JP4887964B2 - プリント配線基板、携帯電子機器、および基板製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品の静電気破壊を防止する対策を施した電解メッキ対応のプリント配線基板、それを用いた携帯電子機器、および基板製造方法に関する。

プリント配線基板に取り付けた電子部品の静電気による破損を防止する技術として、例えば、特許文献１がある。特許文献１に記載されているプリント配線基板は、プリント基板に印刷配線された電源／信号ラインと一体に形成された鋸歯状ランドと、アースラインと一体に形成された鋸歯状ランドとを、その鋭角な先端部を所定のギャップをもって近接対向させることにより、外部から侵入した静電気を金属筐体へ落としこむ。

特開２０００−３２３８００号公報（段落０００５、図３）

プリント配線基板に電解メッキを施すためには、電解メッキが必要な全ての半田付けランドと電解メッキ用パターンとを接続リードによって電気的に接続し、メッキ用の電流を流す必要がある。なお、電解メッキは電気メッキと呼ばれる場合もある。また、接続リードはメッキリードと呼ばれる場合もある。

以下、電解メッキ対応のプリント配線基板について説明する。図９は、電解メッキ対応プリント配線基板のパターンの一例を示した説明図である。なお、図９（ａ）はプリント配線基板を個片とする前の集合基板状態におけるパターンを示した説明図である。図９（ｂ）は、個片に分離後のプリント配線基板のパターンを示した説明図である。

図９において、９１はプリント配線基板個片の外形部分（外周）を示す。また、９２は電解メッキ用の接続リード、９３は電解メッキの必要な半田付けランド、９４は回路上必要な導体パターン、９５は回路上必要な半田付けランド（電子部品を搭載する無電解メッキ用の半田付けランド）である。なお、本例では、接続リードが電解メッキ用のパターンを兼ねているものとする。また、図９では簡易表示のため省略しているが、接続リード９２は、例えば裏面を介して、電解メッキの必要な全ての半田付けランド９３と接続されているものとする。

図９（ａ）に示すように、通常、プリント配線基板は複数枚集合したものを一度に作製して後で分離する方法によって製造される。なお、電解メッキは、基板を個片とする前の集合基板状態で行われる。このため、電解メッキ対応プリント配線基板では、メッキ用の電流を流すために接続リードによって個片同士も電気的に接続させる。このため、接続リードは、必然的に個片の外形９１を跨ぐように配線される。個片の外形を跨ぐリード部分（例えば、図９（ａ）に示す端部９２−１）は、個片に分離するときに切断され、プリント配線基板個片の端面に露出する状態となる。

このように、プリント配線基板個片の端面に接続リードが露出していると、例えば、製造工程において、他の部品や人間の指等が接触することによって、接続リードから静電気が侵入しやすい。従って、接続リードを介して静電気が基板に搭載されている電子部品に到達し、静電気破損を引き起こす可能性がある。

なお、特許文献１に記載されているプリント配線基板は、製品完成後において、静電気の部品への侵入を防ぐことを目的としているのであって、製造工程における静電気の侵入を防ぐことは考慮されていない。

例えば、金属筐体と接続されていない状態では、静電気が部品へ侵入してしまう可能性がある。また、特許文献１に記載されているプリント配線基板では、アースラインと一体に形成された鋸歯上のランドとギャップとを形成しなければならず、余分な面積を要する。製品の小型化および搭載部品の高密度化が進む中、これらを形成する面積を確保できない可能性もある。

そこで、本発明は、特に部品追加やパターン追加などを伴わず、簡単に、プリント配線基板に実装されている電子部品の製造工程における静電気破損を低減させることができるプリント配線基板を提供することを目的とする。また、本発明は、そのようなプリント配線基板を用いた携帯電子機器、および基板製造方法を提供することも目的とする。

本発明によるプリント配線基板は、メッキ処理を施した後に部分基板に分離されるプリント配線基板であって、部分基板を接続するための接続パターン（例えば、接続リード２）が形成され、部分基板は、当該プリント配線基板から分離されるときに端部が内側に凹むような形状に切り取られる切り欠き部となる領域（例えば、切り欠き部１−１を形成するための領域１−２）が設けられ、接続パターンは、切り欠き部となる領域を跨るように形成され、切り欠き部となる領域は、部分基板の角部以外の領域に台形形状に形成され、記接続パターンは、切り欠き部となる領域を跨る際に、当該切り欠き部の台形形状における斜辺の、内側に凹む方向の長さが半分以上の部分である下側半分を通ることを特徴とする。

また、プリント配線基板は、メッキ処理を施した後に複数の部分基板に分離され、接続パターンは、各部分基板の切り欠き部となる領域を跨るように形成されていてもよい。

また、切り欠き部となる領域は、当該部分基板を跨る接続パターンに対応して、複数設けられていてもよい。

また、複数の接続パターンが、当該部分基板の１つの切り欠き部となる領域を跨るように形成されていてもよい。

また、切り欠き部は、部分基板の方向を区別するために設けられている位置決め用ガイド部であってもよい。

また、本発明による携帯電子機器は、１枚のプリント配線基板からメッキ処理を施した後に分離されることによって作製される部分基板を用いた携帯電子機器であって、プリント配線基板は、部分基板を接続するための接続パターンが形成され、部分基板は、プリント配線基板から分離されるときに端部が内側に凹むような形状に切り取られる切り欠き部となる領域が設けられ、接続パターンは、切り欠き部となる領域を跨るように形成され、切り欠き部となる領域は、部分基板の角部以外の領域に台形形状に形成され、接続パターンは、切り欠き部となる領域を跨る際に、当該切り欠き部の台形形状における斜辺の、内側に凹む方向の長さが半分以上の部分である下側半分を通ることを特徴とする。

また、本発明による基板製造方法は、１枚のプリント配線基板を部分基板に分離することによって基板を作製する基板製造方法であって、部分基板の角部以外に、プリント配線基板から分離される際に端部が内側に凹む形状に切り取られる切り欠き部となる領域を設け、プリント配線基板に、切り欠き部となる領域を跨るように部分基板を接続するための接続パターンであって、切り欠き部となる領域を跨る際に、当該切り欠き部の台形形状における斜辺の、内側に凹む方向の長さが半分以上の部分である下側半分を通る接続パターンを予め形成し、部分基板および切り欠き部となる領域を含んだ状態でプリント配線基板にメッキ処理を行い、メッキ処理を行った後に、プリント配線基板から部分基板を分離するとともに、切り欠き部となる領域を切り取って部分基板の切り欠き部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、プリント配線基板個片である部分基板の切り欠き部となる領域を跨るようにメッキ用の接続パターンを配線することによって、個片分離後に、接続パターンの個片端部をプリント配線基板個片の外周より内側で露出させることができる。このため、接続パターンの個片端部が直接に他の部品や指等と接触する可能性を低くすることができ、接続パターンを介した静電気の侵入を抑止することができる。結果、製造工程における電子部品の静電気破損を低減することができる。

以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明によるプリント配線基板を用いた携帯電子機器の一例を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態では、携帯電子機器が折畳式携帯電話機１００である場合を例に説明する。また、図１は、折畳式携帯電話機１００を開いた状態に相当する。なお、携帯電子機器は、携帯電話機に限らず、例えば、ＰＨＳ等の携帯端末であってもよい。

図１に示すように、折畳式携帯電話機１００は、表示部２０を含む表示部側筐体１０と、複数のキーボタンを有する操作部４０を含む操作部側筐体３０とを含む。表示部側筐体１０及び操作部側筐体３０は、例えば、合成樹脂等を用いた剛性体によって作製される。また、表示部側筐体１０と操作部側筐体３０とは、開閉軸を有するヒンジ部１１で回動可能に接続されている。なお、「回動」とは、ある軸に対して正逆方向に円運動できることをいう。本実施の形態では、折畳式携帯電話機１００において、ヒンジ部１１を軸として、例えば、表示部側筐体１を操作部側筐体３の側に閉じたり、開いたりすることができる。また、操作部側筐体３０は、裏面に電池パック５０が取り付けられる。

図２は、電池パック５０の構造を示す説明図である。図２は、電池本体の各面のうち電極が設けられている面（以下、電極面ともいう）の方向から電池パック５０を見た図に相当する。図２に示すように、電池パック５０は、電池セル５０１と、保護回路基板（図示せず）と、ケース５０２とを含む。なお、電池パック５０は、さらに、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を用いた樹脂フィルムをラミネートした樹脂シート（図示せず）で覆われ、携帯電子機器本体に装着される。

電池パック５０の保護回路基板は、例えば、複数の電池側外部端子と複数の負荷側外部端子をもつ配線基板であって、電流制御用トランジスタ等を搭載し、過電流に起因する電池劣化を保護するための保護回路を実装する。図２において、保護回路基板は、ケース５０２の電極面５０３の内部に配置されているものとする。なお、５０４は、ケース５０２の開口部から覗く、保護回路基板に実装される負荷側外部端子である。負荷側外部端子５０４表面には、例えば、金メッキ層が形成される。この実施の形態では、本発明によるプリント配線基板を、電池パック５０の保護回路基板に適用した場合を説明する。なお、電池パックに限らず、携帯電話機内部の基板に適用してもよい。

図３は、本実施の形態によるプリント配線基板のパターンの一例を示す説明図である。図３（ａ）はプリント配線基板を個片とする前の集合基板状態におけるパターンを示した説明図である。図３（ｂ）は、個片に分離後のプリント配線基板のパターンを示した説明図である。ここで、個片とは、プリント配線基板の製造工程において、１枚のプリント配線基板部材から分断されて作製される部分基板をいう。なお、個片の数はいくつであってもよい。例えば、個片が１つであっても、個片を跨いでリード線が配線される基板であれば、本発明を適用可能である。

図３において、１はプリント配線基板個片の外形部分（外周）を示す。また、２は電解メッキ用の接続リード、３は電解メッキの必要な半田付けランド、４は回路上必要な導体パターン、５は回路上必要な半田付けランド（電子部品を搭載する無電解メッキ用の半田付けランド）である。ここで、接続リードとは、電解メッキの必要な全ての半田付けランドと電解メッキ用パターンとを電気的に接続するためのリード線をいう。なお、プリント配線基板の製造工程において、電解メッキ処理は基板を個片とする前の集合基板状態で行われるため、個片間も含めて接続リードを接続する必要がある。なお、本例では、接続リード２が電解メッキ用のパターンを兼ねるものとして説明する。また、図３では、部品と電解メッキの必要な半田付けランドとが同一面に実装される例を表示しているが、例えば、部品が裏面に実装される場合や、基板内部を通って導体パターンが形成される場合もある。なお、図３では簡易表示のため省略しているが、接続リード２は、例えば、裏面や基板内部を介して、電解メッキの必要な全ての半田付けランド３と接続されているものとする。

本実施の形態によるプリント配線基板は、個片分離後では、図３（ｂ）に示すように、外周域に、外形の一部が内側に凹むよう切り欠き部１−１が形成されている。そして、個片同士を接続するための接続リードの個片端部（図３（ｂ）に示す端部２−１）が、個片分離後に、切り欠き部１−１を含むように配置されている。なお、切り欠き部１−１は、例えば、予め切り欠き部を形成するための領域（例えば、図３（ａ）に示す領域１−２）を設けておき、個片に分離する際にその領域を切り取ることによって形成される。すなわち、本実施の形態では、個片同士を接続するための接続リードは、個片の切り欠き部１−１を形成するための領域１−２を跨ぐように形成される。図３（ａ）は、各部分基板の切り欠き部が形成される前（すなわち、切り欠き部となる領域が切り取られる前）の状態のプリント配線基板個片の集合基板であるプリント配線基板を示している。図３（ｂ）は、切り欠き部が形成された状態のプリント配線基板個片を示している。

次に、本実施の形態によるプリント配線基板の製造方法について説明する。まず、プリント配線基板を個片とする前の集合基板において、電解メッキが必要な半田づけランドと、半田付けランドを接続するための接続リード（メッキ用パターンを含む）を形成する（第１工程）。本実施の形態では、プリント基板個片が分離される際に個片端部が内側に凹むよう設けられた切り欠き部を跨るように、接続リードを形成する。次に、集合基板の状態で、メッキ処理を実行する（第２工程）。例えば、接続リードに接続されるメッキ電極（図示せず）を介して、接続リードにメッキ用の電流を流し、金メッキを施す。なお、メッキ処理としては金メッキの他にスズやハンダ等によるメッキ処理を行っても良い。

最後に、集合基板からプリント配線基板個片を分離切断する（第３工程）。この際、プリント配線基板個片は、切り欠き部を形成するための領域が切り取られ、切り欠き部が形成される。なお、集合基板からプリント基板個片を分離した後に、切り取り加工を行って切り欠き部を形成してもよい。

図４は、プリント配線基板（個片）に外部から部品等が接触した状態において従来例との比較を示す説明図である。図４（ａ）は、本実施の形態によるプリント配線基板（個片）に外部から部品等が接触した状態を示す説明図である。図４（ｂ）は従来のプリント配線基板（個片）に外部から部品等が接触した状態を示す説明図である。図４（ｂ）に示すように、従来のプリント配線基板は、個片分離後、接続リードの個片端部が基板個片の外周域の最も外側で露出する。このため、製造工程において、例えば他の部品や人の指等が接触しやすくなっている。他の部品や人の指等が接触した際に静電気が生じると、接続リードを介して、静電気が基板に搭載されている電子部品に到達してしまう。特に、電池パック用など個片の寸法が比較的小さく設計されるプリント配線基板は、手で触られることも多く、静電気破損を引き起こしやすい。

本実施の形態によるプリント配線基板は、図４（ａ）に示すように、個片分離後であっても、接続リードの個片端部（図４（ａ）に示す端部２−１）が基板個片の外周域に形成される切り欠き部１−１で露出する。このため、例えば、プリント配線基板を製品として組み立てる（筐体に嵌め込む等）作業工程で、偶然に、プリント配線基板に他の部品が接触したとしても、接続リードの個片端部に直接に接触する可能性は低い。つまり、接続リードを介して静電気が侵入する可能性は低い。

なお、図５に示すように、切り欠き部１−１が、位置決め用の位置決めガイド（凹部）を兼ねることも可能である。図５は、組み立て時のプリント配線基板（個片）を示す説明図である。図５において、６は組み立て用治具、６−１は組み立て用治具に設けられている固定用ガイド、６−２は組み立て用治具に設けられている位置決め用ガイド（凸部）である。図５に示すように、従来からプリント配線基板には、組み立て時の基板の向きを規制する目的で、位置決め用ガイド（凸部）６−２と嵌め合わせて位置あわせを行う位置決めガイド（凹部）が形成されることがある。この位置決めガイド（凹部）を切り欠き部１−１として利用し、接続リードを配線してもよい。なお、位置決め用ガイド（凸部）６−２、固定用ガイド６−１には、静電気対策が施されているものとする。

また、切り欠き部の数および形状は、上記で示した例に限らず、次のような条件を組み合わせても同様の効果を得ることができる。

条件１）切り欠き部を接続リードの個片端部の数に応じて設ける（図６参照）。
条件２）複数の接続リードの個片端部が１つの切り欠き部に含まれるように配線する（図７参照）。
条件３）切り欠き部を外周域の角以外や円弧形状以外の形状で設ける（図８参照）。

図６は、接続リードの個片端部の数に応じて切り欠き部を設けたプリント配線基板の例を示す説明図である。図７は、複数の接続リードの個片端部を集約させて、１つの切り欠き部に含まれるように配線したプリント配線基板の例を示す説明図である。図８は、外周域の角以外に円弧形状以外の形状で切り欠き部を設けたプリント配線基板の例を示す説明図である。なお、図６〜図８はいずれも切り欠き部が形成された状態のプリント配線基板個片を示している。図８に示すように、切り欠き部は、円弧形状に限らず基板個片の外周域に対し内側に凹む形状であればよく、また、配置される位置も外周域の角に限らない。また、切り欠き部を位置や形状、大きさ等によって区別し、基板向きの識別用目印として利用することも可能である。

以上のように、本実施の形態によれば、部品追加やパターン追加などを伴わず、簡単に、接続リードを介した静電気の侵入を抑制することができる。また、プリント配線基板のレイアウトに自由度があり、切り欠き部が基板の向き確認の機能を兼ねることも可能である。また、例えば、当初からある位置決めガイド（凹部）を切り欠き部として利用することによって、外形を拡大することなく、また、新たな費用も必要とせずに静電気の侵入を抑制することができる。

本発明は、電解メッキ用のリード線が配線されるプリント配線基板に限らず、個片を跨ぐようにリード線が配線されるプリント配線基板に好適に適用可能である。

本発明によるプリント配線基板を用いた携帯電子機器の一例を示す斜視図である。 電池パック５０の構造を示す説明図である。 本実施の形態によるプリント配線基板のパターンの一例を示す説明図である。 プリント配線基板（個片）に外部から部品等が接触した状態において従来例との比較を示す説明図である。 組み立て時のプリント配線基板（個片）を示す説明図である。 接続リードの個片端部の数に応じて切り欠き部を設けたプリント配線基板の例を示す説明図である。 複数の接続リードの個片端部を集約させて、１つの切り欠き部に含まれるように配線したプリント配線基板の例を示す説明図である。 外周域の角以外に円弧形状以外の形状で切り欠き部を設けたプリント配線基板の例を示す説明図である。 電解メッキ対応プリント配線基板のパターンの一例を示した説明図である。

符号の説明

１ プリント配線基板個片の外形
１−１ 切り欠き部
２ 電解メッキ用の接続リード
３ 電解メッキの必要な半田付けランド
４ 回路上必要な導体パターン
５ 回路上必要な半田付けランド（無電解メッキ用の半田付けランド）

Claims (7)

1. メッキ処理を施した後に部分基板に分離されるプリント配線基板であって、
   前記部分基板を接続するための接続パターンが形成され、
   前記部分基板は、当該プリント配線基板から分離されるときに端部が内側に凹むような形状に切り取られる切り欠き部となる領域が設けられ、
   前記接続パターンは、前記切り欠き部となる領域を跨るように形成され、
   前記切り欠き部となる領域は、部分基板の角部以外の領域に台形形状に形成され、
   前記接続パターンは、前記切り欠き部となる領域を跨る際に、当該切り欠き部の台形形状における斜辺の、内側に凹む方向の長さが半分以上の部分である下側半分を通る
   ことを特徴とするプリント配線基板。
2. メッキ処理を施した後に複数の部分基板に分離され、
   接続パターンは、前記各部分基板の切り欠き部となる領域を跨るように形成されている
   請求項１記載のプリント配線基板。
3. 切り欠き部となる領域は、当該部分基板を跨る接続パターンに対応して、複数設けられている請求項１または請求項２に記載のプリント配線基板。
4. 複数の接続パターンが、当該部分基板の１つの切り欠き部となる領域を跨るように形成されている請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のプリント配線基板。
5. 切り欠き部は、部分基板の方向を区別するために設けられている位置決め用ガイド部である請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のプリント配線基板。
6. １枚のプリント配線基板からメッキ処理を施した後に分離されることによって作製される部分基板を用いた携帯電子機器であって、
   前記プリント配線基板は、部分基板を接続するための接続パターンが形成され、
   前記部分基板は、前記プリント配線基板から分離されるときに端部が内側に凹むような形状に切り取られる切り欠き部となる領域が設けられ、
   前記接続パターンは、前記切り欠き部となる領域を跨るように形成され、
   前記切り欠き部となる領域は、部分基板の角部以外の領域に台形形状に形成され、
   前記接続パターンは、前記切り欠き部となる領域を跨る際に、当該切り欠き部の台形形状における斜辺の、内側に凹む方向の長さが半分以上の部分である下側半分を通る
   ことを特徴とする携帯電子機器。
7. １枚のプリント配線基板を部分基板に分離することによって基板を作製する基板製造方法であって、
   前記部分基板の角部以外に、前記プリント配線基板から分離される際に端部が内側に凹む台形形状に切り取られる切り欠き部となる領域を設け、
   前記プリント配線基板に、前記切り欠き部となる領域を跨るように前記部分基板を接続するための接続パターンであって、前記切り欠き部となる領域を跨る際に、当該切り欠き部の台形形状における斜辺の、内側に凹む方向の長さが半分以上の部分である下側半分を通る接続パターンを予め形成し、
   前記部分基板および前記切り欠き部となる領域を含んだ状態で前記プリント配線基板にメッキ処理を行い、
   前記メッキ処理を行った後に、前記プリント配線基板から前記部分基板を分離するとともに、前記切り欠き部となる領域を切り取って前記部分基板の切り欠き部を形成する
   ことを特徴とする基板製造方法。

Images