JP4060799B2 - 多層プリント回路を構成する層のはんだ付け方法とその方法を適用するための装置 - Google Patents

Description

この発明の対象は、絶縁層で互いに分離して、重ね合わせた回路パターンを有する様々な層から成る、多層プリント回路を構成する層をはんだ付けするための方法、ならびにその方法を実行するための装置である。

それぞれ回路パターンを備え、絶縁層で互いに分離された複数の層から成る多層プリント回路は、良く知られている。概して言えば、回路パターンを有する層が得られたら、多層プリント回路を製造するには、様々な層の回路間を電気的に相互接続し、次に直ちに加熱プレスによりすべての層を連結することを可能とするために、これらの層を、絶縁した形で、高精度に交互に重ね合わせる必要がある。プレスする前に、多層プリント回路の層を連結するための様々な方法が知られている。一つの方法は、基本的に、回路パターンを有する各層に、回路パターンを持たない複数の予備領域を有する周縁の帯状域を配備し、その際回路パターンを有する各層において、同じ相対位置を占める予備領域を重ね合わせると、それによって、重ね合った予備領域のグループが規定され、次に、この予備領域グループ上で締め付け作業を行うことによって、これらの層を直ちに連結することにある。第二の方法は、基本的に、当該の予備領域グループ上で多層プリント回路の層を同時にはんだ付けすることによって、層を連結するという点において、前の方法とは異なる。

層を連結するために締め付ける方法では、多層プリント回路における多数の層は、その次に回路パターンを有する異なった層を相互接続するのに必要な機械的な精度を損なう結果をもたらし、一方はんだ付けにより層を連結する方法では、多数の層は、非常に長いはんだ付け時間および／またははんだ付けできないという結果をもたらす。多層プリント回路の層を連結するための締め付けとはんだ付けの両方の方法の主要な欠点は、連結する層の数が低減され、そのために回路パターンを有する多数の層から成る回路、例えば、回路パターンを有する層を８層より多く持ち、それらを重ね合わせた回路の製造を制限することである。

多層プリント回路を構成する層をはんだ付けするための方法は、回路パターンを有する層と絶縁層の混成層から成る多層プリント回路に適用可能であり、その際回路パターンを有する層は、また周縁の帯状域を持ち、これらの帯状域上には、様々な予備領域が、各層に対して同じ数と位置で配置されている。

この発明において規定される方法は、以下の措置から構成される。
i)回路パターンを有する各層の予備領域の各々に、少なくとも一つの短絡した巻線の形の平坦な巻線から成るヒーター回路を配置する措置、
ii) 回路パターンを有する層を、絶縁層で互いに分離し、重ね合わせて構成して、最上部と最下部の層が、それぞれ回路パターンを有することで特徴付けられる形で、多層プリント回路の層群を形成する措置、
iii)回路パターンを有する層の対応する予備領域が、相対的に同じ位置を占めて、重ね合った予備領域のグループを、従って重ね合ったヒーター回路のグループを形成するように、多層プリント回路の層の互いの相対的な位置を調整する措置、
iv) ヒーター回路を有する予備領域の各グループにおいて、第一の誘導電極を最上部の回路パターンを有する層の予備領域の上に、第二の誘導電極を最下部の回路パターンを有する層の予備領域の反対側の上に配置する措置、
v)これらの二つの誘導電極により、回路パターンを有する各層の予備領域の各々にある各ヒーター回路の短絡した巻線の各々を通る誘導を起こす交番誘導磁場を印加して、それらの短絡した巻線を流れる電流の強さが、多層回路の層をはんだ付けするための熱を発生させることによって、予備領域の各グループをはんだ付けする措置。

この発明の対象である方法を実行するための装置は、以下に挙げた要素から構成される。
・誘導器コイルを有する全般的にＵ形状の磁気回路を持つ、少なくとも一つの誘導器部品を有する構造であって、この磁気回路の各アームの外側の個所の各々が、それ自身の誘導電極を持ち、これらの誘導電極の両方が、互いに同軸に配置されるとともに、両方向に移動できる能力を有する構造、
・回路基板保持器、
・多層プリント回路の層群を回路基板保持器に装着するための機器、
・誘導器部品の誘導電極対の間に、かつ誘導電極対に対して垂直に、予備領域のグループを配置するために構成された、回路基板保持器用の移動制御器、
・誘導電極が予備領域のグループに圧力を加える形で、誘導電極を予備領域のグループと接触する位置に配置するために構成された、各誘導電極対用の制御器。

この明細書の図面のページには、共にこの発明の対象である、多層プリント回路を構成する層をはんだ付けするための方法と、その方法を実行するための装置を例示するための図面があり、この例は、この発明を制限するものではない。

図１と２における各斜視図は、それぞれ符号２，３，４，５で表された回路パターンを有する４つの層と、それぞれ符号６，７，８で表された３つの絶縁層とから成る、多層プリント回路１の層群を構成する層を示しており、これらの層は、すべて同じサイズの長方形の形状を有する。この発明のプロセスにもとづく方法の実施例においては、多層プリント回路の内部層群を構成する全部で７つの層があり、４つが回路パターンを有する層で３つが絶縁層であり、この層の数は、例示としてのみの役割を果たし、決して多層プリント回路を構成することが可能な層の数を制限するものではないこを理解されたい。

図面のページにおける図は、回路パターンを有する層２〜５と絶縁層６〜８が、交互に重ね合わされていることを示しており、その際回路パターンを有する層の向かい合う回路パターンが、常に絶縁層で分離され、さらに、これらのすべての層は、得られた層群の最上部と最下部の層が、最上部の回路パターンの有る層２と最下部の回路パターンの有る層５の、回路パターンを有する層となるように構成されている。

図２は、簡略化するために回路を図示するのを省略しており、回路パターンを有する層２が、回路パターンを持たず、縦方向の余白部１０のそれぞれに３つの規則的に分布した予備領域１１を持つ周縁の帯状域９を有することを示している。前述したとおり、回路パターンを有する残りの層３，４，５は、図１に図示したように、回路パターンを有する層２に対して述べたものと同じ数と位置の予備領域を備えている。

この発明にもとづく方法の第一フェーズにおいて、回路パターンを有する各層２，３，４，５の予備領域１１の各々には、図２の部分拡大図Ａで示されたヒーター回路１３がある。このプロセスの実施例では、このヒーター回路１３は、二つの短絡した巻線１４から構成され、これらの巻線は、このヒーター回路１３の理論上の縦の主軸に対して対称的な関係にあり、この短絡した巻線１４の特定の位置関係は、単に例として与えられたものであり、この発明を制限するものではなく、実際には、ヒーター回路を構成する短絡した巻線の数と相対的な位置は、特に回路パターンを有する層の材料と厚さ、層の数、はんだ付け時間などを考慮して、各用途における特定のニーズに合わせて調整して、様々な形で構成することができる。

この発明の方法の第二フェーズにおいては、回路パターンを有する層２，３，４，５および絶縁層６，７，８は、交互に重ね合わされ、それによって、前述したとおり、図２に図示したように、最上部の回路パターンを有する層２と最下部の回路パターンを有する層５をも作り出す。

次に、ここでは図示していない、この発明の方法の第三フェーズは、多層プリント回路１の層２〜８の位置を固定するものであり、それによって、予備領域のグループ１２を、従って各予備領域グループに含まれるヒーター回路１３を重ね合わせるものである。

次に、この発明の方法の第四と第五フェーズは、以下に述べる装置を用いて、ヒーター回路１３に交番誘導磁場を印加することによって、予備領域のグループをはんだ付けするものである。

図３は、この発明によるプロセスに用いる装置を模式的に示している。回路基板保持器は、多層プリント回路の層群用の装着器として良く知られているので、簡略化するために、回路基板保持器および回路基板保持器用の移動制御器の図示は省略している。

この発明の方法に用いられる装置の例において、図３は、単一の誘導器部品１５を示しており、この装置を構成する誘導器部品１５の数およびその回路基板保持器に対する構成については、各特定の用途の製造ニーズに依存することを理解されたい。例えば、多層プリント回路１の各面に一つづつ、互いに向かい合わせた二つの誘導器部品１５とし、回路基板保持器の移動制御器によって操作・調整するようにすることができる。

誘導器部品１５は、全体的にＵ形状の磁気回路１６で構成され、この磁気回路は、誘導器コイル１７と、この磁気回路１６のアームの外側の個所に配置された二つの電極とを装備している。上部の電極１８と下部の電極１９は、互いに同軸に構成され、多層プリント回路１に垂直となっている。誘導器コイル１７は、交流の供給電源によって給電され、一方電極１８，１９は、両方向に移動できる能力を有する。

この発明の方法用の装置の操作を、以下に述べる。回路基板保持器の制御器によって、多層プリント回路１を、誘導器部品１５に対して相対的に位置調整して、電極１８，１９が予備領域のグループ１２に対して垂直の位置に来るようにする。この状態で、次に、図示されていない電極移動制御器は、上部の電極１８が回路パターンを有する層２の予備領域１１の上に、下部の電極１９が予備領域に面する形で回路パターンを有する最下部の層５の上に来るように配置して、これらの電極がある程度の圧力を加えるようにする。その後、誘導器コイル１７に交流を給電し、その結果電極１８と１９は、交番誘導磁場を印加して、回路パターンを有する各層２，３，４，５の各々の予備領域１１にある各ヒーター回路１３の短絡した巻線１４を通過する誘導を起こし、短絡した巻線１４を流れる電流の強さが、多層プリント回路１の層をはんだ付けする熱を発生させるようにする。

多層プリント回路を構成する、回路パターンを有する層と絶縁層の、重ね合わされ、はんだ付けの方法のために固定される前の斜視図 はんだ付け用に準備された多層プリント回路の斜視図 この発明による方法用の装置の模式的な斜視図

符号の説明

１ 多層プリント回路
２，３，４，５ 回路パターンを有する層
６，７，８ 絶縁層
９ 周縁の帯状域
１０ 縦方向の余白部
１１ 予備領域
１２ 予備領域のグループ
１３ ヒーター回路
１４ 短絡した巻線
１５ 誘導器部品
１６ 磁気回路
１７ 誘導器コイル
１８，１９ 電極
Ａ 予備領域の部分拡大図

Claims (2)

1. 多層プリント回路を構成する層をはんだ付けする方法であって、回路パターンを有する層（２，３，４，５）が、周縁の帯状域（９）を有し、そこには、複数の予備領域（１１）が、各層に関して同じ数と構成で配置されている、回路パターンを有する層（２，３，４，５）と絶縁層（６，７，８）の混成層から成る多層プリント回路に適用可能な、以下の措置を有する方法、
   i)回路パターンを有する各層（２，３，４，５）の予備領域（１１）に、少なくとも一つの短絡した巻線（１４）の形の平坦な巻線から成るヒーター回路（１３）を配置する措置、
   ii) 回路パターンを有する層（２，３，４，５）を、絶縁層（６，７，８）により互いに分離して、重ね合わせて構成し、最上部の回路パターンを有する層（２）と最下部の回路パターンを有する層（５）とによって特徴付けることができる形で、多層プリント回路の層群を形成する措置、
   iii)回路パターンを有する層（２，３，４，５）の対応する予備領域（１１）が、相対的に同じ位置を占めて、それによって重ね合った予備領域（１１）のグループ（１２）を、従って重ね合ったヒーター回路（１３）のグループを形成するように、多層プリント回路（１）の層（２，３，４，５，６，７，８）の位置を固定する措置、
   iv) 予備領域（１１）の各グループ（１２）において、一つの誘導電極（１８）を、最上部の回路パターンを有する層（２）の予備領域（１１）の上に、一つの誘導電極（１９）を、最下部の回路パターンを有する層（５）の予備領域（１１）の反対側の上に配置する措置、
   v)これらの二つの誘導電極（１８，１９）により交番誘導磁場を印加して、回路パターンを有する各層（２，３，４，５）の各々の予備領域（１１）にある各ヒーター回路（１３）の各々の短絡した巻線（１４）を通過する誘導を起こし、これらの短絡した巻線を流れる電流の強さが、多層プリント回路（１）の層（２，３，４，５，６，７，８）をはんだ付けするのに必要な熱を発生することによって、予備領域（１１）の各グループ（１２）をはんだ付けする措置。
2. ・誘導器コイル（１７）を装着した全般的にＵ形状の磁気回路（１６）を備えた、少なくとも一つの誘導器部品（１５）を有する構造であって、この磁気回路の各アームの外側の個所の各々が、それ自身の誘導電極（１８，１９）を持ち、これらの誘導電極（１８，１９）の両方が、互いに同軸に構成されるとともに、両方向に移動できる能力を有する構造と、
   ・回路基板保持器と、
   ・多層プリント回路（１）の層群（２，３，４，５，６，７，８）を回路基板保持器に固定するための機器と、
   ・誘導器部品（１５）の誘導電極対（１８，１９）の間に、かつこれらの誘導電極に対して垂直に、この多層プリント基板の予備領域（１１）のグループ（１２）を配置するために構成された、回路基板保持器用の移動制御器と、
   ・誘導電極が予備領域に圧力を加える形で、誘導電極を予備領域（１１）のグループ（１２）と接触する位置に配置するために構成された、各誘導電極対（１８，１９）用の制御器と、
   を有する請求項１に記載の方法のための装置。

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