DE10392162T5

DE10392162T5 - Schaltkreiskarte und Schaltkreiskartenverbindungsstruktur

Info

Publication number: DE10392162T5
Application number: DE10392162T
Authority: DE
Inventors: Makoto Kariya Totani; Toshihiro Kariya Miyake; Fumio Kariya Kojima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-08-06
Also published as: DE10392162B4; US20040156583A1; JP3849705B2; US7417195B2; WO2004016054A1; JPWO2004016054A1

Abstract

Eine Schaltkreiskarte mit einem flachen plattenförmigen ersten Kartenteil und einem flachen plattenförmigen zweiten Kartenteil, welche in einem Teilbereich des ersten Kartenteils aufeinandergestapelt sind, wobei die Schaltkreiskarte dadurch gekennzeichnet ist, daß
der erste Kartenteil und der zweite Kartenteil jeweils ein Substrat in flacher Plattenform aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Zwischenverbindungsmustern innerhalb des Substrates so angeordnet ist, daß eine Mehrzahl von Schichten in Dickenrichtung gebildet wird und wobei eine Mehrzahl von Zwischenschichtverbindungsteilen innerhalb des Substrats zur Verbindung der Zwischenverbindungsmuster angeordnet ist, welche unterschiedlichen Schichten zugehörig sind;
wenigstens entweder das Substrat des ersten Kartenteils oder das Substrat des zweiten Kartenteils aus einem thermoplastischen Harz gefertigt ist;
das erste Kartenteil und das zweite Kartenteil an ihren übereinandergestapelten Bereichen durch das thermoplastische Harz verbunden sind, welches aufgeschmolzen und dann ausgehärtet wird;
eine Mehrzahl erster Zwischenverbindungsmuster in dem Stapelbereich der ersten Schaltkreiskarte angeordnet ist;
eine Mehrzahl zweiter Zwischenverbindungsmuster in dem Stapelbereich...

Description

TECHNISCHER GEGENSTAND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltkreiskarte mit einer Stapelstruktur, die aus einer Mehrzahl von Kartenteilen aufgebaut ist, und eine Schaltkreiskarten-Verbindungsstruktur zur Verbindung einer Mehrzahl von Schaltkreiskartenteilen.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik ist als Verbindungsstruktur zur Verbindung einer flexiblen gedruckten Schaltkreiskarte (FPC-Karte) aus einem thermoplastischen Harz mit einer Träger-Leiterplatte beispielsweise die Verbindungsstruktur bekannt, die in der JP-A-2001-111209 offenbart ist. Diese Verbindungsstruktur wird auf folgende Weise erhalten.
Genauer gesagt, gemäß 11 werden entsprechende Verbindungs-Anschlußteile (Anschlußflächen) 113a, 111a von Zwischenverbindungsmustern 113 auf einer FPC-Karte 105 und Zwischenverbindungsmuster 111 auf einer Träger-Leiterplatte mit einer Lotpaste 120a, 120b dazwischen zusammengebracht. Sodann werden mittels eines Thermokompressionswerkzeugs 121 die Verbindungsbereiche der Karten 102 und 105 über den Glasumwandlungspunkt des thermoplastischen Harzes erhitzt, welches eine isolierende Schicht 112 auf der FPC-Karte bildet und es wird auch Druck hierauf aufgebracht. Im Ergebnis werden die FPC-Karte 105 und die Träger-Leiterplatte 102 durch die jeweiligen Zwi schenverbindungsmuster 111, 113, die durch das Lot elektrisch miteinander verbunden werden, verbunden und das thermoplastische Harz, welches die isolierende Schicht 112 auf der FPC-Karte 105 bildet, wird weich und gelangt in engen Kontakt mit einer isolierenden Schicht 110 der Träger-Leiterplatte 102.
Bei der Verbindungsstruktur gemäß obiger Beschreibung ist die Anzahl von Signalleitungen, welche zwischen den beiden Karten verbunden werden, durch die Breite der FPC-Karte 105 und die Abstände der Zwischenverbindungsmuster 113 mit den Anschlußflächen 113a begrenzt. Aufgrund hiervon ist es, um die Anzahl von Verbindungssignalleitungen zu erhöhen, notwendig, entweder die Breite der FPC-Karte zu erhöhen oder den Abstand der Zwischenverbindungsmuster 113 mit den Anschlußflächen 113a so eng wie möglich zu machen.
Aufgrund der Anforderung hinsichtlich geringer Größe und geringem Gewicht ist es jedoch nicht möglich, die Breite der FPC-Karte 105 frei zu vergrößern. Auch was die Verringerung des Abstandes der Zwischenverbindungsmuster 113 mit den Anschlußflächen 113a betrifft, ist es aufgrund von Problemen wie Migration und Kurzschluß, und Problemen der Ätzpräzision zum Zeitpunkt der Ausbildung der Zwischenverbindungsmuster 113 nicht möglich, die Anzahl von Verbindungssignalleitungen wesentlich zu erhöhen.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts dieser Probleme im Stand der Technik gemacht und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltkreiskarte und eine Schaltkreiskarten-Verbindungsstruktur zu schaffen, womit es möglich ist, die Anzahl von Verbindungssignalleitungen wesentlich zu erhöhen, ohne daß die Breite der Schaltkreisteile, welche zu verbinden sind, erhöht wird.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung der obengenannten Aufgabe weist eine Schaltkreiskarte gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ein flaches plattenförmiges erstes Kartenteil und ein flaches plattenförmiges zweites Kartenteil auf, welches auf einem Teilbereich dieses ersten Kartenteils aufgestapelt angeordnet ist. Das erste Kartenteil und das zweite Kartenteil weisen jeweils ein Substrat in Form einer flachen Plattenform, eine Mehrzahl von Zwischenverbindungsmustern innerhalb des Substrates, um eine Mehrzahl von Schichten in dessen Dickenrichtung zu bilden und eine Vielzahl von Zwischenschichtverbindungsteilen auf, welche innerhalb des Substrates angeordnet sind, um die Zwischenverbindungsmuster zu verbinden, welche zu unterschiedlichen Schichten gehören.
Wenigstens entweder das Substrat des ersten Kartenteils oder das Substrat des zweiten Kartenteils ist aus einem thermoplastischen Harz gemacht und das erste Kartenteil und das zweite Kartenteil sind in ihren Stapelbereichen durch das aufgeschmolzene und dann ausgehärtete thermoplastische Harz verbunden.
Eine Mehrzahl von ersten Zwischenverbindungsmustern ist auf dem Stapelbereich des ersten Kartenteils angeordnet, eine Mehrzahl von zweiten Zwischenverbindungsmustern ist auf dem Stapelbereich des zweiten Kartenteils angeordnet, so daß Paare mit der Mehrzahl von ersten Zwischenverbindungsmustern gebildet werden und zwischen den Paaren der erste Zwischenverbindungsmuster und der zweiten Verbindungsmuster sind Zwischenkartenverbindungsteile durch ein Verbindungsmaterial gebildet, welches wenigsten teilweise bei einer Temperatur schmilzt, welche zum Schmelzen des thermoplastischen Harzes aufgebracht wird und die ersten und zweiten Zwischenverbindungsmuster miteinander elektrisch verbindet.
Somit hat eine Schaltkreiskarte gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung einen ersten Kartenteil und einen zweiten Kartenteil, welche jeweils mit mehrfachen Schichten von Zwischenverbindungsmustern ausgebildet sind und die beiden Kartenteile in den Stapelbereichen haben eine Mehrzahl von ersten Zwischenverbindungsmustern bzw. zweiten Zwischenverbindungsmustern. Im Ergebnis können in den Stapelbereichen der beiden Kartenteile die Zwischenverbindungsmuster der inneren Schichten der jeweiligen Kartenteile dazu verwendet werden, Verbindungssignalleitungen bereitzustellen und infolgedessen ist es möglich, die Anzahl von Verbindungssignalleitungen erheblich zu erhöhen, ohne daß die Breite der Kartenteile vergrößert wird.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung befaßt sich mit einer Schaltkreiskarten-Verbindungsstruktur zur Verbindung einer ersten Schaltkreiskarte, in der ein thermoplastisches Harz als Isolationsmaterial verwendet wird mit einer zweiten Schaltkreiskarte, welche als Träger-Leiterkarte dient. Bei dieser Schaltkreiskarten-Verbindungsstruktur hat die erste Schaltkreiskarte eine Mehrfachschichtstruktur, bei der isolierende Schichten aus einem thermoplastischen Harz und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinander gestapelt werden und um benachbarte Zwischenverbindungsschichten elektrisch miteinander zu verbinden, ist in den isolierenden Schichten ein Zwischenschicht-Verbindungsmaterial angeordnet und die zweite Schaltkreiskarte hat ebenfalls eine Mehrfachschichtstruktur, bei der isolierende Schichten und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinander gestapelt sind und ein Zwischenschicht-Verbindungsmaterial zur elektrischen Verbindung benachbarter Zwischenverbindungsschich ten miteinander ist in den Isolationsschichten angeordnet.
In einer isolierenden Schicht, welche eine Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte bildet, welche mit der zweiten Schaltkreiskarte zu verbinden ist, sind Durchgangslöcher ausgebildet, welche die innere Zwischenverbindungsschicht erreichen und diese Durchgangslöcher sind mit einem Verbindungsmaterial gefüllt; zumindest Anschlußflächen, die als Verbindungsanschlüsse dienen, sind an einer Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte ausgebildet und innere Zwischenverbindungsschichten werden zur Zwischenverbindung dieser Anschlußflächen verwendet. Die erste Schaltkreiskarte ist mit der zweiten Schaltkreiskarte durch das Verbindungsmaterial der ersten Schaltkreiskarte verbunden, welches elektrisch mit den Anschlußflächen der zweiten Schaltkreiskarte verbunden ist, sowie der Isolierschicht, welche die Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte bildet und die an der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte über thermisches Schweißen verbunden ist.
Durch die verbundenen ersten Schaltkreiskarten und zweiten Schaltkreiskarten, welche jeweils eine Mehrschichtstruktur haben, bei der isolierende Schichten und Zwischenverbindungsschichten gemäß obiger Beschreibung abwechselnd aufeinander gestapelt sind, ist es möglich, daß die Anzahl von Verbindungssignalleitungen zwischen den beiden Karten wesentlich erhöht wird. Das heißt, in der ersten Schaltkreiskarte kann, da die Verbindungssignalleitungen unter den Zwischenverbindungsschichten aufgeteilt sind, welche in einer Vielzahl von Schichten vorgesehen sind, gegenüber einer FPC-Karte, welche gemäß dem Stand der Technik nur eine Zwischenverbindungsschicht hat, die Anzahl von Verbindungssignalleitungen erheblich erhöht werden. Auch ist es bei der zweiten Schaltkreis karte möglich, durch Zwischenverbindung der Anschlußflächen, die auf der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte ausgebildet sind, unter Verwendung der inneren Zwischenverbindungsschichten die Anzahl von Anschlußflächen, welche an der Verbindungsfläche ausgebildet werden, zu erhöhen und folglich ist es möglich, eine Anzahl von Anschlußflächen entsprechend der Anzahl von Verbindungssignalleitungen auf der ersten Schaltkreiskarte auszubilden.
Ein dritter Aspekt der Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einer Schaltkreiskarten-Verbindungsstruktur zur Verbindung einer ersten Schaltkreiskarte, in der ein thermoplastisches Harz als isolierendes Material verwendet wird, mit einer zweiten Schaltkreiskarte, welche als Träger-Leiterplatte dient. Bei dieser Schaltkreiskarte-Verbindungsstruktur hat die erste Schaltkreiskarte eine Mehrschichtstruktur, bei der isolierende Schichten aus thermoplastischem Harz und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinander gestapelt sind und um benachbarte Zwischenverbindungsschichten miteinander zu verbinden, sind Zwischenschichtverbindungsmaterialteile in den isolierenden Schichten angeordnet und die zweite Schaltkreiskarte hat ebenfalls eine Mehrschichtstruktur, bei der isolierende Schichten und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinander gestapelt sind und Zwischenschichtverbindungsmaterialteile zur elektrischen Verbindung benachbarter Zwischenverbindungsschicht miteinander sind in den Isolierschichten angeordnet.
Auch sind auf einer Isolierschichtoberfläche, welche eine Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte zur Verbindung mit der zweiten Schaltkreiskarte bildet, wenigstens erste Anschlußflächen als Verbindungsanschlüsse ausgebildet und die inneren Zwischenverbindungsschichten werden zur Verbindung der ersten Anschlußflächen unter einander verwendet und zweite Anschlußflächen dienen als Verbindungsanschlüsse und bilden Paare mit den ersten Anschlußflächen und sind auf der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte ausgebildet und innere Zwischenverbindungsschichten werden zur Verbindung der zweiten Anschlußflächen untereinander verwendet. Ein Anschlußflächenverbindungsmaterial ist auf wenigstens entweder den ersten Anschlußflächen oder den zweiten Anschlußflächen ausgebildet und die erste Schaltkreiskarte ist mit der zweiten Schaltkreiskarte durch die beiden Anschlußflächen verbunden, welche durch dieses Anschlußflächenverbindungsmaterial elektrisch verbunden sind und die Isolierschicht, welche die Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte bildet, ist an die Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte durch thermisches Schweißen angeheftet.
Somit sind bei einer 5chaltkreiskarten-Verbindungsstruktur gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung im Unterschied zu einer Verbindungsstruktur gemäß dem zweiten Aspekt gemäß obiger Beschreibung die ersten und zweiten Anschlußflächen zur Bildung der Verbindungsanschlüsse auf den Verbindungsflächen der ersten und zweiten Schaltkreiskarten mit jeweils Mehrschichtstrukturen ausgebildet. Diese ersten und zweiten Anschlußflächen werden durch ein Anschlußflächenverbindungsmaterial elektrisch verbunden. Auch mit dieser Art von Aufbau ist es möglich, Zwischenverbindungsschichten der ersten und zweiten Schaltkreiskarte an mehreren Stellen zu verbinden. Infolgedessen ist es möglich, eine Vielzahl von Verbindungssignalleitungen bereitzustellen, ohne daß die Breite der ersten Schaltkreiskarte erhöht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine perspektivische Darstellung, welche den Aufbau einer elektronischen Vorrichtung zeigt, bei der eine Verbindungsstruktur gemäß einer Ausführungsform der Erfindung angewendet wurde;
2 ist eine Schnittdarstellung, welche Verbindungsteile einer gedruckten Schaltkreiskarte 2 und einer FPC-Karte 3 zeigt;
3(a) bis 3(e) zeigen Stufe für Stufe in Schnittdarstellungen einen Herstellungsprozeß der FPC-Karte 3;
4 ist eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung von Formen von Zwischenverbindungsmuster 22, die auf einseitig gemusterten Filmen 21 zur Bildung der FPC-Karte 3 ausgebildet sind;
5 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verbindungsschrittes der gedruckten Schaltkreiskarte 2 mit der FPC-Karte 3;
6 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung jeweiliger Verbindungsflächen auf der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3;
7 ist eine Schnittdarstellung zur Veranschaulichung der Verformung der FPC-Karte 3 aufgrund eines Thermokompressionswerkzeugs 9 in einem Bereich, in welchem sich die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 überlappen;
8(a) bis 8(c) sind Schritt für Schritt Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines Teils eines Prozesses zur Herstellung einer FPC-Karte 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
9(a) und (b) sind Schritt für Schritt Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung eines Teils eines Prozesses zur Herstellung einer FPC-Karte 3 gemäß einer dritten Ausführungsform;
10 ist eine Draufsicht zur Veranschaulichung einer Abwandlung des Layouts von Anschlußflächen 32a auf der Verbindungsfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2; und
11 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Verbindungsstruktur für gedruckte Schaltkreiskarten nach dem Stand der Technik.
BESTE WEGE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun auf der Grundlage der beigefügten Zeichnung beschrieben.
1 zeigt den inneren Aufbau einer elektronischen Vorrichtung, bei der eine Verbindungsstruktur für eine gedruckte Schaltkreiskarte gemäß dieser ersten Ausführungsform angewendet wird. Innerhalb dieser elektronischen Vorrichtung sind eine gedruckte Schaltkreiskarte 1, welche eine erste Träger-Leiterplatte bildet und eine gedruckte Schaltkreiskarte 2, welche eine zweite Träger-Leiterplatte bildet, durch eine flexible gedruckte Schaltkreiskarte (FPC-Karte) 3 verbunden. Ruf der gedruckten Schaltkreiskarte 1 sind verschiedene (nicht gezeigte) elektronische Bauteile angeordnet, sowie ein Verbinder 4 zur Verbindung mit einer externen Vorrichtung. Auf der gedruckten Schaltkreiskarte 2 befinden sich verschiedene gekapselte Vorrichtungen 5 in dichter Anord nung. Mittels dieses Aufbaus ergibt sich ein Effekt der Verringerung von Auslegungsarbeit und Herstellungskosten, wenn beispielsweise ein gemeinsames Steuerfunktionsteil der elektronischen Vorrichtung auf der gedruckten Schaltkreiskarte 2 konzentriert ist und funktionelle Teile, welche sich abhängig von dem Produkttyp auf der gedruckten Schaltkreiskarte 1 konzentrieren, dann die gedruckte Schaltkreiskarte 2 gemeinsam verwendet werden kann.
Da eine gedruckte Schaltkreiskarte 2, auf der verschiedene gekapselte Vorrichtungen 5 in hoher Dichte angeordnet sind, wie in 1 gezeigt, in ihrer Größe gering gemacht werden kann, kann ein Beitrag geleistet werden, die Gesamtgröße der elektronischen Vorrichtung zu verringern. Die Breite einer FPC-Karte 3, welche mit der gedruckten Schaltkreiskarte 2 zu verbinden ist, welche auf diese Weise klein gemacht worden ist, wird jedoch durch die Größe der gedruckten Schaltkreiskarte 2 begrenzt. Es entsteht die Notwendigkeit, daß eine Vielzahl von Verbindungssignalleitungen, welche mit den dicht gepackten gekapselten Vorrichtungen 5 verbunden sind, innerhalb dieser begrenzten Breite ausgebildet werden muß.
Hierzu haben bei dieser Ausführungsform gemäß 2 die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 jeweils eine Mehrschichtstruktur, bei der isolierende Harzfilme 23, 33 und Zwischenverbindungsmuster 22, 32 abwechselnd aufeinander gestapelt sind und die beiden Karten 2, 3 verbunden sind. Da die Verbindung zwischen der gedruckten Schaltkreiskarte 1 und der FPC-Karte 3 auf gleiche Weise wie die Verbindung zwischen der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 durchgeführt wird, wird nachfolgend nur die Verbindungsstruktur der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 beschrieben.
Da die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 jeweils eine Mehrschichtstruktur haben und die beiden Karten 2, 3 gemäß obiger Erläuterung verbunden sind, kann die Anzahl von Verbindungssignalleitungen wesentlich erhöht werden. Genauer gesagt, in der FPC-Karte 3 kann, da die Verbindungssignalleitungen unter Zwischenverbindungsmustern 22 verteilt sind, die in mehreren Schichten vorhanden sind, wie in 2 gezeigt, gegenüber einer FPC-Karte mit nur einer Schicht von Zwischenverbindungsmustern gemäß dem Stand der Technik, die Anzahl, von Verbindungssignalleitungen wesentlich erhöht werden. Auch bei der gedruckten Schaltkreiskarte 2 kann durch Verdrahtung mit den Anschlußflächen 32a, welche als Verbindungsanschlüsse dienen und auf der Verbindungsfläche ausgebildet sind, was durch Zwischenverbindungsmuster 32 der inneren Schichten erfolgt, die Anzahl von Anschlußflächen 32a, welche auf dieser Verbindungsfläche ausgebildet werden können, erhöht werden. Infolgedessen kann eine Anzahl von Anschlußflächen 32a entsprechend der Anzahl von Verbindungssignalleitungen durch Verwendung der Mehrfachschichten in der FPC-Karte 3 erhöht werden.
Es sei festzuhalten, daß die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 miteinander verbunden werden, wobei Teile jeweils hiervon einander überlappen und in diesem Überlappungsbereich ist eine Schaltkreiskarte gebildet, mit der ersten gedruckten Schaltkreiskarte 2 als erstes Kartenteil und der FPC-Karte 3 als zweites Kartenteil und die beiden Kartenteile werden aufeinander gestapelt.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung der FPC-Karte 3 unter Verwendung der 3(a) bis (e) beschrieben. Da die gedruckte Schaltkreiskarte 2 auf gleiche weise wie die FPC-Karte 3 mit dem gleichen oder einem unterschiedlichen thermoplastischen Harz als iso lierendes Material hergestellt werden kann, wird ein Verfahren zur Herstellung der gedruckten Schaltkreiskarte 2 nicht beschrieben. Alternativ kann die gedruckte Schaltkreiskarte 2 durch ein bekanntes Aufbauverfahren oder ein Durchgangsblindlochverfahren (BVH) unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Harzes, beispielsweise eines Epoxyharzes auf Glasfaserbasis als isolierendes Material hergestellt werden.
In 3(a) ist 21 ein einseitig gemusterter Film mit einem Zwischenverbindungsmuster 22 mit Anschlußflächen 22a, geformt durch Mustern durch Ätzen einer leitfähigen Folie (in diesem Beispiel eine Kupferfolie mit einer Dicke von 18 μm), welche an einer Seite eines Harzfilmes 23 befestigt ist, der die Form einer flachen Platte hat und ein isolierendes Material ist. In diesem Beispiel wird als Harzfilm 23 ein thermoplatischer Harzfilm mit einer Dicke von 75 μm und bestehend aus Polyether, Ether, Ketonharz von 65 bis 35 Gew.% und Polyether-Imidoharz von 35 bis 65 Gew.% verwendet. Die leitfähige Folie wird durch Erhitzen ohne Verwendung eines Klebers an diesem Harzfilm 23 angeschweißt.
Wenn die Ausbildung des Zwischenverbindungsmusters 22 mit den Anschlußflächen 22a abgeschlossen ist, wie in 3(a) gezeigt, wird nachfolgend gemäß 3(b) ein Kohlendioxydlaser von der Seite des Harzfilms 23 her aufgestrahlt, um Durchgangsöffnungen 24 zu schaffen, welche Sacklöcher sind, welche jeweils eine Anschlußfläche 22a oder ein Zwischenverbindungsmuster 22 als Bodenfläche haben. Bei der Ausbildung der Durchgangslöcher 24 werden die Ausgangsleistung und die Bestrahlungszeit des Kohlendioxydlasers so eingestellt, daß in den Zwischenverbindungsmustern 22 keine Löcher erzeugt werden. Der Durchmesser der Durchgangsöffnungen 24 beträgt 50 bis 100 μm.
Wenn gemäß 3(b) die Ausbildung der Durchgangsöffnungen 24 abgeschlossen ist, werden nachfolgend gemäß 3(c) die Durchgangsöffnungen 24 mit einer leitfähigen Paste 50 gefüllt, um ein Zwischenschichtverbindungsmaterial zu erhalten. Die leitfähige Paste 50 ist eine, welche durch Hinzufügung einer Lösung von 6 g Ethyl-Zelluloseharz in 60 g Terpentinöl als organischem Lösungsmittel zu 300 g Zinnpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 5 μm, einem spezifischen Oberflächenbereich von 0,5 m²/g und zu 300 g Silberpartikeln mit durchschnittlichem Partikeldurchmesser von 1 μm, einem speziellen Oberflächenbereich von 1,2 m²/g und durch Durchkneten in einem Mixer zu einer Paste hergestellt wird.
Hierbei wird das Ethyl-Zelluloseharz hinzugefügt, um der leitfähigen Paste 50 Automorphismus zu verleihen und ein Acrylharz oder dergleichen kann alternativ als ein Mittel zur Erzeugung von Automorphismus verwendet werden.
Nachdem die leitfähige Paste 50 in die Durchgangsöffnungen 24 des einseitig gemusterten Filmes 21 durch Aufbringen mit einer Siebdruckmaschine unter Verwendung einer Metallmaske gefüllt worden ist, wird das Terpentinöl bei 140 bis 160 °C ungefähr 30 Minuten lang getrocknet.
Bevor die leitfähige Paste 50 in die Durchgangsöffnungen 24 gefüllt wird, können die Teile der Zwischenverbindungsmuster 22, welche in Richtung der Durchgangsöffnungen 24 weisen, dünngeätzt oder verkleinert werden. Wenn dies getan wird, können Durchgangsverbindungen, welche später beschrieben werden, besser erhalten werden.
Sodann werden gemäß 3(d) mehrere einseitig gemusterte Filme 21 (in diesem Beispiel drei) übereinander gestapelt und ein Harzfilm 23 mit keinen Zwischenverbin dungsmustern 22 hierauf wird weiter auf die Seite aufgestapelt, wo die Zwischenverbindungsmuster 22 eines einseitig gemusterten Filmes 21 freiliegen. Zu diesem Zeitpunkt sind alle aufeinandergestapelten einseitig gemusterten Filme 21 so aufeinandergestapelt, daß ihre Seite, auf der die Zwischenverbindungsmuster 22 vorhanden sind, die obere Seite ist. Im Ergebnis erscheinen auf der gegenüberliegenden Fläche zu der Fläche, auf der der Harzfilm 23 aufgestapelt ist, die Durchgangsöffnungen 24, welche mit der leitfähigen Paste 50 gefüllt sind.
Hierbei sind annähernde Formen der Zwischenverbindungsmuster 22, welche in den drei aufeinandergestapelten einseitig gemusterten Filmen 21 ausgebildet sind, in 4 gezeigt. Wie im Detail noch erläutert wird, sind in diesem Beispiel Durchgangsöffnungen 24 und Anschlußflächen 22a zur Erzielung einer elektrischen Verbindung zwischen einer gedruckten Schaltkreiskarte 2 und einer FPC-Karte in zwei Reihen angeordnet, welche sich in Längsrichtung der FPC-Karte 3 erstrecken. Hierzu werden die Zwischenverbindungsmuster 22 und die Anschlußflächen 22a der unterschiedlichen Schichten so gebildet, daß die Zwischenverbindungsmuster 22 des einseitig gemusterten Filmes 21, der in 4 auf der Oberseite liegt, über die leitfähige Paste 50 mit Anschlußflächen 22a des einseitig gemusterten Filmes 21 der Bodenschicht verbunden sind.
Wenn die einseitig gemusterten Filme 21 und der Harzfilm 23 gemäß 3(d) aufeinandergestapelt worden sind, werden sie erhitzt und von den oberen und unteren Flächen durch eine Vakuum-Thermopreßmaschine zusammengedrückt, welche in der Zeichnung nicht gezeigt ist. In diesem Beispiel werden sie auf eine Temperatur von 330 °C bis 350 °C erhitzt und bei einem Druck von 1 bis 10 MPa für 40 bis 60 Minuten gepreßt. Im Ergebnis weichen gemäß
3(e) die einseitig gemusterten Filme 21 und der Harzfilm 23 auf und verformen sich plastisch und haften aneinander. Da die Harzfilme 23 alle aus dem gleichen thermoplastischen Harzmaterial gefertigt sind, schmelzen sie problemlos thermisch auf und werden eine integrierte isolierende Schaltkreiskarte. Da zu diesem Zeitpunkt die FPC-Karte 3 durch Aufeinanderstapeln einseitig gemusterter Filme 21 und eines Harzfilmes 23 jeweils in Form einer flachen Platte gefertigt wird, hat sie insgesamt die Form einer flachen Platte. Nach dem Erhitzen und Pressen erfolgt Abkühlung auf Raumtemperatur und das thermoplastische Harz härtet wieder aus.
Auch backt die leitfähige Paste 50 in den Durchgangsöffnungen 24 aus und integriert sich und wird eine leitfähige Zusammensetzung 51 und bildet die Fusionsübergänge mit den benachbarten Zwischenverbindungsmustern 22. Hierdurch erfolgt eine Zwischenschichtverbindung zwischen den benachbarten Zwischenverbindungsmustern 22. Mittels derartiger Schritte wird eine FPC-Karte 3 mit einer Mehrfachschichtstruktur erhalten, in der isolierende Harzfilme 23 und Zwischenverbindungsmuster 22 abwechselnd aufeinander gestapelt sind.
Der Mechanismus der Zwischenschichtverbindung der Zwischenverbindungsmuster 22 wird nun kurz erläutert. Die leitfähige Paste 50, welche in die Durchgangsöffnungen 24 eingefüllt und getrocknet wird, enthält Zinnpartikel und Silberpartikel in einem gemischten Zustand. Wenn diese Paste 50 auf 300 bis 350 °C erhitzt wird, schmelzen, da der Schmelzpunkt der Zinnpartikel 232 °C beträgt und der Schmelzpunkt der Silberpartikel 961 °C beträgt, die Zinnpartikel und haften an den Silberpartikeln, um diese zu überziehen.
Wenn in diesem Zustand die Erhitzung fortgeführt wird, beginnt das geschmolzene Zinn damit, durch die Oberflächen der Silberpartikel zu diffundieren und bildet eine Legierung aus Zinn und Silber (mit einem Schmelzpunkt von 480 °C). Da zu diesem Zeitpunkt ein Druck von 1 bis 10 MPa auf die leitfähige Paste 50 aufgebracht wird, wird zusammen mit der Ausbildung von Zinn und Silber in eine Legierung im Inneren der Durchgangsöffnungen 24 die leitfähige Zusammensetzung 51 bestehend aus einer durch Ausbacken integrierten Legierung gebildet.
Wenn die leitfähige Zusammensetzung 51 innerhalb der Durchgangsöffnungen 24 gebildet wird, wird sie, da diese leitfähige Zusammensetzung 51 unter Druck steht, mit den Flächen der Zwischenverbindungsmuster 22, welche die Böden der Durchgangsöffnungen 24 bilden, unter Druck verschweißt. Im Ergebnis erfahren die Zinnkomponente in der leitfähigen Zusammensetzung 51 und die Kupferkomponente der Kupferfolie, welche die Zwischenverbindungsmuster 22 bilden, eine Festphasendiffundierung ineinander und eine Festphasendiffusionsschicht wird an der Schnittstelle zwischen der leitfähigen Zusammensetzung 51 und den Zwischenverbindungsmustern 22 gebildet und verbindet diese elektrisch.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Verbindung der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 auf der Grundlage der 5 und 6 beschrieben.
6 ist eine Ansicht, die Verbindungsflächen der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 zeigt. Gemäß 6 ist eine Mehrzahl von Anschlußflächen 32a in zwei Reihen an der oberen Fläche (Verbindungsfläche) der gedruckten Schaltkreiskarte 2 angeordnet. Die Verbindung von Zwischenverbindungen dieser Anschlußflächen 32a erfolgt durch Zwischenverbindungsmuster 32, Anschlußflächen 32a und der leitfähigen Zusammensetzung 51 in den inneren Schichten der gedruckten Schaltkreiskarte 2. Da es nicht notwendig ist, Zwischenverbindungsmuster 32 auf der Verbindungsfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2 auszubilden und Zwischenverbindungen hierzu zu verlegen, kann infolgedessen ein freier Bereich zur Ausbildung der Anschlußflächen 32a bereitgestellt werden. Nebenbei, es ist nicht notwendig, alle Anschlußflächen 32a auf der Verbindungsfläche mittels Zwischenverbindungsmustern 32 auf den inneren Schichten zu verbinden und wenn es Platz zur Ausbildung von Zwischenverbindungsmustern 32 auf der Verbindungsfläche gibt, können Zwischenverbindungsmuster 32, welche mit einigen der Anschlußflächen 32a verbunden sind, auf der Verbindungsfläche ausgebildet werden.
Auf der Verbindungsfläche der FPC-Karte 3 sind demgegenüber die Durchgangsöffnungen 24 an Positionen entsprechend den Anschlußflächen 32a auf der gedruckten Schaltkreiskarte 2 ausgebildet und diese Durchgangsöffnungen 24 sind mit der obengenannten leitfähigen Zusammensetzung 51 gefüllt.
Sodann wird die FPC-Karte 3 auf die gedruckte Schaltkreiskarte 2 aufgelegt und hierzu ausgerichtet. Das heißt, die Verbindungsfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und die Verbindungsfläche der FPC-Karte 3 werden so ausgerichtet, daß die Anordnungen der leitfähigen Zusammensetzung 51 auf der FPC-Karte 3 den Anschlußflächen 32a auf der Verbindungsfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2 gegenüberliegen.
Bevor die Verbindungsfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und die Verbindungsfläche der FPC-Karte 3 übereinander gelegt werden, wird bevorzugt wenigstens eine der Verbindungsflächen mit UV-Licht bestrahlt (beispielsweise UV-Licht einer Wellenlänge von 185 nm) oder mit einem Plasma behandelt, um die Verbindungsfläche aufzurauhen. Durch die Oberflächenaufrauhung der Verbindungsflächen auf diese Weise ist es möglich, die Haltefestigkeit zu erhöhen, wenn das thermoplastische Harz der FPC-Karte sich verformt und an dem Harz der Verbindungsfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2 anhaftet. Das heißt, wenn eine Verbindungsfläche aufgerauht wird, wird der Oberflächenbereich erhöht, da kleinste Unregelmäßigkeiten auf dieser Oberfläche ausgebildet werden und ebenso entsteht ein Verankerungseffekt zwischen den Verbindungsflächen. Da die Bestrahlung mit UV-Licht oder einem Plasma auch erwarten läßt, daß sich der Effekt der Entfernung von Fremdkörpern von der Verbindungsfläche ergibt, trägt es auch zu einer Verbesserung der Haltefestigkeit bei.
Wenn als thermoplastisches Harz ein Flüssigkristallpolymer verwendet wird, wie nachfolgend beschrieben wird, ist die Bestrahlung mit UV-Licht besonders wirksam bei der Erhöhung der Haltefestigkeit. Wenn ein Flüssigkristallpolymer mit UV-Licht bestrahlt wird, wird die chemische Struktur des Flüssigkristallpolymers an dem bestrahlten Teil teilweise aufgebrochen und funktionelle Gruppen wie Hydroxylgruppen (OH) und Carboxylgruppen (COOH) erscheinen an der Oberfläche. Da solche funktionellen Gruppen an der Oberfläche des Flüssigkristallpolymers chemisch mit dem Harz der anderen Schaltkreiskarte, mit welcher sie verbunden wird, reagiert, trägt dies zu den obengenannten Effekten bei und erhöht die Haltefestigkeit noch weiter.
Danach wird die Verbindungsstelle, wo die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 einander überlappen, mittels des Thermokompressions-Werkzeuges 9 unter Druck gesetzt und erhitzt. Das Thermokompressions-Werkzeug 9 drückt über eine SUS-Platte 10 gegen die FPC-Karte 3. Die SUS-Platte 10 überträgt Hitze und eine Druckkraft von dem Thermokompressions-Werkzeug 9 auf die Verbindungsstelle (den Überlappungsbereich) zwischen der gedruckten Schaltkreiskarte und der FPC-Karte 3. Weiterhin hat die SUS-Platte 10 schräg verlaufende Teile 10a an ihren Enden in Längsrichtung der FPC-Karte 3 und diese schräg verlaufenden Teile 10a haben die Funktion, Wärmesenkenplatten 11 aus einem Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit (z.B. Kupfer) zu halten.
Die Glasübergangstemperatur des thermoplastischen Harzes, welches die FPC-Karte 3 bildet, beträgt 150 °C bis 230 °C und das Thermokompressions-Werkzeug 9 übt einen Druck auf die Verbindungsstelle der beiden Karten 2, 3 aus, während es auf eine Temperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur dieses thermoplastischen Harzes erhitzt ist und auf eine Temperatur, bei der die Zinnkomponente von der leitfähigen Zusammensetzung 51 in die Anschlußflächen 32a diffundiert. Beispielsweise beträgt die Erwärmungstemperatur 300 °C bis 350 °C und das Erhitzen und Unterdrucksetzen werden für 15 Sekunden bis 25 Sekunden aufrechterhalten. In diesem Beispiel wird ein Thermokompressions-Werkzeug 9 des Impulserhitzungstyps verwendet.
Durch diese Thermokompressions-Anheftung mittels des Thermokompressions-Werkzeugs 9 wird, während Metalldiffusionsübergänge zwischen der leitfähigen Komposition 51 und den Anschlußflächen 32a gebildet werden, das thermoplastische Harz, welches die FPC-Karte 1 bildet, erweicht und verformt und gelangt in engen Kontakt mit der Kontaktfläche der gedruckten Schaltkreiskarte 2.
Wenn in dieser Ausführungsform das thermoplastische Harz, welches die FPC-Karte 3 bildet, mittels des Thermokompressions-Werkzeugs 9 erweicht und verformt wird, wer den die Enden des Thermokompressions-Werkzeugs 9 in Längsrichtung der FPC-Karte 3 durch die Wärmesenkenplatten 11 abgekühlt. Infolgedessen kann eine überhohe Verformung des thermoplastischen Harzes an den Enden des Thermokompressions-Werkzeugs 9 in Längsrichtung der FPC-Karte 3 unterdrückt werden. Mit anderen Worten, da die Wärmesenkenplatten 11 an der SUS-Platte 10 an den Enden der Verbindungsfläche der FPC-Karte 3 vorgesehen sind, wird, obgleich Wärme durch das Thermokompressions-Werkzeug 9 aufgebracht wird, ein Temperaturanstieg im Harz der FPC-Karte 3 an diesen Enden unterdrückt, und das Harz neigt nicht zum Fließen. Infolgedessen, selbst wenn das Thermokompressions-Werkzeug 9 niedergedrückt wird, wird die Dicke der FPC-Karte 3 nicht zu gering und Dickenänderungen in der FPC-Karte 3 können gleichverlaufend gemacht werden. Aufgrund hiervon kann, selbst wenn eine Biegebelastung auf die FPC-Karte einwirkt, die Haltbarkeit der Schaltkreiskarte 1 gegenüber dieser Biegebelastung ausreichend sichergestellt werden.
Ein Beispiel nach dem Stand der Technik einer FPC-Karte 3, gegen welche das Thermokompressions-Werkzeug 9 nach dem Erwärmen gedrückt wird und das Andrücken mit dem Thermokompressions-Werkzeug 9 durchgeführt wird, ist in 7 gezeigt. Wie in 7 gezeigt, ist als eine Spur des Erwärmens und Niederdrückens, durchgeführt durch das Thermokompressions-Werkzeug 9, die Dicke der FPC-Karte 3 in dem Aufbringbereich etwas geringer als die Dicke in dem Nicht-Aufbringbereich. D.h., als Ergebnis des Einflusses der Wärmeabsenkung aufgrund der Wärmesenkenplatten 11 erfolgt praktisch keine Verformung am Umfang des Aufbringbereichs; die Verformung (Ausdünnung) an dem Aufbringbereich wird somit gering gehalten. Im Ergebnis ändert sich an der Grenze zwischen dem Aufbringbereich und dem Nicht-Aufbringbereich die Dicke der FPC-Karte 3 nicht aprupt.
Wenn das thermoplastische Harz der FPC-Karte 3 mittels des Thermokompressions-Werkzeugs 9 gemäß obiger Beschreibung erweicht wird, kann erwartet werden, wenn die gedruckte Schaltkreiskarte 2 ebenfalls das thermoplastische Harz als ein isolierendes Material verwendet, daß das thermoplastische Harz der gedruckten Schaltkreiskarte 2, welche als Träger-Leiterplatte dient, sich ebenfalls verformt. Da jedoch verschiedene Packungsvorrichtungen auf der gedruckten Schaltkreiskarte 2 angeordnet sind, ist es unter Berücksichtigung von Isolation und Problemen wie Kurzschluß und Bruch von Zwischenverbindungen bevorzugt, daß eine Verformung des isolierenden Materials der gedruckten Schaltkreiskarte 2 unterdrückt wird.
Dies kann erreicht werden, indem als thermoplastisches Harz, welches die Harzfilme 23 der FPC-Karte 3 bildet, ein thermoplastisches Harzmaterial mit niedrigerem Schmelzpunkt als das thermoplastische Harz verwendet wird, welches die isolierenden Filme 33 der gedruckten Schaltkreiskarte 2 bildet. Wenn beispielsweise das oben genannte thermoplastische Harz aus PEEK und PEI als thermoplastisches Harzmaterial für die FPC-Karte 3 verwendet wird, wird als thermoplastisches Harzmaterial der gedruckten Schaltkreiskarte 2 ein Flüssigkristallpolymer des II-Typs mit einem Flüssigkristallübergangspunkt von 285°C oder ein Flüssigkristallpolymer des I-Typs mit einem Flüssigkristallübergangspunkt von 335°C verwendet. Die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 können beide aus einem Flüssigkristallpolymer gefertigt werden und in diesem Fall wird ein Flüssigkristallpolymer des III-Typs mit einem Flüssigkristallübergangspunkt von 210°C den oben erwähnten Flüssigkristallpolymeren des I-Typs und II-Typs hinzugefügt und die Kombination wird so verwendet, daß der Flüssigkristallübergangspunkt der gedruckten Schaltkreiskarte 2 höher liegt. Auch im Fall von Flüssigkristallpolymeren könnte, da der Schmelzpunkt sich mit dem Molekulargewicht ändert, beispielsweise ein I-Typ-LCP mit einem niedrigen Molekulargewicht als Material für die FPC-Karte 3 verwendet werden und ein I-Typ-LCP mit einem normalen Molekulargewicht wird dann als Material für die gedruckte Schaltkreiskarte 2 verwendet.
Zweite Ausführungsform
Nachfolgend wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Bei dieser zweiten Ausführungsform unterscheidet sich nur das Verfahren zur Ausbildung der FPC-Karte 3 von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform. Nachfolgend werden diejenigen Punkte beschrieben, welche sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform sind gemäß 3(d) in den gestapelten einseitig gemusterten Filmen 21 die Durchgangsöffnungen 24 auch in dem einseitig gemusterten Film 21 der untersten Schicht ausgebildet, der die Verbindungsfläche zur Verbindung mit der gedruckten Schaltkreiskarte 2 bildet und die leitfähige Paste 50 wird ebenfalls in diese Durchgangsöffnungen 24 eingefüllt. Dann werden durch die gestapelten einseitig gemusterten Filme 21 und einen Kunstharzfilm 22, welche erhitzt und zusammengedrückt werden, die Filme 21, 23 zusammengeheftet, um die FPC-Karte 3 zu bilden.
Was dies betrifft, so werden bei dem Ausbildungsverfahren der FPC-Karte 3 dieser zweiten Ausführungsform gemäß 8(a) Filme 21, 21a und 23 ohne Durchgangsöffnungen 24 in dem einseitig gemusterten Film 21a der Bodenschicht, welche die Verbindungsfläche zur Verbindung mit der gedruckten Schaltkreiskarte 2 bildet, aufeinandergestapelt. Dann werden gemäß 8(b) auf gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform die aufeinander gestapelten Filme 21, 21a, 23 von den oberen und unteren Seiten her erhitzt und zusammengedrückt, um eine FPC-Karte 3a zu bilden.
Nachdem die FPC-Karte 3a auf diese Weise gebildet worden ist, wird ein Laserstrahl von der Seite her, auf der die Verbindungsfläche zur Verbindung mit der gedruckten Schaltkreiskarte 2 liegt, an Positionen entsprechend den Anschlußflächen 22a der Zwischenverbindungsmuster 22 gerichtet, welche im Inneren ausgebildet sind. Durch einen Öffnungsbildungseffekt, der durch diese Laserstrahlbestrahlung bewirkt wird, werden Durchgangsöffnungen 24a gebildet, welche zu den Anschlußflächen 22a reichen.
Danach werden gemäß 8(c) die Durchgangsöffnungen 24a, welche so ausgebildet worden sind, mit einem Verbindungsmaterial gefüllt, um eine Verbindung mit den Anschlußflächen 32a der gedruckten Schaltkreiskarte 2 zu bewirken. Als Verbindungsmaterial kann ein Lot der Zinn-Blei-Familie, der Zinn-Silber-Familie oder der Zinn-Kupfer-Familie oder eine leitfähige Paste der Zinn-Blei-Familie, der Zinn-Silber-Familie oder der Zinn-Kupfer-Familie verwendet werden, welche mit der gleichen Technik wie in der ersten Ausführungsform gebildet wird.
Zum Einfüllen des Lotes in die Durchgangsöffnungen 24a kann ein Plattierungsprozeß durchgeführt werden, oder das Lot kann in Pastenform gemacht werden und eingefüllt werden.
Bei dem Ausbildungsverfahren der FPC-Karte 3 dieser zweiten Ausführungsform kann ein Verbindungsmaterial, welches zu der Verbindungsfläche zur Verbindung mit der gedruckten Schaltkreiskarte 2 hin freiliegt, nach der Ausbildung der FPC-Karte 3 vorgesehen werden. Infolgedessen ergibt sich der Vorteil, daß irgendeines aus ver schiedenen Verbindungsmaterialien verwendet werden kann, ohne daß die Wärme und der Druck bei dem Ausbildungsprozeß der FCP-Karte 3 berücksichtigt werden müssen.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In dieser dritten Ausführungsform unterscheidet sich der Aufbau der FPC-Karte 3 von demjenigen der ersten Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung. Nachfolgend werden Punkte beschrieben, welche unterschiedlich zur ersten Ausführungsform sind.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden die Durchgangsöffnungen 24 in der Verbindungsfläche der FPC-Karte 3 zur Verbindung mit der gedruckten Schaltkreiskarte 2 ausgebildet und diese werden mit der leitfähigen Zusammensetzung 51 gefüllt.
Was dies betrifft, so werden bei dieser dritten Ausführungsform die Anschlußflächen 22a auf der Verbindungsfläche einer FPC 3b zur Verbindung mit einer gedruckten Schaltkreiskarte 2 ausgebildet und auf diesen Anschlußflächen 22a wird ein Verbindungsmaterial zur Verbindung mit Anschlußflächen 32a der gedruckten Schaltkreiskarte 2 ausgebildet. Details hiervon werden unter Verwendung der 9(a) und (b) nachfolgend beschrieben.
Zunächst wird wie in 9(a) gezeigt, in einem Filmstapelschritt ein Harzfilm 23 mit keinen Zwischenverbindungsmustern darauf nicht verwendet und einseitig gemusterte Filme 21, welche alle Zwischenverbindungsmuster 22 hierauf haben, werden verwendet. In diesem Fall werden alle einseitig gemusterten Filme 21 in gleicher Ausrichtung aufeinandergestapelt, wobei die Fläche, auf der die Zwischenverbindungsmuster 22 ausgebildet sind, die untere Fläche ist. Infolgedessen liegen gemäß 9(a) in dem Stapel der mehrfachen einseitig gemusterten Filme 21 Zwischenverbindungsmuster 22 (Anschlußflächen 22a) an der Bodenfläche frei.
Nachfolgend wird auf gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform der Stapel von einseitig gemusterten Filmen 21 von den oberen und unteren Seiten her erwärmt und zusammengedrückt, um eine FPC-Karte 3b zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt werden gemäß 9(b) die Anschlußflächen 22a, welche an der Bodenfläche der FPC-Karte 3b freiliegen, zumindest teilweise in den Harzteil eingebettet und somit fest mit der FPC-Karte 3b verbunden. Danach wird ein Lot der Zinn-Blei-Familie, der Zinn-Silber-Familie oder der Zinn-Kupfer-Familie aufplattiert oder ein pastenförmiges Lot wird aufgebracht, und zwar auf die Oberflächen der freiliegenden Anschlußflächen 22a. Durch diese Mittel wird ein Verbindungsmaterial zur Verbindung der Anschlußflächen 22a der FPC-Karte 3 und der Anschlußflächen 32a der gedruckten Schaltkreiskarte 2 gebildet. Dieses Verbindungsmaterial kann alternativ auf den Anschlußflächen 32a der gedruckten Schaltkreiskarte 2 ausgebildet werden.
Auch bei dieser vierten Ausführungsform können die Anschlußflächen 32a der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und die Anschlußflächen 22a der FPC-Karte 3 an einer Vielzahl von Stellen verbunden werden. Infolgedessen kann eine Vielzahl von Verbindungssignalleitungen zwischen der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 ohne Verbreiterung der FPC-Karte 3 vorgesehen werden.
Obgleich einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben worden sind, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und eine Vielzahl von Änderungen ist möglich.
Beispielsweise wurde in der ersten Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung die Verbindung zwischen der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 durch Anschlußflächen 32a und die Stopfen von leitfähiger Zusammensetzung 51 bewirkt, welche jeweils in zwei Reihen angeordnet sind. Jedoch kann alternativ eine Anordnung der Anschlußflächen 32a und der Stopfen aus der leitfähigen Zusammensetzung 51 anders als eine zweireihige Anordnung verwendet werden, solange sie zumindest in zwei Dimensionen angeordnet sind und die Anschlußflächen wirksam zur Ausbildung der Anschlußflächen 32a und der Stopfen aus der leitfähigen Zusammensetzung 51 verwendet werden können. Beispielsweise können gemäß 10 die Anschlußflächen 32a und die Stopfen aus der leitfähigen Zusammensetzung 51 jeweils in der entsprechenden Anschlußfläche gitterförmig angeordnet werden. Da in diesem Fall der gesamte Bereich der Verbindungsfläche zur Ausbildung der Anschlußflächen 32a und der Stopfen der leitfähigen Zusammensetzung 51 verwendet werden kann, kann die Anzahl von Anschlußflächen 32a und von Stopfen aus der leitfähigen Zusammensetzung 51, welche ausbildbar sind, wesentlich erhöht werden.
Während in der ersten Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung eine leitfähige Zusammensetzung 51 mit Zinn und Silber in die Durchgangsöffnungen 24 der FPC-Karten 3 eingefüllt und als Verbindungsmaterial zur Verbindung mit den Anschlußflächen 32a verwendet wurde, kann alternativ wie in der zweiten und dritten Ausführungsform beschrieben, ein anderes Material in den Durchgangsöffnungen ausgebildet werden. Beispielsweise kann ein Metallmaterial mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise ein Lot in die Durchgangsöffnungen 24 durch Plattieren eingefüllt werden oder auf die leitfähige Zusammensetzung 51 aufgebracht werden. Die Verwendung von Zinn und Silber, was ein Metall mit einem höheren Schmelzpunkt als Zinn ist, ist je doch bevorzugt, da, wenn die beiden legiert werden, um die leitfähige Zusammensetzung 51 zu werden, aufgrund des höheren Schmelzpunktes als der Schmelzpunkt von Zinn selbst bei einem Erhitzungsschritt, beispielsweise nach einem nachfolgend durchgeführten Reflow-Vorgang, es nicht wieder aufschmilzt und eine hohe Verbindungszuverlässigkeit erhalten wird.
Als das isolierende Harzmaterial der FPC-Karte 3 kann neben der oben erwähnten Mischung aus PEEK und PEI oder Flüssigkristallpolymeren entweder PEI oder PEEK alleine verwendet werden. Auch können als Beispiele andere isolierende Harzmaterialien der FPC-Karte 3 Polyphenylensulfid (PPS), Polyethylenenaphthalat (PEN) oder Polyethylenterephthalat (PET) verwendet werden.
Die Form der Anschlußflächen des Zwischenverbindungsmusters 22, 23 kann quadratische Anschlußflächen, runden Anschlußflächen oder unregelmäßige Anschlußflächen umfassen. Da es jedoch vom Gesichtspunkt der Sicherstellung der Verbindungszuverlässigkeit bevorzugt ist, daß sie einen größeren Durchmesser als die Durchgangsöffnungen 24 (50μm bis 100μm) haben, beträgt ihr Durchmesser bevorzugt beispielsweise ungefähr 150μm bis 250μm.
Obgleich in den oben beschriebenen Ausführungsformen die gedruckte Schaltkreiskarte 2 und die FPC-Karte 3 verbunden werden, indem ihre Endteile überlappen und die beiden Karten sich in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, können die Endteile der beiden Karten alternativ mit den beiden Karten verbunden werden, welche sich in gleicher Richtung erstrecken oder bei wenigstens einer der Karten kann nicht deren Endteil, sondern deren mittiger Teil verbunden werden.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung hat als Aufgabe, die Anzahl von Verbindungssignalleitungen zwischen zwei verbundenen Schaltkreiskarten wesentlich zu erhöhen, ohne daß die Breite der Schaltkreiskarten vergrößert wird. Hierzu werden eine gedruckte Schaltkreiskarte 2 und eine FPC-Karte 3, welche miteinander zu verbinden sind, jeweils in einer Mehrfachschichtstruktur ausgelegt, wobei isolierende Filme 23, 33 und Zwischenverbindungsmuster 22, 32 abwechselnd aufeinander gestapelt sind. In der FPC-Karte 3 sind Verbindungssignalleitungen zwischen den mehrfach geschichteten Verbindungsmustern 22 verteilt und in der gedruckten Schaltkreiskarte 2 ist eine Verbindung mit Anschlußflächen 32a, welche in einer Verbindungfläche hiervon ausgebildet sind, unter Verwendung der Zwischenverbindungsmuster 32 der inneren Schichten durchgeführt. Hierdurch ist es möglich, die Anzahl von Verbindungssignalleitungen zwischen der gedruckten Schaltkreiskarte 2 und der FPC-Karte 3 erheblich zu vergrößern.

Claims

Eine Schaltkreiskarte mit einem flachen plattenförmigen ersten Kartenteil und einem flachen plattenförmigen zweiten Kartenteil, welche in einem Teilbereich des ersten Kartenteils aufeinandergestapelt sind, wobei die Schaltkreiskarte dadurch gekennzeichnet ist, daß der erste Kartenteil und der zweite Kartenteil jeweils ein Substrat in flacher Plattenform aufweisen, wobei eine Mehrzahl von Zwischenverbindungsmustern innerhalb des Substrates so angeordnet ist, daß eine Mehrzahl von Schichten in Dickenrichtung gebildet wird und wobei eine Mehrzahl von Zwischenschichtverbindungsteilen innerhalb des Substrats zur Verbindung der Zwischenverbindungsmuster angeordnet ist, welche unterschiedlichen Schichten zugehörig sind; wenigstens entweder das Substrat des ersten Kartenteils oder das Substrat des zweiten Kartenteils aus einem thermoplastischen Harz gefertigt ist; das erste Kartenteil und das zweite Kartenteil an ihren übereinandergestapelten Bereichen durch das thermoplastische Harz verbunden sind, welches aufgeschmolzen und dann ausgehärtet wird; eine Mehrzahl erster Zwischenverbindungsmuster in dem Stapelbereich der ersten Schaltkreiskarte angeordnet ist; eine Mehrzahl zweiter Zwischenverbindungsmuster in dem Stapelbereich der zweiten Schaltkreiskarte angeordnet ist, so daß sie Paare mit der Mehrzahl der ersten Zwischenverbindungsmuster bilden; und zwischen den Paaren der ersten Zwischenverbindungsmuster und der zweiten Zwischenverbindungsmuster Zwischenkartenverbindungsmuster ausgebildet sind, um ein Verbindungsmaterial zu bilden, welches bei einer Temperatur, die aufgebracht wird, um das thermoplastische Harz zu schmelzen, zumindest teilweise schmilzt, um die ersten und zweiten Zwischenverbindungsmuster elektrisch miteinander zu verbinden.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des zweiten Kartenteils auf das erste Kartenteil aufgestapelt ist.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Kartenteil verformbarer als das erste Kartenteil ist.
Eine Schaltkreiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat des ersten Kartenteils und das Substrat des zweiten Kartenteils jeweils aus einem thermoplastischen Harz gefertigt ist.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat des ersten Kartenteils und das Substrat des zweiten Kartenteils aus einem identischen thermoplastischen Harz gefertigt sind.
Eine Schaltkreiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Kartenteil und dem zweiten Kartenteil die Zwischenschichtverbindungsteile des Kartenteils als Substrat ein thermoplastisches Harz haben und die Zwischenkartenverbindungsteile aus dem gleichen Verbindungsmaterial sind.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial Zinn und Silber als Hauptbestandteile beinhaltet.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Kartenteil und dem zweiten Kartenteil die Zwischenkartenverbindungsteile zu dem Kartenteil gehören, welches als Substrat ein thermoplastisches Harz hat.
Eine Schaltkreiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Kartenteil und dem zweiten Kartenteil die Zwischenschichtverbindungsteile zu dem Kartenteil gehören, welches als Substrat ein thermoplastisches Harz hat und die Zwischenkartenverbindungsteile aus unterschiedlichen Verbindungsmaterialien sind.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschichtverbindungsteile aus einem Verbindungsmaterial mit Zinn und Silber als Hauptbestandteilen sind und die Zwischenkartenverbindungsteile ein Verbindungsmaterial mit einem Lot oder einer leitfähigen Paste aus der Zinn-Blei-Familie oder der Zinn-Silber-Familie oder der Zinn-Kupfer-Familien beinhalten.
Eine Schaltkreiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zwischenverbindungsmuster so angeordnet sind, daß sie wenigstens zwei Reihen bilden.
Eine Schaltkreiskarte nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Kartenteil und dem zweiten Kartenteil der Kartenteil, der als Substrat das thermoplastische Harz hat, den Stapelbereich und einen Nicht-Stapelbereich hat, der nicht auf den anderen Kartenteil gestapelt ist, wobei in dem Stapelbereich eine Spur verbleibt, welche von einer größeren Anzahl von Aufschmelzungen und Aushärtungen als im Nicht-Stapelbereich herrührt.
Eine Schaltkreiskarte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Spur eine Markierung in dem Stapelbereich verbleibt, welche von dem Pressen des thermoplastischen Harzes herrührt.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur zur Verbindung einer ersten Schaltkreiskarte, bei der ein thermoplastisches Harz als isolierendes Material verwendet wird, mit einer zweiten Schaltkreiskarte, welche als Träger-Leiterplatte dient, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltkreiskarte eine Mehrschichtstruktur hat, bei der isolierende Schichten aus einem thermoplastischen Harz und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinandergestapelt sind, um elektrisch benachbarte Zwischenverbindungsschichten miteinander zu verbinden und wobei ein Zwischenschichtverbindungsmaterial in den isolierenden Schichten angeordnet ist; in einer isolierenden Schicht, welche eine Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte zur Verbindung mit der zweiten Schaltkreiskarte bildet, Durchgangsöffnungen ausgebildet sind, welche die inneren Zwischenverbindungsschichten erreichen, wobei diese Durchgangsöffnungen mit einem leitfähigen Material gefüllt sind; die zweite Schaltkreiskarte eine Mehrfachschichtstruktur hat, bei der isolierende Schichten und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinandergestapelt sind und ein Zwischenschichtverbindungsmaterial zur elektrischen Verbindung benachbarter Zwischenverbindungsschichten miteinander in den isolierenden Schichten angeordnet ist; wenigstens Anschlußflächen als Verbindungsanschlüsse dienen und in einer Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte ausgebildet sind, wobei innere Zwischenverbindungsschichten zur Zwischenverbindung dieser Anschlußflächen verwendet werden; und die erste Schaltkreiskarte mit der zweiten Schaltkreiskarte durch das Verbindungsmaterial der ersten Schaltkreiskarte verbunden ist, welches elektrisch mit den Anschlußflächen der zweiten Schaltkreiskarte verbunden ist, wobei die isolierende Schicht die Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte bildet und an der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte durch thermisches Schweißen angeheftet ist.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die isolierenden Schichten der zweiten Schaltkreiskarte aus einem thermoplastischen Harz sind, dann als thermoplastisches Harz, welches die isolierenden Schichten der ersten Karte bildet, ein thermoplastisches Harzmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das thermoplastische Harz verwendet wird, welches die isolierenden Schichten der zweiten Schaltkreiskarte bildet.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial wenigstens eine Zinnkomponente und eine Metallkomponente mit einem höheren Schmelzpunkt als die Zinnkomponente beinhaltet und elektrisch mit den Anschlußflächen der zweiten Schaltkreiskarte durch die Zinnkomponente verbunden ist, welche in die Anschlußflächen eindiffundiert.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufeinanderstapeln der isolierenden Schichten und der Zwischenverbindungsschichten der ersten Schaltkreiskarte Durchgangsöffnungen so ausgebildet werden, daß sie die inneren Zwischenverbindungsschichten erreichen und das Verbindungsmaterial in diese Durchgangsöffnungen eingefüllt wird.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial ein Lot oder eine leitfähige Paste aus der Zinn-Blei-Familie oder der Zinn-Silber-Familie oder der Zinn-Kupfer-Familie aufweist.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflächen zweidimensional auf der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte angeordnet sind.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenaufrauhungsbehandlung an wenigstens entweder den Verbindungsflächen der ersten Schaltkreiskarte oder der zweiten Schaltkreiskarte durchgeführt wird, um die Verbindungsfestigkeit zu erhöhen.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenaufrauhungsbehandlung durch Bestrahlung der Verbindungsflächen mit ultralviolettem Licht (UV) durchgeführt wird.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur zur Verbindung einer ersten Schaltkreiskarte, bei der ein thermoplastisches Harz als isolierendes Material verwendet wird mit einer zweiten Schaltkreiskarte, welche als Träger-Leiterplatte dient, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltkreiskarte eine Mehrschichtstruktur hat, bei der isolierende Schichten aus einem thermoplastischen Harz und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinandergestapelt sind, wobei benachbarte Zwischenverbindungsschichten elektrisch miteinander verbunden sind, wobei ein Zwischenschichtverbindungsmaterial in den isolierenden Schichten angeordnet ist; auf einer isolierenden Schichtoberfläche, welche eine Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte zur Verbindung mit der zweiten Schaltkreiskarte bildet, zumindest erste Anschlußflächen als Verbindungsanschlüsse ausgebildet sind, wobei die inneren Zwischenverbindungsschichten zur Zwischenverbindung der ersten Anschlußflächen verwendet werden; die zweite Schaltkreiskarte eine Mehrschichtstruktur hat, bei der isolierende Schichten und Zwischenverbindungsschichten abwechselnd aufeinandergestapelt sind und ein Zwischenschichtverbindungsmaterial zur Verbindung benachbarter Zwischenverbindungsschichten miteinander in den isolierenden Schichten angeordnet ist; zweite Anschlußflächen, welche als Verbindungsanschlüsse dienen, Paare mit den ersten Anschlußflächen bilden und auf der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte ausgebildet sind, wobei die Zwischenverbindungsschichten zur Zwischenverbindung der zweiten Anschlußflächen verwendet werden; und die erste Schaltkreiskarte mit der zweiten Schaltkreiskarte verbunden wird, indem beide Anschlußflächen elektrisch durch ein Anschlußflächenverbindungsmaterial verbunden werden, welches auf wenigstens entweder den ersten Anschlußflächen oder den zweiten Anschlußflächen ausgebildet ist, wobei die isolierende Schicht, welche die Verbindungsfläche der ersten Schaltkreiskarte bildet, mit der Verbindungsfläche der zweiten Schaltkreiskarte durch thermisches Verschweißen verbunden ist.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die isolierenden Schichten der zweiten Schaltkreiskarte aus einem thermoplastischen Harz gefertigt sind, als thermoplastisches Harz, welches die isolierenden Schichten der ersten Karte bildet, ein thermoplastisches Harzmaterial mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als das thermoplastische Harzmaterial, welches die isolierenden Schichten der zweiten Schaltkreiskarte bildet, verwendet wird.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial wenigstens eine Zinnkomponente und eine Metallkomponente mit einem höheren Schmelzpunkt als die Zinnkomponente beinhaltet und elektrisch mit den ersten und zweiten Anschlußflächen der ersten und zweiten Schaltkreiskarten durch die Zinnkomponente verbunden ist, welche in die ersten und zweiten Anschlußflächen eindiffundiert.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsmaterial ein Lot oder eine leitfähige Paste aus der Zinn-Blei-Familie oder der Zinn-Silber-Familie oder der Zinn-Kupfer-Familie beinhaltet.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anschlußflächen zweidimensional auf den Verbindungsflächen der ersten und zweiten Schaltkreiskarten angeordnet sind.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberflächenaufrauhungsbehandlung an wenigstens entweder der Verbindungsflächen der ersten Schaltkreiskarte oder der zweiten Schaltkreiskarte durchgeführt wird, um die Verbindungsfestigkeit zu erhöhen.
Eine Schaltkreiskartenverbindungsstruktur nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenaufrauhungsbehandlung durchgeführt wird durch Bestrahlung der Verbindungsfläche mit ultraviolettem Licht (UV).