JP6698742B2

JP6698742B2 - プリント基板

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Publication number: JP6698742B2
Application number: JP2018098044A
Authority: JP
Inventors: 林　慎一郎; 慎一郎林
Original assignee: FANUC Corp
Current assignee: FANUC Corp
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2038-05-22
Also published as: US20190364673A1; CN110519908A; DE102019003583A1; DE102019003583A9; CN210120696U; JP2019204852A; US10973130B2

Description

本発明は、プリント基板に関する。

プリント基板の表面には、下記の特許文献１のように、電子部品を含んだ電気回路が設けられる。また、基板上には、電子部品を支持するための支持部品が設けられることや、基板を外部に固定するためのネジ（固定部材）が挿入されることもある。

特開平０８−２８８６２８号公報

上記のプリント基板では、外部から振動が加えられると、支持部品や固定部材が基板表面と擦れ合い、その結果、基板表面の一部が削られて異物として剥離することがある。そして、この異物が、プリント基板が実装された電子装置に不具合を生じさせることがあった。

そこで、本発明は、基板上に配置される部品との摩擦によって基板の一部が剥離することが抑制されたプリント基板を提供することを目的とする。

本発明の一態様では、基板を有し、接触部材が前記基板に接触するように配置されるプリント基板であって、少なくとも前記接触部材が接触する前記基板上の領域に前記基板よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性部材が固定される。

本発明によれば、プリント基板において接触部材が配置される基板上の領域に、基板よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性部材が固定される。これにより、接触部材との摩擦によって基板の一部が剥離することが抑制される。

第１の実施の形態に係るプリント基板の全体の構成を示す斜視図である。第１の実施の形態に係るプリント基板において基板の孔にネジが挿入されている途中の状態を示す断面図である。図３Ａは、従来のプリント基板に振動が加わる前の基板の状態を示す断面図であり、図３Ｂは、従来のプリント基板に振動が加わった後の基板の状態を示す断面図である。図４Ａは、第１の実施の形態に係るプリント基板に振動が加わる前の基板の状態を示す断面図であり、図４Ｂは、第１の実施の形態に係るプリント基板に振動が加わった後の基板の状態を示す断面図である。第１の実施の形態の変形例１に係るプリント基板において基板の孔にネジが挿入されている途中の状態を示す断面図である。第２の実施の形態に係るプリント基板の断面図である。

本発明に係るプリント基板について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係るプリント基板１０の全体の構成を示す斜視図である。

図１に示されたように、第１の実施の形態に係るプリント基板１０は、基板１２と、基板１２上に配置された複数の電子部品１４とを有する。基板１２には複数の孔１６が設けられており、その複数の孔１６の各々の周囲には耐摩耗性部材１８が固定されている。なお、基板１２の形状や材料は特に限定されないが、本実施の形態では、基板１２は円盤状であって絶縁性の樹脂からなるものとする。また、耐摩耗性部材１８の材料には、基板１２よりも耐摩耗性が高い材料が選ばれる。本実施の形態では、耐摩耗性部材１８は、銅箔膜であるものとする。

複数の電子部品１４の各々が基板１２に形成された配線（不図示）と電気的に接続されることで、プリント基板１０は、電子装置に実装されたときに電気回路としての所定の機能を提供する。本実施の形態では、配線は銅からなり、複数の電子部品１４の各々は、はんだによって配線と電気的に接続されているものとする。

また、複数の孔１６の各々には、電子装置内の台座２０に基板１２を固定するための固定部材（ネジ２２）が挿入される。本実施の形態では、合金からなるネジ２２が孔１６および台座２０のネジ受け穴に挿入されることで、プリント基板１０が電子装置内の台座２０に実装される。

なお、孔１６の形状、数および配置は特に限定されないが、本実施の形態では説明を簡単にするために、孔１６が平面視で円状の輪郭を有しているものとする。

図２は、第１の実施の形態に係るプリント基板１０において基板１２の孔１６にネジ２２が挿入されている途中の状態を示す断面図である。なお、説明を簡単にするために、本実施の形態のネジ２２は、ネジ２２の中心軸が孔１６の中心軸Ｘに一致した状態で孔１６に挿入されるものとする。

図２に示されたように、孔１６の半径の長さｄ１は、ネジ２２の胴体部の半径の長さｄ２よりも大きく、且つ、ネジ２２の頭部の半径の長さｄ３よりも小さくされている。また、既に説明したように、耐摩耗性部材１８が孔１６の周囲に固定されている。

耐摩耗性部材１８は、耐摩耗性部材１８を設けなかった場合においてネジ２２と接触する基板１２の表面１２ａ上の一部領域（接触領域）が少なくとも含まれるように、表面１２ａに固定される。本実施の形態では、図２のように、孔１６と同心であって半径がｄ３である円状の領域のうち、孔１６を除いた部分（所定領域）にわたって耐摩耗性部材１８が固定されている。これにより、ネジ２２が孔１６に挿入された状態において、基板１２の表面１２ａと接触することが耐摩耗性部材１８によって抑制される。また、既に説明したように、本実施の形態の耐摩耗性部材１８は箔膜状である。したがって、孔１６および台座２０のネジ受け穴にネジ２２を挿入する際に耐摩耗性部材１８の厚みを考慮する必要がない。すなわち、本実施の形態では、ネジ２２の仕様（例えば、ネジ２２の胴体部の挿入方向での長さ）を従来から大幅に変更する必要がない。

図３Ａおよび図３Ｂは、従来のプリント基板１０´に振動が加わる前後での基板１２´の状態を示す断面図である。図３Ａは振動が加わる前の状態を示しており、図３Ｂは振動が加わった後の状態を示している。

従来のプリント基板１０´では、図３Ａのように、ネジ２２と基板１２´の表面１２ａ´とが直接接触する。ここで、基板１２´が実装された電子装置（台座２０）に振動が加わると、例えば図３Ｂのように、台座２０に固定されたネジ２２に対して基板１２´が図中矢印の方向（表面１２ａ´と平行な方向）にずれることがある。このとき、ネジ２２と表面１２ａ´とが擦れ合うと、表面１２ａ´の一部が異物２４として剥離する。

異物２４は、プリント基板１０´の設計者が意図していないごみであり、プリント基板１０´が実装される電子装置に不具合を生じさせる原因となることがあった。例えば、電子装置が内部に発光部および受光部を備えた光学式エンコーダであるような場合に、異物２４が発光部に付着することで、発光部から発信される信号を受光部が正常に受信できなくなることがあった。

図４Ａおよび図４Ｂは、第１の実施の形態に係るプリント基板１０に振動が加わる前後での基板１２の状態を示す断面図である。図４Ａは振動が加わる前の状態を示しており、図４Ｂは振動が加わった後の状態を示している。

従来のプリント基板１０´に対し、本実施の形態に係るプリント基板１０では、図４Ａのように、基板１２の表面１２ａ上の接触領域に耐摩耗性部材１８が固定されている。したがって、図４Ｂのように基板１２の位置がネジ２２に対して図中矢印の方向にずれたとしても、基板１２の一部が剥離することが耐摩耗性部材１８によって抑制される。

このように、プリント基板１０では、基板１２と接触するネジ２２との摩擦によって基板１２の一部が剥離して異物２４が生じることが抑制される。また、耐摩耗性部材１８の耐摩耗性が基板１２の耐摩耗性よりも高いので、ネジ２２との摩擦によって耐摩耗性部材１８自体が剥離してしまうことも抑制されている。さらに、本実施の形態の耐摩耗性部材１８は銅箔膜であって、固定される範囲が所定領域として予め決められている。したがって、耐摩耗性部材１８の固定（形成）は、銅からなる配線を基板１２に形成する工程において、配線の形成と同時に行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の一例として第１の実施の形態が説明されたが、上記第１の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

（変形例１）
図５は、第１の実施の形態の変形例１に係るプリント基板１０において基板１２の孔１６にネジ２２が挿入されている途中の状態を示す断面図である。

この変形例１では、図２の例よりも広い領域にわたって耐摩耗性部材１８を設けた一例を説明する。図５に示されたように、耐摩耗性部材１８は、孔１６と同心であって半径がｄ３+ｄ１-ｄ２である円状の領域のうち、孔１６を除いた部分にわたって固定されてもよい。この領域は、図２の例の基板１２の位置が、ネジ２２に対して表面１２ａと平行な方向にずれたときに、ネジ２２と表面１２ａとが平面視で重なる可能性のある全領域である。このように耐摩耗性部材１８を固定することで、プリント基板１０に振動が加わった場合等において、表面１２ａとネジ２２とが擦れ合うおそれがより一層抑制され、異物２４が生じることがより一層抑制される。

（変形例２）
耐摩耗性部材１８は、箔膜に限定されない。例えば、耐摩耗性部材１８の形状は、ブロック状であってもよい。これによってでも、基板１２とネジ２２とが擦れ合うことが抑制されるので、異物２４が生じることが抑制される。

（変形例３）
例えば、耐摩耗性部材１８の材料は、ネジ２２よりも耐摩耗性が高くなるように選ばれてもよい。これにより、耐摩耗性部材１８自体が剥離するおそれがより一層低減される。

（変形例４）
例えば、耐摩耗性部材１８は、表面１２ａのみならず孔１６の内部表面にも固定されてよい。これにより、ネジ２２と孔１６の内部表面とが擦れ合うことが抑制される。

（変形例５）
上記の第１の実施の形態では、孔１６の輪郭が円状であるものとして説明したが、孔１６の輪郭は円状でなくてもよい。例えば、孔１６の輪郭は楕円状であってもよい。

［第２の実施の形態］
以下、第２の実施の形態に係るプリント基板１０について説明する。なお、第１の実施の形態で説明した構成要素と同様の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

図６は、第２の実施の形態に係るプリント基板１０の断面図である。

第２の実施の形態では、図６に示されたように、電子部品１４を支持する支持部品２６が基板１２上に配置される。この支持部品２６は、電子部品１４の脚部としての機能を提供しており、基板１２上の配線（不図示）と電子部品１４とを電気的に接続したはんだ接合部２８にかかる重負荷を低減させている。支持部品２６の材料は特に限定されないが、本実施の形態では合金からなるものとする。

また、基板１２の表面１２ａには、箔膜状の耐摩耗性部材３０が固定されている。耐摩耗性部材３０は、耐摩耗性部材３０が設けられなかった場合において支持部品２６と接触する基板１２の表面１２ａ上の一部領域（接触領域）を少なくとも含んだ所定領域にわたって固定されており、基板１２よりも耐摩耗性が高い材料からなる。本実施の形態では、基板１２が樹脂からなり、耐摩耗性部材３０が銅からなる。

さらに、本実施の形態では、はんだ接合部２８および配線と重ならないように所定領域の範囲が決められており、銅からなる耐摩耗性部材３０は基板１２上のはんだ接合部２８および配線から電気的に隔離されている。これにより、耐摩耗性部材３０が基板１２上の電子部品１４や配線の動作に影響を与えることが防止される。またさらに、本実施の形態の耐摩耗性部材３０は箔膜状である。したがって、支持部品２６を基板１２上に配置する際に耐摩耗性部材３０の厚みを考慮する必要がない。すなわち、本実施の形態では、支持部品２６の仕様（例えば、電子部品１４に提供する脚部の長さ）を従来から大幅に変更する必要がない。

ここで、耐摩耗性部材３０が基板１２上に固定されていない場合に生じる問題について説明する。プリント基板１０が電子装置に実装され、その電子装置に振動が加わると、基板１２上の電子部品１４や支持部品２６にもその振動は伝わる。このとき、支持部品２６と基板１２との各々が振動することによって、支持部品２６が基板１２の表面１２ａと擦れ合ってしまい、その結果、基板１２の一部が剥離して異物２４が生じることがある。

しかしながら、第２の実施の形態によれば、基板１２の表面１２ａが支持部品２６と擦れ合うことが耐摩耗性部材３０によって抑制される。これにより、電子部品１４が支持部品２６によって支持されるとともに、基板１２上に配置される支持部品２６との摩擦によって基板１２の一部が剥離して異物２４が生じることが抑制される。また、耐摩耗性部材３０の耐摩耗性が基板１２の耐摩耗性よりも高いので、支持部品２６との摩擦で耐摩耗性部材３０自体が剥離してしまうことも抑制されている。さらに、本実施の形態の耐摩耗性部材３０は銅箔膜であって、固定される範囲が所定領域として予め決められている。したがって、耐摩耗性部材３０の固定（形成）は、銅からなる配線を基板１２に形成する工程において、配線の形成と同時に行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の一例として第２の実施の形態が説明されたが、上記第２の実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることはもちろんである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記実施の形態および変形例は、矛盾の生じない範囲で任意に組み合わされてもよい。

［実施の形態から得られる技術的思想］
上記実施の形態および変形例から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

プリント基板（１０）は、基板（１２）を有し、接触部材（２２、２６）が前記基板（１２）に接触するように配置されるプリント基板であって、少なくとも前記接触部材（２２、２６）が接触する前記基板（１２）上の領域に前記基板（１２）よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性部材（１８、３０）が固定される。

これにより、基板（１２）と接触する接触部材（２２、２６）との摩擦によって基板（１２）の一部が剥離して異物（２４）が生じることが抑制される。また、耐摩耗性部材（１８、３０）の耐摩耗性が基板（１２）の耐摩耗性よりも高いので、接触部材（２２、２６）との摩擦によって耐摩耗性部材（１８、３０）自体が剥離してしまうことも抑制される。

前記領域は、予め決められた所定領域であってもよい。これにより、基板（１２）と接触する接触部材（２２、２６）との摩擦によって基板（１２）の一部が剥離して異物（２４）が生じることが抑制される。また、耐摩耗性部材（１８、３０）の耐摩耗性が基板（１２）の耐摩耗性よりも高いので、接触部材（２２、２６）との摩擦によって耐摩耗性部材（１８、３０）自体が剥離してしまうことも抑制される。

前記耐摩耗性部材（１８、３０）は、箔膜であってもよい。これにより、接触部材（２２、２６）を基板（１２）上に配置する際に耐摩耗性部材（１８、３０）の厚みを考慮する必要がない。

前記耐摩耗性部材（１８、３０）は、銅からなってもよい。これにより、基板（１２）と接触する接触部材（２２、２６）との摩擦によって基板（１２）の一部が剥離して異物（２４）が生じることが抑制される。

前記耐摩耗性部材（１８、３０）の耐摩耗性は、前記接触部材（２２、２６）の耐摩耗性よりも高くてもよい。これにより、例えば、耐摩耗性部材（１８、３０）が接触部材（２２、２６）との摩擦によって剥離するおそれがより一層低減される。

前記接触部材（２２）は前記基板（１２）に設けられた孔（１６）に挿入されて前記基板（１２）を外部（２０）に固定する固定部材であってもよい。これにより、例えば、基板（１２）と接触する接触部材（２２）との摩擦によって基板（１２）の一部が剥離して異物（２４）が生じることが抑制されるとともに、プリント基板（１０）が電子装置内の台座（２０）に実装される。

前記接触部材（２６）は、前記基板（１２）上に実装される電子部品（１４）を支持する支持部品であってもよい。これにより、電子部品（１４）が支持部品（２６）によって支持されるとともに、基板（１２）上に配置される支持部品（２６）との摩擦によって基板（１２）の一部が剥離して異物（２４）が生じることが抑制される。

１０…プリント基板１２…基板
１４…電子部品１６…孔
１８、３０…耐摩耗性部材２０…台座
２２…ネジ２４…異物
２６…支持部品２８…はんだ接合部

Claims

基板を有し、接触部材が前記基板に接触するように配置されるプリント基板であって、
少なくとも前記接触部材が接触する前記基板上の領域に前記基板よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性部材が固定され、
前記耐摩耗性部材の耐摩耗性は、前記接触部材の耐摩耗性よりも高い、プリント基板。
請求項１に記載のプリント基板であって、
前記基板には孔が設けられており、
前記接触部材は、前記孔に挿入されて前記基板を外部に固定する固定部材である、プリント基板。
請求項１または２に記載のプリント基板であって、
前記接触部材は、前記基板に実装される電子部品を支持する支持部品である、プリント基板。
基板を有し、接触部材が前記基板に接触するように配置されるプリント基板であって、
少なくとも前記接触部材が接触する前記基板上の領域に前記基板よりも耐摩耗性が高い耐摩耗性部材が固定され、
前記接触部材は、前記基板に実装される電子部品を支持する支持部品である、プリント基板。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント基板であって、
前記耐摩耗性部材は、１つの前記接触部材につき１つ設けられる、プリント基板。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプリント基板であって、
前記領域は、予め決められた所定領域である、プリント基板。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のプリント基板であって、
前記耐摩耗性部材は、箔膜である、プリント基板。
請求項１〜７のいずれか１項に記載のプリント基板であって、
前記耐摩耗性部材は、銅からなる、プリント基板。