JP2007294653A - 配線基板、及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板面積の増大を低減することができる配線基板、及び表示装置を提供すること。
【解決手段】表示パネルに外部からの信号を供給するフレキシブル配線基板であって、基板上に実装される部品２０１を備えている。さらに、基板上に設けられ、部品実装領域の外側から内側まで形成されたメッキリード１１４と、基板の部品実装領域に設けられ、メッキリード１１４の端に位置するメッキリードカット穴１１６と、を備えるものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は配線基板、及び表示装置に関し、特に詳しくは、部品が実装された配線基板、及びそれを用いた表示装置に関する。

液晶表示パネルには、外部からの信号を供給するための配線基板が接続されている。この配線基板としては、通常、フレキシブル配線基板が用いられている。すなわち、可撓性を有する基板上に、所定の配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線基板（Flexible Printed Circuit、以下、ＦＰＣとする。）やプリント配線基板などの配線基板が液晶表示パネルには接続される。そして、この配線基板には、Ｃｕなどからなる配線パターンが形成されている。

また、配線基板には、液晶表示パネルなどと接続するための接続端子が形成されている。接続端子を保護するため、表面には、金メッキ等のメッキ処理が施されている（特許文献１）。特許文献１では、電界メッキを施すため、配線パターンと導通したメッキリードが形成されている。メッキ液中に基板を配置して、メッキリードに電圧を供給する。これにより、露出した接続端子部では、配線パターンの表面にメッキ処理がなされる。Ｃｕからなる配線パターンの上にメッキ処理を行うことによって、Ｃｕの酸化や腐食を防止している。

特開平５−１６０５２６号公報

ところで、配線基板には、各種電子部品やコネクタなどの部品が実装される場合がある。この場合、接続端子とは別に補強するための補強用ランドが形成されることがある。そして、この補強用ランドと電子部品等とを半田などでボンディングしている。この補強用ランドを設けることによって、電子部品等が確実に固定される。また、この補強用ランドの表面にも、Ｃｕの酸化を防止するためのメッキ処理が形成される。従って、補強用ランドにもメッキリードが接続されている。

補強用ランドは、実装する際の補強にのみ用いられるものであるため、信号や電源が供給されない。液晶表示装置に配線基板を接続した後に、メッキリードが残っていると、アンテナとなりノイズが生じてしまうおそれがある。従って、ノイズの発生を防ぐため、メッキ処理後、メッキリードを切断するメッキリードカット穴を形成する。

しかしながら、従来のＦＰＣでは、メッキリードカット穴の配置について、規定されていなかったため、メッキリードカット穴の分だけ、配線基板面積が大きくなってしまうという問題点があった。この配線基板面積の増大によって、表示装置の小型化を図ることが困難になってしまうという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、基板面積の増大を低減することができる配線基板、及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる配線基板は、配線パターンが形成された配線基板であって、前記基板上に実装される部品と、前記基板上に設けられ、前記部品実装領域の外側から内側まで形成されたリードと、前記基板の前記部品実装領域内に設けられ、前記リードの端に位置する穴と、を備えるものである。これにより、基板面積の増大を低減することができる。

本発明の第２の態様にかかる配線基板は、上述の配線基板であって、前記部品を固定するよう、前記基板上に設けられたランドと、前記基板上に設けられ、前記ランドから前記部品が実装される部品実装領域にまで延在された延在パターンとをさらに備え、前記延在パターンの端に前記穴が位置するものである。これにより、部品を確実に実装することができる。

本発明の第３の態様にかかる配線基板は、上述の配線基板において、前記ランドが前記部品に対して複数設けられ、前記複数のランドのそれぞれから延在された延在パターンの端部に前記穴が配置され、前記複数のランドの間に、前記穴が形成されていることを特徴とするものである。これにより、生産性を向上することができる。

また、上記の部品は、コネクタであることが好ましい。さらに、上記の配線基板を表示装置に用いることによって、表示装置の小型化を図ることができる。

本発明によれば、基板面積の増大を低減することができる配線基板、及び表示装置を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明にかかる表示装置の構成の一例を示す図である。ここでは、表示装置の一例として、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）方式の単純マトリクス型の液晶表示装置１００について説明する。図１に示すように、本実施の形態にかかる液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１０１、駆動回路１０２、ＦＰＣ１０３、部品２０１を有している。

液晶表示パネル１０１は、入力される表示信号に基づいて画像表示を行う。液晶表示パネル１０１は、ガラスなどからなる２枚の基板の間に液晶を封入した構成を有している。一方の基板には、複数の信号電極が列方向に一定間隔を隔てて形成されている。また、他方の基板には、信号電極と交差するように走査電極が行方向に一定間隔を隔てて形成されている。走査電極と信号電極との交差部が画素に対応する。走査電極及び信号電極は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電性薄膜から形成されている。液晶表示パネル１０１において、表示領域は複数の画素により構成されている。

駆動回路１０２は、電気的に液晶表示パネル１０１に接続され、外部から入力される表示信号に基づいて、画像の表示に必要な各種の制御信号、走査電圧及び表示電圧などを出力するものである。駆動回路１０２は液晶表示パネル１０１の一辺側のガラス基板上にＣＯＧ（Chip On Glass）実装されている。

液晶表示パネル１０１の背面には、バックライトユニット（不図示）が備えられている。バックライトユニットは、液晶表示パネル１０１の反視認側から液晶表示パネル１０１に対して面状の光を照射する。バックライトユニットとしては、例えば、光源、導光板、プリズムシートなどを備えた一般的な構成のものを用いる。

ＦＰＣ１０３は、液晶表示パネル１０１の駆動回路１０２が設けられた一辺側にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）などにより熱圧着されている。ＡＣＦは、絶縁性の接着材の中に金属粒子などの導電粒子を所定量含有したものである。ＦＰＣ１０３の一端に設けられた接続端子（不図示）と液晶表示パネル１０１側の接続端子(不図示)とは、ＡＣＦ中に含有される導電粒子により電気的に接続されるとともに、ＦＰＣ１０３と液晶表示パネル１０１とは接着されている。

また、ＦＰＣ１０３の液晶表示パネル側と反対側の他端には、外部と接続するための外部接続端子（不図示）が設けられている。この外部接続端子から、各種信号や、電源電圧が供給される。接続端子、及び外部接続端子では、ＦＰＣ１０３の最上層に設けられたカバーレイが除去され、金属が露出している。金属が露出した接続端子と、液晶表示パネル１０１との間にＡＣＦが配置されることにより、電気的に接続される。また、金属が露出した外部接続端子と、制御回路を有する制御基板との間にＡＣＦが配置されることによって、電気的に接続される。この接続端子、及び外部接続端子の一部には、後述するメッキ処理用のメッキ用端子が含まれている。

さらに、ＦＰＣ１０３には、部品２０１が実装されている。部品２０１は、例えば、他の部品との接続を取るためのコネクタである。具体的には、他のフレキシブル基板（不図示）がコネクタである部品２０１に差し込まれる。また、部品２０１は、電子部品等であってもよい。具体的には、部品２０１は、コネクタ、光源、駆動回路や制御回路などのＩＣ、温度センサなどのセンサ、コイル、チップ、コンデンサー、抵抗などであってもよい。すなわち、部品２０１は、これらのうちの一つであればよい。ここで、ＦＰＣ１０３において、部品２０１が実装されている領域を部品実装領域とする。

次に、ＦＰＣ１０３の部品実装領域の構成について図２を用いて説明する。図２は、ＦＰＣ１０３の部品実装領域の近傍の構成を示す平面図である。図２（ａ）は、部品２０１が実装されたＦＰＣ１０３の構成を模式的に示す図である。図２（ｂ）は部品２０１を実装する前の構成を模式的に示す図である。なお、図２（ａ）では、部品２０１の直下である部品実装領域に設けられた構成についても図示している。

ＦＰＣ１０３には、接続用ランド１１１、配線パターン１１２、補強用ランド１１３、メッキリード１１４、延在パターン１１５、及びメッキリードカット穴１１６が設けられている。接続用ランド１１１、及び補強用ランド１１３では、カバーレイが除去され、表面にメッキ処理が施されている。従って、接続用ランド１１１、及び補強用ランド１１３では金属が露出している。部品２０１には、端子部２０２と補助端子部２０３とが設けられている。端子部２０２、及び補助端子部２０３は、例えば、金属などからなる。端子部２０２、及び補助端子部２０３は、部品２０１の側面から外側に延設されている。直方体状の部品２０１の一側面には、４つの端子部２０２が並設されている。また、部品２０１の対向する２側面には、それぞれ補助端子部２０３が設けられている。端子部２０２は、補助端子部２０３が設けられた２側面の間の側面に配設されている。また、補助端子部２０３は、対向する２側面において、端子部２０２が設けられた側面と反対の側面側に形成されている。部品２０１の大きさは、例えば、長さ１ｍｍ、幅０．５ｍｍである。

端子部２０２は、ＦＰＣ１０３の接続用ランド１１１と接続されている。ここでは、４つの端子部２０２と４つの接続用ランド１１１とがそれぞれ対応して接続されている。すなわち、ＦＰＣ１０３の端子部２０２に対応する箇所には、接続用ランド１１１が形成されている。接続用ランド１１１は、例えば、矩形状に形成されている。そして、ＦＰＣ１０３上には、接続用ランド１１１から延在された配線パターン１１２が設けられている。すなわち、配線パターン１１２の端部には、表面が露出した接続用ランド１１１が形成されている。接続用ランド１１１は、部品２０１の直下である部品実装領域の外側に形成されている。図２では図示していないが、配線パターン１１２は、例えば、ＦＰＣ１０３の端部に設けられた接続端子、又は外部接続端子まで延在されている。そして、接続端子、又は外部接続端子から配線パターン１１２に信号や電源を供給する。これにより、端子部２０２を介して部品２０１に信号や電源が供給される。端子部２０２は、部品に信号や電源を供給するための端子であり、部品２０１の内部まで導通している。

補助端子部２０３は、部品を固定するための補強用ランド１１３と接続されている。ＦＰＣ１０３上には、２つの補助端子部２０３に対応して、２つの補強用ランド１１３が設けられている。それぞれの補強用ランド１１３の一部は、部品実装領域に配置されている。すなわち、補強用ランド１１３と、部品２０１とは一部が重複するように配置されている。補強用ランド１１３と、補助端子部２０３とは、例えば、半田などによって接続されている。また、端子部２０２、及び接続用ランド１１１も同様に半田などで接続されている。具体的には、補強用ランド１１３の上に補助端子部２０３が配置され、かつ接続用ランド１１１の上に端子部２０２が配置されるよう、位置合わせを行なう。そして、位置合わせされた状態で、リフローを行なう。これにより、部品２０１がＦＰＣ１０３上に実装される。もちろん、半田に限らず、ＡＣＦやワイヤボンディングなどを用いて接続してもよい。

補強用ランド１１３は、例えば、矩形状に形成されている。そして、ＦＰＣ１０３上には、補強用ランド１１３から延在された延在パターン１１５が設けられている。延在パターン１１５は、部品実装領域の外側から内側まで延在されている。すなわち、延在パターン１１５は部品実装領域の外側を通って、部品実装領域の内側まで延在されている。そして、延在パターン１１５の端には、メッキリードカット穴１１６が形成されている。従って、補強用ランド１１３、及び延在パターン１１５は、島状に形成されている。メッキリードカット穴１１６は部品実装領域の中に形成されている。メッキリードカット穴１１６は、ＦＰＣ１０３を貫通する貫通穴である。そして、それぞれの補強用ランド１１３からの延在パターン１１５の端に、メッキリードカット穴１１６が配置される。すなわち、２つの延在パターン１１５は１つのメッキリードカット穴１１６まで延在されている。延在パターン１１５のパターン幅は、例えば、０．１ｍｍ程度である。メッキリードカット穴１１６の直径は、延在パターン１１５の幅よりも大きければよく、例えば、１ｍｍの円形である。もちろん、メッキリードカット穴１１６の直径と、延在パターン１１５の幅は上記の値に限定されるものではない。

さらに、補強用ランド１１３にメッキ処理を施すためのメッキリード１１４が形成されている。部品実装領域の外側に設けられたメッキリード１１４はメッキリードカット穴１１６まで延設されている。すなわち、メッキリード１１４の端には、部品実装領域内のメッキリードカット穴１１６が配置されている。メッキリード１１４のメッキリードカット穴１１６と反対側の端は、ＦＰＣ１０３の端に配置されている。すなわち、メッキリード１１４は、配線パターン１１２と同様に、ＦＰＣ１０３の端まで延設されている。そして、メッキリード１１４は、ＦＰＣ１０３の端に設けられたメッキ用端子（図示せず）と接続されている。

ここで、メッキリードカット穴１１６が形成される前の状態を図２（ｂ）に示す。図２に示すようにメッキリードカット穴１１６が形成される前の状態では、メッキリード１１４と延在パターン１１５とが導通されている。従って、メッキリード１１４と補強用ランド１１３とが延在パターン１１５を介して接続される。換言すると、延在パターン１１５はメッキリード１１４に含まれ、メッキリード１１４の一部となる。これにより、補強用ランド１１３の表面に電界メッキを施すことができる。すなわち、ＦＰＣ１０３をメッキ液中に配置して、メッキ用端子を介してメッキリード１１４に電圧を供給する。これにより、カバーレイが除去された補強用ランド１１３では、メッキ処理が施される。このとき、同様に接続端子、又は外部接続端子を介して配線パターン１１２に電圧を印加する。これにより、配線パターン１１２がメッキ用のリードとなって、接続用ランド１１１にメッキ処理が施される。すなわち、カバーレイが除去された接続用ランド１１１、及び補強用ランド１１３では、メッキ液中に曝されるため、メッキ膜が析出する。

ここで、補強用ランド１１３は、部品２０１の内部まで導通していない。すなわち、補強用ランド１１３は実装を確実にするためのみに用いられるものである。換言すると、ＦＰＣ１０３を液晶表示パネル１０１に接続した後は、補強用ランド１１３には、信号や電源は供給されていない。従って、ノイズを防ぐため、補強用ランド１１３に接続されるメッキリード１１４をカットした方が好ましい。ここでは、補強用ランド１１３から延在された延在パターン１１５とメッキリード１１４との間にメッキリードカット穴１１６を設けている。これにより、ノイズの発生を防ぐことができる。さらに、接続用ランド１１１に加えて補強用ランド１１３を用いて実装することによって、より確実に固定することができる。すなわち、実装不良を防ぐことができ、生産性を向上することができる。

さらに、メッキリード１１４をカットするメッキリードカット穴１１６を、部品実装領域の内部に形成する。これにより、ＦＰＣ１０３の面積が増大するのを防ぐことができ、ＦＰＣ１０３の小型化を図ることができる。例えば、メッキリードカット穴１１６を部品実装領域の外側に設けた場合、そのメッキリードカット穴によって、配線パターンを変更する必要が生じてしまう。すなわち、メッキリードカット穴を避けるために、配線パターンを迂回させる必要が生じてしまう。あるいは、ＦＰＣ１０３の面積増大を防ぐため、配線の本数や幅を制限する必要が生じてしまう。しかしながら、本実施の形態では、配線パターン１１２が形成されていない部品実装領域内にメッキリードカット穴１１６を形成している。これにより、配線パターン１１２の本数や幅を維持したまま、ＦＰＣ１０３の面積増大を防ぐことができる。

また、メッキリードカット穴１１６は、２つの補強用ランド１１３の中間に形成されている。これにより、メッキリードカット穴１１６を十分大きくすることができるため、確実にメッキリード１１４と補強用ランド１１３を切断することができる。すなわち、メッキリード１１４のパターン幅に比べて十分大きいメッキリードカット穴１１６を設けることができる。さらに、１つのメッキリードカット穴１１６を設けるのみで、複数の補強用ランド１１３の延在パターン１１５をメッキリード１１４から切断することができる。よって、メッキリードカット穴１１６の数を減らすことができ、補強用ランド１１３の数に対する穴あけ回数を少なくすることができる。これにより、生産性を向上することができる。このように、余剰スペースである部品実装領域にメッキリードカット穴１１６を形成することにより、メッキリードカット穴１１６を大きくすることができる。よって、２つの延在パターン１１５に対して、メッキリードカット穴１１６を共通化することができる。もちろん、メッキリード１１４と２つ以上の延在パターンとを１つのメッキリードカット穴１１６で切断することも可能である。すなわち、複数の延在パターン１１５に対して、共通のメッキリードカット穴１１６を形成することができる。これにより、穴あけ工程の時間を短縮することができ、生産性を向上することができる。

なお、１つのメッキリードカット穴１１６に対するメッキリード１１４、及び延在パターン１１５は均等に離して配置した方が好ましい。例えば、メッキリードカット穴１１６を円形であり、メッキリード１１４と延在パターン１１５の数が３本である場合、メッキリード１１４と延在パターンの間、及び延在パターン間を１２０°づつ離して配置する。これにより、電食を防止することができる。さらに、メッキリードカット穴１１６を形成する時の、ストレスが均一になる。よって、パンチングを確実に行なうことができる。

次に、図３を用いてＦＰＣ１０３の製造工程について説明する。図３は、ＦＰＣの製造工程を示す工程断面図である。まず、ベースとなる基板１０５の上に、配線層１０６を形成する。基板１０５としては、例えば、絶縁性のポリイミド基板が用いられる。配線層１０６としては、例えば、銅箔が用いられる。この配線層１０６をフォトリソグラフィー工程等によってパターニングすると、配線パターン１１２、及びメッキリード１１４が形成される。もちろん、フォトリソグラフィー工程以外の工程で配線パターン１１２を形成してもよい。そして、パターニングされた配線層１０６の上にカバーレイ１０７を形成する。カバーレイ１０７としては、例えば、ポリイミドフィルムが用いられる。具体的には、パターニングされたポリイミドフィルムを貼り付けて、カバーレイ１０７とする。すなわち、配線層１０６を露出させる部分が除去されてたカバーレイ１０７を配線層１０６上に貼り付ける。なお、カバーレイ１０７は感光性樹脂としてもよい。すなわち、感光性樹脂をフォトリソグラフィー工程によってパターニングして、カバーレイ１０７を形成する。これにより、カバーレイ１０７の一部が除去され、配線層１０６が露出する。すなわち、カバーレイ１０７が除去された箇所では、金属が露出した状態となる。

なお、カバーレイ１０７が除去された箇所が、補強用ランド１１３、接続用ランド１１１、接続端子、又は外部接続端子となる。カバーレイ１０７の一部を除去した後、電界メッキによってメッキ層１０８を形成する。具体的には、基板１０５をメッキ液中に配置して、メッキ用端子、接続端子、及び外部接続端子に電圧を印加する。これにより、配線層１０６の露出部分に、メッキ層１０８となる金属が析出する。メッキ層１０８は、カバーレイ１０７が除去されて配線層１０６が露出している箇所に形成される。従って、メッキ層１０８はＦＰＣ１０３の表面に露出している。これにより、補強用ランド１１３、接続用ランド１１１、接続端子、又は外部接続端子が形成される。このメッキ層１０８を形成することによって、Ｃｕの酸化や腐食を防ぐことができる。メッキ層１０８としては、金メッキやニッケルメッキを用いることができる。

メッキ処理後、図２（ｂ）中の点線の位置に、メッキリードカット穴１１６を形成する。例えば、パンチングによってメッキリードカット穴１１６を設ける。これにより、メッキリード１１４と補強用ランド１１３とが電気的に分離される。よって、液晶表示パネル１０１に取り付けた後のノイズ発生を防ぐことができる。さらに、オープン−ショートの検査を行う。そして、図２（ａ）に示しように部品２０１を実装する。すなわち、接続用ランド１１１に端子部２０２を取り付ける。これにより、配線パターン１１２と部品２０１とが電気的、物理的に接続される。さらに、補強用ランド１１３に補助端子部２０３を取り付ける。これにより、確実に固定することができ、実装不良の発生を防ぐことができる。よって、生産性を向上することができる。このように製造されたＦＰＣ１０３をＡＣＦを介して液晶表示パネルに接続する。これにより、液晶表示装置を小型化を図ることができる。

もちろん、配線基板はＦＰＣ１０３に限られるものではない。例えば、プリント配線基板に対して、メッキリードカット穴１１６を形成してもよい。すなわち、ガラスエポキシ樹脂等をベース基板とするリジッドな配線基板に対しても、適用できる。すなわち、電界メッキ層を有する配線基板を上記の構成とすることによって、基板面積の増大を防ぐことができる。なお、ＦＰＣ１０３では、ＡＣＦとの接続を前提としているため、メッキ層の膜厚管理が重要となる。すなわち、ＦＰＣ１０３をＡＣＦによって確実に接続するため、メッキ層の膜厚を所定の範囲とする必要がある。従って、メッキ処理としては、膜厚制御が容易な電界メッキ法が広く使用されている。よって、上記の構成は、電界メッキ法が使用されるＦＰＣ１０３に特に好適である。

さらに、補強用ランド１１３に対するメッキリードカット穴１１６に限らず、配線パターン等に対するメッキリードカット穴１１６を部品実装領域内に配置していもよい。これにより、配線基板の面積増大を防ぐことができる。なお、上記の説明では、液晶表示パネルを例として説明したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、液晶表示装置に限らず、有機ＥＬ表示装置などの他の表示装置に対して接続してもよい。このように、上記の構成を有する配線基板をＡＣＦなどを用いて表示パネルに接続することによって、表示装置の小型化を図ることができる。

本発明の実施の形態にかかる表示パネルの構成を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態にかかるＦＰＣの部品実装領域周辺の構成を模式的に示す平面図である 本発明の実施の形態にかかるＦＰＣの構成を模式的に示す断面図である

符号の説明

１０１ 液晶表示パネル。
１０２ 駆動回路
１０３ ＦＰＣ
１０５ 基板
１０６ 配線パターン層
１０７ カバーレイ
１０８ メッキ部
１１１ 接続用ランド
１１２ 配線パターン
１１３ 補強用ランド
１１４ メッキリード
１１５ 延在パターン
１１６ メッキリードカット穴
２０１ 部品
２０２ 端子部
２０３ 補助端子部

Claims (5)

1. 配線パターンが形成された配線基板であって、
   前記基板上に実装される部品と、
   前記基板上に設けられ、前記部品実装領域の外側から内側まで形成されたリードと、
   前記基板の前記部品実装領域内に設けられ、前記リードの端に位置する穴と、を備える配線基板。
2. 前記部品を固定するよう、前記基板上に設けられたランドと、
   前記基板上に設けられ、前記ランドから前記部品が実装される部品実装領域にまで延在された延在パターンとをさらに備え、
   前記延在パターンの端に前記穴が位置する請求項１に記載の配線基板。
3. 前記ランドが前記部品に対して複数設けられ、
   前記複数のランドのそれぞれから延在された延在パターンの端部に前記穴が配置され、
   前記複数のランドの間に、前記穴が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
4. 前記部品が、コネクタであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の配線基板。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の配線基板を備える表示装置。
   

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