JPH03155184A - プリント基板回路の立体組立構造体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プリント基板に平面実装（ＳＭＴ）によって
電子部品を搭載したプリント基板回路を高密度化するた
めに複数枚立体的に組み立てたプリント基板回路の立体
組立構造体及びその製造方法に関する。

（ｂ℃来の技術） 従来の平面実装（ＳＭＴ）は、１枚のプリント基板に高
密度で電子部品を装着することが主体となって進められ
ており、多様な高さの電子部品が実装された後のプリン
ト基板回路を複数枚高密度に立体的に組み立てることに
よって、必要とする電子回路を構成することは考慮され
ていない。

また、現在実施されている技術にプリント基板の多層化
やフィルム状基板（フレキシブル基板）の多層化がある
。プリント基板の多層化は、プリント基板の製造工程（
成形）中で回路機能も含めて多層化するものが殆どであ
り、フィルム状基板の多層化もフィルム上に蒸着、スパ
ッタ、イオンブレーティングやスクリーン印刷も含めて
７１膜や厚膜で回路を構成して、フィルムを何枚も積み
重ねて上下の接続をスルーホールや端面引き出しで行う
ものである。

（発明が解決しようとする課題） ところで、従来のプリント基板の多層化やフィルム状基
板の多層化技術の場合、使用する回路部品の高さ（厚み
）が揃っていてしかも薄い必要があり、使用可能な部品
に制限があり、従って構成できる回路も限られてしまう
嫌いがあった。

本発明は、上記の点に鑑み、多種多様゛な外形、高さを
有する電子部品を搭載したプリント基板回路であっても
立体的に組み立てて任意の回路構成を高密度で実現可能
なプリント基板回路の立体組立構造体及びその製造方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の第１の手段による
プリント基板回路の立体組立構造体は、プリント基板に
電子部品を装着してプリント基板回路を構成し、前記プ
リント基板間にスペーサ部材を設けて複数枚のプリント
基板回路を相互に位置決めして立体的に重ねて一体化し
た構成である。

また、本発明の第２の手段によるプリント基板回路の立
体組立構造体は、プリント基板に電子部品を装着してプ
リント基板回路を構成し、該プリント基板回路を立体的
に重ねて筒状パッケージ内に収納一体化した構成である
。

本発明に係るプリント基板回路の立体組立構造体の第１
の製造方法は、昇降自在なセンターテーブル上に基板ト
ランスファ機構によりプリント基板回路を供給して載置
し、前記センターテーブルを当該プリント基板回路の厚
み相当分だけ下降させた後、次のプリント基板回路を前
記センターテーブル上の既に載置されているプリント基
板回路上に重ねて載置することを特徴としている。

また、本発明に係る第２の製造方法は、垂直方向の基板
トランスファによりプリント基板を移送しながら電子部
品を装着してプリント基板回路を組み立てて順次テーブ
ル上に重ねて載置することを特徴としている。

＜（ヤ用） 従来の複合化は多層化技術によって固体回路的に薄膜化
しているが、本発明においては、立体的なアセンブリに
よって複合化を図るものである。

本発明の場合、プリント基板回路を立体的に組み立てて
必要な回路を構成でき、立体的空間の高密度利用が可能
であり、立体的に組み立てて所要の回路を構成した後の
電子機器への回路の実装１組み込み、配線等のトータル
コストを低減することができる。また、各プリント基板
上に搭載される電子部品の高さがまちまちであってもプ
リント基板回路を相互に位置決めして立体的に組み合わ
せることができ、多様な部品を持つプリント基板回路の
立体的組み立てによる高密度化を図ることができる。

また、製造にあたっては、プリント基板回路の厚み相当
分だけ段附的に下降するセンターテーブルに順次プリン
ト基板回路を供給載置して行く方法、又は垂直方向にプ
リント基板を移送しながら電子部品を装着してプリント
基板回路を組み立てて順次テーブル上に重ねて載置する
方法を採用したりすることにより、効率的に組立を実行
できる。

（実施例） 以下、本発明に係るプリント基板回路の立体組立構造体
及びその製造方法の実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明のプリント基板回路の立体組立構造体の
第１実施例であり、プリント基板１に種々の電子部品２
を面実装したプリント基板回路３をスペーサ部材４を介
して複数枚高さ方向に重ねて一体化したものである。こ
こで、スペーサ部材４はプリント基板１の四隅等の空き
スペースにビス、接着剤、圧入、嵌入等で固着されるも
ので、該スペーサ部材４により、各プリント基板回路３
は相互に所要間隔を保持した状態で位置決めされる。

なお、各プリント基板回路３間の接続ははんだ付けやワ
イヤーボンディングにより行うことができる。

第２図は本発明のプリント基板回路の立体組立構造体の
第２実施例であり、プリント基板１に種々の電子部品を
面実装したプリント基板回路３を嵌合部材５を介して複
数枚高さ方向に重ねて一体化したらのである。ここで、
嵌合部材５はプリント基板１の四隅等の空きスペースに
ビス、接着剤、圧入、嵌入等で固着されるもので、該嵌
合部材５により、各プリント基板回路３は相互に所要間
隔を保持した状態で嵌合し、位置決めされる。

なお、嵌合部材５の相互の接続固定に接着剤等を併用し
ても良い。

第３図は本発明のプリント基板回路の立体組立構造体の
第３実施例であり、プリント基板１に種々の電子部品２
を面実装してプリント基板回路３を構成し、プリント基
板１の一面にコネクタのプラグ部６Ａを、これに対向す
る別のプリント基板１の一面にコネクタのレセプタクル
部６Ｂを固定し、プラグ部６Ａとレセプタタル部６Ｂと
を嵌合。

接続することにより複数枚のプリント基板回路３を立体
的に位置決め一体化したものである。

この場合、プラグ部６Ａとレセプタクル部６Ｂとからな
るコネクタは、プリント基板回路３の間隔を規定するス
ペーサとしての機能と、プリント基板回路相互間の接続
配線を行う機能とを持つ。

第４図は本発明のプリント基板回路の立体組立構造体の
第４実施例であり、プリント基板ｌに種々の電子部品２
を面実装してプリント基板回路３を構成し、プリント基
板１の四隅等の空きスペースに導体製チップジャンパー
７を取り付は固定し、各チップジャンパー７の先端の凹
部８と凸部９とを突き合わせて嵌合し、連結することに
より複数枚のプリント基板回路３を立体的に位置決め一
体化したものである。

各チップジャンパー７は、第５図のように丸棒の両端に
凹部８と凸部９とを形成したもの、又は第６図のように
角棒の両端に凹部８と凸部９とを形成したもの、さらに
は三角棒状のもの等であり、上下のプリント基板回路間
の接続もできるインサートコネクションの機能も有して
いる。

チップジャンパー７の取り付けは、ジャンパー線の挿入
と同様の要領でプリント基板１に所定高さとなるように
挿入（打ち込み）でき、プリント基板１に形成されたリ
ード線挿入穴を利用しても良いし、専用の穴を形成して
も良い。また、チップジャンパー７の配置はプリント基
板１のしなりを防止するためにプリント基板１の中央部
等に挿入することも可能である。

この場合、導体製チップジャンパー７はプリント基板回
路３の間隔を規定するスペーサとしての機能と、プリン
ト基板回路相互間の接続配線を行う機能（ジャンパー線
の機能）とを持つ。

第７図及び第８図は本発明のプリント基板回路の立体組
立構造体の第５実施例であり、プリント基板１に種々の
電子部品を面実装してプリント基板回路３を構成し、複
数枚のプリント基板回路３の間に方形枠状ホルダ１０を
介在させて当Ｓ亥複数枚のプリント基板回路３を立体的
に位置決め一体化したものである。ここで、方形枠状ホ
ルダ１０は厚み方向に貫通するビン１１を有し、該ビン
１１はプリント基板１の位置決め穴１２に嵌入してプリ
ント基板１の位置決め固定を実行する。また、ビン１１
はプリント基板回路３相互の接続配線のためのジャンパ
ー線としても利用できる。

なお、接着剤を併用して方形枠状ホルダ１０とプリント
基板１相互を接着しても良い。

第９図乃至第１０［］は本発明のプリント基板回路の立
体組立構造体の第６実施例であり、プリント基板ｌに種
々の電子部品を面実装してプリント基板回路３を構成し
、複数枚のプリント基板回路３の間に方形枠状ホルダ１
５を介在させて当該複数枚のプリント基板回路３を立体
的に位置決め一体化したものである。ここで、方形枠状
ホルダ１５は横方向（基板に平行な向き）に貫通するビ
ン１６を有し、また、プリント基板１を位置決めするた
めのリブ１７を縁部に有している。すなわち、第１０図
の如くプリント基板１の外縁がリブ１７の内側に嵌合す
ることにより方形枠状ホルダ１５にプリント基板１が位
置決め保持される。前記ビン１６は外部接続用端子して
利用でき、該ビン１６の内側端はプリント基板回路側に
接続される。

なお、接着剤を併用して方形枠状ホルダ１５とプリント
基板１相互を接着しても良いし、他の固着具を使用して
一体化しても良い。また、方形枠状ホルダ１５にも第５
実施例のホルダ１０と同様の上下方向に貫通するビンを
設けてプリント基板を位置決め固定する構造を併用可能
である。

第１１図は本発明のプリント基板回路の立体組立構造体
の第７実施例であり、プリント基板１に種々の電子部品
を面実装してプリント基板回路３を構成し、複数枚のプ
リント基板回路３の間に方形枠状ホルダ２０を介在させ
て当該複数枚のプリント基板回路３を立体的に位置決め
一体化したものである。ここで、方形枠状ホルダ２０に
は端子ビンの代わりにコネクタ２１が固着されている。

該コネクタ２１は各プリント基板回路３と外部との電気
配線の接続に使用できる。なお、その他の構成は第６実
施例と同様である。

第１２図は本発明のプリント基板回路の立体組立構造体
の第８実施例であり、プリント基板１に種々の電子部品
２を面実装してプリント基板回路３を楕成し、複数枚の
プリント基板回路３の間に前述の各実施例に示したよう
なスペーサ部材、嵌合部材、チップジャンパー、ホルダ
等を介在させて当該複数枚のプリント基板回路３を立体
的に重ねて樹脂等の方形筒状パッケージ２５で位置ずれ
しないように保持、−像化したものである。ここで、パ
ッケージ２５の外面には外部接続用のコネクタ（又は接
続端子）２６が固着されている。

この場合、パッケージ２５の上下開口を樹脂モールドし
て閉塞した構造としても良い。

第１３図及び第１４図は本発明に係るプリント基板回路
の立体組立構造体の製造方法の実施例であり、３０はセ
ンターテーブル、３１Ａ乃至３１Ｃは搬入用基板トラン
スファ、３２は搬出用基板トランスファである。搬入用
基板トランスファ３１人乃至３１Ｃはそれぞれ異なった
種類のプリント基板回路３をセンターテーブル３０上に
供給、載置するものであり、センターテーブル３０は昇
降自在であって、載置されたプリント基板回路３の厚み
Ｔに相当する距離だけ段階的に下降動作を行う。

従って、プリント基板回路の立体組立構造体の組立は、
センターテーブル３０上に最下段となるべきプリント基
板回路３を搬入用基板トランスファ３１Ａ乃至３１Ｃの
いずれかから供給し、センターテーブル３０がプリント
基板回路の厚みＴだけ段階的に下降したら、次のプリン
ト基板回路３を搬入用基板トランスファ３１Ａ乃至３１
Ｃのいずれかから供給して最下段のプリント基板回路３
上に重ねて載置し、このような載置動作を繰り返した後
、最上段のプリント基板回路３を搬入用基板トランスフ
ァ３１Ａ乃至３１Ｃのいずれかから供給して今まで積み
重ねらたプリント基板回路上に載置することにより行う
。その後、センターテーブル３０上のプリント基板回路
の立体組立横遺体は、センターテーブル３０の上昇位置
への復帰により搬出用基板トランスファ３２と同じ高さ
にされて該搬出用基板トランスファ３２により排出され
る。

なお、プリント基板回路３の積み重ね順序、枚数は予め
制御用コンピュータに入力した回路情報によって行うこ
とができる。

上記製造方法の実施例によれば、センターテーブル３０
がプリント基板回路３の厚みＴに相当する距離ずつ段階
的に下降するので、各トランスファ３１Ａ乃至３１Ｃは
プリント基板回路３の水平方向の移送動作を実行すれば
良く、機構が簡単になる。

第１５図は本発明の製造方法の池の実施例であり、昇降
テーブル４０に対して垂直方向の基板トランスファ４１
によりプリント基板１を移送しながら電子部品を点線矢
印の如く装着機等で供給、装着してプリント基板回路３
を組み立て、これを順次テーブル４０上に重ねて載置す
る工程を持つ。

この場合、プリント基板１を中心とした同心円上に種々
の電子部品の供給部を配置して、プリント基板１に対し
て電子部品を放射状に移送して装着を実行することがで
き、従来のプリント基板を水平方向に搬送する方法に比
ベプリント基板の移動距離を少なくするとかできる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、以下の効果を得
ることができる。

（１）従来は多層化によって薄型化していたが、本発明
では立体化によって小型化を図るものである。そして、
装着しながら立体的に組み立て可能であり、従来の装着
、組立技術に比べ、大幅にスペース削減ができる１例え
ば、第１γ図のように従来ｍＸｎのプリント基板１枚に
実装していた回路を、点線の如く分割して垂直方向に複
数枚立体的に重ねることにより、平面的な占有面積を縮
小して小型化を図ることができる。しがち、高さの異な
る電子部品を招載したプリント基板回路を立体的に高密
度に組み立てることができ、立体空間を有効利用でき、
多様な回路を構成可能である。

（２）種々の回路構成を高密度で小形に構成できるので
、多機能、複合化に対応でき、さらに電子機器への回路
の実装、組み立て、配線等の作業を簡略化することが可
能である。

（３）　　プリント基板回路の厚みに相当する距離ずつ
段階的に下降するセンターテーブルに対して基板トラン
スファよりプリント基板回路を移送する方法や、垂直方
向にプリント基板を移送しながら電子部品を装着してプ
リント基板回路を組み立てて順次テーブル上に重ねて載
置する方法を採用することができ、これによって、製造
組立の自動化が容易である。また、プリント基板の搬送
を合理的に実施することによりプリント基板の移動距離
は少なくなり、各プリント基板に電子部品を実装済みの
半製品のプリント基板回路の状態で供給し、組み立てて
完成できるので、実装の工数、工程数、完成度（完成さ
せるまでの手間）、リードタイム（完成までの時間）の
削減、ひいてはトータルコストの低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプリント基板回路の立体組立構造
体の第１実施例を示す斜視図、第２図は同じく第２実施
例を示す分解斜視図、第３図は同じく第３実施例を示す
部分断面図、第４図は同じく第４実施例を示す部分断面
図、第５図は第４実施例で用いるチップジャンパーの１
例を示す斜視図、第６図はチップジャンパーの他の例を
示す斜視図、第７図はプリント基板回路の立体組立構造
体の第５実施例を示す分解斜視図、第８図は同部分断面
図、第９図はプリント基板回路の立体組立構造体の第６
実施例を示す分解斜視図、第１０図は同部分断面図、第
１１図はプリント基板回路の立体組立構造体の第７実施
例を示す部分断面図、第１２図は同じく第８実施例を示
す斜視図、第１３図は本発明に係るプリント基板回路の
立体組立構造体の製造方法の実施例を示す平面図、第１
４図は同じ〈実施例におけるセンターテーブルの動作説
明図、第１５図は本発明に係る製造方法の他の実施例を
示す正面図、第１６図は本発明の効果説明のための説明
図である。 １・・・プリント基板、２・・・電子部品、３・・・プ
リント基板回路、４・・・スペーサ部材、５・・・嵌き
部材、６Ａ・・・プラグ部、６Ｂ・　レセプタクル部、
７・・・導体製チップジャンパー、１０，１５．２０・
・・方形枠状ホルダ、１１．１６・・ビン、１７・・・
リブ、２１　・コネクタ、２５・・方形筒状パッケージ
、３０・・・センターテーブル、３１Ａ乃至３１Ｃ，３
２・・・基板トランスファ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリント基板に電子部品を装着してプリント基板
   回路を構成し、前記プリント基板間にスペーサ部材を設
   けて複数枚のプリント基板回路を相互に位置決めして立
   体的に重ねて一体化したことを特徴とするプリント基板
   回路の立体組立構造体。
2. （２）前記スペーサ部材が相互に嵌合自在又は前記プリ
   ント基板に対して嵌合自在な嵌合部材である請求項１記
   載のプリント基板回路の立体組立構造体。
3. （３）前記スペーサ部材が前記プリント基板に取り付け
   られたコネクタ又は導体製チップジャンパーである請求
   項１記載のプリント基板回路の立体組立構造体。
4. （４）前記スペーサ部材が前記プリント基板間に介在す
   る枠状ホルダである請求項１記載のプリント基板回路の
   立体組立構造体。
5. （５）前記ホルダに接続用端子又はコネクタが設けられ
   ている請求項４記載のプリント基板回路の立体組立構造
   体。
6. （６）プリント基板に電子部品を装着してプリント基板
   回路を構成し、該プリント基板回路を立体的に重ねて筒
   状パッケージ内に収納一体化したことを特徴とするプリ
   ント基板回路の立体組立構造体。
7. （７）前記パッケージに接続用端子又はコネクタが設け
   られている請求項６記載のプリント基板回路の立体組立
   構造体。
8. （８）昇降自在なセンターテーブル上に基板トランスフ
   ァ機構によりプリント基板回路を供給して載置し、前記
   センターテーブルを当該プリント基板回路の厚み相当分
   だけ下降させた後、次のプリント基板回路を前記センタ
   ーテーブル上の既に載置されているプリント基板回路上
   に重ねて載置することを特徴とするプリント基板回路の
   立体組立構造体の製造方法。
9. （９）垂直方向の基板トランスファによりプリント基板
   を移送しながら電子部品を装着してプリント基板回路を
   組み立てて順次テーブル上に重ねて載置することを特徴
   とするプリント基板回路の立体組立構造体の製造方法。