JP2006196831A

JP2006196831A - 基板製造方法

Info

Publication number: JP2006196831A
Application number: JP2005009110A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Karasawa; 範之唐沢; Takahiro Ishii; 崇裕石井; Yoshiaki Sakai; 良明酒井
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】配線基板と補強板との接着力を飛躍的に高めると共に補強板の部分の打抜き加工性も向上させる基板製造方法を提供する。
【解決手段】基板製造方法は、レーザ光ＬＢを透過する補強材１７の表面に、レーザ光ＬＢを吸収する液状の吸収材１９を塗布するか、あるいはシート状の吸収材１９を設ける。次いで、前記補強材１７を配線基板５の上に裏返して前記吸収材１９を介して配線基板５に接触せしめて仮固定する。その後、レーザ光ＬＢを前記補強材１７全体に照射して前記吸収材１９を発熱せしめることにより補強材１７と配線基板５をレーザ溶接した後、このレーザ溶接した部分を例えば打抜き加工により所望の形状に切断する。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板製造方法に関し、特にフレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）をコネクタに電気的接続するための接続端子部分におけるフレキシブルプリント回路基板へ補強板を貼り付ける際に、配線基板と補強板との接着力を飛躍的に高めると共に補強板の部分の打抜き加工性も向上させる基板製造方法に関する。

フレキシブルプリント回路基板（以下、単に「ＦＰＣ」という）の一例として、図６に示されているようなメンブレンスイッチ１０１がある。このメンブレンスイッチ１０１は、図６において上部に備えた３個のスイッチ部１０３と、各スイッチ部１０３に接続される配線基板０５と、この配線基板１０５の図６において下部に備えた接続端子部１０７と、から構成されている。接続端子部１０７は各種機器の配線に設けたコネクタ１０９に挿入されて接続される構成である。

図７及び図８を併せて参照するに、上記の配線基板１０５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁フィルム１１１の上に、箔状の導電材１１３を印刷などして配線パターンを形成し、さらに回路保護部材としてオーバレジスト１１５が配線パターンの上に積層されて構成している。

また、上記の接続端子部１０７にはオーバレジスト１１５が形成されておらず、導電材１１３が剥き出しとなっており、接続端子部１０７の配線基板１０５の裏面には補強板１１７が貼り付けられている。この補強板１１７の接着は、予めエポキシ樹脂接着剤や粘着剤１１９が塗布又は貼りつけられた補強板１１７を配線基板１０５に貼り付けるか、あるいはホットメルト系接着剤（以下、「ホットメルト材」という）が塗布又は貼りつけられた補強板１１７を前記配線基板１０５に加熱接着するものであった（例えば、特許文献１参照）。なお、配線基板１０５の厚さは例えば７５μｍ、補強板１１７の厚さは例えば１００μｍ又は１８８μｍのものが用いられている。

図９を参照するに、上記のメンブレンスイッチ１０１は、接続端子部１０７がコネクタ１０９の嵌合穴１２１に挿入され、接続端子部１０７の剥き出しとなっている導電材１１３の部分がコネクタ１０９の嵌合穴１２１の内壁面から突出しているコネクタピン１２３の接続端子１２５により加圧接触されて電気的に接続される。この場合、上記の補強板１１７が接続端子部１０７の配線基板１０５の裏面に接着されているので、コネクタピン１２３の接続端子１２５が確実に接続端子部１０７の導電材１１３の部分を押圧することができる構造となっている。
特開２００１−３５７９１９号公報

ところで、従来の基板製造方法において、特に、補強板１１７が接続端子部１０７の配線基板１０５の裏面に接着される方法においては、下記のような問題点があった。

(1) 粘着剤付き補強板１１７の場合、コネクタ１０９やメンブレンスイッチ１０１などの製品の小型化に伴って接着面積が小さくなるために、補強板１１７の接着部の接着力が小さくなると、補強板１１７の脱落（剥れ）が発生することがある。

(2) 粘着剤付き補強板１１７の場合、補強板１１７の部分を金型で打抜き加工するときに上記の粘着剤１１９が金型に付着することが避けられず、金型の定期的な清掃を要するので手間がかかる。

(3) 粘着剤付き補強板１１７の場合、ユーザーの使用環境として例えば接続端子部１０７とコネクタ１０９との嵌合状態においては、図１０に示されているように、粘着剤１１９の層が容易に押し潰されて接続端子部１０７の総厚が変化するためにコネクタピン１２３の接続端子１２５による加圧力が低下し、前記接続端子１２５と導電材１１３の接触抵抗が上昇してしまう。

(4) ホットメルト材付き補強板１１７の場合、補強板１１７の部分を金型で打抜き加工するときにホットメルト材が金型に付着するため、金型の定期的な清掃を要するので手間がかかる。

(5) 「配線基板１０５＋補強板１１７」の２層を重ねて打抜き加工する場合、配線基板１０５または補強板１１７の打抜き端面に糸状のバリが発生することが多いものであった。このバリが電気的な接点トラブルを招くことがあるために、バリ除去作業を要するので手間がかかる。

この発明は上述の課題を解決するためになされたものである。

この発明の基板製造方法は、レーザ光を透過する補強材の表面に、レーザ光を吸収する液状の吸収材を塗布するか、あるいはシート状の吸収材を設けた後、前記補強材を配線基板上に裏返して前記吸収材を介して配線基板に接触せしめて仮固定し、その後、レーザ光を前記補強材全体に照射して前記吸収材を発熱せしめることにより補強材と配線基板をレーザ溶接した後、このレーザ溶接した部分を所望の形状に打抜くことを特徴とするものである。

また、この発明の基板製造方法は、前記基板製造方法において、前記レーザ光が、赤外線レーザ光であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、補強板と配線基板が従来に比して非常に強固に接合できるので、製品の小型化に伴ってたとえ溶着面積が小さくても補強板の剥れが発生しない。また、打抜き加工後の端面に糸状のバリも発生しないのでバリ除去作業を不要とし、打抜き加工性を向上できる。さらに、従来のように粘着剤を使用しないので、打抜き金型の清掃の手間を省くことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

この実施の形態に係る基板製造方法は、例えば図２に示されているようなメンブレンスイッチ１を例にとって説明すると、このメンブレンスイッチ１は、図２において上部に備えた３個のスイッチ部３と、各スイッチ部３に接続される配線基板５と、この配線基板５の図２において下部に備えた接続端子部７と、から構成されている。接続端子部７は各種機器の配線に設けたコネクタ９に挿入されて接続される構成である。

図３及び図４を併せて参照するに、上記の配線基板５は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる絶縁フィルム１１の上に、箔状の導電材１３を印刷などして配線パターンを形成し、さらに回路保護部材としてオーバレジスト１５が配線パターンの上に積層されて構成している。

また、上記の接続端子部７にはオーバレジスト１５が形成されておらず、導電材１３が剥き出しとなっており、接続端子部７の配線基板５の裏面には補強板１７が貼り付けられている。なお、配線基板５の厚さは例えば７５μｍ、補強板１７の厚さは例えば１００μｍ又は１８８μｍのものが用いられている。

この発明の実施の形態の基板製造方法の主要部をなす接続端子部７における配線基板５へ補強板１７を貼り付ける方法について説明する。

図１（Ａ）〜（Ｆ）を参照するに、図１（Ａ）に示されているレーザ光を吸収できる液状の吸収材１９が、図１（Ｂ）に示されているように予め補強板１７の表面にコーティング（塗布）される。なお、補強板１７はレーザ光を透過する材料からなる。また、上記の吸収材１９としては、例えばｅＢＩＮＤ（商品名）やクリアウェルド（商品名）などがある(ステップＳ１及びＳ２)。

また、上記の吸収材１９の塗布方法としては、ダイコータなどによるコーティングやスプレー式などの方法がある。

次に、上記の吸収材付き補強板１７が裏返されて配線基板５の裏面上の所望の位置に仮固定される。すなわち、図１（Ｃ）に示されているように、補強板１７の吸収材１９の面を配線基板５の裏面（配線パターン側の反対面）に接触させて、例えば図示しないクランプ治具により補強板１７をＦＰＣ５に仮固定される（ステップＳ３）。

その後、図１（Ｄ）に示されているように、補強板１７が配線基板５の上に仮固定された状態で、補強板１７の全体にレーザ光ＬＢが照射され、補強板１７とＦＰＣ５がレーザ溶接される。

なお、レーザ光ＬＢとしては、例えばダイオードレーザなどのレーザ加工装置２１を用いて赤外線レーザが主として使用される。図１（Ｄ）においてはレーザ加工ヘッド２３がスポット的なレーザ光ＬＢを照射するが、配線基板５の平面に対してほぼ平行なＸ軸、Ｙ軸の２方向に移動することにより、補強板１７の全体にわたって照射するように構成されている。レーザ光ＬＢは吸収材１９に焦点が合わされており、透過材料からなる補強板１７を通過して吸収材１９でレーザ光ＬＢのエネルギーが熱に変換され、この熱が伝導して補強板１７と配線基板５の接触部分が溶融する。次いで、レーザ光ＬＢがＸ軸、Ｙ軸の２方向に移動すると、図１（Ｅ）に示されているように上記の溶融部分が冷却固化して補強板１７と配線基板５が全体にわたって接合していくことになる（ステップＳ４及びＳ５）。

なお、レーザ溶接による溶着状態は、補強板１７と配線基板５の樹脂材質、補強板１７の透過率、レーザ波長などの種々の条件により左右されるものである。

また、レーザ光ＬＢの照射方法としては、図５に示されているように、レーザ加工ヘッド２３から幅広のレーザ光ＬＢを照射するレーザ加工装置２１を用いて、例えばＸ軸の一方向へ移動させ、より一層、短時間で溶着できるように構成しても構わない。

また、この実施の形態では液状の吸収材１９を補強板１７に塗布しているが、レーザ光ＬＢを吸収できるシート状の吸収材１９を補強板１７と配線基板５との間に挟んでレーザ照射しても構わない。

上記のように補強板１７と配線基板５をレーザ溶接した後、図１（Ｆ）の点線に示されているように、レーザ溶接した部分並びに配線基板５の他の部分が、例えば打抜き金型によって所望の形状にプレス切断される（ステップＳ６）。

以上のことから、補強板１７と配線基板５が従来に比して非常に強固に接合できるので、製品の小型化に伴ってたとえ溶着面積が小さくても補強板１７の剥れが発生しない。また、上記の同様の理由から、打抜き加工後の端面に糸状のバリが発生しないので、従来のようなバリ除去作業が不要となり、打抜き加工性を向上できる。さらに、従来のように粘着剤を使用しないため、打抜き金型に接着部が付着することがないので、打抜き金型の清掃の手間を省くことができる。

この発明の実施の形態の基板製造工程の概略説明図である。この発明の実施の形態に係る製品であるメンブレンスイッチの平面図である。図２のメンブレンスイッチの接続端子部の部分的な斜視図である。図２のメンブレンスイッチの接続端子部の断面図である。この発明の他の実施の形態のレーザ溶接工法の概略説明図である。従来におけるメンブレンスイッチの平面図である。図６のメンブレンスイッチの接続端子部の部分的な斜視図である。図７のメンブレンスイッチの接続端子部の断面図である。従来の配線基板とコネクタとの接続状態を示す断面図である。図９のＸ部の拡大断面図である。

符号の説明

１メンブレンスイッチ
３スイッチ部
５配線基板
７接続端子部
９コネクタ
１１絶縁フィルム
１３導電材
１５オーバレジスト
１７補強板
１９吸収材
２１レーザ加工装置
２３レーザ加工ヘッド

Claims

レーザ光を透過する補強材の表面に、レーザ光を吸収する液状の吸収材を塗布するか、あるいはシート状の吸収材を設けた後、前記補強材を配線基板上に裏返して前記吸収材を介して配線基板に接触せしめて仮固定し、その後、レーザ光を前記補強材全体に照射して前記吸収材を発熱せしめることにより補強材と配線基板をレーザ溶接した後、このレーザ溶接した部分を所望の形状に打抜くことを特徴とする基板製造方法。
前記レーザ光が、赤外線レーザ光であることを特徴とする請求項１記載の基板製造方法。