JP2006324500A - 接合構造及び接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない構成部材による微小な構造であり、かつ強度も確保した接合構造を得ること。
【解決手段】被接合部材２と、貫通孔を有する接合部材６と、上記被接合部材２と上記接合部材６との間に充填された接合材料１０と、を具備し、上記接合部材６の有する上記貫通孔を上記被接合部材２が配置された方向へ向かって穿ち、上記接合材料１０を、上記貫通孔中に充填すると共に、上記貫通孔の近傍に上記接合部材６と平行な方向に配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の部材が接合される接合構造及び該接合構造を作成する接合方法に関する。

従来、複数の部材を接合させる技術として、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。以下、図１４を参照して、該技術の概略を説明する。

すなわち、被接合部材上導体１００が形成され且つ貫通孔を有する被接合部材１５０上には、異方性導電接着膜３００が積層されている。そして、その上には、接合部材上導体２００が形成され且つ貫通孔を有する接合部材２５０が、上記被接合部材１５０に対向し且つ各々の貫通孔が合わされるように配置され接着される。

その後、同図に示すように、ピンプレート４００の有するピン３５０が、上記被接合部材１５０、異方性導電接着膜３００、及び上記接合部材２５０に貫通するよう配置される。
そして、貫通したピン３５０が穴あきプレート５００に挿入されるように、穴あきプレート５００が配置され、加熱または加圧或いは加振等のかしめ手段により、ピン３５０の先端がかしめられる。特許文献１に開示された技術では、上述のようにして、上記被接合部材１５０と上記接合部材２５０とが挟圧されることで接合される。
特開２００２−２０４０６８号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、被接合部材１５０及び接合部材２５０の他に、接合を強固にする為の様々な部材を必要とする。

具体的には、上記特許文献１に開示された技術では、上記ピンプレート４００及び上記穴あきプレート５００にて、上記被接合部材１５０及び上記接合部材２５０を挟圧して強固な接合構造である、かしめ構造を得ていた。それゆえ、挟圧のための部材すなわち、ピン３５０を有するピンプレート４００及び穴あきプレート５００が必要となっていたため、工程の増加及びコストアップといった問題点がある。さらに、ピンプレート４００及び穴あきプレート５００が存在する部位には、他の部品を設置することができない為、基板の小型化及び高密度化を図る上で妨げとなっている。そして、このことは、昨今要求されている接合構造の微小化及び集積化の際に、不利益をもたらす。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、少ない構成部材による微小な構造であり、かつ強度も確保した接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の接合構造の一態様は、貫通孔を有する部材を少なくとも１つ含む複数の部材が重なるように配置され、各々の部材が接合される接合構造において、第１の部材と、貫通孔を有する部材である第２の部材と、上記貫通孔中に充填され、かつ上記第１の部材と上記第２の部材との間に配置された接合材料と、を具備し、上記第２の部材の有する上記貫通孔は、上記第１の部材が配置された方向へ向かって穿たれ、上記接合材料は、上記貫通孔中に充填されると共に、上記貫通孔の近傍に上記第２の部材と平行な方向に配置されることを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明の接合方法の一態様は、第１の部材及び第２の部材の製造を行う接合部材製造工程と、上記第２の部材に貫通孔を形成する貫通孔作成工程と、上記第１の部材と上記第２の部材との位置を合わせて重ねて配置する位置合わせ重ね工程と、上記貫通孔中に接合材料を充填すると共に、上記貫通孔の近傍に上記第２の部材と平行な方向に接合材料を配置する充填及び配置工程と、加熱、冷却、及び紫外線照射のうち少なくとも何れか１つの手段により上記接合材料を硬化させる硬化工程と、を具備し、上記硬化工程によって硬化された接合材料により、上記第１の部材と上記第２の部材とがかしめられることを特徴とする。

本発明によれば、少ない構成部材による微小な構造であり、かつ強度も確保した接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る接合構造である部材貼り付け構造を示している。まず、同図を参照して、本実施形態に係る接合構造の構成について説明する。

被接合部材２には、同図に示すように被接合部材上導体４が設けられている。また、貫通孔を有する接合部材６には、その貫通孔近傍に貫通孔近傍導体８が設けられている。そして、参照符号１０が付されているのは接合材料である。

具体的には、上記被接合部材２及び上記接合部材６としては、例えばガラス−エポキシ複合材料基板、アラミド−エポキシ複合材料基板、ビルドアップ基板、フレキシブル基板、フレックスリジッド基板、セラミック基板、金属基板、Ｓｉ基板、ＧａＡｓ基板等に代表される基板材料が挙げられる。そして、その厚さとしては、例えば０.００１〜１０ｍｍ程である。

また、上記被接合部材上導体４及び上記貫通孔近傍導体８は、例えば金属材料の熱圧着もしくはメッキにより形成され、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏなどに代表される金属材料からなる。そして、その厚さとしては、例えば０.００５〜０.１ｍｍである。

さらに、上記接合材料１０は、例えば非導電性接着剤、異方性導電性接着剤、等方性導電性接着剤、低融点金属からなる。ここで、低融点金属としては、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ、Ａｕ−Ｓｎはんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだ、Ｓｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだ、Ｓｎ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ等が挙げられる。そして、その融点は１００℃〜３００℃程度である。なお、接合材料１０は、毛細管現象によって上記接合部材６の貫通孔部に充填され、被接合部材上導体４及び貫通孔近傍導体８に接触後に硬化させられることで、上記被接合部材２及び上記接合部材６を固定する。

なお、上記被接合部材上導体４及び上記貫通孔近傍導体８に関しては、必ずしも設ける必要はない。すなわち、上記被接合部材上導体４及び上記貫通孔近傍導体８が必ず必要となるのは、上記接合材料１０が拡散接合をする（例えば金属性）材料であって、さらに上記被接合部材２及び上記接合部材６が拡散接合をしない部材である場合のみである。したがって、そのような場合以外では、上記被接合部材上導体４及び上記貫通孔近傍導体８は、特に設ける必要はない。

そして、上記被接合部材上導体４及び上記貫通孔近傍導体８は、各々の中心軸間のズレ量が、被接合部材上導体４の寸法の０〜５０%もしくは貫通孔近傍導体８の寸法の０〜５０%のうちの小さい値の範囲内に収まるよう、上記被接合部材２及び上記接合部材６は配置される。

なお、被接合部材上導体４及び貫通孔近傍導体８を設けない場合においては、被接合部材２及び接合部材６の位置関係に、上述のような制限はない。

以下、上記接合構造を作成する工程について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、被接合部材２及び接合部材６の製造を行う（Ｓ１；接合部材製造工程）。なお、上記Ｓ１は、被接合部材２及び接合部材６を購入することにより代えることができる。つづいて、複数の上記接合部材６の内少なくとも１つ以上の接合部材６に貫通孔を形成する（Ｓ２；貫通孔作成工程）。ここで、上記Ｓ１とＳ２とは、１つの工程として行われる場合もある。

さらに、上記被接合部材２と上記接合部材６との位置を合わせて重ねて配置する（Ｓ３；位置合わせ重ね工程）。つづいて、上記接合部材６に形成された貫通孔に、接合材料１０を毛細管現象を利用して充填する。こうして貫通孔内に充填された接合材料１０は、被接合部材上導体４及び貫通孔近傍導体８（被接合部材上導体４及び貫通孔近傍導体８を設けない場合は、被接合部材２及び接合部材６）に接触する。その後、上記貫通孔近傍に上記接合部材６に平行な方向に接合材料１０を配置する（Ｓ４；充填及び配置工程）。

その後、加熱または冷却、及び紫外線照射等により上記接合材料１０を硬化させる（Ｓ５；硬化工程）。

以上のような工程を経て、被接合部材２と接合部材６とを接合材料１０でかしめたような、強固で微小な接合構造を得る。

なお、Ｓ４における貫通孔への接合材料１０の充填方法として、ここでは毛細管現象を利用する例を挙げたが、負圧または加圧を用いての充填や、加熱による濡れの誘導（接合材料１０がはんだの場合のみ）等を用いても勿論よい。すなわち、Ｓ４での接合材料１０の充填方法は、如何なる方法にも限定されない。

以上説明したように、本第１実施形態によれば、少ない構成部材による微小な構造であり、かつ強度も確保した接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

具体的には、本第１実施形態によれば、被接合部材２、接合部材６、及び接合材料１０以外の余計な部材を用いずに、強固で微小な接合構造を得ることができる。したがって、先行技術に比べ低コスト、かつ構造自体の高密度化及び小型化を実現した接合構造及び該接合構造の作成方法を提供することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態に係る接合構造を図面を参照して説明する。

上記第１実施形態と本実施形態との相違点は、本実施形態においては、全ての接合部材及び被接合部材に貫通孔が形成されている点である。したがって、上記第１実施形態における説明と重複する内容は一部省略し、上記相違点を中心に説明する。

本実施形態においては、図３に示すように、被接合部材２Ａ及び接合部材６には共に貫通孔が形成されている。そして、接合材料１０は、同図に示すように、上記貫通孔中に充填されると共に、それら貫通孔の近傍に、上記被接合部材２Ａ及び上記接合部材６に平行な方向に配置される。

そして、接合材料１０は、加熱または冷却、及び紫外線照射等により硬化されることにより、被接合部材２Ａ及び接合部材６を接合材料１０でかしめたような強固な接合構造を得ることができる。

このように被接合部材２Ａにも貫通孔を設けることで、被接合部材２Ａに設けられた貫通孔内部の壁面が、接合材料１０と接触する構造となるため、上記第１実施形態に比べて接合面積が増加する。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ上記第１実施形態に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

すなわち、上記第１実施形態と同様の所要面積にも拘わらず、上記第１実施形態より強固な接合強度である接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、被接合部材２Ａに貫通孔を設ける点を除いて、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態に係る接合構造を図４を参照して説明する。

上記第１実施形態と本実施形態との相違点は、同図に示すように、本実施形態では貫通孔が形成されている接合部材６における貫通孔隣接角部に、面取り部１２が更に形成されている点である。したがって、上記第１実施形態における説明と重複する内容は一部省略し、上記相違点を中心に説明する。

なお、同図は、接合部材６に貫通孔近傍導体８が設けられている場合を示しているので、該貫通孔近傍導体８に上記面取り部１２が形成されている図となっている。しかしながら、上述したように、貫通孔近傍導体８を設ける必要が無い場合もあり、その場合には、上記面取り部１２は接合部材６に直接形成されることは勿論である。そして、接合部材が、複数の貫通孔を有する場合は、その貫通孔のうちの一部もしくは全ての貫通孔隣接角部に面取りが形成されることは言うまでもない。

上述したように、貫通孔隣接角部に面取り部１２が形成されているため、接合材料１０と貫通孔近傍導体８とが接触する面積が増加する。このように、接合材料１０と貫通孔近傍導体８との接触面積が増えると、当該接合構造に引張、圧縮、曲げ、及びねじり等の外力が作用した場合に、接合材料１０と貫通孔近傍導体８との接合部において、該接合部の単位面積あたりに作用する外力は小さくなる。すなわち、外力に対し、上記第１実施形態に比べてより強固な接合構造を得ることができる。

また、ここでは、上記第１実施形態に本実施形態を適用した場合を例に説明したが、本実施形態は上記第２実施形態にも同様に適用することができるのは勿論である。なお、上記第２実施形態に本実施形態を適用する場合には、上記貫通孔に隣接している上記被接合部材２Ａ及び上記接合部材６のうち少なくとも一方の角部に、面取り部１２が形成されるようにすればよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１及び第２実施形態と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ上記第１及び第２実施形態に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

すなわち、上記第１及び第２実施形態と同様の所要面積にも拘わらず、上記第１及び第２実施形態より強固な接合強度である接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、貫通孔隣接角部に面取り部１２を形成する点を除いて、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した通りであるので、ここでは説明を省略する。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態に係る接合構造を図５参照して説明する。

上記第３実施形態と本実施形態との相違点は、本実施形態では、同図に示すように面取り部１２に、更に凹凸状加工である凹凸状加工部１４が形成されている点である。したがって、ここでは、上記第３実施形態と説明が重複する部分は一部省略し、上記相違点を中心に説明する。

本実施形態では、同図に示すように、上記面取り部１２には凹凸状の加工である凹凸状加工部１４が形成されている。そして、このように表面を凹凸状に加工する手段としては、エッチング、メッキ、サンドブラスト、ショットピーニング、及び放電加工等を挙げることができる。

上述のように、本実施形態では、面取り部１２の表面が凹凸状になるよう凹凸状加工部１４が形成されているため、接合材料１０が貫通孔近傍導体８に接触している面積が増える。したがって、当該接合構造に引張、圧縮、曲げ、及びねじり等の外力が作用した場合、接合材料１０と貫通孔近傍導体８との接合部において、該接合部の単位面積あたりに作用する外力は小さくなる。すなわち、外力に対し、上記第１乃至３実施形態よりも強固な接合構造を得ることができる。

なお、ここでは、上記３実施形態に本実施形態を適用した場合を例に説明したが、本実施形態は上記第１及び第２実施形態にも同様に適用することができるのは勿論である。その場合、凹凸状加工部１４は、上記貫通孔壁面に設ければよい。また、接合部材６に貫通孔近傍導体８を設けない場合には、接合部材６に直接凹凸状加工部１４を設けることは勿論である。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１乃至第３実施形態と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ上記第１乃至第３実施形態に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

すなわち、上記第１乃至第３実施形態と同様の所要面積にも拘わらず、上記第１乃至第３実施形態より強固な接合強度である接合構造及び該接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した接合方法に準ずるので、ここでは説明を省略する。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態に係る接合構造を、図６を参照して説明する。

上記第４実施形態と本実施形態との相違点は、本第５実施形態では、貫通孔内に伝熱部材１６が配置される点である。したがって、上記第４実施形態における説明と重複する内容は一部省略し、上記相違点を中心に説明する。

伝熱部材１６は、Ｃｕ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ等に代表される金属材料からなるが、接合材料１０に用いる材料よりも熱伝導率が高い材質である必要がある。また、伝熱部材１６の形状としては、直径が貫通孔の直径以下である線状または球状、あるいは外接円の直径が貫通孔の直径以下である矩形を組み合わせた立体形状、等が挙げられる。

このように、貫通孔を有する部材の貫通孔内に伝熱部材１６が配置されているため、貫通孔内に存在する接合材料１０を加熱する際に、該伝熱部材１６の周囲の熱を該伝熱部材１６がその近傍へ伝達することができる。したがって、接合材料の加熱効率が、上記第１乃至第４実施形態より向上する。

なお、ここでは、上記第４実施形態に本実施形態を適用した場合を例に説明したが、本実施形態は上記第１乃至第３実施形態にも同様に適用することができるのは勿論である。

以上説明したように、本実施形態によれば、上記第１乃至第４実施形態に比べ、接合材料１０を硬化させるための加熱時間の短縮ができる。したがって、本実施形態を上記第１乃至第４実施形態に適用することにより、上記第１乃至第４実施形態と同様の効果を奏する上に、接合材料を硬化させるための加熱時間の短縮を実現した接合構造及び接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した接合方法に準ずるので、ここでは説明を省略する。

［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態に係る接合構造を、図７乃至図８を参照して説明する。

本第６実施形態と、上記第１実施形態との相違点は、接合材料として、加熱により固体から液体に変質する性質を有する加熱溶融接合材料１８を用いる点である。したがって、上記第１実施形態における説明と重複する内容は一部省略し、上記相違点により可能となる、当該接合構造の分離方法を中心に説明する。

上記加熱溶融接合材料１８は、固体状態から液体状態に変質する温度が、例えば５０〜５００℃の温度である材料である。具体的には、代表的な材料として、融点が１８３℃のＳｎ−Ｐｂ共晶はんだを挙げることができる。

図８（ａ）は、硬化後の加熱溶融接合材料１８を、はんだこて２０を用いて加熱して溶融させ、吸引機２２を用いて除去した後、外力を加えることで接合部材６と被接合部材２とを分離させている状態を示している図である。

上述したように、接合材料として、加熱により固体から液体に変質する加熱溶融接合材料１８を用いる為、貫通孔を有する接合部材及び被接合部材の貫通孔内に充填されている加熱溶融接合材料１８を、該接合材料の融点以上に加熱することで液体化させて取り除き、その後、図８（ｂ）に示すように外力を加えることで、被接合部材２と接合部材６とを容易に分離することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、強固に接続された被接合部材２と接合部材６とを、機械的または化学的ストレスをかけることなく、容易に分離することができる接合構造及び接合方法を提供することができる。

したがって、本実施形態を上記第１乃至第５実施形態に適用することにより、上記第１乃至第５実施形態と同様の効果を奏する上に、当該接合構造を容易に分離することができる接合構造及び接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した接合方法に準ずるので、ここでは説明を省略する。

［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態に係る接合構造を、図９乃至図１０を参照して説明する。

本第７実施形態と、上記第１実施形態との相違点は、接合材料として、加熱により脆化する性質を有する加熱脆化接合材料２４を用いる点である。したがって、上記第１実施形態における説明と重複する内容は一部省略し、上記相違点により可能となる、当該接合構造の分離方法を中心に説明する。

加熱脆化接合材料２４は、材料が脆化（例えば炭化）する温度が１００〜５００℃の温度である材料である。具体的には、代表的な材料として、炭化温度が約３００℃であるエポキシ樹脂が挙げられる。

なお、図１０（ａ）は、加熱脆化接合材料２４をレーザ発振機２６の発生するレーザ２８により加熱して脆化させる様子を示し、同図（ｂ）は、その後に外力を図中矢印方向に加え、被接合部材２と接合部材６とを分離させている様子を示している。

本実施形態では、接合材料として上述の加熱脆化接合材料２４を用いることで、当該接合構造を剥離させる際に、加熱脆化接合材料２４が脆化する温度（例えば炭化点）以上に加熱し、該加熱脆化接合材料２４を脆化（例えば炭化）させて取り除き（図１０（ａ）参照）、その後外力を加えることで接合部材と被接合部材とを容易に分離することが可能となる（図１０（ｂ）参照）。この際、加熱脆化接合材料２４は固体状態のまま除去されるため、脆化した加熱脆化接合材料２４が、被接合部材２や接合部材６等に付着することを防ぐことができる。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、脆化した加熱脆化接合材料２４が、被接合部材上導体４（被接合部材上導体４が設けられていない場合は、被接合部材２）上に残留した場合であっても、加熱脆化接合材料２４は脆化された後の固体状態であるので付着はせず、加振等により容易に除去することが可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、強固に接続された被接合部材２と接合部材６とを、機械的または化学的ストレスをかけることなく、容易に分離することができる接合構造及び接合方法を提供することができる。

したがって、本実施形態を上記第１乃至第５実施形態に適用することにより、上記第１乃至第５実施形態と同様の効果を奏する上に、当該接合構造を容易に分離することができ、さらに除去後の加熱脆化接合材料２４の被接合部材２及び接合部材６等への再付着を防ぐことができる接合構造及び接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した接合方法に準ずるので、ここでは説明を省略する。

［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態に係る接合構造を、図１１乃至図１２を参照して説明する。

本第８実施形態と、上記第１実施形態との相違点は、接合材料として、化学変化により固体から液体へ変質する化学的溶融接合材料３０を用いる点である。したがって、上記第１実施形態における説明と重複する内容は一部省略し、上記相違点により可能となる、当該接合構造の分離方法を中心に説明する。

なお、上記化学的溶融接合材料３０は、所定の物質を加えることにより、固体から液体に変質する材料から成る。具体的には例えば、上記化学的溶融接合材料３０としては、アセトンを溶剤として溶融するシアノアクリレート系接着剤が挙げられる。

図１２（ａ）は、溶剤（例えばアセトン；以下同様）３１を注射器３２にて当該接合構造に供給し、化学的溶融接合材料（例えばシアノアクリレート；以下同様）３０を溶融させ、該化学的溶融接合材料３０を吸引機２２にて除去している様子を示し、同図（ｂ）は、その後図中矢印方向に外力を加え、被接合部材２と接合部材６とを分離させている様子を示している。

図１２に示すように、本実施形態では接合材料として上述の化学的溶融接合材料３０を用いているので、該化学的溶融接合材料３０に対応した溶剤を、当該接合構造に充填されている化学的溶融接合材料３０に供給して液体化させて取り除き、その後外力を加えることで、被接合部材２と接合部材６とを容易に分離することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、強固に接続された被接合部材２と接合部材６とを、機械的または熱的ストレスをかけることなく、容易に分離することができる接合構造及び接合方法を提供することができる。

したがって、本実施形態を上記第１乃至第５実施形態に適用することにより、上記第１乃至第５実施形態と同様の効果を奏する上に、当該接合構造を容易に分離することができる接合構造及び接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した接合方法に準ずるので、ここでは説明を省略する。

［第９実施形態］
以下、本発明の第９実施形態に係る接合構造を、図１３を参照して説明する。

本第９実施形態と、上記第１実施形態との相違点は、接合材料として、導電性を有する導電性接合材料３４を用いる点である。したがって、上記第１実施形態における説明と重複する内容は一部省略する。なお、導電性接合材料３４としては、例えばＡｇペーストが挙げられる。

本実施形態では、上述のように接合材料として導電性接合材料３４を用いるので、被接合部材２上の不図示電気配線と接合部材６上の不図示電気配線との間に、導電性接合材料３４を介して導電性を確保することが可能となる。すなわち、図１３に矢印で示すような電気信号伝達回路３６を確保することができる。

以上説明したように、本実施形態を上記第１乃至第８実施形態に適用することで、上記第１乃至第８実施形態と同様の効果を奏する上に、当該接合構造における各部材を電子回路の一部として利用することができる接合構造及び接合方法を提供することができる。すなわち、回路設計の自由度が向上するため、回路の高密度化及び基板の小型化に関して非常に有益な接合構造及び接合方法を提供することができる。

なお、本実施形態に係る接合構造を作成する接合方法は、上記第１実施形態にて図２に示すフローチャートを参照して説明した接合方法に準ずるので、ここでは説明を省略する。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、上述した各実施形態のうちの第１実施形態に基づいて被接合部材２と接合部材６とを接合した接合構造において、被接合部材２と接合部材６とを分離する方向に引っ張る引張試験を実施した。以下、該引張試験の詳細を記す。なお、実装構造としては図１に示すものと概ね同様である。

まず、該引張試験に供した被接合部材２及び接合部材６としては、フレキシブルプリント配線板２枚であり、一方のフレキシブルプリント配線板はφ１．２ｍｍの丸型Ｃｕ導体を作成した部材、及び他方のフレキシブルプリント配線板は、外形φ１．２ｍｍ，内径０．６ｍｍの貫通孔上導体及びφ０．６ｍｍ貫通孔を設けた部材を用いた。また、接合材料１０としては、Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだを用いた。

そして、上述のサンプルを用いて上記引張試験を実施した結果、当該接合構造が破壊する前に、被接合部材２及び接合部材６（ここでは上記フレキシブルプリント配線板）が破壊した。この試験結果から分かる通り、上記第１実施形態に係る接合構造は、十分な接合強度を有していると言うことができる。したがって、上記第１実施形態を改良した上記第２乃至第９実施形態に係る接合構造が十分な接合強度を有していることは勿論である。

また、上記各実施形態の説明においては、構造上及び設計上の利点に注目して説明をしたが、上記各実施形態に係る接合構造には、実施の容易性に関する利点も存在する。

具体的には、従来の技術では必要であったピンプレート及び穴あきプレートを接合部材に組み込む工程及び該工程に要する装置が不要となる。そして、上記ピンプレート及び穴あきプレートを接合部材に組み込む工程及び該工程に要する装置が、従来コストアップの一因となっていた。このような事情に対し、上記第１乃至第９実施形態に係る接合構造及び接合方法では、その実施にあたって、組立及び接合工程において、上述したコストアップの一因となっていた設備投資及び工程の増加が不要となるので、従来の技術に比べて実施が非常に容易であると言える。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。

さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。

（１） 貫通孔を有する部材を少なくとも１つ含む複数の部材が重なるように配置され、各々の部材が接合される接合構造において、
第１の部材と、
貫通孔を有する部材である第２の部材と、
上記貫通孔中に充填され、かつ上記第１の部材と上記第２の部材との間に配置された接合材料と、
を具備し、
上記第２の部材の有する上記貫通孔は、上記第１の部材が配置された方向へ向かって穿たれ、
上記接合材料は、上記貫通孔中に充填されると共に、上記貫通孔の近傍に上記第２の部材と平行な方向に配置されることを特徴とする接合構造。

（対応する実施形態）
この（１）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第１実施形態が対応する。この実施形態において、上記第１の部材は例えば被接合部材２もしくは２Ａが対応し、上記第２の部材は例えば接合部材６が対応し、上記接合材料は例えば接合材料１０が対応する。

（作用効果）
この（１）に記載の接合構造によれば、少ない構成部材による微小な構造であり、かつ強度も確保した接合構造を提供することができる。

（２） 上記第１の部材も貫通孔を有し、
上記第１の部材と上記第２の部材とが、上記第１の部材における貫通孔の位置と上記第２の部材における貫通孔の位置とが合致するように配置され、
上記接合材料は、上記第１及び第２の部材の貫通孔中に充填されると共に、それら貫通孔の近傍に、上記第１及び第２の部材と平行な方向に配置されることを特徴とする（１）に記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（２）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第２実施形態が対応する。この実施形態において、上記第１の部材は例えば被接合部材２Ａが対応する。

（作用効果）
この（２）に記載の接合構造によれば、（１）と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ（１）に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造を提供することができる。

すなわち、（１）と同様の所要面積にも拘わらず、（１）より強固な接合強度である接合構造を提供することができる。

（３） 上記第１の部材及び上記第２の部材のうち少なくとも一方の上記貫通孔に隣接する部位の角部には、面取り状加工が施されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（３）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第３実施形態が対応する。この実施形態において、上記面取り状加工は例えば面取り部１２が対応する。

（作用効果）
この（３）に記載の接合構造によれば、（１）及び（２）と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ（１）及び（２）に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造を提供することができる。

すなわち、（１）及び（２）と同様の所要面積にも拘わらず、（１）及び（２）より強固な接合強度である接合構造を提供することができる。

（４） 上記第１の部材及び上記第２の部材のうち少なくとも一方の上記貫通孔の壁面部位には、凹凸状加工が施されていることを特徴とする（１）乃至（３）の何れかに記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（４）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第４実施形態が対応する。この実施形態において、上記凹凸状加工は例えば凹凸状加工部１４が対応する。

（作用効果）
この（４）に記載の接合構造によれば、（１）乃至（３）と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ（１）乃至（３）に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造を提供することができる。

すなわち、（１）乃至（３）と同様の所要面積にも拘わらず、（１）乃至（３）より強固な接合強度である接合構造を提供することができる。

（５） 上記貫通孔内には、上記接合材料における熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する伝熱部材が配置されていることを特徴とする（１）乃至（４）の何れかに記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（５）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第５実施形態が対応する。この実施形態において、上記伝熱部材は例えば伝熱部材１６が対応する。

（作用効果）
この（５）に記載の接合構造によれば、（１）乃至（３）に比べ、接合材料１０を硬化させるための加熱時間の短縮ができる。したがって、（５）を（１）乃至（４）に適用することにより、（１）乃至（４）と同様の効果を奏する上に、接合材料を硬化させるための加熱時間の短縮を実現した接合構造を提供することができる。

（６） 上記接合材料は、加熱されることにより、固体から液体に変質する性質を有する材料であることを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（６）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第６実施形態が対応する。この実施形態において、上記接合材料は例えば加熱溶融接合材料１８が対応する。

（作用効果）
この（６）に記載の接合材料によれば、強固に接続された被接合部材２と接合部材６とを、機械的または化学的ストレスをかけることなく、容易に分離することができる接合構造を提供することができる。

したがって、（６）を（１）乃至（５）に適用することにより、（１）乃至（５）と同様の効果を奏する上に、当該接合構造を容易に分離することができる接合構造を提供することができる。

（７） 上記接合材料は、加熱されることにより脆化する性質を有する材料であることを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（７）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第７実施形態が対応する。この実施形態において、上記接合材料は例えば加熱脆化接合材料２４が対応する。

（作用効果）
この（７）に記載の接合構造によれば、強固に接続された被接合部材２と接合部材６とを、機械的または化学的ストレスをかけることなく、容易に分離することができる接合構造を提供することができる。

したがって、（７）を（１）乃至（５）に適用することにより、（１）乃至（５）と同様の効果を奏する上に、当該接合構造を容易に分離することができ、さらに除去後の加熱脆化接合材料２４の被接合部材２及び接合部材６等への再付着を防ぐことができる接合構造を提供することができる。

（８） 上記接合材料は、化学変化により固体から液体に変質する性質を有する材料であることを特徴とする（１）乃至（５）の何れかに記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（８）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第８実施形態が対応する。この実施形態において、上記接合材料は例えば化学的溶融接合材料３０が対応する。

（作用効果）
この（８）に記載の接合構造によれば、強固に接続された被接合部材２と接合部材６とを、機械的または熱的ストレスをかけることなく、容易に分離することができる接合構造を提供することができる。

したがって、（８）を（１）乃至（５）に適用することにより、（１）乃至（５）と同様の効果を奏する上に、当該接合構造を容易に分離することができる接合構造を提供することができる。

（９） 上記接合材料は、導電性を有する材料であることを特徴とする（１）乃至（８）の何れかに記載の接合構造。

（対応する実施形態）
この（９）に記載の接合構造に関する実施形態は、例えば第９実施形態が対応する。この実施形態において、上記接合材料は例えば導電性接合材料３４が対応する。

（作用効果）
この（９）に記載の接合構造によれば、（９）を（１）乃至（８）に適用することで、（１）乃至（８）と同様の効果を奏する上に、当該接合構造における各部材を電子回路の一部として利用することができる接合構造を提供することができる。すなわち、回路設計の自由度が向上するため、回路の高密度化及び基板の小型化に関して非常に有益な接合構造を提供することができる。

（１０） 第１の部材及び第２の部材の製造を行う接合部材製造工程と、
上記第２の部材に貫通孔を形成する貫通孔作成工程と、
上記第１の部材と上記第２の部材との位置を合わせて重ねて配置する位置合わせ重ね工程と、
上記貫通孔中に接合材料を充填すると共に、上記貫通孔の近傍に上記第２の部材と平行な方向に接合材料を配置する充填及び配置工程と、
加熱、冷却、及び紫外線照射のうち少なくとも何れか１つの手段により上記接合材料を硬化させる硬化工程と、
を具備し、
上記硬化工程によって硬化された接合材料により、上記第１の部材と上記第２の部材とがかしめられることを特徴とする接合方法。

（対応する実施形態）
この（１０）に記載の接合方法に関する実施形態は、例えば第１実施形態が対応する。この実施形態において、上記第１の部材は例えば被接合部材２または２Ａが対応し、上記第２の接合部材は例えば接合部材６が対応し、上記接合材料は例えば接合材料１０が対応する。

（作用効果）
この（１０）に記載の接合方法によれば、少ない構成部材による微小な構造であり、かつ強度も確保した接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

（１１） 上記第１の部材にも貫通孔を形成する第１部材貫通孔作成工程を更に具備し、
上記充填及び配置工程は、上記接合材料を、上記第１及び第２の部材の貫通孔中に充填すると共に、それら貫通孔の近傍に、上記第１及び第２の部材と平行な方向に配置することを特徴とする（１０）に記載の接合方法。

（対応する実施形態）
この（１１）に記載の接合方法に関する実施形態は、例えば第２実施形態が対応する。この実施形態において、上記第１の部材は例えば被接合部材２Ａが対応する。

（作用効果）
この（１１）に記載の接合方法によれば、（１０）と同様に少ない構成部材による微小な構造であり、かつ（１０）に比べてより強固な接合強度を確保した接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

すなわち、（１０）の接合方法により得られる接合構造と同様の所要面積にも拘わらず、（１０）の接合方法により得られる接合構造より強固な接合強度である接合構造を作成する接合方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第１実施形態に係る接合構造を作成する接合方法のフローチャート。 本発明の第２実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第３実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第４実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第５実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第６実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第６実施形態に係る接合構造の分離工程を示した概略図。 本発明の第７実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第７実施形態に係る接合構造の分離工程を示した概略図。 本発明の第８実施形態に係る接合構造を示した概略図。 本発明の第８実施形態に係る接合構造の分離工程を示した概略図。 本発明の第９実施形態に係る接合構造を示した概略図。 従来の技術に係る接合構造を示した概略図。

符号の説明

２，２Ａ…被接合部材、 ４…被接合部材上導体、 ６…接合部材、 ８…貫通孔近傍導体、 １０…接合材料、 １２…面取り部、 １４…凹凸状加工部、 １６…伝熱部材、 １８…加熱溶融接合材料、 ２０…はんだこて、 ２２…吸引機、 ２４…加熱脆化接合材料、 ２６…レーザ発振機、 ２８…レーザ、 ３０…化学的溶融接合材料、 ３１…溶剤、 ３２…注射器、 ３４…導電性接合材料、 ３６…電気信号伝達回路。

Claims (11)

1. 貫通孔を有する部材を少なくとも１つ含む複数の部材が重なるように配置され、各々の部材が接合される接合構造において、
   第１の部材と、
   貫通孔を有する部材である第２の部材と、
   上記貫通孔中に充填され、かつ上記第１の部材と上記第２の部材との間に配置された接合材料と、
   を具備し、
   上記第２の部材の有する上記貫通孔は、上記第１の部材が配置された方向へ向かって穿たれ、
   上記接合材料は、上記貫通孔中に充填されると共に、上記貫通孔の近傍に上記第２の部材と平行な方向に配置されることを特徴とする接合構造。
2. 上記第１の部材も貫通孔を有し、
   上記第１の部材と上記第２の部材とが、上記第１の部材における貫通孔の位置と上記第２の部材における貫通孔の位置とが合致するように配置され、
   上記接合材料は、上記第１及び第２の部材の貫通孔中に充填されると共に、それら貫通孔の近傍に、上記第１及び第２の部材と平行な方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の接合構造。
3. 上記第１の部材及び上記第２の部材のうち少なくとも一方の上記貫通孔に隣接する部位の角部には、面取り状加工が施されていることを特徴とする請求項１または２に記載の接合構造。
4. 上記第１の部材及び上記第２の部材のうち少なくとも一方の上記貫通孔の壁面部位には、凹凸状加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の接合構造。
5. 上記貫通孔内には、上記接合材料における熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する伝熱部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の接合構造。
6. 上記接合材料は、加熱されることにより、固体から液体に変質する性質を有する材料であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の接合構造。
7. 上記接合材料は、加熱されることにより脆化する性質を有する材料であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の接合構造。
8. 上記接合材料は、化学変化により固体から液体に変質する性質を有する材料であることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の接合構造。
9. 上記接合材料は、導電性を有する材料であることを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の接合構造。
10. 第１の部材及び第２の部材の製造を行う接合部材製造工程と、
    上記第２の部材に貫通孔を形成する貫通孔作成工程と、
    上記第１の部材と上記第２の部材との位置を合わせて重ねて配置する位置合わせ重ね工程と、
    上記貫通孔中に接合材料を充填すると共に、上記貫通孔の近傍に上記第２の部材と平行な方向に接合材料を配置する充填及び配置工程と、
    加熱、冷却、及び紫外線照射のうち少なくとも何れか１つの手段により上記接合材料を硬化させる硬化工程と、
    を具備し、
    上記硬化工程によって硬化された接合材料により、上記第１の部材と上記第２の部材とがかしめられることを特徴とする接合方法。
11. 上記第１の部材にも貫通孔を形成する第１部材貫通孔作成工程を更に具備し、
    上記充填及び配置工程は、上記接合材料を、上記第１及び第２の部材の貫通孔中に充填すると共に、それら貫通孔の近傍に、上記第１及び第２の部材と平行な方向に配置することを特徴とする請求項１０に記載の接合方法。

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