JPH07302974A - 回路基板の接合方法 - Google Patents
回路基板の接合方法Info
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- JPH07302974A JPH07302974A JP9499494A JP9499494A JPH07302974A JP H07302974 A JPH07302974 A JP H07302974A JP 9499494 A JP9499494 A JP 9499494A JP 9499494 A JP9499494 A JP 9499494A JP H07302974 A JPH07302974 A JP H07302974A
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- circuit board
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- welding
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- H—ELECTRICITY
- 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
- 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
- H05K3/328—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H05K3/36—Assembling printed circuits with other printed circuits
- H05K3/361—Assembling flexible printed circuits with other printed circuits
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回路基板の絶縁材が超音波溶接時に障害とな
らないようにして完全な溶接を実現する。 【構成】 超音波振動子１とアンビル２との間に回路基
板３と３を重ねて超音波溶接する。回路基板３、３は溶
接部分の絶縁材が予め取り除かれており、その除去され
た部分の導体同士を互いに当接させ加圧して超音波振動
により溶接する。
らないようにして完全な溶接を実現する。 【構成】 超音波振動子１とアンビル２との間に回路基
板３と３を重ねて超音波溶接する。回路基板３、３は溶
接部分の絶縁材が予め取り除かれており、その除去され
た部分の導体同士を互いに当接させ加圧して超音波振動
により溶接する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、回路基板に他の金属
部品を接合したり、あるいは他の回路基板を接合したり
する回路基板の接合方法に関する。
部品を接合したり、あるいは他の回路基板を接合したり
する回路基板の接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プリント回路基板上の導体に金属
部品や他のプリント回路基板の導体を接続する方法とし
て、コネクタを使用して接続するか、又は両者の接続部
に半田付け等のろう付けを用いて溶融接合するのが一般
的である。上述したコネクタは着脱できるという利点は
あるが、部品点数が増加するために高価であり、又部品
点数が多いためにスペースを占有する割合が大きく、電
子回路を小型化するという観点からは好ましくない。
部品や他のプリント回路基板の導体を接続する方法とし
て、コネクタを使用して接続するか、又は両者の接続部
に半田付け等のろう付けを用いて溶融接合するのが一般
的である。上述したコネクタは着脱できるという利点は
あるが、部品点数が増加するために高価であり、又部品
点数が多いためにスペースを占有する割合が大きく、電
子回路を小型化するという観点からは好ましくない。
【０００３】従って、導体同士を直接接続するのには一
般に半田付けが多く用いられ、バンプによる接続方法が
研究開発されているが、信頼性の点で好ましくない場合
がある。
般に半田付けが多く用いられ、バンプによる接続方法が
研究開発されているが、信頼性の点で好ましくない場合
がある。
【０００４】そこで、これらに代わる方法として、例え
ば抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶接等の溶接により
直接導体同士を溶接しようとする試みがなされている。
ば抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶接等の溶接により
直接導体同士を溶接しようとする試みがなされている。
【０００５】上記溶接方法のうち、超音波溶接は金属同
士を接合する方法として一般には最も信頼性の高い方法
である。この超音波溶接の原理は、周知のように、被溶
接金属材料を重ね合せて台（アンビル）上に置き、溶接
チップと呼ばれる振動子で金属材料同士の接合面に静圧
力を印加した状態で振動子により振動を加え、金属材料
の接合面に平行な超音波振動により溶接面間に相対振動
速度を生じさせて接合を行なうものである。
士を接合する方法として一般には最も信頼性の高い方法
である。この超音波溶接の原理は、周知のように、被溶
接金属材料を重ね合せて台（アンビル）上に置き、溶接
チップと呼ばれる振動子で金属材料同士の接合面に静圧
力を印加した状態で振動子により振動を加え、金属材料
の接合面に平行な超音波振動により溶接面間に相対振動
速度を生じさせて接合を行なうものである。
【０００６】かかる超音波溶接の原理を応用して、端子
部が金メッキされた印刷配線基板に金メッキされた銅線
を接続する超音波溶接方法が特公昭５５−４１８７１号
公報に開示されている。この方法では、上記基板メッキ
端子部に金メッキ銅線を接触配置し、両者に圧力を加え
金メッキ相互間に金属結合が形成されるまで超音波振動
を加えるようにしている。
部が金メッキされた印刷配線基板に金メッキされた銅線
を接続する超音波溶接方法が特公昭５５−４１８７１号
公報に開示されている。この方法では、上記基板メッキ
端子部に金メッキ銅線を接触配置し、両者に圧力を加え
金メッキ相互間に金属結合が形成されるまで超音波振動
を加えるようにしている。
【０００７】他の応用例として、プリント配線基板の導
体回路に端子を密着させて接続する方法が特開平４−２
１２２７７号公報に開示されている。
体回路に端子を密着させて接続する方法が特開平４−２
１２２７７号公報に開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記第一の公
報による超音波溶接法によると、配線基板の端子部や銅
線は共にメッキを施すことを必要とし、このため、コス
トが高くなるという問題がある。
報による超音波溶接法によると、配線基板の端子部や銅
線は共にメッキを施すことを必要とし、このため、コス
トが高くなるという問題がある。
【０００９】又、第二の公報による超音波溶接による
と、基板の樹脂材料、基板と銅箔を接着している接着剤
が熱により劣化する可能性がある。
と、基板の樹脂材料、基板と銅箔を接着している接着剤
が熱により劣化する可能性がある。
【００１０】又、上記一般的な超音波溶接法をプリント
回路基板に適用する場合、一般にはプリント回路基板に
は超音波振動では除去できない絶縁体が含まれているた
め超音波振動が導体の溶接部に直接伝わらず、そのため
接合強度が大きくばらつき、信頼性に欠けるという難点
がある。
回路基板に適用する場合、一般にはプリント回路基板に
は超音波振動では除去できない絶縁体が含まれているた
め超音波振動が導体の溶接部に直接伝わらず、そのため
接合強度が大きくばらつき、信頼性に欠けるという難点
がある。
【００１１】この発明は、上記従来の超音波溶接による
回路基板の接合方法の問題点に留意して、回路基板の導
体に被接合物を溶接する際に絶縁材が超音波溶接の障害
とならないように予め形状的に、あるいは材料として適
合し得るように準備をして完全な超音波溶接をし、剥離
強度の十分な溶接効果を得ることのできる回路基板の接
合方法を提供することを課題とする。
回路基板の接合方法の問題点に留意して、回路基板の導
体に被接合物を溶接する際に絶縁材が超音波溶接の障害
とならないように予め形状的に、あるいは材料として適
合し得るように準備をして完全な超音波溶接をし、剥離
強度の十分な溶接効果を得ることのできる回路基板の接
合方法を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
としてこの発明では、回路基板の導体を絶縁保護する絶
縁材を予め少なくとも片側面取り除き、絶縁材の取り除
かれた回路基板部分に被接合物を当接させ、静圧力を加
えた状態で超音波振動を付与して接合することから成る
回路基板の接合方法としたのである。
としてこの発明では、回路基板の導体を絶縁保護する絶
縁材を予め少なくとも片側面取り除き、絶縁材の取り除
かれた回路基板部分に被接合物を当接させ、静圧力を加
えた状態で超音波振動を付与して接合することから成る
回路基板の接合方法としたのである。
【００１３】この方法では、前記被接合物を回路基板と
し、その絶縁材を予め少なくとも片側面取り除いておく
ことができる。
し、その絶縁材を予め少なくとも片側面取り除いておく
ことができる。
【００１４】又、上記課題を解決し得る別の手段とし
て、回路基板の導体を絶縁保護する絶縁材のうち予め少
なくとも溶接部分の絶縁材を超音波溶接時に除去可能な
絶縁被覆により形成し、溶接部分に被接合物を当接さ
せ、静圧力を加えた状態で超音波振動を付与して絶縁被
覆を除去し導体に接合することから成る回路基板の接合
方法を採用することもできる。
て、回路基板の導体を絶縁保護する絶縁材のうち予め少
なくとも溶接部分の絶縁材を超音波溶接時に除去可能な
絶縁被覆により形成し、溶接部分に被接合物を当接さ
せ、静圧力を加えた状態で超音波振動を付与して絶縁被
覆を除去し導体に接合することから成る回路基板の接合
方法を採用することもできる。
【００１５】
【作用】上記第一の発明による接合方法では、回路基板
の接合しようとする部分の絶縁材は予め除去されてお
り、この除去部分に被接合物が直接当接される。従っ
て、超音波振動子により超音波振動を加えると機械的摩
擦により導体部分が溶融して被接合物との完全な溶接が
行なわれる。
の接合しようとする部分の絶縁材は予め除去されてお
り、この除去部分に被接合物が直接当接される。従っ
て、超音波振動子により超音波振動を加えると機械的摩
擦により導体部分が溶融して被接合物との完全な溶接が
行なわれる。
【００１６】第二の発明の接合方法では、被接合物が回
路基板である場合、その被接合物の回路基板の絶縁材も
予め取り除かれている。従って、導体同士が直接当接し
て完全な超音波溶接が得られる。
路基板である場合、その被接合物の回路基板の絶縁材も
予め取り除かれている。従って、導体同士が直接当接し
て完全な超音波溶接が得られる。
【００１７】第三の発明の方法では、溶接部分の絶縁材
として予め超音波溶接で除去可能なものを選択して用い
ている。従って、絶縁材が設けられている回路基板同士
であっても超音波溶接時にはまず絶縁材が除去され、そ
の後導体同士が超音波溶接される。従って、絶縁材であ
っても完全な溶接が行なわれる。
として予め超音波溶接で除去可能なものを選択して用い
ている。従って、絶縁材が設けられている回路基板同士
であっても超音波溶接時にはまず絶縁材が除去され、そ
の後導体同士が超音波溶接される。従って、絶縁材であ
っても完全な溶接が行なわれる。
【００１８】
【実施例】以下この発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１にポリイミド膜を絶縁材とした回路基
板を超音波溶接する方法の断面図を示す。１は超音波振
動子、２はアンビル（台）である。
て説明する。図１にポリイミド膜を絶縁材とした回路基
板を超音波溶接する方法の断面図を示す。１は超音波振
動子、２はアンビル（台）である。
【００１９】この実施例では、同じフレキシブルな２枚
のプリント回路基板３同士を超音波溶接する例を示して
おり、プリント回路基板３はポリイミド膜の絶縁材４で
導体（銅箔）５を絶縁保護している。絶縁材４は、この
実施例では２５μｍ、導体５は１８μｍの厚さとしてい
る。
のプリント回路基板３同士を超音波溶接する例を示して
おり、プリント回路基板３はポリイミド膜の絶縁材４で
導体（銅箔）５を絶縁保護している。絶縁材４は、この
実施例では２５μｍ、導体５は１８μｍの厚さとしてい
る。
【００２０】又、絶縁材４は、図示のように、溶接部分
の互いに向い合う部分で回路基板３の片側を予め取り除
かれている。この絶縁材の取除きは、予め回路基板３を
形成する際にその部分に絶縁材４が付着しないようにす
る。
の互いに向い合う部分で回路基板３の片側を予め取り除
かれている。この絶縁材の取除きは、予め回路基板３を
形成する際にその部分に絶縁材４が付着しないようにす
る。
【００２１】そして、図示の状態で超音波振動子１でア
ンビル２の方向へ静圧力を加え、振動子１が接合面と平
行に振動することにより導体５と導体５が摩擦熱作用で
溶融して金属接合される。
ンビル２の方向へ静圧力を加え、振動子１が接合面と平
行に振動することにより導体５と導体５が摩擦熱作用で
溶融して金属接合される。
【００２２】図２は絶縁材４を回路基板３の両面で予め
取り除いた例を示す断面図である。両面の絶縁材４が取
り除かれている点以外は図１の場合と全く同じである。
取り除いた例を示す断面図である。両面の絶縁材４が取
り除かれている点以外は図１の場合と全く同じである。
【００２３】図３は他の実施例のプリント回路基板を超
音波溶接する例の断面図である。プリント回路基板３’
は、ポリ塩化ビニル膜の絶縁材４’を用いており、厚さ
については図１、図２の例と同じであるが、材料として
は融点の比較的低い樹脂材料であって、超音波溶接時の
摺動による摩擦熱と摺動の機械的作用の相乗作用により
接合面から除去し易いものである。
音波溶接する例の断面図である。プリント回路基板３’
は、ポリ塩化ビニル膜の絶縁材４’を用いており、厚さ
については図１、図２の例と同じであるが、材料として
は融点の比較的低い樹脂材料であって、超音波溶接時の
摺動による摩擦熱と摺動の機械的作用の相乗作用により
接合面から除去し易いものである。
【００２４】従って、この例では図１、図２の例と異な
り絶縁材を溶接部分で予め取除くことはしていない。
又、絶縁材４’は、プリント回路基板３’の全体を同一
材質のものとしてもよいし、あるいは接合部分のみを上
記材質のものとし、その他はポリイミド膜とするように
してもよい。
り絶縁材を溶接部分で予め取除くことはしていない。
又、絶縁材４’は、プリント回路基板３’の全体を同一
材質のものとしてもよいし、あるいは接合部分のみを上
記材質のものとし、その他はポリイミド膜とするように
してもよい。
【００２５】さらに、他の実施例として断面は図３のも
のと同じであるが、絶縁材４’としてポリエチレン膜を
用いてプリント回路基板３’を構成してもよい。この場
合も絶縁材４’は、融点が比較的低い樹脂材料であり、
超音波溶接時の摺動による摩擦熱と摺動の機械的作用の
相乗作用により接合面から除去し易いものである。
のと同じであるが、絶縁材４’としてポリエチレン膜を
用いてプリント回路基板３’を構成してもよい。この場
合も絶縁材４’は、融点が比較的低い樹脂材料であり、
超音波溶接時の摺動による摩擦熱と摺動の機械的作用の
相乗作用により接合面から除去し易いものである。
【００２６】上記図３に示す２つの実施例では、いずれ
の場合も超音波振動によりまず絶縁材４’の接合面で互
いに当接する部分が除去され、その後さらに加えられる
超音波振動により導体同士が接合されることになる。
の場合も超音波振動によりまず絶縁材４’の接合面で互
いに当接する部分が除去され、その後さらに加えられる
超音波振動により導体同士が接合されることになる。
【００２７】以上の実施例のうち、図３に示す２つの実
施例についてプリント回路基板同士を超音波溶接した場
合の実験による接合部の剥離強度とその強度のばらつき
を示す標準偏差値を表１に示す。なお、比較材として従
来のポリイミドを絶縁層として用いたプリント回路基板
についてのデータを参考に表示する。又、図３の絶縁材
としてポリ塩化ビニル膜の場合をＰＶＣ、ポリエチレン
膜の場合をＰＥと表示する。
施例についてプリント回路基板同士を超音波溶接した場
合の実験による接合部の剥離強度とその強度のばらつき
を示す標準偏差値を表１に示す。なお、比較材として従
来のポリイミドを絶縁層として用いたプリント回路基板
についてのデータを参考に表示する。又、図３の絶縁材
としてポリ塩化ビニル膜の場合をＰＶＣ、ポリエチレン
膜の場合をＰＥと表示する。
【００２８】この実験では、表示のデータは超音波溶接
用の振動子に加える振動を周波数２０ＫＨｚ、振幅３０
μｍ、静加圧力を３ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件で全て同一条
件として得たものである。
用の振動子に加える振動を周波数２０ＫＨｚ、振幅３０
μｍ、静加圧力を３ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件で全て同一条
件として得たものである。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【効果】以上詳細に説明したように、この出願の第一の
発明による回路基板の接合方法では、回路基板の少なく
とも片側面の絶縁材を予め取り除き、この取り除いた部
分に被接合物を当接させて加圧し、超音波振動を加えて
接合するようにしたから、被接合物に導体が直接当接さ
れ絶縁材が邪魔した溶接が不完全となるのが防止され
る。
発明による回路基板の接合方法では、回路基板の少なく
とも片側面の絶縁材を予め取り除き、この取り除いた部
分に被接合物を当接させて加圧し、超音波振動を加えて
接合するようにしたから、被接合物に導体が直接当接さ
れ絶縁材が邪魔した溶接が不完全となるのが防止され
る。
【００３１】第二の発明の方法では、相手方の被接合物
が回路基板である場合に少なくともその片側面の絶縁材
を予め取り除いておき、その部分同士を当接させて超音
波溶接させれば、同様に導体同士が完全に超音波溶接さ
れるという利点が得られる。
が回路基板である場合に少なくともその片側面の絶縁材
を予め取り除いておき、その部分同士を当接させて超音
波溶接させれば、同様に導体同士が完全に超音波溶接さ
れるという利点が得られる。
【００３２】第三の発明の方法によると、回路基板の絶
縁材を予め少なくとも溶接部分について超音波溶接時に
除去可能なものとし、これに被接合物を当接させ加圧
し、超音波振動を加えて接合するようにしたから、導体
部分を絶縁被覆したままで超音波溶接しても完全な溶接
結果が得られ、剥離強度のばらつきのない良好な溶接が
可能となる。
縁材を予め少なくとも溶接部分について超音波溶接時に
除去可能なものとし、これに被接合物を当接させ加圧
し、超音波振動を加えて接合するようにしたから、導体
部分を絶縁被覆したままで超音波溶接しても完全な溶接
結果が得られ、剥離強度のばらつきのない良好な溶接が
可能となる。
【図１】回路基板同士を超音波溶接する接合方法の実施
例の断面図
例の断面図
【図２】回路基板同士を超音波溶接する接合方法の他の
実施例の断面図
実施例の断面図
【図３】回路基板同士を超音波溶接する接合方法のさら
に別の実施例の断面図
に別の実施例の断面図
【符号の説明】 １ 超音波振動子 ２ アンビル ３、４ 絶縁材 ３’、４’ 絶縁材 ５ 導体
Claims (3)
- 【請求項１】 回路基板の導体を絶縁保護する絶縁材を
予め少なくとも片側面取り除き、絶縁材の取り除かれた
回路基板部分に被接合物を当接させ、静圧力を加えた状
態で超音波振動を付与して接合することから成る回路基
板の接合方法。 - 【請求項２】 前記被接合物を回路基板とし、その絶縁
材を予め少なくとも片側面取り除いておくことを特徴と
する請求項１に記載の回路基板の接合方法。 - 【請求項３】 回路基板の導体を絶縁保護する絶縁材の
うち予め少なくとも溶接部分の絶縁材を超音波溶接時に
除去可能な絶縁被覆により形成し、溶接部分に被接合物
を当接させ、静圧力を加えた状態で超音波振動を付与し
て絶縁被覆を除去し導体に接合することから成る回路基
板の接合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9499494A JPH07302974A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 回路基板の接合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9499494A JPH07302974A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 回路基板の接合方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07302974A true JPH07302974A (ja) | 1995-11-14 |
Family
ID=14125426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9499494A Pending JPH07302974A (ja) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | 回路基板の接合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07302974A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2017117739A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社東芝 | 電池 |
| CN108713352A (zh) * | 2016-03-11 | 2018-10-26 | 本田技研工业株式会社 | 电子电路基板及超声波接合方法 |
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-
1994
- 1994-05-09 JP JP9499494A patent/JPH07302974A/ja active Pending
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