JP2015128107A - 回路基板及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップせずに回路基板の配線抵抗を低減すること。
【解決手段】複数の電子部品Ａ，Ｂが実装され、導電体の配線パターン２を有する回路基板１であって、複数の電子部品Ａ，Ｂが設けられる区間における配線パターン２が形成されている領域のうち、区間の距離以内の長さを有するスリット３を少なくとも１つ設け、スリット３は、当該回路基板１の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通し、半田が充填される。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法に関するものである。

従来、大電流を流す基板を設計する場合に、主回路等で配線パターンに流れる電流を考慮し、パターン断面積を大きく設計して配線パターンの抵抗を低減させている。例えば、パターン断面積を大きくするには、配線パターンの幅を太くする、或いは、銅箔の厚みを厚くする等の方法がとられている。

しかしながら、従来のように、配線パターンを太くする場合には、基板が大規模化することや、コントロールボックスが大型化されるという問題があった。また、配線パターンとして基板に形成する銅箔の厚みを厚くする場合には、コストアップするという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コストアップせずに抵抗を低減させることができる回路基板及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、複数の電子部品が実装され、導電体の配線パターンを有する回路基板であって、複数の前記電子部品が設けられる区間における前記配線パターンが形成されている領域のうち、前記区間の距離以内の長さを有するスリットを少なくとも１つ設け、前記スリットは、当該回路基板の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通し、前記半田が充填される回路基板を提供する。

本発明の構成によれば、回路基板に実装される複数の電子部品が設けられる区間に形成される配線パターンの領域には、電子部品間の区間の距離以内の長さで、回路基板の一方の面と反対側の面の両面を貫通し、半田が充填されるスリットが設けられる。
本発明によれば、回路基板上の配線パターンに加え、半田が充填されたスリットが導電体となるので、コストアップせずに配線パターンの抵抗を減らすことができる。これにより、パターンでの損失が低減できるため、回路基板の小型化に寄与できる。

上記回路基板の前記スリットは、半田が充填可能な幅とされていることが好ましい。
半田が充填可能な幅のスリットにされることにより、半田がスリット幅で十分に充填される。

本発明は、複数の電子部品が実装され、導電体の配線パターンを有する回路基板を形成する回路基板形成装置であって、前記回路基板に、複数の前記電子部品が設けられる区間における前記配線パターンが形成されている領域のうち、前記区間の距離以内の長さを有するスリットを少なくとも１つ設け、当該回路基板の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通させたスリットを設け、該スリットに前記半田を充填させる回路基板形成装置を提供する。

本発明は、複数の電子部品が実装され、導電体の配線パターンを有する回路基板を形成する回路基板形成方法であって、前記回路基板に、複数の前記電子部品が設けられる区間における前記配線パターンが形成されている領域のうち、前記区間の距離以内の長さを有するスリットを少なくとも１つ設け、当該回路基板の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通させたスリットを設け、該スリットに前記半田を充填させる回路基板形成方法を提供する。

本発明は、コストアップせずに配線抵抗を低減することができるという効果を奏する。

本発明に係る回路基板の上面概略図である。 本発明に係る回路基板のＣ−Ｃ´線の縦断面図である。 従来の回路基板の縦断面図である。

以下に、本発明に係る回路基板及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法の実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態で説明する回路基板は、モータを駆動するインバータ回路に用いられる場合を例に挙げて説明する。

図１は、本実施形態に係る回路基板１の上面概略図である。
図１に示されるように、回路基板１には、複数の電子部品Ａ，Ｂが実装されており、電子部品Ａ，Ｂの区間は導電体の配線パターン２で接続されている。
配線パターン２は、電子部品間を電気的に接続する導電体であり、銅箔５で形成されている。

回路基板１は、電子部品Ａ，Ｂが設けられる区間における配線パターン２の形成される領域のうち、電子部品Ａ，Ｂ区間の距離以内の長さを有するスリット３を少なくとも１つ設ける。
スリット３は、回路基板１の一方の面及び一方の面と反対側の面の両面を貫通し、半田が充填される。なお、スリット３は、１つの配線パターン２の領域に少なくとも１つ設けられていればよく、１つの配線パターン２の領域にスリット３が１つであってもよいし、スリット３が２つ以上あってもよい。

図１に示されるように、スリット３は、配線パターン２の幅を超えない幅であり、半田６が充填可能な幅とされていることが好ましい。
スリット３を上面から見た場合の形状は特に限定されず、円・楕円・長方形等何でもよく、長さ方向の形状も真っ直ぐでもよいし、くの字に曲がっていてもよい。本実施形態におけるスリット３は、電子部品Ａ，Ｂの方向に長い長穴とする。

図２は、図１のＣ−Ｃ´面の縦断面図である。回路基板１は、ベースとなる基材４（絶縁体）と、配線パターン２を形成する銅箔５と、半田６とを備えている。図２では、１つの配線パターン２の領域に、２つのスリット３が設けられる場合を例示している。基材４の一方の面から反対側の面にスリット３を貫通させたときの基材４の内壁は、銅箔５によりめっき（表面処理）される。これにより、スリット３の内部に半田６が充填されやすくなる。銅箔５によるめっきの後、半田６が充填される。

以下に、本実施形態に係るスリット３を設けた回路基板１を用いた場合の導体断面積を、スリット３を設けていない従来の場合と比較する。ここでは一例として、基材４の厚さを１．６〔ｍｍ〕とし、銅箔５の厚さを３５〔μｍ〕とし、銅箔５の幅を１０〔ｍｍ〕とするが、これら数値は本発明を限定するものでない。
図２に示されるように、本実施形態の回路基板１において、スリット３の紙面横方向の幅を２〔ｍｍ〕とし、配線パターン２の領域のうちスリット３が設けられていない部分をそれぞれ２〔ｍｍ〕とする場合には、導体断面積は以下の（１）式で示される。
｛２〔ｍｍ〕×３５〔μｍ〕×６｝＋｛１．６〔ｍｍ〕×３５〔μｍ〕×４｝
＋｛２〔ｍｍ〕×（１．６〔ｍｍ〕＋３５〔μｍ〕＋３５〔μｍ〕）×２｝
＝７．３２４〔ｍｍ^２〕 （１）

図３には、従来の（スリットが設けられない）回路基板の縦断面図を示している。
図３に示されるように、スリット３が設けられない場合には、導体断面積は、以下の（２）式で示される。
１０〔ｍｍ〕×３５〔μｍ〕×２＝０．７〔ｍｍ^２〕 （２）

上記（１）（２）式の算出結果の差をとると、７．３２４−０．７＝６．６２４〔ｍｍ^２〕となり、本実施形態の例であればスリット３が設けられる場合の方が、スリット３が設けられない場合と比較して、導体断面積が６．６２４〔ｍｍ^２〕だけ広くなり、導電性がよいことがわかる。
つまり、スリット３を設け、スリット３部分に半田６を充填させることによって、基材４の上下面に加え、基材４を貫通するスリット３部分も導電体となるので、配線パターン２のライン抵抗を減らすことができる。

以下に本発明の回路基板１を回路基板形成装置によって形成される場合について説明する。本実施形態においては、図１に示されるように電子部品Ａ，Ｂの区間に３つの配線パターン２を設ける場合を例に挙げて説明する。
基材４の複数の電子部品Ａ，Ｂが設けられる区間において、紙面左側、紙面中央、紙面右側の３つの配線パターン２が形成される場合に、紙面中央の配線パターン２の領域には、直線型のスリット３を２本設け、紙面右側の配線パターン２には、くの字型のスリット３を１本設ける。スリット３が形成された後、銅箔５によってめっきされ、その後スリット３の壁面に半田付けされる。スリット３は、半田６が充填される幅に設計されているので、熱処理が施されるとスリット３に沿って半田６が吸い上げられ、スリット３に半田６が充填される。
また、図２に示されるように、スリット３が基材４を貫通する部分（面）は、後に銅箔５によってめっきされるので、スリット３の幅は銅箔５の厚みを考慮して決定する。

以上説明してきたように、本実施形態に係る回路基板１及び回路基板形成装置並びに回路基板形成方法によれば、回路基板に実装される複数の電子部品Ａ，Ｂが設けられる区間に形成される配線パターンの領域には、電子部品Ａ，Ｂの区間の距離以内の長さで、回路基板の一方の面と反対側の面の両面を貫通し、半田６が充填されるスリット３が設けられる。
本発明によれば、回路基板１上の配線パターン２に加え、半田６が充填されたスリット３が導電体となるので、コストアップせずに電流容量が増加できるので、配線パターン２の抵抗を減らすことができ、放熱効果が期待できる。また、抵抗が減ることにより損失が低減でき、回路基板の小型化に寄与できる。

なお、本実施形態においては、図２に示されるように、基材４に対して両面に金属箔層を設ける両面基板を例に挙げて説明していたが、本発明はこれに限定されず、基材４に対して片面に金属箔層を設ける片面基板に適用してもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

１ 回路基板
２ 配線パターン
３ スリット
４ 基材
５ 銅箔
６ 半田

Claims (4)

1. 複数の電子部品が実装され、導電体の配線パターンを有する回路基板であって、
   複数の前記電子部品が設けられる区間における前記配線パターンが形成されている領域のうち、前記区間の距離以内の長さを有するスリットを少なくとも１つ設け、
   前記スリットは、当該回路基板の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通し、前記半田が充填される回路基板。
2. 前記スリットは、半田が充填可能な幅とされている請求項１に記載の回路基板。
3. 複数の電子部品が実装され、導電体の配線パターンを有する回路基板を形成する回路基板形成装置であって、
   前記回路基板に、複数の前記電子部品が設けられる区間における前記配線パターンが形成されている領域のうち、前記区間の距離以内の長さを有するスリットを少なくとも１つ設け、
   当該回路基板の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通させたスリットを設け、該スリットに前記半田を充填させる回路基板形成装置。
4. 複数の電子部品が実装され、導電体の配線パターンを有する回路基板を形成する回路基板形成方法であって、
   前記回路基板に、複数の前記電子部品が設けられる区間における前記配線パターンが形成されている領域のうち、前記区間の距離以内の長さを有するスリットを少なくとも１つ設け、
   当該回路基板の一方の面及び該一方の面と反対側の面の両面を貫通させたスリットを設け、該スリットに前記半田を充填させる回路基板形成方法。

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