JP2012044008A

JP2012044008A - 回路基板、その製造方法、及び、接続構造

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Publication number: JP2012044008A
Application number: JP2010184504A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Nagahiro; 辰己永弘; Katsumi Taniguchi; 勝己谷口
Original assignee: II P I KK; Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: II P I KK; Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-03-01

Abstract

【課題】コンタクトピンの接触による劣化を抑制できる表面電極を備えた回路基板、その製造方法、及び、コンタクトピンと表面電極との接続構造を得る。
【解決手段】回路基板１０の表面に形成され、かつ、コンタクトピン６の接触を受けるピン接触用端子電極１５は、回路基板１０上に設けられた表面電極１２に補強用金属板１６が溶接にて固着されている。補強用金属板１６は、Ｃｕを主成分とするコア金属材１７の表面にＮｉを主成分とする第１めっき層１８、Ａｕを主成分とする第２めっき層１９が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、回路基板、特に、コンタクトピンの接触を受ける表面電極を有する回路基板、その製造方法、及び、コンタクトピンと表面電極との接続構造に関する。

従来、移動体通信端末などの電子機器においては、半導体ＩＣチップやチップ型コンデンサなどの電子部品を搭載した回路基板や、コイル状に巻回されたアンテナパターンを有する回路基板など、各種の回路基板が用いられている。特に、移動体通信端末のような小型の電子機器において用いられている回路基板はフレキシブル基板で構成されていることがある。

この種のフレキシブル基板と端末筺体との電気的な接続は、筺体に固定したコンタクトピンとフレキシブル基板上に形成した表面電極との接触で行われることがある。そのため、フレキシブル基板上の表面電極には、コンタクトピンの接触による摩擦や衝撃に耐えるため、ある程度の強度が求められる。通常、表面電極として用いられるＣｕを主成分とした金属材は、単独では必要とする強度を達成できない。また、Ｃｕからなる表面電極単独では錆が発生する。

そこで、特許文献１には、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、コンタクトピンとの接触用端子電極１０１として、回路基板１００上に設けられた表面電極１０２の表面に硬質Ａｕめっき膜１０３を形成し、さらに該Ａｕめっき膜１０３の表面を梨地処理することが記載されている。

しかし、前記ピン接触用端子電極１０１では、Ａｕ自体が比較的柔らかいために硬質化しても、やはりコンタクトピンの接触によりＡｕめっき膜１０３が摩耗し、表面電極１０２が劣化してしまう不具合を有している。また、硬質Ａｕめっき膜１０３の形成は、無電解めっきでは困難であり、電界めっきが必要となる。しかも、基板１００をめっき液に浸漬することは基板１００が劣化することにもなる。

特開２００９−２００２３６号公報

そこで、本発明の目的は、コンタクトピンの接触による劣化を抑制できる表面電極を備えた回路基板、その製造方法、及び、コンタクトピンと表面電極との接続構造を提供することにある。

本発明の第１の形態である回路基板は、
基板の表面に形成された複数の表面電極のうち、少なくともコンタクトピンの接触を受ける表面電極には、補強用金属板が溶接にて固着されていること、
を特徴とする。

本発明の第２の形態である回路基板の製造方法は、
複数の表面電極を有する基板を準備する工程と、
前記複数の表面電極のうち、少なくともコンタクトピンの接触を受ける表面電極に、補強用金属板を溶接にて固着する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の第３の形態である接続構造は、
コンタクトピンと回路基板に設けられた表面電極との接続構造であって、
前記表面電極には補強用金属板が溶接にて固着されており、
前記コンタクトピンは前記補強用金属板を介して前記表面電極に電気的に接続されること、
を特徴とする。

前記回路基板において、少なくともコンタクトピンの接触を受ける表面電極には補強用金属板が溶接にて固着されているため、該表面電極は十分な強度を有し、コンタクトピンの接触による摩擦や衝撃に耐える。また、補強用金属板には単独でＡｕめっき膜を無電解めっきで形成することができるため、Ａｕめっき膜を形成する場合であっても安価に付き、かつ、Ａｕめっき膜の下地としてコア金属材が存在するため、表面電極としては必要な強度を失うことはない。また、めっき液に浸漬することによる基板の劣化が回避される。

本発明によれば、コンタクトピンの接触による表面電極の劣化を効果的に抑制できる。

第１例としての電子機器を示す概略断面図である。第２例としての電子機器に搭載される回路基板を示す斜視図である。図１に示した回路基板を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。実施例１としてのピン接触用端子電極を示し、（Ａ）は表面電極と補強用金属板とを分解した状態の断面図、（Ｂ）は溶接した状態の断面図である。前記ピン接触用端子電極にコンタクトピンが接触した状態を示す断面図である。実施例２としてのピン接触用端子電極を示し、（Ａ）は表面電極と補強用金属板とを分解した状態の断面図、（Ｂ）は溶接した状態の断面図である。前記ピン接触用端子電極の製作工程途中を示す斜視図である。実施例３としてのピン接触用端子電極を示し、（Ａ）は表面電極と補強用金属板とを分解した状態の断面図、（Ｂ）は溶接した状態の断面図である。（Ａ），（Ｂ）ともに従来のピン接触用端子電極を示す断面図である。

以下、本発明に係る回路基板、その製造方法、及び、接続構造の実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ部材、部分については共通する符号を付し、重複する説明は省略する。

（電子機器の第１例、図１参照）
電子機器の第１例として移動体通信端末の概略構成を図１に示す。この移動体通信端末は筺体１にプリント配線基板５が設けられ、プリント配線基板５にはコンタクトピン６が固定されている。また、プリント配線基板５に重ねてフレキシブルな回路基板１０が配置され、回路基板１０には以下に説明するコイル状のアンテナパターン１１（図３参照）が形成され、アンテナパターン１１の両端部に接続されたピン接触用端子電極１５にはコンタクトピン６が接触する。コンタクトピン６は給電回路に接続されており、ピン接触用端子電極１５はアンテナパターン１１への給電端子として機能する。

（電子機器の第２例、図２参照）
電子機器の第２例として移動体通信端末に搭載される回路基板２０を図２に示す。この回路基板２０は、表面に形成したプリント配線２１上に半導体ＩＣ部品２５，２６やコンデンサ２７などの多数のチップ部品を搭載したものである。回路基板２０は多層の積層基板でもあり、図示しない内部導体を備え、表面の各種チップ部品が内部導体を介して所定の回路を構成している。一対のピン接触用端子電極２２には図１に示したコンタクトピン６が接触する。また、一対のピン接触用端子電極２３には、この回路基板２０の特性を測定するためのピンが測定時に接触する。図１に示したピン接触用端子電極１５、図２に示したピン接触用端子電極２２，２３は以下に詳述する構成を有している。

（実施例１、図３〜図５参照）
実施例１として、図１に示したフレキシブルな回路基板１０におけるピン接触用端子電極１５の構成を詳述する。図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、回路基板１０の表面にはコイル状のアンテナパターン１１が形成され、アンテナパターン１１の両端部に給電端子として機能するピン接触用端子電極１５が設けられている。回路基板１０は、ポリイミド基板などのフレキシブル基板で形成されている。

ピン接触用端子電極１５は、図４（Ａ）に示すように、回路基板１０の表面に設けた表面電極１２上に補強用金属板１６が溶接（抵抗溶接が好ましく、超音波溶接、レーザー溶接であってもよい）にて固着されている。補強用金属板１６は、コア金属材１７と、その表裏面に設けた第１めっき層１８と、第１めっき層１８上に設けた第２めっき層１９とで構成されている。コア金属材１７の側面にも第１めっき層１８及び第２めっき層１９が設けられていてもよい。コア金属材１７はＣｕを主成分とし、第１めっき層１８はＮｉであり、第２めっき層１９はＡｕである。コア金属材１７の材料としては、黄銅、リン青銅などのＣｕを主成分とする金属薄板を好適に用いることができる。

補強用金属板１６は、以下に説明する第１の製造工程又は第２の製造工程で製作される。第１の製造工程は、まず、コア金属材１７からなる板状の母材の表面に、第１めっき層１８を形成し、さらにその上に第２めっき層１９を形成する。その後、板状の母材をマトリクス状にカットする。第２の製造工程では、まず、コア金属材１７からなる帯状の母材の表面に、第１めっき層１８を形成し、さらにその上に第２めっき層１９を形成する。その後、帯状の母材を所定寸法にカットする。

前記第１の製造工程では四つの側面に第１及び第２めっき層１８，１９のない補強用金属板１６が得られる。前記第２の製造工程ではカットされた一対の側面に第１及び第２めっき層１８，１９のない補強用金属板１６が得られる。Ｎｉ，Ａｕによる第１及び第２めっき層１８，１９は安価な無電解めっきによって形成することができる。

前記第２めっき層１９には梨地処理を施してもよい。また、表面電極１２は回路基板１０上にＣｕ箔やＡｌ箔を貼着して形成される。他の方法として、Ｃｕを主成分とする導電ペーストを印刷する厚膜形成法、あるいは、フォトリソなどの薄膜形成法で、アンテナパターン１１と一体的にあるいは別体に形成してもよい。

図５は、前記ピン接触用端子電極１５に対するコンタクトピン６の接触状態を示す。コンタクトピン６はばね性を有し、その弾性力によって突部がピン接触用端子電極１５に圧接し、電気的な接続が図られる。表面電極１２には補強用金属板１６が溶接にて強固に固着されているため、表面電極１２は十分な強度を有し、コンタクトピン６の接触による摩擦や衝撃に耐え得る。また、補強用金属板１６にはＮｉめっき膜１８やＡｕめっき膜１９が電解めっきで形成されているために安価に製作できる。さらに、Ａｕめっき膜１９の下地としてＮｉめっき膜１８やコア金属材１７が存在するため、表面電極１２としては必要な強度を失うことはない。しかも、回路基板１０はめっき液に浸漬されることはないのでめっき液による劣化を生じることはない。特に、回路基板１０が樹脂などのフレキシブルな基板であるときに効果的である。

（実施例２、図６及び図７参照）
実施例２としてのピン接触用端子電極１５を図６（Ａ），（Ｂ）に示す。このピン接触用端子電極１５は、コア金属材１７の表裏面に加えて、四つの側面にも第１めっき層１８及び第２めっき層１９を形成したものである。他の構成は前記実施例１と同様であり、その作用効果も実施例１と同様である。

このような補強用金属板１６は、コア金属材１７を１個１個のサイズにカットした後に、個別に第１及び第２めっき層１８，１９を形成することにより製作することができる。あるいは、図７に示すように、１個のサイズのコア金属材１７をフープ材３０に並べて打ち抜き、この状態で第１及び第２めっき層１８，１９を形成し、切り離してもよい。

（実施例３、図８参照）
実施例３としてのピン接触用端子電極１５を図８（Ａ），（Ｂ）に示す。このピン接触用端子電極１５は、コア金属材１７の一主面に第１めっき層１８及び第２めっき層１９を形成したものである。他の構成は前記実施例１と同様であり、その作用効果も実施例１と同様である。

このような補強用金属板１６は、Ｃｕからなる表面電極１２上にＣｕからなるコア金属材１７を直接に接触させて抵抗溶接することにより固着される。

（他の実施例）
なお、本発明に係る回路基板、その製造方法、及び、接続構造は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

本発明は、移動体通信端末以外にも種々の電子機器に適用することができる。また、コンタクトピンの接触を受ける表面電極は、前記実施例に示したものに限定するものではない。表面電極やコンタクトピンの形状、構造などは任意である。

また、補強用金属板は、Ｎｉからなるコア金属材の表面にＡｕからなる表面金属材を設けたものであってもよい。この場合、Ｃｕからなるコア金属材にＮｉめっき膜を形成する必要がなくなるため、製造プロセスの簡略化を図ることができる。また、コア金属材はステンレスなどＦｅを主成分とする金属材であってもよい。

以上のように、本発明は、回路基板、その製造方法、及び接続構造に有用であり、特に、コンタクトピンの接触による表面電極の劣化を抑制できる点で優れている。

６…コンタクトピン
１０…フレキシブル回路基板
１２…表面電極
１５…ピン接触用端子電極
１６…補強用金属板
１７…コア金属材
１８…第１めっき層
１９…第２めっき層

Claims

基板の表面に形成された複数の表面電極のうち、少なくともコンタクトピンの接触を受ける表面電極には、補強用金属板が溶接にて固着されていること、
を特徴とする回路基板。
前記補強用金属板は、コア金属材と、該コア金属材の少なくとも前記表面電極側に設けられた表面金属材とからなること、を特徴とする請求項１に記載の回路基板。
前記コア金属材はＣｕ又はＮｉを主成分とし、前記表面金属材はＡｕを主成分とすること、を特徴とする請求項２に記載の回路基板。
前記表面金属材は前記コア金属材の表裏主面に設けられていること、を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の回路基板。
前記補強用金属板は、コンタクトピンの接触を受ける表面電極にのみ固着されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の回路基板。
前記基板はフレキシブル基板であること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の回路基板。
複数の表面電極を有する基板を準備する工程と、
前記複数の表面電極のうち、少なくともコンタクトピンの接触を受ける表面電極に、補強用金属板を溶接にて固着する工程と、
を備えたことを特徴とする回路基板の製造方法。
コア金属材と該コア金属材の少なくとも一主面に表面金属材を設けた板状の母材を製作し、該母材をマトリクス状にカットして前記補強用金属板を製作する工程を備えたこと、を特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
コア金属材と該コア金属材の少なくとも一主面に表面金属材を設けた帯状の母材を製作し、該母材を所定寸法にカットして前記補強用金属板を製作する工程を備えたこと、を特徴とする請求項７に記載の回路基板の製造方法。
コンタクトピンと回路基板に設けられた表面電極との接続構造であって、
前記表面電極には補強用金属板が溶接にて固着されており、
前記コンタクトピンは前記補強用金属板を介して前記表面電極に電気的に接続されること、
を特徴とする接続構造。