JP2015201280A - 電気的接続方法、電気的接続構造、並びに絶縁電線及びプリント配線板の接続体 - Google Patents

Abstract

【課題】接続体の厚さを大きくすることなく、複数の絶縁電線の導体を複数の被接続部に一対一対応関係で容易かつ確実に接続する。
【解決手段】導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続方法であって、複数の絶縁電線の軸方向先端部の絶縁層を除去する工程と、絶縁層除去工程後の露出した複数の導体をストライプ状に配設される複数の被接続部に重なるよう位置決めする工程と、位置決め工程後の露出した複数の導体の表面に帯状の位置決めシートを複数の導体の軸方向と垂直に貼設する工程と、貼設工程後の露出した複数の導体を一対一対応関係で複数の被接続部に当接する工程と、当接工程後に複数の導体及び複数の被接続部間を半田で接着する工程とを備え、貼設工程の位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気的接続方法、電気的接続構造、並びに絶縁電線及びプリント配線板の接続体に関する。

小型電子機器のプリント配線板等を電気的に接続する場合、複数の絶縁電線が用いられることがある。一般的に、このような接続構造には、複数の絶縁電線が１本に束ねられたワイヤーハーネスが使用される。ワイヤーハーネスを使用する場合、ワイヤーハーネス端部領域の絶縁電線が互いに分離され、これら複数の絶縁電線の先端部の絶縁層を除去して導体を露出させ、それぞれの導体をプリント配線板の端子等へ電気的に接続することによって、電気的接続構造が形成される。

近年、電子機器のさらなる小型化に伴い、ワイヤーハーネスを構成する絶縁電線の小径化が進んでいる。これに伴い、絶縁電線の導体が細くなっており曲がり易いため、取り扱いに注意を要する。また、絶縁電線の小径化により配線ピッチも小さくなっているため、絶縁電線の導体配置の許容誤差も小さくなっている。そこで、これらの小径の導体とプリント配線板等との接続を容易にするため、ワイヤーハーネスの導体を補強板の上に並べて貼設し、この導体が貼設された補強板をプリント配線板のコネクタに挿入する電気的接続方法が考案されている（実用新案登録第２５９７７０６号公報参照）。

実用新案登録第２５９７７０６号公報

上記公報に開示される電気的接続方法は、コネクタを使用するため、構造が複雑であると共に、絶縁電線及びプリント配線板の接続体の厚さが大きくなるという不都合がある。

本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、接続体の厚さを大きくすることなく、複数の絶縁電線の導体を複数の被接続部に一対一対応関係で容易かつ確実に接続できる電気的接続方法及び電気的接続構造、並びに絶縁電線及びプリント配線板の接続体を提供することを課題とする。

本発明の一実施形態に係る電気的接続方法は、導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続方法であって、上記複数の絶縁電線の軸方向先端部の絶縁層を除去する工程と、上記絶縁層除去工程後の露出した複数の導体をストライプ状に配設される複数の被接続部に重なるよう位置決めする工程と、上記位置決め工程後の露出した複数の導体の表面に帯状の位置決めシートを上記複数の導体の軸方向と垂直に貼設する工程と、上記貼設工程後の露出した複数の導体を一対一対応関係で上記複数の被接続部に当接する工程と、上記当接工程後に複数の導体及び複数の被接続部間を半田で接着する工程とを備え、上記貼設工程の位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する。

また、本発明の別の実施形態に係る電気的接続構造は、導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続構造であって、上記複数の絶縁電線の軸方向先端部領域で露出し、ストライプ状に配設される複数の被接続部に一対一対応関係で重ね合わされる複数の導体と、これらの複数の導体及び複数の被接続部間を接着する半田と、露出した複数の導体の表面に導体の軸方向と垂直に貼設される帯状の位置決めシートとを備え、上記位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する。

本発明の実施形態に係る電気的接続方法及び電気的接続構造は、接続体の厚さを大きくすることなく、複数の絶縁電線の導体を複数の被接続部に一対一対応関係で容易かつ確実に接続できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線及びプリント配線板の接続体における電気的接続構造を示す模式的部分斜視図である。 図２は、図１の接続体の絶縁電線導体軸方向の模式的部分断面図である。 図３は、図１の接続体の絶縁電線導体の軸に垂直な方向の模式的部分断面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る電気的接続方法の一工程を示す模式的部分側面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る電気的接続方法の図４の次の工程を示す模式的部分側面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る電気的接続方法の図５の次の工程を示す模式的部分側面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る電気的接続方法の図６の次の工程を示す模式的部分側面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る電気的接続方法の図７の次の工程を示す模式的部分側面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る電気的接続方法の図８の次の工程を示す模式的部分側面図である。

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一実施形態に係る電気的接続方法は、導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続方法であって、上記複数の絶縁電線の軸方向先端部の絶縁層を除去する工程と、上記絶縁層除去工程後の露出した複数の導体をストライプ状に配設される複数の被接続部に重なるよう位置決めする工程と、上記位置決め工程後の露出した複数の導体の表面に帯状の位置決めシートを上記複数の導体の軸方向と垂直に貼設する工程と、上記貼設工程後の露出した複数の導体を一対一対応関係で上記複数の被接続部に当接する工程と、上記当接工程後に複数の導体及び複数の被接続部間を半田で接着する工程とを備え、上記貼設工程の位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する。

当該電気的接続方法は、接着剤層を有する帯状の位置決めシートで複数の絶縁電線の導体を被接続部に対応する間隔で保持することによって、複数の絶縁電線の導体を同時に被接続部の上に配置することができる。このため、当該電気的接続方法によれば、接続体の厚さを大きくすることなく、複数の絶縁電線の導体を複数の被接続部に一対一対応関係で容易かつ確実に接続できる。

上記複数の被接続部が、ベースフィルム及びこのベースフィルムの表面に積層される導電パターンを有するプリント配線板における導電パターンの配線部分であるとよい。このように、被接続部がプリント配線板における導電パターンの配線部分であることによって、複数の絶縁電線をプリント配線板に容易かつ確実に接続できる。

上記基材フィルムがポリイミドを主成分とするとよい。このように、位置決めシートの基材フィルムの主成分がポリイミドであることにより、半田付けの際の熱に耐えることができ、半田が硬化するまで絶縁電線の導体を保持し続けられる。

上記貼設工程後、位置決めシートにおける先端方向の側縁を基準とし、先端方向をプラス、その反対方向をマイナスとする上記複数の導体の先端までの垂直距離としては、−０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。このように、位置決めシートの側縁と導体の先端との垂直距離を上記範囲とすることによって、導体の先端部の被接続部に対する半田付けの状態を容易に確認できる。これにより、絶縁電線の導体と被接続部との接続をより確実にできる。

上記貼設工程後、位置決めシートの後端方向の側縁と複数の絶縁電線の絶縁層の先端とが離間しているとよく、その平均間隔としては、１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。このように、位置決めシートの側縁と絶縁層の先端とが上記範囲の間隔を有することによって、この間隔により絶縁電線の絶縁層を除去する長さのばらつきを吸収し、複数の導体の先端を揃えて被接続部に接続することができる。これにより、各導体を被接続部に均等な強度及び信頼性で接続できる。

上記貼設工程後、位置決めシートの両端縁が複数の導体の両サイドより延出しているとよく、その延出距離としては導体の直径の２倍以上が好ましい。このように、位置決めシートが複数の導体の両サイドに延出していることによって、この位置決めシートの延出部分を被接続部が形成された部材の表面に貼設することにより、複数の導体を被接続部に対して仮止めすることができる。これにより、絶縁電線の導体と被接続部との接続をより確実にできる。

本発明の別の実施形態に係る電気的接続構造は、導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続構造であって、上記複数の絶縁電線の軸方向先端部領域で露出し、ストライプ状に配設される複数の被接続部に一対一対応関係で重ね合わされる複数の導体と、これらの複数の導体及び複数の被接続部間を接着する半田と、露出した複数の導体の表面に導体の軸方向と垂直に貼設される帯状の位置決めシートとを備え、上記位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する。

当該電気的接続構造は、接着剤層を有する帯状の位置決めシートで複数の絶縁電線の導体を被接続部に対応する間隔で保持することによって、複数の絶縁電線の導体を同時に被接続部の上に配置することができる。このため、当該電気的接続構造は、接続体の厚さを大きくすることなく、複数の絶縁電線の導体を複数の被接続部に一対一対応関係で容易かつ確実に接続できる。

本発明の別の実施形態に係る絶縁電線及びプリント配線板の接続体は、当該電気的接続構造を備え、上記複数の被接続部が、ベースフィルム及びこのベースフィルムの表面に積層される導電パターンを有するプリント配線板における導電パターンのストライプ状配線部分である。

当該絶縁電線及びプリント配線板の接続体は、当該電気的接続構造により絶縁電線とプリント配線板とが確実に接続されており、厚さが小さく、かつ信頼性が高い。

上記位置決めシートの両端縁が複数の導体の両サイドより延出し、上記プリント配線板表面に貼設されているとよい。このように、位置決めシートがプリント配線板表面に貼設されることによって、絶縁電線の導体がプリント配線板の被接続部に仮止めされるので、絶縁電線とプリント配線板とをより容易かつより確実に接続できる。

ここで、「ストライプ状」とは、同一平面内において、略平行かつ等間隔に並んだ状態を意味し、「略平行」とは、中心軸のなす角度が±１０°以内であることを意味する。また、軸方向と「垂直」とは、軸方向に対して厳密に９０°であるものに限定されず、８０°以上１００°以下の角度を有することを意味する。「先端方向」とは、絶縁電線において被接続部に接続される側の端部に向かう方向を意味する。位置決めシートの「延出距離」とは、平面視で導体の中心から軸方向に垂直な方向の位置決めシートの端部までの距離から導体の半径を差し引いた長さを意味する。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明に係る電気的接続構造の各実施形態について図面を参照しつつ詳説する。

図１乃至３の電気的接続構造は、絶縁電線１及びプリント配線板２の接続体の接続部の構造であり、複数の絶縁電線１がストライプ状にプリント配線板２に配設される。また、図１乃至３の電気的接続構造は、絶縁電線１の軸方向先端部領域表面に貼設される帯状の位置決めシート３を備える。

＜絶縁電線＞
絶縁電線１は、導体４及びこの導体４の周面を被覆する絶縁層５を有する。導体４は、複数の絶縁電線１の軸方向先端部領域で露出する。

（導体）
導体４としては、特に限定されるものではなく、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線を用いることができる。また、このような金属線としては単線であっても撚り線であってもよい。撚り線の場合の素線の数は、特に限定されないが、例えば３本以上３０本以下とされる。なお、図１乃至３に図示する導体４は、３本の素線を撚り合わせたものである。

導体４を形成する金属線の断面形状は、特に限定されず、円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができるが、当該電気的接続構造には断面形状が円形の丸線が好適に用いられる。

導体４の平均径の下限としては、２５μｍが好ましく、３０μｍがより好ましい。一方、導体４の平均径の上限としては、５００μｍが好ましく、２００μｍがより好ましい。導体４の平均径が上記下限に満たない場合、導体４が折損し易くなるおそれがある。また、導体４の平均径が上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に大きくなるおそれがある。

導体４の絶縁層５からの平均露出長さとしては、例えば０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とされる。

（絶縁層）
絶縁層５は、導体４を被覆するように導体４の周面に積層される。絶縁層５は、単層でも２層以上の多層構造でもよい。

絶縁層５の材質としては絶縁性及び可撓性を有するものであれば特に限定されず、例えばポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体などのエチレン樹脂、エチレン樹脂にポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、スチレンエラストマなどのポリオレフィンをブレンドした樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、シラン架橋性樹脂組成物等を用いることができる。

この絶縁層５は、例えば溶融した樹脂を導体４の周面に押し出して硬化させる方法や、樹脂を有機溶媒に溶かした塗料を導体４の周面に塗布して焼き付ける方法等で導体４に被覆させることができる。

絶縁層５の平均厚さ（肉厚）としては、特に限定されないが、例えば１０μｍ以上１ｍｍ以下とすることができる。

また、絶縁層５は導体４に接するプライマー層を有していてもよい。このプライマー層としては、金属水酸化物を含有しないエチレン等の架橋性樹脂を硬化させたものを好適に用いることができる。このようなプライマー層を設けることによって、絶縁層５と導体４との剥離性の経時低下を防ぐことができる。

＜プリント配線板＞
プリント配線板２は、絶縁性を有するベースフィルム６と、このベースフィルム６の表面に積層される導電パターン７とを有する。この導電パターン７は、ストライプ状の配線部分である複数の被接続部８と、この被接続部８に接続される配線（図示せず）とを有し、このストライプ状の被接続部８に複数の絶縁電線１の導体４が一対一対応関係で、半田９によって接続される。

（ベースフィルム）
上記プリント配線板２のベースフィルム６は、絶縁性を有するシート状部材で構成されている。このベースフィルム６を構成するシート状部材としては、具体的には樹脂フィルムを採用可能である。この樹脂フィルムの材料としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート等が好適に用いられる。なお、ベースフィルム６は、充填材、添加剤等を含んでもよい。また、ベースフィルム６は可撓性を有してもよい。

上記ベースフィルム６の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１２μｍがより好ましい。一方、ベースフィルム６の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、２５μｍがより好ましい。ベースフィルム６の平均厚さが上記下限に満たない場合、ベースフィルム６の強度が不十分となるおそれがある。また、ベースフィルム６の平均厚さが上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に厚くなるおそれがある。

（導電パターン）
導電パターン７は、複数のストライプ状の被接続部８及びそれらに接続される配線を有しており、例えばベースフィルム６の表面に積層された金属層をエッチングすることによって所望の平面形状（パターン）に形成される。導電パターン７の複数の被接続部８は、それぞれ平面視長方形状に形成され、ストライプ状に配列される。

上記導電パターン７は、導電性を有する材料で形成可能であるが、一般的には例えば銅によって形成される。また、導電パターン７は、表面にメッキ処理が施されてもよい。このメッキ処理としては、錫メッキ又は金メッキが好ましい。このメッキ処理によって導体４との接続時に被接続部８が破損すること等を防止できる。

上記導電パターン７の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、導電パターン７の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、３５μｍがより好ましい。導電パターン７の平均厚さが上記下限に満たない場合、導通性が不十分となるおそれがある。また、導電パターン７の平均厚さが上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に厚くなるおそれがある。

被接続部８の平均幅の下限としては、絶縁電線１の導体４の平均径の０．８倍が好ましく、１倍がより好ましい。一方、被接続部８の平均幅の上限としては、導体４の平均径の２倍が好ましく、１．５倍がより好ましい。被接続部８の平均幅が上記下限に満たない場合、導体４の接続が容易ではなくなるおそれがある。また、被接続部８の平均幅が上記上限を超える場合、当該電気的接続構造の幅が不必要に大きくなるおそれがある。

複数の被接続部８の平均中心間距離としては、例えば絶縁電線１の平均径の１倍以上１．５倍以下とされる。

被接続部８の軸方向の長さは、絶縁電線１の導体４の露出長さよりも大きいことが好ましい。これにより、導体４と被接続部８とを目視で位置合わせすることが容易となる。

＜位置決めシート＞
位置決めシート３は、帯状に形成され、露出した複数の導体４の表面に導体４の軸方向と垂直に貼設される。この位置決めシート３の両端縁（導体４の軸と平行な縁）は、複数の導体４の両サイドより延出し、プリント配線板２表面に貼設されている。また、位置決めシート３は、後端方向の側縁が絶縁層５の先端から離間するよう貼設されている。

この位置決めシート３は、合成樹脂製の基材フィルム１０と、この基材フィルム１０の裏面側に積層される接着剤層１１とを有する。

位置決めシート３の平均幅（導体４の軸方向の長さ）の下限としては、１００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましい。一方、位置決めシート３の平均幅の上限としては、１０００μｍが好ましく、８００μｍがより好ましい。位置決めシート３の平均幅が上記下限に満たない場合、位置決めシート３の強度が不十分となりプリント配線板２に貼設する前に破断するおそれがある。また、位置決めシート３の平均幅が上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に大きくなるおそれがある。

位置決めシート３の両端縁の導体４からの延出距離の下限としては、導体４の直径の２倍が好ましく、２．５倍がより好ましい。一方、位置決めシート３の両端縁の導体４からの延出距離の上限としては、導体４の直径の１００倍が好ましく、５０倍がより好ましい。位置決めシート３の上記延出距離が上記下限に満たない場合、位置決めシート３の端部とプリント配線板２との接着強度が不十分となり、半田付けが終了するまで導体４を被接続部８に対して位置決めできないおそれがある。また、位置決めシート３の上記延出距離が上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に大きくなるおそれがある。

位置決めシート３における先端方向の側縁（導体４の軸と垂直な縁）を基準とし、先端方向をプラス、その反対方向をマイナスとする導体４の先端までの垂直距離の下限としては、−０．１ｍｍが好ましく、０ｍｍがより好ましい。一方、上記導体４の先端までの垂直距離の上限としては、０．５ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好ましい。上記導体４の先端までの垂直距離が上記下限に満たない場合、導体４の先端を直接視認することができないので、導体４の半田９による被接続部８への接続状態の確認が困難となるおそれがある。また、上記導体４の先端までの垂直距離が上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に大きくなるおそれがある。

位置決めシート３の後端方向の側縁と複数の絶縁電線１の絶縁層５の先端との平均間隔の下限としては、１０μｍが好ましく、３０μｍがより好ましい。一方、上記位置決めシート３と絶縁層５の先端との平均間隔の上限としては、５００μｍが好ましく、３００μｍがより好ましい。上記位置決めシート３と絶縁層５の先端との平均間隔が上記下限に満たない場合、上記位置決めシート３の側縁から複数の導体４の先端までの垂直距離を一定に揃えることができず、各導体４の被接続部８に対する接続強度が不均一となるおそれがある。また、上記位置決めシート３と絶縁層５の先端との平均間隔が上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に大きくなるおそれや、複数の絶縁電線１の配列が乱れ易くなるおそれがある。

（基材フィルム）
基材フィルム１０としては、安価かつ容易に入手可能なスーパーエンジニアリングプラスチックを主成分とするフィルムを用いることができる。このようなスーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリスルフォン、ポリエーテルサルフォン等が挙げられ、ポリテトラフルオロエチレン以外のフッ素樹脂を使用することもできる。

さらに、基材フィルム１０は、半田９の溶融時に加えられる熱に耐え、半田９が硬化して導体４が被接続部８に固定されるまで導体４を被接続部８に対して位置決めできるよう耐熱性を有することが好ましい。また、基材フィルム１０は、接着剤層１１との接着性が高いことが好ましい。さらに、基材フィルム１０は、位置決めシート３を通して導体４と被接続部８との相対位置を確認できるよう透明性を有することが好ましい。これらの要求を満たすスーパーエンジニアリングプラスチックとしては、ポリイミドが挙げられる。よって、基材フィルム１０は、ポリイミドを主成分とすることが好ましい。

基材フィルム１０の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１２μｍがより好ましい。一方、基材フィルム１０の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、２５μｍがより好ましい。基材フィルム１０の平均厚さが上記下限に満たない場合、位置決めシート３の強度が不十分となるおそれがある。また、基材フィルム１０の平均厚さが上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に厚くなるおそれがある。

（接着剤層）
接着剤層１１を構成する接着剤としては、例えば熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤等を用いることができ、基材フィルム１０と同様に透明性を有することが好ましい。

接着剤層１１の平均厚さの下限としては、導体４の平均径の１／１０が好ましく、１／５がより好ましい。一方、接着剤層１１の平均厚さの上限としては、導体４の平均径の２／３が好ましく、１／２がより好ましい。接着剤層１１の平均厚さが上記下限に満たない場合、導体４との接着性が不十分となり、複数の絶縁電線１をまとめて保持することが困難となるおそれがある。接着剤層１１の平均厚さが上記上限を超える場合、当該電気的接続構造が不必要に厚くなるおそれがある。

〈熱硬化性接着剤〉
接着剤層１１を構成し得る熱硬化性接着剤としては、例えばエポキシ樹脂及び硬化剤を含むものが用いられる。接着剤層１１の材料としてエポキシ樹脂を使用することにより、接着剤層１１の形成性、耐熱性及び接着力を向上させることが可能となる。

接着剤層１１に含有されるエポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型とビスフェノールＦ型との共重合型のエポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等を使用することができる。また、接着剤層１１は、上述のエポキシ樹脂のうち少なくとも１種を含有していればよい。

また、エポキシ樹脂分子量は、接着剤層１１に要求される性能を考慮して、適宜選択することができる。例えば高分子量のエポキシ樹脂を使用すると、形成性が高くできると共に、接続温度における樹脂の溶融粘度を高くできる。一方、低分子量のエポキシ樹脂を使用すると、架橋密度が高まって耐熱性が向上するという効果が得られる。また、低分子量のエポキシ樹脂を使用すると、加熱時に上述の硬化剤と速やかに反応し、接着性能を高めるという効果が得られる。従って、分子量が１５０００以上の高分子量エポキシ樹脂と分子量が２０００以下の低分子量エポキシ樹脂とを組み合わせて使用することが性能のバランス上好ましい。なお、高分子量エポキシ樹脂と低分子量エポキシ樹脂の配合量は、適宜選択することができる。また、ここでいう「平均分子量」とは、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）展開のゲルパーミッションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）から求められたポリスチレン換算の分子量のことをいう。

また、接着剤層１１は、エポキシ樹脂の硬化を促進させるための硬化剤を含有することにより、高い接着力を得ることができる。この硬化剤としては、例えば潜在性硬化剤が用いられる。潜在性硬化剤は、低温での貯蔵安定性に優れ、室温では殆ど硬化反応を起こさないが、熱や光等により速やかに硬化反応を行う硬化剤である。このような潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン系、第３級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド系、酸無水物系及びフェノール系の化合物、並びにこれらの変性物が例示され、これらのうちの一種又は２種以上の混合物を使用できる。

また、これらの潜在性硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性及び速硬化性の観点から、イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系潜在性硬化剤としては、公知のものを使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−フィニルイミダゾール、２−フィニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾール等が挙げられる。

また、これらの潜在性硬化剤は、ポリウレタン、ポリエステル等を主成分とする高分子物質、ニッケル、銅等の金属、ケイ酸カルシウム等の無機物などで被覆してマイクロカプセル化されることが好ましい。このように潜在性硬化剤をマイクロカプセル化することによって、長期保存性と速硬化性という矛盾した特性の両立を図ることができる。従って、上記潜在性硬化剤としては、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が特に好ましい。

〈熱可塑性接着剤〉
接着剤層１１を構成し得る熱可塑性接着剤は、熱可塑性樹脂を主成分とする。熱可塑性樹脂としては、例えばポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどが挙げられる。中でも、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、アクリル樹脂等が好適に用いられる。

＜半田＞
半田９としては、特に限定されないが、例えばＳｎＡｇＣｕ合金、ＳｎＺｎＢｉ合金、ＳｎＣｕ合金、ＳｎＡｇＩｎＢｉ合金等の鉛フリー半田を使用することができる。

［電気的接続方法］
これより、図１乃至３の絶縁電線１とプリント配線板２との電気的接続方法、つまり絶縁電線１及びプリント配線板２の接続体の製造方法について説明する。

当該電気的接続方法は、複数の絶縁電線１の軸方向先端部の絶縁層５を除去する工程と、この絶縁層除去工程後の露出した複数の導体４及び複数の被接続部８に予備半田を行う工程と、上記露出した複数の導体４を複数の被接続部８に重なるよう、ストライプ状に配列して位置決めする工程と、上記位置決め工程後の露出した複数の導体４の表面に帯状の位置決めシート３を複数の導体４の軸方向と垂直に貼設する工程と、上記貼設工程後の露出した複数の導体４を一対一対応関係で複数の被接続部８に当接する工程と、上記当接工程後に複数の導体４及び複数の被接続部８間を半田で接着する工程とを備える。

＜絶縁層除去工程＞
絶縁層除去工程では、図４に示すように、各絶縁電線１の軸方向先端部の絶縁層５を除去することにより、導体４を露出させる。絶縁層５の除去方法としては、例えばレーザー照射により絶縁層５をカットし、絶縁層５を導体４から剥離して除去する方法等を用いることができる。

＜予備半田工程＞
予備半田工程では、図５に示すように、絶縁層除去工程で露出させた各絶縁電線１の導体４を加熱して溶融状態の半田で濡らすことにより導体４に半田を保持させる。また、プリント配線板２の被接続部８の表面にも同様にして半田を保持させる。これによって、後述の接着工程において、これらの半田を再溶融させて、新たな半田を供給することなく導体４と被接続部８との間を接続可能とする。

＜位置決め工程＞
位置決め工程では、例えば図６に示すような治具１２を用いて、複数の絶縁電線１の導体４をプリント配線板２表面の被接続部８と同じピッチのストライプ状に配列して位置決めする。

図６の治具１２は、各導体４が嵌合するＶ字状の位置決め溝１３を有する台座部１４と、位置決め溝１３に導体４を嵌合させたときに、絶縁層５を支持できるベース部１５とを備える。

＜貼設工程＞
貼設工程では、図７に示すように、位置決め工程において位置決めされた複数の導体４の表面に架け渡すよう位置決めシート３を貼設する。これにより、位置決めシート３によって複数の導体４をストライプ状の配置を維持するようまとめて保持することが可能となる。つまり、図７の状態から位置決めシート３を持ち上げることにより、図８に示すように、複数の絶縁電線１を一括して同時に持ち上げることができる。

なお、位置決めシート３の接着剤層１１が熱硬化性接着剤で構成される場合には、この貼設工程において導体４の表面に貼設するときの接着剤層１１をＢステージ状態としておくことが好ましい。このように、貼設工程における接着剤層１１をＢステージ状態としておくことによって、位置決めシート３は、取り扱い性がよく、かつ良好な接着性を発揮できる。

＜当接工程＞
当接工程では、位置決めシート３によりストライプ状の配列を維持した状態で、複数の導体４をプリント配線板２の複数の被接続部８の表面に当接させる。このとき、位置決めシート３から突出する導体４の先端部が被接続部８に重なるよう目視で確認しながら位置決めシート３の位置を微調整する。また、位置決めシート３が透明性を有する場合には、位置決めシート３を通して、導体４と被接続部８との位置合わせを確認してもよい。

複数の導体４を複数の被接続部８に対して位置決めしたならば、図９に示すように、導体４の両サイドより延出する位置決めシート３の両端部をプリント配線板２の表面に貼設する。これにより、導体４を被接続部８の表面に当接する状態で固定することができる。

＜接着工程＞
接着工程では、位置決めシート３により被接続部８の表面に当接する状態に保持されている導体４及び被接続部８に対し予備半田されている半田９を加熱して溶融することにより、導体４及び被接続部８間を機械的及び電気的に接続する。

導体４及び被接続部８に予備半田されている半田９を溶融するための加熱は、例えば位置決めシート３により接続状態が保持されている複数の絶縁電線１及びプリント配線板２を加熱炉に配置して行うことができる。また、導体４及び被接続部８に予備半田されている半田９を溶融するため、位置決めシート３の表面及びプリント配線板２の裏面の少なくともいずれかに加熱体を圧接してもよい。

＜効果＞
当該電気的接続方法は、位置決めシート３によって複数の絶縁電線１の導体４を同時に被接続部８の上に配置することができる。このため、当該電気的接続方法によれば、接続体の厚さを大きくすることなく、複数の絶縁電線１の導体４を複数の被接続部８に一対一対応関係で容易かつ確実に接続することができる。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例として、当該電気的接続方法は、予備半田工程を省略し、接着工程において導体及び被接続部を加熱しつつ導体又は被接続部に半田を供給してもよい。また、導体及び被接続部のいずれか一方にのみ予備半田を行ってもよい。

また、位置決め工程は、図示したような治具を使用する方法に限られない。たとえば、接着剤層を上に向けて水平な台上に載置した位置決めシートの上に絶縁電線の導体層を一本ずつ位置決めしながら配置してもよい。つまり、位置決め工程と貼設工程とは同時に行うことができる。

また、当該電気的接続方法において、位置決めシートの接着剤層を熱可塑性接着剤で構成する場合、半田を溶融して導体を被接続部に固定する際の熱によって位置決めシートを導体から剥離させ、最後に位置決めシートを取り除くようにしてもよい。この場合、得られる接続体の電気的接続構造は、位置決めシートを有さない。

さらに、当該電気的接続方法において、位置決めシートを絶縁電線の絶縁層の先端と当接するよう貼設してもよい。ただしこの場合、絶縁電線の導体の露出長さにばらつきがあると、位置決めシートから導体の先端までの垂直距離が不均一になる。そのため、位置決めシートの後端方向の側縁と複数の絶縁電線の絶縁層の先端とが離間していることが好ましい。

また、当該電気的接続方法において、必ずしも位置決めシートの端縁をプリント配設板に貼設しなくてもよい。つまり、位置決めシートの端縁を一番外側の導体の両サイドより延出させなくてもよい。

また、当該電気的接続方法において被接続部が設けられる構成要素は、プリント配線板以外の電子部品であってもよい。

以下、実施例に基づき本発明を詳述するが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるものではない。

上記実施形態の電気的接続方法により、複数の絶縁電線の導体をプリント配線板の複数の被接続部に接続し、絶縁電線とプリント配線板との剥離強度を測定した。

（絶縁電線）
絶縁電線としては、ＡＷＧ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ）Ｎｏ．４７の絶縁線（導体径３５．５μｍ）を１８本使用した。

（プリント配線板）
プリント配線板としては、平均厚さ２５μｍのポリイミド製ベースフィルムと、平均厚さ１８μｍの銅により形成され、表面が金でメッキされた導電パターンとを有するものを用意した。このプリント配線板において、被接続部は、平均幅５０μｍ、平均間隔５０μｍ（平均ピッチ１００μｍ）のストライプ状に形成されている。

（位置決めシート）
位置決めシートとしては、平均厚さ２５μｍのポリイミド製基材フィルムに平均厚さ１０μｍの熱硬化性接着剤で構成される接着剤層を積層したものを使用した。

上記熱硬化性接着剤としては、２種類のビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂及びマイクロカプセル型潜在性硬化剤をセロアセ（エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート）に分散させたものを使用し、この熱硬化性接着剤を上記基材フィルムに塗布、乾燥及び固化させて上記接着剤層を形成した。

第１のビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社の「エピコート１２５６」を使用し、第２のビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂としては、ジャパンエポキシレジン株式会社の「エピコート１００４」を使用し、ナフタレン型エポキシ樹脂としては、大日本インキ化学工業株式会社の「エピクロン４０３２Ｄ」を使用し、マイクロカプセル型潜在性硬化剤としては、旭化成エポキシ株式会社の「ノバキュアＨＸ３９４１」を使用した。

上記接着剤層の形成方法としては、先ず３５質量部の第１のビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂、２０質量部の第２のビスフェノールＡ型固形エポキシ樹脂、２５質量部のナフタレン型エポキシ樹脂、及び３０質量部のマイクロカプセル型潜在性硬化剤を混合したものをセロアセに分散し、三本ロールによって混錬して固形分が５０質量％の接着剤組成物を形成した。次いで、この接着剤組成物を上記基材フィルムにドクターナイフを用いて塗布し、６０℃で３０分間乾燥及び固化させることによって、接着剤層を形成した。

（半田）
半田としては、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ鉛フリー半田を使用した。また、半田接続設備としては、日本アビオニクス株式会社の「リフローヘッドＮＡ６６」及び「交流式パルスヒート電源ＴＣＷ−３１５」で構成したパルスヒートユニットを使用した。

（剥離強度測定）
剥離強度の測定は、株式会社イマダの「デジタルフォースゲージＤＰＸ−０．５ＴＲ」及び「計測スタンドＮＶ−２５０」を使用し、導体とプリント配線板とを引き離す方向（プリント配線板に垂直な方向）の引張強度を測定した。

（測定結果）
測定された剥離強度は、導体一本あたり、０．３〜０．４５Ｎであった。この値は、実用上十分な値である。

本発明は、絶縁電線の接続に適用でき、絶縁電線及びプリント配線板の接続体、例えばワイヤーハーネスの製造に好適に利用できる。

１ 絶縁電線
２ プリント配線板
３ 位置決めシート
４ 導体
５ 絶縁層
６ ベースフィルム
７ 導電パターン
８ 被接続部
９ 半田
１０ 基材フィルム
１１ 接着剤層
１２ 治具
１３ 位置決め溝
１４ 台座部
１５ ベース部

Claims (9)

1. 導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続方法であって、
   上記複数の絶縁電線の軸方向先端部の絶縁層を除去する工程と、
   上記絶縁層除去工程後の露出した複数の導体をストライプ状に配設される複数の被接続部に重なるよう位置決めする工程と、
   上記位置決め工程後の露出した複数の導体の表面に帯状の位置決めシートを上記複数の導体の軸方向と垂直に貼設する工程と、
   上記貼設工程後の露出した複数の導体を一対一対応関係で上記複数の被接続部に当接する工程と、
   上記当接工程後に複数の導体及び複数の被接続部間を半田で接着する工程と
   を備え、
   上記貼設工程の位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する電気的接続方法。
2. 上記複数の被接続部が、ベースフィルム及びこのベースフィルムの表面に積層される導電パターンを有するプリント配線板における導電パターンの配線部分である請求項１に記載の電気的接続方法。
3. 上記基材フィルムがポリイミドを主成分とする請求項１又は請求項２に記載の電気的接続方法。
4. 上記貼設工程後、位置決めシートにおける先端方向の側縁を基準とし、先端方向をプラス、その反対方向をマイナスとする上記複数の導体の先端までの垂直距離が、−０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の電気的接続方法。
5. 上記貼設工程後、位置決めシートの後端方向の側縁と複数の絶縁電線の絶縁層の先端とが離間しており、その平均間隔が１０μｍ以上５００μｍ以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気的接続方法。
6. 上記貼設工程後、位置決めシートの両端縁が複数の導体の両サイドより延出しており、その延出距離が導体の直径の２倍以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気的接続方法。
7. 導体及びこの導体の周面を被覆する絶縁層を有する複数の絶縁電線がストライプ状に配設される複数の導体の被接続部への電気的接続構造であって、
   上記複数の絶縁電線の軸方向先端部領域で露出し、ストライプ状に配設される複数の被接続部に一対一対応関係で重ね合わされる複数の導体と、
   これらの複数の導体及び複数の被接続部間を接着する半田と、
   露出した複数の導体の表面に導体の軸方向と垂直に貼設される帯状の位置決めシートと
   を備え、
   上記位置決めシートが、合成樹脂製の基材フィルムと、この基材フィルムの裏面側に積層される接着剤層とを有する電気的接続構造。
8. 請求項７に記載の電気的接続構造を備え、
   上記複数の被接続部が、ベースフィルム及びこのベースフィルムの表面に積層される導電パターンを有するプリント配線板における導電パターンのストライプ状配線部分である絶縁電線及びプリント配線板の接続体。
9. 上記位置決めシートの両端縁が複数の導体の両サイドより延出し、上記プリント配線板表面に貼設されている請求項８に記載の絶縁電線及びプリント配線板の接続体。

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