JP2001024300A - プリント配線基板の接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フレキシブル基板とリジッド基板の異方性導電
接着剤による接続信頼性を向上する。 【解決手段】リジッド基板１の接続端子３間に設けられ
た凸状絶縁体４を対向するフレキシブル基板５の接続端
子７間に設けられた貫通孔１０に挿入し、異方性導電接
着剤８でフレキシブル基板５の接続端子７とリジッド基
板１の接続端子３を加熱加圧して電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線基板
の接続構造に関し、特にフレキシブルプリント配線基板
とリジッドプリント配線基板の接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年ポリイミドフィルムのような可撓性
を有するフレキシブルプリント配線基板（以下、フレキ
シブル基板）は、空間を有効利用できるために基板同士
を接続する手段、特にフレキシブル基板とは呼べないよ
うなリジッドなプリント配線基板（以下、リジッド基
板）間の接続や、半導体装置を搭載してリジッド基板に
接続するためのＴＡＢ式基板として各種電子装置に広く
使用されている。

【０００３】従来、フレキシブル基板をリジッド基板に
接続する方法としては、これらの二つの基板の端子間を
半田や導電性ペーストで接続する方法があるが、これら
の方法は最近の狭小化された端子を有する基板間の接続
には端子間が半田や導電ペーストでショートを起こしや
すいためにこれらの方法に代わって異方性導電接着剤を
使用した接続方法が開発され使用されるようになった。

【０００４】図７は、特開平５―７４８５０号公報（第
1の従来例）に開示されている異方性導電接着剤を使用
して半導体装置を搭載したフレキシブル基板をガラス基
板（リジッド基板）に接続する例である。図６に示すよ
うに、電極パターン１５を設けたガラス基板１４と、対
向するフレキシブル基板１６にリード１７とリードより
も厚い凸部（絶縁層）１８を設け、フレキシブル基板１
６の凹んだリード１７に電極パターン１５をかみ合わ
せ、異方性導電接着剤（表示していない）を用いて接続
をはかる構成である。

【０００５】図８は特開平５―２２６８０１号公報（第
２の従来例）で開示されているリジッド基板同士を接続
する方法で、フレキシブル基板とリジッド基板の接続に
も応用できる方法であり、液晶表示パネル１９のガラス
基板２０（リジッド基板）の接続端子２１に、これにガ
ラス基板２３製の回路基板２２（リジッド基板）の接続
端子２５（絶縁膜２４上にめっき等で形成）を異方性導
電接着剤２８（絶縁性接着剤２７に導電性微粒子２６を
分散させたもの）で接続した例である。

【０００６】また、図９は特開平７―９２９２０号公報
（第３の従来例）に開示されている液晶表示パネル２９
のガラス基板３０（リジッド基板）の接続端子３１にＴ
ＣＰ(テーブキャリアパッケージ)３２（フレキシブル基
板）の接続端子３３を異方性導電接着剤で接続する例で
ある。異方性導電接着剤としては合成樹脂膜３４中に導
電粒子３５と導電粒子３５よりも粒径の小さい絶縁粒子
３６を混入したものが使用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の第１の従来例で
は、フレキシブル基板１６のリード間に凸部（絶縁層）
１８を設け、ガラス基板１４の電極パターン１５との位
置合わせを容易化しているが、異方性導電接着剤を挟み
込む時に混入した導電性異物により、電極パターン（リ
ード）間に電気的なショートが発生する可能性がある。
本技術においては、フレキシブル基板１６のリード１７
とガラス基板１４の電極パターン１５間の距離は凸部
（絶縁層）１８の高さで規制されることになり、異方性
導電接着剤の塗布量のバラツキにより電極パターン１５
とリード１７間の接続抵抗にバラツキが生じやすい問題
があり、また両基板間の異方性導電性接着剤の量が少な
いために両基板の機械的な接続強度が低下する問題があ
った。

【０００８】上記の第２の従来例では、異方性導電接着
剤２８を挟み込む時に混入した導電性異物により接続端
子間に電気的なショートが発生する問題や両基板間の合
わせずれが大きくなる問題があった。

【０００９】また、上記の第３の従来例では、異方性導
電接着剤の合成樹脂膜３４中に導電粒子３５よりも小さ
な絶縁粒子３６の添加により、導電粒子３５同士が隣接
端子間で接触しあいリーク(短絡による電気的な漏れ)が
発生することを防止しているが、ＴＣＰ３２と液晶パネ
ル２９の合わせずれの問題や上記の二つの公報の技術と
同様に、異方性導電接着剤を液晶表示パネルとＴＣＰの
間に挟み込む時に混入する導電性異物により隣接した接
続端子間の電気的なショートが発生する可能性があっ
た。

【００１０】また、上記の技術にはその他次のような共
通的な問題点があった。 （１）フレキシブル基板の基材により接続端子が見えな
いために、各々の接続端子を目合わせする時に個別にア
ライメントマークを設ける必要があった。また、目視に
よる出来映え確認が難しかった。 （２）リジッド基板とフレキシブル基板の熱膨張率が大
きく、熱圧着時に各々が熱伸縮し、接続端子の位置ずれ
が生じる。このときにずれを規制するものが無いために
ずれた状態で異方性導電接着剤が熱硬化し、電気的なオ
ープン・ショートの原因となっていた。

【００１１】本発明の目的は、上記のような異方性導電
接着剤を使用する基板接続技術の問題点を解決したフレ
キシブル基板とリジット基板の接続構造を提供すること
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、フレキシブル
基板の接続端子とリジッド基板の接続端子を対向させて
異方性導電接着剤で電気的に接続したプリント配線基板
の接続構造において、前記リジッド基板の前記接続端子
間に設けられた凸状絶縁体を対向する前記フレキシブル
基板の前記接続端子間に設けられた貫通孔に挿入し、前
記異方性導電接着剤で前記フレキシブル基板の前記接続
端子とそれに対向する前記リジッド基板の前記接続端子
が電気的に接続されていることを特徴として構成され
る。

【００１３】前記凸状絶縁体の厚さは、前記リジッド基
板の前記接続端子の厚さと前記フレキシブル基板の前記
接続端子の厚みよりも厚く、前記リジッド基板の前記接
続端子の厚さと前記フレキシブル基板の厚みよりも薄く
する構成とすることにより異方性導電接着剤と基板との
接触面積を増加させて両基板間の機械的接続強度を向上
し、また異方性導電接着剤表面等に付着した導電性異物
を前記両基板の前記接続端子表面から隔離でき導電性異
物による前記接続端子間のショートを防止することがで
きる。

【００１４】前記凸状絶縁体を前記リジッド基板の前記
接続端子間に設け、これを前記フレキシブル基板の前記
接続端子間に設けた貫通孔に挿入して前記異方性導電接
着剤で両基板を接続するようにすることにより両基板の
対応する端子同士の合わせずれを低減できることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態のフレ
キシブル基板とリジッド基板の接続構造（以下、基板接
続構造という）について図面を参照して説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態の基板接
続構造を示す拡大断面図である。図中符号１はリジッド
基板、２はリジッド基板の基材である。また、符号３は
リジッド基板の表面に形成された接続端子であり、符号
４はリジッド基板１の接続端子間に形成された凸状絶縁
体である。

【００１７】図中符号５はフレキシブル基板、６はその
基材、７はフレキシブル基板５をリジッド基板１に接続
するための接続端子である。また、符号８は両基板の端
子間を電気的に接続するための異方性導電接着剤であ
り、符号１０はフレキシブル基板５の貫通孔であり、フ
レキシブル基板５の接続端子７間に基材６を貫通して設
けられる。

【００１８】図１のように本発明の第１の実施の形態で
は、リジッド基板１の接続端子３間に設けられた凸状絶
縁体４がフレキシブル基板５の接続端子７側から貫通孔
１０に挿入され、異方性導電接着剤８をフレキシブル基
板５の接続端子７と反対面から貫通孔１０に熱溶融浸入
させて両基板の接続端子３，７間に挟み込み熱圧着させ
て両基板の端子間を異方性導電接着剤８を介して電気的
に接続した構造を特徴とするものである。

【００１９】図２は図１のリジッド基板１の構造を示す
概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ―
Ａ‘線に沿った断面図である。リジット基板１の基材に
は、ガラス繊維で強化されたエポキシ樹脂やポリイミド
樹脂や透明ガラス基板等を使用でき、接続端子３は、銅
箔をエッチングでパターニングし、その表面にニッケル
めっきと金めっき等を施したものが使用される。

【００２０】リジッド基板１の接続端子３間に設けた凸
状絶縁体４は感光性レジストのフォトリソグラフィによ
るパターニングや熱硬化性レジストのレーザ光による微
細加工により形成され、フレキシブル基板５の貫通孔１
０に挿入できるサイズで矩形体または四角錘台の形状を
している。このときの凸状絶縁体４の厚さは、リジッド
基板１の接続端子３の厚みにフレキシブル基板５（図３
参照）の接続端子７の厚みを加えたものよりも厚く、リ
ジッド基板１の接続端子３の厚みとフレキシブル基板５
の厚み(端子+基材)を加えたものよりも薄くする必要が
ある。凸状絶縁体４の厚さがリジッド基板の接続端子の
厚みにフレキシブル基板の接続端子の厚みを加えたもの
よりも厚くリジッド基板の接続端子の厚みにフレキシブ
ル基板の接続端子の厚みを加えたものよりも薄くなると
凸状絶縁体表面に押しやられる導電性異物により端子間
のショートは発生しやすくなる。また凸状絶縁体４の厚
さが、リジッド基板の接続端子の厚みとフレキシブル基
板の厚み(端子+基材)を加えたものよりも厚くなると両
基板間で異方性導電接着剤の導電粒子を潰す為に必要な
加圧力が不足するので好ましくない。

【００２１】なお、凸状絶縁体４形成用の感光性レジス
トや熱硬化性レジストとしてはエポキシ樹脂系レジスト
を使用することができる。

【００２２】接続端子３の両側には接続端子３に接続す
る配線等を保護するためにレジスト９が被覆されるが、
レジスト９には、凸状絶縁体４形成用の感光性レジスト
や熱硬化性レジストを使用することができる。

【００２３】図３は図１のフレキシブル基板５の構造を
示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ―Ａ‘線に沿った断面図である。フレキシブル基板５
の基材には、可撓性のすぐれたポリイミド樹脂等が使用
される。接続端子７は、銅箔をエッチングでパターニン
グし、その表面にニッケルめっきと金めっき等を施した
ものが使用される。貫通孔１０はパンチング加工等で接
続端子７間に図２のリジッド基板１の凸状絶縁体４が挿
入できるサイズに加工される。なお、フレキシブル基板
５側を櫛歯状にすると、そのフレキシブル性のため接続
部が変形する懸念があるので、基材に貫通孔を設けただ
けの構成としている。

【００２４】図４は、図１の本発明の第１の実施の形態
の基板接続構造を形成する方法を説明するための概略断
面図である。

【００２５】図４を参照して第１の実施の形態の基板接
続構造形成方法について詳細に説明する。まず、図２に
示した構造のリジッド基板１に厚さ３０〜５０μｍのフ
ィルム状の異方性導電性接着剤８をセットする。

【００２６】次いで、異方性導電接着剤８上に図３の構
造のフレキシブル基板とクッション材１２を順次セット
した後、ヒートツール１１でクッション材１２表面から
異方性導電性接着剤８が再溶融して硬化する温度で所定
の時間加圧加熱し、異方性導電接着剤８で両基板の端子
間を電気的に接続する。この方法により図１の基板接続
構造を得ることができる。なお、異方性導電接着剤８の
バインダ樹脂には熱硬化性のエポキシ樹脂やウレタン樹
脂が使用でき、また異方性導電接着剤８の導電粒子に
は、ニッケル等の金属粒子またはアクリル系樹脂球にニ
ッケルや金めっきを施したものやさらにこれらに絶縁コ
ートした直径４〜８μｍの粒子が使用される。

【００２７】図５は従来の基板接続構造と本発明の基板
接続構造を比較した基板要部の拡大断面図である。図５
からわかるように、本発明（図５（ｂ）参照）では、従
来の基板接続構造（図５（ａ）参照）と比較して次のよ
うな優れた効果を得ることができる。 （１）リジッド基板の凸状絶縁体とフレキシブル基板の
貫通孔を位置ずれの規制に使用することが可能となり、
ずれによる電気的なオープン・ショートが無くなる。 （２）隣接する接続端子間の導電性異物１３を凸状絶縁
体４で端子間から押しのけることにより電気的なショー
トを防ぐことが可能となる。 （３）異方性導電接着剤８のフレキシブル基板５及びリ
ジッド基板１と接触する面積が従来構成と比較すると大
幅に増えることで機械的な接続強度を保たせることが可
能となる。 （４）フレキシブル基板５の貫通孔１０によりフレキシ
ブル基板とリジッド基板１の接続端子７間の目合わせに
よる位置決め及び出来映え確認が容易となる。

【００２８】次に本発明の第２の実施の形態の基板接続
構造について図６を参照して説明する。本発明の実施の
形態では、上記の第１の実施の形態においてリジッド基
板１の接続端子３間に設けた凸状絶縁体４の形状をその
断面形状が階段形状になるように形成した場合であり、
接続構造は第１の実施の形態と同様な工程で形成され
る。

【００２９】リジッド基板１の接続端子３間に設けた凸
状絶縁体４はエポキシ樹脂系の感光性レジストのフォト
リソグラフィによるパターニングや熱硬化性エポキシ樹
脂の硬化樹脂膜のレーザ加工による微細加工により形成
され、フレキシブル基板５の貫通孔１０に挿入できるサ
イズで矩形体または四角錘台の形状をしている。このと
きの凸状絶縁体４の全体の厚さは、上記の第１の実施の
形態と同様にリジッド基板１の接続端子３の厚みにフレ
キシブル基板５（図５参照）の接続端子７の厚みを加え
たものよりも厚く、リジッド基板１の接続端子３の厚み
とフレキシブル基板５の厚み(端子+基材)を加えたもの
よりも薄くする必要がある。凸状絶縁体４の厚さがリジ
ッド基板の接続端子の厚みにフレキシブル基板の接続端
子の厚みを加えたものよりも厚くリジッド基板の接続端
子の厚みにフレキシブル基板の接続端子の厚みを加えた
ものよりも薄くなると凸状絶縁体表面に押しやられる導
電性異物により端子間のショートは発生しやすくなる。
また凸状絶縁体４の厚さが、リジッド基板の接続端子の
厚みとフレキシブル基板の厚み(端子+基材)を加えたも
のよりも厚くなると両基板間で異方性導電接着剤の導電
粒子を潰すために必要な加圧力が不足するので好ましく
ない。

【００３０】本実施の形態では、凸状絶縁体４の形状を
その断面形状が階段形状になるように形成することによ
り上記第１の実施の形態と比較して、異方性導電接着剤
との接触面積をさらに増加させることができ、機械的接
続強度を向上できる効果がある。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明では次のよう
な効果を得ることができる。 （１）フレキシブル基板に貫通孔を設けたために、熱圧
着前の目合わせによる位置決め及び熱圧着後の出来映え
確認が容易となる。 （２）フレキシブル基板の貫通孔にプリント基板の凸状
絶縁体を熱圧着時に挿入することで、熱圧着時の熱伸縮
等による各々の基板の端子ずれが規制され、端子ずれに
よる電気的なオープン・ショートの発生を防止できる。 （３）フレキシブル基板の貫通孔にプリント基板の凸状
絶縁体を熱圧着時に挿入することで、異方性導電接着剤
を挟み込むときに混入した導電異物を隣接する端子間か
ら押しのけることができ、電気的なショートの発生を防
止できる。 （４）熱圧着時に異方性導電接着剤がフレキシブル基板
の貫通孔の側面とプリント基板の凸状絶縁体の周囲に付
着するために異方性導電接着剤の基板との接着する面積
が増え、両基板と異方性導電接着剤機械的な接続強度を
向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の基板接続構造を示
す断面拡大図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の基板接続構造に使
用されるリジッド基板の構造断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の基板接続構造に使
用されるフレキシブル基板の構造断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の基板接続構造の形
成方法を説明するための概略断面図である。

【図５】従来の基板接続構造と本発明の基板接続構造を
比較した基板要部の拡大断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の基板接続構造を示
す断面拡大図である。

【図７】従来の第1の基板接続構造例を示す断面拡大図
である。

【図８】従来の第２の基板接続構造例を示す断面拡大図
である。

【図９】従来の第３の基板接続構造例を示す断面拡大図
である。

【符号の説明】

１ リジッド基板 ２，６ 基材 ３，７，２１，２５，３１，３３ 接続端子 ４ 凸状絶縁体 ５，１６ フレキシブル基板 ８，２８ 異方性導電接着剤 ９ レジスト １０ 貫通孔 １１ ヒートツール １２ クッション １３ 導電性異物 １４，２０，２３，３０ ガラス基板 １５ 電極パターン １７ リード １８ 凸部（絶縁層） １９，２９ 液晶表示パネル ２２ 回路基板 ２４ 絶縁膜 ２６ 導電性微粒子 ２７ 絶縁性接着剤 ３２ ＴＣＰ ３４ 合成樹脂膜 ３５ 導電粒子 ３６ 絶縁粒子

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレキシブル基板の接続端子とリジッド
   基板の接続端子を対向させて異方性導電接着剤で電気的
   に接続したプリント配線基板の接続構造において、前記
   リジッド基板の前記接続端子間に設けられた凸状絶縁体
   が対向する前記フレキシブル基板の前記接続端子間に設
   けられた貫通孔に挿入され、前記異方性導電接着剤で前
   記フレキシブル基板の前記接続端子とそれに対向する前
   記リジッド基板の前記接続端子が電気的に接続されてい
   ることを特徴とするプリント配線基板の接続構造。
2. 【請求項２】 前記凸状絶縁体の厚さは、前記リジッド
   基板の前記接続端子の厚さと前記フレキシブル基板の前
   記接続端子の厚みよりも厚く、前記リジッド基板の前記
   接続端子の厚さと前記フレキシブル基板の厚みよりも薄
   いことを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板の
   接続構造。
3. 【請求項３】 前記凸状絶縁体の形状が矩形体，四角錘
   台形体またはそれらの階段状の形状であることを特徴と
   する請求項１記載のプリント配線基板の接続構造。
4. 【請求項４】 前記凸状絶縁体が感光性レジストのフォ
   トリソグラフィによるパターニングまたは熱硬化性レジ
   ストのレーザ加工により形成されたことを特徴とする請
   求項１記載のプリント配線基板の接続構造。
5. 【請求項５】 前記感光性レジストとしてエポキシ樹脂
   系レジストを使用した請求項４記載のプリント配線基板
   の接続構造。
6. 【請求項６】 前記熱硬化性レジストとしてエポキシ樹
   脂系レジストを使用した請求項４記載のプリント配線基
   板の接続構造。
7. 【請求項７】 前記リジッド基板および前記フレキシブ
   ル基板の前記接続端子が銅箔上にニッケルめっきと金め
   っきを順次被覆した構造である請求項１記載のプリント
   配線基板の接続構造。
8. 【請求項８】 前記フレキシブル基板の前記貫通孔の長
   さは前記フレキシブル基板の前記接続端子の長さと同一
   であり、かつ前記貫通孔の幅は前記リジッド基板の前記
   凸状絶縁体の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１
   記載のプリント配線基板の接続構造。
9. 【請求項９】 前記異方性導電接着剤は前記凸状絶縁体
   の表面、前記フレキシブル基板の前記接続端子とそれに
   対向する前記リジッド基板の前記接続端子間、前記貫通
   孔壁、前記フレキシブル基板の前記接続端子側面および
   前記リジッド基板の前記接続端子側面を被覆しているこ
   とを特徴とする請求項１記載のプリント配線基板の接続
   構造。
10. 【請求項１０】 前記異方性導電接着剤のバインダ樹脂
    に熱硬化性のエポキシ樹脂またはウレタン樹脂を使用し
    た請求項１記載のプリント配線基板の接続構造。