JP2006245514A - フレキシブル基板同士の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
位置合わせを容易かつ高精度に行い、接続不良を低減させるフレキシブル基板同士の狭ピッチの接続方法を提供することにある。
【解決手段】
本発明は、第１のフレキシブル基板における第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、第２のフレキシブル基板における第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを重ね、該重ねられた第１及び第２の繰り返しパターン群を撮像して両者の位置ずれ量を測定し、該測定された両者の位置ずれ量に応じて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うフレキシブル基板同士の接続方法である。
【選択図】 図７

Description

本発明は、ＣＤ（コンパクトディスク）やＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）等の光ディスクの再生、記録に用いられる薄型光ピックアップ装置、または薄型光ピックアップ装置を組み込んだ光ディスクドライブ装置に用いられるフレキシブル基板同士の位置合わせ接続技術に関する。

従来のフレキシブル基板の接続電極部と液晶パネル基板の接続端子との位置合わせ技術については、特開２００４−４３７３号公報（特許文献１）及び特開２００４−８７６０８号公報（特許文献２）において知られていた。

特許文献１には、液晶パネルのパネル端子部と、フレキシブル基板の接続電極部とを所定の接着樹脂を介して加熱圧着により一括接続する際の位置合わせ方法であって、撮像手段でパネル側端部マークＰＭａ，ＰＭｂと基板側端部マークＦＭａ，ＦＭｂとをそれぞれ撮像して、上記パネル側端部マーク間のパネル側中心位置Ｐｃを求めると共に、上記基板側端部マーク間の距離ＬＶｆを算出して、その算出距離ＬＶｆと予め設定されている基準距離ＬＳｆとのずれ量を求め、該ずれ量が許容範囲内である場合には上記パネル側中心位置Ｐｃと、上記距離ＬＶｆから算出される基板側中心位置Ｆｃとにより位置合わせを行い、上記ずれ量が許容範囲外である場合には、形成された基板側中心マークＦＭｃを形成されたパネル側中心マークＰＭｃに合致するように位置合わせを行った後、パネル側端部マークＰＭａ，ＰＭｂと基板側端部マークＦＭａ，ＦＭｂとの位置合わせをさらに実行することが記載されている。

また、特許文献２には、ＬＣＤ基板の下側基板の両端部付近に設けられたアライメントマークとフレキシブル基板の両端部に設けられたアライメントマークとが相互に一致するように異方性導電材料を挟んでフレキシブル基板の電極端子とＬＣＤ基板の電極端子とを重ね合せて仮圧着したのと、２００〜２５０℃に設定されたツールにて本圧着して接続することが記載されている。

特開２００４−４３７３号公報 特開２００４−８７６０８号公報

しかしながら、上記特許文献１、２の何れにおいても、熱膨張係数がほぼ同じフレキシブル基板の接続部同士を位置合わせして接続する際、基板の接続部同士の位置ずれ量と角度ずれ量を定量的に目視で確認できることによって高精度の位置合わせを実現して接続不良を低減し、しかも、接続後の確認作業を無くして工数の低減を図る点については十分考慮されていなかった。

本発明の目的は、フレキシブル基板同士の接続において、簡易的な方法でその位置合わせ精度を向上させると共に、位置ずれ量と角度ずれ量を定量的に目視で確認でき、接続不良を低減できるフレキシブル基板同士の接続方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群とを重ね位置合わせをして接合材を用いて接続するフレキシブル基板同士の接続方法であって、前記第１のフレキシブル基板における前記第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、前記第２のフレキシブル基板における前記第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを用いて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うことを特徴とする。

また、本発明は、第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群とを重ね位置合わせをして接合材を用いて接続するフレキシブル基板同士の接続方法であって、前記第１のフレキシブル基板における前記第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、前記第２のフレキシブル基板における前記第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを重ね、該重ねられた第１及び第２の繰り返しパターン群を撮像して両者の位置ずれ量を測定し、該測定された両者の位置ずれ量に応じて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うことを特徴とする。

また、本発明は、前記フレキシブル基板同士の接続方法が、半導体チップ部品が実装された光ピックアップ本体に固定されている第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群との接続方法であることを特徴とする。

また、本発明は、前記第１の繰り返しパターン群と前記第２の繰り返しパターン群とは、前記重ね位置合わせをする際、少なくとも一対のパターンが重なることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の繰り返しパターン群におけるパターンの線幅と間隔とを同じにし、前記第２の繰り返しパターン群におけるパターンの線幅と間隔とを同じにすることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の繰り返しパターン群と前記第２の繰り返しパターン群とは、それぞれＸ方向及びＹ方向の繰り返しパターン群から形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の繰り返しパターン群と前記第２の繰り返しパターン群との組み合わせにおいて少なくともＸ方向又はＹ方向の繰り返しパターン群の組み合わせを、前記第１の接続端部の配線領域及び前記第２の接続端部の配線領域、又は前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群とを接続する接続配線領域に形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の接続端部の配線導体と前記第２の接続端部の配線導体との接合材を用いた接続を加圧および加熱によって行うことを特徴とする。また、本発明は、前記接合材が、はんだ、異方導電性接着剤又は異方導電性フィルムであることを特徴とする。
また、本発明は、前記第１の接続端部及び前記第２の接続端部の少なくとも一方には補強板が付けられていることを特徴とする。また、本発明は、前記第２の接続端部には、前記第２の繰り返しパターン群が露出するように補強板が付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、フレキシブル基板同士の位置合わせの際にその位置ずれ量及び角度ずれ量を定量的に測れると共に、位置合わせ基準として用いることで、フレキシブル基板同士の接続不良を大幅に低減させ、歩留まり向上に大きく寄与することとなる。さらに、顕微鏡などで観察するのみで、そのずれ量を定量的に測ることができ、その後の確認の工程を削減し、コストを低減させることも可能となる。

本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクの再生、記録に用いられる薄型（厚み：７ｍｍ以下）の光ピックアップ装置、または該薄型の光ピックアップ装置を組み込んだ光ディスクドライブ装置は、図１乃至図４に示すように構成される。即ち、光ピックアップ装置は、Ｚｎ、Ｍｇ、Ａｌ及びＰＰＳ（poly phenylene sulfide）樹脂などを主成分としたダイカストやモールドで形成され、主軸側シャフト６で駆動されて副軸側シャフト７に沿って光ディスクの内周側及び外周側に直線的に往復走行する光ピックアップ用ケース３と、該光ピックアップ用ケース３上に、光ディスクから読み取った情報を信号処理したり、光ディスクに書き込むための情報についての信号処理などを行うＬＳＩ半導体チップ部品が実装された光ピックアップ装置本体１と、上記光ピックアップ用ケース３上に配置され、発光素子、各種レンズ、ミラー、受光素子などの部品から構成された光学系等とで構成される。光ディスクドライブの規格が薄型になるに伴い、高さ制限からコネクタが使用できず、光プックアップ装置本体１からドライブ側のコネクタに挿し込む部分まで電気信号などを供給するための手段として、予め個別に分割して製造されるフレキシブル基板２−ａ，２−ｂが利用される。

ところで、最近の最近の光ピックアップ装置の高機能化に伴い、当該光ピックアップ装置本体とこれが搭載された光ディスクドライブ装置のドライブ側とを接続するフレキシブル基板の光ピックアップ装置本体１に固定されている部分は、そこに形成される信号配線の高密度化に対応すべく、配線が形成された複数の層を絶縁膜で隔てながら積層してなる所謂多層のフレキシブル基板として形成され、光ピックアップ装置本体１における実装面積（フレキシブル基板の面積）の低減が図られる。これに対し、当該フレキシブル基板の少なくともドライブ側のコネクタ１３に挿し込まれる部分付近（又は、当該部分から上記光ピックアップ装置本体への固定部分へ延在する領域）では、ドライブ側のコネクタに対する光ピックアップ装置本体の移動に対応すべく、上記配線を１層（単層）にまとめて形成して、その屈曲性を確保するため、当該部分の例えば、ドライブ側のコネクタ１３に挿し込まれる部分付近の面積は光ピックアップ装置本体に固定される部分の２倍近くに大きくなる。

即ち、光ピックアップ装置に用いられるフレキシブル基板に本来要求される性能は、光ピックアップ装置の内側に配置される光ピックアップケースに固定されている部分では剛性が小さく、光ピックアップ装置の外側に配置されるドライブ側のコネクタに挿し込まれる部分ではある程度の剛性が必要である。

それゆえ、フレキシブル基板において、光ピックアップ装置本体に固定されている部分とドライブ側のコネクタに挿し込まれる部分の要求性能をともに満たす方法としては、図１乃至図３に示すように、多層配線部分のフレキシブル基板２−ａと単層配線部分のフレキシブル基板２−ｂとを別々に分割して製造しておいて、それらについて接合材を用いて接続して構成することにある。

次に、本発明に係る光ディスクドライブ装置の実施例について図１乃至図６を用いて具体的に説明する。

図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る光ピックアップ装置本体からドライブ側のコネクタまでのフレキシブル基板を、光ピックアップ装置本体に固定されている高密度化を重視した２層以上の第１のフレキシブル基板と、屈曲性を重視した１層のドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板とを光ピックアップ用ケースの走行方向（光ディスク（又はドライブ）に対する変位方向）の端部で分割した状態を示す斜視図及び断面図である。

図２（ａ）及び（ｂ）は、分割された上記第１のフレキシブル基板と上記第２のフレキシブル基板とを光ピックアップ用ケースの走行方向の端部で接続した状態を示す斜視図及び断面図である。

図３（ａ）及び（ｂ）は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように接続された接続部を光ピックアップ装置本体を保護するための金属製カバーで押付けして光ピックアップ用ケースに取り付けた状態を示す斜視図及び断面図である。

図４は、本発明に係る光ピックアップ装置を光ディスクドライブ装置に組み込んだ状態を示す斜視図である。光ディスクドライブ装置１０は、図１（ａ）乃至図３（ｂ）に例示された光ピックアップ装置本体１（及びこれが搭載されたケース３）と、ドライブと呼ばれる光ディスクを回転させる駆動装置（光ディスクが嵌合されるスピンドルモータ１６として示される）や光ピックアップ装置本体との信号の送受信を行う回路が設けられたユニットとで構成されるが、後者に関する詳細な図示は割愛する。ドライブに対する光ピックアップ装置本体１の位置は、図示されたドライブ側カバー９の溝に沿って、言わば光ディスクの半径方向に変位する。

図５は、本発明に係る光ピックアップ装置におけるフレキシブル基板の動作を示す側面図であり、（ａ）は光ディスクの最も外周側に光ピックアップ装置が移動した（最外周のトラックにアクセスした）場合、（ｂ）光ディスクに対して最も内周側に光ピックアップ装置が移動した（最内周のトラックにアクセスした）場合である。

なお、第１のフレキシブル基板２−ａにおいて、発光素子や受光素子などの光モジュールやＬＳＩ半導体チップ部品が接続される一部のフレキシブル基板は、サブフレキシブル基板として存在させても良い。

さらに、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、光ピックアップ装置本体からドライブ側のコネクタ挿入部８までのフレキシブル基板を、高密度化を重視した２層以上（多層）の光ピックアップ装置本体に固定される第１のフレキシブル基板（２−ａ）と、屈曲性を重視した１層のドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）とに光ピックアップ用ケース３の走行方向の端部で分割した状態で製造される。

即ち、第１のフレキシブル基板（２−ａ）は高密度化を重視して多層で構成されるため、第１のフレキシブル基板を多数並べた連続的な状態であるシート状に製造されたものから、切り出す（打ち抜く）ことによって個々の第１のフレキシブル基板を製造することが可能となって、光ピックアップ装置本体１に固定される第１の多層フレキシブル基板の取り数が大幅にあがり、コスト削減に大きく寄与することが可能となる。

このように、分割して製造された第１のフレキシブル基板（２−ａ）の端部と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の端部とは、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように光ピックアップ用ケース３の走行方向の端部において、互いに平行な状態で導体同士が重ね合されて接続され、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように該接続部を押付けした状態で、光ピックアップ装置本体１を保護するための金属製カバー４が光ピックアップ用ケース３に対して取り付けされることになる。

即ち、第１のフレキシブル基板（２−ａ）よりも屈曲性が重視された（例えば、剛性を小さくした）ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の接続端部は、光ピックアップ用ケース３の走行方向の端部において光ピックアップ装置本体に固定されているフレキシブル基板（２−ａ）の接続端部に互いに平行にして配線導体同士を重ね位置合わせをして接合材により接続された状態で、金属製カバー４で押さえられた構成となる。このように、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキブル基板（２−ｂ）との接続部を金属製カバー４で押さえ付けることによって、図５に示すように光ピックアップ用ケース３が光ディスクの内周側や外周側に走行する際、第1のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の接続部（２−ａｂ４）に負荷（例えば、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）への弱い引張り応力）が繰り返し作用したとしても剥がれることを防止することが可能となる。

なお、分割された第１及び第２のフレキシブル基板（２−ａ）、（２−ｂ）は、各々、銅箔等から配線導体部（２−ａ１）、（２−ｂ１）をポリイミドや接着剤を含む絶縁樹脂（２−ａ２）、（２−ａ３）、（２−ｂ２）、（２−ｂ３）で挟むようにシート状に形成されて製造される。なお、図１（ｂ）乃至図３（ｂ）においては、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）とを接続する接続端部を示したものであり、内部はＬＳＩ半導体チップ部品等と接続するために多層（多層部は図示せず）の配線層を有して構成される。

このように、本発明に係る分割された第１のフレキシブル基板（多層構造）と第２のフレキシブル基板（単層構造）との接続技術は、主に薄型の光ピックアップ装置の場合に適用可能である。

まず、本発明に係る第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を接続する方法の第１の実施例について図１乃至図１１を用いて説明する。

図６は、本発明に係る光ピックアップ装置の概略製造工程を示すフロー図である。

ところで、光ピックアップ装置の概略製造工程は、シート状で納入されたフレキシブル基板をそれぞれ打ち抜く工程（Ｓ４１）と、その後、最終的に光ピックアップ装置本体１に固定される予定の第１のフレキシブル基板（２−ａ）にＬＳＩチップ部品をはんだペーストなどのはんだ材で固定し、その後リフローすることによりＬＳＩチップ部品を第１のフレキシブル基板（２−ａ）と接続して実装する工程（Ｓ４２）と、その後、最終的に光ピックアップ装置本体に固定される予定の第１のフレキシブル基板（２−ａ）に、発光素子や受光素子が接続されたサブのフレキシブル基板をはんだ接続する工程（Ｓ４３）と、その後、各種光学部品・光素子を調整、接着する工程（Ｓ４４）と、主に、図６に示すＡ〜Ｄのいずれかにおいて第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を、第１のフレキシブル基板（２−ａ）に接続する工程と、その後、光ピックアップ装置本体１を保護するために金属製カバー付けを行う工程（Ｓ４５）と、その後最終チェックを行う工程（Ｓ４６）等から構成される。

即ち、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の接続をする工程は、主に、図６に示すＡ〜Ｄのいずれかにおいて接続することが考えられる。Ａは工程（Ｓ４１）の後、Ｂは、工程（Ｓ４２）の後、Ｃは、工程（Ｓ４３）の後、Ｄは工程（Ｓ４４）の後である。Ｄのように最後にすれば、途中工程における第２のフレキシブル基板の外観不良を大幅に減らすことができ、光ピックアップ装置全体の歩留まりを大きく向上させることが可能となる。

このように、第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板との接続は上記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄのいずれでも良いが、Ｄの場合について図１〜図７を用いて詳細に説明する。

まず、図１及び図２の（ａ）に示すように光ピックアップ用ケース３上の対物レンズ５側に、光ピックアップ装置本体に固定されている第１のフレキシブル基板（２−ａ）が配置されている。該第１のフレキシブル基板（２−ａ）は、テスティングをした状態で、光ピックアップ装置の発光素子や受光素子及び各種光学部品の調整工程（Ｓ４４）が行なわれた後の状態を示してある。テスティングの方法は、プローブピンを用いても良いし、コネクタを用いても良い。

次に、図１及び図２の（ｂ）に示すように、互いに熱膨張係数がほぼ等しい、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を第１のフレキシブル基板（２−ａ）に対して、後述するように、位置合わせマークとして少なくともバーニアＸ（２−ａ５）、（２−ｂ５）及びバーニアＹ（２−ａ６）、（２−ｂ６）を用いて正確に位置合わせをし(特に、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）における図５に示すように湾曲する部分(光ピックアップ本体１に近い部分)での幅方向の中心線が、光ピックアップ用ケース３の走行方向に向く（例えば、角度ずれθｚを生じさせないように正確に位置合わせをして光ピックアップ用ケース３が走行した際第２のフレキシブル基板（２−ｂ）に偏った力が作用させないようにすることが重要となる。）、図２（ｂ）に示すようにツールヒータ（図示せず）で接続部（２−ａｂ４）に局所的に加圧して加熱することにより、光ピックアップ装置の高さ方向に垂直に重ね合せて、接合材であるはんだや異方導電性シート及び接着剤を用いて接続する。

そして、図３（ａ）（ｂ）に示すように、対物レンズ５側から金属製カバー４を被せて、フレキシブル基板同士の接続に関与する工程は終了する。このように、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキブル基板（２−ｂ）との接続部を金属製カバー４で押さえ付けることによって、図５に示すように光ピックアップ用ケース３が走行する際、第1のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の接続部（２−ａｂ４）に負荷が繰り返し作用したとしても剥がれることを防止することが可能となる。

なお、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）は屈曲性重視であるが、光ピックアップ装置は数百万回のアクセスに耐える必要があり、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の剛性は、長さ１０ｍｍ、幅９ｍｍのフレキシブル基板を用いた場合、例えば、半径２ｍｍで折り曲げた時の反力が２．０×１０^−２Ｎ以上となることが望ましい。また、第１のフレキシブル基板（２−ａ）よりも第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の剛性を低くする手段として、第１のフレキシブル基板（２−ａ）よりも第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の厚みを薄くしても可能であり、その場合、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の厚みとしては４０μｍ以上であることが望ましい。上記に示した値より小さい場合は、配線部分の断線が発生しやすくなる。また、剛性が低すぎるため、ドライブ側のカバー９によって押さえられずに第２のフレキシブル基板（２−ｂ）が折れ曲がってしまい傷は逆に多くなるという課題が発生する。また、その他の手段としては、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）が１層のフレキシブル基板でも配線数を満足する場合には、第１のフレキシブル基板（２−ａ）を２層以上、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を１層とするのが望ましい形態である。

接合材としては、はんだめっきやはんだペーストなどが挙げられるが、その場合、ＬＳＩチップ部品を接続するのに用いるはんだペーストの融点よりも、フレキシブル基板同士を接続するはんだめっき（２−ａ４）、（２−ｂ４）の融点を高くして温度階層をつけておくことが望ましく、局所加熱すれば、フレキシブル基板同士の接続部（２−ａｂ４）のみはんだを溶かすことができ、リペア可能となる。なお、接続材料は、はんだめっきやはんだペーストのみに限らず、その他の供給のされ方の異なるはんだ材及び異方導電性接着剤または異方導電性フィルムなど導通と接続がともにとれる部材であれば良い。

また、上記で示したフレキシブル基板の（２−ａ２）、（２−ａ３）及び（２−ｂ２）、（２−ｂ３）部分は、配線導体を内挿したポリイミドを含む樹脂やアクリル系またはエポキシ系の接着剤からなり、接着剤を含まない部分があっても良く、多層化されたフレキシブル基板の場合はその中に銅箔等の配線導体を含んでいる。

なお、Ｄ部分でフレキシブル基板同士を接続する場合には、発光素子や受光素子及び光学部品の調整の際に、第１のフレキシブル基板（２−ａ）でテスティングしなければならない。そのため、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）のはんだめっき（２−ｂ４）を厚くし、接続部（２−ａｂ４）とは別に、テスティング部（２−ａ４）を１００μｍ以上設けておく構造も有効である。

次に、本発明の特徴とする位置合わせ方法の実施例について図７（ａ）、（ｂ）を用いて詳しく説明する。第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を例えばＸＹθステージ（図示せず）に載置し、該ＸＹθステージを微動させて上記第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の第２の接続端部を上記第１のフレキシブル基板（２−ａ）の第１の接続端部に重ね合わせ、該重ね合わせられた第１及び第２の繰り返しパターン群を光学顕微鏡（図示せず）等により撮像して両者の位置ずれ量を測定し、該測定された両者の位置ずれ量に応じて例えば上記ＸＹθステージを微動制御して第１の接続端部の配線導体群と第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行い、該第１の接続端部の配線導体群に対して位置合わせが行われた第２の接続端部の配線導体群をツールヒータ（図示せず）で加圧及び加熱することにより接合材により接続されることになる。図７（ｂ）には、光ピックアップ装置本体に固定されている第１のフレキシブル基板（２−ａ）の接続部付近を示し、また、図７（ａ）にはドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の接続部付近の上面図を示す。この際、光ピックアップ装置に固定されている第１のフレキシブル基板（２−ａ）に対して、ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を移動させ、Ｚ方向の＋から−方向に向かって接続する場合について説明する。このそれぞれのフレキシブル基板（２−ａ）、（２−ｂ）には、接続端部の配線導体の接続部の外側の両方に、それぞれ位置合わせ用の例えば導体からなる微細な線状若しくは長方形状の繰り返しパターン群（２−ａ５；２−ａ６）、（２−ｂ５；２−ｂ６）をＸ、Ｙ方向共に有し、第１のフレキシブル基板（２−ａ）にはある一定ピッチの例えば導体からなる微細な線状若しくは長方形状の繰り返しパターン群（２−ａ５；２−ａ６）にし、これに対して、もう一方の第２のフレキシブル基板（２−ｂ）には、第１のフレキシブル基板（２−ａ）に対して異なったピッチであり、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）自身は等間隔ピッチの例えば導体からなる微細な線状若しくは長方形状の繰り返しパターン群（２−ａ５；２−ａ６）を有していることを特徴としている。上記位置合わせ用繰り返しパターン群の構造を以後バーニアと呼び、図７（ａ）に示すバーニア（２−ｂ５；２−ｂ６）及び図７（ｂ）に示すバーニア（２−ａ５；２−ａ６）は、夫々第２及び第１のフレキシブル基板（２−ｂ）、（２−ａ）に対応させて両接続端部に形成されている。なお、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）との粗い位置合わせを、位置合わせマーク（２−ａ７）と位置合わせマーク（２−ｂ７）とを用いて行い、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）との正確な位置合わせを、バーニア（２−ａ５；２−ａ６）とバーニア（２−ｂ５；２−ｂ６）とを用いて行うことが良い。しかし、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）との位置合わせを、バーニア（２−ａ５；２−ａ６）とバーニア（２−ｂ５；２−ｂ６）とのみで行っても良い。このように、バーニア（２−ａ５；２−ａ６）とバーニア（２−ｂ５；２−ｂ６）とを用いて位置合わせができるのは、第１のフレキシブル基板（２−ａ）の熱膨張係数と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の熱膨張係数とがほぼ等しいことにある。

なお、位置合わせマーク（２−ａ７；２−ｂ７）並びにバーニア（２−ａ５，２−ａ６；２−ｂ５，２−ｂ６）は、第１及び第２のフレキシブル基板を製造する際、エッチング加工等によって配線導体部（２−ａ１；２−ｂ１）と同時にパターン化できるため、配線パターン（配線導体）と同じ導体線の繰り返しパターン群で形成しても良い。

さらに、上記第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を例えばＸＹθステージ（図示せず）に載置し、該ＸＹθステージを微動させて上記第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の第２の接続端部を上記第１のフレキシブル基板（２−ａ）の第１の接続端部に重ね合わせ、ツールヒータ（図示せず）で加圧及び加熱することで接続することを前提にした、両者の精位置合わせについて、図８に示すＸ方向に並んでいるバーニア部分の拡大図を用いて説明する。例えば、図８（ａ）に示すように、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の配線外に設けたバーニア（２−ｂ５）として導体線同士の間隔をＡμｍ、導体線の幅をＡμｍ、それらの本数をｎ本用意し、図８（ｂ）に示すように、第１のフレキシブル基板（２−ａ）の配線外に設けたバーニア（２−ａ５）として導体線同士の間隔をＢμｍ、導体線の幅をＢμｍ、それらの本数をｎ本用意する。即ち、第１のフレキシブル基板（２−ａ）には、ある一定のピッチ間隔（２Ａμｍ）の繰り返しパターン線（バーニア）（２−ａ５；２−ａ６）を有し、もう一方の第２のフレキシブル基板（２−ｂ）には第１のフレキシブル基板に対してピッチの異なる等間隔ピッチ（２Ｂμｍ）の繰り返しパターン群（バーニア）（２−ｂ５；２−ｂ６）を有し、それらの重ね位置合わせの際に、その繰り返しパターン群同士において一対のパターンのみが重なるように形成する。

このように、バーニア（２−ａ５；２−ａ６）、（２−ｂ５；２−ｂ６）を形成することによって、両者の位置ずれ量は（（Ｂ−Ａ）／２）μｍの分解能で、±ｎ（（Ｂ−Ａ）／４）μｍの範囲で測定でき、図８（ｃ）に示すように、その重なった場所が中心のパターン（導体線）ｂ５ｃからＸ方向に２本目の部分で重なったとすると（Ｂ−Ａ）μｍのずれであることが目視で確認することが可能となる。当然、ＣＣＤ検出器又はＣＣＤカメラ付光学顕微鏡（図示せず）を用いて重ねられたバーニア像を撮像し、該撮像された画像を元にバーニア相互の位置ずれ量を測定することも可能である。

即ち、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）との接続部の両側に各々Ｘ軸用及びＹ軸用のバーニアを形成することにより、フレキシブル基板同士を接続するために重ね合せて位置合わせした際、その位置ずれ量及び角度ずれ量を定量的に目視で確認することができると共に、位置合わせ基準として用いることで、フレキシブル基板同士の接続不良を大幅に低減させ、歩留まり向上に大きく寄与することが可能となる。さらに、これらのバーニアを光学顕微鏡などで撮像して観察する（位置ずれ量の測定も含む）のみで、そのずれ量を定量的に測ることができ、接続後の確認の工程を無くし、コストを低減させることも可能となる。

また、光ピックアップ装置本体１は、光ディスクの内周側と外周側を交互に移動し、そのストローク距離が長いため、その接続の際の精度はＸ方向のみならず、水平面内の角度ずれθｚも非常に厳しくなり、そのためＹ方向も同等の精度が要求され、それら両側の重ね合わされたバーニア（２−ａ６）とバーニア（２−ｂ６）とからＹ方向の位置ずれ（ΔＹ１，ΔＹ２)、及びそれらのバーニア（２−ａ６）間の距離Ｌを正確に測定すれば、水平面内の角度ずれ量θｚ（＝ｔａｎ^−１（（ΔＹ１−ΔＹ２）／Ｌ））も同時に把握することが可能である。

なお、上記に示したように、第１のフレキシブル基板（２−ａ）に形成されているバーニア（繰り返しパターン群）のパターン幅とパターン間隔（ピッチ）は同一にしなくても良く、ピッチが一定であれば良い。同様に、第２のフレキシブル基板（２−ｂ）のバーニアに対しても、第１のフレキシブル基板（２−ａ）のバーニアとピッチが異なっていれば良い。

このように、バーニアを用いた位置合わせの際には、バーニア部分をＴＶカメラ（図示せず）や顕微鏡（図示せず）で拡大し確認しながら、バーニアの中心部分を合わせるようにすれば良く、さらにパターンの重なった場所から接続後の位置及び角度ずれの定量的確認にも有効であり、画像処理などを用いず、その重なり合う部分によって不良かどうかを判断できる。バーニア（繰り返しパターン群）のパターン幅やパターン間隔（ピッチ）は、求めたい精度に応じて変えるのが良く、重なり合わせるバーニア（繰り返しパターン群）のピッチ同士が異なっていれば良い。

また、配線外にバーニア構造を設けた場合、Ｘ方向のフレキシブル基板の幅は広くなるため、図９に示すように、カバー４から外に引き出される部分のドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の幅を狭くしておくような構造の方が屈曲性を重視でき、望ましい構造である。

なお、設計上多少厚みが厚くなることが許される場合は、図１０に示すように、ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）と光ピックアップ装置本体に固定されている第１のフレキシブル基板（２−ａ）に、補強板１１をそれぞれ設け、ある程度剛性を増しておくことも位置合わせしやすくなり、有効である。この補強板１１はポリイミドやガラスエポキシ基板又は金属などから構成され、光を透過しにくい部材の場合は、少なくとも第２のフレキシブル基板（２−ｂ）上の補強板１１について図１１に示すようにバーニア部分のみに孔１２や切削部分を設けてバーニア部分を露出させることも有効である。通常、フレキシブル基板に熱がかかった場合、フレキシブル基板の中の接着剤が収縮して、フレキシブル基板が反ることが懸念される。しかし、このように補強板１１を接着して固定する（つける）ことで、接続部付近の収縮や反りを抑えることができる。上記に示した補強板１１は、ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板（２−ｂ）及び光ピックアップ装置本体に固定されているフレキシブル基板（２−ａ）のどちらか一方でも構わない。バーニア部分は上記で示した場所のみならず、それぞれのフレキシブル基板が重なる場所のどこかにあれば良い。

次に、本発明に係る第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を接続する方法の第２の実施例について説明する。第２の実施例において、第１の実施例と相違する点は、位置合わせのためのバーニアにおいて、図１２に示すように、繰り返しパターン（バーニア）の組み合わせ（２−ａ５’，２−ａ６’；２−ｂ５’，２−ｂ６’）をＸ、Ｙ方向に複数有する点である。このように、第２の実施例によれば、測定分解能及び測定範囲を複数変えることができるため、製品毎に設計を変える必要がなくなり、有効な構造となる。

次に、本発明に係る第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を接続する方法の第３の実施例について説明する。第３の実施例において、第１及び第２の実施例と相違する点は、位置合わせのためのバーニアにおいて、図１３に示すように、狭ピッチの配線導体領域に互いにピッチを異ならしめたＸ方向のバーニア部（２−ａ５“；２−ｂ５”）を形成し、該配線導体領域外にＹ方向のバーニア（２−ａ６；２−ｂ６）を形成した点にある。即ち、光ピックアップ装置に用いられるフレキシブル基板は、カバー４から引き出される部分（カバー４からドライブ側のコネクタ側に通じるフレキシブル基板の剥き出しになる端付近の位置）では、狭ピッチの部分が、十列以上並ぶことが多い。そこで、該狭ピッチの配線導体部分を用いて、Ｘ方向のバーニア部を形成することにある。図１３（ａ）には第２のフレキシブル基板（２−ｂ）の上面図を示し、図１３（ｂ）には第１のフレキシブル基板（２−ａ）で上記第２のフレキシブル基板に対する接続部において配線ピッチを変えたフレキシブル基板の上面図を示してある。図１３（ｂ）のように、第１のフレキシブル基板（２−ａ）の接続部分（２−ａ５”）においてピッチ間隔を変え、Ｘ方向のバーニア構造を形成した。そのため、配線の範囲外に設ける場合より、フレキシブル基板の幅が狭くできるという点で有効である。さらに、接続部（２−ａ５”）、（２−ｂ５”）（上面図であるためはんだめっきは図示せず）に設ける場合、その接続部のみはんだブリッジが起きない程度に配線導体幅を広げ、その配線間隔を狭くするようにし、接続部（２−ａ５”）、（２−ｂ５”）のピッチ間隔を変えれば、狭ピッチ部分の位置合わせ精度を緩和でき、有効である。なお、上記接続部でバーニアの構造を持たせた場合、配線のピッチを大きく変えると隣の配線と重なり、ショートが起きてしまうため、注意する必要がある。

次に、本発明に係る第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を接続する方法の第４の実施例について説明する。第４の実施例において、第１乃至第３の実施例と相違する点は、位置合わせのバーニアにおいて、図１４に示すように、接続部（２−ａ６”），（２−ｂ６”）にＹ方向のバーニア構造を形成した点である。即ち、図１４は、バーニア構造を有した第４の実施例で接続部（２−ａ６”）、（２−ｂ６”）（上面図であるためはんだめっきは図示せず）にＹ方向のバーニアをもうけた構造となっており、接続する部分の配線部分で形成可能である。

また、図１５のように接続部内（２−ａ６”’）、（２−ｂ６”’）（上面図であるためはんだめっきは図示せず）にＹ方向のバーニア構造をもうけても良い。

次に、本発明に係る第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）を接続する方法の第５の実施例について説明する。第５の実施例において、第１〜第４の実施例との相違点は、Ｘ方向のバーニア構造を、接続部に形成せずに、伸ばして重なる配線部分に形成した点である。図１３に示すように接続部分（２−ａ５”）、（２−ｂ５”）にバーニア構造を設けた場合、ある一対しか完全に組み合わされないため、場合によってはそのため、精度が厳しくなり、はんだブリッジも起こりやすくなることも考えられる。そのため、図１６に示すバーニア構造を有した第５の実施例では、図１３に比べ、設計上Ｙ方向に第１のフレキシブル基板（２−ｂ）と第２のフレキシブル基板（２−ａ）の重なる部分を長くし、接続部（２−ａ５”）、（２−ｂ５”）にバーニア構造をもたせず、第１のフレキシブル基板（２−ａ）と第２のフレキシブル基板（２−ｂ）との重なり合う配線部分でバーニア構造（２−ａ５”’）、（２−ｂ５”’））を有しても良い。

以上説明した本発明に係る分割されたフレキシブル基板同士の正確な位置合わせ技術は、主に薄型の光ピックアップ装置はもちろんそれ以外のフレキシブル基板同士の接続をする製品の場合においても適用可能である。

以上説明した実施の形態によれば、次に説明する効果が得られる。
即ち、現在、光ピックアップ装置には、その薄型化や、ＣＤのみならず、各種規格に応じたＤＶＤでも再生や記録を実行ならしめるの高性能化が望まれている。さらに、今後、次世代ディスクの再生・録画を行う青色半導体レーザを組み込まれた３波長互換性のある薄型の光ピックアップ装置が必要になると想定される。そのため、光ピックアップ装置で用いられるフレキシブル基板には更なる高密度化が要求され、その多層構造をなす積層数も増え、その製造コストも上がる傾向にある。斯様な状況において、光ピックアップ装置に用いられるフレキシブル基板を、光ピックアップ装置側に配置される第１のフレキシブル基板と当該光ピックアップ装置から離れた（例えば、コネクタ８側）の第２のフレキシブル基板とに分割し、第1のフレキシブル基板の多層構造で高い配線密度を満たし、第２のフレキシブル基板の薄さで屈曲性を満たす。これにより、母材からの第１のフレキシブル基板の取り数を増やし、光ディスクドライブ側の仕様に応じて第２のフレキシブル基板の形状が変えられるため、光ピックアップ装置用フレキシブル基板の製造コストが抑えられる。

また、光ピックアップ装置用フレキシブル基板の配線密度が高くになるに従い、第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板との間で結線される配線数も増え、その配線の間隔（ピッチ）も狭まる。本発明は、第１のフレキシブル基板並びに第２のフレキシブル基板の夫々に斯様に狭められた間隔で並ぶ配線を、当該基板間に亘り確実に結線せしめるため、第１のフレキシブル基板の製造歩留りを上げ、これに掛かるコストを抑える。

即ち、本実施の形態によれば、分割して製造された第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板とを接続する際、多層化とともに、配線数が増えることに起因して狭ピッチの精確な位置合わせ方法を可能にし、歩留まり向上及び低コスト化を実現することが可能となる。

本発明に係る高密度化を重視した第１のフレキシブル基板と、屈曲性を重視した第２のフレキシブル基板とを光ピックアップ用ケースの走行方向の端部で分割した状態を示す斜視図及び断面図である。 分割された第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板とを光ピックアップ用ケースの走行方向の端部で接続した状態を示す斜視図及び断面図である。 図２に示すように接続された接続部を光ピックアップ装置本体を保護するための金属製カバーで押付けて光ピックアップ用ケースに取り付けた状態を示す斜視図及び断面図である。 本発明に係る光ピックアップ装置を光ディスクドライブ装置に組み込んだ状態を示す斜視図である。 本発明に係る光ピックアップ装置におけるフレキシブル基板の動作を示す側面図である。 本発明に係る光ピックアップ装置の概略製造工程を示すフロー図である。 本発明に係る第２のフレキシブル基板の接続端部を第１のフレキシブル基板の接続端部と接続する際の位置合わせ技術の第１の実施例を説明するための図で、（ａ）は第２のフレキシブル基板の接続端部の上面図、（ｂ）は第１のフレキシブル基板の接続端部の上面図である。 図７に示すＸ方向に並んでいるバーニア部分の拡大図である。 図７に示す実施例と異なるカバーから外に引き出される部分の幅を狭くした実施例を示す図である。 図７に示す実施例と異なる第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板の接続範囲に補強板を固定した実施例を示す図である。 図７に示す実施例と異なる第２のフレキシブル基板のバーニア部分を露出させるように補強板に孔を設けた実施例を示す図である。 図７に示す実施例と異なるバーニア部分を複数設けた第２の実施例を示す図である。 図７に示す実施例と異なる配線接続部でバーニア構造を設けた第３の実施例を示す図である。 図１３とは異なる第４の実施例を示す図である。 図１３とは異なる第４の実施例において、図１４とは異なる実施例を示す図である。 図１３とは異なる第１のフレキシブル基板と第２のフレキシブル基板の重なる配線部分でバーニア構造を設けた第５の実施例を示す図である。

符号の説明

１…光ピックアップ装置本体、２…フレキシブル基板、２−ａ…第１のフレキシブル基板、２−ａ１…配線導体（銅箔）、２−ａ２…ポリイミド＋接着剤、２−ａ３…ポリイミド＋接着剤、２−ａ４…はんだメッキ、２−ａ５、２−ａ５'、２−ａ５”、２−ａ５”'…バーニアＸ方向、２−ａ６、２−ａ６'、２−ａ６”、２−ａ６”'…バーニアＹ方向、２−ａ７…位置合わせマーク、２−ｂ…第２のフレキシブル基板、２−ｂ１…配線導体（銅箔）、２−ｂ２…ポリイミド＋接着剤、２−ｂ３…ポリイミド＋接着剤、２−ｂ４…はんだメッキ、２−ｂ５、２−ｂ５'、２−ｂ５”、２−ｂ５”'…バーニアＸ方向、２−ｂ６、２−ｂ６'、２−ｂ６”、２−ｂ６”'…バーニアＹ方向、２−ｂ７…位置合わせマーク、２−ａｂ４…接続部、３…光ピックアップケース、４…対物レンズ側上カバー、５…対物レンズ、６…主軸側シャフト、７…副軸側シャフト、８…コネクタ挿入部、９…ドライブ側カバー、１０…光ディスクドライブ装置本体、１１…補強板、１２…補強板に設けた孔、１３…ドライブ側のコネクタ、１６…ロータ。

Claims (12)

1. 第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群とを重ね位置合わせをして接合材を用いて接続するフレキシブル基板同士の接続方法であって、
   前記第１のフレキシブル基板における前記第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、前記第２のフレキシブル基板における前記第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを用いて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うことを特徴とするフレキシブル基板同士の接続方法。
2. 第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群とを重ね位置合わせをして接合材を用いて接続するフレキシブル基板同士の接続方法であって、
   前記第１のフレキシブル基板における前記第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、前記第２のフレキシブル基板における前記第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを重ね、該重ねられた第１及び第２の繰り返しパターン群を撮像して両者の位置ずれ量を測定し、該測定された両者の位置ずれ量に応じて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うことを特徴とするフレキシブル基板同士の接続方法。
3. 半導体チップ部品が実装された光ピックアップ本体に固定されている第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群とを重ね位置合わせをして接合材を用いて接続するフレキシブル基板同士の接続方法であって、
   前記第１のフレキシブル基板における前記第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、前記第２のフレキシブル基板における前記第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを用いて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うことを特徴とするフレキシブル基板同士の接続方法。
4. 半導体チップ部品が実装された光ピックアップ本体に固定されている第１のフレキシブル基板における第１の接続端部の配線導体群と、ドライブ側のコネクタに挿し込まれる第２のフレキシブル基板における第２の接続端部の配線導体群とを重ね位置合わせをして接合材を用いて接続するフレキシブル基板同士の接続方法であって、
   前記第１のフレキシブル基板における前記第１の接続端部又はその近傍に形成された所定のピッチを有する第１の繰り返しパターン群と、前記第２のフレキシブル基板における前記第２の接続端部又はその近傍に形成され、前記第１の繰り返しパターンのピッチと異なるピッチを有する第２の繰り返しパターン群とを重ね、該重ねられた第１及び第２の繰り返しパターン群を撮像して両者の位置ずれ量を測定し、該測定された両者の位置ずれ量に応じて前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群との位置合わせを行うことを特徴とするフレキシブル基板同士の接続方法。
5. 前記第１の繰り返しパターン群と前記第２の繰り返しパターン群とは、前記重ね位置合わせをする際、少なくとも一対のパターンが重なることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
6. 前記第１の繰り返しパターン群におけるパターンの線幅と間隔とを同じにし、前記第２の繰り返しパターン群におけるパターンの線幅と間隔とを同じにすることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
7. 前記第１の繰り返しパターン群と前記第２の繰り返しパターン群とは、それぞれＸ方向及びＹ方向の繰り返しパターン群から形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
8. 前記第１の繰り返しパターン群と前記第２の繰り返しパターン群との組み合わせにおいて少なくともＸ方向又はＹ方向の繰り返しパターン群の組み合わせを、前記第１の接続端部の配線領域及び前記第２の接続端部の配線領域、又は前記第１の接続端部の配線導体群と前記第２の接続端部の配線導体群とを接続する接続配線領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
9. 前記第１の接続端部の配線導体と前記第２の接続端部の配線導体との接合材を用いた接続を加圧および加熱によって行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
10. 前記接合材が、はんだ、異方導電性接着剤又は異方導電性フィルムであることを特徴とする請求項９記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
11. 前記第１の接続端部及び前記第２の接続端部の少なくとも一方に補強板が付けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。
12. 前記第２の接続端部には、前記第２の繰り返しパターン群が露出するように補強板が付けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載のフレキシブル基板同士の接続方法。

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