JP2012138434A - 電子回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路基板において電子部品の搭載数を増やすために複数の不撓性基板を用いる場合、互いの電子回路基板間をコネクタや中継端子で接続するための配線を特定の部位に集約し、配線が冗長になることを防止する。
【解決手段】電子回路基板は、絶縁体の基材１に形成した突起に導電性接着剤を被着して導電体層を設けると共に、突起は、電子部品６の端子に接続可能な接合部３と連結し、また、さらに該電子回路基板間を接続する垂直配線と連結することにより、従来、基板を複数枚集積して配線する際に必要であった、コネクタや中継端子及びそれに係る冗長な配線を用いることなく、電子回路基板は、容易に複数枚の該電子回路基板を集積し配線することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクタや中継端子を用いることなく、複数枚相互に接続可能な電子回路基板に関するものである。

従来の電子回路基板は、板状の導体と同じく板状の絶縁体から構成される。導体には、主に銅が用いられ、絶縁体には、主に紙フェノールやガラスエポキシ用いられている。可撓性基板においては、絶縁体にポリイミドなどのフィルムが用いられる。電子回路基板は、多くの電子機器で電子部品を保持と電子部品を配線するものとして実用に共されている。

しかし、電子回路基板は、最大で表裏となる２つの平面にのみに電子部品の搭載が可能であり、それ以外の面や内部に電子部品を搭載する事は不可能である。このため、電子回路基板への部品搭載数を増すには、電子回路基板の主平面積を増やすか、電子回路基板を複数に分けてコネクタや中継端子で接続する必要があった。

特に複数の電子回路基板を集積するようにコネクタや中継端子で接続する場合においては、顕著にコネクタや中継端子で接続するために配線が冗長になるという問題があった。配線が冗長になると電子回路基板の配線の引き回しが複雑になり、内層数の増加や各配線層を接続するビアの増加など、本来、１枚の電子回路基板で実現したい電子回路を部品搭載数と電子回路基板の平面積の制約から、複数の電子回路基板に分けることによるコスト上昇は、当該技術分野においては一般的な常識である。

この改善策として、コネクタを使わないで複数の回路基板を積み重ねる方法として、リジットフレキと呼ばれる不撓性基板と可撓性基板が１体で製作された電子回路基板がある。これは不撓性基板の内層部分に可撓性基板を一体製造したものであり、可撓性基板の部分が従来のコネクタや中継端子の役割を果たし、九十九折にして基板を集積する事が可能である。
しかしながら、積み重ねた形状を保持するためには、外部の保持機構が必要であるという問題があった。

特開２００６−１７３１５２号公報 特開２００３−１９８２０２号公報

解決しようとする問題点は、電子回路基板において電子部品の搭載数を増やすために複数の不撓性基板を用いる場合、互いの電子回路基板間をコネクタや中継端子で接続するための配線を特定の部位に集約する必要があったため、配線が冗長になる点である。

上記の目的を達成する為に、請求項１の電子回路基板は、絶縁体の基材に形成された突起に導電体を被着して電子回路基板の配線を行うものである。通常電子回路基板は、多くの配線を有するので、該突起は１以上具備する。該突起は配線そのものである配線部となり、電子部品端子との接続のための第１の接合部と必要な場合には第２の接合部と共に１領域となる。通常電子回路基板は、１つの配線に複数の電子部品との接続端子を有するので、該第１の接合部は１以上具備し、該第２の接合部は０以上具備する。

該１領域とは、絶縁体の基材に形成された、突起状の形状を有する他の領域と判別可能な部位のことである。該突起と同じく該１領域は１以上具備する。

また、電子部品端子との接続のための第１の接合部と第２の接合部は、電子部品が主にリード部品と表面実装部品に分類できることから、第一接合部は、その形状に段部を具備しその部分に表面実装部品の端子が接続される、第２接合部は、その形状に貫通穴を具備しその該貫通穴にリード部品のリードを挿入して接続される。

水平配線部は、該１領域の、該配線部と該第１の接合部と該第２の接合部に、導電性接着剤を被着し固化させて、該１領域の上に導電体による導体層を形成したものである。水平配線部は、請求項１の電子回路基板において、その基板内部の配線を行うものである。請求項１の電子回路基板を複数枚接続配線可能にするために、該配線部は、第２の貫通穴もしくは第３の接合部の両方を具備する。請求項１の電子回路基板を複数枚相互に配線する場合に必要な、第２の貫通穴と第３の接合部は、電子回路そのものに依存するので、予め数を特定することはできない。従って、複数ある該配線部の合計として、１以上の第２の貫通穴もしくは１以上の第４の接合部の両方を具備する。

垂直配線受け部は、該第２の貫通穴に、該導電性接着剤を被着し固化させて、１以上有る該１領域の一部もしくは全てに導電体による導体層を形成したものである。これは、該１領域に該垂直配線部受け部をさらに形成するということであり、請求項１の電子回路基板において、１以上具備するが、全ての該１領域に該垂直配線受け部を１以上具備しなければいけないということではない。

垂直配線受け部は、第３の接合部に、該導電性接着剤を被着し固化させて、１以上有る該１領域の一部もしくは全てに導電体による導体層を形成したものである。これは、該１領域に該垂直配線出し部をさらに形成するということであり、請求項１の電子回路基板において、１以上具備するが、全ての該１領域に該垂直配線出し部を具備しなければいけないということではない。

この構成によれば、請求項１の電子回路基板は、複数の電子回路基板のそれぞれの該垂直配線受け部と該垂直配線出し部の接続により、それぞれの電子回路基板間の配線を可能にするものである。これにより、従来電子回路基板を複数枚の接続を行っていたコネクタや中継端子及びそれらに係る冗長な配線が不要となる。

なお、ここで、「絶縁体」とは、電気抵抗が１０の１０乗オーム・メートルより大きい固体のことであって、合成樹脂他の材料の事である。「導電体」とは、電気抵抗が１０のマイナス８乗オーム・メートルから１０のマイナス６乗オーム・メートルの固体もしくは、固化可能な液状もしくはペースト状の材料である。「導電性接着剤」とは、接着剤であるバインダーないに、導電フィラーが分散されているものである。導電性接着剤は、硬化もしくは固化の後、近接した導電フィラーに介在するバインダーの絶縁破壊により、導電体となるものである。バインダーには、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、低融点ガラスなどが用いられる。導電フィラーには、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉、金属メッキ粉、導電性カーボン粉、グラファイト粉などが用いられる。

このように、請求項１の電子回路基板は、従来必要であった、電子回路基板間を接続するコネクタや中継端子及びそれに係る冗長な配線なしで、電子回路基板を相互に接続する基板を提供することができる。

請求項２の電子回路基板は、請求項１の電子回路基板に加えて、外周に枠体を有するものである。

なお、ここで、「枠体」とは、基板外周に設けられた、壁のことであり、請求項２の電子回路基板が、複数枚積み重ねられたさいに、側面外部から、内部を隠ぺいされるような形状であって、積み重ねに際して、容易に積み重ねられる形状のものである。

この構成によれば、請求項２の電子回路基板は、電子回路基板の積み重ねを容易にして、かつ、側面外部から、内部を見えなくすることができる。

請求項３の電子回路基板は、請求項１および請求項２の電子回路基板に加えて、絶縁体の基材上に形成した電子部品の保持機構を有するものである。

なお、ここで、電子部品の保持機構とは、絶縁体の基材上に形成された、絶縁体のホルダ、ブランケットなどのことである。

この構成によれば、請求項３の電子回路基板は、電子部品の保持機構により、部品実装を容易にすることができる。

請求項４の電子回路モジュールは、請求項２の電子回路基板に加えて、該電子回路基板に電子部品を実装した後に、透明もしくは不透明の充填剤により、電子回路モジュールとしたものである。

なお、ここで、電子回路モジュールとは、厚膜ハイブリッドＩＣのような、基板上に複数の電子部品を搭載して外部接続の端子を備え、基板及び電子部品をシリコーン樹脂、他の樹脂で覆い隠したもののみならず、接触・非接触の電源供給手段、電池、表示器、スイッチ、外部とのインターフェースコネクタ、無線通信手段、他などを備えた電子回路装置も含む。

この構成によれば、請求項４の電子回路モジュールは、内部回路を隠ぺいした電子回路装置することができる。

本発明の電子回路基板は、絶縁体に配線部となる突起もしくは貫通穴を形成する事により、その部位に導電性接着剤を被着し固化させることにより容易に導体層を形成することができる。部材１の垂直配線出し部は、部材２の垂直配線受け部と篏合して導通する。電子回路基板そのものが外部電子回路基板と垂直に連結し配線できるという利点がる。

電子回路基板の部材ａの斜視図 電子回路基板の部材ａの別方向から見た斜視図 電子回路基板の部材ｂの斜視図 電子回路基板の部材ａと部材ｂを接続した斜視図 電子回路基板の部材ａと部材ｂに枠体を形成した斜視図 電子回路基板の部材ａに電子部品の保持機構を形成した斜視図 電子回路基板の部材ｂの枠体に充填剤を封止する斜視図

本発明の実施形態の一例として、本発明に基づく電子回路基板について説明する。

図１および図２は、本発明の電子回路基板の部材１であり、説明のために斜視図の方向を変えたものである。図３は、本発明の電子回路基板の部材２であり。該部材ａ１７と該部材ｂ１８は上下に連結して１つの電子回路を形成する。

図１の基材１は、その上に突起による第１の配線部２を具備する。第１の配線部２は、第１の接合部３と連結されるように形成される。第１の接合部３は、電子部品６の電子部品の端子４と接続する。第１の配線部と第１の接合部は、明らかに絶縁体である基材１から異なる１領域を形成する。該１領域は、導電性接着剤を被着し固化した後、水平配線部５を形成する。

図１では、第１の接合部３は、凸状の形状をなしているが、これは電子部品６が表面実装部品であるがためである。電子部品６がリード部品である場合には、第１の接合部３はさらに、第１の貫通穴を設けて、第２の接合部となる。なお、図１に第２の接合部は図示していない。

図２は基材１を別の方向から見た斜視図である。第１の配線部２に形成された第２の貫通穴７は、第１の結合部３と１領域を形成する。該１領域は、導電性接着剤を被着し固化した後、垂直配線受け部８となる。

該第２の貫通穴７は、第３の結合部９とすることで、同様に導電性接着剤を被着し固化した後、垂直配線出し部１０となる。

図３は、本発明の電子回路基板の部材２の斜視図である。部材１と同様に絶縁体の基材１より形成された、第１の配線部１４に連結されて形成された、第１の接合部１３は、電子部品１１の電子部品の端子１２と接続可能な形状になっている。

また、第１の配線部１４は第３の接合部１５と連結されるように形成され、さらに突起を具備する。これら、第１の配線部と第１の接合部と第３の接合部は、明らかに絶縁体である基材１から異なる１領域を形成する。該１領域は、導電性接着剤を被着し固化した後、垂直配線出し部１６となる。

部材ａ１７の垂直配線受け部８にある第２の貫通穴７に、部材ａ１７の下側に部材ｂ１８を配置することにより、部材ｂ１８の垂直配線出し部を接続する事ができる。この事により、本発明の電子回路基板は、コネクタや中継端子やそれを使用する事に伴う冗長な配線なしで、複数枚の本発明による電子回路基板を集積することができる。

図４は、部材ａ１７と部材ｂ１８が接続された図である。

冗長な配線を排除することは、電子回路基板の設計において極めて重要であり、その効果は、電子回路基板の低コスト化や小型化や高密度化や高集積化に寄与することは当該技術分野における常識である。

図５は、本発明の電子回路基板であり、実施例１の部材ａ１７と部材ｂ１８のそれぞれの外周に枠体ａ１９と枠体ｂ２０を具備したものである。この枠体ａ１９及び枠体ｂ２０により、電子回路基板側面からは内部を見えない構造にできる。

また、図５の枠体ａ１９及び枠体ｂ２０のように凸状で段部の有る形状を取ることにより、部材ａ１７と部材ｂ１８の集積を容易にすることができる。

さらに、部材ａ１７の枠体ａ１９に合致するような蓋を設ければ、全方向から電子回路基板の内部を見えなくすることが可能と同時に電子回路基板が筐体の機能を具備することにより、筐体なしでの製品の設計が可能になる。

図６は、本発明の電子回路基板であり、実施例１の部材ａ１７に電子部品６を実装する際に容易となる、電子部品の保持構造ａ２１と電子部品の保持構造ｂ２２を具備したものである。電子部品の保持構造ａ２１と電子部品の保持構造ｂ２２は、絶縁体の基材１に同じく絶縁体で形成されるものである。

このことにより、電子部品６の部材ａ１７の電子回路基板への実装が容易になる。

図７は、本発明の電子回路基板であり、実施例２の部材ａ１７の枠体ａ１９を搭載の電子部品６の高さより高くなる程にして、枠体ａ１９の内部に形成される凹部２３の空間に充填剤を注入し封止するものである。

また、部材ａ１８に充填剤を注入し封止した後に、部材ａ１７を積み重ねて、枠体ａ１９の内部に形成される凹部２３の空間に充填剤を注入し封止しても良い。

さらに、充填剤は、透明であっても不透明であっても良い。

このことにより、容易に電気回路基板の回路を電気的にもしくは視覚的に隠ぺいすることが可能となる。

本発明により、冗長な部品であるコネクタや中継端子及び冗長な配線なしで、複数の電子回路基板を集積可能である。複数の電子回路基板が冗長な部品と冗長な配線を排除し実現可能なことにより、電子回路基板の低コスト化や小型化や高密度化や高集積化が必要な用途に適用できる。

１ 基材
２ 第１の配線部
３ 第１の接合部
４ 電子部品の端子
５ 水平配線部
６ 電子部品
７ 第２の貫通穴
８ 垂直配線受け部
９ 第３の接合部
１０ 垂直配線出し部
１１ 電子部品
１２ 電子部品の端子
１３ 第１の接合部
１４ 第１の配線部
１５ 第３の接合部
１６ 垂直配線出し部
１７ 部材ａ
１８ 部材ｂ
１９ 枠体ａ
２０ 枠体ｂ
２１ 電子部品の保持構造ａ
２２ 電子部品の保持構造ｂ
２３ 凹部

Claims (4)

1. 絶縁体の基材と、前記基材に形成された１以上の突起の第１の配線部と、前記第１の配線部に形成もしくは連結して形成された１以上の突起の第１の接合部と、前記第１の接合部に形成された０以上の第１の貫通穴による第２の接合部と、前記第１の配線部及び第１の接合部及び第２の接合部に導電性接着剤を被着及び固化して形成した水平配線部と、前記第１の配線部に形成された１以上の第２の貫通穴と、前記第２の貫通穴に導電性接着剤を被着及び固化して形成した垂直配線受け部と前記第１の配線部に形成された１以上突起の第３の接合部と前記第３の接合部に導電性接着剤を被着及び固化して形成した垂直配線出し部とを備え前記垂直配線受け部と前記垂直配線出し部は連結して通電可能である電子回路基板。
2. 外周に枠体を有する請求項１に記載の電子回路基板。
3. 電子部品の保持構造を有する請求項１〜２のいずれか１項に記載の電子回路基板。
4. 電子部品と透明または不透明色の充填剤を有する請求項２に記載の電子回路モジュール。

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