JP2001345553A - 基板接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続に十分な信頼性が得られながら、ごく安
価に短時間で接続できるプリント基板とフレキシブル基
板との接続方法を提供すること。 【解決手段】 本発明の基板接続方法は、アルカン塗布
工程と昇温圧着工程とを有する。アルカン塗布工程は、
プリント基板１の表面にアルカン類３を塗布する予備工
程である。昇温圧着工程は、各プリント配線端子１２と
各導体厚膜端子２２とを向かい合わせにし、フレキシブ
ル基板２をプリント基板１に昇温圧着させて接合する工
程である。昇温圧着工程では、アルカン類３が沸騰して
プリント配線端子１２および導体厚膜端子２２の表面を
浄化し、酸化膜を除去して金属部分を露出させる。ま
た、アルカン類３が熱可塑性フィルム２１またはベース
板１１に浸透して膨潤させ、フレキシブル基板２をプリ
ント基板１に隙間なく接合させる。その結果、電気的に
も力学的にもしっかりとした接合が、ごく安価に短時間
で得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板とフ
レキシブル基板とを接合させ両者の端子を互いに接続す
る基板接続技術の技術分野に属する。本発明の基板接続
方法は、プリント基板とフレキシブル基板とを有し両基
板が互いに接続された複合基板を製造する製造方法であ
る。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板とフレキシブル基板とを接
合し両者の多数の端子を互いに接続する方法としては、
両者を圧着させて固定させる圧接コネクタを用いる方法
と、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）を用いる方法とが、
すでに広く用いられている。しかし、圧接コネクタを用
いる方法では、コネクタがある分だけのコストアップと
接続スペースの増大とが避けられない。一方、ＡＣＦを
用いる方法では、導電粒子による点接触により導通が取
られているので、接続抵抗の増大が避けがたく、また接
続部の導通の信頼性が十分に得られない懸念がある。

【０００３】そこで、従来技術１として絶縁性接着剤を
用いる方法が特開昭６０−１４０８９６号公報に開示さ
れており、従来技術２として導電性接着剤を用いる方法
が特開平９−３２０６６２号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
いずれの従来技術においても、接着剤を用いているの
で、接着剤がホットメルトタイプであっても熱硬化性接
着剤であっても、接着剤が固まるまでの時間を待たねば
ならない。それゆえ、ごく短時間での接合はできず接続
に工数がかかる。具体的には、従来技術１の実施例１で
は、接続部の加熱圧着するのに２０秒間を要する旨の記
載がある。

【０００５】また、いずれの従来技術においても、少な
くとも接着剤だけのコストはかかるので、極めて安価に
接合できるわけではない。特に、従来技術１において
は、特殊な形状の金属端子片をプリント基板から突出さ
せて接合するので、安価に接続することは難しいものと
考えざるを得ない。

【０００６】そればかりではなく、絶縁性接着剤や熱可
塑性樹脂を接合に使うと、これらが端子接続部に入り込
んで導通不良を起こす恐れがある。一方、導電性接着剤
を用いると、互いに隣り合う端子間で短絡が起きる恐れ
がある。それゆえ、いずれの従来技術によっても、端子
間の接続に関する信頼性の点で一抹の不安が残るものと
考えられる。

【０００７】そこで本発明は、接続に関して十分な信頼
性が得られながら、ごく安価に短時間で接続することが
できるプリント基板とフレキシブル基板との接続方法を
提供することを解決すべき課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、発明者らは以下の手段を発明した。

【０００９】（第１手段）本発明の第１手段は、請求項
１記載の基板接続方法である。すなわち本手段は、プリ
ント基板の表面のうちプリント配線端子がある部分と、
フレキシブル基板の表面のうち導体厚膜端子がある部分
とのうち、少なくとも一方にアルカン類を塗布するアル
カン塗布工程と、各プリント配線端子と各導体厚膜端子
とをそれぞれ互いに向かい合わせにし、フレキシブル基
板をプリント基板に昇温圧着させて接合する昇温圧着工
程とを有することを特徴とする基板接続方法である。

【００１０】ここで、プリント基板のベース板として
は、ガラスエポキシ基材が代表的であるが、これに限定
されるものではない。たとえば、その他の樹脂を母材と
する複合材板や複合材でない樹脂板の使用が可能である
し、そのほかにもセラミック基板などを使用することも
できる。また、プリント配線端子としては、銅箔からな
るプリントパターンが代表的であるが、これに限定され
るものではない。たとえば、金箔や銀箔、金メッキ導体
の使用が可能であるし、導体厚膜とも呼ばれる導電性ペ
ーストなどの使用も可能である。

【００１１】一方、フレキシブル基板は、フレキシブル
プリント基板とも呼ばれ、柔軟で可撓性に富んだプリン
ト基板である。フレキシブル基板のベースであるフィル
ムを形成する熱可塑性樹脂としては、ＰＥＮ（ポリエチ
レンナフタレート、融点２７０〜２８０℃）が代表的で
あるが、これに限定されるものではない。たとえば、Ｐ
ＥＴ（ポリエチレンテレフタラート、融点２５０℃程
度）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン、融点３
４０℃程度）およびＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイ
ド、融点２５０℃程度）などが使用できる。

【００１２】また、フレキシブル基板の導体厚膜端子
は、銀ペーストなどの導電性ペーストが代表的である
が、これに限定されるものではなく、金属箔などからで
きていてもかまわない。なお、導電性ペーストとして
は、銀ペーストの他にも、金ペースト、アルミニウムペ
ーストおよび銅ペーストなどがある。

【００１３】そして、塗布されるアルカン類としては、
直鎖型でなくても適当な飽和炭化水素であれば使用可能
であり、アルカン類以外に接合に無害な不純物を含んで
いても不可とはしない。アルカン類の主成分となるアル
カンの沸点は、フレキシブル基板のフィルムを形成する
熱可塑性樹脂の融点よりも低い適正な範囲にあることが
望ましいが、ある程度の逸脱していても使用に耐える。
また、アルカン類から少し外れて、アルコール類やエー
テル類など、メチル基以外の置換基をもつものでも全く
使用できないわけではない。しかし、アルカン類以外で
は極性を生じてしまいイオンの発生につながるので、短
絡防止の観点からやはりアルカン類の使用が望ましい。

【００１４】本手段では、先ず予備工程としてアルカン
塗布工程が行われ、その後、本格的な接合工程である昇
温圧着工程が行われて、フレキシブル基板がプリント基
板に接続される。

【００１５】先ず、アルカン塗布工程では、プリント基
板の表面のうちプリント配線端子がある部分と、フレキ
シブル基板の表面のうち導体厚膜端子がある部分とのう
ち、少なくとも一方にアルカン類が塗布される。

【００１６】プリント基板とフレキシブル基板とのうち
いずれにアルカン類が塗布される方がよいかというと、
作用としてはどちらでも有効な作用が得られるので、ど
ちらでもよい。ただし通常の接合工程では、プリント基
板を置いてそのうえに裏返したフレキシブル基板を接合
するので、プリント基板の上を向いた表面に塗布する方
が工程が簡便である。塗布の方法には特に限定はなく、
刷毛状やローラ状の塗布手段で塗布してもよいし、スプ
レー塗布してもよい。それゆえ、アルカン塗布工程はご
く短時間のうちに簡便に終えることができ、アルカン類
が元々安価であるからアルカン塗布工程にかかる費用は
ごくわずかである。

【００１７】要するに、アルカン塗布工程は、次に述べ
る昇温圧着工程の予備工程であって、プリント基板とフ
レキシブル基板との接合面に微量のアルカン類を介在さ
せて昇温圧着工程に臨めるようであればよい。

【００１８】次に、昇温圧着工程では、各プリント配線
端子と各導体厚膜端子とがそれぞれ互いに向かい合わせ
にされた状態で、フレキシブル基板がプリント基板に昇
温圧着させられて接合される。フレキシブル基板をプリ
ント基板に昇温圧着する手段としては、加熱昇温した金
属ブロックなどのヒートツールをフレキシブル基板に押
し当ててもよいし、フレキシブル基板をプリント基板に
押し当てた状態で超音波加熱するようにしてもよい。

【００１９】昇温圧着工程でフレキシブル基板がプリン
ト基板に昇温圧着されると、予め塗布されていたアルカ
ン類は次の二つの作用をする。

【００２０】第一に、アルカン類は、沸点以上に加熱さ
れて瞬時に沸騰し、プリント基板のプリント配線端子の
表面とフレキシブル基板の導体厚膜端子の表面とを浄化
し、両者が互いに接合しやすくする。すなわち、プリン
ト基板のプリント配線端子の表面に形成されている酸化
膜を沸騰による物理的な作用で除去し、プリント配線端
子の内部の酸化されていない金属部分を表面に露出させ
る作用をもつ。同様に、フレキシブル基板の導体厚膜端
子の表面を覆う汚れなどを沸騰による物理的な作用で除
去し、導体厚膜端子の金属部分を露出させる作用をも
つ。

【００２１】また、アルカン類は飽和炭化水素であるか
ら、Ｃ−Ｈの解離エネルギーが低く、いくらかの還元作
用をもっている。それゆえ、プリント配線端子および導
体厚膜端子の表面に金属酸化物が形成されていれば、ア
ルカン類はこれらの酸化物を還元して金属に戻す作用を
発揮する。その結果、やはりプリント配線端子および導
体厚膜端子の表面からそれぞれ酸化物が除去され、金属
表面が露出させられるという作用がある。

【００２２】それゆえ、プリント配線端子の金属部分と
導体厚膜端子の金属部分とがそれぞれ表面に露出して、
高温で互いに直接接っして圧接させられる。その結果、
両者は互いに強固に接合され、力学的により強力に接合
されるだけではなく、電気的にもしっかりと接続されて
良好な導通が得られるようになる。

【００２３】第二に、加熱されたアルカン類が、フレキ
シブル基板のフィルムまたはプリント基板のベース板を
形成する材料（ガラスエポキシ材など）に浸透し、膨潤
させる。それゆえ、フィルムを形成している熱可塑性樹
脂が、加熱による溶融と膨潤とにより互いに隣り合う両
端子間の空間を封止するとともに、プリント基板の表面
のうち、プリント配線端子の間のベース板の表面と、プ
リント配線端子の側面とに強固に接着する。その結果、
プリント基板とフレキシブル基板とが強固に接着して剥
離強度が向上し、両者は力学的に強固に接着される。そ
ればかりではなく、端子間がフィルムに封止されて結露
が防止されるので、結露による短絡や腐食が防止され
る。

【００２４】すなわち、昇温圧着工程では、各プリント
配線端子と各導体厚膜端子とがそれぞれ互いに電気的に
も力学的にもしっかりと接続されるだけではなく、プリ
ント基板とフレキシブル基板とが力学的に強固に接合さ
れる。また、接合部が封止されるので、互いに隣り合う
端子の間にイオンなどが介在して起きる短絡が防止され
ているうえに、結露による短絡や腐食も防止されてい
る。その結果、プリント基板とフレキシブル基板との接
続に関する信頼性が向上する。

【００２５】以上をまとめると、本手段によれば次の三
つの効果が得られる。

【００２６】第一に、プリント基板にもフレキシブル基
板にも特殊な加工を施す必要がなく、極めて安価なアル
カン類を塗布するだけで特殊な工具を要さずに両者を昇
温圧着することができるから、極めて安価に両者の接続
ができるという効果がある。

【００２７】第二に、アルカン塗布工程は瞬時に終える
ことができ、昇温圧着工程も数秒以内に終えることがで
きるから、ごく短時間のうちにわずかの工数で能率よく
プリント基板とフレキシブル基板とを接続できるという
効果がある。

【００２８】第三に、プリント配線端子と導体厚膜端子
とが電気的にも力学的にもしっかりと接合されるばかり
ではなく、フレキシブル基板のフィルムが膨潤してプリ
ント基板にしっかりと接合するので、接合に関して高い
信頼性が得られるという効果がある。また、フレキシブ
ル基板のフィルムを形成する熱可塑性樹脂が膨潤して接
合部の空間をふさぎ、接合部を封止するので、接合部で
は結露等による短絡や接続不良が起こりにくくなり、や
はり接続に関して高い信頼性が得られるという効果があ
る。

【００２９】したがって、本手段の基板接続方法によれ
ば、接続に関して十分な信頼性が得られながら、プリン
ト基板とフレキシブル基板とをごく安価に短時間で接続
することができるという効果がある。

【００３０】余談ながら、本手段によってプリント基板
とフレキシブル基板とが接合されて製造された複合基板
では、フレキシブル基板のフィルムのうち封止した部分
に微量のアルカン類が残ることが多い。それゆえ、この
部分のフィルムの試料を採取して分析した結果、もしア
ルカン類が検出されたならば、その複合基板は本手段に
よって製造された可能性を疑うだけの合理的な根拠があ
る。ただし、十分な期間をおいてしまうと、アルカン類
が蒸発して無くなってしまうことがあり得るので、アル
カン類が検出されなかったからといって、本手段によっ
て接合されてはいないと結論づけることはできない。

【００３１】（第２手段）本発明の第２手段は、請求項
２記載の基板接続方法である。すなわち、アルカン類の
主成分は、一分子中の炭素数が８以上２０以下の飽和炭
化水素である。

【００３２】本手段では、アルカン類の主成分が適度な
沸点をもつ飽和炭化水素に限定されている。それゆえ、
過度の揮発性をもつことがなく、アルカン塗布工程の直
後に揮発して昇温圧着工程ではアルカン類が残っていな
いといった不都合は回避されている。逆に、昇温圧着工
程で適度な温度にまで昇温されれば、アルカン類が沸騰
して除去されるので、アルカン類が残ってしまいプリン
ト配線端子と導体厚膜端子との接続が十分でなくなると
いった不都合も防止されている。

【００３３】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果がより確実に得られるようになるという効果が
ある。

【００３４】なお、たくさんの種類ある飽和炭化水素の
うちどれを選ぶかといった選定基準は、主にその沸点に
置くのが妥当である。これに関しては、以下の第３手段
ないし第５手段の項を参考にされたい。

【００３５】（第３手段）本発明の第３手段は、請求項
３記載の基板接続方法である。すなわち、アルカン類
は、フレキシブル基板のフィルムを形成する熱可塑性樹
脂の融点よりも低い沸点をもつ。

【００３６】本手段では、アルカン類の沸点がフレキシ
ブル基板のフィルムを形成する熱可塑性樹脂の融点より
も低い。それゆえ、昇温圧着工程において、熱可塑性樹
脂の融点よりも低くフィルムを昇温させ、フィルムが過
度の流動性をもたない状態であっても、アルカン類を沸
騰させることができる。その結果、フレキシブル基板を
プリント基板に昇温圧着させても、フィルムが溶融して
逃げ出さない状態で、アルカン類が沸騰し、前述の第１
手段で説明したアルカン類の作用効果が得られる。

【００３７】したがって本手段によれば、前述の第１手
段の効果がより確実に得られるようになるという効果が
ある。

【００３８】（第４手段）本発明の第４手段は、請求項
４記載の基板接続方法である。すなわち、昇温圧着工程
において、フィルムの最高温度はこのフィルムを形成し
ている熱可塑性樹脂の融点よりも低く、アルカン類の沸
点よりも高い。

【００３９】本手段では、昇温圧着工程において、熱可
塑性樹脂の融点よりも低くフィルムが昇温させられ、フ
ィルムが過度の流動性をもたない状態でアルカン類が沸
騰するに至る。その結果、フレキシブル基板をプリント
基板に昇温圧着させても、フィルムが溶融して逃げ出さ
ない状態でアルカン類が沸騰し、前述の第１手段で説明
したアルカン類の作用が得られる。

【００４０】したがって本手段によれば、前述の第３手
段の効果がより確実に得られるようになるという効果が
ある。

【００４１】（第５手段）本発明の第５手段は、請求項
５記載の基板接続方法である。すなわち、プリント基板
は、アルカン類の沸点よりも融点が低いハンダからなり
プリント配線端子を覆うハンダ層をもつ。

【００４２】本手段では、プリント配線端子がハンダ層
に覆われており、ハンダ層を形成しているハンダの融点
は、アルカン類の沸点よりも低いので、昇温圧着工程に
おいてハンダが溶け、フレキシブル基板の導体厚膜端子
と合金を作って接合する。すなわち、プリント基板のプ
リント配線端子とフレキシブル基板の導体厚膜端子と
が、ハンダ付けによって接合されるので、両端子間の電
気的な接続も力学的な接合も強固で確実なものとなる。
その結果、プリント基板とフレキシブル基板との接続の
信頼性がよりいっそう向上する。

【００４３】したがって本手段によれば、前述の第３手
段の効果に加えて、プリント基板とフレキシブル基板と
の接続の信頼性がよりいっそう向上するという効果があ
る。

【００４４】なお、本手段とは逆にハンダ層がなけれ
ば、過剰なハンダの流出による短絡の可能性がなくなる
ので、プリント配線端子の間隔ないしピッチをより狭く
することができるようになるという効果がある。

【００４５】（第６手段）本発明の第６手段は、請求項
６記載の基板接続方法である。すなわち、アルカン類
は、Ｃ−Ｈ結合解離エネルギが９５０ｋＪ／ｍｏｌ以下
のものを主成分としている。このようなアルカン類とし
ては、たとえばテトラメチル・ペンタデカン、トリフェ
ニル・メタン、ジ・シクロ・ペンタジエン、シクロ・オ
クタンおよびジ・ヒドロ・アントラセンなどを挙げるこ
とができる。これらのアルカン類のうち、前三者は三級
炭素結合をもつアルカン類である。普通、アルカン類が
三級炭素結合をもつと、そのＣ−Ｈ結合解離エネルギが
直鎖系のアルカン類よりも低下する傾向がある。

【００４６】本手段では、主たるアルカン類は、Ｃ−Ｈ
結合解離エネルギが９５０ｋＪ／ｍｏｌ以下であるか
ら、昇温時に金属酸化物に対して強力な還元作用を発揮
する。すなわち、アルカン類の還元作用を支配するパラ
メータは、そのＣ−Ｈ結合解離エネルギであって、同解
離エネルギは低い方がよく、９５０ｋＪ／ｍｏｌ以下で
あることが望ましい。その結果、プリント配線端子およ
び導体厚膜端子の表面に形成されやすい金属酸化物が還
元され、両端子は金属同士で接合する。すると、プリン
ト配線１３の表面がハンダ層やメッキ層で覆われていな
くても、両端子間での力学的な接合強度が増すばかりで
はなく、両端子間での接続抵抗が減って電気的にも良好
に接続される。

【００４７】したがって、本手段の基板接続方法によれ
ば、前述の第１手段の効果に加えて、プリント配線端子
と導体厚膜端子との間での力学的な接合強度がいっそう
増すばかりではなく、両端子間での接続抵抗がさらに減
って電気的にもよりいっそう良好に接続されるという効
果がある。

【００４８】（第７手段）本発明の第７手段は、請求項
７記載の基板接続方法である。すなわち、フィルムは、
昇温圧着工程でプリント基板とフレキシブル基板との接
続部を封止する作用をもつ。

【００４９】本手段では、特に昇温圧着工程において、
加熱されたアルカン類がフレキシブル基板のフィルムに
浸透し、フィルムを若干溶解させるとともに膨潤させ
る。それゆえ、フィルムを形成している熱可塑性樹脂
が、過熱による溶融と膨潤とにより互いに隣り合う両端
子間の空間を封止するとともに、プリント基板の表面の
うち、プリント配線端子の間のベース板の表面と、プリ
ント配線端子の側面とに強固に接着される。その結果、
プリント基板とフレキシブル基板とが強固に接着して剥
離強度が向上し、両者は力学的に強固に接着される。そ
ればかりではなく、端子間ではフィルムに封止されて結
露が防止されるので、結露による短絡や腐食が防止され
る。

【００５０】すなわち、昇温圧着工程では、接合部が封
止されるので、互いに隣り合う端子の間にイオンなどが
介在して起きる短絡が防止されているうえに、結露によ
る短絡や腐食も防止されている。その結果、プリント基
板とフレキシブル基板との接続に関する信頼性が向上す
る。

【００５１】したがって、本手段の基板接続方法によれ
ば、前述の第１手段の効果に加えて、フィルムが膨潤な
どしてプリント基板にしっかりと接着し接合部が封止さ
れるので、接合部では結露等による短絡や接続不良がよ
りいっそう起こりにくくなるという効果がある。

【００５２】

【発明の実施の形態】本発明の基板接続方法の実施の形
態については、当業者に実施可能な理解が得られるよ
う、以下の実施例で明確かつ十分に説明する。

【００５３】［実施例１］ （実施例１の構成）本発明の実施例１としての基板接続
方法は、図１に示すように、ベース板１１とベース板１
１の表面に接合された複数のプリント配線端子１２とを
もつプリント基板１と、熱可塑性樹脂からなるフィルム
２１とフィルム２１の表面に接合された複数の導体厚膜
端子２２とをもつフレキシブル基板２とを互いに接合す
る方法である。本実施例の基板接続方法は、プリント基
板１とフレキシブル基板２との接合に際し、各プリント
配線端子１２と各導体厚膜端子２２とをそれぞれ互いに
接続することにより、図５に示すように、プリント基板
１とフレキシブル基板２とを有し両基板１，２が互いに
接続された複合基板１００を製造する製造方法である。

【００５４】ここで、図２に示すように、プリント基板
１のベース板１１は、ガラスエポキシ基材からなる複合
材基板であり、各プリント配線端子１２は、ベース板１
１の一方の表面に形成された銅箔からなるプリント配線
の接続端子である。各プリント配線端子１２の表面は、
ハンダレベラーと呼ばれる薄いハンダ層１３に覆われて
いる。ハンダ層１３を形成するハンダは共晶ハンダであ
り、その融点は約１８３℃である。

【００５５】そして、後述のアルカン塗布工程後、すな
わち昇温圧着工程の前には、フレキシブル基板２と接合
されるべきプリント基板１の表面は、アルカン類３の液
体からなる薄い層に覆われている。本実施例で採用した
アルカン類３は、一分子中の炭素数１４の直鎖型飽和炭
化水素であるテトラデカンであり、その沸点は１７４℃
である。すなわち、アルカン類３の沸点は、次に述べる
フレキシブル基板２のフィルム２１を形成する熱可塑性
樹脂（ＰＥＮ）の融点よりも低い。

【００５６】一方、フレキシブル基板２のフィルム２１
は、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）からなり、プ
リント基板１のベース板１１よりもずっと薄い熱可塑性
フィルムであり、その融点はおよそ２７０〜２８０℃で
ある。導体厚膜端子２２は、銀の微粉末を多量に含むポ
リエステル系樹脂がプリントされて形成された銀ペース
トの厚膜からなる配線端子である。

【００５７】本実施例の基板接続方法は、アルカン塗布
工程と昇温圧着工程とを有する。

【００５８】アルカン塗布工程は、プリント基板１の表
面のうちプリント配線端子１２がある部分に、前述のア
ルカン類３を塗布する予備工程である。アルカン類３
は、図１に示されている接合範囲にわたって、プリント
基板１の端部の表面に刷毛で適正量が塗布される。

【００５９】昇温圧着工程は、同じく図１に示すよう
に、各プリント配線端子１２と各導体厚膜端子２２とを
それぞれ互いに向かい合わせにし、ヒートツールＨでフ
レキシブル基板２をプリント基板２に昇温圧着させて接
合する工程である。ヒートツールＨは、２３０〜２４０
℃に加熱昇温されたチタニウム製の角棒状の工具であっ
て、２ＭＰａ程度（約２０ｋｇｆ／ｃｍ² ）の押圧力で
５秒間だけフレキシブル基板２をプリント基板１に加熱
しつつ圧着させる。フレキシブル基板２のフィルム２１
は比較的薄いので、フィルム２１の温度はおおむねヒー
トツールＨの温度に準ずる程度にまで昇温する。

【００６０】それゆえ、昇温圧着工程において、フィル
ム２１の最高温度は、２３０度程度に達し、フィルム２
１を形成している熱可塑性樹脂（ＰＥＮ）の融点（約２
７５℃）よりも低く、アルカン類３としてのテトラデカ
ンの沸点（１７４℃）よりも高くなる。それゆえ、昇温
圧着工程ではフィルム２１は軟化しても溶融はしない
が、アルカン類３は沸騰するに至る。また、前述のハン
ダ層１３を形成していた共晶ハンダの融点（１８３℃）
は、アルカン類３としてのテトラデカンの沸点（１７４
℃）とほぼ同等であるので、昇温圧着工程で十分に加熱
されてアルカン類３が沸騰した状態では、ハンダ層１３
も溶融した状態になる。

【００６１】ちなみに、図１および図２は昇温圧着工程
の初期状態を示し、図３は昇温圧着工程の最中の中間状
態を示し、図４および図５は、昇温圧着工程後の接合状
態を示す。図４および図５に示すように、昇温圧着工程
後の接合状態では、フレキシブル基板２は接合部におい
てプリント基板１に隙間なく接合するに至る。

【００６２】（実施例１の作用効果）本実施例の基板接
続方法は、以上のように構成されているので、以下のよ
うな作用効果を発揮する。すなわち、前述の昇温圧着工
程で、フレキシブル基板２がプリント基板１に昇温圧着
されると、予め塗布されていたアルカン類３は次の二つ
の作用をする。

【００６３】第一に、図３に示すように、アルカン類３
は、沸点以上に加熱されて瞬時に沸騰し、プリント基板
１のプリント配線端子１２の表面とフレキシブル基板２
の導体厚膜端子２２の表面とを浄化し、両者１２，２２
が互いに接合しやすくする。この時、ハンダ層１３を形
成している共晶ハンダは、融点を超えて昇温されるので
溶融し、液状になっている。

【００６４】すると、アルカン類３は、プリント基板１
のプリント配線端子１２を覆っているハンダ層１３の表
面に形成された酸化膜を、沸騰による物理的な作用で除
去する。これとともに、アルカン類３のもつ還元作用に
より、ハンダ層１３の表面に形成された酸化物は、金属
に還元される。すなわち、アルカン類３は、プリント配
線端子１２を覆って溶融したハンダ層１３の酸化されて
いない金属部分を表面に露出させる作用をもつ。同様
に、アルカン類３は、フレキシブル基板２の導体厚膜端
子２２の表面を覆う酸化膜や汚れなどを沸騰による物理
的な作用と還元作用とで除去し、導体厚膜端子２２の金
属部分を露出させる作用をもつ。

【００６５】それゆえ、図４に示すように、プリント配
線端子１２を覆うハンダ層１３の金属部分と導体厚膜端
子２２の金属部分とがそれぞれ表面に露出して、ハンダ
層１３が溶融する高温で互いに直接接っして圧着させら
れる。その結果、各プリント配線端子１２と各導体厚膜
端子２２とは、それぞれ互いに強固にハンダ接合され、
力学的により強力に接合されるだけではなく、電気的に
もしっかりと接続されて良好な導通が得られるようにな
る。

【００６６】第二に、再び図３に示すように、加熱され
たアルカン類３がフレキシブル基板２のフィルム２１に
浸透し、フィルム２１を若干溶解させるとともに膨潤さ
せる。すなわち、フィルム２１を形成している熱可塑性
樹脂が、昇温するとともに少し溶解して流動性を増すだ
けではなく、膨潤して互いに隣り合うプリント配線端子
１２の間の空間を封止する。それゆえ、フレキシブル基
板２のフィルム２１は、再び図４に示すように、プリン
ト基板１の表面のうち、プリント配線端子１２の間のベ
ース板１１の表面と、プリント配線端子１２の側面とに
強固に接合する。その結果、プリント基板１とフレキシ
ブル基板２とが強固に接合して剥離強度が向上し、両者
１，２は力学的に強固に接合される。そればかりではな
く、膨潤したフィルム２１に封止されて結露が防止され
るので、結露による短絡や腐食が防止される。

【００６７】すなわち、昇温圧着工程では、各プリント
配線端子１２と各導体厚膜端子２２とがそれぞれ互いに
電気的にも力学的にもしっかりと接続されるだけではな
く、プリント基板とフレキシブル基板とが力学的に強固
に接合される。また、接合部がフィルム２１によって隙
間なく封止されるに至っている。それゆえ、互いに隣り
合う端子１２，２２の間にイオンなどが介在して起きる
短絡が防止されているうえに、結露による短絡や腐食も
防止されている。その結果、プリント基板１とフレキシ
ブル基板２との接続に関する信頼性が向上する。

【００６８】本実施例での昇温圧着工程が終わると、図
５に示すように、プリント基板１にフレキシブル基板２
が接合され、プリント基板１の各プリント配線端子１２
とフレキシブル基板２の各導体厚膜端子２２とがそれぞ
れ接続された複合基板１００が製造される。

【００６９】以上をまとめると、本実施例の基板接続方
法によれば次の三つの効果が得られる。

【００７０】第一に、プリント基板１にもフレキシブル
基板２にも特殊な加工を施す必要がなく、極めて安価な
アルカン類３をプリント基板１の接合部に塗布するだけ
で、特殊な工具や接着剤等を要さずに両者１，２を昇温
圧着することができる。それゆえ、極めて安価な材料費
でプリント基板１とフレキシブル基板２とを接続するこ
とができるという効果がある。

【００７１】第二に、アルカン塗布工程は瞬時に終える
ことができ、昇温圧着工程もわずか５秒間で終えること
ができるから、ごく短時間のうちにわずかの工数で能率
よくプリント基板１とフレキシブル基板２とを接続でき
るという効果がある。

【００７２】第三に、プリント配線端子１２と導体厚膜
端子２２とがハンダ接合により電気的にも力学的にもし
っかりと接合されるばかりではなく、フレキシブル基板
２のフィルム２１が溶解および膨潤してプリント基板１
にしっかりと接合するので、接合に関して高い信頼性が
得られるという効果がある。また、フレキシブル基板２
のフィルム２１を形成する熱可塑性樹脂が、いくらかア
ルカン類３に溶解するとともに、アルカン類３が浸透し
て膨潤して接合部の空間をふさぐに至る。その結果、フ
ィルム２１が突出して接合部を隙間なく封止するので、
接合部では結露等による短絡や接続不良が起こりにくく
なり、やはり接続に関して高い信頼性が得られるという
効果がある。

【００７３】したがって、本実施例の基板接続方法によ
れば、接続に関して十分な信頼性が得られながら、プリ
ント基板１とフレキシブル基板２とをごく安価に短時間
で接続することができるという効果がある。

【００７４】［実施例２］ （実施例２の構成）本発明の実施例２としての基板接続
方法は、プリント基板１がハンダ層１３をもっていない
点と、アルカン類３としてシクロオクタンを主成分とす
る飽和炭化水素を用いている点とが実施例１と異なる。
その他の点においては、本手段の基板接続方法は、昇温
圧着工程の諸条件等を含めて実施例１と同様である。な
お、アルカン類３の主成分であるシクロオクタンは、三
級炭素構造をもつ飽和炭化水素であり、その沸点は約１
４８℃である。

【００７５】（実施例２の作用効果）本実施例の基板接
続方法は、以上のように構成されているので、前述の実
施例１の作用効果とほぼ同様な作用効果を発揮する。た
だし、以下の点で実施例１とは少し異なる作用効果をも
つ。

【００７６】先ず、プリント基板１の各プリント配線端
子１２はハンダ層１３に覆われておらず露出しているの
で、昇温圧着工程ではプリント基板１の各プリント配線
端子１２とフレキシブル基板２の各導体厚膜端子２２と
が直接接続される。この際、沸点が低いアルカン類３が
激しく沸騰して銅箔製のプリント配線端子１２の表面を
浄化するので、ハンダ層１３が無くても、各プリント配
線端子１２と各導体厚膜端子２２とはそれぞれ十分強固
に接続される。また、本実施例でもアルカン類３は還元
作用を発揮し、プリント配線端子１２および導体厚膜端
子２２の表面に形成された酸化膜を除去して金属部分を
露出させ、両者１２，２２の接合を助ける作用をもつ。
それゆえ、プリント配線端子１２と導体厚膜端子２２と
は互いに電気的にも十分に高い信頼性で接続されるに至
る。

【００７７】次に、加熱されたアルカン類３がフレキシ
ブル基板２のフィルム２１に浸透し、フィルム２１の流
動性を高めて、プリント基板１とフレキシブル基板２と
の接合部を隙間なく封止して強固に接合する作用は、実
施例１と同様である。

【００７８】その結果、本実施例によっても前述の実施
例１と同様の効果が得られる。そればかりではなく、ハ
ンダ層１３がないので、その分だけコストダウンになる
とともに、ハンダ層１３の流出による端子間ブリッジ
（短絡）が起こる可能性もなくなる。

【００７９】したがって、本実施例の基板接続方法によ
れば、実施例１よりもさらにコストダウン効果が向上す
るうえに、実施例１よりも端子間のピッチを狭くするこ
とができるという効果も得られる。

【００８０】［実施例３］ （実施例３の構成）本発明の実施例３としての基板接続
方法は、実施例２と同様に、ハンダ層やメッキ層がない
プリント配線端子１２をもつプリント基板１と、銀ペー
ストからなる導体厚膜端子２２をもつフレキシブル基板
２とを接続する方法である。

【００８１】本実施例の構成は、基本的には実施例２の
構成と同様であるが、アルカン類がジ・シクロ・ペンタ
ジエンである点が実施例２とは異なる。ここで、ジ・シ
クロ・ペンタジエンは三級炭素結合をもつアルカン類で
あり、そのＣ−Ｈ結合解離エネルギΔＨは図６に示すよ
うに約９１６［ｋＪ／ｍｏｌ］と推算されている。な
お、Ｃ−Ｈ結合解離エネルギΔＨは、図７に示すよう
に、アルカン類が熱分解されて水素が離れたラジカル状
態になるまでのエネルギである。

【００８２】すなわち、本実施例では、アルカン類は、
Ｃ−Ｈ結合解離エネルギが約９１６ｋＪ／ｍｏｌであっ
て９５０ｋＪ／ｍｏｌ以下である。そして、フレキシブ
ル基板２を構成する熱可塑性樹脂からなるフィルムは、
昇温圧着工程でプリント基板とフレキシブル基板との接
続部を封止する作用をもつ。

【００８３】（実施例３の作用効果）本実施例では、ア
ルカン類は、Ｃ−Ｈ結合解離エネルギが９５０ｋＪ／ｍ
ｏｌよりも低く９１６ｋＪ／ｍｏｌ程度であるから、還
元速度定数ｋ（図６参照）が大きく、昇温時に金属酸化
物に対して強力な還元作用を発揮する。その結果、プリ
ント配線端子１２および導体厚膜端子２２の表面に形成
されやすい金属酸化物が還元され、両端子１２，２２は
互いに金属同士で接合する。すると、プリント配線端子
１２の表面にハンダ層やメッキ層がなくても、両端子１
２，２２間での力学的な接合強度が増すばかりではな
く、両端子間での接続抵抗が減って電気的にも良好に接
続される。

【００８４】すなわち、図８に●で示すように、ピール
強度は、アルカン類がない場合やアルカン類がデカン
（Ｃ１０）である場合に比べ、ジ・シクロ・ペンタジエ
ン（ＤＣＰＤ）を使用した本実施例では倍増している。
また、両端子１２，２２間の接続抵抗は、同じ図８に○
で示すように、アルカン類がない場合やアルカン類がデ
カン（Ｃ１０）である場合に比べ、桁違いに低減されて
いる。

【００８５】したがって、本実施例の基板接続方法によ
れば、前述の実施例２の効果に加えて、プリント基板１
とフレキシブル基板２との接合強度がいっそう増すとい
う効果がある。そればかりではなく、プリント配線端子
１２と導体厚膜端子２２との間での接続抵抗がさらに減
って電気的にもよりいっそう良好に接続されるという効
果がある。もちろん、これらの効果は、前述の実施例２
と同様にプリント配線端子１２の表面処理なしでも発揮
されるので、実施例２と同様にコストダウンの効果が得
られながら併せて得られるものである。

【００８６】（実施例３の各種変形態様）本実施例の変
形態様として、プリント配線端子１２の材料や導体厚膜
端子２２の材料などを変更した基板接続方法の実施が可
能である。たとえば、導体厚膜端子２２が銀ペーストで
はなく、銅、銀銅合金、錫などのペーストで構成しても
よい。また、プリント配線端子１２の表面に、ニッケル
金メッキ、銅銀メッキや銅鉛メッキなどの処理が施され
ていてもよい。さらに、アルカン類３としてのジ・シク
ロ・ペンタジエンを、Ｃ−Ｈ結合解離エネルギが９５０
ｋＪ／ｍｏｌ以下の他のアルカン類で置換してもよい。
これらのいずれによっても、前述の本実施例に準ずる作
用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１における昇温圧着工程での初期状態
を示す斜視図

【図２】 実施例１における昇温圧着工程での要部構成
を示す断面図

【図３】 実施例１における昇温圧着工程での中間状態
を示す断面図

【図４】 実施例１における昇温圧着工程後の接合状態
を示す断面図

【図５】 実施例１により製造された複合基板の要部構
成を示す斜視図

【図６】 各種アルカン類のＣ−Ｈ結合解離エネルギを
示すグラフ

【図７】 Ｃ−Ｈ結合解離エネルギの定義を示すグラフ

【図８】 実施例３の効果を比較して示すグラフ

【符号の説明】

１００：複合基板 １：プリント基板 １１：ベース板（ガラスエポキシ基材製） １２：プリント配線端子（銅箔製） １３：ハンダ層（共晶ハンダからなるハンダレベラー） ２：フレキシブル基板 ２１：フィルム（熱可塑性樹脂としてのＰＥＮ製） ２２：導体厚膜端子（銀ペースト製） ３：アルカン類（炭素数１４の直鎖型飽和炭化水素であ
るテトラデカン） Ｈ：ヒートツール（チタニウム製）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E077 BB31 BB32 CC02 CC23 DD14 JJ10 JJ30 5E085 BB08 BB09 CC03 FF08 FF11 FF13 GG12 HH06 HH29 HH34 JJ06 JJ35 5E344 AA02 BB04 CC21 DD02 DD10 DD11

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベース板とこのベース板の表面に接合され
   た複数のプリント配線端子とをもつプリント基板と、熱
   可塑性樹脂からなるフィルムとこのフィルムの表面に接
   合された複数の導体厚膜端子とをもつフレキシブル基板
   とを互いに接合し、 これらのプリント配線端子とこれらの導体厚膜端子とを
   それぞれ互いに接続することにより、 このプリント基板とこのフレキシブル基板とを有し両基
   板が互いに接続された複合基板を製造する製造方法であ
   って、 前記プリント基板の表面のうち前記プリント配線端子が
   ある部分と、前記フレキシブル基板の表面のうち前記導
   体厚膜端子がある部分とのうち、少なくとも一方にアル
   カン類を塗布するアルカン塗布工程と、 各前記プリント配線端子と各前記導体厚膜端子とをそれ
   ぞれ互いに向かい合わせにし、前記フレキシブル基板を
   前記プリント基板に昇温圧着させて接合する昇温圧着工
   程と、を有することを特徴とする基板接続方法。
2. 【請求項２】前記アルカン類の主成分は、一分子中の炭
   素数が８以上２０以下の飽和炭化水素である、 請求項１記載の基板接続方法。
3. 【請求項３】前記アルカン類は、前記フィルムを形成す
   る前記熱可塑性樹脂の融点よりも低い沸点をもつ、 請求項１記載の基板接続方法。
4. 【請求項４】前記昇温圧着工程において、前記フィルム
   の最高温度は、このフィルムを形成している前記熱可塑
   性樹脂の前記融点よりも低く、前記アルカン類の前記沸
   点よりも高い、 請求項３記載の基板接続方法。
5. 【請求項５】前記プリント基板は、前記アルカン類の前
   記沸点よりも融点が低いハンダからなり前記プリント配
   線端子を覆うハンダ層をもつ、 請求項３記載の基板接続方法。
6. 【請求項６】前記アルカン類は、Ｃ−Ｈ結合解離エネル
   ギが９５０ｋＪ／ｍｏｌ以下のものを主成分とする、 請求項１記載の基板接続方法。
7. 【請求項７】前記フィルムは、前記昇温圧着工程で前記
   プリント基板と前記フレキシブル基板との接続部を封止
   する、 請求項１記載の基板接続方法。