JPH08340176A

JPH08340176A - リード線の接続方法

Info

Publication number: JPH08340176A
Application number: JP14343195A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Arai; 豊荒井
Original assignee: Riken Electric Wire Co Ltd
Current assignee: Riken Electric Wire Co Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】比較的低温及び低加圧でリード線を接続し、
信頼性の高いリード線の接続方法を提供する。【構成】フレキシブル基板１の銅箔２にはんだ皮膜層
13を被着する。このはんだ皮膜層13が被着された銅箔２
に、絶縁被覆層９を有するリード線８を位置決めする。
発熱体10の先端部10Ｓにより前記位置決めされたリード
線８を加圧し、同時に先端部10Ｓを発熱する。その加圧
時に先端部10Ｓを加圧方向と交差する方向に振動する。【効果】発熱体10に振動を加え、リード線８の絶縁被
覆層９を外力により破壊しながら加圧、加熱するため、
極めて低加圧、低温でリード線を接続することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレキシブル基板等の
回路基板の導電部にはんだによりリード線を接続するリ
ード線の接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレキシブル基板（ＦＰＣ）の導
電部に絶縁被覆されたリード線を接続するには、小型の
はんだごてを用いて手作業で行う方法や、通電発熱電極
によりリード線を静加圧して加熱する方法が行われてい
た。ところが、はんだごてによる方法では、手作業であ
るため作業性に劣ると共に、はんだ付け時に使用するフ
ラックスの洗浄作業が困難であるため、清潔度が要求さ
れる基板ではフラックス汚れの問題があった。一方、前
記通電発熱電極により静加圧及び加熱する接続方法で
は、フラックスは使用しないものの、通電発熱電極によ
り熱絶縁体であるリード線絶縁被覆を加熱、軟化溶融し
た後、リード線内部に伝わる熱により、基板のはんだ皮
膜層にリード線をはんだ付けする方法であるため、リー
ド線と基板との接続信頼性を上げるためにリード線への
静加圧及び加熱温度を高くする必要がある。この一例と
して、特開昭５８−１６１２７６号公報では、フレキシ
ブル基板の銅箔部にはんだ皮膜層を被着する工程と、上
記はんだ皮膜層が被着された銅箔部にリード線を位置決
めする工程と、一端が相互に接続した一対の電極の上記
接触部位により上記位置決めされたリード線を上記はん
だ皮膜層に対して加圧するとともに上記一対の電極に通
電させて上記はんだ皮膜層を溶融させ上記リード線を上
記銅箔部に接続する工程とからなるリード線の接続方法
が提案され、この接続方法では、絶縁被覆層（同公報第
３欄第14行）により絶縁被覆された直径４０μｍ程度の
リード線（同公報第３欄第11行）を、前記銅箔部に形成
された接続部に、前記電極を用いて接続する場合、前記
接続部が０．０５秒前後の間、５００°Ｃ以上（同公報
第５欄第10行）となる。そして、この方法では、電極を
押し付ける静加圧力が１ｋｇｆ程度必要になることが、
発明者の実験により判明しており、また、前記電極の加
圧力により、リード線が挟圧されて楕円状に塑性変形
（同公報第５欄第６〜７行）することが認められた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記リード線の接続方
法のように、接続部が５００°Ｃ以上の高温になると、
リード線の絶縁被覆層に例えばポリウレタン被覆層等が
用いられいる場合、前記電極がリード線に接触した瞬間
に、その高温によってポリウレタン被覆層が溶融、分
解、蒸発し、基板のリード線接続部周辺に飛散する。こ
のため、清浄度が要求される基板では、前記絶縁被覆層
の熱分解物による汚れの発生が問題となる。また、短時
間ではあるが、５００°Ｃ以上の熱が基板のはんだ皮膜
層に加えられるため、はんだ皮膜層が著しく熱劣化し、
さらには、前記絶縁被覆層の熱分解により発生するガス
により発生したはんだボールが基板のリード線接続部周
辺に飛散するという問題もある。しかも、前記電極によ
り高温状態で高加圧を行うため、図８に示すように、は
んだ皮膜層が被着された銅箔Ａに、絶縁被覆層Ｂが被着
されたリード線Ｃを接続すると、該リード線Ｃが加圧前
の線径の約１０分の１程度に押し潰されてしまい、接続
部でのリード線Ｃ断線の危険性が高くなり、また、高温
状態に晒されるため、フレキシブル基板の接着剤の熱劣
化、フレキシブルフィルムの溶融及び銅箔部の剥離が発
生するという問題がある。

【０００４】そこで、本発明は、比較的低温及び低加圧
でリード線を接続し、信頼性の高いリード線の接続方法
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】請求項１は、回路基板の
導電部にはんだ皮膜層を被着し、このはんだ皮膜層が被
着された導電部に、絶縁被覆が被着されたリード線を位
置決めし、先端部が発熱する発熱体の該先端部により前
記位置決めされたリード線を加圧すると共に前記先端部
を発熱して前記はんだ皮膜層を溶融させ前記リード線を
前記導電部に接続するリード線の接続方法において、前
記加圧時に前記回路基板と発熱体先端部の両者いずれか
一方を該加圧方向と交差する方向またはその交差方向で
両者を相反する方向に振動するリード線の接続方法であ
る。

【０００６】また、請求項２は、前記先端部に凹凸部を
設けた前記発熱体を用いるリード線の接続方法である。

【０００７】

【作用】上記請求項１の構成では、発熱体の先端部によ
りはんだ皮膜層上のリード線を加圧及び加熱し、同時に
回路基板と先端部の一方を振動あるいは両者を相反する
方向に振動して外力を与えることにより、リード線の絶
縁被覆層が剥がれると共に溶融し、さらに、リード線に
加えられた熱によりはんだ皮膜層が溶融してリード線が
導電部に接続される。

【０００８】上記請求項２の構成では、前記振動によ
り、絶縁被覆層に食い込んだ凹凸部が該絶縁被覆層を剥
がし落とす。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。図１ないし図４は本発明の第１実施例を示
し、図１の断面図に示すように、回路基板たるフレキシ
ブル基板１は、厚さ約３５μｍの導電部たる銅箔２の両
面に、接着剤層３，４を設け、各接着剤層３，４を介し
て例えばポリイミドなどの可撓性材料からなる厚さ約１
２μｍのフレキシブルフィルム５，６を圧着している。
また、前記フレキシブル基板１の片面側の前記フレキシ
ブルフィルム５の一部を欠落し、これにより前記銅箔２
を露出した平面略長方形状の接続部７を形成し、この接
続部７にリード線８が接続される。このリード線８は、
例えば直径が３０〜５０μｍ程度であって、銅，金，金
メッキ銅等からなり、その外周に絶縁を目的として厚さ
約５μｍのポリウレタンなどからなる絶縁被覆層９を被
着している。さらに、本実施例においては、前記接続部
７のみを局所的に加熱するための加熱装置が用いられ、
この加熱装置は、図３に示すように、例えばモリブデン
などからなる発熱体10を備え、また、前記発熱体10を、
テーブル11に着脱自在に固定した前記フレキシブル基板
１に対して直交する矢印12方向に昇降自在に支持する支
持機構（図示せず）を設け、さらに、図示しない発熱機
構を備え、前記発熱機構により前記先端部10Ｓが発熱す
る。尚、図１中、13は前記接続部７に被着したはんだ皮
膜層であり、図２中、19は前記フレキシブル基板１に実
装した電子部品である。

【００１０】次に図１により本実施例におけるリード線
の接続方法を説明する。まず、フレキシブル基板１の接
続部７を発熱体10の先端部10Ｓの真下に合わせて、フレ
キシブル基板１を位置決めしてテーブル11に固定する。
次に、リード線８の一端部をはんだ皮膜層13上に設置し
て位置決めした後、発熱体10を降下し、その先端部10Ｓ
によりリード線８を介してフレキシブル基板１を加圧す
ると共に先端部10Ｓを発熱させ、同時に、その加圧方向
に交差する矢印14に示す交差方向に発熱体10を振動させ
る。この振動は、例えばエアーシリンダー（図示せず）
などにより発生させる。そして、その振動の振動数が１
〜２Ｈｚ，振動幅が４０μｍ，約３往復，加圧力が約２
００ｇｆ，温度が約３７０°Ｃという低加圧力、低温度
条件でも、例えば直径５０μｍ程度のリード線８は、絶
縁被覆層９が該先端部10Ｓにこすられることによって剥
がれると共に、先端部10Ｓの発熱により溶融し、さら
に、リード線８の内部に伝わる熱により、はんだ皮膜層
13と接触している絶縁被覆層９が溶融し、リード線８
が、溶融したはんだ皮膜層13と直接接触する。これによ
り、リード線８とはんだ皮膜層13との界面には、はんだ
付けを達成するための金属間化合物が形成される。そし
て、上記加圧、加熱終了及び振動の終了後、発熱体10を
上昇させると、接続部７にリード線８が接続固定され
る。このように、リード線８の接続時に発熱体10の先端
部10Ｓがリード線８を圧接状態でこするようにして摺動
することにより、リード線８の接続を極めて低加圧、低
温状態で実現することができ、熱による絶縁被覆層９の
フレキシブル基板１の接続部７周縁への飛散が防止さ
れ、また、熱によるフレキシブル基板１のフィルム５，
６及び接着剤の劣化が防止される。さらに、図４に示す
ように、リード線８の塑性変形を２分の１程度に抑えら
れる。尚、前記振動はリード線８の一端部の長さ方向に
行うことが好ましい。また、絶縁被覆層９をポリウレタ
ンにより形成する例では、該ポリウレタンの軟化温度が
約２４０°Ｃあるから、加熱が高温になると該ポリウレ
タンが急激に溶融し、また、低温であるとはんだ皮膜層
の溶融が進まないため、その加熱温度を３００〜４００
°Ｃ、好ましくは３７０°Ｃ程度で行う。

【００１１】このように本実施例では、回路基板たるフ
レキシブル基板１の導電部たる銅箔２にはんだ皮膜層13
を被着し、このはんだ皮膜層13が被着された銅箔２に、
絶縁被覆が被着されたリード線８を位置決めし、先端部
10Ｓが発熱する発熱体10の該先端部10Ｓにより前記位置
決めされたリード線８を加圧すると共に先端部10Ｓを発
熱してはんだ皮膜層13を溶融させリード線８を導電部２
に接続するリード線の接続方法において、前記加圧時に
フレキシブル基板１と先端部10Ｓの両者いずれか一方を
該加圧方向と交差する方向またはその交差方向で両者を
相反する方向に振動するリード線８の接続方法であるか
ら、発熱体10に低振動を加えることにより、リード線８
の絶縁被覆層９を外力により破壊しながら加圧、加熱し
てリード線８とフレキシブル基板１とを接続するため、
従来の通電発熱電極による加圧、加熱のみによる接続方
法と異なり、リード線８とフレキシブル基板１との接合
を極めて低加圧、低温に実施することができ、これによ
り、従来方法で問題となっていた熱によるリード線絶縁
被覆の分解飛散を防止でき、さらに、加熱及び加圧によ
るリード線の塑性変形、フレキシブル基板１の塑性変形
及び溶融を最小限に抑えることができる。このため、平
角線のような異形リード線の接続にも適用可能である。
また、低加圧及び低温状態で接続を行うことができるか
ら、フレキシブル基板１の接続部７の材質も制限され
ず、さらに、比較的低温で接続することができるから、
フレキシブルフィルム５，６等の薄膜化にも対応可能と
なる。さらに、従来のはんだごて使用時に用いるフラッ
クスが不要となるため、リード線接続後のフレキシブル
基板の洗浄が不要となり、作業効率が著しく向上し、作
業の自動化が可能となる。

【００１２】図５は本発明の第２実施例を示し、上記第
１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明
を省略して詳述すると、本実施例は、フレキシブル基板
１を固定したテーブル11を矢印15方向へ振動させること
よりフレキシブル基板１を振動する例を示し、この例に
おいても、比較的低加圧、低温状態でのリード線８の接
続を行うことができ第１実施例と同様な作用，効果を有
する。また、第２実施例のフレキシブル基板１の振動と
前記第１実施例の発熱体10の振動とを相反する方向に行
うことにより、回路基板たるフレキシブル基板１と先端
部10Ｓの両者を、先端部10Ｓによる加熱方向と交差する
方向14，15で相互に相反する方向に振動することがで
き、この場合も同様に比較的低加圧、低温状態でのリー
ド線８の接続が可能となる。

【００１３】図６は本発明の第３実施例を示し、上記実
施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省
略して詳述すると、図６は斜視図を示し、同時におい
て、16は超音波伝達手段たる超音波振動伝達ホーンであ
り、この超音波伝達ホーン16は絶縁コートされた例えば
ジュラルミンなどからなり、図示しない超音波発生源に
接続され、前記発熱体10が前記超音波伝達ホーン16に固
定されている。これにより、接続時において、超音波振
動伝達ホーン16により発熱体10に矢印17に示す方向、す
なわち発熱体10の加圧方向に交差する方向に超音波振動
が加えられ、例えば約６０ＫＨｚの振動エネルギーがリ
ード線８に加えられ、これにより超音波振動加熱が行わ
れる。したがって、第１及び第２実施例のような低周波
振動の場合に比べて、例えば加圧力が約１００ｇｆ、加
熱温度が約２００°Ｃといった低加圧、低温度でのリー
ド線８の接続が可能となる。

【００１４】図７は本発明の第４実施例を示し、上記実
施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省
略して詳述すると、この例では、前記先端面10Ｍに、ダ
イヤモンドラッパーなどによって数μｍ程度の微細な凹
凸部18を形成する。尚、その凹凸部18は、高さが１〜１
０μｍ程度で、該凹凸部18は前記矢印14と直交する方向
で先端面10Ｍの全幅に連続形成されている。そして、発
熱体10を降下させ、先端部10Ｓによりリード線８を加圧
すると、先端面10Ｍの凹凸部18が絶縁被覆層９に食い込
み、この状態で振動を加えるため、絶縁被覆層９が剥ぎ
取られる。尚、図７には発熱体10の振動方向を示す矢印
14のみを記載したが、発熱体10を位置固定してフレキシ
ブル基板１のみを振動したり、両者を相反する方向に振
動したりするようにしてもよい。

【００１５】このように本実施例では、加圧時にフレキ
シブル基板１と先端部10Ｓの両者いずれか一方を該加圧
方向と交差する方向または両者を該交差方向で相反する
方向に振動し、先端部10Ｓに凹凸部18を設けた発熱体10
を用いる方法であるから、凹凸部18がくさびのようにし
てリード線８の絶縁被覆層９を部分的に破壊し、振動状
態で加熱を行うため、上記各実施例と同様な作用，効果
を有し、また、この例では凹凸部18が絶縁被覆層９に食
い込むくさび作用により絶縁被覆層９を除去できるた
め、加圧力が１００ｇｆ以下といったさらに低加圧条件
でリード線８の接続作業を行うことができる。

【００１６】尚、本発明の上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実
施が可能である。例えば、絶縁被覆層にはエナメル系の
もの等を用いることができる。また、超音波振動加熱を
用いない第１，２，４実施例においては、２ＫＨｚ未満
の低振動を加えるようにすればよく、また、回路基板と
先端部の両者を相反する方向に低振動で振動させる場合
は、両者を合わせた振動数を２ＫＨｚ未満とすればよ
い。また、回路基板においては、例えばリード線接続部
にはんだ皮膜層をもたないニッケルメッキ，金メッキ等
の金属製電極，端子等を用いることもできる。

【００１７】

【発明の効果】請求項１は、回路基板の導電部にはんだ
皮膜層を被着し、このはんだ皮膜層が被着された導電部
に、絶縁被覆が被着されたリード線を位置決めし、先端
部が発熱する発熱体の該先端部により前記位置決めされ
たリード線を加圧すると共に前記先端部を発熱して前記
はんだ皮膜層を溶融させ前記リード線を前記導電部に接
続するリード線の接続方法において、前記加圧時に前記
回路基板と発熱体先端部の両者いずれか一方を該加圧方
向と交差する方向またはその交差方向で両者を相反する
方向に振動するリード線の接続方法であり、比較的低温
及び低加圧でリード線を接続することが可能となり、信
頼性の高いリード線の接続方法を提供することができ
る。

【００１８】また、請求項２は、前記先端部に凹凸部を
設けた前記発熱体を用いるリード線の接続方法であり、
絶縁被覆層の除去が容易で、比較的低温及び低加圧でリ
ード線を接続することが可能となり、信頼性の高いリー
ド線の接続方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の断面図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例を示す回路基板の平面図で
ある。

【図３】本発明の第１実施例を示す発熱体の側面図であ
る。

【図４】本発明の第１実施例を示す接続後のリード線周
辺の断面図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す要部の断面図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例を示す要部の斜視図であ
る。

【図７】本発明の第４実施例を示す発熱体の先端部とリ
ード線の断面図である。

【図８】従来の接続方法によるリード線周辺の断面図で
ある。

【符号の説明】１フレキシブル基板（回路基板）２銅箔（導電部）８リード線９絶縁被覆層 10 発熱体 10Ｓ先端部 13 はんだ皮膜層 18 凹凸部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板の導電部にはんだ皮膜層を被着
し、このはんだ皮膜層が被着された導電部に、絶縁被覆
が被着されたリード線を位置決めし、先端部が発熱する
発熱体の該先端部により前記位置決めされたリード線を
加圧すると共に前記先端部を発熱して前記はんだ皮膜層
を溶融させ前記リード線を前記導電部に接続するリード
線の接続方法において、前記加圧時に前記回路基板と発
熱体先端部の両者いずれか一方を該加圧方向と交差する
方向またはその交差方向で両者を相反する方向に振動す
ることを特徴とするリード線の接続方法。
【請求項２】前記先端部に凹凸部を設けた前記発熱体
を用いることを特徴とする請求項１記載のリード線の接
続方法。