CN111512706B - 电子电路基板以及电子电路装置 - Google Patents

Abstract

电路基板(3)具备安装有电力系统电子部件的第一刚性部(11)、安装有控制系统电子部件的第二刚性部(12)、以及将两者连接的薄壁的柔性部(13)。柔性部(13)具备导通于第一、第二刚性部(11、12)的电子部件的多个导通布线(27)。沿柔性部(13)的外缘(13a)形成作为虚设图案的非导通金属图案(33)。利用该非导通金属图案(33)抑制裂纹所导致的导通布线(27)的断线。

Description

电子电路基板以及电子电路装置

技术领域

本发明涉及安装电子部件的电子电路基板以及使用了该电子电路基板的电子电路装置，特别是涉及在部件安装部之间具备柔性部、以便能够以挠曲的状态组装于设备的电子电路基板。

背景技术

在专利文献1中，作为组装于动力转向装置的马达单元内的电路基板，公开有如下多层电路基板：将多个刚性部用比该刚性部薄的柔性部连结，从而能够以弯折成大致U形的形状使用。

但是，在如此具备柔性部的电路基板中，容易在柔性部产生基材的破裂(裂纹)，担心以将刚性部之间电连接的方式设于柔性部的导通布线断线。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014－60903号公报

发明内容

根据本发明，在其一个方式中，电子电路基板具备至少两个部件安装部和位于相邻的两个部件安装部之间的柔性部，而且，在上述柔性部中，具备设于比导通布线靠近该柔性部的外缘的位置的非导通金属图案。

根据本发明，可利用非导通金属图案抑制柔性部中的裂纹的产生或产生的裂纹的生长，可抑制位于比非导通金属图案靠内侧的导通布线的断线。

附图说明

图1是组装有本发明的电路基板的动力转向装置用电动促动器的分解立体图。

图2是弯折状态的电路基板的立体图。

图3是表示弯折前的电路基板的俯视图。

图4是沿着图3的A－A线的剖面图。

图5是沿着图3的B－B线的剖面图。

图6是表示第一层金属箔层中的金属图案的俯视图。

图7是表示第二层金属箔层中的金属图案的俯视图。

图8是表示第二实施例的第一层金属箔层中的金属图案的俯视图。

图9是表示第二实施例的第二层金属箔层中的金属图案的俯视图。

图10是表示第三实施例的第一层金属箔层中的金属图案的俯视图。

图11是表示第三实施例的第二层金属箔层中的金属图案的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明将本发明例如应用于汽车的电动动力转向装置的电子电路装置的一实施例。

图1是在电动动力转向装置中向未图示的转向机构赋予操舵辅助力的电动促动器的分解立体图。该电动促动器具备圆筒形状的马达部1、包含成为逆变器的开关元件的功率模块2、成为本发明的一实施例的电路基板3、使多个连接器4a一体地集合的连接器部件4、以及以覆盖这些功率模块2、电路基板3、连接器部件4的方式安装于上述马达部1的一端部的马达罩5。

马达部1是由定子以及转子构成的马达(未图示)收容于圆筒状的壳体7的内部而成，在从壳体7的前端面突出的旋转轴6的前端具有齿轮或花键等连结部6a，经由该连结部6a连结于图外的转向机构。与连结部6a成为相反的一侧的壳体7的一端部构成为具有外周缘的一部分向半径方向延伸的马蹄型的轮廓的底壁部7a，以覆盖该底壁部7a的方式安装具有与该底壁部7a对应的马蹄型的轮廓的马达罩5。而且，在由底壁部7a与马达罩5之间构成的空间内，沿旋转轴6的轴向重叠地收容功率模块2、电路基板3、以及连接器部件4。另外，连接器部件4的多个连接器4a通过马达罩5的开口部8向外部突出。

即，在该电动促动器中，电动马达部分与其驱动·控制所需的电子电路装置部分成为一体化了的构成。换言之，马达部1的壳体7与马达罩5兼作收容电子电路装置的电路基板3的外壳。如此将电子电路装置与马达一体化，从而实现了电动促动器的小型化。

图2是表示电路基板3的概略的立体图。电路基板3也如图2所示，以弯折成大致U形的形状组装于电动促动器。即，电路基板3具备：成为电力系统基板的第一刚性部11，其安装有为了驱动马达而流过相对较大的电流的电力系统电子部件；成为控制系统基板的第二刚性部12，其安装有流过相对较小的电流的控制系统电子部件；以及两者间的柔性部13。第一刚性部11相当于“第一部件安装部”，第二刚性部12相当于“第二部件安装部”。而且，电路基板3在以这些第一刚性部11与第二刚性部12沿旋转轴6的轴向相互重合的形式使柔性部13挠曲变形的状态下，收容于成为外壳的壳体7与马达罩5之间。在具体的实施例中，成为弯折状态的第一刚性部11与第二刚性部12离开各自所安装的电子部件不相互接触的程度的距离，并且以分别保持平面状态且相互平行的状态固定支承于电动促动器。

图3是以展开了电路基板3的状态、换句话说是弯折之前的状态表示的俯视图，图4以及图5分别示出了沿着图3的A－A线以及B－B线的剖面。另外，图4以及图5的剖面图是所谓的说明图，各部的尺寸关系等并不一定正确。电路基板3在图3所示那样的展开状态下，形成为第一刚性部11以及第二刚性部12与柔性部13沿着一个平面的一张电路基板。图3示出了如图2那样弯折时相互成为内侧的面。

第一刚性部11以及第二刚性部12分别呈在四角具备安装孔15的近似于四边形的形状。而且，相互相邻的第一刚性部11的一边的中央部与第二刚性部12的一边的中央部以呈一定宽度的带状的柔性部13相互连结。即，柔性部13与第一刚性部11以及第二刚性部12的宽度(与弯曲方向正交的方向的尺寸)比较，其宽度变窄。因而，电路基板3整体呈I字状或8字状。通过如此采用第一、第二刚性部11、12的宽度相对宽并且柔性部13的宽度相对窄的构成，能够较大地确保部件安装面积，另一方面，柔性部13中的挠曲变形变得容易。在第一刚性部11表面安装有电容器16、线圈17等电力系统电子部件。在第二刚性部12表面安装有传感器用IC18、CPU19等控制系统电子部件。另外，在与图3相反的一侧的面、换句话说是在弯折状态下成为外侧的面，也在第一刚性部11以及第二刚性部12表面安装有省略图示的相对较小型的多个电子部件。

电路基板3由多层的印刷布线基板、具体而言是具备6层金属箔层21(参照图5)的所谓6层构造的印刷布线基板构成。该多层印刷布线基板通过将在单面或两面具备金属箔层21的例如玻璃环氧所构成的几层基材22经由未图示的预浸料(粘合剂层)而层叠、并且加热加压而一体化来构成。而且，在第一刚性部11以及第二刚性部12中，通过各金属箔层21的蚀刻以及沿层叠方向延伸的通孔23(参照图4)的形成而构成了导通于各种电子部件的希望的电路图案。

如图5所示，柔性部13与具有6层构造的第一刚性部11以及第二刚性部12的基板的厚度(层叠方向的尺寸)比较相对薄地形成，从而构成为具有比第一刚性部11以及第二刚性部12高的挠性。在一实施例中，在以包含第一刚性部11、第二刚性部12以及柔性部13的例如矩形状形成6层构造的电路基板3之后，通过二次的机械加工，削取柔性部13中的弯折时成为内侧的4层而薄壁化。因而，第一、第二刚性部11、12的基材22与柔性部13的基材22为相同的材质，并且在作为柔性部13而残存的两层中，基材22遍及第一、第二刚性部11、12以及柔性部13的三者而连续。

另外，在图示例中，为了确保条形码等的印刷面而在柔性部13的中央部保持6层构造地残留有中间刚性部25，在该中间刚性部25的两侧作为一对凹槽26形成有薄壁部分。该中间刚性部25并非必须，也可以使柔性部13的整体薄壁化。在本实施例中，包含中间刚性部25在内地将第一刚性部11与第二刚性部12之间的整体称作柔性部13。

对柔性部13赋予所需的挠性的一对凹槽26沿第一刚性部11以及第二刚性部12的一个边形成，由此，划分出第一、第二刚性部11、12与柔性部13的边界30。换言之，利用薄壁化了的凹槽26的外侧的缘划分一对边界30，若如图2那样弯折，则在该一对边界30之间，薄壁的柔性部13挠曲变形。电路基板3的宽度(与弯曲方向正交的方向的尺寸)在从第一、第二刚性部11、12移至柔性部13的边界30处减少。这里，为了抑制伴随着该边界30处的宽度尺寸的减少的应力集中，在第一、第二刚性部11、12与柔性部13的转变部设有圆弧形的圆角部31(参照图3)。即，第一、第二刚性部11、12的沿着边界30的各个边11a、12a与柔性部13的外缘13a以90°的角度交叉，但该交叉部被圆化处理成适当的半径的圆弧形。

在柔性部13(凹槽26的部分)中，在6层金属箔层21之中，残存有弯折时位于外侧面的第一层金属箔层21与第二层金属箔层21。另外，中间刚性部25虽然具有6层大小的厚度，但这里不存在由第3层～第6层金属箔层21形成的金属图案。图6示出了在第一层金属箔层21通过蚀刻形成的金属图案，图7示出了在第二层金属箔层21通过蚀刻形成的金属图案。

如图6所示，在柔性部13中，用于将第一刚性部11的电子部件与第二刚性部12的电子部件之间电连接的多个导通布线27利用第一层金属箔层21而形成。多个导通布线27在第一刚性部11与第二刚性部12之间单纯地以直线状延伸，并且相互平行地延伸。各导通布线27与柔性部13的侧缘、换句话说是直线状的外缘13a也平行。另外，在柔性部13中形成为直线状的导通布线27的两端分别与形成于第一刚性部11以及第二刚性部12的第一层金属箔层21的电路图案连续，但在图6中，省略了第一刚性部11以及第二刚性部12的电路图案的图示。

这里，如图6所示，在柔性部13的外缘13a的附近，利用第一层金属箔层21分别形成有非导通金属图案33。该非导通金属图案33是与相邻的导通布线27、其他电路图案分离独立的所谓的虚设图案，与哪个电子部件都不导通。各个非导通金属图案33沿柔性部13的外缘13a、并且稍微离开该外缘13a地形成，在第一刚性部11与第二刚性部12之间直线地延伸的，并且呈宽度比相邻的导通布线27更宽的带状。非导通金属图案33的两端部33a从柔性部13横穿其与第一、第二刚性部11、12的边界30而延伸至第一、第二刚性部11、12的边11a、12a的一部分，沿电路基板3的圆角部31弯曲成圆弧形。

因而，根据图6可知，非导通金属图案33设于比导通布线27靠近柔性部13的外缘13a的位置，在一对非导通金属图案33的内侧配置有多个导通布线27。因而，对于伴随着柔性部13的弯折或挠曲变形的基材的破裂(裂纹)，利用非导通金属图案33保护导通布线27。即，在如前述那样将电路基板3弯折成大致U形时，在由玻璃环氧等基材22构成的薄壁的柔性部13中，容易在边界30附近产生裂纹。关于这种裂纹的产生，在上述实施例中，非导通金属图案33存在于外缘13a的附近，因此原本就难以产生裂纹。此外，假设在外缘13a产生了裂纹，由于利用非导通金属图案33限制其生长，因此可抑制位于内侧的导通布线27的断线。并且，在上述实施例中，由于在边界30的两端设有圆角部31，因此可抑制沿着边界30的应力的集中进而是裂纹的产生。

非导通金属图案33为了不损坏柔性部13所需的挠性，在内侧的侧缘(与导通布线27相邻的一侧的侧缘)形成有多个(例如三个)圆弧形的缺口34。由此，在缺口34的部分中，作为窄幅部，非导通金属图案33的宽度(与弯曲方向正交的方向的尺寸)局部变窄，挠曲变形变得容易。

第一层金属箔层21成为不被电路基板3的基材22覆盖的最外层，因此最终利用抗蚀剂覆盖除了焊接位置之外的大致整个面。关于该抗蚀剂的印刷形成，在电路基板3的外周缘，出于加工精度等方面，一般只进行到从基板自身的外缘稍微后退了的位置。非导通金属图案33如前述那样稍微离开柔性部13的外缘13a地形成，图6中附图标记35所示的抗蚀剂的外缘位于柔性部13的外缘13a与非导通金属图案33之间。由此，非导通金属图案33被抗蚀剂可靠地覆盖，可防止其腐蚀。

在图7所示的第二层金属箔层21中，在柔性部13的宽度方向的中央部，以宽度较宽的长方形状形成有接地部37。该接地部37连接于第一刚性部11或第二刚性部12的未图示的接地布线，最终经由适当的路径而接地。在柔性部13的外缘13a的附近形成有呈与第一层金属箔层21中的非导通金属图案33相同的形状的第二非导通金属图案38。该第二非导通金属图案38仍为与接地部37、其他电路图案分离独立的所谓的虚设图案，且与哪个电子部件都不导通。该第二非导通金属图案38基本上形成为与第一层非导通金属图案33在层叠方向上重叠的形状，但与最外层的非导通金属图案33，被不同基材22的叠层覆盖，因此到达前述第一层金属箔层21中的相当于抗蚀剂外缘35的位置地形成于靠近外缘13a的位置。因而，在图示例中，第二非导通金属图案38的宽度比第一层非导通金属图案33宽。在第二非导通金属图案38中，也作为窄幅部以局部缩窄宽度的方式在三个位置形成有圆弧形的缺口39。这些缺口39处于与第一层非导通金属图案33的缺口34重叠的位置。

如此，在上述实施例中，第二层金属箔层21还具备第二非导通金属图案38，从而进一步提高柔性部13的外缘13a的强度，可进一步可靠地抑制裂纹的产生以及产生的裂纹所导致的导通布线27的断线。

图8以及图9示出变更了缺口34、39的形成位置的第二实施例。图8与前述图6相同，表示在第一层金属箔层21形成的金属图案，图9与前述图7相同，表示在第二层金属箔层21形成的金属图案。如这些图所示，在第二实施例中，在非导通金属图案33以及第二非导通金属图案38的外侧的侧缘(与柔性部13的外缘13a相邻的侧缘)，在多个位置(例如三个位置)分别形成有圆弧形的缺口34、39。由此，作为窄幅部，非导通金属图案33以及第二非导通金属图案38的宽度局部变窄，挠曲变形变得容易。

图10以及图11示出进一步变更了缺口34、39的周围的构成的第三实施例。图10与前述图6、图8相同，表示在第一层金属箔层21形成的金属图案，图11与前述图7、图9相同，表示在第二层金属箔层21形成的金属图案。如这些图所示，在第三实施例中，与第二实施例相同，在非导通金属图案33以及第二非导通金属图案38的外侧的侧缘(与柔性部13的外缘13a相邻的侧缘)，在多个位置(例如三个位置)分别形成有圆弧形的缺口34、39。而且，在第三实施例中，与缺口34、39的各个对应地在柔性部13的外缘13a分别形成有呈圆弧形的缺口40。即，在柔性部13的外缘13a中的基材22设有缺口40，以包围该缺口40的方式设有非导通金属图案33以及第二非导通金属图案38的缺口34、39。另外，第一层非导通金属图案33如前述那样由抗蚀剂覆盖，附图标记35所示的抗蚀剂的外缘35位于基材的缺口40与非导通金属图案33的缺口34之间。

如此，根据在柔性部13中的基材22也设有缺口40的第三实施例，柔性部13变得更容易挠曲。因而，可抑制在边界30产生裂纹。

以上，详细说明了本发明的一实施例，但本发明并不限定于上述实施例，能够进行各种变更。例如在上述实施例中，柔性部13成为一定宽度的带状的构成，但即使在柔性部不是这种单纯形状的情况下，也能够应用本发明。导通布线27、非导通金属图案33、38并不局限于直线状，也可以是弯曲的形状或者曲线状等。另外，上述实施例中，通过去除6层构造的电路基板中的4层而构成了柔性部13，但本发明并不限定于这种制造方法。

而且，在上述实施例中，在两层中分别具备非导通金属图案33、38，但也可以仅为某一方。在一层中设置非导通金属图案的情况下，如非导通金属图案33那样位于与导通布线27相同的层有利于抑制裂纹的生长所导致的导通布线27的断线。在上述实施例中，非导通金属图案33、38以双层重叠，因此更加有利。

另外，本发明并不限定于上述的动力转向装置用电动促动器的电路基板，能够应用于各种用途的电子电路装置。在具备三个以上的部件安装部、且各个之间利用薄壁的柔性部连接的构成的电路基板中也能够应用本发明。

如以上那样，本发明的电子电路基板是一种供电子部件安装的电子电路基板，具备：至少两个部件安装部，其供上述电子部件安装；柔性部，其位于相邻的两个部件安装部之间，比上述部件安装部的基板的厚度更薄地形成，且具有比上述部件安装部高的挠性，并且具备将两个部件安装部之间电连接的导通布线；以及非导通金属图案，其在上述柔性部中设于比上述导通布线靠近该柔性部的外缘的位置。

在一个优选的方式中，上述非导通金属图案横穿上述部件安装部与上述柔性部的边界而延伸。

此外，在一个方式中，在上述柔性部的两侧分别具备上述非导通金属图案，在这两个非导通金属图案之间具备多个上述导通布线。

而且，在一个方式中，上述非导通金属图案沿上述柔性部的外缘并且稍微离开该外缘地形成。

此外，在一个方式中，上述非导通金属图案具有沿着与上述柔性部的弯曲方向正交的方向的宽度局部变窄的一个或者多个窄幅部。

例如上述非导通金属图案在至少一方的侧缘具备多个缺口，利用该缺口形成有上述窄幅部。

而且，在一个方式中，上述非导通金属图案在上述柔性部的成为外缘侧的一方的侧缘具备上述缺口，以沿着该非导通金属图案的缺口的方式在上述柔性部的外缘形成有缺口。

另外，本发明的电子电路装置是一种对促动器进行驱动、控制的电子电路装置，具备：外壳；以及电子电路基板，其收容于该外壳内。上述电子电路基板具备：安装有电力系统电子部件的第一部件安装部以及安装有控制系统电子部件的第二部件安装部；柔性部，其位于这两个部件安装部之间，比上述部件安装部的基板的厚度更薄地形成，且具有比上述部件安装部高的挠性，并且具备将两个部件安装部之间电连接的导通布线；以及非导通金属图案，其在上述柔性部中设于比上述导通布线靠近该柔性部的外缘的位置，上述电子电路基板在以上述第一部件安装部与上述第二部件安装部相互重叠的方式使上述柔性部挠曲变形的状态下收容于上述外壳内。

Claims (7)

1.一种电子电路基板，供电子部件安装，具备：

至少两个部件安装部，其供上述电子部件安装；

柔性部，其位于相邻的两个部件安装部之间，比上述部件安装部的基板的厚度更薄地形成，且具有比上述部件安装部高的挠性，并且具备将两个部件安装部之间电连接的导通布线；以及

非导通金属图案，其在上述柔性部中设于比上述导通布线靠近该柔性部的外缘的位置，

上述非导通金属图案横穿两个上述部件安装部与上述柔性部的边界而延伸，

上述部件安装部的基材与上述柔性部的基材为相同的材质，并且上述基材遍及上述部件安装部以及上述柔性部的三者而连续，

在上述柔性部的中央部作为凹槽形成有薄壁部分。

2.根据权利要求1所述的电子电路基板，其中，

在上述柔性部的两侧分别具备上述非导通金属图案，

在这两个非导通金属图案之间具备多个上述导通布线。

3.根据权利要求1或2所述的电子电路基板，其中，

上述非导通金属图案沿着上述柔性部的外缘并且稍微离开该外缘地形成。

4.根据权利要求1或2所述的电子电路基板，其中，

上述非导通金属图案具有沿着与上述柔性部的弯曲方向正交的方向的宽度局部变窄的一个或者多个窄幅部。

5.根据权利要求4所述的电子电路基板，其中，

上述非导通金属图案在至少一方的侧缘具备多个缺口，利用该缺口形成有上述窄幅部。

6.根据权利要求5所述的电子电路基板，其中，

上述非导通金属图案在上述柔性部的成为外缘侧的一方的侧缘具备上述缺口，

以沿着该非导通金属图案的缺口的方式在上述柔性部的外缘形成有缺口。

7.一种电子电路装置，对促动器进行驱动、控制，具备：

外壳；以及

电子电路基板，其收容于该外壳内；

上述电子电路基板具备：

安装有电力系统电子部件的第一部件安装部以及安装有控制系统电子部件的第二部件安装部；

柔性部，其位于这两个部件安装部之间，比上述部件安装部的基板的厚度更薄地形成，且具有比上述部件安装部高的挠性，并且具备将两个部件安装部之间电连接的导通布线；以及

非导通金属图案，其在上述柔性部中设于比上述导通布线靠近该柔性部的外缘的位置；

上述电子电路基板在以上述第一部件安装部与上述第二部件安装部相互重叠的方式使上述柔性部挠曲变形的状态下收容于上述外壳内，

上述非导通金属图案横穿两个上述部件安装部与上述柔性部的边界而延伸，

上述部件安装部的基材与上述柔性部的基材为相同的材质，并且上述基材遍及上述部件安装部以及上述柔性部的三者而连续，

在上述柔性部的中央部作为凹槽形成有薄壁部分。

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