带基板的多芯电缆的制造方法
【专利摘要】本发明的一个目的在于提供一种带基板的多芯电缆的制造方法,其能够将极细电线可靠且容易地利用焊料连接在高密度地配置的绝缘基板上的电极焊盘上。本发明是一种带基板的多芯电缆的制造方法,其将多根极细电线(10)焊接于配线基板(20)上的高密度地排列的多个电极焊盘(22),在该方法中具有通过在配线基板上的多个电极焊盘(22)上施加规定量的焊料粉末并进行回流焊而形成焊料预涂层(24)的工序。并且,将上述多根极细电线的中心导体(11)配置在形成有焊料预涂层(24)的多个电极焊盘(22)上,并将极细电线的中心导体(11)焊接于电极焊盘(22)。此外,也可以具有在多根极细电线的中心导体(11)的连接端形成焊料预涂层(15)的工序。
【专利说明】带基板的多芯电缆的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种将极细绝缘电线、同轴电线的端部电连接在绝缘基板的电极焊盘 上的带基板的多芯电缆的制造方法。
【背景技术】
[0002] 在小型电子信息设备、超声波诊断装置、内窥镜等医疗电子设备中,为了在小型化 设备的同时实现高功能化,使在设备内配线中使用的导体细径化,并且使导体根数增加。所 使用的导体的根数例如为数百根,通常,将多芯扁平电缆的端部的导体利用焊料连接于绝 缘基板上的电极焊盘,从而制造带基板的多芯电缆。
[0003] 在下述的专利文献1中,公开有如下技术,即在印刷基板的电极部的连接部位预 先形成焊料等连接部件之后,将同轴电缆的中心导体(信号线)重叠,并通过照射激光而加 热,而使上述连接部件熔融,从而进行电连接。
[0004] 此外,在下述的专利文献2中,公开有如下技术,即在同轴线的中心导体(信号线) 的端部预先施加规定量的焊膏,并通过脉冲加热而利用焊料连接在连接器的端子上。
[0005] 专利文献1 :日本特开2010-118318号公报
[0006] 专利文献2 :日本特开2010-146939号公报
【发明内容】
[0007] 例如,在使用超声波技术的内窥镜中,收纳的信号线的根数(例如,370根)较多, 考虑要插入到人体内的性质,信号线的粗细为极细,与信号线电连接的电路基板的大小也 受到限制。因此例如在内窥镜上搭载的电路基板上连接信号线时,要求高密度安装。在进行 如上述的高密度安装时,如果通过人工作业进行焊接,则需要相当高的技巧,所以不现实。 为了统一连接极细的信号线,如专利文献2所公开,通过脉冲加热进行焊接是有效的。此 夕卜,在如连接的导体的粗细不同这样的情况下,如专利文献1所公开,通过激光照射而进行 的焊接是有效的。
[0008] 然而,在信号线的数量较多的情况下,分别与绝缘基板的各电极连接而相邻的各 导体的间隔(导体间的间距)变小。例如,如果导体间的间距为〇· 16mm左右(相当于AWG49 的同轴电线),则有时相邻的电极焊盘间的绝缘间隙小于或等于〇. 〇7mm。在如上述的情况 下,根据在电极焊盘上预先施加的焊料(焊料预涂层)的施加量,容易产生使电极间电短路 的焊桥,所以必须高精度地形成在电极上施加的焊料预涂层。
[0009] 本发明的目的在于提供一种带基板的多芯电缆的制造方法,其能够将极细电线可 靠且容易地利用焊料连接在高密度地配置的绝缘基板上的电极焊盘上。
[0010] 本发明涉及的带基板的多芯电缆的制造方法,在带基板的多芯电缆的制造方法中 具有通过在配线基板上的多个电极焊盘上施加规定量的焊料粉末并进行回流焊而形成焊 料预涂层的工序。并且,将上述的多根极细电线的中心导体配置在形成有焊料预涂层的多 个电极焊盘上,并利用焊料将极细电线的中心导体连接在电极焊盘上。此外,也可以具有在 多根极细电线的中心导体的连接端形成焊料预涂层的工序。
[0011] 另外,在利用上述焊料进行连接时,能够采用脉冲加热而将中心导体统一连接,或 者采用激光照射而进行连接。
[0012] 此外,在采用上述的激光照射而利用焊料进行连接时,也可以使用金属掩膜覆盖 配线基板上的除了极细电线的中心导体利用焊料与电极焊盘连接的区域以外的至少一部 分,并照射所述激光。通过使用金属掩膜而能够减小针对配线基板的激光照射的损伤。另 夕卜,优选将照射激光的区域的宽度设为电极焊盘的宽度的50%?90%。
[0013] 发明的效果
[0014] 根本发明,能够可靠且容易地利用焊料将极细电线连接在高密度地配置的电极焊 盘上。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是表示通过本发明的实施方式的制造方法制造出的带基板的多芯电缆的一 个例子的图。
[0016] 图2是用于说明本发明的实施方式的制造方法的图,图中的(A)?(F)是用于说 明与制造方法的焊接相关的各工序的图。
[0017] 图3是用于说明焊接的其它例子的图,图中的(A)是用于说明照射激光而进行焊 接的例子的图,图中的(B)是用于说明照射激光而利用焊料进行连接的例子的变形例的 图。
【具体实施方式】
[0018] 以下,参照【专利附图】
【附图说明】本发明的实施方式的一个例子。在图1?3中,标号10表示 同轴电线,标号11表不中心导体,标号12表7^绝缘体,标号13表7^外部导体,标号14表7^ 外皮,标号15表示电线侧的焊料预涂层,标号16表示共通包覆层,标号17表示接地条,标 号20表不配线基板,标号21表不绝缘基板,标号22表不电极焊盘,标号23表不焊料保护 层,标号24表示电极侧的焊料预涂层,标号25表示焊接部,标号29表示脉冲加热装置,标 号30表7^激光照射装置,标号31表7^激光,标号32表7^金属掩膜,标号33表7^掩膜开口。
[0019] 如图1所示,本实施方式是将多根绝缘电线或者同轴电线10用焊接部25电连接 在配线基板20上的带基板的多芯电缆的制造方法。利用焊料而与配线基板20连接的电线 可以使用绝缘电线或者同轴电线,或者,也可以使用将这些电线混合的复合电缆。以下,为 了简化说明,以使用同轴电线10的例子进行说明。另外,绝缘电线是在导体上包覆绝缘体 而得到的,但在以下的说明中称为中心导体的部分相当于绝缘电线中的导体。
[0020] 同轴电线10是将成为信号线的中心导体11、绝缘体12、外部导体13同轴状地配 置后,利用外皮14覆盖其外周而得到的。
[0021] 中心导体11例如使用由铜线、镀银或镀锡铜合金线构成的单芯线,由铜线构成的 绞合线,由镀银或镀锡铜合金线构成的绞合线。作为中心导体11的粗细,优选AWG40 (导体 直径0. 079mm)?AWG49(导体直径0. 028mm)左右的粗细。另外,中心导体11例如也可以 是在上述范围内不同粗细的导体混合而成的形式。
[0022] 对多根同轴电线10进行端部处理,以使得在其端部部分,中心导体11、绝缘体12、 外部导体13分别在规定的范围内以阶梯状露出。另外,多根同轴电线10也可以利用共通 包覆层16汇集起来而形成为扁平电缆状。此外,也可以是外部导体13利用接地条17等共 通接地,并且进行同轴电线的排列的保持。
[0023] 配线基板20是在由柔性或者硬质的绝缘体构成的绝缘基板21上以狭小的间距高 密度地形成多个电极焊盘22而制作。例如,将绝缘基板21设为4mm的方形,为了在该绝缘 基板21上连接20?25芯的同轴电线,电极焊盘22的中心间隔(间距)P例如要设定为小 于或等于0. 2_。在该情况下,电极焊盘22的绝缘间隙S与电极焊盘的宽度也相关,但设定 为小于或等于〇. 1mm,或者小于或等于0.07mm左右。较难利用焊料将同轴电线10高精度且 可靠地连接在如上述的以狭小的间距配置的各电极焊盘22上。
[0024] 图2是用于说明与本实施方式的制造方法的焊接相关的各工序的图。首先,如图2 的(A)所示,除去同轴电线10的端部的外皮14而使外部导体13露出规定长度,接着将露 出的外部导体13除去规定长度而使绝缘体12露出。并且,将露出的绝缘体12的前端部除 去规定长度而使中心导体11的连接端露出。
[0025] 接着,如图2的(B)所示,优选在露出的中心导体11的连接端涂覆助焊剂而形成 预先附着有焊料的焊料层(以下,称为焊料预涂层15)。在中心导体11上施加焊料预涂层 15并不是必需的,但是在中心导体使用绞合线的情况下,通过预先施加焊料预涂层15能够 防止绞合线散乱。在针对中心导体11形成焊料预涂层时,能够通过采用后述的使用焊料粉 末的方法而使施加量适当。
[0026] 与上述的同轴电线10的端部处理并行地,在配线基板20的电极焊盘22上预先附 着焊料粉末,并实施回流焊的处理(预涂)。作为配线基板20,使用如图2的(C)所示的基 板,即使用通过印刷电路技术在绝缘基板21上形成有电极焊盘22、配线导体(省略图示)、 以及焊料保护层23的基板。
[0027] 如图2的(D)所示,在配线基板20的电极焊盘22的表面上形成焊料层(以下,称 为焊料预涂层24),该焊料层是预先施加规定量的焊料粉末,并进行回流焊而得到的。
[0028] 为了在以几十μ--(例如,小于或等于70μ--)程度的狭小的绝缘间隙排列的电极 焊盘22上形成焊料预涂层24,考虑各种方法。在本实施方式中,使用例如在电极焊盘上施 加规定量的焊料粉末,并对其进行回流焊,形成焊料预涂层的方法。
[0029] (1)超级预涂(SJ)法"在电极焊盘面上涂覆粘接剂一在表面上附着焊料粉末一在 整个基板上涂覆助焊剂一回流焊后清洗",
[0030] (2) Precoat by Powder Sheet (PPS)法"在配线基板上涂覆粘接性助焊剂一将粘 接保持有焊料粉末的PPS片在电极焊盘上重叠按压加热一剥离PPS片一涂覆助焊剂一回流 焊后清洗"。
[0031] 根据上述的方法,能够在电极焊盘上均匀且高精度地施加规定量的焊料粉末。其 结果,能够使在电极焊盘的表面上形成的焊料预涂层的焊料量适当,能够减少与所连接的 导体之间的接触不良、减少发生使与相邻的电极焊盘之间的绝缘间隙短路的焊桥。
[0032] 此外,如果在利用焊料连接前,极细电线的导体在电极焊盘上发生位置偏移,则在 较窄间距的连接的情况下,容易发生焊桥。为了将导体高精度地配置在电极焊盘上以使得 不发生如上述的情况,使电极焊盘上的焊料成为平面状是有效的,焊料厚度为5?40 μ m较 为适合。
[0033] 在配线基板20上,或者在同轴电线10和配线基板20这两者上形成焊料预涂层之 后,如图2的(E)所示,在配线基板20的焊料预涂层24上,对施加有焊料预涂层15的中心 导体11进行定位并载置。
[0034] 接着,在连接的多个中心导体11的外径对齐的情况下,如图2的(F)所示,使用脉 冲加热装置29,从而能够将多个中心导体11统一利用焊料进行连接。
[0035] 在该情况下,将脉冲加热装置29的电极部按压在中心导体11上并加热,利用焊料 进行连接。例如,作为第1步骤,在使连接部的温度在1秒内升温到230°C后,将该温度保持 1秒。接着,作为第2步骤,在1秒内升温到300°C之后,将该温度保持1.5秒。另外,在连 接的极细电线的根数例如为64根的情况下,脉冲加热装置29按压电极部的按压力小于或 等于4. 5N。
[0036] 如上述地,根据上述的本实施方式的制造方法,能够在电极焊盘22上均匀且高精 度地施加规定量的焊料粉末,能够使在电极焊盘22的表面上形成的焊料预涂层24的焊料 量适当。因此,能够将同轴电线10的中心导体11可靠且容易地利用焊料连接在高密度地 配置的绝缘基板21上的电极焊盘22上。
[0037] 此外,如图3的(A)所示,能够代替上述的脉冲加热装置29,使用激光照射装置30 而利用焊料连接多个中心导体11。在该情况下,通过照射激光31,而加热熔融焊料预涂层 15、24,在由此形成的焊接部25处利用焊料将同轴电线10的中心导体11连接在电极焊盘 22上。
[0038] 图3的⑶是用于说明照射激光而利用焊料连接的例子的变形例的图。在该变形 例中,在金属掩膜32上设置规定大小的掩膜开口 33,仅对规定区域照射激光31。能够通过 使用金属掩膜32,而限定加热区域,并减少除了电极焊盘之外的电绝缘区域的损伤。掩膜开 口 33的大小设为使焊料预涂层24从掩膜开口 33露出的程度的大小。
[0039] 优选将上述的激光31照射的宽度设为电极焊盘22的横向宽度(排列方向)的 50 %?90 %左右。另外,如果激光的照射的宽度小于50 %,则焊料熔融的范围较少,有可能 使与中心导体的连接不充分。此外,如激光的照射的宽度超过90 %,则有可能由于微小的偏 差而照射到基板的绝缘面而使其损伤。
[0040] 以上,详细地而且参照特定的实施方式对本发明进行了说明,但是可以在不超出 本发明的精神和范围内进行各种的变更、修正这一点对本领域技术人员而言是显而易见 的。
[0041] 本发明基于2012年3月8日申请的日本专利申请?申请号码2012-05143U2013 年3月6日申请的日本专利申请?申请号码2013-044397而申请的,在这里,作为参照而引 用其内容。
[0042] 标号的说明
[0043] 10…同轴电线、11···中心导体、12···绝缘体、13···外部导体、14···外皮、15···焊料 预涂层、16···共通包覆层、17···接地条、20···配线基板、21···绝缘基板、22···电极焊盘、23··· 焊料保护层、24···焊料预涂层、25···焊接部、29···脉冲加热装置、30···激光照射装置、31···激 光、32···金属掩膜、33···掩膜开口
【权利要求】
1. 一种带基板的多芯电缆的制造方法, 其具有通过在配线基板上的多个电极焊盘上施加规定量的焊料粉末并进行回流焊而 形成焊料预涂层的工序, 在该带基板的多芯电缆的制造方法中,将多根极细电线的中心导体配置在形成有所述 焊料预涂层的所述多个电极焊盘上,并利用焊料将所述极细电线的中心导体连接在所述电 极焊盘上。
2. 根据权利要求1所述的带基板的多芯电缆的制造方法,其中, 具有在所述多根极细电线的中心导体的连接端形成焊料预涂层的工序。
3. 根据权利要求1或2所述的带基板的多芯电缆的制造方法,其中, 采用脉冲加热而将所述多根极细电线的中心导体统一利用焊料连接在所述电极焊盘 上。
4. 根据权利要求1或2所述的带基板的多芯电缆的制造方法,其中, 照射激光而利用焊料将所述极细电线的中心导体连接在所述电极焊盘上。
5. 根据权利要求4所述的带基板的多芯电缆的制造方法,其中, 使用金属掩膜覆盖所述配线基板上的除了所述极细电线的中心导体利用焊料与所述 电极焊盘连接的区域以外的至少一部分,并照射所述激光。
6. 根据权利要求5所述的带基板的多芯电缆的制造方法,其中, 将照射所述激光的区域的宽度设为所述电极焊盘的宽度的50%?90%。
【文档编号】H02G1/14GK104160557SQ201380012939
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年3月8日 优先权日:2012年3月8日
【发明者】田中正人, 村冈十四一, 中次恭一郎 申请人:住友电气工业株式会社