JP2013179011A

JP2013179011A - 回路基板

Info

Publication number: JP2013179011A
Application number: JP2012043167A
Authority: JP
Inventors: Shusuke Fukuda; 秀典福田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-09-09

Abstract

【課題】表面実装電子部品の規格で定められている外形寸法を有するアース金具を用いることで低コストでかつ確実にアースを確保する技術を提供できる。
【解決手段】回路基板１０の基板本体１２にはビス固定に用いる為のビス穴８０が形成されている。ビス穴８０の周囲には、４個のアース金具２０が半田付けされて実装されている。一対の半田取り付け部１５に一つのアース金具２０となるように、すべてのアース金具２０が配置された後、リフロー工程で半田実装される。アース金具２０の外形は、表面実装電子部品の規格で定められている外形寸法である。
【選択図】図４

Description

本発明は、アース金具が実装された回路基板に関する。

一般的に、図１（ａ）や図１（ｂ）に示すように、回路基板１１０とこれとを固定する金属フレームや金属シャーシ１５０（例えば液晶ＴＶではバックライトシャーシ）間には、固定にビス１９０が使われている。また回路基板１１０からの不要輻射、または回路基板１１０に実装された部品に加えられた静電気の放出ルートを確保するために、回路基板１１０のビス止め用穴１８０には、金属シャーシ１５０（ビス取り付け部１５５）とアースを確実に取るよう専用のアース金具１２０が半田付け部（半田ランド）１１５で面実装されている。このアース金具１２０を挟む形でビス固定がなされている。

回路基板のアース技術に関しては様々な技術が開示されている。例えば、配線回路の電気的な動作特性の測定に用いられるチェック用チップ部品で絶縁基板の上面裏面及び側面に電極があり、また中央部にスルーホール孔を設け上面裏面を電気的に接続される構造を特長とする技術がある（例えば、特許文献１参照）。この技術では、チップ状部品を動作特性チェックの為の配線ポイントに面実装させ、スルーホール孔にピン状あるいはフック状の測定ピンを接触させ測定を行う。これにより、従来の基板ランドパターンに直接測定ピンを接触させて電気チェックを行う方法に比べ確実に接触し測定が行えるとともに従来から測定用の高価な部品を使用せずに済むという特長がある。

特開平７−６８０９号公報

ところで、一般に、図１に示すように、使用されているアース金具１２０の形状はビス１９０を受けるよう独特のものであるため、特に図１（ｃ）に示すように、回路基板１１０に部品実装するには独自のテープリール品２００にしなければならず、部品自体の材料は板金であるため安価であるにも関わらず高額となってしまうという課題があった。

また、特許文献１の技術に開示のチップ構造部品は、電気チュックを確実にかつ安価に行える技術を開示するものの、基板のアースと基板を固定する金属シャーシやフレーム間のビス止めにおいて電気的接続を確実にかつ安価に行える技術に関しては開示がなく、別の技術が求められていた。

本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。

本発明の回路基板は、表面実装電子部品の規格で定められている外形寸法を有する導電性の金属材料で形成され基板面に実装されたアース金具と、前記アース金具を前記基板面との間に挟み込むように外部の金属部材に電気的に導通し固定する導電性の固定手段と、を有する。
また、前記外部の金属部材は表示装置の金属シャーシ又は金属フレームであってもよい。
また、前記アース金具は、板バネとして機能してもよい。
また、前記固定手段はビス材であって、前記ビス材の頭部座面が前記アース金具を押圧してもよい。

本発明によれば、表面実装電子部品の規格で定められている外形寸法を有するアース金具を用いることで低コストでかつ確実にアースを確保する技術を提供できる。

従来技術に係る、アース金具の構成及び回路基板を示す図である。実施形態に係る、アース金具の形状を示す図である。実施形態に係る、金属シャーシに固定される回路基板を示す図である。実施形態に係る、金属シャーシにビス固定された回路基板を示す図である。実施形態の変形例に係る、アース金具を示す図である。実施形態の変形例に係る、アース金具を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（以下、単に「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。

本実施形態では、図２に示すように、アース金具２０として、表面実装電子部品の規格で定められている外形寸法を有する導電性の金属材料で形成された部品が用いられる。具体的には、例えば、図２（ａ）に示すように、チップ抵抗やチップコンデンサに用いられる２１２５タイプ（外形寸法：長さＬ×幅Ｗ＝２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ）や１６０８タイプ（外形寸法：長さＬ×幅Ｗ＝１．６ｍｍ×０．８ｍｍ）の外形寸法の直方体の部品が用いられる。なお、アース金具２０の高さについては特に規定はしないが、テープリール品にて実装する際の制限による。また、アース金具２０の素材として、例えば軟鋼板が用いられる。

図３は、本実施形態に係る金属シャーシ５０に固定される回路基板１０を示した図であり、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は側面図である。また、図４は、本実施形態に係る金属シャーシ５０にビス固定された回路基板１０を示した図であり、図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は側面図である。

図示のように、回路基板１０の基板本体１２にはビス固定に用いる為のビス穴８０が形成されている。ビス穴８０の周囲には、４個のアース金具２０が半田付けされて実装されている。より具体的には、アース金具２０が実装される領域に、半田取り付け部１５が形成されている。ここでは、一つのアース金具２０に対して、アース金具２０の両端部が固定される二つの半田取り付け部１５が、レジストを除去して銅箔を露出したあと半田ランドとして形成されている。そして、一対の半田取り付け部１５に一つのアース金具２０となるように、すべてのアース金具２０が配置された後、リフロー工程で半田実装される。

回路基板１０にアース金具２０が実装される際には、多数のアース金具２０がリール状にまとめられたテープリール品を用いてチップマウンターで実装作業がなされる。具体的には、アース金具２０がまとめられたテープリール品は、テープフィーダーと呼ばれる専用の供給装置にセットして、チップマウンターへ自動供給される。このとき、アース金具２０は、上述の通り、表面実装電子部品の規格の形状であるので、汎用のテープフィーダー等を用いることができる。また、テープリール品への装着に関しても、上記規格形状なので、特別な作業が発生することはない。したがって、低コストで実現できる。また、アース金具２０をいわゆるバルクで供給するチップマウンターでも活用できる。

金属シャーシ５０は、アルミニュウム板等の導電性部材によって形成されている。金属シャーシ５０には、ビス穴５５ａが形成されたビス固定部５５が一体に形成されている。ここではビス固定部５５はアーチ状の形状となっているがこれに限る趣旨ではない。

そして、図４に示すように、アース金具２０が実装された回路基板１０が金属シャーシ５０にビス固定される。このとき、ビス９０のビス座面９４が４つのアース金具２０の上面部分を押圧する。その結果、金属シャーシ５０は、ビス９０を介してアース金具２０と電気的に接続される。つまり、固定のビス止めはアース金具２０の上からビス座面９４で押さえることで、従来の特定形状のアース金具（図１のアース金具１２０）と同様な固定ができると共に、確実なアースを取ることが可能となる。なお、ビス９０の代わりに、金属製のクランプ部材が用いられてもよい。

また、上述のように、アース金具２０の形状が表面実装電子部品の規格に沿ったものであるので、汎用的な装置を用いて実装することができ、大幅なコスト低減が可能となる。また、アース金具２０は、軟鋼板を板抜き加工によって形成することができるが、このとき、直方体の形状であるので、素材の利用効率を高くすることできる。また、金型についても、低コストで、場合によっては、他のチップ部材の金型を流用することもできる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

図５は変形例に係るアース金具２２０を示した図であり、図５（ａ）はアース金具２２０が実装された基板本体２１２にビス９０を螺装した状態を示し、図５（ｂ）はアース金具２２０の側面図（図５（ａ）の領域Ａの部分を示し）、図５（ｃ）は平面図を示している。

図示のように、アース金具２２０は、板バネとして機能する形状となっている。ここでは、両端に対して中央付近が一段高くなった形状が採用されている。そして、上述の実施形態同様に、基板本体１２に形成された半田取り付け部２１５にアース金具２２０が実装され、ビス９０によって固定される。

アース金具２２０が実装される際には、アース金具２２０の一方の端部（半田取り付け部２１５）がビス穴２８０側（内側）にあり、他方の端部（半田取り付け部２１５）がビス穴８０から離間する方向側（外側）に配置される。そして、ビス９０により固定されたときに、内側の端部はビス９０のビス皿９６の下側に覆われて位置し、外側の端部は露出している。つまり、ビス皿９６の外縁端部がちょうどアース金具２２０の一段高くなった領域の略中央に位置している。

このような構成とすることで、ビス９０による固定が確実になる。その結果、電気的接続状態を確実にすることができ、安定したアースを確保できる。

図６は変形例に係るアース金具３２０を用いた回路基板３１０を示した図であり、放電経路を確保する用途に応用するものである。具体的には、１次側アースパターン３４０と２次側アースパターン３５０のそれぞれに、アース金具３２０を半田取り付け部３１５を設けて、対向するように取り付ける。このとき、アース金具３２０は、一次側アースパターン３４０と２次側アースパターン３５０の境界に対して斜めに、かつ、コーナー部３２１を１次側及び２次側アースパターン３４０、３５０から対向する側の絶縁領域に突出させている。その結果、対向するアース金具３２０において、コーナー部３２１間で所望の放電が確実に行うことができる。

このように、回路基板３１０では、絶縁空間距離を確実にとるよう半田付によるアース金具３２０の実装が可能である。その結果、放電を確実に行うことができ、かつ劣化のない安価な部品を提供することができる。

１０、３１０回路基板
１２、２１２基板本体（基板面）
１５、２１５、３１５半田取り付け部
２０、２２０、３２０アース金具
５０金属シャーシ
５５ビス固定部
５５ａ、８０、２８０ビス穴
９０ビス
９４ビス座面
９６ビス皿
３２１コーナー部
３４０１次側アースパターン
３５０２次側アースパターン

Claims

表面実装電子部品の規格で定められている外形寸法を有する導電性の金属材料で形成され基板面に実装されたアース金具と、
前記アース金具を前記基板面との間に挟み込むように外部の金属部材に電気的に導通し固定する導電性の固定手段と、
を有することを特徴とする回路基板。
前記外部の金属部材は表示装置の金属シャーシ又は金属フレームであることを特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記アース金具は、板バネとして機能することを特徴とする請求項１または２に記載の回路基板。
前記固定手段はビス材であって、前記ビス材の頭部座面が前記アース金具を押圧することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の回路基板。