JP6787628B2 - プリント基板及び電子／電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板における、水滴による短絡やマイグレーションの発生を防止する技術に関するものである。

プリント基板における、水滴による短絡やマイグレーションの発生を防止する技術としては、プリント基板上の電圧が異なる二つの回路の間に撥水性の塗料の塗布によって二つの回路を隔てる凸部を形成し、プリント基板上に滴った水滴が回路間を跨って留まってしまい、回路間を短絡させてしまうことを抑止する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

特開平１１-５４８５６号公報

プリント基板はプリント基板の面が水平となるように設置されるとは限らず、プリント基板の面が垂直となるように設置されたり、プリント基板の面が傾斜するように設置されることも多い。たとえば、液晶表示装置などにおいては、装置の薄型化のために、プリント基板は、垂直に設置される液晶パネルと平行に設置されることが多い。

そして、プリント基板が垂直や傾斜するように設置されている場合、上述ようにプリント基板上の二つの回路の間に撥水性の塗料の塗布によって凸部を形成しても、プリント基板に滴った水滴やプリント基板上の結露による水滴が、重力や振動によって凸部をのり超えて拡がってしまい、回路間の短絡を発生させてしまう場合がある。

なお、プリント基板上の結露は、プリント基板が空調機の吹出口近傍に設置された場合などに生じ易い。
そこで、本発明は、水平に設置されないプリント基板における、水滴による短絡やマイグレーションの発生を効果的に抑止することを課題とする

前記課題達成のために、本発明は、基材と、基材上に形成された導体パターンと、導体パターンを覆うように基材上に積層されたソルダーレジスト層と、導体パターンに接続するように基材上に形成された、ソルダーレジスト層に覆われずに露出しているランドとを備えた、前記基材の面が非水平となる姿勢で設置されて用いられるプリント基板に、当該プリント基板が設置された状態で上方となる方向を上方向、当該プリント基板の面と平行かつ当該プリント基板が設置された状態で水平となる方向を左右方向として、前記ソルダーレジスト層の部分的な不在により前記ランドの上方に形成された、前記左右方向に対して傾斜して延びる溝を設けたものである。

また、前記課題達成のために、本発明は、基材と、基材上に形成された導体パターンと、導体パターンを覆うように基材上に積層されたソルダーレジスト層と、導体パターンに接続するように基材上に形成された、ソルダーレジスト層に覆われずに露出しているランドとを備えた、前記基材の面が非水平となる姿勢で設置されて用いられるプリント基板に、当該プリント基板が設置された状態で上方となる方向を上方向、当該プリント基板の面と平行かつ当該プリント基板が設置された状態で水平となる方向を左右方向として、前記ソルダーレジスト層上へのシルク印刷により前記ランドの上方に形成された、前記左右方向に対して傾斜して延びる凸部を設けたものである。

ここで、以上のような溝を設けたプリント基板には、さらに、前記ランドの上方、かつ、前記溝の下方に前記ソルダーレジスト層上へのシルク印刷により形成された、前記左右方向に対して傾斜して延びる凸部を備えるようにしてもよい。

以上のようなプリント基板によれば、ランドの上方よりランドに向かって流れてきた水流は、ランドの上方に設けた左右方向に対して傾斜させて設けた溝や凸部によって良好に案内されて、ランドを迂回して下方に流れ去る。よって、当該ランドと当該ランドの上方にある他のランド等との、結露等により生じた水流による短絡や、マイグレーションの発生を抑止することができる。

ここで、以上のような溝を設けたプリント基板においては、前記溝の前記左右方向に対する傾斜は、上方に位置する部分が下方に位置する部分よりも小さくなるように設定することが好ましい。また、以上のような凸部を設けたプリント基板においては、前記凸部の前記左右方向に対する傾斜は、上方に位置する部分が下方に位置する部分よりも小さく設定することが好ましい。

このようにすることにより、水流を、溝や凸部によって、より良好に案内することができるようになる。
また、以上のような溝を設けたプリント基板においては、前記溝の左右方向の範囲は、前記ランドの左右方向の範囲を含むように設定することも好ましい。
また、以上のような凸部を設けたプリント基板においては、前記凸部の左右方向の範囲は、前記ランドの左右方向の範囲を含むように設定することも好ましい。
また、以上のプリント基板において、前記ランドは、スルーホールまたはビアの周囲に、当該スルーホールまたはビアを前記基材の面上に拡張するように設けられた、電源またはグランドに接続されるランドであってよい。

また、併せて、本発明は、プリント基板を、当該プリント基板の面が非水平となる姿勢で備えた電子／電気機器も提供する。

以上のように、本発明によれば、水平に設置されないプリント基板における、水滴による短絡やマイグレーションの発生を効果的に抑止することができる。

本発明の実施形態に係るプリント基板を示す図である。 従来のプリント基板の水滴による短絡のメカニズムを示す図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の短絡防止のメカニズムを示す図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の短絡防止の他の構造を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１ａに本実施形態に係るＰＣＢ（Printed Circuit Board）を示す。
図示するように、ＰＣＢは、配線パターンやビアやスルーホールなどを形成したリジットなＰＷＢ（Printed Wired Board）に、ＩＣやアナログ素子などの各種電子／電気部品を実装した装置である。なお、ＰＣＢやＰＷＢは、プリント基板と総称される。

ここで、本実施形態にかかる短絡防止構造を設けたＰＣＢの部分１００の拡大図を図１ｂに、図１ｂの断面線Ａ-ＡによるＰＷＢの断面端部を図１ｃに示す。
図示するように、ＰＷＢにおいて、基材１１の面上には、配線や端子を形成する導体パターン層１２が形成されている。また、ＰＷＢには、ＰＷＢの層／面間を電気的に接続するスルーホール１３やビアが設けられている。

また、基材１１の面上には、絶縁層であるソルダーレジスト層１４が形成されており、導体パターン層１２は、電子／電気部品の端子を接続するランド（パッド）と、スルーホール１３やビアのランドを除き、ソルダーレジスト層１４で覆われている。

そして、ソルダーレジスト層１４の上には、シルク印刷で形成された所要の記号などを示す塗料層１５が設けられている。
さて、ここで、このような本実施形態に係るＰＣＢは、液晶表示装置やその他の電子／電気機器の一部として、ＰＷＢの面が垂直になるように設置されて使用されるものである。また、図１の各図の上方向を上方向としてＰＣＢは設置され、図１の各図における下方向を下方向としてＰＣＢは設置される。

そして、本実施形態では、上方のランドとの間の短絡を防止する下方のランドのすぐ上の位置に短絡防止構造を設ける。
すなわち、いま、図１ｂのスルーホール１３ａに電源電圧が印加され、スルーホール１３ｂがグランド電圧が印加されるものとして、スルーホール１３ａとスルーホール１３ｂのとの短絡を防止する場合には、より下方のスルーホール１３ｂのランドのすぐ上の（スルーホール１３ａの下方の）位置に、短絡防止構造を設ける。

また、図示するように、短絡防止構造は、ソルダーレジストを部分的に設けないことにより形成した溝２１と、溝２１の下方にシルク印刷による塗料の塗布による塗料層１５の一部として形成した凸部２２とより構成される。

そして、図１ｂ中に示した左右方向、すなわち、ＰＣＢの設置時の水平方向のうちのＰＣＢの面と平行となる方向をＰＣＢの左右方向として、溝２１と凸部２２は、左右方向については、スルーホール１３ｂのランドの上方において、スルーホール１３ｂのランドの左端より左の位置からスルーホール１３ｂのランドの右端より右側の位置に至るように延びている。すなわち、溝２１と凸部２２は、左右方向について、スルーホール１３ｂのランドの左右方向の範囲を、その上方においてカバーするように設けられている。

また、溝２１と凸部２２は、垂直方向については、一方の端から他方の端に向かって、下方に進むように傾斜して設けられている。すなわち、たとえば、図１ｂでは、溝２１と凸部２２は、右端から左端に向かって下方に進むように傾斜して延びている。

また、溝２１と凸部２２は、上方にある部分が下方にある部分よりも、左右方向に対する傾斜が小さくなるように設けている。
すなわち、図１ｄに示すように、溝２１と凸部２２のより上方にある右側の部分の左右方向に対する傾斜θ１を、より下方にある左側の部分の左右方向に対する傾斜θ２よりも小さく設定している。なお、図示した例では、θ１は３０度、θ２は６０度としている。

以下、このような短絡防止構造の作用、効果について説明する。
図２ａ１、ａ２に示すように、短絡防止構造を設けなかった場合、図２ｂ１、ｂ２に示すように、結露などによりＰＣＢの表面に付着した水滴は、重力や振動により、ＰＷＢの表面を伝わる水流２００となりスルーホール１３ａのランドからスルーホール１３ｂのランドまで流れ拡がり、スルーホール１３ａとスルーホール１３ｂが短絡してしまったり、マイグレーションを発生させてしまうことがある。

一方、短絡防止構造を設けた場合には、図３ａ、ｂに示すように、スルーホール１３ａのランドから溝２１に達した水流２００は、溝２１に流入して、溝２１に沿ってスルーホール１３ｂのランドの左側へと案内されて、スルーホール１３ｂのランドより左側の位置から下方に流れ去る。また、溝２１を超えてしまった水流２００も、凸部２２によって下方への移動が阻止され、凸部２２に沿ってスルーホール１３ｂのランドの左側へと案内されて、スルーホール１３ｂのランドより左側の位置から下方に流れ去る。

ここで、上述のように上方にある部分が下方にある部分よりも、左右方向に対する傾斜が小さくなるように溝２１と凸部２２を設けているので、水流２００は溝２１や凸部２２の傾斜の大きい下部から良好に排出される。そして、この結果、水流２００を、溝２１や凸部２２に留めることなく、溝２１と凸部２２に沿って案内することができるようになる。

よって、スルーホール１３ａのランドからスルーホール１３ｂのランドまで水流２００が流れることは抑止され、スルーホール１３ａとスルーホール１３ｂの短絡や、マイグレーションを発生が防止される。

以上、本発明の実施形態について説明した。
ところで、以上の実施形態における短絡防止構造における溝２１と凸部２２は、図４ａに示すように円弧状の形状としてもよい。ただし、この場合も、上方にある部分が下方にある部分よりも、左右方向に対する傾斜が小さくなるように円弧の形状は定めるようにする。

また、以上の実施形態における短絡防止構造における溝２１と凸部２２は、図４ｂに示すように、傾斜が一様な直線状の形状としてもよい。
また、以上の実施形態における短絡防止構造は、図４ｃに示すように溝２１のみを設けたものとしたり、図４ｄに示すように凸部２２のみを設けたものとしてもよい。
また、以上の実施形態における短絡防止構造の溝２１と凸部２２は、スルーホール１３ａのランドとスルーホール１３ｂのランドとの位置関係によっては、図４ｅに示すように、左右方向について、スルーホール１３ｂのランドの左右方向の範囲のうちの、スルーホール１３ａのランドからスルーホール１３ｂのランドに向かって流れ落ちる水流２００の経路となり得る部分のみをカバーするように設けてもよい。

なお、以上の実施形態では、スルーホール１３間の短絡を防止する場合について示したが、本実施形態はビア、スルーホール、ランド等の任意の露出した導電物の組み合わせについて、当該組み合わせ内の導電物間の短絡を防止する場合について同様に適用することができる。

また、以上の実施形態では、ＰＣＢがＰＷＢの面が垂直になるように設置されて使用されるものである場合について説明したが、本実施形態はＰＣＢがＰＷＢの面が傾斜するように設置されて使用されるものである場合にも同様に適用することができる。なお、この場合にも、設置時により上方となる方向を上方、設置時により下方となる方向を下方として上述した短絡防止構造を設けるようにする。

また、以上の実施形態における溝２１は、当該溝２１の部分に始めからソルダーレジスト層１４を設けないことにより形成しても良いし、当該溝２１の部分を含むようにソルダーレジスト層１４を形成した後に、当該溝２１の部分のソルダーレジストを除去することにより形成してもよい。

１１…基材、１２…導体パターン層、１３…スルーホール、１４…ソルダーレジスト層、１５…塗料層、２１…溝、２２…凸部、２００…水流。

Claims (9)

1. 基材と、基材上に形成された導体パターンと、導体パターンを覆うように基材上に積層されたソルダーレジスト層と、導体パターンに接続するように基材上に形成された、ソルダーレジスト層に覆われずに露出しているランドとを備えた、前記基材の面が非水平となる姿勢で設置されて用いられるプリント基板であって、
   当該プリント基板が設置された状態で上方となる方向を上方向、当該プリント基板の面と平行かつ当該プリント基板が設置された状態で水平となる方向を左右方向として、前記ソルダーレジスト層の部分的な不在により前記ランドの上方に形成された、前記左右方向に対して傾斜して延びる溝を備えていることを特徴とするプリント基板。
2. 基材と、基材上に形成された導体パターンと、導体パターンを覆うように基材上に積層されたソルダーレジスト層と、導体パターンに接続するように基材上に形成された、ソルダーレジスト層に覆われずに露出しているランドとを備えた、前記基材の面が非水平となる姿勢で設置されて用いられるプリント基板であって、
   当該プリント基板が設置された状態で上方となる方向を上方向、当該プリント基板の面と平行かつ当該プリント基板が設置された状態で水平となる方向を左右方向として、前記ソルダーレジスト層上へのシルク印刷により前記ランドの上方に形成された、前記左右方向に対して傾斜して延びる凸部を備えていることを特徴とするプリント基板。
3. 請求項１記載のプリント基板であって、
   前記ランドの上方、かつ、前記溝の下方に前記ソルダーレジスト層上へのシルク印刷により形成された、前記左右方向に対して傾斜して延びる凸部を備えていることを特徴とするプリント基板。
4. 請求項１または３記載のプリント基板であって、
   前記溝の前記左右方向に対する傾斜は、上方に位置する部分が下方に位置する部分よりも小さいことを特徴とするプリント基板。
5. 請求項２または３記載のプリント基板であって、
   前記凸部の前記左右方向に対する傾斜は、上方に位置する部分が下方に位置する部分よりも小さいことを特徴とするプリント基板。
6. 請求項１、３または４記載のプリント基板であって、
   前記溝の前記左右方向の範囲は、前記ランドの左右方向の範囲を含んでいることを特徴とするのプリント基板。
7. 請求項２、３または５記載のプリント基板であって、
   前記凸部の前記左右方向の範囲は、前記ランドの左右方向の範囲を含んでいることを特徴とするのプリント基板。
8. 請求項１、２、３、４、５、６または７記載のプリント基板であって、
   前記ランドは、スルーホールまたはビアの周囲に、当該スルーホールまたはビアを前記基材の面上に拡張するように設けられた、電源またはグランドに接続されるランドであることを特徴とするプリント基板。
9. 請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載のプリント基板を、当該プリント基板の面が非水平となる姿勢で備えた電子／電気機器。