JP5871704B2 - 配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車の電子機器等に好適に用いることができる配線基板に関するものである。

従来、配線基板に関する技術として、例えば、特許文献１に開示された車両用の電源装置が存在する。この車両用の電源装置では、金属ロッドからなるハードワイヤーを介してパワー基板と制御基板とを電気的接続しつつ一体的に連結している。あるいは、パワー基板にコネクタを設けて制御基板がコネクタに挿入されてパワー基板と制御基板が連結されている。

別の従来技術としては、例えば、特許文献２に開示されたプリント基板間の接続構造が知られている。このプリント基板間の接続構造では、第１のプリント基板は、絶縁板と上下一対のランドと、上下一対のランドを貫通する貫通孔を備えており、第２のプリント基板は、絶縁板と絶縁板の一端縁に突設された接栓端子部を有している。この接栓端子部は、第１のプリント基板の貫通孔に嵌合可能な突起と、突起の一面側に設けられた接続電極パターンとから成る。第１のプリント基板の貫通孔に第２のプリント基板の接栓端子部を嵌合してから下面側のランドと接続電極パターンを半田接続することで、第１のプリント基板に対して第２のプリント基板を一定の交差角度を持って電気的機械的に接続される。

さらに、別の従来技術としては、例えば、特許文献３に開示された基板の連結構造が存在する。基板の連結構造では、雄と雌のいずれか一方の基板に実装されたコネクタに、他方の基板との連結時の案内となる所定の長さを有するガイド部が備えられ、他方の基板にガイド部と対応する位置にガイド部が貫通する切欠部が備えられる。ガイド部を切欠部に貫通させたときに、雄と雌のコネクタが相対向する位置に定まり、雄と雌のコネクタ接続時の作業性が向上する。

さらに、別の従来技術としては、例えば、特許文献４に記載されたプリント基板の保持構造を挙げることができる。このプリント基板の保持構造では、下側基板に実装された雄コネクタの両側部には、それぞれ頭部を有する突起が設けられる。一方、上側基板に実装された雌コネクタの両側方の、各頭部と対向する部位には、それぞれ孔が形成される。各孔の径は、それぞれ頭部の大きさより小さく、頭部が弾性変形することによって、頭部が孔に着脱自在に嵌合可能になっている。このことにより、下側基板と上側基板との着脱作業を、工具を用いずに容易に行える。

特開２００９−３３８８２号公報。 特開２００１−５７４６５号公報。 特開２００８−１０５９２号公報。 特開平５−２１８６６９号公報。

しかしながら、特許文献１、３、４に開示された従来技術では、基板同士の接続や位置決めのためにハードワイヤー、コネクタ、ガイドおよび突起等の別部材をいずれも必要とする問題がある。別部材を用いる場合、例えば、部品点数の増大や組み付け時間が余分に必要となり配線基板の製造コストが増大するほか、別部材を取り付けるスペースが基板等に必要となり、配線基板の小型化が妨げられる。

一方、特許文献２では、別部材を必要とせずに基板同士の接続を可能とするが、一方の基板の一端縁に突設された接栓端子部を他方の基板の貫通孔に嵌合するため、基板間において一定の交差角度を必要とし、例えば、夫々の基板面が互いに平行となるような両基板の位置決めは不可能である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、部品点数を増やすことなく他部材との接続が可能であって、接続先の他部材に対して向きの制約を受けず位置決めを行うことができる配線基板の提供にある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、金属板により形成された配線パターンと前記配線パターンの裏面に接着剤により接合される絶縁層を有する配線基板であって、前記絶縁層は、当該絶縁層の一方の層面から他方の層面へ開口する開口部を備え、前記配線パターンは、前記絶縁層と接合するパターン接合部と、前記パターン接合部から前記絶縁層の前記開口部へ延設され、前記開口部の端縁からはみ出るパターン延設部を備え、前記パターン延設部を屈曲することで前記パターン延設部の一部が前記絶縁層又は前記パターン接合部の最外面より突出可能な接続端子を設け、前記パターン接合部には凹状の実装パッドが形成されており、前記パターン延設部の表面には屈曲される部分に凹部が形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、配線パターンと絶縁層との接合後にパターン延設部を屈曲することにより、絶縁層又はパターン接合部の最外面より突出される接続端子を形成することができる。このため、部品点数を増やすことなく配線パターンの一部を接続端子として用いることができる。また、パターン延設部の屈曲により接続端子を形成することから、接続端子は接続先の他部材に対する向きの制約を受けにくい。さらに、配線パターンに実装パッドとしての凹部が形成されていることから、配線パターンに電子部品を表面実装することができる。

また、屈曲前のパターン延設部にはスプリングバック防止の凹部が形成されているから、パターン延設部が屈曲されても凹部により接続端子のスプリングバックが防止される。
また、開口部の周囲にパターン接合部が位置するため、接続端子が他部材と干渉しにくく、接続端子を保護し易い。屈曲前のパターン延設部は開口部内に位置するから、屈曲前の配線基板を搬送させ易くなる等、製作時における配線基板の取り扱いが容易となる。

請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載の配線基板において、前記凹部は、ストライキングまたは楔溝であってもよい。この場合、ストライキングまたは楔溝は加工により施されるから、部品点数を増やすことなく接続端子のスプリングバック防止を図ることができる。

請求項３に記載の発明のように、請求項１又は２に記載の配線基板において、前記接続端子は、前記絶縁層に固定される一つの区画の配線パターンと他の一つの区画の配線パターンとを結ぶジャンパ線を構成してもよい。この場合、接続端子により、絶縁層に固定される一つの区画の配線パターンと他の一つの区画の配線パターンとを結ぶことができる。

請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の配線基板において、前記ジャンパ線を構成する接続端子は、前記一つの区画の配線パターンおよび他の一つの区画の配線パターンとは異なる配線パターンに対し一定の距離だけ離れた状態で架橋している構成とする。この場合、ジャンパ線を構成する接続端子が、一つの区画の配線パターンおよび他の一つの区画の配線パターンとは異なる配線パターンに対し一定の距離だけ離れた状態で架橋しており、ジャンパ線を構成する接続端子と、一つの区画の配線パターンおよび他の一つの区画の配線パターンとは異なる配線パターンとを確実に絶縁させることができる。

請求項５に記載の発明のように、請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線基板において、前記接続端子は、半田により他部材と接続されてもよい。この場合、接続端子と他部材は半田により接続される。このため、接続端子と他部材との導通を図ることができる。

請求項６に記載の発明のように、請求項５に記載の配線基板において、前記パターン延設部の側部は前記接続端子の先端に向かって前記パターン延設部の幅が狭くなるテーパー部を有してもよい。この場合、パターン延設部が有するテーパー部は、接続先となる他部材に対して接続端子を案内するガイド機能を果す。テーパー部が接続端子を案内することにより、接続端子は他部材と接続しやすくなる。なお、テーパー部による接続端子の案内は、他部材の被接続部を案内するような接続端子の相対的な案内も含まれる。

請求項７に記載の発明のように、請求項５又は６に記載の配線基板において、前記パターン延設部には、前記接続端子の先端部よりも幅が広くなる幅広部を有してもよい。この場合、パターン延設部が有する幅広部は、接続端子が他部材と接続された状態で他部材を支持することができる。このため、他部材を支持するための部材を別に設ける必要がない。

本発明によれば、部品点数を増やすことなく他部材との接続が可能であって、接続先の他部材に対して向きの制約を受けず位置決めを行うことができる配線基板を提供することができる。

第１実施形態に係る配線基板と別基板との接続構造を示す縦断面図である。 第１実施形態に係る配線基板の平面図である。 図２のＡ−Ａ線矢視図である。 （ａ）〜（ｃ）は第１実施形態の係る配線基板の製造工程を示す縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は第１実施形態に係る配線基板の製造工程を示す縦断面図であり、（ｃ）は配線基板と別基板との接続工程を示す縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は第２実施形態に係る配線基板を示す縦断面図である。 （ａ）、（ｂ）は第３実施形態に係る配線基板を示す縦断面図である。 （ａ）は別例における配線基板の平面図、（ｂ）は配線基板の側面図、（ｃ）は配線基板の正面図である。 （ａ）は別例における配線基板の平面図、（ｂ）は配線基板の側面図である。 別例における配線基板の正面図である。 別例における配線基板の一部正面部である。 別例における配線基板の一部正面部である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る配線基板について、図面を参照して説明する。図１に示す本実施形態に係る配線基板１０は、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車の高出力モータの制御基板等により制御されるパワー基板である。配線基板１０は、筐体（図示せず）上に絶縁性の放熱シート等を介して固定されている。この配線基板１０では、図１に示すように、絶縁層１１の表面側に対して板状の表面側配線パターン１３が接着シート（図示せず）により固定されている。また、絶縁層１１の裏面側に対して裏面側配線パターン２１が接着シート（図示せず）により固定されている。つまり、配線基板１０は絶縁層１１、表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１の一体化により形成されている。図１に示す配線基板１０は、接続端子Ｔを介して他部材としての基板２５と接続されている。

配線基板１０における絶縁層１１は、ガラスクロス等の芯材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを硬化させて構成されている。絶縁層１１の厚さは例えば０．４〜４．０ｍｍ、より好ましくは０．５〜０．８ｍｍに設定されている。絶縁層１１は、絶縁層１１の一方の層面（表面）から他方の層面（裏面）へ開口する方形状の開口部１２を備えており、開口部１２は絶縁層１１のプレスによる打ち抜きにより形成されている。

配線基板１０に用いる接着シートとしては、エポキシ系接着剤を主成分とする接着シートが採用されており、エポキシ系接着剤は他の接着剤と比較して接着性、熱伝導性、絶縁性に優れる。接着シートの厚さは１００μｍ以下、より好ましくは４０〜５０μｍに設定されている。なお、接着シートの接着剤としては、上述のようにエポキシ系接着剤を採用することに限らず、例えば、他の接着剤としてシリコーン系接着剤を採用してもよいし、ガラス繊維が入っていないプリプレグを接着剤として採用してもよい。また、接着シートだけでなく塗布タイプの接着剤を用いて絶縁層１１に対して表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１を固定することも妨げない。

配線パターンとしての表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１は、素材となる銅板の打ち抜きプレス加工により形成されている導体板である。各配線パターン１３、２１の厚さは、例えば、０．４〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍの銅板に所定のパターンを打ち抜きプレス加工して構成されている。本実施形態では、大電流（例えば５０〜１８０Ａ）に対応可能な板状の回路パターンとして所定の板厚の金属板が採用されている。ここで、本実施形態で定義する金属板とは、打ち抜き加工が可能で、外力を加えることなく形状の維持可能な厚みの板状体を意味する。さらに言うと、本実施形態で定義する金属板の概念は、エッチング加工を必要とする自ら形状を維持し得ないものを除く概念である。なお、各配線パターン１３、２１は、銅板により構成されることに限らず、例えば、アルミニウム板等の導電性の材料により構成されてもよい。また、配線基板１０は、大電流用に使用することに限らず、微弱電流用（数ｍＡ）に使用してもよい。

図１および図２に示すように、表面側配線パターン１３は、絶縁層１１と重畳するパターン接合部１４と、パターン接合部１４から絶縁層１１の開口部１２側へ延設されるパターン延設部１５を備えている。パターン接合部１４は絶縁層１１に対して接着シートにより固定されている部位である。パターン延設部１５は、絶縁層１１に接合されない非重畳となる部位であり、屈曲により表面側配線パターン１３における接続端子Ｔを形成する。

図３に示すように、パターン延設部１５は、パターン接合部１４側に連通する基部１６と基部１６よりも幅小の先端部１７を有しており、基部１６と先端部１７との間には段差１８が形成されており、段差１８は基板２５を支持し、配線基板１０と基板２５との所定距離を維持する。基部１６は先端部１７よりも幅が広くなる幅広部に相当する。また、基部１６において屈曲される部分である屈曲予定箇所には、スプリングバック防止の形状補正のための凹部としてのストライキング２０が形成されており、凹部としてのストライキング２０は表面側配線パターン１３の打ち抜きプレス加工時に形成される。パターン延設部１５における先端部１７の側部は、隅部を面取りしたテーパー部１９を有する。テーパー部１９は、先端へ向かうにつれて先端部１７の幅が狭くなるように形成され、接続先となる基板２５の接続先に対して接続端子Ｔを相対的に案内するガイド機能を有する。

パターン延設部１５における基部１６の長手方向の途中から直角に屈曲されることにより、パターン延設部１５の先端が上方へ向かい、配線基板１０の基板面であって表面側配線パターン１３の最外面である表面より突出される。パターン延設部１５の屈曲は、絶縁層１１、表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１の一体化の後に行われる。パターン延設部１５の屈曲箇所を屈曲位置Ｐすると、パターン延設部１５は、基端から屈曲位置Ｐまでの無変位部分と、屈曲位置Ｐから先端までの屈曲変位部分を備える。無変位部分は基部１６の一部から形成され、屈曲変位部分は基部１６の残り部分と先端部１７から形成される。本実施形態では、パターン延設部１５における屈曲変位部分の長さ（高さ）を２．０ｍｍとしているが、屈曲変位部分の長さは配線基板１０や基板２５の条件に応じて自由に設定することができ、特に制限されない。なお、配線基板の基板面をパターン接合部ではなく絶縁層が形成する場合、パターン延設部の先端は絶縁層の最外面としての表面より突出される。

次に、裏面側配線パターン２１について説明する。本実施形態の裏面側配線パターン２１は、接着シートにより絶縁層１１の下面側に固定されている。裏面側配線パターン２１は、表面側配線パターン１３のようにパターン延設部を備えることはなく、絶縁層１１の開口部１２とほぼ同一形状の開口部２２を備えている。絶縁層１１は開口部１２に面した端縁を有する。また、表面側配線パターン１３と裏面側配線パターン２１との層間導通を図ることがある。

本実施形態に係る配線基板１０は、他部材である基板２５と接続端子Ｔを介して接続されている。基板２５は、絶縁層２６、表面側配線パターン２７および裏面側配線パターン２８の一体化により形成されている。基板２５には、配線基板１０の接続端子Ｔを挿入可能な挿入孔２９を備えており、挿入孔２９は接続端子Ｔを形成するパターン延設部１５の先端部１７のみを挿入可能としている。挿入孔２９に挿入された先端部１７と基板２５との隙間には半田Ｓが充填されており、半田Ｓにより接続端子Ｔと基板２５が互いに電気的に導通されている。半田Ｓを用いた接続端子Ｔと基板２５との固定により配線基板１０と基板２５との導通および基板２５における表面側配線パターン２７と裏面側配線パターン２８との層間導通が図られている。

次に、本実施形態に係る配線基板１０の製造工程について説明する。配線基板１０の製造工程には、パターン成形工程、絶縁層成形工程、接合工程およびパターン屈曲工程が含まれている。パターン成形工程は、表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１を素材となる銅板からプレス打ち抜きにより成形する工程である。絶縁層成形工程は、プリプレグを熱硬化させて絶縁層１１を形成する工程である。接合工程は、絶縁層１１に接着シートを介して表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１を固定し、絶縁層１１、表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１の一体化を図る工程である。パターン屈曲工程は、接合工程後において、表面側配線パターン１３におけるパターン延設部１５を屈曲して接続端子Ｔを形成する工程である。

図４（ａ）に示すように、接合工程に先立って予め形成された絶縁層１１、表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１を用意する。絶縁層１１については、絶縁層成形工程において、ガラスクロス等の芯材にエポキシ等の樹脂を含浸させたプリプレグを硬化させることにより形成する。本実施形態では、形成された絶縁層１１を打ち抜きプレス加工することにより開口部１２を形成する。

表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１の素材となる所定の形状の銅板を用意する。表面側配線パターン１３を成形するパターン成形工程では、素材となる銅板をプレス加工により、パターン接合部１４およびパターン延設部１５を有する表面側配線パターン１３が成形される。また、プレス加工では、表面側配線パターン１３において、スプリングバック防止の形状補正のためのストライキング加工に係るストライキング２０と、パターン延設部１５における基部１６と先端部１７との間の段差１８と、ガイド部としての隅部を面取りしたテーパー部１９と、実装パッドである凹部（図示略）と、が成形される。裏面側配線パターン２１を成形するパターン成形工程では、素材となる銅板をプレス加工により成形することにより、開口部２２を有する裏面側配線パターン２１が形成される。

接合工程では、絶縁層１１の表面および裏面に接着シートを貼着した後、裏面側配線パターン２１上に絶縁層１１を重ね、表面側の接着シート上に表面側配線パターン１３を重ね、表面側および裏面側から真空プレスにより加圧する。加圧により、絶縁層１１の裏面側に裏面側配線パターン２１が固定され、絶縁層１１の表面側に表面側配線パターン１３が固定され、絶縁層１１、表面側配線パターン１３および裏面側配線パターン２１の一体化が図られた積層体１０Ａを得る。図４（ｂ）に示すように、接合工程により得られた積層体１０Ａは表面および裏面は突起物のない平坦面により形成されている。表面側配線パターン１３のパターン延設部１５が絶縁層１１の開口部２２側へ真っ直ぐ延設された状態にあり、ストライキング２０の一部は開口部２２側に位置する。パターン延設部１５は、開口部１２に面した絶縁層１１の端縁からはみ出ている状態にある。実装パッドを用いて電子部品の表面実装を行う場合、この状態でマウンタにより電子部品が積層体１０Ａに実装され、リフローによる半田付けが行われる。この状態でのパターン延設部１５は基板面より突出していないため、上記の電子部品の表面実装工程の邪魔になることはない。積層体１０Ａに電子部品が実装された後、次に、パターン屈曲工程に移る。パターン屈曲工程では、パターン延設部１５を屈曲させて接続端子Ｔを形成する。

図４（ｃ）に示すように、パターン屈曲工程では、まず、表面押さえ治具３１によりストライキング２０を含む積層体１０Ａの表面を押さえるとともに、裏面押さえ治具３２により絶縁層１１の開口部１２の除く積層体１０Ａの裏面を押さえる。次に、昇降可能なパンチ３３を積層体１０Ａの裏面側からパターン延設部１５に対向させ、パンチ３３を上昇させる。上昇するパンチ３３はパターン延設部１５の下面と当接するが、その後のパンチ３３の上昇により、パターン延設部１５は屈曲される。

図５（ａ）に示すように、パターン延設部１５は、パンチ３３の上昇により表面押さえ治具３１の端部に沿うように基部１６の途中から屈曲される。パターン延設部１５は、基端から屈曲位置Ｐまでの無変位部分と、屈曲位置Ｐから先端までの屈曲変位部分を備え、屈曲変位部分は無変位部分に対して垂直に屈曲された部位となっている。従って、屈曲変位部分の先端は、表面側配線パターン１３の最外面である表面よりも突出している。パターン延設部１５の屈曲変位部分の先端は、基板２５と接続の際に挿入孔２９に挿入される。このように、パターン屈曲工程では、パターン延設部１５が屈曲されることにより接続端子Ｔが形成され、接続端子Ｔを備えた配線基板１０が得られる。

次に、配線基板１０に基板２５を接続する工程について説明する。屈曲されたパターン延設部１５は接続端子Ｔを構成している。基板２５の挿入孔２９がパターン延設部１５の先端の上方に位置するように、基板２５を配線基板１０に対して位置決めする。基板２５を配線基板１０に対して位置決めした後、基板２５を配線基板１０へ向けて下降させる。図５（ｂ）に示すように、基板２５を下降させることによりパターン延設部１５の先端は基板２５の挿入孔２９に挿入される。因みに、パターン延設部１５の先端と基板２５の挿入孔２９が所定の位置から僅かに外れている場合がある。この場合、パターン延設部１５の先端が基板２５の挿入孔２９に挿入される際、テーパー部１９が基板２５に対して接続端子Ｔを相対的に案内するから、パターン延設部１５の先端は基板２５の挿入孔２９に挿入される。なお、本実施形態では、基板２５を配線基板１０に対して下降させるようにしたが、基板２５に対して配線基板１０を上昇させて配線基板１０の接続端子Ｔを基板２５の挿入孔２９へ挿入するようにしてもよい。

パターン延設部１５の先端は基板２５の挿入孔２９に挿入されても、基板２５を下降させるとパターン延設部１５における段差１８が基板２５と当接し、基板２５の下降が規制される。段差１８が基板２５と当接することにより配線基板１０と基板２５との距離が設定されるとともに、基板２５はパターン延設部１５により支持される。配線基板１０と基板２５との距離は、パターン延設部１５において屈曲位置Ｐから段差１８までの距離に相当する。

次に、図５（ｃ）に示すように、配線基板１０の接続端子Ｔを形成するパターン延設部１５と基板２５の挿入孔２９との隙間に半田Ｓを充填する。半田Ｓの充填により接続端子Ｔと基板２５が物理的に固定されるとともに、配線基板１０と基板２５は電気的に接続される。なお、半田Ｓは環境面から鉛フリー半田を使用することが好ましい。

第１の実施形態では以下の作用効果を奏する。
（１）各配線パターン１３、２１と絶縁層１１との積層後にパターン延設部１５を屈曲することにより、基板面より突出される接続端子Ｔを形成することができる。このため、部品点数を増やすことなく配線パターンの一部を接続端子Ｔとして用いることができる。また、パターン延設部１５の屈曲により接続端子Ｔを形成することから、接続端子Ｔは接続先の基板２５に対する向きの制約を受けにくい。曲げ加工した接続端子Ｔを接続することにより別部品は不要であり、また、実装面積の増大により電子部品の高密度実装が可能である。
（２）接続端子Ｔは、基板面であるパターン延設部１５の最外面と直角方向へ屈曲形成され、接続端子Ｔを形成するパターン延設部１５の先端は基板面と直角方向へ向くため、パターン延設部１５における先端位置を設定する自由度が高くなり、この基板面と平行な面を有する基板２５とパターン延設部１５を接続しやすくなる。
（３）パターン延設部１５は、接続先となる基板２５の挿入孔２９に対して接続端子Ｔを案内するテーパー部１９を有しており、テーパー部１９は基板２５の挿入孔２９に対して接続端子Ｔを相対的に案内するガイド機能を果す。配線基板１０と基板２５が僅かに位置ずれしている状態であっても、テーパー部１９がパターン延設部１５を相対的に案内することにより、配線基板１０は基板２５と接続しやすくなる。
（４）パターン延設部１５は、接続先となる基板２５を支持する支持部としての段差１８を有しており、段差１８はパターン延設部１５が基板２５と接続された状態では基板２５の裏面と当接して基板２５を支持することができる。このため、基板２５を支持するための部材を配線基板１０において別に設ける必要がない。
（５）パターン延設部１５は半田Ｓにより基板２５と接続されるため、配線基板１０と基板２５は電気的に接続される。パターン延設部１５と基板２５の被接続部である挿入孔２９との間には隙間が形成されても、隙間に半田Ｓが充填され、配線基板１０と基板２５とを接続することができる。
（６）屈曲前のパターン延設部１５にはスプリングバック防止の凹部が形成されているから、パターン延設部１５が屈曲されても接続端子Ｔのスプリングバックが防止される。そして、凹部は、パターン延設部１５における屈曲予定箇所のストライキング加工に係るストライキング２０であり、部品点数を増やすことなく接続端子Ｔのスプリングバック防止を図ることができる。
（７）配線パターン１３、２１と絶縁層１１との積層後にパターン延設部１５を屈曲して接続端子Ｔを形成するから、接続端子Ｔが形成される前の積層体１０Ａは、表裏面とも突起物のない平坦面から構成され、基板製造時における積層体１０Ａの操作や取り扱いに都合が良く、配線基板１０の生産性向上に寄与する。
（８）配線パターン１３、２１が銅板により形成され、配線パターン１３に実装パッドが形成されていることから、配線パターン１３に電子部品を表面実装することができる。また、電子部品の表面実装後の配線パターン１３を屈曲することで、電子部品を備えた接続端子として用いることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る配線基板について説明する。第２の実施形態の配線基板では、裏面側配線パターンがパターン延設部を備えており、パターン延設部が屈曲されて接続端子が形成されている。第１の実施形態と同一の要素については、第１の実施形態の説明を援用して説明を省略し、共通の符号を用いる。

図６（ａ）に示されるように、本実施形態の表面側配線パターン４１は絶縁層１１の上面側に固定されている。表面側配線パターン４１は絶縁層１１と重畳し、絶縁層１１の開口部１２とほぼ同一形状の開口部４２を備えている。表面側配線パターン４１と裏面側配線パターン４３との層間導通を図ることがある。

裏面側配線パターン４３は、絶縁層１１と重畳するパターン接合部４４と、パターン接合部４４から開口部１２へ延設されるパターン延設部４５を備えている。パターン接合部４４は、裏面側配線パターン４３において絶縁層１１と接着シートにより固定されている部位である。パターン延設部４５は、絶縁層１１に接合されない非重畳の部位であり、屈曲により裏面側配線パターン２８における接続端子Ｔを形成する。

本実施形態のパターン延設部４５は、基端から先端まで一定の幅寸法にて設定されている。パターン延設部４５において屈曲が予定される箇所である屈曲予定箇所には、スプリングバック防止の形状補正のための凹部としての楔溝４６が形成されており、楔溝４６は裏面側配線パターン４３の打ち抜きプレス加工時に形成される。形成直後の楔溝４６の溝開き角度は約１００度である。

パターン延設部４５の長手方向の途中から直角に屈曲されることにより、パターン延設部４５の先端が上方へ向かい、配線基板４０の基板面であって表面側配線パターン４１の最外面である表面より突出される。パターン延設部４５の屈曲は、絶縁層１１、裏面側配線パターン４３および表面側配線パターン４１の一体化の後に行われる。パターン延設部４５の屈曲箇所を屈曲位置Ｐすると、パターン延設部４５は、基端から屈曲位置Ｐまでの無変位部分と、屈曲位置Ｐから先端までの屈曲変位部分を備える。

本実施形態に係る配線基板４０は、他部材である基板４７と接続端子Ｔを介して接続されている。基板４７は、絶縁層４８、表面側配線パターン４９および裏面側配線パターン５０の一体化により形成されている。基板４７には、配線基板１０の接続端子Ｔを嵌合可能な嵌合孔５２を備えた嵌合部材５１が設けられており、嵌合部材５１の嵌合孔５２は接続端子Ｔを形成するパターン延設部４５の先端部を嵌合可能としている。パターン延設部４５の先端部と嵌合部材５１の嵌合孔５２との嵌合により接続端子Ｔと基板４７が互いに電気的に導通され、基板４７は接続端子Ｔにより支持されている。嵌合による接続端子Ｔと基板４７との固定により配線基板４０と基板４７との導通が図られている。

本実施形態の配線基板４０の製造工程には、パターン成形工程、絶縁層成形工程、接合工程およびパターン屈曲工程が含まれているが、各工程は基本的に第１の実施形態とほぼ同じである。本実施形態では、裏面側配線パターン４３におけるパターン延設部４５の屈曲によりパターン延設部４５の先端側が上方へ向かう接続端子Ｔを形成する。パターン屈曲工程では、図６（ｂ）に示す表面押さえ治具５３、裏面押さえ治具５４およびパンチ５５を用いる。表面押さえ治具５３および裏面押さえ治具５４の一部は、パターン延設部４５の基部付近を押さえる構造である。

パターン屈曲工程では、表面押さえ治具５３により積層体４０Ａの表面とパターン延設部４５の基端付近を押さえるとともに、裏面押さえ治具５４により積層体４０Ａの表面とパターン延設部４５の基端付近を押さえる。これにより、パターン延設部４５が屈曲されても、屈曲後のパターン延設部４５と表面側配線パターン４９との間に間隙が形成され、パターン延設部４５と表面側配線パターン４９との短絡が防止される。昇降可能なパンチ５５を上昇させてパターン延設部４５を屈曲する。パターン延設部４５は表面押さえ治具５３の端部に沿うように長手方向の途中から屈曲されており、基端から屈曲位置Ｐまでの無変位部分と、屈曲位置Ｐから先端までの屈曲変位部分を備え、屈曲変位部分は無変位部分に対して垂直に屈曲された部位となっている。屈曲変位部分の先端は、基板面であって表面側配線パターン４１の最外面である表面よりも突出している。このように、パターン延設部４５が屈曲されることにより接続端子Ｔが形成され、接続端子Ｔを備えた配線基板４０が得られる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果（１）、（２）、（６）、（７）と実質的に同一の作用効果を奏する。また、第２の実施形態によれば、裏面側配線パターン４３において表面側配線パターン４１の表面から突出する接続端子Ｔを形成することができる。さらに、基板４７の被接続部が嵌合孔５２を備えた嵌合部材５１であり、接続端子Ｔと嵌合孔５２との嵌合により配線基板４０が基板４７と接続されるから、半田を用いずに接続端子Ｔと基板４７を接続することができる。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る配線基板について説明する。第３の実施形態の配線基板では、複数の絶縁層の間に設けられた内側配線パターンにおいて接続端子を形成するパターン延設部が形成されている。第１、２の実施形態と同一の要素については、第１、２の実施形態の説明を援用して説明を省略し、共通の符号を用いる。

図７（ａ）に示すように、本実施形態の配線基板６０は、表面側配線パターン４１と、裏面側配線パターン２１と、内側配線パターン６５と、第１絶縁層６１と、第２絶縁層６３と、を備えている。表面側配線パターン４１は、第１絶縁層６１と重畳し、第１絶縁層６１の開口部６２とほぼ同一の開口部４２を備えている。裏面側配線パターン２１は第２絶縁層６３と重畳し、第２絶縁層６３の開口部６４とほぼ同一の開口部２２を備えている。

内側配線パターン６５は、第２の実施形態の裏面側配線パターン４３と実質的に同一構成である。内側配線パターン６５は、第１絶縁層６１および第２絶縁層６３と重畳するパターン接合部６６と、パターン接合部６６から開口部６２、６４側へ延設されるパターン延設部６７を備えている。パターン接合部６６は、第１絶縁層６１と第２絶縁層６３との間に挟まれて接着シートにより固定されている。パターン延設部６７は、第１絶縁層６１および第２絶縁層６３と非重畳の部位であり、屈曲により内側配線パターン６５における接続端子Ｔを形成する。

本実施形態のパターン延設部６７は、基端から先端まで一定の幅寸法にて設定されている。パターン延設部６７において屈曲が予定される箇所である屈曲予定箇所には、スプリングバック防止の形状補正のための楔溝加工による楔溝６８が形成されており、楔溝６８は内側配線パターン６５の打ち抜きプレス加工時に形成される。楔溝６８は第２の実施形態の楔溝４６と同一構成である。

パターン延設部６７の途中から直角に屈曲されることにより、パターン延設部６７の先端が上方へ向かい、配線基板６０の基板面であって表面側配線パターン４１の最外面である表面より突出される。パターン延設部６７の屈曲は、第１絶縁層６１、第２絶縁層６３、裏面側配線パターン２１、表面側配線パターン４１および内側配線パターン６５の一体化の後に行われる。パターン延設部６７の屈曲箇所を屈曲位置Ｐすると、パターン延設部６７は、基端から屈曲位置Ｐまでの無変位部分と、屈曲位置Ｐから先端までの屈曲変位部分を備える。

本実施形態に係る配線基板６０は、他部材である基板４７と接続端子Ｔを介して接続されているが、本実施形態の基板４７は第２の実施形態の基板４７と同一構成である。基板４７には、被接続部としての嵌合孔５２を備えた嵌合部材５１が設けられており、パターン延設部６７の先端側と嵌合部材５１の嵌合孔５２との嵌合により接続端子Ｔと基板４７が互いに固定されている。

本実施形態の配線基板６０の製造工程には、パターン成形工程、絶縁層成形工程、接合工程およびパターン屈曲工程が含まれているが、接合工程を除く各工程は基本的に第１の実施形態とほぼ同じである。因みに、接合工程では、裏面側から順番に、裏面側配線パターン２１、第２絶縁層６３、内側配線パターン６５、第１絶縁層６１、表面側配線パターン４１と積み重ねた後、表面側および裏面側からの加圧により積層体６０Ａを得る。

本実施形態では、内側配線パターン６５におけるパターン延設部６７の屈曲によりパターン延設部６７の先端側が上方へ向かう接続端子Ｔを形成する。パターン屈曲工程では、図７（ｂ）に示す表面押さえ治具６９、裏面押さえ治具７０およびパンチ７１を用いる。表面押さえ治具６９および裏面押さえ治具７０の一部は、パターン延設部６７の基端付近を押さえる構造である。これにより、パターン延設部６７が屈曲されても、屈曲後のパターン延設部６７と表面側配線パターン４１との間に間隙が形成され、パターン延設部６７と表面側配線パターン４１との短絡が防止される。

パターン屈曲工程では、表面押さえ治具６９により積層体６０Ａの表面とパターン延設部６７の基端付近を押さえるとともに、裏面押さえ治具７０により積層体６０Ａの表面とパターン延設部６７の基端付近を押さえる。昇降可能なパンチ７１を上昇させることによりパターン延設部６７が屈曲される。パターン延設部６７は表面押さえ治具６９の端部に沿うように長手方向の途中から屈曲されており、基端から屈曲位置Ｐまでの無変位部分と、屈曲位置Ｐから先端までの屈曲変位部分を備え、屈曲変位部分は無変位部分に対して垂直に屈曲された部位となっている。屈曲変位部分の先端は、基板面であって表面側配線パターン４１の最外面である表面よりも突出している。このように、パターン延設部６７が屈曲されることにより接続端子Ｔが形成され、接続端子Ｔを備えた配線基板６０が得られる。

第３の実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果（１）、（２）、（６）、（７）と実質的に同一の作用効果を奏する。また、第３の実施形態によれば、内側配線パターン６５において表面側配線パターン４１の表面から突出する接続端子Ｔを形成することができる。さらに、接続端子Ｔと嵌合孔５２との嵌合により配線基板６０が基板４７と接続されるから、半田を用いずに接続端子Ｔと基板４７を接続することができる。

なお、上記の各実施形態に係る配線基板は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○ 第１〜第３の実施形態では、開口部側に延設されるパターン延設部を単一としたが、開口部側に延設されるパターン延設部は複数であってもよい。また、第１〜３の実施形態では、開口部側におけるパターン延設部が配線基板の長手方向へ延設されるとしたが、パターン延設部の開口部に対する延設方向は自由であり、例えば、配線基板の幅方向であってもよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、絶縁層の開口部を方形状としたが絶縁層の開口部の形状は特に限定されず、絶縁層の開口部は円形や不定形であってもよいし、平面視において一方が開放されたコ字状の開口部であってもよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、特定の配線パターンから形成された接続端子の先端が、表面側の基板面（表面側配線パターンの最外面）から突出するようにしたが、各接続端子の先端を裏面側の基板面（裏面側配線パターンの最外面）から突出するようにしてもよい。また、配線基板においては配線パターンが第３の実施形態よりも多層に形成されてもよく、一つの開口部において複数の配線パターンからそれぞれ接続端子を形成するようにしてもよい。なお、配線基板の基板面がパターン接合部ではなく絶縁層により形成される場合、パターン延設部の先端は絶縁層の最外面としての表面より突出されてもよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、特定の配線パターンから形成された接続端子は先端側部位（屈曲変位部分）が基端側部位（無変位部分）に対して直角となるように屈曲されているが、必ずしも直角の屈曲に限定する趣旨ではない。例えば、接続端子は先端側が基板面よりも突出すれば、先端側部位が傾斜してもよく、また、パターン延設部が湾曲的に屈曲され、接続端子が形成されてもよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、配線基板が他部材としての基板と接続されるとしたが、他部材は基板に限らず、電子部品の他、ジャンパ等の部品であってもよく、接続端子との接続が可能な部材であればよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、絶縁層が開口部を備え、パターン延設部が絶縁層の開口部へ延設されるとしたが、絶縁層の開口部を必須とする意味ではなく、例えば、パターン延設部が絶縁層の端縁からはみ出る場合であってもよい。
○ 第１〜第３の実施形態では、絶縁層の開口部へ先端を有する「片持ち」のパターン延設部が延設されるとしたが、例えば、開口部を横架する「両持ち」のパターン延設部であってもよい。この場合、パターン延設部の中心付近を押圧することで、パターン延設部の折り曲げと変形により、中心に先端を有する接続端子が形成される。接続端子の先端は絶縁層又はパターン接合部の最外面より突出する。
○ 第１〜第３の実施形態では、配線パターンの開口部は、絶縁層の開口部とほぼ同一形状としたが、配線パターンの開口部が絶縁層の開口部とほぼ同一形状であることを限定する趣旨ではない。例えば、配線パターンの開口部の形状が、絶縁層の開口部の形状と異なってもよい。
○ 図８に示すように、接続端子Ｔ１は、絶縁層８１に固定される一つの区画の配線パターン８３ａと他の一つの区画の配線パターン８３ｂとを跳び越して結ぶジャンパ線を構成してもよい。接続端子Ｔ１により、絶縁層８１に固定される一つの区画の配線パターン８３ａと他の一つの区画の配線パターン８３ｂとを跳び越して結ぶことができる。

詳しくは、接続端子Ｔ１は、図８（ｃ）に示すごとく、左右一対の立設部８６と、左右一対の立設部８６の上端を結ぶ水平部８７と、水平部８７の上面から上方に延びる左右一対の連結部８８を有している。水平部８７の上面に他部材としての基板９０が載置される。

配線基板８０は、配線パターン８３ａ，８３ｂ，８３ｃと、この配線パターン８３ａ，８３ｂ，８３ｃが固定される絶縁層８１を有している。配線パターン８３ａ，８３ｂ，８３ｃは、プレス加工された銅板（広義には導体板）であり、絶縁層８１に接着剤により接合されている。配線パターン８３ａ，８３ｂは、絶縁層８１と接合するパターン接合部８４と、パターン接合部８４から延設され、絶縁層８１の端縁からはみ出るパターン延設部８５を備え、パターン延設部８５を屈曲することでパターン延設部８５の一部がパターン接合部８４の最外面より突出可能な接続端子Ｔ１を設けている。

絶縁層８１は、絶縁層８１を貫通する四角形状の開口部８２ａ，８２ｂを備えている。つまり、四角板状をなす絶縁層８１における一つの辺において開口部（四角形の切り欠き部）８２ａ，８２ｂが離間した位置に形成されている。開口部８２ａ，８２ｂにパターン延設部８５の根元部（基部）が位置し、接続端子Ｔ１は、絶縁層８１（又はパターン接合部の最外面）と直角方向へ屈曲形成されている。つまり、ジャンパ線を構成する接続端子Ｔは、図９に示す折り曲げ加工前の状態からパンチ等により平面の銅パターンを折り曲げ加工することにより図８に示すように立設され、銅パターン（配線パターン８３ｃ）を跨ぐジャンパ線を形成することができる。

図８の連結部８８は、他部材としての基板９０における絶縁層９１を貫通して半田により絶縁層９１の上面に形成された配線パターン９２と半田付けにて接続される。ここで、連結部８８は接続端子Ｔ１の先端に向かってパターン延設部８５の幅が狭くなるテーパー部を有する（先端が尖った形状をなしている）。

また、ジャンパ線を構成する接続端子Ｔ１は、一つの区画の配線パターン８３ａおよび他の一つの区画の配線パターン８３ｂとは異なる配線パターン８３ｃに対し一定の距離だけ離れた状態で架橋している。特に図８においては接続端子Ｔ１の水平部８７は絶縁層８１の表面から直交する方向において絶縁層８１に固定された配線パターン８３ｃとは一定の距離Ｈ１だけ離れた状態で架橋しており、距離Ｈ１は例えば２ｍｍである。これにより、ジャンパ線（水平部８７）と配線パターン８３ｃとの間の絶縁距離（空間距離）をかせいで安全な電気絶縁を確保している。このようにして、ジャンパ線を構成する接続端子Ｔ１と配線パターン８３ｃとを確実に絶縁させることができる。

なお、図８では接続端子Ｔ１を用いて配線基板８０を他部材としての基板９０に半田付けにて電気的かつ機械的に接続したが、これに代わり、図１０に示すようにしてもよい。つまり、接続端子Ｔ１の連結部８８を基板９０に形成した貫通孔に挿入して水平部８７の上面に基板９０を位置決めした状態で載置し、配線基板８０に基板９０を機械的に接続してもよい（位置決めされた状態で接続してもよい）。

また、図８では水平部８７の上面に他部材としての基板９０を載置したが、基板９０の下面において水平部８７の配置領域に配線パターンが存在する場合（水平部８７と基板９０の下面の配線パターンがショートする虞がある場合）においては、図１１に示すようにしてもよい。つまり、連結部８８には先端部１０１よりも幅が広くなる幅広部１００を形成し、この幅広部１００に他部材としての基板９０を載置してもよい。このとき、連結部８８をテーパー形状の先端部１０１にしても、図１２に示すように円弧形状の先端部１０２にしてもよい。

また、図８においてジャンパ線（水平部８７）の真下に配線パターン８３ｃが位置しない配線基板であってもよい。

１０，４０，６０…配線基板、１０Ａ，４０Ａ，６０Ａ…積層体、１１，２６，４８…絶縁層、１２，６２，６４…開口部、１３，４１…表面側配線パターン（配線パターンとしての）、１４，４４，６６…パターン接合部、１５，４５，６７…パターン延設部、１６…基部（幅広部としての）、１８…段差、１９…テーパー部、２０…ストライキング（凹部としての）、２１，４３…裏面側配線パターン（配線パターンとしての）、２５，４７…基板（他部材としての）、２９…挿入孔、３１，５３，６９…表面押さえ治具、３２，５４，７０…裏面押さえ治具、３３，５５，７１…パンチ、４６，６８…楔溝（凹部としての）、５１…嵌合部材（被接続部としての）、５２…嵌合孔、６１…第１絶縁層、６３…第２絶縁層、６５…内側配線パターン、８０…配線基板、８１…絶縁層、８３ａ，８３ｂ，８３ｃ…配線パターン、Ｐ…屈曲位置、Ｓ…半田、Ｔ…接続端子、Ｔ１…接続端子。

Claims (7)

1. 金属板により形成された配線パターンと前記配線パターンの裏面に接着剤により接合される絶縁層を有する配線基板であって、
   前記絶縁層は、
   当該絶縁層の一方の層面から他方の層面へ開口する開口部を備え、
   前記配線パターンは、
   前記絶縁層と接合するパターン接合部と、
   前記パターン接合部から前記絶縁層の前記開口部へ延設され、前記開口部の端縁からはみ出るパターン延設部を備え、
   前記パターン延設部を屈曲することで前記パターン延設部の一部が前記絶縁層又は前記パターン接合部の最外面より突出可能な接続端子を設け、
   前記パターン接合部には凹状の実装パッドが形成されており、
   前記パターン延設部の表面には屈曲される部分に凹部が形成されていることを特徴とする配線基板。
2. 前記凹部は、ストライキングまたは楔溝であることを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記接続端子は、前記絶縁層に固定される一つの区画の配線パターンと他の一つの区画の配線パターンとを結ぶジャンパ線を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
4. 前記ジャンパ線を構成する接続端子は、前記一つの区画の配線パターンおよび他の一つの区画の配線パターンとは異なる配線パターンに対し一定の距離だけ離れた状態で架橋していることを特徴とする請求項３に記載の配線基板。
5. 前記接続端子は、半田により他部材と接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の配線基板。
6. 前記パターン延設部の側部は前記接続端子の先端に向かって前記パターン延設部の幅が狭くなるテーパー部を有することを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
7. 前記パターン延設部には、前記接続端子の先端部よりも幅が広くなる幅広部を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の配線基板。