JP2954783B2 - プリント配線板と端子の接合方法 - Google Patents
プリント配線板と端子の接合方法Info
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- JP2954783B2 JP2954783B2 JP4148305A JP14830592A JP2954783B2 JP 2954783 B2 JP2954783 B2 JP 2954783B2 JP 4148305 A JP4148305 A JP 4148305A JP 14830592 A JP14830592 A JP 14830592A JP 2954783 B2 JP2954783 B2 JP 2954783B2
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- Japan
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- terminal
- printed wiring
- wiring board
- circuit pattern
- joining
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3421—Leaded components
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- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板と端子の
接合方法に関する。
接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のプリント配線板と端子の接合はは
んだ付けが一般的である。リフロー方式では、クリーム
はんだを接合面に塗布し、ヒータ、蒸気層、レーザ等で
加熱し、はんだを溶融させてプリント配線板と端子を接
合させる。ディップ方式では、溶融はんだに浸漬させて
プリント配線板と端子を接合させる。レーザを用いたは
んだ付け例は特開昭５９−２１７３８８に開示されてい
る。
んだ付けが一般的である。リフロー方式では、クリーム
はんだを接合面に塗布し、ヒータ、蒸気層、レーザ等で
加熱し、はんだを溶融させてプリント配線板と端子を接
合させる。ディップ方式では、溶融はんだに浸漬させて
プリント配線板と端子を接合させる。レーザを用いたは
んだ付け例は特開昭５９−２１７３８８に開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のはんだ
付けによるプリント配線板と端子の接合は、クリームは
んだやディップ方式では狭ピッチの接合が困難（ショー
トが生じる）であり、約0.1mm が上記方式の限界であ
る。また、ぬれ性確保のためにフラックスが必要とな
り、かつ洗浄が不可欠である。レーザを用いた例として
は回路パターンとリードの初期接触を得るためにリード
をガラスで押さえ込み、ガラス越しにレーザ光を照射す
るものがある。この場合、ガラスの破損や汚れ等により
管理が煩雑である。
付けによるプリント配線板と端子の接合は、クリームは
んだやディップ方式では狭ピッチの接合が困難（ショー
トが生じる）であり、約0.1mm が上記方式の限界であ
る。また、ぬれ性確保のためにフラックスが必要とな
り、かつ洗浄が不可欠である。レーザを用いた例として
は回路パターンとリードの初期接触を得るためにリード
をガラスで押さえ込み、ガラス越しにレーザ光を照射す
るものがある。この場合、ガラスの破損や汚れ等により
管理が煩雑である。
【０００４】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、上記課題を解消したプリント配線板と端子の
接合方法を提供することを目的とする。
のであり、上記課題を解消したプリント配線板と端子の
接合方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明によるプリント配線板と端子の接合方法は、プ
リント配線板の回路パターンと端子との位置合わせを行
い、かつ両者の仮接続を超音波溶接により行い、ついで
端子にレーザ光を照射して回転パターンと端子との接合
を行うことに特徴を有している。また、超音波溶接によ
るプリント配線板の回路パターンと端子の仮接続の確保
を、一括して複数端子を同時に行い、レーザ光の照射を
各端子ごとに行うことに特徴を有している。
に本発明によるプリント配線板と端子の接合方法は、プ
リント配線板の回路パターンと端子との位置合わせを行
い、かつ両者の仮接続を超音波溶接により行い、ついで
端子にレーザ光を照射して回転パターンと端子との接合
を行うことに特徴を有している。また、超音波溶接によ
るプリント配線板の回路パターンと端子の仮接続の確保
を、一括して複数端子を同時に行い、レーザ光の照射を
各端子ごとに行うことに特徴を有している。
【０００６】
【作用】位置合わせ工程ではプリント配線板の回路パタ
ーンと端子の位置合わせを行う。次に、第一接合工程で
はプリント配線板の回路パターンと端子の仮接続を行
う。 この仮接続を、超音波溶接により個別に、または
一括して複数端子を同時に行う。第二接合工程では端子
にレーザ光を照射してプリント配線板の回路パターンと
の接合を行う。上記、プリント配線板の回路パターンの
接合面と端子の接合面の少なくとも一方にろう材・はん
だ材を予め層状に設けてろう付け・はんだ付けにより、
またプリント配線板の回路パターン接合面と端子の接合
面の各表面をAgとCu、AuとSn、又はAuとSiに組み合わせ
ることにより、さらにプリント配線板の回路パターンと
端子との接合面の少なくとも一方に、AgとCu、AuとSn、
又はAuとSiの金属材料の組み合わせによる２層からなる
膜を少なくとも一膜以上設けることにより、容易にかつ
確実に接合することができる。
ーンと端子の位置合わせを行う。次に、第一接合工程で
はプリント配線板の回路パターンと端子の仮接続を行
う。 この仮接続を、超音波溶接により個別に、または
一括して複数端子を同時に行う。第二接合工程では端子
にレーザ光を照射してプリント配線板の回路パターンと
の接合を行う。上記、プリント配線板の回路パターンの
接合面と端子の接合面の少なくとも一方にろう材・はん
だ材を予め層状に設けてろう付け・はんだ付けにより、
またプリント配線板の回路パターン接合面と端子の接合
面の各表面をAgとCu、AuとSn、又はAuとSiに組み合わせ
ることにより、さらにプリント配線板の回路パターンと
端子との接合面の少なくとも一方に、AgとCu、AuとSn、
又はAuとSiの金属材料の組み合わせによる２層からなる
膜を少なくとも一膜以上設けることにより、容易にかつ
確実に接合することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図６は本発明を実施するための構成部品の説明図
である。（ａ）はプリント配線板の上面図、（ｂ）は端
子の配列を示す図である。１はプリント配線板であり、
板上は回路パターン２が設けられている。３は端子であ
り、この回路パターン２に接続されるものである。
する。図６は本発明を実施するための構成部品の説明図
である。（ａ）はプリント配線板の上面図、（ｂ）は端
子の配列を示す図である。１はプリント配線板であり、
板上は回路パターン２が設けられている。３は端子であ
り、この回路パターン２に接続されるものである。
【０００８】図１は本発明の基本構成を示している。
（ａ）は位置合わせ工程によりプリント配線板１の回路
パターン２と端子３の位置合わせを行い、かつ、第一接
合工程として超音波溶接による仮接続を行い、回路パタ
ーン２と端子３の接触不良による熱伝導のばらつきが無
くなり接触が確保されている状態を示している。（ｂ）
は、第二接合工程によりレーザ装置４からのレーザ光４
ａの照射による溶接や拡散接合（熱圧着）が安定してい
る状態を示している。
（ａ）は位置合わせ工程によりプリント配線板１の回路
パターン２と端子３の位置合わせを行い、かつ、第一接
合工程として超音波溶接による仮接続を行い、回路パタ
ーン２と端子３の接触不良による熱伝導のばらつきが無
くなり接触が確保されている状態を示している。（ｂ）
は、第二接合工程によりレーザ装置４からのレーザ光４
ａの照射による溶接や拡散接合（熱圧着）が安定してい
る状態を示している。
【０００９】図２は回路パターン２の接合面の金属層Ｂ
と端子３の接合面の金属層Ａの少なくとも一つにろう材
・はんだ材を設けておくことで、第二接合工程でのレー
ザ照射によりろう付け・はんだ付けを行うことができる
ことを示す。このとき、必要な部分にのみろう材・はん
だ材を予めメッキ、クラッド、ディップ等で層状に供給
されており、かつレーザ光による局部急熱によりフラッ
クスレスでぬれ反応が得られる。そのために、はんだボ
ールの流出等による、隣接する回路との短絡を未然に防
げ、0.1mm 以下の狭ピッチ接合が可能になる。なお、Sn
Pb共晶はんだを約5 〜20μm メッキし、1 〜10ms程度の
パルス幅をもったＹＡＧレーザでの良好な接合が可能で
ある。レーザ種類、条件、ろう材・はんだ材層厚さは材
料設計、形状により異なるのは勿論のことである。
と端子３の接合面の金属層Ａの少なくとも一つにろう材
・はんだ材を設けておくことで、第二接合工程でのレー
ザ照射によりろう付け・はんだ付けを行うことができる
ことを示す。このとき、必要な部分にのみろう材・はん
だ材を予めメッキ、クラッド、ディップ等で層状に供給
されており、かつレーザ光による局部急熱によりフラッ
クスレスでぬれ反応が得られる。そのために、はんだボ
ールの流出等による、隣接する回路との短絡を未然に防
げ、0.1mm 以下の狭ピッチ接合が可能になる。なお、Sn
Pb共晶はんだを約5 〜20μm メッキし、1 〜10ms程度の
パルス幅をもったＹＡＧレーザでの良好な接合が可能で
ある。レーザ種類、条件、ろう材・はんだ材層厚さは材
料設計、形状により異なるのは勿論のことである。
【００１０】図２において、回路パターン２の接合面の
金属層Ｂと端子３の接合面の金属層Ａの金属材料の組み
合わせを下記表１の如くすると好適である。
金属層Ｂと端子３の接合面の金属層Ａの金属材料の組み
合わせを下記表１の如くすると好適である。
【表１】 すなわち、Ag/Cu 及びSn/Au 及びSi/Au の共晶反応でそ
れぞれの融点以下で液相が生じる。まず回路パターン２
と端子３の接合面の第一接合工程の仮接続の際に接触部
においてこの共晶反応による液相が生じ、そこを中心に
反応が進み、共晶接合（ろう付け・はんだ付け）が行わ
れる。各金属層厚さは1 〜20μm 程度で良好な接合が可
能である。なお、金属層Ａと金属層Ｂの金属材料を入れ
換えても同様な効果がえられる。
れぞれの融点以下で液相が生じる。まず回路パターン２
と端子３の接合面の第一接合工程の仮接続の際に接触部
においてこの共晶反応による液相が生じ、そこを中心に
反応が進み、共晶接合（ろう付け・はんだ付け）が行わ
れる。各金属層厚さは1 〜20μm 程度で良好な接合が可
能である。なお、金属層Ａと金属層Ｂの金属材料を入れ
換えても同様な効果がえられる。
【００１１】図２、図３に示した金属層に代え、膜９を
用いての接合例を示す。すなわち（ａ）における膜９は
プリント配線板１の回路パターン２上に設けられた金属
膜である。（ｂ）はこの金属の膜９の詳細を示したもの
である。膜９は、Ag/Cu 又はSn/Au 又はSi/Au の金属材
料の組み合わせによる２層からなる膜を少なくとも１膜
以上形成したものである。図ではこの膜９を回路パター
ン２上に設けているが、端子３上に設けてよい。さらに
この膜９を回路パターン２上と端子３上の両方に設けて
もよい。これらの金属材料をメッキ等で予め層状に設け
ておくことにより、これらの材料の初期接触が広い面積
で確保されるため、共晶反応が容易に生じ、その液相で
ろう付け・はんだ付けを行うことができる。各金属層厚
さは1 〜20μm 程度で良好な接合が可能である。
用いての接合例を示す。すなわち（ａ）における膜９は
プリント配線板１の回路パターン２上に設けられた金属
膜である。（ｂ）はこの金属の膜９の詳細を示したもの
である。膜９は、Ag/Cu 又はSn/Au 又はSi/Au の金属材
料の組み合わせによる２層からなる膜を少なくとも１膜
以上形成したものである。図ではこの膜９を回路パター
ン２上に設けているが、端子３上に設けてよい。さらに
この膜９を回路パターン２上と端子３上の両方に設けて
もよい。これらの金属材料をメッキ等で予め層状に設け
ておくことにより、これらの材料の初期接触が広い面積
で確保されるため、共晶反応が容易に生じ、その液相で
ろう付け・はんだ付けを行うことができる。各金属層厚
さは1 〜20μm 程度で良好な接合が可能である。
【００１２】図４は本発明の第１実施例を示す。図にお
いて５は超音波ホーンである。超音波接合で端子３を回
路パターン２上に仮接続することにより回路パターン２
と端子３の接合面の初期密着を確保でき、かつ接合面を
清浄化することができ、活性化することができ、ぬれ反
応や共晶反応が容易に起こりやすくすることができる。
超音波条件は、周波数10〜70KHz 程度、振幅5 〜60μm
程度、加圧1 〜50Kgf程度の範囲で良好であった。な
お、材料、形状により最適超音波接合条件範囲は上記範
囲のみに限定する必要はない。そして、その後の第二接
合工程として、図１（ｂ）に示したように、レーザ光を
端子に照射して接合が行われる。
いて５は超音波ホーンである。超音波接合で端子３を回
路パターン２上に仮接続することにより回路パターン２
と端子３の接合面の初期密着を確保でき、かつ接合面を
清浄化することができ、活性化することができ、ぬれ反
応や共晶反応が容易に起こりやすくすることができる。
超音波条件は、周波数10〜70KHz 程度、振幅5 〜60μm
程度、加圧1 〜50Kgf程度の範囲で良好であった。な
お、材料、形状により最適超音波接合条件範囲は上記範
囲のみに限定する必要はない。そして、その後の第二接
合工程として、図１（ｂ）に示したように、レーザ光を
端子に照射して接合が行われる。
【００１３】図５は本発明の第２実施例を示す。図にお
いて６は超音波ホーンである。第１実施例では、端子３
の数が非常に多くなると超音波印加時に既に仮接続した
端子や、これから仮接続する端子への超音波振動の伝播
による損傷を押さえる対策が必要な場合がでてくる。第
２実施例は一括して複数の端子３を同時に仮接続するも
のである。さらに接合の信頼性をあげるためには、真空
中で接合、不活性ガス（窒素、アルゴン等）を吹きつけ
ながら接合、ろう材・はんだ材を設けた反対側の接合面
や各金属材料の組み合わせによる２層からなる膜を設け
た反対側の接合面にAu、又はAgをコーティングしておく
ことが有効である。なお、第１実施例で述べた 超音波
条件は第２実施例でも勿論有効である。
いて６は超音波ホーンである。第１実施例では、端子３
の数が非常に多くなると超音波印加時に既に仮接続した
端子や、これから仮接続する端子への超音波振動の伝播
による損傷を押さえる対策が必要な場合がでてくる。第
２実施例は一括して複数の端子３を同時に仮接続するも
のである。さらに接合の信頼性をあげるためには、真空
中で接合、不活性ガス（窒素、アルゴン等）を吹きつけ
ながら接合、ろう材・はんだ材を設けた反対側の接合面
や各金属材料の組み合わせによる２層からなる膜を設け
た反対側の接合面にAu、又はAgをコーティングしておく
ことが有効である。なお、第１実施例で述べた 超音波
条件は第２実施例でも勿論有効である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるプリ
ント配線板と端子の接合方法は、プリント配線板の回路
パターンと端子を接合するプリント配線板と端子の接合
方法において、プリント配線板の回路パターンと端子の
位置合わせを行った後、プリント配線板の回路パターン
と端子の仮接続を超音波溶接により行い、ついで端子に
レーザ光を照射してプリント配線板の回路パターンとの
接合を行うようにしたので、超音波溶接で接合部の接触
が確保され、レーザ接合時の熱伝導が安定する。また、
超音波溶接で接合面が清浄化され、活性化されているこ
とで、後のレーザ加熱で接合反応が生じやすく、確実に
接合でき、高速かつフラックスレスで、0.1mm以下の挟
ピッチの基板と端子の高信頼性の接合が可能になる。
ント配線板と端子の接合方法は、プリント配線板の回路
パターンと端子を接合するプリント配線板と端子の接合
方法において、プリント配線板の回路パターンと端子の
位置合わせを行った後、プリント配線板の回路パターン
と端子の仮接続を超音波溶接により行い、ついで端子に
レーザ光を照射してプリント配線板の回路パターンとの
接合を行うようにしたので、超音波溶接で接合部の接触
が確保され、レーザ接合時の熱伝導が安定する。また、
超音波溶接で接合面が清浄化され、活性化されているこ
とで、後のレーザ加熱で接合反応が生じやすく、確実に
接合でき、高速かつフラックスレスで、0.1mm以下の挟
ピッチの基板と端子の高信頼性の接合が可能になる。
【図１】本発明のプリント配線板と端子の接合方法の説
明図である。
明図である。
【図２】本発明でのプリント配線板と端子の接合面を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図３】本発明でのプリント配線板と端子の接合面を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図４】本発明の第１実施例における端子の仮接続を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図５】本発明の第２実施例における端子の仮接続を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図６】本発明を実施するための構成部品の説明図であ
る。
る。
１ プリント配線板 ２ 回路パターン ３ 端子 ４ レーザ装置 ４ａ レーザ光 ５ 超音波ホーン ６ 超音波ホーン ９ 膜 Ａ 金属層 Ｂ 金属層
Claims (2)
- 【請求項１】 プリント配線板の回路パターンと端子と
の位置合わせを行い、かつ両者の仮接続を超音波溶接に
より行い、ついで端子にレーザ光を照射して回路パター
ンと端子との接合を行うことを特徴とするプリント配線
板と端子の接合方法。 - 【請求項２】 プリント配線板の回路パターンと端子と
の位置合わせを行い、かつ超音波溶接によるプリント配
線板の回路パターンと端子の仮接続の確保を、一括して
複数端子を同時に行い、レーザ光の照射を各端子ごとに
行うことを特徴とするプリント配線板と端子の接合方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148305A JP2954783B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | プリント配線板と端子の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148305A JP2954783B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | プリント配線板と端子の接合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132643A JPH06132643A (ja) | 1994-05-13 |
| JP2954783B2 true JP2954783B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=15449819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4148305A Expired - Lifetime JP2954783B2 (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | プリント配線板と端子の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2954783B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010051989A (ja) * | 2008-08-27 | 2010-03-11 | Sharp Corp | レーザ接合方法 |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP4148305A patent/JP2954783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06132643A (ja) | 1994-05-13 |
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