JP2004127715A - フラットフレキシブルケーブルの耐熱性回路基板に対する半田接続構造及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フラットフレキシブルケーブル１２における偏平断面の各導体線１２ａの先端に設けた接続端子１２ａ′を、耐熱性の回路基板１１に列状に並べて形成して成る各端子電極１５の各々に対して半田付けにて接続する場合に、半田づけの良否の確認が容易でき、且つ、前記接続端子の曲がり変形を小さくするとともに、前記回路基板の小型化等を図る。
【解決手段】前記各接続端子１２ａ′を、当該各接続端子における左右両長手側面縁のうち少なくとも一方の長手側面縁を前記端子電極１５から離れるように折り曲げた形態にして、前記端子電極１５との間に溶融半田が入るようにする。
【選択図】　　　　　　　　　　　　図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏平断面の導体線の複数本を同一平面において平行に並べてフレキシブルな絶縁体にて一体的に被覆して成るフラットフレキシブルケーブルを、サーマルプリントヘッドにおけるヘッド基板等のような回路基板に対して半田付けにして接続する構造と、その接続方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術としての特許文献１には、サーマルプリントヘッドにおいて、そのセラミック製のヘッド基板に、外部機器への接続用のフラットフレキシブルケーブルを、半田付けにて接続することが記載されている。
【０００３】
この先行技術のサーマルプリントヘッドは、図１及び図２に示すように、セラミック製のヘッド基板１と、フラットフレキシブルケーブル２とによって構成される。
【０００４】
前記ヘッド基板１の上面には、印字用の発熱抵抗体３がライン状に延びるように形成されているとともに、この発熱抵抗体３に対する駆動用のＩＣチップ４の複数個が列状に並んで搭載されている。
【０００５】
更に、前記ヘッド基板１における上面のうち前記発熱抵抗体３と前記各ＩＣチップ４を挟んで反対側の部位には、前記発熱抵抗体３に対するコモン配線パターン（図示せず）用の端子電極と、前記各ＩＣチップ４に対するグランド及び信号配線パターン（図示せず）用の端子電極とを含む複数個の端子電極５が、一列状に並べて形成されている。
【０００６】
なお、前記ヘッド基板１における上面には、当該上面に前記発熱抵抗体３における各印字ドットと前記各ＩＣチップ４とを接続するように形成されている多数本の個別配線パターン（図示せず）及び当該上面に形成されている前記コモン配線パターン、並びに前記グランド及び信号配線パターンを被覆するガラス等によるオーバーコート６が形成されているとともに、前記各ＩＣチップ４を被覆する硬質樹脂製のコート７が形成されている。
【０００７】
一方、前記フラットフレキシブルケーブル２は、偏平断面の導体線２ａの複数本を同一平面において平行に並べてフレキシブルな絶縁体２ｂにて一体的に被覆して成る構造であり、前記各導体線２ａの先端を、フラットフレキシブルケーブル２における一端面２′から突出して、接続端子２ａ′にしている。
【０００８】
そして、このフラットフレキシブルケーブル２の各導体線２ａにおける接続端子２ａ′を、図３及び図４に示すように、前記ヘッド基板１における各端子電極５に対して重ね合わせ、この状態で、端子電極５に対して半田付けにて接続するように構成している。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−４２６９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この先行技術においては、フラットフレキシブルケーブル２における各導体線２ａの接続端子２ａ′を、偏平断面のままで、ヘッド基板１における電極５に対して重ね合わせて半田付けするという構成であることにより、
（ａ）．フラットフレキシブルケーブル２の各導体線２ａにおける厚さが極めて薄いことのために、この導体線２ａにおける接続端子２ａ′を端子電極５に対して半田付けしたときに、前記各導体線２ａの接続端子２ａ′の左右両側面縁の部分に半田付けした半田の一部が盛り上がって露出するという半田フィレットが殆ど形成されることがないから、接続端子２ａ′の端子電極５に対する半田付けの良否を、当該接続端子２ａ′の左右両側面縁の部分における半田フレットによって確認することができない。
（ｂ）．前記フラットフレキシブルケーブル２の各導体線２ａにおける接続端子２ａ′が偏平断面であることにより、その半田付けまでの取り扱い中において曲がり変形するおそれが大きくて、この曲がり変形のために半田接続不良の発生率が高い。
（ｃ）．前記半田付けに際しては、余剰の半田が存在するが、この余剰の半田にて隣接の接続端子２ａ′及び端子電極５の相互間に半田ブリッジが形成されることがないようにするために、図３に示すように、前記端子電極５のうちこれに接続端子２ａ′が重ならない部分における長さ寸法Ｌ１′と、前記接続端子２ａ′のうちこれに端子電極５が重ならない部分における長さ寸法Ｌ２′との両方を長くすることによって、これらの非重なり部分に、前記余剰の半田８を盛り上げて吸収するようにしている。
【００１１】
このために、前記ヘッド基板１が、前記長さ寸法Ｌ１′を長くする分だけ大型化するのであり、しかも、前記各導体線２ａの接続端子２ａ′における突出長さＳ′が、前記長さ寸法Ｌ２′を長くする分だけ長くなるので、その変形するおそれが増大するという問題があった。
【００１２】
本発明は、これらの問題を解消した半田接続構造と、接続方法とを提供することを技術的課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明の半田接続構造は、
「フラットフレキシブルケーブルにおける偏平断面の各導体線の先端に設けた接続端子を、耐熱性の回路基板に列状に並べて形成して成る各端子電極の各々に対して半田付けにて接続するにおいて、
前記各接続端子を、当該各接続端子における左右両長手側面縁のうち少なくとも一方の長手側面縁を前記端子電極から離れるように折り曲げた形態にした。」ことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の半田接続方法は、
「耐熱性の回路基板に列状に並べて形成して成る各端子電極の上面に、半田ペーストを予め塗布したのち、フラットフレキシブルケーブルにおける偏平断面の各導体線の先端に設けた接続端子を、当該接続端子における左右両長手側面縁のうち少なくとも一方の長手側面縁を端子電極から離れるように折り曲げした形態にして重ね合わせ、次いで、この各接続端子の上面に加熱鏝を接触して、前記半田を溶融する。」
ことを特徴としている。
【００１５】
更にまた、本発明の別の半田接続方法は、前記した半田接続方法において、
「前記回路基板が、表面にグレーズ層を形成して成るセラミック製回路基板であり、前記各端子電極が、前記セラミック製回路基板における前記グレーズ層の表面に形成されている。」
ことを特徴としている。
【００１６】
【発明の作用・効果】
前記したように、フラットフレキシブルケーブルにおける偏平断面の各導体線の先端に設けた接続端子を、当該接続端子における左右両長手側面縁のうち少なくとも一方の長手側面縁を前記端子電極から離れるように折り曲げた形態にしたことにより、
▲１▼．フラットフレキシブルケーブルの各接続端子における左右両長手側面縁のうち一方の長手側面縁が端子電極から離れることで、この一方の長手側面縁と端子電極との間に、半田フレットが外観から見えるように形成されることになるから、この半田フレットによる半田付けの良否を確実に識別することができる。
▲２▼．フラットフレキシブルケーブルの各接続端子が、その一方の長手側面縁を折り曲げることで補強されて、その曲がり変形を少なくできるから、この各接続端子における曲がり変形に起因する半田接続不良の発生を確実に低減できる。
▲３▼．半田付けに際しての余剰の半田を、各接続端子のうち折り曲げた部分と端子電極との間の空間部分にて吸収することができて、前記端子電極のうちこれに接続端子が重ならない部分における長さ寸法と、前記接続端子のうちこれに端子電極が重ならない部分における長さ寸法との両方を従来の場合によりも短くできるから、回路基板を小型・軽量化を図ることができるとともに、前記フラットフレキシブルケーブルの各接続端子における絶縁体からの突出長さを短くして、その曲がり変形を小さくできる。
という効果を有する。
【００１７】
この場合において、請求項２に記載したように、前記各接続端子における左右両長手側面縁の両方を折り曲げることにより、各接続端子をその左右両長手側面縁において半田付けできるから、前記した▲１▼、▲２▼及び▲３▼の効果をより助長できるのであり、しかも、前記接続端子における長手側面縁に対して作用する溶融半田の表面張力は、前記左右両長手側面縁の両方について略等しくなるから、この左右両長手側面縁に等しく作用する表面張力によるセルフアライメントにより、前記接続端子を、端子電極に対して、その幅方向における略中央の部分に正しく位置決めできるとともに、この接続端子を捩じれ変形することなく確実に半田付けできる。
【００１８】
また、本発明の接続方法によると、複数本の接続端子を、その各々の端子電極に対して半田付けにて接続することが、加熱鏝の接触によって一斉にできるから、半田付けに要するコストを確実に低減できるばかりか、半田付けを自動化することが可能になる利点がある。
【００１９】
この場合、請求項４に記載したように、回路基板が表面にズレーズ層を形成して成るセラミック製回路基板であり、前記各端子電極が、前記セラミック製回路基板における前記グレーズ層の表面に形成されている場合においては、前記半田付けに際して、加熱鏝を前記セラミック製回路基板におけるグレーズ層に対して接近する距離を、前記フラットフレキシブルケーブルにおける各接続端子が偏平断面のままであるときよりも、その一方の長手側面縁を折り曲げた分だけ大きくすることができる。
【００２０】
換言すると、半田付けに際して、前記加熱鏝が前記グレーズ層に対して及ぼす熱的影響を、前記各接続端子が偏平断面のままであるときよりも軽減できるから、前記グレーズ層に、前記加熱鏝による熱的影響のために割れ又は欠け等が発生することを確実に回避できて、グレーズ層における割れ又は欠け等に起因する半田接続不良の発生を大幅に低減できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、サーマルプリントヘッドに適用した場合を示す図５〜図１２の図面について説明する。
【００２２】
このサーマルプリントヘッドは、図５に示すように、ヘッド基板１１と、フラットフレキシブルケーブル１２とによって構成される。
【００２３】
前記ヘッド基板１１は、セラミック製の回路基板１１ａの上面にガラス等によるグレーズ層１１ｂを形成して成り、前記グレーズ層１１ｂの上面には、印字用の発熱抵抗体１３がライン状に延びるように形成されているとともに、この発熱抵抗体１３に対する駆動用のＩＣチップ１４の複数個が列状に並んで搭載されている。
【００２４】
更に、前記ヘッド基板１１におけるグレーズ層１１ａの上面のうち前記発熱抵抗体１３と前記各ＩＣチップ１４を挟んで反対側の部位には、前記発熱抵抗体１３に対するコモン配線パターン（図示せず）用の端子電極と、前記各ＩＣチップ１４に対するグランド及び信号配線パターン（図示せず）用の端子電極とを含む複数個の端子電極１５が、一列状に並べて形成されている。
【００２５】
また、前記ヘッド基板１１における上面、つまり、前記グレーズ層１１ｂの上面には、当該上面に前記発熱抵抗体１３における各印字ドットと前記各ＩＣチップ１４とを接続するように形成されている多数本の個別配線パターン（図示せず）及び当該上面に形成されている前記コモン配線パターン、並びに前記グランド及び信号配線パターンを被覆するガラス等によるオーバーコート１６が形成されているとともに、前記各ＩＣチップ１４を被覆する硬質樹脂製のコート１７が形成されている。
【００２６】
一方、前記フラットフレキシブルケーブル１２は、偏平断面の導体線１２ａの複数本を同一平面において平行に並べてフレキシブルな絶縁体１２ｂにて一体的に被覆して成る構造であり、前記各導体線１２ａの先端を、フラットフレキシブルケーブル１２における一端面１２′から突出して、これを接続端子１２ａ′にしている。
【００２７】
そして、前記フラットフレキシブルケーブル１２の各導体線１２ａにおける接続端子１２ａ′を、前記ヘッド基板１１における各端子電極１５の各々に対して重ね合わせて半田付けにて接続するに際しては、以下に述べるようにする。
【００２８】
すなわち、先ず、前記各導体線１２ａの接続端子１２ａ′を、図６〜図８に示すように、当該接続端子１２ａ′における左右両側における両長手側面縁を前記端子電極１５から離れるように折り曲げることにより、当該接続端子１２ａ′における断面をＶ又はＵ字型にするようにフォミング加工する。
【００２９】
一方、前記ヘッド基板１１における各端子電極１５の表面は、予め、従来から良く知られているスクリーンマスクを使用したスクリーン印刷等にて、半田ペーストの適宜量を塗布する。
【００３０】
次いで、前記ヘッド基板１１を、予め適宜温度（半田の融点よりも低い温度）にした図示しないヒータブロックの上に載せた状態で、このヘッド基板１１における各端子電極１５の各々に、前記フラットフレキシブルケーブル１２の各導体線１２ａにおける接続端子１２ａ′を重ね合わせる。
【００３１】
次いで、前記各接続端子１２ａ′における上面側に、図９及び図１０に二点鎖線で示すように、パルスヒータによる加熱鏝Ａを接触して、この加熱鏝Ａにて前記各接続端子１２ａ′を端子電極１５に対して押圧し、この状態で、前記加熱鏝Ａを、一旦、半田の融点よりも高い温度にして、この温度を適宜時間だけ維持したのち、半田の融点よりも低い温度に下げるように温度制御する。
【００３２】
これにより、前記各端子電極１５の表面に予め塗布した半田ペーストは、前記加熱鏝Ａからの熱を受けて溶融し、次いで、凝固することになるから、前記フラットフレキシブルケーブル１２の各導体線１２ａにおける接続端子１２ａ′を、前記ヘッド基板１１における各端子電極１５の各々に対して半田付けすることができる。
【００３３】
この場合において、前記各接続端子１２ａ′は、その左右両長手側面縁が端子電極５から離れるように折り曲げられていることにより、この両長手側面縁と端子電極との間の部分に、半田１８が充満して凝固することになる。
【００３４】
これにより、前記各接続端子１２ａ′における両長手側面縁の部分に半田フレットを形成することができるから、この半田フレットによって半田接続の良否を判別できるのであり、しかも、前記接続端子１２ａ′における両長手側面縁と端子電極との間の部分への半田１８の充満によって、余剰の半田を吸収することができるから、前記端子電極１５のうちこれに接続端子１２ａ′が重ならない部分における長さ寸法Ｌ１と、前記接続端子１２ａ′のうちこれに端子電極１５が重ならない部分における長さ寸法Ｌ２との両方を短くすることができる。
【００３５】
また、前記加熱鏝Ａを前記ヘッド基板１１におけるグレーズ層１１ｂに対して接近する距離Ｗを、前記フラットフレキシブルケーブル１２における各接続端子１２ａ′がフォミング加工する前における偏平断面のままであるときよりも、その両長手側面縁を折り曲げた分だけ大きくすることができるから、半田付けに際して、前記加熱鏝Ａが前記グレーズ層１１ｂに対して及ぼす熱的影響を、前記各接続端子１２ａ′が偏平断面のままであるときよりも確実に軽減できる。
【００３６】
なお、前記実施の形態は、サーマルプリントヘッドに適用した場合であったが、本発明は、これに限らず、ハイブリッド集積回路装置等のようなその他の電子装置において、回路基板に対するフラットフレキシブルケーブルの半田付けによる接続に適用できることはいうまでもない。
【００３７】
また、前記実施の形態は、前記フラットフレキシブルケーブル１２における各接続端子１２ａ′を、その左右両長手側面縁の両方を折り曲げるように、断面Ｖ又はＵ字状にフォミング加工した場合を示したが、前記各接続端子１２ａ′を、図１１に示すように、円弧状断面にフォミング加工したり、或いは、図１２に示すように、台形状断面にフォミング加工しても良いのであり、更にまた、本発明おいては、接続端子１２ａ′における左右両長手側面縁の両方を折り曲げることに代えて、接続端子１２ａ′における一方の長手側面縁のみを端子電極１５から離れるように折り曲げすることにより、前記と同様の効果を得ることができるが、特に、左右両長手側面縁の両方を折り曲げるという構成にした場合には、前記接続端子１２ａ′における長手側面縁に対して作用する溶融半田の表面張力は、前記左右両長手側面縁の両方について略等しくなるから、この左右両長手側面縁に等しく作用する表面張力によるセルフアライメントにより、前記接続端子１２ａ′を、端子電極１５に対して、その幅方向における略中央の部分に正しく位置決めできるとともに、この接続端子１２ａ′を捩じれ変形することなく半田付けできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来におけるサーマルプリントヘッドの要部を示す分解斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ視拡大断面図である。
【図３】従来の半田付け接続構造を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ視断面図である。
【図５】本発明によるサーマルプリントヘッドの要部を示す分解斜視図である。
【図６】本発明におけるフラットフレキシブルケーブルの接続端子の部分を示す斜視図である。
【図７】図５のＶＩＩ　−ＶＩＩ　視拡大断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ視断面図である。
【図９】本発明の半田付け接続構造を示す拡大断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ視断面図である。
【図１１】フラットフレキシブルケーブルの接続端子における変形例を示す断面図である。
【図１２】フラットフレキシブルケーブルの接続端子における別の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１１　　　　　　　　　ヘッド基板
１１ａ　　　　　　　　セラミック製回路基板
１１ｂ　　　　　　　　グレーズ層
１２　　　　　　　　　フラットフレキシブルケーブル
１２ａ　　　　　　　　導体線
１２ａ′　　　　　　　接続端子
１２ｂ　　　　　　　　絶縁体
１３　　　　　　　　　発熱抵抗体
１４　　　　　　　　　ＩＣチップ
１５　　　　　　　　　端子電極

Claims (4)

1. フラットフレキシブルケーブルにおける偏平断面の各導体線の先端に設けた接続端子を、耐熱性の回路基板に列状に並べて形成して成る各端子電極の各々に対して半田付けにて接続するにおいて、
   前記各接続端子を、当該各接続端子における左右両長手側面縁のうち少なくとも一方の長手側面縁を前記端子電極から離れるように折り曲げた形態にしたことを特徴とするフラットフレキシブルケーブルの耐熱性回路基板に対する半田接続構造。
2. 前記請求項１の記載において、前記各接続端子を、当該接続端子における左右両長手側面縁を前記端子電極から離れるように折り曲げた形態にしたことを特徴とするフラットフレキシブルケーブルの耐熱性回路基板に対する半田接続構造。
3. 耐熱性の回路基板に列状に並べて形成して成る各端子電極の上面に、半田ペーストを予め塗布したのち、フラットフレキシブルケーブルにおける偏平断面の各導体線の先端に設けた接続端子を、当該接続端子における左右両長手側面縁を端子電極から離れるように折り曲げした形態にして重ね合わせ、次いで、この各接続端子の上面に加熱鏝を接触して、前記半田を溶融することを特徴とするフラットフレキシブルケーブルの耐熱性回路基板に対する半田接続方法。
4. 前記請求項３の記載において、前記回路基板が、表面にグレーズ層を形成して成るセラミック製回路基板であり、前記各端子電極が、前記セラミック製回路基板における前記グレーズ層の表面に形成されていることを特徴とするフラットフレキシブルケーブルの耐熱性回路基板に対する半田接続方法。

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