JPH0736475B2 - 印刷配線回路基板の実装部品取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、一般家庭において使用する炊飯器等
家庭用電気機器の操作部に具備されている印刷配線回路
基板に操作スイッチや表示部材等の実装部品を取付るた
めの取付構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、一般家庭で使用する炊飯器の操作部は、
第１図及び第８図で示すように、操作スイッチ１や発光
ダイオード等の表示部材２及び保温等を制御する図示し
ない制御部品等を取付けた印刷配線回路基板（以下、単
に回路基板という）３を、炊飯器本体４前面側の取付部
５に突設した支持腕5aにねじ等を用いて止着し、その外
側から例えば保護カバーを兼ねた耐熱樹脂性の表示パネ
ル６を前記本体４の嵌合部７に嵌合し、取付ビス８を用
いて前記表示パネル６を図示しない支持部材等を介して
本体４前面に取付ける等して構成されていた。そして、
前記操作スイッチ１等の実装部品を取付ける回路基板３
は、一般に偏平状に形成したものを使用していた。

〔発明が解決するための課題〕

然るに、前記偏平状の回路基板は、一般に、シート状の
ガラス基材に、例えば、熱硬化性のフェノール樹脂、あ
るいは、エポキシ樹脂を含浸させてＢステージ状態（半
硬化状態）に形成したあと、これを必要枚数積層してそ
の表面に銅箔をのせた状態で、積層プレスにて加熱、加
圧処理を行って製作したものを使用していた。前記のよ
うにして製作した回路基板は、所謂、硬質基板と呼称さ
れ、無理に折り曲げたりすると破損してしまうため、通
常は偏平な状態でしか使用することができなかった。即
ち、一定の曲率で湾曲させたりしての立体的で３次元的
な使用は全く不可能であった。

このため、前記偏平状の回路基板を、その取付部の形状
が曲面をなしている、例えば、電気炊飯器やポット等に
おいて、操作部品や保温等を制御する制御部品を実装す
る回路基板として使用する場合、第８図で示すように、
炊飯器本体４の回路基板取付部５の外周面が湾曲してい
ても、回路基板３自体は偏平であるため、前記取付部５
の曲面形状に合せて取付けることが不可能である。この
結果、炊飯器本体４の操作部９が占める面積は、必要以
上に大きくなり、かつ、操作部９自体も、本体４の外周
から必要以上外側に突出することとなるので、炊飯器等
をはじめとして回路基板の取付部の形状が曲面成形され
ている電気機器においては、操作部９の設置スペースが
必要以上に大きくなるという問題があり、これがネック
となって電気機器が大形化したり、斬新なデザイン設計
が行えないという問題があった。

又、回路基板３に実装する部品、例えば、操作スイッチ
１や表示部材２等の実装部品は、第８図で示すように、
高さの異なる部品を個々に必要とするため、不経済であ
るばかりでなく、実装部品の高さの不統一は実装作業に
手間がかかり、しかも、操作スイッチ１はその軸線を電
気機器の中心と一致させて取付けることができないの
で、操作が円滑に行えないという問題もあった。

このように、偏平な回路基板３を使用することは、その
取付部を曲面形状に形成した電気機器において、デット
スペースが生じることはもとより、そのデットスペース
を有効に利用することができず、平面的な使用しかでき
ないので、この種電気機器の小形軽量化をはかることが
困難であった。

本発明は前記の問題点に鑑み、特殊加工を施した印刷配
線回路基板を用いてこれを電気機器の基板取付部の形状
に合せて曲面成形を行い、この曲面成形を行った回路基
板に、高さ寸法をほぼ同一とした操作スイッチ等の実装
部品をデットスペースを生じさせることなく、円滑・良
好に実装することができるようにした印刷配線回路基板
の実装部品取付構造を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、耐熱性に優れた熱可塑性のポリエステル樹脂
に、無機フィラー、ガラス単繊維、難燃剤を添加して混
練し、これを押出成形加工によって非結晶状態でシート
状の絶縁基板を設け、この絶縁基板に所要の導体パター
ンを形成したあと、前記非結晶状態下の絶縁基板をホッ
トプレスにより結晶化温度で、かつ、所定の曲率で曲面
成形を行うことによって、所要の導体パターンを備えた
自己復帰性及び弾力性に優れ、しかも、前記曲面成形部
分に外力が加えられた場合、一時的に曲面が変形するも
のの、外力の解消に伴い自己復帰性能により原状回復を
可能とした印刷配線回路基板を形成し、この回路基板の
表面所要位置に、電気機器の操作スイッチや表示部材等
の実装部品を取付け、これら実装部品を備えた前記曲面
成形加工を行った回路基板を所要電気機器の、例えば、
操作部に使用する回路基板として前記操作部を具備する
電気機器の取付部の形状と合致させて取付けるようにし
たことを特徴とするもので、その作用は次に示すとおり
である。

〔作用〕

本発明は、特殊加工を施した印刷配線回路基板を、該回
路基板を使用する電気機器の基板取付部の形状に合致さ
せて曲面成形し、この回路基板の曲面に沿って、操作ス
イッチや表示部材、あるいは、機器の制御部品等所要の
実装部品を電気機器の取付部の形状に沿って取付けるこ
とが可能となるため、前記実装部品はデッドスペースを
ほとんど生じさせることなく、必要最小限の狭隘な取付
スペースを有効に利用して効率的な配置が行い得るの
で、電気機器の操作部をその設置スペースも含めて小さ
くすることができるとともに、印刷配線回路基板を電気
機器の操作部の形状に合せて曲面成形を行うことによ
り、前記回路基板を立体的で３次元的な使用を可能と
し、電気機器の斬新なデザイン設計の幅を著しく広げる
ことができる。

又、実装部品を曲面配置させることにより、特に、操作
スイッチにおいては、その軸線と使用機器の中心とを一
致させて実装することができるので、スイッチの投入操
作が、円滑に行い得ることは勿論、前記曲面配置によっ
て操作スイッチ等実装部品の高さ寸法をほぼ揃えること
ができるので、電気機器の操作部の組立が迅速に行える
とともに、部品コストの低減がはかれ、電気機器を小形
に、かつ、経済的に製作することができる利点もある。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第２図ないし第４図によって説
明する。なお、第２図ないし第４図において、第１図及
び第８図に示す番号と同一番号は同一物品を示す。

最初に、本発明における実装部品の取付に使用する印刷
配線回路基板（以下、単に回路基板という）の構造につ
いて説明する。

前記回路基板は、はじめに熱可塑で耐熱性に優れた高粘
度飽和ポリエステル樹脂に、無機フィラー、ガラス単繊
維、難燃剤を添加して混練し、これを所要の厚さ（約1.
2mm）でシート状に連続して押し出し成形を行って絶縁
基板を製作する。この絶縁基板は、例えば、ユニチカ株
式会社で開発された電気絶縁材料で、商品名「ユニレー
ト」がこれに該当する。この絶縁基板はシート状に押出
成形された時点では、非結晶状態下にあって弾力性に富
み、所要の温度で加熱すると、結晶化して所定の形状を
恒久的に維持するとともに、必要以上の外力を加えた場
合も偏平状とならず、所定形状に自己復帰することがで
きるよう弾力性を備えて設けられる。

次に、前記のようにして形成した絶縁基板を用いて、第
４図で示すように、曲面成形を行った回路基板10の製造
について説明する。

第２図において、前記シート状に押出して所要の厚さに
成形した非結晶状態下の絶縁基板上に、接着シートを約
50℃の温度により、10kg/cm²の加圧条件下で約20分の時
間をかけて仮接着し、つづいて、前記接着シート上に、
厚さ35μの銅箔を、熱ロールプレスにより約70℃の温度
で10kg/cm²の条件下で加熱及び加圧してラミネート処理
を行う。次に導体パターンを形成するためのエッチング
レジストを銅箔上に印刷して硬化させ、つづいて、エッ
ジング液を用いてエッジング処理を行い、更に、この上
から、実装部品の取付時、半田付け作業の必要な部分を
除きソルダレジストを印刷し、かつ、硬化させる。この
あと、前記各処理を施した絶縁基板をプレス金型によっ
て電子部品実装用の孔部分と、外形形状を整えるための
プレス打抜き作業を同時に行って偏平状の回路基板10の
製造を行う。この時点で、前記回路基板10は柔軟性のあ
るフレキシブルな非結晶状態下にある。

次に、前記回路基板10を使用する電気機器の取付部（操
作部）の形状と対応させるために、前記回路基板10を所
定の曲率で成形加工を行う。本実施例では前記の回路基
板10を、例えば、第１図で示すような炊飯器４の操作部
９を構成する実装部品取付用の回路基板に使用した例で
説明する。

先ず、第３図において、第１図で示す製造工程によって
接着シート11上に銅箔を用いて所定の導体パターン12を
形成した偏平で非結晶状態下の絶縁基板13を、これを使
用する部材の形状と合致させるために、所定の曲率で曲
面成形すべく、第３図のように、内部に図示しない電熱
ヒータを内蔵した一対の例えば、アルミ製の雄，雌成形
金型14,15間に当てがい、これら成形金型14,15を図示し
ないホットプレスの加圧板間に挿入し、図示しない電熱
ヒータにより成形金型14,15を約160℃の温度まで加熱し
た後、プレス操作を行い、成形金型14,15を約10kg/cm²
で加圧しながら、これら金型14,15の温度を更に180℃近
くまで上昇させる。そして、前記成形金型14,15の温度
が180℃に達した時点でプレスの加圧力を更に30kg/cm²
増圧し、この状態を約20分間維持する。このあと、成形
金型14,15を常温まで冷却して、プレス作業を終了する
と、第４図で示すように、例えば、炊飯器４の操作部９
における回路基板取付部16の形状と合致させた曲率の曲
成部10aを備えた状態で、偏平な前記回路基板10の曲面
成形を行うものである。曲面成形を終えた回路基板10
は、ホットプレスによる20分間の加熱及び加圧操作によ
って、柔軟性のある非結晶の状態から、腰を強くした完
全な結晶化状態となる。この結果、回路基板10の曲成部
10aにこれを偏平化させようとする外力を加えても、こ
の外力が解消した時点では前記曲成部10aが曲成加工し
た状態に自己復帰し、曲成の成形加工状態に変化がない
ことを確認することができた。

なお、回路基板10の曲成加工を行う際、その曲率は絶縁
基板上の導体パターン12を形成する銅箔部分に亀裂が生
じない範囲で行うことはいうまでもない。

次に、前記曲成加工を行った回路基板10を第４図で示す
ように、例えば、炊飯器４の取付部16に取付けるため
に、実装部品を実装して操作部９の組立を行う実施例を
第４図に基づいて説明する。

第４図において、回路基板10にはその表面に、例えば、
炊飯器４の電源スイッチ20及び炊飯・保温切換スイッチ
21と、又、これらスイッチ類20,21に近接して電源表示
及び炊飯，保温状況等を表示するための発光ダイオード
22,23,24とが所定の導体パターン12の位置で実装する。
この結果、前記電源スイッチ21をはじめとする各実装部
品は、回路基板10の曲成部10aに沿って曲面配置された
状態で実装することが可能となる。つづいて、実装部品
を実装した前記回路基板10を第４図のように、回路基板
取付部16の前方（第４図の上方）に向けて突設した支持
腕17,17の第１の嵌合部17a,17aに挿入すると、前記回路
基板10はその曲成部10aを取付部16の湾曲形状と合致さ
せて取付けることができるとともに、回路基板10に実装
した電源スイッチ20等の実装部品はその高さ寸法を揃え
た状態で実装することができるので、前記実装部品の実
装処理を狭隘なスペース場所を有効利用して効果的に行
うことが可能となる。なお、第４図中、25は支持腕17,1
7最先端の第２の嵌合部26,26に取付けた、例えば、耐熱
性の樹脂等からなる表示パネルで、発光ダイオード22〜
24が存在する場所には透孔27を穿設してその開口部に透
明な膜板28を止着し、発光ダイオード22〜24の表示が外
部から確認できるようになっている。又、第４図におい
て、操作スイッチ20,21を操作する場合は、樹脂製の表
示パネル25の上から操作スイッチ21,22の操作釦を押し
て投入、遮断を行う。この場合、表示パネル25には操作
スイッチ21,22の名前が表示されているので、操作スイ
ッチ20,21の位置を間違えることはない。更に、必要に
応じて、操作スイッチ20,21の操作釦を表示パネル25上
に露出させて前記操作スイッチ20,21を回路基板10に実
装するようにしてもよい。

次に、本発明の第２実施例を第５図において説明する。
この実施例においては、以下、第６図，第７図で説明す
る第3,第４実施例と同様に、操作スイッチの取付構造を
中心にして説明する。

第５図において、炊飯器４の操作部９取付位置の形状に
合わせて曲面形成した回路基板10上には、操作スイッチ
20a,21aの後述する可動接点30と対応する導体パターン1
2の位置において、カーボン系のインクを印刷し、か
つ、この部位を加熱硬化させて前記操作スイッチ20a,21
aの固定接点31を形成する。一方、この固定接点31の上
部には、導電部材を含浸させた導電性ゴムからなる前述
可動接点30を、シリコンゴム等繰返し応力に優れた耐久
性のあるゴム部材にて形成したスイッチ投入部材32に止
着することにより、前記操作スイッチ20a,21aを構成す
る。又、操作スイッチ20a,21aと近接して前記回路基板1
0上には、発光ダイオード22〜24が所定の導体パターン1
2の位置において実装されている。そして、前記のよう
に、回路基板10上に操作スイッチ20a,21a、発光ダイオ
ード22〜24及び図示しない制御部品を実装したあと、ス
イッチ投入部材32と一体に形成したゴム製の表示パネル
25aを回路基板10の実装部品の外側から該回路基板10上
に配置し、回路基板10とともに取付部16に鋲等を用いて
止着する。なお、前記表示パネル25aには、前述したよ
うに、スイッチ投入部材32が一体に形成されているの
で、操作スイッチ20a,21aの操作時は、前記スイッチ投
入部材32を表示パネル25aの弾力性を利用して回路基板1
0側に押圧することにより、導電性ゴムの可動接点30を
回路基板10上に設けた固定接点31側に接触させて操作ス
イッチ20a,21aの投入が行い得、又、スイッチ投入部材3
2の押圧を解くことによって操作スイッチ20a,21aの投入
を解除する。この際、回路基板10には図示しないマイコ
ン等を設けて、操作スイッチ20a,21a自体の押圧状態を
解除しても、操作スイッチの投入を記憶して電気機器へ
の通電状態を維持させ、操作スイッチの再投入により通
電状態を解除するようになっている。

前記のように、第２実施例においては、曲面成形した回
路基板10に固定接点31を設け、又、表示パネル25a側に
一体成形したスイッチ投入部材32側に導電性ゴムの可動
接点30を設けて操作スイッチ20a,21aを構成することが
できるので、操作スイッチ20a,21aを特別に用意する必
要は全くなく、回路基板10を操作部９に組込むことによ
り操作スイッチ20a,21aも併せて構成することができる
ので、回路基板10を曲面成形して実装部品を取付けるよ
うにした効果と相まって、操作スイッチ20a,21a自体を
簡素な構成で経済的に製作できるとともに、表示パネル
25aからスイッチ部材32のみが突出しているので操作が
しやすい利点もある。

なお、発光ダイオード22〜24の表示部は第１実施例の構
造と同様であるので説明は省略する。又、表示パネル25
aは操作スイッチ20a,21aの操作によって回路基板10上か
ら浮動するのを防ぐために、ボス部33を回路基板10の曲
面に沿って複数個突設し、これらボス部33をあらかじめ
回路基板10に点在して穿孔した係止孔34に圧入して表示
パネル25aを回路基板10上に支持させることにより、ス
イッチ投入部材32の操作によって表示パネル25aが浮上
するのを阻止している。従って、前記ボス部33を回路基
板10に嵌着させることにより、表示パネル25aの浮上を
阻止してスイッチ操作を円滑に行うことができる。

つづいて、本発明の第３実施例を第６図において説明す
る。

この実施例において、前記第２実施例と異なる点は、操
作スイッチ20b,21bの固定接点31（第２実施例と同様の
もの）を有する曲成した回路基板10上に、前記固定接点
31と接離する可動接点30a（第２実施例の固定接点31と
同様のもの）を、例えば、ポリエステルフィルム等樹脂
性のフィルム35に前記固定接点31と対応させて配設し、
この可動接点30aを備えた前記樹脂性フィルム35を回路
基板10上に絶縁スペーサ36を介して貼着し、この樹脂性
フィルム35上に、可動接点30aを固定接点31に対して接
離させるスイッチ投入部材32aを一体に形成した表示パ
ネル25bを配置し、この表示パネル25b,樹脂性フィルム3
5,絶縁スペーサ36を回路基板10と一体的に取付部16に鋲
等の止着部材を用いて固着する。即ち、本実施例におい
ては、固定接点31を備えた回路基板10と、固定接点31と
対応する位置に可動接点30aを別に設けた樹脂性フィル
ム35と、更に、スイッチ投入部材32aを設けた表示パネ
ル25bとを、回路基板10と樹脂性フィルム35との間に絶
縁スペーサ36を介在させた状態で三層構造となして操作
スイッチ20b,21bを構成した点に特徴を有するものであ
る。従って、回路基板10に操作スイッチ20b,21bを実装
する場合は、既成のスイッチ類を具備させることなく、
回路基板10に実装部品を実装することにより、操作スイ
ッチ20b,21bを構成することができる利点があり、か
つ、これにより、回路基板10の実装作業を迅速に行うこ
とができる。即ち、操作スイッチ20b,21bの可動接点30a
は、あらかじめ、樹脂性フィルム35に事前に形成してお
き、実装部品を回路基板10に実装する際、前記樹脂性フ
ィルム35を絶縁スペーサ36を介して回路基板10上に貼付
することにより、操作スイッチ20b,21bを形成すること
ができるに他ならないからである。

なお、発光ダイオード22〜24の表示部や、表示パネル25
bにボス部33を具備させた点については、前記第１及び
第２実施例の構造と同様であるので説明は省略する。

更に、本発明の第４実施例を第７図において説明する。
この実施例において、前記第３実施例と異なる点は、回
路基板10上に固定接点31aを設けるのではなくて、ポリ
エステルフィルム等樹脂性フィルム38にあらかじめ、所
定の導体パターン12及びこの導体パターン12に操作スイ
ッチ20c,21cの固定接点31aを形成し、この樹脂性フィル
ム38を結晶化させて曲成した絶縁基板13上に貼着して曲
成の回路基板10bを形成し、この回路基板10b上に、前記
第３実施例で説明したと同様に、固定接点31aと対応す
る位置に可動接点30bを備えた樹脂性フィルム35,絶縁ス
ペーサ36を介在させた状態でスイッチ投入部材32aを備
えた表示パネル25aを鋲等の止着部材を用いて固着する
ことにより、即ち、曲成した絶縁基板13を用いて導体パ
ターン12を別に設けた樹脂性フィルム38を貼着して形成
した回路基板10bに実装部品（本例では操作スイッチ20
c,21cを設ける点についてのみ説明）を実装するように
したもので、本例のようにして実装部品を実装すること
により、回路基板10bは、事前に種々の導体パターン12
を製作しておいた樹脂性フィルム38を前記絶縁基板13に
貼着することによって、種々の導体パターン12を備えた
回路基板10bを製作することができるので、種類の異な
る実装部品を用いて炊飯器４等の操作部９を設ける場合
とか、回路基板の導体パターン12を設計変更する場合の
使用に際して至便である。

なお、本発明の実装部品の取付構造は、炊飯器等家庭用
電気機器に応用した例について説明したが、これに限定
せず、回路基板の取付部が湾曲している、例えば、携帯
用電話、OA機器のキーボード等にも実施できることは勿
論である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように、所定の曲率で曲成した印
刷配線回路基板上において、実装部品を前記回路基板の
曲成部に沿って実装することができるので、実装部品を
前記回路基板にデットスペースを生じさせることなく狭
隘なスペースを有効利用して効率的に実装することがで
きるため、電気機器の小形軽量化をはかることができ
る。

又、印刷配線回路基板に実装部品として実装した操作ス
イッチは、前記のように、回路基板の曲成部にその軸線
を電気機器の中心と合致させて実装させることができる
ので、操作スイッチの操作を円滑に行うことができる。

更に、前記スイッチは印刷配線回路基板の導体パターン
に固定接点を備え、この固定接点と対応する位置に可動
接点を有する樹脂性フィルムを、スペーサの介在によっ
て前記固定接点と間隔を空けて印刷配線回路基板上に配
設し、かつ、樹脂性フィルムの前記可動接点上にスイッ
チ投入部材を配設することによって、単体のスイッチを
特別に必要とすることなく、回路基板に所定の実装部品
を実装することによって設けることができるので、印刷
配線回路基板における実装部品の取付構造を簡素化する
ことができる。

又、印刷配線回路基板は所定の曲率により曲成して構成
されているので、この回路基板に実装する部品はその高
さ寸法を統一したものの使用が可能となるため、曲成加
工した回路基板の使用と相まって、実装部品の実装が円
滑に行い得、かつ、同一高さ寸法の実装部品の使用によ
りコスト低減が図れるとともに、部品管理が容易に行え
るという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の偏平状の印刷配線回路基板を備えた炊飯
器の一部切欠側面図、第２図は本発明に使用する印刷配
線配線基板の概略製造工程図、第３図は第２図に示す工
程で製造した印刷配線回路基板の曲面成形状態を説明す
るための説明図、第４図は本発明の実装部品取付構造を
示す要部横断平面図、第５図は本発明の実装部品取付構
造の第２実施例を示す要部横断平面図、第６図及び第７
図は本発明の第3,第４の各実施例を示す要部横断平面
図、第８図は従来の偏平な印刷配線回路基板を用いて実
装部品の取付状態を示す要部横断平面図である。 10,10b……印刷配線回路基板、13……絶縁基板、20,21
……操作スイッチ、22〜24……表示部材、30……可動接
点、31……固定接点、35,38……樹脂性フィルム、36…
…絶縁スペーサ、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性の高粘度ポリエステル樹脂に、ガ
   ラス単繊維と無機フィラーと難燃剤等の充填剤を充填
   し、これを押出し成形してシート状の非結晶状態の絶縁
   基板を形成、この絶縁基板上に所定の導体パターンを形
   成したあと前記絶縁基板を結晶化温度で所定の曲率によ
   り曲成して印刷配線回路基板を設け、前記曲成された印
   刷配線回路基板上に、複数の実装部品を前記回路基板の
   曲成部に沿って実装するようにしたことを特徴とする印
   刷配線回路基板の実装部品取付構造。
2. 【請求項２】前記実装部品として曲成した印刷配線回路
   基板上の所定の導体パターンに固定接点を設け、この固
   定接点と対応する位置には、前記固定接点と接離する可
   動接点を有するスイッチ投入部材を備えて操作スイッチ
   を構成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
   印刷配線回路基板の実装部品取付構造。
3. 【請求項３】前記固定接点と接離する可動接点を樹脂性
   フィルムに形成し、この樹脂性フィルムを絶縁スペーサ
   を介して印刷配線回路基板に配置し、前記可動接点が位
   置する樹脂フィルム上に、可動接点操作用のスイッチ投
   入部材を配設して操作スイッチを構成するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の印刷配線回路基板の実装
   部品取付構造。
4. 【請求項４】印刷配線回路基板は、結晶化温度で曲成し
   た絶縁基板上に所定の導体パターンを形成した樹脂性フ
   ィルムを貼着して設け、前記樹脂性フィルム形成した導
   体パターンの所定位置に固定接点を設け、この固定接点
   と対応する位置には、前記固定接点と接離する可動接点
   を樹脂性フィルムに形成し、この樹脂性フィルムを絶縁
   スペーサを介して固定接点側の樹脂性フィルム上に配置
   し、前記可動接点が位置する樹脂性フィルムに可動接点
   操作用のスイッチ投入部材を配設して操作スイッチを構
   成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の印刷
   配線回路基板の実装部品取付構造。