  検出ピン
１７，１８  発光部および受光部（光学的検出手段）
１９  投受光部（光学的検出手段）
２１  はんだレジスト部
【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】
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【図８】
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【図９】
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