端子固定方法与流程

1.本发明涉及一种端子固定方法。


背景技术：

2.为了检测电池的电压，需要将电压检测配线部件(fpc：柔性印刷电路)结合至连接器。因此，存在已知的连接有端子的fpc，其中，焊盘(lands)设置在fpc中并且连接器端子从焊盘突出。
3.在连接有端子的fpc中，通过使用连接器端子将fpc结合至连接器。在连接有端子的fpc中，通过激光焊接(激光熔接)将连接器端子(连接器端子销)结合至fpc的焊盘。即，焊料由激光束临时地熔融，并且随后焊料固化以将连接器端子固定至fpc的焊盘。
4.此处，为了提高连接有端子的fpc的生产率，利用激光焊接的激光照射法可以从单一法改变为棱镜法。
5.即，通过向两个焊盘同时照射从一个激光振荡器发射并由棱镜一分为二的两个激光束，将两个连接器端子固定至fpc的焊盘。列举了专利文献1(jp 2009-019975a)作为与传统技术相关的文献。


技术实现要素：

6.顺便提及，在采用棱镜法的情况下，如果连接器端子的销布置为奇数个，则发生激光束照射至不存在连接器端子的部分的情况。结果，fpc烧毁并且绝缘部(诸如白斑)的外观有缺陷。
7.即，当彼此相邻的焊盘的数量为奇数个时，两个激光束照射于多个焊盘中的每一个和连接器端子，使得最后的焊盘和固定至该最后的焊盘的一个连接器端子剩余。
8.当两个激光束中的一个激光束朝着剩余的一个焊盘照射时，两个激光束中的另一个激光束照射至fpc，并且fpc的由另一激光束照射的部分烧焦。在端子安装于除了fpc之外的基板时也会发生该问题。
9.本发明的目的是提供一种端子固定方法，用于通过激光熔接将端子固定至基板的多个焊盘中的每一个焊盘，其在提高生产率的同时防止由于激光束而在基板上产生缺陷。
10.根据发明的端子固定方法是一种端子固定方法，用于通过激光熔接将一个以上端子固定至设置在基板上的多个焊盘，并且该端子固定方法包括：利用一个以上端子安装用焊盘和一个以上假焊盘构成所述多个焊盘，其中，所述端子安装在所述一个以上端子安装用焊盘上，所述一个以上假焊盘的各假焊盘大于各所述端子安装用焊盘；通过激光熔接将从激光振荡器发射的分束的激光束分别朝向所述多个焊盘中的两个以上焊盘的对应焊盘照射，其中，利用所述端子安装用焊盘中的两个以上端子安装用焊盘或者所述端子安装用焊盘中的一个以上端子安装用焊盘和一个以上假焊盘，构成所述两个以上焊盘。
11.根据本发明，提供一种端子固定方法，用于通过激光熔接将端子固定至基板的多个焊盘中的每一个焊盘，其具有在提高生产率的同时防止基板损坏的效果。
附图说明
12.图1是示出使用根据实施例的端子固定方法制造的连接有端子的fpc安装在连接器中的状态的平面图(在z方向上观看)。
13.图2a是图1中iia部分的放大图。
14.图2b示出图2a中iib-iib的截面图。
15.图3a是从正面观看时假焊盘的平面图。
16.图3b是从背面观看时假焊盘的平面图。
17.图4是端子安装用焊盘和设置有覆盖层的假焊盘的平面图。
18.图5a示出图4中va-va的截面图。
19.图5b是示出图5a中的其中设置通孔的结构的视图。
具体实施方式
20.根据实施例的连接有端子的基板(例如，连接有端子的fpc)用于例如检测安装于车辆的电池的电压。如图1所示，连接有端子的fpc1通过使用设置在连接有端子的fpc 1上的端子(连接器端子)3而连接至连接器5。连接器5连接至ecu(电子控制单元)7。
21.连接有端子的基板1包括基板(例如，fpc)9、多个焊盘和多个端子3。多个焊盘由端子安装用焊盘11和假焊盘13所构成。fpc 9包括：板状的基板本体部，其由绝缘合成树脂等制成；和电路部(未示出)，其设置在基板本体部上。下文，当提到“fpc”时，“fpc”是指除电路部之外的基板本体部。
22.此处，为了便于说明，空间中的预定方向称为x方向，与x方向正交的预定方向称为y方向，并且与x方向和y方向正交的方向称为z方向。
23.端子安装用焊盘11、假焊盘13和端子3由诸如金属的导电材料制成。端子安装用焊盘11适当地连接至电路部(未示出)。假焊盘13与电路部(未示出)分开。
24.端子安装用焊盘11和假焊盘13分别形成为薄膜状并且设置在fpc 9的表面上，使得厚度方向与fpc 9的厚度方向一致。fpc 9的厚度方向、端子安装用焊盘11的厚度方向和假焊盘13的厚度方向在z方向上。
25.当在z方向上观看时，各个端子安装用焊盘11形成为例如矩形形状。奇数个的多个端子安装用焊盘11设置在fpc 9上，以在其之间具有固定间隔的情况下在x方向上彼此相邻。端子安装用焊盘11的形状彼此相同。
26.当在z方向上观看时，每个假焊盘13形成为例如大于端子安装用焊盘11的矩形形状或者变形的矩形形状，并且设置为奇数个(例如，一个)。在fpc 9中，一个假焊盘13设置为与端子安装用焊盘11相邻。
27.更具体地，多个端子安装用焊盘11和一个假焊盘13设置在fpc 9上，以在x方向上彼此间隔开并且彼此相邻。多个端子安装用焊盘11和一个假焊盘13在x方向上的间隔恒定。此外，一个假焊盘13例如与多个端子安装用焊盘11中的位于最末端位置的端子安装用焊盘11相邻。多个端子安装用焊盘11的数量和一个假焊盘13的数量的总数为偶数。
28.每个端子3通过焊料(例如，软焊料)15固定至多个端子安装用焊盘11中的每一个。假焊盘13未设置有端子。
29.例如，如图1所示，由端子安装用焊盘11和假焊盘13构成的焊盘设置为多组。即，八
个焊盘构成的a组的焊盘组10a以及分别由偶数的多个焊盘构成的b组的焊盘组10b、c组的焊盘组10c、d组的焊盘组10d和e组的焊盘组10e构成多组。在焊盘组10a至10e的任意焊盘组中，多个端子安装用焊盘11或者一个端子安装用焊盘11与一个假焊盘13在x方向上以固定的间隔布置。
30.此处，将详细描述固定端子3的方式(安装于fpc 9的方式)。
31.如图2a和2b所示，各个端子3形成为诸如圆柱形状的柱形。端子安装用焊盘11设置在例如fpc 9的正面和背面上。设置在fpc 9的正面上的端子安装用焊盘11和设置在fpc 9的背面上的端子安装用焊盘11形成为例如相同形状。当在z方向上观看时，设置在fpc 9的正面上的所有端子安装用焊盘11和设置于fpc 9的背面上的所有端子安装用焊盘11互相重叠。
32.设置在fpc 9的正面上的端子安装用焊盘11和设置在fpc 9的背面上的端子安装用焊盘11可以形成为不同的形状和大小。当在z方向上观看时，设置在fpc 9的正面上的端子安装用焊盘11的一部分和设置在fpc 9的背面上的端子安装用焊盘11的一部分可以互相重叠。此外，当在z方向上观看时，设置在fpc 9的背面上的所有端子安装用焊盘11可以收纳于设置在fpc 9的正面上的端子安装用焊盘11的内侧，或者设置在fpc 9的正面上的所有端子安装用焊盘11可以收纳于设置在fpc 9的背面上的端子安装用焊盘11的内侧。
33.fpc 9和端子安装用焊盘11设置有例如均形成为圆柱形的通孔17。通孔17的内径稍大于端子3的外径。通孔17的中心轴和端子安装用焊盘11的中心轴在z方向上延伸并且基本互相一致。端子3穿过通孔17。
34.焊料15的正面部分设置为用于将端子3固定至fpc 9的端子安装用焊盘11。焊料15的正面部分与设置在fpc 9的正面上的端子安装用焊盘11的表面和端子3的从该端子安装用焊盘11的表面突出的部分接触。
35.焊料15的背面部分与设置在fpc 9的背面上的端子安装用焊盘11的表面和端子3的从该端子安装用焊盘11的表面突出的部分接触。
36.此外，焊料15进入端子3和通孔17之间的间隙。焊料15的正面部分和焊料15的背面部分通过焊料15的这样的进入部分而互相连接。
37.假焊盘13也设置在例如fpc 9的正面和背面上。例如，设置在fpc 9的正面上的假焊盘13和设置在fpc 9的背面上的假焊盘13形成为相同形状。当在z方向上观看时，设置在fpc 9的正面上的所有假焊盘13和设置在fpc 9的背面上的所有假焊盘13互相重叠。
38.如图3a和3b所示，设置在fpc 9的正面上的假焊盘13和设置在fpc 9的背面上的假焊盘13可以形成为不同的形状和大小。当在z方向上观看时，设置在fpc 9的正面上的假焊盘13的一部分和设置在fpc 9的背面上的假焊盘13的一部分可以互相重叠。此外，当在z方向上观看时，设置在fpc 9的正面上的所有假焊盘13可以收纳于设置在fpc 9的背面上的假焊盘13的内侧，或者设置在fpc 9的背面上的所有假焊盘13可以收纳于设置在fpc 9的正面上的假焊盘13的内侧。
39.此外，如图2a和2b所示，焊料15也设置于在fpc 9的正面上设置的假焊盘13的表面。
40.此处，将更详细地描述假焊盘13大于端子安装用焊盘11的事实。
41.由于例如一个假焊盘13的热容大于一个端子安装用焊盘11的热容，所以假焊盘13
大于端子安装用焊盘11。当假焊盘13和端子安装用焊盘11的比热彼此相等时，一个假焊盘13的体积大于一个端子安装用焊盘11的体积。
42.将更具体地描述假焊盘13和端子安装用焊盘11的比热彼此相等的事实。假定端子安装用焊盘11的厚度尺寸值等于假焊盘13的厚度尺寸值。当在z方向上观看时，一个假焊盘13的面积大于一个端子安装用焊盘11的面积。
43.此外，设置在fpc 9的正面上的假焊盘13(13a)的面积大于设置在fpc 9的正面上的端子安装用焊盘11的面积。设置在fpc 9的背面上的假焊盘13(13b)的面积大于设置在fpc 9的背面上的端子安装用焊盘11的面积。
44.如果假焊盘13的热容大于端子安装用焊盘11的热容，则不需要维持关于fpc 9的正背面上的端子安装用焊盘11的面积与fpc 9的正背面上的假焊盘13的面积的上述关系。然而，当fpc 9的导热率的值小于端子安装用焊盘11和假焊盘13的导热率的值时，应当考虑导热率的关系而确定fpc 9的正背面上的端子安装用焊盘11的面积和假焊盘13的面积。
45.端子安装用焊盘11设置有焊料15(15a)和端子3，并且假焊盘13设置有焊料15(15b)。能够考虑焊料15和端子3的安装而确定端子安装用焊盘11的热容和假焊盘13的热容。
46.即，可以使得端子安装用焊盘11的热容、焊料15a的热容与端子3的热容的总和大约等于假焊盘13的热容与焊料15b的热容的总和。焊料15的热容包括焊料15的熔化热。
47.接着，将描述端子固定方法。端子固定方法可以为安装端子的方法、连接端子的方法或者将端子固定至基板的方法。作为示例，将描述将端子3固定至图1所示的a组的焊盘组10a的情形。当将端子3固定至b组的焊盘组10b等时，进行与当将端子3固定至a组的焊盘组10a时相同的操作。
48.端子固定方法是以下方法：通过激光熔接将多个端子3固定至设置于fpc 9中的a组的焊盘组(第一组焊盘)10a，以一体地设置。
49.如上所述，第一组(a组)的焊盘组10a包括：在其上安装有端子3的奇数个的多个端子安装用焊盘11和奇数个的假焊盘(例如，一个假焊盘)13。
50.此外，由于一个端子3安装在一个端子安装用焊盘11上，没有端子安装在假焊盘13上。
51.通过使用用于执行棱镜法的激光照射器21而进行激光熔接。在激光熔接中，使用从激光照射器21的一个激光振荡器发射并且通过棱镜而分为多个部分(例如，两个部分)的分束激光束19(19a、19b)。分束激光束19a、19b具有相等的强度和不同的行进方向。例如，在激光照射器21中，不能适当调整分束激光束19a、19b的强度，并且分束激光束19a、19b的强度总是彼此相等。
52.在激光熔接中，将各个分束激光束19a、19b同时朝向第一组的焊盘组10a的一部分的多个焊盘(第二组的焊盘，例如，两个焊盘)中的每一个焊盘照射。
53.在用分束激光束19a、19b照射时，第二组的焊盘仅包括端子安装用焊盘(例如，两个端子安装用焊盘)11。可替换地，当分束激光束19a、19b照射时，第二组的焊盘由端子安装用焊盘(例如，一个端子安装用焊盘)11和假焊盘(例如，一个假焊盘)13构成。
54.在激光熔接之前的状态下，将端子3适当地插入至设置于端子安装用焊盘11的通孔17中。在激光熔接之前的状态下，将熔化前的焊料(例如，线焊料)通过焊料供应装置(未
示出)供应至端子安装用焊盘11和端子3。在激光熔接之前的状态下，将熔化前的焊料(例如，线焊料)相似地供应至假焊盘13。
55.供应的焊料15通过分束激光束19a、19b的照射而暂时地熔化，并且如图2b所示，端子3通过焊料15a固定至端子安装用焊盘11，并且焊料15b安装在假焊盘13上。
56.由于仅焊料15由分束激光束19a、19b熔化，所以在狭义地使用熔接时可能不能适用术语“激光熔接”，但是考虑到即使仅焊料15熔化，在广义地使用熔接时能够适用术语“激光熔接”。
57.在相对于fpc 9等适当地移动和定位激光照射器21的同时重复多次激光熔接，使得分束激光束19a、19b一次向多个焊盘11、13中的所有焊盘照射。
58.将用实例进一步说明。如图2a和2b所示，分束激光束19a、19b形成为两个光束，并且如图1所示，焊盘组10a设置有七个端子安装用焊盘11和一个假焊盘13。
59.在第一激光熔接中，将两个分束激光束19a、19b同时地各自朝向彼此相邻的第一端子安装用焊盘11a和第二端子安装用焊盘11b照射。
60.在第二激光熔接中，将两个分束激光束19a、19b同时地各自朝向彼此相邻的第三端子安装用焊盘11c和第四端子安装用焊盘11d照射。
61.在第三激光熔接中，将两个分束激光束19a、19b同时地各自朝向彼此相邻的第五端子安装用焊盘11e和第六端子安装用焊盘11f照射。
62.在第四激光熔接中，将两个分束激光束19a、19b同时地各自朝向彼此相邻的第七端子安装用焊盘11g和一个假焊盘13照射。
63.通过在由图2b中的参考标记p1标识的位置处的激光照射器21进行第三激光熔接。通过在由图2b中的参考标记p2标识的位置处的激光照射器21进行第四激光熔接。
64.如上所述，假焊盘13包括正面假焊盘13a和背面假焊盘13b，正面假焊盘13a设置在作为fpc 9的厚度方向上的一个表面的正面上，背面假焊盘13b设置在作为fpc 9的厚度方向的另一个表面的背面上。
65.正面假焊盘13a的面积与背面假焊盘13b的面积互不相同。例如，如图3a和3b所示，背面假焊盘13b的面积大于正面假焊盘13a的面积。
66.图3a和3b所示的正面假焊盘13a的形状与背面假焊盘13b的形状均包括宽部(在x方向上具有大的值的部分)和窄部(在x方向上具有小的值的部分)，并且在y方向上伸长。这是为了避开fpc 9的电路部(未示出)。假焊盘13可以具有除了图3a和3b所示的那些之外的形状。
67.此外，虽然正面假焊盘13a和背面假焊盘13b如图5a所示地由它们之间的fpc 9所断开，但是可以如图5b所示地设置连接部(通孔)23。即，正面假焊盘13a和背面假焊盘13b可以通过贯通fpc 9的连接部23而互相连接。连接部23也由诸如与焊盘相似的金属这样的导电材料制成。
68.在激光熔接中，如上所述，将焊料15也布置在假焊盘13上，并且将分束激光束19b朝着假焊盘13照射，并且将焊料15暂时地熔化并固定至假焊盘13。
69.如图4、5a和5b所示，在连接有端子的fpc 1中，假焊盘13的至少一部分可以由与fpc 9一体地设置的覆盖层25所覆盖。覆盖层25形成为板状并且厚度方向在z方向上。覆盖层25覆盖假焊盘13的长度方向(y方向)上的两端。换言之，假焊盘13的长度方向上的两端夹
置在fpc 9与覆盖层25之间。
70.在根据实施例的端子固定方法中，多个焊盘由奇数个端子安装用焊盘11和一个假焊盘13所构成。在激光熔接中，将两个分束激光束19a、19b各自朝着两个焊盘11(11、13)中的每一个焊盘照射。在根据实施例的端子固定方法中，两个焊盘11(11、13)由两个端子安装用焊盘11构成或者由一个端子安装用焊盘11和一个假焊盘13构成。
71.由此，当通过多次使用两个分束激光束19a、19b重复进行激光熔接而将端子3固定至fpc 9的多个焊盘11中的各个焊盘11时，能够提高生产率。在使用两个分束激光束19a、19b的激光熔接中，能够防止发生由激光束19导致的fpc 9的缺陷。即，由于端子安装用焊盘11和假焊盘13的总数量为偶数，所以两个分束激光束19a、19b不照射至fpc 9中的未设置焊盘的部分。于是，防止发生诸如fpc 9的被分束激光束19a、19b照射的一部分燃烧这样的缺陷。
72.假焊盘13大于端子安装用焊盘11。由此，当分束激光束19a朝着端子安装用焊盘11照射并且分束激光束19b朝着假焊盘13照射时，防止fpc 9的损坏。
73.在根据比较例的端子固定方法中，例如，不设置图1所示的假焊盘13。因此，当分束激光束19a朝着端子安装用焊盘11照射时，分束激光束19b朝着fpc 9中的未设置焊盘的部分照射。
74.此外，在根据实施例的端子固定方法中，由于假焊盘13设置于fpc 9的厚度方向上的两侧，所以假焊盘13的热容的调整范围能够变宽，并且假焊盘13的热容的值能够容易地升高。
75.此外，在根据实施例的端子固定方法中，由于正面假焊盘13a的面积与背面假焊盘13b的面积互不相同，所以能够通过有效地利用fpc9的正背表面的空置部分而使假焊盘13的热容的调整范围变宽。
76.在根据实施例的端子固定方法中，正面假焊盘13a和背面假焊盘13b可以通过通孔23互相连接。由此，使得正面假焊盘13a和背面假焊盘13b之间的热传导顺利，并且能够减小假焊盘13的尺寸。
77.此外，在根据实施例的端子固定方法中，当进行激光熔接时，焊料(用于假焊盘的焊料)布置在假焊盘13上，并且分束激光束朝向假焊盘13照射。由此，用于假焊盘13的焊料也有助于增大热容的值，并且能够减小假焊盘13的大小。
78.此外，在根据实施例的端子固定方法中，由于端子未安装于假焊盘13，存在假焊盘13由于焊料重量的影响而从fpc 9剥离的可能性。然而，通过用与fpc 9一体地设置的覆盖层25覆盖假焊盘13的至少一部分，假焊盘13被覆盖层25压制。由此，能够防止假焊盘13从fpc 9的剥离。
79.此外，即使当基板9是根据实施例的端子固定方法的柔性印刷电路(fpc)时，也能够防止基板9由激光束19导致的损坏。更具体地，当基板9为刚性基板时，其厚度约为0.3mm至1.6mm。因此，即使未设置假焊盘13，刚性基板本身也几乎不会被激光束19的照射损坏，诸如烧毁。
80.当基板9为fpc时，厚度约为12μm至50μm。因此，如果未设置假焊盘13，则fpc 9本身极可能遭受由于激光束19的照射导致的诸如烧毁的损坏。然而，由于设置了假焊盘13等，所以能够吸收激光束19的照射的热量，并且能够避免发生诸如烧毁的损坏。
81.当激光束19朝着端子安装用焊盘11和假焊盘13照射时，自然需要fpc 9相对于激光照射器21的定位。因此，如图1所示，fpc 9通过定位销31相对于连接器5定位。激光照射器21适当地相对于连接器5移动和定位，该连接器5几乎不具有弹性并且能够视为近乎刚性，并且激光束19的照射指向端子安装用焊盘11和假焊盘13。虽然fpc 9是柔性的，但是其几乎不在图1所示中的x方向和y方向上变形，并且能够被视为对于x方向和y方向上的力的大致刚性体。
82.虽然上文已经描述了实施例，但是实施例不限于此，并且能够在实施例的主旨的范围内做出各种修改例。例如，在上述说明中，激光束被一分为二，但是激光束可以分为n个，而“n”是等于或大于3的任意自然数。在此情况下，例如，焊盘组10a的焊盘的数量为“n”的倍数。