JPH0499902A - 基板端子接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、基板端子接続構造に関し、より詳細には、
フレキシブル基板に設けたひずみゲージ素子のような極
薄膜素子と電気的に接続された電極部と外部リード線と
の接続部分における応力の集中に伴なう損傷を防止でき
るようにした基板端子接続構造に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、ひずみゲージ素子に接続されるひずみゲージ
電極（いわゆるゲージタブ）と外部リード線との接続状
態を示す接続部の拡大断面図である。

この第４図において、１は、ゲージベースであり、通常
３０〜７０μｍの厚さを有するポリイミド樹脂、フェノ
ール樹脂、ポリエステル樹脂等よりなるフィルム状のフ
レキシブル基板が使用されている。

このゲージベース１上には、図示されていないが、極薄
膜状（あるいは箔状）のひずみゲージ素子が接着、スパ
ッタリング、蒸着等の手段により添着されている。

このひずみゲージ素子と同時にパターニング等によりひ
ずみゲージ電極（ゲージタブ）２が設けられている。ひ
ずみゲージ素子とひずみゲージ電極２は、上記パターニ
ング等により、ひずみゲージ素子と同時に形成され電気
的に接続されている。

このひずみゲージ電極２と外部リード線となる導電体３
とは、半田付により電気的に接続される。

この導電体３は、フィルム状のベース４とカバーフィル
ム５間に挟着され、上記ひずみゲージ電極２と感電体３
を接続するに際し、ベース４とカバーフィルム５の端部
を剥離し、導電体３の表裏両面の端部を露出させる。

このベース４とカバーフィルム５間に露出された導電体
３の端部をひずみゲージ電極２上に載置した状態で、半
田６をこの導電体３とひずみゲージ電極２上に溶融固化
させて、ひずみゲージ電極２と導電体３を電気的に接続
するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、このような接続方法では、カバーフィル
ム５の端面と半田６の端部、すなわち、円Ａで示す部分
が肉厚、形状が急変しているため、この円Ａの部分に応
力が集中する。

この結果、振動や衝撃が連続して加わると、導電体３が
薄く、機械的に脆弱であるために、円Ａ部で疲労し易く
、遂には切断する場合が多々ある。

このため、第５図に示すように導電体３を厚くすること
も考えられるが、導電体３を厚くすることにより、カバ
ーフィルム５の先端部と半田６の端部との隣接部分（境
界部分）の円Ａ部での応力の集中は回避できる反面、導
電体３の剛性が大きくなってひずみゲージ素子および被
測定体の変形（ひずみ）を抑制する結果、真のひずみを
検出することができず、正確なひずみ測定が不可能にな
る。

これに代えて、第６図に示すように、ひずみゲージ電極
２と導電体３とを熱圧着により接続する方法も採られて
いる。

すなわち、ベース４とカバーフィルム５間に挟着した導
電体３の端部近傍において、この導電体３の下面側のベ
ース４の一部を剥離して、導電体３の下面を露出させ、
この部分に予め半田を付着させておく。

次いで、導電体３の下面とひずみゲージ電極２の下面と
を当接させた状態で、熱圧着を行うと、ひずみゲージ電
極２上に導電体３が半田６を介して融着されて接続され
ることになる。

しかしながら、第６図に示す熱圧着による接続方法の場
合には、カバーフィルム５を剥離することなく、導電体
３の上面全体を被覆しているから、強度的には良好であ
るが、熱圧着の際に、第７図に示すように、隣接された
２本あるいは４本のひずみゲージ電極２と導電体３間に
介在されている半田６か熱圧着時に溶融して周辺からは
み出してしまう。

この第７図は、第６図のＸ−Ｘ線の矢印方向から見た断
面図である。この第７図では、２本の専電体３が並行状
になっており、それぞれ別個のひずみゲージ電極２上に
圧着されている場合を示している。

この第７図より明らかなように、ひずみゲージ電極２と
導電体３との熱圧着時に、両方の導電体３の各側面とひ
ずみゲージ電極２との間から溶融した半田６がはみ出し
てしまい、２本の導電体３゜３間あるいは二つのひずみ
ゲージ電極２，２間を短絡してしまうことがある。

また、このような熱圧着は、感電体３とひずみゲージ電
極２との間の接着力が弱く、導電体３がひずみゲージ電
極２から剥離されてしまい、接触不良を起こす等、信頼
性にも欠けるという欠点がある。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、十分な機械的強度を有し、半田付
は性も良好で、しかも接触不良や、半田のはみ出しによ
る短絡もなく、十分な信頼性が得られるとともに、応力
発生個所や振動発生個所にも使用でき、疲労の発生もほ
とんど伴うことかない基板端子接続構造を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記目的を達成するために、フレキシブル
基板上に設けられた極薄状の素子に」二記フレキシブル
基板」二で接続されて成る電極部と、フレキシブルベー
スとカバーフィルム間に挟着されこのフレキシブルベー
スとカバーフィルムとともに端部を折り曲げた折曲部に
おける上記カバーフィルムが剥離され、かつ上記折り曲
げられた上記フレキシブルベース同士が接着されて成る
フラットケーブルとから成り、上記フラットケーブルの
上記導電体の上記折曲部と上記電極部とを互いに当接し
た状態で半田付をし得るように構成したことを特徴とし
たものである。

〔作　用〕

この発明における基板上の極薄膜状の素子の電極部と外
部リード線となるフラットケーブルを接続する場合に、
そのフラットケーブル導電体の端部近傍におけるカバー
フィルムを剥離して、この導電体の端部近傍を露出させ
た状態で折り曲げ、導電体の下面側のフィルム状のベー
ス同士を互に接着させる。

この状態で、露出した導電体の端部近傍の下面側を素子
の電極部上に当接させるとともに、導電体の折曲部と電
極部上に半田を盛って溶着することにより、電極部と導
電体が電気的に確実に接続され、カバーフィルムの端面
と導電体の露出部との境界部分に厚さの急変部があって
も、フレキシブルベースが折返されかつ接着されて２層
構造となっているため、機械的強度が増大され、また、
電極部と導電体および半田との境界部分では、導電体が
薄肉に形成されて折返されても剛性は低いため、導電体
がゲージ素子や被測定体のひずみを抑制することがなく
、被測定体のひずみに悪影響が生じない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

第１図は、この発明に係る基板端子接続構造の全体構成
を示す断面図である。

第１図において、薄く可撓性を有するフレキシブル基板
としてのゲージベース１１上に極薄膜状の素子として、
例えばひずみゲージ素子１２が接着、スパッタリング、
蒸着等により添着されているとともに、このひずみゲー
ジ素子１２とゲージタブと称される電極部１３とが一体
に形成された状態で電気的に接続されている。

この電極部１３に外部リード線としてのフラットケーブ
ルの導電体１４を接続するわけであるが、この発明では
、導電体１４を電極部１３と接続する前に、予め第１図
に示すように、端部近傍を折曲させる作業を行うように
している。

すなわち、フラン１〜ケーブルの心線である導電体１４
は、その下面のフィルム状のフレキシブルベース１５と
導電体１４の」二面側のカバーフィルム１６との間に予
め挟着されている。換言すれば、導電体１４は、フレキ
シブルベース１５とカバーフィルム１６とにより被覆さ
れている。

このような導電体１４を上記電極部１３に接続するに際
し、予め、第２図に示すように、カバーフィルム１６の
端縁から所定の長さを隔てて、所定の寸法幅、すなわち
折曲状態で半田付が確実に行い得るに必要な寸法幅だけ
導電体１４の上面から剥離して取り除き、導電体１４の
一部を露出させるとともに、このカバーフィルム１６の
端縁近傍に所定の長さの残存部１６ａを有するように加
工を施す。

次いで、この導電体１４の露出している部分をｒＴＪＪ
字形になるように、すなわち第１図のごとく、フレキシ
ブルベース１５が内側になるように二つに折り曲げるこ
とにより、露出された導電体１４が折曲部１４ａ　を形
成する。このとき折曲部１４ａ近傍において、フレキシ
ブルベース１５同士は、密着される。

ただし密着させたままの状態では、フレキシブルベース
１５、カバーフィルム１６の弾力により、フレキシブル
ベース１５同士が密着状態を保持することができなくな
り、ｒＵＪ字状を保持てきない。

そこで、フレキシブルベース同士同士の密着部分に接着
剤１７を塗布して、両者を完全に接着させ、折曲部１４
ａ近傍の全体を第１図のごとくにｒＵＪ字形に形成する
。

この状態では、カバーフィルム１６の上記残存部１６ａ
の上面が最下面側になり、この残存部１６ａゲージベー
ス１１の上面に当接させ、かつこの端面１６ｂを電極部
１３の端面と当接させた状態で、導電体１４の折曲部１
４ａ、すなわち、露出した部分と電極部１３の上面間を
架橋するように溶融した半田１．８を盛り上げて溶着す
る。

これにより、導電体１４と電極部１３が半田１８により
固着一体化され、かつ電気的に接続されることになる。

すなわち、ひずみゲージ素子１２と外部リード線として
の導電体１４とが電極部１３と半田１８を介して電気的
に接続されることになる。

このようにして、電極部１３と導電体１４をｒＵＪ字形
に折り曲げて接続しても、カバーフィルム１６の端縁と
半田１８との境界部分、すなわち、円Ｃの部分において
、厚さの急変部分が生じて、−見応力の集中が生じるよ
うに見えるが、円Ｃの下部では、フレキシブルベース１
５が折り曲げて接着剤１７により接着された二重構造と
なっているから、構造的に補強され、応力の共生が回避
される。

このように、この実施例によれば、フレキシブルベース
１５とカバーフィルム１６に挟着された導電体１４の端
部近傍を折り曲げてカバーフィルム１６の一部を剥離し
て導電体１４の折曲部１４ａ　を露出させるとともに、
残存部１６ａ　をゲージベース１１上に電極部１３の端
面とカバーフィルム１６の残存部１６ａの端面とを当接
させた状態で載置し導電体１４の折曲部１４ａと電極部
１３を半田１８で固着および接続するようにしたので、
半田付は性が改善され、信頼性が向上することに加えて
、フレキシブルベース１５が二重構造になっており、機
械的強度が向上し、導電体１４が電極部１３から剥離す
ることがなくなり、しかも、カバーフィルム１６と半田
］８との境界面に厚さの急変が生じても、フレキシブル
ベース１５の二重構造と弾性作用とにより、応力の集中
が回避できる。また、二重構造を呈するフレキシブルベ
ース１５は弾力性（可撓性）を有するので、ひずみゲー
ジ素子１２あるいは、被測定体への影響が生じない。

また、半田付けの際に、半田１８は導電体１４の上方へ
逃げ、そして余剰な溶融半田は、半田ごてに付着し、上
記した熱圧着方式のように決して導電体１４の側方に流
れることがなく、したがって、隣接する導電体１４同士
や隣接する電極部１３同士との短絡が生じなくなる。

なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施がで
きるものである。

例えば、上記実施例では、外部リード線に接続する素子
として、ひずみゲージ素子１２を使用している場合につ
いて例示したが、その他の極薄膜素子にも適用できるこ
とはいうまでもない。

また、上記実施例では、フラノ１〜ケーブルの先端部に
カバーフィルム１６の残存部１６ａを形成−１２＝ した例につき説明したが、この残存部１６ａはゲージベ
ース１１における電極部１３がゲージベース１１の端面
より充分離れて形成されているひずみゲージに適用する
場合は、形成しなくても差しつかえない。

すなわち、第３図に示すように、電極部１３がゲージベ
ース１１の端部に形成されている場合に、残存部１６ａ
のないフラットケーブルを用いると、半田付けの際、溶
融した半田１８がゲージベース１１の端部側を介して被
測定体１９に流れることがある。すると、被測定体１９
が導電体である場合には、電極部１３と短絡し、測定不
能に陥いるという事態を惹起する。

この場合、カバーフィルム１６に残存部１６ａが形成し
てあれば、残存部１６ａは絶縁性を有するので、ゲージ
ベース１１の機能を果たし、余剰な半田が被測定体１９
に流れ落ちるのを阻止することができる。

従って、ゲージベース１上上の電極部１３がゲージベー
ス１１の端縁より充分離れて形成されているひずみゲー
ジにフラットケーブルを接続する場合は、上記残存部１
６ａ　を設けないものでよいが、ゲージベース１１上の
電極部１３がゲージベース１１の端縁近傍に形成されて
いるひずみゲージにフラットケーブルを接続する場合は
、上記残存部１６ａを設けたものを用いることが望まし
い。

また、フラットケーブルの折曲部１４ａが形成された端
部と反対側の端部には、剛性を有する端子基板を一体的
に添着し、その端子基板上により太い径のリード線が接
続できる端子部を形成したり、各種補償抵抗などの回路
素子を接続し得るように構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、この発明によれば、導電体をフレ
キシブルベースとカバーフィルムで挟着したフラットケ
ーブルの端部近傍のフィルムカバーの一部を剥離して導
電体を露出させた状態で折り曲げてフレキシブルベース
同士を接着させ、上記露出した導電体と極薄膜素子の電
極部とを半田付けするように構成したので、接続部分の
機械的強度が増し、しかも半田付は性が改善され、導電
体の剥離や応力集中にともなう疲労に起因する導電体の
切断が防止でき、ひいては信頼性が向上するとともに、
応力発生個所や振動発生個所にも使用し得る基板端子接
続構造を提出することができる。

また、半田の流れ込みによる、隣接する導電体同士や隣
接する電極部同士の短絡を防止でき、この点からも信頼
性の高い基板端子接続構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る基板端子接続構造の全体構成
を示す断面図、第２図は、同実施例における導電体を被
覆するカバーフィルムの一部を剥離して導電体を露出さ
せた状態を示す斜視図、第３図は、カバーフィルムの先
端に残存部を設けない他の実施例における半田付は時に
半田が電極部と被測定体とを短絡する状態を説明するた
めの断面図、第４図ないし第６図は、それぞれ従来のひ
ずみゲージ電極と導電体との接続状態を説明するだめの
断面図、第７図は、第６図のＸ−Ｘ線の断面図である。 １１・・・・ゲージベース、 １２・・・ひずみゲージ素子、 １３・・・電極部、　　　　　　　１４・・・・・導電
体、１４ａ・・・・・・接曲部、 １５・・・・・・フレキシブルベース、１６・・・・・
・カバーフィルム、 １６ａ・・・・・・残存部、　　　　　１６ｂ・・・・
・・端面、１７・・・・・・接着剤、　　　　　　　１
８・・・・・・半田。 」

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）フレキシブル基板上に設けられた極薄膜状の素子
   に上記フレキシブル基板上で接続されて成る電極部と、
   フレキシブルベースとカバーフィルム間に導電体が狭着
   されこのフレキシブルベースとカバーフィルムとともに
   端部を折り曲げた折曲部における上記カバーフィルムが
   剥離され、かつ上記折り曲げられた上記フレキシブルベ
   ース同士が接着されて成るフラットケーブルとから成り
   、上記フラットケーブルの上記導電体の上記折曲部と上
   記電極部とを互いに当接した状態で半田付をし得るよう
   に構成したことを特徴とする基板端子接続構造。
2. （２）導電体をフレキシブルベースとカバーフィルムで
   挟着してなるフラットケーブルは、カバーフィルムの先
   端縁を所定量残してその先端部が一定範囲に亘って剥離
   され、その剥離された部分が折り曲げられていることを
   特徴とする請求項１記載の基板端子接続構造。