JP2004311805A - コネクタ付きフレキシブルプリント配線板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コネクタ部品を介することなく、実装部品を交換可能に低コストで取付けることが可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】柔軟なポリイミド樹脂フィルム1の一方の面に厚い導電層(銅箔)2が積層され、他方の面に薄い導電層(銅メッキ膜)が積層され、厚い導電層2と薄い導電層が所定の位置でポリイミド樹脂フィルム1を貫通する複数本の導電部4によって接続されている積層板を原材料として、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して導電部4に接続された配線パターン7を形成し、厚い導電層2にフォトリソグラフィの技術を適用して導電部4に接続された雄型コネクタ9形成する。これに取付ける実装部品には対応する雌型コネクタを取付ける。
【選択図】 図2
【解決手段】柔軟なポリイミド樹脂フィルム1の一方の面に厚い導電層(銅箔)2が積層され、他方の面に薄い導電層(銅メッキ膜)が積層され、厚い導電層2と薄い導電層が所定の位置でポリイミド樹脂フィルム1を貫通する複数本の導電部4によって接続されている積層板を原材料として、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して導電部4に接続された配線パターン7を形成し、厚い導電層2にフォトリソグラフィの技術を適用して導電部4に接続された雄型コネクタ9形成する。これに取付ける実装部品には対応する雌型コネクタを取付ける。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブルプリント配線板(FPCと略称されるもの)に関するものであり、更に詳しくは、実装部品を交換可能に取付けることが可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報通信分野をはじめとして、電子機器の小型化、薄型化が急速に進んでおり、それに伴って実装部品のフレキシブルプリント配線板への取付けも可及的に小型化、薄型化することが要請されている。なお、ここに言う実装部品とは半導体装置、抵抗、コンデンサのような電子部品のほか、電子部品を搭載したプリント配線板(PWBと略称されるもの)を含む。このような趨勢の中にあって、例えば半導体装置をフレキシブルプリント配線板に交換可能に取付ける場合には、プリント配線板に取付けた市販のコネクタ部品を介して取付けることが行われている。しかし、市販のコネクタ部品は規格化されたものであるから、フレキシブルプリント配線板に取付けした時の実装高さが予定する高さより大になる場合が多く、小型化、薄型化のために予定サイズの筐体内に収容することができないということがある。しかし、予定サイズの筐体に合わせて専用のコネクタ部品を新規に作製するとコストを増大させてしまうという問題がある。
【0003】
これに対し、交換可能であるとは記載されていないが、IC基板の電極パッドに先端側を球状とした突起電極を設け、回路基板にはその端子電極上にリング状のマイクロコネクタを形成して、IC基板の突起電極を回路基板のマイクロコネクタに嵌め込むことにより、IC基板を回路基板に取付ける方法および実装体が提案されている。図8は上記のIC基板と回路基板との実装状態を示す図であり回路基板117の端子電極118に設けた導電性ゴムからなるリング状のマイクロコネクタ119へ、IC基板101の電極パッド102に接合され先端側を球状部104とした突起電極103を挿入して実装されている状態を示す(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−152303号公報
【0005】
しかし、特許文献1の方法による実装は、リング状のマイクロコネクタ119を回路基板117へグラビアオフセット印刷によって形成させるものであり、導電性ゴムリングを作成するためのガラス凹版、作成された未硬化導電性ゴムリングをガラス凹版から回路基板117へ転写するためのゴムローラを要するが、サイズや電極パッドの位置が異なる複数のIC基板101を回路基板117へ取付ける場合には、IC基板101のサイズや突起電極103の位置、IC基板101の配置状態に応じて異なるガラス凹版が必要となるので、設備コストが大となり取付けコストを増大させる。また、IC基板101に形成する突起電極103の球状部104は金属ワイヤを熔融させて形成しているので、球状部104の大きさや位置の制御が容易でないし、1個のIC基板101に電極パッド102が100個単位で存在するような場合には、対応するマイクロコネクタ119を回路基板117に高い位置精度で形成することには困難があり、実質的には対処し得ないものになると思われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、コネクタ部品を介することなく、実装部品を交換可能に低コストで取付けることができ、電子機器の小型化、薄型化に寄与し得るコネクタ付きフレキシブルプリント配線板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項1または請求項5の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば次に示す如くである。
【0008】
請求項1のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるための複数のコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面にコネクタに対応する複数の配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、絶縁基材を貫通する導電部を介してコネクタと配線が接続されている配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、フォトリソグラフィの技術によってコネクタが形成されているので、フレキシブルプリント配線板に対する実装部品の実装高さを低くすることができ電子機器を大幅に小型化、薄型化させるほか、コネクタが多数である場合にもコストの増大を殆ど伴わずに高い位置精度で製造され、複数の実装部品の配置パターンが異なっており、必要なコネクタの位置が異なる場合にも容易かつ低コストで対応することができる。
【0009】
請求項1に従属する請求項2のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間で、バネ作用で密接し、かつ挿抜可能とされている配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、実装部品に設けられたコネクタの雌雄に応じて的確な取付けが可能にし、かつ実装部品を交換することを可能にする。
【0010】
請求項1に従属する請求項3のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタが、導電性の軸心部、および軸心部とは同心で導線性の筒状部からなる同軸コネクタであり、軸心部が配線の内の信号線に接続され、筒状部が配線の内のグランド線に接続されており、軸心部は実装部品の信号線に接続され、筒状部は実装部品のグランド線に接続される配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波が存在しても、信号線が接続される軸心部はグランド電位の筒状部によって覆われており電磁波が遮蔽されるのでコネクタにおいて信号線にノイズを発生させない。
【0011】
請求項1に従属する請求項4のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板において、コネクタが形成されている箇所以外の箇所に、実装部品の位置決めピンに対応する挿入穴が形成されている配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、実装部品の取付け時に、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に対する実装部品の位置ずれを補正し、取付け操作を円滑化させる。
【0012】
請求項5のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、導電部が存在する箇所において、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して実装部品を取付けるための複数のコネクタを形成する工程と、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された複数の配線を形成する工程とからなる製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、取付けられる実装部品の電極の位置や数が異なる場合、ないしは複数の実装部品の配置パターンが異なる場合にも、それぞれに応じてコネクタが高い位置精度で容易かつ低コストで形成されたコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0013】
請求項5に従属する請求項6のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、雄型コネクタまたは雌型コネクタを実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間でバネ作用で密接し、かつ挿抜し得る形状に形成する製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、取付けられる実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタと的確に接続され、かつ交換が可能である形状の雄型コネクタまたは雌型コネクタを備えたフレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【0014】
請求項5に従属する請求項7のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタが同軸コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、同軸コネクタの母体を形成し、次いで同軸コネクタの母体に対し軸心部および軸心部とは同心の筒状部が残るように掘削加工して同軸コネクタを形成し、次いで薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された配線を形成する工程において、軸心部に接続された配線として信号線を形成し、筒状部に接続された配線としてグランド線を形成する製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波があっても、信号線が接続される軸心部がグランド電位の筒状部によって覆われることから電磁波が遮蔽され、コネクタにおいて信号線にノイズを発生させないコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0015】
請求項5に従属する請求項8のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、積層板の段階、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後に、実装部品に設けられた位置決めピンに対応する挿入穴をコネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する工程が付加されている製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板にコネクタを備えた実装部品を取付ける時に若干の位置ずれは補正するようにガイドするコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0016】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるための複数のコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面に複数の配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、絶縁基材を貫通する導電部を介してコネクタと配線が接続されている配線板である。そして、このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、導電部の存在する箇所において、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程と、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された複数の配線を形成する工程とによって製造される。
【0017】
すなわち、本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造するに際しての原材料は、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層がされており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板であるが、このような積層板は如何なる方法で製造されたものであってもよい。例えば、積層板は柔軟な絶縁基材の片面に厚い導電層となる厚い銅箔が張り合わされたものについて、絶縁基材の所定の位置に、上方からにレーザーを照射して銅箔の面に達する細孔を形成させた後、絶縁基材の面に例えば銀の無電解メッキを施してから、厚い銅箔を電極として銅の電解メッキを施こすことにより、細孔に銅が充填されて導電部が形成される共に、絶縁基材の面に薄い導電層としての銅メッキ膜が形成されて原材料の積層板が得られる。勿論、これ以外の方法によっても製造することができるが、上述したように原材料の積層板はその製造方法を問わない。
【0018】
原材料の積層板における厚い導電層の厚さは50〜200μmの範囲内、薄い導電層の厚さは5〜25μmの範囲内のものとされる。原材料の積層板の柔軟な絶縁基材には、一般的にはポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂のフィルムまたはシートが使用され、その厚さは10〜125μmの範囲内にあるもの、一般的には25〜75μmのものが採用される。絶縁基材には、勿論、上記のポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂以外の合成樹脂からなるものを使用してもよい。
【0019】
また、厚い導電層にコネクタを形成し、薄い導電層に配線を形成するためにフォトリソグラフィの技術が適用される。フォトリソグラフィに使用する光源には通常は半導体装置の製造に広く使用されている超高圧水銀ランプの紫外線(g線、h線、またはi線)が使用されるが、厚さが100μm以上の厚い導電層にアスペクト比が大きい凹部を形成する場合には、光源として輝度が大きい放射光X線を使用するフォトリソグラフィの技術によって高い加工精度で凹部を形成することができる。
【0020】
そして、原材料の積層板の導電部が存在する箇所において、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して配線を形成し、厚い導電層に同じくフォトリソグラフィの技術を適用して雄型コネクタまたは雌型コネクタを形成する。雄型コネクタは取付ける実装部品に設けられる雌型コネクタの凹部に挿入容易な形状、例えば、先端部の周縁の角を落とした形状とするか、または先端側ほど径が小さいテーパー形状とすることが望まれる。雌型コネクタはフォトリソグラフィの技術によって雌型コネクタの柱形状の母体を形成してから、母体上面の中心部に機械加工、レーザー加工、電子ビーム加工、放電加工、またはエッチング加工して凹部、すなわち実装部品の雄型コネクタの挿入が容易な形状の凹部を穿設して形成される。
【0021】
コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成させる雄型コネクタまたは雌型コネクタは、実装部品の有する雌型コネクタまたは雄型コネクタと一旦接続された後は容易に接触を失わないように、バネ作用によって密接し、かつ挿抜可能な形状に作製される。バネ作用は雄型コネクタに付与してもよく、雌型コネクタに付与してもよい。また、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板のコネクタに付与してもよく、実装部品に付与してもよい。そのほか、ゴム的なバネ弾性を有するプラスチックの成型品を利用するものであってもよい。
【0022】
信号線と高周波遮蔽用のグランド線とに対応する同軸コネクタも、雌型コネクタの場合と同様、柱形状の母体を形成した後に、軸心部、および軸心部とは同心の筒状部が残るように母体を加工して作成することができる。同軸コネクタの軸心部は信号線と接続され、筒状部はグランド線に接続されるが、軸心部と筒状部は他方の面において相互に独立して配線と接続されていなければならないことは当然である。
【0023】
実装部品をフレキシブルプリント配線板に取付けるに際し、取付けを円滑に進めるには、実装部品とフレキシブルプリント配線板との間で位置決めし得るような手段を設けることが望ましい。通常的には、実装部品に位置決めピンを設け、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に対応する挿入穴が設けられる。位置決めピンは挿入孔への挿入後は容易に抜けないように返り部を設けたものとされる。また、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する挿入穴は、積層板の段階、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後の何れにおいて設けてもよい。
【0024】
【実施例】
次に本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板、およびその製造方法を実施例により、図面を参照して具体的に説明する。
【0025】
(実施例1)
実施例1は雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す。図1と図2は一例の雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aの製造プロセスを示す。すなわち、図1のAは原材料である積層板10の断面図、図2のGは形成された雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aの断面図である。図1のAに示す原材料の積層板10は、柔軟な絶縁基材であるポリイミド樹脂フィルム1の一方の面に銅箔からなる厚い導電層2が積層され、他方の面に銅メッキ膜による薄い導電層3が積層されたものである。本実施例においては、ポリイミド樹脂フィルム1の厚さは25μm、厚い導電層2の厚さは100μm、薄い導電層3の厚さは12μmとされている。
【0026】
そして、厚い導電層2と薄い導電層3はあらかじめ設定される所定の位置でポリイミド樹脂フィルム1を貫通する複数本の導電部4によって接続されている。この導電部4はポリイミド樹脂フィルム1にあらかじめ設けられた細孔に銅の電解メッキ時に銅が充填されて形成されたものであり、 導電部4の直径は10μmである。 図1、図2においては、厚さや直径は比例関係には示されていない。
【0027】
図1のBは、薄い導電層3の面にフォトレジスト膜5を形成し、後述の図1のDに示すように、導電部4に接続された配線7が形成されるように開口を配置したマスク6を介して紫外線(UV)光を照射している状態を示す。フォトレジスト膜5のUV光によって照射された部分は硬化し、マスク6によってUV光が遮断された部分は硬化しないことから、現像することによって、図1のCに示すように、薄い導電層3の上にフォトレジスト膜5の内の硬化した部分が残る。この状態で薄い導電層3をエッチングすることにより、フォトレジスト膜5が残っている箇所では薄い導電層3が残り、フォトレジスト膜5が残っていない箇所では薄い導電層3が溶解され除去される。
【0028】
図1のDは残った薄い導電層3の上のフォトレジスト膜5を除去して導電部4に接続して配線7が形成された状態で示すが、上記のようにフォトリソグラフィの技術を適用することにより、薄い導電層3から所望のパターンで(すなわち、マスク6の開口パターンに忠実なパターンで)配線7を形成させることができる。なお、所望のパターンの配線7を形成した後、図2のE以降において示すように、配線7を保護するためのカバーコート8を設けてもよい。
【0029】
続いて、厚い導電層2に上記と同様にフォトリソグラフィの技術を適用して雄型コネクタ9を形成する。この時にも、雄型コネクタ9が導電部4の直上に形成されるように、使用するマスク6’の開口パターンに配慮を要する。図2のCは厚い導電層2の面にフォトレジスト膜5’を形成し、複数の小さい円形状の開口が設けられているマスク6’を介してUV光を照射している状態を示す。続いて現像すると図2のFに示すように、厚い導電層2の上にフォトレジスト膜5’のUV光に照射された部分が残る。その状態で厚い導電層2をエッチングすることにより、残っているフォトレジスト膜5’の下には厚い導電層2がエッチングされずに残り、それ以外の部分の厚い導電層2は除去される。
【0030】
フォトレジスト膜5’の下には厚い導電層2が細い円柱状に残るが、これを先細りのテーパー状の雄型コネクタ9とするには、簡単には、残っているフォトレジスト膜5’を除去した後に、円柱状の厚い導電層2をエッチング液に浸漬する。円柱状の厚い導電層2の根元側は短時間、先端側ほど長い時間浸漬することにより先細りのテーパー状の雄型コネクタ9が得られる。そのような浸漬は、例えば先端側を下にしてエッチング液の液面レベルを時間の経過と共に降下させることによって行い得る。図2のGはそのようにして形成された雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aであり、この実施例においては雄型コネクタ9は500μmピッチで形成されている。
【0031】
上記のような雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aには、例えば図3のCに示す雌型コネクタ付き半導体装置20が取付けられる。なお、雌型コネクタ付き半導体装置20における雌型コネクタ29は半導体装置21の電極パッド22に後付けされたものである。その雌型コネクタ29を作製するには、先ず、バネ性を有するプラスチックス(例えばポリウレタン樹脂)からなり、図3のAに拡大して示すような円筒形状の成形品27を用意する。そして、その内壁面と半導体装置21の電極パッド22への取付け面に例えば銀の無電解メッキを施してから銅の電解メッキを行い、図3のBに示すように、成形品27に銅メッキ膜28を形成させて雌型コネクタ29とする。
【0032】
続いて、図3のCに示すように、半導体装置21の電極パッド22と雌型コネクタ29の取付け面の銅メッキ膜28とを半田等で接合することにより、雌型コネクタ付き半導体装置20が得られる。なお、雌型コネクタ付き半導体装置20には、図3のCに示すような取付け時の位置決めピン23が取付けられている。位置決めピン23は弾性を有する合成樹脂製で二本が一組となっており、それぞれの先端部には雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aの挿入穴10hに係止するための返り部24が外側へ向いて設けられている。二本の間の間隔は二つの返り部24を挿入穴10hへ挿入し得るように設けられているものであり、その間隔は二つの返り部24の幅に相当する。そして図3のDは図2のGの雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aに、図3のCの雌型コネクタ付き半導体装置20が実装されている状態を示す図である。
【0033】
(実施例2)
実施例2では一例の雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bの製造方法を説明するが、その製造方法は実施例1で示した雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aとほぼ同様なステップで製造されるので、共通するところは省略する。すなわち、図4のAは、図1のAに示す積層板10から図2のGに示す雄型コネクタ9を形成した方法と同様であるが、マスクには開口が円形で雌型コネクタと同径のものを使用することにより、図4のAの断面図に示すように、厚い導電層2から円柱形状の雌型コネクタの母体17を形成することができる。なお、図4のAでは配線7の上にカバーコート8が施されている。続いて母体17の上面の中央部にレーザーを照射し、図4のBに示すように、凹部18を穿設して雌型コネクタ19とすることにより、雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bが形成される。
【0034】
上記のような雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bには、例えば図4のCの左図に示す雄型コネクタ付き半導体装置30が取付けられる。なお、雄型コネクタ付き半導体装置30における導電性の雄型コネクタ39は半導体装置31のパッド32に後付けされたものであり、その雄型コネクタ39は、図4のCの右図に拡大して示すように、台座37にバネ性を有する挿入部38を取付けたものとして、あらかじめ機械加工によって作製されたものである。
【0035】
そして、図4のCに示すように、半導体装置31の電極パッド32に雄型コネクタ35を半田等で接合することにより、雄型コネクタ付き半導体装置30が得られる。なお、雄型コネクタ付き半導体装置30には、実施例1の図3のCに示したものと同様な、取付け時の位置決めピン33が取付けられている。そして、図4のDは図4のBに示した雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bに図4のCに示した雄型コネクタ付き半導体装置30が実装されている状態を示す断面図である。
【0036】
(実施例3)
実施例3では同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cの製造方法を説明する。図5と図6は一例の同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cの製造プロセスを示す。すなわち、図5のAは、実施例1における図1のDとほぼ同様であり、原材料の積層板10における薄い導電層3を配線7’とした後、配線7’の上にカバーコート8を施したものの断面図であるが、図1のDとは配線パターンが若干異なり、三本の導電部4のうち、中央の導電部4は信号線Sであり、両側の二本はグランド線Gとされる。
【0037】
そして、図5のAの厚い導電層2にフォトリソグラフィの技術を適用して同軸コネクタ14を形成するが、同軸コネクタ14が三本の導電部4の直上に形成されるように、マスク6”は同軸コネクタ14と同径の円形開口を有するものとし、三本の導電部4の内の中央の導電部4が円形開口の中心に位置するような位置関係に配置する。すなわち、図5のBは、図5のAの厚い導電層2の面にフォトレジスト膜5”を形成し、上記のようなマスク6”を介して紫外線(UV)光を照射している状態を示す。フォトレジスト膜5”のUV光によって照射された部分は硬化し、マスク6”によってUV光が遮断された部分は硬化しないことから、現像すると図5のCに示すように、厚い導電層2の上にフォトレジスト膜5”の硬化した部分が残る。この状態で厚い導電層2をエッチングすることにより、図6のDに示すように、フォトレジスト膜5”が残っている箇所では厚い導電層2が円柱形状の同軸コネクタ母体11となって残り、フォトレジスト膜5”が残っていない箇所では厚い導電層2は除去される。
【0038】
図6のDの同軸コネクタ母体11に対しレーザー加工またはエッチング加工して、図6のEに示す軸心部12および同軸の円筒部13が残るように掘削加工することによって同軸コネクタ14が形成され、同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cが得られる。そして、図6のFは軸心部12と円筒部13を示す平面図である。上記のような加工によって必然的に、同軸コネクタ14の軸心部12は信号線Sと接続され、円筒部13はグランド線Gに接続される。図6のGは信号線Sとグランド線Gの平面図である。そして、同軸コネクタ15において信号線Sが接続される軸心部12はグランド線Gが接続される円筒部13によって囲われているので、同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cにおける高周波電流による電磁波があっても遮蔽されることになる。上記のような同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cに取付けられる半導体装置には、対応する同軸雌型コネクタまたは同軸雄型コネクタ、もしくは同等のものが設けられていることを要する。
【0039】
(実施例4)
雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板、または雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板は半導体装置、コンデンサ、抵抗などのような電子部品のほか、電子部品を表面実装されたプリント配線板であってもよい。図7はそのような例を示す断面図であり、実施例2の雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bとは雌型コネクタの形状が異なる雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Dの雌型コネクタ59に半導体装置41を表面取付けしたプリント配線板40の雄型コネクタ49が接合されて取付けされている状態を示す図である。
【0040】
以上、本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0041】
例えば実施例1、実施例2、実施例3において、配線を先に形成し、その後でコネクタを形成させたが、これとは逆にコネクタを先に形成し、配線は後で形成させてもよい。
【0042】
また本実施例においては、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の配線側にカバーコート8を設ける場合を説明したが、カバーコート8に代えてカバーレイを設けるようにしてもよい。また本実施例においては、雌型コネクタ19、59や、同軸コネクタ14は側壁を裸のままとしたが、使用する雰囲気によってはカバーコートを設けるようにしてもよい。
【0043】
また本実施例においては、雌型コネクタ付き半導体装置20を雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aに取付ける場合の位置決めピン23を雌型コネクタ付き半導体装置20側に設けたが、雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板A側に設けてもよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【0045】
請求項1のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるためのコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面に配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、絶縁基材を貫通する導電部を介してコネクタと配線が接続されているので、フレキシブルプリント配線板に対して実装部品を取付けた時の取付け高さを低くすることができ、電子機器を大幅に小型化、薄型化させるほか、コネクタが多数である場合にもコストの増大を殆ど伴わずに高い位置精度で製造され、複数の実装部品の配置パターンが異なりコネクタの位置が異なる場合にも容易かつ低コストで対応することができる。また、実装部品の交換が容易であり、実装部品とコネクタ付きフレキシブルプリント配線板との何れか一方が機能しなくなった場合に、他方を取り外して再使用することができる。
【0046】
請求項2のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間で、バネ作用で密接し、かつ挿抜し得る形状とされているので、
実装部品に設けられたコネクタの雌雄に応じて実装部品の的確な取付けが可能であり、かつ実装部品の交換が可能にする。
【0047】
請求項3のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、コネクタが、導電性の軸心部と、軸心部とは同心で導電性の筒状部とからなる同軸コネクタであり、軸心部がコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の信号線に接続され、筒状部が同配線板のグランド線に接続されており、軸心部は実装部品の信号線に接続され、筒状部は実装部品のグランド線に接続されるので、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波が存在しても、信号線が接続される軸心部はグランド電位の筒状部によって覆われており電磁波が遮蔽されるので、コネクタにおいて信号線にノイズを発生させない。
【0048】
請求項4のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、コネクタが形成されている箇所以外の箇所に、実装部品に設けられている位置決めピンに対応する挿入穴が形成されているので、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板への実装部品の取付け時に、実装部品の若干の位置ずれを補正するようにガイドし、取付け操作を円滑化させる。
【0049】
請求項5のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、導電部が存在する箇所において、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程と、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された配線を形成する工程によってコネクタ付きフレキシブルプリント配線板製造されるので、取付けられる実装部品の電極の位置や数が異なる場合、ないしは複数の実装部品の配置パターンが異なる場合にも、それぞれに応じてフレキシブルプリント配線板に設けるコネクタを高い位置精度で容易かつ低コストで形成することができ、実装部品を組み込んだ電子機器を大幅に小型化、薄型化させ得るコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。また、実装部品の交換が容易であり実装部品とコネクタ付きフレキシブルプリント配線板との何れか一方が機能しなくなった場合に、他方を取り外して再使用することが可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0050】
請求項6のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、雄型コネクタまたは雌型コネクタを実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間でバネ作用によって密接し、かつ挿抜し得る形状に形成するので、取付けられる実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタと的確に接続し、かつ実装部品の交換が可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【0051】
請求項7のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、コネクタが同軸コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、同軸コネクタの母体を形成し、次いで同軸コネクタの母体に対し軸心部および軸心部とは同心の筒状部が残るように掘削加工して同軸コネクタを形成し、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された配線を形成する工程において、軸心部に接続された配線として信号線を形成し、筒状部に接続された配線としてグランド線を形成するので、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波があっても、信号線が接続される軸心部がグランド電位の筒状部によって覆われていることから電磁波が遮蔽され、コネクタにおいて信号線にノイズを発生させないコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0052】
請求項8のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、積層板の段階、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後に、実装部品に設けられた位置決めピンに対応する挿入穴をコネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する工程が付加されているので、実装部品の取付けに際して若干の位置ずれは補正するようにガイドし、実装部品の取付けを円滑化させるコネクタ付きフレキシブルプリント配線板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2と共に雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図2】図1と共に雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図3】雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板への雌型コネクタを備えた実装部品の取付けを示す図である。
【図4】雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造と、その配線板への雄型コネクタを備えた実装部品の取付けを示す図である。
【図5】図6と共に同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図6】図5と共に同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図7】電子部品が取付けされたプリント配線板を雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板への取付けした場合を示す図である。
【図8】従来例としてのIC基板の回路基板への取付けを示す図である。
【符号の説明】
1……ポリイミド樹脂シート、2……厚い導電層(銅箔)、3……薄い導電層(銅メッキ膜)、4……導電部、5……フォトレジスト膜、6……マスク、7……配線、8……カバーコート、9……雄型コネクタ、10……積層板(原材料)、11……同軸コネクタ母体、12……軸心部、13……円筒部、14……同軸コネクタ、17……雌型コネクタ母体、18……凹部、19……雌型コネクタ、20……雌型コネクタ付き半導体装置、21……半導体装置、22……電極パッド、27……プラスチック成型品、28……銅メッキ膜、29……雌型コネクタ、30……雄型コネクタ付き半導体装置、38……挿入部、39……雄型コネクタ、40……プリント配線板。
【発明の属する技術分野】
本発明はフレキシブルプリント配線板(FPCと略称されるもの)に関するものであり、更に詳しくは、実装部品を交換可能に取付けることが可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報通信分野をはじめとして、電子機器の小型化、薄型化が急速に進んでおり、それに伴って実装部品のフレキシブルプリント配線板への取付けも可及的に小型化、薄型化することが要請されている。なお、ここに言う実装部品とは半導体装置、抵抗、コンデンサのような電子部品のほか、電子部品を搭載したプリント配線板(PWBと略称されるもの)を含む。このような趨勢の中にあって、例えば半導体装置をフレキシブルプリント配線板に交換可能に取付ける場合には、プリント配線板に取付けた市販のコネクタ部品を介して取付けることが行われている。しかし、市販のコネクタ部品は規格化されたものであるから、フレキシブルプリント配線板に取付けした時の実装高さが予定する高さより大になる場合が多く、小型化、薄型化のために予定サイズの筐体内に収容することができないということがある。しかし、予定サイズの筐体に合わせて専用のコネクタ部品を新規に作製するとコストを増大させてしまうという問題がある。
【0003】
これに対し、交換可能であるとは記載されていないが、IC基板の電極パッドに先端側を球状とした突起電極を設け、回路基板にはその端子電極上にリング状のマイクロコネクタを形成して、IC基板の突起電極を回路基板のマイクロコネクタに嵌め込むことにより、IC基板を回路基板に取付ける方法および実装体が提案されている。図8は上記のIC基板と回路基板との実装状態を示す図であり回路基板117の端子電極118に設けた導電性ゴムからなるリング状のマイクロコネクタ119へ、IC基板101の電極パッド102に接合され先端側を球状部104とした突起電極103を挿入して実装されている状態を示す(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−152303号公報
【0005】
しかし、特許文献1の方法による実装は、リング状のマイクロコネクタ119を回路基板117へグラビアオフセット印刷によって形成させるものであり、導電性ゴムリングを作成するためのガラス凹版、作成された未硬化導電性ゴムリングをガラス凹版から回路基板117へ転写するためのゴムローラを要するが、サイズや電極パッドの位置が異なる複数のIC基板101を回路基板117へ取付ける場合には、IC基板101のサイズや突起電極103の位置、IC基板101の配置状態に応じて異なるガラス凹版が必要となるので、設備コストが大となり取付けコストを増大させる。また、IC基板101に形成する突起電極103の球状部104は金属ワイヤを熔融させて形成しているので、球状部104の大きさや位置の制御が容易でないし、1個のIC基板101に電極パッド102が100個単位で存在するような場合には、対応するマイクロコネクタ119を回路基板117に高い位置精度で形成することには困難があり、実質的には対処し得ないものになると思われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、コネクタ部品を介することなく、実装部品を交換可能に低コストで取付けることができ、電子機器の小型化、薄型化に寄与し得るコネクタ付きフレキシブルプリント配線板およびその製造方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は請求項1または請求項5の構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれば次に示す如くである。
【0008】
請求項1のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるための複数のコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面にコネクタに対応する複数の配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、絶縁基材を貫通する導電部を介してコネクタと配線が接続されている配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、フォトリソグラフィの技術によってコネクタが形成されているので、フレキシブルプリント配線板に対する実装部品の実装高さを低くすることができ電子機器を大幅に小型化、薄型化させるほか、コネクタが多数である場合にもコストの増大を殆ど伴わずに高い位置精度で製造され、複数の実装部品の配置パターンが異なっており、必要なコネクタの位置が異なる場合にも容易かつ低コストで対応することができる。
【0009】
請求項1に従属する請求項2のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間で、バネ作用で密接し、かつ挿抜可能とされている配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、実装部品に設けられたコネクタの雌雄に応じて的確な取付けが可能にし、かつ実装部品を交換することを可能にする。
【0010】
請求項1に従属する請求項3のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタが、導電性の軸心部、および軸心部とは同心で導線性の筒状部からなる同軸コネクタであり、軸心部が配線の内の信号線に接続され、筒状部が配線の内のグランド線に接続されており、軸心部は実装部品の信号線に接続され、筒状部は実装部品のグランド線に接続される配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波が存在しても、信号線が接続される軸心部はグランド電位の筒状部によって覆われており電磁波が遮蔽されるのでコネクタにおいて信号線にノイズを発生させない。
【0011】
請求項1に従属する請求項4のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板において、コネクタが形成されている箇所以外の箇所に、実装部品の位置決めピンに対応する挿入穴が形成されている配線板である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、実装部品の取付け時に、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に対する実装部品の位置ずれを補正し、取付け操作を円滑化させる。
【0012】
請求項5のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、導電部が存在する箇所において、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して実装部品を取付けるための複数のコネクタを形成する工程と、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された複数の配線を形成する工程とからなる製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、取付けられる実装部品の電極の位置や数が異なる場合、ないしは複数の実装部品の配置パターンが異なる場合にも、それぞれに応じてコネクタが高い位置精度で容易かつ低コストで形成されたコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0013】
請求項5に従属する請求項6のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、雄型コネクタまたは雌型コネクタを実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間でバネ作用で密接し、かつ挿抜し得る形状に形成する製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、取付けられる実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタと的確に接続され、かつ交換が可能である形状の雄型コネクタまたは雌型コネクタを備えたフレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【0014】
請求項5に従属する請求項7のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタが同軸コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、同軸コネクタの母体を形成し、次いで同軸コネクタの母体に対し軸心部および軸心部とは同心の筒状部が残るように掘削加工して同軸コネクタを形成し、次いで薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された配線を形成する工程において、軸心部に接続された配線として信号線を形成し、筒状部に接続された配線としてグランド線を形成する製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波があっても、信号線が接続される軸心部がグランド電位の筒状部によって覆われることから電磁波が遮蔽され、コネクタにおいて信号線にノイズを発生させないコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0015】
請求項5に従属する請求項8のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、積層板の段階、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後に、実装部品に設けられた位置決めピンに対応する挿入穴をコネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する工程が付加されている製造方法である。
このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法は、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板にコネクタを備えた実装部品を取付ける時に若干の位置ずれは補正するようにガイドするコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0016】
【発明の実施の形態】
上述したように、本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるための複数のコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面に複数の配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、絶縁基材を貫通する導電部を介してコネクタと配線が接続されている配線板である。そして、このようなコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、導電部の存在する箇所において、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程と、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された複数の配線を形成する工程とによって製造される。
【0017】
すなわち、本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造するに際しての原材料は、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層がされており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板であるが、このような積層板は如何なる方法で製造されたものであってもよい。例えば、積層板は柔軟な絶縁基材の片面に厚い導電層となる厚い銅箔が張り合わされたものについて、絶縁基材の所定の位置に、上方からにレーザーを照射して銅箔の面に達する細孔を形成させた後、絶縁基材の面に例えば銀の無電解メッキを施してから、厚い銅箔を電極として銅の電解メッキを施こすことにより、細孔に銅が充填されて導電部が形成される共に、絶縁基材の面に薄い導電層としての銅メッキ膜が形成されて原材料の積層板が得られる。勿論、これ以外の方法によっても製造することができるが、上述したように原材料の積層板はその製造方法を問わない。
【0018】
原材料の積層板における厚い導電層の厚さは50〜200μmの範囲内、薄い導電層の厚さは5〜25μmの範囲内のものとされる。原材料の積層板の柔軟な絶縁基材には、一般的にはポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂のフィルムまたはシートが使用され、その厚さは10〜125μmの範囲内にあるもの、一般的には25〜75μmのものが採用される。絶縁基材には、勿論、上記のポリイミド樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂以外の合成樹脂からなるものを使用してもよい。
【0019】
また、厚い導電層にコネクタを形成し、薄い導電層に配線を形成するためにフォトリソグラフィの技術が適用される。フォトリソグラフィに使用する光源には通常は半導体装置の製造に広く使用されている超高圧水銀ランプの紫外線(g線、h線、またはi線)が使用されるが、厚さが100μm以上の厚い導電層にアスペクト比が大きい凹部を形成する場合には、光源として輝度が大きい放射光X線を使用するフォトリソグラフィの技術によって高い加工精度で凹部を形成することができる。
【0020】
そして、原材料の積層板の導電部が存在する箇所において、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して配線を形成し、厚い導電層に同じくフォトリソグラフィの技術を適用して雄型コネクタまたは雌型コネクタを形成する。雄型コネクタは取付ける実装部品に設けられる雌型コネクタの凹部に挿入容易な形状、例えば、先端部の周縁の角を落とした形状とするか、または先端側ほど径が小さいテーパー形状とすることが望まれる。雌型コネクタはフォトリソグラフィの技術によって雌型コネクタの柱形状の母体を形成してから、母体上面の中心部に機械加工、レーザー加工、電子ビーム加工、放電加工、またはエッチング加工して凹部、すなわち実装部品の雄型コネクタの挿入が容易な形状の凹部を穿設して形成される。
【0021】
コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成させる雄型コネクタまたは雌型コネクタは、実装部品の有する雌型コネクタまたは雄型コネクタと一旦接続された後は容易に接触を失わないように、バネ作用によって密接し、かつ挿抜可能な形状に作製される。バネ作用は雄型コネクタに付与してもよく、雌型コネクタに付与してもよい。また、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板のコネクタに付与してもよく、実装部品に付与してもよい。そのほか、ゴム的なバネ弾性を有するプラスチックの成型品を利用するものであってもよい。
【0022】
信号線と高周波遮蔽用のグランド線とに対応する同軸コネクタも、雌型コネクタの場合と同様、柱形状の母体を形成した後に、軸心部、および軸心部とは同心の筒状部が残るように母体を加工して作成することができる。同軸コネクタの軸心部は信号線と接続され、筒状部はグランド線に接続されるが、軸心部と筒状部は他方の面において相互に独立して配線と接続されていなければならないことは当然である。
【0023】
実装部品をフレキシブルプリント配線板に取付けるに際し、取付けを円滑に進めるには、実装部品とフレキシブルプリント配線板との間で位置決めし得るような手段を設けることが望ましい。通常的には、実装部品に位置決めピンを設け、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に対応する挿入穴が設けられる。位置決めピンは挿入孔への挿入後は容易に抜けないように返り部を設けたものとされる。また、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する挿入穴は、積層板の段階、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後の何れにおいて設けてもよい。
【0024】
【実施例】
次に本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板、およびその製造方法を実施例により、図面を参照して具体的に説明する。
【0025】
(実施例1)
実施例1は雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す。図1と図2は一例の雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aの製造プロセスを示す。すなわち、図1のAは原材料である積層板10の断面図、図2のGは形成された雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aの断面図である。図1のAに示す原材料の積層板10は、柔軟な絶縁基材であるポリイミド樹脂フィルム1の一方の面に銅箔からなる厚い導電層2が積層され、他方の面に銅メッキ膜による薄い導電層3が積層されたものである。本実施例においては、ポリイミド樹脂フィルム1の厚さは25μm、厚い導電層2の厚さは100μm、薄い導電層3の厚さは12μmとされている。
【0026】
そして、厚い導電層2と薄い導電層3はあらかじめ設定される所定の位置でポリイミド樹脂フィルム1を貫通する複数本の導電部4によって接続されている。この導電部4はポリイミド樹脂フィルム1にあらかじめ設けられた細孔に銅の電解メッキ時に銅が充填されて形成されたものであり、 導電部4の直径は10μmである。 図1、図2においては、厚さや直径は比例関係には示されていない。
【0027】
図1のBは、薄い導電層3の面にフォトレジスト膜5を形成し、後述の図1のDに示すように、導電部4に接続された配線7が形成されるように開口を配置したマスク6を介して紫外線(UV)光を照射している状態を示す。フォトレジスト膜5のUV光によって照射された部分は硬化し、マスク6によってUV光が遮断された部分は硬化しないことから、現像することによって、図1のCに示すように、薄い導電層3の上にフォトレジスト膜5の内の硬化した部分が残る。この状態で薄い導電層3をエッチングすることにより、フォトレジスト膜5が残っている箇所では薄い導電層3が残り、フォトレジスト膜5が残っていない箇所では薄い導電層3が溶解され除去される。
【0028】
図1のDは残った薄い導電層3の上のフォトレジスト膜5を除去して導電部4に接続して配線7が形成された状態で示すが、上記のようにフォトリソグラフィの技術を適用することにより、薄い導電層3から所望のパターンで(すなわち、マスク6の開口パターンに忠実なパターンで)配線7を形成させることができる。なお、所望のパターンの配線7を形成した後、図2のE以降において示すように、配線7を保護するためのカバーコート8を設けてもよい。
【0029】
続いて、厚い導電層2に上記と同様にフォトリソグラフィの技術を適用して雄型コネクタ9を形成する。この時にも、雄型コネクタ9が導電部4の直上に形成されるように、使用するマスク6’の開口パターンに配慮を要する。図2のCは厚い導電層2の面にフォトレジスト膜5’を形成し、複数の小さい円形状の開口が設けられているマスク6’を介してUV光を照射している状態を示す。続いて現像すると図2のFに示すように、厚い導電層2の上にフォトレジスト膜5’のUV光に照射された部分が残る。その状態で厚い導電層2をエッチングすることにより、残っているフォトレジスト膜5’の下には厚い導電層2がエッチングされずに残り、それ以外の部分の厚い導電層2は除去される。
【0030】
フォトレジスト膜5’の下には厚い導電層2が細い円柱状に残るが、これを先細りのテーパー状の雄型コネクタ9とするには、簡単には、残っているフォトレジスト膜5’を除去した後に、円柱状の厚い導電層2をエッチング液に浸漬する。円柱状の厚い導電層2の根元側は短時間、先端側ほど長い時間浸漬することにより先細りのテーパー状の雄型コネクタ9が得られる。そのような浸漬は、例えば先端側を下にしてエッチング液の液面レベルを時間の経過と共に降下させることによって行い得る。図2のGはそのようにして形成された雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aであり、この実施例においては雄型コネクタ9は500μmピッチで形成されている。
【0031】
上記のような雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aには、例えば図3のCに示す雌型コネクタ付き半導体装置20が取付けられる。なお、雌型コネクタ付き半導体装置20における雌型コネクタ29は半導体装置21の電極パッド22に後付けされたものである。その雌型コネクタ29を作製するには、先ず、バネ性を有するプラスチックス(例えばポリウレタン樹脂)からなり、図3のAに拡大して示すような円筒形状の成形品27を用意する。そして、その内壁面と半導体装置21の電極パッド22への取付け面に例えば銀の無電解メッキを施してから銅の電解メッキを行い、図3のBに示すように、成形品27に銅メッキ膜28を形成させて雌型コネクタ29とする。
【0032】
続いて、図3のCに示すように、半導体装置21の電極パッド22と雌型コネクタ29の取付け面の銅メッキ膜28とを半田等で接合することにより、雌型コネクタ付き半導体装置20が得られる。なお、雌型コネクタ付き半導体装置20には、図3のCに示すような取付け時の位置決めピン23が取付けられている。位置決めピン23は弾性を有する合成樹脂製で二本が一組となっており、それぞれの先端部には雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aの挿入穴10hに係止するための返り部24が外側へ向いて設けられている。二本の間の間隔は二つの返り部24を挿入穴10hへ挿入し得るように設けられているものであり、その間隔は二つの返り部24の幅に相当する。そして図3のDは図2のGの雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aに、図3のCの雌型コネクタ付き半導体装置20が実装されている状態を示す図である。
【0033】
(実施例2)
実施例2では一例の雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bの製造方法を説明するが、その製造方法は実施例1で示した雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aとほぼ同様なステップで製造されるので、共通するところは省略する。すなわち、図4のAは、図1のAに示す積層板10から図2のGに示す雄型コネクタ9を形成した方法と同様であるが、マスクには開口が円形で雌型コネクタと同径のものを使用することにより、図4のAの断面図に示すように、厚い導電層2から円柱形状の雌型コネクタの母体17を形成することができる。なお、図4のAでは配線7の上にカバーコート8が施されている。続いて母体17の上面の中央部にレーザーを照射し、図4のBに示すように、凹部18を穿設して雌型コネクタ19とすることにより、雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bが形成される。
【0034】
上記のような雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bには、例えば図4のCの左図に示す雄型コネクタ付き半導体装置30が取付けられる。なお、雄型コネクタ付き半導体装置30における導電性の雄型コネクタ39は半導体装置31のパッド32に後付けされたものであり、その雄型コネクタ39は、図4のCの右図に拡大して示すように、台座37にバネ性を有する挿入部38を取付けたものとして、あらかじめ機械加工によって作製されたものである。
【0035】
そして、図4のCに示すように、半導体装置31の電極パッド32に雄型コネクタ35を半田等で接合することにより、雄型コネクタ付き半導体装置30が得られる。なお、雄型コネクタ付き半導体装置30には、実施例1の図3のCに示したものと同様な、取付け時の位置決めピン33が取付けられている。そして、図4のDは図4のBに示した雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bに図4のCに示した雄型コネクタ付き半導体装置30が実装されている状態を示す断面図である。
【0036】
(実施例3)
実施例3では同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cの製造方法を説明する。図5と図6は一例の同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cの製造プロセスを示す。すなわち、図5のAは、実施例1における図1のDとほぼ同様であり、原材料の積層板10における薄い導電層3を配線7’とした後、配線7’の上にカバーコート8を施したものの断面図であるが、図1のDとは配線パターンが若干異なり、三本の導電部4のうち、中央の導電部4は信号線Sであり、両側の二本はグランド線Gとされる。
【0037】
そして、図5のAの厚い導電層2にフォトリソグラフィの技術を適用して同軸コネクタ14を形成するが、同軸コネクタ14が三本の導電部4の直上に形成されるように、マスク6”は同軸コネクタ14と同径の円形開口を有するものとし、三本の導電部4の内の中央の導電部4が円形開口の中心に位置するような位置関係に配置する。すなわち、図5のBは、図5のAの厚い導電層2の面にフォトレジスト膜5”を形成し、上記のようなマスク6”を介して紫外線(UV)光を照射している状態を示す。フォトレジスト膜5”のUV光によって照射された部分は硬化し、マスク6”によってUV光が遮断された部分は硬化しないことから、現像すると図5のCに示すように、厚い導電層2の上にフォトレジスト膜5”の硬化した部分が残る。この状態で厚い導電層2をエッチングすることにより、図6のDに示すように、フォトレジスト膜5”が残っている箇所では厚い導電層2が円柱形状の同軸コネクタ母体11となって残り、フォトレジスト膜5”が残っていない箇所では厚い導電層2は除去される。
【0038】
図6のDの同軸コネクタ母体11に対しレーザー加工またはエッチング加工して、図6のEに示す軸心部12および同軸の円筒部13が残るように掘削加工することによって同軸コネクタ14が形成され、同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cが得られる。そして、図6のFは軸心部12と円筒部13を示す平面図である。上記のような加工によって必然的に、同軸コネクタ14の軸心部12は信号線Sと接続され、円筒部13はグランド線Gに接続される。図6のGは信号線Sとグランド線Gの平面図である。そして、同軸コネクタ15において信号線Sが接続される軸心部12はグランド線Gが接続される円筒部13によって囲われているので、同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cにおける高周波電流による電磁波があっても遮蔽されることになる。上記のような同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Cに取付けられる半導体装置には、対応する同軸雌型コネクタまたは同軸雄型コネクタ、もしくは同等のものが設けられていることを要する。
【0039】
(実施例4)
雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板、または雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板は半導体装置、コンデンサ、抵抗などのような電子部品のほか、電子部品を表面実装されたプリント配線板であってもよい。図7はそのような例を示す断面図であり、実施例2の雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Bとは雌型コネクタの形状が異なる雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Dの雌型コネクタ59に半導体装置41を表面取付けしたプリント配線板40の雄型コネクタ49が接合されて取付けされている状態を示す図である。
【0040】
以上、本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を実施例によって説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【0041】
例えば実施例1、実施例2、実施例3において、配線を先に形成し、その後でコネクタを形成させたが、これとは逆にコネクタを先に形成し、配線は後で形成させてもよい。
【0042】
また本実施例においては、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の配線側にカバーコート8を設ける場合を説明したが、カバーコート8に代えてカバーレイを設けるようにしてもよい。また本実施例においては、雌型コネクタ19、59や、同軸コネクタ14は側壁を裸のままとしたが、使用する雰囲気によってはカバーコートを設けるようにしてもよい。
【0043】
また本実施例においては、雌型コネクタ付き半導体装置20を雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板Aに取付ける場合の位置決めピン23を雌型コネクタ付き半導体装置20側に設けたが、雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板A側に設けてもよい。
【0044】
【発明の効果】
本発明のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板は以上に説明したような形態で実施され、次に記載するような効果を奏する。
【0045】
請求項1のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるためのコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面に配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、絶縁基材を貫通する導電部を介してコネクタと配線が接続されているので、フレキシブルプリント配線板に対して実装部品を取付けた時の取付け高さを低くすることができ、電子機器を大幅に小型化、薄型化させるほか、コネクタが多数である場合にもコストの増大を殆ど伴わずに高い位置精度で製造され、複数の実装部品の配置パターンが異なりコネクタの位置が異なる場合にも容易かつ低コストで対応することができる。また、実装部品の交換が容易であり、実装部品とコネクタ付きフレキシブルプリント配線板との何れか一方が機能しなくなった場合に、他方を取り外して再使用することができる。
【0046】
請求項2のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間で、バネ作用で密接し、かつ挿抜し得る形状とされているので、
実装部品に設けられたコネクタの雌雄に応じて実装部品の的確な取付けが可能であり、かつ実装部品の交換が可能にする。
【0047】
請求項3のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、コネクタが、導電性の軸心部と、軸心部とは同心で導電性の筒状部とからなる同軸コネクタであり、軸心部がコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の信号線に接続され、筒状部が同配線板のグランド線に接続されており、軸心部は実装部品の信号線に接続され、筒状部は実装部品のグランド線に接続されるので、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波が存在しても、信号線が接続される軸心部はグランド電位の筒状部によって覆われており電磁波が遮蔽されるので、コネクタにおいて信号線にノイズを発生させない。
【0048】
請求項4のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板によれば、コネクタが形成されている箇所以外の箇所に、実装部品に設けられている位置決めピンに対応する挿入穴が形成されているので、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板への実装部品の取付け時に、実装部品の若干の位置ずれを補正するようにガイドし、取付け操作を円滑化させる。
【0049】
請求項5のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、厚い導電層と薄い導電層が所定の位置で絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、導電部が存在する箇所において、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程と、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された配線を形成する工程によってコネクタ付きフレキシブルプリント配線板製造されるので、取付けられる実装部品の電極の位置や数が異なる場合、ないしは複数の実装部品の配置パターンが異なる場合にも、それぞれに応じてフレキシブルプリント配線板に設けるコネクタを高い位置精度で容易かつ低コストで形成することができ、実装部品を組み込んだ電子機器を大幅に小型化、薄型化させ得るコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。また、実装部品の交換が容易であり実装部品とコネクタ付きフレキシブルプリント配線板との何れか一方が機能しなくなった場合に、他方を取り外して再使用することが可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0050】
請求項6のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、雄型コネクタまたは雌型コネクタを実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間でバネ作用によって密接し、かつ挿抜し得る形状に形成するので、取付けられる実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタと的確に接続し、かつ実装部品の交換が可能なコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造することができる。
【0051】
請求項7のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、コネクタが同軸コネクタであり、厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタを形成する工程において、同軸コネクタの母体を形成し、次いで同軸コネクタの母体に対し軸心部および軸心部とは同心の筒状部が残るように掘削加工して同軸コネクタを形成し、薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用してコネクタに接続された配線を形成する工程において、軸心部に接続された配線として信号線を形成し、筒状部に接続された配線としてグランド線を形成するので、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板側の高周波電流による電磁波があっても、信号線が接続される軸心部がグランド電位の筒状部によって覆われていることから電磁波が遮蔽され、コネクタにおいて信号線にノイズを発生させないコネクタ付きフレキシブルプリント配線板を与える。
【0052】
請求項8のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法によれば、積層板の段階、コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後に、実装部品に設けられた位置決めピンに対応する挿入穴をコネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する工程が付加されているので、実装部品の取付けに際して若干の位置ずれは補正するようにガイドし、実装部品の取付けを円滑化させるコネクタ付きフレキシブルプリント配線板が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2と共に雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図2】図1と共に雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図3】雄型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板への雌型コネクタを備えた実装部品の取付けを示す図である。
【図4】雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造と、その配線板への雄型コネクタを備えた実装部品の取付けを示す図である。
【図5】図6と共に同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図6】図5と共に同軸コネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法を示す図である。
【図7】電子部品が取付けされたプリント配線板を雌型コネクタ付きフレキシブルプリント配線板への取付けした場合を示す図である。
【図8】従来例としてのIC基板の回路基板への取付けを示す図である。
【符号の説明】
1……ポリイミド樹脂シート、2……厚い導電層(銅箔)、3……薄い導電層(銅メッキ膜)、4……導電部、5……フォトレジスト膜、6……マスク、7……配線、8……カバーコート、9……雄型コネクタ、10……積層板(原材料)、11……同軸コネクタ母体、12……軸心部、13……円筒部、14……同軸コネクタ、17……雌型コネクタ母体、18……凹部、19……雌型コネクタ、20……雌型コネクタ付き半導体装置、21……半導体装置、22……電極パッド、27……プラスチック成型品、28……銅メッキ膜、29……雌型コネクタ、30……雄型コネクタ付き半導体装置、38……挿入部、39……雄型コネクタ、40……プリント配線板。
Claims (8)
- 柔軟な絶縁基材の一方の面に実装部品を取付けるための複数のコネクタがフォトリソグラフィの技術によって形成され、他方の面に前記コネクタに対応する複数の配線がフォトリソグラフィの技術によって形成されており、前記絶縁基材を貫通する導電部を介して前記コネクタと前記配線が接続されている
ことを特徴とするコネクタ付きフレキシブルプリント配線板。 - 前記コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、前記実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間で、バネ作用で密接し、かつ挿抜可能とされている
ことを特徴とする請求項1に記載のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板。 - 前記コネクタが、導電性の軸心部、および前記軸心部とは同心で導電性の筒状部からなる同軸コネクタであり、前記軸心部が前記配線の内の信号線に接続され、前記筒状部が前記配線の内のグランド線に接続されており、前記軸心部は前記実装部品の信号線に接続され、前記筒状部は前記実装部品のグランド線に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板。 - 前記コネクタ付きフレキシブルプリント配線板において前記コネクタが形成されている箇所以外の箇所に、前記実装部品の位置決めピンに対応する挿入穴が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板。 - 柔軟な絶縁基材の一方の面に厚い導電層が積層され、他方の面に薄い導電層が積層されており、前記厚い導電層と前記薄い導電層が所定の位置で前記絶縁基材を貫通して形成された複数本の導電部によって接続されている積層板に対し、
前記導電部が存在する箇所において、前記厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して実装部品を取付けるための複数のコネクタを形成する工程と、
前記薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して前記コネクタに接続された複数の配線を形成する工程とからなる
ことを特徴とするコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 前記コネクタが雄型コネクタまたは雌型コネクタであり、前記厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して前記コネクタを形成する工程において、前記雄型コネクタまたは前記雌型コネクタを、前記実装部品の雌型コネクタまたは雄型コネクタとの間でバネ作用によって密接し、かつ挿抜し得る形状に形成する
ことを特徴とする請求項5に記載のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 前記コネクタが同軸コネクタであり、前記厚い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して前記コネクタを形成する工程において、前記同軸コネクタの母体を形成し、次いで前記同軸コネクタの母体に対し軸心部、および前記軸心部とは同心の筒状部が残るように掘削加工して前記同軸コネクタを形成し、
前記薄い導電層にフォトリソグラフィの技術を適用して前記コネクタに接続された配線を形成する工程において、前記軸心部に接続された前記配線として信号線を形成し、前記筒状部に接続された前記配線としてグランド線を形成する
ことを特徴とする請求項5に記載のコネクタ付きフレキシブルプリント配線板の製造方法。 - 前記積層板の段階、前記コネクタ付きフレキシブルプリント配線板を製造する工程の途中、または前記工程の後に、前記実装部品に設けられた位置決めピンに対応する挿入穴を前記コネクタ付きフレキシブルプリント配線板に形成する工程が付加されている
ことを特徴とする請求項5に記載のフレキシブルプリント配線板の製造方法。
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JP2003104862A JP2004311805A (ja) | 2003-04-09 | 2003-04-09 | コネクタ付きフレキシブルプリント配線板およびその製造方法 |
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JP2019114467A (ja) * | 2017-12-25 | 2019-07-11 | 合同会社シナプス | 同軸ケーブルコネクタおよび同軸ケーブルコネクタの製造方法 |
WO2022176631A1 (ja) * | 2021-02-17 | 2022-08-25 | 株式会社ヨコオ | 接続装置 |
-
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- 2003-04-09 JP JP2003104862A patent/JP2004311805A/ja active Pending
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