JP2001284759A - フレキシブルケーブルの接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、接合信頼性が向上し、且つ安価な
部材を使って、かつ工数のかからない容易な組立を可能
にするフレキシブルケーブルの接合構造を提供する。 【解決手段】 回路基板１の半田電極パッド２に、可撓
性フィルム５、７に挟持された銅箔部６が露出するフレ
キシブルケーブル４の端子部を、半田３を介して接合し
て成るフレキシブルケーブルの接合構造において、前記
フレキシブルケーブル１４の端子部は、両可撓性フィル
ム５、７を除去して形成された貫通孔露出部及び該銅箔
露出部の銅箔配線６に形成された貫通孔６１とから成
り、前記貫通孔６１を介して銅箔露出部の上下面に半田
が接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度実装された
各種電子機器の回路基板に接続するフレキシブルケーブ
ルの接合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】積層回路基板やモジュールなどの回路基
板間を接続する手段として、フレキシブル配線基板が多
用されている。以下、フレキシブルケーブルと言い、従
来例のフレキシブルケーブルの接合構造を図４に示す。

【０００３】従来、フレキシブルケーブル１４は、ポリ
イミドやポリエステルの可撓性フィルムからなるベース
材１５の両面に銅箔張りした部材を用いて形成されてい
た。

【０００４】その配線パターンの形成工程は、両面銅箔
張りのベース材１５にプレス等で穴明け加工を行い、こ
の穴の内面にはスルーホールメッキ１９を施す。

【０００５】その後、ベース材１５の銅箔の表面（表裏
両面）に、フォトレジスト膜を形成し、所定のパターン
を持ったフィルムを乗せて、露光、現像、エッチング
し、その後、レジスト剥離していた。即ち、ベース材１
５の両面に、配線パターン１６、１８が形成される。そ
の後、上面配線パターン１６の接続部２０は、スルーホ
ールメッキ１９を中心に円形電極パッドとして形成され
ており、上面配線パターン１６の接続部２０、下面配線
パターン１８の一部を露出させてカバーフィルム１７が
被せられる。

【０００６】即ち、従来のフレキシブルケーブルは、ベ
ース材１５を中心に、銅箔の配線パターン１６、１８、
さらに外表面を覆うガバーフィルム１７、１７とから成
り、全体として５層構造であった。

【０００７】そして、上面側配線パターン１６の接続部
２０と下面側配線パターン１８とは、スルーホールメッ
キ１９を介して導通しており、下面側配線パターン１８
の一部（接続部）には半田メッキをかけたり、クリーム
半田を塗布してリフロー処理して半田のプリコート層が
形成される。

【０００８】回路基板１１の接続用電極１２への接合
は、予め回路基板１１の接続用電極１２に半田１３をプ
リコートを施しておき、前記フレキシブルケーブル１４
のスルーホールメッキ１９部分を中心とした接続部を、
接続用電極１２に接触させて、保持固定した状態で３０
０℃程度に加熱されたヒータブロックを押しつける。こ
れより、プリコートした半田層１３が溶融して、両者が
接合される。

【０００９】この時、溶融した半田１３１は、スルーホ
ールメッキ１９に囲まれた穴を通ってフレキシブルケー
ブル１４の上面側配線パターン１６の接続部２０にまで
達する。

【００１０】これにより、図４に示すように、フレキシ
ブルケーブル１４を挟んでリベット状の盛り上がった半
田１３１によって、フレキシブルケーブル１４と回路基
板１１の接続用電極１２が強固に固定される。

【００１１】フレキシブルケーブル１４の接続部（下面
側配線パターンの一部）１８、２０の間には、スルーホ
ールメッキ１９を形成しているが、この貫通する穴は、
上記のようなに接合強度を向上させる以外に、フレキシ
ブルケーブル１４の上方より貫通穴を介して回路基板１
１の接続用電極１２が確認することができ、確実な接触
が可能となる。

【００１２】また、回路基板１１の接続用電極１２に半
田付けされたとき、上面側配線パターン１６の接続部２
０に半田１３１の盛り上がりができることにより、半田
付けの確認をできるということである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、両面
銅箔張りのフレキシブルケーブル１４という高価な材料
を使用しなければならない。

【００１４】また、ベース部材１５の両面には配線パタ
ーン１６、１８を形成するため、両面にエッチングレジ
ストパターンを形成し、エッチング処理しなくてはなら
ない。即ち、多くの加工工程が必要になり、加工費が嵩
むという問題があった。

【００１５】本発明は、上述の問題点に鑑みて、案出さ
れたものであり、その目的は、フレキシブルケーブルを
用いて、回路基板と接合するにあたり、その接合信頼性
が向上し、且つ安価な部材を使って、かつ工数のかから
ない容易な組立を可能にするフレキシブルケーブルの接
合構造を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、 回路基板の
電極パッドと、銅箔配線を一対の可撓性フィルムで挟持
したフレキシブルケーブルの端子と、半田を介して接合
してなるフレキシブルケーブルの接合構造において、前
記フレキシブルケーブルの端子部は、両可撓性フィルム
を除去した銅箔導体の露出領域と該銅箔配線露出領域に
設けた貫通孔で形成されており、前記貫通孔を介して露
出する銅箔配線の上下面に半田が接合されていることを
特徴とするフレキシブルケーブルの接合構造である。

【００１７】尚、上面側の可撓性フィルムは、穴明け加
工により、また、下面側の可撓性フィルムは、レーザー
加工によって除去されて、銅箔露出部が形成される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のフレキシブルケ
ーブルの接合構造を図面を用いて説明する。図１、図２
は本発明のフレキシブルケーブルの接合構造を示す断面
図である。図１は回路基板１にフレキシブルケーブルを
載置した状態であり、図２は半田を溶融させて接合が達
成された状態である。

【００１９】回路基板１の表面に、電極パッド(接続用
電極)２が形成されており、その表面にクリーム半田な
どのを塗布して一旦溶融させた半田３が被着形成されて
いる。この接続用電極２と半田３とで半田電極パッドが
構成される。

【００２０】フレキシブルケーブル４は、実質的に３層
構造であり、下側より可撓性フィルム（ベースフィル
ム）５、銅箔配線６、可撓性フィルム（カバーフィル
ム）が積層されて構成されている。ベースフィルム５は
ポリイミドやポリエステルのシートで、厚みは１２．５
μｍ程度である。銅箔配線６の厚みは３５μｍ、カバー
フィルム７はポリイミドやポリエステルのシートから成
り、その厚みは１２．５μｍである。

【００２１】フレキシブルケーブル４には接続用電極パ
ッド２に対向する位置には、いくつかの穴が形成されて
いる。例えば、最下層のベースフィルム５にはフレキシ
ブルケーブルの端子部を構成すべく銅箔配線６の下面側
を露出するベース穴５１が形成されている。また、最上
層のカバーフィルム７には、フレキシブルケーブル4の
端子部を構成すべく銅箔配線６の上面側を露出するカバ
ー穴７１が形成されている。

【００２２】また、これらの穴５１、７１によって露出
した銅箔配線６にはベース穴５１、カバーフィルム穴７
１の内径よりも小径の貫通孔６１が開けられている。

【００２３】フレキシブルケーブル４の形成は、次のよ
うに行われる。

【００２４】まず、上面側に銅箔層が形成されたベース
フィルム５に、銅箔配線６のパターンに応じて、フォト
レジスト膜を形成し、露光、現像、銅箔層の一部をエッ
チングして、所定配線パターンを形成する。その後、レ
ジスト膜を棄緯する。

【００２５】次に、回路基板１の接続用電極１２に位置
する部位に、貫通孔６１を打ち抜きプレスにより形成す
る。次に、ベースフィルム５の下面より、上述の打ち抜
きプレスにより形成され孔を中心に、ＹＡＧレーザを掃
引させて打ち抜き穴周囲のペースフィルム５の一部を除
去する。この時、銅箔配線６が破損しないように出力と
照射時間を制御して行う。

【００２６】除去面には、若干量のフィルムの燃えカス
が残る場合があるが、銅箔層配線の表面に僅かに残る程
度ならば支障はない。

【００２７】次に、銅箔配線６上にポリイミド製のカバ
ーフィルム７を被せる。カバーフィルム７には貫通孔６
１の周囲に銅箔配線６の一部が露出するように予め貫通
孔６１の径よりも大きな孔径のカバーフィルム穴７１が
設けられている。このようなカバーフィルム７をカバー
フィルム５に貼着させることにより、図1に示すフレキ
シブルケーブル４が達成できる。ここで、フレキシブル
ケーブル４の端子部は、下面側においては、ベース穴５
１内から露出された銅箔配線６の下面であり、上面側に
おいては、カバー穴７１内から露出された銅箔配線６の
上面であり、さらに、貫通孔６１の内面である。

【００２８】尚、カバーフィルム７の代わりに、フォト
レジスト層を塗布して、露光・現像を通して半田レジス
トと耐湿性を持たせたカバーコートを形成しても良い。

【００２９】その後、フレキシブルケーブル４の上下面
から露出する銅箔配線６に、半田メッキが施される。す
なわちカバー孔７１で囲まれた銅箔配線表面、貫通孔６
１の内壁面、レーザで一部除去されたベース孔５１で囲
まれた銅箔配線６に半田メッキが被着されることにな
る。

【００３０】このようなフレキシブルケーブル４を回路
基板１に接合するために、以下のように行われる。

【００３１】回路基板１を加熱板上に載置して、基板１
を１２０〜１５０℃に予備加熱する。次に、回路基板１
の接続用電極２上の半田プリコート層３にフレキシブル
ケーブル４のベース穴５１が合致するように位置合わせ
する（図１に示す状態）。次に、フレキシブルケーブル
４の上面から約３００℃に加熱されたヒータブロック
（図示せず）を押しつける。この時、ヒータからの熱に
より回路基板１の接続用電極２に形成された半田プリコ
ート層３が溶融する。同時に、フレキシブルケーブル４
が回路基板１側に押しつけられることになる。これによ
り、溶融した半田３１がベース孔５１の中で上に凸状に
盛り上がり、貫通孔６１の内壁に接触する。貫通孔６１
は予め半田メッキが施されているので、半田の濡れ性が
高く、その溶融した半田は、貫通孔６１を介して、カバ
ー穴７１に囲まれた銅箔配線６の上面側にすぐ広がる。
その後、溶融した半田を硬化して回路基板１の接続用電
極２との間で半田接合が完了する。

【００３２】特に、ベースフィルム５１の径が、貫通孔
６１径よりも大きく取られていることが重要である。い
ま、ベース孔５１にレーザー加工が施されておらず、貫
通孔６１と同じ径であるとすると、溶融半田が貫通孔６
１に達するためには、孔の中に溶融半田を押し上げるよ
うな大きな圧力が必要である。このような圧力は表面張
力からは得られない。

【００３３】ヒーターブロックで加圧されたとき、溶融
半田３１は回路基板１とフレキシブルケーブル４のベー
スフィルム５との間に挟まれる。大きな表面張力を得る
ためには挟まれた半田層３を押しつぶして、その周辺部
の曲率を高めなければならない。しかし、実際には図３
に示すように、接続用電極２が複数配置されており、隣
接する電接続極２、２の間で短絡不良を引き起こすため
採用することができない。

【００３４】回路基板１の複数の電極パッド２に接続さ
れたフレキシブルケーブル４の上面図を一部断面図にし
て示したものが図３である。

【００３５】接続電極２の上に形成された半田層３は、
電極径約１ｍｍ上に、半田３が凸レンズ状に、通常５０
〜２００μｍの高さに盛り上がっている。ここに内径が
０．６ｍｍのベース孔５１を被せたとき、半田３の盛り
上がりは３０〜１２０μｍの高さで孔の内側に侵入す
る。

【００３６】ベースフィルム５の厚みが１２．５ｍｍで
あり、３０〜１２０μｍの半田高さはこれを十分越えて
おり、半田３の頂部はベース孔５１を通って容易に貫通
孔６１に到達する。さらにフレキシブルケーブル４はヒ
ーターブロックにより加圧さるので、さらに半田３の頂
点は高く押し上げられて、銅箔配線６の上面側にまで到
達しやすく、接続部で確実な半田接続が達成できる。

【００３７】貫通孔６１の内径は０．３ｍｍ、ベース孔
５１の内径はこれより大きく０．５〜０．７ｍｍに設定
する。また、カバー孔７１の内径は０．６ｍｍで、やは
り貫通孔６１径より大きく設定される。

【００３８】貫通孔６１の内径が小さすぎると、半田３
の盛り上がりが悪く、銅箔配線６への接続が不確実にな
る。また、フレキシブルケーブル４の機械的な取り付け
強度にも影響する。

【００３９】さらにフレキシブルケーブル４の上方から
回路基板１の接続用電極２の位置を目視確認するために
も、貫通孔６１の内径は０．２〜０．４ｍｍが必要であ
る。

【００４０】貫通孔６１の上のカバー孔７１は、貫通孔
６１を通過してきた溶融半田で半田付けされるととも
に、カバー孔７１に広がった半田盛り上がりがリベット
の頭の役目を果たし、取り付け強度を高める。

【００４１】また下面からの半田の盛り上がりを確認す
ることで半田付け状況が確認できる。このために、カバ
ー孔７１径は貫通孔６１径より大きく取るのが効果的
で、０．２〜０．４ｍｍ大きく取るのがよい。

【００４２】本発明により、従来、両面銅箔張りのフレ
キシブルケーブル１４を用いていたものが、安価な片面
銅箔被着のフレキシブルケーブルで達成できることにな
る。

【００４３】これに伴い、従来のエッチング加工が片面
のみ処理であり、加工工数を削減することが可能にな
る。

【００４４】組立工程も、従来の両面銅箔貼りのフレキ
シブルケーブルを用いた場合と同じ工程で接続され、半
田付け状況の目視確認なども確実に行うことができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の構成によれば、回路基板とフレ
キシブルケーブルとが、実質的に３層構造の非常に簡単
な構造のフレキシブルケーブルで達成され、半田接合が
容易に行え、半田付けの目視確認ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフレキシブルケーブルの接合構造
において、接合前の状態を示す断面図である。

【図２】本発明に係るフレキシブルケーブルの接合構造
を示す断面図である。

【図３】本発明に係るフレキシブルケーブルの接合構造
の一部破断した上面図である。

【図４】従来例のフレキシブルケーブルの接続構造を示
す断面図である。

【符号の説明】

１、１１・・回路基板 ２、１２・・接続用電極 ３、１３・・半田層 ３１、１３１・・溶融した半田 ４、１４・・フレキシブルケーブル ５・・ベースフィルム ５１・・ベース孔 ６・・銅箔配線 ６１・・貫通孔 ７・・カバーフィルム ７１・・カバー孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板の電極パッドと、銅箔配線を一
   対の可撓性フィルムで挟持したフレキシブルケーブルの
   端子部と、半田を介して接合してなるフレキシブルケー
   ブルの接合構造において、 前記フレキシブルケーブルの端子部は、両可撓性フィル
   ムを除去した銅箔配線の露出領域と該銅箔配線露出領域
   に設けた貫通孔とで形成されており、前記貫通孔を介し
   て露出する銅箔配線の上下面に半田が接合されているこ
   とを特徴とするフレキシブルケーブルの接合構造。