JP2007158233A

JP2007158233A - 配線構造およびその製造方法ならびに治具

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Publication number: JP2007158233A
Application number: JP2005354691A
Authority: JP
Inventors: Kohei Sato; 耕平佐藤; Masato Koyama; 正人小山; Hitoshi Arai; 等新井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】生産効率を高めることが可能な配線構造およびその製造方法ならびに治具を提供する。
【解決手段】部材１４０の面積は、部材１３０の面積より大きく、この差により段差が形成されている。リジッドプリント配線板２００は、接着剤３００を用いて、リジッドプリント配線板１００に接続される。この接続は、フレキシブルプリント配線層２１１において露出した領域とリジッドプリント配線層１１３において露出した領域とが、端子領域として互いに接触するように行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線構造およびその製造方法ならびに治具に関し、特に、携帯端末等に内蔵される配線構造の製造工程における生産性を高めるための技術に関する。

近年、携帯端末などは小型化・高機能化が進み、プリント配線板は高密度実装が要求されている。このため、部品の高密度実装が可能なリジッドプリント配線板と、機器筐体内での取り回しができるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit board：フレキシブルプリント配線板）とを組み合わせて使用することが多くなっている。リジッドプリント配線板とフレキシブルプリント配線板との接続には、はんだ付け接続、熱圧着接続、コネクタによる接続などがある。

はんだ付け接続は、リジッドプリント配線板とＦＰＣの端子とをはんだにより接合する方法である。

熱圧着方法は、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電性フィルム）を用いてリジッドプリント配線板とフレキシブルプリント配線板とを接続する方法である（例えば特許文献１参照）。

また、コネクタ部品を用いる場合、リジッドプリント配線板表面にコネクタ部品をはんだ付けなどで取り付け、フレキシブルプリント配線板の端子を直接コネクタに挿入するか、あるいは、フレキシブルプリント配線板にもコネクタ部品を取り付けてコネクタ同士を嵌合して接続している。

また、特許文献２には、リジッドプリント配線板に設けた嵌合部へフレキシブルプリント配線板を圧入し接続する例が開示されている。

特開平６−１２０６５６号公報（第２図）特開２００５−５７１７２号公報

上述したような手法でプリント配線板を接続した場合には、リジッドプリント配線板へ部品実装用のクリームはんだをスクリーン印刷するときにリジッドプリント配線板の印刷面へスクリーン印刷用のメタルマスクを完全に密着させることができない。よって、スクリーン印刷の際にはんだが滲む等の不具合が生じることにより、生産性が低くなるという問題点があった。

本発明は以上の問題点を解決するためになされたものであり、生産効率を高めることが可能な配線構造およびその製造方法ならびに治具を提供することを目的とする。

本発明に係る配線構造の製造方法は、フレキシブルプリント配線板を準備するフレキシブルプリント配線板準備工程と、段差面を有するリジッドプリント配線板を準備するリジッドプリント配線板準備工程と、フレキシブルプリント配線板をリジッドプリント配線板の段差面に接続する接続工程と、フレキシブルプリント配線板に接続されたリジッドプリント配線板へマスクを用いて部品実装用はんだを印刷する印刷工程とを備える。

本発明に係る配線構造の製造方法は、フレキシブルプリント配線板を準備するフレキシブルプリント配線板準備工程と、段差面を有するリジッドプリント配線板を準備するリジッドプリント配線板準備工程と、フレキシブルプリント配線板をリジッドプリント配線板の段差面に接続する接続工程と、フレキシブルプリント配線板に接続されたリジッドプリント配線板へマスクを用いて部品実装用はんだを印刷する印刷工程とを備える。従って、フレキシブルプリント配線板に接続されたときにリジッドプリント配線板上に突出部が形成されることを防ぐことができる。よって、マスクをリジッドプリント配線板に完全に密着させることが可能となるので、印刷の際にはんだが滲む等の不具合を低減でき生産効率を高めることが可能となる。

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１に係る配線構造の製造方法を示す断面図である。図１においては、８層配線構造のリジッドプリント配線板１００に１層配線構造のフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）２００を接続させる例が示されている。なお、一般的な携帯端末に内蔵される配線構造としては、リジッドプリント配線板１００として４〜１０層配線構造のものが用いられ、フレキシブルプリント配線板２００として１〜２層配線構造のものが用いられる。

リジッドプリント配線板１００は、７層のリジッドプリント絶縁層１０１〜１０７を８層のリジッドプリント配線層１１１〜１１８でそれぞれ挟んだ構成からなる。最上層のリジッドプリント配線層１１１上にはソルダレジスト１２１が形成され、最下層のリジッドプリント配線層１１８下にはソルダレジスト１２２が形成されている。

リジッドプリント絶縁層１０１〜１０２とリジッドプリント配線層１１１〜１１２とソルダレジスト１２１とは部材１３０を構成しており、リジッドプリント絶縁層１０３〜１０７とリジッドプリント配線層１１３〜１１８とソルダレジスト１２２とは部材１４０を構成している。部材１４０の面積は、部材１３０の面積より大きく、この差により段差（段差面）が形成されている。

フレキシブルプリント配線板２００は、１層のフレキシブルプリント配線層２１１を２層のフレキシブルプリント絶縁層２０１〜２０２で挟んだ構成からなる。

フレキシブルプリント絶縁層２０１とフレキシブルプリント配線層２１１とは部材１５０を構成しており、部材１５０の面積は、フレキシブルプリント絶縁層２０２より大きい。

図１に示されるように、フレキシブルプリント配線板２００は、接着剤３００を用いて、リジッドプリント配線板１００に接続される。この接続は、フレキシブルプリント配線層２１１において露出した領域とリジッドプリント配線層１１３において露出した領域とが、端子領域（段差面）として互いに接触するように行われる。接着剤３００としては、ＡＣＦや、導電ペースト、導電テープ、はんだ等、導電性を保ちつつ接着できる手段であればどのようなものであってもよい。

すなわち、本実施の形態では、リジッドプリント配線板１００において、部材１３０が部材１４０より小さくなるように構成することにより、段差を設けている。これにより、フレキシブルプリント配線板２００をリジッドプリント配線板１００に接続したときにフレキシブルプリント配線板２００が突出することを防ぐことが可能となる。

なお、図１では、７層のリジッドプリント絶縁層１０１〜１０７のうち２層のリジッドプリント絶縁層１０１〜１０２が５層のリジッドプリント絶縁層１０３〜１０７より小さい場合が示されているが、これに限らず、リジッドプリント配線板１００に段差が設けられればよい。

また、図１では示されていないが、リジッドプリント絶縁層１０１〜１０７には、それぞれスルーホールが設けられている。これらのスルーホールを介して、リジッドプリント配線層１１１〜１１８は、互いに電気的に接続され所定の配線パターンを構成する。すなわち、本実施の形態においては、従来はリジッドプリント配線層１１１に接続されていたフレキシブルプリント配線層２１１がリジッドプリント配線層１１３に接続されることになるが、これらのスルーホールを設けるパターン等を変えることにより、従来と同様の配線パターンを構成することが可能である。

図２は、図１に示されるリジッドプリント配線板２００を形成する一の手法を示す断面図である。図２に示されるように、まず、リジッドプリント絶縁層１０１を２層のリジッドプリント配線層１１２〜１１３で挟んだ部材１３１と、リジッドプリント絶縁層１０２と、５層のリジッドプリント絶縁層１０３〜１０７をそれぞれ６層のリジッドプリント配線層１１３〜１１８で挟んだ部材１４１とを形成し、次に、部材１３１とリジッドプリント絶縁層１０２と部材１４１とを、図示しない樹脂接着剤で接着させる。このとき、部材１３１およびリジッドプリント絶縁層１０２は、部材１４１より小さくなるように予め寸法を調整しておくものとする。これにより、リジッドプリント配線板１００に段差（段差面１６０）を設けることができる。また、リジッドプリント絶縁層１０２として、樹脂の流出量が比較的に少ないノンフロータイプのプリプレグを用いることにより、段差面１６０（リジッドプリント配線層１１３において露出する領域）に流れ出て付着する樹脂の量を低減することが可能となる。

図３は、図１に示されるリジッドプリント配線板２００を形成する他の手法を示す断面図である。図３においては、まず、７層のリジッドプリント絶縁層１０１〜１０７をそれぞれ８層のリジッドプリント配線層１１１〜１１８で挟んだ部材を形成する。このとき、リジッドプリント絶縁層１０１〜１０７およびリジッドプリント配線層１１１〜１１８は、全て等しい寸法を有するものを、図示しない樹脂接着剤で接着する。次に、リジッドプリント絶縁層１０１〜１０２およびリジッドプリント配線層１１１〜１１２を、エンドミル等の研削手段で機械的に加工することにより、リジッドプリント配線層１１３を部分的に露出させ段差面１６０を形成する。これにより、リジッドプリント配線板１００に段差を設けることができる。

図４は、３個のリジッドプリント配線板１００と２個のフレキシブルプリント配線板２００とを接続した場合を示す斜視図である。図４に示されるように、リジッドプリント配線板１００は、突出部を形成されることなくフレキシブルプリント配線板２００に接続されている。従って、図５の断面図に示されるように、リジッドプリント配線板１００へ、部品実装用のクリームはんだをスクリーン印刷するときに、スクリーン印刷用のメタルマスク４００をリジッドプリント配線板１００に完全に密着させることが可能となる。

このように、本実施の形態に係る配線構造の製造方法においては、リジッドプリント配線板１００に段差を設けることにより、フレキシブルプリント配線板２００に接続されたときにリジッドプリント配線板１００上に突出部が形成されることを防ぐことができる。従って、メタルマスク４００をリジッドプリント配線板１００に完全に密着させることが可能となるので、スクリーン印刷の際にはんだが滲む等の不具合を低減でき生産効率を高めることが可能となる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１においては、リジッドプリント配線板１００に部品を実装する場合について説明したが、リジッドプリント配線板１００に限らず、フレキシブルプリント配線板２００に部品を実装してもよい。

図６は、実施の形態２に係る配線構造の製造方法を示す断面図である。図６に示されるように、フレキシブルプリント配線板２００の厚みに応じた形状を有するキャリア５００を用いてフレキシブルプリント配線板２００を支持することにより、リジッドプリント配線板１００の印刷面とフレキシブルプリント配線板２００の印刷面とを面一で平坦化させている。従って、リジッドプリント配線板１００およびフレキシブルプリント配線板２００へ部品を実装するときに、スクリーン印刷用のメタルマスク４００をリジッドプリント配線板１００およびフレキシブルプリント配線板２００それぞれの印刷面に完全に密着させることが可能となる。よって、リジッドプリント配線板１００およびフレキシブルプリント配線板２００へのスクリーン印刷の際にはんだが滲む等の不具合を低減でき生産効率を高めることが可能となる。

従来の配線構造の製造方法においては、リジッドプリント配線板１００の印刷面とフレキシブルプリント配線板２００の印刷面とを面一で平坦化させていなかった。従って、リジッドプリント配線板１００とフレキシブルプリント配線板２００とに一括してクリームはんだ印刷を行うことができないので、両者それぞれへ個別に部品実装を行う必要があった。すなわち、リジッドプリント配線板１００への部品実装を行う生産ラインとフレキシブルプリント配線板２００への部品実装を行う生産ラインとの２個を用いてそれぞれを行うか、１個の生産ラインで一方プリント配線板への部品実装を行った後に他方プリント配線板への部品実装を行う必要があった。

２個の生産ラインを用いる場合には、リジッドプリント配線板１００およびフレキシブルプリント配線板２００それぞれに搭載される部品が互いに異なると実装に要する時間が互いに異なるので、両者を接続するためには、部品点数の少ないプリント配線板は部品点数の多いプリント配線板への部品実装が完了するのを待たねばならない。従って、待ち時間がかかり製造時間が長くなる。

１個の生産ラインを用いる場合には、先行して組み立てた一方プリント配線板が滞留し待ち時間がかかるので製造時間が長くなるうえ、一方プリント配線板への部品実装が終わった後に他方プリント配線板への部品実装を行うために生産ラインの部品を取り替える必要がある。

すなわち、リジッドプリント配線板１００およびフレキシブルプリント配線板２００それぞれへ個別に部品実装を行う場合には、上記のいずれの手法を用いた場合においても、生産効率が低下してしまうという問題点があった。

本実施の形態に係る配線構造の製造方法においては、リジッドプリント配線板１００の印刷面とフレキシブルプリント配線板２００の印刷面とを面一で平坦化させることができるので、リジッドプリント配線板１００とフレキシブルプリント配線板２００とに一括してクリームはんだ印刷を行うことが可能となる。従って、生産ラインや治具、工具等を一種類にすることができるので、生産構造を単純化できるともにプリント配線板毎の生産タクトを考慮する必要がなくなる。よって、生産効率を高めることができる。

このように、本実施の形態に係る配線構造の製造方法においては、所定の治具としてのキャリア５００を用いてフレキシブルプリント配線板２００を支持することにより、リジッドプリント配線板１００の印刷面とフレキシブルプリント配線板２００の印刷面とを面一で平坦化させている。従って、リジッドプリント配線板１００およびフレキシブルプリント配線板２００へのスクリーン印刷の際にはんだが滲む等の不具合を低減でき生産効率を高めることができるという効果を奏する。

また、リジッドプリント配線板１００の印刷面とフレキシブルプリント配線板２００の印刷面とに一括してクリームはんだ印刷を行うことができるので、さらに生産効率を高めることができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る配線構造の製造方法を示す断面図である。実施の形態１に係るリジッドプリント配線板を形成する一の手法を示す断面図である。実施の形態１に係るリジッドプリント配線板を形成する他の手法を示す断面図である。実施の形態１に係るリジッドプリント配線板とフレキシブルプリント配線板とを接続した場合を示す斜視図である。実施の形態１に係る配線構造の製造方法を示す断面図である。実施の形態２に係る配線構造の製造方法を示す断面図である。

符号の説明

１００リジッドプリント配線板、１０１〜１０７リジッドプリント絶縁層、１１１〜１１８リジッドプリント配線層、１２１〜１２２ソルダレジスト、１３０，１３１，１４０，１４１，１５０部材、１６０段差面、２００フレキシブルプリント配線板、２０１〜２０２フレキシブルプリント絶縁層、２１１フレキシブルプリント配線層、３００接着剤、４００メタルマスク、５００キャリア。

Claims

フレキシブルプリント配線板を準備するフレキシブルプリント配線板準備工程と、
段差面を有するリジッドプリント配線板を準備するリジッドプリント配線板準備工程と、
前記フレキシブルプリント配線板を前記リジッドプリント配線板の前記段差面に接続する接続工程と、
前記フレキシブルプリント配線板に接続された前記リジッドプリント配線板へマスクを用いて部品実装用はんだを印刷する印刷工程と
を備える配線構造の製造方法。
請求項１に記載の配線構造の製造方法であって、
前記リジッドプリント配線板準備工程は、第１リジッドプリント配線層に、接着剤を用いて、前記接着剤に対してノンフロー特性を有する第１リジッドプリント絶縁層を接着する工程
を少なくとも有する配線構造の製造方法。
請求項１に記載の配線構造の製造方法であって、
前記リジッドプリント配線板準備工程は、第１リジッドプリント絶縁層を研削する工程
を少なくとも有する配線構造の製造方法。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線構造の製造方法であって、
前記印刷工程において、前記フレキシブルプリント配線板は所定の治具を用いて前記マスクに密着され前記部品実装用はんだを印刷される
配線構造の製造方法。
段差面を有するリジッドプリント配線板と、
前記リジッドプリント配線板の前記段差面に接続されたフレキシブルプリント配線板と、
前記リジッドプリント配線板上に印刷された部品実装用はんだと
を備える配線構造。
請求項５に記載の配線構造であって、
前記フレキシブルプリント配線板は、前記リジッドプリント配線板に対して面一である
配線構造。
段差面を有するリジッドプリント配線板に接続されたフレキシブルプリント配線板を、部品実装用はんだを印刷するためのマスクに、前記リジッドプリント配線板に対して面一となるように密着させる治具。