JPH03201498A - 金属基板の層間接続方法 - Google Patents

金属基板の層間接続方法

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JPH03201498A
JPH03201498A JP1338756A JP33875689A JPH03201498A JP H03201498 A JPH03201498 A JP H03201498A JP 1338756 A JP1338756 A JP 1338756A JP 33875689 A JP33875689 A JP 33875689A JP H03201498 A JPH03201498 A JP H03201498A
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metal
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和田 富夫
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、各種電子機器に利用されている金属基板にお
ける配線パターンと、そのベース材である金属板とを接
続する金属基板の層間接続方法に関する。
(従来の技術) 第7図は従来の金属基板における配線パターンと金属板
との接続(以下、層間接続と呼ぶ)の構成の一例を示す
断面図であり、1は金属基板であり、アルミニウム板、
鉄板、ステンレス板などよりなる金属板1−1と、金属
板1−1の表面に形成された樹脂などよりなる絶縁層1
−2と、絶縁層1−2上に積層された銅箔をエツチング
するなどの方法によって形成された配線パターン1−3
とによって構成されている。2は金属板1−1上に設け
られためねじであり、このめねじ2には頭部を有するお
ねじ3が螺入されている。おねし3の頭部は配線パター
ン1−3に半田づけ4されており、さらにおねじ3の先
端部は樹脂などによって封止または半田づけ5され、め
ねじ2とおねじ3の噛合い部に湿気、ガスなどが浸入し
て接続が不確実になるのを防いで、おねじ3と金属板1
−1とを接続している。
第8図(a)、 (b)は層間接続の他の従来例であり
、第8図(a)において、6は金属板1−1に設けられ
た座ぐり部、7は金線、アルミニウム線などよりなるボ
ンディングワイヤーで、金属板1−1と配線パターン■
−3との間をワイヤーボンディング方式によって接続し
ている。第8図(b)において、8はエツチング法など
によって絶縁層1−2に設けられた開孔部で、ボンディ
ングワイヤー7によって金属板L−1と配線パターン1
−3との間をワイヤーボンディング方式によって接続し
ている。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の方法によっても金属基板の層間接続
を行なうことができる。しかしながら上記の従来の方法
においては下記のような問題があった・ まず、第7図に示した方法においては、層間接続をさせ
るために広い基板面積を必要とし、高密度実装の用途に
は不適当であること、金属板1−1の厚さが薄い場合に
は、めねじ2を形成するのが困難になること、金属板1
−1とおねじ3の接続は半田づけ5をしない場合には接
触接続であるため接続が不確実になりやすいこと、及び
金属板1−1へのめねじ2の形成、おねじ3の螺入、お
ねじ3の頭部と配線パターン1−3との半田づけ4.お
ねじ3先端部の樹脂封止、または半田づけ5を必要とす
るので加工工数が多くなって接続コストが高くなるなど
の問題があった。
次に、第8図(a)に示した方法においては、層間接続
に必要な基板面積は第7図に示した方法よりも小さくな
るが、確実な接続方法を得るためには配線パターン1−
3のワイヤーボンド箇所、及び金属板1−1の材質によ
っては、座ぐり部6の面に金メツキを施す必要がありコ
スト高になること、ボンディングワイヤー7に外力が加
わると、容易にボンディングワイヤー7が断線すること
、及び座ぐり加工を必要とするのでコスト高となるとと
もに、金属板1−1の厚さが薄い場合には座ぐり加工が
困難となって実施できなくなるなどの問題があった。
第8図(b)に示した方法によれば座ぐり加工は不要と
なり、薄い金属板でもボンディング接続が可能であるが
、絶縁層1−2の部分的なエツチング除去のためには複
雑な処理を必要とし、第8図(a)における問題点に加
えてさらに接続コストが高くなるという問題がある。
金屈基板工は、その構造上、絶縁層1−2をはさんで、
片側の配線パターン1−3を、反対側に導電性の金属板
1−1を有しているので配線パターン1−3と金属板1
−1とを任意の箇所で簡単に、かつ微細に接続できれば
、金属板1−1を、単にケース、シールド、放熱板など
として利用するのみでなく、電源回路、グランド回路な
どの全回路に共通の回路構成用の導体としても活用する
ことができ、あたかも両面スルーホール基板のような使
い方をすることが可能となる。
本発明の目的は、金属基板上の任意の箇所で、金属板の
厚さに関係なく、微細な基板面積内で、確実かつ簡単に
、低コストで層間接続することができる金属基板の層間
接続方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を遠戚するため、本発明は、金属板上に絶縁
層を設け、この絶縁層上に配線パターンを形成してなる
金属基板を、前記金属板を下側にして加工台に載置し、
平担状または半球状の先端部を有する接続用工具の先端
で前記配線パターンの層間接続すべき箇所の表面から前
記金属基板を加圧し、前記絶縁層を破るようにして層間
接続することを特徴とし、また金属板上に絶縁層を設け
、この絶縁層上に配線パターンを形成してなる金属基板
を、前記配線パターンを下側にして加工台上に載置し、
平担状または半球状の先端部を有する接続用工具の先端
で前記金属板の層間接続すべき箇所の表面から前記金属
基板を加圧し、前記絶縁層を破るようにして層間接続す
ることを特徴とし、また金属板上に絶縁層を設け、この
絶縁層上に配線パターンを形成してなる金属基板に対し
て、層間接続すべき箇所の金属板側の表面と配線パター
ン側の表面とから同時に同軸上で平担状または半球状の
先端部を有する接続用工具の先端で加圧し、前記絶縁層
を破るようにして層間接続することを特徴とする。
(作 用) 」二記の手段を採用したため、配線パターンまたは金属
板または両者が接続用工具の先端によって局部的に押圧
されて凹みを生じ、この凹みによって絶縁層が破れて、
配線パターンと金属板とが直接接触することになり、加
圧力によって両者が冷間圧接され、層間接続がなされる
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図(a)〜(d)は本発明の金属基板の層間接続方
法の第1実施例における加工工程を示す断面図であり、
1は金属基板であり、金属板1−1.絶縁層1−2.配
線パターン1−3は第7図に示した従来例と全く同様の
材料、方法によって構成されている。
9は接続用工具であって、例えば鋼、超硬合金などで製
作されており、その先端は半球状に形成されている。1
0は鋼などの加工台、11は配線パターン1−3と金属
板1−1との接合部である。
次に上記の第1実施例の動作について説明する。
第1図(a)は準備状態を示しており、金属基抜工を金
属板1−1を下側にして加工台10の上に載置し、接続
用工具9を層間接続すべき箇所の配線パターン1−3の
上方に配置する。続いて接続用工具9を下方に移動させ
て第工図(b)に示すように接続用工具9の先端を金属
基板1内に加圧圧入せしめる。さらに接続用工具9を下
方に移動させると第1図(c)に示すように、延性にと
ぼしい絶縁層1−2は加圧箇所で破れるが、延性のすぐ
れた配線パターン1−3は破れることなく、配線パター
ン1−3と金属板1−1とが直接接触し、加圧力によっ
て両者が接合部11において冷間圧接されて接合して層
間接続される。第1図(d)は層間接続完了の状態であ
る。
第1図(a)〜(d)に示した方法では、配線パターン
13の厚さが薄かったり、絶縁層1−2の厚さが厚い場
合には、配線パターンl−3が金属板1−1に確実に接
触せず、層間接続が不完全になることがある。
このような場合には第2図(a)〜(d)に示した本発
明の第2実施例による層間接続方法が有効である。
第2図(a)〜(d)において、金属基板1.接続用工
具9.加工台10は第工図の場合と全く同様のものであ
り、11が接合部である。
次に上記の第2実施例に動作について説明する。
第2図(a)は準備状態を示しており、金属基板lを配
線パターン1−3側を下側にして加工台10の上に載置
し、接続用工具9を層間接続すべき箇所の金属板1−1
の上方に配置する。次に第2図(b)、 (C)に示す
ように、第工図(b)、 (c)に示した彫工実施例と
同様にして接合部11を得て層間接続させるが、この第
2実施例においては、金属板1−1の厚さが絶縁層1−
2.配線パターン1−3の厚さに比して充分に厚く、絶
縁層1−2の厚さが多少厚くても、また配線パターン1
−3の厚さが多少薄くても、常に確実に金属板1−1と
配線パターン1−3とが接触し、完全な層間接続を得る
ことができる。第2図(d)は層間接続完了の状態であ
る。
第3図(a)〜(d)は本発明の第3実施例の加工工程
を示す断面図であり、金属基板1.接続用工具9は第1
図(a)〜(d)に示した第1実施例と同様の方法のも
のであるが、加工台10には鋼などの半球状の頭部を有
する一方の接続用工具となる突起12を設けである。1
■は配線パターン1−3と金属板1−1との接合部であ
る。
次に上記の第3実施例の動作について説明する。
第3図(a)は準備状態を示しており、金属基板lを、
金属板1−1を下側にして層間接続すべき箇所に突起1
2の先端が合致するように、突起12の上に載置し、接
続用工具9の層間接続すべき箇所の配線パターン1−3
の上方、すなわち突起12と同軸上に載置する。なお、
この場合1図示はしないが、配線パターン1−3を下側
にして載置しても全く同様の効果が得られる。続いて接
続用工具9を下方に移動させると第3図(b)に示すよ
うに接続用工具9の先端と突起12の先端とが同時に金
属基板1内に加圧圧入される。さらに接続用工具9を下
方に移動させると第3図(C)に示すように、延性にと
ぼしい絶縁層1〜2は加圧箇所で破れるが、延性のすぐ
れた配線パターン1−3と金属板1−1とは破れること
なく、配線パターン1−3と金属板1−1とが直接接触
し、加圧力によって両者が接合部11において冷間圧接
されて接合し、層間接続される。第3図(d)は層間接
続完了の状態である。
また第3図(a)〜(d)では、接続用工具9のみを移
動させる例を示したが、接続用工具9と突起12とを同
時に移動させても同様の効果が得られる。
上記の第1.第2実施例においては加圧を金属基板1の
片側のみから行なうので、層間接続後。
金属基板1に「そり」が発生しやすいが、この第3の実
施例では金属基板1の両側から均等に加圧するので「そ
り」の発生がない。
上記の各実施例では、半球状の先端部を有する接続用工
具9を使用した場合を示したが、例えば第4図に示すよ
うに先端部を平担状に成形した接続用工具13を使用し
ても上記の各実施例と同様の工程を経て層間接続させる
ことが可能であり、第5図、第6図は、それぞれ第1実
施例と第2実施例の層間接続方法による場合の層間接続
完了の状態を示している。
上記の実施例では、下記に示すように効果を奏する。
(1)平担状または半球状の先端部を有する接続用工具
9,13の先端で、層間接続すべき箇所の金属基板1の
表面から加圧するようにしたので、簡単な装置でt回の
動作によって、任意の箇所を金属基板lの厚さに関係な
く、低コストで層間接続することができる。
(2)配線パターン1−3と金属板1−1との接合は、
冷間圧接によってなされるので接続の信頼性が高い。
(3)層間接続をするために必要な金属基板1の面積は
、−殻内なスルーホール基板のスルーホール径程度でよ
く、高密度実装が可能である。
(4)金属板1−1を電源回路、グランド回路などの全
回路に共通の回路構成用の導体として活用することが可
能となり、片面基板であっても両面スルーホール基板に
匹敵する布線処理能力を発揮し、高密度実装が可能とな
る。特に、金属板1−1をグランド回路とした場合には
、グランドインピーダンスを著しく低く保つことが可能
となり、動作の安定した特性のすぐれた電気回路を提供
することができる。
(5)配線パターン1−3側または金属板1−1側のど
ちらからでも加圧接続することができるので、金属基板
上の厚さや部品の搭載状況、構造などに応じて加圧方向
を自由に選択することができる。
(6)金属基板1の両側から同軸上で同時に加圧する第
3実施例の方法によれば、加圧による金属基板1の「そ
り」を防止することができる。
(発明の効果) 本発明によれば、接続用工具によって金属基板を加圧す
ることによって層間接続がなされるため、金属基板上の
任意の箇所で、しかも金属板の厚さに関係なく、微少な
基板面積内で、確実かつ簡単に、低コストで層間接続で
きる金属基板の層間接続方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第工図(a)〜(d)は本発明の金属基板の層間接続方
法の第1実施例における加工工程を示す断面図、第2図
(a)〜(d)は本発明の第2実施例における加工工程
を示す断面図、第3図(a)〜(d)は本発明の第3実
施例における加工工程を示す断面図、第4図は接続用工
具の他の例を示す正面図、第5図。 第6図は第4図の接続用工具を用いた場合の層間接続完
了の状態を示す金属基板の断面図、第7図。 第8図(a)、、 (b)は従来の金属基板の層間接続
構成を示す金属基板の断面図である。 1・・・金属基板、 1−1・・・金属板、 1−2・
・・絶縁周、 1−3・・配線パターン、 9.13・・・ 接続用工具、 10・・・加工台、 11・・・接合部、 12・・・加工台の突起。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1.  (1)金属板上に絶縁層を設け、この絶縁層上に配線
    パターンを形成してなる金属基板を、前記金属板を下側
    にして加工台上に載置し、平担状または半球状の先端部
    を有する接続用工具の先端で前記配線パターンの層間接
    続すべき箇所の表面から前記金属基板を加圧し、前記絶
    縁層を破るようにして層間接続することを特徴とする金
    属基板の層間接続方法。
  2.  (2)金属板上に絶縁層を設け、この絶縁層上に配線
    パターンを形成してなる金属基板を、前記配線パターン
    を下側にして加工台上に載置し、平担状または半球状の
    先端部を有する接続用工具の先端で前記金属板の層間接
    続すべき箇所の表面から前記金属基板を加圧し、前記絶
    縁層を破るようにして層間接続することを特徴とする金
    属基板の層間接続方法。
  3.  (3)金属板上に絶縁層を設け、この絶縁層上に配線
    パターンを形成してなる金属基板に対して、層間接続す
    べき箇所の金属板側の表面と配線パターン側の表面とか
    ら同時に同軸上で平担状または半球状の先端部を有する
    接続用工具の先端で加圧し、前記絶縁層を破るようにし
    て層間接続することを特徴とする金属基板の層間接続方
    法。
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