JP2768332B2

JP2768332B2 - 形状記憶接続リボン

Info

Publication number: JP2768332B2
Application number: JP7302784A
Authority: JP
Inventors: 弘志森
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2015-11-21
Also published as: JPH09148701A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、形状記憶合金箔
からなる形状記憶接続リボンに係り、詳しくは、電子部
品又は電気部品をマイクロ波帯で使用するテフロン、フ
ェライト、セラミック等の基板に実装するための形状記
憶接続リボンに関する。

【０００２】

【従来の技術】集積回路等の電子部品を基板に接続した
り、回路パターン間を接続するための接続リボンとし
て、実装の際に機械的成形をせずに所定の形状を確保で
きるように、形状記憶合金からなる接続リボンが組み込
まれている場合がある。例えば、特開昭６４−６６９９
２号公報に記載されているように、はんだ付けの昇温時
に、障害となる部品を飛び越えて電子部品間を接続する
ためのジャンパー片として機能するような形状を形成す
るように形状記憶合金片に加工を施した接続リボンを製
作し、この接続リボンを室温時に平板状としてはんだク
リームを印刷して基板上の所定の位置に載置し、この後
所定の温度まで昇温することによりはんだ付けを行って
所定の形状とする方法が提案されている。ところで、電
子部品間や基板間を接続する際に、上述したような障害
となる部品を飛び越える必要がない通常の場合には、形
状記憶機能を有しない金属材料からなる接続リボンが適
用されていた。そして、マイクロ波回路において、基板
間を接続する場合には、例えば、ニッケル箔からなる接
続リボンを略半円形の断面形状として用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記通
常の接続リボンをマイクロ波回路において、基板間、特
に、周波数帯域に応じて使い分けられるテフロン基板、
フェライト基板、セラミック基板等異種の基材からなる
基板間の接続に適用すると、両基板及び接続リボンの熱
膨張係数の差異によって接続リボンが伸縮させられて変
形してしまうことがある。接続リボンの断面形状は略半
円形であり、接続リボンがばね性を有することから、こ
の伸縮による接続リボンの変形はある程度までは弾性変
形である。しかし、伸縮を繰り返して、長期にわたって
ストレスが加わると塑性変形し、図１０に示すように、
例えば、基板を収納するハウジング１０１に金属プレー
ト１０２を介して取り付けられた互いに異種の基材から
なる基板１０３及び基板１０４にはんだ１０６を用いて
接続された接続リボン１０５は、伸縮に対応できなくな
り、中央部が鋭角にせり上がって疲労のためついには破
断してしまうという問題があった。また、破断した接続
リボンを交換した後、電気的な調整を繰り返さなければ
ならず、煩雑であるという不都合もあった。また、破断
まで到らなくても、マイクロ波回路のような導体の形状
の微妙な変化によりインダクタンスやキャパシタンス等
が大きく変動する周波数帯域のマイクロ波電流を扱う回
路においては、変形によって接続リボンのインダクタン
ス等が変化するために、回路の電気的特性が、大きく変
化してしまい、再調整に手間がかかるという欠点もあっ
た。

【０００４】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、温度変化に伴う伸縮に対して充分な耐久性を有
し、変形されても簡単に電気的特性を再調整できる形状
記憶接続リボンを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、電子部品又は電気部品を印
刷基板に実装するために用いられ、かつ、片状の形状記
憶合金からなる形状記憶接続リボンであって、所定の湾
曲形状を記憶した形状記憶部と、該形状記憶合金部の一
端縁に一体延設され、前記印刷基板にはんだ付けされる
部位となる基板側はんだ固定部と、前記形状記憶合金部
の他端縁に一体延設され、前記電子部品又は電気部品に
はんだ付けされる部位となる部品側はんだ固定部とを備
えてなると共に、前記部品側はんだ固定部には前記電子
部品又は電気部品の接続ピンを挿通するための挿通孔が
設けられていることを特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の形状記憶接続リボンであって、片状の前記形状記憶
合金は、ばね性を有することを特徴としている。

【０００７】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の形状記憶接続リボンであって、前記形状記憶
部にははんだの付着防止のための酸化膜が被着されてい
ることを特徴としている。

【０００８】また、請求項４記載の発明は、請求項１，
２又は３記載の形状記憶接続リボンであって、使用前は
平坦な面を有しているが、加熱により、はんだが溶融す
る温度域に達した時にはマイクロ波帯においてインピー
ダンス整合性の良い湾曲形状を呈するようになり、この
後、温度が下がっても前記湾曲形状が保持されることを
特徴としている。

【０００９】さらにまた、請求項５記載の発明は、請求
項４記載の形状記憶接続リボンであって、前記湾曲形状
が、略クランク型であることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図１は、この発明の一実施例である基
板−基板間接続リボン（以下、基板接続リボンという）
及び基板−電子部品間接続リボン（以下、部品接続リボ
ンという）に係るマイクロ波用機器の要部の概略構成を
示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図
３（ａ）は、記憶した形状に戻された基板接続リボンの
斜視図、同図（ｂ）は、記憶した形状に戻された部品接
続リボンの斜視図、図４（ａ）は、平板状に変形させた
基板接続リボンの斜視図、同図（ｂ）は、平板状に変形
させた部品接続リボンの斜視図、図５（ａ）は、基板接
続リボンを記憶された形状に戻す様子を示す側面図、同
図（ｂ）は、部品接続リボンを記憶された形状に戻す様
子を示す側面図、図６は、平板状に変形させた基板接続
リボン及び部品接続リボンが多数印刷された接続リボン
シートの平面図、図７（ａ）は、基板接続リボンが２つ
の基板にはんだ付けされた様子を示す断面図、同図
（ｂ）は、部品接続リボンが部品と基板とにはんだ付け
された様子を示す断面図、図８（ａ）は、記憶された形
状に戻された基板接続リボンが伸張させされる様子を示
す断面図、同図（ｂ）は、同基板接続リボンが収縮させ
られる様子を示す断面図、図９（ａ）は、記憶された形
状に戻された部品接続リボンが伸張させされる様子を示
す断面図、また、同図（ｂ）は、同部品接続リボンが収
縮させられる様子を示す断面図である。この例のマイク
ロ波用機器は、例えば、マイクロ波帯の通信に用いら
れ、マイクロ波信号に増幅等の所定の処理を施すための
通信機器であり、図１及び図２に示すように、基板等を
収納するためのハウジング１に、周波数帯域に応じて使
い分けられるフェライト基板２、テフロン基板３、セラ
ミック基板４が、それぞれ金属プレート５を介して取り
付けられ、また、例えば、集積回路６が基板の裏側から
固定され、さらに、同軸ケーブルを接続するためのＲＦ
コネクタ７が取り付けられ、かつ、フェライト基板２、
テフロン基板３、セラミック基板４のうち２つの基板間
及び上記フェライト基板２とＲＦコネクタ７との間は基
板接続リボン８によって、また、テフロン基板３と集積
回路６との間は部品接続リボン９によって接続されてな
っている。

【００１１】基板接続リボン８及び部品接続リボン９
は、例えば、ニッケルチタン合金箔製であり、はんだ付
けの温度域に達すると、図３に示すようにそれぞれ所定
の形状を呈するように、ニッケルとチタンとの組成比を
所定の値にして加工されてなっている。記憶した形状に
戻された基板接続リボン８は、図３（ａ）に示すよう
に、断面形状が略半円形になるように湾曲し、長尺方向
に弾性変形が可能な形状記憶部８１と、形状記憶部８１
の両端縁の中央部から屈曲延設された、はんだ付けを施
してフェライト基板２、テフロン基板３、又はセラミッ
ク基板４に固定するための固定部８２，８２とを有して
なっている。ここで、２つの固定部８２，８２は略同一
平面上にあり、また、形状記憶部８１と固定部８２，８
２のはんだ付けをしない所定の領域には、酸化膜が設け
られ、かつ、はんだ付けを行う部位には金メッキが施さ
れている。加熱により、記憶した形状に戻された部品接
続リボン９は、図３（ｂ）や図５（ｂ）に示すように、
断面形状が略クランク形になるように湾曲し、長尺方向
に弾性変形が可能な形状記憶部９１と、形状記憶部９１
の一端縁の中央部から屈曲延設された、はんだ付けを施
してフェライト基板２、テフロン基板３、又はセラミッ
ク基板４に固定するための固定部（基板側はんだ固定
部）９２と、形状記憶部９１の他端縁から延設された、
集積回路６のリードにはんだ付けを施し、上記リードと
接続するための固定部（部品側はんだ固定部）９３とを
有してなっている。また、上記固定部９３は、集積回路
６のリードを通すための挿通孔９４が設けられている。
ここで、２つの固定部９２，９３は互いに略平行であ
り、形状記憶部９１と固定部９２，９３のはんだ付けを
しない所定の領域には、酸化膜が設けられ、かつ、はん
だ付けを行う部位には金メッキが施されている。記憶し
た形状に戻された上記基板接続リボン８及び部品接続リ
ボン９は、それぞれ、インピーダンス整合がなされるよ
うに、各部の幅や湾曲した部分の高さ等が所定の値にな
るように設計されている。

【００１２】上記基板接続リボン８及び部品接続リボン
９は、例えば、ニッケルチタン合金箔を予め充分に加工
硬化させ、所定の形状に加工し、このままの形状に固定
して略４００〜５００℃の温度で数分〜数時間保持する
ことで形状記憶処理を施し、この後、図４に示すよう
に、平板状に変形させて基板接続リボン８及び部品接続
リボン９とし、図５に示すように、実装の際には、はん
だごて１１により熱を加えて記憶した形状を再現させて
得られる。この例では、図６に示すように、ニッケルチ
タン合金箔をエッチング加工を施して多数の基板接続リ
ボン及び部品接続リボンの原形を作製し、この後に上記
形状記憶処理を施して、多数の平板状に変形させた基板
接続リボン８，８，…及び部品接続リボン９，９，…を
有するリボンシート１０を製作している。

【００１３】なお、フェライト基板２、テフロン基板
３、セラミック基板４は、基板単体ではそれぞれ基板自
身の平面度が良くないため、直接基板をハウジング１へ
実装すると基板とハウジング１間の接触が部分接触とな
り、熱の放散が妨げられ、マイクロ波信号の伝送に悪影
響を与えるため、基板の裏面全面で金属プレート５へは
んだ付けを行い、金属プレート５をハウジング１へネジ
止めしている。

【００１４】記憶した形状に戻された基板接続リボン８
及び部品接続リボン９をフェライト基板２、テフロン基
板３、セラミック基板４又は集積回路６のリードに取り
付けるには、まず、リボンシート１０から平板状に変形
させた基板接続リボン８，８，…及び部品接続リボン
９，９，…を切断して取り出す。次に、図５に示すよう
に、はんだごて１１を平板状に変形させた基板接続リボ
ン８，８，…及び部品接続リボン９，９，…にそれぞれ
当てて所定の温度域まで昇温して、記憶した形状に戻さ
れた基板接続リボン８，８，…及び部品接続リボン９，
９，…を得る。次に、図７（ａ）に示すように、例え
ば、基板接続リボン８をフェライト基板２及びテフロン
基板３に、はんだ１２を用いて接続し、同図（ｂ）に示
すように、部品接続リボン９をテフロン基板３及び集積
回路６のリードに、はんだ１２を用いて接続する。

【００１５】そして、例えば、基板接続リボン８をフェ
ライト基板２及びテフロン基板３に接続した場合、周囲
温度が下降して、図８（ａ）に示すように、フェライト
基板２及びテフロン基板３が互いに反対方向に収縮する
と、基板接続リボン８は、両側に引張り力を受けて形状
記憶部８１が伸張し変形する。しかしこの変形は弾性変
形であり、最初に基板接続リボン８が実装された時の温
度に周囲温度が戻ると、基板接続リボン８の形状ももと
に戻る。また、逆に、周囲温度が上昇して、図８（ｂ）
に示すように、フェライト基板２及びテフロン基板３が
互いに反対方向に伸張すると、基板接続リボン８は、両
側から押圧力を受けて形状記憶部８１が収縮し変形す
る。しかし、この変形も弾性変形であって、最初に基板
接続リボン８が実装された時の温度に周囲温度が戻る
と、基板接続リボン８の形状ももとに戻る。また、部品
接続リボン９をテフロン基板３及び集積回路６のリード
に接続した場合、周囲温度が下降して、図９（ａ）に示
すように、テフロン基板３が収縮して集積回路６が取着
されているハウジング１に対して変位すると部品接続リ
ボン９は、両側に引張り力を受けて形状記憶部９１が伸
張し変形する。しかしこの変形は弾性変形であり、最初
に部品接続リボン９が実装された時の温度に周囲温度が
戻ると、部品接続リボン９の形状ももとに戻る。逆に、
周囲温度が上昇して、図９（ｂ）に示すように、テフロ
ン基板３が伸張して部品接続リボン９が、両側から押圧
力を受けて形状記憶部９１が収縮し変形しても周囲温度
がもとに戻れば、部品接続リボン９の形状ももとに戻
る。

【００１６】上記構成によれば、マイクロ波回路におい
てフェライト基板２、テフロン基板３、セラミック基板
４又は集積回路６のリードと基板接続リボン８又は部品
接続リボン９とを接続する際に、はんだごて１１を平板
状に変形させた基板接続リボン８又は部品接続リボン９
に当てて所定の温度まで昇温すれば、インピーダンス整
合性の良い所定の形状となってはんだ付けされて、温度
が下がっても上記形状が保持され、しかも、上記基板接
続リボン８及び部品接続リボン９は、ばね性を有し、繰
り返し特性に優れる形状記憶合金であるニッケルチタン
合金からなっているので、例えば、温度変化の激しい環
境下で、フェライト基板２、テフロン基板３、セラミッ
ク基板４、基板接続リボン８又は部品接続リボン９等の
それぞれの熱膨張係数の差異によって、上記基板接続リ
ボン８又は部品接続リボン９が伸縮させられても、最適
インピーダンスを保持し、かつ、塑性変形してしまうこ
とはない。それ故、形状記憶合金からなる上記基板接続
リボン８及び部品接続リボン９の電気的特性が変化し
て、上記マイクロ波回路の動作に支障をきたすことがな
い。また、繰り返し変形を受けても疲労破壊が起こり難
い。また、はんだ付け作業時に誤って上記基板接続リボ
ン８又は部品接続リボン９に触れてしまって変形させて
も、再びはんだごてを当てて所定の温度まで昇温するこ
とにより所定の形状に回復させることができる。さら
に、もし、基板接続リボン８又は部品接続リボン９が破
損して取り替える必要が生じたとしても、はんだごてを
当てて昇温するだけで所定の形状を得ることができるの
で、電気的特性が相違することはなく、同じ電気的調整
を繰り返す必要もない。また、上記基板接続リボン８及
び部品接続リボン９の形状記憶部８１，９１及び固定部
８２，９２，９３の所定の領域に、酸化膜が形成されて
いるので、はんだ付けの際にはんだが可動部である形状
記憶部８１，９１を被覆することがないので、上記基板
接続リボン８又は部品接続リボン９の周囲の温度変化に
伴う弾性変形が妨げられることはない。それ故、上記基
板接続リボン８又は部品接続リボン９の繰り返し変形に
対する耐久性は一段と向上する。

【００１７】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明
は、マイクロ波回路に用いて好適であるが、マイクロ波
帯域よりも低い周波数においても用いることができる。
また、上述した実施例で用いた形状記憶合金は、ニッケ
ルチタン合金であったが、これに限らず、例えば、銅亜
鉛系合金であってもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、電子部品又は電気部品を印刷基板に実装する際
に、はんだごてを上記形状記憶接続リボンに当てて所定
の温度まで昇温すれば、インピーダンス整合性の良い所
定の形状で電子部品又は電気部品を印刷基板に固定する
ことが可能となる。しかも、温度が下がっても上記形状
は保持されるので、回路特性の安定に寄与できる。ま
た、バネ性に優れる形状記憶合金を用いれば、例えば、
温度変化（したがって、熱による伸縮）の激しい環境下
でも、最適なインピーダンスを保持でき、塑性変形して
壊れる虞もない。それ故、形状記憶接続リボンの電気的
特性が変化して、マイクロ波回路の動作に支障をきたす
ことがない。また、繰り返し変形を受けても疲労破壊が
起こり難い。また、はんだ付け作業時に誤って上記形状
記憶接続リボンに触れてしまって変形させても、再びは
んだごてを当てて所定の温度まで昇温することにより所
定の形状に回復させることができる。さらに、もし、形
状記憶接続リボンが破損して取り替える必要が生じたと
しても、はんだごてを当てて昇温するだけで所望の形状
を得ることができるので、電気的特性が相違することは
なく、煩雑な電気的調整を繰り返す必要もない。したが
って、生産効率を向上させることができる。また、上記
形状記憶接続リボンの形状記憶部に、酸化膜を形成して
おけば、はんだ付けの際にはんだが可動部である形状記
憶部を被覆することがないので、上記形状記憶接続リボ
ンの周囲の温度変化に伴う弾性変形が妨げられることも
ない。それ故、上記形状記憶接続リボンの繰り返し変形
に対する耐久性は一段と向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例である基板接続リボン及び
部品接続リボンに係るマイクロ波用機器の要部の概略構
成を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】（ａ）は、記憶した形状に戻されたこの例の基
板接続リボンの斜視図、（ｂ）は、記憶した形状に戻さ
れたこの例の部品接続リボンの斜視図である。

【図４】（ａ）は、平板状に変形させた同基板接続リボ
ンの斜視図、（ｂ）は、平板状に変形させた同部品接続
リボンの斜視図である。

【図５】（ａ）は、同基板接続リボンを記憶された形状
に戻す様子を示す側面図、（ｂ）は、同部品接続リボン
を記憶された形状に戻す様子を示す側面図である。

【図６】平板状に変形させた同基板接続リボン及び同部
品接続リボンが多数印刷された接続リボンシートの平面
図である。

【図７】（ａ）は、同基板接続リボンが２つの基板には
んだ付けされた様子を示す断面図、（ｂ）は、同部品接
続リボンが部品と基板とにはんだ付けされた様子を示す
断面図である。

【図８】（ａ）は、記憶された形状に戻された同基板接
続リボンが伸張させされる様子を示す断面図、（ｂ）
は、同基板接続リボンが収縮させられる様子を示す断面
図である。

【図９】（ａ）は、記憶された形状に戻された同部品接
続リボンが伸張させされる様子を示す断面図、（ｂ）
は、同部品接続リボンが収縮させられる様子を示す断面
図である。

【図１０】従来技術を説明するための説明図である。

【符号の説明】

２フェライト基板（印刷基板）３テフロン基板（印刷基板）４セラミック基板（印刷基板）６集積回路７ＲＦコネクタ（電気部品）９部品接続リボン（形状記憶接続リボン）９１形状記憶部９２固定部（基板側はんだ固定部）９３固定部（部品側はんだ固定部）９４挿通孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品又は電気部品を印刷基板に実装
するために用いられ、かつ、片状の形状記憶合金からな
る形状記憶接続リボンであって、所定の湾曲形状を記憶した形状記憶部と、該形状記憶合
金部の一端縁に一体延設され、前記印刷基板にはんだ付
けされる部位となる基板側はんだ固定部と、前記形状記
憶合金部の他端縁に一体延設され、前記電子部品又は電
気部品にはんだ付けされる部位となる部品側はんだ固定
部とを備えてなると共に、前記部品側はんだ固定部には前記電子部品又は電気部品
の接続ピンを挿通するための挿通孔が設けられているこ
とを特徴とする形状記憶接続リボン。
【請求項２】片状の前記形状記憶合金は、ばね性を有
することを特徴とする請求項１記載の形状記憶接続リボ
ン。
【請求項３】前記形状記憶部にははんだの付着防止の
ための酸化膜が被着されていることを特徴とする請求項
１又は２記載の形状記憶接続リボン。
【請求項４】使用前は平坦な面を有しているが、加熱
により、はんだが溶融する温度域に達した時にはマイク
ロ波帯においてインピーダンス整合性の良い湾曲形状を
呈するようになり、この後、温度が下がっても前記湾曲
形状が保持されることを特徴とする請求項１，２又は３
記載の形状記憶接続リボン。
【請求項５】前記湾曲形状は、略クランク型であるこ
とを特徴とする請求項４記載の形状記憶接続リボン。