CN103458625B - 电子部件的安装结构体及其制造方法、以及输入装置 - Google Patents

电子部件的安装结构体及其制造方法、以及输入装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的尤其在于提供能够使对可挠性基材的热的影响比以往小并且能够良好地维持可挠性基材的可挠性(柔性)的电子部件的安装结构体等。输入装置(1)具有可挠性基材(2)、设置于可挠性基材(2)的表面并且能够检测手指(F)的操作位置的传感器构件(6)、设置于可挠性基材的背面(2a)的连接部(9)、面积比可挠性基材(2)小并且在与背面(2a)的对置面侧设置有端子部(21)的印刷基板(3)、以及安装于印刷基板(3)的与设置有端子部(21)的面相反一侧的表面并且与端子部(21)电连接的电子部件(4),在连接部(9)与端子部(21)接触的状态下,可挠性基材(2)与印刷基板(3)之间经由粘接层(32)接合。

Description

电子部件的安装结构体及其制造方法、以及输入装置
技术领域
本发明涉及在可挠性基材上配置的电子部件的安装结构体、及包括所述安装结构体和传感器构件并且能够进行操作位置的检测的输入装置。
背景技术
在专利文献1、专利文献2中公开了如下结构:在基板的一方的面上设置有传感器构件,在另一方的面上安装有电子部件。
在专利文献2中,在比构成传感器的薄膜基板厚的电路基板的背面安装有电子部件,但如专利文献1那样、通过采用在可挠性基材的一方配置传感器构件并在另一方安装电子部件的结构,从而能够促进薄型化及小型化。另外,通过使用可挠性基材,从而例如在装入输入装置的框体表面被形成为弯曲状的情况下等,能够使可挠性基材相应于该弯曲形状弯曲而配置。
在专利文献1中,采用如下结构:通过低熔点焊锡将可挠性基材侧的连接部和电子部件的引线框间接合,并以树脂覆盖其周围。或者使用混入了导电填料的导电性树脂将连接部和引线框间接合,此时,实施规定的热处理,将连接部和引线框间电连接。
现有技术文献(专利文献)
专利文献1:日本特开2010-218535号公报
专利文献2:日本专利第3258209号
然而,在使用导电性粘接剂将电子部件直接安装在可挠性基材上的结构中,可挠性基材将暴露于较高的热处理温度中,产生可挠性基材受到热的影响而变形的问题。
发明内容
于是,本发明解决上述以往的课题,特别地,目的在于提供能够使对可挠性基材的热的影响比以往小并且能够良好地维持可挠性基材的可挠性(柔性)的电子部件的安装结构体及输入装置、以及所述安装结构体的制造方法。
本发明中的电子部件的安装结构体,其特征在于,具有:可挠性基材;连接部,设置于所述可挠性基材的第1面侧;基板,面积比所述可挠性基材小,刚性比所述可挠性基材高,并且在与所述第1面的对置面侧设置有端子部;以及电子部件,安装于所述基板的与设置有所述端子部的面相反一侧的表面,并与所述端子部电连接,
在所述连接部与所述端子部接触的状态下,所述可挠性基材与所述基板之间经由粘接层而接合。
在本发明中,不将电子部件直接安装于可挠性基材,而是安装于面积比可挠性基材小的基板。因此,可挠性基材不会受到电子部件安装于基板时的热的影响。而且,在本发明中,在使可挠性基材的连接部与基板的端子部间接触的状态下,通过粘接层将可挠性基材与基板间接合。这样,在本发明中,使连接部与端子部间接触,为了将两者间电连接也可以不使用需要较高的加热处理的导电性粘接剂。在本发明中,是不将电子部件直接安装于可挠性基材而将安装有电子部件的基板与可挠性基材接合的结构,因此如后述的制造方法中也进行说明那样、能够使可挠性基材与基板间有力地压焊,因此即使不使用导电性粘接剂,也能够使连接部与端子部间接触。通过以上所述,在本发明中,与以往相比能够降低热对可挠性基材的影响。因此与以往相比能够抑制可挠性基材的由热引起的变形。另外,采用使基板相对于可挠性基材局部重叠的结构,不会损害可挠性基材的可挠性(柔性)。
在本发明中,较为理想的是,在所述可挠性基材的所述第1面设置有绝缘层,在所述绝缘层的表面设置有所述连接部,在所述端子部的纵剖面中出现的表面以凸型的弯曲状形成。在本发明中,能够使所述绝缘层作为对可挠性基材和基板间进行压焊时的缓冲垫层(应力吸收层)发挥功能,在压焊时使绝缘层的表面缓慢地凹陷变形,能够极力减小在压焊时对可挠性基材施加的压力。因此能够抑制可挠性基材变形。
另外,在本发明中,较为理想的是,所述绝缘层是抗蚀剂层。能够更为有效地使绝缘层作为缓冲垫层(应力吸收层)发挥功能。
另外,在上述中,形成为如下结构:在所述端子部的表面形成有碳层。
或者在本发明中,形成为如下结构:所述端子部的纵剖面形状为矩形状,并且在所述端子部的表面形成有Au层。由此,能够有效地减小端子部与连接部间的接触电阻。
另外,在本发明中,较为理想的是,所述粘接层由非导电性糊剂形成。在本发明中,使可挠性基材侧的连接部与基板侧的端子部间直接接触,在可挠性基材与基板间的粘接时能够使用非导电性糊剂,并不如使用了导电性粘接剂的情况那样需要较高的热,就能够恰当地使可挠性基材与基板间接合。
另外,在本发明中,较为理想的是,所述粘接层由湿气硬化型粘接剂形成。由此,并不如使用了导电性粘接剂的情况那样需要较高的热,就能够恰当地使可挠性基材与基板间接合。
此外,即使在使用了非导电性糊剂、湿气硬化型粘接剂的情况下,也如后所述那样、对可挠性基材和基板间进行热压焊,但此时的压焊温度并不如使用了导电性粘接剂的情况那样、是较高的温度,因此能够恰当地抑制可挠性基材变形的情况。
另外,在本发明中,较为理想的是,所述粘接层的硬化温度小于所述可挠性基材的热变形温度。在本发明中能够恰当地抑制可挠性基材变形的情况。
另外,在本发明中,较为理想的是,所述可挠性基材是PET薄膜。这样,即使可挠性基材中使用PET薄膜也能够抑制可挠性基材的变形,另外,通过使用PET薄膜能够抑制生产成本。
另外,在本发明中,能够在将多个电子部件安装于基板的状态下将基板的端子部与可挠性基材的连接部间连接。在本发明中,能够将多个所述电子部件安装在相同的所述基板上。
另外,本发明中的输入装置,其特征在于,具有:上述所记载的电子部件的安装结构体;以及传感器构件,设置于所述可挠性基材的相对于所述第1面相反一侧的第2面,并且能够检测操作体的操作位置。这样,在本发明中,能够将电子部件的安装结构体理想地应用于能够对操作体的操作位置进行检测的输入装置。而且,根据本发明,能够沿着装入输入装置的电子设备的框体的表面形状等使输入装置弯曲变形。
另外,本发明中的电子部件的安装结构体的制造方法,其特征在于,
使用如下部件:可挠性基材,具有设置于第1面侧的连接部;基板,面积比所述可挠性基材小,刚性比所述可挠性基材高,并且在与所述第1面的对置面侧设置有端子部;以及电子部件,
该电子部件的安装结构体的制造方法具有:
将所述电子部件安装在所述基板的与设置有所述端子部的面相反一侧的表面并与所述端子部电连接的工序;
在所述可挠性基材的所述第1面涂敷粘接剂的工序;
使所述基板的所述端子部与所述可挠性基材的所述连接部对置,对所述基板和所述可挠性基材间进行压焊,使所述连接部与所述端子部接触,并经由粘结层将所述可挠性基材与所述基板之间接合的工序。
在本发明中,在面积比可挠性基材小的基板上安装有电子部件,不将电子部件安装在可挠性基材上。而且,在本发明中,使基板与可挠性基材间压焊,使安装有电子部件的基板的端子部与可挠性基材的连接部接触,并且经由粘接层将可挠性基材和基板间接合。这样,在本发明中,可挠性基材不受到将电子部件安装于基板时的热的影响,另外,通过使可挠性基材与基板间压焊,由此即使不使用导电性粘接剂,也能够使连接部与端子部间接触。因此,不对可挠性基材加以较高的热,与以往相比能够抑制可挠性基材的由热引起的变形。
另外,在本发明中,较为理想的是,在所述可挠性基材的所述第1面形成有绝缘层,在所述绝缘层的表面形成有所述连接部,
通过所述压焊的工序,使在高度方向与所述端子部对置的部分的所述绝缘层及所述连接部的表面凹陷变形。由此,能够通过绝缘层的凹陷变形恰当地吸收基板与可挠性基材间的压焊时的加压力,能够抑制可挠性基材变形的情况。
另外,在本发明中,较为理想的是,施加小于所述可挠性基材的热变形温度的热,并进行热压焊。由此,能够有效地抑制可挠性基材变形的情况。在此热变形温度被设为耐热性的指标。
另外,在本发明中,较为理想的是,所述粘接剂使用非导电性糊剂。另外,较为理想的是,所述粘接剂使用湿气硬化型粘接剂。由此,并不如使用了导电性粘接剂的情况那样需要较高的热,就能够恰当地使可挠性基材与基板间接合。
另外,在本发明中,所述可挠性基材能够使用PET薄膜。
发明的效果
在本发明中,可挠性基材不会受到电子部件安装于基板时的热的影响。另外,为了将两者间电连接也可以不使用较高的加热处理的导电性粘接剂。通过以上所述,在本发明中,与以往相比能够降低热对可挠性基材的影响。因此与以往相比能够抑制可挠性基材的由热引起的变形。另外,采用使基板相对于可挠性基材局部重叠的结构,不会损害可挠性基材的可挠性(柔性)。
附图说明
图1A是表示本实施方式的可挠性基材的第1面(背面)侧的构造的图(后视图),图1B是在图1A所示的可挠性基材的第1面(背面)形成的连接部及布线部的局部放大图,图1C是图1A所示的印刷基板的放大图(以虚线表示端子部及布线部)及电子部件的放大图。
图2是电子部件和印刷基板的局部纵剖面图。
图3是在可挠性基材的第2面(表面)配置的传感器构件的俯视图。
图4是本实施方式的输入装置的局部纵剖面图。
图5A是使图1C所示的印刷基板与图1B所示的可挠性基材的第1面接合、并沿着图1C的A-A线切断并从箭头方向观察时的局部纵剖面图,图5B是使图1C所示的印刷基板与图1B所示的可挠性基材的第1面接合、并沿着图1C的B-B线切断并从箭头方向观察时的局部纵剖面图。
图6是图5B所示的印刷基板与PET薄膜(可挠性基材)的接合剖面照片。
图7是对与图5B不同的方式进行表示的印刷基板与可挠性基材的接合部分的局部纵剖面图。
图8是图7所示的印刷基板与PET薄膜(可挠性基材)的接合剖面照片。
图9是表示用于制造本实施方式中的电子部件的安装结构体及输入装置的一工序的图(局部俯视图)。
图10A是用于制造本实施方式中的电子部件的安装结构体及输入装置的一工序的图(局部纵剖面图),图10B是表示对图10A的下一工序进行表示的一工序的图(局部纵剖面图)。
符号说明
1:输入装置
2:可挠性基材
2a:(可挠性基材的)背面(第1面)
3:印刷基板
4、5:电子部件
6:传感器构件
8,20:布线层
9、9a~9w:连接部
11:导电层
12:绝缘层
13:第1电极
14:第2电极
17:表面基材
17a:操作面
21、21a~21w:端子部
22:电极衬垫
24:焊锡层
29:Cu层
30:Au电镀层
32:粘接层
35:碳层
36:(连接部的)表面
41:压焊头
具体实施方式
图1A是表示本实施方式的可挠性基材的第1面(背面)侧的构造的图(后视图),图1B是在图1A所示的可挠性基材的第1面(背面)形成的连接部及布线部的局部放大图,图1C是图1A所示的印刷基板的放大图(以虚线表示端子部及布线部)及电子部件的放大图。另外,图2是电子部件和印刷基板的局部纵剖面图,图3是在可挠性基材的第2面(表面)配置的传感器构件的俯视图,图4是本实施方式的输入装置的局部纵剖面图。
本实施方式中的输入装置1具有:可挠性基材2;在可挠性基材2的第1面(背面)2a侧配置的印刷基板3(基板)及电子部件4、5;以及在可挠性基材2的第2面(表面)2b侧配置的传感器构件6。此外,图1A至图1C所示的各图是从可挠性基材2的背面2a侧观察到的后视图。另外,在图2中,可挠性基材2的背面2a侧是在附图上朝向上方的图。
如图4所示,在可挠性基材2的背面2a形成有绝缘层12,在该绝缘层12的表面设置图1A、图1B所示的多条布线层8,各布线层8的一方的端部为连接部(连接衬垫)9a~9w。另外,在各布线层8的与连接部9a~9w相反一侧的端部,与在可挠性基材2上形成的在厚度方向贯通的通孔10内填充的导电层11(参照图4)连接。
如图1B所示,各连接部9a~9w的宽度比各布线层8的宽度形成得宽。各连接部9a~9w及与各连接部相连的各布线层8分别一体形成。
如图4所示,导电层11与在可挠性基材2的表面2b侧配置的传感器构件6电连接。
传感器构件6例如如图3、图4所示那样、具有在X方向上延伸设置并在Y方向上空出间隔而配置的多条第1电极13、在Y方向延伸设置并在X方向上空出间隔而配置的多条第2电极14。如图4所示,在第1电极13与第2电极14之间配置有中间基材15。另外,如图4所示,在第2电极14的表面隔着粘着层16设置有表面基材17,表面基材17的表面17a被设为操作面。在操作者使手指F接触或者接近操作面17a上时,在手指F与第1电极13之间及手指F与第2电极14之间产生静电电容变化,基于静电电容变化能够检测手指F的XY坐标。在图3中,传感器构件6为静电电容传感器,在手指F的操作位置的检测中有相互容量检测型和自己容量检测型等,但并不特别限定检测方法及电极结构等。另外,传感器构件6可以为静电电容传感器以外(电阻式传感器等)的传感器。
本实施方式中的可挠性基材2是具有可挠性(柔性)的较薄的基材,以树脂片或树脂薄膜形成。例如可挠性基材2是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜。
在可挠性基材2的背面2a形成的绝缘层12是硬度比可挠性基材2低并且弹性率大并容易变形的抗蚀剂层、例如是由光致抗蚀剂、网板印刷抗蚀剂构成的抗蚀剂层是优选的。
另外,较为理想的是,在绝缘层12的表面形成的布线层8及连接部9a~9w是印刷形成例如Ag墨水而成的Ag层。
在本实施方式中,如图1A所示,在可挠性基材2的背面2a侧配置电子部件4、5,这些电子部件4、5被安装于面积比可挠性基材2小的印刷基板3的表面,被设为印刷基板3与可挠性基材2的背面2a接合的状态。即,与在以往的输入装置的可挠性基材的一方配置传感器构件并在另一方直接安装电子部件这一结构不同,电子部件4、5不直接安装于可挠性基材2。
图1C是从印刷基板3的表面3a侧观察的图,以虚线表示在背面3b侧出现的布线层20及端子部21a~21w。此外,在此,印刷基板3的表面3a是指从图1A所示的可挠性基材2的背面2a侧观察时能看到的印刷基板3的面,印刷基板3的背面3b是指与可挠性基材2的背面2a对置一侧的面(也参照图2)。
如图1C所示,在印刷基板3的表面3a,形成有多个电极衬垫22。如图1C所示,在印刷基板3的背面3b,形成有从多个端子部21a~21w及各端子部21a~21w延伸的布线层20。而且,成为多个电极衬垫22和与各电极衬垫22对应的多个端子部经由布线层20及在布线层20的端部设置的通孔23内的导电层而电连接的状态。通孔23在厚度方向贯通印刷基板3而形成。
各布线层20及各端子部21a~21w一体形成。各布线层20及各端子部21a~21w是对铜箔进行图案形成而成的,并成为在各端子部21a~21w的表面形成有Au电镀层或碳层的构造。另外,与端子部21u、21v、21w相连的铜箔图案构成接地层25。
印刷基板3例如是玻璃环氧基板,是刚性比可挠性基材2高的刚性的基板。
如图1C所示,在电子部件4的侧面形成有多条引线框4a,如图2所示,各引线框4a与和各引线框4a对应的各电极衬垫22电连接。如图2所示,在各引线框4a与各电极衬垫22之间设置有焊锡层24。焊锡层24的材质并不特别限定,但较为理想地应用无铅的低熔点焊锡。低熔点焊锡有SnBi、SnBiAg、SnZn、SnZnBi、SnZnIn、SnAgBiIn、SnAgCu、SnAgCuBi、SnIn、SnBiIn等。在图1A至图1C中,各引线框4a和各电极衬垫22经由焊锡层24而接合。另外,在图2中虽未图示,但是也可以如专利文献1那样、以覆盖焊锡层24的周围或引线框4a的方式设置有树脂层。树脂层的材质并不特别限定,但例如较为理想地能够选择环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等的单独或者两种以上的热硬化型树脂。
但是,在本实施方式中,是在刚性的印刷基板3上安装电子部件4、5的方式,如无特别的问题,即使不以树脂层覆盖电子部件4的周围也能够恰当地将电子部件4、5固定于印刷基板3。在将电子部件4、5安装于印刷基板3上时,需要例如250℃~400℃左右的热处理温度。由此,焊锡熔解,在电子部件4的引线框4a与电极衬垫22间形成焊锡层24,引线框4a与电极衬垫22间被电结合。
此外,图2所示的引线框4a与电极衬垫22间的接合构造是一例,也可以是这以外的结构。尤其在本实施方式中,安装电子部件4时的热的影响不会到达可挠性基材2,因此能够使用焊锡以外的混入了导电填料的热硬化性树脂等的导电性粘接剂,来将电子部件4、5安装于印刷基板3的表面3a。
通过将电子部件4的各引线框4a与印刷基板3的各电极衬垫22电连接,由此电子部件4的各引线框4a成为与和电极衬垫22相连的各端子部电连接的状态。
图1B所示的可挠性基材2侧所形成的各连接部9a~9w与印刷基板3侧的各端子部21a~21w相对应。即,在将印刷基板3的背面3b与可挠性基材2的背面2a重叠时,各连接部9a~9w与各端子部21a~21w以对置并重合的方式配置。
此外,电子部件4、5为IC、ASIC、连接器、电容器、电阻器等,并不特别限定种类。
图5A是使图1C所示的印刷基板3与图1B所示的可挠性基材2的背面2a接合、并沿着图1C的A-A线切断并从箭头方向观察时的局部纵剖面图,图5B是使图1C所示的印刷基板3与图1B所示的可挠性基材2的背面2a接合、并沿着图1C的B-B线切断并从箭头方向观察时的局部纵剖面图。
在图5A及图5B中,与图2同样地,为可挠性基材2的背面2a侧在附图上朝向上方的图。
在图5A所示的实施方式中,在可挠性基材2的背面2a设置有屏蔽层26,屏蔽层26例如是含有碳的结构。屏蔽层26能够在除了通孔的部分以外的背面2a的大致整个面上形成。在屏蔽层26的表面上形成由抗蚀剂构成的绝缘层12。在绝缘层12的表面,形成以图1B所示的各布线层8及各连接部9a~9w。此外,在图5A、图5B中,不是以个别的9a~9w的标记而是以符号9表示连接部。另外,关于端子部,也不是以个别的21a~21w的标记而是以符号21表示。如图5A所示,在布线层8的表面设置由抗蚀剂等构成的绝缘性的保护层27。
如图5A、图5B所示,在印刷基板3的背面3b(与可挠性基材2的背面2a的对置面),形成有图1C所示的各端子部21及各布线层20。如图5A所示,在布线层20的表面,设置由抗蚀剂等构成的绝缘性的保护层28。
在该实施方式中,如图5A、图5B所示,例如成为如下结构:形成各布线层20及与各端子部21一体化的由铜箔图案构成的Cu层29,并在各端子部21的位置,在Cu层29的表面形成有Au电镀层30。
如图5A、图5B所示,可挠性基材2侧的各连接部9与印刷基板3侧的各端子部21接触。在此“接触”是物理性的接触是较为理想的,即连接部9与端子部21直接接触是较为理想的,但也包含各连接部9与各端子部21不是整个表面接触而是一部分接触的情况。另外,即使不是物理性的接触,而是后述的粘接层32作为略微薄的层并介于各连接部9与印刷基板3侧的各端子部21之间的状态,只要是电信号流动的状态,就为电接触。但是,即使在该情况下,也期望至少一部分是物理性的接触。
对将可挠性基材2与印刷基板3间接合的粘接层32进行说明。粘接层32是非导电性糊剂(Non-Conductive Paste;NCP)是优选的。在本实施方式中,使可挠性基材2侧的连接部9a~9w与印刷基板3侧的各端子部21a~21w接触,在可挠性基材2与印刷基板3间的粘接中能够利用非导电性糊剂。在为导电性粘接材料的情况下,粘接时所需的加热温度至少需要为250℃以上,但在为非导电性糊剂的情况下,以140℃以下就能够粘接。因此并不如使用了导电性粘接剂的情况那样需要较高的热,就能够将可挠性基材2与印刷基板3间恰当地接合。
另外,粘接层32由湿气硬化型粘接剂形成是优选的。例如作为材料,是丙烯酸改性有机硅树脂(アクリル変性シリコーン树脂),如下述的化学式1所示,发生加水分解、脱醇式的缩合反应而硬化。
[化学式1]
Si-OCH3+Si-OH→Si-O-Si+CH3OH
粘接层32具有将可挠性基材2与印刷基板3之间接合并保持一定距离,并且保持各端子部21a~21w与各连接部9a~9w的接触状态的作用。即、使可挠性基材2与印刷基板3间压焊之后,即使去掉压力,各端子部21a~21w与各连接部9a~9w的接触状态也得以良好地保持。
在本实施方式中,用粘接剂将可挠性基材2与印刷基板3之间接合时,如用后述的制造方法也说明那样,进行热压焊。作为压焊温度,例如,设定为约140℃以下,作为压焊时间,设定为约30秒以下。此外,热压焊时的温度能够设定得比使用导电性粘接剂接合时所需的加热温度低。另外,PET的热变形温度一般在240℃前后,所以能够恰当地抑制可挠性基材2由于热压焊而变形。
图6是图5B所示的实施方式的照片。在图6中,可挠性基材(PET)侧的连接部(Ag)与印刷基板(PCB)侧的端子部(Au电镀銅)直接接触,在两者之间未看到粘接剂。
另外,图5A、图5B、图6所示的端子部21a~21w的纵剖面形状为大致矩形状,与连接部9a~9w的接触面为直线状,端子部21a~21w与连接部9a~9w面接触。并且,在图5A、图5B、图6的实施方式中,在各端子部21a~21w的表面形成有Au电镀层30。由此,能够有效地减小各端子部21a~21w与各连接部9a~9w间的接触电阻。
以往,将电子部件直接安装于可挠性基材2的背面2a,但在此情况下,无法将两者间强力地压焊,为此,在电子部件的安装时使用导电性粘接剂来与可挠性基材2侧的连接部电连接。导电性粘接剂是焊锡、导电填料混入的热硬化性树脂等,需要较高温度的加热处理,其热的影响使可挠性基材2变形。
与此相对,在本实施方式中,将电子部件4、5安装于面积比可挠性基材2小的印刷基板3,而不直接安装于可挠性基材2。因此,可挠性基材2不会受到电子部件4、5安装于印刷基板3时的热的影响。而且在本实施方式中,在使可挠性基材2的各连接部9a~9w与印刷基板3的各端子部21a~21w间接触的状态下,通过粘接层32将可挠性基材2与印刷基板3间接合。这样,在本实施方式中,使各连接部9a~9w与各端子部21a~21w间接触,为了将两者间电连接也可以不使用较高的加热处理的导电性粘接剂。在本实施方式中,是电子部件4、5不直接安装于可挠性基材2、而将安装有电子部件4、5的印刷基板3与可挠性基材2接合的结构,特别如图1B、图1C所示那样、应当压焊的各连接部9a~9w与各端子部21a~21w的位置位于从电子部件4、5向外方远离的周围,因此不对电子部件4、5施加压焊力,就能够对各连接部9a~9w与各端子部21a~21w间进行强力压焊。因此即使不使用导电性粘接剂,也能够使各连接部9a~9w与各端子部21a~21w间接触。通过此时的加压力,粘接剂被推出到各连接部9a~9w与各端子部21a~21w的接合部的周围,达到可挠性基材2与印刷基板3间通过粘接层32而接合的状态。
通过以上所述,在本实施方式中,与以往相比能够抑制可挠性基材2的由热引起的变形。另外,由于采用使印刷基板3相对于可挠性基材2局部地重叠的结构,因此不与印刷基板3重叠的部分的可挠性基材2的可挠性(柔性)不受损。因此能够将可挠性基材2形成为曲面状并构成输入装置。
图7是对与图5B不同的方式进行表示的印刷基板与PET薄膜(可挠性基材)的接合部分的局部纵剖面图,图8是图7所示的印刷基板与PET薄膜(可挠性基材)的接合剖面照片。
在图7中,与图5B不同,端子部21的纵剖面形状中出现的表面34以凸型的弯曲状形成。在图7中,端子部21以铜箔图案的Cu层29和碳层35构成。而且,碳层35的表面构成端子部21的凸型曲面的表面34。
在图8的实施例中,端子部21与连接部9之间也直接接触,在两者间不存在粘接层32。
在图7、图8所示的实施方式中,碳层35的表面即端子部21的表面34以凸型的弯曲状形成,在高度方向上与端子部21对置的绝缘层12的表面12a及连接部9的表面36沿着端子部21的表面34形状而凹陷变形。
另外,在图7、图8中,粘接剂被推出到端子部21与连接部9的接合部的侧方,粘接层32将可挠性基材2与印刷基板3间接合。
如图7、图8所示,绝缘层12作为将可挠性基材2与印刷基板3间压焊时的缓冲垫层(应力吸收层)发挥功能,因此压焊时,绝缘层12及连接部9被端子部21按压而凹陷,由此通过绝缘层12能够有效地吸收压焊时的加压力,能够抑制压焊时的加压力作用于可挠性基材2本身。因此,能够抑制可挠性基材2的变形。在图7、图8所示的实施方式中,端子部21的表面34为凸型的弯曲状,因此能够使绝缘层12的表面12a及连接部9的表面36沿着端子部21的表面34形状而缓慢地凹陷变形。
此外,在图5B中,也能够如图7那样、使绝缘层12的表面12a及连接部9的表面36凹陷变形。
如图7、图8所示,通过使绝缘层12及连接部9的各表面12a、36沿着端子部21的表面34形状而凹陷变形,从而能够增加连接部9与端子部21间的接触面积,能够谋求接触电阻的降低。接触电阻根据接触面积、材质而变化。另外,即使不凹陷变形,也可以如图5B所示那样、使端子部21和连接部9分别为平坦面。此外,作为端子部21的材质,与端子部21的表面是碳层35相比,采用图5B、图6所示的Au层更能够谋求接触电阻的降低。另外,通过增大绝缘层12的膜厚t1(参照图7),从而能够谋求接触电阻的降低。由此能够降低接触电阻。
另外,在图7、图8中,一边使绝缘层12的表面12a及连接部9的表面36凹陷变形一边连接部9与端子部21相接触,同时粘接剂的硬化进展。在将可挠性基材2与印刷基板3间的压焊时所作用的加压力释放(除去)时,将会通过绝缘层12及连接部9的复原力将端子部21上推。此时,如果仅进行克服复原力的硬化,则绝缘层12及连接部9的各表面12a,36的凹陷变形得以保持,能够保持端子部21与连接部9间的接触面积较大的状态不变。另一方面,粘接层32因粘接剂的硬化不充分而处于软质状态时,绝缘层12及连接部9的各表面12a、36的凹陷变形容易返回到原来的状态,端子部21与连接部9间的接触面积变小,导通状态容易变得不稳定。为此,需要对可挠性基材2与印刷基板3间进行热压焊,对此时的温度即时间进行恰当地调整,并使粘接层32充分硬化。作为例如热压焊时的温度,设定为约140℃以下,作为压焊时间,设定为约30秒以下。因此,热压焊时的温度能够设定得比使用导电性粘接剂进行接合时所需的加热温度低,并且,能够设定得比可挠性基材2的热变形温度低,所以能够恰当地抑制可挠性基材2由于热压焊而变形的情况。
在本实施方式中,支承电子部件4、5的基板可以不是印刷基板3,但通过使用比可挠性基材2刚性的印刷基板3,从而能够简单并且恰当地将电子部件4、5安装于印刷基板3。另外,在本实施方式中,即使不与电子部件4、5的数目相应地准备印刷基板3,也将安装了多个电子部件4、5的印刷基板3与可挠性基材2的背面2a侧接合,从而多个电子部件4、5的安装变得简单。另外,能够将印刷基板3的面积设定为最小限,能够将可挠性基材2的可弯曲的区域设定得充分宽。此外,在本实施方式中,在可挠性基材2的背面2a接合有一个印刷基板3,但也能够采用接合了多个印刷基板3的方式。
在本实施方式中,作为输入装置1进行了说明,但在可挠性基材2的第1面(背面)2a侧具备印刷基板3及电子部件4、5的结构是必须的,如何构成可挠性基材2的第2面2b侧存在选择余地。即也可以采用在可挠性基材2的第2面2b侧不配置传感器构件6的结构。但是,如果采用如本实施方式所示那样、在可挠性基材2的表背面配置传感器构件6并在可挠性基材2的表面及背面中的任一面安装电子部件4、5并进行了一体化的结构,则将能够对操作体的操作位置进行检测的输入装置1形成为具有可挠性(柔性)的结构。
此外,本实施方式所示的“电子部件的安装结构体”是在可挠性基材2的第1面(背面)2a侧具备印刷基板3及电子部件4、5的结构(第2面侧的结构未特别规定),并且在可挠性基材2的第2面2b侧设置有传感器构件6的结构是“输入装置1”。
用图9、图10A及图10B对本实施方式中的输入装置1的制造方法进行说明。
首先,如图1A、图1C、图2所示,将电子部件4、5安装于面积比可挠性基材2小的印刷基板3的表面。安装的方法用以往的方法即可,不特别限定。例如,将电子部件4的各引线框4a与印刷基板3的各电极衬垫22间焊接。或者能够使用混入了导电填料的热硬化性树脂将各引线框4a与各电极衬垫22间电结合。
如图9所示,通过分配器对在可挠性基材2的背面2a侧形成的各连接部9a~9w的表面36涂敷粘接剂。另外,将粘接剂连续地涂敷在各连接部9a~9w的表面36及各连接部9a~9w间的间隙。粘接剂仅涂敷在将可挠性基材2与印刷基板3之间接合所需的区域。作为粘接剂,是非导电性糊剂(Non-Conductive Paste;NCP)为优选的。另外,粘接剂利用湿气硬化型粘接剂是优选的。由此,对可挠性基材2与印刷基板3间进行热压焊时,不需要较高的热,就能够恰当地将可挠性基材2与印刷基板3间接合。
接着,如图10A所示,将可挠性基材2(没有传感器构件6的图示)侧设置在固定台40上,在高度方向上使印刷基板3侧的各端子部21与可挠性基材2侧的各连接部9对置的状态下,在印刷基板3的与形成有所述端子部21的面3a相反一侧的面3b上设置压焊头41。压焊头41正好配置在各连接部9与各端子部21的对置的区域,电子部件4、5未接触。例如压焊头41以图9所示的比粘接剂的涂敷区域大一圈的程度的平面形状形成(参照图9的虚线)。
而且,通过压焊头41将印刷基板3热压焊到可挠性基材2上。此时,压焊头41被设定为规定温度,例如压焊头41的温度被设定为60℃~140℃左右。
对各端子部21与各连接部9间施加压力时,在各连接部9的表面36涂敷的粘接剂被推出到侧方,端子部21与连接部9接触。粘接剂在上述的60℃~140℃左右的压焊温度下并且保持10秒~30秒左右的压焊时间,从而粘接剂的硬化反应进展。此时的压焊温度与经由导电性粘接剂将电子部件4、5安装于印刷基板3时的加热温度相比,足够低。此外,将电子部件4、5安装于印刷基板3时的加热温度需要250℃~400℃左右。另外,本实施方式中的压焊温度设定为比可挠性基材2的热变形温度低的温度。由此,能够有效地抑制可挠性基材2的热变形。热变形温度是对可挠性基材2的耐热性进行表示的指标。热变形温度是载荷弯曲温度(荷重たわみ温度;Heat deflectiontemperature),能够通过试验法ASTM-D648、JIS7191而确定。
然后,通过热压焊,粘接剂硬化,在保持连接部9与端子部21接触的状态下,可挠性基材2与印刷基板3间通过粘接层32而接合(图10B)。
接下来,去掉压焊头41。由此,在连接部9与端子部21间施加的压力被释放,但由于在可挠性基材2与印刷基板3间存在的粘接层32的充分的硬化状态,由此连接部9与端子部21恰当地保持接触状态不变。
另外,在可挠性基材2的背面2a形成的绝缘层(抗蚀剂)12作为缓冲垫层(应力吸收层)发挥功能,使图10A所示的压焊头41下降,使各端子部21与各连接部9接触,并且进一步使在高度方向与各端子部21对置的绝缘层12的表面12a及连接部9的表面36凹陷变形,从而能够以绝缘层12的部分有效地吸收加压力,因此能够减小热压焊时的加压力对于可挠性基材2的影响。因此,能够恰当地抑制可挠性基材2的变形。另外,如图7、图8所示,沿着端子部21的表面34形状使连接部9及绝缘层12的各表面36、12a凹陷变形,由此能够增大端子部21与连接部9间的接触面积,能够谋求接触电阻的降低。此外,如果粘接层32的硬化不充分,则在卸下压焊头41时,通过热压焊工序凹陷了的绝缘层12及连接部9容易返回到原来的状态,连接部9与端子部21间的接触状态变得不稳定,所以适度地调整热压焊时的压焊温度即压焊时间来使粘接层32充分硬化是重要的。
通过本实施方式的输入装置1的制造方法,不将电子部件4、5直接安装于可挠性基材2,而是安装于印刷基板3,因此安装时的热不会对可挠性基材2带来影响。在本实施方式中,对可挠性基材2与印刷基板3间进行压焊,使印刷基板3侧的端子部21与可挠性基材2侧的连接部9接触,并且通过粘接层32将可挠性基材2与印刷基板3间接合。这样,对端子部21与连接部9间进行压焊,因此为了端子部21与连接部9间的电连接,无需使用导电性粘接剂,因此可挠性基材2与印刷基板3间的接合时,不需要如利用导电性粘接剂时那样地较高的热。因此与以往相比能够抑制可挠性基材2的由热引起的变形。因为使用面积比可挠性基材2小的印刷基板3,所以不损害可挠性基材2的可挠性(柔性)。
在如以往那样、将电子部件直接安装于可挠性基材2的情况下,不仅对电子部件的引线框与可挠性基材侧的连接部间进行焊锡接合还以例如热硬化性树脂覆盖其周围,从而能够恰当并可靠地将电子部件固定于可挠性基材2侧。在此情况下,覆盖电子部件的热硬化性树脂不仅覆盖电子部件的侧面,也覆盖表面,将可挠性基材2的厚度和热硬化性树脂的厚度相加后的尺寸为总厚度。
与此相对,在本实施方式中,在可挠性基材2与电子部件4、5之间存在印刷基板3,因此将可挠性基材2、电子部件4、5及印刷基板3的各厚度相加后的尺寸为总厚度,但在本实施方式中,将电子部件4、5和印刷基板3的各厚度相加后的尺寸能够与以往的热硬化性树脂的厚度大致相等,因此,能够促进与将电子部件直接安装于可挠性基材的以往构造大致相等的薄型化。
作为可挠性基材2,并不限定材质,能够使用PI薄膜、PEN薄膜等,但在本实施方式中,能够较为理想地应用PET薄膜。通过使用廉价并且具有可挠性(柔性)的PET薄膜,能够以低成本制造具有可挠性(柔性)的输入装置。另外,在如以往那样、将电子部件直接安装于可挠性基材的结构中,容易产生可挠性基材由于安装时的热而变形的不良情况,但在本实施方式中,即使使用耐热性方面比PI薄膜等差的PET薄膜,也采用不将电子部件4、5直接安装于PET薄膜而是安装于面积比PET薄膜小的印刷基板3并将印刷基板3与PET薄膜接合的结构,所以将电子部件4、5安装于印刷基板3时的热的影响不作用于PET薄膜,因此与以往相比能够抑制PET薄膜变形的情况。

Claims (17)

1.一种电子部件的安装结构体,其特征在于,
具有:可挠性基材;连接部,设置于所述可挠性基材的第1面侧;传感器构件,设置在所述可挠性基材的相对于所述第1面相反一侧的第2面侧,能够检测操作体的操作位置;基板,面积比所述可挠性基材小,刚性比所述可挠性基材高,并且在与所述第1面对置的一面侧设置有端子部;以及电子部件,安装于所述基板的与设置有所述端子部的面相反一侧的表面,并与所述端子部电连接,
在所述连接部与所述端子部接触的状态下,所述可挠性基材与所述基板之间经由粘接层而接合。
2.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
在所述可挠性基材的所述第1面设置有绝缘层,在所述绝缘层的表面设置有所述连接部,在所述端子部的纵剖面中出现的表面以凸型的弯曲状形成。
3.如权利要求2所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
所述绝缘层是抗蚀剂层。
4.如权利要求2所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
在所述端子部的表面形成有碳层。
5.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
所述端子部的纵剖面形状为矩形状,并且在所述端子部的表面形成有Au层。
6.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
所述粘接层由非导电性糊剂形成。
7.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
所述粘接层由湿气硬化型粘接剂形成。
8.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
所述粘接层的硬化温度小于所述可挠性基材的热变形温度。
9.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
所述可挠性基材是PET薄膜。
10.如权利要求1所述的电子部件的安装结构体,其特征在于,
多个所述电子部件安装于相同的所述基板上。
11.一种输入装置,其特征在于,
具有权利要求1所述的电子部件的安装结构体。
12.一种电子部件的安装结构体的制造方法,其特征在于,
使用以下部件:可挠性基材,具有设置于第1面侧的连接部;基板,面积比所述可挠性基材小,刚性比所述可挠性基材高,并且在与所述第1面对置的一面侧设置有端子部;以及电子部件,
该电子部件的安装结构体的制造方法具有:
将所述电子部件安装在所述基板的与设置有所述端子部的面相反一侧的表面并与所述端子部电连接的工序;
在所述可挠性基材的所述第1面涂敷粘接剂的工序;
使所述基板的所述端子部与所述可挠性基材的所述连接部对置,对所述基板和所述可挠性基材间进行压焊,使所述连接部与所述端子部接触,并经由粘结层将所述可挠性基材与所述基板之间接合的工序;以及
在所述可挠性基材的相对于所述第1面相反一侧的第2面设置传感器构件的工序。
13.如权利要求12所述的安装结构体的制造方法,其特征在于,
在所述可挠性基材的所述第1面形成绝缘层,在所述绝缘层的表面形成所述连接部,
通过所述压焊的工序,使在高度方向与所述端子部对置的部分的所述绝缘层及所述连接部的表面凹陷变形。
14.如权利要求12所述的安装结构体的制造方法,其特征在于,
设定为小于所述可挠性基材的热变形温度,并进行热压焊。
15.如权利要求12所述的电子部件的安装结构体的制造方法,其特征在于,
所述粘接剂使用非导电性糊剂。
16.如权利要求12所述的电子部件的安装结构体的制造方法,其特征在于,
所述粘接剂使用湿气硬化型粘接剂。
17.如权利要求12所述的电子部件的安装结构体的制造方法,其特征在于,
所述可挠性基材使用PET薄膜。
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