JP3876725B2 - Printed circuit board connection method and connection structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板の接続方法及び接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ケース上でのプリント基板とコネクタとの接続方法として、プリント配線基板とコネクタを予めケース上にネジにより各々固定しておき、その後導体パターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板をパターンマッチング等の画像認識技術を用いて位置決め調整し、プリント配線基板及びコネクタの各ランドとフレキシブルプリント配線基板の導体パターンとをそれぞれはんだ付けにより接合していた。また、予めプリント配線基板とコネクタとをフレキシブルプリント配線基板を介して接合しておき、その後ケース上に組み付ける場合もある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の接続方法では、プリント配線基板とコネクタをケース上にネジで固定する際、それぞれの固定位置に誤差が生じる可能性がある。それにより、プリント配線基板及びコネクタの各ランドとフレキシブルプリント配線基板の導体パターンとの接合部に応力が発生し、はがれ等の問題を引き起こす場合がある。また、予めプリント配線基板とコネクタをフレキシブルプリント配線基板を介して接着する場合、加熱により生じるプリント基板の反り等により、ケース組み付け時にフレキシブルプリント配線基板との導体パターンとの接合部に応力が発生する場合がある。
【0004】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、接合部に加わる応力を低減し、接続信頼性の向上を図ることができるプリント基板の接続方法及び接続構造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】
上記目的を達成するために、請求項1に記載のプリント配線基板の接続方法は、外部に接続されるコネクタ端子と電気的に接続されたコネクタランドを有するケースに、表面に接続端子としての接続ランドを含む導体パターンが形成されたプリント配線基板を搭載し、コネクタランドと接続ランドとを、フレキシブルプリント配線基板に形成した導体パターンによって接続するプリント配線基板の接続方法であって、コネクタランド及び接続ランドとフレキシブルプリント配線基板の導体パターンとが重ね合わされた状態で、その重ね合わせ部分に熱圧着ツールによって熱及び圧力を加えることにより、コネクタランド及び接続ランドとフレキシブルプリント配線基板の導体パターンとを導電性接合部材を介して接合するものであり、ケースのコネクタランドの形成面と前記熱圧着ツールの熱及び圧力の印加面とのいずれか一方に少なくとも2本の突起が形成され、プリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板とには、突起が挿通される貫通孔が形成されることにより、プリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板が熱圧着ツールとケースに挟まれたときには、突起部を共通の基準としてプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板とがケース上の所定位置に位置決めされることを特徴とする。
【0006】
このようにケースと熱圧着ツールのいずれか一方に突起部を設け、それを共通の基準として貫通孔が形成されたプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板とを設置する。従って、プリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板が、ケースと熱圧着ツールとに狭持されたとき、必ずプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板が所定位置に固定される。この結果、ケース上のコネクタランド、プリント配線基板上の導体パターンのランド、フレキシブルプリント配線基板上の導体パターンのランド間の相対的な位置を合わせこんだ状態で各ランド間を接合できる。このため、各ランド間の接合部に加わる応力を低減し、接続信頼性を向上することができる。更には、画像認識処理等は不要であるため、プリント配線基板等をケース上に配置し接続する工程を簡単にすることができる。
【0007】
請求項2に記載したように、ケースと熱圧着ツールのいずれか一方に形成された突起に対応して、他方にその突起を受ける溝部が形成されることが好ましい。
【0008】
例えば、ケース側に溝部が形成された場合、ケース上にプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板を搭載する際、その溝部がそれぞれの貫通孔の共通の位置決め基準となる。その結果、熱圧着ツールの突起で位置決めを行う前に、予めケース上の所定位置にプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板を配置できる。また、ケース側に突起部を形成し、その先端がプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板面よりも突出している場合、熱圧着ツール側に溝部を有することにより、その突出部を熱圧着ツール内に内包することができる。従って、熱圧着ツール側に溝部が形成されることにより、ケース上のコネクタランド、プリント配線基板上の導体パターンのランド、フレキシブルプリント配線基板上の導体パターンのランド間の接合の際、熱圧着ツールの印加面をランド接合部箇所にしっかり押し付けることができる。その結果、接続信頼性の向上を図ることができる。
【0009】
請求項3に記載したように、ケースと熱圧着ツールのいずれか一方に形成した少なくとも2本の突起の内、少なくとも1本が先端から根元に向けて徐々に径が太くなるように形成されることが好ましい。
【0010】
このようにすると、プリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板に形成した貫通孔内に、突起を挿入しやすくなる。更に、突起の根元部分の径をほぼ貫通孔の径と同等とすることで、単に突起の根元部分まで貫通孔内に挿入するだけで、プリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板を高精度に位置決めすることができ、各ランド間の相対的な位置精度の向上を図ることができる。
【0011】
請求項4に記載の発明は、突起がケース上に設けられ、その突起の中心に中心孔を有し、その中心孔周辺に溝状のスリットが少なくとも1個形成され、熱圧着ツールに形成された溝部の中心から前記中心孔よりも大径の大径突起が延び、熱圧着ツールの溝部中心の大径突起が中心孔に挿入されることにより、中心孔の周辺部が押し広げられることを特徴とする。突起中心に中心孔を有し、その周辺部に溝状スリットが形成されていると、中心孔よりも大径の熱圧着ツールの突起部をその中心孔に挿入した際、中心孔周辺部は外側に押し広げられる。その広がりによりプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板が押し下げられ、各貫通孔の径が突起部の径と同程度となった時、各基板は正確に位置決めされ、それにより各ランド間の相対的な位置精度の向上を図ることができる。
【0012】
請求項5に記載のプリント基板の接続構造は、外部に接続されるコネクタ端子と電気的に接続されたコネクタランドを有するケースに、表面に接続端子としての接続ランドを含む導体パターンが形成されたプリント配線基板を搭載し、コネクタランドと接続ランドとを、フレキシブルプリント配線基板に形成した導体パターンによって接続し、ケース上にケースカバーを取り付けるプリント配線基板の接続構造であって、ケースのコネクタランドの形成面とケースカバーのプリント基板側とのいずれか一方に少なくとも2本の突起が形成され、プリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板とには、突起が挿通される貫通孔が形成されることにより、プリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板がケースカバーとケースに挟まれたときには、突起部を共通の基準としてプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板とがケース上の所定位置に位置決めされることを特徴とする。
【0013】
このようにケースとケースカバーのいずれか一方に突起部を設け、それを共通の基準として貫通孔が形成されたプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板とを設置する。このため、ケース及びケースカバーに対するプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板の相対的な位置精度を向上できる。また熱圧着ツールと同様の突起部をケースカバーに形成することにより、各ランド間の接続時とほぼ同じ形態のままケースカバーの組み付けも実施できるため、熱により発生した反り等による応力を緩和できる。
【0014】
請求項6及び請求項7に記載した発明の作用効果は、請求項2及び請求項3に記載した発明と同様であり、その説明を省略する。
【0015】
請求項4に記載したように、熱圧着ツールが溝部中心に大径突起を有し、この大径突起によってケースに形成された突起を中心から押しひろげる場合、請求項8に記載のように、ケースに取り付けられるケースカバーにも熱圧着ツールに形成したものと同様の溝部及びその溝部の中心に大径突起を形成することが好ましい。
【0016】
これにより、熱圧着ツールによる各ランド間の接続時とほぼ同じ形態のままケースとケースカバーを組み付けることができるため、熱により発生した反り等による応力を緩和できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態におけるケース上へのプリント配線基板とフレキシブルプリント配線基板の接続方法及び接続構造を図面に基づいて説明する。
【0018】
図1は、突起をケース側に形成し、そのケース側の突起を共通の基準としてプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板を位置決めした例を示す。図1(a)は、接続部の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A断面図である。ケース1は絶縁材料として、例えばエポキシ系樹脂からなり、その表面に外部に接続されるコネクタ端子に電気的に接続されたコネクタランド2を有するコネクタブロック3を備え、且つ同一面上にケース1と一体成型された突起部4を少なくとも2箇所備える。
【0019】
このとき突起部4の形状としては、その断面が円形又は多角形の柱状、その柱状突起の側面にテーパーをつけたもの等各種の形状が採用できる。
【0020】
ケース1上に搭載されるプリント配線基板6はその絶縁基板材料として、例えばガラス布基材エポキシ樹脂が使用されている。プリント配線基板6の表面には、導体パターン7が複数形成されており、この導体パターン7の端部には接続端子としてのランド7aが形成される。また本実施の形態においては、プリント配線基板6内にケース1が有する突起部4に対応した箇所に貫通孔8を設けている。
【0021】
貫通孔8は、プリント配線基板6表面に導体パターン7を形成する前後いずれかにおいて形成される。貫通孔8の形成は、ドリル等を用いて機械的に穴あけ加工を行っても良いし、レーザー等の電気的手段を用いて行っても良い。貫通孔8の大きさは突起部4が挿入される必要があることから、突起部4の外形に所定のクリアランスを加味して設定される。
【0022】
一方、フレキシブルプリント配線基板9は、その絶縁材料として、例えばポリエーテルエーテルケトン(PEEK)とポリエーテルイミド(PEI)との混合物を使用することができる。このPEEKとPEIとの混合樹脂は、はんだの溶融温度以上の耐熱性を有し、ガラス転移点以上の温度において軟化する熱可塑性樹脂である。
【0023】
フレキシブルプリント配線基板9の表面には、導体パターン10が複数形成され、この導体パターン10の端部には接続端子としてのランドが形成されている。図1において、それらのランドの内、プリント配線基板6のランド7aと接合するものを10a、コネクタランド2と接合するものを10bとする。
【0024】
フレキシブルプリント配線基板9にも、ケース1が有する突起部4に対応した箇所に貫通孔11が形成されている。この貫通孔11は、フレキシブルプリント配線基板9表面に導体パターン10を形成する前後に形成される。その形成方法、大きさ等については、プリント配線基板6に形成した貫通孔8と同様である。
【0025】
上述のように貫通孔8,11を有するプリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9は、ケース1上に形成された突起部4に、それぞれの貫通孔8、11が挿通されつつケース1上に搭載される。すなわち、ケース1上への搭載と同時にケース1上に形成されている突起部4を共通の基準として、プリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9とが、ケース1に対して位置決めされる。
【0026】
そして、プリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9とがケース1上に位置決めされた後、プリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9との接合箇所及びフレキシブルプリント配線基板9とコネクタブロック3との接合箇所を、図2に示す熱圧着ツールを用いてそれぞれ接合する。ここで、図2は図1(b)と同じ箇所における断面図を示す。
【0027】
以下、接合工程について詳しく説明する。プリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9とが位置決めされてケース1に搭載されると、プリント配線基板6の導体パターン7のランド7aと、フレキシブルプリント配線基板9の導体パターン10のランド10aとは、導電性接合材であるはんだ12を介して重ね合わされた状態となる。同様に、フレキシブルプリント配線基板9の導体パターン10のランド10bとコネクタランド2もはんだ12を介して重ね合わされた状態となる。
【0028】
このはんだ12は、ランド7aとランド10a及びランド2とランド10bの各々少なくとも一方に与えられれば良く、各ランドへのはんだ形成方法は任意である。また、本例では、鉛-錫の共晶はんだを用いており、その融点は183℃である。尚、導電性接合材としてはんだ12以外にも、Ag等を含む導電性接着剤を用いても良い。
【0029】
プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9をケース1に搭載した後、図2で示すように、熱圧着ツール13によりプリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9との接合箇所及びフレキシブルプリント配線基板9とコネクタブロック3との接合箇所を加熱しつつ加圧する。このとき、各接続箇所は、各ランドに形成したはんだを溶融する為、200℃以上に加熱される。更に、それぞれの接続箇所は、ケース1と熱圧着ツール13とに挟まれた状態で圧力が加えられる。例えば加熱温度は200℃〜240℃であり、加圧力は0.5MPa程度である。尚、本例では、パルスヒート方式の熱圧着ツール13を用いている。
【0030】
このように、熱圧着ツール13によって、それぞれの接続箇所を加熱、加圧することにより、フレキシブルプリント配線基板9の各ランド10a、10bと、プリント配線基板6及びコネクタブロック3の各ランド7a、2とが、はんだ12を介して強固に接合される。更に、この熱圧着ツール13による接合は、ケース1に形成したコネクタランド2に対して、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9にそれぞれ形成したランド7a、10a、10bが相互に位置あわせされた状態で一括して行われる。このため、その接合工程において、それぞれの接続位置の誤差に基づき接合された各ランド間に応力が作用することを防止できる。
【0031】
また、ケース1に形成した突起部4は、側面にテーパーをつけることが好ましい。その際、突起部4の先端部分の径は、少なくともプリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9の貫通孔8、11の径以下であり、その根元部分の径は、少なくともプリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9の貫通孔8、11の径と同等以上に設定する。それにより、突起部4を共通の基準として、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9を挿通、位置決めする際、突起部4を貫通孔8、11に挿入しやすくなる。更に、熱圧着ツール13等によって、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9の貫通孔8、11を突起部4の根元部分まで押し込むことにより、突起部4の外周と貫通孔8、11の内壁とのクリアランスを僅かにすることが出来るので、両基板6、9の位置決めをより高精度に行うことが出来る。
【0032】
次にケースカバー14の装着について説明する。
【0033】
図3に示すように、ケースカバー14は熱圧着ツール13と同じ形状を有した基板押さえ部15をその内面に備えている。
【0034】
このため、ケースカバー14の組み付け時に、熱圧着ツール13の加圧時と同じ形態となり、基板押さえ部15が各接合箇所を押さえることができる。従って、熱圧着ツール13の加熱により生じたプリント配線基板6の反り等により生じる接合部での歪は、ケースカバー14組み付け時に低減される。
【0035】
またその際、ケースカバー14とケース1間はシール材16により接合される。このときケースカバー14の材料としては、例えばケース1と同じエポキシ系樹脂やアルミ等の金属材料を使用することが出来る。またシール材16も同様にエポキシ樹脂やシリコン系樹脂が用いられる。
【0036】
尚、上述した第1の実施形態では、ケース1に突起部4を設けていた。しかしながら、ケース1に対するプリント配線基板6、フレキシブルプリント配線基板9の位置決めは、熱圧着ツール13によって各ランド2、7a、10a、10bが接合される前までに行えば良いので、図4に示すように熱圧着ツール13の、加熱・加圧面に突起部13aを形成しても良い。この場合、熱圧着ツール13の加熱・加圧面が、フレキシブルプリント配線基板9に当接する直前に、熱圧着ツール13の突起部13aが貫通孔8、11に挿入され、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9の位置決めが行われる。
【0037】
そして、熱圧着ツール13に突起部13aを形成した場合には、図5に示すようにケースカバー14の内面に設けた基板押さえ部15に、熱圧着ツール13の突起部13aと同様の形状の突起部14aを形成する。これにより、接合時に歪が生じる場合であっても、それを軽減できる。
【0038】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0039】
第2の実施の形態における熱圧着ツール13による接合方法、及びケース1とケースカバー14の接続方法及び接続構造は、第1の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【0040】
第2の実施の形態において、第1の実施の形態と異なる点は、ケース1と熱圧着ツール13の一方が突起部を有している場合、他方がその突起部を受ける溝部を有することである。
【0041】
このときの突起部の形状としては、第1の実施形態で述べた通り種々の形状を採用できる。また、それに対応する溝部の形状としては、その断面が円形、多角形等のいずれでも良いが、その内部に突起部4,13aを収めるため、突起部4、13aと同じ形状を有していることが好ましい。すなわち、突起部4、13aが円柱状に形成されている場合には、溝部も断面円形で且つ、その径が溝部の深さ方向で一定に形成され、突起部4、13aがテーパー状に形成されている場合には、溝部の内壁にテーパーをつけることが好ましい。
【0042】
図6は、ケース1に突起部4を形成し、熱圧着ツール13に溝部13bを形成した例を示す。熱圧着ツール13とケース1とによって、プリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9とを挟み込んで、各接合箇所に熱及び圧力を加えるとき、熱圧着ツール13の溝部13bは、フレキシブルプリント基板9から突出した突起部4の先端部分を収容する。このため、突起部4に関わらず熱圧着ツール13により、各接合箇所にほぼ均一に熱及び圧力を加えることが可能になる。この結果、溝部13bが無い場合に比べて、より接続信頼性が向上する。
【0043】
図6に示したように、ケース1に突起部4を形成し、熱圧着ツール13にその突起部4を受ける溝部13bを形成した場合、ケースカバー14の内面に設ける基板押さえ部15にも、熱圧着ツール13の溝部13bと同様の溝部14bを形成する。すなわち、図7に示すように、ケースカバー14は、熱圧着ツール13の溝部13bと同じ形状の溝部14bを有した基板押さえ部15を、その内面に備えている。そのため、ケース1とケースカバー14とが組み付けられるとき、ケース1の突起部4を溝部14bが収容することにより、基板押さえ部15が熱圧着ツール13と同様に、各接合箇所を押さえることができる。従って、ケースカバー14の組み付け時に、熱圧着ツール13の加圧時と同じ形態となる為、熱圧着ツール13の加熱により生じたプリント配線基板6の反り等により生じる接合部での歪は、ケースカバー14の組付け時に低減される。
【0044】
図8は、熱圧着ツール13に突起部13aを形成し、ケース1にその突起部13aを受ける溝部5を形成した例を示す。この場合も、前述の例と同様に、熱圧着ツール13の加熱及び加圧面は、プリント配線基板6とフレキシブルプリント配線基板9との接合箇所に密着できる為、接続信頼性の向上を図ることが出来る。
【0045】
尚、ケース1に溝部5を形成することにより、この溝部5を目印として、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9をケース1上に配置できる。すなわち、溝部5と貫通孔8、11とが一致するように、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9をケース1上に搭載することにより、初期の位置合わせが完了する。従って、ケース1に溝部5を形成すると、両基板6、9の位置合わせが容易になるとの利点がある。そして、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9は、それぞれの貫通孔8、11に熱圧着ツール13の突起部13aが挿入されることにより、最終的に位置決めされる。
【0046】
図8に示すように、熱圧着ツール13に突起部13aが形成された場合、図9に示すようにケースカバー14の基板押さえ部15に、突起部13aと同様の形状を有する突起部14aを設ける。この突起部14aは、ケース1上に位置決め固定されたプリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9の貫通孔8、11を通して溝部5に挿入され、ケース1の基板押さえ部15が各接続箇所に当接する。その結果、図7に示す例と同様、ケースカバー14の装着時に、熱圧着ツール13の加圧時と同じ形態となる為、熱圧着ツール13の加熱により生じたプリント配線基板6の反り等により生じる接合部での歪は、ケースカバー14組付け時に低減される。
【0047】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0048】
第3の実施の形態における熱圧着ツール13を用いた接合方法及びケース1とケースカバー14の接続方法及び接続構造は、第1の実施の形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【0049】
第3の実施の形態において、第1の実施の形態と異なる点は、ケース1の突起部4の形状とそれに対応する熱圧着ツール13の溝部13b、ケースカバー14の溝部14bの形状にある。すなわち、本実施の形態のケース1の突起部4は、その中心に中心孔4aを有し、且つその周辺部に少なくとも1つ(図示した例では4つ)のスリット状の溝4bを形成した。
【0050】
一方、熱圧着ツール13は溝部13bのほぼ中心に突起13cを備えている。この突起13cの先端部の径は、中心孔4aの径よりも小さく、その根元の径は中心孔4aの径よりも大きく設定されている。
【0051】
これにより、熱圧着ツール13の溝部13bの中心に形成した突起13cが、ケース1の突起部4の中心孔4aに挿入されると、突起部4の周辺部が押し広げられる。これにより、突起部4と貫通孔8、11との中心がずれている場合には、突起部4の周辺部が押し広げられるにつれて、貫通孔8、11、つまり両基板6、9が移動して、その状態で、熱圧着ツール13により各接合箇所が熱圧着され、はんだ12を介して各ランド間2、7a、10a、10bが接合される。その後、熱圧着ツール13と同様に、溝部14bの中心に突起を形成したケースカバー14がその突起をケースの中心孔4aに挿入しつつ組み付けられる。
【0052】
本実施の形態では、ケース1の突起部4に中心孔4a及びスリット状の溝4bを設け、その中心孔4aに熱圧着ツール13の突起13cを挿入することで、貫通孔8、11の中心位置を突起部4の中心位置にほぼ正確に一致させることが出来るの。このため、プリント配線基板6及びフレキシブルプリント配線基板9の位置決めの精度の向上及び接続信頼性の向上を図ることが出来る。
【0053】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。
【0054】
ケース及びケースカバーの絶縁材料として、上述のエポキシ樹脂以外にもポリブチレンテレフタレート(PBT)といった樹脂材料や、セラミック材料を使用しても良い。
【0055】
フレキシブルプリント配線基板の絶縁樹脂材料としては上述のPEEKとPEIの混合樹脂以外にも、PEIを単独で用いたり、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などを用いることができる。
【0056】
また図1においては、各ランドの形状は矩形あったが、円形や多角形等のいずれでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態における接続部分を示し、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A断面図を示す。
【図2】ケースに突起部を有す場合の熱圧着ツールによる加熱且つ加圧時の断面図を示す。
【図3】ケースに突起部を有す場合のケースカバー装着時の断面図を示す。
【図4】熱圧着ツールに突起部を有す場合の熱圧着ツールによる加熱且つ加圧時の断面図を示す。
【図5】ケースカバーに突起部を有す場合のケースカバー装着時の断面図を示す。
【図6】第2の実施形態における接続部分を示し、ケースに突起部を有し、且つ熱圧着ツールに溝部を有す場合の断面図を示す。
【図7】ケースに突起部を有し、且つケースカバーに溝部を有す場合の接続部分の断面図を示す。
【図8】熱圧着ツールに突起部を有し、且つケースに溝部を有す場合の接続部分の断面図を示す。
【図9】ケースカバーに突起部を有し、且つケースに溝部を有す場合の接続部分の断面図を示す。
【図10】第3の実施形態における接続部を示し、(a)は断面図を、(b)はケース上の突起部の平面図を示す。
【符号の説明】
1…ケース、2…コネクタランド、3…コネクタブロック、4…ケース突起部、4a…中心孔、4b…スリット状の溝、5…ケース溝部,6…プリント配線基板、7…プリント配線基板導体パターン、7a…プリント配線基板導体パターンランド、8…プリント配線基板貫通孔、9…フレキシブルプリント配線基板、10…フレキシブルプリント配線基板導体パターン、11…フレキシブルプリント配線基板貫通孔、12…はんだ、13…熱圧着ツール、13a…熱圧着ツール突起部、13b…熱圧着ツール溝部、13c…熱圧着ツール溝部突起、14…ケースカバー、14a…ケースカバー突起部、14b…ケースカバー溝部、14c…ケースカバー溝部突起、15…基板押さえ部、16シール材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed circuit board connection method and a connection structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of connecting a printed circuit board and a connector on a case, the printed wiring board and the connector are respectively fixed beforehand on the case with screws, and then the flexible printed circuit board on which the conductor pattern is formed is used for pattern matching or the like. Position adjustment was performed using image recognition technology, and each land of the printed wiring board and connector and the conductor pattern of the flexible printed wiring board were joined by soldering. In some cases, a printed wiring board and a connector are bonded in advance via a flexible printed wiring board and then assembled on a case.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above connection method, when the printed wiring board and the connector are fixed on the case with screws, there is a possibility that an error occurs in each fixing position. As a result, stress is generated at the joint between the printed circuit board and each land of the connector and the conductor pattern of the flexible printed circuit board, which may cause problems such as peeling. In addition, when the printed wiring board and the connector are bonded in advance through the flexible printed wiring board, stress is generated at the joint between the flexible printed wiring board and the conductor pattern when the case is assembled due to warpage of the printed board caused by heating. There is a case.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a printed circuit board connection method and a connection structure capable of reducing stress applied to a joint and improving connection reliability.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a printed wiring board connection method according to claim 1, wherein a connection land on a surface is connected to a case having a connector land electrically connected to an externally connected connector terminal. A printed wiring board connection method in which a printed wiring board on which a conductor pattern including lands is formed is mounted and the connector land and the connection land are connected by a conductor pattern formed on the flexible printed wiring board. In a state where the land and the conductor pattern of the flexible printed circuit board are overlaid, the connector land and the connection land and the conductor pattern of the flexible printed circuit board are made conductive by applying heat and pressure to the overlapped portion with a thermocompression bonding tool. The case is bonded via a bonding member. At least two protrusions are formed on one of the formation surface of the connector land and the heat and pressure application surface of the thermocompression bonding tool, and the protrusion is inserted through the printed wiring board and the flexible printed wiring board. By forming the hole, when the printed wiring board and the flexible printed wiring board are sandwiched between the thermocompression bonding tool and the case, the printed wiring board and the flexible printed wiring board are located at predetermined positions on the case with the protrusion as a common reference. It is characterized by being positioned by.
[0006]
In this way, a protrusion is provided on one of the case and the thermocompression bonding tool, and a printed wiring board having a through hole and a flexible printed wiring board are installed using this as a common reference. Therefore, when the printed circuit board and the flexible printed circuit board are sandwiched between the case and the thermocompression bonding tool, the printed circuit board and the flexible printed circuit board are always fixed at predetermined positions. As a result, the lands can be joined with the relative positions of the connector land on the case, the land of the conductor pattern on the printed circuit board, and the land of the conductor pattern on the flexible printed circuit board being adjusted. For this reason, the stress applied to the joint between the lands can be reduced and the connection reliability can be improved. Furthermore, since an image recognition process or the like is unnecessary, the process of arranging and connecting a printed wiring board or the like on the case can be simplified.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, it is preferable that a groove for receiving the protrusion is formed on the other side corresponding to the protrusion formed on one of the case and the thermocompression bonding tool.
[0008]
For example, when a groove is formed on the case side, when the printed wiring board and the flexible printed wiring board are mounted on the case, the groove serves as a common positioning reference for each through hole. As a result, the printed wiring board and the flexible printed wiring board can be arranged in advance on a predetermined position on the case before positioning with the protrusion of the thermocompression bonding tool. In addition, when a protrusion is formed on the case side and its tip protrudes from the printed circuit board and the flexible printed circuit board surface, a groove is provided on the thermocompression tool side so that the protrusion can be placed in the thermocompression tool. Can be included. Therefore, when the groove is formed on the thermocompression tool side, the thermocompression tool is used for bonding between the connector land on the case, the land of the conductor pattern on the printed wiring board, and the land of the conductor pattern on the flexible printed circuit board. Can be firmly pressed against the land joint portion. As a result, connection reliability can be improved.
[0009]
As described in claim 3, at least one of at least two protrusions formed on either the case or the thermocompression bonding tool is formed so that the diameter gradually increases from the tip toward the root. It is preferable.
[0010]
If it does in this way, it will become easy to insert a projection in a penetration hole formed in a printed wiring board and a flexible printed wiring board. Furthermore, by making the diameter of the base portion of the protrusion approximately equal to the diameter of the through hole, the printed wiring board and the flexible printed wiring board can be positioned with high accuracy simply by inserting the base portion of the protrusion into the through hole. Therefore, it is possible to improve the relative positional accuracy between the lands.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the protrusion is provided on the case, has a center hole at the center of the protrusion, and at least one groove-shaped slit is formed around the center hole, and is formed on the thermocompression bonding tool. A large-diameter projection larger than the center hole extends from the center of the groove, and the large-diameter projection at the center of the groove of the thermocompression bonding tool is inserted into the center hole, so that the peripheral portion of the center hole is expanded. Features. If there is a center hole in the center of the protrusion and a groove-like slit is formed in the periphery of the center hole, when the protrusion of a thermocompression bonding tool having a larger diameter than the center hole is inserted into the center hole, It is pushed outward. When the printed wiring board and the flexible printed wiring board are pushed down by the spread, and the diameter of each through hole becomes approximately the same as the diameter of the protrusion, each board is accurately positioned, and the relative between the lands is thereby increased. The position accuracy can be improved.
[0012]
In the printed circuit board connection structure according to
[0013]
As described above, the protruding portion is provided on one of the case and the case cover, and the printed wiring board and the flexible printed wiring board in which the through holes are formed are installed using the protruding portion as a common reference. For this reason, the relative positional accuracy of the printed wiring board and the flexible printed wiring board with respect to the case and the case cover can be improved. In addition, by forming protrusions on the case cover similar to the thermocompression bonding tool, the case cover can be assembled in the same form as when connecting the lands, so that stress due to warpage caused by heat can be relieved. .
[0014]
The effect of the invention described in
[0015]
As described in claim 4, when the thermocompression bonding tool has a large-diameter protrusion at the center of the groove, and the protrusion formed on the case by this large-diameter protrusion is pushed from the center, as described in
[0016]
As a result, the case and the case cover can be assembled with substantially the same form as when the lands are connected by the thermocompression bonding tool, so that the stress due to the warp caused by heat can be relieved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a connection method and a connection structure between a printed wiring board and a flexible printed wiring board on a case according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 shows an example in which a protrusion is formed on the case side, and the printed wiring board and the flexible printed wiring board are positioned using the protrusion on the case side as a common reference. Fig.1 (a) is a top view of a connection part, FIG.1 (b) is AA sectional drawing of Fig.1 (a). The case 1 is made of, for example, epoxy resin as an insulating material, and includes a connector block 3 having a
[0019]
At this time, as the shape of the protrusion 4, various shapes such as a columnar shape having a circular or polygonal cross section and a side surface of the columnar protrusion being tapered can be adopted.
[0020]
The printed
[0021]
The through
[0022]
On the other hand, the flexible printed
[0023]
A plurality of
[0024]
The flexible printed
[0025]
As described above, the printed
[0026]
Then, after the printed
[0027]
Hereinafter, the joining process will be described in detail. When the printed
[0028]
The
[0029]
After the printed
[0030]
In this way, by heating and pressurizing each connection portion with the
[0031]
Moreover, it is preferable that the protrusion 4 formed on the case 1 is tapered on the side surface. At this time, the diameter of the tip portion of the protrusion 4 is at least equal to or smaller than the diameters of the through
[0032]
Next, mounting of the case cover 14 will be described.
[0033]
As shown in FIG. 3, the case cover 14 includes a
[0034]
For this reason, when the case cover 14 is assembled, it becomes the same form as when the
[0035]
At that time, the
[0036]
In the first embodiment described above, the protrusion 4 is provided on the case 1. However, since the printed
[0037]
When the
[0038]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
The joining method using the
[0040]
In the second embodiment, the difference from the first embodiment is that when one of the case 1 and the
[0041]
As the shape of the protrusion at this time, various shapes can be adopted as described in the first embodiment. Further, the shape of the corresponding groove portion may be either circular or polygonal, but has the same shape as the
[0042]
FIG. 6 shows an example in which the protrusion 4 is formed on the case 1 and the
[0043]
As shown in FIG. 6, when the protrusion 4 is formed on the case 1 and the
[0044]
FIG. 8 shows an example in which the
[0045]
By forming the
[0046]
As shown in FIG. 8, when the protruding
[0047]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0048]
The joining method using the
[0049]
The third embodiment is different from the first embodiment in the shape of the protruding portion 4 of the case 1 and the
[0050]
On the other hand, the
[0051]
As a result, when the
[0052]
In this embodiment, the
[0053]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications.
[0054]
As an insulating material for the case and the case cover, a resin material such as polybutylene terephthalate (PBT) or a ceramic material may be used in addition to the above-described epoxy resin.
[0055]
As the insulating resin material for the flexible printed wiring board, PEI alone, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or the like can be used in addition to the above-mentioned mixed resin of PEEK and PEI.
[0056]
In FIG. 1, each land has a rectangular shape, but may be any shape such as a circle or a polygon.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a connection portion in a first embodiment, wherein FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 2 is a sectional view at the time of heating and pressurizing by a thermocompression bonding tool when a case has a protrusion.
FIG. 3 is a cross-sectional view when the case cover is mounted when the case has a protrusion.
FIG. 4 is a cross-sectional view when heating and pressurizing with a thermocompression bonding tool when the thermocompression bonding tool has a protrusion.
FIG. 5 is a cross-sectional view when the case cover is mounted when the case cover has a protrusion.
FIG. 6 shows a connection part in the second embodiment, and shows a cross-sectional view when a case has a protrusion and a thermocompression tool has a groove.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a connecting portion when the case has a protrusion and the case cover has a groove.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a connection portion when the thermocompression bonding tool has a protrusion and the case has a groove.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a connection portion when the case cover has a protrusion and the case has a groove.
10A and 10B show a connecting portion in a third embodiment, wherein FIG. 10A is a cross-sectional view, and FIG. 10B is a plan view of a protrusion on a case.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Connector land, 3 ... Connector block, 4 ... Case protrusion part, 4a ... Center hole, 4b ... Slit-like groove, 5 ... Case groove part, 6 ... Printed wiring board, 7 ... Printed wiring
Claims (8)
前記コネクタランド及び前記接続ランドと前記フレキシブルプリント配線基板の導体パターンとが、重ね合わされた状態で、その重ね合わせ部分に熱圧着ツールによって熱及び圧力を加えることにより、前記コネクタランド及び前記接続ランドと前記フレキシブルプリント配線基板の導体パターンとを導電性接合部材を介して接合するものであり、
前記ケースのコネクタランドの形成面と前記熱圧着ツールの熱及び圧力の印加面とのいずれか一方に少なくとも2本の突起が形成され、
前記プリント配線基板と前記フレキシブルプリント配線基板とには、前記突起が挿通される貫通孔が形成されることにより、前記プリント配線基板及び前記フレキシブルプリント配線基板が前記熱圧着ツールと前記ケースに挟まれたときには、前記突起部を共通の基準として前記プリント配線基板と前記フレキシブルプリント配線基板とが前記ケース上の所定位置に位置決めされることを特徴とするプリント基板の接続方法。A case having a connector land electrically connected to an externally connected connector terminal is mounted with a printed wiring board having a conductive pattern including a connection land as a connection terminal on the surface, and the connector land and the connection A printed wiring board connecting method for connecting a land to a conductor pattern formed on a flexible printed wiring board,
In the state where the connector land and the connection land and the conductor pattern of the flexible printed wiring board are overlapped, by applying heat and pressure to the overlapped portion with a thermocompression bonding tool, the connector land and the connection land Bonding the conductive pattern of the flexible printed wiring board via a conductive bonding member,
At least two protrusions are formed on any one of the formation surface of the connector land of the case and the heat and pressure application surface of the thermocompression bonding tool,
The printed wiring board and the flexible printed wiring board are formed with through holes through which the protrusions are inserted, so that the printed wiring board and the flexible printed wiring board are sandwiched between the thermocompression bonding tool and the case. The printed circuit board connection method is characterized in that the printed circuit board and the flexible printed circuit board are positioned at a predetermined position on the case using the protrusion as a common reference.
前記ケースのコネクタランドの形成面と前記ケースカバーの前記フレキシブルプリント配線基板側とのいずれか一方に少なくとも2本の突起が形成され、
前記プリント配線基板と前記フレキシブルプリント配線基板とには、前記突起が挿通される貫通孔が形成されることにより、前記プリント配線基板及び前記フレキシブルプリント配線基板が前記ケースカバーと前記ケースに挟まれたときには、前記突起部を共通の基準として前記プリント配線基板と前記フレキシブルプリント配線基板とが前記ケース上の所定位置に位置決めされることを特徴とするプリント基板の接続構造。A case having a connector land electrically connected to an externally connected connector terminal is mounted with a printed wiring board on which a conductor pattern including a connection land as a connection terminal is formed on the surface, and the connector land and the connection A printed wiring board connection structure for connecting a land and a conductor pattern formed on a flexible printed wiring board, and further attaching a case cover on the case,
At least two protrusions are formed on either the connector land formation surface of the case or the flexible printed wiring board side of the case cover,
The printed wiring board and the flexible printed wiring board are formed with a through hole through which the protrusion is inserted, so that the printed wiring board and the flexible printed wiring board are sandwiched between the case cover and the case. In some cases, the printed circuit board connection structure is characterized in that the printed wiring board and the flexible printed wiring board are positioned at a predetermined position on the case with the protrusion as a common reference.
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