JP2008258501A - Circuit board, circuit board fixing method, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回路基板と回路基板固定方法および電子機器に関する。詳しくは、導電体が接続される回路基板の導体パターン領域に導電膜を形成することで、長期的に安定して導電体と回路基板の導体パターンとの電気的接続を可能とするものである。 The present invention relates to a circuit board, a circuit board fixing method, and an electronic apparatus. Specifically, by forming a conductive film in a conductor pattern region of a circuit board to which a conductor is connected, the conductor and the conductor pattern of the circuit board can be electrically connected stably over a long period of time. .
従来の電気機器では、回路基板を筐体に固定する際に、回路基板の接地パターンを筐体のアースに接続することが行われている。例えば特許文献1の発明では、ボルトとナットで複数の部材を固定する場合、ナットのフランジ部の外周に、ナットが接する座面の塗装膜を切り剥ぐ突起を設けることで、表面が塗装された金属部品と相手部材を固定する場合に、電気的に導通した状態で固定できることが開示されている。
In a conventional electric device, when the circuit board is fixed to the casing, the ground pattern of the circuit board is connected to the ground of the casing. For example, in the invention of
また、特許文献2の発明では、 回路基板に止めネジを挿通するスルーホールを設けて、このスルーホールを接地導体パターンと導通させる。このスルーホールに止めネジを挿通して回路基板と筐体フレームを固定することで、接地導体パターンと筐体フレームを電気的に接続することが行われている。
In the invention of
さらに、回路基板の接地パターンと筐体の接続では、錫メッキされた薄いアース端子板を回路基板に実装して、このアース端子板の上から回路基板を止めネジで筐体に固定する方法、ネジ孔の周囲に半田部を形成した接地パターンを設け、このネジ孔に止めネジを挿通して回路基板と筐体を固定する方法等も用いられる。 Furthermore, in the connection between the ground pattern of the circuit board and the housing, a method of mounting a tin-plated thin ground terminal board on the circuit board and fixing the circuit board from above the ground terminal board to the housing with a set screw, For example, a grounding pattern in which a solder portion is formed around the screw hole and a set screw is inserted into the screw hole to fix the circuit board and the housing may be used.
ところで、特許文献1の発明のように、フランジ部の外周に突起が設けられたナットを用いる場合や歯付ワッシャ等を用いる場合、座面側を切り剥ぐものであるため、導電性の切削屑が生じてしまうおそれがある。このような導電性の切削屑が生じた場合、この切削屑を確実に取り除かないと、切削屑によって回路の短絡事故等の不具合を発生させてしまうおそれがある。しかし、切削屑は、ナットや歯付ワッシャと回路基板間に挟まれた状態となっている場合があり、切削屑を確実に取り除くことは困難である。また、切削屑が挟まれた状態となっていても、その後、輸送時の振動等によって切削屑が外れて散乱してしまい、不具合を発生させてしまうことも想定される。さらに、切り剥ぎが行われた面が酸化すると抵抗が増加して接続不良となってしまう。
By the way, when using a nut provided with a protrusion on the outer periphery of the flange portion or using a toothed washer or the like, as in the invention of
また、特許文献2の発明のようにスルーホールを設ける場合にも、導体層の表面が酸化すると接続不良を招いてしまう。ここで、貴金属メッキ(例えば金メッキ等)を用いるものとすれば、酸化防止や接触抵抗の低減をはかることができる。しかし、安価な構成で回路基板の接地パターンと筐体を接続することができなくなってしまう。
In addition, when a through hole is provided as in the invention of
さらに、アース端子板を回路基板に実装する方法では、アース端子板を実装する際に実装位置の制約があり、例えば板端の位置ではアース端子板を設けることができない。また、アース端子板を用いることからコストアップとなる。また、アース端子板を複数実装するものとすると実装に要する時間が長くなり、生産効率が低下してしまう。また、ネジ孔の周囲に半田層を形成した接地パターンを設ける方法では、ネジ孔の位置によっては、実装機や半田印刷機の位置的な制約により、半田部を形成できない場合が生ずる。また、半田部を複数設けたり、半田部の面積が大きいとき、半田の厚みがばらつきを生じると、止めネジの接触状態が不安定となってしまう。 Further, in the method of mounting the ground terminal plate on the circuit board, there are restrictions on the mounting position when mounting the ground terminal plate, and for example, the ground terminal plate cannot be provided at the end of the plate. In addition, the use of a ground terminal plate increases the cost. Further, if a plurality of ground terminal plates are mounted, the time required for mounting becomes long and the production efficiency is lowered. Further, in the method of providing a grounding pattern in which a solder layer is formed around the screw hole, depending on the position of the screw hole, the solder part may not be formed due to positional restrictions of the mounting machine or the solder printer. In addition, when a plurality of solder parts are provided or the area of the solder part is large, if the thickness of the solder varies, the contact state of the set screw becomes unstable.
そこで、この発明では、長期的に安定した電気的接続を容易かつ安価に実現できる回路基板と回路基板固定方法および電子機器を提供するものである。 Therefore, the present invention provides a circuit board, a circuit board fixing method, and an electronic apparatus that can realize long-term stable electrical connection easily and inexpensively.
この発明の概念は、回路基板を電気的機械的に接続して固定する際に、導電体が接続される回路基板の導体パターン領域に導電膜を形成することで、長期的に安定して導電体と回路基板の導体パターンとの電気的接続を可能とするものである。 The concept of the present invention is that when a circuit board is electrically and mechanically connected and fixed, a conductive film is formed in a conductor pattern region of the circuit board to which a conductor is connected, so that it can be stably conducted over a long period. It enables electrical connection between the body and the conductor pattern of the circuit board.
この発明の回路基板は、導体パターンが形成された回路基板において、回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される導体パターンの領域に導電膜が形成されているものである。 The circuit board according to the present invention is such that a conductive film is formed in a region of a conductor pattern with which a conductor comes into contact when the circuit board is fixed at a predetermined position in the circuit board on which the conductor pattern is formed.
また、この発明の回路基板固定方法は、導体パターンが形成された回路基板を固定する回路基板固定方法であって、回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される導体パターンの領域に導電膜を形成する工程と、導電体と導電膜を当接した状態として、回路基板を所定位置に固定する工程とを有するものである。 The circuit board fixing method according to the present invention is a circuit board fixing method for fixing a circuit board on which a conductor pattern is formed. The circuit board fixing method includes: The method includes a step of forming a conductive film in the region and a step of fixing the circuit board at a predetermined position with the conductor and the conductive film in contact with each other.
また、この発明に係る電子機器は、導体パターンが形成されて、該導体パターンに導電膜が形成された領域を有する回路基板と、回路基板を筐体に固定する基板固定部材とを有し、基板固定部材によって、回路基板が筐体の所定位置に固定されたとき、導電膜を筐体と電気的に接続された導電体に当接させて、導電膜が形成された導体パターンと筐体を電気的に接続したものである。 The electronic device according to the present invention includes a circuit board having a region in which a conductor pattern is formed and a conductive film is formed on the conductor pattern, and a board fixing member that fixes the circuit board to the housing. When the circuit board is fixed at a predetermined position of the casing by the board fixing member, the conductive pattern is brought into contact with a conductor electrically connected to the casing, and the conductive pattern and the casing are formed. Are electrically connected.
この発明によれば、回路基板を電気的機械的に接続して固定する際に、導電体が接続される回路基板の導体パターン領域に導電膜が形成されて、この導電膜と導電体を当接させて電気的接続が行われる。このため、導体パターンの酸化が防止されて、長期的に安定した電気的接続を容易かつ安価に実現できる。 According to this invention, when the circuit board is electrically and mechanically connected and fixed, the conductive film is formed in the conductor pattern region of the circuit board to which the conductor is connected, and the conductive film and the conductor are contacted. Electrical connection is made by contact. For this reason, oxidation of the conductor pattern is prevented, and long-term stable electrical connection can be realized easily and inexpensively.
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。図1は、この発明の回路基板10を示している。回路基板10は、硬質の絶縁基板を用いたリジットプリント配線板でもよく、柔軟性を有した絶縁基板を用いたフレキシブル配線板であってもよい。また、導体層を絶縁基板の一方の面にのみ設けた片面プリント配線板、導体層を絶縁基板の両面に設けた両面プリント配線板、導体層が複数積層されている多層プリント配線板であってもよい。以下、回路基板10として、硬質の絶縁基板の一方の面にのみ導体層が設けられているプリント配線板を用いた場合について説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
回路基板10には、この回路基板10を筐体(図示せず)に固定するための取付孔11が穿設されている。また、回路基板10の導体面には、導体パターン例えば接地パターン12が形成されている。なお、回路基板10には、導体パターンとして図示せずも接地パターン12以外に種々の配線パターンが形成されている。
The
接地パターン12には、筐体と電気的に接続するための接続領域が設けられている。例えば、取付孔11に導電性固定部材例えば金属製のネジやボルト等を挿通して、この回路基板10をネジやボルト等で筐体に電気的導通状態として螺着する場合、取付孔11の周囲に接続領域12aが設けられる。なお、接地パターン12や配線パターンにおいて、半田付け領域や接続領域12aを除く他の領域にはソルダレジスト層が形成されて、半田の付着やパターンの腐食が防止される。
The
このように接続領域12aは、ソルダレジスト層が形成されることなくパターンが露出した状態となっていることから、取付孔11に例えば金属製のネジやボルト等を挿通して回路基板10を筐体に螺着すれば、接地パターン12の接続領域12aとネジやボルトの座面が当接して、回路基板10と筐体は電気的に導通状態となる。しかし、接続領域12aのパターンが酸化すると、回路基板10と筐体間の抵抗が増加して、接続不良等を生じてしまうおそれがある。したがって、接続領域12aのパターン上には、パターンの酸化を防止するための導電膜13を形成する。
Thus, since the connection region 12a is in a state where the pattern is exposed without the solder resist layer being formed, for example, a metal screw or bolt is inserted into the mounting hole 11 to enclose the
この導電膜13は、パターンから剥がれにくく、低抵抗・高硬度であることが望ましい。また、特性の経年変化によって抵抗値が増加することのないものを用いることが望ましい。例えば、導電性ペーストとしてポリマー型導電性ペーストを用いものとして、この導電性ペーストを接続領域12aに塗布して熱硬化させることで導電膜13を形成する。さらに、導電性を示す酸化物(例えばRuO2等)を用いた導電性ペーストを用いるものとしてもよい。
It is desirable that the
次に、回路基板10の製造方法について図2を用いて説明する。エッチング処理工程ST1では、プリント配線板に設けられている導体層(例えば銅箔面)のエッチング処理を行い、接地パターンや配線パターンを形成する。
Next, the manufacturing method of the
このエッチング処理工程において例えば印刷法を用いる場合、導体層のパターン形成位置に耐エッチング性材料を塗布する。その後、エッチング液で導体層の溶解を行う。このとき、パターン形成位置には耐エッチング性材料が塗布されていることから、導体層の溶解を行ったとき、耐エッチング性材料が塗布された領域は導体が溶解されることがなく、溶解されていない導体層はパターン形状となる。 For example, when a printing method is used in this etching process, an etching resistant material is applied to the pattern formation position of the conductor layer. Thereafter, the conductor layer is dissolved with an etching solution. At this time, since the etching resistant material is applied to the pattern forming position, when the conductor layer is dissolved, the conductor is not dissolved in the region where the etching resistant material is applied. The non-conductive layer has a pattern shape.
エッチング処理工程において写真法を用いる場合、導体層にエッチングレジストを塗布して露光現像を行い、パターン形成位置に耐エッチング性被膜を残す。その後、エッチング液で導体層の溶解を行う。ここで、パターン形成位置には耐エッチング性被膜が形成されていることから、導体層の溶解を行ったとき、耐エッチング性被膜が形成された領域は導体が溶解されることがなく、溶解されていない導体層はパターン形状となる。 When using a photographic method in the etching process, an etching resist is applied to the conductor layer, exposure and development are performed, and an etching resistant film is left at the pattern forming position. Thereafter, the conductor layer is dissolved with an etching solution. Here, since the etching resistant film is formed at the pattern formation position, when the conductor layer is dissolved, the region where the etching resistant film is formed is dissolved without dissolving the conductor. The non-conductive layer has a pattern shape.
次のレジスト剥離工程ST2では、耐エッチング性材料や耐エッチング性被膜を剥離・除去してパターンを露出させる。 In the next resist stripping step ST2, the pattern is exposed by stripping and removing the etching resistant material and the etching resistant film.
印刷処理工程ST3では、ソルダレジスト印刷やシンボルマーク表示等のシルク印刷を行う。このソルダレジスト印刷やシルク印刷では、部品の端子を接続するための半田付け領域や筐体と電気的接続を行うため接続領域12aにレジストインクやマーキングインクが塗布されないようにする。 In the printing processing step ST3, silk printing such as solder resist printing and symbol mark display is performed. In this solder resist printing or silk printing, resist ink or marking ink is prevented from being applied to the connection region 12a in order to make electrical connection with a soldering region for connecting the terminals of the component and the housing.
孔あけ工程ST4では、部品の端子を挿入するための部品端子孔や回路基板10を筐体に固定するための取付孔11等を穿設する。
In the drilling step ST4, a component terminal hole for inserting a component terminal, an attachment hole 11 for fixing the
導電膜形成工程ST5では、接続領域12aのパターン上に導電膜13を形成する。ここで、上述のポリマー型導電性ペーストを用いる場合、接続領域12aのパターン上にポリマー型導電性ペーストを印刷したのち加熱硬化して導電膜13を形成する。ポリマー型導電性ペーストとしては、例えばフェノール樹脂等をバインダーとして、このバインダーにカーボン等の導電粉をフィラーとして混ぜたものを用いる(アサヒ化学研究所製のTU-1-SLなど)。このポリマー型導電性ペーストを約10ミクロンの厚さで印刷したのち加熱硬化して導電膜13を形成する。なお、フィラーとしてカーボンの導電粉だけでなく銀パウダーも加えるものとすれば、導電膜13の抵抗値を下げることができる。
In the conductive film forming step ST5, the
プリフラックス塗布工程ST6では、ソルダレジストが塗布されておらず露出しているパターン上に、水溶性プリフラックスを塗布する。この水溶性プリフラックスは、半田付け性の低下やパターンの腐食を防止するためのものであり、銅箔上にしか形成されない皮膜であるので、ポリマー型導電性ペーストを用いて形成された導電膜上には形成されない。すなわち、導電膜13上には導電性固定部材で回路基板10を固定する際に、電気的接続のバリアになる層は形成されない。
In the preflux application step ST6, a water-soluble preflux is applied onto the exposed pattern where the solder resist is not applied. This water-soluble preflux is for preventing deterioration of solderability and pattern corrosion, and is a film that is formed only on a copper foil. Therefore, a conductive film formed using a polymer-type conductive paste. It is not formed on top. That is, a layer serving as a barrier for electrical connection is not formed on the
図3は、図1に示す回路基板を用いた電子機器の構成を示している。なお、図3では回路基板を筐体に固定する基板固定部材として導電性を有したネジを用いるものとして、筐体の所定位置に載置された回路基板の導体パターンを、このネジと導体パターン上に形成された導電膜を介して電気的に筐体と接続する場合を示している。 FIG. 3 shows a configuration of an electronic device using the circuit board shown in FIG. In FIG. 3, a conductive screw is used as a board fixing member for fixing the circuit board to the casing, and the conductor pattern of the circuit board placed at a predetermined position of the casing is represented by the screw and the conductor pattern. The case where it electrically connects with a housing | casing through the electrically conductive film formed on the top is shown.
筐体20には、所定位置に載置された回路基板10の取付孔11と対向する位置にネジ孔21が螺刻されている。部品の搭載等が完了した回路基板10は、図3の(A)に示すように、ネジ31の座面と導電膜13が対向するように筐体20の所定位置に載置される。このとき、筐体20のネジ孔21は、回路基板10の取付孔11と孔位置が一致するものとなる。したがって、回路基板10側からネジ孔21に導電性のネジ31を螺入することで、図3の(B)に示すように、回路基板10を筐体20に固定できる。
A
さらに、図3の(B)に示すように回路基板10が筐体20に固定されたとき、回路基板10の接地パターン12と筐体20は、導電膜13とネジ31を介して電気的に導通状態となる。ここで、接地パターン12の接続領域12aは導電膜13で覆われているので、回路基板10と筐体20との導通状態は、長期にわたって安定したものとなる。
Further, as shown in FIG. 3B, when the
このように、回路基板10を筐体20に固定する際に、例えばネジ31等の導電性の固定部材が当接する接地パターン12の接続領域12aに導電膜13を形成することで、接続領域12aのパターンの酸化等を防止できるので、回路基板10と筐体20の電気的接続を長期にわたって安定して行うことができる。
As described above, when the
また、パターン上に導電膜を形成するものであることから、アース端子板を実装する場合や半田部を設ける場合のような位置的制約がなく容易に適用できる。さらに、貴金属メッキを用いる場合に比べて安価に導電膜を形成できるので、長期にわたって安定した導通状態を安価な構成で確保できる。また、新たな部品を用いることがないので、製造リードタイムや部品ハンドリング工数が増加してしまうこともない。また、切削屑の発生がないので、回路の短絡事故等の不具合を発生させてしまうこともない。 In addition, since the conductive film is formed on the pattern, it can be easily applied without any positional restriction as in the case of mounting a ground terminal plate or the case of providing a solder portion. Furthermore, since the conductive film can be formed at a lower cost than when noble metal plating is used, a stable conduction state can be ensured with an inexpensive configuration over a long period of time. In addition, since no new parts are used, manufacturing lead time and parts handling man-hours are not increased. Moreover, since there is no generation | occurrence | production of cutting waste, malfunctions, such as a short circuit accident of a circuit, will not be generated.
次に、導電膜13を設けたことによる高周波伝送特性の変化について説明する。図4は、高周波伝送特性を測定する場合の基板取付状態を示している。回路基板51の一方の面には高周波信号を入出力するための導体パターン52を形成して、他方の面におけるネジ孔53の周囲には接続パターン54を形成する。さらに、導体パターン52と接続パターン54は、ビア(Via Hole)55によって電気的に接続する。また、回路基板51の接続パターン54には導電膜56を形成する。
Next, a change in high-frequency transmission characteristics due to the provision of the
回路基板61の一方の面には高周波信号を入出力するための導体パターン62を形成して、他方の面におけるネジ孔63の周囲には接続パターン64を形成する。さらに、導体パターン62と接続パターン64は、ビア(Via Hole)65によって電気的に接続する。
A conductor pattern 62 for inputting and outputting a high frequency signal is formed on one surface of the circuit board 61, and a
このように形成した回路基板51,61は、接続パターン54と接続パターン64を対向させて金属板71を介して重ね合わせる。さらに、回路基板51,61が重ね合わせられた状態で、ネジ孔53,63にボルト72を挿通させてナット73に螺合することで、回路基板51と回路基板61を一体に固定する。
The
図5は、回路基板51の導体パターン52に高周波信号を入力したときの反射インピーダンスを示している。ここで、導電膜56を設けて回路基板51と回路基板61を一体に固定した場合の反射インピーダンス特性は特性Aとなった。また、ボルト72とナット73を緩めて回路基板51と回路基板61および金属板71を分離したのち、再度ボルト72を締めて金属板71を介して回路基板51と回路基板61を一体に固定した場合の反射インピーダンス特性は特性A(実線)となった。
FIG. 5 shows the reflection impedance when a high frequency signal is input to the
また、従来の回路基板を回路基板61と一体に固定した場合、すなわち導電膜56が設けられておらず水溶性プリフラックスが塗布された回路基板を回路基板61と一体に固定した場合、反射インピーダンス特性は特性Aとなった。また、ボルト72とナット73を緩めて、回路基板および金属板71を分離したのち、再度ボルト72とナット73を締めて金属板71を介して回路基板を一体に固定した場合の反射インピーダンス特性は特性B(破線)となった。
When the conventional circuit board is fixed integrally with the circuit board 61, that is, when the circuit board without the
すなわち、導電膜56が形成されていない従来の回路基板では、回路基板を取り付け直したとき、導電膜56を形成した場合に比べて1GHz以下の周波数帯域での反射インピーダンスが大きくなり特性が悪化したものとなっている。しかし、導電膜56が形成されている回路基板を用いるものとすれば、回路基板を取り付け直しても特性の変化が少なく安定した高周波伝送特性を得ることができる。
That is, in the conventional circuit board in which the
なお、筐体としてシールドケースを用いて、このシールドケース内に回路基板10を設けて電気的および機械的接続を行う場合にも、回路基板10側に、ポリマー型導電性ペーストを印刷・硬化して導電膜を形成しておき、それらに金属部を接触させるものとすれば、高周波的な導通が安定化されて、電磁輻射ノイズの低減および低減の安定化をはかることができる。
Even when a shield case is used as a housing and the
10,51,61・・・回路基板、11・・・取付孔、12・・・接地パターン、12a・・・接続領域、13,56・・・導電膜、20・・・筐体、21,53,63・・・ネジ孔、31・・・ネジ、52,62・・・導体パターン、54,64・・・接続パターン、71・・・金属板、72・・・ボルト、73・・・ナット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される前記導体パターンの領域に導電膜が形成されている
ことを特徴とする回路基板。 In the circuit board on which the conductor pattern is formed,
A circuit board, wherein a conductive film is formed in a region of the conductor pattern in contact with a conductor when the circuit board is fixed at a predetermined position.
ことを特徴とする請求項1記載の回路基板。 The circuit board according to claim 1, wherein the conductive film is formed using a conductive paste.
前記回路基板を所定位置に固定したとき、導電体が当接される前記導体パターンの領域に導電膜を形成する工程と、
前記導電体と前記導電膜を当接した状態として、前記回路基板を前記所定位置に固定する工程とを有する
ことを特徴とする回路基板固定方法。 A circuit board fixing method for fixing a circuit board on which a conductor pattern is formed,
Forming a conductive film in a region of the conductor pattern with which a conductor contacts when the circuit board is fixed in place;
And a step of fixing the circuit board at the predetermined position in a state where the conductor and the conductive film are in contact with each other.
前記回路基板を筐体に固定する基板固定部材とを有し、
前記基板固定部材によって、前記回路基板が前記筐体の所定位置に固定されたとき、前記導電膜を前記筐体と電気的に接続された導電体に当接させて、前記導電膜が形成された導体パターンと前記筐体を電気的に接続した
ことを特徴とする電子機器。 A circuit board having a region in which a conductive pattern is formed and a conductive film is formed on the conductive pattern;
A board fixing member for fixing the circuit board to the housing;
When the circuit board is fixed at a predetermined position of the housing by the substrate fixing member, the conductive film is brought into contact with a conductor electrically connected to the housing to form the conductive film. An electronic device characterized in that the conductor pattern and the housing are electrically connected.
ことを特徴とする請求項4記載の電子機器。 The electronic device according to claim 4, wherein the conductor electrically connected to the casing is a substrate fixing member having conductivity.
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