JP3398892B2 - Apparatus and method for connecting electrical conductors - Google Patents
Apparatus and method for connecting electrical conductorsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、電気導体
を接続する技術に係り、より詳細には、少なくとも２つ
の電気導体を誘導性加熱により導電性接続するための装
置及び方法に係る。FIELD OF THE INVENTION The present invention generally relates to electrical conductors.
The present invention relates to a technique for connecting at least two electric conductors, and more particularly to an apparatus and a method for electrically conductively connecting at least two electric conductors by inductive heating.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気送信の分野では、電気導体が繰り返
し接続され、一方の電気導体からある形式の電気的界面
を経て別の電気導体へ電流が流れる。例えば、電気ワイ
ヤが、別の電気ワイヤ、即ち平型柔軟回路のような平型
回路の電気導体、プリント回路板の回路トレース、又は
このような電気導体のあらゆる組合せに接続される。２
本の電気導体は、多くの場合、半田材料によって相互接
続又は電気的接続される。半田は、溶融点に加熱され、
そして液状化すると、２本の電気導体を機械的及び電気
的、又は導電的に接続する。In the field of electrical transmission, electrical conductors are repeatedly connected and current flows from one electrical conductor through some type of electrical interface to another electrical conductor. For example, an electrical wire is connected to another electrical wire, an electrical conductor of a flat circuit such as a flat flexible circuit, a circuit trace of a printed circuit board, or any combination of such electrical conductors. Two
The electrical conductors of the book are often interconnected or electrically connected by a solder material. The solder is heated to the melting point,
When liquefied, the two electric conductors are mechanically and electrically or electrically connected.
【０００３】例えば、平型柔軟回路は、通常、固定配線
の電気ケーブルの電気ワイヤと同様に互いにほぼ平行な
複数の柔軟な電気導体を含む。柔軟な電気導体は、平面
内にあって、細長い基板のような柔軟な絶縁基板に接着
されている。多くの場合に、これらの電気導体は、一対
の柔軟な絶縁層即ちフィルム間にサンドイッチされる。
フィルム及び電気導体は、適当な接着剤により平らな形
状に保持される。平型柔軟回路の電気導体を別の回路の
電気導体又は他の導体部材に接続しようとするときに
は、平型回路の片面の絶縁基板（即ち絶縁層）を除去
し、埋設された電気導体を露出させる。ある場合には、
回路を電気的に接続すべき相手の装置に接続するため
に、回路の片側にある絶縁層の１つが、回路の反対側に
ある絶縁層より短く保たれて、電気導体の遠方端が露出
される。For example, a flat flexible circuit typically includes a plurality of flexible electrical conductors that are substantially parallel to each other similar to the electrical wires of a fixed wire electrical cable. The flexible electrical conductor lies in a plane and adhered to a flexible insulating substrate such as an elongated substrate. Often, these electrical conductors are sandwiched between a pair of flexible insulating layers or films.
The film and electrical conductor are held in a flat shape by a suitable adhesive. The electric conductor of a flat flexible circuit
When connecting to an electric conductor or another conductor member, the insulating substrate (that is, the insulating layer) on one surface of the flat circuit is removed to expose the buried electric conductor . In some cases,
To connect the circuit to the device to which it is electrically connected, one of the insulating layers on one side of the circuit is kept shorter than the insulating layer on the other side of the circuit, exposing the far end of the electrical conductor. It
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】平型回路の柔軟な電気
導体のような電気導体を接続する場合に、特に、熱の付
与を必要とする半田付けによって電気導体を接続すると
きに、問題に遭遇する。薄い絶縁フィルムを溶かすこと
なく、半田を溶融しなければならない。更に、平行な柔
軟な電気導体は、同じ平型回路において巾が変化し、そ
れにより生じる密度の変化によって熱分布の問題が発生
する。例えば、半田付けに必要な熱は、ある領域では、
絶縁基板又はフィルムを溶融するほど強いものである
が、別の領域では、電気導体を電気的に接続できないほ
ど不充分である。DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention When connecting an electric conductor such as a flexible electric conductor of a flat type circuit, especially when connecting the electric conductor by soldering which requires application of heat. I run into problems. The solder must be melted without melting the thin insulating film. In addition, parallel flexible electrical conductors have varying widths in the same flat circuit, and the resulting variation in density causes heat distribution problems. For example, the heat required for soldering is
It is strong enough to melt the insulating substrate or film, but in other areas it is insufficient to electrically connect the electrical conductors.
【０００５】平型回路の電気導体を半田付け技術により
電気的に接続するために種々の公知方法が使用されてい
る。このような方法は、ダイオードレーザ半田付けや、
パルス式ホットバー半田付けを含む。レーザ半田付け
は、多数のスポット半田接合を行うことが必要で、これ
は、比較的時間のかかるプロセスである。レーザ半田付
けは、エネルギーを集中させるために経費のかかる自動
化を必要とする。更に、レーザ半田付けは、平型回路の
絶縁基板又はフィルムが透明であることも必要とし、こ
れは、不透明な充填材を有する防火剤フィルムや、平型
柔軟回路の製造に使用される不透明な接着剤に対して問
題となる。更に、レーザ半田付けは、平型回路を半田付
けするための高価なステンシルを必要とする。Various known methods have been used to electrically connect the electrical conductors of a flat circuit by soldering techniques. Such methods include diode laser soldering and
Includes pulsed hot bar soldering. Laser soldering requires making a large number of spot solder joints, which is a relatively time consuming process. Laser soldering requires costly automation to focus energy. In addition, laser soldering also requires that the insulating substrate or film of the flat circuit be transparent, which is a fire retardant film with opaque fillers and opaque materials used in the manufacture of flat flexible circuits. A problem for adhesives. Moreover, laser soldering requires expensive stencil for soldering flat circuits.
【０００６】パルス式ホットバー半田付けプロセスも、
平型回路の電気導体を接続する場合にその成功性に限度
がある。このプロセスは、絶縁基板又はフィルムを溶融
することなく比較的大きな電気導体を加熱することがで
きない。レーザ半田付けと同様に、ホットバーは、選択
された領域にエネルギーを収束することが困難である。
ホットバー方法は、より望ましい誘導技術ではなく伝導
及び対流に依存する。更に、ホットバー半田付け技術の
加熱ヘッドは、非常に高価である。The pulse hot bar soldering process is also
The success of connecting the electrical conductors of a flat circuit is limited. This process cannot heat relatively large electrical conductors without melting the insulating substrate or film. Like laser soldering, hot bars have difficulty focusing energy in selected areas.
The hot bar method relies on conduction and convection rather than the more desirable induction technique. Furthermore, the heating head of the hot bar soldering technique is very expensive.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、独特の磁界集
中器を使用する誘導性半田付けプロセスにおいて上記の
多数の問題を解消することに向けられる。良く知られた
ように、誘導性コイルにより形成される磁力線は、金属
を通過して渦電流を発生し、摩擦及び熱を発生する。本
発明は、非常に簡単で且つ安価な磁界集中ブロックを使
用して、半田を非常に迅速且つ均一に溶融することが望
まれる場所に熱を選択的に集中させ、そして絶縁基板又
はフィルムを溶融又は損傷することなく電気導体を接続
することに関する。The present invention is directed to overcoming many of the problems set forth above in an inductive soldering process using a unique magnetic field concentrator. As is well known, the magnetic field lines formed by the inductive coil pass through the metal to generate eddy currents, which generate friction and heat. The present invention uses a very simple and inexpensive magnetic field concentrator block to selectively concentrate heat wherever it is desired to melt the solder very quickly and uniformly, and to melt the insulating substrate or film. Or to connect electrical conductors without damage.
【０００８】そこで、本発明の目的は、少なくとも２本
の電気導体を互いに導電性接続するための新規で且つ改
良された装置及び方法を提供することである。本発明
は、平型回路の電気導体を一緒に半田付けすることにつ
いて以下に説明するが、このような用途に限定されるも
のではない。本発明による装置は、電流を流したときに
磁界を発生する誘導性コイルを備えている。この誘導性
コイル上又はその付近に磁界集中器が配置され、それに
隣接して一対の電気導体を配置して、電気導体に磁界を
集中することができる。磁界集中器は、電気導体とは独
立したものである。圧力付与器が２本の電気導体に圧力
を付与する。磁界集中器は、種々のサイズの電気導体の
質量が考慮されて種々のサイズの複数の磁界集中器で構
成される。それ故、磁界集中器は、誘導性コイルにより
発生された磁界を電気導体に集中させ、加圧状態のもと
で電気導体を加熱し、電気導体を互いに電気的に接続す
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object, therefore, of the invention is to provide a new and improved apparatus and method for conductively connecting at least two electrical conductors to each other. The present invention will be described below with respect to soldering together electrical conductors of a flat circuit, but is not limited to such an application. The device according to the invention comprises an inductive coil which produces a magnetic field when an electric current is applied. A magnetic field concentrator is arranged on or near the inductive coil, and a pair of electric conductors is arranged adjacent to the magnetic field concentrator to concentrate the magnetic field on the electric conductor. The magnetic field concentrator is independent of the electrical conductor. A pressure applicator applies pressure to the two electric conductors. Magnetic field concentrators are used for electrical conductors of various sizes.
Considering the mass, multiple magnetic field concentrators of various sizes are used.
Is made. Therefore, the magnetic field concentrators, the magnetic field generated by the inductive coil is concentrated to the electrical conductors, heated under electrical conductors under pressure, connecting an electrical conductor electrically to each other.
【０００９】圧力付与器は、誘導性コイルが取り付けら
れた可動ラムを含む。このラムは、好ましくはフェライ
トブロックの形態の磁界集中器を含むアンビルに近付い
たり離れたりする。又、本発明によれば、１列に配置さ
れた複数の磁界集中器が使用され、それに隣接して、平
型回路の柔軟な電気導体のような電気導体の平面配列体
を配置することができる。The pressure applier includes a movable ram to which an inductive coil is attached. The ram approaches and leaves an anvil containing a magnetic field concentrator, preferably in the form of a ferrite block. Further, according to the present invention, a plurality of magnetic field concentrators arranged in a row is used, adjacent thereto, be arranged a planar array of electrical conductors, such as flexible electrical conductors of the flat circuit it can.
【００１０】又、本発明は、電気導体を互いに導電性接
続する方法にも係る。この方法は、電気導体を誘導性コ
イルの付近に並置し、そしてコイルに電流が流れるのに
応答して電気導体の周りに磁界を発生する段階を含む。
電気導体に隣接して磁界集中器を配置し、電気導体に磁
界を集中させ、電気導体を加熱する。磁界集中器の少な
くとも幾つかは、異なるサイズの電気導体の質量が考慮
されて異なるサイズの複数の磁界集中器で構成される。
電気導体に圧力を付与して、電気導体を互いに電気的に
接続し易くする。少なくとも１つの導体に半田材料を塗
布し、その加熱時に半田材料が液状化して、電気導体間
を容易に電気的接続する。The invention also relates to a method of electrically connecting electrical conductors to one another. The method includes juxtaposing an electrical conductor in the vicinity of an inductive coil and generating a magnetic field around the electrical conductor in response to a current flowing through the coil.
A magnetic field concentrator is placed adjacent to the electrical conductor to concentrate the magnetic field on the electrical conductor and heat the electrical conductor. Fewer magnetic field concentrators
At least some consider the mass of different sized electrical conductors
And a plurality of magnetic field concentrators of different sizes.
By applying a pressure to an electrical conductor, to facilitate electrically connecting together electrical conductors. The solder material is applied to at least one conductor, and the solder material is liquefied when heated, so that the electrical conductors are easily electrically connected.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の好適な実施形態を詳細に説明する。図１には、本発
明による装置１０が示されている。図１の装置１０は、
非常に大きく見えるが、ハンドツール又はポータブル装
置のように小型化することができる。装置１０は、直立
支持体１４を取り付けるベース１２を備えている。電気
的制御ボックス１６が直立支持体１４の後方に配置され
る。プラテン１８が適当なネジ２０によってベース１２
の上部に取り付けられ、ワークステーション２２を形成
する。コンソール２４は、ワークステーション２２の前
部においてベース１２から前方に突出し、オペレータ用
の種々の制御器２６を備えている。Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a device 10 according to the invention. The device 10 of FIG.
It looks very large but can be miniaturized like a hand tool or portable device. The device 10 comprises a base 12 to which an upright support 14 is attached. An electrical control box 16 is located behind the upright support 14. The platen 18 is attached to the base 12 with appropriate screws 20.
And is attached to the top of to form a workstation 22. The console 24 projects forward from the base 12 at the front of the workstation 22 and includes various controls 26 for the operator.
【００１２】更に、図１を参照すれば、ラム２８が、二
重矢印Ａの方向に垂直に往復運動するように、垂直シャ
フト３０に取り付けられる。このラム２８は、液圧、空
気圧又は機械的に、例えばスプリングで移動できるよう
にされる。更に、垂直シャフト３０は、外部にネジの切
られたスクリューシャフトであり、この垂直シャフト３
０の回転に応答してラム２８が垂直方向に移動される。
ラムアーム３２は、直立支持体１４から外方に突出し、
その遠方端３２ａは、ほぼワークステーション２２の上
にある。Still referring to FIG. 1, a ram 28 is mounted on a vertical shaft 30 for reciprocal movement vertically in the direction of double arrow A. The ram 28 can be moved hydraulically, pneumatically or mechanically, for example with a spring. Further, the vertical shaft 30 is a screw shaft threaded on the outside, the vertical shaft 3
The ram 28 is moved vertically in response to a zero rotation.
The ram arm 32 projects outward from the upright support 14,
Its distal end 32a is approximately above the workstation 22.
【００１３】図１と共に図２を参照すれば、誘導性コイ
ル３４は、ラムアーム３２の遠方端３２ａの下でラムア
ーム３２の下面に取り付けられる。第２の誘導性コイル
３６は、ベース１２内でプラテン１８の下に取り付けら
れる。各誘導性コイル３４、３６は、狭い遠方端３８ａ
を有するアーマチャ３８を備えている。誘導性コイル３
４、３６の巻線４０は、アーマチャ３８の周りに巻き付
けられ、そしてそのリード線（図示せず）が電流源へと
延びている。誘導性コイル３４の巻線４０は、誘導性コ
イル３６の巻線４０と逆向きであり、従って、誘導性コ
イル３４、３６は、互いに鏡像関係となるように配置さ
れる。換言すれば、一方の誘導性コイルは右手コイルで
あり、そして他方の誘導性コイルは左手コイルである。
良く知られたように、巻線４０に電流を流すと、誘導性
コイル３４、３６は、アーマチャ３８及びその遠方端３
８ａの周りに磁束線を誘起する。本発明は、単一のコイ
ルのみを使用して磁界を誘起することも意図している。Referring to FIG. 2 in conjunction with FIG. 1, the inductive coil 34 is attached to the underside of the ram arm 32 below the distal end 32a of the ram arm 32 . The second inductive coil 36 is mounted in the base 12 below the platen 18. Each inductive coil 34 , 36 has a narrow distal end 38a.
The armature 38 having Inductive coil 3
4, 36 windings 40 are wound around the armature 38 and their leads (not shown) extend to the current source. The winding 40 of the inductive coil 34 is in the opposite direction to the winding 40 of the inductive coil 36, so that the inductive coils 34, 36 are arranged in a mirror image of each other. In other words, one inductive coil is the right-handed coil and the other inductive coil is the left-handed coil.
As is well known, when current is applied to winding 40, inductive coils 34 , 36 cause armature 38 and its distal end 3 to move.
Magnetic flux lines are induced around 8a. The present invention also contemplates using only a single coil to induce the magnetic field.
【００１４】図１及び２と共に図３及び４を参照すれ
ば、誘導性コイル３４と３６との間には少なくとも１つ
の磁界集中器４２（図２）が配置される。図３及び４の
好適な実施形態では、ワークステーション２２において
プラテン１８（図１）の上部のトラフ４４内に複数の磁
界集中器４２ａ−４２ｅが一列に配置される。これらの
磁界集中器４２ａ−４２ｅは、誘電体ブロック（図示せ
ず）によって分離される。これらの磁界集中器４２ａ−
４２ｅは、磁気誘電体材料のフェライトで作られるのが
適当である。又、これら磁界集中器４２ａ−４２ｅは、
コイル自体に直接配置することもできる。Referring to FIGS. 3 and 4 in conjunction with FIGS. 1 and 2, at least one magnetic field concentrator 42 (FIG. 2) is disposed between the inductive coils 34 and 36. In the preferred embodiment of FIGS. 3 and 4, a plurality of magnetic field concentrators 42a-42e are arranged in a row within the upper trough 44 of the platen 18 (FIG. 1) at the workstation 22. These magnetic field concentrators 42a-42e are separated by a dielectric block (not shown). These magnetic field concentrators 42a-
42e is suitably made of ferrite, a magnetodielectric material. Also, these magnetic field concentrators 42a-42e are
It can also be placed directly on the coil itself.
【００１５】図２ないし４を参照すれば、一対の平型回
路４６が、本発明の装置１０により導電性接続されるよ
うに用意される。これらの平型回路４６は、例えば、平
型柔軟回路である。各平型回路４６は、互いに平行な複
数の柔軟な電気導体４８を含み、これら電気導体４８
は、フィルム層５０及び５２の形態の一対の平型柔軟基
板に埋設されるか又はそれらの間にサンドイッチされ
る。フィルム層５０、５２は、例えば、ポリエステル材
料である。一方のフィルム層５０は、５４で示すよう
に、他方のフィルム層５２より短くされ、電気導体４８
の遠方端が接続のために露出されている。電気導体４８
の露出された遠方端は、図２に示すように、スズ又は半
田のようなリフロー可能な半田材料５６で覆われるか又
はメッキされる。Referring to FIGS. 2-4, a pair of flat circuits 46 are provided for conductive connection by the device 10 of the present invention. These flat type circuits 46 are, for example, flat type flexible circuits. Each flat circuit 46 includes a plurality of flexible electrical conductors 48 are parallel to each other, these electrical conductors 48
Embedded in or sandwiched between a pair of flat flexible substrates in the form of film layers 50 and 52. The film layers 50 , 52 are, for example, a polyester material. One film layer 50 is made shorter than the other film layer 52, as indicated at 54, and the electrical conductor 48 is
The far end of is exposed for connection. Electrical conductor 48
The exposed distal end of the is covered or plated with a reflowable solder material 56, such as tin or solder, as shown in FIG.
【００１６】本発明の方法による平型回路４６の電気導
体４８の導電性接続について以下に説明する。上述した
ように用意された２つの平型回路４６を、図２及び４に
示すように互いに並置し、半田材料５６を含む電気導体
４８の露出された遠方端が互いに直面するようにする。
次いで、並置された電気導体４８をプラテン１８へと下
げ、露出された電気導体４８及び半田材料５６が磁界集
中器４２ａ−４２ｅの真上にくるようにする。これら磁
界集中器４２ａ−４２ｅは、図２に示すように、プラテ
ン１８のトラフ４４内にしっかりと取り付けられ、それ
故、磁界集中器４２ａ−４２ｅはアンビルとして働く。
磁界集中器４２ａ−４２ｅは、これらをダメージから保
護するために、バインダー材料に埋設されるか又はシリ
コーン、ラバー又はプラスチックのような弾力性材料で
覆われる。ラム２８及びラムアーム３２（図１）は、誘
導性コイル３４と共に、矢印Ｂ（図２）の方向に下方に
移動される。誘導性コイル３４のアーマチャ３８の遠方
端３８ａは、上方の平型回路４６に係合して、アーマチ
ャ３８の遠方端３８ａと磁界集中器４２との間にサンド
イッチされた両平型回路４６の重畳領域に圧力を付与
し、磁界集中器４２は、この圧力に対抗するアンビルと
して働く。下方のアーマチャ３８の遠方端３８ａは、磁
界集中器４２の下面に充分に接近する位置まで上昇され
るが、磁界集中器４２に充分接近した永久的な位置に固
定されるのが好ましい。次いで、誘導性コイル３４及び
３６の巻線４０に電流を流し、半田材料５６を通る渦電
流を形成する。本質的に、渦電流は、摩擦を発生し、ひ
いては、半田又はリフロー可能なメッキ材料を溶融する
に充分なほど加熱する。しかしながら、この熱は、平型
回路４６のフィルム層５２又は５０を溶融する強さであ
ってはならない。磁界集中器４２ａ−４２ｅを適当なサ
イズにすることにより、平型回路のポリエステルフィル
ムを溶融せずに半田を溶融できるように熱を制御するこ
とができる。本質的に、フェライトブロックは、半田被
覆された電気導体４８に向けて磁束線を集中させる。更
に、フィルム層５０、５２の過熱を回避するために、加
熱は、例えば、０．１ないし２秒の非常に短い時間中に
行なわれる。これにより得られた接続された平型回路４
６の界面が図５に示されている。The conductive connection of the electrical conductor 48 of the flat circuit 46 according to the method of the present invention is described below. Two flat circuits 46 prepared as described above are juxtaposed to each other as shown in FIGS. 2 and 4, and an electrical conductor containing solder material 56.
The 48 exposed far ends face each other.
The juxtaposed electrical conductors 48 are then lowered onto the platen 18 so that the exposed electrical conductors 48 and solder material 56 are directly above the magnetic field concentrators 42a-42e. These magnetic field concentrators 42a-42e are rigidly mounted within the trough 44 of the platen 18, as shown in FIG. 2, so that the magnetic field concentrators 42a-42e act as an anvil.
The magnetic field concentrators 42a-42e are embedded in a binder material or covered with a resilient material such as silicone, rubber or plastic to protect them from damage. The ram 28 and ram arm 32 (FIG. 1), along with the inductive coil 34, are moved downward in the direction of arrow B (FIG. 2). The distal end 38a of the armature 38 of the inductive coil 34 engages the upper flat circuit 46 to superimpose both flat circuits 46 sandwiched between the distal end 38a of the armature 38 and the magnetic field concentrator 42. Pressure is applied to the area and the magnetic field concentrator 42 acts as an anvil to counter this pressure. The distal end 38a of the lower armature 38 is raised to a position sufficiently close to the underside of the magnetic field concentrator 42, but is preferably fixed in a permanent position sufficiently close to the magnetic field concentrator 42. Current is then passed through the windings 40 of the inductive coils 34 and 36 to create an eddy current through the solder material 56. In essence, the eddy currents create friction and thus heat enough to melt the solder or reflowable plating material. However, this heat must not be strong enough to melt the film layers 52 or 50 of the flat circuit 46. By sizing the magnetic field concentrators 42a-42e appropriately, heat can be controlled so that the solder can be melted without melting the polyester film of the flat circuit. In essence, the ferrite block concentrates the magnetic flux lines towards the solder coated electrical conductor 48 . Furthermore, in order to avoid overheating of the film layers 50 , 52 , the heating takes place during a very short time, for example 0.1 to 2 seconds. Connected flat circuit 4 obtained by this
The six interfaces are shown in FIG.
【００１７】以上に述べたように本発明の方法を理解し
た上で、図３及び４を参照すれば、磁界集中器４２ａ−
４２ｅは、平型回路４６の巾にわたる電気導体４８の異
なるサイズ又は巾に対して相補的な異なるサイズ、体積
又は質量のものであることが明らかである。例えば、図
３に示すように、図３及び４の平型回路４６の右側は、
比較的狭い電気導体４８の配列体を示している。狭い電
気導体４８は、電気導体４８ａ、４８ｂ、４８ｃ及び４
８ｄのような広い電気導体ほど多くの熱を発生しない。
従って、磁界集中器４２ａは、磁界の大きな部分をこれ
らの狭い電気導体に集中して、それら電気導体の半田材
料５６をリフローするに充分な熱を発生するように使用
される。しかしながら、比較的広い電気導体４８ａ、４
８ｂ、４８ｃ及び４８ｄについては、電気導体の金属材
料の質量が、その電気導体の半田材料５６をリフローす
るに足る熱を発生するに充分なものである。広い電気導
体４８ａ、４８ｂ、４８ｃ及び４８ｄの接続部に磁界集
中器を使用すると、実際には、平型回路の絶縁フィルム
を溶融するに充分な熱が発生されてしまう。従って、広
い電気導体４８ａ、４８ｂ、４８ｃ及び４８ｄの接続部
には磁界集中器が配置されない。もちろん、磁界集中器
４２ａ−４２ｅのサイズ、形状、間隔、個数等は、平型
回路４６の電気導体４８の構成に基づいて大幅に変化す
る。又、磁界集中器４２の形状は、適当な電気導体に対
する磁界の集中を最適化するように、図示された長方形
ブロック以外の形状でもよい。他の適当な形状は、円
筒、円錐、ピラミッド等を含む。本発明は、請求の範囲
から逸脱せずに他の種々の形態でも実施できる。それ
故、以上に述べた実施形態は、あらゆる点で、本発明を
単に例示するものに過ぎず、本発明をこれに限定するも
のではないことを理解されたい。With the understanding of the method of the present invention as described above, and with reference to FIGS. 3 and 4, the magnetic field concentrator 42a--
It is clear that 42e are of different size, volume or mass complementary to different sizes or widths of electrical conductors 48 across the width of flat circuit 46. For example, as shown in FIG. 3, the right side of the flat circuit 46 of FIGS.
A relatively narrow array of electrical conductors 48 is shown. Narrow electricity
The air conductor 48 includes the electric conductors 48a, 48b, 48c and 4
It does not generate as much heat as a wide electrical conductor such as 8d.
Therefore, the magnetic field concentrator 42a concentrates a large magnetic field on these narrow electric conductors and solders the electric conductors.
Charge 56 is used to generate sufficient heat to reflow the. However, the relatively wide electrical conductors 48a, 4
8b, for 48c and 48d, the mass of the metallic material of the electrical conductor is sufficient to generate heat sufficient to reflow the solder material 56 of the electrical conductors. The use of a magnetic field concentrator at the connection of the wide electrical conductors 48a, 48b, 48c and 48d will actually generate sufficient heat to melt the insulating film of the flat circuit. Therefore, no magnetic field concentrator is placed at the connection of the wide electrical conductors 48a, 48b, 48c and 48d. Of course, the size, shape, spacing, number, etc. of the magnetic field concentrators 42a-42e vary greatly based on the configuration of the electrical conductor 48 of the flat circuit 46. Also, the shape of the magnetic field concentrator 42 may be other than the rectangular block shown so as to optimize the concentration of the magnetic field on a suitable electrical conductor. Other suitable shapes include cylinders, cones, pyramids and the like. The present invention may be embodied in various other forms without departing from the scope of the claims. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are merely illustrative of the present invention in all respects, and are not intended to limit the present invention.
【図１】本発明を実施する装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an apparatus embodying the present invention.
【図２】一対の対向する誘導性コイルと、それらの間に
配置された磁界集中器及び一対の平型回路とを示す図で
ある。FIG. 2 is a diagram showing a pair of opposing inductive coils, a magnetic field concentrator and a pair of flat type circuits arranged between them.
【図３】複数の異なるサイズの磁界集中器に隣接する一
対の平型回路の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a pair of flat-type circuits adjacent to a plurality of different-sized magnetic field concentrators.
【図４】絶縁フィルムの一部分が除去されて磁界集中器
と整列された２つの平型回路を示す部分斜視図である。FIG. 4 is a partial perspective view showing two flat circuits with a portion of the insulating film removed to align with the magnetic field concentrator.
【図５】互いに接続された平型回路の部分斜視図であ
る。FIG. 5 is a partial perspective view of flat-type circuits connected to each other.
【符号の説明】[Explanation of symbols] １０10 装置apparatus １２12 ベースbase １４14 直立支持体Upright support １６16 電気的制御ボックスElectrical control box １８18 プラテンPlaten ２０20 ネジscrew ２２22 ワークステーションWork station ２４24 コンソールconsole ２６26 制御器Controller ２８28 ラムLamb ３０Thirty 垂直シャフトVertical shaft ３２32 ラムアームRam arm ３２ａ32a ラムアームの遠方端The far end of the ram arm ３４34 誘導性コイルInductive coil ３６36 誘導性コイルInductive coil ３８38 アーマチャArmature ３８ａ38a アーマチャの遠方端Far end of armature ４０40 巻線Winding ４２、４２ａ−４２ｅ42, 42a-42e 磁界集中器Magnetic field concentrator ４４44 トラフtrough ４６46 平型回路Flat circuit ４８48 電気導体Electrical conductor ５０、５２50, 52 フィルム層Film layer ５６56 半田材料Solder material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｒ 12/06 Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｃ Ｈ０５Ｋ 3/32 3/36 Ｂ 3/36 Ｈ０１Ｒ 9/09 Ｃ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 1/00 330 B23K 1/002 B23K 13/01 H01R 4/02 H01R 12/06 H01R 43/00 - 43/02 H05K 3/32 - 3/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI H01R 12/06 H05K 3/32 C H05K 3/32 3/36 B 3/36 H01R 9/09 C (58) Fields investigated ( Int.Cl. 7 , DB name) B23K 1/00 330 B23K 1/002 B23K 13/01 H01R 4/02 H01R 12/06 H01R 43/00-43/02 H05K 3/32-3/36
Claims (22)
接続する装置１０において、 電流を流したときに磁界を発生する誘導性コイル３４、
３６と、 上記誘導性コイル３４、３６上又はその付近に配置され
た磁界集中器４２であって、それに隣接して電気導体４
８を配置して、電気導体４８に磁界を集中することがで
き、電気導体４８とは独立した磁界集中器４２と、 上記少なくとも２つの電気導体４８に圧力を付与する圧
力付与器２８、３２とを備え、 上記磁界集中器４２は、上記電気導体４８の質量が考慮
された、種々のサイズの複数の磁界集中器４２ａ−４２
ｅで構成され、誘導性コイル３４、３６により発生され
た磁界を電気導体４８に集中させて、電気導体４８を加
圧状態で加熱し、電気導体４８を互いに電気的に接続す
ることを特徴とする装置１０。1. A device 10 for conductively connecting at least two electrical conductors 48, wherein an inductive coil 34 produces a magnetic field when an electric current is applied,
36 and a magnetic field concentrator 42 arranged on or near the inductive coils 34, 36, adjacent to which the electrical conductor 4
8 can be arranged to concentrate a magnetic field on the electric conductor 48, and a magnetic field concentrator 42 independent of the electric conductor 48, and pressure applicators 28, 32 for applying pressure to the at least two electric conductors 48. And the magnetic field concentrator 42 is considered in terms of the mass of the electrical conductor 48.
A plurality of magnetic field concentrators 42a-42 of various sizes
The magnetic field generated by the inductive coils 34 and 36 is concentrated on the electric conductor 48 to heat the electric conductor 48 under pressure to electrically connect the electric conductors 48 to each other. Device 10.
より成る請求項１に記載の装置。2. The pressure applicator comprises movable rams 28, 32.
The device of claim 1, which comprises:
む請求項２に記載の装置。3. The apparatus of claim 2, wherein the movable ram includes an inductive coil 34.
２を更に備えた請求項２に記載の装置。4. The anvil 4 facing the movable ram 32.
The apparatus of claim 2, further comprising 2.
請求項４に記載の装置。5. The apparatus of claim 4, wherein the anvil includes a magnetic field concentrator 42.
４２より成る請求項１に記載の装置。6. The apparatus of claim 1, wherein the magnetic field concentrator comprises a ferrite block 42.
である請求項１に記載の装置。7. The apparatus of claim 1, wherein the magnetic field concentrator is a magnetodielectric block.
数の磁界集中器を備え、それに隣接して電気導体の平面
配列体を配置することができる請求項１に記載の装置。8. The apparatus of claim 1 wherein said magnetic field concentrator comprises a plurality of magnetic field concentrators arranged in a row, adjacent to which a planar array of electrical conductors may be arranged.
導体の質量が考慮された種々のサイズの磁界集中器を含
む請求項８に記載の装置。9. The apparatus of claim 8, wherein the magnetic field concentrator comprises various sized magnetic field concentrators that take into account the masses of various sized electrical conductors.
状の異なる磁界集中器を少なくとも幾つか含む請求項１
に記載の装置。10. The magnetic field concentrators of various sizes include at least some magnetic field concentrators of different shapes.
The device according to.
なくとも２つの電気導体を導電性接続する装置におい
て、 電流を流したときに磁界を発生する誘導性コイルであっ
て、可動ラムに取り付けられた誘導性コイルと、 上記可動ラム及び誘導性コイルに対向し、電気導体に磁
界を集中させるために少なくとも２つの電気導体を配置
することができ、そして電気導体とは独立した磁界集中
器を含むアンビルとを備え、 上記磁界集中器は、上記電気導体の質量が考慮されて種
々のサイズの複数の磁界集中器４２ａ−４２ｅで構成さ
れ、誘導性コイルにより発生された磁界を電気導体に集
中させて、リフロー可能な導電性材料を可動ラムとアン
ビルとの間で加圧状態のもとで加熱し、電気導体を互い
に電気的に接続することを特徴とする装置。11. A device for conductively connecting at least two electric conductors having a reflowable conductive material, which is an inductive coil for generating a magnetic field when an electric current is applied, the induction coil being attached to a movable ram. And an anvil facing the movable ram and the inductive coil, wherein at least two electrical conductors may be arranged to concentrate the magnetic field on the electrical conductors, and which includes a magnetic field concentrator independent of the electrical conductors. The magnetic field concentrator is designed with the mass of the electrical conductor taken into consideration.
It is composed of a plurality of magnetic field concentrators 42a-42e of various sizes.
And concentrates the magnetic field generated by the inductive coil on the electrical conductor to heat the reflowable conductive material between the movable ram and the anvil under pressure to electrically couple the electrical conductors to each other. A device characterized by being connected.
ク４２より成る請求項１１に記載の装置。12. The magnetic field concentrator apparatus of claim 11 consisting of the ferrite block 42.
気誘電体材料より成る請求項１１に記載の装置。13. The magnetic field concentrators 42a-42e The apparatus of claim 11 made of magnetic dielectric material.
複数の磁界集中器４２ａ−４２ｅを備え、それに隣接し
て電気導体の平面配列体を配置することができる請求項
１１に記載の装置。14. The magnetic field concentrator comprises a plurality of magnetic field concentrators 42a-42e arranged in a row, adjacent to which a planar array of electrical conductors can be arranged.
11. The device according to item 11 .
の少なくとも幾つかが異なるサイズの電気導体の質量が
考慮されて異なる質量のものである請求項１４に記載の
装置。15. The magnetic field concentrators 42a-42e, wherein at least some of the different size electrical conductors have different masses.
15. A device according to claim 14 , which is of different mass to be considered .
電体によって分離される請求項１１に記載の装置。16. The magnetic field concentrators 42a-42e The apparatus of claim 11, which is separated by a dielectric.
電性接続する方法において、 上記少なくとも２つの電気導体を並置し、 上記電気導体の付近に誘導性コイルを配置し、該誘導性
コイルに電流が流れるのに応答して電気導体の周りに磁
界を発生し、 電気導体に隣接して磁界集中器を配置して、電気導体に
磁界を集中させ、電気導体を加熱し、そして電気導体に
圧力を付与して、電気導体を互いに電気的に接続し易く
する、 という段階を含んでおり、 上記磁界集中器の少なくとも幾つかは、異なるサイズの
電気導体の質量を考慮して異なるサイズの複数の磁界集
中器で構成する ことを特徴とする方法。17. A method for conductively connecting at least two electric conductors to each other, wherein the at least two electric conductors are juxtaposed, an inductive coil is arranged in the vicinity of the electric conductor, and a current flows through the inductive coil. Generate a magnetic field around the electrical conductor in response to, and place a magnetic field concentrator adjacent to the electrical conductor to concentrate the magnetic field on the electrical conductor, heat the electrical conductor, and apply pressure to the electrical conductor. to, to facilitate connecting the electrical conductors electrically from each other, it includes the step of, at least some of the magnetic field concentrator, the different sizes
Multiple magnetic field collections of different sizes considering the mass of the electrical conductor
A method characterized by being configured with a middle container .
コイルをラムの周りに巻き付ける請求項１７に記載の方
法。18. The method of claim 17 , wherein the inductive coil is wrapped around a ram to apply the pressure.
界集中器を含む請求項１８に記載の方法。19. The method of claim 18 , wherein the anvil opposite the ram comprises the magnetic field concentrator.
クとして形成される請求項１７に記載の方法。20. The method of claim 17 , wherein the magnetic field concentrator is formed as a ferrite block.
の磁界集中器を１列に配置する請求項１７に記載の方
法。21. The method of claim 17 , wherein a plurality of magnetic field concentrators are arranged in a row adjacent to the planar array of electrical conductors.
ために加熱されたときに液状化する半田材料を電気導体
の少なくとも１つに付与する請求項１７に記載の方法。22. The method of claim 17 , wherein at least one of the electrical conductors is provided with a solder material that liquefies when heated to facilitate electrical connection between the electrical conductors.
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