JP2016025113A - 配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板の所定箇所に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる配線基板を提供する。
【解決手段】配線基板１は、応力伝達抑制部１７を備えている。応力伝達抑制部１７は、ねじ挿入孔部１５とはんだ部Ｐ１０の間に設けられ、ねじ挿入孔部１５に挿入されたねじの締め付けによって発生する応力のはんだ部Ｐ１０への伝達を抑える部分である。具体的には、ねじ挿入孔部１５とはんだ部Ｐ１０の間の配線パターン１１に設けられた配線パターン１１の周辺部分より強度が低い低強度部１７０である。そのため、応力伝達抑制部１７によって、はんだ部Ｐ１０に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板と配線パターンを有する配線基板に関する。

従来、基板と配線パターンを有する配線基板として、例えば以下に示す特許文献１に開示されている配線板がある。

この配線板は、絶縁性コア基板と、導体パターンとを有している。絶縁性コア基板及び導体パターンが、基板及び配線パターンに相当する。導体パターンは、絶縁性コア基板に接着されている。導体パターンには、電子部品がはんだ付けされている。

特開２０１３−０１６７４１号公報

ところで、前述した配線板は、筐体等にねじ止めされる場合がある。また、外部装置と接続するため、配線の端子が、配線板にねじ止めされる場合がある。そのため、ねじ挿入孔部が、配線板に設けられる。この場合、ねじ挿入孔部に挿入されたねじの締め付けによって、配線板に応力が加わる。その結果、導体パターンにはんだ付けされた電子部品のはんだ部に応力が加わり、はんだ部にクラックが発生する可能性がある。また、応力によって導体パターンが変形し、隣接した導体パターン間の絶縁距離を確保できなくなる可能性がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、配線基板の所定箇所に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる配線基板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なされた本発明は、基板と、基板に設けられる配線パターンと、基板及び配線パターンの少なくともいずれかに設けられ、ねじが挿入されるねじ挿入孔部と、を備えた配線基板において、ねじ挿入孔部と配線基板の所定箇所の間に、ねじ挿入孔部に挿入されたねじの締め付けによって発生する応力の所定箇所への伝達を抑える応力伝達抑制部を有することを特徴とする。

この構成によれば、応力伝達抑制部によって、配線基板の所定箇所に加わる、ねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。

第１実施形態における配線基板の上面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 第１実施形態の変形形態における配線基板の上面図である。 図４のＶ−Ｖ矢視断面図である。 第２実施形態の配線基板の上面図である。 第３実施形態の配線基板の上面図である。 第４実施形態の配線基板の上面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。 第４実施形態の変形形態における配線基板の上面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ矢視断面図である。 第４実施形態の別の変形形態における配線基板の上面図である。 第５実施形態における配線基板の上面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ矢視断面図である。 第６実施形態における配線基板の上面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ矢視断面図である。 第７実施形態における配線基板の上面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ矢視断面図である。 第７実施形態の変形形態における配線基板の上面図である。 図１９の右側面図である。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して第１実施形態の配線基板の構成について説明する。

図１〜図３に示す配線基板１は、電子部品を配線して電子回路を構成するための部材である。具体的には、車両に搭載され、大電流が流れる電力変換装置の電子回路部分を構成するための部材である。配線基板１は、基板１０と、配線パターン１１、１２と、接着部１３、１４と、ねじ挿入孔部１５、１６と、応力伝達抑制部１７とを備えている。

基板１０は、絶縁性を有する樹脂からなる板状の部材である。

配線パターン１１、１２は、基板１０に設けられ、電子部品を配線するための銅からなる帯板状の部材である。配線パターン１１、１２は、大電流が流れるため、充分な断面積を確保できるように板厚が設定されている。

接着部１３、１４は、配線パターン１１、１２を基板１０に接着するための接着材からなる薄い層状の部分である。接着部１３、１４は、配線パターン１１、１２の下面全体を基板１０の上面に接着している。

ねじ挿入孔部１５、１６は、配線基板１を筐体に固定するためのねじが挿入される円形状の孔部である。ねじ挿入孔部１５、１６は、基板１０の左右の角部に設けられている。

電子回路を構成するための部品の１つである電子部品Ｅ１の一端は配線パターン１１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ１０を形成している。また、電子部品Ｅ１の他端は配線パターン１２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ１１を形成している。

応力伝達抑制部１７は、ねじ挿入孔部１５と電子部品Ｅ１のはんだ部Ｐ１０の間に設けられ、ねじ挿入孔部１５に挿入されたねじの締め付けによって発生する応力のはんだ部Ｐ１０への伝達を抑える部分である。具体的には、ねじ挿入孔部１５とはんだ部Ｐ１０の間の配線パターン１１に設けられた配線パターン１１の周辺部分より強度が低い低強度部１７０である。より具体的には、配線パターン１１の周辺部分より幅が狭い狭幅部１７１である。

次に、第１実施形態の電子装置の効果について説明する。

第１実施形態によれば、配線基板１は、応力伝達抑制部１７を備えている。応力伝達抑制部１７は、ねじ挿入孔部１５と配線基板１の所定箇所、具体的にはねじ挿入孔部１５とはんだ部Ｐ１０の間に設けられ、ねじ挿入孔部１５に挿入されたねじの締め付けによって発生する応力のはんだ部Ｐ１０への伝達を抑える部分である。そのため、応力伝達抑制部１７によって、はんだ部Ｐ１０に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。はんだ部Ｐ１０にクラックが発生するような事態を抑えることができる。

第１実施形態によれば、応力伝達抑制部１７は、ねじ挿入孔部１５とはんだ部Ｐ１０の間の配線パターン１１に設けられた配線パターン１１の周辺部分より強度が低い低強度部１７０である。そのため、ねじの締め付けによって発生する応力によって低強度部１７０が変形し、はんだ部Ｐ１０に加わる応力を確実に抑えることができる。

第１実施形態によれば、低強度部１７０は、配線パターン１１の周辺部分より幅が狭い狭幅部１７１である。そのため、低強度部１７０の強度を配線パターン１１の周辺部分より確実に低くすることができる。

なお、第１実施形態では、低強度部１７０が、狭幅部１７１である例を挙げているが、これに限られるものではない。図４及び図５に示すように、低強度部１７０は、配線パターン１１の周辺部分より厚さが薄い薄肉部１７２であってもよい。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の配線基板について説明する。第２実施形態の配線基板は、第１実施形態の配線基板が基板にねじ挿入孔部が設けられていたのに対して、基板上の配線パターンにねじ挿入孔部を設けるようにしたものである。

まず、図６を参照して第２実施形態の配線基板の構成について説明する。

図６に示す配線基板２は、基板２０と、配線パターン２１、２２と、接着部２３、２４と、ねじ挿入孔部２５、２６と、応力伝達抑制部２７とを備えている。

基板２０は、第１実施形態の基板１０と同一のものである。配線パターン２１は、ねじ挿入孔部２５が設けられることを除いて第１実施形態の配線パターン１１と同一のものである。配線パターン２２は、第１実施形態の配線パターン１２と同一のものである。接着部２３、２４は、第１実施形態の接着部１３、１４と同一のものである。

ねじ挿入孔部２５は、外部装置からの配線の端子を固定するためのねじが挿入される円形状の孔部である。ねじ挿入孔部２５は、基板２０上の配線パターン２１の右側端部に設けられている。ねじ挿入孔部２６は、第１実施形態のねじ挿入孔部１６と同一のものである。

電子部品Ｅ２の一端は配線パターン２１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ２０を形成している。また、電子部品Ｅ２の他端は配線パターン２２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ２１を形成している。

応力伝達抑制部２７は、ねじ挿入孔部２５とはんだ部Ｐ２０の間の配線パターン２１に設けられた配線パターン２１の周辺部分より強度が低い低強度部２７０である。具体的には、配線パターン２１の周辺部分より幅が狭い狭幅部２７１である。

次に、第２実施形態の電子装置の効果について説明する。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第２実施形態では、低強度部２７０が、狭幅部２７１である例を挙げているが、これに限られるものではない。第１実施形態の変形形態として図４及び図５に示したように、低強度部２７０は、配線パターン２１の周辺部分より厚さが薄い薄肉部であってもよい。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の配線基板について説明する。第３実施形態の配線基板は、第１実施形態の配線基板が基板にねじ挿入孔部が設けられていたのに対して、基板の外部に突出した配線パターンにねじ挿入孔部を設けるようにしたものである。

まず、図７を参照して第３実施形態の配線基板の構成について説明する。

図７に示す配線基板３は、基板３０と、配線パターン３１、３２と、接着部３３、３４と、ねじ挿入孔部３５、３６と、応力伝達抑制部３７とを備えている。

基板３０は、第１実施形態の基板１０と同一のものである。配線パターン３１は、第１実施形態の配線パターン１１に比べ長手方向の長さが長く、右側端部が基板３０の外部に突出している。配線パターン３２は、第１実施形態の配線パターン１２と同一のものである。接着部３３は、配線パターン３１の下面のうち、基板３０の上面上に設けられた部分を接着している。接着部３４は、第１実施形態の接着部１４と同一のものである。

ねじ挿入孔部３５は、外部装置からの配線の端子を固定するためのねじが挿入される円形状の孔部である。ねじ挿入孔部３５は、基板３０の外部に突出した配線パターン３１の右側端部に設けられている。

電子部品Ｅ３の一端は配線パターン３１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ３０を形成している。また、電子部品Ｅ３の他端は配線パターン３２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ３１を形成している。

応力伝達抑制部３７は、ねじ挿入孔部３５とはんだ部Ｐ３０の間の配線パターン３１に設けられた、配線パターン３１の周辺部分より強度が低い低強度部３７０である。具体的には、配線パターン３１の周辺部分より幅が狭い狭幅部３７１である。

次に、第３実施形態の電子装置の効果について説明する。第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第３実施形態では、低強度部３７０が、狭幅部３７１である例を挙げているが、これに限られるものではない。第１実施形態の変形形態として図４及び図５に示したように、低強度部３７０は、配線パターン３１の周辺部分より厚さが薄い薄肉部であってもよい。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態の配線基板について説明する。第４実施形態の配線基板は、第１実施形態の配線基板が配線パターンに応力伝達抑制部が設けられていたのに対して、基板に応力伝達抑制部を設けるようにしたものである。

まず、図８及び図９を参照して第４実施形態の配線基板の構成について説明する。

図８及び図９に示す配線基板４は、基板４０と、配線パターン４１、４２と、接着部４３、４４と、ねじ挿入孔部４５、４６と、応力伝達抑制部４７とを備えている。

基板４０は、第１実施形態の基板１０と同一のものである。配線パターン４１は、第１実施形態の配線パターン１１に比べ長手方向の長さが短く設定されている。配線パターン４２は、第１実施形態の配線パターン１２と同一のものである。接着部４３は、配線パターン４１の下面全体を基板４０の上面に接着している。接着部４４は、第１実施形態の接着部１４と同一のものである。ねじ挿入孔部４５、４６は、第１実施形態のねじ挿入孔部１５、１６と同一のものである。

電子部品Ｅ４の一端は配線パターン４１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ４０を形成している。また、電子部品Ｅ４の他端は配線パターン４２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ４１を形成している。

応力伝達抑制部４７は、ねじ挿入孔部４５とはんだ部Ｐ４０の間の基板４０に設けられた基板４０の周辺部分より強度が低い低強度部４７０である。具体的には、基板４０の周辺部分より厚さが薄い薄肉部４７１である。

次に、第４実施形態の電子装置の効果について説明する。

第４実施形態によれば、応力伝達抑制部４７によって、はんだ部Ｐ４０に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。

第４実施形態によれば、応力伝達抑制部４７は、ねじ挿入孔部４５とはんだ部Ｐ４０の間の基板４０に設けられた基板４０の周辺部分より強度が低い低強度部４７０である。そのため、ねじの締め付けによって発生する応力によって低強度部４７０が変形し、はんだ部Ｐ４０に加わる応力を確実に抑えることができる。

第４実施形態によれば、低強度部４７０は、基板４０の周辺部分より厚さが薄い薄肉部４７１である。そのため、低強度部４７０の強度を基板４０の周辺部分より確実に低くすることができる。

なお、第４実施形態では、低強度部４７０が、薄肉部４７１である例を挙げているが、これに限られるものではない。低強度部４７０は、図１０及び図１１に示すように、孔部４７２であってもよいし、図１２に示すように、切り欠き部４７３であってもよい。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態の配線基板について説明する。第５実施形態の配線基板は、第１実施形態の配線基板が配線パターンに応力伝達抑制部が設けられていたのに対して、接着部に応力伝達抑制部を設けるようにしたものである。

まず、図１３及び図１４を参照して第５実施形態の配線基板の構成について説明する。

図１３及び図１４に示す配線基板５は、基板５０と、配線パターン５１、５２と、接着部５３、５４と、ねじ挿入孔部５５、５６と、応力伝達抑制部５７とを備えている。

基板５０は、第１実施形態の基板１０と同一のものである。配線パターン５１は、銅からなる帯板状の部材である。しかし、第１実施形態の配線パターン１１のように、応力伝達抑制部は設けられていない。配線パターン５２は、第１実施形態の配線パターン１２と同一のものである。接着部５３は、配線パターン５１の下面全体を基板５０の上面に接着している。接着部５４は、第１実施形態の接着部１４と同一のものである。ねじ挿入孔部５５、５６は、第１実施形態のねじ挿入孔部１５、１６と同一のものである。

電子部品Ｅ５の一端は配線パターン５１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ５０を形成している。また、電子部品Ｅ５の他端は配線パターン５２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ５１を形成している。

応力伝達抑制部５７は、ねじ挿入孔部５５とはんだ部Ｐ５０の間の接着部５３に設けられた接着部５３の周辺部分より接着強度が低い低強度部５７０である。低強度部５７０は、周辺部分より接着強度が低い接着材によって構成されている。

次に、第５実施形態の電子装置の効果について説明する。

第５実施形態によれば、応力伝達抑制部５７によって、はんだ部Ｐ５０に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。

第５実施形態によれば、応力伝達抑制部５７は、ねじ挿入孔部５５とはんだ部Ｐ５０の間の接着部５３に設けられた接着部５３の周辺部分より接着強度が低い低強度部５７０である。そのため、ねじの締め付けによって発生する応力によって低強度部５７０の接着が剥がれ変形し、はんだ部Ｐ５０に加わる応力を確実に抑えることができる。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態の配線基板について説明する。第６実施形態の配線基板は、第５実施形態の配線基板が接着強度の低い低強度部を応力伝達抑制部として用いたのに対して、接着されていない非接着部を応力伝達抑制部として用いるようにしたものである。

まず、図１５及び図１６を参照して第６実施形態の配線基板の構成について説明する。

図１５及び図１６に示す配線基板６は、基板６０と、配線パターン６１、６２と、接着部６３、６４と、ねじ挿入孔部６５、６６と、応力伝達抑制部６７とを備えている。

基板６０は、第５実施形態の基板５０と同一のものである。配線パターン６１、６２は、第５実施形態の配線パターン５１、５２と同一のものである。接着部６３は、配線パターン６１の下面のうち、ねじ挿入孔部６５と電子部品Ｅ６の間の所定範囲を除いて、基板６０の上面に接着している。接着部６４は、第５実施形態の接着部５４と同一のものである。ねじ挿入孔部６５、６６は、第５実施形態のねじ挿入孔部５５、５６と同一のものである。

電子部品Ｅ６の一端は配線パターン６１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ６０を形成している。また、電子部品Ｅ６の他端は配線パターン６２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ６１を形成している。

応力伝達抑制部６７は、ねじ挿入孔部６５とはんだ部Ｐ６０の間に設けられた、配線パターン６１が基板６０に接着されていない非接着部６７０である。

次に、第６実施形態の電子装置の効果について説明する。

第６実施形態によれば、応力伝達抑制部６７によって、はんだ部Ｐ６０に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。

第６実施形態によれば、応力伝達抑制部６７は、ねじ挿入孔部６５とはんだ部Ｐ６０の間に設けられた、配線パターン６１が基板６０に接着されていない非接着部６７０である。そのため、ねじの締め付けによって発生する応力が配線パターン６１に伝わり難くなる。従って、はんだ部Ｐ６０に加わる応力を確実に抑えることができる。

（第７実施形態）
次に、第７実施形態の配線基板について説明する。第７実施形態の配線基板は、第２実施形態の配線基板が強度の低い低強度部を応力伝達抑制部として用いたのに対して、配線パターンに設けられた基板との係合部を応力伝達抑制部として用いるようにしたものである。

まず、図１７及び図１８を参照して第７実施形態の配線基板の構成について説明する。

図１７及び図１８に示す配線基板７は、基板７０と、配線パターン７１、７２と、接着部７３、７４と、ねじ挿入孔部７５、７６と、応力伝達抑制部７７とを備えている。

基板７０は、第２実施形態の基板２０と同一のものである。配線パターン７１は、低強度部を除いて第２実施形態の配線パターン２１と同一ものである。配線パターン７２は、第２実施形態の配線パターン２２と同一のものである。接着部７３は、配線パターン７１の下面全体を基板７０の上面に接着している。接着部７４は、第２実施形態の接着部２４と同一のものである。ねじ挿入孔部７５、７６は、第２実施形態のねじ挿入孔部２５、２６と同一のものである。

電子部品Ｅ７の一端は配線パターン７１にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ７０を形成している。また、電子部品Ｅ７の他端は配線パターン７２にはんだ付けされ、その接続部分がはんだ部Ｐ７１を形成している。

応力伝達抑制部７７は、配線パターン７１に設けられ、基板７０と係合してねじ締め付けに伴う配線パターン７１の変形を抑える係合部７７０である。係合部７７０は、配線パターン７１の右端部の手前側に形成され、周囲を基板７０に当接させた状態で、基板７０を板厚方向に貫通するように設けられている。

次に、第７実施形態の電子装置の効果について説明する。

第７実施形態によれば、応力伝達抑制部７７によって、はんだ部Ｐ７０に加わるねじの締め付けによって発生する応力を抑えることができる。

第７実施形態によれば、応力伝達抑制部７７は、配線パターン７１に設けられ、基板７０と係合してねじ締め付けに伴う配線パターン７１の変形を抑える係合部７７０である。そのため、ねじの締め付けによって発生する応力による配線パターン７１の変形を抑えることができる。従って、はんだ部Ｐ７０に加わる応力を確実に抑えることができる。

なお、第７実施形態では、係合部７７０が、基板７０を板厚方向に貫通するように設けられている例を挙げているが、これに限られるものではない。第３実施形態のように、基板の外部に突出した配線パターンにねじ挿入孔部が設けられている場合、図１９及び図２０に示すように、基板７０の右側端面に当接するように係合部７７１を構成してもよい。破線矢印で示すような方向にねじを締め付けた場合、ねじの締め付けに伴う配線パターン７１の変形を抑えることができる。従って、はんだ部Ｐ７０に加わる応力を確実に抑えることができる。

なお、第１〜第７実施形態では、配線パターンにはんだ付けされた電子部品に加わる応力を抑える例を挙げているが、これに限られるものではない。隣接して配置された配線パターンの隣接部に加わる応力を抑えたい場合にも適用できる。これにより、応力によって配線パターンが変形し、隣接した配線パターン間の絶縁距離を確保できなくなってしまうような事態を抑えることができる。

１・・・配線基板、１０・・・基板、１１、１２・・・配線パターン、１３、１４・・・接着部、１５、１６・・・ねじ挿入孔部、１７・・・応力伝達抑制部、１７０・・・低強度部、１７１・・・狭幅部、Ｅ１・・・電子部品、Ｐ１０、Ｐ１１・・・はんだ部

Claims (9)

1. 基板（１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０）と、
   前記基板に設けられる配線パターン（１１、１２、２１、２２、３１、３２、４１、４２、５１、５２、６１、６２、７１、７２）と、
   前記基板及び前記配線パターンの少なくともいずれかに設けられ、ねじが挿入されるねじ挿入孔部（１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５）と、
   を備えた配線基板において、
   前記ねじ挿入孔部と配線基板の所定箇所の間に設けられ、前記ねじ挿入孔部に挿入されたねじの締め付けによって発生する応力の前記所定箇所への伝達を抑える応力伝達抑制部（１７、２７、３７、４７、５７、６７、７７）を有することを特徴とする配線基板。
2. 前記応力伝達抑制部（１７、２７、３７）は、前記ねじ挿入孔部と前記所定箇所の間の前記配線パターンに設けられた周辺部分より強度が低い低強度部（１７０、２７０、３７０）であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記低強度部は、周辺部分より幅が狭い狭幅部（１７１、２７１、３７１）、又は、周辺部分より厚さが薄い薄肉部（１７２）であることを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
4. 前記応力伝達抑制部（４７）は、前記ねじ挿入孔部と前記所定箇所の間の前記基板に設けられた周辺部分より強度が低い低強度部（４７０）であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
5. 前記低強度部は、周辺部分より厚さが薄い薄肉部（４７１）、切り欠き部（４７３）又は孔部（４７２）であることを特徴とする請求項４記載の配線基板。
6. 前記配線パターンを前記基板に接着する接着部（５３）を有し、
   前記応力伝達抑制部（５７）は、前記ねじ挿入孔部と前記所定箇所の間の前記接着部に設けられた周辺部分より接着強度が低い低強度部（５７０）であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
7. 前記配線パターンを前記基板に接着する接着部（６３）と、
   前記配線パターンが前記基板に接着されていない非接着部（６７０）と、
   有し、
   前記応力伝達抑制部（６７）は、前記ねじ挿入孔部と前記所定箇所の間に設けられた前記非接着部であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
8. 前記ねじ挿入孔部（７５）は、前記配線パターンに設けられ、
   前記応力伝達抑制部（７７）は、前記ねじ挿入孔部の設けられた前記配線パターンに設けられ、前記基板と係合してねじの締め付けに伴う当該配線パターンの変形を抑える係合部（７７０、７７１）であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
9. 前記所定箇所は、前記配線パターンにはんだ付けされた電子部品のはんだ部（Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、Ｐ４０、Ｐ５０、Ｐ６０、Ｐ７０）、又は、隣接して配置された前記配線パターンの隣接部であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の配線基板。

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