JP2024065885A - 配線基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができ、設計に制限がかかるのを抑制できる配線基板を提供する。【解決手段】電子部品が接続される複数の電極24が、基板本体21の表面に設けられる。軟銅線3が、電極24と電極24との間に接続され、両端が電極24に半田付けされる。軟銅線3は、一端から他端に亘って基板2の表面に接触して搭載された。【選択図】図1
Description
本発明は、配線基板に関する。
従来、自動車の電動化に伴い、車両に搭載される配線基板へ大電流を流す必要性が高まってきている。配線基板上に形成される導電パターンは非常に薄いため、大電流を流すには導電パターンの幅を広くする必要がある。あるいは、導電パターンを多層化する必要がある。上述したように導電パターンの幅を広くすると、電子部品の搭載スペースが減少してしまう。また、導電パターンを多層化すると、コスト高となる。このため、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができない、という課題があった。
そこで、大電流回路を構成する導電ランド間にボンディングワイヤを超音波接続する配線基板も提案されている(特許文献1、2)。しかしながら、ボンディングワイヤでは、線径が細く、発熱抑制が十分でないため大電流を流すことができない。
また、導電パターンの代わりに、バスバや銅棒を用いることも考えられる。しかしながら、バスバは加工にコストがかかり、銅棒では直線的なパターンしか形成することができず、設計に制限が設けられてしまう、という課題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができ、設計に制限がかかるのを抑制できる配線基板を提供することにある。
前述した目的を達成するために、本発明に係る配線基板は、下記を特徴としている。
基板本体と、前記基板本体の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極と、を有する基板と、
前記電極と前記電極との間に接続され、両端が前記電極に半田付けされた軟銅線と、を備え、
前記軟銅線は、一端から他端に亘って前記基板の表面に接触して搭載された、
配線基板であること。
基板本体と、前記基板本体の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極と、を有する基板と、
前記電極と前記電極との間に接続され、両端が前記電極に半田付けされた軟銅線と、を備え、
前記軟銅線は、一端から他端に亘って前記基板の表面に接触して搭載された、
配線基板であること。
本発明によれば、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができ、設計に制限がかかるのを抑制できる配線基板を提供できる。
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。
(第1実施形態)
本発明に関する具体的な第1実施形態について、図1~図3を参照して以下に説明する。
本発明に関する具体的な第1実施形態について、図1~図3を参照して以下に説明する。
同図に示すように、配線基板1は、基板2と、基板2上に搭載された軟銅線3と、を備えている。まず、一般的な基板2の構成について説明する。図1及び図3に示すように、基板2は、基板本体21と、基板本体21の表面上に設けられた導電パターン22と、導電パターン22を覆うレジスト層23と、を有している。
図1に示すように、基板本体21には、ヒューズやリレーなどの電子部品のリードが挿入されるスルーホール211が設けられている。導電パターン22の両端には、ヒューズやリレーなどの電子部品が接続される電極221が設けられている。電極221は、スルーホール211を囲むように設けられている。電極221は、スルーホール211に挿入された電子部品のリードに半田付けにより、接続される。
図3に示すように、レジスト層23は、導電パターン22を覆うように設けられ、導電パターン22を絶縁している。図1に示すように、電極221上のレジスト層23は除かれ、電極221は、レジスト層23から露出し、電子部品と接続することができる。
本実施形態の基板2は、さらに複数の電極24を備えている。電極24は、基板本体21の上面にスルーホール211を囲むように設けられている。電極24上のレジスト層23も除かれていて、電極24もレジスト層23から露出している。電極24は、スルーホール211に挿入された電子部品のリードに半田付けにより、接続される。
軟銅線3は、断面円形に設けられ、直径が1mm~3mmで10A以上の電流を流すことができる、柔軟で変形自在な導線である。軟銅線3は、両端が電極24に半田付けされている。図2に示すように、軟銅線3の両端は、電極24上に重ねられ、その上に半田4が設けられている。軟銅線3の両端に接続されている電極24と電極24は、基板本体21上で電気的に接続されることなく独立して設けられている。すなわち、電極24と電極24とを接続する導電パターンが基板本体21上に設けられていない。このため、軟銅線3が接続されていない状態では、電極24と電極24とは電気的に接続されない。軟銅線3は、一端から他端に亘って基板2の表面に接触するように搭載されている。また、本実施形態では、軟銅線3は、屈曲させて基板2の表面に搭載されている。
軟銅線3は、リール状に巻き付けられたものを引き出し、導電パターンのような形状に成型した後、カットし、基板2に搭載される。これにより、一つの軟銅線3からあらゆる形状を作成することができ、汎用性に優れている。
上述した実施形態によれば、軟銅線3が、電極24と電極24との間に接続され、両端が電極24に半田付けされる。また、軟銅線3は、一端から他端に亘って基板2の表面に接触して配索される。軟銅線3は、導電パターンに比べて断面積が大きく、配線抵抗を小さくできるため、発熱を低減させることができる。よって、導電パターンに比べて断面積が大きい軟銅線3を用いることにより、発熱を抑えることができるため、電極24と電極24との間に大電流を流すことができる。すなわち、大電流が流せるような幅広の導電パターンを設ける必要もなく、大電流を流すために導電パターンを多層化する必要もないため、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができる。また、柔軟で変形自在な軟銅線3を用いるため、図1に示すよう、軟銅線3を屈曲させて基板2上に搭載することができる。このため、電極24の配置など設計に制限がかかるのを抑制できる。
また、厚さが非常に薄い導電パターンに比べて軟銅線3は大幅に断面積が大きくなるため、配線基板1の発熱を大幅に低減することができる。
上述した実施形態によれば、電極24と電極24とは、基板本体21上で電気的に接続されることなく独立して設けられている。これにより、図3に示すように、軟銅線3の下に、軟銅線3とは絶縁された別の導電パターン22を配置することができるため、より一層、設計に制限がかかるのを抑制できる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図4及び図5を参照して以下説明する。なお、同図において、上述した第1実施形態で既に説明した図1~図3に示す配線基板1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
次に、第2実施形態について、図4及び図5を参照して以下説明する。なお、同図において、上述した第1実施形態で既に説明した図1~図3に示す配線基板1と同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
図4及び図5に示すように、配線基板1Bは、基板2Bと、基板2B上に配置された軟銅線3と、を備えている。基板2Bは、基板本体21と、基板本体21の表面上に設けられた複数の電極24と、導電パターン25と、レジスト層23Bと、を有している。基板本体21及び電極24は、第1実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
導電パターン25は、電極24と電極24との間を接続し、本実施形態では屈曲して設けられている。レジスト層23Bは基板本体21の表面を覆うように設けられている。本実施形態では、電極24及び導電パターン25上のレジスト層23Bは除かれ、電極24及び導電パターン25の一端から他端に亘る全部が露出している。
軟銅線3は、第1実施形態と同様に、断面円形に設けられ、直径が1mm~3mmで10A以上の電流を流すことができる、柔軟で変形自在に導線である。第2実施形態では、軟銅線3は、第1実施形態と同様に両端が電極24に半田付けされ、中央が導電パターン25に半田付けされている。即ち、図5に示すように、軟銅線3は、中央が導電パターン25上に重ねられ、その上に半田4が設けられている。本実施形態では、軟銅線3は、一端から他端に亘る全部が導電パターン25、電極24に半田付けされる。
上述した実施形態によれば、軟銅線3は、中央が導電パターン25に半田付けされている。これにより、電極24と電極24との間の電流経路の面積が、導電パターン25分、大きくなり、発熱を低減させることができる。また、配線基板1の設計が完了した後に、例えば60A~70A程度の大電流を流す必要性が発生した場合、レジスト層23Bの間口を変更して、導電パターン25を露出させることにより、軟銅線3を搭載することができる。このため、後付けの熱対策部品としての設計変更を最小限にすることができる。なお、大電流を流す必要がない場合は、レジスト層23Bは、導電パターン25を覆う。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
上述した第1実施形態では、軟銅線3として導電性の芯線が剥き出しのものを用いていたが、これに限ったものではない。軟銅線3として被覆電線を用いて、両端の被覆を剥いて露出した芯線を電極24に接続するようにしてもよい。被覆電線を用いることにより軟銅線3の中央部を絶縁することができる。
上述した第1実施形態では、図3に示すように、軟銅線3の下に軟銅線3とは絶縁される導電パターン22を配索していたが、これに限ったものではない。軟銅線3の下に軟銅線3とは絶縁される導電パターン22を設けることは必須ではなく、設計によってはなくてもよい。
上述した実施形態では、電極24としてスルーホール211周りに設けた挿入実装用の電極を用いて説明していたが、これに限ったものではない。電極24としては、表面実装用の電極を用いてもよい。
上述した実施形態で用いた軟銅線3としては、半田付け性の向上を図るため、ニッケル(Ni)やすず(Sn)でメッキしたものをもちいてもよい。
上述した実施形態では、電極24と電極24との間を1本の軟銅線3で接続していたが、これに限ったものではない。電極24と電極24との間に並列に接続された複数の軟銅線3を接続するようにしてもよい。これにより、電極24と電極24との間の電流経路の断面積がより一層大きくなり、より一層発熱を低減することができる。
上述した実施形態によれば、軟銅線を屈曲して基板に搭載していたが、これに限ったものではない。配線基板の設計によっては、軟銅線は直線状に搭載してもよい。
ここで、上述した本発明に係る配線基板の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]~[5]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
基板本体(21)と、前記基板本体(21)の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極(24)と、を有する基板(2、2B)と、
前記電極(24)と前記電極(24)との間に接続され、両端が前記電極(24)に半田付けされた軟銅線(3)と、を備え、
前記軟銅線(3)は、一端から他端に亘って前記基板(2、2B)の表面に接触して搭載された、
配線基板(1、1B)。
[1]
基板本体(21)と、前記基板本体(21)の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極(24)と、を有する基板(2、2B)と、
前記電極(24)と前記電極(24)との間に接続され、両端が前記電極(24)に半田付けされた軟銅線(3)と、を備え、
前記軟銅線(3)は、一端から他端に亘って前記基板(2、2B)の表面に接触して搭載された、
配線基板(1、1B)。
上記[1]の構成によれば、軟銅線(3)を用いることにより、大電流が流せるような幅広の導電パターンを設ける必要もなく、大電流を流すために導電パターンを多層化する必要もないため、電子部品の搭載スペースを確保しつつ安価に大電流を流すことができる。また、柔軟で変形自在な軟銅線(3)を用いるため、軟銅線(3)を導電パターンのように屈曲させて基板(2)上に搭載することができる。このため、設計に制限がかかるのを抑制できる。
[2]
[1]に記載の配線基板(1)において、
前記軟銅線(3)の両端が接続される前記電極(24)と前記電極(24)とは、前記基板本体(21)上で電気的に接続されることなく独立して設けられた、
配線基板(1)であること。
[1]に記載の配線基板(1)において、
前記軟銅線(3)の両端が接続される前記電極(24)と前記電極(24)とは、前記基板本体(21)上で電気的に接続されることなく独立して設けられた、
配線基板(1)であること。
上記[2]の構成によれば、軟銅線(3)の下に軟銅線(3)とは絶縁された別の導電パターン(22)を配置することができるため、より一層、設計に制限がかかるのを抑制できる。
[3]
[1]に記載の配線基板(1B)において、
前記基板本体(21)の表面に設けられ、前記電極(24)と前記電極(24)との間を接続する導電パターン(25)を備え、
前記軟銅線(3)は、中央が前記導電パターン(25)に半田付けされた、
配線基板(1B)。
[1]に記載の配線基板(1B)において、
前記基板本体(21)の表面に設けられ、前記電極(24)と前記電極(24)との間を接続する導電パターン(25)を備え、
前記軟銅線(3)は、中央が前記導電パターン(25)に半田付けされた、
配線基板(1B)。
上記[3]の構成によれば、電極(24)と電極(24)との間の電流経路の面積を、導電パターン(25)分、大きくすることができ、発熱を低減させることができる。また、配線基板(1B)の設計が完了した後に、大電流を流す必要性が発生した場合、レジスト層の間口を変更して、導電パターン(25)を露出させることにより、軟銅線(3)を搭載することができる。このため、後付けの熱対策部品としての設計変更を最小限にすることができる。
[4]
[1]に記載の配線基板(1、1B)において、
前記軟銅線(3)は、被覆電線から構成された、
配線基板(1、1B)。
[1]に記載の配線基板(1、1B)において、
前記軟銅線(3)は、被覆電線から構成された、
配線基板(1、1B)。
上記[4]の構成によれば、軟銅線(3)の中央部を絶縁することができる。
[5]
[1]に記載の配線基板(1、1B)において、
前記電極(24)と前記電極(24)との間に、並列接続された複数の前記軟銅線(3)が接続されている、
配線基板(1、1B)。
[1]に記載の配線基板(1、1B)において、
前記電極(24)と前記電極(24)との間に、並列接続された複数の前記軟銅線(3)が接続されている、
配線基板(1、1B)。
上記[5]の構成によれば、電極(24)と電極(24)との間の電流経路の断面積が大きくなり、より一層、発熱を低減することができる。
1、1B 配線基板
2、2B 基板
3 軟銅線
21 基板本体
24 電極
25 導電パターン
2、2B 基板
3 軟銅線
21 基板本体
24 電極
25 導電パターン
Claims (5)
- 基板本体と、前記基板本体の表面に設けられ、電子部品が接続される複数の電極と、を有する基板と、
前記電極と前記電極との間に接続され、両端が前記電極に半田付けされた軟銅線と、を備え、
前記軟銅線は、一端から他端に亘って前記基板の表面に接触して搭載された、
配線基板。 - 請求項1に記載の配線基板において、
前記軟銅線の両端が接続される前記電極と前記電極とは、前記基板本体上では電気的に接続されることなく独立して設けられた、
配線基板。 - 請求項1に記載の配線基板において、
前記基板本体の表面に設けられ、前記電極と前記電極との間を接続する導電パターンを備え、
前記軟銅線は、中央が前記導電パターンに半田付けされた、
配線基板。 - 請求項1に記載の配線基板において、
前記軟銅線は、被覆電線から構成された、
配線基板。 - 請求項1に記載の配線基板において、
前記電極と前記電極との間に、並列接続された複数の前記軟銅線が接続されている、
配線基板。
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2023
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