(57)【要約】【課題】導電性の配線パターンを絶縁皮膜中に埋め込んだＦＰＣの接続端部を接続対象物に半田付けする際、ＦＰＣを接続対象物に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の接続端部の配線パターンを、その表裏の一方に絶縁被膜を付着させたまま他方を露出させた状態で供給するステップ；該ＦＰＣの接続端部を、配線パターンを表にし絶縁被膜を裏にして折り返すステップ；及び該折り返し接続端部を接続対象物に当接させて半田付けするステップ；を有するＦＰＣの半田付け方法。【選択図】図１１
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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皮膜中に埋め込んだ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の接続端部の配線パターンを、その表裏の一方に絶縁被膜を付着させたまま他方を露出させた状態で供給するステップ；
該ＦＰＣの接続端部を、配線パターンを表にし絶縁被膜を裏にして折り返すステップ；及び
該折り返し接続端部の自由端部を接続対象物に当接させて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３】
導電性の配線パターンを絶縁皮膜中に埋め込んだ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の接続端部は、その配線パターンの表裏の一方に絶縁被膜を付着させたまま他方が露出されていること；
該ＦＰＣの接続端部は配線パターンを表にし絶縁被膜を裏にして折り返されていること；及び
該折り返し接続端部が半田で覆われ、接続対象物に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４】
請求項３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】特開平１０-３３５５５３号公報
【特許文献２】特開２００６-３５００３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】
また、配線パターン部の機械的強度を増すために、配線パターンの樹脂被覆を接続対象物側だけ除去し（接続対象物の裏面側の樹脂被覆を残し）て配線パターンを接続対象物に接触させ、樹脂被覆の上から半田付けする方法を試したところ、半田の熱で樹脂被覆が配線パターンから剥離してしまい、同様に容易に断線するという問題があった。樹脂被覆の上から半田付けするため、半田が十分に載らないという問題もある。
【０００６】
本発明は、以上の問題意識に基づき、ＦＰＣを接続対象物に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配線パターンの表裏の一方を除去した上で、その樹脂被覆側を裏にして折り返し、その折り返し状態で半田付けすれば機械的強度を高めることができるという着眼に基づいて完成されたものである。
【０００８】
本発明は、導電性の配線パターンを絶縁皮膜中に埋め込んだ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の接続端部の配線パターンを、その表裏の一方に絶縁被膜を付着させたまま他方を露出させた状態で供給するステップ；該ＦＰＣの接続端部を、配線パターンを表にし絶縁被膜を裏にして折り返すステップ；及び該折り返し接続端部を接続対象物に当接させて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】
また、導電性の配線パターンを絶縁皮膜中に埋め込んだ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の接続端部は、その配線パターンの表裏の一方に絶縁被膜を付着させたまま他方が露出されていること；該ＦＰＣの接続端部は配線パターンを表にし絶縁被膜を裏にして折り返されていること；及び該折り返し接続端部が半田で覆われ、接続対象物に半田付けされていること；を特徴としている。
【００１０】
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】
【００１１】
本発明によれば、ＦＰＣを接続対象物に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】
【００１２】
図１１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）からなる絶縁皮膜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、配線パターン２２の表裏の一方の絶縁被覆２１が除去され、他方が残されている。配線パターン２２の露出部分を接続端部２２ａとする。このような絶縁被覆２１の部分除去は、ＦＰＣ２０の製造時に行うことができる。
【００１３】
このＦＰＣ２０の接続端部２２ａを接続対象物１１１ａに半田付けする際、接続端部２２ａを表にし、絶縁被覆２１を裏にして折り返す。この折返接続端部２２ａ’は、その自由端部が接続対象物１１１ａに当接され、半田２５によって半田付けされる。この半田２５は、折返接続端部２２ａ’の全体を包み込む大きさとする。
【００１４】
このように絶縁被覆２１を残存させたＦＰＣ２０の端部を、絶縁被覆２１を内側にして折り曲げ、接続端部２２ａを半田付けすると、接続端部２２ａの機械的強度を損なうことがない。
【００１５】
図１１では、折返接続端部２２ａ’の自由端部を接続対象物１１１ａに当接させたが、図１２に示すように、自由端部を接続対象物１１１ａから離れた側に位置させる態様でもよい。
【００１６】
次に、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１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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
圧電振動子１１は、図２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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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）。
【００２３】
圧電振動子１１に対する給電手段としての給電ＦＰＣ２０は、図３ないし図７に示すように、ポリイミド樹脂（絶縁樹脂）からなる絶縁皮膜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は、直線状部２０ａからシム接続部２０ｃ内に延び、その先端部においては、表裏の絶縁被覆２１のうち一方（配線接続突起１１１ａとの対向面の反対側の面）を除去したシム接続端部２２ａを構成している（図５参照）。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（図４参照）。これらのシム接続端部２２ａと圧電体接続端部２３ａは、図３、図６に示すように、給電ＦＰＣ２０の自由（平面）状態で、同一の面に露出している。図３、図６においては、表を向いているシム接続端部２２ａと圧電体接続端部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。また、給電ＦＰＣ２０の他端部には、図３に示すように、シム用給電線２２と圧電体用給電線２３を露出させた給電端子２２ｂと２３ｂが形成されている。
【００２４】
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。本発明によるＦＰＣの半田付け方法（構造）は、シム接続端部２２ａのシム１１１への半田付けに適用されている。シム接続端部２２ａは、図６、図７に示すように、絶縁被覆２１を内側にして折り返し、その折り返し状態でシム接続端部２２ａを配線接続突起１１１ａに接触させて半田２５（図７）により半田付けする。このように、絶縁被覆２１を内側にして折り返した状態でシム接続端部２２ａを半田付けすると、シム用給電線２２の端部の機械的強度を高めることができる。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２９（図７）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。給電端子２２ｂと２３ｂは、交番電流給電回路に接続される。
【００２５】
給電ＦＰＣ２０の絶縁被覆２１には、シム接続部２０ｃと圧電体接続部２０ｄの分岐部に位置させて一対の位置決め凹部２４が形成されている。また、ハウジング１０（ロアハウジング１０ｂ）には、図８、図１０に示すように、給電ＦＰＣ２０を収納する収納溝２６内に対向させて、この一対の位置決め凹部２４が係合する位置決め凸部２７が形成されている。図１０は、図１に模式的に示した圧電ポンプをより具体的にしたもので、図１の構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付している。図１０のＯリングは、平面Ｄ型形状の変形Ｏリング１２Ｘであり、圧電体接続端部２３ａはこの変形Ｏリング１２Ｘの外側に位置するように、圧電振動子１１に導通接続されている。
【００２６】
給電ＦＰＣ２０の位置決め凹部２４とロアハウジング１０ｂの位置決め凸部２７とは、シム接続端部２２ａを配線接続突起１１１ａに接続し、圧電体接続端部２３ａを圧電体１１２に接続した圧電振動子１１を圧電ポンプにセットした状態において、給電ＦＰＣ２０に自由状態よりもたるみＦを与える作用をする。図９（ａ）は、位置決め凹部２４と位置決め凸部２７によって給電ＦＰＣ２０に与えられるたるみ（弛み）Ｆを模式的に誇張して描いたものである。このように給電ＦＰＣ２０に鎖線で描いた自由（平板）状態よりも大きいたるみＦを与えると、圧電振動子１１の振動が長期に渡って繰り返されても、シム用給電線２２や圧電体用給電線２３が断線するおそれがない。特に、シム用給電線２２は、直線状のシム接続部２０ｃ内に設けられているため、振動による断線のおそれが高いので、たるみによる断線防止効果が高い。
【００２７】
また、図示実施形態では、給電ＦＰＣ２０のシム接続部２０ｃの絶縁被覆２１には、一対の位置決め凹部２４より圧電振動子１１側に位置させて、弾性変形を容易にする幅狭部２０ｆ（図３、図６）が形成されている。さらに、この幅狭部２０ｆ内のシム用給電線２２は、他の部分より幅狭の幅狭給電線２２’とされていて、弾性変形が容易となっている。なお、図９（ａ）におけるたるみ（弛み）Ｆは、図９（ｂ）に示すように幅狭部２０ｆに折り目を付けて形成した折り曲げ部３０によって与えても良い。
【００２８】
図示実施形態では、シム接続端部２２ａの表面が圧電体接続端部２３ａの表面と同一の面に露出しており（図３、図６）、絶縁被覆２１を内側にして折り返した状態で配線接続突起１１１ａの下面に半田付けされているが、シム接続端部２２ａの表裏面を逆とし、シム接続端部２２ａの表面が圧電体接続端部２３ａの裏面と同一の面に露出する態様であってもよい。
【００２９】
以上の実施形態では、一対の圧電体接続端部２３ａを導電性接着剤２９を介して表裏の圧電体１０２に導通接続したが、この圧電体接続端部２３ａの導通接続にも本発明は適用可能である。さらに、図１ないし図１０は、本発明によるＦＰＣの半田付け方法（構造）を圧電ポンプのシム１１１に対する給電構造に適用したものであるが、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】
【００３０】
【図１】本発明のＦＰＣの半田付け方法（構造）を適用する圧電ポンプの概念構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１の圧電ポンプの圧電振動子の分解斜視図である。
【図３】圧電振動子に対する給電ＦＰＣの一実施形態を示す平面展開図である。
【図４】図３のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図３のV-V線に沿う断面図である。
【図６】図３ないし図５の給電ＦＰＣを圧電振動子に導電接続する前後の要部の斜視図である。
【図７】同給電ＦＰＣを圧電振動子に導通接続した状態の断面図である。
【図８】同給電ＦＰＣを収納するハウジングの要部の斜視図である。
【図９】ハウジングに収納された給電ＦＰＣのたるみを説明する模式図である。
【図１０】本発明によるＦＰＣの給電構造を適用した圧電ポンプの具体的な構成例を示す斜視図である。
【図１１】本発明によるＦＰＣの半田付け方法（構造）の第１の実施形態を示す工程図である。
【図１２】本発明によるＦＰＣの半田付け方法（構造）の第２の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  ハウジング
１１  圧電振動子
１２  可変容積室
１３  周縁固定部（固定部材）
１１１  シム
１１１ａ  配線接続突起
１１１ｂ  圧電体用給電線支持突起
１１２  圧電体
１１３  絶縁スペーサリング
１１４  絶縁保護フィルム
２０  給電ＦＰＣ
２０ａ  直線状部
２０ｂ  分断溝
２０ｃ  シム接続部
２０ｄ  圧電体接続部
２０ｅ  傾斜分岐部
２０ｆ  幅狭部
２１  絶縁被覆
２２  シム用給電線（配線パターン）
２２ａ  シム接続端部
２２’  幅狭給電線
２２ｂ  ２３ｂ  給電端子
２３  圧電体用給電線（配線パターン）
２３ａ  圧電体接続端部
２４  位置決め凹部
２５  半田
２６  収納溝
２７  位置決め凸部
２９  導電性接着剤
３０  折り曲げ部
Ｆ  たるみ
【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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【図９】
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【図１０】
2007307572.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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