JP2017139394A - 電子回路基板とｆｐｃの電気接続構造および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子回路基板の入出力部や配線スペースを大きくすることなく、電子回路基板とＦＰＣの接続強度を高める。【解決手段】電子回路基板２の入出力部に接続穴１２を貫設し、接続穴１２に導電性の接続部材１３を挿入し、接続部材１３の両端面１３ａ，１３ｂを電子回路基板２の表裏両面に露出させる。電子回路基板２の導線パターン７は、電子部品６から絶縁母材５の裏面側に延びる導線１５と、接続穴１２の内周面を覆う導電被膜１６とを含み、両者１５，１６の接続部分が基板側端子部１４となっている。絶縁母材５の裏面側において、接続部材１３の一方の端面１３ａをメッキ１７で基板２の端子部１４に電気接続する。絶縁母材５の表面側において、ＦＰＣ４の端子部１０をレーザー溶接１８によって接続部材１３の他方の端面１３ｂに電気接続する。【選択図】図３

Description

本発明は、電子回路基板にＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）を電気的に接続する構造と方法に関する。

従来、電子回路基板にＦＰＣをはんだ等の接合材料で電気的に接続する構造が知られている。例えば、図８に示す接続構造５０では、電子回路基板５１の母材５２上に電子部品５３が実装されるとともに、導線５４が所定のパターンで形成され、導線５４の端子部５５にＦＰＣ５６の端子部５７が接合材料によって接続されている。

しかし、この種の接続構造５０によると、ＦＰＣ５６に過大な引張力が作用した場合に、導線５４の端子部５５が基板５１の母材５２から剥がれてしまうことがあった。そこで、特許文献１には、基板導線の端子部を幅広く形成し、端子部と基板母材の接着力を強化する接続構造が記載されている。特許文献２には、ＦＰＣの幅方向両側縁に切欠部を形成し、ＦＰＣの引き剥がし応力を軽減する接続構造が提案されている。

特開平８−２３１４８号公報 特開２００２−１３４８６０号公報

ところが、特許文献１の接続構造によると、基板導線の端子部を幅広く形成しているため、導線の本数に比例して電子回路基板の入出力部が大型化するという問題点があった。また、特許文献２の接続構造によると、ＦＰＣの両側縁に切欠部を形成しているので、ＦＰＣの全幅が広くなり、電子回路基板の周辺に大きな配線スペースが必要になるという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、電子回路基板の入出力部や配線スペースを大きくすることなく、電子回路基板とＦＰＣの接続強度を高めることができる電気接続構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、次のような特徴的手段を提供する。
（１） ＦＰＣが電子回路基板に電気接続された構造であって、電子回路基板に接続穴が形成され、該接続穴に導電性の接続部材が挿入され、該接続部材を介して電子回路基板の端子部とＦＰＣの端子部が電気的に接続されていることを特徴とする電気接続構造。

（２） 上記構造において、接続穴が電子回路基板に貫設され、接続部材が電子回路基板の表裏両側に露出する２つの端面を含み、一方の端面に電子回路基板の端子部が電気接続され、他方の端面にＦＰＣの端子部が電気接続されていることを特徴とする電気接続構造。

（３） 上記構造において、接続部材がＦＰＣの端子部と同じ金属材料を含んで形成されていることを特徴とする電気接続構造。

（４） 上記構造において、接続部材の一方の端面がＦＰＣの端子部の幅寸法よりも大きな差し渡し寸法で形成されていることを特徴とする電気接続構造。

（５） ＦＰＣを電子回路基板に電気接続する方法であって、電子回路基板に接続穴を形成する工程と、該接続穴に導電性の接続部材を挿入する工程と、該接続部材の端面に電子回路基板の端子部とＦＰＣの端子部を溶接、メッキ又はロウ付けのうち少なくとも一つの手段で電気接続する工程とを備えたことを特徴とする電気接続方法。

（６） 上記方法において、接続穴を形成する工程が、該接続穴を電子回路基板に貫設する手順を含み、接続部材を挿入する工程が、該接続部材の２つの端面を電子回路基板の表裏両面に露出させる手順を含み、端子部を電気接続する工程が、接続部材の一方の端面に電子回路基板の端子部をメッキにより電気接続する手順と、接続部材の他方の端面にＦＰＣの端子部を溶接により電気接続する手順とを含むことを特徴とする電気接続方法。

本発明の電気接続構造および方法によれば、電子回路基板の接続穴に挿入された接続部材を介して電子回路基板およびＦＰＣの端子部を電気接続したので、電子回路基板の入出力部や配線スペースを大きくすることなく、電子回路基板とＦＰＣの接続強度を高めることができるという効果がある。

本発明の一実施形態を示す灯具用電子ユニットの斜視図である。 電子回路基板とＦＰＣの電気接続構造を示す図１の要部斜視図である。 電気接続構造の一実施例を示す断面図である。 電子回路基板とＦＰＣの電気接続方法を示す工程図である。 図２と異なる端子部を備えたＦＰＣの接続構造を示す断面図である。 さらに異なる端子部を備えたＦＰＣの接続構造を示す断面図である。 電気接続構造の別の実施例を示す断面図である。 従来の電気接続構造とその問題点を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示す灯具用電子ユニット１では、電子回路基板２の入出力部３にＦＰＣ４が接続されている。電子回路基板２は絶縁母材５を備え、その表面に複数の電子部品６が実装され、絶縁母材５の表裏両面に導線パターン７（図３参照）が形成されている。ＦＰＣ４は、絶縁被膜８中に複数本の導線９を備え、各導線９の先端に端子部１０が設けられている。そして、電子回路基板２とＦＰＣ４が以下に詳述する構造によって電気的に接続されている。

図２は、電子回路基板２とＦＰＣ４の電気接続構造１１を示す。この実施形態の電気接続構造１１は、図２（ａ）に示すように、電子回路基板１の入出力部３に形成された複数の接続穴１２と、各接続穴１２に挿入される複数の導電性の接続部材１３とを含み、図２（ｂ）に示すように、各接続部材１３を介してＦＰＣ４の端子部１０と電子回路基板２の端子部１４（図３参照）とを電気的に接続するように構成されている。

図３に示すように、接続穴１２は、絶縁母材５を貫通するように電子回路基板２に貫設されている。接続部材１３は、ＦＰＣ４の端子部１０と同じ金属材料（例えば銅やその合金）によって円柱または角柱状に形成され、両端面１３ａ，１３ｂが絶縁母材５の表裏両面に露出している。電子回路基板２の導線パターン７は、電子部品６の電極６ａから絶縁母材５の裏面側に延びる導線１５と、接続穴１２の内周面を覆う導電被膜１６とを含み、導線１５と導電被膜１６の接続部分が基板２側の端子部１４となっている。

そして、絶縁母材５の裏面側において、接続部材１３の一方の端面１３ａが電子回路基板２の端子部１４にメッキ１７で電気接続されるとともに、絶縁母材５の表面側において、ＦＰＣ４の端子部１０が接続部材１３の他方の端面１３ｂにレーザー溶接１８によって電気接続されている。なお、図３の上側に示すように、絶縁母材５の表面に露出する接続部材１３の端面１３ｂは、ＦＰＣ４の端子部１０の幅寸法Ｗよりも大きな直径Ｄまたは差し渡し寸法で形成されている（Ｄ＞Ｗ）。

次に、電子回路基板２とＦＰＣ４の電気接続方法を図４に従って説明する。まず、図４（ａ）に示すように、所要の大きさに成形された電子回路基板２に接続穴１２を形成するとともに、導線パターン７をエッチングやメッキ等の手段で形成し、その導線パターン７の所定位置に電子部品６をロウ付けにより実装する。次に、図４（ｂ）に示すように、電子回路基板２の接続穴１２に接続部材１３を圧入し、その両端面１３ａ，１３ｂを絶縁母材５の表裏両面に露出させる。

続いて、図４（ｃ）に示すように、メッキ１７により接続部材１３の一方の端面１３ａを電子回路基板２の端子部１４に電気接続し、接続穴１２から脱落しないように接続部材１３を絶縁母材５上に保持する。次いで、図４（ｄ）に示すように、端子部１０が露出したＦＰＣ４を用意し、図４（ｅ）に示すように、その端子部１０をレーザー溶接１８により接続部材１３の他方の端面１３ｂに溶接する。これによって、電子回路基板２とＦＰＣ４の電気接続構造１１が完成する。

なお、ＦＰＣ４は、図４（ｄ）に示すように、端子部１０が全体的に露出したものに限定されず、図５に示すように、端子部１０の溶接面のみが露出したもの、あるいは、図６に示すように、端子部１０の全体が絶縁被膜８で被覆されたものを使用することもできる。この場合、絶縁被膜８はレーザー溶接に伴う熱で溶けるので、端子部１０の接続強度に悪影響が及ぶ心配はない。

この実施形態の電気接続構造１１および方法によれば、電子回路基板２に貫設された接続穴１２に導電性の接続部材１３が挿入され、この接続部材１３を介してＦＰＣ４の端子部１０が電子回路基板２の端子部１４に電気的に接続されているので、例えば、車両用灯具の配線時にＦＰＣ４に過大な引張力が作用した場合でも、その引張力に抗して接続部材１３が端子部１０，１４の電気接続を確実に維持する。したがって、ＦＰＣ４の導線９および電子回路基板２の導線１５の幅を広くすることなく、端子部１０，１４の接続強度を高めることができる。

特に、接続部材１３が基板２の絶縁母材５を貫通するように挿着されているので、導線パターン７が表裏両面に形成された小型かつ高機能の電子回路基板２において、その入出力部３を大形化することなく、ＦＰＣ４を強力に接続することができる。また、接続部材１３がＦＰＣ４の端子部１０と同じ金属材料で形成されるとともに、接続部材１３の端面１３ｂがＦＰＣ４の端子部１０の幅Ｗよりも大きな直径Ｄで形成されているため、微細な導線９が配線された幅狭のＦＰＣ４をレーザー溶接１８によって基板側端子部１４に確実に接続でき、もって、基板２周辺の配線スペースを縮小できるという利点もある。

なお、上記実施形態では、電子回路基板２の導線パターン７が絶縁母材５の表裏両面に形成されているが、図７に示すように、導線パターン７が母材５の表面のみに形成された電子回路基板２に本発明を適用することもできる。図７（ａ）に示す実施例では、導線パターン７の端子部１４が基板２の表面側に配置されるとともに、レーザ溶接１８により接続部材１３を介してＦＰＣ４の端子部１０に電気接続されている。図７（ｂ）に示す実施例では、接続穴１２が母材５の表面に凹設され、短めの接続部材１３の上端面１３ｂにＦＰＣ４の端子部１０が溶接されている。その他、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、各部の形状や構成を適宜に変更して実施することも可能である。

１ 電子ユニット
２ 電子回路基板
４ ＦＰＣ
１０ ＦＰＣの端子部
１１ 電気接続構造
１２ 接続穴
１３ 接続部材
１４ 電子回路基板の端子部
１７ メッキ
１８ レーザー溶接

Claims (6)

1. ＦＰＣが電子回路基板に電気接続された構造であって、電子回路基板に接続穴が形成され、該接続穴に導電性の接続部材が挿入され、該接続部材を介して前記電子回路基板の端子部と前記ＦＰＣの端子部が電気接続されていることを特徴とする電気接続構造。
2. 前記接続穴が電子回路基板に貫設され、前記接続部材が電子回路基板の表裏両側に露出する２つの端面を含み、一方の端面に電子回路基板の端子部が電気接続され、他方の端面にＦＰＣの端子部が電気接続されている請求項１記載の電気接続構造。
3. 前記接続部材がＦＰＣの端子部と同じ金属材料を含んで形成されている請求項１又は２記載の電気接続構造。
4. 前記接続部材の一方の端面がＦＰＣの端子部の幅寸法よりも大きな差し渡し寸法で形成されている請求項２又は３記載の電気接続構造。
5. ＦＰＣを電子回路基板に電気接続する方法であって、
   電子回路基板に接続穴を形成する工程と、
   該接続穴に導電性の接続部材を挿入する工程と、
   該接続部材の端面に前記電子回路基板の端子部と前記ＦＰＣの端子部を溶接、メッキ又はロウ付けのうち少なくとも一つの手段で電気接続する工程とを備えたことを特徴とする電気接続方法。
6. 前記接続穴を形成する工程が、該接続穴を電子回路基板に貫設する手順を含み、
   前記接続部材を挿入する工程が、該接続部材の２つの端面を電子回路基板の表裏両面に露出させる手順を含み、
   前記電気接続する工程が、接続部材の一方の端面に電子回路基板の端子部をメッキにより電気接続する手順と、接続部材の他方の端面にＦＰＣの端子部を溶接により電気接続する手順とを含む請求項５記載の電気接続方法。

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