(57)【要約】【課題】フレキシブル回路基板上に形成した導電パターンと端子板間の接続を確実に行えるフレキシブル回路基板への端子板接続構造及び方法を提供すること。【解決手段】フレキシブル回路基板１０に形成した導電パターン１７と端子板２０間を、低温半田層５０によって接着・一体化した上で、導電パターン１７と端子板２０の接着部分の上下を覆うように成形品３０を成形してなるフレキシブル回路基板への端子板接続構造である。これによって導電パターン１７と端子板２０間の電気的・機械的接続を強固に行うことができる。【選択図】図２
2015026542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル回路基板に形成した導電パターンと端子板間を、低温半田によって接着・一体化した上で、前記導電パターンと端子板の接着部分の上下を覆うように成形品を成形してなることを特徴とするフレキシブル回路基板への端子板接続構造。
【請求項２】
導電パターンを形成したフレキシブル回路基板と、前記導電パターン上に接続される端子板と、前記導電パターンと端子板を接続する部分の上下を覆うようにキャビティーを形成してなる第１，第２金型とを用意し、
前記導電パターン上に低温半田を塗布する工程と、
前記塗布した低温半田層上に前記端子板を当接する工程と、
前記フレキシブル回路基板と端子板を、前記第１，第２金型で挟持すると共に、第１，第２金型の前記キャビティー内に溶融モールド樹脂を射出成形し、溶融モールド樹脂が固化した後に第１，第２金型を取り外す工程と、
を具備することを特徴とするフレキシブル回路基板への端子板接続方法。
【請求項３】
請求項２に記載のフレキシブル回路基板への端子板接続方法であって、
前記低温半田層上に前記端子板を当接する工程の後に、
前記低温半田層をリフローすることで前記導電パターンと端子板間を接着・一体化する工程を具備することを特徴とするフレキシブル回路基板への端子板接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル回路基板への端子板接続構造及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フレキシブル回路基板上に設けた導電パターンに端子板（金属端子板）を接続する方法として、例えば特許文献１には、前記導電パターンと端子板間を導電性接着剤で接着し、その上に補強フィルムを被せ、この補強フィルムとフレキシブル回路基板間を超音波熔着して固定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−２５１９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電性接着剤による導電パターンと端子板間の接合強度は必ずしも強いとはいえず、また接続部分の導電性も必ずしも高いとはいえなかった。このため補強フィルムを用いて機械的強度を補強しているが、部品点数が増加し、超音波熔着作業も煩雑であった。
【０００５】
一方、上記接合強度を強くするには、導電性接着剤に代えて、導電パターンと端子板間を半田によって接続すればよい。しかしながら回路基板が合成樹脂フィルム製のフレキシブル回路基板の場合、フィルムの材質によっては半田の熱に耐えられない場合があった。例えばフレキシブル回路基板を構成するフィルムが安価なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の場合、耐熱性が低いため通常の半田は使用できず、耐熱性の高い高価なポリイミド製のフィルム等を使用しなければならなかった。
【０００６】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、耐熱性の低い材質のフィルムを用いたフレキシブル回路基板であっても、このフレキシブル回路基板上に形成した導電パターンと端子板間の接続を確実に行えるフレキシブル回路基板への端子板接続構造及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるフレキシブル回路基板への端子板接続構造は、フレキシブル回路基板に形成した導電パターンと端子板間を、低温半田によって接着・一体化した上で、前記導電パターンと端子板の接着部分の上下を覆うように成形品を成形してなることを特徴としている。
ここで低温半田とは、溶け始め（固相線）が１８３℃未満の半田をいう。
導電パターンと端子板間を低温半田によって接着・一体化した上で、さらにその周囲を成形品で覆うので、導電パターンと端子板間の電気的・機械的接続を強固に行うことができる。
また成形品は、ケースやその他の用途にそのまま兼用できるので、部品点数が増加することも防止できる。
【０００８】
また本発明は、導電パターンを形成したフレキシブル回路基板と、前記導電パターン上に接続される端子板と、前記導電パターンと端子板を接続する部分の上下を覆うようにキャビティーを形成してなる第１，第２金型とを用意し、前記導電パターン上に低温半田を塗布する工程と、前記塗布した低温半田層上に前記端子板を当接する工程と、前記フレキシブル回路基板と端子板を、前記第１，第２金型で挟持すると共に、第１，第２金型の前記キャビティー内に溶融モールド樹脂を射出成形し、溶融モールド樹脂が固化した後に第１，第２金型を取り外す工程と、を具備することを特徴としている。
低温半田による導電パターンと端子板間の直接的な接着固定と、前記接着部分の周囲の成形品による固定とを、容易且つ確実に行うことができる。
【０００９】
また本発明は、前記低温半田層上に前記端子板を当接する工程の後に、前記低温半田層をリフローすることで前記導電パターンと端子板間を接着・一体化する工程を具備することを特徴とする。低温半田のリフロー温度は低くできるので、フレキシブル回路基板が劣化することはない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐熱性の低い材質のフィルムを用いたフレキシブル回路基板であっても、このフレキシブル回路基板上に形成した導電パターンと端子板間の確実な接続を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】成形樹脂ケース１を示す図である。
【図２】図１（ｂ）のＣ部分の拡大概略図である。
【図３】図１（ｄ）のＤ部分の拡大概略図である。
【図４】フレキシブル回路基板１０を示す平面図である。
【図５】ケース１の製造方法説明図である。
【図６】ケース１の製造方法説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を適用して構成された回転式可変抵抗器用の基板内蔵型の成形樹脂ケース（以下「ケース」という）１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１（ｃ）は裏面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。同図に示すようにこのケース１は、フレキシブル回路基板１０に３本の金属製の端子板２０の一端を当接した状態で、フレキシブル回路基板１０の上下面にわたって成形品３０を成形して構成されている。
【００１３】
図４はフレキシブル回路基板１０を示す平面図である。同図に示すようにフレキシブル回路基板１０は、略円形のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のフィルム１１の中央に円形の開口１３を設け、この開口１３の周囲のフィルム１１上面に同心円状に導体パターン１５と抵抗体パターン１６を印刷形成し、更に抵抗体パターン１６と導体パターン１５からフィルム１１の一端辺に引き出された三本の端子接続用の導電パターン１７上にそれぞれ接着性を有する導電部材として、低温半田層（低温半田）５０を印刷形成して構成されている。フィルム１１の耐熱温度は２００℃〜２１０℃である。
【００１４】
ここで導電パターン１７及び導体パターン１５の材質として、この例では、フェノール系熱硬化性樹脂に銀粉を混練したものを用いている。
【００１５】
また低温半田層５０の材質として、この例では、低融点のＳｎ−Ｂｉ半田（融点１３９℃）粉末と、補強用の熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂等）とを混練したものを用いている。
【００１６】
次に図１に示す成形品３０は、フレキシブル回路基板１０をその上下から覆うように成形されており、上面側には前記導体パターン１５と抵抗体パターン１６とを露出する凹部３１が形成され、その中央にはフレキシブル回路基板１０の開口１３を貫通する貫通孔３３が形成されている。成形品３０の材質は、この例ではポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のガラス材入りを使用しており、その溶融温度は２２０℃〜２３０℃のものである。
【００１７】
ここで図２は図１（ｂ）のＣ部分の拡大概略図、図３は図１（ｄ）のＤ部分の拡大概略図である。両図に示すように端子板２０と導電パターン１７間は、接着性を有する低温半田層５０によって接着・一体化された上で、さらにその周囲（上下）が成形品３０によって覆われ、これによって導電パターン１７と端子板２０間の電気的・機械的接続が強固に行われている。
【００１８】
次にこのケース１の製造方法について説明する。まず前述した図４に示すようにフレキシブル回路基板１０の各導電パターン１７上に低温半田層５０を塗布する。次に図５に示すように各低温半田層５０の上に、端子板２０の一端を載置する。このとき各端子板２０の他端は、１本の帯状の連結板２１によって連結されていて１枚の金属板となっている（連結板２１は下記する成形品３０の成形後にＥ−Ｅ線で切断される）。
【００１９】
そして炉の中で、前記低温半田層５０を約１６０℃で約３〜１０分間、リフローし、これによって導電パターン１７と端子板２０間を半田接続する。この接続は、１６０℃までの昇温過程で低温半田層５０中の活性剤が半田の酸化膜を除去した後、Ｓｎ−Ｂｉ半田の融点１３９℃前後で半田が溶融し、導電パターン１７と端子板２０の両者に対して濡れる。同時に半田と熱硬化性樹脂が分離して熱硬化性樹脂が半田の表面を覆い、その後１６０℃で約３〜１０分間加熱する間に熱硬化性樹脂の硬化が完了する。つまり半田と熱硬化性樹脂からなる低温半田層５０によって、導電パターン１７と端子板２０間は強固に接続される。低温半田による接着は金属の溶融による接着なので、導電性接着剤による接着に比べて、電気的導通性は高く、また機械的接合強度も強くなる。また加熱温度１６０℃は、フィルム１１の耐熱温度２００℃〜２１０℃よりも低いので、フィルム１１が劣化する恐れはない。
【００２０】
次にこのフレキシブル回路基板１０を図６に示すように第１，第２金型６０，７０の間に挟持する。このとき端子板２０の上端部２３の部分はフレキシブル回路基板１０とともに第１，第２金型６０，７０によって挟持され、また端子板２０の下部２５は単独で第１，第２金型６０，７０によって挟持される。つまり端子板２０はその上下が第１，第２金型６０，７０によって確実に固定されている。
【００２１】
そして第２金型７０側に設けた樹脂注入口７１から溶融モールド樹脂を圧入して、主として第２金型７０側に設けた各キャビティー７３内をモールド樹脂で満たした後に、第１金型６０側に設けた各キャビティー６３内をモールド樹脂で満たす。そして前記溶融モールド樹脂が冷却固化した後に第１，第２金型６０，７０を取り外せば、前記図１〜図３に示すケース１が完成する。ところで成形品３０を構成するＰＢＴの溶融温度は２２０℃〜２３０℃であるが、第１，第２金型６０，７０の温度は８０℃程度なので、キャビティー内に注入された溶融モールド樹脂の温度は、２００℃程度以下になっている。このためフレキシブル回路基板１０のフィルム１１を構成するＰＥＴフイルム（耐熱温度２００℃〜２１０℃）が破壊されることはない。
【００２２】
また低温半田層５０の融点は１３９℃であり、成形品３０の溶融温度は２２０℃〜２３０℃であるが、低温半田層５０と接続した端子板２０は、８０℃程度の第１，第２金型６０，７０に挟持されていて、端子板２０から第１，第２金型６０，７０への熱の伝導性は良好であり、しかも低温半田層５０を接続した端子板２０は、その上端部２３（図６参照）の部分が第１，第２金型６０，７０の一部によってフレキシブル回路基板１０と共に直接強く挟持されているため、低温半田層５０に加わる熱は、端子板２０の上端部２３等を介して第１金型６０へ効率よく伝導される。これらのことから、高温の溶融モールド樹脂が低温半田層５０の周囲に充填されても、低温半田層５０が再溶融することはなく、導電パターン１７と端子板２０間の接続状態は良好なまま保てる。
【００２３】
以上説明したように、上記ケース１によれば、フレキシブル回路基板１０の導電パターン１７と端子板２０間を低温半田５０によって接着性を持って電気的・機械的に接続すると同時に、その周囲をモールド樹脂製の成形品３０によって覆うことで機械的接続強度を補強しているので、導電パターン１７と端子板２０間の電気的接続抵抗を低抵抗にできると同時に、機械的固定も強固にできる。
【００２４】
ところでフレキシブル回路基板１０は可撓性があるため、高圧の溶融モールド樹脂を充填する際に、接合したフレキシブル回路基板１０と端子板２０間の接合が外れないように、また端子板２０の熱を金型に放出して低温半田層５０が溶融モールド樹脂の熱によって再溶融しないように、上記例では接合したフレキシブル回路基板１０と端子板２０間を第１，第２金型６０，７０の一部によって直接強く挟持する構成としたが、上記問題が特にないような場合（例えば溶融温度が低い樹脂を使用したような場合）には、前記第１，第２金型６０，７０によるフレキシブル回路基板１０と端子板２０間の挟持は必ずしも必要ない。また端子板２０とフレキシブル回路基板１０間の低温半田５０による接合強度は強いので、溶融モールド樹脂を流し込む樹脂注入口７１の位置についても、接合したフレキシブル回路基板１０と端子板２０間の接合が外れないような溶融モールド樹脂の流れとなる位置に設置する工夫の必要性が低下する。これらのことから金型構造の複雑化を防止できる。
【００２５】
つまり上記ケース１によれば、耐熱性の低い安価なフィルムを用いたフレキシブル回路基板１０であっても、このフレキシブル回路基板１０上に形成した導電パターン１７と端子板２０間を確実に電気的・機械的に接続することができ、且つ金型構造の簡素化も図れ、これらのことから製造コストの低廉化も実現できる。
【００２６】
上記実施形態では、低温半田層５０上に端子板２０を当接した工程の後に、低温半田層５０をリフローすることで導電パターン１７と端子板２０間を接着・一体化し、その後に成形品３０を成形するように構成したが、場合によっては低温半田層５０をリフローすることで導電パターン１７と端子板２０間を接着・一体化する工程は、省略可能である。即ち、溶融モールド樹脂の材質として、その溶融温度が上記ＰＢＴからなる溶融モールド樹脂の溶融温度よりも高い材質のものを用い（または上記ＰＢＴからなる溶融モールド樹脂であっても例えば樹脂注入口７１の位置を低温半田層５０近傍として樹脂注入口７１から射出された直後の溶融モールド樹脂の熱を低温半田層５０に直接伝導できるようにし）たような場合は、低温半田層５０上に端子板２０を当接する工程の後に、フレキシブル回路基板１０と端子板２０を第１，第２金型６０，７０で挟持し、第１，第２金型６０，７０のキャビティー６３，７３内に溶融モールド樹脂を射出成形し、この溶融モールド樹脂の熱によって直接低温半田層５０を溶かして導電パターン１７と端子板２０間を接着・一体化し、同時に成形品３０を成形することも可能である。
【００２７】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、フレキシブル回路基板を構成するフィルムや成形品の材質は必要に応じて種々変更可能である。また上記例では本発明を、回転式電子部品（回転式可変抵抗器）用の基板内蔵型の成形樹脂ケースに用いた例を説明したが、他の各種用途に用いてもよいことは言うまでもない。要は、フレキシブル回路基板に形成した導電パターン上に端子板を取り付ける構造であれば、どのような部分にも適用できる。例えば、電気的な機能素子の周囲をモールド樹脂製のケースで覆い、前記ケースの外周から端子板を突出してなる構造のチップ型電子部品（例えばチップ型ＬＥＤ等）をフレキシブル回路基板上に載置し、その際フレキシブル回路基板に形成した導電パターン上に前記チップ型電子部品の端子板を当接接続する場合にも、本発明にかかる導電パターンと端子板間の接続構造を用いることができる。即ち前記導電パターンと端子板間を、低温半田によって接着・一体化した上で、その上下を成形品によって覆うことで、本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２８】
１  ケース（成形樹脂ケース）
１０  フレキシブル回路基板
１５  導体パターン
１６  抵抗体パターン
１７  導電パターン
２０  端子板
２１  連結板
３０  成形品
５０  低温半田層（低温半田）
６０  第１金型
６３  キャビティー
７０  第２金型
７１  樹脂注入口
７３  キャビティー
【図１】
2015026542.tif 000003
【図２】
2015026542.tif 000004
【図３】
2015026542.tif 000005
【図４】
2015026542.tif 000006
【図５】
2015026542.tif 000007
【図６】
2015026542.tif 000008