JP3959883B2

JP3959883B2 - 回路基板の接続構造

Info

Publication number: JP3959883B2
Application number: JP05612099A
Authority: JP
Inventors: 嘉治原田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 1999-03-03
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: JP2000252603A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の回路基板の電極部と第２の回路基板の電極部とを接続部材により電気的に接続する回路基板の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大量の消費電力を必要とする電子機器では、回路基板として放熱性、耐熱性に優れるセラミック基板を使用する例が、近年増えている。また、同じ電子機器内には従来通りのプリント基板も使用される場合も多く、両基板の接続が必要となる。
【０００３】
この接続構造として従来は、例えば図８に示す様に、フラットワイヤ又はフレキシブル回路基板よりなる接続部材Ｊ１によって、セラミック基板Ｊ２とプリント基板Ｊ３とをはんだ接続する方法がある。
この様な柔軟性のある接続部材Ｊ１で接続すれば、市場における温度変化の際に、両基板Ｊ２、Ｊ３の熱膨張の違いによって生ずる接続部への応力を吸収し、断線を防ぐという利点があるが、その柔軟さ故に、接続工程において基板Ｊ２、Ｊ３上へ接続部材Ｊ１をセットする時の位置合わせが困難である。また、その後の工程においても、両基板Ｊ２、Ｊ３の位置が互いに動きやすいため、搬送が困難であり、部品搭載工程や電気検査工程など、基板の位置決めが重要な工程では複雑な位置決め機構が必要となる。
【０００４】
前者の課題を解決するためには、例えば特開平５−２１９２５号公報に記載の様に、可とう性印刷回路基板を硬質ケースに収納したものを用い、接続終了後、硬質ケースを除去する例もあるが、接続工程の後工程における両基板の相互位置変動という後者の課題に対しては解決されず、さらに接続工程の前後に、硬質ケース（ブロック治具）の装着、脱着という追加作業が生ずることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題を鑑み、第１の回路基板の電極部と第２の回路基板の電極部とを接続部材により電気的に接続する回路基板の接続構造において、組み付け工程を増加させることなく、市場における熱ストレスによる断線防止、接続部材セット時の位置決め性の確保、及び、両回路基板の相互位置の固定を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、接続部材（３）を、第１及び第２の回路基板（１、２）の電極部（８、１０）間を連結して電気的に接続すると共に該第１及び第２の回路基板の熱膨張及び熱収縮による変位を吸収可能な柔軟性を有する電気的接続用リード（５）と、該第１及び第２の回路基板を互いに連結してこれら両回路基板の相対位置を規定可能な剛性を有する機械的接続用リード（６、６１、６２）と、該電気的接続用リード及び機械的接続用リードを一体に支持固定する絶縁材料よりなる支持部（７）と、を備えたものとしたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、第１及び第２の回路基板（１、２）の熱膨張による変位を吸収可能な柔軟性を有する電気的接続用リード（５）により、市場における熱ストレスによる断線を防止することができる。
また、電気的接続用及び機械的接続用の両リード（５、６、６１、６２）が支持部（７）により一体に支持固定されているから、両回路基板（１、２）に接続部材（３）をセットする時の位置決め性が確保できる。
【０００８】
また、機械的接続用リード（６、６１、６２）は、両回路基板（１、２）の相対位置を規定可能な剛性を有するから、接続終了後において該両回路基板の相互位置の固定が適切になされるとともに、上述のように、接続工程の前後にブロック治具の装着、脱着等という追加作業が生ずることなく、組み付け工程を増加させることがない。
【０００９】
また、請求項２や請求項３記載の発明のように、電気的接続用リード（５）及び機械的接続用リード（６１、６２）は同一の板材を用いることで、接続部材の製造が簡単になる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は本第１実施形態に係る回路基板の接続構造を示す斜視図である。１はセラミック基板（第１の回路基板）、２はプリント基板（第２の回路基板）、３は接続部材、４はセラミック基板１及びプリント基板２に搭載された電子部品（表面実装部品）である。
【００１１】
図２に接続部材３の詳細構造を示す。５はセラミック基板１とプリント基板２とを電気的に接続するための電気的接続用リード（導電リード）であり、両基板１、２の熱膨張による接続部への応力を吸収できるような柔軟性を持たせるため、細長い形状とする。この電気的接続用リード５は市場での熱ストレスに耐えられる柔軟性（細さ）を持つ。
【００１２】
６は実装工程（両基板１、２を接続する工程以降）中、両基板１、２の相対位置を規定し、両基板１、２の相互位置を固定できるような剛性を持たせるための機械的接続用リードであり、電気的接続用リード５よりも太い形状とする。機械的接続用リード６は、工程内で両基板１、２の相互位置決めができる程度の剛性を持てば良く、市場での接続信頼性は特に必要ない。
【００１３】
両リード５、６は何れもハンダ付けできる材料（例えば銅、りん青銅等）とし、はんだ付けによって、後述の図４に示す両基板１、２上に設けられた接続ランド８〜１１に接合されている。この２種類のリード５、６はエポキシ樹脂等の絶縁材料よりなるモールド樹脂（支持部）７によって一体化する。参考のため、図３にモールド樹脂７を除いた接続リード５、６の形状を図示する。
【００１４】
図４（ａ）にセラミック基板１、図４（ｂ）にプリント基板２の、各々単体での構造を示す。セラミック基板１上において、接続ランド８は電気接続用リード５を、接続ランド９は機械的接続用リード６を、それぞれ接続するためのものである。また、プリント基板２上において、接続ランド１０は電気接続用リード５を、接続ランド１１は機械的接続用リード６を、それぞれ接続するためのものである。
【００１５】
ここで、両基板１、２において電気的接続用リード５と接続されるランド８、１０は、両基板１、２の配線上に設けられており、機械的接続用リード６と接続されるランド９、１１は、両基板１、２における配線上に設けられていても、配線上でない部分に設けられていてもよい。電気的接続用リード５と接続される各ランド８及び１０は、それぞれ各基板１及び２における電極部に相当する。
【００１６】
また、両基板１、２において１２は電子部品４を搭載するためのランドである。セラミック基板１上に設けられた各ランドは銀厚膜や銅めっき等から構成され、プリント基板２上に設けられた各ランドは銅箔及び銅めっきから構成されている。
かかる構成を有する接続構造の接続方法（実装工程）について述べる。図５は図１に示す接続構造の実装工程図である。
【００１７】
セラミック基板１、プリント基板２の各々のランド８〜１２上にはんだペースト印刷を両基板１、２別々に施す。その後、図５（ａ）のように両基板１、２を並べて置く。この時、両基板１、２は図示しないトレー等の治具上で相互の位置が固定されるように置く。この状態で接続部材３及び電子部品４をマウント装置によってマウントする（図５（ｂ））。その後、両基板１、２を同時にリフロ炉を通し、リフロはんだ付けを行う。こうして、図１に示す接続構造が完成する。
【００１８】
ところで、本実施形態によれば、市場における熱ストレスにより両基板１、２が膨張または収縮した場合、両基板１、２は例えば図１に示すＸ方向に変位する。両基板１、２では互いに変位の度合いが異なるが、電気的接続用リード５はこのような変位を吸収する柔軟性を持っているため、電気的接続用リード５の接続部が破壊されることはなく、断線を防止することができる。
【００１９】
また、電気的接続用及び機械的接続用の両リード５、６がモールド樹脂７により一体に支持固定されているから、両基板１、２に接続部材３をセットする時の位置決め性が確保できる。
また、機械的接続用リード６は、両基板１、２の相対位置を規定可能な剛性を有するから、接続終了後においても両基板１、２の相互位置の固定が適切になされる。そのため、図５の工程よりも後の部品搭載工程がある場合や、電気検査時にプローブを検査ランドに当てる場合等においても、特別な位置固定用治具は不要であり、このような治具の装着、脱着等という追加作業が生ずることなく、組み付け工程を増加させることがない。
【００２０】
また、接続部材３の形状は、両基板１、２から突出する高さ等が電子部品４と大きく変わることなく、電子部品４と同様に取り扱うことができる（即ち、汎用の表面実装パッケージと類似の形状である）ため、電子部品４と同工程でマウント、はんだ付けを行うことが出来、工程の増加を招くことはない。
（第２実施形態）
本第２実施形態は、接続部材３の構成を上記第１実施形態とは異なるものとしたものである。本実施形態に係る接続部材３の特徴部分を図６に示す。なお、図６ではモールド樹脂７は除いてある。
【００２１】
上記第１の実施形態では図３のように、機械的接続用リード６は電気的接続用リード５に比べて太い材料を用いていたが、本実施形態では、機械的接続用リード６１を、図６に示す様に、薄い板材をＬ字型に成形して剛性を持たせている。これにより、電気的接続用リード５及び機械的接続用リード６１は、同じ板厚の板材から打ち抜き、曲げ加工等で作ることが出来、製造が簡単になる。
（第３実施形態）
本第３実施形態は、接続部材３の構成を上記第１及び第２実施形態とは異なるものとしたものである。本実施形態に係る接続部材３の特徴部分を図７（ａ）及び（ｂ）に示す。なお、図７（ａ）ではモールド樹脂７は除いてあり、図７（ｂ）ではモールド樹脂７を含む。
【００２２】
この場合、第１実施形態（図３参照）における剛性を持つ機械的接続用リード６に相当するものは、図７（ａ）に示す機械的接続用リード６２であり、このリード６２は、電気的接続用リード４と同じ板厚で、平板形状のままとし、それ自体では剛性を持たなくて良い。モールド樹脂７の形状を、図７（ｂ）のように、機械的接続リード６２の部分だけ大きくはみ出させ（図７（ｂ）中の７ａの部分）、モールド樹脂７の剛性によって剛性を保つようにしている。
【００２３】
この場合も、上記第２実施形態と同様、リード５と６２とを同一板材から成形でき、製造が簡単になる。
なお、以上の実施形態においては、接続部材３のリード５、６及び６１、６２と基板１、２の各ランド８〜１１との接合ははんだ付けにより行うものとしたが、その他の接合技術（導電性接着剤、溶接等）を用いてもよい。
【００２４】
また、第１の回路基板と第２の回路基板は、共にセラミック基板でもよく、共にプリント基板であってもよい。
また、支持部はモールド樹脂以外にも無機絶縁材料等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回路基板の接続構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示す接続部材３の詳細構造を示す図である。
【図３】モールド樹脂７を除いた接続リード５、６の形状を示す図である。
【図４】（ａ）はセラミック基板１の単体構造図、（ｂ）はプリント基板２の単体構造図である。
【図５】図１に示す接続構造の実装工程図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る接続部材を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る接続部材を示す図である。
【図８】従来の回路基板の接続構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…セラミック基板、２…プリント基板、３…接続部材、
５…電気的接続用リード、６、６１、６２…機械的接続用リード、
７…モールド樹脂、８、１０…接続ランド。

Claims

第１の回路基板（１）の電極部（８）と第２の回路基板（２）の電極部（１０）とを接続部材（３）により電気的に接続する回路基板の接続構造において、
前記接続部材は、前記第１及び第２の回路基板の前記電極部間を連結して電気的に接続すると共に、前記第１及び第２の回路基板の熱膨張及び熱収縮による変位を吸収可能な柔軟性を有する電気的接続用リード（５）と、
前記第１及び第２の回路基板を互いに連結してこれら両回路基板の相対位置を規定可能な剛性を有する機械的接続用リード（６、６１、６２）と、
前記電気的接続用リード及び前記機械的接続用リードを一体に支持固定する絶縁材料よりなる支持部（７）と、を備えていることを特徴とする回路基板の接続構造。
前記電気的接続用リード（５）及び前記機械的接続用リード（６１）は同一の板材を用いて加工されたものであり、
前記機械的接続用リードは前記電気的接続用リードよりも剛性の高い形状に加工されたものであることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の接続構造。
前記電気的接続用リード（５）及び前記機械的接続用リード（６２）は同一の板材を用いて加工されたものであり、
前記支持部（７）は、前記電気的接続用リード及び前記機械的接続用リードのそれぞれの一部を包み込むように覆っており、
前記機械的接続用リードは、前記支持部にて覆われた部分における前記支持部の剛性によって、その剛性が確保されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の接続構造。