(57)【要約】      （修正有）【課題】ＦＰＣと接続対象物とを高い機械的強度で半田付けできる方法及び構造を得る。【解決手段】ＦＰＣの接続端部において表裏の絶縁被覆２１を除去するに際し、延長方向の両縁部を残し、露出した配線パターン２２ｅを半田付けすれば残存する絶縁被膜２１により強度アップを図ることができるという着眼に基づき、ＦＰＣの接続端部の表裏の絶縁被覆２１を、延長方向の両縁部を残してそれぞれ除去し、この露出配線パターン２２ｅと接続対象物２６とを、該露出配線パターン２２ｅの表裏に連続する半田により半田付けする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性の配線パターンを絶縁被覆中に埋め込んだＦＰＣの接続端部を、接続対象物に半田付けする方法であって、
ＦＰＣの接続端部の表裏の絶縁被覆を、延長方向の両縁部を残してそれぞれ除去し、配線パターンを露出させるステップ；及び
この露出配線パターンと接続対象物とを、該露出配線パターンの表裏に連続する半田により半田付けするステップ；
を有することを特徴とするＦＰＣの半田付け方法。
【請求項２】
請求項１記載のＦＰＣの半田付け方法において、上記配線パターン露出ステップに続けて、該露出している配線パターンに表裏の半田を連続させる貫通孔を穿設するステップを実行するＦＰＣの半田付け方法。
【請求項３】
請求項１または２記載のＦＰＣの半田付け方法において、上記配線パターン露出ステップにおける表裏の絶縁被覆の除去部分は、平面的にみたとき、表裏で除去縁部の位置が一致しないように形状が定められているＦＰＣの半田付け方法。
【請求項４】
請求項４記載のＦＰＣの半田付け方法において、表裏の絶縁被覆の除去部分は、接続対象物側のそれが大きいＦＰＣの半田付け方法。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項記載のＦＰＣの半田付け方法において、上記半田付けステップは、接続対象物上に予備半田を付着させるステップと、この予備半田上に露出配線パターンを載置した後上記貫通孔を通して本半田を付着させるステップとを含んでいるＦＰＣの半田付け方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載のＦＰＣの半田付け方法において、上記接続対象物は、圧電振動子のシムであるＦＰＣの半田付け方法。
【請求項７】
導電性の配線パターンを絶縁被覆中に埋め込んだＦＰＣの接続端部を、接続対象物に半田付けする構造であって、
ＦＰＣの接続端部の表裏の絶縁被覆は、延長方向の両縁部を残してそれぞれ除去され、配線パターンが露出していること；及び
この露出配線パターンと接続対象物とは、該露出配線パターンの表裏に連続する半田により半田付けされていること；
を特徴とするＦＰＣの半田付け構造。
【請求項８】
請求項７記載のＦＰＣの半田付け構造において、上記露出している配線パターンには、該配線パターンの表裏の半田を連続させる貫通孔が穿設されているＦＰＣの半田付け構造。
【請求項９】
請求項７または８記載のＦＰＣの半田付け構造において、上記表裏の絶縁被覆の除去部分は、平面的にみたとき、表裏で除去縁部が不一致となる形状をしているＦＰＣの半田付け構造。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれか１項記載のＦＰＣの半田付け構造において、表裏の絶縁被覆の除去部分は、接続対象物側のそれが大きいＦＰＣの半田付け構造。
【請求項１１】
請求項７ないし１０のいずれか１項記載のＦＰＣの半田付け構造において、上記接続対象物は、圧電振動子のシムであるＦＰＣの半田付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＣの樹脂被覆中に存在する導電性の配線パターンを他の要素に半田付けする方法及びその半田付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の電気機器に広く用いられているＦＰＣは、合成樹脂材料（例えばポリイミド樹脂）からなる樹脂被覆中に、導電性の配線パターン（例えば銅箔）を埋め込んで構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２-３２４６１０公報
【特許文献２】特開２００６-３２６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このＦＰＣを接続対象物に半田付けするには従来、ＦＰＣの接続端部において樹脂被覆を全面的に除去して配線パターンを露出させ、その露出部分を半田付けしていた。この従来方法はしかし、配線パターンの機械的強度が極めて弱いため、僅かな力で断線するという問題があり、接続信頼性が低く、あるいは限られた用途にしか用いることができない。
【０００５】
特に、本出願人が開発中の圧電ポンプでは、ＦＰＣの接続対象が振動する圧電振動子のシムであり、振動による断線、破損が問題になる。
【０００６】
本発明は、以上の問題意識に基づき、ＦＰＣと接続対象物とを高い機械的強度で半田付けできる方法及び構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＦＰＣの接続端部において表裏の絶縁被覆を除去するに際し、延長方向の両縁部を残し、露出した配線パターンを半田付けすれば残存する絶縁被膜により強度アップを図ることができるという着眼に基づいてなされたものである。
【０００８】
本発明は、導電性の配線パターンを絶縁被覆中に埋め込んだＦＰＣの接続端部を、接続対象物に半田付けする方法の態様では、ＦＰＣの接続端部の表裏の絶縁被覆を、延長方向の両縁部を残してそれぞれ除去し、配線パターンを露出させるステップ；及びこの露出配線パターンと接続対象物とを、該露出配線パターンの表裏に連続する半田により半田付けするステップ；を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明は、導電性の配線パターンを絶縁被覆中に埋め込んだＦＰＣの接続端部を、接続対象物に半田付けする構造の態様では、ＦＰＣの接続端部の表裏の絶縁被覆は、延長方向の両縁部を残してそれぞれ除去され、配線パターンが露出していること；及びこの露出配線パターンと接続対象物とは、該露出配線パターンの表裏に連続する半田により半田付けされていること；を特徴としている。
【００１０】
露出させた配線パターンには、表裏の半田を連続させる貫通孔を穿設することが望ましい。
【００１１】
また、表裏の絶縁被覆の除去部分は、平面的にみたとき、表裏で除去縁部の位置が一致しないように形状を定めると、配線パターンへの応力集中を緩和できる。
【００１２】
また、表裏の絶縁被覆の除去部分は、接続対象物側を裏、その反対側を表としたとき、裏側のそれを大きくするのがよい。
【００１３】
本発明のＦＰＣの半田付け方法では、半田付けステップを、接続対象物上に予備半田を付着させるステップと、この予備半田上に露出配線パターンを載置した後貫通孔を通して本半田を付着させるステップとの二段階で実行することが好ましい。
【００１４】
本発明は、接続対象物を問うことなく適用できるが、例えば圧電振動子のシムを接続対象物とすると、振動するシムに対する高い接続信頼性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ＦＰＣと接続対象物とを高い機械的強度で半田付けできる方法及び構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１ないし図４は、本発明によるＦＰＣの半田付け方法及び半田付け構造の最も簡単な一例を示している。ＦＰＣ２０は、ポリイミド樹脂（絶縁樹脂）からなる絶縁被覆２１中に、銅箔（導電体）からなる配線パターン２２を備えている。このＦＰＣ２０は、その電気接続端部において、延長方向の中央部の表裏の絶縁被覆２１を除去し、両縁部に残存縁部２１Ｕ、２１Ｌ（Ｕは表、Ｌは裏）を残している。絶縁被覆２１の除去部分を除去凹部（孔）２４Ｕ、２４Ｌとすると、この表裏の除去凹部２４Ｕ、２４Ｌはそれぞれ、残存縁部２１Ｕ、２１Ｌに沿う長手方向被覆縁部（除去縁部）２４Ｕａ、２４Ｌａと、除去開始被覆縁部（除去縁部）２４Ｕｂ、２４Ｌｂとの三辺を形成しており、端部は開放されている。
【００１７】
裏側の除去凹部２４Ｌは表側の除去凹部２４Ｕよりも平面的に大きく、表裏の長手方向被覆縁部２４Ｕａと２４Ｌａを平面的に見たときの位置、及び表裏の除去開始被覆縁部２４Ｕｂと２４Ｌｂを平面的に見たときの位置位置は、それぞれ異なっている。
【００１８】
除去凹部２４Ｕ、２４Ｌによって露出した露出配線パターン２２ｅには、貫通孔２５が穿設されている。
【００１９】
以上のＦＰＣ２０の端部を接続対象物２６に半田付けする好ましい工程例を説明する。図２、図４に示すように、接続対象物２６上に、ＦＰＣ２０の除去凹部２４Ｌの位置及び大きさに対応する（除去凹部２４Ｌより小さい）予備半田２７を付着させる。この予備半田２７の上に、ＦＰＣ２０の除去凹部２４Ｌを位置させ、除去凹部２４Ｕの上から、貫通孔２５に半田２８を流入させる。すると、露出配線パターン２２ｅの表裏に連続する半田２７、２８で、配線パターン２２と接続対象物２６が導通接続される。半田２７、２８が露出配線パターン２２ｅを挟む構造であるので、機械的な接続強度が高く、かつ確実な電気的導通が図れる。
【００２０】
露出配線パターン２２ｅの貫通孔２５は、露出配線パターン２２ｅの表裏に半田を連続させるために有用である。しかし、貫通孔２５を形成しない場合にも、露出配線パターン２２ｅの開放端部２２ｅ’から下面に半田２８を回り込ませることで、予備半田２７と２８を連続させることができる。また、流動性（濡れ性）の高い半田を利用すれば、予備半田２７を用いることなく、１回の半田付けで、露出配線パターン２２ｅの表裏に半田を回らせて、配線パターン２２を接続対象物２６に半田付けすることができる。
【００２１】
表裏の除去凹部２４Ｕ、２４Ｌによって形成される長手方向被覆縁部２４Ｕａ、２４Ｌａと、除去開始被覆縁部２４Ｕｂ、２４Ｌｂとはそれぞれ、平面的な位置が異なっている。ＦＰＣ２０に曲げが加わったときには、被覆縁部に沿って応力が加わる傾向があるので、このように被覆縁部の平面的な位置が異なると、配線パターン２０に加わる応力集中を緩和するために効果がある。しかし、表裏の除去凹部２４Ｕ、２４Ｌの位置及び形状が同一で、上下の縁部位置が平面的に見て一致していても、一定の配線パターン２０の保護効果は認められる。
【００２２】
図５は、除去凹部２４Ｕと２４Ｌの形状を矩形にした実施形態である。この実施形態では、先の実施形態の三辺の被覆縁部（除去縁部）に、四辺目の除去終端被覆縁部（除去縁部）２４Ｕｃと２４Ｕｃが加わる。この実施形態では、貫通孔２５は必須である。
【００２３】
次に、図６ないし図８について、本発明を圧電ポンプの圧電振動子の給電構造に適用した実施形態を説明する。
図６は、圧電ポンプの概念構成の一例を模式的に示している。ハウジング１０は、アッパハウジング１０ａとロアハウジング１０ｂから構成され、アッパハウジング１０ａとロアハウジング１０ｂの間に、圧電振動子１１が狭着支持されている。圧電振動子１１の厚さは誇張して描いているが、実際の厚みは１．５ｍｍ未満である。アッパハウジング１０ａは、圧電振動子１１の周縁を閉曲線で固定する周縁固定部１３を有し、この周縁固定部１３及びＯリング１９を介して圧電振動子１１をロアハウジング１０ｂとの間に液密に挟持する。周縁固定部１３及びＯリング１９の内側は、圧電振動子１１との間に可変容積室１２を形成する凹部となっている。
【００２４】
アッパハウジング１０ａには、冷却水（液体）の入口ポート１４Ａと出口ポート１４Ｂが開口していて、入口ポート１４Ａには入口側液溜室１５Ａに連通し、出口ポート１４Ｂは出口側液溜室１５Ｂに連通している。入口側液溜室１５Ａと可変容積室１２の間、出口側液溜室１５Ｂと可変容積室１２の間にはそれぞれ隔壁１６Ａ、１６Ｂが位置しており、この両隔壁１６Ａ、１６Ｂにアンブレラ（逆止弁）１７Ａ、１７Ｂが設けられている。アンブレラ１７Ａは、入口ポート１４Ａ（入口側液溜室１５Ａ）から可変容積室１２への流体流を許してその逆の流体流を許さず、アンブレラ１７Ｂは、可変容積室１２から出口ポート１４Ｂ（出口側液溜室１５Ｂ）への流体流を許してその逆の流体流を許さない逆止弁である。
【００２５】
以上の圧電ポンプは、圧電振動子１１が正逆に弾性変形すると、可変容積室１２の容積が拡大する行程では、アンブレラ１７Ａが開いてアンブレラ１７Ｂが閉じるため、入口ポート１４Ａ（入口側液溜室１５Ａ）から可変容積室１２内に液体が流入する。一方、可変容積室１２の容積が縮小する行程では、アンブレラ１７Ｂが開いてアンブレラ１７Ａが閉じるため、可変容積室１２から出口ポート１４Ｂ（出口側液溜室１５Ｂ）に液体が流出する。したがって、圧電振動子１１を正逆に連続させて弾性変形させる（振動させる）ことで、ポンプ作用が得られる。
【００２６】
圧電振動子１１は、図７に模式的に示すように、中心部の円形のシム１１１と、シム１１１の表裏に積層形成した円形の圧電体１１２と、シム１１１の表裏に位置する環状のスペーサ絶縁リング１１３と、表裏の圧電体１１２とスペーサ絶縁リング１１３の表面を覆う絶縁保護フィルム１１４とを有している。
【００２７】
シム１１１は、導電性の金属薄板材料、例えば厚さ０．２ｍｍ程度のステンレス、４２アロイ等からなる薄板から構成され、径方向に突出する配線接続突起１１１ａと、圧電体用給電線支持突起１１１ｂとを有している。
【００２８】
圧電体１１２は、例えば厚さ０．３ｍｍ程度のＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3）から構成されるもので、その表裏方向に分極処理が施されている。この分極処理は、シム１１１の表裏に位置する一対の圧電体１１２において互いに同一方向である。つまり、図２において、一対の圧電体１１２の分極方向を矢印ａまたはｂで表すと、シム１１１の厚さ方向に同一方向の分極処理が施されている。一対の圧電体１１２のシム１１１側の面は、該シム１１１と全面的に導通するように接着され、シム１１１側と反対の露出面には、全面的に膜状電極が形成されている。膜状電極は、例えば導電ペースト（金ペースト）を印刷（スクリーン焼成）することで形成することができる。膜状電極は圧電体１１２のシム１１１側の面にも形成することができ、この膜状電極を用いれば容易に全面導通をとれる。膜状電極の材料や形成方法は周知である。
【００２９】
以上の圧電振動子１１は、バイモルフ型の圧電振動子として知られており、シム１１１を一方の共通電極とし、一対の圧電体１１２の露出面を他方の共通電極として交流電界を与えると、表裏の一方が伸び他方が縮む動作を繰り返す（振動する）。
【００３０】
本発明によるＦＰＣの半田付け方法（構造）は、以上の圧電振動子１１のシム１１１に対して適用されている。シム１１１の配線接続突起１１１ａが給電ＦＰＣ２０の接続対象物２６である。給電ＦＰＣ２０は、シム１１１と、表裏の圧電体１１２に対して交番電流を印加するもので、図８に示すように、ポリイミド樹脂（絶縁樹脂）からなる絶縁被覆２１中に、銅箔（導電体）からなるシム用給電線（配線パターン）２２と圧電体用給電線（配線パターン）２３を埋設してなっている。この給電ＦＰＣ２０は、直線状部２０ａの一端（圧電振動子１１との接続端）に、分断溝２０ｂで分断されたシム接続部２０ｃと圧電体接続部２０ｄを有している。シム用給電線２２と圧電体用給電線２３は、直線状部２０ａ内を平行に延びており、シム用給電線２２の先端部構造Ｘは、図１ないし図４で説明した構成である。一方、圧電体接続部２０ｄは、給電ＦＰＣ２０の延長方向に対して傾斜して左右（両側）に延びる傾斜分岐部２０ｅを有しており、圧電体用給電線２３は、直線状部２０ａ、圧電体接続部２０ｄからさらに傾斜分岐部２０ｅ内に延び、傾斜分岐部２０ｅの両先端部に表裏の絶縁被覆２１のうちの一方を除去して形成した一対の圧電体接続端部２３ａを備えている。この圧電体接続端部２３ａは、給電ＦＰＣ２０の自由（平面）状態で、同一の面に露出している。図８においては、表を向いている圧電体接続端部２３ａを実線のハッチングで示し、裏（下）を向いているそれを破線のハッチングで示している。
【００３１】
この給電ＦＰＣ２０の圧電振動子１１に対する導通接続は次のように行う。シム接続端部２２ａについては、シム１１１の配線接続突起１１１ａ上に、図２、図４に示すように、接続端部２２ａの除去凹部２４Ｌの位置及び大きさに対応する予備半田２７を付着させる。この予備半田２７の上に、接続端部２２ａの除去凹部２４Ｌを位置させ、除去凹部２４Ｕ上から、貫通孔２５に半田２８を流入させる。すると、露出配線パターン２２ｅの表裏に連続する半田２７、２８で、配線パターン２２と配線接続突起１１１ａ（接続対象物２６）が導通接続される。
【００３２】
一方、一対の圧電体接続端部２３ａは、該一対の圧電体接続端部２３ａを内側にして傾斜分岐部２０ｅをＵ字状に折り曲げ（折り返し）、導電性接着剤を介して表裏の圧電体１１２に接着する。傾斜分岐部２０ｅのＵ字状折曲部内には、シム１１１の圧電体用給電線支持突起１１１ｂが位置し、傾斜分岐部２０ｅの過度の変形を防止する。絶縁保護フィルム１１４（図７）は、この圧電体接続端部２３ａの接着後に、給電ＦＰＣ２０の傾斜分岐部２０ｅを覆い圧電体１１２と絶縁スペーサリング１１３に跨らせて付着させる。
【００３３】
以上の圧電ポンプは、シム用給電線（配線パターン）２２と圧電体用給電線（配線パターン）２３の間に交番電流を与えることにより圧電振動子１１が振動し、ポンプ作用が得られる。この振動に際し、シム接続端部２２ａも振動し、シム用給電線２２には曲げ応力が加わる。本実施形態では、シム接続端部２２ａには、表裏の除去凹部２４Ｕ、２４Ｌによって形成される長手方向被覆縁部２４Ｕａ、２４Ｌａと、除去開始被覆縁部２４Ｕｂ、２４Ｌｂとが位置しているため、この曲げ応力がこれら被覆縁部によって負担され（分散され）、シム用給電線２２自体に加わる曲げ応力は小さくなる。上述のように、長手方向被覆縁部２４Ｕａ、２４Ｌａと、除去開始被覆縁部２４Ｕｂ、２４Ｌｂの表裏の平面位置を異ならせると、応力の分散効果を一層高めることができる。
【００３４】
図６ないし図８に示した圧電ポンプは、本発明によるＦＰＣの半田付け方法（構造）を適用可能な機器の一例である。本発明は、ＦＰＣの半田付け方法（構造）一般に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のＦＰＣの半田付け方法（構造）の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のII-II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】半田付け状態を示す、図３と同様の断面図である。
【図５】本発明のＦＰＣの半田付け方法（構造）の別の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明のＦＰＣの半田付け方法（構造）を適用する圧電振動子を有する圧電ポンプの概念図である。
【図７】図６の圧電ポンプの圧電振動子の分解斜視図である。
【図８】図６の圧電振動子に対する給電ＦＰＣの具体的な形状例を示す要部の斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
２０  ＦＰＣ
２１  絶縁被覆
２１Ｕ  ２１Ｌ  残存縁部
２２  配線パターン
２２ｅ  露出配線パターン
２４Ｕ  ２４Ｌ  除去凹部
２４Ｕａ  ２４Ｌａ  長手方向被覆縁部（除去縁部）
２４Ｕｂ  ２４Ｌｂ  除去開始被覆縁部（除去縁部）
２５  貫通孔
２６  接続対象物
２７  予備半田
２８  半田
１１１  シム
１１１ａ  配線接続突起（接続対象物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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