JP2008010751A - プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板を螺子で固定する際、プリント基板に実装したＩＣに応力が加わることを抑えたプリント基板を提供する。
【解決手段】螺子を挿通して固定する貫通孔４を形成したプリント基板１に、多数の端子１６を有するＱＦＰ１０などのＩＣを実装し、複数のＩＣからなる領域を１つの対象領域Ｔとして、貫通孔４の中心から延ばした２本の線が対象領域Ｔと接するように接線を延ばし、２本の線の間であると共に、貫通孔４と同心円上となるプリント基板１の部位に円弧状のスリット６を形成する。これにより、プリント基板１を螺子で固定する際にＩＣに応力が加わることを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビジョン受像機などの電子機器に備えられるプリント基板に関する。

従来から、テレビジョン受像機や記録再生装置内などの電磁機器の筐体内には、種々のプリント基板がネジ止めなどにより固定されている。一般的に、こうしたプリント基板は、矩形型であって平板状のプリント基板が多用されており、例えば、矩形型のプリント基板においては、その４隅の内、プリント基板の対角線上の隅部に形成した２つの貫通孔を、筐体内に形成した筒状のネジ取付部と位置合わせをし、位置決めした貫通孔にネジを挿入してネジ取付部に螺着させ固定していた。特許文献１〜３には、前述した矩形型のプリント基板が開示されている。特許文献１においては、プリント基板にねじ止め用孔を形成し、プリント基板の周縁部からねじ止め用孔の近傍に延設させスリットを形成し、プリント基板に外圧が加わって反ったりしたときに、スリットから応力を逃がし、プリント基板の反りを抑えることで、プリント基板に実装された電子部品などに応力が作用し、電子部品の劣化や破損を防止するプリント基板が提案されている。また、特許文献２においては、プリント配線基板にねじ止めのための取付孔や取付スリットを形成し、これらの近傍に切溝としての分断スリットを形成することで、分断スリットからプリント配線基板に加わる引張り応力を吸収するものが提案されている。また、特許文献３においては、部品を実装したプリント基板を誤って落下させた際に、落下時の衝撃が部品に伝達されることを防止するため、プリント基板に衝撃を吸収する衝撃吸収部を形成したものが提案されている。

ところで、前述したプリント基板の表面に実装されるＩＣのパッケージとして、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）がある。前者であるＱＦＰは、多数の端子がＩＣ本体の四辺に配したものとなっており、後者であるＢＧＡは、ＩＣ本体の下面に、比較的小さいボール型の多数端子（パッド）が格子状に並べられており、ＱＦＰとＢＧＡは、平板状のプリント基板の表面に実装されるため、多数の端子の先端側は、同一平面状に配列されている。

実開平５−４１１６９号公報 実開平６−８６３７６号公報 特開２００２−３４４０９２号公報

前記ＱＦＰやＢＧＡなどのＩＣは、そのサイズが大きくなればなるほど、それだけ多くの端子が設けられていることから、平板状のプリント基板に反りなどがあると、プリント基板に半田付けなどで取り付けられた端子がプリント基板から外れてしまい接触不良を起こし故障してしまう。また、ＱＦＰやＢＧＡの端子（パッド）は、その数が多いと共にサイズも小さいため、端子の半田付けした部分が取れやすく半田付け不良になりやすく、ＱＦＰやＢＧＡなどの多数の端子を有するＩＣの実装されたプリント基板に外圧が加わると、プリント基板に端子を取り付けている半田が簡単に外れてしまう虞があり、また、プリント基板にＱＦＰやＢＧＡなどの種々の電子部品を実装する際、これら電子部品の端子をプリント基板に半田付けするが、半田付けに伴う熱の影響によりプリント基板に反りやねじれが生じてしまったり、プリント基板を取り付ける取付部の製造上の寸法精度などが原因で、プリント基板を固定した状態では、プリント基板が撓んでしまい、この撓みに伴いプリント基板に実装した電子部品に応力が加わってしまう。

特許文献１及び特許文献２には、プリント基板への応力の緩和を、スリットや衝撃吸収部などの溝部をプリント基板に形成することで行なうものが開示されている。しかし、これらのスリットは、プリント基板の隅部の周縁部から延びるようにして形成されているので、例えば、プリント基板の周縁に沿ってアースパターンが設けられているプリント基板では、アースパターンがスリットにより分断されるため、スリットを迂回するように引き回す必要が生じてしまう。また、特許文献３には、実装部品を実装したプリント基板において、落下時などの衝撃をプリント基板に形成したスリットで吸収させるものが開示されている。しかし、単に、プリント基板にスリットを形成したものであり、スリットと実装部品の配置関係についての具体的な説明はなく、さらに、貫通孔の周囲を囲むようにほぼ全周に亘ってスリットが集中して設けられているので、プリント基板の強度が弱くなる虞がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、多数の端子を有するＩＣが実装されたプリント基板に外的圧力が加わっても、取り付けられた複数の端子に過度な応力が作用することを抑え故障を防止したプリント基板を提供することを目的とする。

請求項１に記載のプリント基板は、平板状であって且つほぼ矩形に形成されたプリント基板の四隅の近傍に螺子を挿通して固定する貫通孔を形成したプリント基板において、前記プリント基板に複数のＩＣを実装し、前記複数のＩＣの全ての実装部分を線分で結んだ領域を１つの対象領域として、前記貫通孔の中心から延ばした２本の線が前記対象領域と接するように接線を延ばし、前記２本の線の間であって且つ前記貫通孔と同心円上となるプリント基板の部位に円弧状のスリットを形成したことを特徴とする。

請求項1の構成により、貫通孔に螺子を挿通して、複数のＩＣを実装したプリント基板を締め付けて固定する際、各貫通孔と複数のＩＣとの間に、スリットが形成されることになるので、スリットからプリント基板の撓みなどに伴う応力を緩和させ、螺子の締め付けに伴う回転応力がプリント基板を介してＩＣに加わることを抑えることができる。さらに、反りやねじれのあるプリント基板であっても、ＩＣに加わる応力を軽減することができる。

請求項２に記載のプリント基板は、平板状であって且つほぼ矩形に形成されたプリント基板の四隅の近傍に螺子を挿通して固定する貫通孔を形成したプリント基板において、前記プリント基板の一方面にＩＣを１つ実装し、前記ＩＣの実装部分からなる領域を１つの対象領域として、前記貫通孔の中心から延ばした２本の線が前記対象領域と接するように接線を延ばし、前記２本の線の間であって且つ前記貫通孔と同心円上となるプリント基板の部位に円弧状のスリットを形成したことを特徴とする。

請求項２の構成により、貫通孔に螺子を挿通して、プリント基板の一方面にＩＣを実装したプリント基板を締め付けて固定する際、各貫通孔と１つのＩＣとの間に、スリットが形成されることになるので、スリットからプリント基板の撓みなどに伴う応力を緩和させ、螺子の締め付けに伴う回転応力がプリント基板を介してＩＣに加わることを抑えることができる。さらに、反りやねじれのあるプリント基板であっても、ＩＣに加わる応力を軽減することができる。

請求項３に記載のプリント基板は、請求項１記載のプリント基板において、前記ＩＣは、ＱＦＰおよびＢＧＡ、或いはＱＦＰまたはＢＧＡの何れかであることを特徴とする。

請求項３の構成により、ＩＣとしてのＱＦＰおよびＢＧＡ、或いはＱＦＰまたはＢＧＡを実装したプリント基板を締め付けて固定する際、各貫通孔とＱＦＰやＢＧＡなどとの間に、スリットが形成されることになるので、スリットからプリント基板の撓みなどに伴う応力を緩和させ、螺子の締め付けに伴う回転応力がプリント基板を介してＱＦＰ、ＢＧＡに加わることを抑えることができる。

請求項４に記載のプリント基板は、請求項２記載のプリント基板において、前記ＩＣは、ＱＦＰまたはＢＧＡであることを特徴とする。

請求項４の構成により、ＩＣとしてのＱＦＰまたはＢＧＡの１つを実装したプリント基板を締め付けて固定する際、各貫通孔とＱＦＰまたはＢＧＡの何れかとの間に、スリットが形成されることになるので、スリットからプリント基板の撓みなどに伴う応力を緩和させ、螺子の締め付けに伴う回転応力がプリント基板を介してＱＦＰまたはＢＧＡに加わることを抑えることができる。

請求項５に記載のプリント基板は、請求項１〜４の何れか１項に記載のプリント基板において、前記ＩＣに有する端子は、前記プリント基板に半田付けして取り付けられていることを特徴とする。

請求項５の構成により、貫通孔とＱＦＰやＢＧＡなどのＩＣとの間に、スリットが形成されることになるので、プリント基板に半田付けされたＱＦＰやＢＧＡなどに有する多数の端子に、応力が加わることを緩和することができる。

本発明によれば、貫通孔とＱＦＰやＢＧＡなどのＩＣとの間に、スリットが形成されることになるので、プリント基板とＱＦＰやＢＧＡなどのＩＣの多数の端子が接触不良を起こすことを抑え、故障することを可及的に防止したプリント基板を提供することができる。

本発明の実施の形態としての実施例を、図面を参照して説明する。尚、以下の実施例は本発明の具体例に過ぎず、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。

図１は実施例１における電子機器の筐体にねじ止めされるプリント基板を示す平面図、図２はプリント基板が筐体に固定されている状態を示す断面図、図３はプリント基板に実装される第一のＱＦＰを示す正面図、図４は第一のＱＦＰを示す側面図、図５はプリント基板に実装される第一のＢＧＡを示す正面図、図６は第一のＢＧＡを示す側面図、図７は第一のＢＧＡを示す背面図である。

プリント基板１の形状は、図１に示すように、平板状であって且つ矩形型となっており、このプリント基板１は、図２に示すように、テレビジョン受像機などの電子機器の筐体２内に螺子３で固定されている。

プリント基板１には、その角部近傍に螺子３の挿通される貫通孔４が形成されており、この貫通孔４に螺子３を挿通させ、筐体２に形成した筒状の取付部５に螺子３により螺着されている。

プリント基板１の一方面１Ａには、後述する、第一のＱＦＰ、第二のＱＦＰ、第一のＢＧＡ、および第二のＢＧＡなどのＩＣや、図示はしないが種々の電子部品などが実装されている。なお、第一のＱＦＰ及び第二のＱＦＰは、１６〜２５６個ほどの比較的多数の端子を有しており、第一のＢＧＡ及び第二のＢＧＡは、１１９〜９４５個ほどの比較的多数の端子を有するものである。

また、プリント基板１には、貫通孔４と同心円上に円弧状のスリット６が形成されており、プリント基板１に外圧が加わった際に、より詳しくは、螺子３を回転させ、プリント基板１を筐体２の取付部５に螺着する際に、螺子３の回転に伴う外圧をスリット６から緩和し、前述したＩＣに構成された多数の端子の固定している部分への応力を緩和するようになっている。

１０は、プリント基板１の上面側に実装されたＩＣのパッケージとしての、第一のＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）１０である。この第一のＱＦＰ１０は、図３及び図４に示すように、多数の端子（パッド）１１がＩＣ本体１０Ａの四辺に多数配設したものであり、プリント基板１の表面に実装されるため、多数の端子１１の先端側は、同一平面状に配列されており、多数の端子１１が、プリント基板１に設けられた回路パターンに半田付けなどで固定され接続されている。なお、第二のＱＦＰ１５の構成も、第一のＱＦＰ１０とほぼ同様の構成を有しており、ＩＣ本体１５Ａの四辺に多数配設した多数の端子１６がプリント基板１に設けられた回路パターンに半田付けなどにより固定され接続されているので、第二のＱＦＰ１５の詳細な説明は省略する。

２０は、プリント基板１の上面側に実装されたＩＣのパッケージとしての、第一のＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）である。この第一のＢＧＡ２０は、ＩＣ本体２０Ａの一方面（下面）に、比較的小さいボール型の端子（パッド）２１が格子状に並べられて配設されており、複数の端子２１の先端側は、前記第一のＱＦＰ１０と同様に、プリント基板１の表面に実装されるため、多数の端子２１の先端側は、同一平面状に配列されており、多数の端子２１が、プリント基板１に設けられた回路パターンに半田付けなどで固定され接続されている。なお、第二のＢＧＡ２５の構成も、第一のＢＧＡ２０とほぼ同様の構成を有しており、ＩＣ本体２５Ａの一方面（下面）に配設した多数の端子２６がプリント基板１に設けられた回路パターンに半田付けなどにより固定され接続されているので、第二のＢＧＡ２５の詳細な説明は省略する。

次に、プリント基板１に円弧状のスリット６を形成する位置について、以下に説明する。先ず、図１に示すように、プリント基板の表面に実装された複数のパッケージされたＩＣ、つまり、本実施例では、第一のＱＦＰ１０、第二のＱＦＰ１５、第一のＢＧＡ２０、および第二のＢＧＡ２５の全てのＩＣが配設される領域を一つの対象領域Ｔ（二点鎖線部分）と想定し、各貫通孔４の中心から延ばした２本ずつの直線（破線）が、前記一つの対象領域Ｔと接するように直線状の接線を２本ずつひく。

そして、各貫通孔４の近傍であって、且つ各貫通孔４を中心として２本ずつひき出された線の角度Ｒの範囲で、各貫通孔４と同心円上の円弧状のスリット６をプリント基板１に形成すると共に、前記各スリット６の両端部６Ａを、角張らないように円弧状に形成する。なお、各スリット６の半径方向の幅Ｗは１ｍｍとする。

以上のような構成によれば、第一のＱＦＰ１０，第二のＱＦＰ１５、および第一のＢＧＡ２０，第二のＢＧＡ２５など、すなわち、比較的多数の端子１１，１６，２１，２６を有するパッケージされたＩＣの実装されたプリント基板１において、これら複数のＩＣの全てが配置されている領域を線分で結んだ対象領域Ｔの位置に基づきスリット６の配置を決定し、プリント基板１を筐体２に螺子３を回転させ締め付けた際のプリント基板１の撓みなどに伴う応力を、スリット６から緩和することが可能となる。さらに、第一のＱＦＰ１０，第二のＱＦＰ１５、および第一のＢＧＡ２０，第二のＢＧＡ２５などのプリント基板１に実装された各ＩＣと貫通孔４との間にスリット６が配置されることになるので、反りやねじれのあるプリント基板を螺子３で取付部５に取り付けても、ＩＣ（第一のＱＦＰ１０，第二のＱＦＰ１５，第一のＢＧＡ２０，第二のＢＧＡ２５）に加わる応力を軽減することができる。

つまり、プリント基板１を螺子３で締め付けて取り付ける際、プリント基板１の対象領域Ｔに実装した第一ＱＦＰ１０、第二のＱＦＰ１５、第一のＢＧＡ２０、および第二のＢＧＡ２５に、螺子３の締め付けに伴う回転応力がプリント基板１を介して加わることを抑えることができ、対象領域Ｔに実装した第一ＱＦＰ１０、第二のＱＦＰ１５、第一のＢＧＡ２０、および第二のＢＧＡ２５のそれぞれに有する多数の端子１１，１６，２１，２６が、プリント基板１から外れてしまうことを防止することができる。よって、プリント基板１と第一ＱＦＰ１０、第二のＱＦＰ１５、第一のＢＧＡ２０、および第二のＢＧＡ２５とが接触不良を起こすことを抑え故障することを可及的に防止したプリント基板１を提供することができる。しかも、各ＩＣと貫通孔４との間のプリント基板１にスリット６が設けられるので、反りやねじれの生じたプリント基板を取り付けた状態で、ＩＣ（第一のＱＦＰ１０，第二のＱＦＰ１５，第一のＢＧＡ２０，第二のＢＧＡ２５）に加わる応力を軽減することができる。

さらに、仮にスリット６の形状が角張っていると、プリント基板１に応力が加わった際に、角張った部分に応力が集中するが、本実施例１では、プリント基板１に形成する各スリット６の両端部６Ａを円弧状に形成することで、スリット６の一部に応力が局部的に集中することを抑えることができる。

以上、本発明の実施例１について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。なお、本実施例におけるプリント基板１は、その４箇所の貫通孔４に螺子３を挿通して筐体２に固定しているが、特にこれに限定するものではなく、筐体２にプリント基板１を動かないよう確実に固定できるのであれば、貫通孔４の３箇所を螺子３で固定してもよいし、プリント基板１の対角線上に配置された２箇所の貫通孔４のみに螺子３を挿通して固定するなど、適宜選定すればよい。また、本実施例１においては、プリント基板１の一方面に実装したＩＣから対象領域Ｔを決めているが、これに限らず、プリント基板１の両面に複数のＩＣを実装した場合であっても、プリント基板の両面実装したＩＣから、対象領域Ｔを決めることも可能である。さらに、プリント基板に実装されたＩＣが一つの場合には、この単独のＩＣのプリント基板１への実装部分からなる領域を対象領域Ｔとする。

次に、本発明の実施例２を説明する。図８は実施例２における電子機器の筐体にねじ止めされたプリント基板を示す平面図である。上記した実施例１とは、第２のＢＧＡがプリント基板に実装されていない点、およびスリットの一つを二つに分けて形成した以外は構成は同一であることから、同一部分には同一符号を示し、その詳細な説明は省略して詳述する。

本実施例２においては、第一のＱＦＰ１０と第一のＢＧＡ２０とからなる二つのＩＣを線分で結んだ領域を一つの対象領域Ｔ２として、貫通孔４（図８に示す右上）の中心から延ばした２本の直線（破線）が、前記一つの対象領域Ｔ２と接するように直線状の接線を２本ひいて求める。これは、第一のＱＦＰ１０、第一のＢＧＡ２０、及び第二のＱＦＰ１５を、図８に示す右上の貫通孔４の中心から臨んで視た場合、第一のＱＦＰ１０と第一のＢＧＡ２０との配置関係が重なるように配置されている場合においては、これらを線分で結んだ領域を一つの対象領域Ｔ２を求め、一方、重なるように配置されていない第二のＱＦＰ１５においては、この第二のＱＦＰ１５の配置領域を一つの対象領域Ｔ３とみなし求める。そして、図８に示す右上の貫通孔４の中心から延ばした２本ずつの直線（破線）が、前記対象領域Ｔ２及び対象領域Ｔ３と接するように直線状の接線を２本ずつひく。

そして、図８に示す右上の貫通孔４の近傍であって、且つこの貫通孔４を中心として、対象領域Ｔ２及び対象領域Ｔ３に接するように２本ずつひき出された線の角度Ｒの範囲で、図８に示す右上の貫通孔４と同心円上の円弧状のスリット６をプリント基板１に形成する。これにより、実施例１と同様に、第一のＱＦＰ１０，第二のＱＦＰ１５、および第一のＢＧＡ２０などのプリント基板１に実装された各ＩＣと貫通孔４との間にスリット６が配置されることになるので、反りやねじれのあるプリント基板を螺子３で取付部５に取り付けても、ＩＣ（第一のＱＦＰ１０，第二のＱＦＰ１５，第一のＢＧＡ２０）に加わる応力を軽減することができる。なお、本実施例２においては、図８の右上に示す貫通孔６近傍のスリット６は、プリント基板１に二つに分けて形成されている。その理由は、プリント基板１に実装されるＩＣの数が少なかったり、プリント基板１に実装される複数のＩＣの距離が離れて配置するときなどに適宜採用する。

次に、本発明の実施例３を説明する。図９は実施例３における電子機器の筐体にねじ止めされたプリント基板の要部を示す平面図である。上記した実施例１とは、貫通孔４の一つの近傍に孔部３０が形成されている点、および、四つのスリットの内の一つの長さが異なる点以外は同一であることから、同一部分には同一符号を示し、その詳細な説明は省略して詳述する。なお、本実施例３においては、スリットを形成しようとする延長線上の位置に、螺子３を挿入するための貫通孔４とは別に、プリント基板１の隅部に基準孔３０が形成されている。この基準孔３０は、貫通孔４と同様に、プリント基板１の隅部に形成されるものであり、プリント基板１に種々の電子部品を実装する部品実装機に、プリント基板１を装着したときの位置合わせをする際に用いるものである。このように、プリント基板１の隅部には貫通孔４や基準孔３０、さらに、図示はしないが電子部品が半田付けなどで実装されたプリント基板１を検査する際に、検査治具にプリント基板１を装着するためのガイド孔などが、プリント基板１の隅部にどうしても集中して配置される。このような場合、プリント基板１の隅部の基準孔３０やガイド孔からも、スリット６と同様に、プリント基板１の反りやねじれを吸収させることが可能となり、基準孔３０などもスリット６として兼用させることができる。

実施例１における電子機器の筐体にねじ止めされるプリント基板を示す平面図である。 同上、プリント基板が筐体に固定されている状態を示す断面図である。 同上、プリント基板に実装される第一のＱＦＰを示す正面図である。 同上、プリント基板に実装される第一のＱＦＰを示す側面図である。 同上、プリント基板に実装される第一のＢＧＡを示す正面図である。 同上、プリント基板に実装される第一のＢＧＡを示す側面図である。 同上、プリント基板に実装される第一のＢＧＡを示す背面図である。 実施例２における電子機器の筐体にねじ止めされるプリント基板を示す平面図である。 実施例３における電子機器の筐体にねじ止めされたプリント基板の要部を示す平面図である。

符号の説明

１ プリント基板
１Ａ 一方面
３ 螺子
４ 貫通孔
６ スリット
１０ 第一のＱＦＰ（ＱＦＰ）
１１ 端子
１５ 第二のＱＦＰ（ＱＦＰ）
１６ 端子
２０ 第一のＢＧＡ（ＢＧＡ）
２１ 端子
２６ 端子
２５ 第二のＢＧＡ（ＢＧＡ）
Ｔ 対象領域

Claims (5)

1. 平板状であって且つほぼ矩形に形成されたプリント基板の四隅の近傍に螺子を挿通して固定する貫通孔を形成したプリント基板において、前記プリント基板に複数のＩＣを実装し、前記複数のＩＣの全ての実装部分を線分で結んだ領域を１つの対象領域として、前記貫通孔の中心から延ばした２本の線が前記対象領域と接するように接線を延ばし、前記２本の線の間であって且つ前記貫通孔と同心円上となるプリント基板の部位に円弧状のスリットを形成したことを特徴とするプリント基板。
2. 平板状であって且つほぼ矩形に形成されたプリント基板の四隅の近傍に螺子を挿通して固定する貫通孔を形成したプリント基板において、前記プリント基板の一方面にＩＣを１つ実装し、前記ＩＣの実装部分からなる領域を１つの対象領域として、前記貫通孔の中心から延ばした２本の線が前記対象領域と接するように接線を延ばし、前記２本の線の間であって且つ前記貫通孔と同心円上となるプリント基板の部位に円弧状のスリットを形成したことを特徴とするプリント基板。
3. 前記ＩＣは、ＱＦＰおよびＢＧＡ、或いはＱＦＰまたはＢＧＡの何れかであることを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
4. 前記ＩＣは、ＱＦＰまたはＢＧＡであることを特徴とする請求項２記載のプリント基板。
5. 前記ＩＣに有する端子は、前記プリント基板に半田付けして取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のプリント基板。
   

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