技術 電気部品実装用パネル

0001

本発明は、人工衛星に用いられる太陽電池や他の電気部品実装用のパネルに好適な電気部品実装用パネルに関する。

0002

通常、人工衛星は、太陽電池（セル）を搭載しており、この太陽電池により太陽光を電気エネルギーに変換し、所定の期間にわたって電力が電源系に供給される構成となっている。太陽電池は、例えば太陽電池実装用サブストレートと呼ばれるパネルに実装される。通常では、太陽電池が実装されたパネルを複数枚結合して太陽電池パドルを形成している。従って、各パネルに実装された太陽電池は、パネル間で接続されることによって人工衛星本体の電源系に電力を送ることができるようになる。太陽電池パドルは、衛星打ち上げ時には複数のパネルを折り畳んで収納し、軌道上に打ち上げられた後に展開して使用される。

0003

図６には、従来のパネルでの電気的接続の方法の一例を示している。従来、パネル２の表面に太陽電池などの電気部品４を実装する場合、実装する電気部品４をパネル２上面の配設位置に固定すると共に、接続が必要な電気部品４同士を電気配線６によって接続する。異なるパネルに配設された電気部品４同士を接続する場合も図６に示すようにして電気配線６を引き回すことによって行っている。

0004

このように従来のパネルを用いて電気部品４を実装する場合には電気配線６を引き回す必要があった。このため、太陽電池のようにパネル上に実装する電気部品４が多数ある場合には、多数の配線を行なう必要があるため、電気配線６自体の重量が重くなってしまっていた。人工衛星では機体重量の軽減要求が強いために電気配線６による重量増加が問題となってしまう。また、太陽電池パドルの組立作業時には電気部品間の配線作業に多くの時間を要し、また配線数が多くなるに従って誤配線が発生する可能性が高くなるために十分な注意が必要であり作業負担が重くなっていた。

0005

本発明は前記のような事情を考慮してなされたもので、軽量化と共に組み立て作業を簡単化することが可能な電気部品実装用パネルを提供することを目的とする。

0006

本発明は、パネルと、前記パネルの上面部に貼り付けられるものであって、実装される電気部品を接続するための配線パターンが予め設けられた、前記パネル上面部の面積を越える面積を持つフレキシブルプリント基板とにより構成されたことを特徴とする。

0007

このような構成によれば、パネルに実装する太陽電池などの電気部品を、フレキシブルプリント基板に予め設けられた配線パターンと接続することで電気部品間の接続が行われるため、電気部品の実装作業が簡単化されると共に実装する電気部品が多くなるに従って電気配線の重量が重くなることもない。

0008

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施形態における電気部品実装用パネルの構成を示す斜視図である。図１に示すように、電気部品実装用パネルは、ハニカムパネルなどの固くて軽量に構成されたパネル１０上にフレキシブルプリント基板１２を貼り付けて構成されている。フレキシブルプリント基板１２には、実装する電気部品の配置に応じた配線パターン１４がエッチングにより予め形成され、電気部品が実装される上面部が絶縁層によって絶縁されている。また、フレキシブルプリント基板１２は、パネル１０の上面部の面積を越える面積を持っている。このため、矩形状に構成されたパネル１０の少なくとも一つの辺において、パネル１０の上面部を越えて配線パターン１４が配設された部分を含むフレキシブルプリント基板１２の一部が延出される。図１に示す電気部品実装用パネルでは、パネル１０の長手方向の両端部においてフレキシブルプリント基板１２の一部が延出されている。複数の電気部品実装用パネルに実装された電気部品の接続は、パネル１０の上面部を越えて延出されている部分がフレキシブルとなっているので、この部分を重ね合わせて相互に接続することで実現される（詳細な構成を図４，図５に示す）。

0009

なお、パネル１０に対してフレキシブルプリント基板１２が延出される箇所は、本実施形態における電気部品実装用パネルを用いて構成される太陽電池パドルの形状に応じて、隣接する電気部品実装用パネルと接続される方向に少なくとも一箇所設けられる。例えば、太陽電池パドルが複数枚の電気部品実装用パネルを一列に配置して構成される場合、両端に位置する電気部品実装用パネルについてはパネル１０の一辺においてのみフレキシブルプリント基板１２が延出され、両側に隣接する電気部品実装用パネルがある電気部品実装用パネルについてはパネル１０の対向する二辺においてフレキシブルプリント基板１２が延出された構成となる。また、太陽電池パドルを構成する電気部品実装用パネルの配置によっては、パネル１０の三辺、あるいは四辺においてフレキシブルプリント基板１２の一部が延出された構成とすることができる。

0010

図２には、電気部品実装用パネルに電気部品２０を実装した場合の図１中におけるＡ−Ａ線における断面図を示している。図２に示すように、心材１０ａに例えばハニカムやフォーム材を用いたパネル１０に対して、接着剤２６によりフレキシブルプリント基板１２が貼り付けられている。

0011

フレキシブルプリント基板１２には、電気部品２０が実装される表面側の絶縁層２２とパネル１０側の絶縁層２４との間に配線パターン１４が設けられている。絶縁層２２には、電気部品２０の配設位置に応じて電気部品配線用穴２８が設けられており、電気部品２０から延びる配線３０を接続することができるようになっている。これにより、電気部品２０と配線パターン１４とは、最小限の長さの配線３０によって接続することができる。また、電気部品実装用パネルの上面部側からの作業であるために作業性が良く、また配設位置に応じて設けられた電気部品配線用穴２８に接続するだけであるため、電気部品２０の数が多くなったとしても誤配線のおそれもない。

0012

図３は複数の電気部品実装用パネルによって構成される太陽電池パドルの概念図を示し、図４は図３に示すように電気部品実装用パネルを結合する際のフレキシブルプリント基板１２の接続状態の一例（図１中のＢで示す部分の断面図）を示している。

0013

図３（ａ）は複数の電気部品実装用パネルが折り畳んで収納される状態を示し、図３（ｂ）は複数の電気部品実装用パネルが展開された状態を示している。電気部品実装用パネル間は、ヒンジ（図示せず）などによって構造的に結合されると共に、パネル１０の上面部から延出されたフレキシブルプリント基板１２のフレキシブルな部分において電気的に接続される。従って、隣接する電気部品実装用パネルの間を折り曲げることができ、図３（ｂ）に示す矢印方向でそれぞれ折り曲げることで図３（ａ）に示すような状態で折り畳むことができる。

0014

隣接する電気部品実装用パネルのそれぞれに設けられたフレキシブルプリント基板１２は、図４に示すようにして、パネル１０の上面部から延出された部分において配線パターン１４同士が相互に電気的に接続される。これにより、電気部品実装用パネル間においても電気配線を別途引き回す必要がない。

0015

図５には、図４に示すような電気部品実装用パネル間における電気的な接続の方法を示している。電気部品実装用パネル間を電気的に接続する場合には、パネル１０の上面部から延出されたフレキシブルプリント基板１２の一部において、配線パターン１４が設けられた部分において絶縁層２２，２４の一部を除去して、図５（ａ）に示すような配線接続用穴３２を設けておく。絶縁層２２，２４に設けられた配線接続用穴３２は、図５（ｂ）に示すように、配線パターン１４を挟んで相対する位置に設けられている。

0016

フレキシブルプリント基板１２を接続する際には、それぞれに設けられた配線接続用穴３２の位置を合わせてフレキシブルプリント基板１２を密着させる。その際、密着している側の配線接続用穴３２によって設けられる空間に配線パターン１４を電気的に接続するためにハンダを入れておく。

0017

そして、図５（ｃ）に示すように、密着していない側の各フレキシブルプリント基板１２の配線接続用穴３２にヒータ３４を挿入し、配線パターン１４を介してハンダに熱を加えて溶融させた後、ヒータ３４を配線接続用穴３２から取り出す。これにより、密着された側の配線接続用穴３２において、配線パターン１４がハンダ付けによって電気的に接続される。

0018

こうして、フレキシブルプリント基板１２に予め設けられた配線パターン１４同士を接続するので、別に接続配線などを用いる必要がなく、また相互に対応する位置にある配線パターン１４と接続するので誤配線などのおそれもない。

0019

このようにして、電気部品実装用パネルに実装する太陽電池などの電気部品２０を、フレキシブルプリント基板１２に予め設けられた配線パターン１４と接続することで電気部品間の接続が行われるため、電気部品２０の実装作業が簡単化される。また、電気配線を引き回して接続しないので、実装する電気部品２０が多くなるに従って電気配線の重量が重くなることもなく軽量化が実現でき、誤配線のおそれも回避することができる。

0020

なお、前述した説明では、人工衛星に用いられる太陽電池実装用サブストレートに適用するとして説明しているが、宇宙用ではなく一般の電気部品が実装されるパネルに適用することも可能である。勿論、電気部品も太陽電池に限るものではなく、集積回路や電源部品など各種の電気部品を対象とすることができる。また、実装する電気部品に応じて、フレキシブルプリント基板１２に設けられる配線パターン１４も図１に示すように直線上にするだけでなく任意のパターンに形成することができる。

0021

また、前述した説明では、フレキシブルプリント基板１２を軽量で固いパネル１０に貼り付けるものとして説明しているが、パネル１０に該当する基材の部分もフレキシブルプリント基板１２と同様にフレキシブルな膜面（ブランケット）を用いた構成としても良い。これにより、フレキシブルプリント基板１２を利用して電気部品の配線を行なうことが可能なフレキシブルタイプの太陽電池パドルを構成することも可能である。

0022

以上詳述したように本発明によれば、パネルに実装する太陽電池などの電気部品を、フレキシブルプリント基板に予め設けられた配線パターンと接続することで電気部品間の接続が行われるため、電気部品の実装作業が簡単化されると共に実装する電気部品が多くなるに従って電気配線の重量が重くなることもないので、軽量化と共に組み立て作業を簡単化することが可能となるものである。

0023

図１本実施形態における電気部品実装用パネルの構成を示す斜視図。
図２電気部品実装用パネルに電気部品２０を実装した場合の図１中におけるＡ−Ａ線における断面図。
図３複数の電気部品実装用パネルによって構成される太陽電池パドルの概念図。
図４図３に示すように電気部品実装用パネルを結合する際のフレキシブルプリント基板１２の接続状態の一例を示す図。
図５図４に示すような電気部品実装用パネル間における電気的な接続の方法を示す図。
図６従来のパネルでの電気的接続の方法の一例を示す図。

0024

１０…パネル
１２…フレキシブルプリント基板
１４…配線パターン
２０…電気部品
２２，２４…絶縁層
２８…電気部品配線用穴
３０…配線
３２…配線接続用穴