電気回路板

【課題】より簡易に製造することの出来る、新規な構造の電気回路板を提供する。
【解決手段】芯線が絶縁性の被膜で被覆された被覆電線１４を樹脂製の絶縁板１２内に配索すると共に、該絶縁板１２に設けた導通孔１６の内周面上に前記被覆電線１４の芯線を露出させた電気回路基板。導通孔となる位置にピンを設けた治具に被覆電線１４をピンに巻き付けながら配索することで回路を形成し、成形樹脂で一体成形等することにより、被覆電線を内部に備えた絶縁板１２を形成する。その後、ピンより大きい径のドリル等で導通孔１６を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気回路が形成された電気回路板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気回路が形成された電気回路板として、プリント基板が用いられている。プリント基板は、絶縁板の表面や内部に、電気回路としてのプリント配線が形成された構造とされている。
【０００３】
ところで、プリント基板のプリント配線は、一般的に、例えば特開２００４−６３５７５号公報（特許文献１）に記載されているようなサブトラクティブ法や、特開２０１０−２６７６５２号公報（特許文献２）に記載されているアディティブ法によって形成される。サブトラクティブ法は、全面に銅箔が張られた絶縁板にフォトレジストを塗布した後、所望の回路形状のフォトマスクで覆って紫外線を露光し現像することで回路形状として残す部分をフォトレジストで覆う。そして、エッチング液を用いてフォトレジストで保護された形状を残して銅箔を除去することで回路を形成した後に、不要となったフォトレジストを溶剤等を用いて剥離する。一方、アディティブ法は、絶縁板表面で回路形状を形成したくない部分にめっきレジストを形成し、電解めっきや無電解めっきを施して絶縁板表面に選択的に導体皮膜を被着させることで回路を形成する。
【０００４】
また、プリント基板には、電気部品の端子をプリント配線と接続したり、プリント配線を層間接続するために、スルーホールやバイアホール等の導通孔が形成される。このような導通孔は、例えば特開２０１０−１４７１４５号公報（特許文献３）に記載されているように、絶縁板にドリルで孔を開け、その孔の壁面に銅めっきを施すことにより形成される。
【０００５】
このように、プリント基板の製造には、電気回路の形成や導通孔を形成するためにエッチングやめっき処理等の化学処理が必要となって、製造に特別な設備が必要になるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−６３５７５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６７６５２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１４７１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、より簡易に製造することの出来る、新規な構造の電気回路板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様の特徴とするところは、芯線が絶縁性の被膜で被覆された被覆電線が樹脂製の絶縁板内に配索されていると共に、該絶縁板に設けられた導通孔の内周面上に前記被覆電線の芯線が露出されている電気回路板にある。
【０００９】
本発明に従う構造とされた電気回路板によれば、樹脂製の絶縁板内に配索された被覆電線で内部回路が形成される。そして、導通孔内に被覆電線の芯線を露出させることにより、プリント基板のスルーホールやバイアホールと同等の導通孔を形成することが出来る。例えば、プリント基板のスルーホールと同様に、導通孔を貫通孔形状として、リレー等の電気部品の端子を導通孔に挿通して半田付けすることにより、電気部品の端子と導通孔内に露出された被覆電線の芯線を半田を介して電気的に接続することが出来る。また、プリント基板のバイアホールと同様に、導通孔内に複数の被覆電線の芯線を露出して半田を充填することによって、複数の被覆電線を相互に電気的に接続することが出来る。そして、本発明に従う電気回路板によれば、エッチングやめっき等の化学処理を行なうことなく電気回路や導通孔を形成することが出来る。
【００１０】
本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記導通孔の内周面上に、複数の前記被覆電線の前記芯線が露出されているものである。
【００１１】
本態様によれば、導通孔内に露出された複数の被覆電線の芯線を相互に接続したり、電気部品の端子と接続することが出来る。例えば、本発明の第三の態様として、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記導通孔内に導電体が設けられており、前記複数の被覆電線の芯線が前記導電体と接触されている態様が、好適に採用され得る。本態様における導電体としては、半田や電気部品の端子等が例示される。そして、複数の芯線が露出された導通孔内に例えば導電体として半田を充填することによって、複数の被覆電線を相互に電気的に接続することが出来る。また、導通孔に導電体としての電気部品の端子を挿通して半田付けしたり、圧入して芯線と直接に接触させることで、該端子と複数の被覆電線を電気的に接続することも出来る。
【００１２】
本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、電気部品の端子が前記導通孔に挿通されて前記被覆電線の前記芯線と電気的に接続されているものである。
【００１３】
本態様によれば、プリント基板におけるスルーホールと同様にして、電気部品を電気回路板の内部回路と接続することが出来る。なお、電気部品の端子は、例えば導通孔に半田付けすることによって半田を介して芯線と電気的に接続しても良いし、導通孔に圧入して芯線と直接に接触させて電気的に接続しても良い。また、導通孔内に露出される芯線は１本でも複数本でも良い。
【００１４】
本発明の第五の態様は、前記第一〜第四の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記被覆電線の前記芯線が前記絶縁板の表面上に露出されているものである。
【００１５】
本態様によれば、絶縁板の表面上に露出された芯線を用いてランドを形成することが出来る。これにより、表面実装型の電気部品を装着可能とすることが出来る。
【００１６】
本発明の第五の態様は、前記第一〜第四の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記被覆電線が前記絶縁板の外部に延び出されているものである。
【００１７】
このようにすれば、絶縁板の外に延び出された被覆電線を他の電気回路や電気部品と接続することが出来る。これにより、電気回路板の汎用性を向上することが出来る。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂製の絶縁板内に被覆電線を配索すると共に、絶縁板に設けた導通孔の内周面上に被覆電線の芯線を露出した電気回路板を形成した。これにより、エッチングやめっき等の化学処理を伴うことなく、内部回路およびスルーホールやバイアホールと同等の導通孔を簡易に形成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施形態としての電気回路板の平面図。
【図２】図１に示した電気回路板の導通孔の平面図。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図。
【図４】図２に示した導通孔の製造方法を説明するための平面説明図。
【図５】図４におけるＶａ−Ｖａ，Ｖｂ−Ｖｂ，Ｖｃ−Ｖｃ断面を示す断面説明図。
【図６】図１に示した電気回路板の、図２とは異なる導通孔の平面図。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】図６に示した導通孔の製造方法を説明するための平面説明図。
【図９】図８におけるＩＸａ−ＩＸａ，ＩＸｂ−ＩＸｂ，ＩＸｃ−ＩＸｃ，ＩＸｄーＩＸｄ断面を示す断面説明図。
【図１０】図１に示した電気回路板への電気部品の装着状態を示す斜視図。
【図１１】図２に示した導通孔への電気部品の端子の挿通状態を説明するための断面図。
【図１２】本発明の第二の実施形態としての電気回路板の導通孔の平面図。
【図１３】図１２におけるＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図。
【図１４】図１２に示した導通孔の製造方法を説明するための平面説明図。
【図１５】図１４におけるＸＶａ−ＸＶａ，ＸＶｂ−ＸＶｂ，ＸＶｃ−ＸＶｃ断面を示す断面説明図。
【図１６】図１２に示した電気回路板への電気部品の装着状態を示す斜視図。
【図１７】図１２に示した電気回路板の、図１２とは異なる導通孔の平面図。
【図１８】図１７におけるＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
先ず、図１に、本発明の第一の実施形態としての電気回路板１０を示す。電気回路板１０は、非導電性の合成樹脂からなる絶縁板１２の内部に複数の被覆電線１４が配索されていると共に、複数の導通孔１６が形成された構造とされている。
【００２２】
図２および図３に、電気回路板１０における導通孔１６ａの形成箇所を例示する。絶縁板１２は、非導電性の合成樹脂からなる板形状とされている。絶縁板１２を形成する樹脂材料は特に限定されるものではないが、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂等が好ましく、例えばエポキシ樹脂や液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が好適に採用され得る。なお、絶縁板１２は、必ずしも矩形状である必要は無く、配設場所の形状等に応じて、矩形以外の多角形状や曲線を組み合わせた任意の形状に設定することが可能である。
【００２３】
図３に示すように、被覆電線１４は、導電性を有する芯線１８が、絶縁性の被膜２０で覆われたものである。被覆電線１４としては例えばエナメル線等、従来公知のものが採用可能であり、耐熱性に優れるエナメル線等が好適に採用され得る。このような被覆電線１４の複数が、インサート成形等によって絶縁板１２内に配索されることにより、絶縁板１２内に電気回路２２（図１参照）が形成されている。
【００２４】
これら被覆電線１４の芯線１８は、絶縁板１２に形成された導通孔１６ａの内周面２４上に露出されている。なお、図２および図３においては、２つの導通孔１６ａ，１６ａを示しているが、これらは互いに同様の構造であることから、特に区別することなく説明する。
【００２５】
導通孔１６ａは、一定の円形断面をもって絶縁板１２を厚さ方向（図３中、上下方向）に貫通する貫通孔とされている。そして、被覆電線１４が導通孔１６ａの周囲を一周する形で絶縁板１２内に配索されており、被覆電線１４の芯線１８が導通孔１６ａの内周面２４上に露出されている。なお、本実施形態においては、芯線１８の円形断面の略中央部分が内周面２４上に露出されることにより、芯線１８の内周面２４への露出面積が確保されている。これにより、導通孔１６ａは、プリント基板のスルーホールと同様に、後述する電気部品の端子等を挿通して絶縁板１２内部の電気回路２２を構成する被覆電線１４と電気的に接続することが可能とされている。
【００２６】
このような導通孔１６ａは、例えば図４および図５に示すようにして、好適に形成される。先ず、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、複数のピン２６が剣山状に突出された成形型としての治具２８を用意する。そして、治具２８のピン２６に被覆電線１４を巻きつけて、所望の回路形状を形成する。なお、被覆電線１４は、図示したようにピン２６を一周して完全に巻回することなく、ピン２６に引っ掛けるように部分的に巻回しても良い。
【００２７】
続いて、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、治具２８内に熱硬化性樹脂を流し込んだり、成形樹脂で一体成形等することにより、被覆電線１４を内部に備えた絶縁板１２を形成する。絶縁板１２において、治具２８のピン２６が存していた場所には熱硬化性樹脂が存在出来ないことから、ピン２６の存していた場所には複数の貫通孔３０が形成されており、貫通孔３０に被覆電線１４が巻回されている。
【００２８】
そして、被覆電線１４が巻回された貫通孔３０に、貫通孔３０よりも大きな径をもって絶縁板１２を貫通する導通孔１６ａをドリル等で形成する。導通孔１６ａは貫通孔３０と同一中心軸上に形成される。図５（ｂ）から明らかなように、導通孔１６ａの径寸法は、好適には、導通孔１６ａの外周縁部が、貫通孔３０の周囲を巻回する被覆電線１４の円形断面の略中心を通る大きさとされる。これにより、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、導通孔１６ａの形成に伴って被覆電線１４が部分的に切除されて、芯線１８が導通孔１６ａの内周面２４に露出される。このようにして、導通孔１６ａを形成することが出来る。
【００２９】
また、電気回路板１０には、図６および図７に示す、導通孔１６ｂが形成されている。なお、図６および後述する図８、図１２、図１４、図１７においては、理解を容易とするために、半田３２および図１２、図１４、図１７に図示する芯線１８を、それぞれ、点および斜線で塗り潰して示す。導通孔１６ｂは、複数（図示例においては、２つ）の被覆電線１４ａ，１４ｂの芯線１８ａ，１８ｂが、それぞれ、導通孔１６ｂの内周面２４に露出されている。各被覆電線１４ａ，１４ｂは、それぞれ、導通孔１６ｂの周囲を略半周する形で絶縁板１２内に配索されている。そして、導通孔１６ｂに導電体としての半田３２が充填されることによって、両被覆電線１４ａ，１４ｂの芯線１８ａ，１８ｂが半田３２に接触して、半田３２を介して相互に電気的に接続されている。これにより、導通孔１６ｂは、プリント基板におけるバイアホールと同様に、絶縁板１２の電気回路２２を形成する複数の被覆電線１４ａ，１４ｂを相互に電気的に接続している。なお、図７に示すように、被覆電線１４ａ，１４ｂは、円形断面の略中心部分において内周面２４に露出されることによって、相互の離隔距離が小さくされており、電気的な接続信頼性が確保されている。
【００３０】
このような導通孔１６ｂは、例えば図８および図９に示すようにして、好適に形成される。先ず、図８（ａ）および図９（ａ）に示すように、前記導通孔１６ａの形成において説明した治具２８のピン２６に、複数（図示例においては、２本）の被覆電線１４ａ，１４ｂを巻回する。被覆電線１４ａ，１４ｂは、互いに隙間無く接触した状態でピン２６に巻回されることが好ましい。また、前記導通孔１６ａと同様、被覆電線１４ａ，１４ｂは、ピン２６を一周するように完全に巻回しても良いし、ピン２６に引っ掛けるように部分的に巻回しても良い。
【００３１】
続いて、前記導通孔１６ａと同様にして、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、被覆電線１４ａ，１４ｂを内部に配設して絶縁板１２と貫通孔３０を形成する。その後、図８（ｃ）および図９（ｃ）に示すように、貫通孔３０に導通孔１６ｂを貫設する。これにより、被覆電線１４ａ，１４ｂの芯線１８ａ，１８ｂが導通孔１６ｂの内周面２４にそれぞれ露出される。そして、図８（ｄ）および図９（ｄ）に示すように、導通孔１６ｂ内に半田３２を充填する。これにより、内周面２４に露出された被覆電線１４ａ，１４ｂの芯線１８ａ，１８ｂが半田３２を介して相互に電気的に接続される。
【００３２】
また、図１に示したように、複数の被覆電線１４は、必要に応じて、絶縁板１２の外部に延び出されている。これにより、絶縁板１２の外部に延び出された被覆電線１４に、他の電気回路や金属端子などを接続することが可能とされている。なお、本実施形態においては、被覆電線１４が絶縁板１２の一つの側面３４ａから外部に延び出されているが、被覆電線１４の絶縁板１２からの取り出し箇所は任意に設定可能であって、絶縁板１２の側面３４ａ〜３４ｄの何れから取り出されていても良いし、絶縁板１２の表面３６から取り出される等しても良い。
【００３３】
このような電気回路板１０は、図１０に示すように、従来のプリント基板と同様にリレー３８等の電気部品を実装することが出来る。即ち、図１１に前記導通孔１６ａを例に示すように、導通孔１６ａをスルーホールと同様に用いて、導通孔１６ａにリレー３８の端子４０を挿通して、半田３２を充填する。これにより、端子４０を電気回路板１０に半田付けすると共に、導通孔１６ａの内周面２４上に露出された被覆電線１４の芯線１８と半田３２を介して電気的に接続して、電気回路板１０の電気回路２２（図１参照）と電気的に接続することが出来る。また、図示は省略するが、導通孔１６ｂ（図６および図７等参照）に端子４０を挿通して半田付けすることも勿論可能であり、例えば、半田３２が充填される前（図９（ｃ）の状態）の導通孔１６ｂに端子４０を挿通した後に半田３２を充填して、端子４０を半田付けすると共に内周面２４に露出された２本の被覆電線１４ａ，１４ｂの両芯線１８ａ，１８ｂと電気的に接続しても良い。
【００３４】
本実施形態に従う構造とされた電気回路板１０によれば、エッチングやめっきなどの化学処理を伴うことなく、絶縁板１２内に電気回路２２を形成することが出来ると共に、プリント基板におけるスルーホールやバイアホールと同等の機能を有する導通孔１６ａや導通孔１６ｂを形成することが出来る。これにより、特別な設備を要することなく、プリント基板と同等の機能を有する電気回路板１０を得ることが出来る。
【００３５】
また、電気回路板１０の内部回路を形成する被覆電線１４が、絶縁板１２の外部に延び出されている。これにより、例えば外部に延び出された被覆電線１４を他の電気回路と接続したり、金属端子を設けて他の電気部品と接続することが可能となり、電気回路板１０の汎用性を向上することが出来る。但し、被覆電線１４は必ずしも絶縁板１２の外部に延び出されている必要は無く、絶縁板１２内のみに配索されていても良い。
【００３６】
次に、図１２および図１３に、本発明の第二の実施形態としての電気回路板５０の要部を示す。以下の説明において、前記第一の実施形態と同様の構造とされた部材および部位には、図中に前記第一の実施形態と同一の符号を付すことにより、その説明を適宜に省略する。
【００３７】
電気回路板５０には導通孔１６ｃが形成されており、表面実装用のランド５２ａが導通孔１６ｃ上に形成されていると共に、ランド５２ｂが導通孔１６ｃに近接して形成されている。図１３に示すように、導通孔１６ｃには、３本の被覆電線１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが巻回状態で設けられており、導通孔１６ｃの内周面２４上に露出された芯線１８ｃ，１８ｄ，１８ｅが導通孔１６ｃに充填された半田３２で相互に電気的に接続されている。更に、本実施形態における電気回路板５０は絶縁板１２の表面３６が削られることにより、表面３６側に配索された被覆電線１４ｃの芯線１８ｃが表面３６上に露出されている。そして、電気回路板５０の表面３６上にはソルダーレジスト５４が形成されており、このソルダーレジスト５４の非形成部分を通じて芯線１８ｃが露出されることでランド５２ａ，５２ｂが形成されている。ランド５２ａは、導通孔１６ｃに巻回された被覆電線１４ｃの芯線１８ｃと、導通孔１６ｃに充填された半田３２によって形成されている。ランド５２ｂは、導通孔１６ｃからやや離れた位置で芯線１８ｃがソルダーレジスト５４から露出されることによって形成されている。
【００３８】
このようなランド５２ａ，５２ｂは、例えば図１４および図１５に示すようにして、好適に形成される。先ず、図１４（ａ）および図１５（ａ）に示すように、前記図８（ｄ）および図９（ｄ）に示した導通孔１６ｂと同様にして、３つの被覆電線１４ｃ〜１４ｅを巻回して芯線１８ｃ〜１８ｅを内周面２４上に露出させると共に、半田３２を充填した導通孔１６ｃを形成する。次に、図１４（ｂ）および図１５（ｂ）に示すように、電気回路板５０の表面３６を平面方向に削ることにより、最も表面３６側に配索されている被覆電線１４ｃの芯線１８ｃを新たな表面３６上に露出させる。被覆電線１４ｃは、好適には、円形断面の略中心に至る程度に削られて、表面３６上の露出面積が可及的に大きく確保される。
【００３９】
続いて、図１４（ｃ）および図１５（ｃ）に示すように、ランド５２ａ，５２ｂの形成箇所を除いて、電気回路板５０の表面３６に従来公知の方法に従ってソルダーレジスト５４を形成する。そして、ソルダーレジスト５４の非形成部分から露出された芯線１８ｃと半田３２によって、ランド５２ａ，５２ｂが形成される。
【００４０】
このような電気回路板５０によれば、図１６に示すように、表面実装用のリレー５６の端子５８をランド５２に重ねて半田付けしたり、表面実装用のチップ抵抗やチップコンデンサ等のチップ部品６０をランド５２に重ねて半田付けして、電気部品を表面実装することが出来る。
【００４１】
なお、ランド５２として、図１７および図１８に示すランド５２ｃ，５２ｄを形成しても良い。ランド５２ｃ，５２ｄは、それぞれ、前記ランド５２ａ，５２ｂと同様の平面形状を有している。これらランド５２ｃ，５２ｄは、前記図１４（ａ）および図１５（ａ）に示した導通孔１６ｃが形成された後に、電気回路板５０の表面３６が部分的に削られて被覆電線１４ｃの芯線１８ｃと半田３２が表面３６上に露出されることによって形成されている。このようにすれば、より簡易にランド５２ｃ，５２ｄを形成することが出来る。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、導通孔は、必ずしも絶縁板を貫通する必要は無く、絶縁板を貫通することの無い凹状の孔とされていても良い。
【００４３】
また、導通孔に電気部品の端子を圧入する等して、端子自体を導電体として用いて、導通孔の内周面に露出された被覆電線の芯線と半田等を介することなく直接に接触して電気的に接続するなどしても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１０，５０：電気回路板、１２：絶縁板、１４：被覆電線、１６：導通孔、１８：芯線、２０：被膜、２２：電気回路、２４：内周面、３２：半田（導電体）、３８：リレー（電気部品）、４０：端子

【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線が絶縁性の被膜で被覆された被覆電線が樹脂製の絶縁板内に配索されていると共に、該絶縁板に設けられた導通孔の内周面上に前記被覆電線の芯線が露出されていることを特徴とする電気回路板。
【請求項２】
前記導通孔の内周面上に、複数の前記被覆電線の前記芯線が露出されている
請求項１に記載の電気回路板。
【請求項３】
前記導通孔内に導電体が設けられており、前記複数の被覆電線の芯線が前記導電体と接触されている
請求項２に記載の電気回路板。
【請求項４】
電気部品の端子が前記導通孔に挿通されて前記被覆電線の前記芯線と電気的に接続されている
請求項１〜３の何れか１項に記載の電気回路板。
【請求項５】
前記被覆電線の前記芯線が前記絶縁板の表面上に露出されている
請求項１〜４の何れか１項に記載の電気回路板。
【請求項６】
前記被覆電線が前記絶縁板の外部に延び出されている
請求項１〜５の何れか１項に記載の電気回路板。

【図１】