JP3901868B2 - 電子部品実装用基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のヘッドライト、ワイパー、モータ等のように大電流負荷を制御する電子制御機器等に用いられる電子部品を実装するための電子部品実装用基板及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の大電流を負荷とする電子制御機器等に用いられる電子部品を実装するための電子部品実装用基板には、ガラスエポキシ基板のパターン厚を厚くした基板やガラスエポキシ基板に黄銅、銅等をパターンカットしたものを貼り付けた基板等が使用されていた。しかし、これらの基板は、コスト、基板面積等の観点から十分満足できる基板ではなかった。
【０００３】
そこで、これらの点を改善した基板として、回路パターン部を絶縁性の樹脂で被覆した電子部品実装用基板が提案されている。
【０００４】
図１１は、電子部品を実装した状態の従来の電子部品実装用基板を示す斜視図であり、図１２は、電子部品を実装していない状態の従来の電子部品実装用基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【０００５】
図１１及び図１２に示すように、従来の電子部品実装用基板は、黄銅等の金属で作られた導電板を打ち抜いて形成された回路パターン部４０（図１２（Ｃ）参照）と、その回路パターン部４０の両側部を直角に折り曲げて複数個形成された第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２と、第１の雄型端子部４１の中間部分を絶縁性の樹脂で被覆した第１の被覆部４３と、第２の雄型端子部４２の中間部分を絶縁性の樹脂で被覆した第２の被覆部４４と、回路パターン部４０の表裏両側の全体を絶縁性の樹脂で被覆した第３の被覆部４５と、を有する。
【０００６】
第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２は、電源供給線や負荷装置との接続線、他の電子制御装置等との接続用コネクタとして用いられる。
【０００７】
第１の被覆部４３及び第２の被覆部４４は、それぞれ第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２のアライメント補正と端子強度を保つために設けられている。
【０００８】
第３の被覆部４５には、例えばリレー部品やハイブリッド基板等の実装すべき電子部品４６と回路パターン部４０とを電気的に接続するために複数の開口部４７が形成されている（図１２（Ａ）参照）。
【０００９】
次に、従来の電子部品実装用基板の製造方法を説明する。まず、導電板をプレス機で所望の回路パターン部４０となるようにプレス金型で打ち抜き、同時に、各種電子部品実装用のスルーホール、第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２も打ち抜く。なお、回路パターン部４０はばらばらにならないように、ブリッジ部分によって全ての回路がつながれている。
【００１０】
次いで、前述の打ち抜いた中間品をインサートモールド金型にセットして、金型のキャビティに絶縁性の樹脂を注入して、第１の雄型端子部４１の中間部分、第２の雄型端子部４４の中間部分及び回路パターン部４０の表裏両側に、それぞれ第１の被覆部４３、第２の被覆部４４及び第３の被覆部４５を形成する。
【００１１】
次いで、必要に応じて、回路パターン部４０の回路同士を繋げていたブリッジ部分を切断する。
【００１２】
最後に、曲げ金型を用いて、第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２を直角に折り曲げる。以上の工程により、従来の電子部品実装用基板が完成する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子部品実装用基板には、次のような課題があった。
（１）第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２の曲げ部分には、樹脂を被覆していないため、電子部品の実装エリアが狭くなる。そのため、多くの電子部品４６を実装する場合には、実装エリアを広くしなければならず、基板が大型化する。
（２）第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２の曲げ部分には、樹脂を被覆していないため、水分等の付着によるリークが発生するおそれがある。実際には、コーティングを行ってリークの発生を防止しているが、曲げ部分をコーティングすることは難しく、コーティング材が回路パターン部４０にたれて、接触不良を起こす場合がある。
（３）被覆部が３つに分かれているため、被覆部の形成の際に、樹脂を注入するためのゲートを少なくとも３箇所以上設けた金型を用意する必要があり、金型のコストが高くなる。
（４）第１の雄型端子部４１及び第２の雄型端子部４２の曲げ工程を、樹脂モールド工程の後に行うため、電子部品実装用基板を製造する際の製造工程数が増え、また、曲げ専用の曲げ金型を必要とするため、金型費が増えてコストアップの要因となる。
【００１４】
本発明の目的は、電子部品の実装エリアを広くし、小型化を図ることができ、かつリークの発生を防止し、低コストな電子部品実装用基板を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、従来よりも製造工程数を減らし、低コストで製造することができる電子部品実装用基板の製造方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品実装用基板の製造方法は、順送金型上に置かれた導電板をプレスで打ち抜いて、回路パターン部及び接続用端子部を形成するとともに、前記同じ順送金型によって、順送りされた前記導電板の接続用端子部を折り曲げる工程と、前記回路パターン部の全体と接続用端子部の基端部分とに、絶縁性の樹脂でモールド成形し、電子部品と前記回路パターン部を実装する箇所には接続するための開口部を備えた被覆部を一体に形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【００２２】
前記回路パターン部の回路同士を繋ぐブリッジ部分を切断する工程を有してもよい。
前記接続用端子部を所望の厚さになるように潰し加工を行う工程を有してもよい。
【００２３】
本発明の電子部品実装用基板によれば、被覆部が回路パターン部の全体と接続用端子部の基端部分とを一体に被覆しているので、接続用端子部の固定、接続用端子部間のアライメント補正、接続用端子部の補強が従来よりも良好になる。
【００２４】
また、接続用端子部の曲げ部分を被覆部で被覆することにより、水分等の付着によるリークの発生を防止することができる。さらに、接続用端子部の曲げ部分を被覆部で被覆することにより、回路パターン部の全面を電子部品の実装エリアに使用することができる。
【００２５】
本発明の電子部品実装用基板の製造方法によれば、回路パターン部の打ち抜きと接続用端子部の曲げ加工とを同じ工程で行うため、接続用端子部を曲げるための専用の曲げ金型が不要となり、さらに、接続用端子部の曲げ工程を特別に設ける必要がなくなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図１０を参照しながら説明する。図１は、電子部品を実装した状態の本発明の電子部品実装用基板を示す斜視図、図２は、電子部品を実装していない状態の本発明の電子部品実装用基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図、図３（Ａ）乃至（Ｄ）は接続用端子部を説明するための説明図、図４は被覆部に形成された開口部を説明するための断面図、図５は、本発明の電子部品実装用基板に電子部品を実装した状態を示す断面図である。
【００２７】
図１及び図２に示すように、本発明の電子部品実装用基板は、全体として略コ字状に形成され、導電板を打ち抜いて形成された略方形の回路パターン部１（図２（Ｃ）参照）と、その回路パターン部１の対向する両側部を略直角に折り曲げて形成された複数の第１の雄型端子部２及び第２の雄型端子部３と、絶縁性の樹脂で作られ、回路パターン部１の全体と第１及び第２の雄型端子部２，３の基端部分とを一体に被覆した被覆部４と、を有する。
【００２８】
回路パターン部１は、ガラスエポキシ基板等のプリント基板の回路パターンに相当するパターンを有し、各種の電子部品５を実装することで所望の機能を有するように、パターン設計されている。電子部品５の実装位置の回路パターン部１には、図４に示すようにスルーホール１ａ及びランド１ｂが設けられ、電子部品５の半田付けを可能としている。なお、回路パターン部１は、例えば厚さ０．８ｍｍの７：３黄銅で作られ、半田付け性を良好にするため、スズメッキを施しているのが好ましい。
【００２９】
第１の雄型端子部２及び第２の雄型端子部３は、負荷電流値によって端子部サイズを設定している。例えば、５Ａクラスの負荷電流値を扱う場合には、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、０９０サイズの雄型端子部６が用いられる。この雄型端子部６のサイズは例えば幅（Ｗ）２．３ｍｍ、厚さ（Ｔ）０．６４ｍｍ、高さ（Ｈ）１０．８ｍｍである。また、１０Ａクラスの負荷電流値を扱う場合には、図３（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、１８７サイズの雄型端子部７が用いられる。この雄型端子部７のサイズは、幅（Ｗ）４．８ｍｍ、厚さ（Ｔ）０．８ｍｍ、高さ（Ｈ）１１．６ｍｍである。
【００３０】
なお、７：３黄銅条の厚さ０．８ｍｍの回路パターン部１の場合、０９０サイズの雄型端子部６を得るためには、潰し加工が必要となる。つまり、厚さ（Ｔ）０．８ｍｍの黄銅条を厚さ０．６４ｍｍになるように潰し加工を行う必要がある。
【００３１】
なお、第１の雄型端子部２及び第２の雄型端子部３においても、回路パターン部１と同様に、７：３黄銅で作られ、スズメッキを施している。
【００３２】
被覆部４は、回路パターン部１及び第１及び第２の雄型端子部２，３の表裏両側に形成されている。また、図４に示すように、回路パターン部１のスルーホール１ａ及びランド１ｂの位置には、電子部品５を実装する表側の被覆部４に第１の開口部８が形成され、裏側の被覆部４に外部に向かって幅広になるテーパ状の第２の開口部９が形成されている。被覆部４は、回路パターン部１の固定、回路パターン部１間の絶縁、第１及び第２の雄型端子部２，３の固定、補強の役割を有し、さらに、後述するように裏側の被覆部４においては、半田付け作業で半田が不要に流れてしまうのを防止するためのレジストの役割を有する。
【００３３】
被覆部４に用いられる絶縁性の樹脂としては、耐熱性と樹脂モールド後の熱収縮率、つまり寸法精度の許容差の観点から選択され、高い耐熱性と高い寸法精度が要求される場合にはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等が用いられる。また、耐熱性だけが要求される場合には、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ナイロン等が用いられる。また、被覆部４の樹脂の厚さは、半田付けのし易さの観点からできるだけ薄くすることが好ましく、例えば、１．１ｍｍ程度に形成される。
【００３４】
本発明の電子部品実装用基板に電子部品５を実装する場合には、図５に示すように、被覆部４の第１の開口部８の位置に電子部品５を搭載し、電子部品５のリード部５ａを第１の開口部８及び回路パターン部１のスルーホール１ａに挿入し、第２の開口部９側から回路パターン部１に半田付けする。半田付けは、例えばロボットハンドの先端に半田ごてを取り付け、自動制御により行われる。その際、第２の開口部９が、外部に向かって幅広になるテーパ状に形成されているので、半田ごての先端部を回路パターン部１の裏側のランド１ｂに容易に接触させることができる。また、第２の開口部９の側壁により、半田１０が不要に流れてしまうことを防止でき、フィレットの形状も良好になる。
【００３５】
本発明の電子部品実装用基板によれば、被覆部４が回路パターン部１の全体と第１及び第２の雄型端子部２，３の基端部分とを一体に被覆しているので、雄型端子部２，３の固定、雄型端子部２，３間のアライメント補正、雄型端子部２，３の補強が従来よりも良好になる。
【００３６】
また、雄型端子部２，３の曲げ部分を被覆部４で被覆することにより、水分等の付着によるリークの発生を防止することができる。その結果、信頼性の高い電子部品実装用基板を提供することができる。
【００３７】
さらに、雄型端子部２，３の曲げ部分を被覆部４で被覆することにより、回路パターン部１の全面を電子部品５の実装エリアに使用することができ、多くの電子部品５を実装できるとともに、基板の小型化を図ることができ、電子部品実装用基板の低コスト化にもつながる。
【００３８】
次に、本発明の電子部品実装用基板の製造方法について、図６乃至図８を参照して説明する。
【００３９】
まず、図６に示すように、黄銅板をプレス機で所望の回路パターン部１となるようにプレス金型で打ち抜き、同時に、各種電子部品実装用のスルーホール１ａと第１及び第２の雄型端子部２，３も打ち抜く。さらに、第１及び第２の雄型端子部２，３を９０度に曲げ加工を行い、全体として断面略コ字状の中間品を形成する。
【００４０】
打ち抜き及び曲げ加工においては順送金型を用いる。その際、受け金型の上に黄銅板を置き、プレス金型で順にプレスして回路パターン部１を打ち抜き、さらに、同じプレス金型を用いて曲げ加工を行う。従って、専用の曲げ金型が不要となる。
【００４１】
なお、回路パターン部１はばらばらにならないように、ブリッジ部分１８によって全ての回路が繋がれている。また、回路パターン部１には、順送金型に対する位置決めのために用いられる突出部１１が形成される。さらに、複数の第１及び第２の雄型端子部２，３の先端には、長手方向に整列させるための支持部１２が形成される。
【００４２】
次いで、図６の中間品を図７に示すインサートモールド金型１３にセットして、金型１３のキャビティに絶縁性の樹脂１４を注入して、被覆部４を形成する。
【００４３】
次いで、必要に応じて回路パターン部１の回路同士を繋げていたブリッジ部分１８を切断する。図８（Ａ）に示すように、ブリッジカットする部分の表側及び裏側の被覆部４にはそれぞれ開口部１５が形成されている。そして、図８（Ｂ）に示すように、裏側の開口部１５に受け部材１６をセットして、表側の開口部１５を介して断面が丸形状又は方形状のパンチ刃１７をブリッジ部分１８に押圧することにより、図８（Ｃ）に示すように、ブリッジ部分１８を切断する。受け部材１６は、ブリッジ部分１８を切断した際の回路パターン部１の変形を防止するためにも用いられる。なお、ブリッジカット用の開口部１５は、第１の開口部８及び第２の開口部９とともに、前述したモールド成形により予め被覆部４に形成されている。
【００４４】
また、必要に応じて突出部１１及び支持部１２も分断金型により切断する。
【００４５】
以上の工程により、本発明の電子部品実装用基板が完成する。
【００４６】
本発明の電子部品実装用基板の製造方法によれば、回路パターン部１の打ち抜きと雄型端子部２，３の曲げ加工とを同じ工程で行うため、雄型端子部２，３を曲げるための専用の曲げ金型が不要となり、さらに、雄型端子部２，３の曲げ工程を特別に設ける必要がなくなる。その結果、電子部品実装用基板を低コストで製造することが可能となる。
【００４７】
図９は、本発明の他の実施の形態を説明するための正面図である。図９に示すように、この実施の形態２０では、雄型端子部２が電子部品実装用基板の一辺にのみ有しており、全体として略Ｌ字状に形成されている。
【００４８】
図１０は、本発明のさらに他の実施の形態を説明するための平面図である。図１０に示すように、この実施の形態では、電子部品５から発生した熱を放熱するための放熱用フィン３０が雄型端子部２，３とは別の辺の側部に取り付けられている。放熱用フィン３０は回路パターン部１の一番外側のパターンを伸ばして放熱フィンとして形成される。放熱フィン３０には、外部の放熱板や冷却装置等に取り付けるためのネジ孔３０ａが形成されている。なお、前述した突出部１１を切断しないで、放熱フィン３０として用いてもよい。
【００４９】
放熱用フィン３０は、１辺の側部のみに設けられてもよく（図１０（Ａ）参照）、両辺の側部に設けられてもよい（図１０（Ｂ）参照）。また、１辺の側部に複数の放熱フィン３０を設けてもよい。
【００５０】
なお、この放熱フィン３０を備えた回路パターン部１の部分は、グランドであることが望ましいが、グランド以外の大電流の流れる回路パターン部１でもよい。また、放熱フィン３０は、樹脂でモールドしてもよく、樹脂でモールドしていなくてもよい。
【００５１】
本発明は、上記実施の形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範囲内において、種々の変更が可能である。従って、回路パターン部１、第１及び第２の雄型端子部２，３、被覆部４、開口部８，９，１５、放熱フィン３０の寸法、形状、構造、材質等は例示であり、適宜変更することが可能である。
【００５２】
例えば、回路パターン部１や第１及び第２の雄型端子部２，３を作る導電板は、負荷電流値による発熱量の観点から選択され、例えば黄銅以外に純銅を使用してもよい。また、メッキについても、スズメッキの他に、例えば銀メッキ、半田メッキ等を用いてもよく、これらは、半田付け性と半田付けの信頼性の観点から選択される。
【００５３】
また、回路パターン部１の厚さは、０．８ｍｍとしているが、負荷電流値によっては、０．６４ｍｍ、０．３２ｍｍ等とすることも可能であり、使用する用途によって適宜変更される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の電子部品実装用基板によれば、被覆部が回路パターン部の全体と接続用端子部の基端部分とを一体に被覆しているので、接続用端子部の固定、接続用端子部間のアライメント補正、接続用端子部の補強が従来よりも良好になる。
【００５５】
また、接続用端子部の曲げ部分を被覆部で被覆することにより、水分等の付着によるリークの発生を防止することができる。その結果、信頼性の高い電子部品実装用基板を提供することができる。
【００５６】
さらに、接続用端子部の曲げ部分を被覆部で被覆することにより、回路パターン部の全面を電子部品の実装エリアに使用することができ、多くの電子部品を実装できるとともに、基板の小型化を図ることができ、電子部品実装用基板の低コスト化にもつながる。
【００５７】
本発明の電子部品実装用基板の製造方法によれば、回路パターン部の打ち抜きと接続用端子部の曲げ加工とを同じ工程で行うため、接続用端子部を曲げるための専用の曲げ金型が不要となり、さらに、接続用端子部の曲げ工程を特別に設ける必要がなくなる。その結果、電子部品実装用基板を低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子部品を実装した状態の本発明の電子部品実装用基板を示す斜視図である。
【図２】電子部品を実装していない状態の本発明の電子部品実装用基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｄ）は雄型端子部を説明するための説明図である。
【図４】被覆部に形成された開口部を説明するための断面図である。
【図５】本発明の電子部品実装用基板に電子部品を実装した状態を示す断面図である。
【図６】導電板を打ち抜いて形成された回路パターン部の一部を折り曲げて雄型端子部を形成した状態を示す斜視図である。
【図７】被覆部を形成するために用いられる金型を示す断面図である。
【図８】（Ａ）乃び（Ｃ）はブリッジカット工程を説明するための説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態を説明するための正面図である。
【図１０】（Ａ）乃び（Ｂ）は本発明のさらに他の実施の形態を説明するための平面図である。
【図１１】電子部品を実装した状態の従来の電子部品実装用基板を示す斜視図である。
【図１２】電子部品を実装していない状態の従来の電子部品実装用基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【符号の説明】
１：回路パターン部
２：第１の雄型端子部
３：第２の雄型端子部
４：被覆部
５：電子部品
１ａ：スルーホール
１ｂ：ランド
８：第１の開口部
９：第２の開口部
１０：半田
１１：突出部
１２：支持部
１３：インサートモールド金型
１４：絶縁性の樹脂
１８：ブリッジ部分
３０：放熱用フィン

Claims (3)

1. 順送金型上に置かれた導電板をプレスで打ち抜いて、回路パターン部及び接続用端子部を形成するとともに、前記同じ順送金型によって、順送りされた前記導電板の接続用端子部を折り曲げる工程と、
   前記回路パターン部の全体と接続用端子部の基端部分とに、絶縁性の樹脂でモールド成形し、電子部品と前記回路パターン部を実装する箇所には接続するための開口部を備えた被覆部を一体に形成する工程と、
   を有することを特徴とする電子部品実装用基板の製造方法。
2. 前記回路パターン部の回路同士を繋ぐブリッジ部分を切断する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装用基板の製造方法。
3. 前記接続用端子部を所望の厚さになるように潰し加工を行う工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品実装用基板の製造方法。

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