JPH04111391A - 絶縁基板とプリント基板との半田接続構造及び半田接続方法 - Google Patents

絶縁基板とプリント基板との半田接続構造及び半田接続方法

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JPH04111391A
JPH04111391A JP22965490A JP22965490A JPH04111391A JP H04111391 A JPH04111391 A JP H04111391A JP 22965490 A JP22965490 A JP 22965490A JP 22965490 A JP22965490 A JP 22965490A JP H04111391 A JPH04111391 A JP H04111391A
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Japan
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layer
circuit board
solder
printed circuit
soldering
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Toshihiro Anzaki
俊広 安崎
Shunji Murano
俊次 村野
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/24—Reinforcing of the conductive pattern
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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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】 [発明の利用分野] この発明は、絶縁基板とプリント基板との半田接続に関
し、特にガラス等の鏡面で熱伝導率が低い基板でも、半
田接続ができるようにした半田接続に関する。
[従来技術1 光プリンタヘッドや熱転写プリンタのサーマルヘッド、
あるいは液晶駆動用の回路基板等には、薄膜配線を施し
たガラス基板が用いられている。
これはガラス基板への薄膜配線を用いることにより、精
密配線が可能になるt;めである。しかしながら、ガラ
ス基板上の薄膜配線を、外部のプリント基板に半田付け
することは難しい。このため従来は、プリント基板とガ
ラス基板とを導電性接着剤で接続し、両者をゴム棒等で
圧接して固定していた。圧接を用いると、プリント基板
とガラス基板との接続部に大きな面積を要する。これは
精密配線により、基板を小型化することと矛盾する。
例えば光プリンタヘッドの場合、感光ドラムやヘッドを
小型化することが、強く求められている。またサーマル
ヘッドの場合も、Fax等の小型化のために、ヘッドの
小型化が必要である。液晶駆動装置の場合、デイスプレ
ィを小型化し得ることがCRT等のデイスプレィに変え
、液晶デイスプレィが用いられる理由である。そこで、
ガラス基板とプリント基板との接続部を、小さくするこ
とが重要となる。
ガラス基板とプリント基板とを半田で接続することが難
しい理由は、適切な半田付は用の電極パッドが知られて
いないことにある。即ち電極パッドとガラス基板の配線
との付着力も電極パッドと半田層との付着力も共に不十
分で、無理に半田付けしても剥離してしまう。
ガラス基板とプリント基板との半田付けが難しい他の理
由は、ガラスの熱伝導率が低いことにある。この状況を
第8図に示す。セラミック基板の厚膜電極とフレキ、プ
ルプリント基板との半田付けのように、半田ごての温度
を470℃として加熱すると、プリント基板の裏面温度
は図の鎖線のように上昇する。熱伝導率の高いセラミッ
ク基板では、半田付は部の温度は破線のように上昇し、
良好な特性が得られる。しかしガラス基板では熱伝導率
が低いため、半田付は部は実線のように過熱され、ガラ
ス基板の割れ、半田付は用電極パッドの剥離、あるいは
フレキシブルプリント基板の表面収縮や表面荒れ等の問
題が生じる。
これらの問題点に鑑み、発明者は絶縁基板とプリント基
板との新たな半田接続構造と半田接続方法とを開発した
。
[発明の課題] この発明の課題は、以下の点に有る。
(1)  請求項1の発明では、絶縁基板とプリント基
板との新たな半田接続構造を提供し、ガラス等の鏡面で
半田接続が困難な基板で半田接続を可能にすること。
(2)請求項2の発明では、絶縁基板とフレキシブルプ
リント基板との新たな半田接続方法を提供し、ガラス等
の鏡面基板でも半田接続を可能にするとともに、半田接
続の信頼性を高め、同時に半田付は時の過熱による基板
割れや電極パッドの損傷、あるいはフレキシブルプリン
ト基板の損傷を防止すること。
[発明の構成] この発明は、絶縁基板上に第1密着層とAI導電層を順
次形成するとともに、該AI導電層上に第2密着層と半
田被着層とを順次形成して、半田付は用電極パッドを構
成し、かつ該電極パッドとプリント基板の配線とを半田
層を介して接合してなる絶縁基板とプリント基板との半
田液Ifc111I造にある。
またこの発明の半田接続方法は、絶縁基板上に第1密着
層と薄膜At導電層を順次形成し、次いで該AI導電層
上に第2密着層と半田被着層とを順次形成して、半田付
は用電極パッドを構成し、然る後、該電極パッドとフレ
キシブルプリント基板の配線とを、下記条件A、Bによ
り半田層を介して結合せしめる、絶縁基板とプリント基
板との半田接続方法にある。
A: フレキシブルプリント基板の裏面の最高温度を3
00〜400℃にすること、 B: 半田付時間を1〜3秒にすること。
ここで第1密着層は例えばNi、Cr、Tiからなる群
の少なくとも一員の物質とし、好ましくはその膜厚を0
.1〜1μm1より好ましくは0.3〜0.6μmとす
る。第1密着層を介在させることにより、ガラス等の鏡
面基板でもAI導電層を強固に結合することができる。
第1密着層はAI導電層とガラス等の絶縁基板との中間
層で、0゜1μm〜1μmの膜厚でAI導電層とガラス
基板との高い付着強度が得られる。第1密着層は好まし
くは真空蒸着やスパッタリング等で形成するので、不必
要に厚くすると生産性が低下する。AI導電層の膜厚は
、好ましくは1〜20μmとし、より好ましくは3〜l
Oμmとする。AI導電層も、好ましくは真空蒸着やス
パッタリング等の薄膜プロセスで成膜する。第2密着層
は、好ましくはNi、Ti、Crからなる群の少なくと
も一員の物質とし、その膜厚は例えば0.5〜2μmと
し、より好ましくはl±0.2μmとする。第2密着層
は、診等の半田被着層とAI導電層との結合層であり、
薄すぎても厚すぎても半田被1層とAI導電層との付着
強度が低下する。第2密着層には、Ni、Cr、Tiの
内で、無電解メツキの容易なNiが好ましい。半田被着
層には、好ましくは貴金属やCuを用い、例えば無電解
メツキが容易な金が好ましい。
半田付は時の温度を、フレキシブルプリント基板の裏面
温度で300〜400℃、半田付は時間を1〜3秒とす
るのは、半田層の最高温度を170℃程度とし、かつガ
ラス基板やその電極パッド、あるいはフレキシブルプリ
ント基板の損傷を防止するためである。通常に用いられ
る膜厚100μmのポリイミド樹脂に、膜厚30μm程
度のCuフィルムをラミネートした7レキシブルプリン
ト基板の場合、最適な半田付は条件は、7レキシブルプ
リント基板の裏面温度の最高値が340±10℃、半田
付は時間が2±0.5秒である。
精密配線を行う場合、電極パッドも当然Iこ精密なもの
となる。ここで半田付は時に半田層が広がると、他の配
線や他のパッドと短絡する可能性が有る。そこで好まし
くは半田層の面積を電極パッドの面積よりも小さくシ、
半田のだれによる/ヨードを防止する。
以下に光プリンタヘッドについて実施例を示すが、サー
マルヘッドや液晶駆動用電極基板の場合も同様であり、
またこれ以外に任意の絶縁基板とプリント基板との半田
付けに用いることができる。
絶縁基板は、ガラス等の鏡面状で電極パッドと基板との
付着力が低いものについて、本発明は特に有効である。
[実施例] 第1図〜第7図に、実施例を示す。第1図において、2
はガラス等の基板で、表面が鏡面で熱伝導率が低いこと
が特徴である。ここでは最も半田接続が困難な基板とし
てガラス基板2を示したが、通常のセラミック基板等で
も良い。4は第1密着層で、AI導電層6とガラス基板
2との密着性を高めるt;めに用いる。第1密着層4に
好ましい材料は、Ni、Cr、Tiであり、真空蒸着や
スパッタリング等の薄膜プロセスで製造し、膜厚は例え
ば0.1−1μm1好ましくは0.3−0.6μmとし
、ここでは0.5μmとした。AI導電層6も例えば真
空蒸着やスパッタリング等の薄膜プロセスで形成し、膜
厚は例えば1〜10μm1好ましくは3〜lOμm1こ
こでは5〜6μmとした。
8は第2密着層で、材料にはNi、Ti、Crが好まし
く、製造には例えば無電解メツキを用いる。
第2密着層8の膜厚は例えば0.5〜2μmとし、好ま
しくはl±0,2μmとする。第2密着層8の材質には
、無電解メツキの容易なNiが好ましい。lOは半田被
着層で、材質には金や白金、Pd、Ag−Pd、Rh等
の貴金属の他、Cu等の卑金属も用い得る。半田被着層
10は例えば無電解メツキで第2密着層上に析出させ、
無電解メツキの容易な金が好ましい。第2密着層8は、
半田被着層lOとAI導電層6との密着性を向上させる
ために設ける。第2密着層8と半田被着層lOとを総称
し、電極パッドI2と呼ぶ。電極パッド12は半田付は
部分にのみ設け、AI導電層6や第1密着層4は、基板
2上の配線全体に設ける。
第2図に、半田付けの過程を示す。図において、20は
100μm厚のポリイミド樹脂等のフレキシブルプリン
ト基板で、22は30μm厚のラミネートしたCu配線
、24はCu配線22に半田メツキした半田層である。
半田層24の典型的な半田温度は、170℃程度である
。26は半田ごてで、ポリイミド樹脂のプリント基板2
0の裏面から加熱する。
第3図、第4図に半田層24の配置を示す。第4図のよ
うに、半田層24を電極パッド12と同じ面積に設ける
と、半田付は時の熱で半田層24が広がり、パッド12
間をショートさせる危険性がある。これはパッド12の
間隔が、例えばlOμm程度と狭いl;めである。そこ
で好ましくは第3図のように、半田層24の面積をパッ
ド12の面積よりも小さくし、半田層24がだれても短
絡しないようにする。
!5図、第6図I:、光プリンタヘッドの構造を示す。
第5図において、30は64本のデータバスで、第1密
着層4と同様にNi、Cr、Ti等の薄膜上に、At導
電層と6と同様のAt導電層を施したものである。32
は眉間絶縁用のポリイミド樹脂等の絶縁層、34は発光
ダイオードアレイで、例えば1個のGa−Asチップ上
に64個の発光ダイオード36を設けたものである。3
8は、各発光ダイオード36とデータバス30とを接続
した金リード線である。発光ダイオードアレイ34は例
えば直線上に40個程度配置し、発光ダイオード36が
300ドツト/インチの密度で並ぶように設ける。この
結果、データバス30やAt導電層6の間隔は極めて小
さなものとなる。ここではデータバス30の各ラインを
50μm幅、ライン間の間隔(隙間)を10μmとした
。At導電層は、導電性接着剤40を利用し、発光ダイ
オードアレイ34の共通端子に接続する。第6図に示す
ように、絶縁層32を設けていない隙間の部分でA1導
電層6は発光ダイオードアレイ34の下部に入り、導電
性接着剤40でAt導電層6と発光ダイオードアレイ3
4の共通端子を接続する。
基板2の端部には、図示しない駆動IC等が有り、40
個の発光ダイオードアレイ34を時分割駆動等で制御す
る。フレキシブルプリント基板2Gは、40個の電極パ
ッド12と、駆動IC等のリードに半田付けする。
第71!1.第8図に半田付けの条件を示す。第8図の
ように、半田ごての温度を高く、半田付は時間を長くす
ると、ガラス基板2の場合、基板2が熱衝撃で割れ、あ
るいは電極パッド12が剥離し、更にはプリント基板2
0の表面が収縮したり荒れたりする。そこで第7図のよ
うに、半田付けの条件をプリント基板20の裏面最高温
度で300〜400℃、より好ましくは340±lO℃
、半田付けの時間を1〜3秒、より好ましくは2±0゜
5秒とする。このようにすると、厚さ100μm程度の
フレキシブルプリント基板20に、厚さ30μm程度の
Cu配線22を施したものの場合、約2秒で半田層24
の温度は好適な170℃に達し、基板2や電極パッド1
2、あるいはプリント基板20の損傷なしに、半田層2
4を溶かして強い半田付けができる。
[発明の効果J 請求項1の発明では、半田接続構造を改良し、ガラス等
の半田接続の困難な基板でもプリント基板との半田接続
を可能にする。これによって、光プリンタヘッドやサー
マルヘッド、液晶駆動用の基板等の小型化が図れる。
請求項2の発明では、高M頼度が得られる半田接続方法
を提供し、基板や電極パッドの損傷、あるいはプリント
基板の損傷等を防止する。
【図面の簡単な説明】
第1図は電極パッド部を示す実施例のガラス基板の要部
断面図、第2図は半田付は過程を示す実施例の要部断面
図である。$31!I、第4図は、半田層の配置を示す
平面図、第5図は光プリンタヘッドの要部斜視図、第6
図はその要部断面図である。 第7図は実施例の半田付は条件を示す特性図、第8図は
従来例の半田付は条件を示す特性図である。 図において、     2 ガラス基板、4 第1密着
層、   6  At導電層、8 第2密薯層、   
10  半田被着層、12 電極パッド、 20 フレキシブルプリント基板、 22Cu配線、   24 半田層、 30 データバス、 32 絶縁層、 34 発光ダイオードアレイ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板上に第1密着層とA1導電層とを順次形
    成するとともに、該A1導電層上に第2密着層と半田被
    着層とを順次形成して、半田付け用電極パッドを構成し
    、 かつ該電極パッドとプリント基板の配線とを半田層を介
    して接合してなる絶縁基板とプリント基板との半田接続
    構造。
  2. (2)絶縁基板上に第1密着層と薄膜A1導電層を順次
    形成し、 次いで該A1導電層上に第2密着層と半田被着層とを順
    次形成して、半田付け用電極パッドを構成し、 然る後、該電極パッドとフレキシブルプリント基板の配
    線とを、下記条件A、Bにより半田層を介して結合せし
    める、絶縁基板とプリント基板との半田接続方法。 A:フレキシブルプリント基板の裏面の最高温度を30
    0〜400℃にすること、 B:半田付時間を1〜3秒にすること。
JP22965490A 1990-08-30 1990-08-30 絶縁基板とプリント基板との半田接続構造及び半田接続方法 Pending JPH04111391A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040029797A (ko) * 2002-10-02 2004-04-08 삼성전기주식회사 기판과 플렉시블기판의 연결구조

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040029797A (ko) * 2002-10-02 2004-04-08 삼성전기주식회사 기판과 플렉시블기판의 연결구조

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