(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路が形成される回路基板の端部で、一端部を該回路基板の端子パッドに固着し、他端部を該回路基板から突出するように、リボン状で少なくとも接続面が平坦面の導体片を接続する回路基板と導体片との接続方法であって、
（ａ）前記回路基板が、該回路基板と連結部で連結し、該回路基板を連結部から分離後に除去される耳部を有し、該回路基板の端子パッド上に導電性ペーストを塗布すると共に、前記導体片の他端部に対応する部分の前記耳部に導体片の固着後離脱可能な接着剤を塗布し、ついで前記導体片の両端部が前記端子パッドと前記接着剤とに重なるように前記導体片を載置し、
（ｂ）前記導体片が載置された回路基板および耳部を加熱炉に入れて前記一端部と端子パッドとを固着し、
（ｃ）前記連結部、および前記接着剤と前記導体片との接続部を分離することにより、前記耳部を前記回路基板から除去する
ことを特徴とする回路基板と導体片との接続方法。
【請求項２】
電気回路が形成される回路基板の端部で、一端部を該回路基板の端子パッドに固着し、他端部を該回路基板から突出するように、リボン状で少なくとも接続面が平坦面の導体片を接続する回路基板と導体片との接続方法であって、
（ｄ）前記回路基板を、該回路基板と連結部で連結し、該回路基板を連結部から分離後に除去される耳部を有するように作製し、
（ｅ）前記導体片の前記他端部側に、該導体片の接続後に分離除去する捨て耳部が設けられるように前記導体片を作製し、
（ｆ）前記導体片を前記回路基板の端子パッドに固着する際に前記導体片の捨て耳部を該回路基板の耳部に同時に固着し、
（ｇ）その後回路基板の耳部を分離除去する際に前記導体片の捨て耳部を切断除去する
ことを特徴とする回路基板と導体片との接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方の回路基板と他の部品や回路基板とを接続しやすいように、一方の回路基板の端子パッドに導体片の一端部を接続して、その回路基板の端部から導体片の他端部が突出するように、回路基板の端部に導体片を接続する回路基板と導体片とを接続する接続方法に関する。さらに詳しくは、導体片が斜めに傾いたり、位置ずれして接続されないで、正確に接続され得る回路基板と導体片とを接続する接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来回路基板の電極パッド上に電子部品や接続用の金属片などをハンダ付けなどにより接続する場合に、回路基板にスルーホールを設けないで、電極パッド上にハンダクリームなどを印刷などにより塗布して直接電子部品のリード部や金属片などを載置し、リフロー炉などでハンダ付けする面実装で行われる場合がある。この場合、その両端部とか、少なく共２か所以上でハンダ付けする場合は、ハンダが溶融するときの表面張力により、電極パッド上にその電子部品のリードや金属片が吸い寄せられるセルフアライメント効果が働き、正確な位置に自動的に修正されてハンダ付けされる。これは、たとえば図８（ａ）に示されるように、固定された２枚の基板３１、３２の端部に設けられる端子パッド３１ａ、３２ａに金属片３３を接続する場合も同様で、端子パッド３１ａ、３２ａ上にクリームハンダ（図示せず）などを塗布し、金属片３３を載置してリフロー炉に入れてクリームハンダを溶融することにより、金属片３３の位置が少々ずれて載置されていても、セルフアラメントにより正確な位置で接続される。
【０００３】
一方、図８（ｂ）に示されるように、１枚の回路基板３１の端部の端子パッド３１ａに金属片３３の一端部のみを接続し、その他端部を回路基板３１から露出させて他の回路基板と接続させるような場合、他端部がフリーな状態で一端部のみを回路基板とハンダ付けなどにより接続しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、回路基板の端部に金属片のような導体片の一端部のみを固着して、その他端部が回路基板から突出するように接続する場合、導体片を載置してもその位置が不安定で一定の方向で正確な位置に固着することができない。導体片の他端部側にダミーの回路基板または回路基板を連結している枠などの耳部を設けて両端部でほぼ同じ高さになるようにして固着しようとしても、その他端部はハンダ付けされないため、セルフアライメントによる位置修正がなされない。そのため、金属片などを正確に位置決めして載置しても、リフロー炉などに移動する際に金属片などが移動して位置ずれや傾きが生じ、正確な位置に固着されないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、回路基板の端部に導体片の一端部のみを固着し、導体片の他端部をフリーな状態で回路基板から突出するように導体片を接続する場合に、導体片が左右や上下に傾いたり、位置ずれが生じたりしないで、正確な向きで回路基板と平行に固着されるような回路基板と導体片とを接続する接続方法を提供することを目的とする。
【０００９】
本明細書において、他の部品とは、たとえば電池の電極と接続するための電池ボックスなどの電気部品や他の回路基板の端子パッドなど、前記回路基板の端子パッドを電気部品や回路に電気的に接続してさらに電気回路を形成し得るものを意味する。また、凹部とは、導体片の突起と嵌合し得る窪みを意味し、回路基板を貫通するスルーホールも含む意味である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の、回路基板の端部で、一端部を該回路基板の端子パッドに固着し、他端部を該回路基板から突出するように、リボン状で少なくとも接続面が平坦面の導体片を接続する回路基板と導体片との接続方法は、（ａ）前記回路基板が、該回路基板と連結部で連結し、該回路基板を連結部から分離後に除去される耳部を有し、該回路基板の端子パッド上に導電性ペーストを塗布すると共に、前記導体片の他端部に対応する部分の前記耳部に導体片の固着後離脱可能な接着剤を塗布し、ついで前記導体片の両端部が前記端子パッドと前記接着剤とに重なるように前記導体片を載置し、（ｂ）前記導体片が載置された回路基板および耳部を加熱炉に入れて前記一端部と端子パッドとを固着し、（ｃ）前記連結部、および前記接着剤と前記導体片との接続部を分離することにより、前記耳部を前記回路基板から除去することを特徴とする。
【００１２】
ここに耳部とは、回路基板を複数個連結するための枠部を意味するが、回路基板同士が連結部を介して配列される場合はその隣接する相手側の基板も含む意味である。また、導体片の固着後離脱可能な接着剤とは、導体片の固着のための加熱により接着強度が低下する接着剤や温度の上昇に拘らず接着強度が非常に弱く、簡単に離脱することができる接着剤などを意味する。
【００１３】
本発明の回路基板と導体片との接続方法の他の形態は、（ｄ）前記回路基板を、該回路基板と連結部で連結し、該回路基板を連結部から分離後に除去される耳部を有するように作製し、（ｅ）前記導体片の前記他端部側に、該導体片の接続後に分離除去する捨て耳部が設けられるように前記導体片を作製し、（ｆ）前記導体片を前記回路基板の端子パッドに固着する際に前記導体片の捨て耳部を該回路基板の耳部に同時に固着し、（ｇ）その後回路基板の耳部を分離除去する際に前記導体片の捨て耳部を切断除去することを特徴とする。
【００１４】
ここに導体片の捨て耳部とは、製造段階の便宜のため導体片の端部に設けられた付属部分で、最終的には除去される部分を意味する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の回路基板と導体片との接続方法について図面を参照しながら説明をする。
【００１６】
回路基板と導体片との接続方法により接続された接続体は、たとえば図１（ａ）に回路基板と導体片との分解斜視図が示されるように、電気回路が形成される回路基板１と、その回路基板１の端部で、回路基板１の端子バッド２に一端部３ａが接続され、かつ、他端部３ｂが回路基板１から突出し他の部品などに接続し得るように端子パッド２に固着される導体片３とからなっており、導体片３の一端部３ａに突起３ｃが形成されている。そして、端子パッド２にはスルーホールのような凹部２ｃが設けられ、導体片３の突起３ｃが端子パッド２の凹部２ｃに挿入（嵌合）された状態で回路基板１と導体片３とが導電性材料により固着されている。
【００１７】
回路基板１は、たとえばエポキシ、ガラスエポキシ、紙エポキシなどからなる基板に配線が印刷されたプリント基板などを用いることができる。そのプリント基板の配線（図示せず）と接続されるように、ＩＣなどの電子部品（図示せず）が搭載されて、所望の電気回路が形成されている。この回路基板１はセットなどに組み込まれて、そのセット内でたとえば電池の電極と接続するための電池ボックスなどの他の電気部品や回路基板などと電気的に接続するため、回路基板１の端部に端子パッド２（図１（ａ）では１個の端子パッド部のみが示されている）が設けられている。
【００１８】
端子パッド２は、回路基板１に設けられる配線パターンと同時に形成されるもので、銅箔などの金属膜パターンからなっている。すなわち、回路基板１の表面の全面に設けられた銅箔などの金属膜をエッチングしてパターニングすることにより、配線パターンと共に形成されている。この端子パッド２の一部に後述する導体片３の突起３ｃと対応する部分（導体片３の一端部３ａを端子パッド２上に位置合せして接着する際の突起３ｃと一致する場所）に凹部２ｃが形成されている。この凹部２ｃは、基板にスルーホールを形成する際に、そのスルーホールと同様に形成される。この凹部２ｃは、導体片３の突起３ｃが挿入し得る凹部であればよく、基板を貫通したスルーホールでも、貫通しないで基板の表面に形成される凹みでもよい。
【００１９】
導体片３は、たとえば厚さが１００〜１５０μｍ程度のＮｉ板などが３〜５ｍｍ程度の幅（電流量により変る）で、１０ｍｍ程度の長さのリボン状に形成されている。この導体片３の他端部３ｂは、前述のように、たとえば電池ボックスなどと溶接などにより接続されるため、Ｎｉ板などが好ましい。しかし、他の回路基板の端子パッドと接続する場合などで導電性接着剤またはハンダ付けなどで接続する場合には銅板など他の金属板でもよい。そして、図１（ｂ）に導体片３の側面図が示されるように、その一端部３ａに前述の端子パッド２の凹部２ｃに挿入（嵌合）し得る突起３ｃが形成されている。この突起３ｃは、前述のプレス加工などにより導体片３を形成する際に、プレス金型に突起部を形成しておくことにより、打抜きの際に打跡として形成される。
【００２０】
突起３ｃは、この打跡の例に限らず、前述の端子パッド２に設けられるスルーホールなどの凹部２ｃと嵌合し得るものであればよい。したがって、たとえば図２〜４に図１と同様の図が示されるように、他の形状でもよい。すなわち、図２に示される例は、導体片３を打ち抜く際に、突起の形成部も円形に打ち抜き、その際に裏面側に発生するバリを除去しないでそのまま残すように形成された突起３ｃでもよい。この場合も前述と同様の凹部２ｃを端子パッド２部に形成しておき、このバリの外周がその凹部２ｃに挿入されればよい。
【００２１】
また、図３に示されるように、一端部３ａの先端のコーナ部を下向きに折り曲げて突起３ｃが形成されてもよい。このような突起３ｃは、導体片３を打ち抜く際に下金型のコーナ部のエッジを取っておくことにより、導体片３の打ち抜きと同時に形成される。この場合の端子パッド２の凹部２ｃは、図３に示されるように導体片３のコーナの突起３ｃと対応するところに２か所で形成される。このような構造にすることにより、２か所で位置決めがなされるため、回転による位置ずれを防止しやすい。
【００２２】
さらに図４に示されるように、端子パッド２の４隅に対応して４か所に折曲部を形成して突起３ｃとすることもできる。この場合の突起３ｃの形成も図３の場合と同様に導体片３の打ち抜きの際の下金型の対応する位置に逃げを作っておくことにより簡単に形成される。この場合の端子パッド２の凹部２ｃは、図４に示されるように、その４隅で基板にスルーホールを形成すると共にその上の銅箔２部分を除去しておくことにより形成される。
【００２３】
前述の回路基板１の電極パッドや端子パッドにクリームハンダを印刷などにより塗布して所定の位置に所定のＩＣなどの電子部品を搭載（図示せず）し、さらに導体片３をその一端部３ａが端子パッド２上に重なるように載置する。この際、端子パッド２の凹部２ｃ内にもクリームハンダが塗布されており、その中に前述の導体片３の突起３ｃが挿入される。そのため位置決めされて載置された導体片３はクリームハンダを介して固定される。その後、リフロー炉に入れてハンダが溶融する温度にすることにより、本発明の回路基板１の端子パッド２に導体片３が固着された回路基板１と導体片３との接続体が得られる。
【００２４】
本発明の接続体によれば、回路基板１の端子パッド２に固着される導体片３の一端部３ａに、突起３ｃが形成されると共に、端子パッド２にもその突起３ｃを挿入し得る凹部２ｃが形成されている。そのため、導体片３をしっかりと位置決めして端子パッド２上に載置することにより、リフロー炉への移動などにより導体片３が移動することなく正確な位置で、そのまま固着される。その結果、他端部３ｂが回路基板１の端部から突出し、別の部品や回路基板の端子パッドなどと接続され得るようにフリーの状態になった導体片３が正確な向きで、かつ、正確な位置で接続された回路基板１が得られる。
【００２５】
図５は、導体片３の位置ずれを生じないように正確に固着しながら、さらに導体片と端子パッド２との接着強度が充分に得られるようにその接着強度を向上させる構造の例を示す図である。すなわち、この例は、導体片３の一端部３ａの中心部に前述の打跡による突起３ｃが形成されると共に、その先端部を接着面と反対側に折り曲げた折曲部３ｄが形成されている。この折曲部３ｄの形成は、前述の突起３ｃの形成と同様に、導体片３を形成する打抜金型の形状に突起および逃げ部を設けておくことにより、簡単に形成される。すなわち、下金型の一端部側の先端部に突起を形成しておき、上金型にその逃げを形成しておくことにより、図５（ａ）に示されるような折曲部３ｄが形成される。
【００２６】
このような折曲部３ｄが形成された導体片３の一端部をその突起３ｃが端子パッド２の凹部２ｃに挿入されるように重ね合わせ、前述と同様にリフロー炉でクリームハンダ４を溶融すると、そのハンダ４は接合面で接着するのみではなく、図５（ｂ）に示されるように、その折曲部３ｄ側にもハンダが上ってハンダフィレット４ａが形成される。このハンダフィレット４ａは、端子パッド２と折曲部３ｄとの間に形成されるため、確実にハンダによる接着がなされる。すなわち、重ね合せた面だけでは必ずしもハンダがきれいに流れて接着しない場合があり得るが、この離れた部分にハンダが上ればハンダが完全に溶融して流れたことを示しており、ハンダ付け強度が充分に向上すると共に、その確認を一目で行うことができる。
【００２７】
図６は、回路基板１に導体片３をずれないように接続する他の方法を示す説明図である。この例は、導体片３や端子パッド２に突起や凹部を設けなくても正確な位置で、かつ、正確な向きに導体片３の一端部３ａのみを端子パッド２に接続するものである。すなわち、まず図６（ａ）に示されるように、耳部５に図示しない連結部により連結された回路基板１の端子パッド２にクリームハンダ６を印刷などにより塗布し、同時に導体片３の他端部３ｂ側に対応する耳部５に導体片３を固着後に容易に剥離することができる接着剤７を塗布する。導体片３を固着後に容易に剥離することができる接着剤７とは、たとえば常温では接着力を有しながら導体片３をハンダ付けする温度ではその接着力がなくなり、その後容易に剥離することができる、たとえば日東電工（株）製の商品名リバアルファのような接着剤、または常温でもハンダ付け温度程度になっても弱い接着力で一応くっついてはいるが、剥離しようと思えば容易に剥離することができる接着力の弱いリフロー用接着剤を使用することができる。
【００２８】
つぎに、図６（ｂ）に示されるように、導体片３をその一端部３ａが端子パッド２の上に重なり、他端部３ｂが前述の接着剤６上に重なるように位置決めされた自動機などによりマウントする。そして、そのままの状態でリフロー炉などに入れてクリームハンダを溶融し、導体片３の一端部３ａと回路基板１の端子パッド２とを固着する。
【００２９】
つぎに、図６（ｃ）に示されるように、リフロー炉から取り出して、回路基板１と図示しない連結部により接続された耳部５を連結部で切断すると共に、導体片３と接着剤７との接続部分を剥離して回路基板１を耳部５から分離することにより、回路基板１の端部において導体片３がその一端部３ａで端子パッド２に固着された回路基板１が得られる。
【００３０】
この方法によれば、導体片３を実装するときは、マウンターなどにより正確に位置合せされて実装され、そのときその他端部３ｂは接着剤７により接着されているため、その後のリフロー炉への移動などにより導体片３が動いて位置ずれが生じたり、向きが傾くなどという不都合は発生しない。しかも、接着剤はリフロー炉でのハンダ付け後に容易に剥離することができるため、端子パッド２と導体片３とが固着された後は接着剤７は耳部５と共に簡単に除去される。その結果、正確な位置で導体片３が回路基板１に接続された接続体が簡単に得られる。もちろん、この場合も前述と同様な突起３ｃや折曲部３ｄを設けることにより、一層正確な位置精度で回路基板１に導体片３を固着することができたり、ハンダの接着強度を向上させることができる。
【００３１】
図７は、回路基板１に導体片３をずれないように接続する他の実施形態を示す説明図である。この例は、導体片３の他端部３ｂ側に捨て耳部３ｆを設け、この捨て耳部３ｆを、導体片３の一端部３ａを回路基板１の端子パッド２にハンダ付けする際に、回路基板１の耳部５に一緒にハンダ付けするものである。
【００３２】
すなわち、図７（ａ）に回路基板１に導体片３を接続する際の分解斜視図が示されるように、導体片３の他端部３ｂ側に捨て耳部３ｆが形成されると共に、回路基板１側は、その導体片３が接続される部分に端子パッド２が銅箔などにより形成されると共に、導体片３が接続される際の、その耳部５における導体片３の捨て耳部３ｆに対応する部分にも、たとえば銅箔による接続部５１が形成されている。なお、回路基板１の耳部５は、図示されていないが、回路基板１と枠部で接続されている。図７（ａ）に示される例では、回路基板１の耳部５の接続部５１の内側（回路基板１側）には、後述する導体片３の捨て耳部３ｆを切断する際の切断作業の容易化のため、開口部５２（スルーホール）が設けられている。この回路基板１の端子パッド２および接続部５１に、たとえばクリームハンダを塗布し、導体片３をその一端部３ａが端子パッド２の上に重なり、他端部３ｂ側の捨て耳部３ｆが接続部５１上に重なるように位置決めされたマウンターなどにより実装する。
【００３３】
ついで、そのままの状態でリフロー炉などに入れてクリームハンダを溶融することにより、図７（ｂ）に示されるように、導体片３の一端部３ａと回路基板１の端子パッド２、および導体片３の捨て耳部３ｆと回路基板１の耳部５の接続部５１とを同時に固着する。この際、クリームハンダが溶融すると、表面張力により球状になろうとし、導体片３の端部はその表面に沿って移動する。そのため、たとえ回路基板１の側辺に直角に導体片３が載置されていなくても、直角方向に位置修正され、そのまま固化することにより自己整合されて固定される。
【００３４】
その後、回路基板１の耳部５をプレスにより切り離す際に、図７（ｃ）に切断線Ｓで示されるように、導体片３の捨て耳部３ｆをプレスにより同時に切断する。この際、前述のように回路基板１の耳部５の接続部５１の近傍に開口部５２が設けられていることにより、導体片３の捨て耳部３ｆを連結する部分のみの切断用の金型により導体片３とその下側の耳部５を切断し、プレスの切断刃を必要以上に幅広く形成する必要がない。しかし、開口部５２は設けられていなくてもよい。その結果、図７（ｃ）に実線で示されるように、回路基板の端子パッド２部に一端が接続され、他端部が溶接できるように解放された状態で導体片３が固定される。
【００３５】
この接続方法によれば、導体片３の両端部が共にリフロー炉で同時にハンダ付けにより固定することができるため、導体片３が少々傾いて端子パッド２上に載置されても、ハンダが溶けて溶融状態になるときに自己整合により端子パッド２と接続部５１の方向に導体片３の位置が整合されて接着される。そのため、ハンダ付けのずれがなく正確な位置で簡単に接続することができる。しかも、他端側の捨て耳部３ｆは回路基板１の耳部５を取り除く際に同時に分離することができるため、工数増には全然ならず、安価に確実に接続することができる。
【００３６】
前述の各例では、導体片と端子パッドとの接続をハンダにより行ったが、ハンダに限らず他の熱硬化性の導電性接着剤などにより行ってもよい。さらに、前述の種々の突起の形状を組み合せて複数種類の突起の組合せとすることもできる。そうすることにより、より一層位置ずれの防止を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、導体片の位置ずれや傾きなどがなく、その一端部のみを回路基板に固着する接続体が得られるため、導体片の他端部を他の部品や回路基板などに精度よく接続することができる。その結果、軽薄短小化する電気機器において、一層の小形化に寄与する。
【００３８】
さらに、導体片の先端部を接着面と反対側に折り曲げる折曲部が形成されることにより、導体片の位置が正確に固着されると共に、その接着強度を充分に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  回路基板と導体片との接続体の一例の分解斜視説明図である。
【図２】図１の突起の変形例の説明図である。
【図３】図１の突起の他の変形例の説明図である。
【図４】図１の突起のさらに他の変形例の説明図である。
【図５】本発明の接続体の他の実施形態の説明図である。
【図６】本発明の回路基板と導体片との接続方法の一実施形態の説明図である。
【図７】本発明の回路基板と導体片との接続方法の他の実施形態の説明図である。
【図８】従来の回路基板と導体片との接続構造の説明図である。
【符号の説明】
１    回路基板
２    端子パッド
２ｃ  凹部
３    導体片
３ａ  一端部
３ｂ  他端部
３ｃ  突起
３ｄ  折曲部
３ｆ  捨て耳部
【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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