基板および基板の製造方法
【課題】 ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも使用可能な基板であって、小型電子部品を１枚の基板上に配置可能な基板および基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 基板１は、トランス３、チョークコイル５を有する例えば自動車用のＤＣ−ＤＣコンバータとして用いられる基板である。基板１は、電子部品搭載部７、プリント基板搭載部１１、導体部１０ａにおいて内部の回路導体が外部に露出し、その他の部位が樹脂９によって被覆された射出成型基板２に、電子部品等が搭載されたものである。プリント基板搭載部１１は、プリント基板１５を搭載する部位である。プリント基板１５の導体部１０ｂとプリント基板搭載部１１の導体部１０ａとの接合は、電子部品１７を介して半田等によって行われる。
【解決手段】 基板１は、トランス３、チョークコイル５を有する例えば自動車用のＤＣ−ＤＣコンバータとして用いられる基板である。基板１は、電子部品搭載部７、プリント基板搭載部１１、導体部１０ａにおいて内部の回路導体が外部に露出し、その他の部位が樹脂９によって被覆された射出成型基板２に、電子部品等が搭載されたものである。プリント基板搭載部１１は、プリント基板１５を搭載する部位である。プリント基板１５の導体部１０ｂとプリント基板搭載部１１の導体部１０ａとの接合は、電子部品１７を介して半田等によって行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータ等の基板および基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータは、電圧変換用のトランスや平滑化用のチョークコイル等の複数の部品から構成されるが、高電圧・大電流が負荷されるため、それぞれのパーツを別々に製造後、それらが接続されて用いられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような構成は、装置の大型化を招くため、よりコンパクトなＤＣ−ＤＣコンバータが要求されている。一方、前述の各部品を同一の基板上に配置する方法がある。通常、このような電気回路を有する基板は、複数の回路および絶縁体が層構造で構成される。
【０００５】
しかし、通常の基板は、回路をメッキやエッチング等により形成するため、大電流が流れるＤＣ−ＤＣコンバータに対しては、回路が大電流に耐えることができない。すなわち、このような大電流に耐えるためには導体層厚さを例えば０．４ｍｍ以上とすることが望ましいが、従来の方法では、導体層厚さが厚くなりすぎるため、導体層の形成に時間を要するという問題があった。
【０００６】
一方、このような大電流用の基板としては、プレス加工により導体部を形成し、射出成型によって絶縁部を形成する射出成型基板がある。導体部がプレス加工によって構成されるため、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも耐えることができる。
【０００７】
しかしながら、射出成型基板は、絶縁部が射出成型の金型によって形成される。したがって、微細な基板表面の導体露出部を形成することが困難である。たとえば、セラミックコンデンサ等の小型の電子部品を搭載するためには、コンデンサの電極と接続される微細な導体露出部を形成する必要があるが、射出成型では、樹脂の漏れ等の問題があり、このような微細な形状を形成することが困難である。また、プレス加工では細かな導体の加工が困難であるため、細かなパターンを有する回路を構成することが困難であるという問題がある。したがって、装置の小型の障害となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも使用可能な基板であって、小型電子部品を１枚の基板上に配置可能な基板および基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達するために第１の発明は、回路導体の表面に対して樹脂が射出成型された射出成型基板と、プリント基板と、第１の電子部品と、を具備し、前記射出成型基板には、第２の電子部品が搭載されるプリント基板搭載部が形成され、前記プリント基板が、前記プリント基板搭載部に搭載された状態で、前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とが、前記第１の電子部品を介して電気的に接合されることを特徴とする基板である。
【００１０】
前記射出成型基板側導体部には、半田を載せるための凹部が形成されてもよい。この場合、前記凹部の大きさは、接続対象となる前記プリント基板側導体部の大きさ以上の大きさにすることが望ましい。
【００１１】
前記プリント基板は、周囲に隙間を空けた状態で前記プリント基板搭載部に搭載され、前記プリント基板搭載部には、前記プリント基板の位置決め用の位置決め部材が設けられてもよい。
【００１２】
前記プリント基板は、略矩形であり、前記プリント基板と前記射出成型基板とを接続する前記第１の電子部品が、前記プリント基板の対向する辺にそれぞれ設けられる場合において、対向する辺のそれぞれの前記第１の電子部品が、互いにずれた位置に配置されてもよい。
【００１３】
前記射出成型基板の内部には、前記プリント基板搭載部をまたがるように、補強板が設けられてもよい。
【００１４】
第１の発明によれば、例えばプレス加工された回路導体と、射出成型により形成された樹脂とからなる射出成型基板であるため、回路導体の厚さを厚くすることができ、このため大電流での使用に耐える基板を得ることができる。また、射出成型基板上には、プリント基板が搭載されるプリント基板搭載部が形成されるため、小型電子部品を搭載するプリント基板をも同一基板上に搭載することができる。このため、小型電子部品はプリント基板上に従来の方法で搭載し、大型の電子部品およびプリント基板自体は射出成型基板に搭載することで、微細な導体露出部等の射出成型が不要となる。
【００１５】
また、プリント基板と射出成型基板とが、基板の上面側において電子部品によって接合されるため、射出成型基板側に別途電子部品を設置して、電子部品とプリント基板を配線やコネクタ等によって接続する必要がなく、より小型化が可能となる。また、プリント基板と射出成型基板との接続部が、基板上面側であるため、接続部を容易に視認することができる。
【００１６】
また、射出成型基板側の接続部である導体部に半田を載せることが可能な凹部が形成されるため、リフロー炉等によって半田付けを行う際に、比較的大きな面積を有する射出成型基板側の導体露出部に半田が流れてしまうことを防止することができる。この際、凹部の大きさを、接続対象となるプリント基板側の導体部以上の大きさにすることで、プリント基板と射出成型基板との位置ずれによる半田不良を防止することができる。
【００１７】
また、プリント基板搭載部に、プリント基板の位置決めを行うためのガイドやピン等の位置決め部材を設けておくことで、プリント基板を射出成型基板の正確な位置に配置することができる。
【００１８】
また、プリント基板と射出成型基板との接続の際に、プリント基板の対向する辺において互いにずれた位置で接続することで、射出成型基板とプリント基板との熱膨張の大きさの違いに伴う応力を分散させることができる。このため、温度変化に伴う、プリント基板と射出成型基板との接続部への応力を小さくすることができ、半田の破損等を防止することができる。
【００１９】
また、プリント基板搭載部の下部には、当該プリント基板搭載部の長手方向に対してまたがるように、射出成型基板に埋設される補強板が設けられることで、プリント基板搭載部に生じる反りなどの変形を防止することができる。
【００２０】
第２の発明は、導体である回路素材を接合して、回路導体を形成し、前記回路導体の表面に対して樹脂を射出成型して、表面にプリント基板搭載部を有する射出成型基板を成型し、前記プリント基板搭載部にプリント基板を設置し、前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とに、それぞれ半田と、第１の電子部品を設置し、リフロー炉において、前記第１の電子部品を、前記プリント基板側導体部と前記射出成型基板側導体部とに同時にはんだ付けして、前記第１の電子部品によって前記プリント基板を前記射出成型基板に接合することを特徴とする基板の製造方法である。
【００２１】
前記プリント基板の上に、複数の第２の電子部品と半田を配置し、前記第２の電子部品のはんだ付けと同時に、前記第２の電子部品を前記プリント基板上に接合してもよい。
【００２２】
第２の発明によれば、製造が容易であり、大電流にも耐えることができ、また、小型電子部品であっても同一基板上に確実に配置可能な基板の製造方法を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも使用可能な基板であって、小型電子部品を１枚の基板上に配置可能な基板および基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】基板１を示す斜視図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立斜視図。
【図２】基板１を示す平面図。
【図３】プリント基板搭載部１１の断面図であり、図２のＢ部におけるＡ−Ａ線断面図。
【図４】導体部１０ａ、１０ｂを示す拡大図であり、（ａ）は図３のＣ部拡大図、（ｂ）は電子部品１７等を透視した状態の平面図。
【図５】プリント基板の位置決め構造を示す図であり、（ａ）はプリント基板１５の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面における位置決めピン３１の拡大図、（ｃ）は、位置決めガイド３３を示す図。
【図６】プリント基板１５における、電子部品の位置関係を示す図。
【図７】基板４０を示す斜視図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立斜視図。
【図８】基板４０の平面。
【図９】プリント基板４１を示す平面図。
【図１０】プリント基板４１ａを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１、図２は、基板１を示す図であり、図１（ａ）は分解斜視図、図１（ｂ）は組立斜視図、図２は平面図である。なお、図１、図２においては、半田等の図示を省略する。基板１は、トランス３、チョークコイル５等を有する例えば自動車用のＤＣ−ＤＣコンバータとして用いられる基板である。基板１には、電子部品搭載部７、プリント基板搭載部１１が形成され、導体部１０ａにおいて内部の回路導体が外部に露出し、その他の部位が樹脂９によって被覆された射出成型基板２に、電子部品等が搭載されたものである。
【００２６】
基板１（射出成型基板２）に設けられるトランス３は、電圧変換用のコイルであり、外部より入力された電流をトランス３で降圧し、降圧された交流電流を電子部品１３ａ（ダイオード）によって整流し、整流された電流をチョークコイル５および図示しないコンデンサで構成された平滑回路によって平滑化して外部に出力する。電子部品搭載部７は、電子部品等を搭載する部位であり、電子部品１３ａは、例えば導体部１０ａ等によって基板１と電気的に接続される。プリント基板搭載部１１は、プリント基板を搭載する部位であり、プリント基板１５は、導体部１０ｂによって射出成型基板２の導体部１０ａと電気的に接続される。
【００２７】
なお、本発明の基板としては、図示したような、トランス３、チョークコイル５を有するＤＣ−ＤＣコンバータに限られず、その他大電流が流れる基板に対しては、当然に適用可能である。すなわち、図に示すような配置および形状に限られることはなく、その他の部品等を適宜搭載することや、配置および形状を適宜変更することが可能なことは言うまでもない。
【００２８】
プリント基板１５には、第２の電子部品である複数の電子部品１３ｂが搭載される。プリント基板１５の表面には、導体部１０ｂが露出する。導体部１０ｂは、後述する第１の電子部品である電子部品１７との接続部である。ここで、出力電流が大きい電源回路において出力を平滑にする必要がある場合に、電源とグラウンド（ＧＮＤ）間に複数の小型コンデンサを搭載する場合がある。このような回路を構成する小型コンデンサの電極は小さく、前述した射出成型によっては、微細な接続部（回路導体露出部）を形成することが困難である。
【００２９】
したがって、このような回路は、従来のガラスエポキシ基板を用いて構成する。すなわち、ガラスエポキシ基板は、電解銅箔を層状に形成し、層間接続のためのスルーホールにメッキを施して形成する。なお、このようなガラスエポキシ製のプリント基板の導体部には、１０５μｍ以下の電解銅箔が一般に用いられる。また、２０μｍのスルーホールメッキを施すとすると、回路導体としては１２５μｍ以下となる。
【００３０】
すなわち、プリント基板１５は、たとえば、ガラスエポキシ基板上に、複数の電子部品１３ｂとして小型のセラッミクコンデンサが搭載される。セラミックコンデンサは、プリント基板１５と電気的に接続される。
【００３１】
また、プリント基板１５とプリント基板搭載部１１の導体部１０ａとの接合は、電子部品１７を介して半田等によって行われる。したがって、基板１における回路として機能する。このようにしてなる基板１では、信号系の小電流はプリント基板１５上の回路（小型コンデンサ等）を利用するとともに、パワー系の大電流は射出成型基板の回路導体を利用することができる。したがって、１枚の基板上にこれら回路を全て搭載できるため、基板同士のケーブル等による接続が不要となり、低コストおよび小型化が達成できる。
【００３２】
なお、プリント基板１５上への電子部品１３ｂの搭載は、所定位置にクリーム状の半田を印刷し、小型コンデンサ等の部品を所定位置に設置した後、リフロー炉を通して半田を溶融して接合をすればよい。
【００３３】
プリント基板搭載部１５の下方には、補強板１９が射出成型基板２に埋設される。補強板１９は、プリント基板１５（プリント基板搭載部１１）の長手方向に対して、プリント基板搭載部１１全体をまたがるように形成される。プリント基板搭載部１１は、プリント基板１５を搭載可能なように凹部となり、周囲と比較して強度的に弱くなる。このため、温度変化や機械的な応力によって反りなどの変形を生じる恐れがある。補強板９は、この変形を防止するためのものである。なお、補強板９としては、樹脂９よりも硬質な樹脂や金属等を用いることができる。また、補強板９は、プリント基板搭載部１５全体を覆うように設けてもよい。
【００３４】
基板１は以下のように製造される。まず、銅板等の導体である回路素材をプレスにより打ち抜き、必要な曲げ加工を施して所望の形状に形成する。銅板等には、必要に応じてＳｎメッキ等を施してもよい。次いで、複数の回路素材同士を溶接、または絶縁部材等を介して接合して回路導体を形成する。回路導体は、平面のみではなく、複数層に層状に形成されてもよい。
【００３５】
得られた回路導体を所定位置にピン等で射出成型金型に固定し、樹脂を射出して射出成型を行う。この際、必要な導体露出部以外の部位が樹脂９により被覆され、また、回路素材同士の層間等にも樹脂が射出される。このようにして射出成型基板２が形成される。
【００３６】
樹脂９としては、絶縁性があり、射出成型が可能であればよく、例えば、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド等が使用できる。
【００３７】
なお、導体回路素材としては、例えば４００μｍ以上の厚さの銅板等が用いられる。４００μｍ未満では、大電流に耐えることが難しく、また、射出成型時の樹脂圧によって変形等の恐れがあるためである。なお、導体回路素材の厚さとしてさらに望ましくは、４００μｍ〜１０００μｍである。厚すぎると、コスト及び重量等が増加し、コンパクトな基板を形成することができなくなるためである。
【００３８】
次に、電子搭載部７に電子部品１３ａを搭載する。また、同時に、プリント基板搭載部１１に、プリント基板１５を搭載する。電子部品１３ａと電子搭載部７の導体部１０ａとの接合と、電子部品１７とプリント基板搭載部の導体部１０ａおよび導体部１０ｂとの接続は、例えば半田等を用いることができる。すなわち、それぞれの電子部品の接続部に、あらかじめペースト状等の半田クリーム等を配置し、全体をリフロー炉等によって加熱して、一括して電子部品を接続することができる。
【００３９】
なお、プリント基板１５上の電子部品１３ｂも、電子部品１３ａ、１７等と同時に半田接合することもできる。この場合には、プリント基板１５上の電子部品１３ｂの接続部に、あらかじめ半田クリームおよび電子部品１３ｂを配置し、全体をリフロー炉で加熱することで、電子部品１３ａ、１３ｂ、１７が一括してそれぞれの接続部に接合される。
【００４０】
次に、プリント基板搭載部１１における、プリント基板１５と射出成型基板２との接続構造について詳細に説明する。図３は、図２のＢ部におけるＡ−Ａ線断面図である。プリント基板搭載部１１は、プリント基板１５が搭載可能に、表面側に形成された凹部であり、プリント基板１５の大きさよりもわずかに大きく形成される。プリント基板１１の少なくとも１辺側には、帯状または部分的に、射出成型基板２の内部の回路導体２１が露出する導体部１０ａが形成される。すなわち、導体部１０ａは、基板１の上面側に露出する。
【００４１】
一方、プリント基板１５の上面側にも、内部の回路と導通する導体部１０ｂが適宜配置される。ここで、プリント基板１５をプリント基板搭載部１１に搭載すると、プリント基板１５（導体部１０ｂ）の上面と、プリント基板搭載部１１における導体部１０ａの上面とが略同一平面上に位置する。
【００４２】
プリント基板１５と射出成形基板２との接続は、電子部品１７を介して行われる。すなわち、電子部品１７の一方の導体部が、プリント基板１５上の導体部１０ｂの上に配置され、他方の導体部が、プリント基板搭載部１１（射出成型基板２）の導体部１０ａの上に配置される。この状態で、それぞれが半田２３によって電気的に接続される。したがって、プリント基板１５の回路は、電子部品１７を介して射出成型基板２側の回路と接続されるとともに、プリント基板１５が射出成型基板２に固定される。
【００４３】
なお、プリント基板搭載部１１の導体部１０ａは、射出成型基板２の上面から段状に下がった位置に設けられ、電子部品１７が射出成型基板２の上面に大きく突出しない例を示したが、本発明はこれに限られず、導体部１０ａを射出成型基板２の上面と一致させるようにしてもよい。
【００４４】
図４（ａ）は、図３のＣ部拡大図であり、電子部品１７と導体部１０ａ、１０ｂと接合される半田２３近傍を示す図である。また、図４（ｂ）は、導体部１０ａ、１０ｂの平面図であり、電子部品１７および半田２３を透視した状態を示す図である。
【００４５】
プリント基板１５に形成される導体部１０ｂは、通常のガラスエポキシ基板のように印刷（エッチング）等によって形成することができるため、精度も高く細かな形状に形成することができる。一方、導体部１０ａは、射出成型により形成されるため、微細な形状を形成することが困難であり、導体部１０ｂと比較して大きな面積を有する。したがって、電子部品１７との接続に用いられる半田２３が、接続部以外の範囲に流れてしまう恐れがある。
【００４６】
そこで、本発明では、導体部１０ａに凹部２５を設けることで、半田２３が周囲に流れることを防止する。すなわち、導体部１０ａの電子部品１７との接続部には、あらかじめ凹部２５が形成される。凹部２５の範囲（大きさ）は、接続対象となる導体部１０ｂの範囲（大きさ）以上に広く（大きく）設定される。したがって、プリント基板１５がプリント基板搭載部１１に対して多少ずれて搭載されても、この位置ずれを吸収することができる。
【００４７】
なお、図４（ｂ）に示すように、プリント基板１５をプリント基板搭載部１１に搭載した状態において、プリント基板１５の周囲には、わずかに隙間２７が形成される。プリント基板１５と射出成型基板２（樹脂９）との熱膨張差等による変形等により、プリント基板等に過剰な力が付与されないようにするためである。
【００４８】
また、プリント基板搭載部１１に位置決め部材を設けてもよい。図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は位置決めピン３１近傍における図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。位置決め部材としては、例えば、図５（ａ）に示すように、プリント基板１５の一部（例えば対角線上に一対）孔２９を設け、プリント基板搭載部１１に、これと対応する位置決めピン３１を設けてもよい。
【００４９】
すなわち、プリント基板搭載部１１の所定の位置に位置決めピン３１を樹脂９によって一体で形成し、位置決めピン３１に対応し、位置決めピン３１の外径よりもやや内径の大きな孔２９を有するプリント基板１５をプリント基板搭載部１１に設置することで、プリント基板１５がプリン基板搭載部１１に対して正確な位置で搭載される。
【００５０】
なお、位置決め部材としては、位置決めピン３１に限られず、図５（ｃ）に示すように、位置決めガイド３３を形成してもよい。位置決めガイド３３は、プリント基板１５の角部の外形に対応し、プリント基板１５の対角線上に少なくとも一対形成される。位置決めガイド３３によってプリント基板１５の外周の位置を規制することで、プリント基板１５をプリン基板搭載部１１に対して正確な位置で搭載することができる。
【００５１】
次に、プリント基板１５と射出成型基板２とを接続する電子部品１７の配置について説明する。図６は、プリント基板１５における、電子部品の位置関係を示す図である。前述の通り、電子部品１７は、プリント基板１５（導電部１０ｂ）と射出成型基板２（導電部１０ａ）にまたがるように設置されてそれぞれ接合される。
【００５２】
図６の例では、略矩形のプリント基板１５の各辺に対して、電子部品１７ａ〜１７ｇまでが配置される。ここで、ある一辺（例えば図における上側の辺）に電子部品１７ａが配置され、これと対向する辺（図における下側の辺）に電子部品１７ｂ、１７ｃが形成されるとする。この場合、プリント基板１５の当該辺に対する電子部品１７ａ、１７ｂ、１７ｃそれぞれの位置（それぞれの電子部品の当該辺に垂直な中心線）は、それぞれ図中Ｌ、Ｍ、Ｎであらわされる。この場合、それぞれの電子部品１７ａ、１７ｂ、１７ｃの位置Ｌ、Ｍ、Ｎは、互いにずれた位置となり、重なりあうことはない。
【００５３】
同様に、ある一辺（例えば図における右側の辺）に電子部品１７ｄ、１７ｅが配置され、これと対向する辺（図における左側の辺）に電子部品１７ｆ、１７ｇが形成されるとする。この場合、プリント基板１５の当該辺に対する電子部品１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１７ｇそれぞれの位置（それぞれの電子部品の当該辺に垂直な中心線）は、それぞれ図中Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒであらわされる。この場合、それぞれの電子部品１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１７ｇの位置Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒは、互いにずれた位置となり、重なりあうことはない。
【００５４】
このように、プリント基板１５と射出成型基板２とを接続する電部品１７が、それぞれ対向する辺に対して互いにずれた位置に配置される。このため、プリント基板１５と射出成型基板２との間の熱膨張係数の違いに伴う変形等に対して、プリント基板１５が、それぞれの辺に平行な任意の直線上の両端で拘束されることがない。したがって、それぞれの電子部品１７の接続部（半田部）に過剰な応力が付与されることを防止することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の基板１によれば、回路素材をプレスで形成するため、厚銅基板を形成することができ、さらに樹脂９を射出成型により形成するため、製造性に優れ、大電流にも耐えうる基板１を得ることができる。
【００５６】
プリント基板１５の導電部１０ｂと、射出成型基板２の導電部１０ａとがそれぞれ上面側に形成され、電子部品１７によって接続される。したがって、それぞれの基板が直接接続され、基板の小型化が可能となる。
【００５７】
また、電子部品１７の接合が射出成型基板およびプリント基板の上面側となるため、接続部を確認することができる。また、電子部品１３ａ、１３ｂ、１７を一括して半田付けすることもできる。したがって、半田付作業が容易である。
【００５８】
また、射出成型基板２側の導電部１０ａには、凹部２５が形成されるため、半田２３が周囲に流れることがなく、確実に電子部品等との接続部に半田２３を載せることができる。この際、凹部２５の大きさを、接続対象となるプリント基板１５上の導電部１０ｂの大きさ以上に大きくすることで、プリント基板１５や電子部品１７の多少の位置ずれによる、接続位置のずれを許容することができる。
【００５９】
また、プリント基板搭載部１１にプリント基板１５の位置決め部材が設けられる事で、プリント基板１５をプリント基板搭載部１１の正確な位置に搭載することができる。
【００６０】
また、プリント基板１５の対向する辺における電子部品１７が、それぞれ互いにずれた位置に配置されることで、プリント基板１５の各辺に平行な任意の線上におけるプリント基板の外周部との交点が、両方とも電子部品１７によって拘束されることがない。このため、温度変化等によって生じる熱膨張（熱収縮）等に伴う、電子部品１７を接続する半田２３へかかる応力を緩和することができる。
【００６１】
次に、第２の実施の形態について説明する。図７は、第２の実施の形態にかかる基板４０を示す図で、図７（ａ）は分解斜視図、図７（ｂ）は組立斜視図である。なお、以下の説明において、基板１と同様の機能を奏する構成については、図１等と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６２】
基板４０は、基板１と略同様の構成であるが、プリント基板４１および射出成型基板２の態様が異なる。基板４０には、ダイオードや電解コンデンサなどの大型の電子部品１３ａ、１３ｃが電子部品搭載部７に設置され、電気的に接続される。また、プリント基板搭載部１１には、プリント基板４１が搭載される。
【００６３】
プリント基板搭載部１１には、導体露出部として、導体部１０ａが形成される。導体部１０ａは、基板４０の回路に電気的に接続される部位であり、プリント基板４１の上面に設けられる導電部１０ｂと半田等により電子部品１７を介して電気的に接続される部位である。
【００６４】
基板４０は、コネクタ４３によって外部の部品・電源・その他の部材と電気的に接続される。図８は、基板４０の内部に、回路導体によって形成されたパターンを示す概念図である。図８に示すように、基板４０内部においては、パターン４７によって、電子部品１３ａ、１３ｃ、プリント基板４１およびコネクタ４３等が電気的に接続されている。
【００６５】
図９は、プリント基板４１を示す平面図である。プリント基板４１の略中央には、電子部品であるＣＰＵ４５（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が設けられる。プリント基板４１にはＣＰＵ４５と接続される回路であるパターン４８が形成される。ＣＰＵ４５は、パターン４８によって、各導体部１０ｂや、その他の電子部品１３ｄ等と接続される。なお、プリント基板４１の背面側にも電子部品をあらかじめ搭載してもよく、また、ＧＮＤ端子等を設けてもよい。
【００６６】
プリント基板４１は、射出成型基板２のプリント基板搭載部１１に搭載されて、各導体部１０ｂが対応する導体部１０ａと電子部品１７を介して電気的に接続される。
【００６７】
なお、プリント基板４１に応力緩和部を形成してもよい。図１０は、応力緩和部４９を形成したプリント基板４１ａを示す図で、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は背面図である。
【００６８】
プリント基板４１ａを前述の通りプリント基板搭載部１１に搭載して接合すると、図１０（ｂ）に示すように、各固定部間の方向に変形が生じる恐れがある（図中矢印Ｓ、Ｔ方向）。プリント基板４１ａでは、パターン４７およびＣＰＵ４５、電子部品１３ｄ等以外の部位に、ガラスエポキシ基板を貫通する応力緩和部４９が形成される。
【００６９】
応力緩和部４９は、例えば、図に示したように、ＣＰＵ３３の四隅から基板の四隅方向（中心から放射状に）に形成された長孔である。なお、応力緩和部２１ａは、円、正方形などであってもよい。プリント基板４１ａが射出成型基板２に接合されると、プリント基板４１ａの導電部１０ｂが射出成型基板２に対して固定される。一方、プリント基板４１ａ（ガラスエポキシ基板）と射出成型基板２を構成する材料が異なるため、互いの線膨張係数が異なる。したがって、温度変化に伴い、プリント基板４１ａに応力が付与される。
【００７０】
この際、応力緩和部４９が形成されるため、プリント基板４１ａの変形を応力緩和部４９が吸収することができる。このため、プリント基板４１ａの破損や、電極部の接合破断等を防止することができる。
【００７１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、プリント基板として、ＣＰＵその他の各種プリント基板を適用することができる。
【００７２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７３】
１、４０………基板
２………射出成型基板
３………トランス
５………チョークコイル
７………電子部品搭載部
９………樹脂
１０ａ、１０ｂ………導体部
１１………プリント基板搭載部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ………電子部品
１５………プリント基板
１７………電子部品
１９………補強板
２１………回路導体
２３………半田
２５………凹部
２７………隙間
２９………孔
３１………位置決めピン
３３………位置決めガイド
４１………プリント基板
４３………コネクタ
４５………ＣＰＵ
４７、４８………パターン
４９………応力緩和部
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータ等の基板および基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車に用いられるＤＣ−ＤＣコンバータは、電圧変換用のトランスや平滑化用のチョークコイル等の複数の部品から構成されるが、高電圧・大電流が負荷されるため、それぞれのパーツを別々に製造後、それらが接続されて用いられている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４３２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような構成は、装置の大型化を招くため、よりコンパクトなＤＣ−ＤＣコンバータが要求されている。一方、前述の各部品を同一の基板上に配置する方法がある。通常、このような電気回路を有する基板は、複数の回路および絶縁体が層構造で構成される。
【０００５】
しかし、通常の基板は、回路をメッキやエッチング等により形成するため、大電流が流れるＤＣ−ＤＣコンバータに対しては、回路が大電流に耐えることができない。すなわち、このような大電流に耐えるためには導体層厚さを例えば０．４ｍｍ以上とすることが望ましいが、従来の方法では、導体層厚さが厚くなりすぎるため、導体層の形成に時間を要するという問題があった。
【０００６】
一方、このような大電流用の基板としては、プレス加工により導体部を形成し、射出成型によって絶縁部を形成する射出成型基板がある。導体部がプレス加工によって構成されるため、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも耐えることができる。
【０００７】
しかしながら、射出成型基板は、絶縁部が射出成型の金型によって形成される。したがって、微細な基板表面の導体露出部を形成することが困難である。たとえば、セラミックコンデンサ等の小型の電子部品を搭載するためには、コンデンサの電極と接続される微細な導体露出部を形成する必要があるが、射出成型では、樹脂の漏れ等の問題があり、このような微細な形状を形成することが困難である。また、プレス加工では細かな導体の加工が困難であるため、細かなパターンを有する回路を構成することが困難であるという問題がある。したがって、装置の小型の障害となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも使用可能な基板であって、小型電子部品を１枚の基板上に配置可能な基板および基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達するために第１の発明は、回路導体の表面に対して樹脂が射出成型された射出成型基板と、プリント基板と、第１の電子部品と、を具備し、前記射出成型基板には、第２の電子部品が搭載されるプリント基板搭載部が形成され、前記プリント基板が、前記プリント基板搭載部に搭載された状態で、前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とが、前記第１の電子部品を介して電気的に接合されることを特徴とする基板である。
【００１０】
前記射出成型基板側導体部には、半田を載せるための凹部が形成されてもよい。この場合、前記凹部の大きさは、接続対象となる前記プリント基板側導体部の大きさ以上の大きさにすることが望ましい。
【００１１】
前記プリント基板は、周囲に隙間を空けた状態で前記プリント基板搭載部に搭載され、前記プリント基板搭載部には、前記プリント基板の位置決め用の位置決め部材が設けられてもよい。
【００１２】
前記プリント基板は、略矩形であり、前記プリント基板と前記射出成型基板とを接続する前記第１の電子部品が、前記プリント基板の対向する辺にそれぞれ設けられる場合において、対向する辺のそれぞれの前記第１の電子部品が、互いにずれた位置に配置されてもよい。
【００１３】
前記射出成型基板の内部には、前記プリント基板搭載部をまたがるように、補強板が設けられてもよい。
【００１４】
第１の発明によれば、例えばプレス加工された回路導体と、射出成型により形成された樹脂とからなる射出成型基板であるため、回路導体の厚さを厚くすることができ、このため大電流での使用に耐える基板を得ることができる。また、射出成型基板上には、プリント基板が搭載されるプリント基板搭載部が形成されるため、小型電子部品を搭載するプリント基板をも同一基板上に搭載することができる。このため、小型電子部品はプリント基板上に従来の方法で搭載し、大型の電子部品およびプリント基板自体は射出成型基板に搭載することで、微細な導体露出部等の射出成型が不要となる。
【００１５】
また、プリント基板と射出成型基板とが、基板の上面側において電子部品によって接合されるため、射出成型基板側に別途電子部品を設置して、電子部品とプリント基板を配線やコネクタ等によって接続する必要がなく、より小型化が可能となる。また、プリント基板と射出成型基板との接続部が、基板上面側であるため、接続部を容易に視認することができる。
【００１６】
また、射出成型基板側の接続部である導体部に半田を載せることが可能な凹部が形成されるため、リフロー炉等によって半田付けを行う際に、比較的大きな面積を有する射出成型基板側の導体露出部に半田が流れてしまうことを防止することができる。この際、凹部の大きさを、接続対象となるプリント基板側の導体部以上の大きさにすることで、プリント基板と射出成型基板との位置ずれによる半田不良を防止することができる。
【００１７】
また、プリント基板搭載部に、プリント基板の位置決めを行うためのガイドやピン等の位置決め部材を設けておくことで、プリント基板を射出成型基板の正確な位置に配置することができる。
【００１８】
また、プリント基板と射出成型基板との接続の際に、プリント基板の対向する辺において互いにずれた位置で接続することで、射出成型基板とプリント基板との熱膨張の大きさの違いに伴う応力を分散させることができる。このため、温度変化に伴う、プリント基板と射出成型基板との接続部への応力を小さくすることができ、半田の破損等を防止することができる。
【００１９】
また、プリント基板搭載部の下部には、当該プリント基板搭載部の長手方向に対してまたがるように、射出成型基板に埋設される補強板が設けられることで、プリント基板搭載部に生じる反りなどの変形を防止することができる。
【００２０】
第２の発明は、導体である回路素材を接合して、回路導体を形成し、前記回路導体の表面に対して樹脂を射出成型して、表面にプリント基板搭載部を有する射出成型基板を成型し、前記プリント基板搭載部にプリント基板を設置し、前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とに、それぞれ半田と、第１の電子部品を設置し、リフロー炉において、前記第１の電子部品を、前記プリント基板側導体部と前記射出成型基板側導体部とに同時にはんだ付けして、前記第１の電子部品によって前記プリント基板を前記射出成型基板に接合することを特徴とする基板の製造方法である。
【００２１】
前記プリント基板の上に、複数の第２の電子部品と半田を配置し、前記第２の電子部品のはんだ付けと同時に、前記第２の電子部品を前記プリント基板上に接合してもよい。
【００２２】
第２の発明によれば、製造が容易であり、大電流にも耐えることができ、また、小型電子部品であっても同一基板上に確実に配置可能な基板の製造方法を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータのような大電流にも使用可能な基板であって、小型電子部品を１枚の基板上に配置可能な基板および基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】基板１を示す斜視図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立斜視図。
【図２】基板１を示す平面図。
【図３】プリント基板搭載部１１の断面図であり、図２のＢ部におけるＡ−Ａ線断面図。
【図４】導体部１０ａ、１０ｂを示す拡大図であり、（ａ）は図３のＣ部拡大図、（ｂ）は電子部品１７等を透視した状態の平面図。
【図５】プリント基板の位置決め構造を示す図であり、（ａ）はプリント基板１５の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面における位置決めピン３１の拡大図、（ｃ）は、位置決めガイド３３を示す図。
【図６】プリント基板１５における、電子部品の位置関係を示す図。
【図７】基板４０を示す斜視図であり、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は組立斜視図。
【図８】基板４０の平面。
【図９】プリント基板４１を示す平面図。
【図１０】プリント基板４１ａを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１、図２は、基板１を示す図であり、図１（ａ）は分解斜視図、図１（ｂ）は組立斜視図、図２は平面図である。なお、図１、図２においては、半田等の図示を省略する。基板１は、トランス３、チョークコイル５等を有する例えば自動車用のＤＣ−ＤＣコンバータとして用いられる基板である。基板１には、電子部品搭載部７、プリント基板搭載部１１が形成され、導体部１０ａにおいて内部の回路導体が外部に露出し、その他の部位が樹脂９によって被覆された射出成型基板２に、電子部品等が搭載されたものである。
【００２６】
基板１（射出成型基板２）に設けられるトランス３は、電圧変換用のコイルであり、外部より入力された電流をトランス３で降圧し、降圧された交流電流を電子部品１３ａ（ダイオード）によって整流し、整流された電流をチョークコイル５および図示しないコンデンサで構成された平滑回路によって平滑化して外部に出力する。電子部品搭載部７は、電子部品等を搭載する部位であり、電子部品１３ａは、例えば導体部１０ａ等によって基板１と電気的に接続される。プリント基板搭載部１１は、プリント基板を搭載する部位であり、プリント基板１５は、導体部１０ｂによって射出成型基板２の導体部１０ａと電気的に接続される。
【００２７】
なお、本発明の基板としては、図示したような、トランス３、チョークコイル５を有するＤＣ−ＤＣコンバータに限られず、その他大電流が流れる基板に対しては、当然に適用可能である。すなわち、図に示すような配置および形状に限られることはなく、その他の部品等を適宜搭載することや、配置および形状を適宜変更することが可能なことは言うまでもない。
【００２８】
プリント基板１５には、第２の電子部品である複数の電子部品１３ｂが搭載される。プリント基板１５の表面には、導体部１０ｂが露出する。導体部１０ｂは、後述する第１の電子部品である電子部品１７との接続部である。ここで、出力電流が大きい電源回路において出力を平滑にする必要がある場合に、電源とグラウンド（ＧＮＤ）間に複数の小型コンデンサを搭載する場合がある。このような回路を構成する小型コンデンサの電極は小さく、前述した射出成型によっては、微細な接続部（回路導体露出部）を形成することが困難である。
【００２９】
したがって、このような回路は、従来のガラスエポキシ基板を用いて構成する。すなわち、ガラスエポキシ基板は、電解銅箔を層状に形成し、層間接続のためのスルーホールにメッキを施して形成する。なお、このようなガラスエポキシ製のプリント基板の導体部には、１０５μｍ以下の電解銅箔が一般に用いられる。また、２０μｍのスルーホールメッキを施すとすると、回路導体としては１２５μｍ以下となる。
【００３０】
すなわち、プリント基板１５は、たとえば、ガラスエポキシ基板上に、複数の電子部品１３ｂとして小型のセラッミクコンデンサが搭載される。セラミックコンデンサは、プリント基板１５と電気的に接続される。
【００３１】
また、プリント基板１５とプリント基板搭載部１１の導体部１０ａとの接合は、電子部品１７を介して半田等によって行われる。したがって、基板１における回路として機能する。このようにしてなる基板１では、信号系の小電流はプリント基板１５上の回路（小型コンデンサ等）を利用するとともに、パワー系の大電流は射出成型基板の回路導体を利用することができる。したがって、１枚の基板上にこれら回路を全て搭載できるため、基板同士のケーブル等による接続が不要となり、低コストおよび小型化が達成できる。
【００３２】
なお、プリント基板１５上への電子部品１３ｂの搭載は、所定位置にクリーム状の半田を印刷し、小型コンデンサ等の部品を所定位置に設置した後、リフロー炉を通して半田を溶融して接合をすればよい。
【００３３】
プリント基板搭載部１５の下方には、補強板１９が射出成型基板２に埋設される。補強板１９は、プリント基板１５（プリント基板搭載部１１）の長手方向に対して、プリント基板搭載部１１全体をまたがるように形成される。プリント基板搭載部１１は、プリント基板１５を搭載可能なように凹部となり、周囲と比較して強度的に弱くなる。このため、温度変化や機械的な応力によって反りなどの変形を生じる恐れがある。補強板９は、この変形を防止するためのものである。なお、補強板９としては、樹脂９よりも硬質な樹脂や金属等を用いることができる。また、補強板９は、プリント基板搭載部１５全体を覆うように設けてもよい。
【００３４】
基板１は以下のように製造される。まず、銅板等の導体である回路素材をプレスにより打ち抜き、必要な曲げ加工を施して所望の形状に形成する。銅板等には、必要に応じてＳｎメッキ等を施してもよい。次いで、複数の回路素材同士を溶接、または絶縁部材等を介して接合して回路導体を形成する。回路導体は、平面のみではなく、複数層に層状に形成されてもよい。
【００３５】
得られた回路導体を所定位置にピン等で射出成型金型に固定し、樹脂を射出して射出成型を行う。この際、必要な導体露出部以外の部位が樹脂９により被覆され、また、回路素材同士の層間等にも樹脂が射出される。このようにして射出成型基板２が形成される。
【００３６】
樹脂９としては、絶縁性があり、射出成型が可能であればよく、例えば、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド等が使用できる。
【００３７】
なお、導体回路素材としては、例えば４００μｍ以上の厚さの銅板等が用いられる。４００μｍ未満では、大電流に耐えることが難しく、また、射出成型時の樹脂圧によって変形等の恐れがあるためである。なお、導体回路素材の厚さとしてさらに望ましくは、４００μｍ〜１０００μｍである。厚すぎると、コスト及び重量等が増加し、コンパクトな基板を形成することができなくなるためである。
【００３８】
次に、電子搭載部７に電子部品１３ａを搭載する。また、同時に、プリント基板搭載部１１に、プリント基板１５を搭載する。電子部品１３ａと電子搭載部７の導体部１０ａとの接合と、電子部品１７とプリント基板搭載部の導体部１０ａおよび導体部１０ｂとの接続は、例えば半田等を用いることができる。すなわち、それぞれの電子部品の接続部に、あらかじめペースト状等の半田クリーム等を配置し、全体をリフロー炉等によって加熱して、一括して電子部品を接続することができる。
【００３９】
なお、プリント基板１５上の電子部品１３ｂも、電子部品１３ａ、１７等と同時に半田接合することもできる。この場合には、プリント基板１５上の電子部品１３ｂの接続部に、あらかじめ半田クリームおよび電子部品１３ｂを配置し、全体をリフロー炉で加熱することで、電子部品１３ａ、１３ｂ、１７が一括してそれぞれの接続部に接合される。
【００４０】
次に、プリント基板搭載部１１における、プリント基板１５と射出成型基板２との接続構造について詳細に説明する。図３は、図２のＢ部におけるＡ−Ａ線断面図である。プリント基板搭載部１１は、プリント基板１５が搭載可能に、表面側に形成された凹部であり、プリント基板１５の大きさよりもわずかに大きく形成される。プリント基板１１の少なくとも１辺側には、帯状または部分的に、射出成型基板２の内部の回路導体２１が露出する導体部１０ａが形成される。すなわち、導体部１０ａは、基板１の上面側に露出する。
【００４１】
一方、プリント基板１５の上面側にも、内部の回路と導通する導体部１０ｂが適宜配置される。ここで、プリント基板１５をプリント基板搭載部１１に搭載すると、プリント基板１５（導体部１０ｂ）の上面と、プリント基板搭載部１１における導体部１０ａの上面とが略同一平面上に位置する。
【００４２】
プリント基板１５と射出成形基板２との接続は、電子部品１７を介して行われる。すなわち、電子部品１７の一方の導体部が、プリント基板１５上の導体部１０ｂの上に配置され、他方の導体部が、プリント基板搭載部１１（射出成型基板２）の導体部１０ａの上に配置される。この状態で、それぞれが半田２３によって電気的に接続される。したがって、プリント基板１５の回路は、電子部品１７を介して射出成型基板２側の回路と接続されるとともに、プリント基板１５が射出成型基板２に固定される。
【００４３】
なお、プリント基板搭載部１１の導体部１０ａは、射出成型基板２の上面から段状に下がった位置に設けられ、電子部品１７が射出成型基板２の上面に大きく突出しない例を示したが、本発明はこれに限られず、導体部１０ａを射出成型基板２の上面と一致させるようにしてもよい。
【００４４】
図４（ａ）は、図３のＣ部拡大図であり、電子部品１７と導体部１０ａ、１０ｂと接合される半田２３近傍を示す図である。また、図４（ｂ）は、導体部１０ａ、１０ｂの平面図であり、電子部品１７および半田２３を透視した状態を示す図である。
【００４５】
プリント基板１５に形成される導体部１０ｂは、通常のガラスエポキシ基板のように印刷（エッチング）等によって形成することができるため、精度も高く細かな形状に形成することができる。一方、導体部１０ａは、射出成型により形成されるため、微細な形状を形成することが困難であり、導体部１０ｂと比較して大きな面積を有する。したがって、電子部品１７との接続に用いられる半田２３が、接続部以外の範囲に流れてしまう恐れがある。
【００４６】
そこで、本発明では、導体部１０ａに凹部２５を設けることで、半田２３が周囲に流れることを防止する。すなわち、導体部１０ａの電子部品１７との接続部には、あらかじめ凹部２５が形成される。凹部２５の範囲（大きさ）は、接続対象となる導体部１０ｂの範囲（大きさ）以上に広く（大きく）設定される。したがって、プリント基板１５がプリント基板搭載部１１に対して多少ずれて搭載されても、この位置ずれを吸収することができる。
【００４７】
なお、図４（ｂ）に示すように、プリント基板１５をプリント基板搭載部１１に搭載した状態において、プリント基板１５の周囲には、わずかに隙間２７が形成される。プリント基板１５と射出成型基板２（樹脂９）との熱膨張差等による変形等により、プリント基板等に過剰な力が付与されないようにするためである。
【００４８】
また、プリント基板搭載部１１に位置決め部材を設けてもよい。図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は位置決めピン３１近傍における図５（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。位置決め部材としては、例えば、図５（ａ）に示すように、プリント基板１５の一部（例えば対角線上に一対）孔２９を設け、プリント基板搭載部１１に、これと対応する位置決めピン３１を設けてもよい。
【００４９】
すなわち、プリント基板搭載部１１の所定の位置に位置決めピン３１を樹脂９によって一体で形成し、位置決めピン３１に対応し、位置決めピン３１の外径よりもやや内径の大きな孔２９を有するプリント基板１５をプリント基板搭載部１１に設置することで、プリント基板１５がプリン基板搭載部１１に対して正確な位置で搭載される。
【００５０】
なお、位置決め部材としては、位置決めピン３１に限られず、図５（ｃ）に示すように、位置決めガイド３３を形成してもよい。位置決めガイド３３は、プリント基板１５の角部の外形に対応し、プリント基板１５の対角線上に少なくとも一対形成される。位置決めガイド３３によってプリント基板１５の外周の位置を規制することで、プリント基板１５をプリン基板搭載部１１に対して正確な位置で搭載することができる。
【００５１】
次に、プリント基板１５と射出成型基板２とを接続する電子部品１７の配置について説明する。図６は、プリント基板１５における、電子部品の位置関係を示す図である。前述の通り、電子部品１７は、プリント基板１５（導電部１０ｂ）と射出成型基板２（導電部１０ａ）にまたがるように設置されてそれぞれ接合される。
【００５２】
図６の例では、略矩形のプリント基板１５の各辺に対して、電子部品１７ａ〜１７ｇまでが配置される。ここで、ある一辺（例えば図における上側の辺）に電子部品１７ａが配置され、これと対向する辺（図における下側の辺）に電子部品１７ｂ、１７ｃが形成されるとする。この場合、プリント基板１５の当該辺に対する電子部品１７ａ、１７ｂ、１７ｃそれぞれの位置（それぞれの電子部品の当該辺に垂直な中心線）は、それぞれ図中Ｌ、Ｍ、Ｎであらわされる。この場合、それぞれの電子部品１７ａ、１７ｂ、１７ｃの位置Ｌ、Ｍ、Ｎは、互いにずれた位置となり、重なりあうことはない。
【００５３】
同様に、ある一辺（例えば図における右側の辺）に電子部品１７ｄ、１７ｅが配置され、これと対向する辺（図における左側の辺）に電子部品１７ｆ、１７ｇが形成されるとする。この場合、プリント基板１５の当該辺に対する電子部品１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１７ｇそれぞれの位置（それぞれの電子部品の当該辺に垂直な中心線）は、それぞれ図中Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒであらわされる。この場合、それぞれの電子部品１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１７ｇの位置Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒは、互いにずれた位置となり、重なりあうことはない。
【００５４】
このように、プリント基板１５と射出成型基板２とを接続する電部品１７が、それぞれ対向する辺に対して互いにずれた位置に配置される。このため、プリント基板１５と射出成型基板２との間の熱膨張係数の違いに伴う変形等に対して、プリント基板１５が、それぞれの辺に平行な任意の直線上の両端で拘束されることがない。したがって、それぞれの電子部品１７の接続部（半田部）に過剰な応力が付与されることを防止することができる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の基板１によれば、回路素材をプレスで形成するため、厚銅基板を形成することができ、さらに樹脂９を射出成型により形成するため、製造性に優れ、大電流にも耐えうる基板１を得ることができる。
【００５６】
プリント基板１５の導電部１０ｂと、射出成型基板２の導電部１０ａとがそれぞれ上面側に形成され、電子部品１７によって接続される。したがって、それぞれの基板が直接接続され、基板の小型化が可能となる。
【００５７】
また、電子部品１７の接合が射出成型基板およびプリント基板の上面側となるため、接続部を確認することができる。また、電子部品１３ａ、１３ｂ、１７を一括して半田付けすることもできる。したがって、半田付作業が容易である。
【００５８】
また、射出成型基板２側の導電部１０ａには、凹部２５が形成されるため、半田２３が周囲に流れることがなく、確実に電子部品等との接続部に半田２３を載せることができる。この際、凹部２５の大きさを、接続対象となるプリント基板１５上の導電部１０ｂの大きさ以上に大きくすることで、プリント基板１５や電子部品１７の多少の位置ずれによる、接続位置のずれを許容することができる。
【００５９】
また、プリント基板搭載部１１にプリント基板１５の位置決め部材が設けられる事で、プリント基板１５をプリント基板搭載部１１の正確な位置に搭載することができる。
【００６０】
また、プリント基板１５の対向する辺における電子部品１７が、それぞれ互いにずれた位置に配置されることで、プリント基板１５の各辺に平行な任意の線上におけるプリント基板の外周部との交点が、両方とも電子部品１７によって拘束されることがない。このため、温度変化等によって生じる熱膨張（熱収縮）等に伴う、電子部品１７を接続する半田２３へかかる応力を緩和することができる。
【００６１】
次に、第２の実施の形態について説明する。図７は、第２の実施の形態にかかる基板４０を示す図で、図７（ａ）は分解斜視図、図７（ｂ）は組立斜視図である。なお、以下の説明において、基板１と同様の機能を奏する構成については、図１等と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００６２】
基板４０は、基板１と略同様の構成であるが、プリント基板４１および射出成型基板２の態様が異なる。基板４０には、ダイオードや電解コンデンサなどの大型の電子部品１３ａ、１３ｃが電子部品搭載部７に設置され、電気的に接続される。また、プリント基板搭載部１１には、プリント基板４１が搭載される。
【００６３】
プリント基板搭載部１１には、導体露出部として、導体部１０ａが形成される。導体部１０ａは、基板４０の回路に電気的に接続される部位であり、プリント基板４１の上面に設けられる導電部１０ｂと半田等により電子部品１７を介して電気的に接続される部位である。
【００６４】
基板４０は、コネクタ４３によって外部の部品・電源・その他の部材と電気的に接続される。図８は、基板４０の内部に、回路導体によって形成されたパターンを示す概念図である。図８に示すように、基板４０内部においては、パターン４７によって、電子部品１３ａ、１３ｃ、プリント基板４１およびコネクタ４３等が電気的に接続されている。
【００６５】
図９は、プリント基板４１を示す平面図である。プリント基板４１の略中央には、電子部品であるＣＰＵ４５（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が設けられる。プリント基板４１にはＣＰＵ４５と接続される回路であるパターン４８が形成される。ＣＰＵ４５は、パターン４８によって、各導体部１０ｂや、その他の電子部品１３ｄ等と接続される。なお、プリント基板４１の背面側にも電子部品をあらかじめ搭載してもよく、また、ＧＮＤ端子等を設けてもよい。
【００６６】
プリント基板４１は、射出成型基板２のプリント基板搭載部１１に搭載されて、各導体部１０ｂが対応する導体部１０ａと電子部品１７を介して電気的に接続される。
【００６７】
なお、プリント基板４１に応力緩和部を形成してもよい。図１０は、応力緩和部４９を形成したプリント基板４１ａを示す図で、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は背面図である。
【００６８】
プリント基板４１ａを前述の通りプリント基板搭載部１１に搭載して接合すると、図１０（ｂ）に示すように、各固定部間の方向に変形が生じる恐れがある（図中矢印Ｓ、Ｔ方向）。プリント基板４１ａでは、パターン４７およびＣＰＵ４５、電子部品１３ｄ等以外の部位に、ガラスエポキシ基板を貫通する応力緩和部４９が形成される。
【００６９】
応力緩和部４９は、例えば、図に示したように、ＣＰＵ３３の四隅から基板の四隅方向（中心から放射状に）に形成された長孔である。なお、応力緩和部２１ａは、円、正方形などであってもよい。プリント基板４１ａが射出成型基板２に接合されると、プリント基板４１ａの導電部１０ｂが射出成型基板２に対して固定される。一方、プリント基板４１ａ（ガラスエポキシ基板）と射出成型基板２を構成する材料が異なるため、互いの線膨張係数が異なる。したがって、温度変化に伴い、プリント基板４１ａに応力が付与される。
【００７０】
この際、応力緩和部４９が形成されるため、プリント基板４１ａの変形を応力緩和部４９が吸収することができる。このため、プリント基板４１ａの破損や、電極部の接合破断等を防止することができる。
【００７１】
第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、プリント基板として、ＣＰＵその他の各種プリント基板を適用することができる。
【００７２】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７３】
１、４０………基板
２………射出成型基板
３………トランス
５………チョークコイル
７………電子部品搭載部
９………樹脂
１０ａ、１０ｂ………導体部
１１………プリント基板搭載部
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ………電子部品
１５………プリント基板
１７………電子部品
１９………補強板
２１………回路導体
２３………半田
２５………凹部
２７………隙間
２９………孔
３１………位置決めピン
３３………位置決めガイド
４１………プリント基板
４３………コネクタ
４５………ＣＰＵ
４７、４８………パターン
４９………応力緩和部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路導体の表面に対して樹脂が射出成型された射出成型基板と、
プリント基板と、
第１の電子部品と、
を具備し、
前記射出成型基板には、第２の電子部品が搭載されるプリント基板搭載部が形成され、
前記プリント基板が、前記プリント基板搭載部に搭載された状態で、前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とが、前記第１の電子部品を介して電気的に接合されることを特徴とする基板。
【請求項２】
前記射出成型基板側導体部には、半田を載せるための凹部が形成されることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項３】
前記凹部の大きさは、接続対象となる前記プリント基板側導体部の大きさ以上であることを特徴とする請求項２記載の基板。
【請求項４】
前記プリント基板は、周囲に隙間を空けた状態で前記プリント基板搭載部に搭載され、
前記プリント基板搭載部には、前記プリント基板の位置決め用の位置決め部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板。
【請求項５】
前記プリント基板は、略矩形であり、前記プリント基板と前記射出成型基板とを接続する前記第１の電子部品が、前記プリント基板の対向する辺にそれぞれ設けられる場合において、対向する辺のそれぞれの前記第１の電子部品が、互いにずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板。
【請求項６】
前記射出成型基板の内部には、前記プリント基板搭載部をまたがるように、補強板が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板。
【請求項７】
導体である回路素材を接合して、回路導体を形成し、
前記回路導体の表面に対して樹脂を射出成型して、表面にプリント基板搭載部を有する射出成型基板を成型し、
前記プリント基板搭載部にプリント基板を設置し、
前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とに、それぞれ半田と、第１の電子部品を設置し、
リフロー炉において、前記第１の電子部品を、前記プリント基板側導体部と前記射出成型基板側導体部とに同時にはんだ付けして、前記第１の電子部品によって前記プリント基板を前記射出成型基板に接合することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項８】
前記プリント基板の上に、複数の第２の電子部品と半田を配置し、前記第１の電子部品のはんだ付けと同時に、前記第２の電子部品を前記プリント基板上に接合することを特徴とする請求項７記載の基板の製造方法。
【請求項１】
回路導体の表面に対して樹脂が射出成型された射出成型基板と、
プリント基板と、
第１の電子部品と、
を具備し、
前記射出成型基板には、第２の電子部品が搭載されるプリント基板搭載部が形成され、
前記プリント基板が、前記プリント基板搭載部に搭載された状態で、前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とが、前記第１の電子部品を介して電気的に接合されることを特徴とする基板。
【請求項２】
前記射出成型基板側導体部には、半田を載せるための凹部が形成されることを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項３】
前記凹部の大きさは、接続対象となる前記プリント基板側導体部の大きさ以上であることを特徴とする請求項２記載の基板。
【請求項４】
前記プリント基板は、周囲に隙間を空けた状態で前記プリント基板搭載部に搭載され、
前記プリント基板搭載部には、前記プリント基板の位置決め用の位置決め部材が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板。
【請求項５】
前記プリント基板は、略矩形であり、前記プリント基板と前記射出成型基板とを接続する前記第１の電子部品が、前記プリント基板の対向する辺にそれぞれ設けられる場合において、対向する辺のそれぞれの前記第１の電子部品が、互いにずれた位置に配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板。
【請求項６】
前記射出成型基板の内部には、前記プリント基板搭載部をまたがるように、補強板が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板。
【請求項７】
導体である回路素材を接合して、回路導体を形成し、
前記回路導体の表面に対して樹脂を射出成型して、表面にプリント基板搭載部を有する射出成型基板を成型し、
前記プリント基板搭載部にプリント基板を設置し、
前記プリント基板の上面に露出するプリント基板側導体部と、前記射出成型基板の上面に露出する射出成型基板側導体部とに、それぞれ半田と、第１の電子部品を設置し、
リフロー炉において、前記第１の電子部品を、前記プリント基板側導体部と前記射出成型基板側導体部とに同時にはんだ付けして、前記第１の電子部品によって前記プリント基板を前記射出成型基板に接合することを特徴とする基板の製造方法。
【請求項８】
前記プリント基板の上に、複数の第２の電子部品と半田を配置し、前記第１の電子部品のはんだ付けと同時に、前記第２の電子部品を前記プリント基板上に接合することを特徴とする請求項７記載の基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１４１６４（Ｐ２０１２−１１４１６４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０４９４（Ｐ２０１０−２６０４９４）
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９１０４５８９７）古河ＡＳ株式会社 (571)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２２日（２０１０．１１．２２）
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】（３９１０４５８９７）古河ＡＳ株式会社 (571)
【Ｆターム（参考）】
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