(57)【要約】【課題】金属どうしの接合をメッキ処理によって行えるようにすること、またその方法をプリント配線基板の端子部の接合に適用できるようにすることにある。具体的には、リジットタイプのプリント配線基板の端子部とフレキシブルプリント配線基板の端子部との接合に適用でき、接続抵抗が小さくかつ低コストな、メッキによる金属の接合方法を提供することにある。【解決手段】互いに接合する金属どうしを、圧力を加えた状態で接触させてメッキ処理を行い、接合するメッキによる接合方法とすること、前記メッキ処理が、電解或いは無電解メッキ処理とすることによって、さらには、前記の金属どうしが、プリント配線基板の端子部であり、少なくとも５０％以上の前記端子部が重ね合わされている、メッキによる接合方法とすることによって、解決される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合する金属どうしを、圧力を加えて接触した状態でメッキ処理を行い、接合することを特徴とするメッキによる金属の接合方法。
【請求項２】
前記メッキ処理が、電解或いは無電解メッキ処理であることを特徴とする、請求項１に記載のメッキによる金属の接合方法。
【請求項３】
前記圧力が、１〜１０ｋｇｆ／ｍｍ２であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載される、メッキによる金属の接合方法。
【請求項４】
前記の金属どうしが、プリント配線基板の端子部であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のメッキによる金属の接合方法。
【請求項５】
前記プリント配線基板の端子部が、少なくとも５０％以上重なり合わされていることを特徴とする、請求項４記載のメッキによる金属の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メッキによる金属の接合方法に関し、特にこれをプリント配線基板の端子部の接合に応用したものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年電子機器に使用される部品やフレキシブルプリント配線基板の接続部等は、小型軽量化等の要望から微小、微細なものとなってきている。このような部品等のマイクロ化は、接合部分の特異性、多様性となって接合技術も改良が必要となってきている。このために、屈曲性の良好なフレキシブルプリント配線基板と実装性に優れるリジットタイプのプリント配線基板を、組み合わせて用いることが行われている。そしてこれらの接合方法としては、主にコネクタ接続や半田付が主流となっている。また、最近ではフレキブルプリント配線基板を多数積層することにより、フレックス部とリジット部を作り込むことも行われている。しかしながら、電子機器等が小型化されるに従い、プリント配線基板間を接続する端子のピッチが小さくなり、前記基板に与えられるスペースも小さなものとなってきているため、コネクタ接続は次第に困難なものとなり、コネクタの接続作業が大変であると同時に、コネクタ自体の価格も高くなりコストアップとなっている。また、半田付に関しては配線ピッチが狭くなるに従い、半田のブリッジによる短絡の問題が発生し易くなり、信頼性が大きな問題となっている。このようなことから、前記プリント配線基板の積層による接合方法が好ましいものと思われるが、例えば特許文献１に記載されるような、導電性粒子を接着剤層に付着させ、押圧しながら接着剤層を硬化させる接続方法が知られているが、この方法では接合抵抗が大きくなるという問題がある。また、このような接合方法では多層に積層するのに手間がかかり、コスト高となる問題もある。そこで、接合抵抗が小さくコスト高とならないような、比較的簡単に接合が行える方法が検討されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０２９１７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
よって本発明が解決しようとする課題は、金属どうしの接合をメッキ処理によって行えるようにすること、またその方法をプリント配線基板の端子部の接合に適用できるようにすることにある。具体的には、リジットタイプのプリント配線基板の端子部とフレキシブルプリント配線基板の端子部との接合に適用でき、接続抵抗が小さくかつ低コストな、メッキによる金属の接合方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するためには、請求項１に記載されるように、互いに接合する金属どうしを、圧力を加えて接触した状態でメッキ処理を行い接合する、メッキによる金属の接合方法とすることによって、解決される。また請求項２に記載されるように、前記メッキ処理が、電解或いは無電解メッキ処理である請求項１に記載のメッキによる金属の接合方法とすることによって、解決される。さらに請求項３に記載されるように、前記圧力が、１〜１０ｋｇｆ／ｍｍ２であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載される、メッキによる金属の接合方法とすることによって、解決される。
【０００６】
また、請求項４に記載されるように、前記の金属どうしが、プリント配線基板の端子部どうしである請求項１〜３のいずれかに記載の、メッキによる金属の接合方法とすることによって、解決される。さらに請求項５に記載されるように、前記プリント配線基板の端子部が、少なくとも５０％以上重なり合わされている請求項４記載の、メッキによる金属の接合方法とすることによって、解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳しく説明する。まず請求項１に記載される発明は、互いに接合する金属どうしを、圧接した状態でメッキ処理を行い接合する、メッキによる金属の接合方法とすることによって、形成されたメッキ層により金属どうしを接合することが可能となる。特にメッキ層の厚さをコントロールすることによって、接合強度（破断強度）も調整でき比較的簡単な方法により、金属の接合が可能となる。そして、このような方法とすることによって、プリント配線基板の端子部どうしの接合にも適用できることが判明した。より詳細に述べると、アルミニウム、アルミニウム合金や銀、銀合金、銅、銅合金等の薄板を、接合することができるようになる。具体的には、前記金属の薄板を重ね合わせた後に、両者に圧力を加えて接触させた状態に保持した状態で、銅、ニッケル等の比較的強度の高い材料を用いて、電解メッキや無電解金属メッキ等を行うものである。
【０００８】
このメッキ処理は、電解メッキ処理、無電解金属メッキ処理やその他のメッキ処理方法を適用できるが、なるべく厚いメッキ層を形成させることが好ましい。例えば、プリント配線基板の端子部等においては、１０μｍ以上施すのがよい。しかしながら、厚いメッキ層を形成するには時間が掛かるので、剥離強度との関係でメッキ厚さ並びにメッキ方法を選択する。具体例として、２０μｍ厚さの銅箔どうしを接合する場合には、１〜１０ｋｇｆ／ｍｍ２程度の圧力となるように冶具によって固定させ、電解銅メッキ処理を行って、厚さ１０μｍ程度の銅メッキ層を形成させることによって、希望する剥離強度のものが得られるようになる。また、接触させるための前記圧力としては、前記の範囲で大方のものは十分である。あまり高い前記圧力は、例えば端子部が変形する等の問題を生じる。そしてこの接触方法としては、通常、冶具によって固定することによって行われ、特別の装置を用いる必要はない。また、前記金属どうしの接触は、その接触割合が５０％以上重なり合うことが好ましい。いずれにしても、本発明では圧力を加えた状態で接触させて、メッキ処理を施すことが必要である。
【０００９】
つぎに、プリント配線基板における端子部どうしの接合の場合について述べると、請求項４並びに５に記載されるように、前記プリント配線基板の端子部を概ね５０〜９０％重なり合わせた状態で、圧力を加えながら接触させて、メッキ処理を行うものである。このようなプリント配線基板の端子部の接合方法とすることによって、目的とする剥離強度と低接合抵抗の端子部を、比較的簡単な方法でコスト的にも実用的なものとして行うことができるようになる。以下に図１を用いて詳細に説明する。
【００１０】
図１（Ａ）に記載される基板イは、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム１に配線された厚さ１８μｍの銅配線２のポリイミドを、エッチングにより除去して端子部３を形成した、フレキシブルプリント配線基板である。そして前記端子部３の大きさは、０．０８ｍｍ×１ｍｍで銅配線のピッチは０．１ｍｍである。また基板ロは、厚さ３５μｍのポリイミドフィルム４上に厚さ３０μｍの銅端子部５が形成された、リジットタイプのプリント配線基板である。ついで、このようなフレキシブル並びにリジット配線基板の前記端子部３、５を、図１（Ｂ）のように重ね合わせて、端子部の接合部６を形成する。つづいて前記接合部６を、冶具（図示せず）によって固定する。その際の重ね合わせる接合部６は、互いに面積で５０〜９０％程度接触するように、重ね合わせるのが好ましい。これをメッキ処理する以外の部分をマスキングし、硫酸銅メッキ浴（３０％５水和硫酸銅、硫酸、添加剤、水素イオンからなる）中に浸漬し、通電電流４Ａ／ｄｍ２で２０分間の電解メッキ処理を施した。得られた接合部６は、図１（Ｃ）のようにメッキ層７が形成されていた。このメッキ層７の厚さは、約１０μｍであった。そして、この接合部６の剥離強度を測定したところ、２００Ｎ／ｍｍ２であった。この強度は、プリント配線基板の端子部どうしの接合強度として、十分に実用的なものである。
【００１１】
このように本発明のメッキによる金属の接合方法を、プリント配線基板の端子部の接合に適用することによって、十分に実用的な接合を得ることができる。そしてそのことにより、フレキシブルプリント配線基板とリジットタイプのプリント配線基板の端子部を接合させることが可能となる。またその際の端子部の重ね合わせの割合は、前述のように５０〜９０％の範囲とすることがよい。これは、５０％未満であるとメッキ層６の面積が少なすぎ、また９０％を超えるとメッキ層７の面積が少なくなり、剥離強度が低下する可能性があるためである。また、その際の接触圧力を１〜１０ｋｇｆ／ｍｍ２とすることによて、前記端子部の変形が生じることがないので、好ましい。また、前記メッキ処理条件を、１〜５Ａ／ｄｍ２程度とするのがよい。１Ａ／ｄｍ２未満であると、メッキ時間が長くなりすぎて実用的ではなくなり、また５Ａ／ｄｍ２を超えると、表面が粗くなり表面性が悪くなる。よって前記の範囲で行うことによって、メッキ厚さが１０μｍ近辺の実用的なものが得られる。
【００１２】
【実施例】
本発明の効果を確認するために、以下の実験を行った。まず、２５μｍのポリイミドフィルム上に厚さ２５μｍの銅箔からなる銅配線が形成された、フレキシブルプリント配線基板（図１のイに相当）の前記ポリイミドの一部を、エッチングによって除去して端子部を形成した。前記端子部の大きさは、０．０８ｍｍ×１ｍｍで、配線のピッチは０．１ｍｍである。つぎに、厚さ３５μｍのポリイミドフィルム上に、０．１ｍｍ×１ｍｍで厚さ３０μｍの銅箔からなる端子部が形成された、リジットタイプのプリント配線基板（図１のロに相当）を用意した。この２つのプリント配線基板の端子部を、それぞれ４０％、５０％、７０％、９０％および１００％重ね合わせて接触させた試料について、冶具によって接触圧力をそれぞれ、５ｋｇｆ／ｍｍ２、１０ｋｇｆ／ｍｍ２および２０ｋｇｆ／ｍｍ２とし、前記端子部以外をマスキング処理した後、硫酸銅メッキ液（３０％５水和硫酸銅、硫酸、添加剤、水素イオンからなる）を用いて、通電電流４Ａ／ｄｍ２、２０分間のメッキ処理を行った。得られた前記接合部の銅メッキ層の厚さと、剥離強度を測定した。剥離強度は、プル試験（接合した基板ロを固定して、基板イの銅配線２を基板に平行に引張ることによって、測定）によって測定した。結果を、表１に記載した。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
表１から明らかな如く、実験例２〜４、６に示されるプリント配線基板の端子部の接合部は、剥離強度が２００Ｎ／ｍｍ２以上と、十分にプリント配線基板の端子部どうしの接合部として、機能することがわかる。具体的に述べると、フレキシブルプリント配線基板とリジットタイプのプリント配線基板の、端子部の重ね合わせの割合を示す、接触割合が５０〜９０％で、接触圧力が５〜１０ｋｇｆ／ｍｍ２である実験例２〜４、６は、剥離強度が２００Ｎ／ｍｍ２以上であり、メッキ層の厚さも、１０μｍ以上と良好なものであった。また、接合抵抗も小さなものであった。これに対して、前記接触割合が４０％で接触圧力が５ｋｇｆ／ｍｍ２の実験例１は、剥離強度が１５０Ｎ／ｍｍ２と低く、また接触割合が１００％で接触圧力が５ｋｇｆ／ｍｍ２の実験例５は、剥離強度が３０Ｎ／ｍｍ２と低下し、さらに前記接触割合が７０％で接触圧力が２０ｋｇｆ／ｍｍ２の実験例７は、端子部に断線が発生し、これらは端子部の接合部分としては問題がある。この結果から、本発明の請求項に記載されるメッキによる金属の接合方法とすることが、好ましいものであることがわかる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は以上のように、互いに接合する金属どうしを、圧力を加えて接触した状態でメッキ処理を行い接合する、メッキによる金属の接合方法とすることによって、また前記メッキ処理が、電解或いは無電解メッキ処理であるメッキによる金属の接合方法とすることによって、さらに前記圧力が、１〜１０ｋｇｆ／ｍｍ２である、メッキによる金属の接合方法とすることによって、より詳細には、金属どうしの接触割合も、面積割合で５０％以上とすることにより、メッキ層の厚さが１０μｍ以上で、剥離強度が２００Ｎ／ｍｍ２以上の接合部を得ることができる。このような接合部は、接合抵抗も小さなものであり、しかも前記加圧接触も通常、冶具によって固定することによって行われ、特別の装置を用いる必要はないので、製造コストを高めることもない。
【００１６】
また、プリント配線基板の端子部の接合を、前記メッキによる金属の接合方法とすることによって、さらに、その場合に前記プリント配線基板の端子部どうしが、５０〜９０％の範囲で重なり合わされているように接触させることにより、接合部のメッキ層が１０μｍ以上で、剥離強度が２００Ｎ／ｍｍ２以上の、プリント配線基板の端子部を比較的簡単な方法によって、接合抵抗が小さく、コスト的にも実用的な範囲のものとすることができるようになる。しかも前記加圧接触も通常、冶具によって固定することによって行われ、特別の装置を用いる必要はないので、実用的な方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、プリント配線基板イ並びにプリント配線基板ロの端子部の状態を示す概略図である。また図１（Ｂ）は、前記端子部の重ね合わされた状態を示す概略図である。さらに図１（Ｃ）は、前記重ね合わされた端子部のメッキ層の概略を示す断面図である。
【符号の説明】
１    基板イのポリイミドフィルム
２    基板イの銅配線
３    基板イの端子部
４    基板ロのポリイミドフィルム
５    基板ロの端子部
６    前記端子部の接合部
７    メッキ層
【図１】
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