JPS5994387A - Junction and junction product - Google Patents
Junction and junction productInfo
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- JPS5994387A JPS5994387A JP13601583A JP13601583A JPS5994387A JP S5994387 A JPS5994387 A JP S5994387A JP 13601583 A JP13601583 A JP 13601583A JP 13601583 A JP13601583 A JP 13601583A JP S5994387 A JPS5994387 A JP S5994387A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- printed circuit
- circuit board
- contact
- electrical component
- component according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)
- Connections Effected By Soldering, Adhesion, Or Permanent Deformation (AREA)
- Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
- Combinations Of Printed Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、英国特許第137(1513号、第1380
558号および第13854’73号に記載されている
方法において新たに開発された新規な接合手段および最
終製品に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is based on British Patent Nos. 137 (1513, 1380).
No. 558 and No. 13854'73, the invention relates to novel joining means and final products newly developed in the methods described in No. 558 and No. 13854'73.
本発明においては、導体間を電気的に接続する場合に発
生する問題に関係している。少くとも、ある電気および
電子の分野においては、周知の接続方法(熱を使用した
ハンダ付け、機械的なプラグとソケットによる接続、圧
力によるクランピング)では、破損する可能性があった
り、あるいは信頼性がないため、不都合である。The present invention is concerned with problems that occur when making electrical connections between conductors. At least in some electrical and electronic fields, known connection methods (heat soldering, mechanical plug-and-socket connections, pressure clamping) can be damaged or unreliable. It is inconvenient because it has no gender.
本発明は、その−態様において、電気回路基板に対して
永久的で強い導電性接続を行うことに関している。この
ような基板の端部接続または端子パッドは、プラグソケ
ットにノ・ンダ付げされていたかあるいは可撓性のある
導体片の接触ソケットによって直接機械的に行なわれて
いた。ノ・ンダ付げやハンダ付げにおいて使用されるフ
ラックスは、基板や基板上の隣接部品を損傷することも
あり、また機械的な方法は、(直接であろうとまたはプ
ラグソケットを介するものであろうと)信頼性がなく、
時間がたつと悪下する傾向にある。In one aspect, the present invention is directed to making a permanent, strong electrically conductive connection to an electrical circuit board. The end connections or terminal pads of such substrates have been soldered into plug sockets or have been made directly mechanically by means of contact sockets of flexible conductor strips. Fluxes used in soldering or soldering can damage the board or adjacent components on the board, and mechanical methods (whether directly or through a plug socket) unreliable,
It tends to deteriorate over time.
本方法は、高い圧力も使用しないし、高い温度状態も使
用しないので、基板やパッドを損傷することなく、永久
的で強く、抵抗の低い電気的筆続を形成することを可能
にしている。The method does not use high pressure or high temperature conditions, allowing permanent, strong, low resistance electrical continuity to be formed without damaging the substrate or pads.
本方法によって発生される熱は、短時間であり、接合さ
れる部材のインターフェイス部に極力限られているので
、接合される部品の周囲領域や隣接領域は、実質的に影
響を受けず、基板も損傷されない。The heat generated by this method is short-lived and is as limited as possible to the interface area of the parts to be joined, so that the surrounding and adjacent areas of the parts to be joined remain substantially unaffected and the substrate will not be damaged either.
また、部品あるいは基板を損傷することなく、基板の端
部あるいは他の位置であろうとも、基板に部品をノ・ン
ダ付ゆすることを可能にしている。It also allows parts to be soldered onto the board, whether at the edges of the board or at other locations, without damaging the parts or the board.
本方法は、溶接される部材を接触させて配設し、接合す
べきインターフェイス部の反対側の、外側の作業面に対
して高速で回転する摩擦ツールを押し付けること((特
徴付けられている。The method is characterized by placing the parts to be welded in contact and pressing a rapidly rotating friction tool against an outer working surface, opposite the interface parts to be joined.
この最も外側の作業表面は、接合される部材であっても
よいし、あるいは高速ツールと接合されろ材料の最も外
側の表面との間におかれた材料であってもよい。This outermost working surface may be the part to be joined or the material interposed between the high speed tool and the outermost surface of the material to be joined.
これは、理解されない機構により、接触面に極度に高い
エネルギーレベルを瞬時に発生して、溶接が行なわれる
ことがわ力ごった。This caused the weld to occur by instantaneously generating extremely high energy levels at the contact surfaces by an ununderstood mechanism.
類似の金属の場合には、接合部が重なり合っている接合
、あるいは端部と端部とが突き合わせられている接合で
あろうとも、接合領域は均質の結晶構造となり得る。For similar metals, the joint region can have a homogeneous crystalline structure, whether the joint is overlapping or end-to-end.
接合領域内に非類似の金属がある場合には、かなりの合
金化および拡散が発生し5る。しかしながら形成された
接合部は、機械的に強く、また電気的にひじように抵抗
が低くしつかりしているものである。If there are dissimilar metals within the bond area, significant alloying and diffusion will occur. However, the joints formed are mechanically strong and electrically stable with extremely low resistance.
接触面に発生するひじように高いエネルギーレベルは、
その強度が部分的にひじように限られており、又短時間
であるので、接合領域の周辺あるいはその下の素子また
は基板に対して熱を与えることもなければ、損傷も与え
ることもないようにみえる。The elbow-high energy level generated at the contact surface is
Because its strength is locally limited and short-lived, it does not heat or damage the device or substrate around or below the bonding area. It looks like
接合部は他の〕・ンダ付、ろう付あるいは異る合成物か
ら成る詰物材を有することを必要とせず、コーティング
された材質、たとえば、熱可塑性コーティングされたも
のの場合には、箔またはシートの少くとも一方の側にお
けるコーティング慣、接合後においても実質的に損傷を
受けることもない。The joints do not need to be soldered, brazed or have fillers of different composites, but are made of coated materials, such as foils or sheets in the case of thermoplastic coated ones. The coating on at least one side remains virtually undamaged even after bonding.
従って、実際の接合部自体および本発明の接合部を有す
る製品は、新規な特徴を有しているものである。Therefore, the actual joint itself and the product having the joint according to the invention have novel characteristics.
本発明によって作られた製品及び溶接部、或はこれらを
実施する方法の実施例を添付図面と共に示す。DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Examples of products and welds made according to the invention, or methods of implementing the same, are shown in conjunction with the accompanying drawings.
実施例1
リボンケーブルまたは可撓性のある回路1(第1図およ
び第2図)は、プリント回路基板上に適切に保持されて
いて、Kapton (ポリイミド用のNemouvs
のデュポン社の商標)の各銅製トラック3は、プリント
回路基板上の端子パッド4上に直接接触して配設されて
いる。リボンケーブルとプリント回路基板は、この位置
で移動テーブル上に取り付けられている。Example 1 A ribbon cable or flexible circuit 1 (FIGS. 1 and 2) is suitably held on a printed circuit board and made of Kapton (Nemouvs for polyimide).
Each copper track 3 (Trademark of DuPont) is disposed in direct contact with a terminal pad 4 on the printed circuit board. The ribbon cable and printed circuit board are mounted on the moving table in this position.
この移動テーブルは、トランクに沿って毎秒85mmの
直線速度で動作し、このトラックを回転工具の下へ移送
せしめる様にセットされている。この回転体はKapt
on絶縁物の表面に接触すると共に3500 Orpm
で回転する鋼製回転体を有し、順番に各銅製のトラック
上を、その移動方向が導体の方向に直角であるように通
過する。回転体の直径は381mであり、接触摩擦面は
1mzである。The moving table is set to move along the trunk at a linear speed of 85 mm per second and transport the track beneath the rotating tool. This rotating body is Kapt
on contact with the surface of the insulator and 3500 Orpm
It has a steel rotary body rotating at 100 mm and passes in turn over each copper track such that its direction of movement is perpendicular to the direction of the conductor. The diameter of the rotating body is 381 m, and the contact friction surface is 1 mz.
このようにすることにより、各銅製トラックのすぐ裏側
に設けられているKapton絶縁物は取り除かれ、銅
製トラックとプリント回路基板上の対応する銅製端子と
の間に接合部5が形成される。By doing so, the Kapton insulation immediately behind each copper track is removed and a bond 5 is formed between the copper track and the corresponding copper terminal on the printed circuit board.
Kapton上の銅製導体トラックもプリント回路基板
上の端子も、きれいにされている必要はなく、形成され
た接合部は機械的に強く、かつ電気的にひじように良い
接触状態にある。上述した材質に加えて、端子は、銀メ
ッキされた銅、すずメッキされた銅、あるいは金を含む
他の種々の金属をコーティングされた銅であってもよい
。可撓性リボンケーブルの導体は、例えばアルミニウム
であってもよい。ケーブルのKaptonまたは他の絶
縁物は、もちろん接合処理の前に導体から取り除かれて
もよい。Neither the copper conductor tracks on the Kapton nor the terminals on the printed circuit board need to be clean, and the joints formed are mechanically strong and electrically in good contact. In addition to the materials mentioned above, the terminals may be silver-plated copper, tin-plated copper, or copper coated with various other metals, including gold. The conductor of the flexible ribbon cable may be, for example, aluminum. The Kapton or other insulation of the cable may of course be removed from the conductors prior to the splicing process.
この方法によればプリント回路基板の端子パッド上への
(障害の主な要因であ゛る)機械的な接続をなくしてい
るとともに、ハンダ付は処理で使用される熱やフラック
スによって基板、特に可撓性のあるまたは多層の基板に
発生する障害をも取除くことが認められる。This method eliminates the mechanical connection (a major cause of failure) to the printed circuit board's terminal pads, and the soldering process eliminates the heat and flux used in the process, which can cause damage to the board, especially when soldering. It is also recognized that obstacles occurring on flexible or multilayer substrates can be eliminated.
本方法によれば接合される導体と端子バットとの間てろ
う付けまたはハンダ付は用の金属が置かれていたり、ま
たこのような金属でコーティングがなされているような
場合にも、フラックスは用いない。According to this method, even if there is a metal for brazing or soldering between the conductor to be joined and the terminal butt, or if there is a coating with such metal, the flux can be used. Not used.
2つの回路基板を連結するのに切断可能な接続が必要な
場合には、可撓性リボンケーブル又は可撓性回路の尾部
を本方法によって各々に永久的に取付けることができ、
2つの可撓性回路または尾部間に設けられた単一の機械
的に切断可能な接続は、機械的な誤接続が発生する可能
性のある部分を切落せばよい。If a breakable connection is required to join two circuit boards, a flexible ribbon cable or flexible circuit tail can be permanently attached to each by the method;
A single mechanically severable connection between the two flexible circuits or tails may be cut off where mechanical misconnections can occur.
実施例2
ハンダ付けの間あるいはりフロ一式半田付けの間、ハン
ダごてによっであるいは電子部品をオーブンの中に置く
ことによって熱が加えられると、電子部品は己の加熱に
より損傷することがある。Example 2 When heat is applied during soldering or during flow soldering, by a soldering iron or by placing the electronic component in an oven, the electronic component may be damaged by its own heating. be.
これらの部品、パッケージ、キャリア、キャリアのふた
。接続部あるいはこれらの周辺部をスポットあるいは摩
擦シーム接合する本方法を使用することにより、残りの
部品に熱を加えることなく、ハンダをひじように限られ
た部分でリフローさせることができる。また、強い接合
すなわちハーメチックシールは、この方法で行うことが
できる。These parts, packages, carriers, and carrier lids. By using this method of spot or friction seam joining the connections or their surroundings, the solder can be reflowed in a limited area, such as an elbow, without applying heat to the rest of the component. Also, a strong bond or hermetic seal can be achieved with this method.
特に、本方法は、集積回路のパッケージングに使用して
もよい。一般にこれらは、湿気や他のものを除去するよ
うに密封してパックされ、プリント回路基板上にパッケ
ージを実装するのに適した強い外部リード線を有してい
る。外部リード綿の好ましい構造は2列の同じ数のピン
であって、このピンは、プリント回路基板上の回路の対
応する穴を貫通したり、あるいはプリント回路の対応す
る端子上に各ピンの長手方向の部分をおくように設計さ
れているものである。パッケージの本体はセラミック材
であり、ふた及び外部リード線は、コバール(Fe 5
4%、Ni29%、Co17%)のような金属である。In particular, the method may be used for packaging integrated circuits. They are generally packaged hermetically to exclude moisture and other materials and have strong external leads suitable for mounting the package on a printed circuit board. The preferred structure for the external lead strands is two rows of equal number of pins, which either pass through corresponding holes in the circuit on the printed circuit board, or are inserted along the length of each pin onto corresponding terminals on the printed circuit board. It is designed to place the part in the direction. The body of the package is made of ceramic material, and the lid and external leads are made of Kovar (Fe5
4%, Ni 29%, Co 17%).
金属のふたはしばしば・くツケージが実装されているプ
リント回路に電気的に接続されることが必要であり、こ
れはふたをノくツケージの本体上にあらかじめ設けられ
た金属層にハンダ付することによって行ってもよい。こ
のような集積回路パッケージはしばしば1チツプキヤリ
ア”と呼ばれる。Metal lids often need to be electrically connected to the printed circuit on which the shoe cage is mounted, and this is accomplished by soldering the lid to a pre-installed metal layer on the body of the shoe cage. You can also do this by Such integrated circuit packages are often referred to as "single chip carriers".
a) ふたを固定すべき部分のチップキャリア上のハ
ンダ堆積層を用いた、金コーティングされたセラミック
シリコンチップキャリアへのコノく一ル金属の金コーテ
ィングされたふたのりフロー弐ノ・ンダ伺け
ふたは、粘着テープによってチップキャリヤに固定され
、接合される一方の側面は開放された状態にある。キャ
リアとふたは回転テーブル上に適当に取付けられている
。直径が42mm及び幅が3゜2yr:mの適度に磨か
れた硬化鋼製回転体は、回転体の縁部の1罷のみが接合
動作の間チップキャリアのふたの外端部て接触するよう
に位置付けられている。回転工具は20,000 rp
mにあらかじめセットされた回転体の回転速度でスイッ
チオンされる。移動テーブルの速度は、1秒間に70m
mに設定されている。テーブルが動作づ−ると回転体は
ふたの縁部に瞬時接触して、ハンダがリフローし、ふた
はキャリアに接合される。ふたの各側部がキャリアに接
合されるが、この接合効果は、回転体とふたの縁部との
接触部分に限られており、短い時間であるので、部品に
大きな熱が発生することがない。a) Gold-coated lid glue flow of metal to gold-coated ceramic silicon chip carrier using a solder deposit layer on the chip carrier in the area where the lid is to be fixed. is fixed to the chip carrier by adhesive tape, and one side to be joined is left open. The carrier and lid are suitably mounted on a rotating table. A moderately polished hardened steel rotating body with a diameter of 42 mm and a width of 3°2 yr:m is constructed such that only one flaw on the edge of the rotating body contacts the outer edge of the chip carrier lid during the bonding operation. It is positioned in Rotary tool is 20,000 rp
It is switched on at a rotational speed of the rotating body which is preset to m. The speed of the moving table is 70m per second.
m is set. When the table is activated, the rotating body momentarily contacts the edge of the lid, the solder reflows, and the lid is joined to the carrier. Although each side of the lid is bonded to the carrier, this bonding effect is limited to the area of contact between the rotating body and the edge of the lid, and is only for a short time, so that large amounts of heat may be generated in the parts. do not have.
非常に細く密接して配設されたコネクタをプリント回路
基板のコネクタパッドに7・ンダ付けまたはりフロ一式
ノ・ンダ付げする難しさはよく知られていることである
。ここに示ず一例では、コネクタパッドとコネクタは、
幅が1mmであり、それらの間の間隔はQ、 20 r
uaである。コネクタパッドとコネクタとが一致し、間
におかれたマスクが部品上に当て付けられて、パッドと
コネクタとがしっかりと適当に保持されるように部品は
適切に取付られる。この間におかれたマスクの材質は、
ポリ四フッ化エチレンでコーティングされたガラス布地
あるいは紙、 I(aptonあるいは他のこのよう
な材質から成り、そして摩擦回転体とコネクタとの間に
おかれて、これらを適当に保持し、保護する。The difficulty of attaching very thin, closely spaced connectors to printed circuit board connector pads is well known. In one example not shown here, the connector pads and connectors are
The width is 1 mm and the spacing between them is Q, 20 r
It is ua. The component is properly installed such that the connector pads and connector are aligned and the intervening mask is applied over the component to hold the pads and connector firmly in place. The material of the mask placed between
A glass cloth or paper coated with polytetrafluoroethylene (apton or other such material) and placed between the friction rollers and the connector to hold and protect them in place. .
直径50朋の硬化鋼製回転体を有し、作業摩擦表面が1
mmであって、15.00 Orpmの速度で回転する
回転工具は、プリント回路基板を運ぶ移動テーブルが下
側を通過する時、中間に置かれた材質の表面と軽く接触
する。このようにして、鉛を含んだすすの)・ングが、
コネクタと接続パッドとをリフロー接合する。中間に置
かれた材質のものは、接合動作の後除去される。It has a hardened steel rotating body with a diameter of 50 mm and a working friction surface of 1
A rotary tool rotating at a speed of 15.00 Orpm makes light contact with the surface of the intermediate material as the moving table carrying the printed circuit board passes underneath. In this way, lead-containing soot)
The connector and the connection pad are reflow bonded. The intermediate material is removed after the joining operation.
多くの他の電子パッケージや部品はこのようにしてリフ
ローノ・ンダすることができ、緊密にパックされた部品
を接合する新規な方法を形成し、多くの新規な製品を作
ることができるのである。Many other electronic packages and components can be reflow soldered in this manner, creating new ways to join tightly packed components and creating many new products.
第1図は、両側に可撓性リボンケーブルの銅製導体を接
合する回路基板を示す図。
第2図は、ケルプル絶縁物を介して回路基板に接合され
たリボ:/ケーブルを示す図である。
〕・・・リボンケーブル、2・・・プリント回路基板、
3・・・銅製トラック、4・・・端子パッド、5・・・
接合部。FIG. 1 shows a circuit board to which the copper conductors of a flexible ribbon cable are bonded on both sides. FIG. 2 is a diagram showing a ribo:/cable bonded to a circuit board via a Kelphl insulator. ]... Ribbon cable, 2... Printed circuit board,
3...Copper track, 4...Terminal pad, 5...
joint.
Claims (7)
よって永久的に互いに接続された導電性電気部品。(1) Conductive electrical components permanently connected together by bonding the components together without applying heat.
面に接触させながら、一方の部品の反対側の表面を横切
って急速に回転する摩擦回転体を通過させることによっ
て達成され、これによって接触表面が接合される特許請
求の範囲第1項記載の電気部品。(2) said joining is accomplished by passing a rapidly rotating friction rotor across the opposite surface of one part while bringing the surface of one part into contact with the surface of the other part; An electrical component according to claim 1, wherein the contact surfaces are joined by.
部品はチップまたはチップキャリアである特許請求の範
囲第1項記載の電気部品。(3) The electrical component according to claim 1, wherein the one component is a printed circuit board and the other component is a chip or a chip carrier.
方の部品は可撓性導体片である特許請求の範囲第1項ま
たは第2項記載の電気部品。(4) The electrical component according to claim 1 or 2, wherein the one component is a printed circuit basic board and the other component is a flexible conductor piece.
部に近接した端子パッド配列を有し、前記可撓性導体片
は、揃った導体配列を有してい1、上記列のそれぞれの
パッドおよび導体間の接合は、前記回転体を配列を横切
って1回通過させることによって形成される特許請求の
範囲第4項記載の電気部品。(5) the printed circuit board has an array of terminal pads proximate an edge of the printed circuit board, and the flexible conductor strip has an aligned conductor array; 5. The electrical component of claim 4, wherein the bond between the conductors is formed by passing the rotating body once across the array.
間物を介して行なわれている特許請求の範囲第3項、第
4項、または第5項のいづれかに記載の電気部品。(6) The electrical component according to any one of claims 3, 4, or 5, wherein the joining is performed through an intermediate for brazing l-1'' or soldering. .
せて配設し、前記接触状態におかれた表面と反対側の1
方の部品の表面を横切って急速に回転する回転体を押圧
し、これにより瞬時に高エネルギーレベルを接触表面に
形成して、両者を接合する導電性電気部品を永久的に接
合する方法。(7) Parts of two parts are arranged surface-to-surface in contact, and one part on the opposite side of the surface placed in the contact state
A method of permanently bonding conductive electrical components by pressing a rapidly rotating body across the surfaces of two components, thereby creating an instantaneous high energy level at the contact surfaces.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB21702 | 1982-07-27 | ||
GB8221702 | 1982-07-27 | ||
GB22100 | 1982-07-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5994387A true JPS5994387A (en) | 1984-05-31 |
Family
ID=10531937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13601583A Pending JPS5994387A (en) | 1982-07-27 | 1983-07-27 | Junction and junction product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5994387A (en) |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP13601583A patent/JPS5994387A/en active Pending
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