JP6711207B2 - プリント配線基板 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線基板に関する。

従来から、例えば、製造時において、本体部（製品となる部分）と本体部の周囲に設けられており、本体部の完成時には切り取られる捨て板部を含んでいるプリント基板が用いられている（特許文献１乃至３）。

例えば、特許文献１には、本体部から捨て板部を容易に切り取るために、本体部と捨て板部との間に割捨て用のミシン目及びスリットを形成することが開示されている。

多層プリント基板を製造する場合には、基材（ガラスエポキシ樹脂等）の表面に設けた銅箔層をエッチングしてパターンを形成して、当該基材同士をエポキシ系接着剤で接着して積層し、その後、部品を実装するためにリフロー処理がなされる。

特開２００３−１５２２８９号公報 特開平８−８５６５号公報 特開平１０−３２２０３５号公報

例えば、上述のようなプリント基板を用いて製造を行う場合、各プリント基板が多層プリント基板である場合には、例えば、各層における銅箔の残存率、すなわち配線パターンの形成量の違いによるプリント基板内の熱膨張率の違いにより、リフロー時の熱によってプリント基板に反りやねじれが発生してしまっていた。この反りやねじれによって、製品基板の平坦度が低下したり、部品実装時の実装精度が低下したりして、製造において不都合が生じたり、完成した製品基板の歩留まりが低下する等の問題が発生していた。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、例えば、捨て板部の分離容易性を保ちつつ、製造時における基板の反りやねじれを低減することが可能な、プリント配線基板を提供することを目的とする。

本発明のプリント配線基板は、積層された１または複数の板状基材及び当該１または複数の板状基材の各々の表面に形成された金属パターンからなるプリント配線基板であって、当該プリント配線基板は当該プリント配線基板の主面内において矩形の本体板部及び当該本体板部の周辺部に設けられた捨て板部を有し、当該プリント配線基板の表面には、当該本体板部の４辺の各々に沿って伸長している溝が形成されており、当該捨て板部の当該溝のうち互いに平行な一組の溝は当該プリント配線基板の端部にまで達しており、当該一組の溝に挟まれた領域には、当該捨て板部の当該本体板部に面した端部から当該プリント配線基板の周縁に向かって延在するミシン目構造が形成されていることを特徴とする。

本発明の実施例であるプリント配線基板の平面図である。 図１のプリント配線基板の２−２線に沿った断面図である。 図１のプリント配線基板の一部拡大平面図である。 図１のプリント配線基板の４−４線に沿った断面図である。 変形例であるプリント配線基板の平面図である。

以下に、本発明の実施例であるプリント配線基板について、添付図面を参照しつつ説明する。

図１は、プリント配線基板１０の平面図である。図１に示すように、プリント配線基板１０は、製品部分であり、製品の用途に応じた配線パターン（図示せず）が形成されている矩形の本体部としての製品基板部１０Ａ（図中一点鎖太線内の部分）と、当該製品基板１０Ａの周囲に形成されており、製品外の部分である捨て板部１０Ｂからなっている。製品基板部１０Ａは、プリント配線基板１０の主面内において矩形であり、短辺部ＳＳ及び長辺部ＬＳを有している。

なお、図１の例においては、製品基板部１０Ａの４つの角部は丸まっている形状を有しているが、用途に応じて角部の形状は角張らせる等変更されてもよい。また、長辺部ＬＳに沿った方向が、プリント配線基板１０に部品を搭載したりプリント配線基板１０をリフロー処理したりする等の処理を施す際の搬送方向となる。

図２は、図１の２−２線に沿ったプリント配線基板１０の断面図である。図２に示すように、プリント配線基板１０は、絶縁材料からなる板状基材としての基材１１（ガラスエポキシ樹脂等）の表面に設けた銅箔層をエッチングして金属パターンとしてのパターン１３を形成して、当該基材１１同士をエポキシ系接着剤で接着して積層したものである。

図２に示すように、捨て板部１０Ｂの各基材１１の表面には、全面に亘ってパターン１３が形成されている。すなわち、パターン１３を形成する際に、捨て板部１０Ｂ部分の銅箔層はエッチングされずに残される。言い換えれば、捨て板部１０Ｂにある各基材１１の間の領域の全て及び捨て板部１０Ｂの表面と裏面に、パターン１３が形成されている。

また、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの間の境界の領域においては、基材１１の表面の銅箔層は除去されている。すなわち、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの間の境界の領域にはパターン１３が形成されていない。

このように、捨て板部１０Ｂの全面に亘ってパターン１３が形成されていることにより、捨て板部１０Ｂの主面に垂直な力による曲げに対する曲げ剛性が向上する。また、捨て板部１０Ｂの厚さ方向において熱膨張率が平均化される、すなわち厚さ方向における、言い換えれば主面に平行な中心面ＣＳの上の領域と下の領域との熱膨張率がほぼ同一になる。それによって、捨て板部１０Ｂにリフロー処理等による温度変化が加えられた際の、捨て板部１０Ｂの反りやねじれが防止され、ひいては製品基板部１０Ａを含めたプリント配線基板１０全体の反りやねじれが防止される。

なお、捨て板部１０Ｂにおいて、パターン１３は各基材１１の間の領域及び捨て板部１０Ｂの表面及び裏面の全てに形成されていなくともよい。パターン１３は、基材１１の同士の中心面ＣＳと対称となるように形成されていればよい。これにより、プリント配線基板１０において、主面に平行な中心面ＣＳの上の領域と下の領域との熱膨張率がほぼ同一になり、熱膨張率の差異による反りやねじれが低減される。また、パターン１３が存在することによる曲げ剛性の向上も達成される。

図１に示すように、Ｖ字溝１５は、プリント配線基板１０の表面及び裏面に、製品基板部１０Ａの各辺及びその延長線に沿って形成されている溝である。Ｖ字溝１５は、プリント配線基板１０の表面及び裏面からプリント配線基板１０の内部に至り、断面がＶ字状となっている（図２参照）。Ｖ字溝１５は、中心面ＣＳに対して面対称に形成されている。

Ｖ字溝１５は、製品基板部１０Ａの長辺部ＬＳの各々及びその延長線に沿って形成されている長辺Ｖ字溝１５Ａ及び製品基板部１０Ａの短辺部ＳＳの各々及びその延長線に沿って形成されている短辺Ｖ字溝１５Ｂを含んでいる。

図面においては、一例として、長辺Ｖ字溝１５Ａ及び短辺Ｖ字溝１５Ｂの両方がプリント配線基板１０の端部にまで達しているように示している。しかし、短辺Ｖ字溝１５Ｂは、少なくとも短辺部ＳＳに沿って形成されていればよく、長辺Ｖ字溝１５Ａの各々が、プリント配線基板１０の端部にまで達していればよい。すなわち、平行な一組のＶ字溝１５がプリント配線基板１０の端部に達していればよい。

図２に示すように、プリント配線基板１０のＶ字溝１５が形成されている部分は、Ｖ字溝１５が形成されていない他の部分よりも厚さが薄くなっている。また、プリント配線基板１０の表面及び裏面に形成されているＶ字溝１５に接する領域及びＶ字溝１５に挟まれている領域には、パターン１３は形成されていない。

このことにより、Ｖ字溝１５が形成されている部分はＶ字溝に沿って折り線ができるような折曲力に弱くなっている。従って、Ｖ字溝１５の両側部分を把持してプリント配線基板１０を折曲すると、プリント配線基板１０は、Ｖ字溝１５に沿って折れて、Ｖ字溝１５に沿ってプリント配線基板１０が容易に切断されて、製品基板部１０Ａから捨て板部１０Ｂが容易に除去され得る。

また、上述のように、また、プリント配線基板１０の表面及び裏面に形成されているＶ字溝１５に接する領域及びＶ字溝１５に挟まれている領域には、パターン１３は形成されていない。よって、Ｖ字溝に沿った捨て板部１０Ｂの除去の際に製品基板部１０Ａの側面において、パターン１３が露出することはない。

溝部貫通孔としての長孔１７は、プリント配線基板１０を貫通している細長い平面形状を有する貫通孔である。長孔１７は、例えばルータ加工で形成されている。長孔１７は、製品基板部１０Ａの４つの角に沿って形成されている角長孔１７Ａ及び基板Ｖ字溝１５に沿って断続的に形成されている辺長孔１７Ｂを含んでいる。

なお、図１においては、一例として、辺長孔１７Ｂは、長辺部ＬＳの各々に沿って２つずつ設けられ、短辺部ＳＳの各々に沿って１つずつ設けられている場合を示している。しかし、長孔１７は、Ｖ字溝１５を折曲させて製品基板部１０Ａから捨て板部１０Ｂを切り離すことを容易とするために、Ｖ字溝１５に沿って任意の個数、任意の長さで形成することが可能である。

また、図１においては、一例として、辺長孔１７ＢをＶ字溝１５の中心線、すなわち底部頂点を結ぶ線よりも捨て板部１０Ｂ側に偏倚させて配置されている場合を示している。この配置は、例えば、捨て板部１０Ｂの除去後において、製品基板部１０Ａにバリが残留することを防止すべくなされている。しかし、辺長孔１７Ｂは、Ｖ字溝１５に沿って形成されていればよく、必ずしもＶ字溝の中心線よりも捨て板部１０Ｂ側に偏倚させて配されていなくともよい。

図３は、図１のプリント配線基板１０の角部の一部領域である領域ＡＲの拡大図である。図３に示すように、角長孔１７Ａの短辺に沿った端部には、製品基板部１０Ａの長辺部ＬＳに沿った方向に、プリント配線基板１０の外縁に向かって突出した形状を有する拡張孔部Ｅが形成されている。

図１に示すように、製品基板部１０Ａの中央に側の長孔１７の縁は、製品基板部１０Ａの外縁と一致するように形成されている。すなわち、製品基板部１０Ａの平面形状は、角長孔１７Ａ及び辺長孔１７Ｂのプリント配線基板１０中央側に向いた縁に沿った線によって形作られている輪郭を有している。

上記長孔１７が、上述したＶ字溝１５に沿って形成されていることにより、Ｖ字溝１５に沿った折曲による製品基板部１０Ａからの捨て板部１０Ｂの除去がさらに容易になる。また、上述のように、本実施例のプリント配線基板１０においては、捨て板部１０Ｂを容易に除去するための構造として、Ｖ字溝１５に加えて長孔１７を設けることとしている。

このことにより、特許文献１のように、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの間に単に割捨て用のスリット及びミシン目を形成する場合よりも、プリント配線基板１０の主面に垂直な力による曲げに対する曲げ剛性を高くすることが可能になる。なお、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの間の接合強度、すなわち捨て板部１０Ｂの除去容易性及びプリント配線基板１０の剛性は、Ｖ字溝１５の深さ及び長孔の長さ及び数によって調整することが可能である。

例えば、Ｖ字溝１５を深くすればするほど、捨て板部１０Ｂの除去容易性が高まると共に、プリント配線基板１０の剛性は低下する。また、長孔の長さ及び数を増やすほど、捨て板部１０Ｂの除去容易性が高まると共に、プリント配線基板１０の剛性は低下する。

ミシン目構造１９は、図１及び図３に示すように、プリント配線基板１０の短辺の縁から製品基板部１０Ａの長辺部ＬＳに沿った方向に伸長している端部切欠き１９Ａ、プリント配線基板１０を貫通している円状の平面形状を有する貫通孔１９Ｂを含む構造である。言い換えれば、ミシン目構造１９は、捨て板部１０Ｂの製品基板部１０Ａに面した端部からプリント配線基板の周縁に向かって延在している。また、ミシン目構造１９は、製品基板部１０Ａの対向する二辺、ここでは対向する長辺部ＬＳの延長線に挟まれた領域に配されている。

貫通孔１９Ｂは、角長孔１７Ａの拡張部Ｅと端部貫通孔１９Ａとの間に、長辺部ＬＳと平行な方向に沿って一列に複数配置されている。なお、図１及び図３では、一例として、貫通孔１９Ｂが、角長孔１７Ａの拡張部Ｅと端部貫通孔１９Ａとを結ぶ線から、プリント配線基板１０の長辺に沿った中心線ＡＸ側にズレて並んでいる例が示されている。

図４に、図１の４−４線に沿った断面図を示す。図４に示すように、捨て板部１０Ｂの端部貫通孔１９Ａ、貫通孔１９Ｂ及び拡張部Ｅの各々の間の部分にも、パターン１３が形成されている、すなわち銅箔層が設けられている。

このように、端部貫通孔１９Ａ、貫通孔１９Ｂ及び拡張部Ｅの各々の間にパターン１３が形成されていることで、これらの部分にパターン１３が形成されていない場合に比べて、捨て板部１０Ｂの主面に垂直な力による曲げに対する曲げ剛性が向上する。このことにより、捨て板部１０にリフロー処理等による温度変化が加えられた際の、捨て板部１０Ｂの反りやねじれが防止され、ひいては製品基板部１０Ａを含めたプリント配線基板１０全体の反りやねじれが防止される。

図１に示すように、基準穴２１は、プリント配線基板１０を貫通している円状の平面形状を有する貫通孔である。基準穴２１は、プリント配線基板１０の４つの角部に設けられている。すなわち、基準穴２１は、プリント配線基板１０の角部における外縁と短辺部ＳＳに沿ったＶ字溝１５及び長辺部ＬＳに沿ったＶ字溝１５に囲まれた領域に形成されている。

基準穴２１は、プリント配線基板１０に処理を行う際に、プリント配線基板１０を搬送する搬送装置に設けられた基準ピン等のピン構造が挿入されて、搬送装置に保持される。このように保持されることで、プリント配線基板１０は搬送装置によって位置決めされ、例えば、プリント配線基板１０に部品を実装する際の実装ズレ等の処理における位置ズレを防止することが可能である。

切取欠片部２３は、捨て板部１０Ｂの一部であり、プリント配線基板１０の４つの角部の近傍に各々に形成されている。図３に示すように、長辺Ｖ字溝１５Ａ、角長孔１７Ａ及びミシン目構造１９に囲まれた部分である。

この切取欠片部２３は、例えば、リフロー処理後に製品基板部１０Ａを完成させる際の捨て板部１０Ｂの除去時に最初に除去されるべき部分である。この除去においては、例えば、まず、プリント配線基板１０の切取欠片部２３以外の部分を保持手段（図示せず）で固定保持する。次に、切取切欠部２３の表裏を挟むように把持する把持手段（図示せず）によって把持する。すなわち、切取欠片部２３を主面と垂直な両方向から挟み込むように把持する。

次に、捨て板部１０Ｂのミシン目構造１９の部分を破断させる。例えば、この破断は、把持部によって、切取欠片部２３を、短辺Ｖ字溝１５Ｂを支点にして捻ることで、すなわち、短辺Ｖ字溝１５Ｂを折曲させることで行う。このミシン目構造１９の部分の破断の後、さらに切取欠片部２３を切取欠片部２３以外の残りの捨て板部１０Ｂ全体に対して捻って折曲することで、短辺Ｖ字溝１５Ｂの部分を破断させ、切取欠片部２３と残りの捨て板部１０Ｂを切断する。

上記、切取欠片部２３の除去の後、製品基板部１０Ａを固定保持し、長辺Ｖ字溝１５Ａを折曲させることで破断させて切断し、製品基板部１０Ａの長辺に沿って形成されている捨て板部１０Ｂを除去する。

その後、製品基板部１０Ａを固定保持し、短辺Ｖ字溝１５Ｂを折曲させることで破断させて切断し、製品基板部１０Ａの短辺に沿って形成されている捨て板部１０Ｂを除去する。なお、長辺Ｖ字溝１５Ａを折曲させる処理と、短辺Ｖ字溝１５Ｂを折曲させる処理とは、上記順序とは逆の順序で行われてもよい。

なお、上記切取欠片部２３をプリント配線基板１０から除去する際には、ミシン目構造１９部分の破断断面において、パターン１３、すなわち銅箔が露出するが、この断面は製品基板部１０Ａとして残らない部分なので特に問題は無い。

また、上述のように、Ｖ字溝１５に接する部分及びＶ字溝１５に挟まれている領域には、パターン１３は形成されていない。従って、プリント配線基板１０をＶ字溝１５に沿って折曲させて、製品基板部１０Ａから捨て板部１０Ｂを除去する場合には、製品基板部１０Ａの側面からパターン１３、すなわち銅箔は露出しない。よって、当該銅箔露出による製品基板部１０Ａの不良は防止される。

上述した実施例のプリント配線基板１０によれば、捨て板部１０Ｂの各基材１１の表面には、全面に亘ってパターン１３が形成されている。また、捨て板部１０Ｂの除去前における、製品基板部１０Ａの長辺部ＬＳに沿った捨て板部１０Ｂと短辺部ＳＳに沿った捨て板部１０Ｂとの接続部である、端部貫通孔１９Ａ、貫通孔１９Ｂ及び拡張部Ｅの各々の間の部分にも、パターン１３が形成されている。

これらのことにより、捨て板部１０Ｂ全体のプリント配線基板１０の主面に垂直な力に対する曲げ剛性を高めることができる。従って、プリント配線基板１０の曲げ剛性を高め、プリント配線基板１０にリフロー処理等の高温処理がなされた際のプリント配線基板１０の反りやねじれを抑制することができる。

また、上述した実施例のプリント配線基板１０においては、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの接続部、すなわち切り離し部分が、貫通孔によるミシン目構造ではなくＶ字溝１５によって形成されている。これにより、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの切り離し容易性を保ちつつ、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの接続部をミシン目構造とするよりも、製品基板部１０Ａと捨て板部１０Ｂとの接続部の強度を高めることが可能である。

このように接続部の強度を高めることにより、曲げ剛性が向上した捨て板部１０Ｂによる製品基板部１０Ａの支持による、捨て板部１０Ｂの除去前における製品基板部１０Ａを含むプリント配線基板１０全体の曲げ剛性の向上を確実にすることが可能である。

上述のように、本発明のプリント配線基板１０によれば、主面に垂直な力による曲げに対する曲げ剛性を高めることが可能である。これにより、リフロー処理等の高温処理がなされた際のプリント配線基板１０の反りやねじれを防止し、例えば、部品の実装等における実装位置のズレを防止し、製品基板部１０Ａの不良を防止し、製造時の歩留まりの向上をもたらすことが可能である。

図５に、変形例のプリント配線基板の拡大平面図を示す。図５は、図１のＡＲと同様の部分を拡大した図である。図５のように、切取欠片部２３をさらに容易に除去可能とすべく、端部切欠き２５を設けることとしてもよい。端部切欠き２５は、プリント配線基板１０の表面から裏面まで貫通しており、長辺Ｖ字溝１５Ａの端部から長辺Ｖ字溝１５Ａに沿って延在している孔である。すなわち、長辺Ｖ字溝１５Ａの両端部には、プリント配線基板１０の端部から長辺Ｖ字溝１５Ａに沿って延在している切欠きとしての端部切欠き２５が形成されている。

この端部切欠き２５を形成することにより、切取欠片部２３を除去する際に、長辺Ｖ字溝１５Ａ沿った破断をさらに容易にし、切取欠片部２３をさらに容易に除去することが可能となる。

上記実施例では、多層プリント配線基板を例に説明したが、本発明は、単層のプリント配線基板にも適用することが可能である。この際には、単層のプリント配線基板の平面形状を上記多層プリント配線基板１０と同様にすればよい。

上述した実施例における種々の材料、構成、形状等は、例示に過ぎず、用途等に応じて、適宜選択することができる。

１０ プリント配線基板
１０Ａ 製品基板部
１０Ｂ 捨て板部
１１ 基材
１３ パターン
１５ Ｖ字溝
１７ 長孔
１９ ミシン目構造
２１ 基準穴
２３ 切取欠片部
２５ 端部貫通孔

Claims (6)

1. 積層された１または複数の板状基材及び前記１または複数の板状基材の各々の表面に形成された金属パターンからなるプリント配線基板であって、
   前記プリント配線基板は前記プリント配線基板の主面内において矩形の本体板部及び前記本体板部の周辺部に設けられた捨て板部を有し、
   前記プリント配線基板の表面には、前記本体板部の４辺の各々に沿って伸長している溝が形成されており、
   前記捨て板部の前記溝のうち互いに平行な一組の溝は前記プリント配線基板の端部にまで達しており、前記一組の溝に挟まれた領域には、前記捨て板部の前記本体板部に面した端部から前記プリント配線基板の周縁に向かって延在するミシン目構造が形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
2. 前記捨て板部の前記板状基材の各々の表面全体には前記金属パターンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板。
3. 前記ミシン目構造は複数の貫通孔を含み、前記複数の貫通孔の各々の間の前記複数の板状基材の各々の表面には前記金属パターンが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のプリント配線基板。
4. 前記溝の各々に沿って形成されている溝部貫通孔を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のプリント配線基板。
5. 前記一組の溝の両端部には前記プリント配線基板の端部から前記一組の溝の各々に沿って延在している切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のプリント配線基板。
6. 前記溝の断面はＶ字状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のプリント配線基板。
   

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