JP2022178360A - プリント基板 - Google Patents

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Tomoki Kanayama
和之 我妻
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Abstract

Figure 2022178360000001
【課題】定格電流以内の電流が流れている間はヒューズ部が良好に放熱し、溶断電流以上の電流が流れた際には溶断時間以内にヒューズ部がより確実に溶断する構造のプリント基板を提供する。
【解決手段】プリント基板100は、可撓性のフィルム状のベース基材10と、ベース基材10の一方の主面10aに形成されている導体パターン20と、を備えている。導体パターン20の延在方向における一部分は、ヒューズ部31であり、ヒューズ部31の膜厚が、導体パターン20におけるヒューズ部31以外の部分である非ヒューズ部36の膜厚よりも薄い。
【選択図】図2

Description

本発明は、プリント基板に関する。
特許文献1に記載のプリント基板は、導体パターン(同文献には配線パターンと記載)を備え、導体パターンの延在方向における一部分は、ヒューズ部(同文献には、パターンヒューズと記載)であり、プリント基板に対して、溶断電流以上の電流が流れた際には、溶断時間以内にヒューズ部が溶断するように構成されている。
特開2007-311467号公報
ヒューズ部は、定格電流以内の電流が流れている間は良好に放熱し、溶断電流以上の電流が流れた際には溶断時間以内に確実に溶断する構造であることが望ましいが、特許文献1の技術では、この点に関して、改善の余地がある。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、定格電流以内の電流が流れている間はヒューズ部が良好に放熱し、溶断電流以上の電流が流れた際には溶断時間以内にヒューズ部がより確実に溶断する構造のプリント基板に関する。
本発明によれば、可撓性のフィルム状のベース基材と、
前記ベース基材の一方の主面に形成されている導体パターンと、
を備え、
前記導体パターンの延在方向における一部分は、ヒューズ部であり、
前記ューズ部の膜厚が、前記導体パターンにおける前記ヒューズ部以外の部分である非ヒューズ部の膜厚よりも薄いプリント基板が提供される。
本発明によれば、定格電流以内の電流が流れている間はヒューズ部が良好に放熱し、溶断電流以上の電流が流れた際には溶断時間以内にヒューズ部がより確実に溶断する構造のプリント基板を提供することができる。
図1(a)及び図1(b)は第1実施形態における導体パターンのヒューズ部及びその周辺構造を示す図であり、このうち図1(a)は平面図、図1(b)は斜視図である。 図2(a)は図1(a)に示すA-A線に沿った断面図であり、図2(b)は図2(a)に示すA部の部分拡大の断面図である。 図3(a)から図3(e)は、第1実施形態における導体パターンを形成する手法の一例を説明するための一連の工程図である。 図4(a)及び図4(b)は、第1実施形態における導体パターンを形成する手法の一例を説明するための一連の工程図であり、このうち図4(a)は図3(a)に示す状態における平面図、図4(b)は図3(b)に示す状態における平面図である。 図5(a)及び図5(b)は第2実施形態における導体パターンのヒューズ部及びその周辺構造を示す図であり、このうち図5(a)は平面図、図5(b)は斜視図である。 図6(a)は図5(a)に示すA-A線に沿った断面図であり、図6(b)は図6(a)に示すA部の部分拡大の断面図である。 図7(a)から図7(e)は、第2実施形態における導体パターンを形成する手法の一例を説明するための一連の工程図である。 図8(a)及び図8(b)は第3実施形態における導体パターンのヒューズ部及びその周辺構造を示す図であり、このうち図8(a)は平面図、図8(b)は斜視図である。 図9は図8(a)に示すA-A線に沿った断面図である。 図10(a)から図10(e)は、第3実施形態における導体パターンを形成する手法の一例を説明するための一連の工程図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
〔第1実施形態〕
先ず、図1(a)から図3(e)を用いて第1実施形態を説明する。
本実施形態に係るプリント基板100は、可撓性のフィルム状のベース基材10(図2(a))と、ベース基材10の一方の主面10a(図2(a))に形成されている導体パターン20と、を備えている。
導体パターン20の延在方向における一部分は、ヒューズ部31であり、ヒューズ部31の膜厚が、導体パターン20におけるヒューズ部31以外の部分である非ヒューズ部36の膜厚よりも薄い。
ヒューズ部31は、予め設定されている溶断電流以上の電流が流れた際には、溶断時間以内に導体パターン20における非ヒューズ部36よりも先に溶断するように幅寸法や膜厚が設定されている。一方、定格電流以内の電流が流れている間は、ヒューズ部31の発熱による発火やショート及び意図しないタイミングでのヒューズ部31の溶断を抑制する観点から、ヒューズ部31の放熱性が確保されている。
本実施形態によれば、ヒューズ部31の膜厚が、導体パターン20における非ヒューズ部36の膜厚よりも薄い。これにより、ヒューズ部31の膜厚が非ヒューズ部36の膜厚と同等である場合と比較して、ヒューズ部31の所望の横断面積を維持しつつ、ヒューズ部31の表面積をより多く確保することができる。よって、ヒューズ部31が良好に発熱する構造を維持しつつも、ヒューズ部31の放熱性を向上させることができる。
また、ヒューズ部31において、導体パターン20の膜厚が局所的に薄い構成とすることができるので、溶断電流以上の電流が流れた際には、溶断時間以内に導体パターン20における非ヒューズ部36よりも先に溶断するようにできる。
このように、本実施形態によれば、定格電流以内の電流が流れている間はヒューズ部31が良好に放熱し、溶断電流以上の電流が流れた際には溶断時間以内にヒューズ部31がより確実に溶断する構造のプリント基板100を実現することができる。
なお、ここでいうヒューズ部31の横断面積とは、ヒューズ部31の延在方向に対して直交する方向に沿った断面の面積を意味している。
また、ヒューズ部31の放熱性が向上するので、ヒューズ部31の発熱による発火やショートをより確実に抑制することができる。
一例として、プリント基板100は、電圧監視モジュール(不図示)に組み込まれ、複数の電池セル(不図示)を接続するバスバー(不図示)に導体パターン20を繋ぐことで、電圧を監視するために用いられるものである。
より詳細には、プリント基板100は、例えばコネクタ(不図示)が取り付けられており、各種制御を行う測定装置に対してコネクタを介して接続され、電圧監視が可能となっている。また、バスバーに繋がる各導体パターン20には、それぞれヒューズ部31が設けられている。典型的には、ヒューズ部31は対応するバスバーの近傍に配置されるが、ヒューズ部31の配置はこの例に限定されない。なお、プリント基板100は、例えば、温度感知するサーミスタ(不図示)に繋がれる導体パターン20を備えていてもよく、この場合、当該導体パターン20にはヒューズ部31が設けられていない。
以下では、プリント基板100の各構成要素同士の位置関係などを説明するに際し、図2(a)における上側を、上側又は上方などと称し、その反対側を下側又は下方などと称する。しかし、これらの方向の規定は便宜的なものであり、プリント基板100の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
図2(a)及び図2(b)に示すように、プリント基板100は、平板状ないしはシート状に形成されている積層体である。より詳細には、プリント基板100は、例えば、ベース基材10、導体パターン20の他に、導体パターン20の少なくとも一部分を上方から覆う保護フィルム71と、保護フィルム71を上方から覆う補強フィルム61と、補強フィルム61と保護フィルム71とを互いに接合している第1接着層66と、保護フィルム71とベース基材10とを互いに接合している第2接着層76と、を更に備えている。
本実施形態の場合、ベース基材10上に第2接着層76が導体パターン20を介して積層されており、第2接着層76上に保護フィルム71が直に積層されている。また、保護フィルム71上に第1接着層66が直に積層されており、第1接着層66上に補強フィルム61が直に積層されている。
ベース基材10は、表裏が主面になっている比較的薄いフィルム状の基材である。ベース基材10は、熱可塑性樹脂層を含有し、全体が熱可塑性を示すものであればよい。
ここで、熱可塑性とは、加熱することによって軟化し、冷却することによって再度硬化する性質をいう。
また、ベース基材10は、熱可塑性の樹脂製であって、本実施形態ではポリイミドを材料としている。ただし、ベース基材10の材料は、この例に限定されるものでなく、例えば、ポリエチレンナフタレート(PolyEthylene Naphthalate:PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PolyEthylene Terephthalate:PET)、液晶ポリマー(Liquid Crystal Polymer:LCP)、フッ素系樹脂(PolyTetra FluoroEthylene:PTFE)、あるいはそれらを含有する樹脂を用いることが考えられる。
プリント基板100は、例えば、複数の導体パターン20を有する。各導体パターン20は、例えば、銅箔を加工することにより形成されている。
図1(a)及び図1(b)に示すように、各導体パターン20は、例えば、ベース基材10の一方の主面10aに沿う方向のうち、第1方向(図1(a)~図2(b)における左右方向)に沿って直線状に延在している直線部21を含む。各直線部21は、第1方向に対して直交する第2方向(図1(a)及び図1(b)における上下方向)において、互いに離間して(例えば、等間隔に)配置されている。そして、各直線部21同士の間隙の少なくとも一部分には第2接着層76が入り込んでいる。また、ヒューズ部31は、例えば、確実に所定の条件で溶断するように、他の導体パターン20からの距離が定められている。
各導体パターン20の直線部21の幅寸法は、後述するテーパー部33を除いて、当該導体パターン20の延在方向における位置にかかわらず略一定となっている。
以下では、プリント基板100の各構成要素同士の位置関係などを説明するに際し、図1(a)における左側を、左側と称し、その反対側を右側と称する場合がある。
本実施形態の場合、図1(b)及び図2(b)に示すように、一例として、非ヒューズ部36とヒューズ部31との境界部32において、導体パターン20の膜厚が、非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に薄くなっている構成とすることができる。
これにより、導体パターン20を、非ヒューズ部36からヒューズ部31になだらかに切り替わる構成とすることができる。よって、例えば、プリント基板100が屈曲した際に、非ヒューズ部36とヒューズ部31との境界部32に応力が集中してしまうことを抑制できるので、プリント基板100の構造的強度を十分に確保することができる。
ここで、以下の説明において、境界部32において、導体パターン20の膜厚が非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に薄くなっている部分を、スロープ部34と称する。
なお、本発明はこの例に限らず、例えば、境界部32において、導体パターン20の膜厚は、例えば、非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて急峻に薄くなっていてもよい。
更に、本実施形態の場合、一例として、非ヒューズ部36とヒューズ部31との境界部32において、導体パターン20の幅寸法が、非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に狭くなっている構成とすることができる。
これにより、導体パターン20を、よりなだらかに非ヒューズ部36からヒューズ部31に切り替わる構成とすることができる。よって、例えば、プリント基板100が屈曲した際に、非ヒューズ部36とヒューズ部31との境界部32に応力が集中してしまうことをより確実に抑制できるので、プリント基板100の構造的強度を更に良好なものとすることができる。
ただし、本発明はこの例に限らず、例えば、境界部32において、導体パターン20の幅寸法は、必ずしも非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に狭くなっていなくてもよい。
また、本実施形態の場合、一例として、ヒューズ部31の幅寸法が、非ヒューズ部36の幅寸法よりも狭い構成とすることができる。
これにより、導体パターン20に対して、予め設定されている以上の電流が流れた際に、ヒューズ部31において局所的に発熱しやすくできるので、予め設定されている時間以内にヒューズ部31がより確実に溶断するようにできる。
ただし、本発明はこの例に限らず、後述するように、例えば、非ヒューズ部36の幅寸法と同等又は当該寸法よりも大きい寸法であってもよい。
図1(a)及び図1(b)に示す例では、直線部21の延在方向における中央部にヒューズ部31があり、当該ヒューズ部31の両端側がそれぞれ非ヒューズ部36である。したがって、直線部21の延在方向において、一端側の非ヒューズ部36から、ヒューズ部31と他端側の非ヒューズ部36とに亘って直線状に形成されている。ただし、非ヒューズ部36は直線状でなくてもよい。なお、図1(a)~図2(b)においては、一例として、第2方向において並んで配置されている3つの導体パターン20のうちの真ん中の導体パターン20のヒューズ部31を図示しており、残り2つの導体パターン20のヒューズ部31については、図示している範囲外に配置されている。
ヒューズ部31の幅寸法(図1(a)に示すW2)は、当該ヒューズ部31の延在方向における位置にかかわらず一定となっている。一方、非ヒューズ部36の幅寸法(図1(a)に示すW1)は、例えば、相対的に太幅となっている部分や、相対的に細幅となっている部分を含んでいる。
なお、ヒューズ部31は、例えば、後述する第2実施形態と同様に、平面視において、ミアンダ形状に形成されていてもよい。このようにすることにより、ヒューズ部31の長さを十分に確保し、ヒューズ部31の電気抵抗を高めることができるとともに、導体パターン20においてヒューズ部31を中心に熱がこもるようにできる。
各境界部32は、導体パターン20の幅寸法が非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に狭くなっているテーパー部33を含む。
ヒューズ部31の延在方向(図1(a)及び図1(b)における左右方向)における一端側(以下、左側)の境界部32のテーパー部33において、導体パターン20の幅寸法は、例えば、平面視において、ヒューズ部31の延在方向における他端側(以下、右側)に向けて、徐々に狭くなっている。左側の境界部32のテーパー部33の右端は、ヒューズ部31の左端と接続されている。
同様に、ヒューズ部31の延在方向(図1(a)及び図1(b)における左右方向)における他端側(右端)の境界部32のテーパー部33において、導体パターン20の幅寸法は、例えば、平面視において、ヒューズ部31の延在方向における一端側(左側)に向けて、徐々に狭くなっている。右側の境界部32のテーパー部33の左端は、ヒューズ部31の右端と接続されている。
非ヒューズ部36の最小幅寸法(図1(a)に示すW1)は、ヒューズ部31の最大幅寸法W2よりも大きい寸法に設定されている。
また、上述のように、各境界部32において、導体パターン20の膜厚が非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に薄くなっているスロープ部34(図2(b)参照)が形成されている。なお、図2(b)においては、各スロープ部34において、導体パターン20の膜厚が一定の変化量で薄くなっている例を図示しているが、各スロープ部34において、例えば、導体パターン20の膜厚は、曲線的に変化していてもよい。
ヒューズ部31の左側の境界部32のスロープ部34において、導体パターン20の膜厚は、左側からヒューズ部31側(右側)に向けて徐々に薄くなっている。
同様に、ヒューズ部31の右側の境界部32のスロープ部34において、導体パターン20の膜厚は、右側からヒューズ部31側(左側)に向けて徐々に薄くなっている。
ここで、第1の配置として、図1(a)及び図1(b)に示す例では、直線部21の延在方向(左右方向)において、左側の境界部32のスロープ部34がヒューズ部31側で終端する位置P1は、左側のテーパー部33の左端の位置と一致している。
ただし、本発明において、第2の配置として、左側の境界部32のスロープ部34がヒューズ部31側で終端する位置P1は、例えば、左側のテーパー部33の左端よりも左側(非ヒューズ部36側)に位置していてもよい。このようにすることにより、直線部21の延在方向において、スロープ部34とテーパー部33とが互いに離間した構成となるので、より確実に、プリント基板100の板面が屈曲した際に、応力の集中点が、徐々に幅狭となっているテーパー部33ではなく、幅広且つ幅寸法が一定の非ヒューズ部36に位置することとなるので、プリント基板100の構造的強度を向上させることができる。
また、本発明において、第3の配置として、左側の境界部32のスロープ部34がヒューズ部31側で終端する位置P1は、例えば、左側のテーパー部33の左端よりも右側(ヒューズ部31側)に位置していてもよい。このようにすることにより、テーパー部33における導体パターン20の膜厚を十分に確保することができるので、テーパー部33及びその近傍における構造的強度を向上させることができる。
そして、第1の配置(位置P1が、左側のテーパー部33の左端の位置と一致している)によれば、第2の配置と第3の配置とのそれぞれの利点をバランスよく実現することができる。
なお、第3の配置において、直線部21の延在方向(左右方向)において、左側の境界部32のスロープ部34の開始位置P2は、左側のテーパー部33よりも非ヒューズ部36側(左側)でもよいし、当該テーパー部33に位置していてもよい。すなわち、第3の配置において、左側のテーパー部33がスロープ部34の全体又は一部分を含んでいてもよい。
同様に、図1(a)及び図1(b)に示す例では、第1の配置として、直線部21の延在方向(図1(a)及び図1(b)における左右方向)において、右側の境界部32のスロープ部34がヒューズ部31側で終端する位置P3は、右側のテーパー部33の右端の位置と一致している。
ただし、本発明において、右側の境界部32のスロープ部34がヒューズ部31側で終端する位置P3は、例えば、第2の配置として、右側のテーパー部33の右端よりも右側に位置していてもよいし、第3の配置として、当該右端よりも左側に位置していてもよい。
また、第3の配置において、直線部21の延在方向(左右方向)において、右側の境界部32のスロープ部34の開始位置P4は、右側のテーパー部33よりも非ヒューズ部36側(右側)でもよいし、当該テーパー部33に位置していてもよい。すなわち、第3の配置において、右側のテーパー部33がスロープ部34の全体又は一部分を含んでいてもよい。
また、図2(b)に示すように、非ヒューズ部36の最小膜厚T1は、ヒューズ部31の最大膜厚T2よりも大きい寸法に設定されている。
なお、本発明において、ヒューズ部31の幅寸法は、例えば、非ヒューズ部36の幅寸法よりも細幅となってなくともよい。すなわち、ヒューズ部31の幅寸法と非ヒューズ部36の幅寸法とが互いに同等となっていてもよい。この場合、境界部32は、スロープ部34のみが境界部32となる。また、スロープ部34において、導体パターン20の膜厚が急峻に切り替わることによって段差を形成していてもよい。
ヒューズ部31の最大幅寸法W2は、特に限定されないが、例えば、0.05mm以上0.9mm以下であることが好ましい。
非ヒューズ部36の最小膜厚T1は、特に限定されないが、例えば、ヒューズ部31の最大膜厚T2の1.5倍以上6倍以下であることが好ましい。
保護フィルム71は、導体パターン20をベース基材10の反対の側から覆っている。本実施形態の場合、保護フィルム71は、ベース基材10と同様に熱可塑性樹脂を含有しており、熱可塑性樹脂のみによって形成されている層であってもよいし、熱可塑性樹脂以外の樹脂を含む層であってもよい。なお、本実施形態の場合、一例として、保護フィルム71は、ベース基材10と同種の材料であるポリイミドによって構成されている。
補強フィルム61は、平面視において、ヒューズ部31の少なくとも一部分と重なる領域に配置される。
補強フィルム61は、一例として、ベース基材10及び保護フィルム71と同種の材料であるポリイミドによって構成されている。
第1接着層66は、例えば、保護フィルム71の上面の略全域に設けられている。
第2接着層76は、導体パターン20の上面と、ベース基材10の一方の主面10aにおける導体パターン20の非形成領域と、に設けられている。
第1接着層66及び第2接着層76の各々は、例えば、エポキシ系樹脂系、アクリル系樹脂系、PI系樹脂を材料とする接着剤やプリプレグによって構成されている。
以下、図3(a)~図4(b)を用いて、導体パターン20を形成する手法の一例を説明する。なお、図3(a)~図3(e)は、図1(a)に示すA-A線に沿った切断端面図である。
先ず、図3(a)及び図4(a)に示すように、ベース基材10の一方の主面10aの全面に銅箔110を積層して形成された銅貼り基板を準備する。
次に、図3(b)及び図4(b)に示すように、銅箔110の上にレジスト材料を塗布し、露光して導体パターン20と対応する平面形状及び平面的配置のレジストパターン120を作成する。そして、銅貼り基板をエッチング液に浸漬することにより、導体パターン20を形成する。
次に、図3(c)に示すように、レジストパターン120を導体パターン20から除去した後に、図3(d)に示すように、導体パターン20において、非ヒューズ部36となる部分をマスキング130で覆い、銅貼り基板を再度エッチング液に浸漬し、ハーフエッチングを行う。ただし、各境界部32のスロープ部34となる部分は、例えば、マスキング130から露出している。
このようにすることにより、図3(e)に示すように、ヒューズ部31の膜厚を、非ヒューズ部36の膜厚よりも薄くすることができる。
更に、このようにヒューズ部31を形成することにより、ヒューズ部31の幅寸法の製造バラツキを抑える場合と比較して、ヒューズ部31の膜厚の製造バラツキをより容易に抑えることができるので、プリント基板100の生産性を向上させることができる。
ただし、本発明において、例えば、形成された導体パターン20において、ヒューズ部31となる部分を局所的に研磨(バフ研磨)することによって、ヒューズ部31の膜厚を、非ヒューズ部36の膜厚よりも薄くしてもよい。
また、本発明において、導体パターン20は、例えば、導電性のペーストをインクにしてベース基材10上に印刷することによって形成してもよい。この場合、ヒューズ部31となる部分の導電性のペーストの塗布量を、非ヒューズ部36となる部分の導電性のペーストの塗布量よりも少なくすることによって、ヒューズ部31の膜厚を、非ヒューズ部36の膜厚よりも薄くすることができる。もしくは、印刷された導体パターン20において、ヒューズ部31と対応する部分を研磨(バフ研磨)することによって、ヒューズ部31の膜厚を、非ヒューズ部36の膜厚よりも薄くすることができる。
〔第2実施形態〕
次に、図5(a)から図7(e)を用いて第2実施形態を説明する。
本実施形態に係るプリント基板100は、以下に説明する点で、上記の第1実施形態に係るプリント基板100と相違しており、その他の点では、上記の第1実施形態に係るプリント基板100と同様に構成されている。
本実施形態の場合、ヒューズ部31と非ヒューズ部36とのうち非ヒューズ部36に選択的にめっき層50が形成されていることにより、ヒューズ部31の膜厚よりも非ヒューズ部36の膜厚が厚くなっている。
このような構成によっても、ヒューズ部31の膜厚を、導体パターン20における非ヒューズ部36の膜厚よりも薄くすることができるので、ヒューズ部31の所望の横断面積を維持しつつ、ヒューズ部31の表面積をより多く確保することができるとともに、非ヒューズ部36において、導体パターン20の膜厚を局所的に薄くすることができる。よって、ヒューズ部31が良好に発熱する構造を維持しつつも、ヒューズ部31の放熱性を向上させることができるので、定格電流以内の電流が流れている間は、ヒューズ部31が良好に放熱し、溶断電流以上の電流が流れた際には、溶断時間以内にヒューズ部31がより確実に溶断する構造のプリント基板100を実現することができる。
本実施形態の場合、各導体パターン20は、銅箔によって構成されている下地パターン25を含み、めっき層50は、下地パターン25におけるベース基材10側とは反対側の面(上面)に形成されている。
より詳細には、図5(a)及び図5(b)に示すように、めっき層50は、下地パターン25における非ヒューズ部36と対応する部分に形成されている。めっき層50は、例えば、非ヒューズ部36(下地パターン25における非ヒューズ部36と対応する部分)の全体に亘って形成されている。
めっき層50は、一例として、銅によって構成されている。ただし、めっき層50を構成する材料は特に限定されず、少なくとも導電性を有する材料であればよい。
図5(b)に示すように、本実施形態の場合、めっき層50は、ヒューズ部31と非ヒューズ部36との境界部32にも形成されており、境界部32において、めっき層50は、非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に薄くなっている。
以下の説明では、各境界部32において、めっき層50の膜厚が非ヒューズ部36からヒューズ部31に向けて徐々に薄くなっている部分を、スロープ部53と称する。なお、図6(a)及び図6(b)においては、各スロープ部53において、導体パターン20の膜厚が一定の変化量で薄くなっている例を図示しているが、各スロープ部53において、例えば、導体パターン20の膜厚は、曲線的に変化していてもよい。
より詳細には、ヒューズ部31の左側の境界部32のスロープ部53において、導体パターン20の膜厚は、左側からヒューズ部31側(右側)に向けて徐々に薄くなっている。
同様に、ヒューズ部31の右側の境界部32のスロープ部53において、導体パターン20の膜厚は、右側からヒューズ部31側(左側)に向けて徐々に薄くなっている。
そして、第1の配置として、図5(a)及び図5(b)に示す例では、直線部21の延在方向(左右方向)において、左側の境界部32のスロープ部53がヒューズ部31側で終端する位置P1は、左側のテーパー部33の左端の位置と一致している。
ただし、本発明において、第2の配置として、左側の境界部32のスロープ部53がヒューズ部31側で終端する位置P1は、例えば、左側のテーパー部33の左端よりも左側(非ヒューズ部36側)に位置していてもよい。このようにすることにより、直線部21の延在方向において、スロープ部53とテーパー部33とが互いに離間した構成となるので、より確実に、プリント基板100の板面が屈曲した際に、応力の集中点が、徐々に幅狭となっているテーパー部33ではなく、幅広且つ幅寸法が一定の非ヒューズ部36に位置することとなるので、プリント基板100の構造的強度を向上させることができる。
また、本発明において、第3の配置として、左側の境界部32のスロープ部53がヒューズ部31側で終端する位置P1は、例えば、左側のテーパー部33の左端よりも右側(ヒューズ部31側)に位置していてもよい。このようにすることにより、テーパー部33における導体パターン20の膜厚を十分に確保することができるので、テーパー部33及びその近傍における構造的強度を向上させることができる。
そして、第1の配置(位置P1が、左側のテーパー部33の左端の位置と一致している)によれば、第2の配置と第3の配置とのそれぞれの利点をバランスよく実現することができる。
なお、第3の配置において、直線部21の延在方向(左右方向)において、左側の境界部32のスロープ部53の開始位置P2は、左側のテーパー部33よりも非ヒューズ部36側(左側)でもよいし、当該テーパー部33に位置していてもよい。すなわち、第3の配置において、左側のテーパー部33がスロープ部53の全体又は一部分を含んでいてもよい。
同様に、図5(a)及び図5(b)に示す例では、第1の配置として、直線部21の延在方向(図5(a)及び図5(b)における左右方向)において、右側の境界部32のスロープ部53がヒューズ部31側で終端する位置P3は、右側のテーパー部33の右端の位置と一致している。
ただし、本発明において、右側の境界部32のスロープ部53がヒューズ部31側で終端する位置P3は、例えば、第2の配置として、右側のテーパー部33の右端よりも右側に位置していてもよいし、第3の配置として、当該右端よりも左側に位置していてもよい。
また、第3の配置において、直線部21の延在方向(左右方向)において、右側の境界部32のスロープ部53の開始位置P4は、右側のテーパー部33よりも非ヒューズ部36側(右側)でもよいし、当該テーパー部33に位置していてもよい。すなわち、第3の配置において、右側のテーパー部33がスロープ部53の全体又は一部分を含んでいてもよい。
めっき層50の最大膜厚(図6(b)に示すT3)は、特に限定されないが、例えば、めっき層50を含めた非ヒューズ部35の膜厚が、ヒューズ部31の膜厚T2の1.5倍以上6倍以下となるように設定されていることが好ましい。
また、本実施形態の場合、非ヒューズ部36において、めっき層50を除いた部分の膜厚(図6(b)に示すT4)は、ヒューズ部31の膜厚T2と略同等に設定されている。
また、本実施形態の場合、図5(a)及び図5(b)に示すように、ヒューズ部31は、平面視において、ミアンダ形状に形成されている。これにより、ヒューズ部31の長さを十分に確保し、電気抵抗を高めることができる。
なお、本実施形態の場合も、ヒューズ部31は、例えば、第1実施形態と同様に、平面視において略直線形状に形成されていてもよい。
以下、図7(a)~図7(e)を用いて、導体パターン20を形成する手法の一例を説明する。なお、図7(a)~図7(e)は、図5(a)に示すA-A線に相当する線に沿った切断端面図である。
先ず、図7(a)に示すように、ベース基材10の一方の主面10aに銅箔110を積層して形成された銅貼り基板を準備する。
次に、図7(b)に示すように、銅箔110(後の下地パターン25)において、ヒューズ部31となる部分にマスキング130を施す。そして、図7(c)に示すように、銅箔110の上面にめっき層50を形成する。このようにすることにより、ヒューズ部31と非ヒューズ部36とのうち非ヒューズ部36に選択的にめっき層50を形成することができる。めっき層50を形成する手法は特に限定されないが、一例として電解めっき法などの湿式めっき法によって形成することができる。
次に、図7(d)に示すように、ベース基材10の一方の主面10aにレジスト材料を塗布した後、銅貼り基板を露光し、導体パターン20と対応する平面形状及び平面的配置のレジストパターン120を作成する。そして、銅貼り基板をエッチング液に浸漬することにより、導体パターン20(下地パターン25)を形成する。そして、図7(e)に示すように、レジストパターン120を導体パターン20から除去する。
〔第3実施形態〕
次に、図8(a)から図10(e)を用いて第3実施形態を説明する。
本実施形態の場合、プリント基板100は、ベース基材10の他方の主面10bに形成されている第2導体パターン40を更に備えている。したがって、図9に示すように、ベース基材10は、上下方向において、導体パターン20と第2導体パターン40との間に介在している。
ベース基材10にはスルーホール15が形成されており、めっき層50がスルーホール15内にも形成されており、スルーホール15内のめっき層50を介して、導体パターン20と第2導体パターン40とが相互に電気的に接続されている。
このような構成によれば、ヒューズ部31において発生する熱の放熱面積を十分に確保できるので、ヒューズ部31の抵抗値を高くしたとしても、定格電流以内の電流が流れている間はヒューズ部31が溶断しない構成を実現できる。
図8(a)に示すように、第2導体パターン40は、例えば、平面視において、ヒューズ部31と重複しない形状に形成されている。
より詳細には、図8(a)及び図8(b)に示すように、第2導体パターン40は、例えば、第1方向(図8(a)及び図8(b)における左右方向)において直線状に延在している複数の第1部分41と、第1方向に対して直交する第2方向において直線状に延在している第2部分42と、を含む。図8(a)及び図8(b)に示す例では、第2部分42は、1つの第1部分41の左端部から第2方向における一方に向けて延在している。また、各第1部分41は、第2方向において互いに離間して配置されている。そして、複数の第1部分41と第2部分42との各々は、平面視において、ヒューズ部31と重複しない位置(ヒューズ部31を避けた位置)に配置されている。これにより、ヒューズ部31において発生する熱の放熱面積を十分に確保しつつも、溶断電流以上の電流が流れた際にはヒューズ部31が確実に溶断するようにできる。
また、一例として、第2導体パターン40は、平面視において、メッシュ状に形成されていてもよい。このようにすることにより、ヒューズ部31において発生する熱の放熱面積をより十分に確保できる。
本実施形態の場合、第2導体パターン40の各第1部分41及び第2部分42の各々は、幅寸法が延在方向における位置にかかわらず一定となっている。
また、本実施形態の場合も、導体パターン20は、第2実施形態と同様の形状に形成されている。したがって、導体パターン20には、ヒューズ部31と非ヒューズ部36とのうち非ヒューズ部36に選択的にめっき層50が形成されており、ヒューズ部31の膜厚よりも非ヒューズ部36の膜厚が厚くなっている。そして、導体パターン20は、下地パターン25とめっき層50とを含む。
一方、一例として、第2導体パターン40におけるベース基材10とは反対側の面(下面)の全体にめっき層50が形成されている。より詳細には、第2導体パターン40は、銅箔によって構成されている下地パターン45と、下地パターン45の下面に形成されているめっき層50と、を含む。これにより、ヒューズ部31が放熱する際の熱容量を向上させることができる。
ただし、本発明において、第2導体パターン40には、例えば、めっき層50が形成されていなくてもよい。
また、本実施形態の場合も、第2実施形態と同様に、ヒューズ部31は、平面視において、ミアンダ形状に形成されている。ただし、本実施形態の場合も、ヒューズ部31は、例えば、第1実施形態と同様に、平面視において略直線形状に形成されていてもよい。
また、図8(a)及び図8(b)においては、複数の導体パターン20のうち、2つの導体パターン20の直線部21を選択的に図示している。
図8(a)及び図8(b)に示すように、導体パターン20と第2導体パターン40とは、平面視において、互いに重複して配置されている部分(以下、重複部24、44)をそれぞれ有する。
本実施形態の場合、導体パターン20は、2つの重複部24を有している。同様に、第2導体パターン40は、2つの重複部44を有しており、各重複部44は、平面視において、一つずつの重複部24と重複して配置されている。そして、各重複部44と対応する重複部24とは、スルーホール15を介して互いに接続されている。
より詳細には、本実施形態の場合、直線部21において、ヒューズ部31を基準として両端側の部分が、それぞれ重複部24となっている。直線部21の延在方向において、2つの重複部24同士の間に1つのヒューズ部31が配置されている。
導体パターン20の各重複部24には、当該導体パターン20(下地パターン25及びめっき層50)を厚み方向に貫通している貫通穴24aが形成されている。各貫通穴24aの平面形状は、特に限定されないが、本実施形態の場合、例えば、円形である。ただし、本発明において、貫通穴24aの形状は、矩形であってもよいし、矩形以外の多角形状など、その他の形状であってもよい。
図9に示すように、スルーホール15は、ベース基材10を厚み方向に貫通している。
本実施形態の場合、各重複部24の貫通穴24aと対応する部分(平面視において重なる部分及び直下の部分)には、1つずつのスルーホール15が形成されている。
各スルーホール15の平面形状は、特に限定されないが、本実施形態の場合、例えば、円形である。各スルーホール15の外径は、例えば、貫通穴24aの外径と略同等に設定されている。また、平面視において、各スルーホール15の中心の位置は、対応する貫通穴24aの中心の位置と一致している。
ただし、本発明において、スルーホール15の形状は、矩形であってもよいし、矩形以外の多角形状など、その他の形状であってもよい。
図9に示すように、下地パターン25に形成されているめっき層50は、例えば、導体パターン20の上面の略全体とスルーホール15内とに亘って連続的に形成されている。
より詳細には、導体パターン20に形成されているめっき層50の一部分は、対応する貫通穴24aの内周面及びスルーホール15の内周面に沿って形成されており、上下方向を軸とする略筒状になっている。そして、めっき層50において、スルーホール15内に形成されている部分(略筒状となっている部分)の下端は、第2導体パターン40におけるベース基材10側の面(図9における上側の面)に達しており、各重複部44はスルーホール15を介して対応する重複部24と電気的に接続されている。
なお、本実施形態の場合、導体パターン20の上面に形成されているめっき層50と、スルーホール15内に形成されているめっき層50と、第2導体パターン40のめっき層50と、は同種の導電性の材料によって形成されている。また、ただし、例えば、導体パターン20の上面に形成されているめっき層50と、スルーホール15内に形成されているめっき層50と、第2導体パターン40のめっき層50とは、互いに異なる導電性の材料によって構成されていてもよい。
本実施形態の場合、一例として、導体パターン20の上面に形成されているめっき層50と、スルーホール15内に形成されているめっき層50と、第2導体パターン40のめっき層50とは、銅によって構成されている。
以下、図10(a)~図10(e)を用いて、導体パターン20を形成する手法の一例を説明する。
先ず、図10(a)に示すように、ベース基材10の一方の主面10aと他方の主面10bとの双方にそれぞれ銅箔110(後の下地パターン25、45)を積層して形成された銅貼り基板を準備する。
次に、図10(b)に示すように、例えば、銅貼り基板に当該銅貼り基板を厚み方向に貫通する貫通穴を2つ形成することによって、一方の主面10a側の銅箔110(下地パターン25)に各貫通穴24aを形成するとともに、ベース基材10に各スルーホール15を形成する。貫通穴24a及びスルーホール15を形成する手法は特に限定されず、例えば、エッチングにより形成してもよいし、ドリル加工やレーザー加工によって形成してもよい。そして、銅貼り基板に対して導電化処理を行う。
次に、図10(c)に示すように、一方の主面10a側の銅箔110において、ヒューズ部31となる部分にマスキング130を施す。そして、図10(d)に示すように、一方の主面10a側の銅箔110の上面と、他方の主面10b側の銅箔110(後の第2導体パターン40)の下面と、にめっき層50を形成する。この際に、めっき層50は、対応する貫通穴24aの内周面及びスルーホール15の内周面にも形成される。
ここで、上述のように、本実施形態の場合、他方の主面10b側の銅箔110(第2導体パターン40)の下面の全体にめっき層50を形成するので、他方の主面10b側の銅箔110にマスキング130を施す必要がなく、製造コストをより抑えることができる。
そして、図10(e)に示すように、ベース基材10の一方の主面10aにレジスト材料を塗布した後、銅貼り基板を露光し、導体パターン20に一致するレジストパターン120を作成する。同様に、ベース基材10の他方の主面10bにレジスト材料を塗布した後、銅貼り基板を露光し、第2導体パターン40に一致するレジストパターン120を作成する。そして、銅貼り基板をエッチング液に浸漬することにより、導体パターン20及び第2導体パターン40をそれぞれ形成する。そして、レジストパターン120を導体パターン20及び第2導体パターン40からそれぞれ除去する。
以上、図面を参照して各実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
(1)可撓性のフィルム状のベース基材と、
前記ベース基材の一方の主面に形成されている導体パターンと、
を備え、
前記導体パターンの延在方向における一部分は、ヒューズ部であり、
前記ヒューズ部の膜厚が、前記導体パターンにおける前記ヒューズ部以外の部分である非ヒューズ部の膜厚よりも薄いプリント基板。
(2)前記ヒューズ部と前記非ヒューズ部とのうち前記非ヒューズ部に選択的にめっき層が形成されていることにより、前記ヒューズ部の膜厚よりも前記非ヒューズ部の膜厚が厚くなっている(1)に記載のプリント基板。
(3)前記ベース基材の他方の主面に形成されている第2導体パターンを更に備え、
前記ベース基材にはスルーホールが形成されており、
前記めっき層が前記スルーホール内にも形成されており、
前記スルーホール内の前記めっき層を介して、前記導体パターンと前記第2導体パターンとが相互に電気的に接続されている(2)に記載のプリント基板。
(4)前記非ヒューズ部と前記ヒューズ部との境界部において、前記導体パターンの膜厚が、前記非ヒューズ部から前記ヒューズ部に向けて徐々に薄くなっている(1)から(3)のいずれか一項に記載のプリント基板。
(5)
前記ヒューズ部の幅寸法が、前記非ヒューズ部の幅寸法よりも狭い(1)から(4)のいずれか一項に記載のプリント基板。
(6)前記非ヒューズ部と前記ヒューズ部との境界部において、前記導体パターンの幅寸法が、前記非ヒューズ部から前記ヒューズ部に向けて徐々に狭くなっている(5)に記載のプリント基板。
10 ベース基材
10a 一方の主面
10b 他方の主面
15 スルーホール
20 導体パターン
21 直線部
24 重複部
24a 貫通穴
31 ヒューズ部
32 境界部
33 テーパー部
34 スロープ部
36 非ヒューズ部
40 第2導体パターン
41 第1部分
42 第2部分
44 重複部
50 めっき層
53 スロープ部
61 補強フィルム
66 補強フィルム接着剤
71 カバーフィルム
76 カバーフィルム接着剤
100 プリント基板
110 銅箔
120 レジストパターン
130 マスキング
めっき層50の最大膜厚(図6(b)に示すT3)は、特に限定されないが、例えば、めっき層50を含めた非ヒューズ部3の膜厚が、ヒューズ部31の膜厚T2の1.5倍以上6倍以下となるように設定されていることが好ましい。
また、本実施形態の場合、非ヒューズ部36において、めっき層50を除いた部分の膜厚(図6(b)に示すT4)は、ヒューズ部31の膜厚T2と略同等に設定されている。
10 ベース基材
10a 一方の主面
10b 他方の主面
15 スルーホール
20 導体パターン
21 直線部
24 重複部
24a 貫通穴
31 ヒューズ部
32 境界部
33 テーパー部
34 スロープ部
36 非ヒューズ部
40 第2導体パターン
41 第1部分
42 第2部分
44 重複部
50 めっき層
53 スロープ部
61 補強フィルム
66 第1接着層
71 保護フィルム
76 第2接着層
100 プリント基板
110 銅箔
120 レジストパターン
130 マスキング

Claims (6)

  1. 可撓性のフィルム状のベース基材と、
    前記ベース基材の一方の主面に形成されている導体パターンと、
    を備え、
    前記導体パターンの延在方向における一部分は、ヒューズ部であり、
    前記ヒューズ部の膜厚が、前記導体パターンにおける前記ヒューズ部以外の部分である非ヒューズ部の膜厚よりも薄いプリント基板。
  2. 前記ヒューズ部と前記非ヒューズ部とのうち前記非ヒューズ部に選択的にめっき層が形成されていることにより、前記ヒューズ部の膜厚よりも前記非ヒューズ部の膜厚が厚くなっている請求項1に記載のプリント基板。
  3. 前記ベース基材の他方の主面に形成されている第2導体パターンを更に備え、
    前記ベース基材にはスルーホールが形成されており、
    前記めっき層が前記スルーホール内にも形成されており、
    前記スルーホール内の前記めっき層を介して、前記導体パターンと前記第2導体パターンとが相互に電気的に接続されている請求項2に記載のプリント基板。
  4. 前記非ヒューズ部と前記ヒューズ部との境界部において、前記導体パターンの膜厚が、前記非ヒューズ部から前記ヒューズ部に向けて徐々に薄くなっている請求項1から3のいずれか一項に記載のプリント基板。
  5. 前記ヒューズ部の幅寸法が、前記非ヒューズ部の幅寸法よりも狭い請求項1から4のいずれか一項に記載のプリント基板。
  6. 前記非ヒューズ部と前記ヒューズ部との境界部において、前記導体パターンの幅寸法が、前記非ヒューズ部から前記ヒューズ部に向けて徐々に狭くなっている請求項5に記載のプリント基板。
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