JPH0669620A - 印刷配線板の接続構造 - Google Patents

印刷配線板の接続構造

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JPH0669620A
JPH0669620A JP4216045A JP21604592A JPH0669620A JP H0669620 A JPH0669620 A JP H0669620A JP 4216045 A JP4216045 A JP 4216045A JP 21604592 A JP21604592 A JP 21604592A JP H0669620 A JPH0669620 A JP H0669620A
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JP
Japan
Prior art keywords
printed wiring
solder layer
wiring board
spacer
connection structure
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JP4216045A
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Hiroshi Wada
啓 和田
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
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    • H05K3/3421—Leaded components
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
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    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3465—Application of solder

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊な形状の加圧加熱ツールを用いることな
く接続部における半田層を厚くすることができ、接続部
の信頼性を十分向上させることができる印刷配線板の接
続構造を提供することを目的とする。 【構成】 複数の印刷配線板1同士、または印刷配線板
1と他の電子部品の各電極2,6間を半田付けにより接
続する印刷配線板の接続構造において、半田層3内に該
半田層3厚と同等の厚さのスペーサー4が介在された半
田層3が該各電極2,6間に形成してなるように構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、印刷配線板の接続構造
に係り、詳しくは、印刷配線板同士や印刷配線板と他の
電子部品の半田付け接続における印刷配線板の接続構造
に適用することができ、特に、接続部における半田層を
厚くして、接続部の信頼性を十分向上させることができ
る印刷配線板の接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の印刷配線板同士を半田付け
により接続する接続方法を説明する図である。この図3
(a)に示すように、双方の印刷配線板31には接続のた
めの電極部32(接続電極部)が相対向する所定位置に配
置されており、何れか一方の印刷配線板31のCu等の電
極部32にはPb−Sn等の予備半田33がコーティングさ
れている。このような形状の印刷配線板31の電極部32同
士を接続する場合、図3(b)に示すように、双方の印
刷配線板31の電極部32を重ね合わせ、圧着側が平板の加
圧加熱ツール34によって熱圧着して半田付けする接続方
法がとられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、印刷
配線板31のCu等の電極部32上にPb−Sn等の予備半
田33をコーティングした後、双方の印刷配線板31の電極
部32同士を重ね合わせて加圧加熱ツール34で熱圧着して
半田付けを行うと、熱圧着により半田層が押し潰され、
半田層は膜厚約2〜3μm程度と非常に薄くなってしま
う。
【0004】一般的に金属同士の接続部においては、常
温環境下でも双方の金属原子が相互拡散することが知ら
れているが、半田付け接続部においても、電極銅箔のC
u原子とPb−Sn半田中のSn原子が相互拡散する。
この時、上記の如くPb−Sn半田層が押し潰されて半
田層が薄いと、短期間で半田層中のSn原子が全て電極
部32の銅箔中に拡散して半田層中に空洞が発生し、最終
的には接続部の破断に到ってしまう。即ち、半田層が薄
いと、接合部の信頼性が低下することになる。
【0005】このような問題は、印刷配線板と他の電子
部品との半田付け部にも発生し、また、熱圧着以外の半
田付け方法でも、半田層が薄ければ上記と同様の問題が
発生する。ところで、上記問題を解決する従来手段とし
ては、特開昭63−307796号公報で報告されたも
のがあり、ここでは、熱圧着装置の加熱・加圧可能に設
けたヘッド部の加圧端部を曲面状に形成することによ
り、加圧時のFPCパターンの断線を防止するととも
に、端部の接続半田を厚膜にして接続部の向上を図るよ
うにしている。この方法では、曲面状という特殊な形状
の加圧加熱ツールを用いているため、ツールの作製が面
倒であるうえ、ツールの摩擦により半田層厚が変化し易
かった。このため、接続部の信頼性を高めるには不十分
であった。
【0006】そこで本発明は、特殊な形状の加圧加熱ツ
ールを用いることなく接続部における半田層を厚くする
ことができ、接続部の信頼性を十分向上させることがで
きる印刷配線板の接続構造を提供することを目的として
いる。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
複数の印刷配線板同士、または印刷配線板と他の電子部
品の各電極間を半田付けにより接続する印刷配線板の接
続構造において、半田層内に該半田層厚と同等の厚さの
スペーサーが介在された半田層が該各電極間に形成して
なることを特徴とするものである。
【0008】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、前記スペーサーの表面又は全体は、半
田濡れ性を有することを特徴とするものである。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明では、複数の印刷配線板同
士、または印刷配線板と他の電子部品の各電極間を半田
付けにより接続する印刷配線板の接続構造において、半
田層内に該半田層厚と同等の厚さのスペーサーが介在さ
れた半田層が該各電極間に形成してなるように構成する
ため、スペーサー直径を適宜選択することにより従来の
半田層内にスペーサーを介在させない場合よりも接続部
の半田層の押し潰しを規制して半田層厚を厚くすること
ができる。このため、従来のスペーサーを介在させない
薄膜の半田層で接続する場合よりもPb−Sn等の半田
層から接続電極中に拡散するSn原子量を十分とること
ができるので、接続部の信頼性を十分向上させることが
できる。しかも、大きさの等しいスペーサーを半田層中
に複数介在させることで、電極間の厚みを全体的に均一
にすることができるため、特殊な形状の加圧加熱ツール
を用いないで、圧着側が平板の通常の加圧加熱ツールを
用いて半田付けすることができる。このため、従来のよ
うな特殊な形状の加圧加熱ツールを用いた場合の問題を
解消することができる。なおこの時、スペーサーの好ま
しい径は5μm以上であり、この場合、拡散に必要なS
n量を十分にすることができ、より高信頼性の接続部を
得ることができる。また、スペーサーの好ましい線膨張
係数は、20×10-6/k以上30×10-6/k以下であり、こ
の場合、Pb−Sn半田の線膨張係数(20×10-6/k以
上30×10-6/k以下)と等しくすることができるため、
温度変化によるストレスを軽減することができ、接続部
の信頼性を更に向上させることができる。
【0010】請求項2記載の発明では、上記請求項1記
載の発明において、前記スペーサーの表面又は全体を、
半田濡れ性を有するように構成するため、半田濡れ性を
有さない場合よりも半田とスペーサーの密着をより強く
することができる。このため、熱的、機械的ストレスに
よる半田層の破壊を生じ難くすることができるので、接
続部の信頼性を更に向上させることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 (実施例1)図1は、本発明の実施例1に則した印刷配
線板の接続構造を示す断面図である。図1において、1
は印刷配線板であり、この双方の印刷配線板1のCu等
の接続電極2間にはPb−Sn等の半田層3があり、こ
の半田層3中には例えば粒子状の直径5μmのスペーサ
ー4が複数混入されている。本実施例では、印刷配線板
1の電極2上にスペーサー4が混入された半田層3をコ
ーティングした後、双方の印刷配線板1の電極2同士を
重ね合わせ、圧着側が平板の通常の加圧加熱ツールを用
いて 200〜300 ℃、3〜7秒間熱圧着して半田付けを行
っている。
【0012】このように、本実施例では、半田層3中に
スペーサー4を介在しているため、従来のスペーサーを
介在させないで熱圧着により半田付けする場合よりも熱
圧着による半田層3の押し潰しを規制することができ、
スペーサー4径に対応した層厚5μmの半田層3を得る
ことができる。このため、従来のスペーサーを介在させ
ないで熱圧着により半田付けする場合(半田層厚2〜3
μm)よりも半田層3厚さを厚くすることができる。従
って、半田層3から電極2中に拡散するSn原子量を十
分にすることができるので、接続部の信頼性を十分向上
させることができる。
【0013】しかも、大きさの等しいスペーサー4を半
田層3中に複数介在させることで電極2間の厚みを全体
的に均一にすることができるため、上記の如く特殊な形
状の加圧加熱ツールを用いないで、圧着側が平板の通常
の加圧加熱ツールを用いて半田付けすることができる。
このため、従来のような特殊な形状の加圧加熱ツールを
用いた場合の問題を解消することができる。なおこの
時、スペーサー4の好ましい径は5μm以上であり、こ
の場合、拡散に必要なSn量を十分にすることができ
る。
【0014】(実施例2)次に、図2は本発明の実施例
2に則した印刷配線板の接続構造を示す断面図である。
図2において、図1と同一符号は同一または相当部分を
示し、6はフラットパッケージ型ICのリードであり、
印刷配線板1の接続電極2とICのリード6間にはPb
−Sn等の半田層3があり、この半田層3中には例えば
粒子状の直径5μmのスペーサー4が混入されている。
本実施例では、印刷配線板1の電極2上にスペーサー4
が混入された半田層3をコーティングした後、印刷配線
板1の電極2とICのリード6同士を重ね合わせ、圧着
側が平板の通常の加圧加熱ツールを用いて 200〜 300
℃、3〜7秒間熱圧着して半田付けを行っている。
【0015】このように、本実施例では、半田層3中に
スペーサー4を介在しているため、従来のスペーサーを
介在させないで熱圧着により半田付けする場合よりも熱
圧着による半田層3の押し潰しを規制することができ、
スペーサー4径に対応した層厚5μmの半田層3を得る
ことができる。このため、従来のスペーサーを介在させ
ないで熱圧着により半田付けする場合(半田層厚2〜3
μm)よりも半田層3厚を厚くすることができる。従っ
て、半田層3から電極2中に拡散するSn原子量を十分
にすることができるので、接続部の信頼性を十分向上さ
せることができる。
【0016】しかも、大きさの等しいスペーサー4を半
田層3中に複数介在させることで電極2とリード6間の
厚みを全体的に均一にすることができるため、特殊な形
状の加圧加熱ツールを用いないで、圧着側が平板の通常
の加圧加熱ツールを用いて半田付けすることができる。
このため、従来のような特殊な形状の加圧加熱ツールを
用いた場合の問題を解消することができる。なおこの
時、スペーサー4の好ましい径は5μm以上であり、こ
の場合、拡散に必要なSn量を十分にすることができ
る。
【0017】なお、実施例1,2のスペーサー4の材質
としては、半田付け時に加わる温度よりも融点または軟
化点が高ければ上記構造を得られるが、スペーサー4表
面が半田層3と濡れない(原子レベルでの結合がない)
場合は、熱的または機械的なストレスが加わった時に、
半田層3とスペーサー4の界面が剥離し易く、半田層3
が破壊し易くなる。そこで、スペーサー4の表面又は全
体が半田濡れ性を有する材質することにより、半田層3
とスペーサー4の密着をより強固にすることができ、よ
り高い信頼性の接続部を得ることができる。この時のス
ペーサー4表面又は全体の材質の一例としては、ニッケ
ル、金、銀、銅、パラジウム等が挙げられる。
【0018】また、実施例1,2において、スペーサー
4全体の線膨張係数を、20×10-6〜30×10-6/k程度に
すると、Pb−Sn半田層3の熱膨張係数は20×10-6〜
30×10-6であるので、温度変化によるストレスが軽減す
ることができる。このため、より高い接続部の信頼性を
得ることができる。この時のスペーサー4材質の一例と
しては、銀(20.5×10-6)、銅(20×10-6)、フェノー
ル樹脂(21〜33×10-6)等が挙げられる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、特殊な形状の加圧加熱
ツールを用いることなく接続部における半田層を厚くす
ることができ、接続部の信頼性を十分向上させることが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に則した印刷配線板の接続構
造を示す断面図である。
【図2】本発明の実施例2に則した印刷配線板の接続構
造を示す断面図である。
【図3】従来例の印刷配線板の接続構造を形成する方法
を説明する図である。
【符号の説明】
1 印刷配線板 2 電極 3 半田層 4 スペーサー 6 リード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の印刷配線板(1)同士、または印刷
    配線板(1)と他の電子部品の各電極(2,6)間を半
    田付けにより接続する印刷配線板の接続構造において、 半田層(3)内に該半田層(3)厚と同等の厚さのスペ
    ーサー(4)が介在された半田層(3)が該各電極
    (2,6)間に形成してなることを特徴とする印刷配線
    板の接続構造。
  2. 【請求項2】前記スペーサー(4)の表面又は全体は、
    半田濡れ性を有することを特徴とする請求項1記載の印
    刷配線板の接続構造。
JP4216045A 1992-08-13 1992-08-13 印刷配線板の接続構造 Pending JPH0669620A (ja)

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JP4216045A JPH0669620A (ja) 1992-08-13 1992-08-13 印刷配線板の接続構造

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001127394A (ja) * 1999-10-27 2001-05-11 Casio Comput Co Ltd フレキシブル基板の接合構造
JP2009106993A (ja) * 2007-10-31 2009-05-21 Nippon Handa Kk 金属線入り成形はんだ、およびその製造方法
JP2017073448A (ja) * 2015-10-06 2017-04-13 住友電気工業株式会社 半田ペースト、接続シート、電気的接続体の製造方法及び電気的接続体

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