JP2008103618A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】実装部品の端子が半田付けされる隣接する複数のランド間にシルクスクリーン印刷を施し、このシルクスクリーン印刷部により半田の流動を抑えて隣接するランド間での半田ブリッジの発生を抑制するようにした回路基板の提供。
【解決手段】回路基板３５の表面の隣接するランド３５ｅ間にシルクスクリーン印刷部４３を設けた。これにより、シルクスクリーン印刷部４３の膜厚により隣接するランド３５ｅ間を流動しようとする半田４１の流動を規制することができるので、隣り合うランド３５ｅ同士が半田４１によって導通される、所謂、半田ブリッジの発生を抑制することができる。半田ブリッジの発生を抑制できるので、回路基板３５の半田付け不良の発生を抑制して、製品の歩留まりを向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、回路基板に係り、特に実装部品の半田付け時に発生する半田ブリッジを好適に抑制し得る回路基板に関する。

回路基板には、ダイオードやコンデンサ等の比較的小さな実装部品，リレーやコネクタ端子等の比較的大きな実装部品などが半田付けにより装着されており、特に、コネクタ端子においては外部コネクタが接続されるため、コネクタ端子と基板との固定部分には大きな応力が作用する。したがって、この応力に耐え得るようにするために、コネクタ端子と基板との固定部分における剛性を高める必要がある。この剛性を高める方法の一つとして、例えば、コネクタ端子を基板に対してかしめた後に半田付けすることによりコネクタ端子と基板との固定部分の剛性を高めるようにすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された基板への端子の固定方法によると、基板に形成した貫通孔に対して端子の先端部を貫通させた後、所定形状の押圧ポンチを用いて端子の先端部を屈曲させ、所謂、かしめ加工により端子を基板に機械的に接続させ、その後、端子の先端部を半田付けすることにより端子を基板に電気的に接続するようにしている。

ところで、外部コネクタが接続されるコネクタ端子を有する回路基板を備えるものとしては、例えば、自動車等の車両に搭載される車載用アクチュエータがある。車載用アクチュエータとしては、例えば、ワイパモータのように電動モータと減速機構を収容したギヤケースとを備えたものがあり、このワイパモータを構成するケースカバーの裏面に回路基板を装着するようにしている。

このような車載用アクチュエータは、エンジンルーム内等の限られたスペースに設置できるように小型化が要求されており、これに伴い、回路基板の小型化も必要な事項となっている。回路基板を小型化するにあたり、コネクタ端子と基板との固定部分は、上記のように剛性を確保する必要があるため、当該部分の小型化には限界がある。したがって、複数あるコネクタ端子と基板との固定部分を、相互に接近させたレイアウトにする等して対応する必要が生じる。
特開平０６−１５２１２２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された基板への端子の固定方法を、接近して隣り合うコネクタ端子に単純に採用する場合、例えば、図７に示すように、接近して隣り合うコネクタ端子ａおよびｂが相互に半田により導通される、所謂、半田ブリッジｃが発生し易くなるという問題がある。そこで、半田の使用量を少なくして半田ブリッジの発生を抑制すること等が考えられるが、この場合には、基板と端子の冷熱サイクル（ヒートショック）に対する耐久性が下がってしまい、コネクタ端子と基板とを接続する半田の冷熱サイクル（ヒートショック）への耐久性を弱めることになるため、好ましい対応策とはならない。

本発明の目的は、実装部品の端子が半田付けされる隣接する複数のランド間にシルクスクリーン印刷を施し、このシルクスクリーン印刷部により半田の流動を抑えて隣接するランド間での半田ブリッジの発生を抑制するようにした回路基板を提供することにある。

本発明の回路基板は、複数の貫通孔が形成される基板と、前記貫通孔を貫通する端子を備える複数の実装部品とを有し、前記貫通孔を貫通する前記実装部品の端子を前記貫通孔に対してかしめた後に半田付けにより前記基板に固定するようにした回路基板であって、前記貫通孔の内壁面に設けられるとともに前記内壁面から連続して形成され前記基板の表面にランドを形成する導電膜と、前記基板の表面の隣接する前記ランド間に設けられるシルクスクリーン印刷部とを有することを特徴とする。

本発明の回路基板は、前記シルクスクリーン印刷部を、前記ランドを囲むように設けることを特徴とする。

本発明の回路基板は、前記実装部品は、外部コネクタが接続されるコネクタ端子であることを特徴とする。

本発明によれば、基板の表面の隣接するランド間にシルクスクリーン印刷部を設けるので、シルクスクリーン印刷部の膜厚により隣接するランド間を流動しようとする半田の流動を規制することができる。したがって、隣り合うランド同士が半田によって導通される半田ブリッジの発生を抑制することができる。

本発明によれば、シルクスクリーン印刷部を、ランドを囲むように設けるので、シルクスクリーン印刷部内に半田を留まらせることができる。したがって、所定量の半田を所定面積の範囲内に留まらせることにより、実装部品の端子と基板との固定強度を製品毎に安定させて製品の歩留まりを向上させることができる。

本発明によれば、実装部品を外部コネクタが接続されるコネクタ端子としたので、コネクタ端子の基板に対する固定強度を確保しつつ、複数あるコネクタ端子と基板との固定部分を相互に接近させることができる。したがって、回路基板を小型化することができる。

以下、本発明の第１実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は回路基板を有するワイパモータを示す斜視図を、図２は図１のワイパモータのケースカバーに装着される回路基板の正面図を、図３は図２の破線円Ａ部分の部分拡大図を、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図を、図５は図４の破線円Ｃ部分の部分拡大断面図をそれぞれ表している。

図１に示すように、ワイパモータ１０は、車載用アクチュエータとして自動車等の車両のエンジンルーム内（図示せず）に設置されるものであり、ワイパモータ１０は、図示しないリンク機構を介してワイパブレードを揺動運動させることによりウィンドシールドに付着した雨水等を払拭させるようになっている。このワイパモータ１０は、図１に示すように、電動モータ２０とギヤケース３０とを有しており、電動モータ２０とギヤケース３０とは互いにネジ５０により連結されている。

電動モータ２０の内部にはモータ軸（図示せず）が回転自在に設けられており、このモータ軸の一端側はギヤケース３０の内部に向けて延出されている。モータ軸のギヤケース３０内への延出部分には、減速機構を構成するウォーム（図示せず）が一体的に設けられており、このウォームとともに減速機構を構成するウォームホイール（図示せず）が、ウォームに噛み合うようにしてギヤケース３０内に回転自在に設けられている。ウォームホイールの回転中心部には回転軸３１が一体的に設けられ、この回転軸３１の一端側はギヤケース３０の外部に延出されている。そして、この回転軸３１には、上記リンク機構が連結されるようになっている。

ギヤケース３０の開口側（図中上側）には、複数のクリップ３２（図示では２つ）により、ケースカバー３３が密封状態で装着されており、これにより、ギヤケース３０内への雨水等の進入を防止するようにしている。

ケースカバー３３の電動モータ２０側にはコネクタ接続部３４が一体的に設けられており、このコネクタ接続部３４の開口部（接続部）は電動モータ２０側に向けられている。そして、コネクタ接続部３４には、図中二点鎖線および太線矢印に示すように、図示しないバッテリからの駆動電流や車内の操作スイッチからのオン・オフ信号をワイパモータ１０に供給するための外部コネクタ５１が接続されるようになっている。

また、ケースカバー３３には、熱伝導性に優れた素材、例えば、アルミニウム合金等により形成される冷却フィン部材５２が装着されており、この冷却フィン部材５２は、ワイパモータ１０の回転駆動等により高温となった電動モータ２０やギヤケース３０の熱を外部に放出する役割を果たしている。

図２に示すように、ケースカバー３３の裏面には、ケースカバー３３の形状と略同様の形状に形成された回路基板（基板）３５が装着されており、この回路基板３５は、大小複数のネジ３６によってケースカバー３３に対して固定されている。

回路基板３５の図中左側には、電動モータ２０とギヤケース３０（図１参照）とを連結する際に、電動モータ２０側のコネクタ接続部（図示せず）に接続される給電コネクタ３７が設けられている。給電コネクタ３７は、回路基板３５を介して所定の大きさの駆動電流を電動モータ２０に送るようになっており、これにより、電動モータ２０は正方向または逆方向に回転駆動するようになっている。

図２および図３に示すように、回路基板３５の図中左側の下方には、ケースカバー３３のコネクタ接続部３４に対向するようにして、本発明における実装部品としての複数のコネクタ端子３８の図中右側の一端部（端子）３８ａ〜３８ｆが固定されている。一方、各コネクタ端子３８の他端部（図中左側）は、コネクタ接続部３４の内側に延出して設けられ、外部コネクタ５１の図示しないコネクタ端子に接続されるようになっている。

回路基板３５の表面および裏面には、複数のコネクタ端子３８の他に、複数の面実装ダイオード３９やリレー４０（図４参照）が半田付けにより装着されており、これらの実装部品は、回路基板３５の表面にプリントされた銅などの薄膜よりなる配線パターン（図示せず）に接続されて電子回路を形成している。

回路基板３５は、図５に示すように、エポキシ系の樹脂材料よりなる絶縁板３５ａと、その表面に所定の厚さ寸法で形成されたレジスト膜３５ｂと、コネクタ端子３８の一端部３８ａが貫通するスルーホール（貫通孔）３５ｃを有しており、スルーホール３５ｃの内壁面には銅などの導電性に優れた材料により形成された導電膜３５ｄが設けられている。導電膜３５ｄは、スルーホール３５ｃの内壁面から連続して回路基板３５の表面に所定の面積の大きさのランド３５ｅを形成しており、このランド３５ｅは半田４１によって覆われるようになっている。

回路基板３５のレジスト膜３５ｂ上には、図２および図３に示すように、面実装ダイオード３９等の実装部品の容量や装着方向，製造者の名称などを示す表示文字４２がシルクスクリーン印刷により印刷されており、これにより、回路基板３５に対する異種類の実装部品の実装や交換等を間違えることなく容易に行えるようになっている。

図３および図５に示すように、複数のコネクタ端子３８の一端部３８ａ〜３８ｆが固定されるランド３５ｅの周囲には、このランド３５ｅを囲むようにして、略長方形形状のシルクスクリーン印刷部４３が設けられており、このシルクスクリーン印刷部４３は、表示文字４２の印刷と同時に回路基板３５のレジスト膜３５ｂ上に印刷されるようになっている。これにより、図５に示すようにランド３５ｅの周囲には、レジスト膜３５ｂの膜厚とシルクスクリーン印刷部４３の膜厚（例えば１００ｎｍ〜１００μｍ）とによって、所定の高さ寸法を有する障壁Ｗが形成される。

ここで、複数のコネクタ端子３８を回路基板３５に対して固定する方法について説明する。

まず、複数のコネクタ端子３８の一端部３８ａ〜３８ｆを、図５に示すように、各一端部３８ａ〜３８ｆに対応するスルーホール３５ｃ（図示では１つのみ示す）に向けて貫通させた後、図示しないポンチ等の押圧工具によりその先端側を回路基板３５に向けてかしめ、これにより、コネクタ端子３８を回路基板３５に対して機械的に接続する。このとき、コネクタ端子３８の一端部３８ａ〜３８ｆは、回路基板３５のスルーホール３５ｃの開口部を覆うようにかしめられ、コネクタ端子３８のスルーホール３５ｃに対するがたつきを抑えている。その後、所定量の半田４１をシルクスクリーン印刷部４３の範囲内に塗布することでコネクタ端子３８と回路基板３５とを半田付けし、これにより、コネクタ端子３８を回路基板３５に対して電気的に接続する。

このとき、図５に示すように、レジスト膜３５ｂとシルクスクリーン印刷部４３との膜厚により形成される障壁Ｗによって、シルクスクリーン印刷部４３の外部への半田４１の流動が抑制されており、図３に示すように、シルクスクリーン印刷部４３の内部に半田を留まらせることができる。したがって、図３に示すように、隣接して設けられたコネクタ端子３８の一端部３８ｂと３８ｃとの間、および、一端部３８ｄと３８ｅとの間で相互に半田４１が流動するのを抑制でき、図７の符号ｃで示すような半田ブリッジの発生を抑制することができる。

以上のように構成した第１実施の形態に係る回路基板３５によれば、回路基板３５の表面のランド３５ｅ間にシルクスクリーン印刷部４３を設けるので、シルクスクリーン印刷部４３の膜厚により隣接するランド３５ｅ間を流動しようとする半田４１の流動を規制することができる。したがって、隣り合うランド３５ｅ同士が半田４１によって導通される、所謂、半田ブリッジ（図７の符号ｃ参照）の発生を抑制することができ、回路基板３５の半田付け不良の発生を抑制して、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。

また、コネクタ端子３８の一端部３８ａ〜３８ｆを回路基板３５に対して半田付けする際に、例えば、画像認識により半田付け部分を認識させるような場合には、レジスト膜３５ｂと色彩の異なるシルクスクリーン印刷部４３を設けることにより半田付け部分の認識を確実に行なわせることができるようになる。したがって、半田付け不良の発生をより低減させて、製品の歩留まりをより向上させることが可能となる。

さらに、回路基板３５上に実装される実装部品の容量等を示す表示文字４２を印刷するのと同時に、シルクスクリーン印刷部４３を回路基板３５の表面に印刷するので、製造工程数の増加を抑制することができる。したがって、製造コストの上昇を抑えることが可能となる。

また、本発明によれば、シルクスクリーン印刷部４３を、ランド３５ｅを囲むように設けるので、シルクスクリーン印刷部４３内に半田４１を留まらせることができる。したがって、所定量の半田４１を所定面積の範囲内に留まらせることにより、コネクタ端子３８と回路基板３５との固定強度を製品毎に安定させることができ、製品の歩留まりを向上させることができる。

本発明によれば、実装部品として、外部コネクタ５１が接続されるコネクタ端子３８としたので、コネクタ端子３８の一端部３８ａないし３８ｆの回路基板３５に対する固定強度を確保しつつ、これらの固定部分を相互に接近させることが可能となる。したがって、回路基板３５を小型化することができるので、車載用アクチュエータ等の小型化が必要な製品に容易に対応することが可能となる。

次に、本発明における第２実施の形態について、図面を用いて説明する。図６は第２実施の形態に係る回路基板の図３に対応する部分拡大図を表している。なお、上述の第１実施の形態と同様の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

上述の第１実施の形態に係る回路基板３５では、図３および図５に示すように、ランド３５ｅ（コネクタ端子３８の一端部３８ａ〜３８ｆ）の周囲を囲むようにして、略長方形形状のシルクスクリーン印刷部４３を設けたが、図６に示す第２実施の形態に係る回路基板６０においては、コネクタ端子３８の一端部３８ａ〜３８ｆのうち、特に隣接して設けられる一端部３８ｂと３８ｃとの間、および、一端部３８ｄと３８ｅとの間に、図中左右方向に延びる略直線状のシルクスクリーン印刷部６１を設けた点が異なっている。

第２実施の形態に係る回路基板６０では、図７の符号ｃで示すような半田ブリッジが形成されると予想される相互に隣接するランド３５ｅ間に、必要最小限のシルクスクリーン印刷部６１を設けるようにしたものであり、この第２実施の形態においては、シルクスクリーン印刷部６１の形状を簡略化することができるので、シルクスクリーン印刷に用いるインクの量を低減させることができるとともに、シルクスクリーン印刷に用いるスクリーンの作成を容易に行えるといった利点がある。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記各実施の形態においては、回路基板３５，６０を備えるものとして、車載用アクチュエータであるワイパモータ１０であるものを示したが、本発明はこれに限らず、固定強度を高める必要がある実装部品を備えた他の回路基板にも適用することができる。

回路基板を有するワイパモータを示す斜視図である。 図１のワイパモータのケースカバーに装着される回路基板の正面図である。 図２の破線円Ａ部分の部分拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４の破線円Ｃ部分の部分拡大断面図である。 第２実施の形態に係る回路基板の図３に対応する部分拡大図である。 半田ブリッジの発生状態を説明する説明図である。

符号の説明

１０ ワイパモータ
２０ 電動モータ
３０ ギヤケース
３１ 回転軸
３２ クリップ
３３ ケースカバー
３４ コネクタ接続部
３５，６０ 回路基板（基板）
３５ａ 絶縁板
３５ｂ レジスト膜
３５ｃ スルーホール（貫通孔）
３５ｄ 導電膜
３５ｅ ランド
３６ ネジ
３７ 給電コネクタ
３８ コネクタ端子（実装部品）
３８ａ〜３８ｆ 一端部（端子）
３９ 面実装ダイオード（実装部品）
４０ リレー（実装部品）
４１ 半田
４２ 表示文字
４３，６１ シルクスクリーン印刷部
５０ ネジ
５１ 外部コネクタ
５２ 冷却フィン部材
Ｗ 障壁
ａ，ｂ コネクタ端子
ｃ 半田ブリッジ

Claims (3)

1. 複数の貫通孔が形成される基板と、前記貫通孔を貫通する端子を備える複数の実装部品とを有し、前記貫通孔を貫通する前記実装部品の端子を前記貫通孔に対してかしめた後に半田付けにより前記基板に固定するようにした回路基板であって、
   前記貫通孔の内壁面に設けられるとともに前記内壁面から連続して形成され前記基板の表面にランドを形成する導電膜と、前記基板の表面の隣接する前記ランド間に設けられるシルクスクリーン印刷部とを有することを特徴とする回路基板。
2. 請求項１記載の回路基板において、前記シルクスクリーン印刷部を、前記ランドを囲むように設けることを特徴とする回路基板。
3. 請求項１または２記載の回路基板において、前記実装部品は、外部コネクタが接続されるコネクタ端子であることを特徴とする回路基板。

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