JP3746013B2

JP3746013B2 - 回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP3746013B2
Application number: JP2002085360A
Authority: JP
Inventors: 栄渡辺
Original assignee: アサヒ通信株式会社
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003179322A; CN1411328A; KR20030028435A; TW540258B; CN1196386C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器などの筐体内に組み込まれる回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器では、プリント基板と呼ばれる配線が印刷された回路基板上に電子部品や機構部品を搭載し、所要の電子回路を構築して、筐体内に組み込んでいる。
回路基板には、硬質基板が主として用いられているが、最近ではフレキシブルプリント回路基板（以下、ＦＰＣと呼ぶ）が用いられることも多くなってきている。
【０００３】
ＦＰＣは、絶縁材料にポリイミドなど耐熱性・可撓性のある樹脂材料を用いたフレキシブル性に富む回路基板であり、電子部品，機構部品などを搭載した状態で折り曲げることができる。ＦＰＣを用いれば、筐体に実装する場合、隙間を有効に利用して配線することができるので、電子機器の小型化を促進することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＦＰＣは、電子機器における実装状態（折り曲げ状態）に合わせて、平面に展開して作製される。この場合、展開図が複雑になればなるほど、１シートからの取り数が減ってしまい、高価な回路基板となってしまう。図５（ａ）に平面に展開して作製されたＦＰＣの一例を示す。このＦＰＣ１には、胴部１−１から細長く延びた引き出し部１−２が一体的に設けられており、この引き出し部１−２がネックとなって、図５（ｂ）に示されるように、１シートから４つしかＦＰＣ１を取ることができない。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、１シートからの取り数を増やすことのできる安価な回路基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明は、フレキシブルプリント回路基板を２以上の回路基板に分け、この２以上のフレキシブルプリント回路基板のうち少なくとも１つの回路基板にスルーホールを設け、このスルーホールに充填した半田により２以上のフレキシブルプリント回路基板を接合するようにしたものである。
例えば、フレキシブルプリント回路基板を胴部と引き出し部とに分け、胴部側にスルーホールを設ける。そして、胴部のスルーホールが設けられた部分と引き出し部の一部とを重ね合わせ、スルーホールに半田を充填し、溶融して、両者を接合させる。
【０００７】
なお、スルーホールへの半田の充填は、印刷によって行うことが可能であり、電子部品や機構部品を搭載するための半田の印刷と同時に行うことができる。また、充填した半田の溶融も、電子部品や機構部品を搭載するための半田の溶融と同時に行うことができる。すなわち、スルーホールへの半田の充填を印刷によって行うことにより、回路基板の接合と電子部品や機構部品の搭載とを同一の工程で行うことができる。
【０００８】
そこで、本発明では、次のようにして回路基板を製造する。一方の面に多数の位置決めピンが突出して設けられた基準ピンボードと、この基準ピンボードにおける位置決めピンに対応する位置にこの位置決めピンが挿入される開口が開設され、この開口が開設された一方の面に粘着シートが貼り付けられた固定板とを、基準ピンボードの位置決めピンが突出して設けられている面と固定板の粘着シートが貼り付けられている面とは反対側の面とを対向させて重ね合わせることによって、基準ピンボードの位置決めピンを固定板の対応する開口に挿通し、基準ピンボードの位置決めピンを固定板の粘着シートが貼り付けられている面に突出させる。次に、固定板の粘着シートが貼り付けられている面に、この面に突出している位置決めピンをガイドとして２以上のフレキシブルプリント回路基板の１つを載置し、この回路基板を粘着シートの粘着力によって動かないように仮止めする。次に、固定板の粘着シートが貼り付けられている面に、この面に突出している位置決めピンをガイドとしてフレキシブルプリント回路基板のうちスルーホールが設けられている次の回路基板を、そのスルーホールが設けられた部分を仮止めされている回路基板の一部に重ね合わせて載置し、このスルーホールが設けられている回路基板を粘着シートの粘着力によって動かないように仮止めする。そして、基準ピンボードを固定板から取り外し、スルーホールに印刷により半田を充填し溶融させて固定板上に仮止めされている回路基板同士を接合する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明に係る方法を適用して製造された回路基板の一実施の形態を示す平面図であり、図５（ａ）に示したＦＰＣ１に対応する。従来のＦＰＣ１と区別するために、本実施の形態のＦＰＣを符号２で示す。
【００１０】
本実施の形態のＦＰＣ２は、胴部（第１の回路基板）２−１と引き出し部（第２の回路基板）２−２とに分けられており（図２（ａ）参照）、胴部２−１と引き出し部２−２とがスルーホールＨ１に充填された半田２−３により接合されている。
【００１１】
この例では、胴部２−１側にスルーホールＨ１が設けられており、胴部２−１のスルーホールＨ１が設けられた部分と引き出し部２−２の一部（先端部）とを引き出し部２−２側を下にして重ね合わせ、スルーホールＨ１に半田２−３を充填し、溶融して、両者を接合させている。
【００１２】
図２（ｂ）に１シートからのＦＰＣ２の取り出し例を示す。本実施の形態では、ＦＰＣ２が胴部２−１と引き出し部２−２とに分けられているので、１シートからのＦＰＣ２の取り数を増やすことができ、ＦＰＣ２を安価に提供することができる。
【００１３】
なお、スルーホールＨ１への半田２−３の充填は、印刷によって行っている。本実施の形態では、電子部品や機構部品を搭載するための半田の印刷と同時に行っている。また、充填した半田２−３の溶融も、電子部品や機構部品を搭載するための半田の溶融と同時に行っている。すなわち、本実施の形態では、胴部２−１と引き出し部２−２との接合とＦＰＣ２への電子部品や機構部品の搭載とを同一の工程で行うようにし、工数の増大を招かないようにして、ＦＰＣ２の製造コストの上昇を抑えている。
【００１４】
〔治具を用いての製造例〕
上述したＦＰＣ２は治具を用いて製造する。この製造過程を図３を用いて説明する。なお、図３では１つのＦＰＣ２を対象としているが、実際には、同治具を用いて、複数のＦＰＣ２を同時に製造する。
【００１５】
〔基準ピンボード〕
図３（ａ）は第１の治具として用いられる基準ピンボードを示す平面図である。基準ピンボード３には多数の位置決めピンＰが打ち込まれている。位置決めピンＰは基準ピンボード３の上面に突出している。
【００１６】
〔固定板〕
図３（ｂ）は第２の治具として用いられる固定板を示す平面図である。固定板４には、基準ピンボード３における位置決めピンＰに対応する位置に、このピンＰが挿入される孔ＰＨが開設されている。また、固定板４には、ＦＰＣ２を仮止めするための粘着性のシート（以下、粘着シートと呼ぶ）Ｓが必要な箇所に貼り付けられている。本実施の形態では、粘着シートＳとして、耐熱性を有し、かつシロキサンの含有量を軽減させたシリコーンゴムフィルムを使用している。また、粘着シートＳの貼り付け部は、その粘着シートＳの面が固定板４の面と同一となるように、一段窪ませた窪み面とされている。
【００１７】
〔基準ピンボードおよび固定板を用いての製造〕
まず、基準ピンボード３の上に、固定板４を重ねる。この際、基準ピンボード３の位置決めピンＰと固定板４の対応する孔ＰＨとを合わせ、位置決めピンＰを対応する孔ＰＨに挿通して固定板４の上面に突出させる（図３（ｃ）参照）。図４（ａ）に図３（ｃ）におけるａ−ａ線断面図を示す。
【００１８】
次に、図３（ｄ）に示すように、ＦＰＣ２の引き出し部２−２を固定板４上の粘着シートＳ１，Ｓ２上に載せる。この際、引き出し部２−２を載せる位置は、位置決めピンＰ１〜Ｐ４によりガイドされる。また、粘着シートＳ１，Ｓ２の粘着力によって、引き出し部２−２が動かないように仮止めされる。図４（ｂ）に図３（ｄ）にけるｂ−ｂ線断面図を示す。
【００１９】
次に、図３（ｅ）に示すように、ＦＰＣ２の胴部２−１を固定板４上の粘着シートＳ２〜Ｓ８上に載せる。この際、胴部２−１を載せる位置は、位置決めピンＰ３〜Ｐ８によりガイドされる。また、粘着シートＳ２〜Ｓ８の粘着力によって、胴部２−１が動かないように仮止めされる。また、この仮止めされた状態において、胴部２−１のスルーホールＨ１が設けられた部分と引き出し部２−２の先端部とが引き出し部２−２側を下にして重ね合わされる、図４（ｃ）に図３（ｅ）におけるｃ−ｃ線断面図を示す。
【００２０】
次に、基準ピンボード３を固定板４から取り外す。この状態（図３（ｆ）参照）では、基準ピンボード３の位置決めピンＰ（Ｐ１〜Ｐ８）が取り払われることから、固定板４の上には突起部分がなくなる。図４（ｄ）に図３（ｆ）におけるｄ−ｄ線断面図を示す。
【００２１】
この状態で、すなわち固定板４上に胴部２−１と引き出し部２−２とを仮止めした状態で、クリーム半田印刷機により胴部２−１および引き出し部２−２上に半田を印刷する。これにより、電子部品や機構部品を搭載するための半田の印刷とスルーホールＨ１への半田の充填が同時に行われる。
【００２２】
次に、電子部品や機構部品を部品搭載装置により胴部２−１上に取り付け、リフロー装置により熱風で半田を溶かし、電子部品や機構部品の搭載と胴部２−１と引き出し部２−２との接合を同時に完了させる。リフロー装置により熱風で半田を溶かす際、固定板４に貼り付けられた粘着シートＳも加熱される。本実施の形態において、粘着シートＳは耐熱性を有しており、固定板４から剥がれるようなことはない。また、本実施の形態では、シロキサンの含有量を軽減させたシリコーンゴムフィルムを粘着シートＳとして使用しているので、加熱時のシロキサンの揮発量が少なく、揮発したシロキサンによる接点などへの絶縁被膜の形成が防止される。図４（ｅ）に胴部２−１と引き出し部２−２との接合状況を示す。
【００２３】
胴部２−１と引き出し部２−２とは、スルーホールＨ１に充填された半田２−３が溶融することによって、胴部２−１側の導電部２−１ａと引き出し部２−２側の導電部２−２ａとが半田接続され、これによって胴部２−１と引き出し部２−２とが接合される。この接合において、胴部２−１と引き出し部２−２とは、半田２−３が溶ける時の表面張力で密着する。
【００２４】
〔治具を基準ピンボードと固定板との２重構造にすることによる利点〕
基準ピンボード３を設けずに、固定板４に位置決めピンＰ（Ｐ１〜Ｐ８）を設けるようにした場合、半田の印刷時に邪魔になるので位置決めピンＰ（Ｐ１〜Ｐ８）はＦＰＣの厚み以上とすることができない。この場合、固定板４から突出する位置決めピンＰ（Ｐ１〜Ｐ８）の突出量が小さくなり、胴部２−１や引き出し部２−２を固定板４に仮止めする際に位置ずれが生じ易くなる。
【００２５】
これに対して、本実施の形態では、治具を基準ピンボード３と固定板４との２重構造とし、半田を印刷する前に基準ピンボード３を取り外すようにしているので、位置決めピンＰ（Ｐ１〜Ｐ８）の高さを高くし、固定板４から突出する位置決めピンＰ（Ｐ１〜Ｐ８）の突出量を大きくすることができる。これにより、胴部２−１や引き出し部２−２を固定板４に仮止めする際、位置ずれを生じにくくすることができる。
【００２６】
なお、上述した実施の形態では、固定板４の必要な箇所に粘着シートＳを貼り付けるようにしたが、固定板４の全面に粘着シートを貼り、この粘着シートの表面を必要な箇所を除いてレーザやサンドブラストにより荒らすようにして、粘着シートＳ１〜Ｓ８に対応する粘着部分を得るようにしてもよい。
【００２７】
また、上述した実施の形態では、胴部２−１側にスルーホールＨ１を設けたが、引き出し部２−２側にスルーホールＨ１を設けるようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、ＦＰＣ２を胴部２−１と引き出し部２−２との２つに分けたが、３分割，４分割というように回路基板の分割数を増やすようにしてもよい。
また、分割した回路基板の重ね合わせは、必ずしも２層でなくてもよく、３層，４層とその層数を増やすようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように本発明によれば、フレキシブルプリント回路基板を２以上の回路基板に分け、この２以上のフレキシブルプリント回路基板のうち少なくとも１つの回路基板にスルーホールを設け、このスルーホールに充填した半田により２以上のフレキシブルプリント回路基板を接合するようにしたので、１シートからの取り数を増やし、コストダウンを図ることが可能となる。
また、スルーホールへの半田の充填を印刷によって行うことにより、回路基板の接合と電子部品や機構部品の搭載とを同一の工程で行うことができるようになり、工数の増大を招かないようにして、製造コストの上昇を抑えることが可能となる。
また、治具を基準ピンボードと固定板との２重構造とすることにより、位置決めピンの高さを高くすることができ、フレキシブルプリント回路基板を固定板に仮止めする際の位置ずれを生じにくくすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方法を適用して製造された回路基板の一実施の形態を示す平面図である。
【図２】この回路基板（ＦＰＣ）の２つに分けられた胴部と引き出し部を示す図および１シートからの取り数を示す図である。
【図３】このＦＰＣの治具を用いての製造過程を説明する図である。
【図４】図３における各部の断面図である。
【図５】従来のＦＰＣの一例および１シートからの取り数を示す図である。
【符号の説明】
２…ＦＰＣ（フレキシブル・プリンテッド・サーキット）、２−１…胴部（第１の回路基板）、２−２…引き出し部（第２の回路基板）、２−３…半田、Ｈ１…スルーホール、３…基準ピンボード、Ｐ（Ｐ１〜Ｐ８）…位置決めピン、４…固定板、Ｓ（Ｓ１〜Ｓ８）…粘着シート。

Claims

２以上のフレキシブルプリント回路基板からなる回路基板の製造方法であって、
一方の面に多数の位置決めピンが突出して設けられた基準ピンボードと、この基準ピンボードにおける位置決めピンに対応する位置にこの位置決めピンが挿入される開口が開設され、この開口が開設された一方の面に粘着シートが貼り付けられた固定板とを、前記基準ピンボードの位置決めピンが突出して設けられている面と前記固定板の粘着シートが貼り付けられている面とは反対側の面とを対向させて重ね合わせることによって、前記基準ピンボードの位置決めピンを前記固定板の対応する開口に挿通し、前記基準ピンボードの位置決めピンを前記固定板の粘着シートが貼り付けられている面に突出させる工程と、
前記固定板の粘着シートが貼り付けられている面に、この面に突出している前記位置決めピンをガイドとして前記２以上のフレキシブルプリント回路基板の１つを載置し、この回路基板を前記粘着シートの粘着力によって動かないように仮止めする工程と、
前記固定板の粘着シートが貼り付けられている面に、この面に突出している前記位置決めピンをガイドとして前記フレキシブルプリント回路基板のうちスルーホールが設けられている次の回路基板を、そのスルーホールが設けられた部分を前記仮止めされている回路基板の一部に重ね合わせて載置し、このスルーホールが設けられている回路基板を前記粘着シートの粘着力によって動かないように仮止めする工程と、
前記基準ピンボードを前記固定板から取り外す工程と、
前記スルーホールに印刷により半田を充填し溶融させて前記固定板上に仮止めされている回路基板同士を接合する工程と
を少なくとも備えたことを特徴とするフレキシブルプリント回路基板の製造方法。