JP2002185125A - 電装部品の実装方法および同電装部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電装部品の側面に設けられた電極部を、配線
板に設けられた回路構成部材に導電状態で接合して実装
する電装部品の実装方法において、、導電部材が片面に
しか設けられていない配線板にも、良好な導通状態で実
装可能な電装部品の実装方法を提供する。 【解決手段】 回路構成部材は互いに離間した第１と第
２回路構成部材２４ａ，２４ｂからなり、実装方法は、
第１と第２の一対のロウ金属層３１ａ，３１ｂを電極部
３ｓと第１と第２回路構成部材の間に介装させた状態
で、電装部品１を第１と第２回路構成部材側に押付けな
がら、第１と第２ロウ金属層に一対の溶接用電極４４
ａ，４４ｂを当ててこれらをジュール熱で再溶融する工
程を有する構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電装部品の側面に
設けられた電極部を配線板に設けられた回路構成部材に
導電状態で接合して実装する電装部品の実装方法、およ
び、電装部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】エレクトレットコンデンサマイクロホン
など、電装部品の装置自身が熱によって損傷を受け易い
場合には、熱風によってハンダをリフローさせる実装方
法が採用できない。このような性質を持った電装部品に
も適用可能な実装方法としては、次の方法が知られてい
る。すなわち、電装部品からリード線を引き出しておい
て、このリード線を手ハンダなどで配線板に接合する方
法、電装部品をゴムなどのホルダ内に収納して、コイル
ばねの接点圧によって配線板に接合する方法、限られた
部位のみを瞬間的な加熱で接合する抵抗溶接法、およ
び、導電性接着剤による接合法である。

【０００３】ゴムホルダまたはリード線を用いた方法
は、電装部品の実質的な体積を増大させるので、電装部
品を用いた電機製品の小型化を阻害するという別の問題
を有する。また、導電性接着剤による接合法は、導電性
接着剤を十分に使用に耐える接合強度まで室温で硬化さ
せるためには、数十時間もの長時間にわたって養生する
必要があり、製造能率を大きく低下させるので、実用的
でない。また、電装部品と導電性接着剤と配線板とから
なるアセンブリーの全体を１５０℃などの温度で数十分
間にわたって養生すれば、養生時間を短縮できるが、エ
レクトレットコンデンサマイクロホン等の熱によって損
傷を受け易い電装部品の実装方法としては、実質的に採
用できない。また、一般に導電性接着剤による接合法で
は、導電性接着剤によって形成された接合部の導電率が
十分に高くないという問題があった。

【０００４】したがって、電機製品の小型化を阻害し難
い方法としては、リード線が引き出されていない電装部
品を配線板に実装可能な特別な抵抗溶接法が有効と考え
られる。この特別な抵抗溶接法では、例えば、メイン基
板にコネクタで接続された両面露出型の銅板からなる配
線板を介して電装部品を実装することができる。その実
装の手順としては、先ず、図５（ａ）に例示するよう
に、回路構成部材としての両面露出型の銅板１２４の第
１面に、予め錫またはハンダの層１３０をメッキ等で形
成しておく。そして、電装部品１０１の下面に形成され
た電極部１０６ｓが第１面に接するように、電装部品１
０１を両面露出型の銅板１２４の上に載置する。次に、
図５（ｂ）に例示するように（ここでは、銅板１２４と
電装部品１０１からなる全体が上下反転されている）、
一対の溶接用電極１４４ａ，１４４ｂを、銅板１２４の
第２面に接当させる。そして、錫またはハンダの層１３
０と電装部品１０１の電極部１０６ｓの間に良好な導電
状態が得られるように、一対の溶接用電極１４４ａ，１
４４ｂを、銅板１２４の第２面に強く押し付けながら、
一対の溶接用電極１４４ａ，１４４ｂの間に瞬間的に電
流を流す。これによって、錫またはハンダの層１３０が
ジュール熱で短時間の間だけ溶融され再び固化すること
によって、電装部品１０１の電極部１０６ｓと銅板１２
４の第１面とが一時的に再溶融した錫またはハンダの層
によって一体化される。この場合、一方の溶接用電極１
４４ａから出た電流の少なくとも一部は、図５（ｂ）の
矢印が示すように、銅板１２４内を先ず下向きに流れ、
次に錫またはハンダの層１３０を横向きに通過して銅板
１２４内の別の箇所を上向きに流れて、他方の溶接用電
極１４４ｂに戻るものと考えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特別な
抵抗溶接法では、銅板の第１面に押付けられた錫または
ハンダの層に向かって、銅板の第２面側に接当された一
対の溶接用電極から電流を流す必要があるので、例え
ば、前述の従来例で示したような、銅板の第１面と第２
面の双方に銅板が露出した配線板にしか実装できないと
いう問題があった。すなわち、例えば、一方の面に銅箔
が設けられた樹脂製のフレキシブル配線板などには実装
できなかった。

【０００６】したがって、本発明の目的は、上に例示し
た従来技術による電装部品の実装方法、および、当該実
装方法によって実装された電装部品の持つ前述した欠点
に鑑み、導電部材が片面にしか設けられていない配線
板、例えば、一方の面に銅箔が設けられた樹脂製のフレ
キシブル配線板などにも、良好な導通状態で実装可能
な、実装電装部品の実装方法、および、当該実装方法に
よって実装された電装部品を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電装部品の実装方法は、特許請求の範
囲の欄の請求項１に記された特徴構成を備えている。す
なわち、本発明の請求項１による電装部品の実装方法
は、電装部品の側面に設けられた電極部を、配線板に設
けられた回路構成部材に導電状態で接合して実装する電
装部品の実装方法であって、前記回路構成部材は互いに
離間した第１と第２回路構成部材からなり、前記電装部
品の実装方法は、以下の工程を有することを特徴構成と
している、第１と第２の一対のロウ金属層を、前記第１
ロウ金属層が前記第１回路構成部材と、前記第２ロウ金
属層が前記第２回路構成部材と接し、且つ、前記第１と
第２ロウ金属層の双方が前記電極部と接するように、前
記電極部と前記第１と第２回路構成部材の間に介装させ
た状態で、前記電装部品を前記第１と第２回路構成部材
側に押付ける工程、前記押付け工程中に、前記第１と第
２ロウ金属層の各々、または、前記第１と第２回路構成
部材の各々に一対の溶接用電極を当てて、前記第１と第
２ロウ金属層の間に通電することによって、前記第１と
第２ロウ金属層をジュール熱で再溶融する工程。

【０００８】このような特徴構成を備えているために、
本発明の特許請求の範囲第１項による電装部品の実装方
法では、強い電流が瞬間的に、溶接用電極の一方から、
第１ロウ金属層、電装部品の電極部、第２ロウ金属層の
順に流れて、溶接用電極の他方へ戻る電流回路が形成さ
れるので、この瞬間的な電流の流れによって第１と第２
ロウ金属層がジュール熱で再溶融する。すなわち、一対
の溶接用電極の間の通電に基づく電流回路の形成される
位置も、また、これによって発生する瞬間的な高温発生
部も、極めて局部的な箇所（すなわち、電極部が位置す
る電装部品の一側面部）に限定されている。したがっ
て、電装部品の内部が熱に曝されることなく確実な接合
が行われる。また、再溶融のための通電は瞬間的に終了
するので、実装効率が極めて高い。また、電装部品と配
線板の回路構成部材とは、ロウ金属からなる十分に高い
導電率を備えた接合部を介して実装されるので、接合部
の抵抗によって阻害されることなく、電装部品の本来の
性能が発揮される。さらに、電装部品は側面に設けられ
た電極部がロウ金属のみを介して回路構成部材に直接接
合されるので、電装部品に専用のリード線を設けてこの
リード線を介して回路構成部材に接合する方法に比し
て、電装部品と配線板とからなるアセンブリーが小型化
される。

【０００９】上記目的を達成するために、本発明に係る
電装部品は、特許請求の範囲の欄の請求項２に記された
特徴構成を備えている。

【００１０】すなわち、本発明の請求項２による電装部
品は、請求項１に記載の電装部品の実装方法によって前
記配線板に実装されていることを特徴としている。この
ような特徴を備えているために、本発明の請求項２によ
る電装部品は、電装部品の内部が熱に曝される等の性能
低下を生じることなく、配線板の回路構成部材に確実に
接合されている。また、再溶融のための通電は瞬間的に
終了するので、実装効率が極めて高い。また、電装部品
は、ロウ金属からなる十分に高い導電率を備えた接合部
を介して配線板の回路構成部材に実装されているので、
その性能が十分に発揮される。さらに、電装部品はその
側面に設けられた電極部がロウ金属のみを介して回路構
成部材に直接接合されるので、電装部品に専用のリード
線を設けてこのリード線を介して回路構成部材に接合す
る方法に比して、基板などの配線板などに電装部品が占
める面積が少なくて済み、よりコンパクトな電気機器の
生産に役立つ。

【００１１】尚、前記第１ロウ金属層は、予め前記第１
回路構成部材の上に設けられたハンダ層であり、第２ロ
ウ金属層は、予め前記第２回路構成部材の上に設けられ
たハンダ層である構成とすることができる。このように
構成すれば、実装段階では、これらのハンダ層を初めか
ら上に備えた各回路構成部材の上に電装部品を載置し、
圧子で押付けながら、溶接用電極で通電すれば良く、実
装段階でハンダ層を電装部品と各回路構成部材の間に挟
み込む操作が不要となるので、実装作業の能率が高ま
る。

【００１２】前記押付け工程では、前記電装部品の前記
電極部が、前記一対の溶接用電極とは別に設けられた圧
子によって、前記第１と第２ロウ金属層に押付けられる
構成とすることができる。このように構成すれば、電装
部品を回路構成部材に押付け維持するために、圧子によ
って与えられる応力を、一対の溶接用電極を各ロウ金属
層、または、各回路構成部材に接触させる操作とは独立
して制御することができる。すなわち、接合操作を行う
間、電装部品は圧子によって十分に大きな応力で回路構
成部材に押付け維持される必要があるが、一対の溶接用
電極は、各ロウ金属層、または、各回路構成部材に通電
可能に軽く接触させるだけで良い。この結果、一対の溶
接用電極に不要な応力を掛ける必要がないので、一対の
溶接用電極およびこの溶接用電極の移動操作手段などを
より簡単な構造で実現することができる。さらに、一対
の溶接用電極に与える不要な応力を懸念することなく、
圧子によって電装部品を十分に大きな応力で回路構成部
材に押付け維持することができる。勿論、圧子と一対の
溶接用電極とは同時に接合箇所に配置できるように、互
いに一体的なアセンブリーとして構成することもでき
る。

【００１３】本発明によるその他の特徴および利点は、
以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるで
あろう。

【００１４】

【発明の実施の形態】ＥＣＭ（エレクトレットコンデン
サマイクロホン）１を、ＦＰＣ（フレキシブルプリント
配線板）２０に実装する場合を例に、本発明の実施形態
について解説する。

【００１５】（ＥＣＭの構成）先ず、ＥＣＭ１（電装部
品の一例）は、図１（ａ）に示すように、上面の一部に
音響導入孔を備えたアルミナ製のパッケージ２（セラミ
ック製のパッケージの一例）を有する。図１（ｂ）にも
示すように、パッケージ２の下面２ａには、一対の第１
と第２電極部３ｓ，３ｔが形成されている。第１と第２
電極部３ｓ，３ｔは、互いに離間した状態でパッケージ
２に固着された２枚のニッケル製の板状導体４ｓ，４ｔ
と、各板状導体４ｓ，４ｔの下面に施された金メッキ層
６ｓ，６ｔとからなる。特に図示されないが、パッケー
ジ２の内部には、前記音響導入口に隣接した振動膜、上
面に高分子フィルムからなるエレクトレット層が形成さ
れた背極、および、前記背極と前記振動膜の間に形成さ
れるコンデンサに生じる音響に起因する電気信号を低イ
ンピーダンス変換素子としてのＦＥＴが設けられてい
る。このＦＥＴのゲート電極は前記背極に電気的に接続
されている。そして、このＦＥＴのソース電極は、第１
と第２電極部３ｓ，３ｔを構成するニッケル製の板状導
体４ｓ，４ｔの内の一方の板状導体４ｓに接続され、Ｆ
ＥＴの接地極は、他方の板状導体４ｔに接続されてい
る。因みに、前記エレクトレット層は、一般に熱に弱
く、例えば１５０℃を超える熱を数十分など長時間受け
ると電位低下などの損傷を受け、性能異常を来し易い。

【００１６】（ＦＰＣの構成）次に、ＦＰＣ２０（配線
板の一例）は、図１（ａ）に示すように、ポリイミドフ
ィルムなどの可撓性の高い絶縁フィルムからなるベース
部材２２と、ベース部材２２の上面に接着剤（不図示）
で貼り付けられた銅箔２４とからなる。ＥＣＭ１の実装
箇所Ｐには、図１（ａ）の右側から２本の銅箔２４ａ，
２４ｂ（第１と第２回路構成部材の一例）が互いに離間
した状態で平行に延びて来て、左側からも２本の銅箔２
５ａ，２５ｂ（同様に、第１と第２回路構成部材の一
例）が互いに離間した状態で平行に延びて来ている。図
の手前側に位置する右側の銅箔２４ａと左側の銅箔２５
ａとは、共通の軸芯に沿って延びているが、これら２つ
の銅箔２４ａ，２５ａの間には十分な間隙が設けられて
いる。図の奥側に位置する右側の銅箔２４ｂと左側の銅
箔２５ｂも同じ関係にある。

【００１７】このように実装箇所Ｐに向かって延びた、
全部で４本の銅箔２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂの各
端部付近は、予めメッキ等によって施されたハンダ層３
０（ロウ金属層の一例）によって被覆されている。右側
の銅箔２４ａ，２４ｂの端部付近は、それぞれハンダ層
３１ａ，３１ｂによって被覆され、左側の銅箔２５ａ，
５４ｂの端部付近は、それぞれハンダ層３２ａ，３２ｂ
によって（第１と第２ロウ金属層の一例）被覆されてい
る。手前側の列のハンダ層３１ａ，３２ａは、いずれも
第１ロウ金属層の一例であり、奥側の列のハンダ層３１
ｂ，３２ｂは、いずれも第２ロウ金属層の一例を構成す
る。

【００１８】（実装用装置の構成）ＥＣＭ１をＦＰＣ２
０の実装箇所Ｐに実装するための実装用装置は、図２
（ｂ）と図３に例示されるように、ＦＰＣ２０を載置す
るための支持台４０、ＥＣＭ１をＦＰＣ２０の実装箇所
Ｐに押付けるための圧子４２、一対の溶接用電極４４
ａ，４４ｂ、および、一対の溶接用電極４４ａ，４４ｂ
の間に溶接用の電流を流すための電源５０を含む。尚、
圧子４２と一対の溶接用電極４４ａ，４４ｂとは互いに
一体的に連結されていても良く、或いは、圧子４２と一
対の溶接用電極４４ａ，４４ｂとが互いに一体的な動き
を呈するように、圧子４２の操作アーム用の制御プログ
ラムと一対の溶接用電極４４ａ，４４ｂ用の制御プログ
ラムとを互いに連係させても良い。

【００１９】（実装作業の工程）ＥＣＭ１をＦＰＣ２０
の実装箇所Ｐに実装するための実装方法の一例を以下に
示す。下記の実装方法は、実質的に、ＥＣＭ１が実装さ
れた配線板の生産方法を、或いは、ＥＣＭ１が実装され
た配線板を備えた電気機器の生産方法の一部を示してい
る。

【００２０】（１）先ず、支持台４０上にＦＰＣ２０を
載置しておき、図２（ａ）に示すように、このＦＰＣ２
０の実装箇所Ｐ上にＥＣＭ１を配置する。この時、ＥＣ
Ｍ１の下面２ａの一方の電極部３ｓが、互いに平行に延
びた一対のハンダ層３１ａ，３１ｂとだけ接し、他方の
電極部３ｔが、別の一対のハンダ層３２ａ，３２ｂとだ
け接するようにＥＣＭ１の位置を決める。

【００２１】（２）次に、圧子４２と一対の溶接用電極
４４ａ，４４ｂを備えた溶接アセンブリーをＥＣＭ１に
近付ける。そして、図２（ｂ）と図３に示すように、一
方では、圧子４２をＥＣＭ１の上面に荷重Ｆが加えられ
るように押付け、他方では、ＥＣＭ１の第１電極部３ｓ
と接触している一対のハンダ層３１ａ，３１ｂの各々
に、一対の溶接用電極４４ａ，４４ｂをそれぞれ接触さ
せる。このように、圧子４２によってＥＣＭ１の上面に
一定の荷重Ｆを加えることで、ＥＣＭ１とＦＰＣ２０と
は、圧子４２と下の支持台４０の間に挟着される。した
がって、結果的に、第１と第２のハンダ層３１ａ，３１
ｂが第１電極部３ｓと右側の銅箔２４ａ，２４ｂの間に
介装された状態で、ＥＣＭ１を右側の銅箔２４ａ，２４
ｂに押付けることになる。

【００２２】（３）上記のように、圧子４２をＥＣＭ１
の上面に押付けたまま、一対の溶接用電極４４ａ，４４
ｂの間に大きな直流電流を瞬間的（例えば、３０ｍｓｅ
ｃなど）に流す。これによって、第１と第２ハンダ層３
１ａ，３１ｂ内で一定量のジュール熱が発生し、第１と
第２ハンダ層３１ａ，３１ｂが短時間だけ再溶融して再
び固化することで、ＥＣＭ１の第１電極部３ｓが、第１
と第２ハンダ層３１ａ，３１ｂを介して、右側の銅箔２
４ａ，２４ｂに確実に接合される。この場合、図４に例
示するように、一方の溶接用電極４４ａから出た電流
は、第１ハンダ層３１ａから、ＥＣＭ１の第１電極部３
ｓの金メッキ層６ｓを通り、さらに、第２ハンダ層３１
ｂを通って、他方の溶接用電極４４ｂに戻ると考えられ
る。引き続き、同じ要領で、一対の溶接用電極４４ａ，
４４ｂの接当位置だけを変えて再び通電することで、第
１と第２ハンダ層３２ａ，３２ｂを介して、ＥＣＭ１の
第２電極部３ｔを左側の銅箔２５ａ，２５ｂに接合す
る。

【００２３】〔別実施形態〕 ＜１＞実装の作業時、溶接用電極４４ａ，４４ｂを、必
ずしも、ハンダ層３１ａ，３１ｂ（または、３２ａ，３
２ｂ）そのものに接当させる必要はなく、ハンダ層３１
ａ，３１ｂ（または、３２ａ，３２ｂ）に適度に近接し
た銅箔２４ａ，２４ｂ（または、２５ａ，２５ｂ）の部
位に接当させて通電しても良い。

【００２４】＜２＞ハンダ層３１ａ，３１ｂ，３２ａ，
３２ｂは、銅箔２４ａ，２４ｂ，２５ａ，２５ｂの各端
部上にメッキなどで接合しておく必要はなく、ハンダ層
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ若しくはＥＣＭ１の電
極部３３ｓ，３ｔに対して、粘着テープその他の何らか
の機械的な接合手段などで仮止めしておいても良い。

【００２５】＜３＞圧子と一対の溶接用電極とが同時に
接合箇所に配置できるように、互いに一体的なアセンブ
リーとして構成する場合、一対の溶接用電極が不要に大
きな応力で各ロウ金属層、または、各回路構成部材に押
付けられないように、一対の溶接用電極を圧縮バネその
他の付勢手段を介してアセンブリーに取付けても良い。

【００２６】＜４＞本発明による実装方法は、必ずしも
ＦＰＣ２０、すなわち、薄く柔軟な配線板への実装だけ
でなく、比較的剛性の高い厚い基板への実装にも使用で
きる。また、一方の面に銅箔が設けられた樹脂製の配線
板に限らず、銅板の第１面と第２面の双方に銅板が露出
した配線板への実装にも用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実装方法に用いられるＥＣＭとＦ
ＰＣの例を示す斜視図

【図２】本発明による実装方法の工程を示す説明図

【図３】本発明による実装方法の一つの工程を示す側面
図

【図４】図３の工程を示す要部の正面図

【図５】従来の実装方法の一例を示す正面図

【符号の説明】

１ 電装部品（ＥＣＭ） ２ パッケージ ３ｓ，３ｔ 第１と第２電極部 ４ｓ，４ｔ 板状導体（電極部） ６ｓ，６ｔ 金メッキ層（電極部） ２０ ＦＰＣ（配線板の一例） ２２ ベース部材 ２４ａ，２５ａ 銅箔（第１回路構成部材） ２４ｂ，２５ｂ 銅箔（第２回路構成部材） ３０ ハンダ層（ロウ金属層） ３１ａ，３２ａ ハンダ層（第１ロウ金属層） ３１ｂ，３２ｂ ハンダ層（第２ロウ金属層） ４２ 圧子 ４４ａ，４４ｂ 溶接用電極 Ｐ 実装箇所

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電装部品の側面に設けられた電極部を、
   配線板に設けられた回路構成部材に導電状態で接合して
   実装する電装部品の実装方法であって、前記回路構成部
   材は互いに離間した第１と第２回路構成部材からなり、
   前記電装部品の実装方法は、以下の工程を有する、 第１と第２の一対のロウ金属層を、前記第１ロウ金属層
   が前記第１回路構成部材と、前記第２ロウ金属層が前記
   第２回路構成部材と接し、且つ、前記第１と第２ロウ金
   属層の双方が前記電極部と接するように、前記電極部と
   前記第１と第２回路構成部材の間に介装させた状態で、
   前記電装部品を前記第１と第２回路構成部材側に押付け
   る工程、 前記押付け工程中に、前記第１と第２ロウ金属層の各
   々、または、前記第１と第２回路構成部材の各々に一対
   の溶接用電極を当てて、前記第１と第２ロウ金属層の間
   に通電することによって、前記第１と第２ロウ金属層を
   ジュール熱で再溶融する工程。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電装部品の実装方法に
   よって前記配線板に実装された電装部品。
3. 【請求項３】 前記第１ロウ金属層は、予め前記第１回
   路構成部材の上に設けられたハンダ層であり、第２ロウ
   金属層は、予め前記第２回路構成部材の上に設けられた
   ハンダ層である請求項２に記載の電装部品。
4. 【請求項４】 前記押付け工程では、前記電装部品の前
   記電極部が、前記一対の溶接用電極とは別に設けられた
   圧子によって、前記第１と第２ロウ金属層に押付けられ
   る請求項２または３に記載の電装部品。
5. 【請求項５】 前記電装部品はセラミック製のパッケー
   ジと、前記電装部品の電極部を形成するために、前記パ
   ッケージの下面に取付けられた金属部材とを有する請求
   項２から４のいずれか１項に記載の電装部品。
6. 【請求項６】 前記電装部品は、振動膜、エレクトレッ
   ト層を備えた背極を含むエレクトレットコンデンサマイ
   クロホンである請求項２から５のいずれか１項に記載の
   電装部品。