JP2008187159A - Pad pattern for printed wiring board, and method for detecting current or voltage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線基板に抵抗部品を配置するためのパッドパターン、および電流または電圧の検出方法に関する。 The present invention relates to a pad pattern for arranging a resistive component on a printed wiring board, and a current or voltage detection method.
従来技術では、回路基板に抵抗部品を表面実装する場合には、抵抗部品を載置する位置に、抵抗部品の電極と同程度の大きさのパッドパターンを形成し、そのパッドパターンに抵抗部品を接合させていた。このような従来技術の一例が、特許文献1に示されている。 In the conventional technology, when a resistance component is surface-mounted on a circuit board, a pad pattern having the same size as the electrode of the resistance component is formed at a position where the resistance component is placed, and the resistance component is applied to the pad pattern. It was joined. An example of such a prior art is shown in Patent Document 1.
特許文献1では、回路基板上の配線パターンが、パッドパターンから被検出電流が流れる方向に沿って引き出されてから、さらに直角に屈曲して引き出されている。これにより、抵抗部品のインダクタンスを打ち消して検出誤差を小さくしている。
しかしながら、従来技術のパッドパターンでは、電流または電圧を供給する配線パターンの接続状況(例えば、配線パターンが接続するパッドパターンの位置、配線パターンの幅など)によっては、抵抗部品内の電位変化に偏りが生ずる場合があるため、電流または電圧を精度良く検出することができない、という問題がある。 However, in the conventional pad pattern, depending on the connection state of the wiring pattern that supplies current or voltage (for example, the position of the pad pattern to which the wiring pattern is connected, the width of the wiring pattern, etc.), the bias pattern is biased toward the potential change in the resistance component In some cases, current or voltage cannot be detected with high accuracy.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、電流または電圧を精度良く検出することが可能な抵抗部品配置用のパッドパターン、および電流または電圧の検出方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide a pad pattern for arranging a resistive component and a current or voltage detection method capable of accurately detecting current or voltage. And
上述した目的を達成するために、本発明は、長手方向の両端に電極を有する抵抗部品を実装するためにプリント配線基板上に形成されるパッドパターンであって、抵抗部品の各電極が配置される位置に形成され、抵抗部品の電極に接合される電極接合部と、電極接合部の周辺位置に形成され、検出対象の電流または電圧を伝える配線パターンに接続される配線パターン接続部と、配線パターン接続部から電極接合部の外側中央位置まで延びて、電極接合部と配線パターン接続部とを接続する給電部と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a pad pattern formed on a printed wiring board for mounting a resistive component having electrodes at both ends in the longitudinal direction, wherein each electrode of the resistive component is disposed. An electrode joint that is formed at a position that is joined to an electrode of a resistance component, a wiring pattern connection that is formed at a peripheral position of the electrode joint and is connected to a wiring pattern that transmits a current or voltage to be detected, and wiring And a power feeding portion that extends from the pattern connection portion to an outer central position of the electrode joint portion and connects the electrode joint portion and the wiring pattern connection portion.
また、本発明は、プリント配線基板上の電極接合部に実装された抵抗部品を用いて電流または電圧を検出する方法であって、電極接合部の周辺位置に形成された配線パターン接続部を介して、配線パターンから検出対象の電流または電圧を取り込むステップと、配線パターン接続部から電極接合部の外側中央位置までを接続する給電部を介して、検出対象の電流または電圧を電極接合部に供給するステップと、電極接合部を介して、検出対象の電流または電圧を抵抗部品に印加するステップと、を含む電流または電圧の検出方法である。 The present invention also relates to a method of detecting current or voltage using a resistance component mounted on an electrode joint on a printed wiring board, via a wiring pattern connection formed at a peripheral position of the electrode joint. The current or voltage to be detected from the wiring pattern, and the current or voltage to be detected is supplied to the electrode joint through the power supply section that connects the wiring pattern connection section to the outer center position of the electrode joint section. And a step of applying a current or voltage to be detected to the resistance component via the electrode joint portion.
本発明によれば、電流または電圧を精度良く検出することが可能な抵抗部品配置用のパッドパターン、および電流または電圧の検出方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pad pattern for resistive component arrangement | positioning which can detect an electric current or a voltage accurately, and the detection method of an electric current or a voltage can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
図1および図2を参照して、本発明の実施形態に係るプリント配線基板1について説明する。図1には、プリント配線基板1に抵抗部品10が接合される前の様子が示されており、図2には、プリント配線基板1に抵抗部品10が接合された様子が示されている。 With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the printed wiring board 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 shows a state before the resistance component 10 is bonded to the printed wiring board 1, and FIG. 2 shows a state where the resistance component 10 is bonded to the printed wiring board 1.
抵抗部品10は、電流または電圧を検出するための抵抗体12と、その抵抗体12の両端に形成された一対の電極14R,14Lと、を備えている。抵抗体12は、直方体形状であり、プリント配線基板1に沿って長手方向に延びている。一対の電極14R,14Lは、抵抗体12の長手方向の両端に形成されている。一対の電極14R,14Lがプリント配線基板1に形成されたパッドパターン20R,20Lに接合されることで、抵抗部品10がプリント配線基板1に表面実装される。 The resistance component 10 includes a resistor 12 for detecting current or voltage, and a pair of electrodes 14R and 14L formed at both ends of the resistor 12. The resistor 12 has a rectangular parallelepiped shape and extends in the longitudinal direction along the printed wiring board 1. The pair of electrodes 14 </ b> R and 14 </ b> L are formed at both ends in the longitudinal direction of the resistor 12. The pair of electrodes 14R, 14L are bonded to the pad patterns 20R, 20L formed on the printed wiring board 1, so that the resistance component 10 is surface-mounted on the printed wiring board 1.
パッドパターン20R,20Lは、プリント配線基板1において抵抗部品10が配置される位置に形成されている。パッドパターン20R,20Lは、プリント配線基板1に形成される配線パターン50R,50Lと同様に銅を材料としており、プリント配線基板1の製造工程において配線パターン50R,50Lと同時に形成される。 The pad patterns 20R and 20L are formed on the printed wiring board 1 at positions where the resistance component 10 is disposed. The pad patterns 20R and 20L are made of copper like the wiring patterns 50R and 50L formed on the printed wiring board 1, and are formed simultaneously with the wiring patterns 50R and 50L in the manufacturing process of the printed wiring board 1.
パッドパターン20R,20Lは、抵抗部品10の電極14R,14Lの各々に対応して形成されている。図中右側の電極14Rに対応するパッドパターン20Rは、電極接合部22R、配線パターン接続部26R、および給電部24Rを備えている。同様に、図中左側の電極14Lに対応するパッドパターン20Lは、電極接合部22L、配線パターン接続部26L、および給電部24Lを備えている。 The pad patterns 20R and 20L are formed corresponding to the electrodes 14R and 14L of the resistance component 10, respectively. The pad pattern 20R corresponding to the electrode 14R on the right side in the drawing includes an electrode bonding portion 22R, a wiring pattern connection portion 26R, and a power feeding portion 24R. Similarly, the pad pattern 20L corresponding to the left electrode 14L in the drawing includes an electrode bonding portion 22L, a wiring pattern connection portion 26L, and a power feeding portion 24L.
電極接合部22R,22Lは、抵抗部品10の電極14R,14Lが配置される位置に形成されている。電極接合部22R,22Lは、電極14R,14Lの一面の長方形形状に対応して、電極14R,14Lと同じく長方形形状をしている。電極接合部22R,22Lの上に抵抗部品10の電極14R,14Lが載置され接合される。 The electrode joint portions 22R and 22L are formed at positions where the electrodes 14R and 14L of the resistance component 10 are disposed. The electrode joint portions 22R and 22L have the same rectangular shape as the electrodes 14R and 14L, corresponding to the rectangular shape of one surface of the electrodes 14R and 14L. The electrodes 14R and 14L of the resistance component 10 are placed on and joined to the electrode joint portions 22R and 22L.
配線パターン接続部26R,26Lは、電極接合部22R,22Lの周辺位置に形成され、検出対象の電流または電圧を伝送する配線パターン50R,50Lに接続されている。特に、配線パターン接続部26R,26Lは、電極接合部22R,22Lの長手方向外側に離間した位置から電極接合部22R,22Lの幅方向両側に離間した位置まで延びており、電極接合部22R,22Lを囲うように形成されている。 The wiring pattern connection portions 26R and 26L are formed at positions around the electrode joint portions 22R and 22L, and are connected to the wiring patterns 50R and 50L that transmit the current or voltage to be detected. In particular, the wiring pattern connection portions 26R and 26L extend from positions spaced outward in the longitudinal direction of the electrode bonding portions 22R and 22L to positions spaced on both sides in the width direction of the electrode bonding portions 22R and 22L. It is formed so as to surround 22L.
給電部24R,24Lは、電極接合部22R,22Lの外側中央位置から、抵抗部品10の長手方向外側に真っ直ぐに延びて、配線パターン接続部26R,26Lに接続されている。給電部24R,24Lが長細い形状であるため、抵抗体12の内部で均等な電位変化を発生させることができる。均等な電位変化を発生させるための給電部24R,24Lの線路長さは、給電部24R,24Lの線路太さに依存する。 The power feeding portions 24R and 24L extend straight from the center position outside the electrode joint portions 22R and 22L to the outside in the longitudinal direction of the resistance component 10, and are connected to the wiring pattern connection portions 26R and 26L. Since the power feeding units 24R and 24L have a long and narrow shape, uniform potential changes can be generated inside the resistor 12. The line lengths of the power feeding units 24R and 24L for generating a uniform potential change depend on the line thickness of the power feeding units 24R and 24L.
抵抗部品10およびパッドパターン20R,20Lの具体的な寸法の一例について説明する。抵抗部品10において、抵抗体12の長手方向の寸法は5mm程度であり、幅方向の寸法は3mm程度である。パッドパターン20R,20Lにおいて、電極接合部22R,22Lの長手方向の寸法は2mm程度であり、幅方向の寸法は3mm程度である。給電部24R,24Lの線路長さ(長手方向の寸法)は5mm程度であり、線路幅(幅方向の寸法)は100μm程度である。ここでは、均等な電位変化を発生させるために、給電部24R,24Lの線路長さを線路幅の40倍以上としている。なお、図1および図2では、説明の便宜のため、抵抗部品10およびパッドパターン20R,20Lを実際とは異なる寸法で示している。 An example of specific dimensions of the resistor component 10 and the pad patterns 20R and 20L will be described. In the resistance component 10, the dimension of the resistor 12 in the longitudinal direction is about 5 mm, and the dimension in the width direction is about 3 mm. In the pad patterns 20R and 20L, the dimension in the longitudinal direction of the electrode joint portions 22R and 22L is about 2 mm, and the dimension in the width direction is about 3 mm. The line lengths (dimensions in the longitudinal direction) of the power feeding units 24R and 24L are about 5 mm, and the line widths (dimensions in the width direction) are about 100 μm. Here, in order to generate a uniform potential change, the line lengths of the power feeding units 24R and 24L are set to 40 times or more of the line width. In FIG. 1 and FIG. 2, for convenience of explanation, the resistance component 10 and the pad patterns 20R and 20L are shown with dimensions different from actual dimensions.
本実施形態では、上述したパッドパターン20R,20Lを採用することにより、抵抗体12の内部で均等な電位変化を発生させることができる。この効果について、本実施形態とは異なるパッドパターンのDC解析結果である電圧位相分布図(図3、図4、図5)と、本実施形態のパッドパターン20R,20LのDC解析結果である電圧位相分布図(図6)とを対比して説明する。なお、図3〜図6において、抵抗部品およびパターンの内部には、一定電位ごとの等電位面が示されている。 In the present embodiment, by adopting the above-described pad patterns 20R and 20L, uniform potential changes can be generated inside the resistor 12. Regarding this effect, a voltage phase distribution diagram (FIGS. 3, 4, and 5) that is a DC analysis result of a pad pattern different from the present embodiment, and a voltage that is a DC analysis result of the pad patterns 20R and 20L of the present embodiment. This will be described in comparison with the phase distribution diagram (FIG. 6). 3 to 6, equipotential surfaces for each constant potential are shown inside the resistor component and the pattern.
図3に示されるように、抵抗部品の側方から延びる幅太の配線パターンに抵抗部品が接合された場合には、抵抗部品の内部の等電位面は、抵抗部品の長手方向に対して大きく傾斜している。また、図4に示されるように、抵抗部品の側方から延びる幅細のパターンに抵抗部品が接合された場合でも、抵抗部品の内部の等電位面は、抵抗部品の長手方向に対して大きく傾斜している。また、図5に示されるように、抵抗部品の長手方向外側にて直角に曲がる幅太のパターンに抵抗部品が接合された場合では、抵抗部品の内部の等電位面は図3および図4と比べるとだいぶ均等になっているが、未だ抵抗部品の長手方向に対して傾斜している。よって、図3〜図5に示されるパッドパターンでは、抵抗部品の内部の等電位面は傾斜しており、抵抗部品の内部を斜め方向に電流が流れる。よって、配線パターンの接続位置が変わると、抵抗部品に生ずる電位差が変わってしまうため、電流または電圧を精度良く検出することが困難となる。 As shown in FIG. 3, when the resistive component is joined to a wide wiring pattern extending from the side of the resistive component, the equipotential surface inside the resistive component is larger than the longitudinal direction of the resistive component. Inclined. Further, as shown in FIG. 4, even when the resistive component is joined to a narrow pattern extending from the side of the resistive component, the equipotential surface inside the resistive component is larger than the longitudinal direction of the resistive component. Inclined. Further, as shown in FIG. 5, when the resistance component is bonded to a thick pattern that bends at a right angle on the outside in the longitudinal direction of the resistance component, the equipotential surface inside the resistance component is as shown in FIGS. Compared to the longitudinal direction of the resistance component, it is still fairly uniform. Therefore, in the pad patterns shown in FIGS. 3 to 5, the equipotential surface inside the resistance component is inclined, and a current flows in the oblique direction inside the resistance component. Therefore, if the connection position of the wiring pattern changes, the potential difference generated in the resistance component changes, so that it becomes difficult to detect the current or voltage with high accuracy.
一方、本実施形態のパッドパターン20R,20Lでは、配線パターン接続部26R,26Lが電極接合部22R,22Lの周辺に形成されており、長細い形状の給電部24R,24Lが配線パターン接続部26R,26Lから電極接合部22R,22Lの外側中央位置まで延びて、検出対象の電流または電圧を電極接合部22R,22Lに供給しているため、図6に示される結果を得ることができる。すなわち、図6に示されるように、電極接合部22R,22Lにおいて等電位面は給電部24R,24Lの接続位置から波紋状に広がり、抵抗部品10の中央よりでは殆ど平面状となっている。また、いずれの位置においても、等電位面は、抵抗部品10の中心線を基準として線対称である。このように、本実施形態のパッドパターン20R,20Lでは、配線パターン50R,50Lがどの方向から延びてきても、また配線パターン50R,50Lがどの程度の幅であっても、抵抗部品10の内部で均等な電位変化を発生させることができる。よって、本実施形態のパッドパターン20R,20Lでは、配線パターン50R,50Lの接続位置が変わっても、抵抗部品10に生ずる電位差は殆ど変わらないため、抵抗部品10に生ずる電位差を計測することで電流または電圧を精度良く検出することができる。 On the other hand, in the pad patterns 20R and 20L of the present embodiment, the wiring pattern connection portions 26R and 26L are formed around the electrode joint portions 22R and 22L, and the long and thin power supply portions 24R and 24L are formed. , 26L to the outer center position of the electrode joints 22R, 22L, and the current or voltage to be detected is supplied to the electrode joints 22R, 22L, the result shown in FIG. 6 can be obtained. That is, as shown in FIG. 6, the equipotential surfaces in the electrode joint portions 22 </ b> R and 22 </ b> L spread in a ripple shape from the connection position of the power feeding portions 24 </ b> R and 24 </ b> L, and are almost planar from the center of the resistance component 10. In any position, the equipotential surface is axisymmetric with respect to the center line of the resistance component 10. As described above, in the pad patterns 20R and 20L of the present embodiment, no matter which direction the wiring patterns 50R and 50L extend, and how wide the wiring patterns 50R and 50L are, the inside of the resistance component 10 Can generate a uniform potential change. Therefore, in the pad patterns 20R and 20L of the present embodiment, even if the connection positions of the wiring patterns 50R and 50L are changed, the potential difference generated in the resistance component 10 hardly changes. Therefore, the current difference is measured by measuring the potential difference generated in the resistance component 10. Alternatively, the voltage can be detected with high accuracy.
また、本実施形態のパッドパターン20R,20Lでは、配線パターン接続部26R,26Lが電極接合部22R,22Lを囲うように形成されているため、配線パターン50R,50Lがどの方向から延びてきても、配線パターン50R,50Lを配線パターン接続部26R,26Lに接続することができる。このため、プリント配線基板1の設計時において設計者は配線パターン50R,50Lの延設方向を考慮する必要がなく、配線パターン50R,50Lの設計負担を軽減することができる。 Further, in the pad patterns 20R and 20L of the present embodiment, since the wiring pattern connection portions 26R and 26L are formed so as to surround the electrode joint portions 22R and 22L, the wiring patterns 50R and 50L can extend from any direction. The wiring patterns 50R and 50L can be connected to the wiring pattern connection portions 26R and 26L. For this reason, at the time of designing the printed wiring board 1, the designer does not need to consider the extending direction of the wiring patterns 50R, 50L, and can reduce the design burden of the wiring patterns 50R, 50L.
次に、図7を参照して、上述した実施形態の変形例について説明する。図7には、変形例において、プリント配線基板3に抵抗部品10が接合される前の様子が示されている。 Next, a modification of the above-described embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a state before the resistance component 10 is bonded to the printed wiring board 3 in the modification.
変形例に係るパッドパターン30R,30Lにおいて、配線パターン接続部36R,36Lは、電極接合部32R,32Lの長手方向外側に離間した位置から配線パターン50R,50Lとの接続位置まで延びているのみであり、電極接合部32R,32Lを囲うようには形成されていない。このように、配線パターン接続部36R,36Lは、電極接合部32R,32Lを囲うように形成されていなくても、配線パターン50R,50Lに接続されていればよい。この変形例のパッドパターン30R,30Lでも、被検出対象の電流または電圧が給電部34R,34Lを介して供給されるため、抵抗部品10の内部に均等な電位変化を発生させることができ、電流または電圧を精度良く検出することができる。 In the pad patterns 30R, 30L according to the modified example, the wiring pattern connection portions 36R, 36L only extend from positions spaced outward in the longitudinal direction of the electrode joint portions 32R, 32L to the connection positions with the wiring patterns 50R, 50L. Yes, it is not formed so as to surround the electrode joints 32R, 32L. As described above, the wiring pattern connection portions 36R and 36L may be connected to the wiring patterns 50R and 50L even if they are not formed so as to surround the electrode bonding portions 32R and 32L. Even in the pad patterns 30R and 30L of this modified example, since the current or voltage to be detected is supplied via the power feeding units 34R and 34L, an equal potential change can be generated inside the resistance component 10, and the current Alternatively, the voltage can be detected with high accuracy.
1…プリント配線基板、10…抵抗部品、12…抵抗体、14R,14L…電極、20R,20L…パッドパターン、22R,22L…電極接合部、24R,24L…給電部、26R,26L…配線パターン接続部、50R,50L…配線パターン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printed wiring board, 10 ... Resistor component, 12 ... Resistor, 14R, 14L ... Electrode, 20R, 20L ... Pad pattern, 22R, 22L ... Electrode junction part, 24R, 24L ... Power feeding part, 26R, 26L ... Wiring pattern Connection part, 50R, 50L ... wiring pattern.
Claims (4)
前記抵抗部品の各電極が配置される位置に形成され、前記抵抗部品の電極に接合される電極接合部と、
前記電極接合部の周辺位置に形成され、検出対象の電流または電圧を伝える配線パターンに接続される配線パターン接続部と、
前記配線パターン接続部から前記電極接合部の外側中央位置まで延びて、前記電極接合部と前記配線パターン接続部とを接続する給電部と、
を備えることを特徴とするパッドパターン。 A pad pattern formed on a printed wiring board for mounting a resistive component having electrodes at both ends in the longitudinal direction,
An electrode bonding portion formed at a position where each electrode of the resistance component is disposed, and bonded to an electrode of the resistance component;
A wiring pattern connecting portion formed at a peripheral position of the electrode joint portion and connected to a wiring pattern for transmitting a current or voltage to be detected;
A power feeding part that extends from the wiring pattern connection part to an outer central position of the electrode joint part and connects the electrode joint part and the wiring pattern connection part,
A pad pattern characterized by comprising:
前記電極接合部の周辺位置に形成された配線パターン接続部を介して、配線パターンから検出対象の電流または電圧を取り込むステップと、
前記配線パターン接続部から前記電極接合部の外側中央位置までを接続する給電部を介して、前記検出対象の電流または電圧を前記電極接合部に供給するステップと、
前記電極接合部を介して、前記検出対象の電流または電圧を前記抵抗部品に印加するステップと、
を含む電流または電圧の検出方法。 A method of detecting current or voltage using a resistance component mounted on an electrode joint on a printed wiring board,
Capturing the current or voltage to be detected from the wiring pattern via the wiring pattern connecting portion formed at the peripheral position of the electrode joint; and
Supplying the current or voltage to be detected to the electrode joint through a power feeding part that connects the wiring pattern connection part to the outer center position of the electrode joint; and
Applying the current or voltage to be detected to the resistance component via the electrode junction;
A current or voltage detection method including:
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