JP4745142B2 - プリント配線板の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板の加工方法に係り、搭載した部品が溝部を覆うような設計のプリント配線板の加工方法に関する。

電子機器の１つであるパーソナルコンピュータ（以下、略して「パソコン」という）は、プリント配線板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）上にＣＰＵ、メモリ、制御用ＩＣ、インターフェース回路等の電子部品を搭載したプリント回路板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を内蔵する。

携帯型のパソコンで多く用いられるプリント配線板の外形形状は複雑である。従って、電子部品である実装部品を実装機で実装する場合には、その生産性の観点から例えば長方形のプリント配線板内に上記複雑なプリント配線板を設計する。この複雑な形状のプリント配線板は予め長方形のプリント配線板から切断しやすいように外形形状に沿った溝が設けられている。両者は複数の連結片で連結されている。
このような構成にすることで実装機による実装部品の搭載後に溝に沿ってエンドミル等の加工ツールを引き回すことで上記連結部を切断し、複雑な形状のプリント配線板は、長方形のプリント配線板から切り離される。

特許文献１には複数の回路基板の相互間を切断溝で仕切ると共に、幅広連結部と幅狭連結部からなる連結片を切断溝に設け、この連結片により回路基板の相互間を連結した構成にして、連結片と回路基板との連結強度の向上、及び連結部の切断を容易にしたプリント配線板が開示されている。
特開平７−６６５１０号公報

しかし、特許文献１のプリント配線板においては、搭載した実装部品が溝部を覆うよう設計では、部品実装後のプリント回路板において、実装部品が加工ツールの移動を妨げ、加工ツールによる連結片の切断を効率的に行うことはできない。

そこで本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、搭載した実装部品が溝部を覆うような設計のプリント配線板においても加工ツールによる連結片の切断の効率を維持できるプリント配線板の加工方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るプリント配線板の加工方法は、部品が搭載される第１の基板と、前記第１の基板と離間し、前記第１の基板の少なくとも一部に沿った外形を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板とを連結する少なくとも１つの連結片と、前記第２の基板に設けられ、加工ツールの挿入が可能な径を有する孔部とを有するプリント配線板に対し、前記孔部に前記加工ツールを挿入して加工移動することで前記第２の基板と前記連結片とを加工して前記第１の基板と前記第２の基板とを分割することを特徴としている。
また、本発明に係るプリント配線板の加工方法は、部品が搭載される第１の基板と、孔部が設けられた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを連結した少なくとも１つの連結部と、を含むプリント配線板に対し、前記孔部から加工ツールの少なくとも一部を挿入して移動させ、前記連結部を切ることを特徴としている。

搭載した実装部品が溝部を覆うような設計のプリント配線板においても加工ツールによる連結片の切断の効率を維持できる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板を内蔵したノート型パソコンの図である。このノート型パソコン１００は、プリント配線板を内蔵する本体部１０１と、本体部１０１に開閉自在に取り付けられた表示部１０２とを有している。

本体部１０１は、上面に、キーボード１０３、フラットポイント１０４とスクロールボタン１０５とクリックボタン１０６とから構成されるポインティングデバイス、機能ボタン１０７、スピーカ１０８、電源をオン／オフ用の電源ボタン１０９等が設けられている。

また、本体部１０１の一方の側面には、外部電源供給用の電源コネクタ１１０、マイクコネクタ１１１、イヤホンコネクタ１１２、ＬＡＮコネクタ１１３、ＵＳＢコネクタ１１４、Ｉ／Ｆコネクタ１１５等の各コネクタが設けられ、他方の側面には、図示しないＣＤ／ＤＶＤドライブ、ＰＣカード挿入口等が設けられている。

また、表示部１０２は、一方に開口部を有している。この開口部からは液晶ディスプレイ１１３が露出している。液晶ディスプレイ１１３の裏面には図示しないバックライト等が内蔵されている。

（プリント配線板の構成）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板を示した図である。このプリント配線板１は、主基板２と、小基板５と、捨て板６Ａ〜６Ｇと、複数の溝部３と、複数の連結片４とから構成されている。主基板２は、例えばマザーボードである。小基板５は、用途が限定された部品、例えば、外部の機器やコード類を接続するためのコネクタ等が搭載される基板である。小基板５は、比較的小サイズであり、マザーボードを補助するための基板である。小基板５は例えばサウンド基板である。捨て板６Ａ〜６Ｇは、製品には内蔵されず後述する基板の加工後は不要になる基板である。捨て板６Ａ〜６Ｇは、主基板２と小基板５のみでは長方形などの比較的簡易な形状であるプリント配線板１を構成できない場合に、この形状をなすための補完的な役割を有する。溝部３は、各基板の外形を形成する帯状の溝である。連結片４は、溝部３内に設けられ、各基板を連結する。

主基板２は、ＣＰＵ、ＬＳＩ、ＩＣ、メモリ、コンデンサ、抵抗、各種のコネクタ等の電子部品が搭載（実装）されることでプリント回路板を構成し、キーボード１０３の下側に配設される。主基板２は、プリント配線板１の中では大型の基板である。図１に搭載されるプリント配線板は通常多層基板であるが、本実施の形態に係るプリント配線板１は、多層板に限らず、単層板であっても良い。プリント配線板１の四隅には、部品搭載及び切削加工時に用いられる位置決め用の位置決め用孔部１０が設けられている。但し、位置決め用孔部１０は、切断を可能にするための支持孔として用いられるため、プリント配線板の種類によっては必ずしも四隅に限らず、その数や配置位置は適宜調整しても良い。

主基板２は、コネクタ搭載部７を有する。このコネクタ搭載部７は、図１に示した電源コネクタ１１０、マイクコネクタ１１１、イヤホンコネクタ１１２、ＬＡＮコネクタ１１３、ＵＳＢコネクタ１１４等が搭載される領域であり、上記各コネクタの端面は、主基板２の外縁から所定量だけ突出する位置に実装されるように設計されている。

図３は、図２のコネクタ搭載部７における領域Ａの拡大図である。コネクタ搭載部７は、実際にコネクタが搭載される領域を示すコネクタ搭載領域７Ａ〜７Ｃを有する。このコネクタ搭載領域７Ａ〜７Ｃは、そのほとんどの領域が主基板２上にありあるものの、一部が溝部３を跨いで捨て板６Ａ上に及んでいる。これは、コネクタ搭載領域７Ａ〜７Ｃに搭載したコネクタの先端面が、図１の本体部１０１の側面に連なるように露出させるためである。尚、コネクタ搭載領域７Ａ〜７Ｃは製造製の観点からプリント配線板１上にシルク印刷等で表示しても良い。

溝部３には、各コネクタ搭載領域（７Ａ〜７Ｃ）の間に連結片４が設けられている。この連結片４の主基板２側には、捨て板６Ａと主基板２とを切断し易くするための小径の孔部であるミシン目７ａが設けられている。連結片４の捨て板６Ａ上の所定位置には、孔部８が設けられている。孔部８は、捨て板６Ａと主基板２とをルータ加工機等の加工ツール（図４参照）を用いて切断加工する際に、加工ツールの挿入孔として利用される。

孔部８は、加工ツール（例えば、エンドミル）の直径よりやや大きい径を有し、その配置位置は、例えばプリント配線板１の板厚相当の距離を置いて溝部３の近傍に配置する。また、孔部８は、隣接するコネクタ等の部品と加工ツールとの干渉がなく、且つ、ミシン目の孔との間隙を最小限確保できる位置に設けることが好ましい。図３に示すように、孔部８の径は、連結片４の連結方向を軸とすると、この孔部８の径は少なくともその一部がこの軸に重複している位置に配置することが好ましい。このようにすることで、分割の際にスムーズに連結片４にたどり着くことが可能となる。

（プリント配線板の加工方法）
次にプリント配線板１の加工方法を説明する。図４はプリント配線板１の切削加工工程を示した図である。

図２のように孔あけ加工が済んだプリント配線板１の主基板２及び小基板５にハンダペーストを塗布した上で、実装機により部品を実装し、リフロー加熱処理をしてプリント回路基板にする。このとき、コネクタ搭載領域７Ａ〜７Ｃにはコネクタ９が搭載されているため、コネクタ搭載領域７Ａ〜７Ｃを横切る溝部３は、図４の（ａ）に示すように、搭載したコネクタ９によって覆われることとなる。

次に、プリント配線板１の位置決め用孔部１０を位置決め用のピン等に固定し、更に、プリント配線板１を図示しない保持部材により保持する。この状態で、図４（ａ）に示すように、加工ツール（エンドミル）１１の先端を孔部８に挿入する。

次に、ルータ加工機を稼働させ、加工ツール１１を回転させながら、加工ツール１１を溝部３の方向へ移動させ、図４（ｂ）に示すように、捨て板６Ａを溝状に切削して、溝部１２を形成する。

加工ツール１１が溝部３の中心部にまで到達すると、ルータ加工機は、加工ツール１１の移動方向を９０°変換し、溝部３の方向、即ち、隣接の連結片４の方向へ移動させ、連結片４を切断する。、図４（ｃ）に示すように、溝部１２及び溝部３が連通した状態になる。この切断方法を捨て板６Ａに存在する他の溝部３にも施すことにより、捨て板６Ａを主基板２からミシン目７ａに沿って分離することができる。

更に、捨て板６Ｂ〜６Ｇ及び小基板５と主基板２との間の溝部３に介在している連結片４の全てを加工ツール１１によって切削し、捨て板６Ｂ〜６Ｇ及び小基板５を主基板２から分離する。

以上示したような加工方法をとることで、コネクタ９が溝部３を跨いで加工ツール１１の加工を困難にしている場合でも、加工ツール１１が捨て板６Ａを切削しながら孔部８から溝部３へ移動することにより、連結片４を切削することができる。また、プリント配線板１の四隅の位置決め用孔部１０をピンや治具で位置決めして固定することにより、加工ツールによる連結片４の切削を正確に行うことができる。

［第２の実施の形態］
（印刷回路基板の構成）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板を示した図である。図５では、部品の搭載位置を示す印刷の図示、及び孔部８の図示を省略している。

第２の実施の形態のプリント配線板１５は、図２に示した第１の実施の形態のプリント配線板１において、捨て板６Ａ〜６Ｇのそれぞれに１つ以上の治具ピン用孔部１３を設けたものであり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

図６は、捨て板の１つとこれを支持する治具ピンの構成を示した図である。図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。ここでは、捨て板６Ｂについてのみ示している。図６（ａ）に示すように、捨て板６Ｂの治具ピン用孔部１３には、移動可能なテーブル２１に固定された治具ピン２０が捨て板６Ｂの状態維持用の部材として挿入されている。この様な構成は、他の捨て板６Ａ，６Ｃ〜６Ｇにおいても同様である。

（印刷回路基板の加工方法）
次に、図５、図６を参照して、プリント配線板１５の加工方法を説明する。図５のように孔あけ加工が済んだプリント配線板１５に、ハンダペースを塗布した上で自動機等により部品を実装し、リフロー加熱処理をして、プリント回路板とする。

次に、プリント配線板１５の四隅の位置決め用孔部１０を位置決め用のピン等に固定し、更に、テーブル２１をプリント配線板１５の下側に位置決めし、治具ピン２０を捨て板６Ａ〜６Ｇの治具ピン用孔部１３に挿入し、捨て板６Ａ〜６Ｇを支持する。この状態で、図４で説明した捨て板６Ａに対する加工を実施する他、各小基板５及び捨て板６Ａ〜６Ｇと主基板２との間の溝部３に介在している連結片４を加工ツール（エンドミル）によって切削し、主基板２から小基板５及び捨て板６Ａ，６Ｃ〜６Ｇのそれぞれを分離する。

次に、テーブル２１を下降させた後、テーブル２１を所定位置へ移動させ、捨て板６Ａ〜６Ｇを廃棄する。このとき、捨て板６Ａ〜６Ｇは、プリント配線板１５の下方に設置された収納容器等に落下し、収納される。

以上に示したような加工方法をとることで、捨て板６Ａ〜６Ｇに治具ピン用孔部１３を設け、捨て板６Ａ〜６Ｇによって捨て板６Ａ〜６Ｇを支持しながら連結片４を切削除去するため、捨て板６Ａ〜６Ｇの落下や飛散を防止できる。また、捨て板６Ａ〜６Ｇと小基板５を選別する作業が不要になるので、加工時間を短縮することができる。

更に、位置決め用孔１０をピンや治具で固定することにより、加工ツールによる連結片４の切削を正確に行うことができる。その他、第１の実施の形態で説明した効果も有する。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、プリント配線板１をノート型パソコン１００のマザーボードに適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、各種の電子機器、制御機器等において、複数の基板部分を溝及び連結片を介して部品搭載完了まで相互に接続した状態で取り扱われる印刷回路基板に広く適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板を内蔵したノート型パソコンの図。 本発明の第１の実施の形態に係るプリント配線板を示した図。 図２のコネクタ搭載部７における領域Ａの拡大図。 プリント配線板１の切削加工工程を示した図。 本発明の第２の実施の形態に係るプリント配線板を示した図。 捨て板の１つとこれを支持する治具ピンの構成を示した図。

符号の説明

１，１５ プリント配線板
２ 主基板
３ 溝部
４ 連結片
５ 小基板
６Ａ〜６Ｇ 捨て板
７ コネクタ搭載部
７Ａ〜７Ｃコネクタ搭載領域
８ 孔部
９ コネクタ
１０ 位置決め用孔部
１１ 加工ツール
１３ 治具ピン用孔部

Claims (6)

1. 部品が搭載される第１の基板と、前記第１の基板と離間し、前記第１の基板の少なくとも一部に沿った外形を有する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられ、前記第１の基板と前記第２の基板とを連結する少なくとも１つの連結片と、前記第２の基板に設けられ、加工ツールの挿入が可能な径を有する孔部とを有するプリント配線板に対し、前記孔部に前記加工ツールを挿入して加工移動することで前記第２の基板と前記連結片とを加工して前記第１の基板と前記第２の基板とを分割する
   ことを特徴とするプリント配線板の加工方法。
2. 少なくとも前記第１の基板の一部と前記溝部の一部に及ぶ部品実装領域を有することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の加工方法。
3. 前記連結片の連結方向を軸とし、前記孔部の径は少なくともその一部が前記軸に重複していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板の加工方法。
4. 部品が搭載される第１の基板と、孔部が設けられた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを連結した少なくとも１つの連結部と、を含むプリント配線板に対し、前記孔部から加工ツールの少なくとも一部を挿入して移動させ、前記連結部を切ることを特徴とするプリント配線板の加工方法。
5. 前記第１の基板の少なくとも一部と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に位置する部分とに亘る部品実装領域を有することを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板の加工方法。
6. 前記連結部の連結方向を軸とし、前記孔部の径は少なくともその一部が前記軸に重複していることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のプリント配線板の加工方法。