JP2005260103A

JP2005260103A - フレキシブルプリント回路基板と硬質基板との接続構造

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Publication number: JP2005260103A
Application number: JP2004071877A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shimizu; 行男清水; Motoji Shioda; 素二塩田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP4488774B2

Abstract

【課題】ＦＰＣの端子と硬質基板の端子とを接着材を用いて導通可能に接続する構造において、ＦＰＣの単位幅当たりの端子数を増加させても、ＦＰＣの端子とガラス基板の端子とが確実に導通可能に接続し、隣接端子とのリークも生じないようにする。
【解決手段】ガラス基板１の端子１２のピッチＰ₂を、ガラス基板１の端子１１のピッチＰ₁よりも広くし、これに合わせてＦＰＣ２の端子のピッチを幅方向中央部に対して両側部を広くするとともに、ガラス基板１の端子１２の幅Ｌ₂を、ガラス基板１の端子１１の幅Ｌ₁よりも広くする。
【選択図】図２

Description

本発明は、フレキシブルプリント回路基板（「ＦＰＣ」：Flexible Printed Circuit）と硬質基板との接続構造に関し、より詳細には液晶表示装置やＥＬ表示装置、ＬＥＤ表示装置、プラズマ表示装置などの表示パネルに用いられる、ガラス基板などの硬質基板とＦＰＣとの接続構造に関するものである。

図６に、液晶表示パネルの一例を示す平面図を示す。この図の液晶表示パネルは、駆動用ＩＣ３をガラス基板１’に直接実装するＣＯＧ（Chip On Glass）方式を採用したアクティブマトリクス駆動液晶表示パネルである。ガラス基板１’の表示部１０には、図示しないＴＦＴ等のスイッチング素子の接続された複数の画素電極がマトリクス状に配列されて形成され、上記スイッチング素子を駆動するデータ信号線及び走査信号線等の各配線が互いに交差するように形成されている。

そして、駆動用ＩＣ３への信号及び電源の入力や液晶表示パネルそのものの駆動、さらには液晶表示パネルの検査などのための配線１３が形成されている。一方、これらの配線１３の他端部には入力端子１１’（図７に図示）が形成され、これらの入力端子１１’と重なるように、ＦＰＣ２’の出力端子２１’が不図示の異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を介してそれぞれ接続されている。

近年、駆動用ＩＣとしてＲＡＭや電源回路などの機能を付加した多機能ＩＣが開発され、これに合わせて入力信号端子数が増加している。また液晶表示パネルの検査が複雑化し、検査用の端子数も増加している。一方、装置の小型化という市場の要請もあって、端子数の増加ほどには端子配置可能領域は広げられない。このため、入力端子１１’および出力端子２１’の配置ピッチを狭くして対応せざるを得ない状況にある。

ところが、ＦＰＣは作製時の熱履歴や応力、エッチング・メッキ処理などによって伸縮し、このＦＰＣの伸縮による歪みは主に両側部に累積される。このためＦＰＣの両側部に高い寸法精度は望めない。加えて、ＦＰＣの両側部に累積する歪みは、ＦＰＣの全体幅が広くなるほど大きくなるため、例えばＦＰＣの端子位置の公差を０．１ｍｍとした場合、ＦＰＣの全体幅が１００ｍｍの場合には前記公差を満足できても、同じ端子配置ピッチでＦＰＣの全体幅を２００ｍｍとした場合には前記公差を満足できないということが起こり得る。

このため、図７に示すように、端子の配置ピッチを狭くし且つＦＰＣの全体幅を広げた場合には、ＦＰＣ２’の両側部においてガラス基板１’の入力端子１１’とＦＰＣ２’の出力端子２１’との位置がズレて導通しない、あるいは隣接端子とのリークが生じるといった不具合が発生する。
特開平９−２３２３７７号公報（特許請求の範囲、（００１６）〜（００３７）、図１〜図４）

そこでこのような不具合を防止するには、全体幅の狭いＦＰＣを複数枚使用する方法、あるいはＦＰＣの出力端子の配置ピッチを広くする方法などが考えられるが、前者の方法ではＦＰＣの接続工数が増えて生産効率が低下する。一方後者の方法では、ＦＰＣの単位幅当たりの端子数を増やすことができず駆動用ＩＣの多機能化が図れないなどの問題が生じる。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところはＦＰＣの単位幅当たりの端子数を増加させても、ＦＰＣの端子とガラス基板の端子とが確実に導通可能に接続し、隣接端子とのリークも生じないＦＰＣとガラス基板との接続構造を提供することにある。

本発明によれば、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子とを接着材を用いて導通可能に接続する構造において、ＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチを、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチよりも広くし、これに合わせてＦＰＣの端子のピッチを幅方向中央部に対して両側部を広くするとともに、ＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子の幅を、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅よりも広くしたことを特徴とする接続構造が提供される。なお、本明細書において「ＦＰＣの側部」とは、ＦＰＣの最外端子から中央方向にＦＰＣの全体幅の０．５％までの領域いい（図１で「Ｙ」で示す領域）、「ＦＰＣの中央部」とは、前記ＦＰＣの両側部で挟まれた領域（図１で「Ｘ」で示す領域）をいうものとする。

ここで、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子との接続を一層確実にする観点から、ＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチを、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチの１．０５〜６倍の範囲とするのが好ましい。またＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子の幅を、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅の１．０５〜７倍とするのが好ましい。なお、「ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチ」及び「ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅」とは、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチ及び幅のそれぞれ最小値をいうものとする。

また幅の大きなＦＰＣを用いた場合であっても、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子との接続を一層確実にする観点から、ＦＰＣの端子幅を硬質基板の端子幅の２５〜６０％の範囲とするのが好ましい。

さらに接着材として異方性導電膜を用いた場合には、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子との間の導通を一層確実とする観点から、ＦＰＣの端子幅をその端子ピッチの３５〜４５％とするのが好ましい。

本発明の接続構造では、ＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチを、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチよりも広くするとともに、ＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子の幅を、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅よりも広くしたので、製造工程における熱履歴などによってＦＰＣの両側部が伸縮して端子位置が設計位置からズレた場合であっても、幅を広くした硬質基板の端子内にＦＰＣの端子は収まる。これにより、ＦＰＣの単位幅当たりの端子数を増加させても、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子とが確実に導通可能に接続し、隣接端子とのリークも生じない。

ここで、ＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチを、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチの１．０５〜６倍の範囲とし、またＦＰＣの両側部の端子と接続する硬質基板の端子の幅を、ＦＰＣの幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅の１．０５〜７倍とすると、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子とが一層確実に接続できる。さらには、ＦＰＣの端子幅を硬質基板の端子幅の２５〜６０％の範囲とすると、幅の大きなＦＰＣを用いた場合であっても、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子とが一層確実に接続できる。

また接着材として異方性導電膜を用いた場合、ＦＰＣの端子幅をその端子ピッチの３５〜４５％にすると、ＦＰＣの端子と硬質基板の端子との間の導通が確実となる。

以下、本発明の接続構造について図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の接続構造の一例を示す概略平面図である。液晶表示パネルのガラス基板１には駆動用ドライバ３がＣＯＧ方式で実装されている。そして、ガラス基板１上には各種の配線１３が形成され、これらの配線１３の端子１１（図２に図示）はガラス基板１の下辺に整列配置されている。一方、ＦＰＣ２の上辺にはガラス基板１の端子１１のピッチに合わせて端子２１（図２に図示）が形成されている。なお、この図の「Ｙ」で示す領域がＦＰＣの側部（ＦＰＣの最外端子から中央方向にＦＰＣの全体幅Ｌ×０．５％の領域）であり、「Ｘ」で示す領域がＦＰＣの中央部（ＦＰＣの両側部で挟まれた領域）である。

図１のガラス基板１における、ＦＰＣ２の中央部Ｘおよび側部Ｙに対向する部分の拡大図を図２にそれぞれ示す。同図（Ａ）がＦＰＣ２の中央部Ｘに対向する部分の拡大図、同図（Ｂ）がＦＰＣ２の側部Ｙに対向する部分の拡大図である。これらの図から理解されるように、ガラス基板１の側部の端子１２の幅Ｌ₂は、中央部の端子１１の幅Ｌ₁に比べ広くなっている。これによって同図（Ｂ）に示すように、ＦＰＣの両側部における、ＦＰＣ２の端子２１とガラス基板１の端子１２との貼り合わせマージンＭが広くなり、ＦＰＣの端子２１が当初の設計位置からズレても、マージンＭによってズレ量が吸収され、ＦＰＣの端子２１はガラス基板１の端子１２と導通可能に接続されるのである。

ガラス基板１における側部と中央部との端子幅の比Ｌ₂／Ｌ₁については特に限定はなく、接続されるＦＰＣ２の全体幅Ｌや端子数などから適宜決定すればよいが、一般に端子幅の比Ｌ₂／Ｌ₁は１．０５〜７の範囲が好ましい。端子幅の比Ｌ₂／Ｌ₁が１．０５よりも小さいと、ＦＰＣ２の端子２１のズレを十分には補えないおそれがあり、端子幅の比Ｌ₂／Ｌ₁が７より大きいと、ＦＰＣ２の全体幅Ｌを十分には小さくできないおそれがあるからである。端子幅の比Ｌ₂／Ｌ₁のより好ましい範囲は１．１〜３．０の範囲である。

一方、ＦＰＣ２の端子幅ｍは、ガラス基板１の端子幅Ｌ₁，Ｌ₂の２５〜６０％の範囲が好ましい。ＦＰＣ２の端子幅ｍがガラス基板１の端子幅Ｌ₁，Ｌ₂の２５％より狭いと、両側部におけるマージンＭは大きくなりＦＰＣの端子のズレに対する裕度は大きくなるが、導通性が不十分となるおそれがある。特に、後述するように接着材としてＡＣＦを用いた場合にＦＰＣの端子幅が小さいと十分な導通が確保できないおそれがある。一方、ＦＰＣ２の端子幅ｍが、ガラス基板１の端子幅Ｌ₁，Ｌ₂の６０％より広いと、導通性は確保できるもののＦＰＣ２の側部の端子２１のズレに対する裕度が小さくなる。

また上記のようにガラス基板１における側部の端子幅Ｌ₂を中央部の端子幅Ｌ₁よりも広くするためには、当然ながら、ガラス基板１における側部の端子ピッチＰ₂を中央部の端子ピッチＰ₁よりも広くする必要がある。すなわち、電流のリークを防止するには、ガラス基板１の端子間距離Ｓを一定以上空ける必要があり、端子幅を広くした場合にはその分だけ端子ピッチも結果的に広がる。ガラス基板１の端子間距離Ｓは、端子幅やＦＰＣ２の全体幅Ｌなどから適宜決定されるが、一般に０．０１〜０．１ｍｍ程度である。この端子間距離Ｓはガラス基板１の中央部と側部で同じにする必要はないが、両側部でのマージンＭが十分確保でき小さくならない範囲で１〜２倍の範囲とするのが好ましい。

ガラス基板１における側部と中央部との端子ピッチの比Ｐ₂／Ｐ₁については特に限定はないが、一般に１．０５〜６の範囲が好ましい。端子ピッチの比Ｐ₂／Ｐ₁が１．０５よりも小さいと、ガラス基板１の側部の端子幅を十分には大きくできず、ＦＰＣの端子のズレを補えないおそれがある。一方、端子ピッチの比Ｐ₂／Ｐ₁が７より大きいと、ＦＰＣ２の全体幅Ｌを十分には小さくできないおそれがある。端子ピッチの比Ｐ₂／Ｐ₁のより好ましい範囲は１．１〜３．０の範囲である。

なお当然ながら、ＦＰＣ２の端子ピッチは、ガラス基板１の端子ピッチに合わせて中央部に対して両側部を広く設計しておく必要がある。

ＦＰＣ２の端子とガラス基板１の端子とを導通可能に接続する接着材としては従来公知のものを使用できる。このような接着材としては例えば異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）やハンダなどが挙げられ、作業性や効率性の点からＡＣＦが推奨される。ＡＣＦは、表面を金で被覆した直径５μｍ程度の樹脂粒子をエポキシ樹脂中に分散混合したものであり、例えば細帯状した成形したＡＣＦをＦＰＣ及びガラス基板の一方の端子上に貼り付け、ＦＰＣの端子とガラス基板の端子との間にＡＣＦが介在するように両者を重ね合わせた後、熱と圧力を加えることにより固着する。加熱圧着条件としては例えば１７０℃、２ＭＰａ、２０ｓｅｃである。

接着材としてＡＣＦを用いる場合、図３に示すように、ＦＰＣの端子幅ｍを端子ピッチＲの３５〜４５％の範囲とするのが好ましい。ＡＣＦではエポキシ樹脂中に分散混合された導電性の樹脂粒子が、ＦＰＣ２の端子とガラス基板１の端子との間に介在することによって導電性が図られることから、ＦＰＣ２の端子幅ｍが前記範囲よりも狭いと、端子間に存在する導電性樹脂粒子の数が少なく十分な導通が図れないおそれがあり、他方ＦＰＣ２の端子幅ｍが前記範囲よりも広いと、端子間が狭くなって隣接端子との間でリークを起こすおそれがあるからである。したがって、図４に示すように、ガラス基板１の側部の端子１２の幅を中央部の端子１１の幅よりも広くした場合には、ＦＰＣ２の側部の端子の幅は中央部の端子の幅よりも広くなる。

ＦＰＣ２をガラス基板１に接続する場合の一例を次に説明する。まずＦＰＣ２の端子上に帯シート状のＡＣＦ４を貼り付ける。つぎに図５に示すように、ＦＰＣ２の両端部に形成された円形のアライメントマーク２５の中に、ガラス基板１に印された点１５が入るように、ＦＰＣ２とガラス基板１とを位置決めする。図示していないが、このとき、ＦＰＣ２の端子とガラス基板１の端子とはＡＣＦ４を挟んで対向した位置となっている。そして、ＦＰＣ２とガラス基板１との取り付け部分を加熱・加圧し、ＡＣＦ４を圧縮硬化させてＦＰＣ２とガラス基板１とを導通可能に接続する。加熱・加圧条件は前述の通りである。

以上の実施形態では硬質基板としてガラス基板を用いたが、本発明で使用できる硬質基板はこれに限定されるものではなく、熱変形の少ないものであれば従来公知のものを使用できる。

本発明の接続構造の一例を示す概略平面図である。図１の部分拡大図である。本発明の接続構造の側断面図である。本発明の接続構造の他の例を示す部分拡大図である。ガラス基板にＦＰＣを接続する場合の取り付け図である。従来の接続構造を示す概略平面図である。図６の部分拡大図である。

符号の説明

１，１’ ガラス基板（硬質基板）
２，２’ ＦＰＣ
３ＩＣ
４ＡＣＦ
ｍＦＰＣの端子の幅
Ｌ₁ ガラス基板の端子（中央部）の幅
Ｌ₂ ガラス基板の端子（側部）の幅
Ｐ₁ ガラス基板の端子（中央部）のピッチ
Ｐ₂ ガラス基板の端子（側部）のピッチ
ＲＦＰＣの端子のピッチ
Ｓガラス基板の端子間距離
１１ガラス基板の端子（中央部）
１２ガラス基板の端子（側部）
１３配線
２１ＦＰＣの端子
２２ＦＰＣの端子（中央部）
２３ＦＰＣの端子（側部）

Claims

フレキシブルプリント回路基板の端子と硬質基板の端子とを接着材を用いて導通可能に接続する構造において、
フレキシブルプリント回路基板の両側部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチを、フレキシブルプリント回路基板の幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチよりも広くし、これに合わせてフレキシブルプリント回路基板の端子のピッチを幅方向中央部に対して両側部を広くするとともに、フレキシブルプリント回路基板の両側部の端子と接続する硬質基板の端子の幅を、フレキシブルプリント回路基板の幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅よりも広くしたことを特徴とする接続構造。
フレキシブルプリント回路基板の両側部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチを、フレキシブルプリント回路基板の幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子のピッチの１．０５〜６倍の範囲とした請求項１記載の接続構造。
フレキシブルプリント回路基板の両側部の端子と接続する硬質基板の端子の幅を、フレキシブルプリント回路基板の幅方向中央部の端子と接続する硬質基板の端子の幅の１．０５〜７倍とした請求項１又は２記載の接続構造。
フレキシブルプリント回路基板の端子幅を硬質基板の端子幅の２５〜６０％の範囲とした請求項１〜３のいずれかに記載の接続構造。
前記接着材として異方性導電膜を用い、フレキシブルプリント回路基板の端子幅を端子ピッチの３５〜４５％とした請求項１〜４のいずれかに記載の接続構造。