JP2008251815A - 電子部品搭載基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品の機械的振動或いは輸送時等の振動によって、導線に屈曲が生じてビニ−ル被覆が被っている部分やハンダを被った部分は他の部分より硬いために被覆が被ってなく且つハンダが付いていない部分に振動が集中することが原因となり、電子部品や基板と導線が接触することで異音が発生する問題を解決する。
【解決手段】 電子部品の電極部分と導線、及び基板の電極部分と導線をハンダ付けする以外の箇所が電子部品、或いは基板に接触しないようにハンダ付けされ、且つ電子部品と導線の間、および基板と導線の間に弾性接着剤が塗布される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子機器に一般的に用いられる電子部品を搭載した基板に関するものである。

電子部品を基板に実装する方法として、半田接合による方法が広く用いられており、一般的には実装用の基板に予めペースト状のクリーム半田等の印刷で塗布し、製造、工程の中で基板を加熱して半田を溶融させることで電子部品を基板と半田付けしている。その工程の前に電子部品が貼り付け位置から位置がずれないように接着剤で電子部品と基板を仮止めする工程がある。

実装された電子部品間の接続は、一般的にはプリント基板に実装する部品を接続する配線パターンが印刷されていることが多いので半田付けすることで接続することが出来る。しかし、搭載する電子部品の種類や形状、半田付けする対象部品の端子が空間上にある等により端子が基板と接触させることができない場合においては、電子部品間の接続として導線を用いることになる。

導線にて接続する電子部品としては、近年、ラップトップ型コンピュータ等の液晶パネルのバックライトを点灯させるインバータとして、高電圧を発生させる昇圧部品に用いる圧電トランス、およびμsecレベルの高速、ナノメートル単位の位置精度が求められる高速高精度位置決め装置に用いられる圧電素子（圧電モータ）等が多く使用されている。

圧電トランスは、圧電トランスの形状で決まる機械的な共振振動を利用して、入力された交流電圧を昇圧し高電圧を出力する。そのため、圧電トランス自体の共振振動を阻害しないように、圧電トランスは一般的に図１〜図３のように弾性接着剤８を用いて基板７上に固定される。そして、圧電トランス１と基板７を接続する導線も、圧電トランス１の振動を極力阻害しないよう、細く柔軟なビニ−ル被覆線等の導線１０が用いられる。同様に、圧電素子は、機械的な共振振動を利用し、印加する交流電圧の値に基づいて変位量を高精度で制御することが出来る（図示省略）。更に積層型圧電素子にすることで、単層の圧電素子と対比して低い印加電圧で大きな変位を発生することが出来る。そのため、圧電トランスと同様に振動を極力阻害しないよう、細く柔軟なビニ−ル被覆線等の導線が用いられる。

前述したように、圧電トランスは機械的な振動を利用して昇圧現象を起こしており、その振動は圧電トランスに接続される導線にも伝わり、導線に僅かながら屈曲振動が発生する。また、圧電トランスの共振振動以外にも、輸送時等の振動によっても、導線に屈曲が生じる。この時、ビニ−ル被覆線の場合、ビニ−ル被覆が被っている部分は被っていない部分より硬く、またハンダを被った部分は他の部分より硬く、且つハンダにより隣の線と固着して太くなっているため、振動はその間の、被覆が被ってなく且つハンダが付いていない部分に集中する。圧電トランスの振動によって導線に生じる屈曲は非常に僅かな量であるものの、その屈曲回数は１秒間で何万回にも及ぶ。そして、導線に生じる屈曲による応力にて徐々に導線は、くの字状に曲がっていき、圧電トランスの振動時間が長くなるに連れて導線が基板や電子部品に接触するようになる。従って、このような導線の基板や電子部品等への接触により、可聴周波数で共鳴し、うなり音が発生する問題が発生することになる。これはビニール被覆線の場合、被覆が被っておらず且つハンダが被っていない僅かな部分にその屈曲が集中するため、無視できない応力が発生することが一つの原因である。

これに対して、圧電トランスの電極と基板を接続するリード線が他の構造物と触れることにより可聴周波数で共鳴し、うなり音が発生する問題の対策として配線用に金糸線を用いることが公開されている。（特許文献１参照）。

特開平８−３２１３９号公報

ここで、特許文献１に記載されている金糸線は、具体的には糸を編んだような芯線に銅箔を螺旋状に巻き付けたものである。圧電トランスと基板を接続する導線（ビニ−ル被覆線）を金糸線に変更して使用した場合、圧電トランスの振動によって配線に生じる屈曲に強く、吸音作用があるのでうなり音を軽減できる。

しかし、上述の金糸線の芯線は実施例に記載されているように耐熱性の繊維である。金糸線が複数の芯線を束ねていること、芯線が耐熱性の繊維であるのでやわらかいことから屈曲に強いことは確かであるが、圧電トランス自体の機械的な振動による金糸線の屈曲振動が小さくなるだけなので、依然として圧電トランスの電極と基板を接続するリード線が他の構造物と触れることにより可聴周波数で共鳴し、うなり音が発生する問題は未解決である。

同様に圧電素子（圧電モータ）に関しても、圧電素子の駆動時の機械的な振動にて導線及び金糸線等が他の構造物と触れることにより可聴周波数で共鳴し、うなり音が発生する問題がある。

本発明は、このような考察に基づいてなされたものであり、圧電素子や圧電トランス等の電子部品の振動により金糸線或いは導線が基板や電子部品等の構造物と接触することで発生する異音を抑えることが可能となる電子部品を搭載した基板を提供することを目的とする。

即ち、電子部品の電極と導線、および／または基板の電極と導線をハンダ付けする箇所以外において、前記導線が電子部品、および／または基板に接触しないようにハンダ付けされ、且つ前記電子部品と前記導線の間、および／または前記基板と前記導線の間に弾性接着剤が塗布されることを特徴とする。

本発明によれば、圧電素子や圧電トランス等の電子部品と基板とを接続する導線が、電子部品や基板の構造物に直接接触することが無いため、接触によるうなり音の発生を防ぐことが出来る。

また、本発明によれば、圧電素子や圧電トランス等の電子部品と導線の間に弾性接着剤を塗布することや、基板と導線の間に弾性接着剤を塗布することによって、電子部品や基板の構造物の間に緩衝作用がある中間材が配置されるので、電子部品や基板の構造物に直接接触が無くなり、接触によるうなり音の発生を防ぐことが出来る。

また、同様に圧電素子や圧電トランス等の電子部品と導線の間に弾性接着剤を塗布することや、基板と導線の間に弾性接着剤を塗布することによる弾性接着剤の緩衝作用にて、電子部品の機械的振動による屈曲が原因の導線疲労および断線も軽減できる。

本発明の一実施例として、圧電トランスを搭載した基板に関して、下記に記載する。ここで、図４、図５は、本発明の一実施例である圧電トランスを搭載した基板を示した図である。圧電トランス１の表面には、入・出力用の電極が形成されており、それらの電極と基板７上に形成された端子３とを、皮膜撚り線（リッツ線）１１により接続され、圧電トランスと基板の間の導通がとられている。皮膜撚り線（リッツ線）１１は、ポリウレタン等の絶縁膜で皮膜された細い素線が複数本撚られた線であり、図６、図７に示した皮膜撚り線（リッツ線）１１は７本の皮膜素線が撚られたもので、皮膜撚り線（リッツ線）１１の両端は半田付けし易いように予備ハンダ１２が施されている。なお、素子の導体部分は０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ、絶縁層の厚さは０．００５ｍｍ〜０．２ｍｍである。

図４、図５にて示されるように皮膜撚り線（リッツ線）１１と基板７の間に弾性接着剤８を塗布している。又、圧電トランス１と皮膜撚り線（リッツ線）１１との間にも弾性接着剤８が塗布されている。このように弾性接着剤８が緩衝材となって、皮膜撚り線（リッツ線）１１と基板７や、圧電トランス１と基板７が直接に接触することでうなり音が発生することを防止している。更に弾性接着剤は図８に示しているように、圧電トランスの電極や基板上の端子へのハンダ付け部分４に、弾性接着剤８を塗布することにより、皮膜撚り線（リッツ線）のハンダ付け部分への応力の集中をさらに抑えることができ、導線破断を防ぐ効果もある。弾性接着剤８は、皮膜撚り線（リッツ線）１１と他の構造物（圧電トランス１や基板７、及び他の電子部品等）が直接、接触することで発生するうなり音を防止することが最大の効果であるが、皮膜撚り線（リッツ線）１１の代わりに導線或いはエナメル線等を使用したとしても、圧電トランスの機械的な振動に基づいて導線の特定の箇所に応力が集中し、断線が起こるのを緩衝緩和して防止することが出来る。

ここまで、実施例として圧電トランスを例としてあげているが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、電子部品であれば全て対象になる。その中には圧電トランスのように機械的振動があり、素子電極にハンダ付けされた導線を振動させる圧電素子（圧電モータ）によって発生するうなり音や、自ら機械的振動が無くても、輸送中の振動でうなり音が発生する場合も当てはまり、本発明にてうなり音を防止できる。

導線(皮膜撚り線を含む)と他の構造物（圧電トランス１や基板７、及び他の電子部品等）との接触により生じるうなり音を防ぐには接触箇所での緩衝緩和効果が重視されるために、実施例として弾性接着剤は硬化後の硬度がＡ３０のものを使用した。但し、導線の比重は種類によって異なるので、使用する導線の種類に応じて弾性接着剤の硬度を変更することが適切である。実験として、ビニ−ル被覆線と接続した圧電トランスと、皮膜撚り線と接続した圧電トランスを対比して実験してみると、上記の弾性接着剤を使用する限り、線材の種類に係らず、異音の発生を防止できた。

上記の実施例では、導線（或いは皮膜撚り線）と基板、導線（或いは皮膜撚り線）と電子部品の間に弾性接着剤に塗布することにより、弾性接着剤の緩衝作用で接触による異音の発生を防止できるが、この場合に限定される訳ではない。一例として導線（或いは皮膜撚り線）にて基板の電極と電子部品の電極をハンダ付け接続する際に、導線（或いは皮膜撚り線）が長いために、基板或いはハンダ付けした電子部品以外の電子部品に導線（或いは皮膜撚り線）の一部が接触して、異音の発生原因となる可能性がある。この対策として、長い導線（或いは皮膜撚り線）にて基板の電極と電子部品の電極をハンダ付け接続する際は、導線（或いは皮膜撚り線）の中間点において、導線（或いは皮膜撚り線）と基板の間に弾性接着剤を塗布する方法がある。この方法に導線（或いは皮膜撚り線）と基板、導線（或いは皮膜撚り線）と電子部品の間に弾性接着剤に塗布することを組み合わせることにより、更に異音防止効果が高まる。

本発明は電子部品と導線の接触によるうなり音を防止することに好適である。

従来例の圧電トランスを搭載した回路基板の上視図である。 従来例の圧電トランスを搭載した回路基板の側視図である。 従来例の圧電トランスへのビニ−ル被覆線のハンダ付け箇所の拡大図である。 本発明に係る、圧電トランスを搭載した回路基板の上視図である。 本発明に係る、圧電トランスを搭載した回路基板の側視図である。 本発明の一実施例である皮膜撚り線の図である。 本発明の一実施例である皮膜撚り線の断面である。 本発明の一実施例である圧電トランスへの皮膜撚り線（或いはビニ−ル被覆線）のハンダ付け箇所の拡大図である。

符号の説明

１：圧電トランス
２：導線（ビニール被覆線）
３：入力用基板端子
４：ハンダ
５：出力用基板端子
６：出力コネクタ
７：基板
８：弾性接着剤
９：合成部
１０：導線
１０ａ：導線（屈曲の集中箇所）
１１：皮膜撚り線（リッツ線）
１２：予備ハンダ
１３：ポリウレタン皮膜
１４：銅線

Claims (1)

1. 電子部品の電極と導線、および／または基板の電極と導線をハンダ付けする箇所以外において、前記導線が電子部品、および／または基板に接触しないようにハンダ付けされ、且つ前記電子部品と前記導線の間、および／または前記基板と前記導線の間に弾性接着剤が塗布されることを特徴とする電子部品搭載基板。

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