| 【発明の名称】 |
プリント配線基板 |
| 【発明者】 |
【氏名】菅 剛
【住所又は居所】大阪府大東市中垣内７丁目７番１号 船井電機株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡された場合に、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるとともに、プリント配線基板を何度でも容易に修理することができるようにする。
【解決手段】所定の電気回路を構成する複数の電子部品を実装する複数のランドと複数のランド間を接続する複数の配線パターンとを有するプリント配線基板の裏面の配線パターンに間隙を介して対向するように形成された一対のパッドに低融点半田で半田付けして、一対のパッド間を半田ブリッジで接続し、電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたとき、短絡電流による電子部品の発熱により一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流が遮断されるようにする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電気回路を構成する複数の電子部品を実装する複数のランドと該複数のランド間を接続する複数の配線パターンとを有するプリント配線基板であって、
前記プリント配線基板の裏面に形成された配線パターンに間隙を介して対向するように形成された、一方のパッドの面積が他方のパッドの面積より大きい一対のパッドと、前記一対のパッドに低融点半田で半田付けされ、該一対のパッド間を接続する半田ブリッジとを備え、
前記電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたとき、該短絡電流による前記電子部品の発熱により前記一対のパッド間を接続する前記半田ブリッジが溶融して、溶融した半田ブリッジの低融点半田が前記一方の面積の大きいパッド側により多く流動して前記一対のパッド間の接続が分離され、前記電子部品に流れる短絡電流が遮断されるようにしたことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項２】
所定の電気回路を構成する複数の電子部品を実装する複数のランドと該複数のランド間を接続する複数の配線パターンとを有するプリント配線基板であって、
前記プリント配線基板に形成された配線パターンに間隙を介して対向するように形成された一対のパッドと、前記一対のパッドに半田付けされ、該一対のパッド間を接続する半田ブリッジとを備え、
前記電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたとき、該短絡電流による前記電子部品の発熱により前記一対のパッド間を接続する前記半田ブリッジが溶融して、前記一対のパッド間の接続が分離され、前記電子部品に流れる短絡電流が遮断されるようにしたことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項３】
前記一対のパッドは、プリント配線基板の裏面の配線パターンに形成された一対のパッドであることを特徴とする請求項２記載のプリント配線基板。
【請求項４】
前記一対のパッドは、一方のパッドの面積が他方のパッドの面積より大きく形成された一対のパッドであることを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のプリント配線基板。
【請求項５】
前記半田ブリッジは、低融点半田で半田付けされた半田ブリッジであることを特徴とする請求項２記載のプリント配線基板。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンを有するプリント配線基板に係り、特にプリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡された場合に、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるプリント配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プリント配線基板の銅箔配線パータンは、電流容量に十分な余裕を見込んだパターン幅で形成されているため、プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が何らかの原因で短絡されたとき、プリント配線基板に実装された電子部品に大きな短絡電流が流れ、プリント配線基板の銅箔配線パターンが溶断する前に、プリント配線基板に実装された電子部品が発熱して焼損したり、場合によっては火災が発生したりする場合があった。図３は従来例のプリント配線基板を示す説明図であり、図４は従来例のプリント配線基板の電気回路の接続図である。プリント配線基板１１の裏面には、図３（ａ）に示すように、ダイオードＤ１のリード線を接続するためのランド１２ａと１３ａとが配線パターン１２の一端と配線パターン１３の一端とにそれぞれ形成され、コイルＬ１のリード線を接続するためのランド１３ｂと１４ａとが配線パターン１３の他端と配線パターン１４の一端とにそれぞれ形成されて、ダイオードＤ１とコイルＬ１とのそれぞれのリード線が、図３（ｂ）に示すように、半田ディップにより半田ｓ、ｔ、ｕ、ｖでランド１２ａ、１３ａ、１３ｂ、１４ａにそれぞれ半田付けされて、図４に示す電気回路が構成されている。しかし、何らかの原因によりプリント配線基板１１の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されると、図４に示すように、大きな短絡電流ＩｓがダイオードＤ１とコイルＬ１とに流れて、配線パターン１２、１３、１４のいずれかが溶断する前に、ダイオードＤ１とコイルＬ１とが発熱して、ダイオードＤ１、或いはコイルＬ１が焼損したり、場合によっては火災が発生したりするという問題点があった。なお、図３では、図４の電気回路の接続図に示すコンデンサＣ１及びＣ２を接続するランドとその配線パターンとは図示省略している。
背景技術としては、プリント配線基板の配線パターン中に過電流により溶断するように形成されたヒューズパターンと、ヒューズパターンと同一特性に形成され、そのヒューズパターンが溶断したときに、それに代わって配線パターンに接続される補助ヒューズパターンとを設けたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
また、プリント配線基板に形成された開口部の両側に対向して形成された一対のランドと、その一対のランドにそれぞれ接続された第１の配線パターンと、一対のランドの開口部を跨いで接続し、且つ第１の配線パターンよりも細く形成された第２の配線パターンとを設けたものがあった（例えば、特許文献２参照）。
また、プリント配線基板に過電流により溶融して電気回路を断線させる配線パターンを設け、該配線パターンに過電流を流して、プリント配線基板に形成された配線パターンを溶断して、プリント配線基板の電気回路の接続を変更することができるようにしたものがあった（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平１−１９６１９０号公報
【特許文献２】実開平５−３８９３７号公報
【特許文献３】特開平２−１３０８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、背景技術で述べたもののうち最初のものにおいては、プリント配線基板の配線パターン中に過電流により溶断するように形成されたヒューズパターンと、ヒューズパターンと同一特性に形成され、そのヒューズパターンが溶断したときに、それに代わって配線パターンに接続される補助ヒューズパターンとを設けて、過電流によりヒューズパターンが溶断したとき、溶断したヒューズパターンのランドと補助ヒューズパターンのランドとをジャンパ線で接続して修理することができたが、補助ヒューズパターンの全てが過電流により溶断されると、プリント配線基板の配線パターンを修理することができなくなるという問題点があった。また、多数の補助ヒューズパターンをプリント配線基板上に設けると、多数の補助ヒューズパターンのパターン面積が大きくなって、プリント配線基板を小さくすることができないという問題点があった。
また、次のものにおいては、プリント配線基板に形成された開口部の両側に対向して形成された一対のランドと、その一対のランドにそれぞれ接続された第１の配線パターンと、一対のランドの開口部を跨いで接続し、且つ第１の配線パターンよりも細く形成された第２の配線パターンとを設けて、過電流が流れたとき第２の配線パターンを溶断させて、トランジスタ等の電子部品の焼損を防止することができたが、過電流により第２の配線パターンが溶断したとき、プリント配線基板に形成された開口部の両側に対向して形成された一対のランド間にヒューズ等を半田付けして接続しなければ、プリント配線基板を修理することができないという問題点があった。
また、更にその次のものにおいては、プリント配線基板に過電流により溶融して電気回路を断線させる配線パターンを設け、該配線パターンに過電流を流して、プリント配線基板に形成された配線パターンを溶断して、プリント配線基板の電気回路の接続を変更することができたが、プリント配線基板に実装された電子部品に過電流が流れたとき、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止するようにしたものではなかった。
本発明は、背景技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡された場合に、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるとともに、プリント配線基板を何度でも容易に修理することができるプリント配線基板を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため本発明においては、所定の電気回路を構成する複数の電子部品を実装する複数のランドと該複数のランド間を接続する複数の配線パターンとを有するプリント配線基板であって、前記プリント配線基板に形成された配線パターンに間隙を介して対向するように形成された一対のパッドと、前記一対のパッドに半田付けされ、該一対のパッド間を接続する半田ブリッジとを備え、前記電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたとき、該短絡電流による前記電子部品の発熱により前記一対のパッド間を接続する前記半田ブリッジが溶融して、前記一対のパッド間の接続が分離され、前記電子部品に流れる短絡電流が遮断されるようにする。
前記一対のパッドは、プリント配線基板の裏面の配線パターンに形成するようにするとよい。これにより、一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融したとき、溶融した半田ブリッジの半田が重力と表面張力との作用によりそれぞれのパッドに流動して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流を遮断することができる。
また、前記一対のパッドは、一方のパッドの面積が他方のパッドの面積より大きく形成するようにするとよい。これにより、一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融したとき、溶融した半田ブリッジの半田が表面張力、並びに重力と表面張力との作用により一方の面積の大きいパッド側により多く流動して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流を遮断することができる。
前記半田ブリッジは、低融点半田で半田付けするようにするとよい。これにより、電子部品の焼損、或いは火災の発生する前に、短絡電流による電子部品の発熱により低融点半田の半田ブリッジが低融点で溶融して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流を遮断することができる。
これらの手段により、プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡された場合に、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるとともに、プリント配線基板を何度でも容易に修理することができる。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１記載の発明に係るプリント配線基板によれば、所定の電気回路を構成する複数の電子部品を実装する複数のランドと複数のランド間を接続する複数の配線パターンとを有するプリント配線基板の裏面の配線パターンに間隙を介して対向するように形成された、一方のパッドの面積が他方のパッドの面積より大きい一対のパッドに低融点半田で半田付けして、一対のパッド間を半田ブリッジで接続し、電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたとき、短絡電流による電子部品の発熱により一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融して、溶融した半田ブリッジの低融点半田が一方の面積の大きいパッド側により多く流動して一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流が遮断されるようにしているので、プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡された場合に、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるとともに、プリント配線基板を何度でも容易に修理することができる。
請求項２記載の発明に係るプリント配線基板によれば、所定の電気回路を構成する複数の電子部品を実装する複数のランドと複数のランド間を接続する複数の配線パターンとを有するプリント配線基板の配線パターンに間隙を介して対向するように形成された一対のパッドに半田付けして、一対のパッド間を半田ブリッジで接続し、電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたとき、短絡電流による電子部品の発熱により一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流が遮断されるようにしているので、プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡された場合に、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるとともに、プリント配線基板を何度でも容易に修理することができる。
請求項３記載の発明に係るプリント配線基板によれば、プリント配線基板の裏面の配線パターンに一対のパッドを形成するようにしているので、一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融したとき、溶融した半田ブリッジの半田が重力と表面張力との作用により流動して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流を遮断することができる。
請求項４記載の発明に係るプリント配線基板によれば、一方のパッドの面積が他方のパッドの面積より大きく一対のパッドを形成するようにしているので、一対のパッド間を接続する半田ブリッジが溶融したとき、溶融した半田ブリッジの半田が表面張力、並びに重力と表面張力との作用により一方の面積の大きいパッド側により多く流動して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流を遮断することができる。
請求項５記載の発明に係るプリント配線基板によれば、一対のパッドを低融点半田で半田付けして、一対のパッド間を半田ブリッジで接続するようにしているので、電子部品の焼損、或いは火災の発生する前に、短絡電流による電子部品の発熱により低融点半田の半田ブリッジが溶融して、一対のパッド間の接続が分離され、電子部品に流れる短絡電流を遮断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、適宜図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を詳述する。図１は本発明の一実施例のプリント配線基板を示す説明図であり、図２は本発明の一実施例のプリント配線基板の電気回路の接続図である。
まず、図１の本発明の一実施例のプリント配線基板を示す説明図と図２の本発明の一実施例のプリント配線基板の電気回路の接続図とを基に説明する。
プリント配線基板１は、紙基材、或いはガラス基材にフェノール樹脂、或いはエポキシ樹脂が含侵され、加熱・加圧されて積層化されて硬化処理されたプリント配線基板の上に所定の厚さの銅箔、例えば、厚さ３５μｍの銅箔が接着剤等により張り付けられたものである。プリント配線基板の配線パターンは、銅箔面に配線パターン等を形成するためのレジスト皮膜が塗布されて、塗布されたレジスト皮膜が現像され、現像されていない部分の銅箔が塩化第二鉄溶液等によりエッチングされて、所定の配線パターン等がプリント配線基板に形成され、プリント配線基板に形成されたランドの中央に所定の貫通穴が開けられて、複数の電子部品がそれぞれのランドの貫通穴に挿入され、半田ディップによりそれぞれのランドに挿入された複数の電子部品のリード線がそれぞれのランドに半田付けされて、所定の電気回路が構成されるようになっている。また、プリント配線基板の配線パターン面は、ランド等の半田付けされる部分を除いて、半田ディップ時の配線パターン間の半田ブリッジを防止するとともに、銅箔配線パターンを保護するために熱硬化性の絶縁性樹脂の半田レジストで被覆されている。
プリント配線基板１の裏面には、図１（ａ）に示すように、ダイオードＤ１のリード線を接続するためのランド２ａと３ａとが配線パターン２の一端と配線パターン３の一端とにそれぞれ形成され、コイルＬ１のリード線を接続するためのランド４ｂと５ａとが配線パターン４の一端と配線パターン５の一端とにそれぞれ形成されている。そして、ダイオードＤ１とコイルＬ１とのそれぞれのリード線が、図１（ｂ）に示すように、半田ディップにより半田ａ、ｂ、ｃ、ｄでランド２ａ、３ａ、４ｂ、５ａにそれぞれ半田付けされて、図２に示す電気回路が構成されている。また、一方のランドの面積が他方のランドの面積より大きい一対のランド３ｂと４ａとが、図１（ａ）に示すように、配線パターン３と４とに間隙を介して対向するように形成されている。そして、一対のランド３ｂと４ａとは、図１（ｂ）に示すように、低融点半田で半田付けされて、一対のランド３ｂと４ａとの間が低融点半田の半田ブリッジｐｑで接続されている（図２（ａ）参照）。低融点半田は、融点が通常の半田の融点よりも低く、錫６０％、鉛４０％から成る通常の半田が４６３Ｋ（１９０℃）前後の温度で溶融するのに対して、例えば、錫２２％、鉛２８％、ビスマス５０％から成る低融点半田は、３７３Ｋ（１００℃）前後の温度で溶融する。なお、図１では、図２の電気回路の接続図に示すコンデンサＣ１及びＣ２を接続するランドとその配線パターンとは図示省略している。
以上のように構成されたプリント配線基板について、以下その動作について説明する。
プリント配線基板１の電気回路の出力側の配線パターン間が何らかの原因により短絡されると、図２（ａ）に示すように、ダイオードＤ１とコイルＬ１とに大きな短絡電流Ｉｓが流れる。ダイオードＤ１とコイルＬ１とに大きな短絡電流Ｉｓが流れると、ダイオードＤ１とコイルＬ１とが発熱する。ダイオードＤ１とコイルＬ１とが発熱すると、その熱がダイオードＤ１とコイルＬ１とのそれぞれのリード線を伝導して、配線パターン３と４との一対のパッド３ｂと４ａとに半田付けされた低融点半田の半田ブリッジｐｑを加熱し、低融点半田の半田ブリッジｐｑが溶融して、図１（ｃ）に示すように、溶融した半田ブリッジｐｑの低融点半田が重力と表面張力との作用により一方の面積の大きいパッド４ａ側に他方の面積の小さいパッド３ａ側により多く流動して、一方の面積の大きいパッド４ａに溶融した低融点半田ｑがより多く溜まり、配線パターン３のパッド３ｂと配線パターン４のパッド４ａとの接続が分離されて、図２（ｂ）に示すように、ダイオードＤ１とコイルＬ１とに流れる短絡電流Ｉｓが遮断され、短絡電流ＩｓによるダイオードＤ１とコイルＬ１との発熱による焼損、並びに火災の発生を防止する。なお、他方の面積の小さいパッド３ｂには、一方の面積の大きいパッド４ａより非常に僅かな低融点半田ｐが残る。
プリント配線基板１の電気回路の出力側の配線パターンが短絡され、大きな短絡電流Ｉｓが流れて、大きな短絡電流ＩｓによるダイオードＤ１とコイルＬ１との発熱により一対のパッド３ｂと４ａとの間の低融点半田の半田ブリッジｐｑが溶融し、配線パターン３のパッド３ｂと配線パターン４のパッド４ａとの間の接続が分離された場合、プリント配線基板１は、半田ごて等により配線パターン３のパッド３ｂと配線パターン４のパッド４ａとの低融点半田ｐとｑとを低融点半田で半田付けして、パッド３ｂと４ａの間を半田ブリッジｐｑで再び接続することにより容易に修理することができる。このことにより、プリント配線基板１は、ジャンパ線、ヒューズ等を必要とせずに、プリント配線基板の配線パターンに間隙を介して対向するように形成された一対のパッドに低融点半田で半田付けして、一対のパッド間を低融点半田の半田ブリッジにより再び接続することにより修理することができるので、プリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が何らかの原因により短絡された場合、プリント配線基板に実装された電子部品の焼損、並びに火災の発生を防止することができるとともに、何らかの原因によりプリント配線基板の電気回路の出力側の配線パターン間が短絡されたプリント配線基板を何度でも容易に修理することができる。
以上、本発明を実施するための最良の形態について詳述したが、本発明はこれに限らず、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能である。例えば、プリント配線基板の裏面の配線パターンに間隙を介して対向するように一方のパッドの面積が他方のパッドの面積より大きい一対のパッドを形成し、一対のパッドに低融点半田で半田付けして、一対のパッド間を半田ブリッジで接続することを説明したが、一対のパッドは同じ面積のパッドであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例のプリント配線基板を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例のプリント配線基板の電気回路の接続図である。
【図３】従来例のプリント配線基板を示す説明図である。
【図４】従来例のプリント配線基板の電気回路の接続図である。
【符号の説明】
【０００８】
１ プリント配線基板
２、３、４、５ 配線パターン
２ａ、３ａ、４ｂ、５ａ ランド
３ｂ、４ａ パッド
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ 半田
ｐｑ 半田ブリッジ（低融点半田）
ｐ、ｑ 低融点半田
Ｄ１ ダイオード
Ｌ１ コイル
Ｃ１、Ｃ２ 電解コンデンサ
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２０１１１３
【氏名又は名称】船井電機株式会社
【住所又は居所】大阪府大東市中垣内７丁目７番１号
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| 【出願日】 |
平成１６年１月１９日（２００４．１．１９） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００５−２０３６８６（Ｐ２００５−２０３６８６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年７月２８日（２００５．７．２８） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−１０５４２（Ｐ２００４−１０５４２） |
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