JP2007329316A - 配線基板及び実装構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板と実装対象物との電気的接続の信頼性を高めることができ、これによって得られる実装構造体の歩留まりの向上及び製造コストの低下を図ることのできる配線基板を提供する。
【解決手段】本発明の配線基板３は、可撓性の基材３０と、前記基材３０上に設けられた樹脂からなる突起部３１と、前記突起部３１上に設けられた導電部３２と、前記導電部３２と電気的に接続された配線３３と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、パーソナルコンピュータや携帯電話機等に用いられる配線基板、及びこの配線基板を電気光学パネル等の実装対象物に実装してなる実装構造体に関するものである。

一般に、携帯電話機やノート型コンピュータ装置、テレビ受像機等の電子機器に搭載される電気光学装置として、電気光学パネルと、この電気光学パネルに実装された配線基板とを含む構造が知られている。この電気光学装置においては、電気光学パネルの端縁部に複数の入力端子が一列に配列され、配線基板の端縁部に複数の接続端子が入力端子と対応して一列に配列される。そして、入力端子と接続端子とが異方性導電部材を介して対向配置され、ツールにより熱及び圧力を加えることにより、対応する入力端子と接続端子とがそれぞれ電気的に接続される。異方性導電部材としては、絶縁性の樹脂中に導電粒子を分散させたものが使用され、該導電粒子を介して入力端子と接続端子とが電気的に接続される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１８５２６３号公報

しかしながら、近年における電気光学装置の高精細化に伴って、電気光学パネルに設けられる配線や入力端子のピッチを狭くすることが求められており、それに対応して、配線基板の配線や接続端子のピッチも狭くすることが求められている。一方、これらを接続する導電粒子のサイズはそれ程小さくすることができないので、接続端子のピッチを狭くしていった場合に、導電粒子のサイズが接続端子間のピッチに近づき、接続端子間に電気的な短絡を生ずる可能性がある。また、入力端子と接続端子の接続信頼性を高めるためには、両者間に介在する導電粒子が多少押圧されて弾性変形した状態とする必要があるが、導電粒子のサイズが小さくなると、十分な弾性変形量を確保することが難しくなり、これにより製造コストが上昇するという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、実装対象物上に配線基板を実装する場合において、両者の電気的接続の信頼性を高めることができ、これによって得られる実装構造体の歩留まりの向上及び製造コストの低下を図ることのできる配線基板及び実装構造体を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の配線基板は、可撓性の基材と、前記基材上に設けられた樹脂からなる突起部と、前記突起部上に設けられた導電部と、前記導電部と電気的に接続された配線と、を有することを特徴とする。
この構成によれば、配線基板と、該配線基板が実装される実装対象物とは、配線基板上に設けられた導電部を介して電気的に接続される。この場合、実装対象物に接触する導電部は、樹脂からなる突起部上に設けられているので、該導電部が実装対象物に接触したときに、その導電部の下地である樹脂からなる突起部の弾性作用により、導電部が実装対象物に対して良好に接触することができる。また、この配線基板では、導電部が実装対象物に対して直接接触するため、実装対象物と接続する際に、導電粒子を含む異方性導電部材を用いる必要がなく、配線の狭小化に対応し得るものとなる。さらに、突起部が弾性変形するため、配線基板を実装対象物に実装したときに生じる基板の反り等を突起部で吸収でき、実装不良の少ない実装構造体を提供することができる。

本発明においては、前記導電部は、所定の配列軸に沿って配列した複数の導電膜を含むことが望ましい。
この構成によれば、各導電膜をそれぞれ一の端子とした複数の端子からなる端子群を構成することができる。この場合、各端子のピッチは、通常のフォトリソグラフィ技術により微細化できることから、得られる配線基板も小型の配線基板となる。

本発明においては、前記導電膜は、前記配線と同一の導電材料からなる第１導電膜と、前記第１導電膜よりも耐食性の高い導電材料からなる第２導電膜と、を含むことが望ましい。
この構成によれば、配線と第１導電膜とを一体に形成できるので、これらを別々の部材で形成する場合に比べて製造が容易になる。また、第１導電膜の表面に耐食性の高い第２導電膜が設けられているので、実装対象物との間で高い接続信頼性を得ることができる。

本発明においては、前記導電膜が設けられた領域以外の領域に、前記配線を覆う絶縁性の保護膜が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、配線の表面にカバーレイ若しくはソルダーレジスト等の耐食性の高い保護膜を設けることで、信頼性の高い配線基板を提供することができる。

本発明においては、前記突起部は、前記複数の導電膜に対応して前記所定の配列軸に沿って配列した複数の突起を含むことが望ましい。
この構成によれば、個々の導電膜毎に突起を離間して設けたため、突起を連続的に形成する場合に比べて、熱及び圧力によって配線基板に変形が生じたときに、その変形を突起で吸収しやすくなる。

本発明においては、前記突起は前記所定の配列軸と交差する方向に延びており、前記配線の少なくとも一部が前記突起の表面に設けられていることが望ましい。
この構成によれば、熱及び圧力によって生じた配線基板の変形を、配線部分に設けられた突起によっても吸収することができる。また、配線を形成する部分と導電膜を形成する部分とが同一の構成となるので、これらを共通の工程で形成でき、製造が容易となる。

本発明においては、前記突起部は、感光性の樹脂によって形成されていることが望ましい。
この構成によれば、突起部を形成するためにレジストマスク等を用いる必要がないので、製造が容易になる。

本発明においては、前記基材は、前記突起部と同一の樹脂によって形成されており、前記突起部は、前記基材の表面を加工して形成されていることが望ましい。
この構成によれば、突起部と基材とを一体化できるため、突起部の剥がれ等の問題がない。また、突起部を別部材で形成する場合に比べて、製造コストが低減できる。

本発明の実装構造体は、実装対象物と配線基板とを電気的に接続してなる実装構造体であって、前記配線基板は、可撓性の基材と、前記基材上に設けられた樹脂からなる突起と、前記突起上に設けられた導電膜と、前記突起上に設けられ、前記導電膜と電気的に接続された配線と、を有し、前記配線基板と前記実装対象物とは、前記導電膜を介して直接接触され、電気的に接続されると共に、前記導電膜の設けられた部分の前記突起は、弾性変形され、他の部分の前記突起よりも厚みが薄くなっていることを特徴とする。
この構成によれば、導電膜の下地である樹脂からなる突起の弾性作用により、導電膜が実装対象物に対して良好に接触することができる。また、導電膜が実装対象物に対して直接接触するため、実装対象物と接続する際に、導電粒子を含む異方性導電部材を用いる必要がなく、配線の狭小化に対応し得るものとなる。さらに、突起が弾性変形するため、配線基板を実装対象物に実装したときに生じる基板の反り等を突起で吸収でき、実装不良の少ない実装構造体を提供することができる。

本発明においては、前記配線基板と前記実装対象物との間に、導電粒子を含まない絶縁性の接着剤が設けられ、該接着剤によって前記配線基板と前記実装対象物との相対位置が固定されていることが望ましい。
この構成によれば、導電粒子を含む接着剤を用いる場合に比べて、製造コストの低減が図られ、導電膜間に生ずる電気的な短絡も防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

また、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。この際、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の配線基板を備えた実装構造体の一例である電気光学装置の分解斜視図である。図１に示すように、電気光学装置１は、実装対象物としての電気光学パネル２と、該電気光学パネル２に電気的に接続された配線基板３とを有する。なお、電気光学パネル２には、配線基板３の他にも、バックライト等の照明装置やその他の付帯機器が必要に応じて付設されるが、図１ではそれらの図示を省略している。

電気光学パネル２は、第１基板４ａとそれに対向する第２基板４ｂとを有する。これらの基板４ａ，４ｂのうちの一方の表面上には、印刷等により、シール材６が略方形の枠状に形成され、このシール材６により、第１基板４ａと第２基板４ｂとが貼り合わされている。シール材６によって貼り合わされた第１基板４ａと第２基板４ｂとの間には、図示略のスペーサによって維持される間隙、いわゆるセルギャップが形成され、そのセルギャップ内に液晶９が封入されている。なお、シール材６の一部には、液晶注入用の開口７が予め設けられている。この開口７は、液晶９を注入した後、樹脂等によって封止される。

第１基板４ａは、ガラス、プラスチック等によって形成されたＺ軸方向から見て略矩形状をなす透明な基材を有し、この基材の液晶９側の表面（＋Ｚ側の表面）には、複数の第１電極１７ａがＸ軸方向に沿って互いに平行となるように形成されている。また、第１基板４ａに対向する第２基板４ｂは、ガラス、プラスチック等によって形成されたＺ軸方向から見て略矩形状をなす透明な基材を有し、この基材の液晶９側の表面（−Ｚ側の表面）に、複数の第２電極１７ｂがＹ軸方向に沿って互いに平行となるように形成されている。そして、第１電極１７ａと第２電極１７ｂの表面には、それぞれ図示略の配向膜が、例えばポリイミドを材料として一様な厚さの膜として形成されている。

第１電極１７ａと第２電極１７ｂとが交差する部分は、表示の最小単位、すなわち表示ドットを構成し、その表示ドットが複数個、マトリクス状に配列することによって全体の表示領域が形成されている。各表示ドットには、必要に応じて、ＴＦＤ（Thin Film Diode）等のスイッチング素子が設けられ、このスイッチング素子により複数の表示ドットがマトリクス駆動される。

なお、図１では、第１電極１７ａ及び第２電極１７ｂの配列状態を分かり易く示すために各電極の間隔を実際よりも広く描いてあるが、実際には、第１電極１７ａ及び第２電極１７ｂは、より狭い間隔で多数本が基材上に形成される。

第１基板４ａは第２基板４ｂの外側へ張出す部分４ｃを有し、この張出し部４ｃの上に駆動用ＩＣ２２ａ、２２ｂ、２２ｃが、例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を用いて実装されている。駆動用ＩＣ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの入力端子は第１基板４ａの張出し部４ｃの辺端に形成した外部接続端子２３と電気的に接続されている。

張出し部４ｃの中央に位置する駆動用ＩＣ２２ｂの出力端子は、第１基板４ａ上に形成した第１電極１７ａに直接接続されている。また、張出し部４ｃの両脇の領域に実装された駆動用ＩＣ２２ａ及び２２ｃは、シール材６に含まれる図示略の導通材を介して、第２基板４ｂ上に形成された第２電極１７ｂと電気的に接続されている。

配線基板３は、可撓性を有するプラスチック製の基材３０と、該基材３０上に設けられた複数の配線３３及び３８とを有する。基材３０の電気光学パネル２側の辺端には、複数の端子３７が設けられ、電気光学パネル２とは反対側の辺端には、複数の端子３９が設けられている。また、図示を省略したが、配線基板３の中央部には、ＩＣパッケージ等を含む複数の電子部品が実装されており、これら複数の電子部品が、配線３３及び３８と電気的に接続されている。

端子３９は、Ｘ軸と平行な配列軸に沿って配列されている。そして、この複数の端子３９によって入力側の端子群が形成されている。これら複数の端子３９は、図示しない外部制御回路、例えば、携帯電話機、携帯情報端末機等といった電子機器に含まれる制御回路に接続される。外部制御回路から端子３９を介して配線基板３へ信号が供給されると、駆動用ＩＣ２２ａ、２２ｂ、２２ｃへ所定の信号が供給され、これにより、電気光学パネル２による表示が行われる。

端子３９は、配線３８に直接接続されている。配線３８は、Ｙ軸方向に延びる複数の直線状の電極を互いに平行に並べることによって全体としてストライプ状に形成されている。これらの配線３８は、直接若しくは配線基板３の中央部の電子部品を介して間接的に配線３３と接続されている。配線３３は、Ｙ軸方向に延びる複数の直線状の電極を互いに平行に並べることによって全体としてストライプ状に形成されている。

配線３３の先端には端子３７が設けられている。端子３７は、Ｘ軸と平行な配列軸に沿って配列されており、この複数の端子３７によって出力側の端子群が形成されている。そして、これら複数の端子３７が電気光学パネル２の外部接続端子２３と接続することで、配線基板３と電気光学パネル２とが電気的に接続されている。

図２は、配線基板３の電気光学パネル２側の辺端を示す部分斜視図である。図２に示すように、配線基板３は、可撓性の基材３０と、該基材３０上に設けられた樹脂からなる突起部３１と、該突起部３１上に設けられた導電部３２と、該導電部３２に電気的に接続された配線３３とを有する。

突起部３１は、配線３３に対応して設けられた複数の突起３４を含む。突起３４は、Ｙ軸方向に延びる複数の直線状の突起をＸ軸に平行な配列軸に沿って互いに平行に並べることによって、全体としてストライプ状に形成されている。突起３４は、ポリイミド樹脂やアクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の弾性を有する樹脂材料によって構成される。この突起３４は、感光性の樹脂によって形成されることが望ましい。この場合、突起３４を形成するためにレジストマスク等を用いる必要がないので、製造が容易になる。

導電部３２は、Ｘ軸に平行な配列軸に沿って配列した複数の導電膜３６を含む。この導電膜３６は、突起３４上に設けられた第１導電膜３３と、該第１導電膜３３上に設けられた第２導電膜３５とを含む。第１導電膜３３は、Ｙ軸方向に延びる複数の直線状の第１導電膜をＸ軸に平行な配列軸に沿って互いに平行に並べることによって、全体としてストライプ状に形成されている。そして、この基材３０の辺端から基材３０の内部に延びた第１導電膜によって、配線３３が形成されている。この第１導電膜３３の導電材料としては、例えば、Ｃｕが用いられる。

第２導電膜３５は、Ａｕ、Ｎｉ−Ａｕ、Ｓｎ等の第１導電膜３３よりも導電接触性の良好な金属によって構成されている。この第２導電膜３５は、例えば、メッキ等の手法により、第１導電膜３３上に形成される。第２導電膜３５は基材３０の辺端にのみ設けられており、この第２導電膜３５が設けられた部分の突起３４、第１導電膜３３及び第２導電膜３５によって、端子３７が形成されている。また、導電膜３６が設けられた領域以外の領域には、一般にカバーレイ又はソルダーレジストと称される保護膜４０が設けられており、この保護膜４０によって配線３３が覆われている。この保護膜４０としては、ポリイミド樹脂等の耐食性の高い材料が用いられる。

なお、説明は省略するが、配線基板３の電気光学パネル２とは反対側の辺端に設けられる端子３９及び配線３８も端子３７及び配線３３と同じ構成を有している。すなわち、端子３９及び配線３８に対応して基材３０上に樹脂からなる突起が設けられ、その表面に導電膜を設けることで、樹脂をコアとした端子及び配線が形成されている。

図３は、配線基板３と電気光学パネル２との接続構造を示す断面図である。図３に示すように、端子３７が形成された配線基板３の辺端部は、第１基板４ａの張出し部４ｃの辺端部に熱圧着によって接合されている。第１基板４ａと配線基板３とは接着剤６１によって接着され、さらに突起３４を圧縮変形させた状態で接着剤６１を硬化させることで、第１基板４ａと配線基板３との相対位置が固定される。この場合、端子３７が設けられた部分の突起３４の厚みは、配線３３が設けられた部分の突起３４の厚みに比べて薄くなり、その反発力で端子３７の導電膜３４が外部接続端子２３に強く押圧された状態となるため、電気的接続の信頼性が向上する。

なお、接着剤６１としては、ＮＣＦ（Non Conductive Film：非導電性フィルム）等の導電粒子を含まない絶縁性の接着剤が用いられる。これにより、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電フィルム）等の導電粒子を含む接着剤を用いる場合に比べて、製造コストの低減が図られ、導電膜間に生ずる電気的な短絡も防止することができる。

以上のように、本実施形態の電気光学装置１においては、配線基板３の端子３７が、樹脂からなる突起３４をコアとして形成されるため、この突起３４の弾性作用により、導電膜３６が電気光学パネル２に対して良好に接触することができる。また、導電膜３６が電気光学パネル２に対して直接接触するため、電気光学パネル２と接続する際に、導電粒子を含む異方性導電部材を用いる必要がなく、配線３３の狭小化に対応し得るものとなる。さらに、突起３４が弾性変形するため、配線基板３を電気光学パネル２に実装したときに生じる基板の反り等を突起３４で吸収でき、実装不良の少ない電気光学装置１を提供することができる。

また、突起３４が個々の導電膜３６毎に離間して設けられているため、熱及び圧力によって配線基板３に生じた変形を突起３４で吸収しやすくなる。さらに、突起３４を配線３３に沿って端子３７の内側まで形成されているため、かかる配線基板３の変形を、配線部分に設けられた突起３４によっても吸収することができる。また、配線３３を形成する部分と導電膜３６を形成する部分（第１導電膜３３の部分）とが同一の構成となるので、これらを共通の工程で形成でき、製造が容易となる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る配線基板の部分斜視図である。この配線基板の基本構成は、図２に示した第１実施形態の配線基板３と同じであり、異なるのは、突起部４１を基材３０と一体に形成した点のみである。この配線基板において、基材３０と突起部４１とは同一の樹脂によって構成されている。基材３０の表面はエッチング等により加工されており、この加工によって形成された基材３０の凹凸形状によって突起部４１が形成されている。

この構成によれば、突起部４１と基材３０とを一体化できるため、突起部４１の剥がれ等の問題がない。また、突起部４１を別部材で形成する場合に比べて、製造コストが低減できる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。図５は、第３実施形態に係る配線基板の部分斜視図である。この配線基板においては、突起部５１は、基材３０上の（＋Ｙ側）の端部において、複数の導電膜３６のそれぞれを支持可能なように、すなわち複数の導電膜３６のそれぞれが設けられるように、端子３７の配列軸であるＸ軸に沿って設けられている。突起部５１の表面は、基材３０と反対側に向かって、すなわち上側（＋Ｚ側）に向かって膨らむように断面視円弧状に形成されており、全体として蒲鉾状に形成されている。

この構成は、突起部５１が配線３３の部分に設けられていない点、及び突起部５１が個々の導電膜３６毎に離間して設けられていない点を除いて第１実施形態の配線基板と同じである。したがって、この配線基板においても、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。また、この配線基板の突起部５１は断面視円弧状に形成されているため、電気光学パネルと接続する際に、良好な密着性を得ることができる。

なお、図５では、複数の導電膜３６を共通の突起部５１上に形成したが、突起部５１は導電膜３６毎に離間して形成してもよい。この場合、電気光学パネルと接続する際に、熱及び圧力によって配線基板に変形が生じても、その変形を突起部で吸収しやすくなる。

［電子機器］
図６は、上述した電気光学装置を備えた電子機器の一例を示す図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源１０１、表示情報処理回路１０２、電源回路１０３、タイミングジェネレータ１０４及び電気光学装置１０５によって構成される。そして、電気光学装置１０５は電気光学パネル１０７及び駆動回路１０６を有する。

表示情報出力源１０１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ１０４により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路１０２に供給する。

次に、表示情報処理回路１０２は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路１０６へ供給する。ここで、駆動回路１０６は、走査線駆動回路（図示せず）やデータ線駆動回路（図示せず）と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路１０３は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。

電気光学装置１０５は、例えば、図１に示した電気光学装置１と同様に構成できる。電気光学装置１は、接続信頼性に優れたものであるので、これを用いた電子機器も電気的特性に優れ、高い表示品質を発揮し得るものとなる。

第１実施形態の配線基板を備えた電気光学装置の分解斜視図である。 同配線基板の部分斜視図である。 同配線基板と電気光学パネルとの接合部の拡大断面図である。 第２実施形態の配線基板の部分斜視図である。 第３実施形態の配線基板の部分斜視図である。 電気光学装置を備えた電子機器の一例を示す図である。

符号の説明

１…電気光学装置（実装構造体）、２…電気光学パネル（実装対象物）、３…配線基板、３０…基材、３１…突起部、３２…導電部、３３…第１導電膜（配線）、３４…突起、３５…第２導電膜、３６…導電膜、４０…保護膜、４１…突起部、５１…突起部、６１…接着剤

Claims (10)

1. 可撓性の基材と、
   前記基材上に設けられた樹脂からなる突起部と、
   前記突起部上に設けられた導電部と、
   前記導電部と電気的に接続された配線と、を有することを特徴とする配線基板。
2. 前記導電部は、所定の配列軸に沿って配列した複数の導電膜を含むことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記導電膜は、前記配線と同一の導電材料からなる第１導電膜と、前記第１導電膜よりも耐食性の高い導電材料からなる第２導電膜と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の配線基板。
4. 前記導電膜が設けられた領域以外の領域に、前記配線を覆う絶縁性の保護膜が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の配線基板。
5. 前記突起部は、前記複数の導電膜に対応して前記所定の配列軸に沿って配列した複数の突起を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれかの項に記載の配線基板。
6. 前記突起は前記所定の配列軸と交差する方向に延びており、
   前記配線の少なくとも一部が前記突起の表面に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の配線基板。
7. 前記突起部は、感光性の樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の配線基板。
8. 前記基材は、前記突起部と同一の樹脂によって形成されており、
   前記突起部は、前記基材の表面を加工して形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の配線基板。
9. 実装対象物と配線基板とを電気的に接続してなる実装構造体であって、
   前記配線基板は、可撓性の基材と、前記基材上に設けられた樹脂からなる突起と、前記突起上に設けられた導電膜と、前記突起上に設けられ、前記導電膜と電気的に接続された配線と、を有し、
   前記配線基板と前記実装対象物とは、前記導電膜を介して直接接触され、電気的に接続されると共に、前記導電膜の設けられた部分の前記突起は、弾性変形され、他の部分の前記突起よりも厚みが薄くなっていることを特徴とする実装構造体。
10. 前記配線基板と前記実装対象物との間に、導電粒子を含まない絶縁性の接着剤が設けられ、該接着剤によって前記配線基板と前記実装対象物との相対位置が固定されていることを特徴とする請求項９に記載の実装構造体。
    
    

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