KR100270637B1

KR100270637B1 - 대전류용프린트기판

Info

Publication number: KR100270637B1
Application number: KR1019970058943A
Authority: KR
Inventors: 다케히로 고바야시; 아키히로 마에지마
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-01-09
Filing date: 1997-11-10
Publication date: 2001-01-15
Also published as: CN1119073C; TW388186B; KR19980070081A; CN1187751A; JPH10200221A; JP3515868B2

Abstract

본 발명은 전기 절연기판의 표면 등에 형성된 도체 패턴에 대전류를 흘려 보낼 때 사용되는 대전류용 프린트 기판에 관한 것으로서, 점퍼선을 사용한 전류집중 억제방식에서 기판 제조효율의 악화를 방지하고 기판제조 비용의 상승을 억제하여 프린트 기판 자체의 신뢰성을 고도로 유지하며, 절연 기판(2)(도 1 참조)의 표면 이면에 도전 패턴(3A,3B)을 형성하고 그 표면 이면의 도전 패턴(3A,3B)을 관통하는 복수의 스루홀(5a1∼5c2)을 설치하고 그 복수의 스루홀(5a1∼5c2) 중 인접하는 쌍의 스루홀((5a1,5a2),(5b1,5b2),(5c1,5c2)) 마다 점퍼선(6a,6b,6c)을 서로 근접시켜 삽입 배치한 대전류용 기판(1)(도 1 참조), 근접한 점퍼선(6a,6b) 및 점퍼선(6b,6c) 간의 도전 패턴 상에 납땜(11a,11b)을 설치하고 근접한 각 점퍼선(6a,6b) 및 점퍼선(6b,6c)을 납땜(11a,11b)을 통하여 접합하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

대전류용 프린트 기판{PRINTED BOARD FOR LARGE CURRENT}

본 발명은 전기 절연기판의 표면 등에 형성된 도체 패턴에 대전류(大電流)를 흘려 보낼 때에 사용되는 대전류용 프린트 기판에 관한 것이다.

IC, 트랜지스터, 콘덴서 등의 전자부품이 최근에는 프린트 기판에 장착되어 있는 것이 일반적이다.

프린트 기판을 제조할 때에는 동박이 표면에 붙은 적층판을 사용하고 그 동박내의 불필요한 부분을 에칭에 의해 제거하고 표면에 원하는 동박 패턴(도체 패턴)을 갖는 프린트 기판을 생성하고 있다.

그런데, 상술한 프린트 기판에서는 오버 에칭이나 기판 제조후의 추가 가공 등에 의해 도체 패턴의 일부에 모발 형상의 균열(헤어 크랙) 등의 결함이 생길 우려가 있었다.

이와 같은 도체 패턴의 일부에 균열이 있는 프린트 기판을 사용하고 있으면, 그 일부 균열이 생기고 있는 도통 패턴의 상기 균열에 의해 패턴폭이 좁아지는 좁은 틈 부분에 전류가 집중되고 발열하기 쉽다.

특히, 1A 이상의 대전류가 도체 패턴에 흐르는 전기제품에 사용되는 대전류용 프린트 기판에서는 상기 좁은 틈 부분으로 대전류가 집중되므로 발열량이 많아지고 다른 제어 소자로의 영향을 생각하면 프린트 기판으로서는 바람직하지 않고 개선이 요망되고 있었다.

이와 같은 배경으로부터 종래의 대전류용 프린트 기판에서는 도체 패턴에 대해서 전류가 집중하는 것을 방지하여 만일 도체 패턴 상에 일부 균열이 발생하고 있던 경우에도 그 도체 패턴에 대한 전류집중 및 발열을 억제하는 각종의 방식(전류집중 억제방식)이 채용되고 있었다.

예를 들어, 황동판 등의 평판 형상의 도전판에 아이렛(eyelet) 가공을 실시하고 상기 도전판을 대전류가 흐르는 부품 삽입 구멍으로 아이렛하여 납땜함으로써 아이렛된 도전판을 통하여 대전류를 흘려 보내는 수단(더블 아이렛 방식)이나, 황동판 등의 도전판을 프린트 기판의 표면(전자부품이 장착된 부품면)이나 이면(전자부품 납땜면)의 대전류가 흐르는 부품 리드 간의 도전 패턴 상에 배치하고 납땜함으로써 상기 도전판을 통하여 대전류를 흐르게 하는 수단(부품면 도전판 방식·납땜면 도전판 방식) 등이 종래 고려되고 있었다.

그러나, 더블 아이렛방식에서는 미리 아이렛 가공된 황동판을 사용하고 있으므로, 칫수, 크기의 변경 등 설계 자유도가 부족한 것이나 많은 종류의 전자부품으로의 대응이 곤란한 것 등의 문제점을 갖고 있었다.

또한, 도전판 방식 내, 특히 부품면 도전판 방식에서는 납땜이 부품면의 도전판까지 올라가지 않기 때문에 접합 불량이 될 우려나 부품면 상의 도전판의 위치가 정해지지 않는 등의 결점을 갖고 있고, 대전류용 프린트 기판의 신뢰성을 저하시키고 있었다. 또한, 납땜면 도전판 방식에서도 상기 도전판의 납땜시에 도전판이 떨어지거나, 납땜면측 아래쪽으로 납땜이 늘어지는 등의 문제점이 생기고 있고 대전류용 프린트 기판의 신뢰성을 높게 유지하는 것이 어려웠다.

또한, 상술한 도전판을 사용한 각종 방식에서는 그 도전판의 비용이 비교적 높고 범용성도 부족하므로 보다 가격이 저렴하고 범용성이 높은 부재를 사용한 방식이 요망되고 있었다.

그런데, 도전패턴에 의한 전류 허용값은 예를 들어 1A라면 0.5㎜의 패턴폭으로 함으로서 동박의 온도상승을 억제할 수 있다. 한편, 통상의 리드선(동선)의 경우, 1㎟ 당 10A가 온도상승을 억제하는 허용전류값이다.

즉, 리드선은 허용전류값도 크고 저렴하므로 이 리드선의 이점을 살린 전류집중 억제방식으로서, 도전판을 사용하지 않고 범용성이 높으며 저렴한 점퍼선을 사용한 전류집중 억제방식이 제안되어 있다.

도 8은 점퍼선을 이용한 전류집중 억제방식이 채용된 대전류용 프린트 기판의 도전 패턴의 부분을 이면(전자부품 납땜면: 이하, 간단히 「납땜면」이라 함)측에서 본 도면이고 도 9는 도 8에서의 A-A 화살표 단면도(도면중 위쪽을 표면(전자부품이 장착되는 부품면: 이하, 간단히 부품면이라 함)으로서 본 단면도)이다.

도 8 및 도 9에 의하면, 프린트 기판의 대전류가 흐르는 부품 리드 사이의 도전패턴(50) 상의 복수의 긴 구멍 형상(소판형상)의 스루홀(51a,51b)이 설치되고 각 스루홀(51a,51b)에 복수(2개)의 점퍼선((52a,52b),(52b,52c))이 삽입되어 있다.

즉, 긴 구멍 스루홀(51a)의 장축방향의 단부(51a1,51a2)에는 점퍼선(52a)의 한쪽의 다리부(52a2) 및 점퍼선(52a)에 인접하는 점퍼선(52b)의 한쪽의 다리부(52b1)가 예를 들어 자동 삽입기(자동삽입기)에 의해 자동적으로 삽입되고 납땜되어 고정되어 있고, 또한 긴 구멍 스루홀(51b)의 장축방향의 단부(51b1,51b2)에는 점퍼선(52b)의 한쪽의 다리부(52b2) 및 점퍼선(52b)에 인접하는 점퍼선(52c)의 한쪽의 다리부(52c1)가 삽입되어 납땜하여 고정되어 있다.

즉, 동일한 긴 구멍 스루홀(51a)에 삽입된 점퍼선(52a,52b)은 상기 긴 구멍 스루홀(51a) 및 이 스루홀(51a) 내의 납땜을 통하여 접속되고 동일한 긴 구멍 스루홀(51b)에 삽입된 점퍼선(52b,52c)은, 상기 긴 구멍 스루홀(51b) 및 이 스루홀(51b) 내의 납땜을 통하여 접속되어 있다.

그런데, 점퍼선은 그 자체로는 허용 전류값은 크지 않다. 예를 들어, 직경(ø) 0.6㎜(단면적: 약 0.28㎟)일 때, 상술한 통상의 리드선의 전류 허용값(1㎟ 당 10A(10A/㎟))으로부터 환산하면, 점퍼선에는 약 2.8A밖에 전류를 흘리지 않게 된다.

그러나, 통상의 대전류용 도체 패턴은 미리 20A의 전류값을 허용할 수 있는 방열면적을 갖도록 설계되어 있으므로(점퍼선과 도체패턴의 전류에 대한 발열량의 차이를 나타내는 도 10을 참조), 점퍼선에 대해서 20A의 허용전류값을 구할 필요는 없고 도체 패턴에 헤어 크랙 등의 결함이 생기고 있을 때의 전류 집중을 억제하여 상기 전류집중에 의한 이상 발열을 회피하면 좋다.

즉, 도 8 및 도 9에 도시한 점퍼선(52a∼52c)을 사용한 대전류용 프린트 기판에 의하면, 도체패턴(50)을 흘려 보내는 대전류는, 도체 패턴(50)뿐만 아니라 점퍼선(52a∼52c)을 통해 흐르므로, 도체패턴(50)으로의 전류집중을 회피·억제할 수 있다.

그러나, 종래의 점퍼선을 사용한 전류집중 억제방식에서는 동일한 긴 구멍 스루홀에 복수의 점퍼선을 삽입하여 상기 복수의 점퍼선을 그 긴 구멍 스루홀을 통하여 접속하고 있으므로, 도 11에 도시한 바와 같이 점퍼선(55a∼55c)의 축방향으로 직교하는 방향에 스루홀(56)을 설치할 필요가 있는 경우 등에는 자동삽입된 점퍼선(55a∼55c)의 위치가 도 12에 도시한 바와 같이 스루홀(56)의 장축방향을 따라서 이동하고 예를 들어 동일 직선상에 위치하는 등 각 점퍼선(55a∼55c)의 삽입 위치가 정해지지 않는 것이 빈번하게 발생하고 있었다. 그 결과, 자동삽입기에 의한 점퍼선 삽입공정에서 자동삽입 에러(점퍼선의 자동삽입기에 의한 자동적인 삽입에서의 에러)가 발생하여 기판 제조공정의 일시 정지를 일으키게 되고 기판 제조 효율을 악화시키고 있었다.

상술한 자동삽입 에러를 적극 방지하기 위해 긴 구멍형상의 스루홀이 아니고 도 13에 도시한 바와 같이 안경 구멍 형상의 스루홀(60)을 형성하는 것도 고안되어 있지만, 이 안경 구멍 형상의 스루홀(60)을 형성하는 데에는 프린트 기판에 대해 루터 가공이나 긴 구멍 가공 등을 실시할 필요가 생기고 기판 제조비용을 상승시키고 있었다.

또한, 긴 구멍 스루홀은 원형 구멍형상의 스루홀에 비해 스루홀 자체에 크랙이 발생할 위험성이 높고 긴 구멍 스루홀을 갖는 프린트 기판은 원형 구멍형상의 스루홀을 갖는 프린트 기판에 비해 신뢰성이 저하되고 있었다.

본 발명은 상술한 사정을 감안한 것으로 점퍼선을 사용한 전류집중 억제방식에서 기판제조효율의 악화를 방지하고 기판제조비용의 상승을 억제하며, 프린트 기판 자체의 신뢰성을 고도로 유지하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 대전류용 프린트 기판의 구성 중 일부를 도시한 사시도,

도 2는 도 1에서의 납땜면측의 도체 패턴의 일부를 확대하여 도시한 도면,

도 3은 도 2에서의 Ⅲ-Ⅲ화살표를 따른 단면도,

도 4는 제 1 실시형태의 변형예에 관한 대전류용 프린트의 납땜면측의 도체 패턴의 일부를 확대하여 도시한 도면,

도 5는 도 4에서의 Ⅴ-Ⅴ화살표를 따른 단면도

도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 대전류용 프린트 기판의 납땜면측의 도체 패턴의 일부를 확대하여 도시한 도면,

도 7은 도 6에서의 Ⅶ-Ⅶ 화살표를 따른 단면도,

도 8은 종래의 점퍼선을 사용한 전류집중 억제방식이 채용된 대전류용 프린트기판의 도전 패턴 부분을 납땜면측에서 본 도면,

도 9는 도 8에서의 A-A 화살표를 따른 단면도,

도 10은 도체 패턴과 점퍼선의 전류에 대한 발열량의 차이를 나타낸 도면,

도 11은 점퍼선의 축방향으로 직교하는 방향에 스루홀을 설치한 경우의 점퍼선을 갖는 대전류용 프린트 기판의 도전 패턴 부분을 남땜면측에서 본 도면,

도 12는 도 11에서의 점퍼선의 삽입 위치의 변화를 도시한 도면 및

도 13은 안경 구멍 형상의 스루홀을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,30: 대전류용 프린트 기판 2: 절연기판

3A,3B,33A,33B: 도체(도전) 패턴

4A,4B,5a1,5a2,5b1,5b2,5c1,5c2,35A,35B,36a1,36a2,36b1,36b2: 스루홀

6a∼6c,37a,37b: 점퍼선 10a,10b,38,40a,40b: 랜드

11a1,11a,11b,11c,39,41a,41b: 납땜(납땜 형성부)

20: 방열용 랜드 21: 납땜

42: 절연 시트

상기 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 절연재로 이루어진 기판의 표면 및 이면에 도전 패턴을 형성하고, 그 표면 및 이면의 도전 패턴을 관통하는 복수의 스루홀을 설치하며, 그 복수의 스루홀 내의 적어도 일부의 인접하는 쌍의 스루홀마다 점퍼선을 서로 근접시켜 삽입 배치한 대전류용 기판에서, 상기 근접한 점퍼선 간의 도전 패턴 상에 납땜을 설치하고 상기 근접한 각 점퍼선을 상기 납땜을 통하여 접합하고 있다.

특히, 청구항 2에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 상기 납땜은 상기 각 점퍼선의 선 직경 보다 상기 선 직경 방향의 폭이 넓어 지도록 형성되어 있고, 또한 청구항 3에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 상기 복수의 스루홀은 각각 원형 구멍 형상으로 형성된 부품구멍이다.

또한, 특히 청구항 4에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 상기 근접한 점퍼선 간의 도전 패턴 상에 상기 각 점퍼선의 선 직경보다도 상기 선 직경 방향의 폭이 넓어지도록 랜드가 형성되어 있고, 상기 납땜은 흐름 납땜시에 상기 랜드에 자동적으로 이루어지도록 형성되어 있다.

또한, 청구항 5에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 상기 기판의 이면은 상기 기판의 표면측으로부터 삽입된 부품을 납땜하는 납땜면이고, 상기 점퍼선은 상기 납땜면측으로부터 상기 기판에 삽입 배치되어 있다. 또한, 청구항 6에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 상기 기판의 표면측으로부터 상기 스루홀을 통하여 삽입 실장되어 납땜으로 고정된 전자부품의 리드선과 이 리드선에 근접하는 점퍼선 사이 및 상기 근접한 점퍼선간의 도전 패턴 상에 형성된 납땜 형성부의 적어도 한쪽에 추가납땜을 실시하고 상기 리드선과 점퍼선 사이 및 상기 납땜 형성부의 적어도 한쪽의 비저항을 저하시키도록 하고 있다.

청구항 7에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에 의하면, 상기 근접한 점퍼선 내의 적어도 한쪽의 점퍼선의 축방향의 중앙부에 근접하는 도체 패턴 상에 방열용 랜드를 설치하고, 이 방열용 랜드상에 상기 적어도 한쪽의 점퍼선과 상기 도체패턴을 접합시키는 납땜을 설치하고 있다. 또한, 청구항 8에 기재한 발명의 대전류용 프린트 기판에 의하면, 상기 기판의 표면에 절연 시트를 설치하고 상기 절연시트 표면측으로부터 상기 전자부품을 삽입 실장하도록 하고 있다.

청구항 1 내지 7에 기재된 발명에 관한 대전류용 프린트 기판에 의하면, 원형 구멍형상으로 형성된 인접하는 쌍의 스루홀마다 서로 근접하여 삽입 배치된 점퍼선 간의 도전 패턴 상에, 점퍼선의 선 직경 보다 상기 선 직경 방향의 폭이 넓은 랜드가 설치되고 이 랜드 상에 납땜(납땜 형성부)이 각각 설치되어 있고, 근접한 각 점퍼선은 그 납땜(납땜 형성부)을 통하여 접합되어 있다.

즉, 근접하는 점퍼선은 종래와 같은 동일한 긴 구멍 스루홀에 삽입하여 접속되어 있는 것이 아니고, 납땜 형성부를 통하여 접속되어 있다.

그 결과, 대전류는 도체 패턴에 집중하여 흐르지 않고 근접하여 배치된 점퍼선 및 그 사이의 납땜 형성부를 통하여 분산되어 흐른다.

특히, 청구항 6에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 전자부품의 리드선과 이 리드선에 근접하는 점퍼선 사이에, 또는 근접한 점퍼선 사이의 도전패턴 상에 형성된 납땜 형성부의 적어도 한쪽에 추가납땜이 실시되고 있으므로, 상기 리드선과 점퍼선 사이 및 상기 납땜 형성부의 적어도 한쪽의 비저항이 저하되고 프린트 기판에 흐르는 대전류의 도통이 보다 양호해진다.

또한, 특히 청구항 7에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 어느 점퍼선의 축방향의 중앙부에 근접하는 도체 패턴 상에 방열 랜드가 설치되고 이 방열용 랜드 상에 설치된 납땜에 의해 그 점퍼선과 도체 패턴이 접합되어 있으므로, 상기 점퍼선의 대전류 도통에 의해 발생된 열은 납땜 및 방열용 랜드를 통하여 도체 패턴에 분산되고, 대전류의 도통에 수반한 점퍼선에서의 이상 발열을 피할 수 있다.

특히, 청구항 8에 기재된 발명의 대전류용 프린트 기판에서는 기판의 표면에 절연시트가 설치되고, 그 절연 시트표면측으로부터 전자부품이 삽입 실장되어 있으므로, 점퍼선의 부품면측 돌출 부분과 전자부품의 절연성이 강화되고 대전류용 프린트 기판의 신뢰성이 향상된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

(제 1 실시형태)

도 1은 본 실시형태에서의 대전류용 프린트 기판의 일부를 도시한 사시도이다.

도 1에서 대전류용 프린트 기판(이하, 간단히 프린트 기판이라고도 함)(1)은 절연재로 이루어진 절연기판(2)을 구비하고, 그 절연기판(2)의 양표면에는 예를 들어, 동박 등의 도전성 재료로 도체 패턴이 레지스트 처리에 의해 인쇄 형성되어 있다. 특히, 양표면에 형성된 도체 패턴 중, 도 1에 도시한 도체 패턴(3A,3B)은 상기 프린트 기판(1)에서 대전류가 흐르는 부품 리드간(도 1에서는 상기 부품 리드가 삽입되는 스루홀(4A,4B)만을 도시하고 있음)에 형성되어 있다.

도체 패턴(3A,3B)은 예를 들어, CAD등의 전기 설계에 의해 양면 모두 거의 동일한 회로 패턴이 되도록 설계되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는 상기 도체 패턴(3A,3B)은 프린트 기판(1)의 한 측면(도 1 중의 바로 앞쪽의 측면)을 따라서 연이어 설치되고 그 도중에 한 측면에 직교하는 측면을 따라서 일단 거의 직각으로 구부러진 후, 다시 한측면을 따라서 연이어 설치되어 있고, 상기 도체 패턴(3A,3B)은 프린트 기판(1)표면을 따라서 전체에서 계단 형상으로 형성되어 있다.

본 실시형태에서 프린트 기판(1)을 한쪽 표면측에 전자 디바이스나 전자부품을 장착하는 한쪽 장착 기판으로서 사용되는 것으로 하면, 한쪽의 도체 패턴(3A)은 전자 디바이스나 전자부품이 장착되는 표면(부품면)(A)에 형성되고(도 1 중 실선으로 도시), 또한 다른 도체 패턴(3B)은 부품면과 대향하는 면이고 전자 디바이스나 전자 부품 등을 납땜하는 이면(B)(납땜면)에 형성되어 있다(도 1 중 파선으로 나타냄).

도 2는 도 1에서 프린트 기판(1)의 이면(납땜면)(B)측에 형성된 도체 패턴(3B) 부분을 확대하여 도시한 도면이고 도 3은 도 2에서의 Ⅲ-Ⅲ 화살표 단면도이다. 또한, 도 2에 도시한 구성요소가 상세해지므로 도 1에서는 그 도시를 생략하고 있다.

도 2 및 도 3에 의하면, 도체 패턴(3B)로부터 절연 기판(2)을 통하여 도체 패턴(3A)에 걸쳐 상기 도체패턴(3B) 및 도체패턴(3A)을 관통하는 부품 구멍(스루홀)(5)이 도체 패턴(3A,3B)을 따라서 설치되어 있다.

즉, 도 2에 도시한 바와 같이 스루홀(5)(…,5a1,5a2,5b1,5b2,5c1,5c2,…) 중, 스루홀(5a1,5a2,5b1,5b2)은 패턴 길이 방향을 따라서 거의 일직선형상으로 배치되고 또한, 스루홀(5c1,5c2)도 패턴 길이 방향을 따라서 거의 일직선 형상으로 배치되어 있다. 그리고, 스루홀(5b2,5c1)은 도체 패턴(3A,3B)의 곡선부에서 상기 도체 패턴(3A,3B)의 너비 방향을 따라서 배치되고 스루홀(5a1∼5c2) 전체에서 패턴 표면을 따라서 계단형상으로 배치되어 있다.

또한, 스루홀(5)에서의 인접하는 페어의 스루홀((5a1,5a2), (5b1,5b2), (5c1,5c2), …)에는 상기 쌍의 스루홀을 각각 건너지르도록 각 쌍의 스루홀의 간격에 적합한 U자형(납땜면(B)을 상측으로 한 경우는 역U자형)의 복수의 점퍼선(6a,6b,6c,…)이 납땜면(B)측으로부터 각각 삽입되어 있다.

즉, 점퍼선(6a)의 평행을 따라서 연장되는 부분(이하,(다리부)라고 함)(6a1,6a2)은 스루홀(5a1,5a2)에 납땜면(B)측에서 자동삽입기에 의해 자동적으로 삽입되어 있다. 마찬가지로, 점퍼선(6b)의 다리부(6b1,6b2)는 스루홀(5b1,5b2)에 납땜면(B)측으로부터 삽입되고, 점퍼선(6c)의 다리부(6c1,6c2)는 스루홀(5c1,5c2)에 납땜면(B)측으로부터 삽입되고 있다.

이 결과, 각 점퍼선(6a∼6c)(그 건너편 부(6a3∼6c3))은 도전패턴(3B)의 길이 방향을 따라서 서로 근접하여 배치되어 있고, 또한 스루홀(5b2,5c1)은 점퍼선(6a∼6c)의 축방향에 직교하여 배치된다. 또한, 각 스루홀(5a1,5a2∼5c1,5c2)은 서로 근접하는 점퍼선(6a∼6c)의 간격 패턴의 길이 방향을 따른 간격이 각각 거의 같아지도록 배치되어 있다.

점퍼선(6a∼6c)의 각 다리부(6a1,6a2∼6c1,6c2)의 부품면(A)측에 돌출된 각 선단부(클린치부)는 각 스루홀((5a1,5a2)∼(5c1,5c2))에 삽입된 후, 각각 안쪽을 향해 거의 직각으로 구부러져 있다.

한편, 서로 근접하여 배치된 점퍼선(6a,6b) 사이의 도전 패턴(3B)과 스루홀(5a2) 및 스루홀(5b1)의 주위의 도전 패턴(3B) 상에서는 각 점퍼선(6a,6b)에 공통이고 예를 들어 윤곽이 소판(小判) 형상인 랜드(10a)가 형성되어 있다. 동일하게, 서로 근접하여 배치된 점퍼선(6b,6c) 사이의 도전 패턴(3B)과 스루홀(5b2) 및 스루홀(5c1)의 주위의 도전 패턴(3B) 상에서는 각 점퍼선(6b,6c)에 공통이고 예를 들어, 윤곽이 소판형상인 랜드(10b)가 형성되어 있다.

랜드(10a,10b)는 각 점퍼선(6a∼6c)의 선 직경보다도 상기 선 직경 방향을 따라서 넓은 폭을 갖고 있고, 이 랜드(10a,10b)의 상에는 각각 납땜(11a,11b)이 형성되어 있다(이하, 이 납땜을 「납땜 형성부」라고 함).

그리고, 상기 납땜(11a,11b)을 통하여 서로 근접하는 점퍼선(6a,6b) 및 점퍼선(6b,6c)이 접합되도록 이루어져 있다.

또한, 납땜(11a,11b)은 상술한 점퍼선(6a∼6c)의 각 다리부(6a1,6a2∼6c1,6c2)를 포함하여 일괄한 흐름 납땜시에 자동적으로 랜드(10a,10b)에 형성되도록 구성되어 있다.

또한, 각 점퍼선(6a∼6c) 근방의 도체 패턴(3B) 상의 소정 위치에는 도체 패턴(3B) 및 도체패턴(3A)을 관통하여 전기적으로 도통하기 위한 바이어홀(12)(스루홀(5) 보다도 작은 직경)이 각각 설치되어 있다. 또한, 도 2 및 도 3에서는 인접하는 쌍의 스루홀(5a1,5a2∼5c1,5c2)에 끼워지는 점퍼선(6a∼6c) 및 서로 근접하는 점퍼선 간의 납땜 형성 구조에 대해서 도시했지만, 다른 점퍼선 간에서도 동일한 납땜 형성 구조로 되고 있고, 도 2에서 점퍼선(6a)과 그 점퍼선(6a)에 대해 스루홀(4A) 설치측(도 1 참조)에서 인접하는 도시하지 않은 점퍼선 사이의 납땜 형성부를 부호(11a1)로 나타내고, 점퍼선(6c)과 그 점퍼선(6c)에 대해 스루홀(4B) 설치측에서 인접하는 도시하지 않는 점퍼선 사이의 납땜 형성부를 부호(11c)로 도시하고 있다.

다음에 본 구성의 작용에 대해서 설명한다.

도 1 내지 도 3에서 스루홀(4A)에 삽입된 어느 부품의 부품 리드로부터 스루홀(4B)에 끼워진 도시하지 않은 부품리드를 통하여 프린트 기판(1)으로 예를 들어 1A 이상의 대전류를 흐르게 한 경우, 그 대전류는 도체 패턴(3B)에만 집중되어 흐르는 것이 아니고, 각 점퍼선 및 점퍼선 간에 설치된 납땜 형성부를 통하여 분산되어 흐른다.

예를 들어, 도 2에 도시한 도체 패턴(3B)에서 스루홀(4A)에 끼워진 도시하지 않은 부품 리드로부터 도시하지 않은 다른 점퍼선 및 납땜 형성부를 통하여 흘러온 대전류는 납땜 형성부(11al)를 통하여 점퍼선(6a)을 흐르고, 이하, 점퍼선(6a)→납땜 형성부(11a)→점퍼선(6b)→납땜 형성부(11b)→점퍼선(6c)으로 차례로 흐른다. 그리고, 점퍼선(6c)을 흐른 대전류는 납땜 형성부(11c)를 통하여 도시하지 않은 다른 점퍼선 및 납땜 형성부를 흘러 스루홀(4B)에 삽입된 부품 리드로 흐른다.

즉, 본 실시형태에 의하면 대전류는 도체 패턴(3B)에 집중되지 않고 다른 경로인 점퍼선(6a∼6c)을 통하여 분산하여 흐르게 되어 있으므로, 도체패턴(3B)에 헤어크랙 등의 균열이 생기고 있어도, 그 균열에 의한 패턴(3B)의 좁은 틈 부분으로의 전류집중 및 그 전류집중에 따른 좁은 틈 부분으로부터의 발열 등이 크게 억제된다. 그 결과, 대전류용 프린트 기판(1)의 신뢰성 및 이 대전류용 프린트 기판(1)을 탑재한 각종 전기기기의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

특히, 본 실시형태에 의하면 각 스루홀(5)을 구멍 형상으로 형성하고 있고 그 인접하는 쌍의 스루홀(5a1,5a2∼5c1,5c2) 마다 각각 삽입된 점퍼선(6a∼6c)의 접합은 근접하는 점퍼선(6a,6b) 및 점퍼선(6b,6c) 사이의 도체 패턴상에 형성된 납땜 형성부(11a,11b)에 의해 실시되는 구성이고 종래와 같이 긴 구멍 스루홀을 사용하여 근접하는 점퍼선을 접합할 필요가 없으므로, 스루홀(5) 중의 일부(스루홀(5b2,5c1))를 점퍼선(6a∼6c)의 축방향에 직교하여 설치해도 점퍼선(6a∼6c)의 위치가 거의 이동하지 않는다.

따라서, 자동삽입기를 사용하여 점퍼선(6a∼6c)을 대응하는 스루홀(5)에 삽입해도 자동삽입 에러가 발생하지 않고 이 결과, 자동삽입 에러에 기인한 기판 제조 공정 정지를 일으키지 않기 때문에, 기판 제조 효율을 고도로 유지할 수 있다. 또한, 각 스루홀(5)의 설치 자유도가 증가하고, 보다 효율적으로 점퍼선을 삽입 배치할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 납땜 형성부(11a,11b)를 통하여 근접하는 점퍼선(6a∼6c)을 접합하고 있으므로, 종래와 같은 긴 구멍 스루홀을 사용할 필요가 없고 통상의 원형상 구멍 스루홀(5)을 사용할 수 있다. 따라서, 본 실시형태의 대전류용 프린트 기판(1)은 종래의 긴 구멍 스루홀을 사용한 대전류용 프린트 기판에 비해 그 스루홀 부분에서 크랙이 발생할 위험성이 거의 없어지고 기판 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 원형구멍형상의 스루홀(5)은 루터 가공이나 긴 구멍 가공 등의 특수 가공을 실시하지 않고 형성 가능하므로, 점퍼선을 사용한 대전류용 프린트 기판의 제조 비용을 상승시키지 않는다.

또한, 본 실시형태에 의하면 서로 인접한 점퍼선간(예를 들어, 점퍼선(6a,6b)간)의 랜드(10a)는 서로 공통이고, 점퍼선(6a,6b)은 흐름 납땜 시에 그 사이의 도체 패턴(3B)에 대해서 납땜 형성부(11a)에 의해 접합되어 있으므로, 점퍼선(6a,6b) 및 납땜 형성부(11a)를 갖고 있지 않는 경우, 즉 도체 패턴(3B) 만의 경우보다도 점퍼선(6a,6b) 부근의 도체저항을 저하시킬 수 있고, 프린트 기판(1)에 흐르는 대전류의 도통이 보다 양호해진다.

또한, 인접하는 점퍼선간(예를 들어, 점퍼선(6a,6b)간)의 랜드(10a) 상의 납땜부(11a)에 대해서 추가납땜을 실시할 수도 있고, 상기 납땜 형성부(11a)의 비저항을 저하시킬 수 있다.

그런데, 본 구성에서 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 점퍼선(6a)의 축방향의 중앙부에 근접하는 도체 패턴(3B) 상에 점퍼선(6a)의 선 직경 보다도 상기 선 직경 방향을 따라서 넓은 폭을 갖고 예를 들어, 윤곽이 소판형상인 방열용 랜드(20)를 설치하고, 이 방열용 랜드(20) 상에 점퍼선(6a)과 그 도체 패턴(3B)을 접합시키는 납땜(21)을 설치할 수도 있다. 또한, 납땜(21)은 흐름 납땜시에 자동적으로 랜드(20)에 형성되도록 이루어져 있다.

도 4 및 도 5에 도시한 구성에 의하면, 점퍼선(6a)에 대해 대전류가 흐름으로써 상기 점퍼선(6a)에서 발생한 열은 납땜(21) 및 방열용 랜드(20)를 통하여 도체 패턴(3B)에 분산되므로, 대전류의 도통에 따른 점퍼선(6a)에서의 이상 발열을 회피할 수 있다.

(제 2 실시형태)

도 6은 본 실시형태에 관한 프린트 기판의 이면(납땜면)측에 형성된 일부의 도체 패턴을 확대하여 도시한 도면이고 도 7은 전자부품이 표면(부품면)(A)측으로부터 삽입 실장된 상태에서의 도 6에서의 Ⅶ-Ⅶ 화살표 단면도이다.

도 6 및 도 7에 의하면, 대전류용 프린트 기판(30)은 절연재로 이루어지는 절연기판(32)을 구비하고, 그 절연기판(32)의 양표면에는 제 1 실시형태와 마찬가지로 예를 들면, 동박(銅箔) 등의 도전성 재료로 도체 패턴이 레지스트 처리에 의해 인쇄형성되어 있다. 특히, 양표면에 형성된 도체 패턴 중, 도 6에 도시한 도체 패턴(33A,33B)은 예를 들어 프린트 기판(30)에서 대전류가 흐르는 삽입 장착용 전자부품(34)의 리드(34A,34B)가 삽입되는 스루홀(35A,35B) 사이에 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면 제 1 실시형태와 동일하게 이면(B)의 스루홀(35A,35B) 사이의 도체 패턴(35B)에는 쌍 스루홀((36al,36a2),(36b1,36b2))이 설치되고 이 쌍 스루홀((36al,36a2)(36b1,36b2))을 각각 건너지르도록 점퍼선(37a,37b)이 납땜면(B)측으로부터 삽입되어 있다. 그리고, 점퍼선(37a,37b)의 각 다리부((37al,37a2),(37b1,37b2))의 부품면(A)측에 돌출한 각 선단부(클린치부)는 각 스루홀((36al,36a2),(36b1,36b2))에 삽입한 후, 각각 안쪽을 향해 거의 직각으로 구부러져 있다.

또한, 제 1 실시형태와 동일하게 점퍼선(37a,37b) 사이의 도전 패턴(35B)과 스루홀(36a2) 및 스루홀(36b1)의 주위의 도전패턴(35B)상에는 랜드(38)가 형성되어 있고, 이 랜드(38) 상에서는 납땜(납땜 형성부)(39)이 예를 들어 흐름 납땜이나 추가납땜 등에 의해 형성되어 있다. 그리고, 상기 납땜(39)을 통하여 점퍼선(37a,37b)이 접합되도록 이루어져 있다.

그리고, 본 실시형태에서는 전자부품(34)의 리드(34A)(및 스루홀(35A))와 점퍼선(37a) 사이, 및 전자부품(34)의 리드(34B)(및 스루홀(35B))와 점퍼선(37b) 사이에는 예를 들어 윤곽이 소판형상인 랜드(40a,40b)가 각각 형성되어 있다.

랜드(40a,40b)는 각 점퍼선(37a,37b)의 선 직경보다도 상기 선 직경 방향을 따라서 넓은 폭을 갖고 있고, 이 랜드(40a,40b) 상에는 각각 납땜(납땜 형성부)(41a,41b)이 흐름 납땜이나 추가납땜 등에 의해 형성되어 있다.

이와 같이 점퍼선(37a,37b)이나 납땜 형성부(39,41a,41b) 등이 설치된 프린트 기판(30)의 부품면(A)에는 상기 부품면(A)을 따라서 절연 시트(42)가 설치되어 있고, 전자부품(34)은 그 부품 리드(34a,34b)가 부품면(A)측으로부터 상기 절연시트(42)를 통하여 삽입되어, 프린트 기판(30)에 장착되어 있다. 또한, 그밖의 구성은 제 1 실시형태와 거의 동일하고 그 설명은 생략한다.

즉, 본 구성에 의하면 전자부품(34)과 프린트 기판(30)의 부품면(A)(및 그 부품면(A)에서의 점퍼선(37a,37b)의 클린치부) 사이에 절연 시트(42)를 설치하고 있으므로, 점퍼선(37a,37b)을 사용한 경우의 부품면측에 돌출하는 클린치부와 전자부품(34)의 절연성이 절연 시트(42)에 의해 더욱 강화된다. 그 결과, 점퍼선(37a,37b) 및 납땜 형성부(39,41a,41b)에 기초하여 제 1 실시형태에서 설명한 효과에 더해, 대전류용 프린트 기판(30)의 전기적 절연성에 관한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제 1 및 제 2 실시형태에서는 점퍼선을 납땜면측에서 삽입 배치했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 부품면측으로부터 삽입 배치해도 좋다.

또한, 제 1 및 제 2 실시형태에서의 프린트 기판을 한쪽면 장착 기판으로서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 예를 들어, 양면 장착 기판에서도 다층 장착 기판이어도 좋다.

또한, 제 1 및 제 2 실시형태에서 랜드 및 그 랜드에 설치되는 납땜 형성부의 형상을 소판형상으로 했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 점퍼선의 직경보다도 그 직경 방향을 따른 폭이 넓어지는 랜드 및 납땜 형성부이면, 어떤 형상의 랜드 및 납땜 형성부이어도 좋다.

본 발명에 의하면, 인접하는 쌍의 예를 들어, 원형 구멍 형상의 스루홀 마다 서로 근접하여 삽입 배치된 각 점퍼선을, 그 점퍼선 간의 도전 패턴상에 설치된 납땜(납땜 형성부)을 통하여 접합하고 있으므로, 종래의 긴 구멍 스루홀을 통하여 근접하는 점퍼선을 접합한 구성에 비해, 각 점퍼선의 삽입 위치가 정확하게 결정되고, 자동삽입기를 사용한 점퍼선 삽입 공정도 용이하고 정확하게 실시할 수 있다. 그 결과, 점퍼선을 사용한 경우에도 대전류용 프린트 기판 제조효율을 고도로 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 상술한 자동삽입에러를 방지하기 위해 스루홀에 대해 예를 들어, 루터 가공이나 긴 구멍 가공 등의 특수한 가공을 실시할 필요가 없으므로, 프린트 기판 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.

Claims

절연재로 이루어지는 기판의 표면 및 이면에 도전 패턴(3A, 3B)을 형성하고, 그 표면 및 이면의 도전 패턴(3A, 3B)을 관통하는 복수의 스루홀(5a₁~5c₂)을 설치하며, 그 복수의 스루홀 중 적어도 일부의 인접하는 쌍의 스루홀(5a₁, 5a₂)(5b₁, 5b₂)(5c₁, 5c₂) 마다 점퍼선(6a, 6b, 6c)을 서로 근접시켜 삽입 배치한 대전류용 기판에 있어서,

상기 근접한 점퍼선(6a, 6b 및 6b, 6c) 사이의 도전 패턴 상에 납땜(11a, 11b)을 설치하고, 상기 근접한 각 점퍼선(6a, 6b, 6c)을 상기 납땜(11a, 11b)을 통하여 접합한 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 납땜(11a, 11b)은 상기 각 점퍼선(6a, 6b, 6c)의 선 직경 보다도 상기 선 직경 방향의 폭이 넓어지도록 형성된 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 2 항에 있어서,

상기 복수의 스루홀(5a₁~5c₂)은 각각 원형 구멍형상으로 형성된 부품 구멍인 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 3 항에 있어서,

상기 근접한 점퍼선(6a, 6b 및 6b, 6c) 사이의 도전 패턴(3A, 3B) 상에 상기 각 점퍼선(6a, 6b, 6c)의 선 직경 보다도 상기 선 직경 방향의 폭이 넓어지도록 랜드(10a, 10b)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 3 항에 있어서,

상기 기판(2)의 이면은 상기 기판(2)의 표면측에서 삽입된 부품을 납땜 부착하는 납땜면이고, 상기 점퍼선(6a, 6b, 6c)은 상기 납땜면측에서 상기 기판(2)에 삽입 배치된 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 5 항에 있어서,

상기 기판(2)의 표면측에서 상기 스루홀(35A, 35B)을 통하여 삽입 실장되어 납땜으로 고정된 전자부품(34)의 리드선(34A, 34B)과 이 리드선(34A, 34B)에 근접하는 점퍼선(37a, 37b) 사이에 납땜 형성부(41a, 41b)를 설치하고, 상기 근접한 점퍼선 사이의 도체 패턴 상에 납땜 형성부(39)를 설치하며, 이 중 적어도 한쪽에 추가 납땜부를 설치한 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 근접한 점퍼선 중 적어도 한쪽의 점퍼선의 축방향 중앙부에 근접하는 도체 패턴 상에 설치된 방열용 랜드(20)와, 이 방열용 랜드(20) 상에 설치되어 상기 적어도 한쪽의 점퍼선(6a)과 상기 도전 패턴(3B)을 접합시키는 납땜(21)을 갖는 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 기판(2)의 표면에 부설된 절연시트(42)와, 상기 절연시트(42) 표면측에서 삽입 실장된 전자부품(34)을 갖는 것을 특징으로 하는 대전류용 프린트 기판.