JP2004521501A - 平面状の導体部材から成る結合体 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、２つの平面状の部材から成る結合体に関し、これら部材が、第１のおよび第２の支持基体１；２から成り、これら支持基体上に、導体構造１．１；１．２；２．１；２．２；３；４が付着されており、その際、この第１の支持基体１のはんだパッド１.１が、この第２の支持基体２のはんだパッド２.１とはんだ付けされている。更に、この本発明の結合体は、ウェブ領域４を有し、このウェブ領域が、少なくとも１つのはんだ逃がし領域３を、はんだパッド１.１；２．１と結合し、その際、このウェブ領域４が、このウェブ領域と結合されたはんだパッド１．１；２．１およびはんだ逃がし領域３よりも、より幅が狭い。本発明は、同様にセンサー部材における、この平面状の導体部材から成る結合体の使用に関する。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ逃がし領域を有する、平面状の導体部材から成る結合体に関する。
同様に、本発明は、センサー部材内における、この結合体の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
平面状の導体部材、例えば、プリント基板もしくは導体シートの結合は、大量に、電子機器の多くの領域において使用される。特に、センサー部材の場合、しばしば、この様式の結合体によって、本来のセンサーは、評価電子機器に結合されねばならない。その際に、多くの場合、センサー構造は、例えばガラスから成るプリント基板上で、パターン導線として形成されている。評価電子機器への接続は、その場合に、しばしば、可撓性のパターン導線シート上のパターン導線を介して行なわれる。これらプリント基板およびパターン導線シートは、通常、接触はんだ付け方法、特に加熱押圧はんだ付け方法（Buegefloetverfahren）でもって、相応するパターン導線が、互いに電気的な接触状態にあるように結合される。
【０００３】
電子機器領域における小型化のための努力に対応するために、パターン導線、もしくはいわゆるはんだパッドは、常に比較的に密な間隔寸法において、互いに配設されている。はんだパッドは、それらの内側にそれぞれのはんだ付け相手部の、パターン導線の接触面が設けられている領域である。２つの平面状のプリント基板、もしくは導体シート上に設けられている、これらパターン導線を接触するために、既に上記しているように、しばしば、加熱押圧はんだ付け方法が使用される。両方のはんだ付け相手部の内の少なくとも１つのはんだ付け相手部上で、その場合に、はんだパッド上で、はんだ盛付け部が付着され、その際に、このはんだ盛付け部の容積、即ちはんだ量は、必然的に、ただ制限された精確さでもってだけで、所定の許容差の範囲において付着され得る。仮に電気めっきで付着されたはんだ盛付け部の場合でさえも、このはんだ盛付け部の実際の容積は、ほぼ５０％に至るまで変動する。
【０００４】
使用状況および技術的な実現可能性に応じて,しばしば、はんだ盛付け部は、ただはんだ付け相手部の内の１つのはんだ付け相手部上にだけ配置される。高品質のはんだ結合を得るために、このはんだ盛付け部の容積は、可能な限り精確に限定された状態で、はんだ薄層として、相応するはんだパッド上で付着されるべきである。このはんだ盛付け部が、両方のはんだ付け相手部の内の少なくとも１つのはんだ付け相手部の、はんだパッド上に付着された後で、これら両方のはんだ付け相手部は、位置精確に重ね合わせて配置される。その後、加熱押圧はんだ付け方法に相応して、熱いはんだ押し型でもって、これらはんだ盛付け部は、はんだ付け相手部の互いの押圧のもとで溶融される。ここで、付着されたはんだ盛付け部の容積が、プロセスに条件付けられた変動に相応して、過度に多量であるという結果の場合には、過剰のはんだは、このはんだパッドの領域から流出し、このことは、パターン導線の間の短絡形成を誘起し、このことによって、その場合に、全結合体が、使用不能である。これらはんだパッドの間の間隔は、従って、適宜に減少され得ない。
【０００５】
ドイツ連邦共和国実用新案第２９５１７０６７号明細書（特許文献１）において、パターン導線装置が示されており、このパターン導線装置は、過剰なはんだ付け用すず合金を収容するための、拡大された面を有している。
【０００６】
この様式の結合体のためのパターン導線間隔の低減は、同様にドイツ連邦共和国実用新案第２９５１７０６７号明細書に提示された構成によっても限定されている。何故ならば、過剰なはんだのための逃がし領域が、パターン導線に対して横方向に、即ち最低限に抑えられるべき間隔寸法の方向において配設されているからである。更に、このドイツ連邦共和国実用新案第２９５１７０６７号明細書による実施形態の場合、仮に、例えば付着されたはんだ盛付け部の容積が、許容差の内側で相対的に小さくても、はんだは、妨げられずに、はんだパッドの全面上へと分散可能である。この場合に、本来の接触面のために、傾向上、過度に僅かしか、はんだ材料は存在可能ではない。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国実用新案第２９５１７０６７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の根底をなす課題は、平面状の部材から成る、パターン導線を備えている結合体を提供することであり、この結合体において、これらパターン導線の間の間隔寸法は、最低限に抑えられ得る。更に、同様に、これら個別のパターン導線の間の僅かの間隔において、はんだブリッジに対して十分な信頼性も得られ、且つ、はんだ結合の良好な品質も保障されるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は請求項１による装置によって解決される。
【０００９】
特に、本発明による結合体は、センサー部材において使用されるべきであり、このことは、請求項６において提示されている。
【００１０】
本発明による装置、もしくは本発明による使用の有利な実施形態は、請求項１に従属する請求項、もしくは請求項６に従属する請求項における構成から明らかである。
【００１１】
上記のことに従って、本発明は、例えば、剛性の支持基体、および可撓性の支持基体から構成されており、この支持基体に所属する導体層を有する、２つの平面状の部材から成る結合体を備えている。支持基体として、例えば、ポリイミドシート、ガラス板小片、または、ガラス繊維強化されたエポキシ樹脂板が、考慮に値する。導体構造は、例えば、約２０μｍの厚さの銅層から成り、この銅層が、非導電性の支持基体上に付着される。これら導体構造は、これら導体構造の機能、及び／またはこれら導体構造の構成に相応して、異なる部分要素に、更に細分され得る。
【００１２】
これら部分要素の内の１つの部分要素は、既に上述したはんだパッドであり、このはんだパッド上に、はんだ結合のための接触面が設けられている。これらはんだパッドは、通常、比較的に幅広である。更に別の部分要素は、パターン導線であり、このパターン導線は、基本的に、２つの機能領域の間の電気的な結合を、このパターン導線の支持基体上で形成する役目を有している。機能領域は、この支持基体上の全ての構造、例えばはんだパッド、またはセンサー部材である。しばしば、これらパターン導線は、これら導体構造の内の最も幅の狭い導体構造である。本発明による結合体は、両方の上述の導体構造の部分要素と並んで、更に、２つの更に別の部分要素、即ち、はんだ逃がし領域、および、いわゆるウェブ領域を有している。これらはんだ逃がし領域は、基本的に、過剰なはんだを収容する機能を有している。これらウェブ領域は、これらはんだパッドとはんだ逃がし領域との間の結合部を形成する。
【００１３】
有利には、本発明による結合体は、加熱押圧はんだ付け方法によって製造され、その際、その上へと、はんだ盛付け部が本来のはんだ付け工程の前に付着されるはんだパッドは、有利には、このはんだパッドに相対して位置しているはんだパッドよりもより小さい。最適に構成されたはんだ付け接合の場合、このより小さなはんだパッドは、同時に、はんだ結合の接触領域に相応する。はんだ逃がし領域は、予備はんだされたはんだパッドを有する支持基体の上と同様に、相対して位置している支持基体上にも設けられていても良い。はんだ逃がし領域が、その上に、如何なるはんだ盛付け部も、はんだ付け工程の前に、付着されていない支持基体上に設けられている場合は、しかも合目的である。同様に、ウェブ領域は、適宜に、両方の支持基体の内の１つの支持基体上において形成されている。本発明は、もちろん、同様にその場合にはんだ盛付け部、またはウェブ領域、またはこれら両方が、両方の支持基体上に設けられている結合体も含んでいる。場合によっては、多数のはんだ逃がし領域が、はんだ付け位置のために、一つまたは多数のウェブ領域を有して配置されている場合も有利である。これら結合体のはんだ結合部は、しかしながら、差込み接触部（Durchsteckkontakte）としては、構成されていない。
【００１４】
本発明による結合体の更なる利点、並びに詳細、および、この結合体の使用は、添付の図に基づいて、実施例の以下の説明から与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、結合体の立体図を示しており、この図が、見通しの良さの理由から分解図として構成されている。ポリイミドから成る約５０μｍの厚さの可撓性のパターン導線シート１の下側面に、１５μｍから２０μｍの厚さの銅被覆から成るはんだパッド１．１が附設されている。更に、このパターン導線シート１の側面上に、パターン導線１．２も設けられており、これらパターン導線１．２は、同様に銅から成り、且つ、ほぼ、はんだパッド１．１と同じ被覆厚さを有している。これらパターン導線１．２を介して、電気的な信号は、詳細には図示されていない電子機器に伝達される。
【００１６】
パターン導線シート１の向かい側に位置して、ガラスから成るプリント基板２が、設けられている。このプリント基板２上において、銅から成る、はんだパッド２．１、パターン導線２．２、はんだ逃がし領域３、およびウェブ領域４が、約３μｍの被覆厚さでもって付着されている。必要の場合には、この銅被覆の付着の前に、付着剤が、このプリント基板２上に設けられている。これらウェブ領域４は、はんだ逃がし領域３に通じる結合部を形成している。これらウェブ領域４が、これらはんだパッド２．１よりも、より幅が狭く、且つ同様にはんだ逃がし領域３よりも、より幅が狭いことによって、はんだ過剰が存在する限りは、これらはんだ逃がし領域３内へと押し付けられる液状のはんだのための抑止効果が得られる。図示されている実施例において、これらウェブ領域４の幅は、これらはんだパッド２．１の幅の約４０％の値である。
【００１７】
はんだ逃がし領域３は、比較的に幅の広い部分３．１、および、矩形の面３．２を有している。このはんだ逃がし領域３は、このはんだ逃がし領域の比較的に幅の広い部分３．１、および、このはんだ逃がし領域の矩形の面３．２が、プリント基板２およびパターン導線１．２のパターン導線シート１の、嵌合的に精確なつなぎ合わせの後に、相対して位置しているように配設されている。
【００１８】
パターン導線２．２は、この実施例において、図１内において図示されていない、回転検出器のセンサー構造５へと案内されている。
【００１９】
その他の点では、本発明は、ウェブ領域幾何学的形状まで限定されて無く、本発明の場合、ウェブ領域４が、矩形形状を有している。例えば、これらウェブ領域４は、同様に、これらウェブ領域の幅が、このウェブ領域の長さにわたって、一定ではないようにも構成され得、従って、一つまたは多数の領域内において、はんだパッド２．１よりもより幅の狭い、狭隘位置が設けられている。このことによって、抑止効果は、基本的に、この狭隘位置、またはこれら狭隘位置によって達せられる。更に、本発明により、同様に、その場合に導体構造の個別の部分要素の間の、幾何学的に緩やかに湾曲した移行部が存在する配設部も形成されている。１つの狭隘位置が、必要な抑止効果を可能とする限りは、従って、必ずしも、このウェブ領域４が、幾何学的に、はんだ逃がし領域３から段付けされている必要は無く、この狭隘位置が、ウェブ領域として見なされるべきである。
【００２０】
加熱押圧はんだ付け（Buegelloeten）の前に、パターン導線シート１のはんだパッド１．１上に、１０μｍと２０μｍとの間の被覆厚さを有する鉛−錫合金から成る、はんだ盛付け部が付着される。その後、プリント基板２およびこのパターン導線シート１は、嵌合的に精確に、重ね合わせて配置され、従って、これらはんだパッド１．１および２．１が、向かい合わせに位置することになる。引き続いて、このパターン導線シート１上に、熱いはんだ押し型（Loetstempel）が押し当てられ、このことは、これらパターン導線シート１とプリント基板２との間のはんだパッドが加熱され、且つ、溶けるという結果を招く。はんだ逃がし領域３の最適な作用を達するために、これらはんだ逃がし領域は、このはんだ押し型によって、同時に加熱される。
【００２１】
はんだ盛付け部の容積が、下側の許容差範囲内において付着された場合には、即ち、はんだ量が効果的に比較的に僅かである場合、このはんだは、はんだパッド１．１、もしくは２．１の領域内において拡散される。ウェブ領域４は、このウェブ領域の比較的に僅かの幅に基づいて、はんだ流動に対してある程度の抑止効果を有している。このようにして、小さなはんだ盛付け部の場合、このはんだは、接触領域内において保持され、従って、このはんだが、同様に上記の境界条件のもとでも、最適に濡らされ（benetzt）、このことは、最後に、良好なはんだ付け結果を誘起する。
【００２２】
はんだ盛付け部が、目標値よりも、より大きい実際上の容積を有している場合に関しては、従って、過剰のはんだは、はんだ押し型によって、ウェブ領域４を経て、はんだ逃がし領域３内へと押し付けられる。ウェブ領域４およびはんだ逃がし領域３が、まだはんだを収容可能である間は、パターン導線シート１およびプリント基板２の濡れ特性に基づいて、はんだは、はんだパッド１．１もしくは２．１の間のパターン導線シート１、もしくはプリント基板２上へと流出しない。これらウェブ領域４およびはんだ逃がし領域３の面は、予め設定されたはんだ盛付け部許容差の範囲において生じ得る、全過剰はんだが収容されるように寸法を設定されている。
【００２３】
図２において、本発明による結合体の一部分が、パターン導線シート１を貫いた透視図として示されている。プリント基板２に、例えば回転検出器、または測長機において使用されるような、ニッケル−鉄合金の磁気抵抗型のセンサー構造５が載置されている。これら使用において、相対的位置は、磁化された目盛りドラム状体（Teilungstrommeln）、または、目盛りスケール（Teilungsmasstaeben）の走査によって測定される。
【００２４】
図示された実施例において、パターン導線１．２は、パターン導線シート１上において、プリント基板２との、このパターン導線シート１の規定通りのつなぎ合わせの後、これらパターン導線１．２が、はんだ逃がし領域３およびウェブ領域４にわたって位置するに至るように配設されている。パターン導線１．２は、即ち、ウェブ領域４、およびはんだ逃がし領域３と同じ延在方向を有しており、且つ、その上、このパターン導線の間隔に関連して、このウェブ領域４、もしくは、はんだ逃がし領域３と同じピッチ寸法（Teilungsmass）を有している。はんだが、ウェブ領域４内へと、および場合によっては、更に、同様にはんだ逃がし領域３内へも流れ込む場合、この形態は、同様にウェブ領域4およびはんだ逃がし領域３が、はんだパッド１.１および２．１の外側で、パターン導線１.２と電気的な接触状態にもあるという利点を有している。このようにして、接触信頼性は、更に向上する。
【００２５】
可撓性のパターン導線シート１上のパターン導線１.２は、このパターン導線シート１の他方の端部において、図２において図示されていない評価電子機器へと通じている。図２において図示されていない、このパターン導線シート１の他方の端部は、この測定信号を処理するための評価電子機器の基板によって接触されている。同様に、そこでも、はんだ結合による利点でもって、本発明による結合体が形成される。それぞれの位置におけるはんだ結合の使用に対して選択的に、この評価電子機器は、同様にプラグによって、このパターン導線シート１と結合され得る。
【００２６】
もちろん、本発明は、上記された例の実施形態に限定されてはいない。場合によっては、同様に３つの平面状のプリント基板、またはパターン導線シートも、互いにはんだ付けされ、その際、これら平面状の部材の内側の１つの部材が、例えば、サンドイッチ構造の様式によって、両方の他方の部材の間に配設されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】プリント基板との可撓性のパターン導線から成る結合体の分解図である。
【図２】その際に図示されたプリント基板が、特に、センサー構造を有している、可撓性のパターン導線シートを貫通する、結合体の平面図である。

Claims (8)

1. 少なくとも２つの平面状の部材から成る結合体であって、
   これら部材が、第１のおよび第２の支持基体（１；２）から成り、
   これら支持基体上に、導体構造（１．１；１．２；２．１；２．２；３；４）が付着されており、
   その際、この第１の支持基体（１）の少なくとも１つのはんだパッド（１.１）が、この第２の支持基体（２）の少なくとも１つのはんだパッド（２.１）とはんだ付けされており、および、少なくとも１つのウェブ領域（４）を有し、
   このウェブ領域が、少なくとも１つのはんだ逃がし領域（３）を、少なくとも１つのはんだパッド（１.１；２．１）と結合し、
   その際、このウェブ領域（４）が、このウェブ領域と結合されたはんだパッド（１．１；２．１）およびはんだ逃がし領域（３）よりも、より幅が狭いことを特徴とする結合体。
2. 少なくとも１つの支持基体（１；２）は、可撓性であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. １つの支持基体（１；２）は、剛性の板、特にガラス板から成ることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. はんだパッド（１．１；２．１）、ウェブ領域（４）、およびはんだ逃がし領域（３）から成る、少なくとも１つのはんだ付け位置は、完全に、両方の支持基体（１；２）の間に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の装置。
5. 少なくとも１つのはんだ逃がし領域（３）が、支持基体（１；２）上に設けられており、このはんだ逃がし領域上に、はんだ付けの前に、如何なるはんだも付着されていないことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の装置。
6. 第１の支持基体（１）のはんだパッド（１.１）は、第２の支持基体のはんだパッドよりも、より大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の装置。
7. センサー部材における、請求項１から６のいずれか一つの請求項による結合体の使用。
8. センサー部材が、位置測定装置の構成要素であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つの請求項による使用。