JP3270057B2 - 2つまたは2つよりも多い導体パターンの間に導電結合を形成する方法 - Google Patents
2つまたは2つよりも多い導体パターンの間に導電結合を形成する方法Info
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Description
のうちの少なくとも1つが、安定化のための支持体に被
着されているような2つの導体パターンの間に部分的に
導電性のコンタクト結合を形成する方法に関する。
ーン、すなわち原則的には全ての導電性の構成部分、た
とえばSMDモジュールおよびICモジュール等の電気的な
コンタクトを意味する。特に「導体パターン」は金属層
または金属シートから加工成形された導電性のパター
ン、とりわけ導電性のシートから加工成形された切換回
路を包含する。導電性のシートは、たとえば12〜200μ
mまたはそれ以上の厚さを有していてよい。
支持体に蒸着、接着または別の公知の方法により被着さ
れているか、あるいは支持体に組み込まれていてもよ
い。このような系を以下において「導体複合系」と呼
ぶ。支持体としては、とりわけプラスチック、特に熱可
塑性のプラスチック、たとえばポリイミド、ポリエステ
ル、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレフィン、場合
によっては強化されたポリエポキシドおよびこれらのポ
リマの共重合体またはグラフト重合体が適している。さ
らに、耐食性を改善する目的で導体パターンが表面処理
されているか、または表面仕上げされていてもよい。
を有していて、しかもそれらのうちの少なくとも1つの
導体パターンが熱可塑性の支持体に設けられているよう
な多層構造体においては、各導体パターンの間に導電結
合を形成する場合に問題が生じる。熱による方法は、熱
の作用を受けて熱可塑性の支持体が、少なくとも直接に
熱作用を受ける範囲において溶融してしまうことにより
障害を招く。したがって、全体的な熱導入(炉内等)は
使用不可能である。局所的な熱導入と短時間の制御とを
行う方法が有利になり得る[たとえばIR法、レーザ法、
細いノズルを用いる熱空気法、熱圧着法、抵抗法、ギャ
ップろう接ロッド法(Gap−Loetbuegel−Verfahren)
等]。熱可塑性の支持体に被着された導体パターンを比
較的大きなかつ/または比較的厚い導体複合系と導電結
合しようとする場合には、特に困難性が増す。このこと
は、たとえばSMDモジュールのための支持体シートまた
は少なくとも1つの組み込まれたICモジュールを備えた
金属の接続フレーム(リードフレーム)のための支持体
シートを有する導体パターン複合系の場合に云える。支
持体シートは通常、比較的厚くかつ面状に形成されてい
る。導電結合を形成するための熱エネルギが熱可塑性の
支持体の側から供給されると、この熱エネルギは支持体
を貫いて案内されなければならず、これにより支持体の
溶融を招いてしまう。熱エネルギが他方の側、つまりた
とえば接続フレーム支持体を介して供給されると、供給
された熱エネルギの大部分が、一般に高い熱伝導率を有
する金属から成る接続フレームを介して導出されてしま
う。一方では、これにより、導電結合を形成するために
必要となる所要エネルギが増大し、他方では熱導出によ
り、結合個所周辺の範囲における支持体の加熱が生じて
しまう。特に熱可塑性の支持体が使用される場合、この
支持体はたいていの場合、多層構造体が変形または破壊
に基づきもはや使用不可能となる程度にまで溶融してし
まう。
は極めて著しく制限されてしか使用可能でないか、ある
いは全く使用不可能となる。これまで、複数の導体パタ
ーンを結合して、少なくとも1つの熱可塑性の支持体を
有する多層構造体を形成するために、熱的な方法、たと
えば溶接法、ろう接法、超音波法、熱圧着法、超音波併
用熱圧着法(Thermosonic−Verfahren)またはレーザ法
が主として使用されてきたが、いずれの方法も種々の制
約を受けた状態でしか使用することができなかった。手
間のかかる再パターン化(Umstrukturierung)やコンタ
クト個所の新たな寸法設定が行われるか、または熱可塑
性の支持体の代わりに別の、より高価な材料が使用され
ていた。さらに別の手段は、熱導入を少なく保持し、こ
れにより熱可塑性の材料の損傷を阻止することにあっ
た。しかしこのような手段では、得られた結合の強度が
減少してしまう。
熱可塑性のプラスチックから成る支持体に結合されてい
る2つの導体パターンの間に導電結合を形成する方法が
記載されている。導体複合系は導体パターンのコンタク
ト個所の範囲に複数の開口を有している。導電結合を形
成するためには、導体複合系がたとえばホットプレスに
おいて加熱される。このような方法には既知の欠点が伴
う。
ーンを特に熱的な方法または熱により助成された方法に
よって簡単かつ廉価に、しかもできるだけ安定的に互い
に導電結合することのできる方法、つまり導電性が得ら
れるように結合することのできる方法を提供することで
ある。このような方法では、一方または両方の導体パタ
ーンを支持する支持体の損傷を十分に阻止することが望
まれる。さらにこのような方法では、できるだけ少ない
エネルギ使用量しか必要としないことが望ましい。
本発明の別の有利な実施態様は請求項2以下に記載され
ている。
ターンであって、しかもこれらの導体パターンのうちの
少なくとも1つが支持体と結合されて1つの導体複合系
を形成しているような、2つまたは2つよりも多い導体
パターンの間に少なくとも1つの導電結合を形成する方
法に関する。この場合、少なくとも1つの支持体は熱可
塑性のプラスチックから成っている。前記導体複合系の
うちの少なくとも1つには、導体パターンのコンタクト
個所の範囲で複数の貫通孔が設けられている。本発明に
よる方法は、前記貫通孔を通じて実際の結合個所に直接
にかつ的確に熱エネルギを供給することを特徴としてい
る。これらの貫通孔は実際の結合個所への直接的な接近
を可能にすると同時に、この結合個所において的確に結
合を実施することを可能にする。
線、溶接、ろう接、熱圧着、超音波、レーザ法または超
音波併用熱圧着法により行うことができる。有利な溶接
法はスポット溶接(Punktschweissen)、ギャップ溶接
(Gapschweissen)またはクローズ溶接(Spaltschweiss
en)である。有利な実施態様では前記貫通孔に導電性の
質量体を導入することができる。導電性の質量体は、た
とえば導電ペースト、導電接着剤、ろう接ペーストまた
はろう接シートであってよい。結合個所には付加的に熱
エネルギが供給されると有利である。この場合、原則的
には上で挙げた方法のうちの1つを使用することができ
る。この方法はシート支持体、添加剤および結合したい
パートナの選択に応じて選択することができ、しかも関
与した物質に関連して最小作用時間にまで減じられると
望ましい。熱可塑性の基板支持体の、あとから行われる
冷却またはプロセスに伴う冷却が推奨される。
結合個所への直接的な接近に基づき、2つの導体複合系
の間の導電結合の形成は極めて簡単に可能となる。熱的
な方法または熱により助成された方法を使用する場合に
公知先行技術において生じた問題は、本発明により十分
に回避される。すなわち、たとえば熱エネルギはもはや
支持体を通って案内されずに済み、熱エネルギは結合個
所に直接にかつ的確に供給され得る。このことは一方で
はエネルギを節約すると同時に、他方では支持体の、コ
ントロールされない溶融を十分に回避する。本発明によ
れば、低い融点を有する支持体を問題なく使用すること
ができる。たとえば、廉価な熱可塑性のプラスチック支
持体(PVC、PE、PET、PEN、PP、ABS等から成るプラスチ
ック支持体)を問題なく使用することができる。このよ
うなプラスチック支持体は廃分の廃棄またはリサイクル
の点からも有利である。
ばリードフレームシートに対して形成したい場合に、本
発明は特に有利である。本発明によれば、熱エネルギが
結合個所に的確に供給され得るので、金属の接続フレー
ムの加熱を十分に回避することができる。支持体への熱
の導出や支持体の溶融は事実上全く認められない。
る。
層系の構造を示す横断面図である。
れた状態で示す横断面図である。
合が形成された状態で示す横断面図である。
合、左側には多層系が個別コンポーネントの形で示され
ており、右側には多層系が、可能となる結合技術により
結合された形で示されている。
の種々の形を例示した平面図である。
る、可能となる多層系が図示されている。この多層系1
は図示の実施例の場合には2つの導体複合系から構成さ
れている。すなわち、この多層系1は支持体3に配置さ
れている導体パターン2と、「リードフレームシート
4」とから構成されており、このリードフレームシート
4には、金属の接続フレーム(図示しない)が組み込ま
れている。リードフレームシート4にはICモジュールま
たはSMDモジュール5が配置されている。
い。本発明は原理的には、少なくとも1つの導体パター
ンが支持体と組み合わされて1つの導体複合系を形成し
ていれば、あらゆる導体パターンを結合するために適し
ている。
のうちの少なくとも1つに、複数の貫通孔が設けられ
る。これらの貫通孔はこの導体複合系における導体パタ
ーンのコンタクト個所の範囲に設けられている。第1図
には符号6で示した1つの貫通孔が図示されている。こ
の貫通孔6は結合個所への直接的な接近を可能にする。
結合を形成するための熱エネルギが供給されると、まず
符号7で示した個所の範囲で結合が形成される。
いて0.3〜1.5mmの直径である。貫通孔は方法、使用され
る材料、材料の寸法ならびに結合技術(ろう接、溶接、
接着等)の選択に関連している。
り結合が形成された状態が示されている。符号8によ
り、熱エネルギの供給によって生じた溶融個所が示され
ている。
の質量体、たとえばろうまたは導電ペーストを用いて結
合が形成された状態が示されている。貫通孔に導入され
た導電性の質量体は符号9で示されている。
を型抜き成形、圧刻成形、切込み成形、鋸引き成形、フ
ライス成形、溶融成形、エッチング、プリントまたはそ
の他の方法により形成することができる。貫通孔の形状
および大きさは導体複合系のその都度の構造および導体
結合系の使用目的に左右される。製造が簡単になるとい
う理由から、円形の横断面を有する貫通孔が有利であ
る。しかし原則的に貫通孔は任意のいかなる横断面形状
をも有することができる。すなわち、貫通孔はたとえば
正方形、方形、多角形、楕円形等に形成されていてもよ
い。細長い形状は面状の結合形成のためには有利になり
得る。貫通孔に存在する角隅は丸く面取りされていてよ
い。第5図には貫通孔の種々の横断面形状が例示されて
いる。
のできる幾つかの別の多層系もしくは多層構造体が示さ
れている。図面の左側には、それぞれ結合されていない
個別コンポーネントが示されている。図面の右側には、
それぞれ対応する多層系もしくは多層構造体が示されて
いて、結合の種々の形成方法が概略的に示されている。
た多層系に相当している。第4図のa2)には符号10によ
り、熱エネルギを供給するための手段が示されている。
この手段はたとえば超音波電極および/または熱圧着電
極であるか、あるいは既に説明したようにして熱エネル
ギを供給することのできる別のあらゆる手段であっても
よい。
かつ局所的に限定されて所望の結合個所に供給され得る
という利点が得られる。熱エネルギがまず支持体を貫通
しなければならない必要性も生じないし、リードフレー
ムシート4に設けられた接続フレームを通じて比較的大
きなエネルギ量が導出されて、リードフレームシート4
が溶融を開始してしまう危険も生じない。それゆえに本
発明によれば、熱に敏感な支持体材料、たとえば熱可塑
性樹脂をも、この支持体材料が導電結合の形成時に損傷
を受けることなしに使用することができる。
3のシートと導体パターン2とから成る導体複合系に結
合するための別の手段が示されている。リードフレーム
シート4に設けられた貫通孔の代わりに、両導体複合系
のうちの下側の導体複合系に、つまり支持体3のシート
と導体パターン2とに、貫通孔が形成されている。2つ
または2つよりも多い導体複合系を備えた多層系では、
これらの導体複合系のうちの最も厚い導体複合系に貫通
孔が設けられると有利である。符号10′により、熱エネ
ルギを供給するための手段、たとえばレーザ放射線また
はIR放射線を供給するための手段が示されている。
ームシート4,4′が互いに結合される。貫通孔6は上側
の導体複合系に設けられている。
持体3;3′とから成る2つの導体複合系から形成された
多層系が示されている。両導体複合系のうちの下側の導
体複合系には、ICモジュールまたはSMDモジュール5が
配置されている。上側の導体複合系2′,3′は前記貫通
孔6の他に、ICモジュールまたはSMDモジュールのため
の貫通開口11を有している。
は、第4図のd)に示した2つの導体複合系にほぼ相当
する2つの導体複合系の間に、リードフレームシート4
が差し挟まれており、このリードフレームシート4には
ICモジュールまたはSMDモジュール5が装着されてい
る。この場合には、貫通孔6,6′が上側の導体複合系
2′,3′と、リードフレームシート4とを貫通してい
る。
この場合、ICモジュールまたはSMDモジュール5は下側
の導体複合系に配置されており、リードフレームシート
4には対応する貫通開口11′が設けられている。貫通孔
6,6′は上側の導体複合系と下側の導体複合系とに設け
られている。結合を形成するためには、多層系の両側か
ら熱エネルギが供給される(10′′)。
に左右される。熱エネルギを用いる代わりに、導電性の
質量体を用いても、各導体パターンの間に結合を形成す
ることができる。
な多層系は、簡単かつ廉価に得られる。個々の層の間の
本発明により形成された結合は安定している。それにも
かかわらず、結合を形成するためには僅かなエネルギ投
入しか必要とならない。貫通孔を通じて結合個所に結合
エネルギを的確に供給することができるので、結合範囲
外の範囲における支持体の溶融は十分に回避される。熱
可塑性の支持体を使用することができる。さらに、導体
複合系の本発明による構成により、形成された結合を視
覚的にコントロールすることも可能となる。その上、前
記貫通開口は結合形成時6においても、完成した多層系
においても、視覚的な位置決め・センタリング補助手段
として役立つことができる。
Claims (7)
- 【請求項1】2つまたは2つよりも多い導体パターン
(2,2′,4,4′)であって、しかもこれらの導体パター
ンうちの少なくとも1つが支持体(3,3′)と結合され
て1つの導体複合系を形成していて、さらに前記支持体
のうちの少なくとも1つ(3,3′)が熱可塑性のプラス
チックから成っており、かつ前記導体複合系のうちの少
なくとも1つが、導体パターンのコンタクト個所の範囲
に複数の貫通孔(6,6′)を有しているような2つまた
は2つよりも多い導体パターンの間に少なくとも1つの
導電結合を形成する方法において、導電結合を形成する
ために、結合個所に前記貫通孔(6,6′)を通じて直接
にかつ的確に熱エネルギを供給し、しかもこの場合、前
記貫通孔(6,6′)に、導電性の質量体(9)を導入す
ることを特徴とする、2つまたは2つよりも多い導体パ
ターンの間に誘電結合を形成する方法。 - 【請求項2】導電性の質量体(9)が導電ペースト、導
電接着剤、ろう接ペーストまたはろう接シートである、
請求項1記載の方法。 - 【請求項3】熱エネルギを、熱放射線、溶接法、特にス
ポット溶接、ギャップ溶接、クローズ溶接、ろう接法、
超音波法、熱圧着法、超音波併用熱圧着法またはレーザ
法(10,10′,10′′)により供給する、請求項1または
2記載の方法。 - 【請求項4】導体パターン(2,2′)が各1つの支持体
(3,3′)に配置されているか、または各1つの支持体
に組み込まれている、請求項1から3までのいずれか1
項記載の方法。 - 【請求項5】全ての支持体(3,3′)が熱可塑性のプラ
スチックから成っている、請求項4記載の方法。 - 【請求項6】複数の導体複合系(2,3;2′,3′)のうち
の厚い方の導体複合系に設けられた前記貫通孔の範囲
に、導電結合を形成する、請求項5記載の方法。 - 【請求項7】当該方法を、シートに組み込まれた金属の
接続フレーム(4)と、熱可塑性の支持体(3,3′)に
配置された少なくとも1つの導体パターン(2,2′)と
の間に導電結合を形成するために使用する、請求項1か
ら6までのいずれか1項記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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