JP2005322568A

JP2005322568A - 端子の接続方法及び回路基板

Info

Publication number: JP2005322568A
Application number: JP2004140917A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kaneko; 直樹金子
Original assignee: NEC Tokin Tochigi Ltd; NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】タブ端子を回路基板に抵抗溶接する際の、溶融したはんだの飛散に起因する不良の発生を、未然に防止し得る端子の接続方法と、それを用いた回路基板を提供すること。
【解決手段】回路基板１１の一方の面に予め形成された電極パッド１２と当接するように、屈曲加工を施した導体板１４を電極パッド１２の反対側の面に配置し、導体板をかしめ加工またははんだ付けで回路基板１１に固定した後、導体板１４の電極パッド１２が設けられていない側に、タブ端子１５を当接した状態で溶接棒１６を圧接し、通電することでタブ端子１５を導体板１４に抵抗溶接する。これによって、タブ端子１５と電極パッド１２を電気的に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路や電気回路を構成する回路基板に、端子を接続する方法、及びその方法により端子を接続してなる回路基板に関するものである。

回路基板は、電気機器、電子機器の小型化に必要不可欠の要素であり、現在では、殆どの電気機器、電子機器に使用されている。そして、回路基板に接続される部品や装置との接続方法にも様々な技術が開発され、実用に供されるとともに、なお電気機器、電子機器の特性向上のために、検討が加えられている。

このような回路基板にあっては、回路基板に形成される電極パターンなどの密度増加に伴い、端子などの接続の精度を向上することが必要となる。このような課題に対処するための技術が、特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特許文献１には、はんだペーストを回路基板に塗布する部分を複数に分離することにより、リフロー工程で、はんだが溶融した際に、それぞれの部分のはんだの表面張力を利用して、いわゆるセルフアライメント効果を助長し、実装する端子の位置精度を向上する技術が開示されている。

また、特許文献２には、はんだ付けにより回路基板に端子を実装する際に、接着剤を用いて回路基板に端子を仮止めすることで、端子の位置精度を低下させることなく、作業効率を向上する技術が開示されている。

一方で、板状の端子、つまりタブ端子を回路基板に抵抗溶接により接続する際には、予めニッケルからなる導体板を電極パッドにはんだ付けしておき、その導体パッドに、ニッケルからなるタブ端子を抵抗溶接するという方法が用いられることがある。

図４は、前記従来技術による、タブ端子の接続方法の一例を模式的に示す図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は断面図である。図４において、４１は回路基板、４２は電極パッド、４３は、はんだ層、４４はニッケルからなる導体板、４５はニッケルからなるタブ端子、４６は溶接棒、４７は電流の方向を示す矢印である。

このような方法を用いることにより、電極パッド４２とタブ端子４５との電気的な接続をより確実なものにすることができるが、ここで問題になるのは、はんだ層４３が抵抗溶接による温度上昇で溶融し、図における左右の方向に飛び散ることである。飛散したはんだが、回路基板に実装されている、ＩＣなどの他の部品に付着すると、ショートの発生など、致命的な不良に繋がってしまう。

抵抗溶接の際には、溶接棒４６を一定圧力でタブ端子４５に当接する必要があることと、なるべく短時間で抵抗溶接を完了させるためには、溶接棒４６を当接する速度を速くする必要があるので、この問題を完全に解消することは実質的に不可能である。

しかしながら、前記特許文献１及び特許文献２を始めとして、従来の技術には、前記の問題に対する有効な対処法が、何ら開示されていないのが実状である。

特許第３１８４９２９号特許第３１９１１４９号

従って、本発明の課題は、端子、特にタブ端子を回路基板に抵抗溶接する際の、溶融したはんだの飛散に起因する不良の発生を、未然に防止し得る端子の接続方法と、それを用いた回路基板を提供することにある。

本発明は、前記の課題解決のため、回路基板に形成されている電極パッドへの導体板の接合構造を、再検討した結果なされたものである。

即ち、本発明は、一方の面に電極パッドが形成された回路基板の他方の面に、前記回路基板よりも幅が大きい導体板を配置し、前記導体板に屈曲加工を施すことにより、前記導体板の端部を前記電極パッドに電気的に接続するとともに、かしめ加工により、前記導体板を前記回路基板に固定した後、前記導体板の表面に、端子を配置して抵抗溶接を行い、前記電極パッドと前記端子を電気的に接続することを特徴とする、端子の接続方法である。

また、本発明は、一方の面に電極パッドと前記電極パッドを覆うはんだ層が形成された回路基板の他方の面に、前記回路基板よりも幅が大きい導体板を配置し、前記導体板に屈曲加工を施すことにより、前記導体板の端部を前記はんだ層に当接し、前記はんだ層の溶融により前記電極パッドと前記導体板とを接合した後、前記導体板の表面に、端子を配置して抵抗溶接を行い、前記電極パッドと前記端子を電気的に接続することを特徴とする、端子の接続方法である。

また、本発明は、一方の面に形成された電極パッドと、他方の面に配置され、端部が屈曲加工により、前記電極パッドと電気的に接続されるとともに、かしめ加工により固定されてなる導体板と、前記導体板の表面に配置され、前記導体板と電気的に接続されてなる端子を有することを特徴とする回路基板である。

また、本発明は、一方の面に形成された電極パッドと、前記電極パッドを覆うはんだ層と、他方の面に配置され、屈曲加工及び前記はんだ層により端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、固定されてなる導体板と、前記導体板の表面に配置され、前記導体板と電気的に接続されてなる端子を有することを特徴とする回路基板である。

また、本発明は、前記導体板及び前記端子の少なくともいずれかが、ニッケルからなることを特徴とする、前記の回路基板である。

本発明による端子の接続方法においては、導体板の溶接棒が当接する部分の近傍には、はんだが存在しないので、はんだの溶融、飛散が起こることがなく、これに起因する不良を極めて少なくすることができる。

また、本発明による端子の接続方法においては、抵抗溶接で不良が発生した場合でも、導体板のみを取り外すことが可能なため、回路基板の再利用が可能である。このため、本発明は、不良率の低減、それに伴う製造コストの低減に寄与することができる。

次に、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、本発明の実施の形態で、かしめ加工による導体板の固定の例を示す図である。図１において、１１は回路基板で、ガラス繊維強化型のエポキシ樹脂からなる。１２は電極パッドで、銅からなる。１４は導体板、１５はタブ端子、１６は溶接棒を示す。ここでは導体板１４及びタブ端子１５にニッケルを用いている。

図１に示したように、この例においては、回路基板１１よりも幅が大きい導体板１４を、回路基板１１の図における上側の面に配置し、両端を屈曲させ、先端部を弧状の成形して、回路基板１１の図における下側の面に予め形成されている電極パッド１２に圧接するようにかしめることで、回路基板１１に固定する。このかしめ加工により、電極パッド１２と導体板１４の電気的な接続を確保する。

次に、回路基板１１の電極パッド１２が形成されていない側、即ち、図における上側の導体板１４の表面に、タブ端子１５を配置し、溶接棒１６を圧接して通電し、タブ端子１５と導体板１４を抵抗溶接する。溶接を行うことで、電極パッド１２とタブ端子１５の電気的な接続が確保できる。

ここに示したように、この例の端子の接続方法では、はんだを使用しないので、抵抗溶接を行う際のはんだの飛散に起因する不良は生じない。

次に、はんだ付けで、導体板を回路基板に固定する例を示す。図２は、本発明の実施の形態で、はんだ付けによる導体板の固定の例を示す図である。図２において、２１は回路基板、２２は電極パッド、２３ははんだ層、２４は導体板、２５はタブ端子である。なお、はんだ層２３以外の各構成要素の材質は、図１に示した例と同じである。

この例では、予め回路基板２１の図における下側に、電極パッド２２とはんだ層２３を順に形成し、回路基板２１の図における上側に導体板２４を配置する。次に、回路基板２１よりも幅が大きい導体板２４の端部を、ほぼ直角に２回屈曲させることで、端部をはんだ層２３に当接させる。そのリフローなどの適当な手段により、はんだ層２３を介して電極パッド２２と導体板２４の電気的な接続を確保する。

次いで、回路基板２１の図における上側にタブ端子２５を配置し、溶接棒（図示せず）を圧接して通電し、タブ端子２５と導体板２４を抵抗溶接する。溶接により、電極パッド２２と導体板２４の電気的な接続が確保できる。

この場合は、はんだを用いているが、はんだ層２３を形成する位置が、抵抗溶接を行う位置と回路基板２１で隔離されていて、しかも、はんだ層２３全体が導体板２４で覆われた構造となっているので、抵抗溶接の際に、はんだが外部に飛散することは極めて少ない。このため、はんだの飛散に起因する不良発生も極めて少ない。

なお、図１に示した例では、はんだを用いないで、かしめ加工を行うので、導体板１４を弧状に成形する分だけ、全体の高さが増加する。これに対して、図２に示した例では、導体板２４は屈曲加工を施すだけなので、図１のような高さの増加は生じない。反面、はんだ層２３の形成と、はんだ層２３を用いた電極パッド２２と導体板２４の接合という工程が必要になる。このため、前記２種類の構造は、要求される製品仕様により、適宜使い分ける必要がある。

また、導体板を回路基板へ固定する構造には、回路基板にそのまま導体板を固定するものと、導体板の厚さに応じて、回路基板に段差を設けるものが使用できる。図３は、導体を回路基板に取り付ける構造の例を示す図で、図３（ａ）は段差を設けない例、図３（ｂ）は段差を２箇所設ける例、図３（ｃ）は段差を１箇所設ける例である。

図３において、３１ａ，３１ｂ，３１ｃは回路基板、３４ａ，３４ｂ，３４ｃは導体板である。当然のことながら、段差を設ける方が、製造コストは増加する。従って、これらの構造は、要求される製品仕様により適宜使い分ける必要がある。

以上に説明したように、本発明によれば、はんだの飛散による不良のない、端子の接続方法と、それを用いた回路基板が得られ、電気機器、電子機器の製造コスト低減、信頼性向上に寄与することができる。

本発明の実施の形態で、かしめ加工による導体板の固定の例を示す図。本発明の実施の形態で、はんだ付けによる導体板の固定の例を示す図。導体を回路基板に取り付ける構造の例を示す図。図３（ａ）は段差を設けない例を示す図。図３（ｂ）は段差を２箇所設ける例を示す図。図３（ｃ）は段差を１箇所設ける例を示す図。従来技術によるタブ端子の接続方法の一例を模式的に示す図。図４（ａ）は平面図。図４（ｂ）は断面図。

符号の説明

１１，２１，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，４１回路基板
１２，２２，４２電極パッド
２３，４３はんだ層
１４，２４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，４４導体板
１５，２５，４５タブ端子
１６，４６溶接棒
４７電流の方向を示す矢印

Claims

一方の面に電極パッドが形成された回路基板の他方の面に、前記回路基板よりも幅が大きい導体板を配置し、前記導体板に屈曲加工を施すことにより、前記導体板の端部を前記電極パッドに電気的に接続するとともに、かしめ加工により、前記導体板を前記回路基板に固定した後、前記導体板の表面に、端子を配置して抵抗溶接を行い、前記電極パッドと前記端子を電気的に接続することを特徴とする、端子の接続方法。
一方の面に電極パッドと前記電極パッドを覆うはんだ層が形成された回路基板の他方の面に、前記回路基板よりも幅が大きい導体板を配置し、前記導体板に屈曲加工を施すことにより、前記導体板の端部を前記はんだ層に当接し、前記はんだ層の溶融により前記電極パッドと前記導体板とを接合した後、前記導体板の表面に、端子を配置して抵抗溶接を行い、前記電極パッドと前記端子を電気的に接続することを特徴とする、端子の接続方法。
一方の面に形成された電極パッドと、他方の面に配置され、端部が屈曲加工により、前記電極パッドと電気的に接続されるとともに、かしめ加工により固定されてなる導体板と、前記導体板の表面に配置され、前記導体板と電気的に接続されてなる端子を有することを特徴とする回路基板。
一方の面に形成された電極パッドと、前記電極パッドを覆うはんだ層と、他方の面に配置され、屈曲加工及び前記はんだ層により、端部が前記電極パッドに電気的に接続されるとともに、固定されてなる導体板と、前記導体板の表面に配置され、前記導体板と電気的に接続されてなる端子を有することを特徴とする回路基板。
前記導体板及び前記端子の少なくともいずれかは、ニッケルからなることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の回路基板。