JP2020102472A - プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】実装可能な電子部品の選択の自由度の高いフットプリントを有する低コストのプリント基板を提供する。【解決手段】フットプリント２は、両端Ｅ１,Ｅ２を有し、かつ、互いに間隔を存して対向させた一対のプリント本体２ａ,２ｂを具備する。プリント本体は、両端相互間の全体が導電性を有し、かつ、プリント基板から露出している。プリント本体の間隔は、両端相互間の少なくとも１箇所で広くなっている。【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、プリント基板に関する。

プリント基板には、例えば、ＩＣチップやコンデンサなどの電子部品を実装するためのフットプリント（接続端子、パッド、ランド）が設けられている。フットプリントは、実装部品の種類やサイズ（大きさ）などに応じて、予め設定されたパターン（形状、図形、模様）で構成されている。この場合、フットプリントのパターンとしては、２種類のサイズ（大きさ）の電子部品を選択的に実装可能にしたものが知られている。

特開平９−８３１１６号公報

ところで、近年では、既存の実装部品の有効利用を図るべく、２種類以上の多種多様なサイズ（大きさ）の電子部品の実装が可能なプリント基板（フットプリント）が要求されている。しかし、上記した従来のプリント基板（フットプリント）では、実装可能な電子部品の選択の自由度に限界があり、かかる要求に応えることができない。

この場合、例えば、ジャンパー配線や基板などを用いることで、サイズ（大きさ）の異なる電子部品をプリント基板（フットプリント）に実装することも可能である。しかし、そうすると、電子部品の実装工程に加えて、ジャンパー配線や基板の付設工程が必要となる。この結果、プリント基板の製造工程が増加して煩雑化し、製造コストが上昇してしまう。

本発明の目的は、実装可能な電子部品の選択の自由度の高いフットプリントを有する低コストのプリント基板を提供することにある。

実施形態によれば、フットプリントは、両端を有し、かつ、互いに間隔を存して対向させた一対のプリント本体を具備する。一対のプリント本体は、両端相互間の全体が導電性を有し、かつ、プリント基板から露出している。一対のプリント本体の間隔は、両端相互間の少なくとも１箇所で広くなっている。

一実施形態に係るプリント基板を一部拡大した斜視図。 フットプリントに塗布された実装用半田の斜視図。 電子部品の実装状態を示す断面図。 第１パターンに係るフットプリントの平面図。 第２パターンに係るフットプリントの平面図。 ソルダレジストを用いたフットプリントのパターン形成法を示す平面図。 第１パターンに対する電子部品の実装状態を示す平面図。 第２パターンに対する電子部品の実装状態を示す平面図。 第３パターンに係るフットプリントの平面図。 第４パターンに係るフットプリントの平面図。

「一実施形態の構成」
図１は、本実施形態に係るプリント基板１の構成図である。図１に示すように、プリント基板１の表面には、フットプリント２,３と、ソルダレジスト４と、が設けられている。なお、フットプリント２,３のパターン（形状、図形、模様）の詳細については、後述する（図４、図５参照）。

フットプリント２,３は、例えば、銅箔などの導体で構成され、多種多様なサイズ（大きさ）の電子部品を実装可能に構成されている。ソルダレジスト４は、フットプリント２,３以外のプリント基板１の表面を覆っている。これにより、プリント基板１の表面に設けられた回路パターン（図示しない）は、ソルダレジスト４で保護され、フットプリント２,３のみが外部に露出される。図１の例では、コネクタ５、抵抗６、コンデンサ７などの電子部品がフットプリント２,３に実装されている。

図２及び図３は、電子部品５,６,７の実装方法の模式図である。図２に示すように、フットプリント２,３（後述する一対のプリント本体２ａ,３ａ、２ｂ,３ｂ）には、予め設定された実装計画に従って、実装用半田８が間隔を存して塗布されている。半田８は、ペースト状を有し、電子部品５,６,７の実装前にフットプリント２,３上に塗布される。なお、塗布方法は、既存の方法が適用可能であるため、その説明は省略する。

図３に示すように、電子部品５,６,７を半田８に載置させた状態で、予め設定された温度管理の下で、当該半田８を溶融させて凝固させる。これにより、電子部品５,６,７の電極Ｔｅが、フットプリント２,３に半田付けされる。かくして、電子部品５,６,７が、フットプリント２,３を介して、プリント基板１に実装される。

図４は、第１パターン（形状、図形、模様）に係るフットプリント２の輪郭構成図である。図４に示すように、第１パターンにおいて、フットプリント２は、一対のプリント本体（第１プリント本体２ａ、第２プリント本体２ｂ）を有している。プリント本体２ａ,２ｂは、互いに間隔を存して対向させて配置されている。

プリント本体２ａ,２ｂは、両端（一端Ｅ１、他端Ｅ２）を有する曲線状を成している。プリント本体２ａ,２ｂは、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の全体（全部）が導電性を有し、プリント基板１の表面から外部に露出している。図４の例において、プリント本体２ａ,２ｂは、その全体（全部）が互いに同一の輪郭、即ち、円弧形状を有している。

ここで、プリント本体２ａ,２ｂ相互の間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の少なくとも１箇所で、最も広くなっている。図４の例において、当該間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２で最も狭くなり、当該両端Ｅ１,Ｅ２から離れるに従って広くなっている。換言すると、当該間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２から等距離の部位（即ち、プリント本体２ａ,２ｂの中央部）で、最も広くなっている。

更に、プリント本体２ａ,２ｂは、互いに直交する２つの直線Ｌ１,Ｌ２に対して線対称の関係を有すると共に、２つの直線Ｌ１,Ｌ２の交点Ｐｓに対して点対称の関係を有している。直線Ｌ１は、プリント本体２ａ,２ｂの両端Ｅ１相互間の中央から両端Ｅ２相互間の中央を通って延在している。直線Ｌ２は、両端Ｅ１,Ｅ２から等距離の部位（プリント本体２ａ,２ｂの中央部）を横断して延在している。そして、交点Ｐｓは、プリント本体２ａ,２ｂ（即ち、フットプリント２）の重心として規定されている。

図５は、第２パターン（形状、図形、模様）に係るフットプリント３の輪郭構成図である。図５に示すように、第２パターンにおいて、フットプリント３は、一対のプリント本体（第１プリント本体３ａ、第２プリント本体３ｂ）を有している。プリント本体３ａ,３ｂは、互いに間隔を存して対向させて配置されている。

プリント本体３ａ,３ｂは、両端（一端Ｅ１、他端Ｅ２）を有する直線状を成している。プリント本体３ａ,３ｂは、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の全体（全部）が導電性を有し、プリント基板１の表面から外部に露出している。図５の例において、プリント本体３ａ,３ｂは、その全体（全部）が互いに同一の輪郭、即ち、長尺の矩形状を有している。

ここで、プリント本体３ａ,３ｂ相互の間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の少なくとも１箇所で、最も広くなっている。図５の例において、当該間隔は、一端Ｅ１で最も狭く、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かうに従って徐々に広くなっている。他端Ｅ２において、最も広くなっている。この場合、当該間隔は、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向かって末広がり状に広がっている。換言すると、当該間隔は、他端Ｅ２から一端Ｅ１に向かって先細り状に狭くなっている。

更に、プリント本体３ａ,３ｂは、１つの直線Ｌ１に対して線対称の関係を有している。ここで、直線Ｌ１は、プリント本体３ａ,３ｂの両端Ｅ１相互間の中央から両端Ｅ２相互間の中央を通って延在している。

図６は、フットプリント２,３のパターン形成法を示す模式図である。図６では一例として、第１パターンに係るフットプリント２（プリント本体２ａ,２ｂ）の形成方法が示されている。この場合、２通りのパターン形成法が想定される。１つのパターン形成方法は、特に図示しないが、フットプリント２（プリント本体２ａ,２ｂ）の輪郭に一致させて、例えば、銅箔などの導体をプリント基板１の表面に設ける。そして、他の１つのパターン形成方法は、後述するソルダレジスト開口４ａ,４ｂを用いた方法であり、図６には、当該他の１つのパターン形成方法が示されている。

図６に示すように、先ず、プリント基板１の表面に、一対の銅箔パターン９ａ,９ｂを設ける。銅箔パターン９ａ,９ｂは、プリント基板１の表面を広範囲に亘って、銅箔を塗りつぶすように形成される。次に、一対の銅箔パターン９ａ,９ｂを覆うように、ソルダレジスト４を設ける。

ソルダレジスト４には、予め、一対のレジスト開口（第１レジスト開口４ａ、第２レジスト開口４ｂ）が形成されている。第１レジスト開口４ａは、ソルダレジスト４を貫通させて形成され、上記した第１プリント本体２ａの輪郭に一致した形状を有している。第２レジスト開口４ｂは、ソルダレジスト４を貫通させて形成され、上記した第２プリント本体２ｂの輪郭に一致した形状を有している。

これにより、一対のレジスト開口（第１レジスト開口４ａ、第２レジスト開口４ｂ）を介して、プリント基板１の表面に、第１パターンに係るフットプリント２（プリント本体２ａ,２ｂ）が形成される。

図７は、第１パターンにおける実装状態の模式図である。図７では一例として、サイズ（大きさ）の異なる４つの電子部品１０,１１,１２,１３が、フットプリント２（プリント本体２ａ,２ｂ）に実装されている。この場合、小型サイズの電子部品１０,１１を、両端側に１つずつ実装させる。中型サイズの電子部品１２を、片側にずらして実装させる。大型サイズの電子部品１３を、回転（傾斜）させて実装させる。

図８は、第２パターンにおける実装状態の模式図である。図８では一例として、サイズ（大きさ）の異なる２つの電子部品１４,１５が、フットプリント３（プリント本体３ａ,３ｂ）に実装されている。この場合、短尺サイズの電子部品１４を、プリント本体３ａ,３ｂの相互間隔の狭まった部位に実装させる。長尺サイズの電子部品１５を、プリント本体３ａ,３ｂの相互間隔の広がった部位に実装させる。

「一実施形態の作用効果」
以上、本実施形態によれば、フットプリント２,３（一対のプリント本体２ａ,３ａ、２ｂ,３ｂ）の全体が、導電性を有しつつ、プリント基板１の表面から露出している。これにより、フットプリント２,３の全体に亘る任意の部位（位置）に、任意のサイズの電子部品を実装することができる。この結果、実装可能な電子部品の選択の自由度を高めることができる。

本実施形態によれば、プリント本体２ａ,３ａ、２ｂ,３ｂの間隔が、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の少なくとも１箇所で広くなっている。これにより、多種多様のサイズ（大きさ）の電子部品の実装ができる。この場合、例えばジャンパー配線や基板などが不要となる。この結果、プリント基板１の製造コストを低減させることができる。

本実施形態によれば、部品規格や製造メーカの異なる多種多様の電子部品を自由に選択して実装することができる。これにより、実装部品のマルチベンダ化が容易になる。この結果、既存の実装部品の有効利用を図ることができる。

「変形例」
本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく、以下の変形例も本発明の技術範囲に含まれる。

図９は、第３パターン（形状、図形、模様）に係るフットプリント１６の輪郭構成図である。図９に示すように、第３パターンにおいて、フットプリント１６は、一対のプリント本体（第１プリント本体１６ａ、第２プリント本体１６ｂ）を有している。プリント本体１６ａ,１６ｂは、互いに間隔を存して対向させて配置されている。

プリント本体１６ａ,１６ｂは、両端（一端Ｅ１、他端Ｅ２）を有する曲線状を成している。プリント本体１６ａ,１６ｂは、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の全体（全部）が導電性を有し、プリント基板１の表面から外部に露出している。図９の例において、プリント本体１６ａ,１６ｂは、その全体（全部）が互いに同一の輪郭、即ち、円弧形状を有している。

ここで、プリント本体１６ａ,１６ｂ相互の間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の少なくとも１箇所で、最も広くなっている。図９の例において、当該間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２で最も広く、当該両端Ｅ１,Ｅ２から離れるに従って狭くなっている。換言すると、両端Ｅ１,Ｅ２から等距離の部位（即ち、プリント本体１６ａ,１６ｂの中央部）において、プリント本体１６ａ,１６ｂ相互の間隔が最も狭くなっている。

更に、プリント本体１６ａ,１６ｂは、互いに直交する２つの直線Ｌ１,Ｌ２に対して線対称の関係を有すると共に、２つの直線Ｌ１,Ｌ２の交点Ｐｓに対して点対称の関係を有している。直線Ｌ１は、プリント本体１６ａ,１６ｂの両端Ｅ１相互間の中央から両端Ｅ２相互間の中央を通って延在している。直線Ｌ２は、両端Ｅ１,Ｅ２から等距離の部位（プリント本体１６ａ,１６ｂの中央部）を横断して延在している。そして、交点Ｐｓは、プリント本体１６ａ,１６ｂ（即ち、フットプリント１６）の重心として規定されている。

図１０は、第４パターン（形状、図形、模様）に係るフットプリント１７の輪郭構成図である。図１０に示すように、一対のプリント本体（第１プリント本体１７ａ、第２プリント本体１７ｂ）を有している。プリント本体１７ａ,１７ｂは、互いに間隔を存して対向させて配置されている。

第１プリント本体１７ａは、両端（一端Ｅ１、他端Ｅ２）を有する曲線状を成し、第２プリント本体１７ｂは、両端（一端Ｅ１、他端Ｅ２）を有する直線状を成している。プリント本体１７ａ,１７ｂは、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の全体が導電性を有し、プリント基板１の表面から外部に露出している。図１０の例において、第１プリント本体１７ａは、その全体（全部）が円弧形状を有している。一方、第２プリント本体１７ｂは、その全体（全部）が長尺の矩形状を有している。

ここで、プリント本体１７ａ,１７ｂ相互の間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２相互間の少なくとも１箇所で、最も広くなっている。図１０の例において、第２プリント本体１７ｂは、一端Ｅ１から他端Ｅ２に向けて、第１プリント本体１７ａから離間するように直線状に傾斜している。このため、プリント本体１７ａ,１７ｂ相互の間隔は、一端Ｅ１で最も狭く、他端Ｅ２では、一端Ｅ１の間隔よりも広くなっている。この場合、当該間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２から離れるに従って広くなっている。換言すると、当該間隔は、両端Ｅ１,Ｅ２から等距離の部位（即ち、プリント本体１７ａ,１７ｂの中央部）から他端Ｅ２寄りの部位で、最も広くなっている。

更に、プリント本体１７ａ,１７ｂは、線対称でも点対称でもなく、非対称の位置関係を有している。この場合、プリント本体１７ａ,１７ｂの相互の位置関係は、ランダムに設定することが可能である。例えば、図１０の位置関係に代えて、第１プリント本体１７ａを上下反転させても良いし、第２プリント本体１７ｂの傾斜方向を逆向きにしてもよい。

以上、図９及び図１０の変形例によれば、プリント基板１の使用目的や使用環境に応じて、フットプリント１６,１７を任意のパターンに設定することができる。これにより、フットプリント１６,１７の設定の自由度を飛躍的に向上させることができる。この結果、実装部品の選択の自由度を大幅に高めることができる。なお、その他の作用効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

１…プリント基板、２,３…フットプリント、２ａ,３ａ…第１プリント本体、２ｂ,３ｂ…第２プリント本体、４…ソルダレジスト、５…コネクタ、６…抵抗、７…コンデンサ、８…実装用半田、Ｔｅ…電極、Ｅ１…一端、Ｅ２…他端。

Claims (4)

1. 多種多様なサイズの電子部品の実装が可能なフットプリントを有するプリント基板であって、
   前記フットプリントは、両端を有し、かつ、互いに間隔を存して対向させた一対のプリント本体を具備し、
   前記一対のプリント本体は、前記両端相互間の全体が導電性を有し、かつ、前記プリント基板から露出していると共に、
   前記一対のプリント本体の間隔は、前記両端相互間の少なくとも１箇所で広くなっているプリント基板。
2. 前記一対のプリント本体は、点対称、線対称、非対称の少なくとも１つのパターンで構成されている請求項１に記載のプリント基板。
3. 前記一対のプリント本体のうち少なくとも一方は、その一部或いは全部に、曲線状となる部分が含まれている請求項１又は２に記載のプリント基板。
4. 前記一対のプリント本体のうち少なくとも一方は、その一部或いは全部に、直線状となる部分が含まれている請求項１又は２に記載のプリント基板。

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