JP6128766B2

JP6128766B2 - 電子部品実装基板

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Publication number: JP6128766B2
Application number: JP2012150626A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　健; 健伊藤; 良仁青木
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2012-07-04
Filing date: 2012-07-04
Publication date: 2017-05-17
Anticipated expiration: 2032-07-04
Also published as: JP2014013826A; WO2014007007A1

Description

本発明は、電子回路を構成する部品が実装された電子部品実装基板に関する。

従来、例えば内燃機関の制御等を行なう電子回路を搭載した車載用電装ユニットは、図１０に示す特許文献１に記載のものが提案されていた。図１０は電子回路が搭載された基板表面の構成を示している。

図１０において、制御基板１の一辺側には、パワー系電子部品である複数の半導体リレー２ａ〜２ｆをモジュール化して構成された半導体リレーモジュール２が実装されている。

半導体リレーモジュール２から所定距離隔てた部位の制御基板１には、信号系電子部品３ａ，３ｂが実装されている。

半導体リレーモジュール２は、外部コネクタ（図示省略）が挿入されるコネクタ用リード部４と、制御基板１に電気的に接続される基板接続用リード部５を備えている。

特開２００２−２９３２０１号公報

上記図１０において、信号系電子部品３ａ，３ｂに比べてパワー系電子部品（半導体リレー２ａ〜２ｆ）は、大電流を消費するため熱が発生する。このパワー系電子部品の熱の影響を受けないようにするため、パワー系電子部品である複数の半導体リレー２ａ〜２ｆをモジュール化し、その半導体リレーモジュール２と信号系電子部品３ａ，３ｂを分けて実装していた。

これによって、半導体リレー２ａ〜２ｆの発熱は抑制され、熱による信号系電子部品３ａ，３ｂの故障、暴走を防ぐことができる。

しかしながら、パワー系電子部品である半導体リレー２ａ〜２ｆをモジュール化するために、加工するものが増えてしまうだけでなく、増えたものを一つにする加工費が発生するためコスト高であった。

本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、パワー系電子部品の熱によって信号系電子部品が故障、暴走することを防止でき、且つコストダウンを図ることができる電子部品実装基板を提供することにある。

上記課題を解決するための請求項１に記載の電子部品実装基板は、基板の、互いに対向する２つの辺のうち一方の辺側に領域分けされたパワー系電子部品実装領域に実装された、電源系統を制御するパワー系電子部品と、前記基板の、前記互いに対向する２つの辺のうち他方の辺側に領域分けされた信号系電子部品実装領域に実装された、信号処理を行なう信号系電子部品と、前記基板の一方の辺側に設けられ、一端が前記パワー系電子部品に接続され、他端が前記基板の一方の辺から、該基板の面と平行する方向に突出して配設されたパワー系接続端子とを備え、前記パワー系電子部品は基板の前記一方の辺に沿って複数個実装され、前記パワー系接続端子は、前記基板の一方の辺に沿う方向に所定間隔隔てて各々配設され、一端が前記複数のパワー系電子部品に各々接続され、他端が負荷に接続される複数の出力端子と、前記基板の一方の辺の中央箇所に配設され、一端が前記複数のパワー系電子部品に共通に接続され、他端が電源に接続される電源端子とを備えた、ことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、パワー系電子部品の熱によって信号系電子部品が故障、暴走することを防止でき、且つ特別な加工を施さないのでコストダウンを図ることができる。
また、電源端子と各パワー系電子部品との間の接続距離が短くなるので、パワー系電子部品の発熱を有効的に抑えることができる。

また請求項２に記載の電子部品実装基板は、請求項１において、前記パワー系電子部品は基板の同一箇所の表面と裏面に各々設けられ、当該表面側パワー系電子部品と裏面側パワー系電子部品は、プリント配線技術によるパターンを介して同一のパワー系接続端子に電気的に接続されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、表面側パワー系電子部品と裏面側パワー系電子部品の各出力電流を同一のパワー系接続端子から出力することが可能となり、コストダウンを図ることができる。

（１）請求項１、２に記載の発明によれば、パワー系電子部品の熱によって信号系電子部品が故障、暴走することを防止でき、且つコストダウンを図ることができる。
また、電源端子と各パワー系電子部品との間の接続距離が短くなるので、パワー系電子部品の発熱を有効的に抑えることができる。
（２）請求項２に記載の発明によれば、基板の表面側パワー系電子部品と裏面側パワー系電子部品とで仕様が異なる場合でも、同一のパワー系接続端子から電流を出力することができ、同じ基板が使用可能となるためコストダウンを図ることができる。

本発明の実施例１による電子部品実装基板の斜視図。本発明の実施例１による電子部品実装基板の平面構成図。本発明の実施例１による電子部品実装基板のパワー系電子部品実装領域における平面構成図。本発明の実施例１による電子部品実装基板のパワー系電子部品実装領域における側面構成を示し、図３のＡ−Ａ断面矢視図。図１の電子部品実装基板を収容するコネクタハウジングの斜視図。本発明の実施例２による電子部品実装基板の平面構成図。本発明の実施例２による電子部品実装基板のパワー系電子部品実装領域における平面構成図。本発明の実施例３による電子部品実装基板のパワー系電子部品実装領域における側面構成図。図８の要部底面構成図。従来の車載用電装ユニットの制御基板の一例を示す平面図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。

図１は本実施例１における電子部品実装基板の斜視図を示し、図２は図１の平面構成を示し、図３は図１の要部平面構成を示し、図４は図３のＡ−Ａ断面矢視図であり、図５は図１の基板を収容するコネクタハウジングを示している。

これら図１〜図５において、基板１０は絶縁性の合成樹脂で構成されており、矩形状に形成されている。基板１０にはプリント配線技術によるパターン（配線パターン、ＧＮＤパターン等の導電路）が形成されている。

基板１０は、図１、図２に示すように、一辺１０ａ側に領域分けされたパワー系電子部品実装領域１１と、該パワー系電子部品実装領域１１とは所定距離離れた箇所に領域分けされた信号系電子部品実装領域１２とを備えている。尚、図２では基板１０に実装される電子部品等は図示省略している。

基板１０のパワー系電子部品実装領域１１には、電源系統を制御し、大電流消費により熱が発生するパワー系電子部品２０ａ〜２０ｃや、導電性部材からなる電源端子２１、出力端子２２ａ〜２２ｅおよびＧＮＤ端子２３が実装されている。

基板１０の信号系電子部品実装領域１２の表面には、複数の信号系接続端子２４および信号処理を行い、熱に弱い信号系電子部品３０が実装されている。

パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃは、基板１０の一辺１０ａに対向する側に各６本のリード４０を備え、一辺１０ａと反対側に各１個の電源印加用の端子５０を備えている。

前記端子５０は導電性の金属で構成されており、図３に示すように基板１０に形成された電源用パターン１０Ｐ_P1に電気的に接続され、該電源用パターン１０Ｐ_P1の一辺１０ａ側端部は電源端子２１に電気的に接続されている。

パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの各６本のリード４０は導電性の金属で構成され、そのうち図示左側の各３本のリード４０は基板１０に形成された出力用パターン１０Ｐ_O1〜１０Ｐ_O3に各々電気的に接続されている。

出力用パターン１０Ｐ_O1の一辺１０ａ側端部は出力端子２２ａ，２２ｂに電気的に接続され、出力用パターン１０Ｐ_O2の一辺１０ａ側端部は出力端子２２ｃ，２２ｄに電気的に接続され、出力用パターン１０Ｐ_O3の一辺１０ａ側端部は出力端子２２ｅに電気的に接続されている。

パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの図示右側の各３本のリード４０のうち各１本は、基板１０に形成されたＧＮＤパターン１０Ｐ_Gに電気的に接続され、ＧＮＤパターン１０Ｐ_Gの一辺１０ａ側端部はＧＮＤ端子２３に電気的に接続されている。

パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの図示右側の各３本のリード４０のうち他の各２本は、マイコン（信号系電子部品）からの信号を受信するための配線パターン（図示省略）と、パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃに流れた電流値をマイコンに送信するための配線パターン（図示省略）とに電気的に接続されている。

出力端子２２ｅは、図４に示すように、その一端部２２ｅａが半田付けによって基板１０のパターンと接続され、基板１０の一辺１０ａの外側において一端部２２ｅａから所定高さ上方に立ち上がる立上り部２２ｅｂと、該立上り部２２ｅｂから基板１０の外側方向に延設された胴体部２２ｅｃとを備えている。

パワー系電子部品２０ａ，２０ｂの出力端子２２ａ〜２２ｄも図４と同様に構成されている。

尚、図４は図３のＡ−Ａ断面を矢視した側面構成を示しているが、信号系接続端子２４も図示している。

信号系接続端子２４の一端部２４ａは半田付けによって基板１０の表面においてパターンと電気的に接続され、該パターンには信号系電子部品３０の、導電性の金属で構成されたリード３０ａが接続されている。信号系接続端子２４は、一端部２４ａからパワー系電子部品２０ｃの高さより若干高い位置まで垂直に立ち上がる第１の立上り部２４ｂと、該立上り部２４ｂからパワー系電子部品２０ｃの上面を通過し基板１０と平行に延設された第１の胴体部２４ｃと、該胴体部２４ｃから所定高さ上方に立ち上がる第２の立上り部２４ｄと、該立上り部２４ｄから基板１０の外側方向に基板１０と平行に延設された第２の胴体部２４ｅとを備えている。

前記信号系接続端子２４は、図１の４本の信号系接続端子２４とも前記と同様に構成されている。

前記パワー系接続端子を構成する電源端子２１、出力端子２２ａ〜２２ｅ、ＧＮＤ端子２３および信号系接続端子２４には、外部から図示省略のコネクタ（例えば雌型端子）が挿入されるものである。

前記基板１０の材料は、例えばＦＲ４（ガラス繊維の布にエポキシ樹脂をしみ込ませ熱硬化処理を施し板状にしたものであり、難燃性と低導電率を両立させた素材）のようなコスト安の材料を利用することも可能である。

上記のように構成される電子部品実装基板は、まず基板１０にパワー系電子部品２０ａ〜２０ｃ、信号系電子部品３０を実装し、次に信号系接続端子２４、パワー系接続端子（２１，２２ａ〜２２ｅ，２３）のどちらか一方を先に取り付けた後、どちらか他方を取り付けて、図１のような電子部品実装基板が得られる。

次に図１の電子部品実装基板を、外形が図５のように形成された金型内に収容し、該金型内に樹脂を流し込んでモールドすることによって、電子部品実装基板を内蔵した図５のコネクタハウジング６０が完成する。

尚、前記信号系接続端子２４およびパワー系接続端子（２１，２２ａ〜２２ｅ，２３）の他端部は、図５のコネクタハウジング６０の接続口６０a側に配置されるものである。

上記構成において、基板１０は、一辺１０ａ側のパワー系電子部品実装領域１１と、その領域１１から離れた信号系電子部品実装領域１２とに明確に分けられている。また、基板１０の一辺１０ａ側に実装されたパワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの出力端子２２ａ〜２２ｅの近傍に電源端子２１が配設されており、電源端子２１から電源用パターン１０Ｐ_P1および端子５０を介してパワー系電子部品２０ａ〜２０ｃに電流が供給され、パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃのリード４０および出力用パターン１０Ｐ_O1〜１０Ｐ_O3を介して出力端子２２ａ〜２２ｅに電流が出力される。

このため、パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃと信号系電子部品３０を１つのモジュールとして設けつつも、パワー系電子部品と信号系電子部品の実装領域（１１，１２）を分けていることにより、特別な加工を施す必要がなく、コストダウンが可能になるだけでなく、パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの熱が信号系電子部品３０に伝わりにくくなり、信号系電子部品３０が熱により故障、暴走することを防ぐことが可能となる。

上記構成は、一辺側に電源端子、出力端子が配設されるコネクタとの接続をとる場合に有益である。

前記実施例１では、電源端子２１を基板１０の一辺１０ａの図示左端部に配設していたが、本実施例２では電源端子２１を、図６、図７に示すように端子群（２２ａ〜２２ｅ、２３）の中央部位に配設した。図６、図７において図２、図３と同一部分は同一符号をもって示している。

パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの電源印加用の端子５０が接続される電源用パターン１０Ｐ_P2は、パワー系電子部品実装領域１１の基板１０に形成され、その中央部位から基板１０の一辺１０ａの中央部位に延設され、この中央部位において電源端子２１と電気的に接続されている。その他の部分は実施例１と同様に構成されている。

このように、パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃに電気的に接続される各端子群（２２ａ〜２２ｅ、２３）の中央部位に電源端子２１を配設しているので、電流経路は、電源端子２１→電源用パターン１０Ｐ_P2→端子５０→パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃ→リード４０→出力用パターン１０Ｐ_O1〜１０Ｐ_O3→出力端子２２ａ〜２２ｅとなり、最短経路が確保される。

パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃに流れる電流値は、電源端子２１に近いほど発熱が少なくなるため、パワー系電子部品２０ａ〜２０ｃの発熱を有効的に抑えることができる。

前記実施例１、２ではパワー系電子部品２０ａ〜２０ｃを基板１０の表面にのみ実装していたが、本実施例３では図８、図９に示すように、パワー系電子部品を基板の両面に実装し、出力端子を共用に構成した。図８は本実施例３の構成における、前記図３のＢ−Ｂ断面矢視図に相当する図であり、図９は図８の基板を裏面から見た図である。図８、図９において図３、図４と同一部分は同一符号をもって示している。

図８、図９において、基板１０のパワー系電子部品２０ａの実装位置に相当する部位の裏面には、パワー系電子部品２０ｄが実装されている。この裏面側のパワー系電子部品２０ｄは、表面側のパワー系電子部品２０ａと同様に、電源印加用の１つの端子５０と６本のリード４０を備えている。

裏面側のパワー系電子部品２０ｄの端子５０は電源用パターン１０Ｐ_P1に電気的に接続され、該電源用パターン１０Ｐ_P1の一辺１０ａ側端部は電源端子２１に電気的に接続されている。

パワー系電子部品２０ｄの６本のリード４０のうち図９の図示右側の３本は、一端が前記出力用パターン１０Ｐ_O1に接続された出力端子２２ａ，２２ｂに電気的に接続されている。

パワー系電子部品２０ｄの６本のリード４０のうち図９の図示左側の３本は、図示３本の実線で示す、ＧＮＤ接続用のパターン（前記図３のＧＮＤパターン１０Ｐ_Gに接続されるパターン）と、マイコン（信号系電子部品）からの信号を受信するための配線パターンと、パワー系電子部品２０ｄに流れた電流値をマイコンに送信するための配線パターンとに電気的に接続されている。

上記構成はパワー系電子部品２０ｂ，２０ｃについても同様に構成されるものである。尚、図８では信号系接続端子２４も図示している。

前記基板裏面側のパワー系電子部品２０ｄには、表面側のパワー系電子部品２０ａと同様に電源端子２１から電源用パターン１０Ｐ_P1および端子５０を介して電流が供給され、パワー系電子部品２０ｄのリード４０から、パワー系電子部品２０ａと同一の出力端子２２ａ，２２ｂに電流が出力される。

このように、表面側のパワー系電子部品と裏面側のパワー系電子部品の各出力電流を同一の出力端子から出力することができるため、仕様の異なる製品、例えば電流値の異なる負荷が接続される場合もパワー系電子部品と各種の端子（２１，２２ａ〜２２ｅ，２３）を最短経路で確保することができる。

このため、基板裏面を有効活用し、仕様が異なる場合でも同じ基板を使うことが可能となり、コストダウンを図ることができる。

また、前記実施例２の電源端子２１を基板１０の一辺１０ａの中央に配設する構成と実施例３とを組み合わせて構成してもよい。その場合も前記と同様の作用、効果が得られる。

尚、前記パワー系電子部品（２０ａ〜２０ｃ）、電源端子（２１）、出力端子（２２ａ〜２２ｅ）、ＧＮＤ端子（２３）の各実装個数やパワー系電子部品のリード４０の本数は、前記実施例１〜３で説明した個数に限らず他の個数であってもよい。

１０…基板
１０ａ…一辺
１０Ｐ_P1，１０Ｐ_P2…電源用パターン
１０Ｐ_O1〜１０Ｐ_O3…出力用パターン
１０Ｐ_G…ＧＮＤパターン
１１…パワー系電子部品実装領域
１２…信号系電子部品実装領域
２０ａ〜２０ｄ…パワー系電子部品
２１…電源端子
２２ａ〜２２ｅ…出力端子
２３…ＧＮＤ端子
２４…信号系接続端子
３０…信号系電子部品
４０…リード
５０…端子
６０…コネクタハウジング

Claims

基板の、互いに対向する２つの辺のうち一方の辺側に領域分けされたパワー系電子部品実装領域に実装された、電源系統を制御するパワー系電子部品と、
前記基板の、前記互いに対向する２つの辺のうち他方の辺側に領域分けされた信号系電子部品実装領域に実装された、信号処理を行なう信号系電子部品と、
前記基板の一方の辺側に設けられ、一端が前記パワー系電子部品に接続され、他端が前記基板の一方の辺から、該基板の面と平行する方向に突出して配設されたパワー系接続端子とを備え、
前記パワー系電子部品は基板の前記一方の辺に沿って複数個実装され、
前記パワー系接続端子は、前記基板の一方の辺に沿う方向に所定間隔隔てて各々配設され、一端が前記複数のパワー系電子部品に各々接続され、他端が負荷に接続される複数の出力端子と、前記基板の一方の辺の中央箇所に配設され、一端が前記複数のパワー系電子部品に共通に接続され、他端が電源に接続される電源端子とを備えた、
ことを特徴とする電子部品実装基板。
前記パワー系電子部品は基板の同一箇所の表面と裏面に各々設けられ、当該表面側パワー系電子部品と裏面側パワー系電子部品は、プリント配線技術によるパターンを介して同一のパワー系接続端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装基板。