JP2016092040A - プリント基板、プリント基板の製造方法及び導電性部材の接合方法 - Google Patents

プリント基板、プリント基板の製造方法及び導電性部材の接合方法 Download PDF

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Abstract

【課題】極細配線を極狭ピッチで接合する場合でも高い歩留まりではんだ接合するとともに導電性接合部間にブリッジを生じにくくする。【解決手段】予備半田された導電性接合部２の上に芯線４１を載置し、導電性接合部２及び芯線４１を光透過性シート３０で覆う。これにより芯線４１が導電性接合部２の上に載置された状態を保持する。この状態で光透過性シート３０に向けて光を照射する。予備半田３は加熱溶融し、導電性接合部２と芯線４１を接合する。【選択図】図２Ｃ

Description

本発明は、携帯電話及びコンピュータ等に使用されるプリント基板、プリント基板の製造方法及び導電性部材の接合方法に関する。
近年、電子機器の小型化及び多機能化に伴い、回路基板の高密度化が進められている。これに対応するため、配線を非常に細くし、極狭ピッチで配線を配列している。
特許第５４７９４３２号
しかし、配線を細くすると、配線が軽量化することにより移動や変形しやすい。このような配線を基板に半田接合しようとすると、配線が基板から浮いて離れるため半田接合することができない。また、配線を極狭ピッチで配列すると、半田ブリッジが生じやすい。特に、同軸ケーブル等の手作業で半田接合する場合は半田ブリッジがより生じやすい。
そこで、本発明の目的は、極細配線を極狭ピッチで接合する場合でも高い歩留まりではんだ接合できるとともに接合部間にブリッジが生じにくい方法及びプリント基板を提供することである。
本発明の導電性部材の接合方法は、予備半田された複数の導電性接合部に、載置された導電性部材を光透過性シートで覆うことにより前記導電性部材の載置状態を保持する載置状態保持工程と、前記光透過性シートを介して前記導電性接合部及び前記導電性部材に向けて光を照射することにより前記予備半田を加熱溶融し、前記導電性接合部及び前記導電性部材を接合する接合工程と、を有する。
また、本発明のプリント基板の製造方法は、予備半田された複数の導電性接合部上に、導線部材をそれぞれ載置する導線部材セット工程と、前記導電性接合部及び前記導線部材を光透過性シートで覆うことにより前記導線部材の載置状態を保持する載置状態保持工程と、前記光透過性シートを介して前記導電性接合部及び前記導線部材に向けて光を照射することにより前記予備半田を加熱溶融し、前記導電性接合部及び前記導線部材を接合する接合工程と、を有する。
上記方法では、導電性接合部への導電性部材（導線部材）の載置状態を光透過性シートで保持しながら光を照射して予備半田を加熱溶融することによって、導電性接合部及び導電性部材（導線部材）を接合している。これにより、導電性部材（導線部材）が細くなって移動や変形し易くなっても、光透過性シートで覆うことにより導電性部材（導線部材）の移動や変形を防止して導電性接合部と接触させることができるため、導電性部材（導線部材）の導電性接合部への接合を高い歩留まりで行える。また、導電性接合部の予備半田を溶融して、導電性部材（導線部材）と導電性接合部との接触面側から半田による接合を行うため、従来のように手作業で導電性部材（導線部材）の上方から半田ゴテを用いて半田付け作業を行う場合よりも、導電性接合部間における半田ブリッジを生じにくくすることができる。これにより、半田ブリッジが原因で生じる短絡を起こり難くすることができる。特に、導電性接合部間のピッチが狭くなった場合において、ブリッジの発生頻度を顕著に低減することが可能になる。
ここで、前記光透過性シートは、ポリイミド樹脂により形成されていることが好ましい。
ポリイミド樹脂によって形成された光透過性シートであれば、予備半田を溶解させたときの溶融温度において強度を維持できるため、半田接合を完了するまで、導線部材の載置状態を保持することができる。
本発明のプリント基板は、上記方法によって製造されたプリント基板であり、導線部材の一部が露出されていることが好ましい。また、前記導線部材の一部に粘着剤が積層されても良い。
本発明によると、導電性接合部への導線部材の載置状態を光透過性シートで保持しながらこれらを半田接合するため、極細配線を極狭ピッチで接合する場合でも高い歩留まりで半田接合できる。また、導電性接合部間にブリッジを生じにくくすることができる。
本発明に係るプリント基板の斜視図である。 導電性接合部に芯線を載置する工程を示す模式図である。 光透過性シートで芯線の載置状態を保持する工程を示す模式図である。 導電性接合部と芯線とを接合する工程を示す模式図である。 光透過性シートを除去する工程を示す模式図である。 プリント基板の製造方法のフローチャートである。 変形例に係るプリント基板の斜視図である。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ここでは、本発明の１実施形態であるプリント基板、プリント基板の製造方法及び導電性部材の接合方法について、図１〜図４を参照しつつ以下に説明する。
（プリント基板）
プリント基板１００は、図１に示すように、基板１と、基板１に形成された複数の導電性接合部２とを有している。導電性接合部２の上面（接合面）２ａには半田３により同軸ケーブル４の芯線４１が接続されている。
<導電性接合部>
導電性接合部２は所定のピッチで並んでいる。導電性接合部２の上面２ａは同軸ケーブル４の芯線４１が接合される接合面である。導電性接合部２は基板１をエッチング処理等することにより形成される。また導電性接合部２は、基板１に銀、銅等の導電性材料を印刷後、焼成等して形成されることもある。導電性接合部２の幅は例えば５０μｍ〜２００μｍであり、導電性接合部２のピッチは例えば１００μｍ〜４００μｍである。導電性接合部２を上記幅とすることにより導電性接合部２に芯線４１を良好に接続できる。また、導電性接合部２を上記ピッチで並べることによりフィレットを良好な形状にすることができる。これにより導電性接合部２と芯線４１との接続強度を所定の強度に保つことができる。
<同軸ケーブル>
同軸ケーブル４は、円柱状の芯線４１と、芯線４１を覆う内部絶縁体４２と、内部絶縁体４２を覆う外部導体４３と、最外層の外部絶縁体４４とを有している。図１の拡大図に示すように、芯線４１の側周面、特に下半分の面が半田３により導電性接合部２の上面２ａに接合されている。芯線４１の上半分の面は露出している。芯線４１には例えば直径が１５μｍ〜１００μｍの導線部材を用いることができる。芯線４１のピッチは例えば１００μｍ〜４００μｍである。
（プリント基板の製造方法）
次に、プリント基板１００の製造方法を、図２Ａ〜図２Ｄ及び図３を参照しつつ説明する。
先ず、図２Ａに示すように、導電性接合部２の上面２ａに芯線４１を載置する（導線部材セット工程、図３のＳ１）。導電性接合部２の上面（接合面）２ａには予め半田３が塗布されている。半田３は、上面２ａ全体に塗布されている。芯線４１が細くて軽量である場合、芯線４１は変形や移動しやすいため、浮いて導電性接合部２の上面２ａから離れることがある（図２Ａの左側及び右側の芯線４１参照）。
そこで、導電性接合部２、半田３及び芯線４１を光透過性シート３０で覆う（図２Ｂ参照）。このとき、芯線４１が半田３に接触するようにする。また、光透過性シート３０で芯線４１及び半田３を覆い、芯線４１が変形や移動しないようにする。図２Ｂでは芯線４１の側周面のうち上半分を光透過性シート３０で覆っている。また、半田３において芯線４１の両側の領域ｒ1,ｒ2が光透過性シート３０に覆われている。これにより、芯線４１が上下方向及び左右方向に変形及び移動しないようし、芯線４１が導電性接合部２に載置された状態を保持する（載置状態保持工程、図３のＳ２）。
光透過性シート３０は、ポリイミドによって形成された樹脂層３１と、樹脂層３１の下方に形成された粘着層３２とを有している（図２Ｂの拡大図参照）。粘着層３２により、光透過性シート３０を芯線４１及び半田３に接着する。
なお、光透過性の部材を芯線４１上だけに載置することも考えられる。しかし、芯線４１が細くて軽量である場合、芯線４１は左右へ移動や変形し、導電性接合部２と非接触状態になりやすい。また、導電性接合部２の上面２ａは湾曲状に盛り上がりやすく、ここに円柱状の芯線４１を載置し、その上に光透過性の部材を載置すると、芯線４１が移動や変形してしまう。そこで、本実施形態では光透過性シート３０で芯線４１の上面及び芯線４１の両側の半田３（領域ｒ1,ｒ2）を覆うことにより、芯線４１が導電性接合部２に載置された状態を保持しつつ、芯線４１の移動及び変形を抑止できる。
次に、光を光透過性シート３０を介して導電性接合部２及び芯線４１に向けて照射する（図２Ｃ参照）。光は光透過性シート３０を透過して半田３及び芯線４１に照射され、光エネルギーにより半田３が溶融する。また、芯線４１に照射された光エネルギーが芯線４１の下方の半田３にも伝搬し半田３を溶かす。これにより導電性接合部２と芯線４１とが半田３によって接合される（接合工程、図３のＳ３）。光として例えばレーザーや赤外線を照射してもよい。その後、光透過性シート３０を除去すると（図２Ｄ参照）、本実施形態の接続構造が得られる（光透過性シート除去工程、図３のＳ４）。
図２Ｄに示すように、芯線４１の下半分の側周面は導電性接合部２に半田接合されている。一方、芯線４１の上半分の側周面は露出している。露出面には光透過性シート３０の粘着層３２の一部（粘着剤）が部分的に残存し、積層されていることがある（図１参照）。
以上に述べたように、本実施形態の同軸ケーブルの芯線の接続構造によると以下の効果を奏する。
本実施形態では、導電性接合部２への芯線４１の載置状態を光透過性シート３０で保持しながら光を照射して予備半田を加熱溶融することによって、導電性接合部２及び芯線４１を接合している。極細の芯線４１を用いると、芯線４１が軽量であるため移動や変形し易いが、芯線４１を光透過性シート３０で覆うことにより芯線４１の移動や変形を防止して、芯線４１を導電性接合部２と接触させることができる。このため、芯線４１の導電性接合部２への接合を高い歩留まりで行える。また、導電性接合部２の予備半田を溶融して、芯線４１と導電性接合部２との接触面側から半田による接合を行うため、従来のように手作業で芯線４１の上方から半田ゴテを用いて半田付け作業を行う場合よりも、導電性接合部２間における半田ブリッジを生じにくくすることができる。これにより、半田ブリッジが原因で生じる短絡を起こり難くすることができる。特に、導電性接合部２間のピッチが狭くなった場合において、ブリッジの発生頻度を顕著に低減することが可能となる。
また、本実施形態では、光透過性シート３０にポリイミド樹脂で形成された樹脂層３１を用いている。ポリイミド樹脂は、予備半田を溶解させたときの溶融温度において強度を維持できるため、半田接合を完了するまで、芯線４１の載置状態を保持することができる。
また、上述した導線部材セット工程として、例えば隣接する導電性接合部の間隔に対応するピッチに導線部材を整列させ、この状態で導電性接合部に載置する方法がある。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では導線部材に同軸ケーブルを用いたが、同軸ケーブル位以外の導電性部材や導線部材を用いてもよい。例えば、フラットケーブルを基板に接続するときに上記方法を採用してもよい。また、コネクタを基板に接合する際に上記接合方法を採用してもよい。図４に示すように、コネクタハウジング２５０に装着された端子（導電性部材）２４１を基板２０１に形成された導電性接合部２０２に接合するときに上記方法を採用することができる。この場合も上述した方法（図２Ａ〜図２Ｄ参照）と同様に、導電性接合部２０２の上面（接合面）２０２ａに予備半田２０３を施し、ここに端子２４１を載置した後、光透過性シートで端子２４１、半田２０３及び導電性接合部２０２を覆う（載置状態保持工程）。この状態で光を照射し、光透過性シートを剥がすと、図４に示すプリント基板２００が得られる（接合工程）。端子２４１の上面は露出している。本発明の方法を採用すると、極細端子を極狭ピッチで接合する場合でも高い歩留まりで半田接合できる。また、従来よりも極細ピッチで芯線を配列できるとともに、このようなピッチでも導電性接合部間にブリッジが生じにくくすることができる。なお、端子２４１の露出面に光透過性シートの粘着層２３２が部分的に積層されていてもよい。また、コネクタハウジング２５０には同軸ケーブルが接続された他のコネクタが取り付けられてもよい。
また、上述の実施形態では光透過性シートの樹脂層にポリイミド樹脂を用いたが、半田よりも融点が高く光を透過する樹脂であれば他の樹脂を用いてもよい。
また、上述の実施形態では導電性接合部２の上面２ａの幅全体に半田を塗布したが、導電性接合部２の上面２ａの幅中央付近にだけ半田を塗布し、上面２ａの一部を露出させてもよい。この場合、図２Ｂに示す載置状態保持工程において、光透過性シート３０を芯線４１の上半分の側周面、半田３の露出部分及び導電性接合部２の上面２ａの露出部分に貼り付けることが好ましい。これにより、芯線４１が導電性接合部２に載置された状態をより確実に保持することができる。
また、光透過性シート３０を剥がした後、芯線４１の露出面には粘着層３２の一部（粘着剤）が積層されていてもよく、粘着層３２が積層されていなくてもよい。
１,２０１ 基板
２,２０２ 導電性接合部
２ａ,２０２ａ 上面（接合面）
３,２０３ 半田
４ 同軸ケーブル
３０ 光透過性シート
３１ 樹脂層
３２,２３２ 粘着層
４１ 芯線（導電性部材、導線部材）
１００,２００ プリント基板
２４１ 端子（導電性部材）

Claims (6)

  1. 予備半田された複数の導電性接合部に載置された導電性部材を光透過性シートで覆うことにより前記導電性部材の載置状態を保持する載置状態保持工程と、
    前記光透過性シートを介して前記導電性接合部及び前記導電性部材に向けて光を照射することにより前記予備半田を加熱溶融し、前記導電性接合部及び前記導電性部材を接合する接合工程と、
    を有することを特徴とする導電性部材の接合方法。
  2. 予備半田された複数の導電性接合部上に、導線部材をそれぞれ載置する導線部材セット工程と、
    前記導電性接合部及び前記導線部材を光透過性シートで覆うことにより前記導線部材の載置状態を保持する載置状態保持工程と、
    前記光透過性シートを介して前記導電性接合部及び前記導線部材に向けて光を照射することにより前記予備半田を加熱溶融し、前記導電性接合部及び前記導線部材を接合する接合工程と、
    を有することを特徴とするプリント基板の製造方法。
  3. 前記光透過性シートは、ポリイミド樹脂により形成されていることを特徴とする請求項２に記載のプリント基板の製造方法。
  4. 請求項２又は３のプリント基板の製造方法により製造されたことを特徴とするプリント基板。
  5. 前記導線部材の一部が露出されていることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板。
  6. 前記導線部材の一部に粘着剤が積層されていることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板。
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