JP2012089757A

JP2012089757A - 基板積層体

Info

Publication number: JP2012089757A
Application number: JP2010236728A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ishihara; 健次石原; Ichiro Sumino; 一郎角野; Masashi Kawada; 昌史川田
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2010-10-21
Filing date: 2010-10-21
Publication date: 2012-05-10

Abstract

【課題】複数の基板の板面内方向の高精度な位置決めを行う。
【解決手段】基板積層体１０は、基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように形成された位置決め突起１２が立設されたベース材１１と、ベース材１１上に位置決め突起１２の延びる方向に沿って積層されるように設けられ、各々、位置決め突起１２に対応するように位置決め孔１７が形成されていると共に位置決め孔１７に位置決め突起１２が挿通された複数の基板１３とを備える。複数の基板１３は、位置決め突起１２の基端側から先端側に行くに従って位置決め孔１７の孔径が小さくなるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は基板積層体に関する。

装置のコンパクト化等を目的として、複数の配線基板を積層した基板積層体を構成し、それを装置内に組み付けることが行われている。

例えば、特許文献１には、配線がそれぞれ形成された相対向する複数の基板のうち一つの基板と他の一つの基板との対向面にそれぞれ一つ以上のランド部が形成され、そのランド部間が半田層により接合されて導通がとられた基板積層体であって、少なくとも一方のランド部の外周端の一部に、外周端から平面方向に突出部が延出して形成されたものが開示されている。

特開２０１０−１９９０９８号公報

基板積層体には、射出成形品のベース基板上に複数の配線基板が積層され、それらの複数の配線基板のそれぞれに形成された位置決め孔にベース基板に形成された位置決め突起が挿通され、それによって各配線基板が板面内方向に位置決めされた構成のものがある。

ところが、図８に示すように、かかる構成の基板積層体１０’では、射出成形品のベース材１１’に形成された位置決め突起１２’は、型抜きが容易になるように、基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように、つまり、先細りに形成されている。そのため、いずれの配線基板１３’にも同じ孔径の位置決め孔１７’が形成されていたのでは、位置決め突起１２’の先端側に行くに従って位置決め突起１２’の外径と位置決め孔１７’の孔径との差、つまり、クリアランスが大きくなり、配線基板１３’の板面内方向の位置決めを精度よく行うことができない。そして、このように配線基板１３’の板面内方向の位置決め精度が低いと、配線基板１３’間で電気的接触を行う場合や複数の配線基板に連通する貫通孔を形成する場合等に、かかる構成を得ることができないという問題がある。

本発明の目的は、複数の基板の板面内方向の高精度な位置決めを行うことである。

本発明の基板積層体は、
基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように形成された位置決め突起が立設されたベース材と、
上記ベース材上に上記位置決め突起の延びる方向に沿って積層されるように設けられ、各々、該位置決め突起に対応するように位置決め孔が形成されていると共に該位置決め孔に該位置決め突起が挿通された複数の基板と、
を備えた基板積層体であって、
上記複数の基板は、上記位置決め突起の基端側から先端側に行くに従って上記位置決め孔の孔径が小さくなるように形成されている。

本発明によれば、ベース材の位置決め突起が基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように形成されているものの、複数の基板は、位置決め突起の基端側から先端側に行くに従って位置決め孔の孔径が小さくなるように形成されているので、位置決め突起の先端側に行くに従って位置決め突起と位置決め孔との間のクリアランスが大きくなることはなく、そのため複数の基板の板面内方向の高精度な位置決めを行うことができる。

実施形態に係る基板積層体の要部の断面図である。（ａ）配線基板の一例及び（ｂ）別の配線基板の一例の模式的な平面図である。配線基板における絶縁基板への金属箔配線の取付構造を示す断面図である。配線基板における金属箔配線への受端子の取付構造を示す断面図である。実施形態に係る基板積層体のピン端子取付構造を示す断面図である。ピン端子の斜視図である。参考例の基板積層体の要部の断面図である。従来の基板積層体の要部の断面図である。

以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。

図１は実施形態に係る基板積層体１０を示す。本実施形態に係る基板積層体１０は、各種の装置内に組み付けられる配線ユニットを構成するものである。

本実施形態に係る基板積層体１０はベース材１１を備えている。

ベース材１１は、例えば樹脂材料で形成されている。ベース材１１を形成する樹脂材料は、ＰＰ樹脂（ポリプロピレン樹脂）やＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート樹脂）等の熱可塑性樹脂であってもよく、また、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよいが、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の場合、凹凸を形成させる際に切削加工等が必要であって、基板作製工程における煩雑さや材料の無駄が発生することから、金型を工夫すれば射出成形により基板上への容易に形成することができ、材料の無駄も発生しない熱可塑性樹脂が好ましい。また、それら樹脂中に寸法安定性のためにガラス繊維、マイカ、タルク等を含有させてもよい。従って、ベース材１１は典型的には射出成形品である。ベース材１１は、プレート状に形成されており、例えば、縦及び横が５０〜３００ｍｍ、並びに厚さが１．０〜１０ｍｍである。ベース材１１には、その一方側の面に位置決め突起１２が立設されている。位置決め突起１２の本数は、１本であってもよく、また、複数本であってもよく、後者の場合、例えば２〜１０本である。位置決め突起１２は、例えば、外径（最大径）が２．０〜１０ｍｍ、及び長さが３．０〜１５ｍｍである。位置決め突起１２の断面形状としては、例えば、円形、矩形等が挙げられる。位置決め突起１２の外径は、基端側から先端側に行くに従って小さくなるように、つまり、先細りに形成されている。その小径化の割合は例えば長さ１ｍｍ当たり外径１０〜１００μｍである。ベース材１１が射出成形品であって、位置決め突起１２が型抜きが容易となるように基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように形成されているような場合、その小径化の割合は例えば長さ１ｍｍ当たり外径１０〜１００μｍである。

本実施形態に係る基板積層体１０は複数の配線基板１３を備えている。

図２（ａ）及び（ｂ）は配線基板１３の一例を示す。

複数の配線基板１３は、ベース材１１上に位置決め突起１２の延びる方向に沿って積層されるように設けられている。複数の配線基板１３のそれぞれは、絶縁基板１４上に金属箔配線１５が設けられ、また、金属箔配線１５の両端のそれぞれに受端子１６が設けられている。なお、配線基板１３は、絶縁基板１４の一方面のみに金属箔配線１５及び受端子１６が設けられていてもよく、また、絶縁基板１４の両側のそれぞれに金属箔配線１５及び受端子１６が設けられていてもよい。

絶縁基板１４は、例えば樹脂材料で形成されている。絶縁基板１４を形成する樹脂材料は、ＰＰ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等の熱可塑性樹脂であってもよく、また、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよいが、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂の場合、基板上に凹凸を形成させる際に切削加工等が必要であって、基板作製工程における煩雑さや材料の無駄が発生することから、金型を工夫すれば射出成形により基板上への凹凸を容易に形成することができ、材料の無駄も発生しない熱可塑性樹脂が好ましい。従って、絶縁基板１４も典型的には射出成形品である。熱可塑性樹脂では、耐熱性の観点からＰＰ樹脂やＰＢＴ樹脂が好ましく、寸法安定性のためにガラス繊維、マイカ、タルク等が配合されたＰＰ樹脂やＰＢＴ樹脂がより好ましい。絶縁基板１４の厚さは例えば１〜５ｍｍである。

各絶縁基板１４には、ベース材１１の位置決め突起１２に対応するように位置決め孔１７が全ての絶縁基板１４で同じ位置に形成されている。位置決め孔１７の孔径は例えば２．０〜１０ｍｍであるが、位置決め突起１２の基端側から先端側に行くに従って小さくなるように、つまり、位置決め突起１２の基端側に対応する配線基板１３よりも先端側に対応する配線基板１３の方が小さくなるように形成されている。位置決め孔１７は、隣接する配線基板１３の位置決め孔１７との間でステップ状に孔径が変化するように形成されていてもよく、また、連続して孔径が変化するように形成されていてもよい。位置決め孔１７の形状としては、位置決め突起１２の断面形状に対応して、例えば、円形、矩形等が挙げられる。各絶縁基板１４には、後述のピン端子挿通用の端子挿通孔１８が全ての絶縁基板１４で同じ位置に同じ大きさで形成されている。端子挿通孔１８には、受端子１６が内嵌されて金属箔配線１５に電気的に接続される端子挿通孔１８とそれ以外の端子挿通孔１８とが含まれる。端子挿通孔１８の孔径は例えば１〜１０ｍｍである。端子挿通孔１８の形状としては、ピン端子１９の断面形状に対応して、例えば、円形、矩形、スリット形等が挙げられる。各絶縁基板１４には、基板上に配線位置合わせ用の位置合わせ突起１４ａが複数突設されており、また、受端子１６が内嵌された端子挿通孔１８に対応して、その近傍に端子溶接孔１４ｂが形成されている。

金属箔配線１５は、例えば打ち抜き加工された銅箔等で構成されている。金属箔配線１５の厚さは例えば０．０１〜２．０ｍｍである。金属箔配線１５には、絶縁基板１４の位置合わせ突起１４ａに対応するように、ドリルやパンチにより位置合わせ孔１５ａが形成されている。金属箔配線１５には、図２（ａ）に示す基板下辺の端子挿通孔１８の部分のように、金属箔配線１５で繋がれない端子挿通孔１８に対応して略同形の孔が形成されている。

受端子１６は、例えば、打ち抜きプレス加工された銅板等で構成されている。受端子１６の厚さは例えば０．１〜３．０ｍｍである。受端子１６は、基板表面に設けられた基板表面側部分１６ａを有し、また、その基板表面側部分１６ａに連続すると共に端子挿通孔１８を構成する環状の端子保持部分１６ｂを有する。

配線基板１３は、位置合わせ突起１４ａが位置合わせ孔１５ａに挿通されて、図３に示すように、位置合わせ突起１４ａの頭部が潰されて抜け留めされることにより、絶縁基板１４上に金属箔配線１５が一体に設けられている。加えて、絶縁基板１４には金属箔配線１５が接着剤で接着されていてもよい。金属箔配線１５の両端のそれぞれに設けられた受端子１６の基板表面側部分１６ａは、図４に示すように、絶縁基板１４の端子溶接孔１４ｂの位置の溶接部Ｃにおいて金属箔配線１５に溶接されている。

本実施形態に係る基板積層体１０では、複数の配線基板１３が積層された構成を有するが、その枚数は例えば２〜１０枚であり、３〜７枚であることが好ましく、厚さは例えば２〜５０ｍｍであり、５〜２０ｍｍであることが好ましい。複数の配線基板１３は、相互に隣接する配線基板１３の金属箔配線１５同士の短絡を防止するために、金属箔配線１５が設けられた側と設けられていない側とが対向するように積層されていることが好ましいが、相互に隣接する配線基板１３の金属箔配線１５同士を電気的に接触させる場合或いは絶縁材を介設させることにより絶縁性を確保できる場合には、金属箔配線１５が設けられた側同士が対向するように積層されていてもよい。

本実施形態に係る基板積層体１０では、複数の配線基板１３のそれぞれに形成された位置決め孔１７が基板厚さ方向に連続して位置決め貫通孔１７０を構成し、その位置決め貫通孔１７０にベース材１１の位置決め突起１２が挿通されている。各配線基板１３において、位置決め突起１２と位置決め孔１７の内壁との間のクリアランスは０．０１〜０．３０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０１〜０．１０ｍｍ以下であることがより好ましい。本実施形態に係る基板積層体１０によれば、ベース材１１の位置決め突起１２が基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように形成されているものの、複数の配線基板１３は、位置決め突起１２の基端側から先端側に行くに従って位置決め孔１７の孔径が小さくなるように形成されているので、位置決め突起１２の先端側に行くに従って位置決め突起１２と位置決め孔１７との間のクリアランスが大きくなることはなく、そのため複数の配線基板１３の板面内方向の高精度な位置決めを行うことができる。

本実施形態に係る基板積層体１０はピン端子１９をさらに備えており、そのピン端子１９は、複数の配線基板１３のそれぞれに形成された端子挿通孔１８が基板厚さ方向に連続して構成された端子挿通貫通孔１８０に挿通され、そのうちいずれかの配線基板１３の端子挿通孔１８に設けられた受端子１６の端子保持部分１６ｂに内嵌め保持され、それによってその配線基板１３の金属箔配線１５に電気的に接続されている。つまり、ピン端子１９は、当該配線基板１３の金属箔配線１５の引出電極を構成している。具体的には、例えば、上層から順に第１〜第６の配線基板１３が積層された基板積層体１０において、図５に示す例では、第３の配線基板１３に受端子１６が設けられ、ピン端子１９が第３の配線基板１３の金属箔配線１５に電気的に接続されている。このように端子挿通孔１８が基板厚さ方向に連続して構成された端子挿通貫通孔１８０にピン端子１９が挿通される場合、ピン端子１９をスムーズに挿通させるためには、複数の配線基板１３の板面内方向の高精度な位置決めが不可欠である。なお、ベース材１１にもピン端子１９の挿通孔が形成されていてもよい。

ピン端子１９としては、特に限定されるものではないが、例えば金属板加工品で構成されたもので、図６に示すように、端子挿通貫通孔１８０に挿通されるピン部分１９ａと外部に突出する端子部分１９ｂとを有するものが挙げられる。ピン部分１９ａの断面形状は、特に限定されるものではなく、端子挿通貫通孔１８０と同一形状であってもよく、また、角部が受端子１６の端子保持部分１６ｂの内壁に接触して内嵌め保持される矩形等の多角形であってもよい。ピン端子１９を形成する金属材料としては、例えば、銅、銅合金、銅が被覆された金属材等が挙げられる。また、必要に応じて、表面にＳｎ（錫）メッキが施されたものであってもよい。

なお、上記実施形態では、ベース材１１の一方側に位置決め突起１２が立設された構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ベース材１１の両側に位置決め突起１２が立設され、ベース材１１の両側に配線基板１３が積層された構成であってもよい。

また、上記実施形態と同様に複数の配線基板１３の板面内方向の高精度な位置決めを行うことができる構造として、図７に示す参考例の基板積層体１０が挙げられる。なお、上記実施形態と同一名称の部分は同一符号で示す。

この参考例の基板積層体１０では、各絶縁基板１４に、ベース材１１の位置決め突起１２に対応するように位置決め孔１７が全ての絶縁基板１４で同じ位置に形成されている。位置決め孔１７の孔径は例えば２．０〜１０ｍｍであり、いずれの絶縁基板１４も同じ孔径に形成されている。この参考例の基板積層体１０は、ベース材１１との間で複数の配線基板１３を挟持するように設けられた第２のベース材２１を備えている。第２のベース材２１には、複数の配線基板１３側に向かって延びるように、つまり、上記位置決め突起１２とは反対向きに延びるように、第２の位置決め突起２２が立設されており、また、複数の配線基板１３のそれぞれの絶縁基板１４には、第２のベース材２１の第２の位置決め突起２２に対応するように第２の位置決め孔２７が全ての絶縁基板１４で同じ位置に形成されている。第２の位置決め孔２７の孔径は例えば２．０〜１０ｍｍであり、いずれの絶縁基板１４も同じ孔径に形成されている。そして、複数の配線基板１３のそれぞれに形成された第２の位置決め孔２７が基板厚さ方向に連続して第２の位置決め貫通孔２７０を構成し、その第２の位置決め貫通孔２７０に第２のベース材２１の第２の位置決め突起２２が挿通されている。

その他の構成は上記実施形態と同じである。

以上のような構成の参考例の基板積層体１０では、位置決め突起１２の先端側に行くに従って位置決め突起１２の外径と位置決め孔１７の孔径との差、つまり、クリアランスが大きくなっている。また、第２の位置決め突起２２の先端側に行くに従って第２の位置決め突起２２の外径と第２の位置決め孔２７の孔径との差、つまり、クリアランスが大きくなっている。しかしながら、位置決め突起１２の外径と位置決め孔１７の孔径とのクリアランスが大きい部分では、第２の位置決め突起２２の外径と第２の位置決め孔２７の孔径とのクリアランスが小さいことにより位置決め精度が補われ、一方、第２の位置決め突起２２の外径と第２の位置決め孔２７の孔径とのクリアランスが大きい部分では、位置決め突起１２の外径と位置決め孔１７の孔径とのクリアランスが小さいことにより位置決め精度が補われ、全体として、複数の基板の板面内方向の高精度な位置決めを行うことができる。なお、勿論、複数の配線基板１３は、位置決め突起１２の基端側から先端側に行くに従って位置決め孔１７の孔径が小さくなるように形成され、且つ第２の位置決め突起２２の基端側から先端側に行くに従って第２の位置決め孔２７の孔径が小さくなるように形成された構成であってもよい。

本発明は基板積層体について有用である。

１０，１０’ 基板積層体
１１，１１’ ベース材
１２，１２’ 位置決め突起
１３，１３’ 配線基板
１４絶縁基板
１４ａ位置合わせ突起
１４ｂ端子溶接孔
１５金属箔配線
１５ａ位置合わせ孔
１６受端子
１６ａ基板表面側部分
１６ｂ端子保持部分
１７，１７’ 位置決め孔
１８端子挿通孔
１９ピン端子
１９ａピン部分
１９ｂ端子部分
２１第２のベース材
２２第２の位置決め突起
２７第２の位置決め孔
１７０位置決め貫通孔
１８０端子挿通貫通孔
２７０第２の位置決め貫通孔
Ｃ溶接部

Claims

基端側から先端側に行くに従って外径が小さくなるように形成された位置決め突起が立設されたベース材と、
上記ベース材上に上記位置決め突起の延びる方向に沿って積層されるように設けられ、各々、該位置決め突起に対応するように位置決め孔が形成されていると共に該位置決め孔に該位置決め突起が挿通された複数の基板と、
を備えた基板積層体であって、
上記複数の基板は、上記位置決め突起の基端側から先端側に行くに従って上記位置決め孔の孔径が小さくなるように形成されている基板積層体。
請求項１に記載された基板積層体において、
ピン端子をさらに備え、
上記複数の基板のそれぞれには、配線が設けられていると共に端子挿通孔が形成されており、且つ該端子挿通孔に上記ピン端子が挿通されて、該ピン端子が該複数の基板のうちいずれかの基板の配線と電気的に接続されている基板積層体。