JP6637479B2 - 電子回路基板 - Google Patents

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Description

本発明は、電子回路基板に関する。
従来、電子回路基板としては、硬質の絶縁体と回路パターンとを有し、その回路パターンに対して電気的に接続させた状態で複数の電子部品が実装されるものが知られている。この種の電子回路基板については、例えば、下記の特許文献１に開示されている。電子回路基板に実装される電子部品としては、例えば、機械的な接点を有する有接点リレー（所謂メカニカルリレー）が知られている。尚、下記の特許文献２及び３には、硬質のリジッド基板部と軟質のフレキシブル基板部とを一体化した電子回路基板が開示されている。
特開２００９−７１１３８号公報 特開２０１７−２２１８４号公報 特開２０１７−２２８０９号公報
ところで、電子回路基板においては、１枚の硬質の絶縁体に複数の有接点リレーが実装されている場合、それぞれの有接点リレーの駆動音が駆動タイミング如何で共振し、大きな音を発生させてしまう可能性がある。
そこで、本発明は、有接点リレーの駆動に伴う騒音を低く抑え得る電子回路基板を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成する為、本発明は、実装対象の電子部品と、絶縁性の絶縁体及び導電性の回路パターンを有し、かつ、実装した前記電子部品を前記回路パターンに対して電気的に接続させる硬質の複数のリジッド基板部と、絶縁性の絶縁体を有すると共に、複数の前記リジッド基板部の内の少なくとも２つにおけるそれぞれの前記回路パターンに対して電気的に接続される導電性の回路パターンを有し、自らの前記回路パターンとの電気的な接続が成される前記リジッド基板部に対して一体化させた軟質の少なくとも１つのフレキシブル基板部と、を備え、前記フレキシブル基板部は、互いに隙間を空けて配置された少なくとも２つの前記リジッド基板部を連結させ、前記電子部品としての複数の有接点リレーは、前記フレキシブル基板部が連結されているそれぞれの前記リジッド基板部に分散配置することを特徴としている。また、上記目的を達成する為、本発明は、実装対象の電子部品と、絶縁性の絶縁体及び導電性の回路パターンを有し、かつ、実装した前記電子部品を前記回路パターンに対して電気的に接続させる硬質の複数のリジッド基板部と、絶縁性の絶縁体を有すると共に、複数の前記リジッド基板部の内の少なくとも２つにおけるそれぞれの前記回路パターンに対して電気的に接続される導電性の回路パターンを有し、自らの前記回路パターンとの電気的な接続が成される前記リジッド基板部に対して一体化させた軟質の少なくとも１つのフレキシブル基板部と、を備え、前記電子部品としての複数の有接点リレーの間で共振が起こり易い場合には、前記有接点リレーをそれぞれの前記リジッド基板部に分散配置することを特徴としている。ところで、複数の前記リジッド基板部は、それぞれが互いに隙間を空けて配置され、かつ、それぞれが少なくとも１つの前記フレキシブル基板部で連結されている。
ここで、実装対象となる前記有接点リレーの数量が前記リジッド基板部の数量と同じ場合には、それぞれの前記リジッド基板部に前記有接点リレーを１つずつ実装することが望ましい。
また、実装対象となる前記有接点リレーの数量が前記リジッド基板部の数量よりも少ない場合には、前記有接点リレーの数量と同数の前記リジッド基板部に前記有接点リレーを１つずつ実装することが望ましい。
また、実装対象となる前記有接点リレーの数量が前記リジッド基板部の数量よりも多い場合には、それぞれの前記リジッド基板部に前記有接点リレーを１つずつ実装し、かつ、それぞれの前記リジッド基板部の中から選択した残りの前記有接点リレーの数量と同数の前記リジッド基板部に前記有接点リレーを少なくとも１つずつ実装することが望ましい。
本発明に係る電子回路基板は、複数の有接点リレーを複数のリジッド基板部に分散配置しているので、それぞれの有接点リレーの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。
図１は、実施形態の電子回路基板を示す斜視図である。 図２は、実施形態の電子回路基板を別角度から見た斜視図である。 図３は、実施形態の電子回路基板を示す正面図である。 図４は、実施形態の電子回路基板を示す背面図である。 図５は、回路基板中間体について説明する斜視図である。 図６は、電子回路基板と収容箱とから成る電子部品ユニットの分解斜視図である。 図７は、電子回路基板の収容室への収容状態を示す斜視図であって、充填剤の注入前の状態を表している。 図８は、電子回路基板の収容室への収容状態を示す斜視図であって、充填剤の注入後の状態を表している。 図９は、電子部品ユニットを示す斜視図である。
以下に、本発明に係る電子回路基板の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
［実施形態］
本発明に係る電子回路基板の実施形態の１つを図１から図９に基づいて説明する。
図１から図４の符号１は、本実施形態の電子回路基板を示す。ここで示す電子回路基板１は、電子部品３０が実装された所謂プリント回路板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を例として挙げる。但し、本実施形態は、電子部品３０が実装される前の所謂プリント配線板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）を除外するものではない。
電子回路基板１は、硬質の複数のリジッド基板部１０と軟質の少なくとも１つのフレキシブル基板部２０とを備える（図１から図４）。更に、この電子回路基板１は、実装対象の電子部品３０を備える（図１から図４）。
リジッド基板部１０は、層状に配置された絶縁性の絶縁体１１と導電性の回路パターン１２とを有する（図４）。
絶縁体１１は、絶縁性材料で形成する。この例示の絶縁体１１は、更に複数層に分かれている。例えば、絶縁体１１は、図示しないが、硬質の１つのコア層とコア層よりも軟質の複数のプリプレグ層とを備える。コア層は、例えば、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、紙エポキシ樹脂、セラミックス等の絶縁性材料で形成する。一方、プリプレグ層は、例えば、繊維状補強材（ガラスクロス、炭素繊維等）に熱硬化性樹脂（硬化剤等の添加物を混合したエポキシなど）を均等に含浸させた後、加熱又は乾燥して半硬化状態にされている。故に、プリプレグ層は、コア層よりも軟質であり、柔軟性を持っている。
回路パターン１２は、導電性材料を用いて、例えば、エッチング加工等で形成する。この例示の回路パターン１２は、銅箔（特に、電解銅箔よりも柔軟性に優れる圧延銅箔）で形成している。回路パターン１２は、複数の導電部１２ａが張り巡らされたものであり（図４）、その導電部１２ａ毎に各々対応させた電子部品３０が電気的に接続される。尚、本図の回路パターン１２は、図示の便宜上、一部の導電部１２ａのみを示している。
このリジッド基板部１０は、例えば、コア層のそれぞれの平面に回路パターン１２が各々配置され、その双方に対して回路パターン１２と回路パターン１２が配置されていないコア層の平面とを覆うように内層側のプリプレグ層が積層されている。更に、このリジッド基板部１０は、そのそれぞれの内層側のプリプレグ層におけるコア層側とは逆側の平面に別の回路パターン１２が各々配置され、その双方に対して回路パターン１２と回路パターン１２が配置されていないプリプレグ層の平面とを覆うように外層側の別のプリプレグ層が積層されている。また更に、このリジッド基板部１０は、そのそれぞれの外層側のプリプレグ層におけるコア層側とは逆側の平面に更に別の回路パターン１２が各々配置されている。このように、リジッド基板部１０は、複数層（コア層、プリプレグ層）の絶縁体１１と層毎に分けられた複数の回路パターン１２とによる多層構造となっている。このリジッド基板部１０においては、複数の電子部品３０が双方の平面に実装されることによって、それぞれの回路パターン１２に対して、対応する電子部品３０が電気的に接続される。
ここで、この例示の電子部品３０は、リジッド基板部１０のそれぞれの平面に実装する。ここで云う電子部品３０とは、例えば、リレー、ヒューズ等の回路保護部品、コンデンサ、抵抗、トランジスタ、ＩＰＳ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｓｗｉｔｃｈ）、コネクタ、端子金具、電子制御ユニット（所謂ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）、各種センサ素子、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子、スピーカなどのことを指している。この例示では、電子部品３０として、少なくとも複数の有接点リレー３０Ａが電子回路基板１に実装されている（図１から図３）。
フレキシブル基板部２０は、層状に配置された絶縁性の絶縁体２１と導電性の回路パターン２２とを有する（図４）。
絶縁体２１は、リジッド基板部１０の絶縁体１１よりも軟質であり、柔軟性を持っている。よって、この絶縁体２１は、リジッド基板部１０の絶縁体１１よりも軟質の絶縁性材料で形成する。
回路パターン２２は、導電性材料を用いて、例えば、エッチング加工等で形成する。この例示の回路パターン２２は、銅箔（特に、電解銅箔よりも柔軟性に優れる圧延銅箔）で形成している。回路パターン２２は、複数の導電部２２ａが張り巡らされたものである（図４）。この例示の回路パターン２２は、複数のリジッド基板部１０の内の少なくとも２つにおけるそれぞれの回路パターン１２に対して電気的に接続するためのものである。この回路パターン２２においては、それぞれの導電部２２ａが２つのリジッド基板部１０のそれぞれの回路パターン１２の導電部１２ａに対して電気的に接続されている。つまり、この例示の回路パターン２２は、一方のリジッド基板部１０の回路パターン１２と他方のリジッド基板部１０の回路パターン１２とを電気的に繋ぐ接続導体の役目を担っている。
本実施形態の電子回路基板１は、高電圧回路が形成された高電圧回路領域Ｖｈと、高電圧回路よりも低い低電圧回路が形成された低電圧回路領域Ｖｌと、に大別される（図３及び図４）。ここでは、それぞれのリジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０が各々高電圧回路領域Ｖｈと低電圧回路領域Ｖｌとに区分けされている。電子回路基板１においては、高電圧回路領域Ｖｈにおけるそれぞれのリジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０とが互いに電気的に接続され、かつ、低電圧回路領域Ｖｌにおけるそれぞれのリジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０とが互いに電気的に接続されている。
この電子回路基板１においては、リジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０とを一体化している。例えば、リジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０は、回路パターン１２，２２同士の電気的な接続が成されるもの同士を一体化する。その一体化の手法は、如何様なものであってもよい。例えば、電子回路基板１は、リジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０とを各々別体品として形成し、これらを互いにコネクタ接続、溶着（回路パターン１２，２２同士の溶接を含む）、螺子止め等で組み付けて一体化してもよい。
この例示のリジッド基板部１０とフレキシブル基板部２０は、硬質の絶縁層及びこれよりも軟質の絶縁層が積層された絶縁基材と当該絶縁基材に設けた軟質の導電基材とを有する回路基板中間体１Ａを元にして形成することで、互いに一体化させる（図５）。本図では、回路パターン１２，２２やスルーホール等の図示を省略している。
絶縁基材とは、リジッド基板部１０の絶縁体１１とフレキシブル基板部２０の絶縁体２１の元となる部位である。この絶縁基材は、１つの硬質の絶縁層と複数の軟質の絶縁層とを備える。２つのリジッド基板部１０のそれぞれの絶縁体１１は、その１つの硬質の絶縁層と複数の軟質の絶縁層とで形成される。フレキシブル基板部２０の絶縁体２１は、１つの軟質の絶縁層で形成される。硬質の絶縁層は、２つのリジッド基板部１０におけるそれぞれの絶縁体１１のコア層として形成される。一方、複数の軟質の絶縁層は、それぞれが２つのリジッド基板部１０におけるそれぞれの絶縁体１１の複数のプリプレグ層として各々形成されると共に、その内の１つがフレキシブル基板部２０の絶縁体２１として形成される。
導電基材とは、リジッド基板部１０の回路パターン１２とフレキシブル基板部２０の回路パターン２２の元となる部位である。回路基板中間体１Ａにおいては、軟質の導電基材が複数層形成されている。その複数の導電基材は、それぞれが２つのリジッド基板部１０におけるそれぞれの回路パターン１２として各々形成されると共に、その内の１つがフレキシブル基板部２０の回路パターン２２として形成される。
この回路基板中間体１Ａは、フレキシブル基板部２０を成す軟質の絶縁層とこの絶縁層に設けた導電基材とが残るように切除部１Ａ１を切除することによって、電子回路基板１として形成される（図５）。その切除部１Ａ１には、フレキシブル基板部２０の構成要素とならない硬質の絶縁層と軟質の絶縁層と導電基材とが含まれている。つまり、フレキシブル基板部２０は、自らを成す軟質の絶縁層と当該絶縁層に設けた導電基材とを残して回路基板中間体１Ａから切除された残存部で形成される。この例示では、略矩形に形成された回路基板中間体１Ａから矩形の切除部１Ａ１が取り除かれる。よって、この例示の電子回路基板１においては、２つの略矩形のリジッド基板部１０の間に矩形のフレキシブル基板部２０が一体となった状態で配置されている。
先に示したように、電子回路基板１は、複数のリジッド基板部１０を備えており、複数の有接点リレー３０Ａが実装される。複数の有接点リレー３０Ａは、互いを同等の駆動タイミングで開閉させたり、互いの駆動タイミングをずらして開閉させたりする。それぞれの駆動タイミングは、電子回路基板１が制御対象とする対象物に応じて決められる。よって、電子回路基板１においては、１枚のリジッド基板部１０に複数の有接点リレー３０Ａが実装されている場合、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動音が駆動タイミング如何で共振し、大きな音を発生させてしまう可能性がある。
そこで、複数の有接点リレー３０Ａは、それぞれのリジッド基板部１０に分散配置する（図１から図３）。ここでは、１つのリジッド基板部１０に実装することで互いの駆動音を共振させる複数の有接点リレー３０Ａを少なくとも分散配置する。
具体的に、実装対象となる有接点リレー３０Ａの数量がリジッド基板部１０の数量と同じ場合には、それぞれのリジッド基板部１０に有接点リレー３０Ａを１つずつ実装する。これにより、それぞれの有接点リレー３０Ａの間には、フレキシブル基板部２０が介在することになる。よって、この電子回路基板１においては、それぞれの有接点リレー３０Ａで発生した駆動音の干渉がフレキシブル基板部２０で抑制されるので、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。この例示では、２つのリジッド基板部１０に有接点リレー３０Ａを１つずつ実装している。
また、実装対象となる有接点リレー３０Ａの数量がリジッド基板部１０の数量よりも少ない場合には、有接点リレー３０Ａの数量と同数のリジッド基板部１０に有接点リレー３０Ａを１つずつ実装する。例えば、電子回路基板１は、３つのリジッド基板部１０と２つのフレキシブル基板部２０とを備えており、隣り合う１対のリジッド基板部１０の組み合わせ毎にフレキシブル基板部２０を１つずつ介在させていると仮定する。この電子回路基板１が２つの有接点リレー３０Ａを実装対象とする場合には、３つのリジッド基板部１０から選択した２つに対して有接点リレー３０Ａを１つずつ実装する。これにより、それぞれの有接点リレー３０Ａの間には、フレキシブル基板部２０が介在することになる。よって、このような場合でも、この電子回路基板１は、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。
また、実装対象となる有接点リレー３０Ａの数量がリジッド基板部１０の数量よりも多い場合には、それぞれのリジッド基板部１０に有接点リレー３０Ａを１つずつ実装し、かつ、それぞれのリジッド基板部１０の中から選択した残りの有接点リレー３０Ａの数量と同数のリジッド基板部１０に有接点リレー３０Ａを少なくとも１つずつ実装する。例えば、電子回路基板１は、本実施形態のように２つのリジッド基板部１０と１つのフレキシブル基板部２０とを備えているが、実装対象の有接点リレー３０Ａの数量がリジッド基板部１０の数量に合致しておらず、３つになっていると仮定する。この場合には、２つのリジッド基板部１０に有接点リレー３０Ａを１つずつ実装し、かつ、その２つのリジッド基板部１０の内の一方に残りの有接点リレー３０Ａを実装する。つまり、この電子回路基板１においては、一方のリジッド基板部１０に２つの有接点リレー３０Ａを実装し、他方のリジッド基板部１０に１つの有接点リレー３０Ａを実装する。この場合には、一方のリジッド基板部１０に２つの有接点リレー３０Ａが実装されているが、１枚のリジッド基板部１０に３つの有接点リレー３０Ａを実装する場合と比較して、共振に伴い音が発生したとしても、その音を低く抑えることができる。この場合には、実装対象となる複数の有接点リレー３０Ａの中から共振が起こらない又は起こり難い組み合わせのものを選択できるのであれば、その選択された複数の有接点リレー３０Ａを１枚のリジッド基板部１０に実装すればよい。よって、このような場合でも、この電子回路基板１は、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。
本実施形態の電子回路基板１は、フレキシブル基板部２０を境にしてＬ字状に屈曲させ、その折り曲げた状態で収容箱１１０の収容室１１０ａに収容する（図６から図８）。
収容箱１１０は、収容部材１１１とカバー部材１１２とを備える（図６）。収容部材１１１は、収容室１１０ａが形成された主体となる部材である。この例示の収容部材１１１は、一端が閉塞された角筒状に成形されており、その内方の空間を収容室１１０ａとして利用する。この収容部材１１１には、収容室１１０ａに連通する矩形の開口１１１ａが形成されている（図６から図８）。電子回路基板１は、その開口１１１ａから収容室１１０ａに収容する。カバー部材１１２は、その収容室１１０ａの開口１１１ａを塞ぐ部材である。このカバー部材１１２は、矩形に形成されており、開口１１１ａを塞いだ状態で収容部材１１１に固定される。
ここでは、電子回路基板１が収容箱１１０に収められた状態のものを電子部品ユニット１００と称する（図９）。この電子部品ユニット１００においては、電子回路基板１の絶縁性や防湿性、強度等を確保するために、電子回路基板１が収容された収容室１１０ａに充填剤を充填することによって、収容室１１０ａに封止体１２０を形成する（図８）。充填剤には、例えば、熱硬化性樹脂等のような充填後に硬化させることができる材料を用いることが望ましい。但し、この電子部品ユニット１００では、硬化後の封止体１２０が柔軟性を持つことのできる材料を充填剤に利用することが望ましい。例えば、ここでは、ウレタン樹脂を充填剤として用いる。これにより、この電子部品ユニット１００においては、封止体１２０で有接点リレー３０Ａの駆動音を吸収することができるので、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。
以上示したように、本実施形態の電子回路基板１は、複数の有接点リレー３０Ａを複数のリジッド基板部１０に分散配置しているので、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。更に、本実施形態の電子回路基板１においては、収容箱１１０の収容室１１０ａに収容された状態で、それぞれの有接点リレー３０Ａが封止体１２０で覆われている。つまり、その封止体１２０は、有接点リレー３０Ａの駆動音を吸収する吸音材としての機能も兼ねている。よって、この電子回路基板１は、電子部品ユニット１００として構成された際に、それぞれの有接点リレー３０Ａの駆動に伴う騒音を低く抑えることができる。
１ 電子回路基板
１０ リジッド基板部
１１ 絶縁体
１２ 回路パターン
２０ フレキシブル基板部
２１ 絶縁体
２２ 回路パターン
３０ 電子部品
３０Ａ 有接点リレー

Claims (6)

  1. 実装対象の電子部品と、
    絶縁性の絶縁体及び導電性の回路パターンを有し、かつ、実装した前記電子部品を前記回路パターンに対して電気的に接続させる硬質の複数のリジッド基板部と、
    絶縁性の絶縁体を有すると共に、複数の前記リジッド基板部の内の少なくとも２つにおけるそれぞれの前記回路パターンに対して電気的に接続される導電性の回路パターンを有し、自らの前記回路パターンとの電気的な接続が成される前記リジッド基板部に対して一体化させた軟質の少なくとも１つのフレキシブル基板部と、
    を備え、
    前記フレキシブル基板部は、互いに隙間を空けて配置された少なくとも２つの前記リジッド基板部を連結させ、
    前記電子部品としての複数の有接点リレーは、前記フレキシブル基板部が連結されているそれぞれの前記リジッド基板部に分散配置することを特徴とした電子回路基板。
  2. 実装対象の電子部品と、
    絶縁性の絶縁体及び導電性の回路パターンを有し、かつ、実装した前記電子部品を前記回路パターンに対して電気的に接続させる硬質の複数のリジッド基板部と、
    絶縁性の絶縁体を有すると共に、複数の前記リジッド基板部の内の少なくとも２つにおけるそれぞれの前記回路パターンに対して電気的に接続される導電性の回路パターンを有し、自らの前記回路パターンとの電気的な接続が成される前記リジッド基板部に対して一体化させた軟質の少なくとも１つのフレキシブル基板部と、
    を備え、
    前記電子部品としての複数の有接点リレーの間で共振が起こり易い場合には、前記有接点リレーをそれぞれの前記リジッド基板部に分散配置することを特徴とした電子回路基板。
  3. 実装対象となる前記有接点リレーの数量が前記リジッド基板部の数量と同じ場合には、それぞれの前記リジッド基板部に前記有接点リレーを１つずつ実装することを特徴とした請求項１又は２に記載の電子回路基板。
  4. 実装対象となる前記有接点リレーの数量が前記リジッド基板部の数量よりも少ない場合には、前記有接点リレーの数量と同数の前記リジッド基板部に前記有接点リレーを１つずつ実装することを特徴とした請求項１又は２に記載の電子回路基板。
  5. 実装対象となる前記有接点リレーの数量が前記リジッド基板部の数量よりも多い場合には、それぞれの前記リジッド基板部に前記有接点リレーを１つずつ実装し、かつ、それぞれの前記リジッド基板部の中から選択した残りの前記有接点リレーの数量と同数の前記リジッド基板部に前記有接点リレーを少なくとも１つずつ実装することを特徴とした請求項１又は２に記載の電子回路基板。
  6. 複数の前記リジッド基板部は、それぞれが互いに隙間を空けて配置され、かつ、それぞれが少なくとも１つの前記フレキシブル基板部で連結されることを特徴とした請求項１から５の内の何れか１つに記載の電子回路基板。
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