(57)【要約】【課題】  プリント基板と接続部材とを接着剤自体の化学的結合力と投錨効果とにより結合力を増加させ、落下などの外力に対する十分な耐衝撃性が確保できること。【解決手段】  プリント基板３には回路パターン３１が形成してあり、この回路パターンに半田４により基体１０の突条１０ａのめっき２面を接続させる。さらに、粗化した非回路部１０ｂの表面とプリント基板３との間の空隙に接着剤５を注入する。接着剤５を空隙内に注入すると、この接着剤は粗面化した非回路部１０ｂの凹凸部内に侵入し、この凹部内で硬化することにより接着剤自体の化学的結合力に加えて投錨効果が加わり、そのため固着力、結合力が増加する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板上に半田及び接着剤を介して接続する接続部材において、
上記接続部材の基体は、電気絶縁性樹脂で成形してあり、
上記基体の表面には、回路接続部と非回路部とが形成してあり、
上記非回路部の表面は、粗化してあり、
上記粗化した非回路部の表面には、接着剤が塗布可能である
ことを特徴とする表面実装回路接続部材。
【請求項２】
請求項１において、上記基体の全表面は粗化され、回路接続部の表面はめっきしてあることを特徴とする表面実装回路接続部材。
【請求項３】
電子回路基板に接続する接続部材であって、
上記接続部材の基体は、電気絶縁性樹脂で成形してあり、
上記基体の表面には、回路接続部と非回路部とが形成してあり、
上記非回路部の表面は、粗化してあり、
上記電子回路基板と上記粗化した非回路部との間、及び上記電子回路基板の回路パターンと上記基体の回路接続部との間は、導電性粒子を含有する非導電性接着剤により接着してある
ことを特徴とする表面実装回路接続部材。
【請求項４】
請求項３において、導電性粒子を含有する非導電性接着剤とは、異方性導電接着フイルムであることを特徴とする表面実装回路接続部材。
【請求項５】
電子回路基板に接続する接続部材であって、
上記接続部材の基体は、電気絶縁性樹脂で成形してあり、
上記基体の表面には、回路接続部と非回路部とが形成してあり、
上記非回路部の表面は、粗化してあり、
上記電子回路基板と上記粗化した非回路部との間、及び上記電子回路基板の回路パターンと上記基体の回路接続部との間は、接着剤兼用タイプのクリーム半田により接着してある
ことを特徴とする表面実装回路接続部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話に使用される表面実装回路接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前は、表面実装用の金属の接続部材をメインボードである回路基板の回路パターンに接続するのに、この接続部材の金属端子とこの回路パターンとを半田のみによる接続でも十分な接続強度を得ることができた。ところが、最近の、例えば携帯電話にみられるように、通話機能ばかりでなく、デジタルカメラ機能、インターネット機能、ＧＰＳ機能、テレビ機能など多くの機能を持つようになつている。このような最近の電子機器は極度に小型化した上に、高機能、多機能になってくると、当然、プリント基板の回路パターンの幅やこのパターン間のピッチがミクロンオーダにまで狭くなり、従来のように半田のみによる機械的な接続だけでは十分な接続強度を得ることができなくなった。そこで、最近では絶縁性の接着剤を使用して接着強度の二次補強をするようになっている。  
このように、デジタルカメラ、テレビ、ＧＰＳ、インターネットなどのそれぞれの機能はサブボードの小さな基板に搭載してあり、かつモジュール化しており、これらの機能部材をプリント基板に実装するための接続部材は、半田による機械的結合と接着剤による化学結合の双方によってプリント基板に接続している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、接続部材の基体は液晶ポリマー、耐熱性ポリアミド、ポリフェニレンサルファイドなどの電気絶縁性の熱可塑性樹脂を素材とするものであって、これらの樹脂素材を射出成形することにより接続部材の基体が成形されている。ところが、このような液晶ポリマー、耐熱性ポリアミド、ポリフェニレンサルファイドは本来接着性能が弱い。さらに、携帯電話やノート型パソコン、デジタルカメラのような携帯化されるものは、携帯に伴う落下事故の問題が多発するようになっている。もし携帯電話を落下させると、サブプレートに搭載してあるデジタルカメラ、ＧＰＳ、インターネットなどのモジュールの重力が直にプリント基板に衝撃を与え、プリント基板とモジュールとの電気的接続が破壊する。このような落下問題という新たな問題により、携帯電話などでは落下事故に対応できるように接続部材と電子回路基板との接着強度を高め、落下衝撃に対する品質レベルの一層の向上が要望されているのが実情である。  
そこで、本発明の目的は接続部材の基体を液晶ポリマー、耐熱性ポリアミド、ポリフェニレンサルファイドなどの電気絶縁性の熱可塑性樹脂でもって射出成形したものであっても、落下衝撃強度を高めた表面実装用の接続部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る表面実装回路接続部材の特徴は、電子回路基板上に半田及び接着剤を介して接続する接続部材の基体の表面には、回路接続部と非回路部とが形成してあり、上記非回路部の表面は、粗化してあり、この粗化した非回路部の表面に接着剤が塗布可能であるところにある。  
他の特徴は、上記基体は電気絶縁性熱可塑性樹脂で形成してあり、この基体の全表面が粗化され、回路接続部の表面はめっきしてあるところにある。
【０００５】
本発明に係る表面実装回路接続部材の他の特徴は、電子回路基板に接続する接続部材であって、上記接続部材の基体は、電気絶縁性樹脂で成形してあり、上記基体の表面には、回路接続部と非回路部とが形成してあり、上記非回路部の表面は、粗化してあり、上記電子回路基板と上記粗化した非回路部との間、及び上記電子回路基板の回路パターンと上記基体の回路接続部との間は、導電性粒子を含有する非導電性接着剤、例えば異方性導電接着フイルムにより接着してあるところにある。
【０００６】
本発明のさらに他の特徴は、電子回路基板に接続する接続部材であって、
上記接続部材の基体は、電気絶縁性樹脂で成形してあり、上記基体の表面には、回路接続部と非回路部とが形成してあり、上記非回路部の表面は、粗化してあり、上記電子回路基板と上記粗化した非回路部との間、及び上記電子回路基板の回路パターンと上記基体の回路接続部との間は、接着剤兼用タイプのクリーム半田により接着してあるところにある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の効果は、基体の一回の化学エッチングで、めっきに対する結合と、接着剤に対する結合の両方により、外部衝撃による剥離防止の上で顕著な有効性が確保でき、高い生産性と品質の向上が達成できた。そのため、例えば携帯電話を万一落下させても、接続部材と電子回路基板との接着強度が高いため、この接続部材がこの電子回路基板からの離脱、剥離事故を防止、または顕著に少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に係る表面実装回路接続部材１の実施の形態について説明すると、図１、図２に示すように、この接続部材は、電子回路基板３上に半田及び接着剤を介して接続するものであって、この接続部材１の基体１０は電気絶縁性樹脂、例えば電気絶縁性熱可塑性樹脂である液晶ポリマー、耐熱性ポリアミド、ポリフェニレンサルファイドを素材として成形してあり、この基体には接続用の突条１０ａが一体的に形成してある。そして、基体１０の表面には、突条１０ａとこの突条表面に施してあるめっき２とにより回路接続部を構成し、この回路接続部以外の非回路部１０ｂが形成してあり、この非回路部１０ｂの表面は粗面化したままである。
【０００９】
次に、接続部材１の基体１０の製造方法の実施例について説明すると、この基体の外形形状は最終製品の外形に合致しているもので、金型のキャビティ内にめっきグレードの液晶ポリマーを射出して成形する。この液晶ポリマーは、芳香族系ポリエステル液晶ポリマー（ポリプラスチック株式会社の商品名「ベクトラ」）である。次に、基体１０の全表面を粗化（エッチング）処理する。このエッチング処理の実施例としては、カ性ソーダ、またはカ性カリを所定濃度、例えば４５ｗｔ％に溶解したアルカリ性水溶液を所定温度、例えば５０〜９０℃に加熱し、基体１０を所定時間、例えば３０分浸漬して行なう。このエッチング処理によって基体１０の全ての表面が粗面化される。
【００１０】
基体１０を再びキャビティ内に挿置し、この基体の突条１０ａの外周を除いて、その他の粗面化している非回路部１０ｂの全表面に、キャビティ内にオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール系樹脂（日本合成化学工業株式会社の商品名「エコマティＡＸ」）を射出してこの表面を被覆する。そのため、基体１０の突条１０ａの部分のみが露出している。
【００１１】
次に、基体１０の露出している突条１０ａの外周面にパラジウム、金などによって触媒を附与する。触媒附与は公知の方法であるが、例えば、錫、パラジウム系の混合触媒液に基体１０を浸漬した後、塩酸、硫酸などの酸で活性化し、表面にパラジウムを析出させる。または、塩化第一錫などの比較的強い還元剤を表面に吸着させ、金などの貴金属イオンを含む触媒溶液に浸漬し、表面に金を析出させる。液の温度は１５〜２３℃で５分間浸漬させればよい。
【００１２】
さらに、触媒附与後の基体１０を６０℃の湯中にて１０分間入れておき、加熱すると、被覆剤のエコマティＡＸは湯中に溶出する。そこで、触媒が附与されている突条１０ａの表面にめっき２を施す。めっき２は化学銅めっき、または化学ニッケルめっきが用いられる。このめっき２は突条１０ａの粗面化した表面にアンカー効果によって強固に接着する。なお、突条１０ａの表面は、めっき処理に限らず導電性薄膜を付着させたり、金属端子を嵌合させてもよい。最後に、熱処理を施して内部の水分を除去する。これによって、図１、図２に示すような構成の基体１０を有する接続部材１が完成する。
【００１３】
そこで次に、このようにして完成した接続部材１の基体１０を電子回路基板であるプリント基板３に接続する作業について説明すると、図３に示すように、このプリント基板には回路パターン３１が形成してあり、この回路パターンに半田４により基体１０の突条１０ａのめっき２面を接続させる。さらに、粗化した非回路部１０ｂの表面には、接着剤５が塗布可能であり、具体的には非回路部１０ｂと電子回路基板３との間の空隙内に接着剤５が注入可能である。接着剤５としてはエポキシ系のものであって、この接着剤を空隙内に注入すると、この接着剤は粗面化した非回路部１０ｂの凹凸部内、特に凹部内に侵入し硬化すると、接着剤自体の化学的結合力に加えて投錨効果、つまり機械的、物理的なアンカー効果が加わり、そのため固着力、結合力が顕著に増加し、落下などの外力に対する十分な耐衝撃性、耐剥離力が確保できる。
【００１４】
本発明における接着剤の接着面の耐剥離力についての実験例を図４を参照して説明すると、試験片６と試験片６１とを接着剤５で接着したものである。試験片６，６１は共に幅１０ｍｍで、厚さが３ｍｍのもので、試験片６の長さは３０ｍｍであり、試験片６１の長さは４０ｍｍのもので、接着剤としてエポキシ系のもの（アラルダイト社の商品番号ＡＷ１０６）を使用した。接着条件として、１２５℃に１時間加熱し硬化させたものである。試験片６，６１の素材は、前記した「ベクトラ」（ポリプラスチック株式会社の商品名）であり、エッチング処理条件はカ性カリ（ＫＯＨ）４０ｗｔ％の水溶液を７０℃で２０分加熱したものの中に、この試験片を２５分浸漬した。  
このようにエッチング処理したものと何も処理しなかったものとを、それぞれ左右両外方向に、引張速度を１．７×１０−４ｍ／ｓで引張し、接着剤５の接着面の耐剥離力を比較した。
【００１５】
その結果、処理した試験片は１５メガパスカル（ＭＰｓ）であり、処理しなかったものは５ＭＰｓであった。このように、処理した試験片は処理しなかった試験片よりも３倍の耐剥離強度を示した。
【００１６】
以上のように、前記の実施の形態ではプリント基板３の回路パターン３１に半田４により基体１０の突条１０ａのめっき２面を接続させた後、さらに、粗化した非回路部１０ｂと電子回路基板３との間の空隙内に接着剤５が注入して、回路基板３と基体１０とを接続するものであるが、このように半田工程と接着剤注入工程との二工程が必要である。
【００１７】
そこで次に、プリント基板３の回路パターン３１と基体１０の突条１０ａのめっき２面との接続、及び粗化した非回路部１０ｂと電子回路基板３との接続を、一つの工程により接続することのできる他の実施の形態について、図５を参照して説明する。
【００１８】
この実施の形態も、前記の実施の形態と同様に、電子回路基板であるプリント基板３に接続部材１を実装するものであって、この接続部材の基体１０は、電気絶縁性樹脂、例えば電気絶縁性熱可塑性樹脂で成形してあり、この具体的な素材は前記の実施の形態と同一である。基体１０には接続用の突条１０ａが一体的に形成してある。そして、基体１０の表面には、突条１０ａとこの突条表面に施してあるめっき２とにより回路接続部を構成し、この回路接続部以外は非回路部１０ｂとなっている。
【００１９】
次に、接続部材１の基体１０の製造方法の実施例について説明すると、この基体の外形形状は最終製品の外形に合致しているもので、金型のキャビティ内にめっきグレードの液晶ポリマーを射出して成形する。この液晶ポリマーについては、前記したものと同一である。次に、基体１０の全表面を粗化（エッチング）処理する。このエッチング処理についても、前記の実施の形態に記載したものと同一である。
【００２０】
基体１０を再びキャビティ内に挿置し、この基体の突条１０ａの外周を除いて、その他の粗面化している非回路部１０ｂの全表面に、キャビティ内にオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール系樹脂（前記の商品名「エコマティＡＸ」）を射出してこの表面を被覆する。そのため、基体１０の突条１０ａの部分のみが露出している。
【００２１】
次に、基体１０の露出している突条１０ａの外周面にパラジウム、金などによって触媒を附与するが、この触媒附与の方法についても前記の公知の方法と同一である。
【００２２】
さらに、触媒附与後の基体１０を、前記したように湯中に入れて加熱すると、被覆剤のエコマティＡＸは湯中に溶出する。そこで、触媒が附与されている突条１０ａの表面にめっき２を施す。めっき２は化学銅めっき、または化学ニッケルめっきが用いられる。このめっき２は突条１０ａの粗面化した表面にアンカー効果によって強固に接着する。なお、突条１０ａの表面は、めっき処理に限らず導電性薄膜を付着させたり、金属端子を嵌合させてもよい。最後に、熱処理を施して内部の水分を除去する。これによって、図５に示すような構成の基体１０を有する接続部材１が完成する。
【００２３】
そこで次に、このようにして完成した接続部材１の基体１０を電子回路基板であるプリント基板３に実装する作業について説明すると、このプリント基板には回路パターン３１が形成してあり、この回路パターンと基体１０の突条１０ａのめっき２面との間、及び粗化した非回路部１０ｂとプリント基板３の非回路面との間を、１つの導電性粒子を含有する非導電性接着剤により接着する。この導電性粒子、例えば銀の微粒子を含有する非導電性接着剤としては、例えば異方性導電接着フイルム５１である株式会社スリーボンドのスリーボンド３３７０Ｃ、スリーボンド３３７０Ｄ（商品名）がある。この接着作業は、回路パターン３１と突条１０ａのめっき２面との間、及び粗化した非回路部１０ｂとプリント基板３との間に空隙が存在する状態の時に、この空隙内に異方性導電接着フイルム５１を介在させ、これを加圧させながら加熱する。
【００２４】
ところで、異方性導電接着フイルム５１はキュアー温度が６０℃〜１２０℃程度で固化できるものを使用するため、主に液晶デイスプレイのように電極のＩＴＯ（酸化インジューム・錫）が数１００オングストロームの薄膜で、耐熱性に劣る箇所、例えば半田のような高温での接続に耐えられない箇所を、加圧し、半田接着のような高温でない温度に加熱して圧着することにより行なうのに適している。この加熱圧着装置としては、熱板の下面にアルミ、シリコーンゴムを設けたもので、受台の上に載置してある接続部材１を押圧するものである。
【００２５】
この異方性導電接着フイルム５１による接着は、加圧加熱という一工程で行なうことができ、回路パターン３１と突条１０ａのめっき２面との間は導電性の粒子により導通状態で接続し、粗化した非回路部１０ｂと電子回路基板３の非回路面との間は、接着剤の中に導電性粒子が浮遊した状態であるので非導通状態である。この接着剤としてはエポキシ系のものであって、この接着剤は粗面化した非回路部１０ｂの凹凸部内、特に凹部内に侵入し硬化すると、接着剤自体の化学的結合力に加えて投錨効果、つまり機械的、物理的なアンカー効果が加わり、そのため固着力、結合力が顕著に増加し、落下などの外力に対する十分な耐衝撃性、耐剥離力が確保できる。
【００２６】
次に、図６を参照して他の実施の形態について説明する。
この実施の形態においても、電子回路基板であるプリント基板３の回路パターン３１に接続部材１の基体１０を接続するものであって、この基体は、電気絶縁性樹脂で成形してあり、この基体の表面には、回路接続部である突条１０ａにめっき２が形成してあり、この回路接続部以外は非回路部１０ｂとなっており、この非回路部の表面は粗化してある。これらの構成、製造方法は、前記した実施の態様と実質的に同一である。
【００２７】
この実施の形態の特徴は、電子回路基板であるプリント基板３の非回路面と粗化した非回路部１０ｂとの間、及びこのプリント基板の回路パターン３１と基体１０の回路接続部である突条１０ａのめっき２との間を接着剤兼用タイプのクリーム半田５２により接着してあるところにあり、この実施の形態では、特に半田耐熱性のあるものを接着の対象にするもので、例えばプリント基板へのコネクタの実装に適用される。
【００２８】
そこで次に、このようにして完成した接続部材１の基体１０を電子回路基板であるプリント基板３に実装する作業について説明すると、このプリント基板の回路パターン３１と基体１０の突条１０ａのめっき２面との間、及び粗化した非回路部１０ｂとプリント基板３の非回路面との間を接着剤兼用タイプのクリーム半田５２により接着する。この接着剤兼用タイプのクリーム半田は、接着性フラックスに半田金属粉末を混入したもので、例えば千住金属工業株式会社とＴＤＫ株式会社との共同開発品「アンダーフィルペースト＃２０００」（商品名）がある。
【００２９】
この接着作業は、図６（Ａ）に示すように、回路パターン３１と基体１０の突条１０ａのめっき２面との間に空隙が存在する状態の時に、この空隙内に接着剤兼用タイプのクリーム半田５２を塗布し加熱するが、加圧する必要はない。接着剤兼用タイプのクリーム半田５２を塗布し加熱する過程で接着性フラックスの粘度が低下し、半田粒子がファンデルワース結合と重力の作用により凝集して、回路パターン３１と基体１０の突条１０ａのめっき２面の間において、金属間結合し、接着性フラックス成分を外側に追い出す。その後、フラックス樹脂成分が架橋反応により固化して結合が終了する。その結果、図６（Ｂ）に示すように回路パターン３１と突条１０ａのめっき２面との間は半田で金属間結合し電気的接続が行われ、粗化した非回路部１０ｂとプリント基板３の非回路面との間は接着性フラックス樹脂成分が接着剤の役割を果たし、相乗効果で機械的に強固に接合できる。特に、この接着性フラックス樹脂成分は粗面化した非回路部１０ｂの凹凸部内、特に凹部内に侵入し硬化するので、フラックス樹脂自体の化学的結合力に加えて投錨効果、つまり機械的、物理的なアンカー効果が加わり、そのため固着力、結合力が顕著に増加し、落下などの外力に対する十分な耐衝撃性、耐剥離力が確保できる。
【００３０】
このように、この実施の形態によると、接着剤兼用タイプのクリーム半田５２による接着は加熱という一工程で行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
発明の活用例として、携帯電話、デジタルカメラ、ノート型パソコンなどの落下衝撃強度が要求される回路基板上に半田と接着剤を介して実装されるコネクタ等の接続部材がある。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】接続部材の斜視図
【図２】図１のａ−ａ線拡大断面図
【図３】接続部材を電子回路基板に接続させた状態の拡大断面図
【図４】本願発明の実験例を示す斜視図
【図５】他の実施の形態における接続部材を電子回路基板に接続させた状態の拡大断面図
【図６】さらに他の実施の形態の展開図であって、（Ａ）は工程の前段階を示す断面図、（Ｂ）は工程の後段階を示す断面図
【符号の説明】
【００３３】
１      接続部材
１０    接続部材の基体
１０ａ  基体の突条
１０ｂ  非回路部
２      めっき
３      電子回路基板（プリント基板）
３１    回路パターン
４      半田
５      接着剤
５１    導電性粒子を含有する非導電性接着剤（異方性導電接着フイルム）
５２    接着剤兼用タイプのクリーム半田
【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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