(57)【要約】【課題】  半田融着によりプリント配線板の接合を行う際に、プリント配線板の熱的ダメージを低減できるようにする。【解決手段】  回路基板９の表面１１ｂに形成された接続端子１３に電気的に接続して、前記回路基板９と共に電子回路を構成するプリント配線板１であって、略板状の基板本体３と、該基板本体３に設けられ、前記回路基板９の接続端子１３に接合させる接合ランド５とを備え、該接合ランド５が、前記基板本体３の表面３ｂ及び裏面３ｃから外方に露出することを特徴とするプリント配線板１を提供する。【選択図】    図３
2006303354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の表面に形成された接続端子に電気的に接続して、前記回路基板と共に電子回路を構成するプリント配線板であって、
略板状の基板本体と、該基板本体に設けられ、前記回路基板の接続端子に接合させる接合ランドとを備え、
該接合ランドが、前記回路基板の表面に対向する前記基板本体の表面、及び、該表面と反対側に位置する前記基板本体の裏面から外方に露出することを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記接合ランドが、少なくとも前記基板本体の裏面から突出して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記接合ランドに、前記基板本体の厚さ方向に貫通するスルーホールが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
請求項３に記載のプリント配線板の接合ランドを、前記回路基板の接続端子に接合させるプリント配線板の接合方法であって、
前記回路基板の接続端子の表面に、半田メッキを施すメッキ形成工程と、
前記プリント配線板の接合ランド及び前記回路基板の接続端子の表面が相互に接触するように、前記プリント配線板及び前記回路基板を相互に重ねて配置する基板配置工程と、
前記スルーホールを通じて前記半田メッキを直接加熱する半田加熱工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリント配線板及びプリント配線板の接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、リジッド配線板やフレキシブル配線板等のプリント配線板の表面に形成された接合ランド（接続端子）を相互に電気的に接続する際には、これら２つのプリント配線板の接合ランドを半田融着により相互に接合する（例えば、非特許文献１参照。）。
この半田融着は、例えば、以下の手順で行われる。すなわち、図６に示すように、予めリジッド配線板６１及びフレキシブル配線板６３の表面６１ａ，６３ａにそれぞれ同数の接合ランド６５，６７を形成しておくと共に、リジッド配線板６１の接合ランド６５の表面６５ａに半田メッキ６９を施しておく。そして、リジッド配線板６１及びフレキシブル配線板６３の接合ランド６５，６７の表面が相互に接触するようにリジッド配線板６１及びフレキシブル配線板６３を重ねて配した状態で、ヒータツール７１によりフレキシブル配線板６３の接合ランド６７に熱及び圧力を加える。これにより、半田メッキ６９が溶融して、リジッド配線板６１及びフレキシブル配線板６３の接合ランド６５，６７が半田付けにより相互に接合されることになる。
この接合において、ヒータツール７１は、リジッド配線板６１及びフレキシブル配線板６３の接合ランド６５，６７同士を相互に当接させるために、フレキシブル配線板６３の裏面６３ｂ側に配される。したがって、ヒータツール７１の熱は、フレキシブル配線板６３を介して接合ランド６５，６７に伝えられることになる。
【０００３】
なお、この半田融着の際には、フレキシブル配線板６３のうち、複数の接合ランド６７を形成した領域全体を１つのヒータツール７１により加熱するため、これら複数の接合ランド６７は、フレキシブル配線板６３に搭載された各種電子部品から離れた位置にまとめて配する必要がある。すなわち、従来のプリント配線板では、複数の接合ランドの形成位置や領域が予め限定され、プリント配線板に形成される配線パターンの設計自由度も限定されている。
また、近年では、プリント配線板に搭載する電子部品の増加に伴ってプリント配線板に各種電子部品を高密度に搭載することが要求されているため、プリント配線板の接合ランドの面積も年々小さくなる傾向にある。
【非特許文献１】沼倉研史著，「高密度フレキシブル基板入門」，日刊工業新聞，１９９８年１２月２４日，ｐ．９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、従来のプリント配線板を接合する際には、ヒータツールの熱がプリント配線板を介して接合ランドに伝えられるため、ヒータツールの温度を半田メッキの溶融温度よりも高く設定したり、プリント配線板を長時間加熱する必要があった。すなわち、プリント配線板が高温に加熱されてプリント配線板が熱変形する等、プリント配線板への熱的ダメージが大きくなるという問題がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、半田融着の際にプリント配線板の熱的ダメージを低減することができるプリント配線板及びプリント配線板の接合方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
本発明に係るプリント配線板は、回路基板の表面に形成された接続端子に電気的に接続して、前記回路基板と共に電子回路を構成するものであって、略板状の基板本体と、該基板本体に設けられ、前記回路基板の接続端子に接合させる接合ランドとを備え、該接合ランドが、前記回路基板の表面に対向する前記基板本体の表面、及び、該表面と反対側に位置する前記基板本体の裏面から外方に露出することを特徴とする。
【０００６】
このプリント配線板の接合ランドを回路基板の接続端子に接合する際には、予めプリント配線板の接合ランド、若しくは、回路基板の接続端子の少なくともいずれか一方の表面に半田メッキを施しておく。次いで、これら接合ランド及び接続端子の表面が互いに当接するように、プリント配線板及び回路基板の表面を相互に対向させて配置する。
そして、プリント配線板の裏面側に半田メッキを加熱するためのヒータツールを配する。ここで、プリント配線板の接合ランドは基板本体の裏面から外方に露出しているため、ヒータツールをプリント配線板の接合ランドに直に接触させることができる。
【０００７】
この状態において、ヒータツールによりプリント配線板の接合ランドを加熱すると、この接合ランドのみを介して半田メッキに熱が伝えられ、半田メッキが溶融する。最後にヒータツールを接合ランドから離脱させると、半田メッキが凝固して、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子が相互に接合されることになる。
以上のように、基板本体を加熱することなく、プリント配線板の接合ランドのみを介して半田メッキを加熱することができるため、短時間で半田メッキを溶融することができ、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の接合を短時間で行うことが可能となる。
【０００８】
また、本発明は、前記プリント配線板において、前記接合ランドが、少なくとも前記基板本体の裏面から突出して形成されていることを特徴とする。
このプリント配線板によれば、ヒータツールを基板本体の裏面側に配しても、ヒータツールは、基板本体の裏面から突出する接合ランドのみに当接し、基板本体には接触しない。したがって、ヒータツールによって基板本体が直接加熱されることを確実に防止することができる。
【０００９】
また、本発明は、前記プリント配線板において、前記接合ランドに、前記基板本体の厚さ方向に貫通するスルーホールが形成されていることを特徴とする。
このプリント配線板によれば、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の表面を互いに当接させた状態においては、プリント配線板の表面側に開口するスルーホールの開口部が、接合ランド及び接続端子の間に位置する半田メッキに対向して配される。
この状態において、プリント配線板の接合ランドを加熱した際には、毛細管現象によって溶融した半田メッキをスルーホール内に導入することができる。すなわち、プリント配線板の接合ランドの表面に加えて、スルーホールの内面にも半田メッキを付着させることができる。
【００１０】
また、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の表面を互いに当接させた状態においては、半田メッキが、スルーホールを介してプリント配線板の裏面側から外方に露出するため、プリント配線板の接合ランドを介さずに半田メッキを直接加熱することができる。したがって、さらに短い時間で半田メッキを溶融して、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の接合をさらに効率よく行うことができる。
そして、半田メッキを直接加熱する場合には、プリント配線板及び回路基板に接合ランドや接続端子が複数設けられていても、これら複数の接合ランド及び接続端子を個々に接合させることができるため、従来のように、複数の接合ランドをまとめて配置する必要が無くなる。したがって、複数の接合ランドを基板本体に不規則に配列して、自由度の高い配線パターンの設計を行うこともできる。
【００１１】
また、本発明に係るプリント配線板の接合方法は、前記プリント配線板の接続端子を前記回路基板の接続端子に接合させるものであって、前記回路基板の接続端子の表面に、半田メッキを施すメッキ形成工程と、前記プリント配線板の接合ランド及び前記回路基板の接続端子の表面が相互に接触するように、前記プリント配線板及び前記回路基板を相互に重ねて配置する基板配置工程と、前記スルーホールを通じて前記半田メッキを直接加熱する半田加熱工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
このプリント配線板の接合方法によれば、半田加熱工程においてスルーホールを通じて半田メッキを直接加熱するため、短時間で半田メッキを溶融して、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の接合を効率よく行うことができる。
また、半田メッキを直接加熱することにより、プリント配線板及び回路基板にそれぞれ接合ランド及び接続端子が複数設けられていても、これら複数の接合ランド及び接続端子を個々に接合させることができるため、従来のように、複数の接合ランドをまとめて配置する必要が無くなる。したがって、複数の接合ランドを基板本体に不規則に配列して、自由度の高い配線パターンの設計を行うこともできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ヒータツールによりプリント配線板の接合ランドを直接加熱することができるため、短時間で半田メッキを溶融でき、結果として、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の接合を短時間で行うことができる。したがって、プリント配線板の基板本体がヒータツールにより加熱されて、例えば、基板本体が熱変形することを抑制できる等、プリント配線板への熱的ダメージを低減することができる。
【００１４】
特に、接合ランドにスルーホールを形成した場合には、スルーホールを介して半田メッキを直接加熱し、プリント配線板の接合ランド及び回路基板の接続端子の接合をさらに効率よく行うことができるため、プリント配線板の基板本体が加熱されることを確実に防止して、プリント配線板に熱的ダメージが発生することを防止することができる。
また、この場合には、半田メッキを直接加熱することができるため、従来のように、複数の接合ランドの形成位置や領域が限定されたり、プリント配線板に形成される配線パターンの設計自由度が低くなることを防止することができる。
【００１５】
さらに、プリント配線板の接合ランドの表面に加えて、スルーホールの内面にも半田メッキを付着させることができるため、プリント配線板の接合ランドに対する半田メッキの接合面積を増加させて、プリント配線板の接合ランドと回路基板の接続端子との接合強度を向上させることもできる。すなわち、プリント配線板への各種電子部品の搭載の高密度化に伴ってプリント配線板に形成される接合ランドの表面の面積が小さくなっても、従来のように、プリント配線板と回路基板との接合強度が低下することを防止できる。
また、プリント配線板の接合ランドを基板本体の裏面から突出させておくことにより、ヒータツールが基板本体に接触して、基板本体を直接加熱することを防止できるため、プリント配線板に熱的ダメージが発生することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１から図３は本発明に係る一実施形態を示しており、図１に示すように、この実施の形態に係るフレキシブル配線板（プリント配線板）１は、可撓性を有する薄板状の基板本体３と、基板本体３に設けられた複数の接合ランド５とを備えている。基板本体３は、ポリイミド等の樹脂材料から形成されている。
各接合ランド５は、基板本体３の厚さ方向に貫通して形成された貫通孔３ａに挿入されており、基板本体３の表面３ｂ及び裏面３ｃから突出している。また、各接合ランド５には、基板本体３の厚さ方向に貫通するスルーホール７が形成されている。
これら複数の接合ランド５は、基板本体３の表面３ｂに沿って直線状に配列されており、基板本体３の表面３ｂや裏面３ｃから相互に等しい高さで突出している。すなわち、複数の接合ランド５の一端面（表面）５ａや他端面５ｂは、相互に同一平面上に形成されている。
【００１７】
このフレキシブル配線板１と電気的に接続して、フレキシブル配線板１と共に電子回路を構成するリジッド配線板（回路基板）９は、可撓性を有さない略板状の基板本体１１の表面１１ｂに、フレキシブル配線板１の接合ランド５に接合させる接続端子１３を複数形成して構成されている。
このリジッド配線板９の基板本体１１は、例えば、ガラスエポキシ樹脂から形成されている。複数の接続端子１３は、基板本体１１の表面１１ｂから相互に等しい高さで突出しており、接合ランド５に接合可能な位置関係に配列されている。また、各接続端子１３の表面１３ａは、接合ランド５の一端面５ａと略同一形状となっている。
【００１８】
次に、上記のように構成されたフレキシブル配線板１とリジッド配線板９との接合方法について説明する。
フレキシブル配線板１の接合ランド５をリジッド配線板９の接続端子１３に接合する際には、予め、リジッド配線板９の接続端子１３の表面１３ａに半田メッキ２１を施しておく（メッキ形成工程）。次いで、リジッド配線板９を基台２３の平坦面２３ａに配すると共に、図２，３に示すように、接合ランド５の一端面５ａ及び接続端子１３の表面１３ａが互いに接触するように、フレキシブル配線板１及びリジッド配線板９の表面３ｂ，１１ｂを相互に対向させて配置する（基板配置工程）。
この状態においては、接合ランド５の一端面５ａ側に開口するスルーホール７の開口部７ａが半田メッキ２１に対向して配されるため、半田メッキ２１がスルーホール７を介してフレキシブル配線板１の裏面３ｃ側から外方に露出することになる。
【００１９】
その後、フレキシブル配線板１の裏面３ｃ側に半田メッキ２１を加熱するためのヒータツール２５を配する。ここで、接合ランド５は基板本体３の裏面３ｃから突出しているため、ヒータツール２５の平坦面２５ａは接合ランド５のみに当接し、基板本体３の裏面３ｃには接触しない。また、複数の接合ランド５の他端面５ｂは、相互に同一平面上に形成されているため、ヒータツール２５の平坦面２５ａに等しく接触することになる。
そして、この状態において、ヒータツール２５により複数の接合ランド５を加熱すると、これら接合ランド５のみを介して半田メッキ２１に熱が伝えられ、半田メッキ２１が溶融する。この際、溶融した半田メッキ２１は、毛細管現象によってスルーホール７内に導入され、このスルーホール７内に充填されることになる。すなわち、スルーホール７の内面に半田メッキ２１が付着することになる。
最後に、ヒータツール２５を接合ランド５の他端面５ｂから離脱させると、接合ランド５の一端面５ａと接続端子１３の表面１３ａとの隙間、及び、スルーホール７内に充填された半田メッキ２１が凝固して、接合ランド５及び接続端子１３が相互に接合されることになる。
【００２０】
上記のように、このフレキシブル配線板１によれば、接合ランド５を基板本体３の裏面３ｃから突出させておくことにより、基板本体３を加熱することなく、接合ランド５のみを介して半田メッキ２１を加熱することができるため、短時間で半田メッキ２１を溶融することができ、接合ランド５及び接続端子１３の接合を短時間で行うことが可能となる。したがって、フレキシブル配線板１の基板本体３がヒータツール２５により加熱されて、例えば、基板本体３が熱変形することを防止できる等、フレキシブル配線板１に熱的ダメージが発生することを防ぐことができる。
また、半田メッキ２１を加熱した際には、接合ランド５の一端面５ａだけではなく、スルーホール７の内面にも半田メッキ２１が付着するため、接合ランド５に対する半田メッキ２１の接合面積を増加させて、接合ランド５と接続端子１３との接合強度を向上させることができる。特に、フレキシブル配線板１への各種電子部品の高密度化に伴って接合ランド５の一端面５ａの面積が小さくなっても、従来のように、フレキシブル配線板１とリジッド配線板９との接合強度が低下することを防止できる。
【００２１】
なお、上記の実施の形態においては、ヒータツール２５により接合ランド５を介して半田メッキ２１を加熱するとしたが、これに限ることはなく、少なくとも半田メッキ２１を加熱すればよい。したがって、基板配置工程の終了後に、例えば、図４に示すように、基板本体３の裏面３ｃ側からスルーホール７を通じて半田メッキ２１にＹＡＧレーザ２７のレーザ光Ｌを照射して、半田メッキ２１を直接加熱する（半田加熱工程）としても構わない。この場合においても、溶融した半田メッキ２１は毛細管現象によってスルーホール７内に導入されることになる。
このように半田メッキ２１を直接加熱する場合には、さらに短い時間で半田メッキ２１を溶融して、接合ランド５と接続端子１３との接合をさらに効率よく行うことができるため、フレキシブル配線板１の基板本体３が加熱されることを確実に防止して、フレキシブル配線板１に熱的ダメージが発生することを防止できる。
【００２２】
また、複数の接合ランド５及び接続端子１３を個々に接合させることができるため、従来のように、複数の接合ランド５をまとめて配置する必要が無くなる。すなわち、基板本体３に対する複数の接合ランド５の形成位置や形成領域が限定されたり、フレキシブル配線板１に形成される配線パターンの設計自由度が低下することを防止することができる。したがって、例えば、図５に示すように、複数の接合ランド５を基板本体３に対して不規則に配列して、自由度の高い配線パターンの設計を行うことができる。
なお、上述のように、半田メッキ２１を直接加熱する場合には、ＹＡＧレーザ２７による加熱に限ることはなく、少なくともスルーホール７を通じて半田メッキ２１を直接加熱できればよい。すなわち、例えば、スルーホール７よりも径の小さい針をスルーホール７に挿入して、この針により半田メッキ２１を加熱するとしても構わない。
【００２３】
また、各接合ランド５は、基板本体３の表面３ｂや裏面３ｃから突出するとしたが、これに限ることはなく、少なくともヒータツール２５やリジッド配線板９の接続端子１３に接触するように、基板本体３の表面３ｂ及び裏面３ｃから外方に露出していればよい。この構成の場合でも、ヒータツール２５を接合ランド５に直に接触させることができる、すなわち、基板本体３を加熱することなく、接合ランド５のみを介して半田メッキ２１を短時間で加熱することができる。したがって、フレキシブル配線板１の基板本体３がヒータツール２５により加熱されて、例えば、基板本体３が熱変形することを抑制できる等、フレキシブル配線板１への熱的ダメージを低減することができる。
【００２４】
さらに、各接合ランド５には、スルーホール７が形成されるとしたが、接合ランド５と接続端子１３との接合力の向上を考慮しない場合には、スルーホール７を形成しなくてもよい。この構成の場合でも、接合ランド５のみを介して半田メッキ２１を短時間で加熱できるため、フレキシブル配線板１への熱的ダメージを低減することができる。
また、半田メッキ２１は、接続端子１３の表面１３ａに施されるとしたが、これに限ることはなく、例えば、接合ランド５の一端面５ａに形成されるとしても構わない。
【００２５】
また、フレキシブル配線板１は、可撓性を有さない基板本体１１から構成されるリジッド配線板９と電気的に接続されるとしたが、これに限ることはなく、少なくとも基板本体の表面に、接合ランド５に接合するための接続端子を設けた回路基板と接合されればよい。すなわち、フレキシブル配線板１に接合される回路基板としては、例えば、可撓性を有する基板本体から構成されるフレキシブル配線板であっても構わない。
さらに、上記実施形態においては、可撓性を有する基板本体３から構成されたフレキシブル配線板１について述べたが、これに限ることはなく、少なくとも配線パターンを形成した基板本体３に上記実施形態の接合ランド５を設けたプリント配線板であればよい。すなわち、例えば、可撓性を有さない基板本体に上記実施形態の接合ランド５を設けた所謂リジッド配線板であっても構わない。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施形態に係るフレキシブル配線板と、これに接合させるリジッド配線板の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のフレキシブル配線板にリジッド配線板を接合する方法を示す概略断面図である。
【図３】図１のフレキシブル配線板にリジッド配線板を接合する方法の概略を示す拡大断面図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係るフレキシブル配線板において、その接合方法の概略を示す拡大断面図である。
【図５】図４のフレキシブル配線板において、接合ランドの配置を示す概略平面図である。
【図６】従来のプリント配線板の接合方法を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  フレキシブル配線板（プリント配線板）
３  基板本体
３ｂ  表面
３ｃ  裏面
５  接合ランド
５ａ  一端面（表面）
７  スルーホール
９  リジッド配線板（回路基板）
１１ｂ  表面
１３  接続端子
１３ａ  表面
２１  半田メッキ
【図１】
2006303354.tif 000003
【図２】
2006303354.tif 000004
【図３】
2006303354.tif 000005
【図４】
2006303354.tif 000006
【図５】
2006303354.tif 000007
【図６】
2006303354.tif 000008