(57)【要約】【課題】基板の接続端子と被覆導体線との接続構造について、特に細い被覆導体線を用いるときの半田付けの信頼性を確保することである。【解決手段】基板１２の接続端子１４に、接続線２０が半田付けされ、半田接続部４０が形成される。ここで、接続線２０は、被覆導体線の先端において被覆２２が取り除かれて導体線２４を露出させたものである。露出導体線２４の長さは、接続端子１４の外形で定まる長さとほぼ同じに設定される。そして、導体線２４を露出させた側の被覆２２の一部を接続端子１４上に配置し、半田付けが行われ、接続端子１４上に半田接続部４０が形成される。これにより、根元の被覆２２が半田付けによって固定され接続強度が向上する。導体線２４の先端は、半田接続部４０より突き出し、その部分で半田のフィレットが観察される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の接続端子と、
被覆導体線の先端において被覆から導体線が露出された接続線と、
前記接続端子上に、前記接続線の先端の露出された前記導体線を配置して、半田により接続された接続部と、
を有し、
前記接続線は、前記導体線が露出された側の前記被覆の一部が前記接続端子の一方端側の上に配置され、
前記接続部は、前記接続端子上の前記被覆が半田により覆われていることを特徴とする基板の接続端子と被覆導体線との接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載の接続構造において、
前記接続線は、前記導体線の先端が前記接続端子の他方端側から突き出して配置され、
前記接続部は、前記導体線の前記接続端子の他方端側から突き出した側において、半田がフィレットになっていることを特徴とする基板の接続端子と被覆導体線との接続構造。
【請求項３】
請求項１に記載の接続構造において、
前記接続線の前記導体線の外径は、０．３ｍｍ以下であり、前記接続線の前記被覆を含む外径は、０．８ｍｍ以下であることを特徴とする基板の接続端子と被覆導体線との接続構造。
【請求項４】
請求項１に記載の接続構造において、
前記基板は、液晶表示用バックライトモジュールの発光素子を搭載する基板であり、
前記接続線は、液晶表示用バックライトモジュールと外部回路とを接続する接続線であることを特徴とする基板の接続端子と被覆導体線との接続構造。
【請求項５】
被覆導体線の先端において被覆を取り除いて導体線を露出させた接続線を、基板の接続端子上に配置して半田付けする工程であって、前記接続線が、前記導体線を露出させた側の前記被覆の一部が前記接続端子の一方端側の上に配置され、かつ、前記導体線の先端が前記接続端子の他方端側から突き出して配置されて、前記接続端子上で半田が前記被覆を覆うように半田付けする工程と、
前記導体線の前記接続端子の他方端側から突き出した側で、半田のフィレットを観察する工程と、
を含むことを特徴とする基板の接続端子と被覆導体線との接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の接続端子と被覆導体線との接続構造及び接続方法に係り、特に細い被覆導体線を基板の接続端子に半田付けで接続する基板の接続端子と被覆導体線との接続構造及び接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型の携帯情報機器には、情報を表示するディスプレイとして液晶表示素子が用いられ、これに電子部品を実装するために、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）技術、あるいはＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等を用いた細密な実装技術が用いられている。これらは、多数の接続箇所をまとめて実装するのに適しているが、基板上の１つ２つあるいは数個の接続箇所と外部の接続箇所とを結ぶためにこれらの技術を用いると専用の装置、治具等を揃える必要があり、かえって手間がかかり、コストも高くなる。このような事情から、簡単な半田付け装置を用いて基板の接続端子とリード端子等の導体線との半田付けが行われることがある。
【０００３】
基板の接続端子と導体線との間の半田付けの信頼性を上げるには、半田と接続端子及び導体線との間の接触面積を広くすることと、半田の濡れ性の管理が必要であることが知られている。半田と対象物との間の接触面積が少ないと、接合面積が少ないので、接続強度の確保が困難になる。また、半田の濡れ性が悪いと接続強度が低く、信頼性が低下する。そのために半田の濡れ性の評価が必要である。半田の濡れ性の評価として、フィレットを観察することが行われる。フィレットとは、リード端子の側面に、半田が高温状態で液化し、表面張力で吸い上げられて形成される状態のことで、半田の濡れ性がよいと、フィレットがなだらかに変化する。したがって、フィレットの観察によって半田の濡れ性を判断できる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、液晶表示素子のガラス基板の一辺端に延出形成された外部接続用の電極端子に接続する構造として、従来例としては金属薄板よりなるクリップピンで挟持する方法、金属薄板を平板に打ち抜いたフラットピン端子を電極端子に半田付けする方法が述べられ、前者では接触面積が少なく、後者においてはパターン間隔が小さくなったときに隣接電極端子同士を短絡してしまう課題を指摘している。そして、フラットピン端子に小円孔からなる切欠部、あるいは両側辺に波形等の連続凹みを持って形成した切欠部を設けることで、十分な接触面積でありながら半田のはみ出しを防ぐことができることが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、半田の濡れ性の判定を確実にし、半田付け後の接続強度を確保するため、対向する半田付け端子において、一方の半田付け端子の端子幅が両端部から中央部に向かって徐々に狭くなった鼓形状として、一方の半田付け端子の幅又は面積を他方の半田付け端子の幅又は面積より狭くすることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】実開昭６３−１１５１２０号公報
【特許文献２】特開平４−３２１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、数少ない接続箇所の接合には、簡単な半田付け装置を用いて基板の接続端子と導体線との間の半田付けを行うことができる。ところで、小型の携帯情報機器において、ＣＯＧ技術やＦＰＣ接続を用いないで、簡単な半田付け装置で半田付けを行う必要があるところは、細かい半田付けであることが多い。たとえば、特に細い導体線を用いて、狭い面積の接続端子上で半田付けを行うことが要求される。このような場合、細い導体線であることもあり、半田に対する接触面積をあまり多くとれない上、ＦＰＣ配線のように半田付け中央部に対して半田付け端部の幅を広くすることができないため、半田付け端部における強度を確保することが困難となる。また、狭い面積の接続端子上であるので、半田に対する接触面積を多くとると、導体線上のフィレットを観察することができなくなる。このように、特に細い導体線を基板の接続端子に半田付けで接続する場合に、半田付けの信頼性の確保が困難となる。
【０００８】
本発明の目的は、半田付けの信頼性を確保できる基板の接続端子と被覆導体線との接続構造を提供することである。他の目的は、特に細い導体線を用いる半田付けの信頼性を確保できる基板の接続端子と被覆導体線との接続構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る基板の接続端子と被覆導体線との接続構造は、基板の接続端子と、被覆導体線の先端において被覆から導体線が露出された接続線と、前記接続端子上に、前記接続線の先端の露出された前記導体線を配置して、半田により接続された接続部と、を有し、前記接続線は、前記導体線が露出された側の前記被覆の一部が前記接続端子の一方端側の上に配置され、前記接続部は、前記接続端子上の前記被覆が半田により覆われていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る基板の接続端子と被覆導体線との接続構造において、前記接続線は、前記導体線の先端が前記接続端子の他方端側から突き出して配置され、前記接続部は、前記導体線の前記接続端子の他方端側から突き出した側において、半田がフィレットになっていることが好ましい。
【００１１】
また、前記接続線の前記導体線の外径は、０．３ｍｍ以下であり、前記接続線の前記被覆を含む外径は、０．８ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明に係る基板の接続端子と被覆導体線との接続構造において、前記基板は、液晶表示用バックライトモジュールの発光素子を搭載する基板であり、前記接続線は、液晶表示用バックライトモジュールと外部回路とを接続する接続線であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る基板の接続端子と被覆導体線との接続方法は、被覆導体線の先端において被覆を取り除いて導体線を露出させた接続線を、基板の接続端子上に配置して半田付けする工程であって、前記接続線が、前記導体線を露出させた側の前記被覆の一部が前記接続端子の一方端側の上に配置され、かつ、前記導体線の先端が前記接続端子の他方端側から突き出して配置されて、前記接続端子上で半田が前記被覆を覆うように半田付けする工程と、前記導体線の前記接続端子の他方端側から突き出した側で、半田のフィレットを観察する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成の少なくとも１つにより、接続線は、被覆導体線の先端において被覆から導体線が露出されている。そして、接続部は、接続線の先端で導体線が露出された側の被覆の一部が接続端子の一方端側の上に配置され、接続端子上の被覆が半田により覆われている。これによって、被覆導体線の根元からしっかり半田付けで固定されるので、半田付けの強度が向上する。
【００１５】
また、接続線は、導体線の先端が接続端子の他方端側から突き出して配置されて、その突き出した側において半田がフィレットになっている。被覆導体線の根元まで半田付けされると、根元側では半田のフィレットが観察できないが、上記構成により、突き出し側で半田がフィレットとなっていることを確認できることで、半田付けの強度を向上させることができる。
【００１６】
また、接続線の導体線の外径は、０．３ｍｍ以下で、接続線は、被覆を含む外径で０．８ｍｍ以下である。これ以上の太さの場合は、通常の半田付け構造でも十分な信頼性を確保できる。したがって、上記構成によって、特に細い導体線を用いる場合に、半田付けの信頼性を確保できる。
【００１７】
また、この接続構造は、液晶表示用バックライトモジュールの発光素子を搭載する基板に、外部回路と接続する接続線を半田付けするものである。発光素子搭載基板から外部に引き出される接続線は２本程度と少ない。したがって、小型携帯機器の実装に用いられるＣＯＧ技術やＦＰＣ接続法を適用するより、簡単な半田付け装置で半田付けを行う方法が適している。このような用途の場合に、上記構成によって、半田付けの信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、液晶表示用バックライトモジュールの発光素子を搭載する基板に、外部回路と接続する接続線を半田付けする場合を説明するが、これは一例であって、簡単な半田付け装置で半田付けを行うものであれば、それ以外の電子機器モジュールに接続線を半田付けする場合であってもよい。また、以下で述べる材質、寸法等は、説明のための一例であって、用途に応じ、それ以外の材質、寸法等を用いることができる。
【００１９】
図１は、液晶表示用バックライトモジュール１０の発光素子を搭載する基板１２と、図示されていない外部回路とを電気的に接続するための接続構造を示す図である。ここでは、バックライトモジュール１０の裏面側、つまり液晶表示パネルが貼り付けられバックライトの光が供給される表面側と反対側の裏面側が示されている。この裏面側のカバーが一部切り欠かれて、図示されていない発光素子が搭載される基板１２の一部が露出し、そこに外部回路と接続される接続端子１４が延ばされてきて配置されている。
【００２０】
接続端子１４は、その先が図示されていない発光素子の端子に接続される矩形状の導体パターンで、例えば、銅配線の上に半田メッキ等が施されている。図１では、発光素子のプラス端子とマイナス端子に対応して２つの接続端子１４が示されている。この接続端子１４に、図示されていない外部回路と接続される接続線２０が、簡単な半田付け装置によって半田付けされる。図１では、半田接続部４０が示されている。
【００２１】
図２は、接続線２０の構造、半田付けの方法を説明する図である。図２（ａ）は、被覆導体線を加工して接続線２０を形成する様子を説明する図で、（ｂ）は、接続線２０を基板１２の接続端子１４に半田付けを行った接続構造を説明する図である。図２は、別の観点からいえば、基板の接続端子と被覆導体線との間の接続方法の手順を示す図でもあるので、以下では、手順にそって、これらの要素の構造を説明する。  
【００２２】
基板の接続端子と接続線とを接続するには、まず、接続線を形成する（接続線形成工程）。接続線２０は、被覆導体線を加工して形成される。被覆導体線は、複数の導体単線を撚り線とした導体線２４を適当な絶縁被覆材からなる被覆２２で覆ったものである。接続線２０は、その先端の被覆２２を取り除き、導体線２４を所定の長さで露出させたものである。被覆２２を取り除く加工は、導体線２４を損傷しないように行われる必要があり、そのために、ストリッパと呼ばれる適当な治具を用いることができる。
【００２３】
被覆導体線の太さは、これが接続される基板１２の接続端子１４の大きさ等で選択されるが、例えば、約３ｍｍ角以下の接続端子１４の場合には、被覆２２を含む外径で約０．８ｍｍ以下、導体線２４の外径で約０．３ｍｍ以下のものが選択される。例えば、デファクトスタンダードとして、被覆を含む外径で０．３８ｍｍ、導体線外径で０．２４ｍｍの被覆導体線のものを用いることができる。
【００２４】
被覆２２が取り除かれて露出された先端の導体線２４の長さは、接続端子１４の外形で定まるその長さとほぼ同じとすることが好ましい。例えば、上記の例で、約３ｍｍ角の接続端子１４の場合には、露出導体線２４の長さを、約３ｍｍとすることができる。
【００２５】
図２（ｂ）は、適当な半田付け装置を用いて、基板１２の接続端子１４に接続線２０を半田付けして半田接続部４０を形成する（半田付け工程）様子を示す図である。半田は、鉛フリー半田が用いられる。このときに、接続線２０の先端側で、導体線２４を露出させた側の被覆２２の一部が接続端子１４の上に配置される。図２（ｂ）では、接続端子１４上で、被覆２２の部分が、接続端子１４の長さの１／４から１／３の長さ程度入り込んでいる様子が示されている。この被覆２２が接続端子１４上に入り込む量が、適当であれば、半田付けによって入り込んだ被覆２２の部分が固定されて接続強度が向上する。過度に入り込むと、導体線２４と半田との接触面積が減少して、かえって接続強度が低下するおそれがある。したがって、上記程度の入り込み量が適当である。ここで、露出導体線２４の長さは、接続端子１４の長さとほぼ同じに設定されているので、被覆２２が接続端子１４上に入り込んだ分、導体線２４の一部は、接続端子１４の範囲から突き出すことになる。
【００２６】
このように接続線２０の先端部が接続端子１４の上に配置され、半田付けが行われる。こうして、接続端子１４上に、半田接続部４０が形成される。このとき、上記のように、導体線２４が露出した側の被覆２２を覆って半田付けが行われ、導体線２４の先端は半田接続部４０から突き出すことになる。
【００２７】
半田付けの後、半田のフィレット観察が行われる（フィレット観察工程）。フィレットは、高温で液状になった半田が表面張力によって吸い上げられる様子のことで、接続端子１４と導体線２４と半田とが存在する領域でこれを観察することができる。図２の場合では、被覆２２の部分では導体線２４が存在しないのでフィレットを観察できないが、接続端子１４から導体線２４が突き出している側では、接続端子１４、導体線２４、半田が共に存在するので、フィレットを観察できる。これによって、半田の濡れ性を把握し、半田の濡れ性をよい状態に維持するように、半田付け装置及び半田付け条件を管理することができる。
【００２８】
このようにして形成された半田接続部４０の特性を、通常の方法で半田付けする場合を示す図３と比較して説明する。図３は、図２（ａ）で説明した接続線２０を用いて、通常の方法、すなわち、被覆２２に半田がかからないようにして、基板１２の接続端子１４にそのまま半田付けする様子を示す図である。この場合の半田のフィレットは、導体線２４の被覆側で露出したところで観察される。
【００２９】
図２（ｂ）に示されるように、基板１２の接続端子１４と接続線２０との間の半田付けにより形成される半田接続部４０は、導体線２４が露出した側の被覆２２を覆っているので、半田付けによって接続端子１４の被覆２２の部分がしっかり固定され、接続強度が向上する。これに対し、通常の方法を示す図３では、接続端子１４の範囲における導体線２４の部分について半田接続部６０が形成されるので、被覆２２から露出した導体線２４の部分が未半田のままで残っている。この部分は、半田が付着していないため、導体線２４自体の強度しか有さない。さらに、導体線２４が露出する側の被覆２２が自由に動きえるので、その動きにより、露出導体線２４に負荷がかかることになる。したがって、露出導体線２４の部分の強度によって、接続構造全体の接続強度が左右されるおそれがある。
【００３０】
上記構成の接続構造の強度試験の結果について図４、図５を用いて説明する。図４は、強度試験として繰り返し曲げ試験の様子を説明する図で、図５はその結果を示す図である。繰り返し曲げ試験は、上記構成の接続構造を有する液晶表示用バックライトモジュール１０について、接続線２０の先に質量Ｗの錘５０を取り付け、この錘５０の自重によって接続線２０に引張負荷を与え、その状態で、液晶表示用バックライトモジュール１０を引張負荷の方向に対し±４５度の角度で振ることで、半田接続部４０に曲げ負荷をかけることで行った。強度評価は、±４５度の往復曲げを１回とし、これを繰り返し、半田接続部４０が破壊する繰り返し回数の大小で行った。また、比較例として、図３に示す通常半田処理による接続構造についても同様の試験を行なった。
【００３１】
負荷としての錘５０の質量Ｗは、２００ｇ、１５０ｇ、１００ｇの３種類を用いた。また、接続線２０は、プラス端子用とマイナス端子用の２本があるので、それぞれについて試験を行なった。また、試験のサンプル数は５とした。半田接続部の破壊の判定は、接続線２０が液晶表示用バックライトモジュール１０から分離するか否かで行った。
【００３２】
図５は、繰り返し曲げ試験の結果を示す図である。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、負荷としての錘５０の質量が２００ｇ、１５０ｇ、１００ｇについて、半田接続部が破壊した繰り返し数を示す。それぞれについて、「被覆含み半田処理」の欄には、上記構成の接続構造の５つのサンプルについての結果を示し、「通常半田処理」の欄には、図３の接続構造の５つのサンプルについての結果を示す。端子の欄の＋、−は、２本の接続線２０の種類を区別するものである。
【００３３】
図５の結果からは、「通常半田処理」に比べ、上記接続構造の「被覆含み半田処理」は、破壊に至る繰り返し曲げの回数にして、およそ３倍から５倍の寿命を有することが分かる。このように、上記接続構造は、通常の半田付け処理による接続構造に比較して、格段の接続強度を有している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る実施の形態の接続構造が適用される例として、液晶表示用バックライトモジュールの発光素子を搭載する基板と、図示されていない外部回路とを電気的に接続するための接続構造を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態において、接続線の構造、半田付けの方法を説明する図である。
【図３】通常の方法で半田付けする接続構造を説明する図である。
【図４】本発明に係る実施の形態の接続構造に対する強度試験として繰り返し曲げ試験の様子を説明する図である。
【図５】繰り返し曲げ試験の結果を、本発明に係る実施の形態の接続構造と、通常の方法による接続構造について比較する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  バックライトモジュール、１２  基板、１４  接続端子、２０  接続線、２２  被覆、２４  導体線、４０，６０  半田接続部、５０  錘。
【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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