JP2004259719A

JP2004259719A - 電子回路基板及びこれを備えたテープカセット

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Publication number: JP2004259719A
Application number: JP2003045387A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kondo; 真一近藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】強化繊維含有基板の薄型化を図ることができる電子回路基板、及びこれを備えたテープカセットを提供すること。
【解決手段】電子回路基板２０に含有される繊維強化層４０は、各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層で構成する。これにより、基板内部に占める強化繊維層４０の厚さを最小限に抑えることができ、繊維強化型電子回路基板の薄型化を図ることができる。また、この電子回路基板２０をテープカセットのＩＤボードとして用いる場合にあっては、テープカセットの小型化にも十分に対応することが可能となる。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板表面に形成された回路パターンと、上記基板表面に接合材を介して実装された電子部品とを含み、上記基板が強化繊維材を含有してなる電子回路基板及びこれを備えたテープカセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８及び図９は、従来より公知のデジタルビデオ（ＤＶ）カセット（以下「テープカセット」という。）の構成を示している。テープカセット１は、主として、上シェル２と下シェル３とからなるカセット本体４と、磁気テープ又はクリーニングテープ９が巻装された一対のリール５と、カセット本体４から露出するテープ９面を覆うリッド６及び天板７と、一対のリール５の回転を規制する一対のリールロック部材８と、テープ９の種類を電気的に検出するための端子１１〜１４を有するＩＤボード（電子回路基板）１０等からなる。
【０００３】
ＩＤボード１０はカセット本体４の背面壁の内側に形成された収容部４ｃに起立状態で収容されている。ＩＤボード１０の裏面側に形成された４つの端子１１〜１４は、テープカセット１の背面のラベル貼付エリア４ａに隣接して形成された４つの開口４ｂを介して外部へ露出している。
【０００４】
上記構成のＩＤボード１０は、図示しないカセットデッキ（記録再生装置）内の測定子によって、４つの端子１１〜１４のうち所定の２端子間の抵抗値が測定されることにより、テープ９の厚さや用途といったテープ９の種類が検出されるようになっている。そして、この検出結果に対応させてカセットデッキの制御関係の特性を最適化する。なお、このような構成のテープカセットに関する先行技術文献としては、例えば、下記特許文献１に記載のものがある。
【０００５】
さて、ＩＤボード１０に設けた４つの端子１１〜１４と下シェル３背面の４つの開口部４ｂとの間の位置精度は非常に厳しく設定されており、下シェル４の収容部４ｃはＩＤボード１０がちょうど入るくらいのスペースしか確保されていない。このため、下シェル４に対するＩＤボード１０の組付けに際しては軽圧入程度の押圧力を必要とする。
【０００６】
一方、近年においては、この種の電子回路基板のひとつの形態として、ガラス繊維材等を基板樹脂中に含有した繊維強化型の回路基板で構成される例が多い。従来の繊維強化型の電子回路基板として、例えば下記特許文献２には、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、各層のガラス繊維が互いに直交する方向へ配向するようにガラス繊維布１５Ａ及びガラス繊維布１５Ｂを多層に積み上げてエポキシ樹脂基材１６中に含浸させた構成の回路基板が開示されている。なお、図１０Ａは基板の端辺方向にガラス繊維を配向させた構成を示し、図１０Ｂは基板の端辺と斜めに交差する方向へガラス繊維を配向させた構成を示している。また、図において符号１７は基板表面に形成された回路パターン、１８はその上に実装された電子部品である。
【０００７】
また、従来の繊維強化型の電子回路基板の他の構成例としては、樹脂基材中に含有させたフレーク状のガラス繊維を方向性をもたせて又は方向性を持たせずに散在させたものもある。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２５２４３５号公報
【特許文献２】
特開昭６３−１９３５８９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の構成の従来の繊維強化型の電子回路基板は、テープカセット用のＩＤボード１０として適用することが益々困難になってきているという問題がある。
【００１０】
すなわち、近年における情報記録媒体の軽薄短小化に伴い、カセット本体４の小型化・薄型化が進められ、これによりＩＤボード１０の収容スペースも狭められているため、従来（１．２ｍｍ〜１．６ｍｍ）よりも薄く回路基板を構成する必要がある。ところが、上述した従来の繊維強化型の基板構造では、含有する繊維層の層厚が嵩んで基板の板厚を低減するのは困難であり、例えば、０．４ｍｍ厚の繊維強化型電子回路基板を作成するのは不可能であるという問題がある。
【００１１】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、強化繊維含有基板の薄型化を図ることができる電子回路基板、及びこれを備えたテープカセットを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の基板に含有される強化繊維材は、各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層からなることを特徴とする。本発明によれば、基板に含有される強化繊維材は各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層からなるので、各基板内部に占める強化繊維層の厚さを最小限に抑えることができ、これにより繊維強化型電子回路基板の薄型化を図ることができる。
【００１３】
基板が略長方形状の場合、好適には、強化繊維材の繊維の配向方向を基板の略長手方向、又はこれとは略垂直な方向とする。また、上記繊維層が、その配向方向と交差する方向に互いに離間して延在する複数本の繊維によって縫い合わされるようにすると、繊維層の取り扱いが容易となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態で説明する電子回路基板は、テープの種類を電気的に検出するために、図８を参照して説明したテープカセット１の下シェル３の収容部４ｃに取り付けられるものである。
【００１５】
図１及び図２は本発明の実施の形態による電子回路基板２０を示している。ここで、図１は電子回路基板２０の表面２０Ａを示し、図２は電子回路基板２０の裏面２０Ｂを示している。
【００１６】
本実施の形態の電子回路基板２０は、一端角部を大きく欠落させた略長方形状を有し、その裏面２０Ｂに、カセット本体４の背面壁部に形成された４つの開口（図９）に対応して、図２に示すように４つの端子２１，２２，２３，２４が形成されている。これら４つの端子２１〜２４の表層は、例えば、銅めっき層の上に形成された金めっき層で構成されている。
【００１７】
一方、電子回路基板の表面２０Ａには、図１に示すように、上記４つの端子２１〜２４に導通するスルーホール２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａと、互いに対向配置される一対のランド群２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂとの間を連絡する回路パターン２８が形成されている。より具体的には、回路パターン２８は、スルーホール２１Ａとランド２６ｂとを連絡するパターンと、スルーホール２２Ａとランド２５ｂとを連絡するパターンと、スルーホール２３Ａとランド２７ｂとを連絡するパターンと、スルーホール２４Ａとランド２５ａ，２６ａ，２７ａとを連絡するパターンとからなっている。
【００１８】
また、電子回路基板２０の表面２０Ａには、当該電子回路基板２０の種類、あるいは、これが収容されるテープカセットのテープの種類を表示するための表示部３０が設けられている。この表示部３０には、例えば８０分の磁気テープ用としての「８０」と、クリーニングテープ用としての「ＣＬ」の２つの異なる表示３１，３２が形成されている。各表示３１，３２は、回路パターン２８と同種の導体層で形成された表示部３０をパターニングし、基板２０の基材表面（例えば略緑色）を外部へ露出させることにより形成される。これにより、各表示３１，３２は明瞭に外部へ現出される。
【００１９】
基板表面２０Ａに搭載されるチップ抵抗（電子部品）２９は、一対のランド群２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂの何れの間に搭載される。すなわち、図３Ａに示す８０分磁気テープ用電子回路基板２０１の場合は、ランド２７ａとランド２７ｂとの間にチップ抵抗２９が搭載され、図３Ｂに示すクリーニングテープ用電子回路基板２０２の場合は、ランド２６ａとランド２６ｂとの間にチップ抵抗２９が搭載される。
【００２０】
このような構成の電子回路基板２０１，２０２は、図示しないカセットデッキ（記録再生装置）内の測定子によって、４つの端子２１〜２４のうち所定の２端子間の抵抗値が測定されることにより、テープの厚さや用途といったテープの種類が検出される。例えば、端子２３と端子２４との間の抵抗値が所定値の場合は８０分用カセット（８０分用の磁気テープ）であると判断し、また、端子２１と端子２４との間の抵抗値が所定値の場合はクリーニングカセット（クリーニングテープ）であると判断し、これらに対応させて、カセットデッキの制御関係の特性を最適化する。
【００２１】
本実施の形態では、固有抵抗値が例えば１．８ｋΩのチップ抵抗２９が用いられているとともに、チップ抵抗２９の実装用接合材としては、はんだの印刷体が用いられている。特に、はんだは例えばＳｎ−Ａｇ系等の無鉛はんだが用いられている。
【００２２】
また、図３Ａに示す８０分磁気テープ用の電子回路基板２０１および図３Ｂに示すクリーニングテープ用の電子回路基板２０２の何れにも、その表示部３０に「８０」と「ＣＬ」の２つの表示３１，３２が施されている。そのうち、一方の８０分磁気テープ用の電子回路基板２０１にあっては、「８０」という表示３１の形成位置における基板周縁に略円弧状の切欠き部３１Ｃが設けられ、他方のクリーニングテープ用の電子回路基板２０２にあっては、「ＣＬ」という表示３２の形成位置における基板周縁に略円弧状の切欠き部３２Ｃが設けられている。すなわち、切欠き部３１Ｃ，３２Ｃの形成位置によって、２つの電子回路基板２０１，２０２の種類の違いを認識できる構成となっている。切欠き部３１Ｃ，３２Ｃの形成は、基板の打抜きと同時に形成したり、その後工程で形成することができる。
【００２３】
これにより、上記切欠き部３１Ｃ，３２Ｃが設けられる部位によって、当該電子回路基板の種類を認識することができ、目視だけでなく、作業者の指の感覚によっても基板の種類を特定することが可能となる。なお、切欠き部３１Ｃ，３２Ｃに代えて、表示３１，３２のうち何れか一方をはんだ等で被覆するようにしてもよい。
【００２４】
さて、次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、電子回路基板２０の基板内部の構成について説明する。図４は電子回路基板２０をその表面２０Ａ側から見たときの概略部分破断斜視図であり、基板の内層部の構成を模式的に示している。
【００２５】
略長方形状の電子回路基板２０の基材３５は、有機樹脂層３７に強化繊維材としてのガラス繊維布４０を介装させた構造を有している。ガラス繊維布４０は、各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層で構成されている。図４Ａ及び図４Ｂにそれぞれ、各繊維４１の配向方向を基材３５の長手方向とは略垂直な方向に構成した例（図４Ａ）と、各繊維４１の配向方向を基材３５の略長手方向に構成した例（図４Ｂ）を示す。なお、これに限らず、基材３５の長手方向に対して傾斜させた方向へ繊維４１を配向させるようにしてもよい。
【００２６】
本実施の形態におけるガラス繊維布４０は、主繊維材４１と補助繊維材４２とで構成されている。主繊維材４１及び補助繊維材４２はともに同種のガラス繊維でなり、主繊維材４１はガラス繊維布４０の主要部分を占め、基材３５の機械的、物理的強化に寄与する。他方、補助繊維材４２は、主繊維材４１と交差する方向に互いに離間して延在しており、主繊維材４１の互いに隣接する整列状態を保持し、主繊維材４１のほぐれを防止する。これにより、ガラス繊維布４０のハンドリング性（取り扱い性）を確保でき、また、電子回路基板２０の生産性を高めることができる。
【００２７】
なお、補助繊維材４２の本数は、例えば主繊維材を１０としたときに補助繊維材が１の割合となる本数で主繊維材４１を縫い合わしている。この補助繊維材４２の本数が多くなると、ガラス繊維布４０の層厚が大きくなることも懸念されるので、主繊維材４１がほぐれない程度で、かつ、実質的に主繊維材一層分の層厚となるように補助繊維材４２の本数が選定される。
【００２８】
有機樹脂層３７は、本実施の形態ではエポキシ樹脂で構成されるが、これに限らず、フェノール樹脂やポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂等の他の公知の有機材料も適用可能である。また、強化繊維材としてはガラス繊維布４０に限らず、アラミド繊維やカーボンファイバ等を適用してもよい。
【００２９】
次に、以上のように構成される電子回路基板２０の製造方法について説明する。図５及び図６に示すように、電子回路基板２０が例えば４面とれる大きさの基材原板３５Ａを用い、この基材原板３５Ａの上に電子回路基板２０の形成領域毎に回路パターン２８等を形成する。チップ抵抗２９の実装は、公知のはんだ付け法で行うことができる。図５は、チップ抵抗２９を仮止めしめた基材原板３５Ａをリフロー槽３９へ装填し、チップ抵抗２９を基材原板３５Ａにはんだ付けする例について示している。その後、図示しない打抜き装置を用いて基材原板３５Ａから電子回路基板２０を打抜き形成する。
【００３０】
本実施の形態においては、電子回路基板２０の基材３５に含有される強化繊維材は、各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層で構成されているので、基材３５の薄厚化を容易に実現することができる。例えば、０．０５ｍｍの太さのガラス繊維で強化繊維層４０を構成した場合、０．４ｍｍ厚の基材３５を形成することができる。この厚さは、従来の電子回路基板の厚さ（１．２ｍｍ〜１．６ｍｍ）の１／３から１／４程度である。
【００３１】
したがって、本実施の形態によれば、基板内部に占める強化繊維層の厚さを最小限に抑えることができるので、従来に比べて電子回路基板２０を薄く形成することができる。これにより、当該電子回路基板２０がＩＤボードとして適用されるテープカセット１の製造においては、下シェル３の収容部４ｃに対する電子回路基板２０の組み付けが容易になり、また、テープカセット１の小型化に伴う収容部４ｃの狭小化にも十分に対応することが可能となる。さらに、下シェル３に対する電子回路基板２０の適正な組み付け性を確保でき、製品の生産性及び信頼性向上を図ることができる。
【００３２】
続いて、図７Ａは、本発明に係る電子回路基板２０と従来の電子回路基板のリフロー後の反り量を比較して示す図である。図において「発明品（ａ）」は図４Ａに示したように主繊維材４１が基板の長手方向とは略垂直に配向された電子回路基板２０に対応し、「発明品（ｂ）」は図４Ｂに示したように主繊維材４１が基板の長手方向に配向された電子回路基板２０に対応する。また、「従来品」としては、フレーク状のガラス繊維を基材中に散在させた構造の電子回路基板を用いた。リフロー温度は約２７０℃である。
【００３３】
発明品及び従来品はともに同一サイズの基板を用いた。各部の寸法は図７Ｃに示すとおりであり、ａ＝２３．５ｍｍ、ｂ＝９．５ｍｍ、ｃ＝１３ｍｍ、ｄ＝４ｍｍである。また、基板の厚さは、本発明品では何れも０．４ｍｍ、従来品では１．２ｍｍである。基板の変位量はレーザー変位計その他の公知の接触式又は非接触式の変位測定手段を用いることができる。基板の短辺側一端部から他端部にわたって直線的にスキャンして基板の反り量を計測した（図７Ｂ）。
【００３４】
図７Ａから明らかなように、従来品は反り量が約０．２５ｍｍであるのに対して、発明品（ａ），（ｂ）は何れも０．１ｍｍ程度であり、効果の差は歴然である。この結果から、本発明によれば従来に比べて基板の厚さだけでなく基板の反り量をも低減することができるようになり、これがテープカセットの信頼性及び生産性の向上に大きく貢献することができる。なお、発明品（ａ）と発明品（ｂ）とで若干の相違が認められるが、これは、主繊維材４１の配向方向に依るものと考えられる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３６】
例えば以上の実施の形態では、テープカセットの種類検出用の電子回路基板２０に本発明を適用した例について説明したが、これに限らず、装置制御用あるいは信号処理系の各種電子回路基板にも、本発明は適用可能である。したがって、搭載される電子部品は上記チップ抵抗に限られず、コンデンサやＬＳＩ等の半導体部品も本発明は適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の電子回路基板によれば、基板に含有される強化繊維材は各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層からなるので、各基板内部に占める強化繊維層の厚さを最小限に抑えることができ、これにより強化繊維型電子回路基板の薄型化を図ることができる。
【００３８】
また、本発明のテープカセットによれば、薄型の電子回路基板を用いているので、下シェルに対する電子回路基板の適正な組み付け性を確保でき、製品の生産性及び信頼性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による電子回路基板の部品搭載前の状態を示す平面図である。
【図２】同裏面図である。
【図３】部品搭載後の電子回路基板の平面図であり、Ａは８０分テープ用の電子回路基板２０１、Ｂはクリーニングテープ用の電子回路基板２０２である。
【図４】本発明に係る電子回路基板２０の内層構造を示す部分破断斜視図であり、Ａは基板の長手方向と略垂直な方向に主繊維材４１を配向させた例を示し、Ｂは基板の長手方向に主繊維材４１を配向させた例を示している。
【図５】電子回路基板２０の一製造工程を模式的に示す斜視図であり、リフロー工程を示している。
【図６】電子回路基板２０の一製造工程を模式的に示す斜視図であり、打抜き工程を示している。
【図７】発明品と従来品の熱変形量の測定結果を示す図（Ａ）と、当該測定方向を示す斜視図（Ｂ）と、基板の各部の寸法を説明する図（Ｃ）である。
【図８】テープカセット１の分解斜視図である。
【図９】テープカセット１の背面図である。
【図１０】従来の繊維強化型電子回路基板の内層構造を示す要部の部分破断斜視図である。
【符号の説明】
１…テープカセット、２…上シェル、３…下シェル、４…カセット本体、５…リール、９…テープ、４ｃ…収容部、２０…電子回路基板、２１〜２４…端子、２８…回路パターン、２９…チップ抵抗、３５…基材、３７…エポキシ樹脂層。４０…ガラス繊維布、４１…主繊維材、４２…補助繊維材。

Claims

基板表面に形成された回路パターンと、前記基板表面に接合材を介して実装された電子部品とを含み、前記基板が強化繊維材を含有してなる電子回路基板において、
前記強化繊維材は、各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層からなる
ことを特徴とする電子回路基板。
前記基板が略長方形状を有し、前記強化繊維材の繊維の配向方向が前記基板の略長手方向である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板。
前記基板が略長方形状を有し、前記強化繊維材の繊維の配向方向が前記基板の長手方向とは略垂直な方向である
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板。
前記繊維層が、その配向方向と交差する方向に互いに離間して延在する複数本の繊維によって縫い合わされている
ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板。
テープを巻装したリールと、前記リールを回転可能に収納するカセット本体と、前記カセット本体の背面内側に収容され、前記テープの種類を電気的に検出するための端子が形成された電子回路基板とを備えたテープカセットにおいて、
前記電子回路基板が強化繊維材を含有してなり、
前記強化繊維材は、各繊維が互いに隣接して一方向に配向された単層の繊維層からなる
ことを特徴とするテープカセット。
前記電子回路基板が略長方形状を有し、前記強化繊維材の繊維の配向方向が前記電子回路基板の略長手方向である
ことを特徴とする請求項５に記載のテープカセット。
前記電子回路基板が略長方形状を有し、前記強化繊維材の繊維の配向方向が前記基板の長手方向とは略垂直な方向である
ことを特徴とする請求項５に記載のテープカセット。
前記繊維層が、その配向方向と交差する方向に互いに離間して延在する複数本の繊維によって縫い合わされている
ことを特徴とする請求項５に記載のテープカセット。