JP3196672U - 分割可能な基板 - Google Patents

Abstract

【課題】１枚の基板として出荷するが、利用者側で複数の部分基板に分割可能であり、分割の前後でほぼ同等の機能を有する分割可能な基板を提供する。【解決手段】１枚で完結した機能を有する基板１であって、電気的に接続している２枚以上の部分基板２ａ、２ｂからなり、これら２枚以上の部分基板２ａ、２ｂは分割可能であり、分割後も部分基板２ａ、２ｂ同士が電気的に再接続されることによって１枚の基板１と同等な前記完結した機能を有する。２枚以上の部分基板２ａ、２ｂは、基板１に設けられたＶカット溝などの分割帯を切断することによって分割される。部分基板２ａ、２ｂはそれぞれ接続端子４を備え、接続端子４間を電気的接続手段で再接続状態とする。隣接する部分基板同士の境界部分にはプリント配線を跨らせず半田付けや導電性ペーストを用いて導通する等の手段によって基板を割りやすくしてもよい。【選択図】図１

Description

1枚の基板であって複数の部分基板に分割可能であり、分割後の複数の部分基板を電気的に再接続させると分割前の１枚の基板とほぼ同等の機能を有する基板に関するものである。

各種の技術分野で電子回路を搭載した装置が増加している。これらの装置は高機能化とともに小型化も要求される傾向にある。そのため制御回路を実装した基板も設置面積をとらないような小型化が望まれる。
このような要望にこたえるものとして特許文献１には、２枚の制御基板が1枚の基板を割ることにより分離されており、この２枚に分離された制御基板を使用することでモジュールのレイアウト面積を小さくしようとする「半導体電力変換装置」が開示されている。

特開２００３−２１８３１７号公報（請求項３、請求項４、図2など）

特許文献１の発明は、当初は１枚の基板に配線や電子部品の実装をすればよいので製造段階の手間とコストを抑えることができる。分離後の２枚の制御基板を電気的に接続させるためにフレキシブル基板を使用し、目的の装置内部に収納する。しかし、フレキシブル基板の使用は、同一の装置に収納する場合には適しているが、分離された各制御基板を物理的に別個の装置に収納することはできない。
また、制御基板同士を分離する箇所をプリント配線が跨っている場合、１枚の基板を割る際に硬い金属であるプリント配線は折りづらいが、特許文献１にはこの点についての配慮がない。
このような問題点に鑑み、本考案は容易に２枚に割ることができ、かつ、分離後の基板の設置場所に自由度がある基板を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る考案は、
１枚で完結した機能を有する基板であって、
電気的に接続している２枚以上の部分基板からなり、
これら２枚以上の部分基板は分割可能であり、
分割後も部分基板同士が電気的に再接続されることによって１枚の基板と同等な前記完結した機能を有することを特徴とする。

つまり、本考案が提供する基板は次の４つの条件を備えている。
１）工場出荷時は１枚の基板であって、何らかの完結した機能を有している。
２）この基板は、２枚以上の部分基板からなり、分割前は特殊な部品を使わずに部分基板同士が電気的に接続されている。
３）この1枚の基板は、利用者側が部分基板に分割できる。
４）分割後もケーブル等の手段で部分基板同士の電気的な接続が維持され、回路的には分割前と同じ機能を有する。

分割前も分割後も同じ機能を有するので、利用者は搭載する機器の大きさや設置場所など状況・環境にあわせて1枚のままで使用しても２枚以上の部分基板に分割して使用してもよい。
一方、製造・販売元は品質に信頼性がもてる１枚の基板を出荷でき、分割して使用する場合は利用者の責任にゆだねることができる。
なお、２枚以上の部分基板は分割前も電気的に接続しているので、分割後も電気的な接続を保った状態で使用しなくてはならない。複数の部分基板のそれぞれが独立した機能を有しているわけではない。

請求項２に係る考案は、請求項１に記載の基板であって、
前記２枚以上の部分基板は、前記１枚の基板に設けられた分割帯を切断することによって分割され、前記分割帯にはＶカット溝、切れ込み溝を含み得ることを特徴とする。
これにより、利用者は容易に分割ができる。

請求項３に係る考案は、請求項１又は２のいずれかに記載の基板であって、
前記２枚以上の部分基板はそれぞれ接続端子を備え、接続端子間を電気的接続手段で再接続状態とすることを特徴とする。
下記の実施形態のピンヘッダは「接続端子」の一例であり、これに装着するケーブルコネクタとリボンケーブルは「電気的接続手段」の一例である。
ただし、これに限らず、隣接した部分基板同士を別の基板で電気的に再接続してもよい。
これにより、分割後も、分割前と同じ電気的接続状態が保たれるので、分割前と同等の完結した機能を有することができる。

請求項４に係る考案は、請求項１〜３のいずれか１に記載の基板であって、
分割前の前記２枚以上の部分基板は、隣接する部分基板同士の境界部分に半田付けや導電性ペーストを用いて導通していることを特徴とする。
部分基板同士がプリント配線で接続しているとするならば、分割するときに、プリント配線が基板から剥がれたり不適当な箇所で折れたりするおそれがある。一般的にはプリント配線には銅箔が多く利用されているが、銅は硬い金属なのでこのような不都合が起こりやすい。請求項４に係る考案では部分基板同士を接続する導線の境界近傍以外はプリント配線を使用するが、境界部分は銅よりも柔らかい半田や導電性ペーストをプリント配線とプリント配線の間に使用するので、導線は確実に境界部分で切断される。

請求項５に係る考案は、請求項１〜３のいずれか１に記載の基板であって、
分割前の前記２枚以上の部分基板は、隣接する部分基板同士の境界部分のプリント配線を切断しやすい形状に加工したことを特徴とする。
下記の実施形態のアイレット（鳩目穴）パターンは「切断しやすい形状」の一例である。その他、プリント配線の境界を跨る部分のみ細くしてもよい。
請求項４あるいは請求項６に係る考案に比べた場合、パターンマスクの形状修正で済むため、製造工数の追加がないことが特徴である。

請求項６に係る考案は、請求項１〜３のいずれか１に記載の基板であって、
分割前の前記２枚以上の部分基板は、隣接する部分基板同士の境界部分に導線又は抵抗値が０の部品を用いて導通したことを特徴とする。
請求項６に係る考案は、請求項４に係る考案と同様に部分基板同士を接続する導線の境界近傍以外はプリント配線を使用するが、各プリント配線の端点において導線又は抵抗値が０の部品の両端を半田付け等の手段で取り付ける。これにより、境界部分の導線又は部品を切断してから基板を割ると容易に分割できる。

ある特定の機能を果たす実装基板を１枚の分割前の状態で製造・出荷するので、製造や検査・包装などの手間とコストが抑えられる。
更に品質の上での利点がある。もし最初から複数枚に分離して出荷したら次のような不都合が生じ得るからである。すなわち、利用者が複数枚の基板をどのように配置して利用するかによっては電子ノイズを拾いやすくなり、回路の動作が不安定となりやすい。これでは製造者・販売者は、個別の不具合に対処しなければならなくなる。やはり当初は、本考案のように１つの基板で完結していることが望ましい。その後利用者側で分割し、配置に工夫することによって、トータルのレイアウト面積の狭小化を図ることができる。

第１の実施形態の基板の分割前の状態の斜視図である。 第１の実施形態の基板の分割前の状態の正面図である。 第１の実施形態の基板の分割前の状態の平面図である 第１の実施形態の基板の分割前の状態の部分拡大図および断面図である。 第１の実施形態の基板を分割して部分基板同士を電気的に接続している状態を説明する図である。 第２の実施形態の基板の分割前の状態の平面図である。 第２の実施形態の基板の分割前の状態の部分拡大図および断面図である。 第３の実施形態の基板の分割前の状態の平面図である。 第３の実施形態の基板の分割前の状態の部分拡大図および断面図である。 第４の実施形態の基板の分割前の状態の平面図である。 第４の実施形態の基板の分割前の状態の部分拡大図および断面図である。 ３枚以上の部分基板に分割可能な基板を示す図である。

〔第１の実施形態〕
本考案の第１の実施形態について図１〜図５に従い説明する。
図１は分割前の基板１の斜視図である。基板１は一点鎖線Ｌ１を境界線として２つの部分基板２（２ａ、２ｂ）からなる。部分基板2ａ、２ｂは任意本数のプリント配線３により電気的に接続状態にある。また、各部分基板２はピンヘッダ４を備えている。これは、分離された部分基板２をケーブル等で電気的に接続させる場合、ケーブルコネクタを装着させるために使用される。なお基板１は樹脂等の絶縁基板５にコンデンサ、抵抗、ＩＣなどの電子部品を装着した状態で出荷するがこれらの図示は省略している。
部分基板２に分離する際、基板１を境界Ｌ１で割りやすくするために切れ込み溝６を設けるとともに、図２の正面図に示すように絶縁基板５の実装面の裏面側にＶカット溝７を設けている。これらの切れ込み溝６やＶカット溝７は、請求項２の「分割帯」に相当する。

図３は基板１の平面図であり、矩形Ｒ１で示す箇所を拡大した図を図４の左側に示す。
図４の右側は、拡大図のＡ−Ａ線の断面図である。部分基板２に割る場合、プリント配線３部分にカッターなどで切れ込みを入れ、Ｖカット溝７の場所で折るとよい。

基板１の使用方法の１例を説明する。
工場出荷の状態、つまり１枚の基板１の状態で制御対象の装置に接続して通電し、各種の実験をする。基板１に搭載されている制御用ＩＣにプログラムコードを入力したりパラメータを設定・更新したりして性能を確認した後、ターゲットとなる装置に基板１を格納する。しかし、例えば一の部分基板２は制御装置に、他の部分基板２は表示装置に格納することもある。あるいは装置内の基板を設置しうる面積が小さく部分基板に分離しなくては格納できないこともある。このような場合は、利用者は基板１を割って部分基板２に分離する。分離後も電気的な接続状態は維持しなくてはならないので、図５に示すように、ピンヘッダ４にコネクタ８を装着してケーブル９で部分基板２同士を接続することになる。
利用者は２枚の部分基板２ａ，２ｂに分離し、これら部分基板２ａ，２ｂを電気的に接続して用いても基板１と同等の効果を得ることができる。元の基板１を分離して使用することにより電子ノイズが入ったりすることがあるが、それは利用者が対処すべき問題である。

〔第２の実施形態〕
上記の第１の実施形態では、分割領域にプリント配線が張られているので剥がれたり、意図しない箇所でプリント配線が折れたりするおそれがある。以下、第２〜第４の実施形態は、かかる不都合が生じないように、基板を分割しやすくする工夫を施したものである。

第２の実施形態は請求項４に係る公安に対応するものである。
図６は、第２の実施形態の基板１０１を示す。図中、第１の実施形態と同一のものは同じ符号を用いる。
基板１０１は、部分基板１０２ａと１０２ｂとの境界をまたがる箇所にプリント配線をはらず、半田づけをした点で第１の実施形態と相違する。
図６の矩形部分Ｒ２を拡大した図を図７の左側に示す。図７の右側にはＢ−Ｂ線の断面図を示す。
部分基板１０２同士を接続するプリント配線１０３は部分基板１０２ａ側では境界Ｌ２の手前に端点１０３ａがあり、部分基板１０２ｂ側では境界Ｌ２の手前に端点１０３ｂがある。この端点１０３ａと１０３ｂの両者に半田１０４を付けることで導通する。

銅等のプリント配線に使われる金属に比べて柔らかい半田は割れたり剥がれたりしやすい。そのため、部分基板１０２同士を分離する場合、Ｖカット溝７の箇所で基板１０１を２つに割ろうとするとき、半田１０４の箇所で割れ、プリント配線１０３が予期しない箇所で折れることを回避できる。半田１０４の表面にカッターなどで切り込みを入れておくならば、さらに割りやすくなる。
なお、半田の変わりに導電性ペーストを用いてもよい。
部分基板１０２に分離後は、ピンヘッダ４にコネクタを装着してケーブルで部分基板１０２同士を接続することにより１枚の基板１０１と同等の効果が得られる点は、第１の実施形態と同様である。これは下記の第３、第４の実施形態でも同様である。

〔第３の実施形態〕
第３の実施形態は請求項５に係る考案に対応するものである。
図８は、第３の実施形態の基板２０１を示す。図中、第１の実施形態と同一のものは同じ符号を用いる。
基板２０１は、部分基板２０２ａと２０２ｂとの境界Ｌ３をまたがる箇所をアイレットパターン２０３としている点で第１の実施形態と相違する。このアイレットパターンは基板のエッチング等の過程で生成されるので、半田付けを行う第２の実施形態のように余分な工程を必要としない。

図８の矩形部分Ｒ３を拡大した図を図９の左側に示す。図９の右側にはＣ−Ｃ線の断面図を示す。
部分基板２０２同士を接続するプリント配線２０４は部分基板２０２の境界Ｌ３の箇所でアイレットパターン状になっている。他のプリント配線部分２０４よりもアイレットパターン部分２０３はプリント配線の幅が細くなっているので、基板２０１を割って部分基板２０２に分離する場合、この部分でプリント配線が切れやすい。
しかも、アイレットパターン２０３の内側は基板を貫通するホール２０５になっているので、Ｖカット溝７との相乗効果で一層割りやすい。
アイレットパターン２０３のプリント配線部分の表面にカッターなどで切り込みを入れておくならば、さらに割りやすくなることは言うまでもない。

〔第４の実施形態〕
第４の実施形態は請求項６に係る考案に対応するものである。
図１０は、第４の実施形態の基板３０１を示す。図中、第１の実施形態と同一のものは同じ符号を用いる。
基板３０１は、部分基板３０２ａと３０２ｂとの境界Ｌ４をまたがる箇所にはそのままプリント配線を繋げず、別途導線３０３を渡して部分基板３０２同士を電気的に接続している点で第１の実施形態と相違する。
図１０の矩形部分Ｒ４を拡大した図を図１１の左側に示す。図１１の右側にはＤ−Ｄ線の断面図を示す。
部分基板３０２同士を接続するプリント配線３０４は部分基板３０２ａ側では境界Ｌ４の手前に端点３０４ａがあり、部分基板３０２ｂ側では境界Ｌ４の手前に端点３０４ｂがある。この端点３０４ａと３０４ｂの両者に導線３０３の両端部を半田３０５で接続する。

部分基板３０２同士を分離する場合、導線３０３をニッパーなどで切断しておきＶカット溝７の箇所で基板３０１を２つに割ると容易に分離できる。なお、導線３０３の代わりに抵抗値が０に近い部品を用いてもよい。

〔その他の実施形態〕
上記の実施形態はいずれも例示であり、他にも種々の変形が考えられる。以下にいくつかの変形例を列挙する。
上記の実施形態では、１枚の基板が２枚の部分基板に分割しても同等の効果を奏することを特徴とするが、分割枚数は２枚に限らず３枚以上も可能である。図１２に示す基板５０１は、３枚の部分基板５０２ａ,５０２ｂ、５０２ｃに分割でき、分離後の３枚を電気的に接続すれば基板５０１と同等の効果を奏する。
上記の実施形態では実装面の裏面にのみＶカット溝が設けられていたが、実装面に設けてもよい。たとえば、第２および第４の実施形態は実装面にもＶカット溝があれば、一層部分基板に割りやすくなる。
上記の実施形態では、切れ込み溝６とＶカット溝７を分割帯として用いたが、ミシン目のような小穴を境界線上に設けてもよい。
このように様々な変形が可能であるが、要は工場出荷時の１枚の基板を利用者側で２枚以上の部分に分割可能であり、分割前と分割後とで同等の機能を有するということが重要なのである。

実験や試作用途では、最初は１枚の基板で十分であるが、設備や製造の都合で基板を分割する必要に迫られることがある。既存の発明では、このような場合に別途基板を製造あるいは入手する必要があるが本考案では最初に利用した基板をそのまま分割して利用できる。したがって、ある程度の知識の有る利用者にとって使い勝手のよい基板、特に実験用・試作用の基板として需要が見込めると期待される。

１：基板、２（２ａ、２ｂ）：部分基板、４：ピンヘッダ、
６：切れ込み溝、７：Ｖカット溝、８：ケーブルコネクタ、９；ケーブル、
１０１：基板、１０２（１０２ａ、１０２ｂ）：部分基板、
１０３：プリント配線、１０４：半田、
２０１：基板、２０２（２０２ａ、２０２ｂ）：部分基板、
２０３：アイレットパターン、２０４：プリント配線、
３０１：基板、３０２（３０２ａ、３０２ｂ）：部分基板、
３０３：導線、３０４：プリント配線、
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４：部分基板同士の境界

Claims (6)

1. １枚で完結した機能を有する基板であって、
   電気的に接続している２枚以上の部分基板からなり、
   これら２枚以上の部分基板は分割可能であり、
   分割後も部分基板同士が電気的に再接続されることによって１枚の基板と同等な前記完結した機能を有することを特徴とする分割可能な基板。
2. 前記２枚以上の部分基板は、前記１枚の基板に設けられた分割帯を切断することによって分割され、
   前記分割帯にはＶカット溝、切れ込み溝を含みうることを特徴とする請求項１に記載の分割可能な基板。
3. 前記２枚以上の部分基板はそれぞれ接続端子を備え、接続端子間を電気的接続手段で再接続状態とすることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の分割可能な基板。
4. 分割前の前記２枚以上の部分基板は、隣接する部分基板同士の境界部分に半田付けや導電性ペーストを用いて導通していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の分割可能な基板。
5. 分割前の前記２枚以上の部分基板は、隣接する部分基板同士の境界部分のプリント配線を切断しやすい形状に加工したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の分割可能な基板。
6. 分割前の前記２枚以上の部分基板は、隣接する部分基板同士の境界部分に導線又は抵抗値が０の部品を用いて導通したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の分割可能な基板。

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