JP2021193709A - Laminated body and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、積層体及びその製造方法に関する。 The present disclosure relates to a laminate and a method for producing the same.
プリント配線板は、様々な電子機器の回路を構成するために広く利用されている。近年、電子機器の小型化に伴い、プリント配線板の小型化及びその配線密度の増大が著しい。このプリント配線板は、基板と、この基板の表面に配置される配線とを有する。 Printed wiring boards are widely used to construct circuits for various electronic devices. In recent years, with the miniaturization of electronic devices, the miniaturization of printed wiring boards and the increase in the wiring density thereof have been remarkable. This printed wiring board has a substrate and wiring arranged on the surface of the substrate.
このようなプリント配線板を補強すべく、導電性接着層によって配線に補強用の金属板を接着することが提案されている(特開2018−56542号公報参照)。 In order to reinforce such a printed wiring board, it has been proposed to bond a reinforcing metal plate to the wiring by using a conductive adhesive layer (see JP-A-2018-556542).
上記のような導電接着剤による接着は、配線に対する金属板の接着力(接着性)、及び補強力(補強性)が十分であるとはいい難い。 Adhesion with a conductive adhesive as described above cannot be said to have sufficient adhesive force (adhesiveness) and reinforcing force (reinforcing property) of the metal plate to the wiring.
そこで、プリント配線板の配線に対する金属板の接着性、及び上記配線板の補強性に優れる積層体及びその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a laminate having excellent adhesiveness of a metal plate to wiring of a printed wiring board and reinforcing property of the wiring board, and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するためになされた本開示の一態様に係る積層体は、基板及びこの基板の表面に配置される配線を有するプリント配線板と、上記配線上に配置されるハンダ層と、上記ハンダ層上に配置される第1金属板と、上記第1金属板上に配置される第2金属板とを備え、上記配線及び上記第1金属板が上記ハンダ層を介して接着されており、上記第1金属板及び上記第2金属板が溶着され、上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部が、上記基板に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する。 The laminate according to one aspect of the present disclosure made to solve the above problems includes a substrate, a printed wiring board having a wiring arranged on the surface of the substrate, a solder layer arranged on the wiring, and the above. A first metal plate arranged on the solder layer and a second metal plate arranged on the first metal plate are provided, and the wiring and the first metal plate are bonded via the solder layer. The first metal plate and the second metal plate are welded, and the welded portions of the first metal plate and the second metal plate have a wavy boundary in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the substrate.
上記課題を解決するためになされた本開示の別の態様に係る積層体の製造方法は、基板及びこの基板の表面に配置される配線を有するプリント配線板と、上記配線上に配置されるハンダ層と、上記ハンダ層上に配置される第1金属板と、上記第1金属板上に配置される第2金属板とを備え、上記配線及び上記第1金属板が上記ハンダ層を介して接着されており、上記第1金属板及び上記第2金属板が溶着され、上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部が、上記基板に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する積層体の製造方法であって、上記配線板の上記配線上にハンダペーストを積層する第1積層工程と、上記第1積層工程後、上記ハンダペースト上に上記第1金属板を積層する第2積層工程と、上記第2積層工程後、上記ハンダペーストをリフローするリフロー工程と、上記リフロー工程後、上記第1金属板上に上記第2金属板を積層する第3積層工程と、上記第3積層工程後、上記第1金属板及び上記第2金属板を、レーザー光を走査させながら照射することによりレーザー溶着するレーザー溶着工程とを備える。 A method for manufacturing a laminate according to another aspect of the present disclosure, which has been made to solve the above problems, is a printed wiring board having a substrate and wiring arranged on the surface of the substrate, and solder arranged on the wiring. A layer, a first metal plate arranged on the solder layer, and a second metal plate arranged on the first metal plate are provided, and the wiring and the first metal plate are interposed via the solder layer. The first metal plate and the second metal plate are welded together, and the welded portion of the first metal plate and the second metal plate is a wavy boundary in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the substrate. The first laminating step of laminating the solder paste on the wiring of the wiring plate, and after the first laminating step, the first metal plate is laminated on the solder paste. A second laminating step, a reflow step of reflowing the solder paste after the second laminating step, a third laminating step of laminating the second metal plate on the first metal plate after the reflowing step, and the above. After the third laminating step, the first metal plate and the second metal plate are provided with a laser welding step of laser welding by irradiating the first metal plate and the second metal plate while scanning the laser beam.
本開示の一態様に係る積層体は、プリント配線板の配線に対する金属板の接着性、及び上記配線板の補強性に優れる。本開示の別の態様に係る積層体の製造方法は、プリント配線板の配線に対する金属板の接着性、及び上記配線板の補強性に優れる積層体を製造することができる。 The laminate according to one aspect of the present disclosure is excellent in the adhesiveness of the metal plate to the wiring of the printed wiring board and the reinforcing property of the wiring board. The method for manufacturing a laminated body according to another aspect of the present disclosure can manufacture a laminated body having excellent adhesiveness of a metal plate to wiring of a printed wiring board and reinforcing property of the wiring board.
[本開示の実施形態の説明]
本開示の一態様に係る積層体は、基板及びこの基板の表面に配置される配線を有するプリント配線板と、上記配線上に配置されるハンダ層と、上記ハンダ層上に配置される第1金属板と、上記第1金属板上に配置される第2金属板とを備え、上記配線及び上記第1金属板が上記ハンダ層を介して接着されており、上記第1金属板及び上記第2金属板が溶着され、上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部が、上記基板に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する。
[Explanation of Embodiments of the present disclosure]
The laminate according to one aspect of the present disclosure includes a printed wiring board having a substrate and wiring arranged on the surface of the substrate, a solder layer arranged on the wiring, and a first solder layer arranged on the solder layer. A metal plate and a second metal plate arranged on the first metal plate are provided, and the wiring and the first metal plate are bonded to each other via the solder layer, and the first metal plate and the first metal plate are bonded to each other. 2 The metal plate is welded, and the welded portion of the first metal plate and the second metal plate has a wavy boundary in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the substrate.
ここで、本発明者らが鋭意研究したところ、以下の知見を知得した。すなわち、上述した特許文献に示すようにプリント配線板の配線に導電性接着剤によって金属板を接着しようと試みたところ、配線と金属板との接着力が不十分であることが判明した。また、補強性が不十分であることが判明した。 Here, as a result of diligent research by the present inventors, the following findings were obtained. That is, as shown in the above-mentioned patent document, when an attempt was made to bond the metal plate to the wiring of the printed wiring plate with a conductive adhesive, it was found that the adhesive strength between the wiring and the metal plate was insufficient. Moreover, it was found that the reinforcing property was insufficient.
一方、上記配線にハンダ層を介して金属板を接着したところ、補強性が不十分であることが判明した。 On the other hand, when a metal plate was adhered to the above wiring via a solder layer, it was found that the reinforcing property was insufficient.
他方、上記配線にレーザー溶着によって金属板を溶着しようと試みたところ、レーザー照射による加熱に起因して、配線が損傷することが判明した。 On the other hand, when an attempt was made to weld a metal plate to the wiring by laser welding, it was found that the wiring was damaged due to heating by laser irradiation.
上記知見に基づき、本発明者らがさらに鋭意研究したところ、以下の知見を得た。すなわち、まず、上記配線にハンダ層を介して第1金属板を接着し、この第1金属板にさらなる第2金属板を積層する。次いで、これら第1金属板及び第2金属板を、レーザー光のエネルギーがハンダ層にできる限り伝達しないようにしながらレーザー溶着したところ、配線の損傷を抑制しつつ第1金属板及び第2金属板を十分な接着力で溶着し得ることが判明した。また、補強性に優れることも判明した。 Based on the above findings, the present inventors conducted further diligent research and obtained the following findings. That is, first, a first metal plate is adhered to the wiring via a solder layer, and a second metal plate is further laminated on the first metal plate. Next, when the first metal plate and the second metal plate were laser-welded while preventing the energy of the laser beam from being transmitted to the solder layer as much as possible, the first metal plate and the second metal plate were suppressed while suppressing damage to the wiring. Was found to be capable of welding with sufficient adhesive strength. It was also found to be excellent in reinforcing properties.
加えて、溶着部における上記基板と垂直な断面を観察したところ、上記溶着部が、レーザー光の照射に起因した波形の境界を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 In addition, when the cross section of the welded portion perpendicular to the substrate was observed, it was found that the welded portion had a waveform boundary caused by irradiation with laser light, and the present invention was completed.
このように、当該積層体は、上記配線と上記第1金属板とが上記ハンダ層によって接着され、上記第1金属板と上記第2金属板とが、上記溶着部の上記断面が上記波形の境界を有するように溶着されることで、配線に対する金属板の接着性、及び上記配線板の補強性に優れる。 In this way, in the laminated body, the wiring and the first metal plate are adhered by the solder layer, and the first metal plate and the second metal plate have the above-mentioned cross section of the welded portion having the above-mentioned waveform. By being welded so as to have a boundary, the adhesiveness of the metal plate to the wiring and the reinforcing property of the wiring plate are excellent.
上記第1金属板がステンレスによって形成され、上記第2金属板がステンレスによって形成されているとよい。 It is preferable that the first metal plate is made of stainless steel and the second metal plate is made of stainless steel.
このように、上記第1金属板及び第2金属板がステンレスによって形成されていることで、上記配線をより十分に補強することができる。 As described above, since the first metal plate and the second metal plate are made of stainless steel, the wiring can be more sufficiently reinforced.
上記溶着部及び上記ハンダ層が、上記基板に垂直な方向に視て互いに間隔を空けて配置されるとよい。 It is preferable that the welded portion and the solder layer are arranged so as to be spaced apart from each other when viewed in a direction perpendicular to the substrate.
このように、上記溶着部及び上記ハンダ層が上記基板に垂直な方向に視て互いに間隔を空けて配置されることで、上記溶着部を形成する際の加熱に起因して上記ハンダ層の一部が上記第1及び第2金属板の外側にはみ出すことを抑制することができる。よって、上記ハンダ層の形成材料のはみ出しに起因する上記配線と第1金属板との間の接着力の低下を抑制することができる。従って、当該積層体の接着力をより確実に向上させることができる。 In this way, the welded portion and the solder layer are arranged at intervals from each other when viewed in a direction perpendicular to the substrate, so that one of the solder layers is caused by heating when forming the welded portion. It is possible to prevent the portion from protruding to the outside of the first and second metal plates. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the adhesive force between the wiring and the first metal plate due to the protrusion of the solder layer forming material. Therefore, the adhesive strength of the laminated body can be improved more reliably.
本開示の別の態様に係る積層体の製造方法は、基板及びこの基板の表面に配置される配線を有するプリント配線板と、上記配線上に配置されるハンダ層と、上記ハンダ層上に配置される第1金属板と、上記第1金属板上に配置される第2金属板とを備え、上記配線及び上記第1金属板が上記ハンダ層を介して接着されており、上記第1金属板及び上記第2金属板が溶着され、上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部が、上記基板に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する積層体の製造方法であって、上記配線板の上記配線上にハンダペーストを積層する第1積層工程と、上記第1積層工程後、上記ハンダペースト上に上記第1金属板を積層する第2積層工程と、上記第2積層工程後、上記ハンダペーストをリフローするリフロー工程と、上記リフロー工程後、上記第1金属板上に上記第2金属板を積層する第3積層工程と、上記第3積層工程後、上記第1金属板及び上記第2金属板を、レーザー光を走査させながら照射することによりレーザー溶着するレーザー溶着工程とを備える。 A method for manufacturing a laminate according to another aspect of the present disclosure is a printed wiring board having a substrate and wiring arranged on the surface of the substrate, a solder layer arranged on the wiring, and arrangement on the solder layer. A first metal plate to be formed and a second metal plate arranged on the first metal plate are provided, and the wiring and the first metal plate are bonded to each other via the solder layer, and the first metal is formed. A method for manufacturing a laminate in which a plate and the second metal plate are welded, and the welded portions of the first metal plate and the second metal plate have a wavy boundary in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the substrate. The first laminating step of laminating the solder paste on the wiring of the wiring plate, the second laminating step of laminating the first metal plate on the solder paste after the first laminating step, and the second laminating step. After the laminating step, a reflow step of reflowing the solder paste, a third laminating step of laminating the second metal plate on the first metal plate after the reflow step, and a first laminating step after the third laminating step. It is provided with a laser welding step of laser welding the metal plate and the second metal plate by irradiating the metal plate while scanning the laser beam.
この当該積層体の製造方法によれば、上記当該積層体を製造することができる。すなわち、プリント配線板の配線に対する金属板の接着性、及び上記配線板の補強性に優れる積層体を製造することができる。 According to this method for manufacturing the laminated body, the above-mentioned laminated body can be manufactured. That is, it is possible to manufacture a laminated body having excellent adhesiveness of the metal plate to the wiring of the printed wiring board and reinforcing property of the wiring board.
ここで、「上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部の境界」とは、上記第1金属板及び上記第2金属板とが溶着されることにより、これらの溶着部が、一旦溶融した後に固化することによる変質に起因して変色することによって生じる境界であって、上記溶着部と、上記第1金属板及び上記第2金属板における上記溶着部以外の部分との間に形成される肉眼観察上の境界をいう。「波形の境界」とは、上記のように変色した溶着部と上記溶着部以外の部分との境界の断面形状が波形状であることをいう。 Here, the "boundary of the welded portion between the first metal plate and the second metal plate" means that the first metal plate and the second metal plate are welded to each other so that the welded portion is once. It is a boundary caused by discoloration due to deterioration due to solidification after melting, and is formed between the welded portion and a portion other than the welded portion in the first metal plate and the second metal plate. It is the boundary of macroscopic observation. The "waveform boundary" means that the cross-sectional shape of the boundary between the welded portion discolored as described above and the portion other than the welded portion is a wave shape.
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示に係る積層体及びその製造方法の実施形態について図面を参照しつつ詳説する。なお、本実施形態において「表面」とは、ベースフィルムの厚さ方向のうち、配線が配置される側の面を指すものであり、本実施形態の表裏がプリント配線板の使用状態における表裏を決定するものではない。
[Details of Embodiments of the present disclosure]
Hereinafter, embodiments of the laminate and its manufacturing method according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the "surface" refers to the surface on the side where the wiring is arranged in the thickness direction of the base film, and the front and back of the present embodiment refer to the front and back of the printed wiring board in the used state. It is not a decision.
[第1実施形態]
〔積層体〕
図1及び図2に示すように、本実施形態の積層体1は、基板3及びこの基板3の表面に配置される配線11を有するプリント配線板10と、上記配線11上に配置されるハンダ層20と、上記ハンダ層20上に配置される第1金属板30と、上記第1金属板30上に配置される第2金属板40とを備える。上記配線11及び上記第1金属板30が上記ハンダ層20を介して接着されている。上記第1金属板30及び上記第2金属板40が溶着され、上記第1金属板30及び上記第2金属板40の溶着部50が、上記基板3に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する。
[First Embodiment]
[Laminate]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
<プリント配線板>
プリント配線板10は、基板としての絶縁性を有するベースフィルム3と、上記ベースフィルム3の表面に配置される配線11とを有する。
<Printed wiring board>
The printed
(ベースフィルム)
ベースフィルム3は、絶縁性を有する合成樹脂製の層である。ベースフィルム3は、配線11を形成するための基材である。ベースフィルム3は、可撓性を有していてもよい。ベースフィルム3の形成材料としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されず、例えばシート状に形成された低誘電率の合成樹脂フィルムを採用し得る。この合成樹脂フィルムの主成分としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フッ素樹脂等が挙げられる。「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば形成材料中50質量%以上を占める成分を意味する。ベースフィルム3は、ポリイミド等の例示した樹脂以外の他の樹脂、帯電防止剤等を含有してもよい。
(Base film)
The
ベースフィルム3の平均厚さの下限としては、特に限定されないが、3μmが好ましく、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。ベースフィルム3の平均厚さの上限としては、特に限定されないが、200μmが好ましく、150μmがより好ましく、100μmがさらに好ましい。ベースフィルム3の平均厚さが上記下限未満である場合、ベースフィルム3の絶縁強度及び機械的強度が不十分となるおそれがある。一方、ベースフィルム3の平均厚さが上記上限を超える場合、当該プリント配線板1が不要に厚くなるおそれがある。ここで、ベースフィルム3の「平均厚さ」とは、任意の十点において測定した厚さの平均値を意味する。
The lower limit of the average thickness of the
(配線)
配線11は、ベースフィルム3の表面に直接又は他の層を介して配置される。配線11としては、例えば信号を送るための信号線、電力供給用の電流を送るための電流線、磁界発生用の電流を送るための電流線等が挙げられる。
(wiring)
The
配線11は、例えばベースフィルム3の表面に配置される導電性下地層と、この導電性下地層上に配置されるメッキ層とによって形成される。
The
上記導電性下地層の形成材料としては、例えば銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、これらの合金、ステンレス鋼等が挙げられる。 Examples of the material for forming the conductive base layer include copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), nickel (Ni), titanium (Ti), chromium (Cr), alloys thereof, stainless steel and the like. Can be mentioned.
上記メッキ層を形成するための金属材料としては、例えば銅、アルミニウム、銀、金、ニッケル、これらの合金等が挙げられる。これらの中で、導電性を良好なものとする観点及びコストを低減する観点から銅又は銅合金が好ましい。 Examples of the metal material for forming the plating layer include copper, aluminum, silver, gold, nickel, and alloys thereof. Among these, copper or a copper alloy is preferable from the viewpoint of improving the conductivity and reducing the cost.
上記導電性下地層及びメッキ層の平均厚さは、例えば配線11の平均厚さが後述する範囲となるように適宜設定され得る。
The average thickness of the conductive base layer and the plating layer can be appropriately set so that, for example, the average thickness of the
配線11の平均厚さの下限としては、例えば10μmが好ましく、15μmがより好ましく、25μmがさらに好ましく、30μmが特に好ましい。配線11の平均厚さの上限としては、例えば95μmが好ましく、85μmがより好ましく、75μmがさらに好ましく、70μmが特に好ましい。配線11の平均厚さが上記下限に満たない場合、配線密度の上昇に伴い配線11の抵抗が過大となるおそれがある。一方、配線11の平均厚さが上記上限を超える場合、プリント配線板10が不要に厚くなるおそれがある。なお、配線11の「平均厚さ」とは、配線11の長手方向に垂直な断面における配線11の最大高さを配線11の長手方向に平均した値である。
As the lower limit of the average thickness of the
配線11の平均線幅の下限としては、例えば10μmが好ましく、15μmがより好ましく、25μmがさらに好ましく、30μmが特に好ましい。配線11の平均線幅の上限としては、例えば95μmが好ましく、85μmがより好ましく、75μmがさらに好ましく、70μmが特に好ましい。配線11の平均線幅が上記下限に満たない場合、配線11の形成が困難になるおそれがある。一方、配線11の平均線幅が上記上限を超える場合、配線密度が要求を満たせないおそれがある。ここで、配線11の「平均線幅」とは、配線11の長手方向と垂直な断面における最大幅を配線11の長手方向に平均した値である。
As the lower limit of the average line width of the
プリント配線板10が複数本の配線11を有する場合、これら配線11の少なくとも1本にハンダ層20、第1金属板30及び第2金属板40が積層される。互いに隣接する配線11の平均間隔の上限としては、例えば10μmが好ましく、15μmがより好ましく、25μmがさらに好ましく、30μmが特に好ましい。配線11の平均間隔の上限としては、例えば95μmが好ましく、85μmがより好ましく、75μmがさらに好ましく、70μmが特に好ましい。上記配線11の平均間隔が上記下限に満たない場合、互いに隣接する配線11間で短絡するおそれがある。一方、上記配線11の平均間隔が上記上限を超える場合、配線密度が要求を満たせないおそれがある。ここで、配線11の「平均間隔」とは、配線11の長手方向と垂直な断面における隣接する配線11の対向する側縁間の最小距離を配線11の長手方向に平均した値である。
When the printed
(プリント配線板の製造方法)
プリント配線板10は、例えばサブトラクティブ法、セミアディティブ法といった公知の方法によって製造され得る。例えばサブトラクティブ法では、ベースフィルム3上に導電性下地層を形成し、この導電性下地層上にメッキ層を形成し、このメッキ層上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして上記メッキ層及び導電性下地層をエッチングした後、上記レジストパターンを除去することによって、プリント配線板を製造することができる。
(Manufacturing method of printed wiring board)
The printed
一方、例えばセミアディティブ法では、ベースフィルム3上に導電性下地層を形成し、この導電性下地層上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンの開口部にメッキ層を形成し、レジストパターンを除去した後、上記導電性下地層における上記メッキ層の非積層領域を、上記メッキ層をマスクとしてエッチングすることによって、プリント配線板を製造することができる。
On the other hand, for example, in the semi-additive method, a conductive base layer is formed on the
(ハンダ層)
ハンダ層20は、配線11と第1金属板30との間に配置され、配線11と第1金属板30とを接着する。ハンダ層20は、例えばスズ、銅、又はこれらの合金を含有する。このハンダ層20は、上記金属を含有するハンダペーストを配線11上に積層し、上記ハンダペースト上に第1金属板20を積層した後、リフローを行うことによって形成される。
(Solder layer)
The
ハンダ層20の平均厚さの下限としては、20μmが好ましく、25μmがより好ましい。ハンダ層20の平均厚さの上限としては、40μmが好ましく、35μmがより好ましい。ハンダ層20の平均厚さが上記下限に満たないと、配線11と第1金属板30との間の接着力が不足するおそれがある。一方、ハンダ層20の平均厚さが上記上限を超えると、第1金属板30及び第2金属板40を溶着する際、加熱によりハンダ層20が溶融し、外側にはみ出すおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the
ハンダ層20の長手方向(配線11の延在方向)の長さ、及び幅方向(配線11の延在方向に垂直な方向)の長さは、配線11と第1金属板30との間の接着力等に応じて適宜設定され得る。
The length in the longitudinal direction (extending direction of the wiring 11) and the length in the width direction (direction perpendicular to the extending direction of the wiring 11) of the
(第1金属板)
第1金属板30は、ハンダ層20上に配置され、ハンダ層20を介して配線11に接着される。加えて、第1金属板30は、第2金属板40と溶着される。このような第1金属板30は、配線11に第2金属板40を固定するための土台を構成する。
(1st metal plate)
The
第1金属板30の形成材料としては、例えばステンレスが挙げられる。上記ステンレスとしては、例えばSUS304等が挙げられる。第1金属板30がステンレスによって形成されていることで、配線11をより十分に補強することができる。
Examples of the material for forming the
第1金属板30の平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、20μmがより好ましく、50μmがさらに好ましい。第1金属板30の平均厚さの上限としては、1000μmが好ましく、500μmがより好ましく、200μmがさらに好ましい。第1金属板30の平均厚さが上記下限に満たないと、第1金属板30が軽過ぎて、第2金属板40を十分に保持することができないおそれがある。一方、第1金属板30の平均厚さが上記上限を超えると、第1金属板30が重過ぎて、この第1金属板30をハンダ層20が十分に保持することができないおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the
第1金属板30の長手方向(配線11の延在方向)の長さ、及び幅方向(配線11の延在方向に垂直な方向)の長さは、配線11と第1金属板30との間のハンダ層20による接着力、第1金属板30と第2金属板40との間の接着力等に応じて適宜設定され得る。
The length in the longitudinal direction (extending direction of the wiring 11) and the length in the width direction (direction perpendicular to the extending direction of the wiring 11) of the
(第2金属板)
第2金属板40は、第1金属板30上に配置され、ハンダ層20及び第1金属板30を介して配線11に固定される。第2金属板40は、第1金属板30に溶着されている。このような第2金属板40は、配線11を補強するための補強板を構成する。
(2nd metal plate)
The
第2金属板40の形成材料としては、例えばステンレスが挙げられる。上記ステンレスとしては、例えばSUS304等が挙げられる。第2金属板40がステンレスによって形成されていることで、配線11をより十分に補強することができる。第2金属板40の形成材料としては、第1金属板30と同種の形成材料が好ましい。第2金属板40の形成材料が第1金属板30の形成材料と同種であることで、第1金属板30と第2金属板40とを溶着し易くすることができる。
Examples of the material for forming the
第2金属板40の平均厚さの下限としては、10μmが好ましく、20μmがより好ましく、50μmがさらに好ましい。第2金属板40の平均厚さの上限としては、1000μmが好ましく、500μmがより好ましく、200μmがさらに好ましい。第2金属板40の平均厚さが上記下限に満たないと、第2金属板40が軽過ぎて、補強板としての役割を十分に果たすことができないおそれがある。一方、第2金属板40の平均厚さが上記上限を超えると、第2金属板40が重過ぎて、この第2金属板40を第1金属板30(及び間接的にハンダ層20)が十分に保持することができないおそれがある。
The lower limit of the average thickness of the
第2金属板40の長手方向(配線11の延在方向)の長さ、及び幅方向(配線11の延在方向に垂直な方向)の長さは、第1金属板30と第2金属板40との間の接着力、第2金属板40が溶着された第1金属板30と配線11との間のハンダ層20による接着力等に応じて適宜設定され得る。
The length of the
(第1金属板と第2金属板との溶着)
第1金属板30と第2金属板40とが溶着されており、第1金属板30及び第2金属板40の溶着部50が、図2に示すようにベースフィルム3に垂直な方向の断面視で波形状の境界51を有する。このような波形状の溶着部50は、第1金属板30に第2金属板40を積層し、第2金属板40の上面にレーザー光を走査しながら照射することによって形成される。具体的には、後述するように、レーザー照射による痕(以下、「レーザー痕」ともいう。)と、レーザー照射されていない部分との境界が上記波形状に形成される。本実施形態では、溶着部50は、平面視でハンダ層20(、配線11、第1金属板30及び第2金属板40)よりも小さい形状に形成される。
(Welding of the first metal plate and the second metal plate)
The
〔積層体の製造方法〕
次いで、本実施形態の積層体の製造方法について説明する。
[Manufacturing method of laminated body]
Next, a method for manufacturing the laminated body of the present embodiment will be described.
本実施形態の積層体は、プリント配線板10の上記配線11上にハンダペースト21を積層する第1積層工程と、上記第1積層工程後、上記ハンダペースト21上に上記第1金属板30を積層する第2積層工程と、上記第2積層工程後、上記ハンダペースト21をリフローするリフロー工程と、上記リフロー工程後、上記第1金属板30上に上記第2金属板40を積層する第3積層工程と、上記第3積層工程後、上記第1金属板30及び上記第2金属板40を、レーザー光を走査させながら照射することによりレーザー溶着するレーザー溶着工程とを備える。
In the laminated body of the present embodiment, the
(第1積層工程)
本工程では、図3に示すように、プリント配線板10の上記配線11上にハンダペースト21を積層する。
(First laminating process)
In this step, as shown in FIG. 3, the
(第2積層工程)
本工程では、図3及び図4に示すように、上記第1積層工程後、ハンダペースト21上に上記第1金属板30を積層する。
(Second laminating process)
In this step, as shown in FIGS. 3 and 4, after the first laminating step, the
(リフロー工程)
本工程では、上記第2積層工程後、ハンダペースト21をリフローする。このリフローにより、図4に示すように、配線11と第1金属板30との間にハンダ層20が形成される。このハンダ層20によって第1金属板30が配線11に接着される。
(Reflow process)
In this step, the
(第3積層工程)
本工程では、図5に示すように、上記リフロー工程後、第1金属板30上に第2金属板40を積層する。
(Third laminating process)
In this step, as shown in FIG. 5, after the reflow step, the
(溶着工程)
本工程では、図6及び図7に示すように、上記第3積層工程後、第1金属板30及び第2金属板40を、レーザー光Rを走査させながら照射することによりレーザー溶着する。例えば、図6及び図7に示すように、第2金属板40の上方から第2金属板40に向けて、所定の位置にレーザー光Rを照射し、この所定の位置を中心とし、この中心から外側に螺旋を描くようにレーザー光Rを放射する。
(Welding process)
In this step, as shown in FIGS. 6 and 7, after the third laminating step, the
図6に示すように、上記中心にレーザー光Rを照射すると、レーザー光Rのエネルギーは、第2金属板40を経て第1金属板30の内部に到達する。このとき、レーザー光Rのエネルギーが第1金属板30の内部に到達しないか、又はこの内部に到達してもレーザー光Rが到達する深さが小さ過ぎると、第1金属板30と第2金属板40とを十分に溶着することが困難となる。一方、レーザー光Rのエネルギーの到達深さが大き過ぎると、このエネルギーに起因してハンダ層20が溶融してしまうおそれがある。従って、これらを考慮し、第1金属板30の内部におけるレーザー光Rのエネルギーが到達する深さは、第1金属板30と第2金属板40との接着力が十分であり、かつハンダ層20の溶融が生じない程度に適宜設定され得る。
As shown in FIG. 6, when the laser beam R is irradiated to the center, the energy of the laser beam R reaches the inside of the
このようにレーザー光Rのエネルギーの到達深さが所望の深さに設定され、第2金属板40上の所定の位置にレーザー光Rが照射されると、図6に示すように、第1金属板30及び第2金属板40における上記エネルギーが影響を及ぼす領域は、一旦溶融した後、再び固化して、溶着部50(図2参照)となる。このように一旦溶解した後、固化することに起因して、溶着部50が変色する。この溶着部50の変色に起因して、溶着部50とそれ以外の部分との間に肉眼で境界51が観察される。この境界51は、レーザー光Rの影響を受けた領域とその影響を受けていない領域との境界である。この境界51は、第4金属板40から第1金属板30に向かって突出するように湾曲した形状となる。
When the reachable depth of the energy of the laser beam R is set to a desired depth and the laser beam R is irradiated to a predetermined position on the
次いで、レーザー光Rが上記所定の位置を中心として、外側に螺旋を描くように走査されると、それに応じてレーザー光Rのエネルギーが影響を及ぼす領域が増加し、上記境界51は、上記屈曲した形状が連続して繋がった波形状となる。
Next, when the laser light R is scanned so as to draw a spiral outward with the predetermined position as the center, the region affected by the energy of the laser light R increases accordingly, and the
レーザー光Rの走査経路(移動軌跡)は、上記のような波形状の境界を有する溶着部50が形成されるように、適宜設定され得る。このような走査経路としては、図7に示すように、例えば平面視で所定の位置を中心とし、この中心から外側に螺旋を描くようにレーザー光Rを走査する経路が挙げられる。上記走行経路としては、例えば平面視で所定の位置を外側の端部とし、この外側の端部から内側に螺旋を描くようにレーザー光Rを走査する経路が挙げられる。上記走行経路としては、例えば所定の位置を起点とし、任意の第1向きに走査を行った後、上記第1向きに垂直な第2向きにおいて上記走査と隣接するように上記第1向きとは逆の向きに走査を行い、これら走査を繰り返す方法が挙げられる。
The scanning path (moving locus) of the laser beam R can be appropriately set so that the welded
上記レーザー光Rとしては、例えば波長1064nmのYAGレーザーが挙げられる。YAGレーザーとしては、YAGパルスレーザーが挙げられる。このようなレーザー光Rを射出可能なレーザー装置としては、従来公知のレーザー装置が挙げられる。例えばレーザー光Rが上記YAGパルスレーザーである場合、レーザー条件を以下のように設定することができる。
第1金属板30:平均厚さ100μmのステンレス(SUS304)板
第2金属板40:平均厚さ100μmのステンレス(SUS304)板
レーザー光の出力:20〜30W
レーザー光のスポット径(D):40〜50μm、
レーザー光の走査速度:140〜160mm/sec
レーザー光のパルス周波数:700〜900KHz、
レーザー光のパルス幅:5〜10μm
螺旋外径:0.6mm〜0.8mm
螺旋ピッチ:0.05〜0.15mm
レーザー高さ(光源と第2金属板40との距離):160〜170mm
Examples of the laser beam R include a YAG laser having a wavelength of 1064 nm. Examples of the YAG laser include a YAG pulse laser. Examples of the laser device capable of emitting such a laser beam R include a conventionally known laser device. For example, when the laser light R is the YAG pulse laser, the laser conditions can be set as follows.
First metal plate 30: Stainless steel (SUS304) plate with an average thickness of 100 μm Second metal plate 40: Stainless steel (SUS304) plate with an average thickness of 100 μm Laser light output: 20 to 30 W
Laser light spot diameter (D): 40 to 50 μm,
Laser light scanning speed: 140-160 mm / sec
Laser light pulse frequency: 700-900KHz,
Laser light pulse width: 5-10 μm
Spiral outer diameter: 0.6 mm to 0.8 mm
Spiral pitch: 0.05 to 0.15 mm
Laser height (distance between the light source and the second metal plate 40): 160-170 mm
上記のようにレーザー光Rを走査しながら第1金属板30及び第2金属板40を溶着することで、当該積層体1を製造することができる。
The
<利点>
当該積層体1は、配線11と第1金属板30とがハンダ層20によって接着され、第1金属板30と第2金属板40とが、溶着部50の断面が上述したように波形の境界を有するように溶着されることで、配線11に対する第1金属板30及び第2金属板40の接着性、及びプリント配線板10の補強性に優れる。当該積層体の製造方法によれば、当該積層体1を製造することができる。すなわち、プリント配線板10の配線11に対する第1金属板30及び第2金属板40の接着性、及び上記配線板10の補強性に優れる積層体1を製造することができる。
<Advantage>
In the
[第2実施形態]
図8及び図9に示すように、本実施形態の積層体1aは、配線11上に複数(ここでは2)のハンダ層20を備え、溶着部50及び上記複数のハンダ層20が、ベースフィルム3に垂直な方向に視て(図9の紙面と垂直な方向に視て、すなわち平面視で)互いに間隔を空けて配置される。それ以外の構成は第1実施形態と全く同じであるため、第1実施形態と異なる構成についてのみ説明し、その他の積層体1aの構成については第1実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
As shown in FIGS. 8 and 9, the
本実施形態では、2のハンダ層20は、それぞれ平面視で第1金属層30(、配線11、第及び第2金属板40)よりも小さい形状に形成される。これら2のハンダ層20は、平面視で、互いに間隔を空けて配置される。上記2のハンダ層20は、平面視で、溶着部50を挟むような位置に、それぞれ溶着部50と間隔を空けて配置される。加えて、上記2のハンダ層20は、それぞれ配線11及び第1金属板30の各端縁から間隔を空けた位置に配置される。平面視で、各ハンダ層20の寸法は、上記のように各ハンダ層20と溶着部50との距離、各ハンダ層20と配線11及び第1金属板30の各端縁からの距離等に応じて適宜設定され得る。
In the present embodiment, the
このように、平面視で、溶着部50と2のハンダ層20とが互いに間隔を空けて配置されることで、溶着部50を形成する際の加熱に起因して各ハンダ層20の一部が配線11及び第1金属板30の外側にはみ出すことを抑制することができる。よって、各ハンダ層20のはみ出しに起因する配線11と第1金属板30との間の接着力の低下を抑制することができる。従って、当該積層体1aの接着力をより確実に向上させることができる。
In this way, in a plan view, the solder layers 20 of the welded
平面視での各ハンダ層20と溶着部50との距離は、配線11と第1金属板30との間から各ハンダ層20の一部がはみ出さないように適宜設定され得る。平面視での各ハンダ層20と配線11及び第1金属板30の各端縁との距離も、配線11と第1金属板30との間から各ハンダ層20の一部がはみ出さないように適宜設定され得る。
The distance between each
<利点>
当該積層体1aは、第1実施形態と同様、プリント配線板10の配線11に対する第1金属板30及び第2金属板40の接着性、及び上記配線板10の補強性に優れる。加えて、本実施形態では、上記のように平面視で複数のハンダ層20と溶着部50とが互いに間隔を空けて配置されることで、上記の通り、当該積層体1aの接着力をより確実に向上させることができる。
<Advantage>
Similar to the first embodiment, the
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、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全ての変更が含まれることが意図される。
[Other embodiments]
It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, but is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. To.
上記各実施形態では、当該積層体が単一のベースフィルムと、このベースフィルムの一方の表面に配置された配線を有するプリント配線板を備える場合について説明したが、当該積層体は、単一のベースフィルムの両方の表面に配線を有するプリント配線板を備えるものであってもよい。この場合において、上記ベースフィルムの両方の表面の各配線に、それぞれ、上記ハンダ層、第1金属板及び第2金属板を積層してもよい。 In each of the above embodiments, the case where the laminate includes a single base film and a printed wiring board having wiring arranged on one surface of the base film has been described, but the laminate is a single. It may be provided with a printed wiring board having wiring on both surfaces of the base film. In this case, the solder layer, the first metal plate, and the second metal plate may be laminated on each wiring on both surfaces of the base film, respectively.
上記第2実施形態では、当該積層体が2のハンダ層を備える場合について説明したが、ハンダ層の数量は、1以上であればよく、特に限定されず、例えば配線11及び第1金属板30の間の接着力等に応じて適宜設定され得る。
In the second embodiment, the case where the laminated body includes two solder layers has been described, but the number of solder layers may be 1 or more, and is not particularly limited, for example, the
本開示の実施形態に係る積層体は、プリント配線板の配線に対する金属板の接着性、及び上記配線板の補強性に優れるため、小型の電子機器等に好適に使用できる。 The laminate according to the embodiment of the present disclosure is excellent in the adhesiveness of the metal plate to the wiring of the printed wiring board and the reinforcing property of the wiring board, so that it can be suitably used for a small electronic device or the like.
1、1a 積層板
10 プリント配線板
3 ベースフィルム
11 配線
20 ハンダ層
21 ハンダペースト
30 第1金属板
40 第2金属板
50 溶着部
51 境界
R レーザー光
1, 1a Laminated
Claims (4)
上記配線上に配置されるハンダ層と、
上記ハンダ層上に配置される第1金属板と、
上記第1金属板上に配置される第2金属板と
を備え、
上記配線及び上記第1金属板が上記ハンダ層を介して接着されており、
上記第1金属板及び上記第2金属板が溶着され、
上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部が、上記基板に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する積層体。 A printed circuit board with a board and wiring placed on the surface of this board,
The solder layer placed on the above wiring and
The first metal plate arranged on the solder layer and
With a second metal plate arranged on the first metal plate,
The wiring and the first metal plate are adhered to each other via the solder layer.
The first metal plate and the second metal plate are welded together.
A laminate in which the welded portion of the first metal plate and the second metal plate has a wavy boundary in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the substrate.
上記第2金属板がステンレスによって形成されている請求項1に記載の積層体。 The first metal plate is made of stainless steel.
The laminate according to claim 1, wherein the second metal plate is made of stainless steel.
上記配線上に配置されるハンダ層と、
上記ハンダ層上に配置される第1金属板と、
上記第1金属板上に配置される第2金属板と
を備え、
上記配線及び上記第1金属板が上記ハンダ層を介して接着されており、
上記第1金属板及び上記第2金属板が溶着され、
上記第1金属板及び上記第2金属板の溶着部が、上記基板に垂直な方向の断面視で波形状の境界を有する積層体の製造方法であって、
上記配線板の上記配線上にハンダペーストを積層する第1積層工程と、
上記第1積層工程後、上記ハンダペースト上に上記第1金属板を積層する第2積層工程と、
上記第2積層工程後、上記ハンダペーストをリフローするリフロー工程と、
上記リフロー工程後、上記第1金属板上に上記第2金属板を積層する第3積層工程と、
上記第3積層工程後、上記第1金属板及び上記第2金属板を、レーザー光を走査させながら照射することによりレーザー溶着するレーザー溶着工程と
を備える積層体の製造方法。
A printed circuit board with a board and wiring placed on the surface of this board,
The solder layer placed on the above wiring and
The first metal plate arranged on the solder layer and
With a second metal plate arranged on the first metal plate,
The wiring and the first metal plate are adhered to each other via the solder layer.
The first metal plate and the second metal plate are welded together.
A method for manufacturing a laminate in which the welded portion of the first metal plate and the second metal plate has a wavy boundary in a cross-sectional view in a direction perpendicular to the substrate.
The first laminating step of laminating the solder paste on the wiring of the wiring board, and
After the first laminating step, a second laminating step of laminating the first metal plate on the solder paste, and a second laminating step.
After the second laminating step, a reflow step of reflowing the solder paste and a reflow step of reflowing the solder paste,
After the reflow step, a third laminating step of laminating the second metal plate on the first metal plate, and a third laminating step.
A method for manufacturing a laminated body, comprising a laser welding step of irradiating the first metal plate and the second metal plate with a laser beam while scanning the laser beam after the third laminating step.
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