JPS6033000B2 - 基板の接合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリィミドフィルムやポリエステル等を基材
とする可榛・性を有するいわゆるフレキシブルなプリン
ト配線基板と、フェノール、ガラスクロスーェポキシ等
を基材とする可犠牲を有しない硬質のプリント配線基板
とを接合する等、熱収縮性の異なる二部材を接合するた
めに用いて有用な基板の接合装置に関する。

従来、上述したようなフレキシブルプリント配線基板と
硬質のプリント配線基板とを電気的に互いに接続すると
ともに機械的にも互いに一体とするものとして第１図に
示すような工程のものが知られている。

第１図において、１はフェノール、ガラスーェポキシや
紙−ェポキシ等からなる硬質の絶縁基板であり、１１は
ポリイミドフイルムやポリエステル等からなるフレキシ
ブルな絶縁基板であり、これら絶縁基板１及び１１のそ
れぞれの一面ｌａ及び１１ａ上に、第１図Ａ及び第１図
ａに示す如く、接着剤２及び１２を被着し、これら接着
剤２及び１２にて基板１及び１１上に導電箔としてそれ
ぞれ鋼箔３及び１３を被着する。

しかる後、弟１図Ｂ及び第１図ｂに示すように、それぞ
れの銅箔３及び１３のうち所要部分を残して他をそれぞ
れエッチング除去して配線パターン及びその接続部３ａ
及び１３ａを形成するとともに、それぞれの接着剤２及
び１２の一部を露呈さす。次に第１図Ｃ及び第１図ｃに
示すようにそれぞれの配線パタ−ンの接続部３ａ及び１
３ａ上に例えばメッキ法あるいはデイツピングにて少な
くともそれぞれの配線パターン３ａ及び１３ａ上に半田
４及び１４を彼着する。次に、第１図Ｄに示すように、
硬質の絶縁基板１を下にし、フレキシブルな絶縁基板１
１を上にして基板１上の半田４と基板１１上の半田１４
とが接触するようにこれら基板１及び１１を重ねてこれ
ら基板１及び１１を加熱して接合している。

ところで、このような手段及び方法によって接合する場
合、ポリエステル等のフレキシブルな絶縁基板はその耐
熱温度が略１８０ｑｏ前後であるため、通常の半田を用
いるとこの半田の融点が２２０℃程度であることから、
基板自体まで溶融してしまい、且つ冷えたとき縮んだり
熱による変形のため接合部がはがれてしまい電気的にか
つ機械的に接合することが困難である。特に隣接する配
線パターンが互いに短絡してしまうことも生ずる。そこ
で、フレキシブルな絶縁基板の耐熱温度を考慮して、ア
ンチモンＳｂ又はビスマスＢｉあるいはその両者を混合
した例えば融点が１５０ｏｏなし、し１６０午０程度の
低温半田を用いる必要がある。この場合、機械的強度を
ますため金Ａｕ、銀Ａｇ、白金Ｐｔの如き貴金属を混ぜ
たものを使用する必要も生ずる。このような低温半田を
用いると価額的にも高価となってしまい不利であった。
そこで、上述したようなフレキシブルなプリント配線基
板と硬質なプリント配線基板とを電気的かつ機械的に接
合するのにいわゆる通常の半田（融点が２００ｏｏ程度
のもの）を使用することを可能となし、さらに、耐熱温
度が異なり熱収縮性の異なる二部材を確実に接合し得る
ようになす方法として、次のようなものが提案されてい
る。

以下、この方法によるフレキシブルプリント配線基板と
硬質プリント配線基板を接合する方法を以下に説明する
。

第２図は、この方法に供される接合部材を示すものであ
り、２１はポリイミドフイルムやポリエステル等を基材
とする可榛性を有する、いわゆるフレキシブルなプリン
ト配線基板であり、２２はフェノール、ガラスク。

スーェポキシや紙−ェポキシ等を基材とする可榛・性を
有しない、いわゆる硬質のプリント配線基板であり、そ
れら基板２１及び２２の一面２１ａ及び２２ａ上に、第
２図Ａ及び第２図ａに示す如く、接着剤２３及び２４を
介して導電箔としてそれぞれ鋼箔２５，２６が被着され
、しかる後、第２図Ｂ及び第２図ｂに示すようにそれぞ
れの銅箔２５及び２６のうち所要部分を残して配線パタ
ーン及びその接続部２５ａ及び２６ａが形成されている
。そして、第２図Ｃに示すように上記硬質のプリント配
線基板２２の接続部２６ａ上には、例えばメッキ法ある
いはディッピングにて半田２７が被着されている。

この半田２７は、融点が２２０００程度の低温半田でな
い、いわゆる通常の半田である。

次に、第２図Ｄに示すように、フレキシブルなプリント
配線基板２１と硬質なプリント配線基板２２とをそれぞ
れの接続部２５ａ及び２６ａにおいて相互に対応して電
気的に、かつ機械的に接続するため、配線パターンが形
成された一面２１ａ及び２２ａが向き合うようにして重
ね合せる。

このように重畳された接合部材である両基板２１及び２
２の接続部２５ａ及び２６ａの部分を、熱伝導性の良好
な側、本例にあってはフレキシブルな基板２１側からア
ルマイトの如き材料をもつて構成された所定重量を有す
る熱板をもって押圧しながら加熱し、半田２７を溶融し
接合するとともに、上記押圧、加熱時において空気を送
付する如き手段をもって、少なくとも重畳された接続部
２５ａ及び２６ａの部分である接合部分２８を冷却する
。このように押圧し且つ加熱状態で冷却するので、熱板
の再加熱を必要とすることがなく、且つ接合部材の位置
ずれを防止して接合される。そして、上述した如き接合
方法を達成するために、本発明装置は提案されたもので
あって、その要旨とする所は、半田層を配線パターン上
に形成したプリント配線基板同志を相対して加熱して半
田接合する装置において、加熱加圧板のプリント配線基
板加圧面側に冷却空気を送適する冷却用溝を設けてなる
所にある。以下、本発明の具体的な実施例を説明する。

第３図は、その装置Ｓの概略図であるが、同図中３０‘
まアルマイトなどの金属をもって構成され熱板３１がア
スベスト等の放熱板３２を介して取付けられる取付板で
あり、この取付け板３０は油圧又は空気圧シリンダ３３
等の手段をもって上下動自在に構成されている。３４は
基台３５上に機動自在に取付けられたスライドべ−スで
あり、このスライドベース３４上には上述したプリント
配線基板２１及び２２の如き接合部材が萩暦される受台
３６が配談されている。

そして、上記熱板３１は、第４図に示すように、本例側
に熱源の配設穴３７が複数穿設され、この配設穴３７内
にシーズヒータ等の熱源３８が配設されている。

先端側、すなわち受台３６と対嶋する面側の略中央部に
接合部材の接合部分を圧着部３９が径方向全長に渡って
突出して一体に形成されており、この圧着部３９の圧着
面側には該圧着部３９の長さ方向に渡って複数条の空気
等が送通される冷却用溝４０が形成されている（第５図
参照）。この冷却用溝４０‘こは、熱板本体あるいは圧
着部３９の一側に穿設された挿通孔４１にエアーコンブ
レッサ等に連結されたノズル４２から上記挿通孔４１及
び上記溝４０の基部に複数穿設された吹出口４３を通じ
て空気等が放出されるように構成されている。なお、こ
の空気等の吹出口４３は、冷却効果を考慮し適宜選択し
て穿設すればよい。このように構成してなる接合装置を
使用して、上述した如きプリント配線基板２１及び２２
を接合する状態を説明すると、前記第２図Ｄに示すよう
に上記基板２１及び２２を重畳したものを受台３４上に
戦置し、熱板３１を下降せしめ上記重畳した基板２１及
び２２上に押圧せしめる。

このとき熱板３１をもって接合部分２８を加熱し半田２
７を熔融し相互の接続部２５ａ及び２６ａを接合せしめ
ると同時に押圧状態を維持しておく。さらに、半田２７
をもつて接合した後未だ該半田２７が溶融されたままの
状態であるとき、熱板３１による押圧、加熱状態を維持
したままの状態で、冷却溝４０へ吹出口４３を通じて空
気等を送通し、圧着部３９の凸状部３９ａを冷却するこ
とによって上記接合部分２８を冷却せしめる。すなわち
、熱板３１により押圧し加熱し、かつ冷却する状態を半
田２７の溶融、接合状況とを併せ時間の経過ともに、第
６図に基づいて説明すると、硬質のプリント配線基板２
２の接続部２６ａ上に被着された半田２７は、１８００
０の共晶点Ｐから１９０００程度に至る間において軟化
し始め、２２０００程度の溶融点Ｑにおいて溶融し、接
合部材である両基板２１，２２の両接続部２５ａ及び２
６ａ間を接続する。この点Ｑにおいて空気等を冷却溝４
０へ送通し、半田２７の共晶点Ｐまで冷却せしめる。す
ると半田２７が固り、両基板２１，２２を電気的かつ機
械的に接合せしめる。ところで、半田２７の共晶点Ｐま
で冷却せしめると、フレキシブルなプリント配線基板２
１も熔融状態に近い状態から耐熱温度以下の固化された
状態にある。このように耐熱温度以下から押圧されたま
まの状態で加熱されて所定温度に上昇したフレキシブル
なプリント配線基板２１は、部分的な伸長はあっても半
田２７が熔融し接続せしめた状態のままでさらに押圧し
ながら冷却せしめてしまうので、接合後伸縮することも
なく確実に接合したものが得られる。さらに、本発明に
よる装置Ｓによって、上述した如き基板２１及び２２を
押圧し加熱した場合、熱板３１の圧着部３９の凸状部３
９ａと各基板２１及び２２の接続部２５ａ及び２６ａと
は、第７図に示すように交叉するよう位置させられるた
め、余分な半田が流れ出ても数条の凸状部３９ａによっ
て押圧される部分のみに位置される半田２７のみが流れ
出るのみで第８図に示すように隣接するパターン間にお
いて短絡することもない。

なお、上記の装置Ｓにおいて、接合部材を半田等の接着
剤をもって接合する際、あらかじめ上記接合部材を仮支
持するために熱板３１と受台３４との間に仮支持装置と
してバネ機構等を設けてもよい。このように本発明装置
によれば、一方が他方に比し熱収縮性の大きいもの等、
互いに熱収縮性の異なる二部材を位置決めをし正確に接
合できる。

そのため、従来接合する際に通常の半田を使用すること
ができなかったフレキシブルなプリント配線基板と硬質
のプリント配線基板との接合に通常の半田の使用が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプリント配線基板の接続方法の一例を示
す工程図である。 第２図は本発明の説明に供するプリント配線基板の接続
方法を示す工程図である。第３図は本発明による接合装
置を示す概略正面図であり、第４図は上記装置を構成す
る熱板の正面図であり、第５図はその平面図である。第
６図は押圧、加熱及び冷却状態の経過を示す説明図であ
る。第７図は熱板の圧着部と接合部材の接続部との位置
関係を示す平面図であり、第８図は上記接合部材の接合
状態を示す断面図である。２１・・・フレキシブルなプ
１」ント配線基板、２２・・・硬質のプリント配線基板
、２５ａ，２６ａ・・・接続部、２７・・・半田、３１
・・・熱板、３９・・・圧着部、４０・・・冷却用溝、
４１…空気等の挿通孔。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半田層を配線パターン上に形成したプリント配線基
   板同志を相対して加熱して半田接合する装置において、
   加熱加圧板のプリント基板加圧面側に冷却空気を送通す
   る冷却用溝を設けてなることを特徴とする基板の接合装
   置。