JP2006120471A - 基板の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＦＰＣ・ＡＣＦの変形に基づく力（スプリングバック）に起因した端子同士の解離を防止できる、基板の接続構造を提供する。
【解決手段】 本発明では、Ｆ接続端子群１２・Ｐ接続端子群２２において、隣り合う接続端子同士（Ｆ接続端子同士１２・１２…・１２、あるいはＰ接続端子同士２２・２２…・２２）は、離間するようにして設けられており、その上、対向するＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９同士がＡＣＦ３１を介して接続されるようになっている。そして、対向するＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９の一方の基板である例えばＦＰＣ１９には、離間しながら隣り合うＦ接続端子１２・１２の間に位置する基板上に、開孔１が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板の接続構造に関するものであり、例えば液晶表示装置におけるフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）同士の接続や、ＦＰＣとプリント配線基板（ＰＷＢ）との接続に関するものである。

近年、電子機器に対しては、小型化・薄型化・軽量化等の要望が高まっている。そのため、種々の電子機器において、薄く折り曲げ可能なフレキシブル回路基板（Flexible Printed Circuit；ＦＰＣ）が使用されるようになっている。

例えば携帯電話、携帯ＡＶ機器、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の携帯情報端末に使用されている液晶表示装置では、液晶表示パネルに、駆動回路等の形成されたプリント配線基板等（Printed Wiring Board；ＰＷＢ）を接続することで、表示が制御されるようになっている。

そして、この液晶表示パネルとＰＷＢ等との接続において、ＦＰＣが多々使用されるようになっている。具体的には、ＦＰＣに設けられた一方の端子と、液晶表示パネルの周辺部に設けられた端子とを接続するとともに、ＦＰＣの他方の端子とＰＷＢ等の端子とを接続することで、液晶表示パネルに、ＰＷＢ等を電気的に接続するようになっている。

そして、かかる接続において、ＦＰＣとＰＷＢ等との間に異方性導電膜（Anisotropic Conductive Film；ＡＣＦ）を介して、熱圧着接合する接続方法がよく用いられる。例えば、図６〔（ａ）はＦＰＣの平面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ’線断面図〕・図７に示すように、ＦＰＣ１１９と、ＰＷＢ１２９との間に、ＡＣＦ（導電性硬化フィルム）１３１を挟み込みつつ、圧着ヘッドと台座（台座ガラス）とで、ＦＰＣ１１９・ＰＷＢ１２９を加圧・加熱することで、両者（ＦＰＣ１１９・ＰＷＢ１２９）の端子１１２・１２２を熱圧着接合させている。

ところで、このような熱圧着接合により端子１１２・１２２同士を接合した場合に、ねじれや張力といった外的な力（応力等）がＦＰＣ１１９・ＰＷＢ１２９に加わると、両者の電気的な接続（すなわち、端子同士１１２・１２２の連結）が損なわれるという問題が生じる可能性がある。

そこで、特許文献１では、図８に示すように、ＦＰＣ１１９・ＰＷＢ１２９に設けられた複数の端子１１２・１２２における最外側に位置する端子（最外位置の端子）を、他の端子よりも幅広にすることで、この最外側における端子の接着強度を高めている。そのため、この特許文献１の接続構造では、応力等の集中しやすい最外側における端子同士から、両者（ＦＰＣ１１９・ＰＷＢ１２２）が解離することがない。
特開２００２−３５３５８９号公報（請求項１、図１参照）

しかしながら、ＦＰＣ１１９は、薄く折り曲げ可能な特性を確保すべく、薄くて柔らかいポリイミド等の材料が使用されている。そのため、ＦＰＣ１１９とＰＷＢ１２９等との接続では、ＦＰＣ１１９は圧力により変形した状態で、ＡＣＦ１３１と密着するようになる。このような密着状態では、図８に示すように、変形したＦＰＣ１１９が元の形状に戻ろうと力（スプリングバック；矢印参照）と、圧縮されたＡＣＦ１３１が元に戻ろうとする力（スプリングバック；矢印参照）とが働き、ＦＰＣ１１９とＡＣＦ１３１とが解離しようとする。すると、この両者の解離に起因して、ＦＰＣ１１９の端子１１２とＰＷＢ１２９の端子１２２との電気的接続が断たれてしまうことがある。

しかし、上記の特許文献１の技術は、外的な力（応力等）に対する方策のため、最外側の端子の接着強度のみを重点的に向上させているにすぎない。そのため、最外側以外の端子同士の強度は向上しておらず、ＦＰＣ１１９・ＡＣＦ１３１の変形に基づく力に起因した端子同士の解離にまでは対応できない。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ＦＰＣ・ＡＣＦの変形に基づく力に起因した端子同士の解離を防止できる、基板の接続構造を提供することにある。

本発明は、対向する各基板上で、離間しながらも隣り合うように設けられた接続端子同士を、導電性硬化フィルムを介して接続した基板の接続構造であって、対向する各基板における一方の基板では、離間しながら隣り合う上記接続端子間に位置する基板上に、開孔が設けられていることを特徴としている。そして、特に、上記開孔が、少なくとも１個以上であることが好ましい。

このように、一方の基板上、特に、接続端子間における基板上に開孔を設けておくと、基板における接続端子同士の接続のとき、この開孔を通じて、導電性硬化フィルムが進出するようになる。そのため、導電性硬化フィルムが、開孔内に介在するようになる。すると、限られた領域（例えば、対向する基板と接続端子とによって囲まれた領域）にて、必要以上に圧縮されることなく、導電性硬化フィルムが介在することになる。その結果、圧縮された導電性硬化フィルムが原形（元の形状）に戻ろうとする力（スプリングバック）は抑制され、対向する基板同士の解離、ひいては、対向する基板上に設けられた接続端子同士の解離が防止される。

また、開孔を通じて、進出してきた導電性硬化フィルムが、基板の表面に表出するようになった場合、基板表面近傍にて、この導電性硬化フィルムが硬化するようになる。すると、この基板表面近傍にて硬化した導電性硬化フィルムは、接続のときに変形した基板が原形（元の形状）に戻ろうとする動きを押さえ込めるように機能する。つまり、変形した基板による原形に戻ろうとする力（スプリングバック）が、抑制されるようになる。その結果、対向する基板同士の解離、ひいては、各基板上に設けられた接続端子同士の解離が防止される。

本発明は、導電性硬化フィルムを用いて対向する基板上の接続端子同士を接続する場合、接続のときに変形した基板が元に戻ろうとする力（基板のスプリングバック）や、圧縮して用いられる導電性硬化フィルムが元に戻ろうとする力（導電性硬化フィルムのスプリングバック）が抑制されるようになっている。その結果、本発明では、スプリングバックに起因する基板同士の解離の防止、つまり、対向する基板上の接続端子同士による接続が、解離しないようにできる。

［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔液晶表示装置について〕
本発明の回路基板の接続構造を利用した電子機器の一例として、液晶表示装置が挙げられる。図５は、その液晶表示装置６９を表している。

液晶表示装置６９は、液晶表示パネル４９と、バックライト装置５９と、これら（液晶表示パネル４９およびバックライト装置５９）を保持するハウジング６１・６１から構成されている。

液晶表示パネル４９は、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子の形成されたアクティブマトリックス基板（ＡＭ基板）と、このＡＭ基板と対向する対向基板との間隙に液晶を封入されるようにして構成されている。

なお、液晶表示パネル４９には、電流供給用の端子部（ＬＣＤ端子部）４１が設けられている。そして、このＬＣＤ端子部４１は、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１９を介して、液晶を駆動させる駆動回路等を具備したプリント配線基板（Printed Wiring Board；ＰＷＢ）２９と接続されるようになっている。

バックライト装置５９は、光を照射する光源（ＬＥＤや蛍光ランプ等；不図示）、光源の光を反射させるリフレクター５１、リフレクター５１からの反射光を液晶表示パネル４９へと導く導光板５２、光利用効率の向上のために、光源光や導光板５２内部の伝搬光を漏洩させることなく液晶表示パネル４９に向けて反射させる反射シート５３、および液晶表示パネル４９に入射する光の放射特性を偏光させることで、その液晶表示パネル４９の単位面積あたりの輝度を向上させる光学シート５４から構成されている。

〔ＦＰＣ・ＰＷＢ・ＡＣＦについて〕
〈ＦＰＣについて〉
図３は、上述した液晶表示装置６９におけるフレキシブル回路基板（ＦＰＣ；基板）１９の平面図である。具体的には、後述するＦ接続端子１２の設置面からみたＦＰＣ１９の平面図を示している。一方、図４は、図３の矢視Ａ−Ａ’からみた断面図を示している。

図３・図４に示されるＦＰＣ１９は、ベースフィルム１１と接続端子１２（ＦＰＣ用接続端子；Ｆ接続端子）とから構成されている。ベースフィルム１１は、例えばポリイミド樹脂から成るフィルムであり、絶縁性・可撓性を兼ね備えている。

Ｆ接続端子１２は、ベースフィルム１１上に、例えばスパッタリングや蒸着等により銅薄膜を形成した後に、エッチング等により所望のパターンを形成し（パターンニングし）、さらに、このパターニングした銅薄膜上に銅メッキを施すことによって形成される端子である。

なお、このパターニング等により形成されたＦ接続端子１２は、図３・図４に示すように、ＦＰＣ１９の平面から隆起（突起）したストライプ状になっている。一方、Ｆ接続端子１２として残らなかった部分、すなわち、エッチングにより、銅薄膜が溶解除去された部分では、ベースフィルム１１が表出するようになっている。そこで、このベースフィルム１１の表出した部分、すなわち、Ｆ接続端子１２同士の間に位置するベースフィルム１１の部分を、スペース部Ｓと表現する。

そして、本発明における特徴としては、このスペース部Ｓに、ベースフィルム１１の表面（Ｆ接続端子１２の非設置面）から裏面（Ｆ接続端子１２の設置面）まで貫通する開孔１が設けられるようになっている。なお、この開孔１の数は限定されるものではなく、スペース部Ｓにおいて、少なくとも１個以上形成されていればよい（単数または複数の開孔１が形成されていればよい）。

〈ＰＷＢについて〉
プリント配線基板（ＰＷＢ；基板）２９は、後述の図２に示すように、ベース基板２１と接続端子２２（ＰＷＢ用接続端子；Ｐ接続端子）とから構成されている。ベース基板２１は、例えばガラスやガラスエポキシ等から構成された高硬度な基材から成っている。

Ｐ接続端子２２は、上記のＦ接続端子１２同様に、ベース基板２１上に、銅薄膜を形成した後に、パターンニングし、さらに、このパターニングした銅薄膜上に銅メッキを施すことによって形成されている。

〈ＡＣＦについて〉
上述したＦＰＣ１９とＰＷＢ２９とを接続する場合、異方性導電膜３１（ＡＣＦ；後述の図２参照）が使用される。ＡＣＦ（導電性硬化フィルム）３１は、金属粒子や導電性粒子（プラスティック系樹脂を導電性物質でコーティングしたもの）をエポキシ樹脂等の接着用樹脂に均一に分散させるとともに、この金属粒子等を含む接着樹脂（分散樹脂）を、離反性のよいＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等から構成されるテープ（セパレーター３２；図２参照）上に塗布し、テープ形状（すなわち膜）に形成されたものである。

なお、ＡＣＦ３１に含まれる接着用樹脂は、例えば光硬化性や熱硬化性という性質を有しており、熱や光、圧力等を加えることによって硬化するようになっている。

〔ＦＰＣとＰＷＢとの接続について〕
ここで、ＦＰＣ１９とＰＷＢ２９とをＡＣＦ３１を介して接続する工程について説明する。なお、以下の接続工程は、一例であって、これに限定されるものではない。要は、ＡＣＦ３１内の金属粒子等が、ＦＰＣ１９のＦ接続端子１２とＰＷＢ２９のＰ接続端子２２とを電気的に接続できるような接続工程であればよい。

〈ＡＣＦの貼付工程（仮圧着工程）について〉
まず、図２（ａ）に示すように、ＰＷＢ２９上でストライプ状に複数配設されたＰ接続端子２２の集合体（Ｐ接続端子群２２）上に、ＡＣＦ３１を接触するよう載置させる。そして、次に、ＡＣＦ３１自体が、Ｐ接続端子群２２に付着するようにするために、図２（ｂ）に示すように、金属ブロック片を含むように構成された圧着ヘッドで一定圧力を加えながらセパレーター３２を押し付ける。

なお、このように圧着ヘッドを用いて、ＡＣＦ３１をＰ接続端子群２２に付着（貼り付ける；貼着）させることを仮圧着と表現する。また、この仮圧着のとき、圧着ヘッドにおける接触面（セパレーター３２との接触面）の温度を昇温させておいてもよい。

仮圧着が完了すると、Ｐ接続端子群２２とＡＣＦ３１との接着強度が、ＡＣＦ３１とセパレーター３２との接着強度よりも強くなる。そのため、セパレーター３２をＡＣＦ３１から引きはがすと、図２（ｃ）に示すように、ＡＣＦ３１のみが、Ｐ接続端子群２２上に付着（固着）するようになる。

〈ＦＰＣの貼付工程（本圧着工程）について〉
続いて、ＦＰＣ１９上でストライプ状に複数配設されたＦ接続端子１２の集合体（Ｆ接続端子群１２）と、ＡＣＦ３１の固着したＰ接続端子群２２とを対向させる。具体的には、Ｆ接続端子群における各々のＦ接続端子１２と、Ｐ接続端子群における各々のＰ接続端子２２とを対向するように、ＦＰＣ１９をＰＷＢ２９上に載置させる。

その後、図２（ｄ）に示すように、仮圧着同様、圧着ヘッドで一定圧力や熱を加えながら、ＦＰＣ１９のベースフィルム１１の一面（Ｆ接続端子１２の設けられていない一面；ＦＰＣ表面）を押し付ける（本圧着する）。すると、ＡＣＦ３１が、ＦＰＣ１９に設けられた開孔１を通って、ＦＰＣ表面へと進出するようになる。さらに、この進出してきたＡＣＦ３１と、ＦＰＣ表面とが圧着ヘッドで押さえつけられるようになる。

その結果、図１に示すように、Ｆ接続端子１２・Ｐ接続端子２２・ＦＰＣ１９のベースフィルム１１・ＰＷＢ２９のベース基板２１に囲まれた領域と、開孔１内部とに、ＡＣＦ３１が充填・固化されるようになる。その上、ＦＰＣ表面に進出してきたＡＣＦ３１が、圧着ヘッドにて押さえつけられることで、ＦＰＣ表面に埋め込まれるようにして固化される（矢印Ｎ参照）。

このように圧着ヘッドを用いて、Ｆ接続端子群１２とＰ接続端子群２２とをＡＣＦ３１を介して接続させること、ひいてはＦＰＣ１９とＰＷＢ２９とをＡＣＦ３１を介して接続させることを本圧着と表現する。

なお、接続されたＦＰＣ１９とＰＷＢ２９とを具備した液晶表示パネル４９をバックライト装置５９上に搭載し、ハウジング６１・６１にて保持固定することにより液晶表示装置６９は完成するようになっている。

〔本発明の種々の特徴について〕
以上のように、本発明は、隣り合う接続端子同士が離間するように基板上に配設されている。つまり、Ｆ接続端子群１２・Ｐ接続端子群２２においては、隣り合う接続端子同士（Ｆ接続端子同士１２・１２…・１２、あるいはＰ接続端子同士２２・２２…・２２）は、離間するようにして設けられている。その上、対向するＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９がＡＣＦ３１を介して接続されるようになっている。

そして、対向するＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９の一方の基板である例えばＦＰＣ１９には、離間しながら隣り合うＦ接続端子１２・１２…・１２の間に位置する基板上（すなわちスペース部Ｓ）に、開孔１が設けられている。

このように、一方の基板であるＦＰＣ１９のスペース部Ｓに開孔１が設けられていると、ＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９の接続のとき、この開孔１を通じて、ＡＣＦ３１がＦＰＣ１９の表面側（Ｆ接続端子１２の非設置面側）に進出するようになる。そのため、ＡＣＦ３１が、開孔１内に介在するようになる。

すると、限られた領域（対向するＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９とＦ接続端子１２・Ｐ接続端子２２とによって囲まれた領域）にて、必要以上に圧縮されることなく、ＡＣＦ３１が介在することになる。その結果、圧縮されたＡＣＦ３１が元の形状に戻ろうとする力（スプリングバック）は抑制され、ＦＰＣ１９とＰＷＢ２９との解離、ひいては、Ｆ接続端子１２とＰ接続端子２２との解離が防止される。

また、開孔１を通じて、進出してきたＡＣＦ３１が、ＦＰＣ１９の表面側に表出するようになった場合、ＦＰＣ１９基板表面側の近傍にて（図１の矢印Ｎ付近）、このＡＣＦ３１が硬化するようになる。すると、この硬化したＡＣＦ３１は、接続のときに変形したＦＰＣ１９が元の形状に戻ろうとする動きを押さえ込めるように機能する。つまり、変形したＦＰＣ１９が元の形状に戻ろうとする力（スプリングバック）が、抑制されるようになる。その結果、ＦＰＣ１９とＰＷＢ２９との解離、ひいては、Ｆ接続端子１２とＰ接続端子２２との解離が防止される。

［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上述では、ＦＰＣ１９とＰＷＢ２９との接続を例に挙げて説明してきたが、これに限定されるものではなく、ＦＰＣ１９同士やＰＷＢ２９同士の接続においても有効である。つまり、接続する基板における一方の基板のスペース部に開孔が設けられるようにしておけばよい。

また、開孔１の数は限定されないが、複数設けたほうが好ましいともいえる。なぜなら、開孔１の数だけ、ＦＰＣ１９の表面側の近傍にて形成されるＡＣＦ３１の硬化体（図１における矢印Ｎに該当する部分）が、スペース部Ｓにて形成されることになるためである。つまり、スペース部Ｓの全域に渡るＦＰＣ１９の表面側の近傍に、ＡＣＦ３１の硬化体が形成されるため、より確実に、スプリングバック（圧縮されたＡＣＦ３１が元の形状に戻ろうとする力や変形したＦＰＣ１９が元の形状に戻ろうとする力）を押さえつけることが可能になるためである。

また、この開孔１の形状は、特に限定されるものではなく、横断面が円状（つまり円筒状の開孔）であってもよいし、横断面が四角状等であってもよい。要は、ＡＣＦ３１がＦＰＣ１９の表面側に進出できるような開孔であればよい。また、同様に、ＡＣＦ３１がＦＰＣ１９の表面側に進出できるのであれば、開孔１の位置も限定されるものではない。

また、対向する基板（ＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９）における一方の基板（例えばＦＰＣ１９）のみに開孔１が設けられているが、これに限定されるものではない。つまり、対向する基板における両方に、開孔が設けられるようにしてもよい。このようにしておけば、ＡＣＦ３１の硬化体（図１の矢印Ｎ参照）が、対向する基板のそれぞれ（ＦＰＣ１９・ＰＷＢ２９）に形成されることになる。つまり、ＡＣＦ３１の硬化体が蓋のように機能して、スプリングバックを押さえつけることが、両方から可能になり、一層確実に、スプリングバックの影響を低減させることができる。

本発明は、例えば液晶表示装置等の電子機器にて使用される基板の接続において、有用である。

本発明の基板の接続構造を示す断面図である。 基板を接続する工程を説明する説明図であり、（ａ）はＰＷＢ上でのＰ接続端子群上に、ＡＣＦ表面を接触するよう載置させる工程の説明図であり、（ｂ）は圧着ヘッドでセパレーターを押し付ける工程の説明図であり、（ｃ）はセパレーターをＡＣＦから引きはがす工程を説明した説明図であり、（ｄ）は圧着ヘッドでＦＰＣのベースフィルムの一面を押し付ける工程の説明図である。 ＦＰＣの平面図である。 図３における矢視Ａ−Ａ’線断面図である。 本発明の基板の接続構造を利用した電子機器の一例である液晶表示装置の分解斜視図である。 従来の基板の接続構造に使用されるＦＰＣの図面であり、（ａ）はＦＰＣの平面図であり、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ−Ｂ’線断面図である。 従来の基板の接続構造に使用されるＦＰＣとＰＷＢとの接続工程の説明図である。 従来の基板の接続構造に使用されるＦＰＣの断面図である。

符号の説明

１ 開孔
１１ ベースフィルム（基板）
１２ Ｆ接続端子（接続端子）
１９ ＦＰＣ（基板）
２１ ベース基板（基板）
２２ Ｐ接続端子（接続端子）
２９ ＰＷＢ（基板）
３１ ＡＣＦ（導電性硬化フィルム）
Ｓ スペース部
Ｎ ＦＰＣの表面側の近傍にて硬化したＡＣＦ

Claims (2)

1. 対向する各基板上で、離間しながらも隣り合うように設けられた接続端子同士を、導電性硬化フィルムを介して接続した基板の接続構造において、
   対向する各基板における一方の基板では、離間しながら隣り合う上記接続端子間に位置する基板上に、開孔が設けられていることを特徴とする基板の接続構造。
2. 上記開孔が、少なくとも１個以上であることを特徴とする請求項１に記載の基板の接続構造。

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