DE10136524A1 - Verbindungsverfahren und Verbindungsstruktur von gedruckten Leiterplatten - Google Patents

Abstract

Auf einer flexiblen gedruckten Leiterplatte (5) gebildete Kontaktflecken (13a) sind durch ein Lötmittel (14) mit auf einer unelastischen gedruckten Leiterplatte (2) gebildeten Kontaktflecken (11a) elektrisch verbunden. An dieser Stelle wird ein Lötmittelresist (20) zwischen zwei benachbarten Kontaktflecken auf der unelastischen gedruckten Leiterplatte (2) gebildet und mit einem Endabschnitt räumlich begrenzt, welcher zwischen die unelastische gedruckte Leiterplatte (2) und die flexible gedruckte Leiterplatte (5) gebracht ist. Sogar, wenn überschüssiges Lötmittel auf die unelastische gedruckte Leiterplatte (2) ausströmt, kann dementsprechend das Lötmittelresist (20) verhindern, dass Lötmittelbrücken zwischen den Kontaktflecken gebildet werden.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungsverfah­ ren und eine Verbindungsstruktur von gedruckten Leiterplat­ ten. Herkömmlich wird ein Lötmittel verwendet, um Anschlüs­ se einer flexiblen, gedruckten Leiterplatte und einer unela­ stischen bzw. starren, gedruckten Leiterplatte zu verbinden. Beispielsweise wird in "Guidance to High Densitiy Flexible Board" (geschrieben von Kenji Numakura, gedruckt von Nikkan Kogyo Co. Ltd.) auf Seite 100 eine Verbindungsstruktur ei­ ner unelastischen (harten), gedruckten Leiterplatte und ei­ ner flexiblen Leiterplatte infolge einer thermischen Ver­ schmelzung des Lötmittels offenbart. Entsprechend dieser Struktur ist, wie in Fig. 1 dargestellt, ein Kontaktfleck bzw. Lötauge (land) 60a einer unelastischen, gedruckten Lei­ terplatte 60 mit einem Kontaktfleck 61a einer flexiblen Leiterplatte 61 durch ein Lötmittel 62 verbunden. Die fle­ xible Leiterplatte 61 ist an der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 60 mit einem Haft- bzw. Klebemittel 63 befe­ stigt.

Wenn jedoch eine Verbindung von Anschlüssen (Kontaktflecken) der zwei Leiterplatten unter Verwendung des Lötmittels 62, wie in Fig. 1 dargestellt, erzielt wird, werden möglicherweise Lötbrücken zwischen benachbarten zwei Kontaktflächen gebildet, falls der Betrag des Lötmittels übermäßig hoch ist. Das heißt, wenn die Kontaktflächen, welche einander überlappen, nachdem das Lötmittel zugeführt worden ist, erhitzt und unter Druck gesetzt werden, schmilzt das Lötmittel und besitzt eine Fließfähigkeit. Wenn zu dieser Zeit trotz einer sehr geringen Benetzbarkeit eines isolierenden Substratmaterials bezüglich des Lötmit­ tels der Betrag des Lötmittels übermäßig hoch ist, kann das unter Druck gesetzte Lötmittel von dem Kontaktfleck aus auf das isolierende Substrat und auf den benachbarten Kontakt­ fleck fließen, wodurch Lötbrücken gebildet werden.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Schwierigkeiten gemacht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungsverfahren und eine Verbin­ dungsstruktur von gedruckten Leiterplatten bereitzustellen, welche zum Verhindern der Bildung von Lötbrücken geeignet sind.

Entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der vorliegen­ den Erfindung wird bei einem Verbindungsverfahren und einer Verbindungsstruktur von ersten und zweiten, gedruckten Lei­ terplatten, welche jeweils eine Mehrzahl von Kontaktflecken bzw. Lötaugen (lands) und eine zweite Mehrzahl von Kontakt­ flecken besitzen, wird ein Lötmittelresistabschnitt (solder resist portion) auf der zweiten, gedruckten Leiterplatte zwischen benachbarten zwei Kontaktflecken der zweiten Mehr­ zahl von Kontaktflecken gebildet, und die ersten und zwei­ ten, gedruckten Leiterplatten überlappen sich derart, dass der Lötmittelresistabschnitt derart aufhört bzw. endet, dass er ein Endabschnitt besitzt, der zwischen den ersten und zweiten, gedruckten Leiterplatten liegt.

Da der Lötmittelresistabschnitt zwischen den benachbar­ ten, zwei Kontaktflecken der zweiten Mehrzahl von Kontakt­ flecken gebildet wird, kann somit sogar dann verhindert werden, dass Lötbrücken zwischen den Kontaktflecken gebil­ det werden, wenn übermäßiges Lötmittel auf die Oberfläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte ausgestoßen wird, wenn die zwei Leiterplatten unter Druck gesetzt werden. In der Struktur, in welcher der Endabschnitt des Lötmittelre­ sistabschnitts zwischen die ersten und zweiten, gedruckten Leiterplatten gebracht ist, kann das Gebiet, wo die ersten und zweiten, gedruckten Leiterplatten aneinanderhaften, hin­ reichend bereitgestellt werden, und der Lötmittelresistab­ schnitt ruft keine Verringerung der Haftstärke hervor.

Entsprechend einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegen­ den Erfindung wird eine Schutzschicht auf der zweiten, lei­ tenden Struktur einer zweiten, gedruckten Leiterplatte ge­ bildet, und es wird eine erste, gedruckte Leiterplatte mit der zweiten gedruckten Leiterplatte überlappt, um eine Lücke, welche die zweite leitfähige Struktur bloßlegt, zwi­ schen einer Randseite der ersten gedruckten Leiterplatte und einer Randseite der Schutzschicht zu bilden. Die Lücke dient als Ausströmungsraum, in welchen überschüssiges Löt­ mittel von dem Verbindungsabschnitt zwischen den ersten und zweiten gedruckten Leiterplatten ausströmen kann, wenn der Verbindungsabschnitt unter Druck gesetzt wird.

Wenn entsprechend einem dritten Gesichtspunkt der Er­ findung ein Verbindungsabschnitt von ersten und zweiten, ge­ druckten Leiterplatten unter Druck gesetzt wird, wird ein Druckteil verwendet, um einen größeren Druck auf einen mittleren Abschnitt einer ersten, leitfähigen Struktur auf der ersten gedruckten Leiterplatte gegenüber demjenigen auf einen Endabschnitt der ersten leitfähigen Struktur auf zu­ bringen. Das Druckteil besitzt vorzugsweise einen Randab­ schnitt, welcher spitz zulaufend, ausgespart oder abgestuft ist. Daher bewegt sich überschüssiges Lötmittel von dem mittleren Abschnitt aus, welcher einen größeren Druck auf­ nimmt, in Richtung auf den Endabschnitt, welcher einen kleineren Druck aufnimmt, was zu einem verringerten Betrag von ausgestoßenem Lötmittel führt.

Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfin­ dung werden aus einem besseren Verstehen der bevorzugten Ausführungsformen leicht ersichtlich, welche unten unter Bezugnahme auf die folgende Zeichnung beschrieben sind, wo­ bei:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht zeigt, welche eine Ver­ bindungsstruktur von zwei Leiterplatten nach dem Stand der Technik darstellt;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht zeigt, welche eine elektronische Einrichtung bei der ersten bevorzugten Aus­ führungsform darstellt;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zeigt, welche einen Verbindungsabschnitt von zwei Leiterplatten bei der ersten Ausführungsform darstellt;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht zeigt, welche ein Ver­ fahren zum Verbinden der zwei Leiterplatten bei der ersten Ausführungsform erklärt;

Fig. 5 eine Draufsicht zeigt, welche schematisch ein Bondgebiet bei der ersten Ausführungsform darstellt;

Fig. 6A und 6B Querschnittsansichten zeigen, welche eine Verbindungsstruktur bei einer zweiten, bevorzugten Aus­ führungsform darstellen;

Fig. 7 eine Draufsicht zeigt, welche schematisch eine flexible, gedruckte Leiterplatte bei der zweiten Ausfüh­ rungsform darstellt; und

Fig. 8A und 8B Querschnittsansichten zeigen, welche eine Verbindungsstruktur bei einer dritten bevorzugten Aus­ führungsform darstellen.

Erste Ausführungsform

Eine erste, bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.

Fig. 2 stellt ein Teil einer elektronischen Einrichtung bei der ersten Ausführungsform dar. Eine unelastische, ge­ druckte Leiterplatte 1 und eine unelastische, gedruckte Lei­ terplatte 2 werden innerhalb der elektronischen Einrichtung getragen. Verschiedene Typen von elektronischen Komponenten sind auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 1 ange­ bracht, und Fig. 2 stellt einen Zustand dar, bei welchem ein IC3 eines großen DIL-Gehäuses unter Verwendung von An­ schlussstiften 3a angebracht ist. Auf ähnliche Weise sind verschiedene Typen von elektronischen Komponenten 4 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 angebracht. Jede der unelastischen, gedruckten Leiterplatten 1 und 2 ist aus einem isolierenden Substrat 10 konstruiert, welches bei­ spielsweise aus Epoxidharz auf der Grundlage eines Glasge­ webes gebildet ist.

Eine flexible, gedruckte Leiterplatte 5 ist elektrisch mit den Randabschnitten der unelastischen, gedruckten Lei­ terplatte 1 und der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 verbunden, welche horizontal auf den oberen und unteren Seiten plaziert sind. Ein isolierendes Substrat 12 der fle­ xiblen, gedruckten Leiterplatte 5 ist aus thermoplastischem Harz (@PEEK) gebildet, welches 65 bis 35 Gew.-% Polyether­ etherketon (PEEK) und 35 bis 65 Gew.-% Polyetherlimid (PEI) enthält. @PEEK ist ein thermoplastisches Harz, welches bei einer Temperatur weich wird, die nicht niedriger als die Einfriertemperatur ist.

Fig. 3 stellt eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts dar, bei welchem die unelastische, gedruckte Leiterplatte 2 mit der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 verbunden ist. Bezüglich Fig. 3 wird festgestellt, dass das isolierende Substrat 12 und eine Lötmittelresistschicht 16 als transpa­ rent dargestellt sind, um die Verbindungsstruktur leichter verständlich zu machen.

Mehrere leitfähige Strukturen 11 sind auf der oberen Oberfläche der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 ge­ bildet und hören jeweils an Positionen auf, welche an einem vorbestimmten Abstand von dem Randabschnitt der unelasti­ schen, gedruckten Leiterplatte 2 lokalisiert sind. Des wei­ teren sind Kontaktflecken bzw. Lötaugen (lands) 11a jeweils auf den Endabschnitten der leitfähigen Strukturen 11 gebil­ det. Lötmittel 14 ist auf die Kontaktflecken 11a als Ver­ bindungsmaterial aufgebracht.

Ebenso sind mehrere leitfähige Strukturen 13 auf der Oberfläche der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 entspre­ chend den auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 vorgesehenen, leitfähigen Strukturen 11 gebildet, und es sind jeweils Kontaktflecken 13a als Verbindungsanschlüsse auf den Endabschnitten der leitfähigen Strukturen 13 gebil­ det. Die leitfähigen Strukturen 11 und 13 sind aus Kupfer gebildet. Die leitfähigen Strukturen 13 enthalten mehrere Verdrahtungsteile, welche sich in eine Längsrichtung der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 erstrecken, und sind mit einem Lötmittelresist 16 als Schutzschicht mit Ausnahme der Kontaktflecken 13a bedeckt.

An dem Verbindungsabschnitt der unelastischen, gedruck­ ten Leiterplatte 2 und der flexiblen, gedruckten Leiter­ platte 5 sind die Kontaktflecken 11a der leitfähigen Struk­ turen 11 jeweils mit den Kontaktflecken 13a der leitfähigen Strukturen 13 durch das Lötmittel 14 verbunden. Das Glas­ epoxidharz (das isolierende Substrat) 10, welches die une­ lastische, gedruckte Leiterplatte 2 bildet, haftet an dem @PEEK (dem isolierenden Substrat) 12 an, welches die flexi­ ble, gedruckte Leiterplatte 5 durch das @PEEK 12 bildet, das an den Abschnitten deformiert ist, welche zwischen den leitfähigen Strukturen 11 und 13 bloßgelegt sind.

Auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 ist ein Lötmittelresist 20 zwischen zwei benachbarten, leitfähigen Strukturen 11 (einschließlich der Kontaktflecken 11a) ange­ ordnet. Das Lötmittelresist 20 bildet eine bestimmte Lücke (von 30 µm oder mehr) mit jeder der leitfähigen Strukturen 11 und erstreckt sich entlang der leitfähigen Strukturen 11. Ein Endabschnitt des Lötmittelresists 20 drängt sich ein in die haftenden Oberfläche der unelastischen, gedruck­ ten Leiterplatte 2 und der flexiblen, gedruckten Leiter­ platte 5 (bzw. liegt dazwischen).

Als nächstes wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 das Verfahren zum Verbinden der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 als einer ersten, gedruckten Leiterplatte und der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 als einer zwei­ ten, gedruckten Leiterplatte erklärt.

Zuerst werden die leitfähigen Strukturen 11 auf dem isolierenden Substrat 10 der unelastischen, gedruckten Lei­ terplatte 2 gebildet. An dieser Stelle werden die leitfähi­ gen Strukturen 11 nicht auf dem vorderen Randabschnitt der unelastischen gedruckten Leiterplatte 2 gebildet, so dass das Glasepoxidharz 10 an dem vorderen Randabschnitt der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 bloßgelegt ist. Da­ nach wird das Lötmittelresist 20 gebildet, um die leitfähi­ gen Strukturen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiter­ platte 2 zu bedecken. In Fig. 5 ist das Gebiet dargestellt, an dem das Lötmittelresist 20 gebildet wird. Wie in Fig. 5 dargestellt, wird das Lötmittelresist 20 gebildet, um nahezu die gesamte Oberfläche des isolierenden Substrats 10 mit den leitfähigen Strukturen 11 von dem Rand des isolierenden Substrats 12 der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 ge­ trennt zu bedecken. Des weiteren besitzt das Lötmittelre­ sist 20 mehrere vorspringende Abschnitte, welche jeweils sich zwischen benachbarten, zwei leitfähigen Strukturen 11 erstrecken, um einen Endabschnitt aufzuweisen, welcher zwi­ schen den haftenden Oberflächen der zwei isolierenden Substrate 10, 12 eingreift, wenn sich die zwei Leiterplat­ ten 2, 5 überlappen.

Als nächstes wird eine Lötmittelpaste auf die Kontakt­ flecken 11a der leitfähigen Strukturen 11 als das Lötmittel 14 darauf aufgebracht. In diesem Fall kann das Lötmittel 14 auf den Kontaktflecken 11a durch einen Lötmittelüberzug oder eine Lötmittelummantelung gebildet werden. In diesem Fall wird eutektisches Lötzinn (mit einem Bleianteil) (tin­ lead eutectic solder) als das Lötmittel 14 verwendet, wel­ ches einen Schmelzpunkt (Schmelztemperatur) von 183°C be- sitzt.

Ein Flussmittel oder eine Kohlenwasserstoffzusammenset­ zung wie Alkan wird auf das Lötmittel 14 aufgebracht oder damit gemischt, um eine Benetzbarkeit des Lötmittels 14 si­ cherzustellen. Insbesondere in einem Fall des Ummantelns mit einer Kohlenwasserstoffzusammensetzung wie Alkan wird es bevorzugt, dass nicht nur das Lötmittel 14 sondern eben­ falls die gesamten, überlappenden Oberflächen von beiden Substraten damit ummantelt werden. Während des Dazwischen­ bringens von Alkan zwischen der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 und der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 werden sie in diesem Fall auf eine Temperatur von nicht we­ niger als derjenigen des Siedepunkts von Alkan erwärmt. So­ mit drängt sich Alkan in die Oberfläche des @PEEK 12 ein, und als Ergebnis wird eine Schicht, welche darin zerstreu­ tes Alkan enthält, auf der Oberfläche des @PEEK 12 gebil­ det. Die derart gebildete Dispersionsschicht zeigt einen Elastizitätsmodul, welcher kleiner als der anfängliche Ela­ stizitätsmodul von dem @PEEK 12 ist. Das heißt, die Haftung des @PEEK 12 (bezüglich des isolierenden Substrats 10) kann durch Bildung der Dispersionsschicht auf der Oberfläche des @PEEK 12 verbessert werden.

Danach werden die leitfähigen Strukturen 13 auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 derart gebildet, dass sie den leitfähigen Strukturen 11 der unelastischen, ge­ druckten Leiterplatte 2 entsprechen. Darauffolgend wird das Lötmittelresist 16 auf der flexiblen, gedruckten Leiter­ platte 5 mit Ausnahme der Kontaktflecken 13a der leitfähi­ gen Strukturen 13 und der Abschnitte zwischen den Kontakt­ flecken 13 gebildet. Die derart gebildete, flexible, ge­ druckte Leiterplatte 5 wird mit der unelastischen, gedruck­ ten Leiterplatte 2 ausgerichtet und überlappt. An dieser Stelle sind die zwei Leiterplatten 2, 5 derart ausgerich­ tet, dass ein bestimmter Abstand zwischen dem Rand der fle­ xiblen, gedruckten Leiterplatte 5 und dem Lötmittelresist 20 ausschließlich der Vorsprungsabschnitte davon definiert wird und die Endabschnitte der Vorsprungsabschnitte die Verbindungsoberflächen der zwei Leiterplatten 2, 5 errei­ chen.

Als nächstes wird entsprechend Fig. 4 der Verbindungs­ abschnitt, an welchem sich die unelastische, gedruckte Lei­ terplatte 2 und die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 über­ lappen, unter Aufbringen eines Drucks durch ein Thermokom­ pressionsbondwerkzeug (Druckteil) 21 erwärmt. Die Einfrier­ temperatur des @PEEK 12 liegt in einem Bereich von 150 bis 230°C, und das Thermokompressionsbondwerkzeug 21 bringt ei­ nen Druck auf den Verbindungsabschnitt auf, während die Temperatur derart gesteuert wird, dass sie in einen Bereich fällt, welcher nicht niedriger als die Schmelztemperatur des Lötmittels 14 und nicht niedriger als die Einfriertem­ peratur des @PEEK 12 ist. Beispielsweise liegt die Erwär­ mungstemperatur in einem Bereich von 240 bis 400°C, und die Erwärmung und die Druckbeaufschlagung wird über 5 bis 15 Sekunden fortgesetzt. Das Thermokompressionsbondwerkzeug 21 ist in dem vorliegenden Fall vom Pulserwärmungstyp.

Das Thermokompressionsbondwerkzeug 21 wird unten de­ tailliert erklärt.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das Thermokompressions­ bondwerkzeug 21 derart gebildet, dass es einen Randab­ schnitt besitzt, welcher spitz zuläuft und an die vordere Randseite der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 plaziert wird. Wenn das Thermokompressionsbondwerkzeug 21 die flexi­ ble, gedruckte Leiterplatte 5 unter Druck setzt, wird daher ein großer Druck auf Abschnitte entsprechend den mittleren Abschnitten der leitfähigen Strukturen 13 (der Kontakt­ flecken 13a) aufgebracht, welche auf der flexiblen, gedruck­ ten Leiterplatte 5 gebildet sind, im Vergleich mit den End­ abschnitten der leitfähigen Strukturen 13.

Daher schmilzt das Lötmittel und bewegt sich von einer Seite der mittleren Abschnitte der leitfähigen Strukturen 13 aus, welche einen größeren Druck aufnehmen, in Richtung auf eine Seite der Endabschnitte davon, welche einen klei­ neren Druck aufnehmen. Insbesondere ist in dem Abschnitt, welcher den Endabschnitten der leitfähigen Strukturen 13 entspricht, der auf die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 aufgebrachte Druck klein, und es wird der Randabschnitt der Leiterplatte 5 entlang der Form des Thermokompressionsbond­ werkzeugs 21 deformiert. Folglich werden Lötmittelausrun­ dungen (solder fillets) auf den Endabschnitten der leitfä­ higen Strukturen 13 gebildet, wodurch der Betrag von Löt­ mittel verringert wird, welches auf das isolierende Substrat 10 der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 ausgestoßen wird.

Während die Kontaktflecken 11a, 13a der leitfähigen Strukturen 11, 13 durch das geschmolzene Lötmittel 14 unter einer Erwärmung und Druckbeaufschlagung durch das Thermo­ kompressionsbondwerkzeug 21 verbunden werden, wird das @PEEK 12, welches das isolierende Substrat der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 12 bildet, weich gemacht und defor­ miert, um nahe an der Verbindungsoberfläche der unelasti­ schen, gedruckten Leiterplatte 2 anzuhaften. Das durch das Thermokompressionsbondwerkzeug 21 gebondete Thermokompres­ sionsbondgebiet ist in Fig. 5 dargestellt, wobei das defor­ mierte @PEEK 12 an der unelastischen, gedruckten Leiter­ platte 2 an Abschnitten anhaftet, welche zwischen den leit­ fähigen Strukturen 11 bloßgelegt sind.

An dieser Stelle erstrecken sich bei der vorliegenden Ausführungsform die vorspringenden Abschnitte des Lötmit­ telresists 20, welches auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 angeordnet ist, entlang den leitfähigen Strukturen 11, wobei die Endabschnitte zwischen den Haft­ oberflächen (Bondoberflächen) der zwei gedruckten Leiter­ platten 2, 5 eingreifen. Sogar wenn der Betrag des zwischen den Kontaktflecken 11a, 13a der gedruckten Leiterplatten 2, 5 gebrachten Lötmittels 14 übermäßig ist, so dass das Löt­ mittel 14 auf das isolierende Substrat 10 der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 ausgestoßen wird, wird dementspre­ chend sicher verhindert, dass die Vorsprungsabschnitte des Lötmittelresists 12 zwischen benachbarten Kontaktflecken 11a Brücken bilden.

Darüber hinaus sind die Vorsprungsabschnitte des Löt­ mittelresists 20 räumlich begrenzt, so dass Endabschnitte davon zwischen den Haftoberflächen der zwei gedruckten Lei­ terplatten 2, 5 eingreifen. Daher können die zwei gedruck­ ten Leiterplatten 2, 5 aneinander mit einer hinreichenden Fläche und einer hinreichenden Stärke haften.

Es wird dabei die Wirkung des Lötmittelresists 20 be­ züglich der Haftstärke zwischen den zwei gedruckten Leiter­ platten 2, 5 unten erklärt. Das Lötmittelresist 20 wird beispielsweise aus denaturiertem Epoxidharz gebildet, wel­ ches als wichtigste Komponente verwendet wird und dem ein organisches Lösungsmittel, ein Fixiermittel (setting agent), ein Antischäumungsmittel usw. hinzugefügt werden. Das in dem Lötmittelresist 20 enthaltene Antischäumungsmit­ tel schwächt die Haftstärke bezüglich des @PEEK, welches die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 als Substratmaterial bildet. Wenn das Lötmittelresist 20, welches die oben be­ schriebene Zusammensetzung besitzt, entlang der leitfähigen Strukturen 11 zwischen den zwei gedruckten Leiterplatten 2, 5 an der gesamten Fläche des Thermokompressionsbondgebiets eingreift, kann daher eine hinreichende Haftkraft nicht er­ zielt werden, wenn die zwei gedruckten Leiterplatten 2, 5 aneinander durch ein weich gemachtes und deformiertes @PEEK gehaftet werden.

Da bei der vorliegenden Ausführungsform das Lötmittel­ resist 20 auf eine derartige Weise gebildet wird, bei wel­ cher lediglich die Endabschnitte der Vorsprungsabschnitte davon zwischen den haftenden Oberflächen der gedruckten Leiterplatten 2, 5 eingreifen, kann die Fläche des zwischen die zwei gedruckten Leiterplatten 2, 5 gebrachten Lötmit­ telresists 20 so weit wie möglich verringert werden. Es wird stark bevorzugt, dass die Endabschnitte der Vor­ sprungsabschnitte des Lötmittelresists 20 die Randseite der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 berührt und nicht zwi­ schen den haftenden Oberflächen der gedruckten Leiterplatten 2, 5 eingreift. Sogar in diesem Fall kann verhindert werden, dass das Lötmittelresist 20 Brücken bildet, wenn das Lötmittel 14 auf das isolierende Substrat 10 ausgesto­ ßen wird, wodurch vorgesehen wird, dass die Endabschnitte die Randseite der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 be­ rührt.

Bei der oberen beschriebenen Struktur kann sogar ein leichtes Verrutschen der Position zwischen den zwei Leiter­ platten 2, 5, was bei der Bildung des Lötmittelresists 20 oder bei der Ausrichtung der Leiterplatten 2, 5 auftritt, eine Lücke zwischen den Endabschnitten der Vorsprungsab­ schnitte des Lötmittelresists 20 und der Endseite der fle­ xiblen, gedruckten Leiterplatte 5 erzeugen. Daher werden bei der vorliegenden Ausführungsform die Endabschnitte des Löt­ mittelresists 20 zwischen den haftenden Oberflächen der zwei Leiterplatten 2, 5 derart angeordnet, dass keine Lücke zwischen dem Lötmittelresist 20 und der flexiblen, gedruck­ ten Leiterplatte 5 sogar dann gebildet wird, wenn sich ein bestimmtes Verrutschen der Position ergibt.

Ebenfalls sind bei der vorliegenden Ausführungsform die Vorsprungsabschnitte des Lötmittelresists 20 jeweils ange­ ordnet, so dass bestimmte Lücken von den leitfähigen Struk­ turen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 definiert werden. Wenn das Lötmittel 14 schmilzt und sich auf den leitfähigen Strukturen 11 bewegt, breitet sich das Lötmittel 14 breiter aus als die leitfähigen Strukturen 11, da Druck auf die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 aufge­ bracht wird. Wenn in diesem Fall keine Lücke zwischen dem Lötmittelresist 20 und den leitfähigen Strukturen 11 vor­ handen ist, ergibt sich der Fall, bei welchem das Lötmittel von den Endabschnitten des Lötmittelresists 20 einen Wider­ stand empfängt und in der Nähe der Endabschnitte ausgesto­ ßen wird, um Brücken zu bilden. Daher sollte eine bestimmte Lücke (von mehr als 30 µm) zwischen jedem Endabschnitt des Lötmittelresists 20 und jeder leitfähigen Struktur 11 ge­ bildet werden, damit ein derartiges Phänomen verhindert wird.

Obwohl die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben erklärt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise verändert werden.

Beispielsweise werden bei der oben beschriebenen Aus­ führungsform die unelastische, gedruckte Leiterplatte 2 und die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 unter Verwendung der thermoplastischen Eigenschaft des Substratmaterials für die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 während der Durchführung der Verbindung der Kontaktflecken durch das Lötmittel an­ einander gehaftet. Jedoch können bei der Verbindung zwi­ schen der ersten, gedruckten Leiterplatte und der zweiten, gedruckten Leiterplatte beide gedruckte Leiterplatten zu flexiblen, gedruckten Leiterplatten gemacht werden, welche jeweils aus thermoplastischem Harz gebildet werden. In dem Fall des Verwendens der unelastischen, gedruckten Leiter­ platte kann ein keramisches Substrat oder ein Metallbasis­ substrat (metal base substrate) als isolierendes Substrat davon anstelle des Harzsubstrats verwendet werden.

Darüber hinaus kann @PEEK, Polyetherimid (PEI) oder Po­ lyetheretherketon (PEEK) alleine als isolierendes Harzmate­ rial für die flexible, gedruckte Leiterplatte verwendet wer­ den. Des weiteren können andere thermoplastische Harze, wie Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethylenterephthalat (PET) und Flüssigkristallpolymer (liquid crystal polymer) als isolierendes Material für die flexible, gedruckte Leiter­ platte verwendet werden. Demgegenüber kann ein isolierendes Substrat der flexiblen, gedruckten Leiterplatte sich zusam­ mensetzen aus einem Polyimidsubstrat, welches beschichtet ist mit einer Schicht, die aus einem thermoplastischen Harzmaterial gebildet ist, welches wenigstens einen der Stoffe PEEK, PEI, PEN und PET enthält. Die aus dem ther­ moplastischen Harzmaterial gebildete Schicht kann an dem Polyimidsubstrat durch ein Haftmittel oder dergleichen an­ gehaftet werden. Da das Polyimidsubstrat eine thermischen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 15 bis 20 ppm nahe demje­ nigen von Kupfer (17 bis 20 ppm) besitzt, welches häufig für Verdrahtungsteile verwendet wird, kann ein Abschälen (Abtrennen), eine Verkrümmung und dergleichen der flexiblen, gedruckten Leiterplatte verhindert werden.

Darüber hinaus wird bei dem oben beschriebenen Beispiel das Lötmittel 14 auf die Kontaktflecken 11a der leitfähigen Strukturen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 aufgebracht; jedoch kann es auf die Kontaktflecken 13a der leitfähigen Strukturen 13 auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 aufgebracht werden. Ansonsten kann das Löt­ mittel 14 auf beiden Kontaktflecken 11a und 13a vorgesehen werden.

Die Form der Kontaktflecken 11a und 13a kann entweder quadratisch oder rund sein, oder die Kontaktflecken 11a und 13a können unterschiedliche Formen zueinander besitzen. Insbesondere im Hinblick auf das Verhindern einer Bildung von Lötbrücken ist jede leitfähige Struktur (Kontaktfleck) vorzugsweise spitz zulaufend, d. h. bezüglich der Breite von dem mittleren Abschnitt, wo das Thermokompressionsbonden durchgeführt wird, in Richtung auf den Endabschnitt davon verringert.

Dementsprechend kann ein hinreichender Abstand zwischen zwei benachbarten, leitfähigen Strukturen leicht an dem Randabschnitt des Thermokompressionsbondgebiets sicherge­ stellt werden, wo wahrscheinlich Lötbrücken gebildet wer­ den. In diesem Fall kann die Form des in den benachbarten, leitfähigen Strukturen gebildeten Lötmittelresists recht­ eckig oder bezüglich der Breite von dem Thermokompressions­ bondgebiet aus in Richtung auf die Endabschnitte der leit­ fähigen Strukturen entsprechend der Form der leitfähigen Strukturen erhöht sein.

Des weiteren kann anstelle des Lötmittelresists 16 für die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 eine aus thermopla­ stischem Harz gebildete Abdeckungsschicht die leitfähigen Strukturen 13 bedecken. Ein Lötmittelresist, welches dena­ turiertes Epoxidharz als wichtigstes Komponente enthält, kann keine hinreichende Haftstärke bezüglich Epoxidharz als Substratmaterial zeigen, welches die unelastische, gedruckte Leiterplatte bildet, oder eines Lötmittelresists, welches dieselbe Zusammensetzung besitzt und auf dem Substrat ge­ bildet ist. Wenn demgegenüber die leitfähigen Strukturen 13 auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 mit der aus dem oben beschriebenen, thermoplastischen Harz (@PEEK, PEEK, PEI, PEN, PET) gebildeten Abdeckungsschicht bedeckt werden, haftet die Abdeckungsschicht fest an dem Epoxidharz, wel­ ches die unelastische, gedruckte Leiterplatte bildet, wo­ durch die Haftstärke zwischen den zwei Leiterplatten stark verbessert werden kann.

Das auf den leitfähigen Strukturen 11 gebildete Lötmit­ telresist 20 der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 kann mit der aus dem thermoplastischen Harz wie oben be­ schrieben gebildeten Abdeckungsschicht ersetzt werden. Da in diesem Fall die Haftung bezüglich des Substratmaterials der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 ausreichend ist, kann die Länge von jedem Vorsprungsabschnitt der zwischen zwei benachbarten, leitfähigen Strukturen 11 angeordneten Abdeckungsschicht in etwa in einem Bereich einer Länge ge­ ändert werden, die im wesentlichen gleich derjenigen der leitfähigen Strukturen 11 ist, auf eine Länge, bei welcher der Endabschnitt davon zwischen den benachbarten Oberflä­ chen der zwei gedruckten Leiterplatten 2, 5 eingreifen kann.

Unterdessen ist es nicht immer nötig, das Lötmittelre­ sist oder die Abdeckungsschicht, welche die leitfähigen Strukturen 11, 13 bedecken, auf den jeweiligen gedruckten Leiterplatten 2, 5 bereitzustellen. In diesem Fall sollte das Lötmittelresist oder das thermoplastische Harz ledig­ lich zwischen den jeweiligen benachbarten, leitfähigen Strukturen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 als Lötmittelresistvorbeugungsabschnitte (solder resist preventive portions) angeordnet werden.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite, bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 6A, 6B und 7 erläutert, bei welcher dieselben oder ähnliche Teile wie jene bei der ersten Ausführungsform mit denselben Bezugs­ zeichen bezeichnet sind.

Bei der zweiten Ausführungsform sind die leitfähigen Strukturen (Cu-Strukturen) 13 auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 mit einer Schutzschicht 116 mit Ausnahme der Kontaktflecken 13a wie in Fig. 7 bedeckt. Die Schutzschicht 116 ist aus demselben Material (thermoplastischem Harz) wie das hergestellt, welches die flexible, gedruckte Leiter­ platte 5 bildet. Die leitfähigen Strukturen (Cu-Strukturen) 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 sind mit dem Lötmittelresist 120 mit Ausnahme der Kontaktflecken 11a bedeckt.

Des weiteren ist ein Lötmittelüberzug 7 auf den Kon­ taktflecken 13a der leitfähigen Strukturen 13 auf der fle­ xiblen, gedruckten Leiterplatte 5 gebildet, und es ist eine Lötmitteleinebnung (solder leveler) auf den Kontaktflecken 11a der leitfähigen Strukturen 11 auf der unelastischen, ge­ druckten Leiterplatte 2 gebildet. Die Kontaktflecken 11a und die Kontaktflecken 13a kommunizieren elektrisch mitein­ ander über den Lötmittelüberzug 7 und die Lötmitteleineb­ nung 8. Lötmittel (eutektisches Lötzinn mit einem Bleian­ teil, welches eine Schmelztemperatur von 183°C besitzt) kann auf wenigstens einer Seite der Kontaktflecken 11a und der Kontaktflecken 13a gebildet werden. Die anderen, struk­ turellen Merkmale sind im wesentliche dieselben wie jene bei der ersten Ausführungsform.

Als nächstes wird das Verbindungsverfahren zwischen der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 und der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 erläutert. Zuerst werden die leitfähigen Strukturen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 mit Ausnahme eines vorderen Randabschnitts einer Verbindungsoberfläche der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 gebildet. Dementsprechend wird Glasepoxid­ harz auf dem vorderen Randabschnitt der unelastischen, ge­ druckten Leiterplatte 2 bloßgelegt. Danach wird das Lötmit­ telresist 120 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 mit Ausnahme nicht nur des vorderen Randabschnitts, wo die leitfähigen Strukturen 11 nicht gebildet sind, sondern ebenfalls der Kontaktflecken 11a der leitfähigen Strukturen 11 und der zwischen den Kontaktflecken 11a bloßgelegten Ab­ schnitte gebildet, wodurch die leitfähigen Strukturen 11 mit dem Lötmittelresist 120 bedeckt werden. Des weiteren wird die Lötmitteleinebung 8 auf den Kontaktflecken 11a der leitfähigen Strukturen 11 gebildet.

Demgegenüber werden die leitfähigen Strukturen 11 auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 entsprechend den leitfähigen Strukturen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 gebildet. Die aus @PEEK hergestellte Schutz­ schicht 116 wird auf der den leitfähigen Strukturen 13 mit Ausnahme der Kontaktflecken 11a und der zwischen den Kon­ taktflecken 13a bloßgelegten Abschnitte gebildet. Danach wird der Lötmittelüberzug 7 auf den Kontaktflecken 13a ge­ bildet.

Ein Flußmittel oder eine Kohlenwasserstoffzusammenset­ zung wie Alkan wird wenigstens auf den Lötmittelüberzug 7 oder die Lötmitteleinebung 8 aufgebracht, um die Benetzbar­ keit davon sicherzustellen. Insbesondere wird es in dem Fall des Aufbringens einer Kohlenwasserstoffzusammensetzung wie Alkan bevorzugt, dass die Köhlenwasserstoffzusammenset­ zung nicht nur auf den Lötmittelüberzug 7 oder die Lötmit­ teleinebnung 8 aufgebracht wird, sondern ebenfalls auf den gesamten Bereich der überlappenden Oberflächen der zwei Leiterplatten 2, 5.

Während in diesem Fall, wie bezüglich der ersten Ausfüh­ rungsform beschrieben, Alkan zwischen der unelastischen, ge­ druckten Leiterplatte 2 und der flexiblen, gedruckten Lei­ terplatte 5 dazwischen gebracht ist, werden sie auf eine Temperatur erwärmt, die nicht niedriger als der Siedepunkt von Alkan ist. Somit dringt Alkan in die Oberfläche des @PEEK ein, welches die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 bildet, und es wird eine Schicht, welches darin zerstreutes Alkan enthält, auf der Oberfläche des @PEEK gebildet. Die somit gebildete Dispersionsschicht besitzt einen Elastizi­ tätsmodul, der niedriger als der anfängliche Elastizitäts­ modul ist, den das @PEEK besitzt. Das heißt, es kann die Haftung des @PEEK an einer angehafteten Schicht (Epoxidharz auf der Basis von Glasgewebe) durch Bildung der Dispersi­ onsschicht auf der Oberfläche des @PEEK verbessert werden.

Die somit gebildete flexible, gedruckte Leiterplatte 5 wird bezüglich der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 ausgerichtet und damit überlappt. An dieser Stelle sind die zwei Leiterplatten 2, 5 derart ausgerichtet, dass eine be­ stimmte Lücke zwischen der Randseite der flexiblen, gedruck­ ten Leiterplatte 5 und der Randseite des Lötmittelresists 120 definiert wird. Als Ergebnis ist ein Teil der leitfähi­ gen Strukturen 11 auf der unelastischen, gedruckten Leiter­ platte 2 bezüglich der Lücke freigelegt.

Als nächstes wird entsprechend den Fig. 6A und 6B der Verbindungsabschnitt, an welchem die unelastische, ge­ druckte Leiterplatte 2 und die flexible, gedruckte Leiter­ platte 5 zueinander überlappt sind, erwärmt, während Druck durch ein Thermokompressionsbondwerkzeug 22 aufgebracht wird. Die Einfriertemperatur des @PEEK 12, welches die fle­ xible, gedruckte Leiterplatte 2 und die Schutzschicht 116 bildet, liegt in einem Bereich von 150 bis 230°C, und das Thermokompressionsbondwerkzeug 22 bringt einen Druck auf den Verbindungsabschnitt auf, während die Temperatur dahin­ gehend gesteuert wird, dass sie in einen Bereich fällt, der nicht niedriger als die Schmelztemperatur des Lötmittels 7 und nicht niedriger als die Einfriertemperatur des @PEEK ist. Beispielsweise liegt die Erwärmungstemperatur in dem Bereich von 240 bis 400°C, und das Erwärmen und Druckbeauf­ schlagen wird über 5 bis 15 Sekunden ausgedehnt. Das Ther­ mokompressionsbondwerkzeug 22 ist in dem vorliegenden Fall vom Pulserwärmungstyp.

Das Thermokompressionsbondwerkzeug 22 wird unten de­ tailliert erläutert.

Entsprechend Fig. 6A wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, das Thermokompressionsbondwerkzeug 22 ge­ bildet, um einen Randabschnitt zu erlangen, der spitz zulaufend (abgerundet) ist und wird an der vorderen Randseite der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 plaziert. Wenn das Thermokompressionsbondwerkzeug 22 die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 mit Druck beaufschlagt, wird daher ein großer Druck auf einen Abschnitt entsprechend den mittleren Abschnitten der leitfähigen Strukturen 13 (Kontaktflecken 13a), welche auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 gebildet sind, im Vergleich mit dem Abschnitt aufgebracht, welcher den Endabschnitten der leitfähigen Strukturen 13 entspricht.

Daher schmilzt das Lötmittel und bewegt sich von einer Seite der mittleren Abschnitte der leitfähigen Strukturen 13 aus, welche größeren Druck aufnehmen, in Richtung auf eine Seite der Endabschnitte davon, welche einen geringeren Druck aufnehmen. Bei dem Abschnitt, welcher den Endab­ schnitten der leitfähigen Strukturen 13 entspricht, ist der auf die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 aufgebrachte Druck klein, und es wird der Randabschnitt der Leiterplatte 5 entlang der Form des Thermokompressionsbondwerkzeugs 22 deformiert. Als Folge kann ein Betrag von Lötmittel, wel­ cher von den leitfähigen Strukturen 13 auf das isolierende Substrat 10 der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 ausgestoßen wird, verringert werden, wodurch unterdrückt wird, dass Lötmittelbrücken zwischen benachbarten, leitfähi­ gen Strukturen gebildet werden.

Während des Verbindens der Kontaktflecken 11a, 13a der leitfähigen Strukturen 11, 13 durch Schmelzen des Lötmit­ tels 7 und der Lötmitteleinebnung 8 infolge einer thermi­ schen Kompression durch das Thermokompressionsbondwerkzeug 22 werden das @PEEK 12, welches das isolierende Substrat der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 bildet, und die Schutzschicht 116 davon weich gemacht und deformiert, um nahe an der Verbindungsoberfläche der unelastischen, ge­ druckten Leiterplatte 2 anzuhaften.

Da bei vorliegender Ausführungsform @PEEK für die Schutzschicht 116 verwendet wird, haftet die Schutzschicht 116 fest an dem vorderen Randabschnitt der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2. Somit kann das Isolierungsvermö­ gen von der vorderen Randseite der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 erzielt werden, und es kann gleichzeitig die Haftstärke zwischen den zwei Leiterplatten erhöht werden. Das heißt, da die Schutzschicht 116 und der Abschnitt der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5, welcher für ein Ein­ dringen neben den Kontaktflecken 11a deformiert ist, eng an der unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 anhaften, wird der Haftbereich zwischen den zwei Leiterplatten erhöht, um die Haftstärke zwischen ihnen zu erhöhen.

Da ebenfalls bei der vorliegenden Ausführungsform die zwei Leiterplatten 2, 5 ausgerichtet sind, um eine vorbe­ stimmte Lücke zwischen der Randseite der flexiblen, gedruck­ ten Leiterplatte 5 und der Randseite des Lötmittelresists 120 zu definieren, kann die Lücke als Raum (Ausströmraum) verwendet werden, in welchen überschüssiges Lötmittel aus­ strömt, wenn der Betrag von Lötmittel auf den Kontakt­ flecken 11a, 13a übermäßig ist. Diese Lücke kann die Bil­ dung einer Lötbrücke unter Zusammenwirkung mit dem Punkt verhindern, dass das Thermokompressionsbondwerkzeug 22 ei­ nen geringeren Druck auf den Randabschnitt der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 aufbringt.

Des weiteren kann nicht durch das Aussehen der Form der Lötmittelausrundung, welche in dieser Lücke durch Thermo­ kompression gebildet wird, überprüft werden, ob beide Kon­ taktflecken miteinander durch das Lötmittel verbunden sind oder nicht. Der Grund dafür wird unten erklärt.

Um die zwei Leiterplatten 2, 5 elektrisch zu verbinden, nachdem das Lötmittel auf einen oder beide Kontaktflecken 11a, 13a aufgebracht worden sind, werden die Kontaktflecken 11a, 13a übereinander angeordnet, durch das Thermokompres­ sionsbondwerkzeug 22 derart mit Druck beaufschlagt, dass das Lötmittel schmilzt. Wenn an dieser Stelle das auf einen der Kontaktflecken aufgebrachte Lötmittel an dem anderen der Kontaktflecken oder dem Lötmittel auf dem anderen der Kontaktflecken haftet (ihn bzw. es benetzt), wird die Ver­ bindung durch das Lötmittel wirksam erzielt.

Es gibt jedoch einen Fall, bei welchem auf einen der Kontaktflecken aufgebrachtes Lötmittel nicht an dem an dem anderen der Kontaktflecken oder dem Lötmittel auf dem ande­ ren der Kontaktflecken infolge einer auf der Oberfläche da­ von gebildeten Oxidschicht anhaftet (ihn bzw. es benetzt). In diesem Fall fließt Lötmittel in Richtung auf die Lücke, wie oben beschrieben, infolge der Druckbeaufschlagung durch das Thermokompressionsbondwerkzeug 22. Da das Lötmittel nicht den anderen Kontaktfleck oder das Lötmittel auf dem anderen Kontaktfleck benetzt, behält dann das Lötmittel eine Trennung davon in der Lücke bei. Somit kann durch die Form der in der Lücke gebildeten Lötmittelausrundung nicht über­ prüft werden, ob die Verbindung durch das Lötmittel wirksam erzielt werden kann. Insbesondere wird dann, wenn die in der Lücke gebildete Lötmittelausrundung sowohl die oberen als auch die unteren Kontaktflecken 11a, 13a ohne Abtren­ nung davon berührt, entschieden, dass die Verbindung gut (wirksam) ist. Wenn die Lötmittelausrundung von dem anderen Kontaktfleck oder Lötmittel auf dem anderen Kontaktfleck abgetrennt ist, wird demgegenüber entschieden, dass die Verbindung defekt (unwirksam) ist.

Danach wird die Lücke, in welcher die Lötmittelausrun­ dung gebildet ist, mit isolierendem Harz oder dergleichen verschlossen. Demgegenüber kann ein Isoliervermögen des elektrischen Verbindungsabschnitts zwischen den zwei Lei­ terplatten sichergestellt werden. Wenn das Isoliervermögen des elektrischen Verbindungsabschnitts nicht benötigt wird (wie bei einem Fall, bei welchem er in einem Gehäuse mit einem Isoliervermögen untergebracht ist), braucht dieser Verschlussschritt nicht durchgeführt zu werden.

Dritte Ausführungsform

Als nächstes wird eine dritte, bevorzugte Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 8A und 8B erklärt, hauptsächlich im Hinblick auf Unter­ schiede bezüglich der zweiten Ausführungsform. Dieselben Punkte wie bei der zweiten Ausführungsform werden nicht wiederholt.

Insbesondere unterscheidet sich die dritte Ausführungs­ form von der zweiten Ausführungsform, wie in Fig. 8A und 8B dargestellt, dahingehend, dass eine Schutzschicht 216 für die flexible, gedruckte Leiterplatte 5 nicht aus @PEEK, sondern einem Lötmittelresist gebildet ist. Die zwei Lei­ terplatten 2, 5 sind derart ausgerichtet, dass eine be­ stimmte Lücke zwischen der Randseite des Lötmittelresists 120 und der Randseite der leitenden Strukturen 13 vorgese­ hen ist und eine andere, bestimmte Lücke zwischen der Rand­ seite des auf den leitfähigen Strukturen 13 gebildeten Löt­ mittelresists 216 und der Randseite der auf der unelasti­ schen, gedruckten Leiterplatte 2 gebildeten, leitfähigen Strukturen 11 vorgesehen ist. Danach werden die zwei Lei­ terplatten 2, 5 miteinander durch das Thermokompressions­ bondwerkzeug 22 verbunden.

Dementsprechend werden die zwei Ausströmungsräume für überschüssiges Lötmittel durch die Lücke zwischen dem Löt­ mittelresist 120 und den leitfähigen Strukturen 13 und die Lücke zwischen den Lötmittelresist 216 und den leitfähigen Strukturen 11 bereitgestellt. Als Ergebnis kann ein Kurz­ schluss zwischen benachbarten Verdrahtungsteilen, hervorge­ rufen durch überschüssiges Lötmittel, sicher verhindert wer­ den.

Das Lötmittelresist 216 wird beispielsweise aus denatu­ riertem Epoxidharz als wichtigste Komponente und Additiven wie einem Filter, einem organischen Lösungsmittel, einem Fixier- bzw. Festlegungsmittel (setting agent) und derglei­ chen gebildet.

Wenn das haftende Lötmittelresist 216 an der aus Glas­ epoxidharz gebildeten, unelastischen, gedruckten Leiterplatte 2 durch Erwärmen und Druckbeaufschlagung anhaftet, nachdem das Lötmittelresist 216 auf der flexiblen, gedruckten Lei­ terplatte 5 gebildet worden ist, ist die Haftstärke im Ver­ gleich mit derjenigen bei der zweiten Ausführungsform unzu­ reichend, da beide Materialien das Merkmal einer Aushärtung in Wärme besitzen. Jedoch kann das Lötmittelresist 216 als Schutzschicht für die leitfähigen Strukturen 13 auf der flexiblen, gedruckten Leiterplatte 5 wenigstens in einem Fall verwendet werden, bei welchem übermäßiger Druck nicht auf den Verbindungsabschnitt zwischen den zwei Leiterplat­ ten 2, 5 aufgebracht wird.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Thermokompressionsbondwerkzeug an dem Randabschnitt davon spitz zulaufend, so dass es einen größeren Druck auf den Abschnitt entsprechend der mittleren Abschnitte der leitfähigen Strukturen aufbringen kann; jedoch kann das Thermokompressionsbondwerkzeug einen abgestuften Abschnitt oder einen Aussparungsabschnitt anstelle des spitz zulaufenden Abschnitts besitzen, um die obige Wirkung zu zeigen. Bei der dritten Ausführungsform werden zwei Lücken zwischen dem Lötmittelresist 120 und den leitfähigen Strukturen 13 und zwischen dem Lötmittelresist 216 und den leitfähigen Strukturen 11 als Ausströmräume für überschüssiges Lötmittel bereitgestellt. Die zwei Räume für überschüssiges Lötmittel können bei der zweiten Ausführungsform ebenfalls bereitgestellt werden.

Während die vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die vorhergehenden, bevorzugten Ausführungsformen darge­ stellt und beschrieben worden sind, versteht es sich für einen Fachmann, dass Änderungen in der Form und in Details ohne vom Rahmen der Erfindung wie in den beigefügten An­ sprüchen definiert durchgeführt werden können.

Claims (18)

1. Verfahren zum Verbinden von gedruckten Leiterplatten, mit den Schritten:
Bilden einer leitfähigen Struktur (13) mit einer er­ sten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) auf einer ersten aus einem thermoplastischen Harz gebildeten, gedruckten Leiter­ platte (5);
Bilden einer leitfähigen Struktur (11) mit einer zwei­ ten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) auf einer zweiten, ge­ druckten Leiterplatte (2);
Bilden eines Lötmittelresistabschnitts (20) auf der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) zwischen zwei benach­ barten Kontaktflecken der zweiten Mehrzahl von Kontakt­ flecken (11a);
Zuführen von Lötmittel (14) wenigstens einer Seite der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a);
Überlappen der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) mit der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a), derart, dass das Lötmittel (14) zwischen die erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kon­ taktflecken (11a) gebracht wird, und
unter Druck Setzen und Erwärmen eines Verbindungsab­ schnitts der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) und der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) bei einer vorbestimmten Temperatur, um die erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) durch das Lötmittel (14) elektrisch zu verbinden und die erste, ge­ druckte Leiterplatte (5) auf eine Oberfläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) durch das thermoplastische Harz der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) anzuhaften, welche bei der vorbestimmten Temperatur weich gemacht und defor­ miert wird,
wobei die vorbestimmte Temperatur gleich oder größer als eine Einfriertemperatur des thermoplastischen Harzes und gleich oder größer als eine Schmelztemperatur des Lötmittels (14) ist,
wobei der Lötmittelresistabschnitt (20) derart räumlich be­ grenzt ist, dass er einen Endabschnitt besitzt, welcher zwischen die erste, gedruckte Leiterplatte (5) und die zweite, gedruckte Leiterplatte (2) an dem Verbindungsab­ schnitt gebracht ist.

2. Verbindungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Verbindungsabschnitt durch ein Druckbe­ aufschlagungsteil (21) unter Druck gesetzt wird, welches die erste, gedruckte Leiterplatte (5) berührt und einen grö­ ßeren Druck auf einen mittleren Abschnitt des Verbindungs­ abschnitts als demjenigen auf einen Randabschnitt des Ver­ bindungsabschnitts aufbringt.

3. Verbindungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Druckbeaufschlagungsteil (21) einen Randabschnitt besitzt, welcher spitz zulaufend, ausgespart oder abgestuft ist.

4. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lötmittelresistabschnitt (20) von den benachbarten zwei Kontaktflecken der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) auf der zweiten, gedruck­ ten Leiterplatte (2) beabstandet ist.

5. Verbindungsverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Lücke zwischen dem Lötmittelresistab­ schnitt (20) und jedem der benachbarten zwei Kontaktflecken wenigstens 30 µm beträgt.

6. Verfahren zum Verbinden von gedruckten Leiterplatten, mit den Schritten:
Bilden einer ersten, leitfähigen Struktur (13), welche eine erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) enthält, auf einer ersten, gedruckten Leiterplatte (5), die aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist;
Bilden einer zweiten, leitfähigen Struktur (11), welche eine zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) enthält, auf einer zweiten, gedruckten Leiterplatte (2);
Bilden einer Schutzschicht (120) auf der zweiten, leit­ fähigen Struktur (11) der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) mit Ausnahme eines Verbindungsabschnitts, wo eine zwei­ te, leitfähige Struktur (11) mit der ersten, leitfähigen Struktur (13) der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) zu verbinden ist;
Aufbringen eines Lötmittels (7, 8) auf wenigstens eine Seite der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a);
Überlappen der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) mit der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) derart, dass das Lötmittel (7, 8) zwischen die erste Mehr­ zahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) gebracht wird und eine Lücke zwischen einer Randseite der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) und einer Randseite der Schutzschicht (120) gebildet wird, wo­ bei die Lücke die zweite, leitfähige Struktur (11) davon bloßlegt, und
unter Druck Setzen und Erwärmen des Verbindungsab­ schnitts der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) und der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) bei einer vorbestimmten Temperatur, um die erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) durch das Lötmittel (7, 8) elektrisch zu verbinden und die erste, ge­ druckte Leiterplatte (5) an einer Verbindungsoberfläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) durch das thermoplasti­ sche Harz der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) anzuhaf­ ten, welche bei der vorbestimmten Temperatur weich gemacht und deformiert wird,
wobei die vorbestimmte Temperatur gleich oder größer als eine Einfriertemperatur des ther­ moplastischen Harzes und gleich oder größer als eine Schmelztemperatur des Lötmittels ist,
wobei die Lücke zwischen der Randseite der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) und der Randseite der Schutzschicht (20) als Ausströmraum dient, in welchen überschüssiges Lötmittel von dem Verbindungsabschnitt ausströmen kann, wenn der Ver­ bindungsabschnitt unter Druck gesetzt wird.

7. Verbindungsverfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch
Bilden einer anderen, aus einem thermoplastischen Harz hergestellten Schutzschicht (116), um die erste, leitfähige Struktur (13) auf der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) zu bedecken, bevor die erste, gedruckte Leiterplatte (5) mit der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) überlappt wird,
wobei die andere Schutzschicht (116) auf der Verbindungs­ oberfläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) angehaf­ tet wird.

8. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 und 7, des weiteren gekennzeichnet durch ein Verschließen der Lücke zwischen der Randseite der ersten, gedruckten Leiter­ platte (5) und der Randseite der Schutzschicht.

9. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) gleichzeitig mit dem Anhaften der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) an der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) erzielt wird.

10. Verfahren zum Verbinden von gedruckten Leiterplatten, mit den Schritten:
Bilden einer ersten, leitfähigen Struktur (13), welche eine erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) enthält, auf einer ersten, aus einem thermoplastischen Harz hergestellten, gedruckten Leiterplatte (5);
Bilden einer zweiten, leitfähigen Struktur (11), welche eine zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) enthält, auf einer zweiten, gedruckten Leiterplatte (2);
Aufbringen von Lötmittel (14, 7, 8) auf wenigstens ei­ ne Seite der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a);
Überlappen der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) mit der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a), und
unter Druck Setzen und Erwärmen eines Verbindungsab­ schnitts der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) und der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) bei einer vorbestimmten Temperatur, um die erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) durch das Lötmittel (14, 7, 8) elektrisch zu verbinden und die erste, gedruckte Leiterplatte (5) an einer Verbindungsoberfläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte durch das thermoplasti­ sche Harz der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) anzuhaf­ ten, welche bei der vorbestimmten Temperatur weich gemacht und deformiert wird,
wobei die vorbestimmte Temperatur gleich oder größer als eine Einfriertemperatur des ther­ moplastischen Harzes und gleich oder größer als eine Schmelztemperatur des Lötmittels ist,
wobei der Verbindungsabschnitt durch ein Druckbeaufschla­ gungsteil (21, 22) unter Druck gesetzt wird, welches die erste, gedruckte Leiterplatte (5) berührt und einen größeren Druck auf einen mittleren Abschnitt der ersten, leitfähigen Struktur (13) als denjenigen auf einen Endabschnitt der er­ sten, leitfähigen Struktur (13) aufbringt.

11. Verbindungsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass
der Endabschnitt der ersten, leitfähigen Struktur (13) auf einem Randabschnitt der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) gebildet wird und
das Druckbeaufschlagungsteil (21, 22) den größeren Druck auf einen mittleren Abschnitt der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) als denjenigen auf den Randabschnitt der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) aufbringt.

12. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbeaufschlagungs­ teil (21, 22) einen Randabschnitt besitzt, der spitz zulau­ fend, ausgespart oder abgestuft ist.

13. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, des weiteren gekennzeichnet durch:
Bilden einer anderen, aus einem thermoplastischen Harz hergestellten Schutzschicht (116) auf der ersten, gedruckten Leiterplatte (5), bevor die erste, gedruckte Leiterplatte (5) mit der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) überlappt wird,
wobei die andere Schutzschicht (116) an der Verbindungsober­ fläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) angehaftet wird.

14. Verbindungsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zwischen der ersten Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und der zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) gleichzeitig mit einem Anhaften der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) an der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) erzielt wird.

15. Verbindungsstruktur von gedruckten Leiterplatten mit:
einer ersten, gedruckten Leiterplatte (5), welche aus einem thermoplastischen Harz hergestellt ist und eine erste, leitfähige Struktur (13) mit einer ersten Mehrzahl von Kon­ taktflecken (13a) aufweist;
einer zweiten, gedruckten Leiterplatte (2), welche eine zweite, leitfähige Struktur (11) mit einer zweiten Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) aufweist und mit der ersten, ge­ druckten Leiterplatte (5) an einem Verbindungsüberschnitt überlappt ist;
einem Lötmittel (14), welches zwischen die erste Mehr­ zahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kontaktflecken (11a) gebracht ist und die erste Mehrzahl von Kontaktflecken (13a) und die zweite Mehrzahl von Kon­ taktflecken (11a) elektrisch verbindet, und
einem Lötmittelresistabschnitt (20), welcher auf der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) zwischen zwei benach­ barten Kontaktflecken aus der zweiten Mehrzahl von Kontakt­ flecken (11a) angeordnet ist, sich zu dem Verbindungsab­ schnitt erstreckt und mit einem Endabschnitt räumlich be­ grenzt ist, welcher zwischen die erste, gedruckte Leiter­ platte (5) und die zweite, gedruckte Leiterplatte (2) ge­ bracht ist.

16. Verbindungsstruktur nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Lötmittelresistabschnitt (20) von den zwei benachbarten Kontaktflecken beabstandet ist.

17. Verbindungsstruktur nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass eine Lücke zwischen dem Lötmittelresistab­ schnitt (10) und jedem der zwei benachbarten Kontaktflecken wenigstens 30 µm beträgt.

18. Verbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Substratoberfläche der ersten, gedruckten Leiterplatte (5) an einer Substrat­ oberfläche der zweiten, gedruckten Leiterplatte (2) an dem Verbindungsabschnitt anhaftet.