JP2008078341A - 配線基板の半田接合構造 - Google Patents

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貴文 大橋
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Abstract

【課題】フレキシブル配線基板の半田接合部における屈曲に起因する配線のクラックや断線の発生を防止した信頼性に富む配線基板の半田接合構造を提供する。
【解決手段】メインフレキシブル配線基板1にはカバーフィルム13が被着されていない接合区画14が設けられ、この接合区画14内には配線12が延長された第1接続端子121が配置され、前記接合区画14の配線12に直交する一辺に、前記配線上の前記カバーフィルム13の縁に対してその両側が凹んだ凹部141を形成し、照明用フレキシブル配線基板の第2接続端子を対応する前記第1接続端子に半田接続すると共に、前記半田パットに半田を付着することにより、前記接合区画内の接続端子の両側に前記配線上の前記カバーフィルム13の縁を跨らせて半田ランドを形成した。
【選択図】 図2

Description

本発明は、フレキシブル配線基板と他の配線基板との半田接合構造に関する。
液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス表示パネル等の平型表示パネル(以下、FPD(Flat Panel Display)という)を用いる画像表示モジュールは、適用機器の薄型化に有利であるという利点から、近年、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistance)等のモバイル機器のディスプレイとして多用されている。
しかし、モバイル機器のディスプレイに対しては、小型薄型化の要求が極めて厳しく、FPDモジュールに対しても更なる薄型化が要求されている。このため、配線基板として全体の厚さがPCB(printed-circuit board)等に比べて薄いフレキシブル配線基板を用い、これと他の配線基板との導通接合においては、特許文献1に示されるように半田接合方法が多用されている。
特開平2−155292号公報
通常、フレキシブル配線基板は曲げようとする外力が或る程度作用しても柔軟に湾曲して挫屈状に折れ曲がる(屈曲する)不具合は回避される。しかし、上述した半田接合によりフレキシブル配線基板と他の配線基板を導通接合した場合、フレキシブル配線基板における半田配置部はフレキシブル性が無くなっているため、フレキシブル配線基板が曲げられと、半田配置部とその周囲との境界に応力が集中し、その境界を含む線に沿ってフレキシブル配線基板が屈曲する。しかも、この半田配置部とその近傍は接続端子として銅等の金属材料からなる配線を露出させるために絶縁保護膜が被着されていないため、上記屈曲がより発生し易い。フレキシブル配線基板が屈曲すると、その屈曲ライン上の露出された配線にクラックが生じ、さらには断線に至るという問題があった。
本発明の目的は、フレキシブル配線基板の半田接合部における屈曲に起因する配線のクラックや断線の発生を防止した、信頼性に富む配線基板の半田接合構造を提供することである。
本発明の配線基板の半田接合構造は、フレキシブルな基板の少なくとも一方の主面に配線と、この配線から延長された部分に設けられた第1接続端子とが配設され、少なくとも前記第1接続端子の部分を除いて絶縁保護膜が被着された第1配線基板と、基板の少なくとも一方の主面に配線と、この配線から延長された部分に設けられ、前記第1接続端子と半田により接続される第2接続端子とが配設され、少なくとも前記第2接続端子の部分を除いて絶縁保護膜が被着されている第2配線基板と、少なくとも前記第1配線基板における前記第1接続端子と絶縁保護膜との境界の延長線を跨いで前記配線の長さ方向に延在させて形成された半田ランドとからなることを特徴とするものである。
本発明の配線基板の半田接合構造によれば、フレキシブルな配線基板の配線の半田配置領域との境界での屈曲によるクラックや断線の発生が防止され、導通接合の信頼性が向上する。
(第1実施形態)
図1(a)、(b)は、それぞれ、本発明の第1実施形態としてのフレキシブル配線基板の半田接合構造が適用された透過式液晶表示モジュールを示し、図1(a)は前記透過式液晶表示モジュールを前面から見た斜視図、図1(b)は、前記透過式液晶表示モジュールを後面から見た斜視図である。図2(a)、(b)、(c)は、それぞれ、その半田接合構造を示す分解平面図と、半田塗布前の平面図、及び半田塗布後の平面図であり、図3は図2(c)におけるIII−III線断面図である。
図1(a)、(b)に示されるように、本実施形態の半田接合構造は、透過式液晶表示モジュール全体の駆動制御するためのメインのフレキシブル配線基板1に、照明制御用のフレキシブル配線基板2を導通接合するために適用されている。液晶表示モジュールは、液晶表示パネル3がシールドケース4に収納され、この背面側にバックライトユニット5が配置されてなる。メインフレキシブル配線基板1は、液晶を駆動して画像を表示するための駆動信号等の液晶表示モジュール全体を駆動するための制御信号や電力を供給する配線基板であり、一端部が液晶表示パネル3の図示されていない電極配線端子が配設された基板端部に導通接合されてシールドケース4外に引き出されている。また、照明制御用フレキシブル配線基板2は、一端部がバックライトユニット5に導通接合されている。
メインフレキシブル配線基板1は、図3に示されるように、ベースシート11の片側の主面に配線12が配設され、配線12の絶縁保護膜としてのカバーフィルム13が照明用フレキシブル配線基板2との導通接合に使用する接合区画14を除いて被着されてなる、片面フレキシブル配線基板である。
ここで、カバーフィルム13が被着されない接合区画14は、図2(a)、(b)に示されるように、矩形の一辺に凹部141が形成された形状に設定されている。この接合区画14には、接続端子121と半田パッド122が配設されている。この場合、配線12の幅広に形成された端部のうち、凹部141を形成するカバーフィルム13の凸片部131の先端面1311を通るラインAから対向側の縁端面に至る範囲の露出部分が接続端子121となる。そして、接合区画14内の接続端子121以外の配線部分が本発明に係わる半田パッド122となる。すなわち、カバーフィルム凸片部131の両サイドの配線部分が半田パッド122であり、配線12の幅広の端部から幅狭の本配線123に平行に突出させた枝部124の一部もその半田パッド122に含まれている。
上記配線12は、液晶表示モジュール内のバックライトに駆動電流を供給するための照明用配線であり、本実施形態では2本の照明用配線12が図示されていない液晶駆動用配線等と平行に延在させて配設され、それら配線等と共に液晶表示モジュール全体の駆動を制御する駆動制御回路基板(不図示)に電気接続されている。
一方、照明用フレキシブル配線基板2は、基板の表裏両面にわたり配線が形成された両面フレキシブル配線基板である。すなわち、図3に示されるように、ベースシート21の表側(図では上側)主面211から端面212を経て裏側主面213にわたり、配線22が配設されている。そして、ベースシート21の表裏両主面211、213の先端部とこの間の端面212を除いてカバーフィルム23が被着されている。したがって、配線22を露出させた接続端子221は、ベースシート21の端面212を含む表裏両主面211、213にわたり形成されている。なお、このフレキシブル配線基板2は、液晶表示モジュール内のLED(Light-Emitting Diode)に駆動用電流を供給する配線基板であり、図2(a)に示されるように幅が略600μm程度の2本の配線22が所定の間隔で平行に配設されている。
上述した両フレキシブル配線基板1、2は、ベースシート11、21は厚さが12.5〜50μm程度の耐熱性に優れたポリイミド樹脂シートで、配線12、22は厚さが18〜35μm程度の銅の薄膜からなり、銅箔をベースシート表面に一様に被着した後、フォトリソグラフィーによって所定の配線パターンにパターニングされ、形成されている。
メインフレキシブル配線基板1と照明用フレキシブル配線基板2を半田導通接合するには、まず、図2(b)に示されるように、メインフレキシブル配線基板1側の2本の配線12の各接続端子121に、これらに対応する照明用フレキシブル配線基板2側の2本の配線22の各接続端子221を、それぞれ、対応する接続端子121に重なる配置(以下、整合配置という)で重畳させる。本実施形態においては、シールドケース4内にバックライトユニット5と液晶表示パネル3を収納することにより、前記整合配置状態が得られるように、各フレキシブル配線基板1、2の長さ等の各寸法が設定されている。
次に、図2(c)に示されるように、整合配置された2組の接続端子対121、221に半田6を塗布し、両接続端子対121、221をそれぞれ導通接続する。この工程において、半田6をカバーフィルム突片部131の両サイドに設けられている半田パッド122、122にもそれぞれ接続端子121に連続させて塗布する。これにより、両フレキシブル配線基板1、2の半田接合が完了し、また、前記半田パッド122、122から接続端子121、121にわたりカバーフィルム凸片部131の先端面1311を含む幅方向ラインAを跨いで半田6が配置された半田ランドが形成される。
上述のように導通接合された両フレキシブル配線基板1、2の一方のメインフレキシブル配線基板1に対し、図3において二点鎖線で示すように曲げようとする外力が作用すると、半田6が塗布された半田ランドの領域は剛性が増強されているから、フレキシブル配線基板1の半田ランドの領域とその周囲との境界を含む幅方向のラインBに沿って曲げられるが、この折曲ラインBが横切る配線12にはカバーフィルム13が被着されているため、配線12のクラックや断線を引き起こす屈曲状態は回避される。
以上のように、本実施形態の半田接合構造は、配線12の接続端子121とする領域を区切るカバーフィルム端面1311よりもカバーフィルム内部側に入り込んだ配線配設部の両サイドに接続端子121に連なる半田パッド122を設け、接続端子121から半田パッド122にわたり半田6を連続させて塗布配置したから、フレキシブル配線基板1の半田配置領域とその周囲との境界を含む幅方向に沿った折曲ラインBが、カバーフィルム端面1311よりもその内側に生じる。その結果、その折曲ラインBに沿って曲げられた配線12にはカバーフィルム13が被着されているために曲げの度合いが屈曲に至らない程度に抑制され、配線12に対するクラックや断線の発生が確実に防止される。
また、本実施形態においては、接続端子121と半田パッド122が共に配線12の一部分として連なっているから、半田6が接続端子121から半田パッド122にわたり連続して塗布配置され強固に固着する。その結果、半田6による対応する接続端子121、221間の導通接続の信頼性が向上する。
(第2実施形態)
図4(a)、(b)、(c)は、それぞれ、本発明の第2実施形態としての半田接合構造を示す分解平面図、半田塗布前の状態を示す平面図、及び半田塗布後を示した平面図である。なお、以下の実施形態においては、上記第1実施形態と同一の構成要素については同一又は対応する符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の半田接合構造も、第1実施形態と同様に、図1に示す透過式液晶表示モジュールに適用され、メインフレキシブル配線基板7は片面配線型フレキシブル配線基板、照明用フレキシブル配線基板8は両面配線型フレキシブル配線基板である。
メインフレキシブル配線基板7に配設されている配線72は、その線幅が一定である。したがって、接合区画74を囲むカバーフィルム73の縁端で区切られた接続端子721と本線722の線幅は同じである。
そして、本実施形態では、2本の配線72、72とは切り離されて、一対の半田パッド75、75が配線配設部の両サイドにそれぞれ設置されている。これら半田パッド75、75は、それぞれ、配線72よりも幅の狭い帯状の矩形をなし、接続端子721を区切るカバーフィルム凸片部731の先端面7311を含む幅方向ラインAを跨いで、配線72に平行に延在させて設置されている。そして、各半田パッド75のうちの接合区画74内に位置する露出部分が、半田を塗布できる有効半田パッド751となる。
照明用フレキシブル配線基板8は、配線82の幅がメインフレキシブル配線基板7の配線72の幅と同じ寸法に設定されており、この点を除き、第1実施形態における照明用フレキシブル配線基板2と同一に構成されている。
上述したメインフレキシブル配線基板7と照明用フレキシブル配線基板8を半田導通接合するには、まず、図4(b)に示されるように両者を上記第1実施形態と同様に整合配置し、この後、図4(c)に示すように半田6を塗布する。この場合、半田6は、双方の接続端子721、821と有効半田パッド751とにそれぞれ個別に塗布される。
以上のように、本実施形態の半田接合構造は、配線72から接続端子721を区切るカバーフィルム73の端面7311(接続端子721とカバーフィルム73の境界)を含む基板幅方向ラインAを挟んでその両側にわたる範囲に、半田パッド75が配設されて半田6が配置されているから、配線72の屈曲が回避されてクラックや断線等のダメージの発生が確実に防止される。そしてさらに、本発明に係わる半田パッド75を、配線72と切り離して設置したから、半田パッド75は通電されないダミーパッドとなり、メインフレキシブル配線基板7から照明用フレキシブル配線基板8に至る照明用通電配線系統の電気抵抗値が上記第1実施形態に比べて均一化される。
(第3実施形態)
図5(a)、(b)、(c)は、それぞれ、本発明の第3実施形態としての半田接合構造を示す分解平面図、半田塗布前の状態を示す平面図、及び半田塗布後を示した平面図である。
本実施形態の半田接合構造も、第1、2実施形態と同様に、図1に示す透過式液晶表示モジュールに適用され、メインフレキシブル配線基板9は片面配線型フレキシブル配線基板、照明用フレキシブル配線基板10は両面配線型フレキシブル配線基板である。
メインフレキシブル配線基板9には、線幅が一定である一対の配線92、92が基板長手方向に平行に延在させて配設され、カバーフィルム93が被着されていない接合区画94が長方形に形成されている。したがって、接合区画94内には、接続端子921だけが形成されている。
そして、上記第2実施形態と同様にそれら配線92、92とは切り離されて、一対の半田パッド95、95が配線配設領域の両サイドに設置され、これらの半田パッドに対応するカバーフィルムに開口が形成されている。本実施形態ではそれら半田パッド95はカバーフィルム93内に島状に設置されている。
一方、照明用フレキシブル配線基板10には、メインフレキシブル配線基板9の一対の配線92、92に対応させて、それらと線幅が同じである一対の配線102、102がそれらと同じ間隔で平行に配設され、これら配線102、102の配設領域の両サイドに、前記半田パッド95、95に対応させてそれらと同じ間隔で、一対のダミー配線104、104が配線102と平行に配設されている。これらダミー配線104、104のカバーフィルム103から突出させて露出させた各ダミー端子1041は、配線102を露出させた接続端子1021よりも所定寸法だけ長く突出させてある。
上述したメインフレキシブル配線基板9と照明用フレキシブル配線基板10を半田導通接合するには、まず、図5(b)に示されるように両者を上記第2実施形態と同様に整合配置し、この後、図5(c)に示すように半田6を塗布する。このとき、半田6は、双方の接続端子921、1021が重なり延在する領域と、ダミー端子1041が延在し半田パッド95に重なる領域とに、分離して塗布される。ダミー端子1041と島状半田パッド95とが半田接合されることにより、本発明の特徴とする構成、つまり、配線92から接続端子921を区切るカバーフィルム93の縁端面931を含む基板幅方向ラインAを挟んでその両側にわたり半田が塗布配置された構成、が得られる。
以上のように、本実施形態の半田接合構造は、上記第1、2実施形態と同様に、接続端子921とカバーフィルム93の境界を含む基板幅方向ラインAを跨いで配線92に平行に半田を塗布配置して半田ランドを形成する構成としたから、フレキシブル配線基板9の屈曲が回避されて配線92のクラックや断線の発生が確実に防止される。そしてさらに、上記第2実施形態と同様に半田パッド95を配線92と切り離して設置したから、照明用通電系統配線の電気抵抗値が均一化され、且つ、半田パッド95と照明用フレキシブル配線基板10側のダミー端子1041とを半田接続したから、半田接合部全体の接合強度が増し信頼性がより向上する。
また、半田パッド95を配線を避けてカバーフィルム93内に島状に配設できるから、配線の配設パターンの自由度が増し、小型化を促進するための実装設計において有利となる。
(第4実施形態)
図6(a)、(b)、(c)は、それぞれ、本発明の第4実施形態としての半田接合構造を示す分解平面図、半田塗布前の状態を示す平面図、及び半田塗布後を示した平面図である。本実施形態の半田接合構造は、片面配線のPCB(printed-circuit board)20と両面配線のフレキシブル配線基板30との導通接合に適用されている。
PCB20では、ベース基板201の片側表面に、一対の配線202、202が平行に配設され、これら配線202、202を覆ってカバーフィルム203が被着され、フレキシブル配線基板30の導通接合に用いるカバーフィルム203が被着されていない接合区画204が形成されている。したがって、各配線202の接合区画204において露出せた配線部分2021が接続端子となる。
一方、フレキシブル配線基板30では、PCB20側の前記配線対202、202に対応させて、ベースシート301の両主面にわたり同じ線幅の一対の配線302、302が同じ間隔で平行に配設されている。そして、一対の配線302、302の両サイドに、ダミー配線304、304がそれぞれ配線302に平行に適長距離にわたり配設されている。
ベースシート301の両主面には、2本の配線302、302の接続端子3021とする端部と、2本のダミー配線304、304のダミー端子3041とする端部を、それぞれ適長距離にわたり露出させて、カバーフィルム303が被着されている。ここで、カバーフィルム303は、接続端子3021よりもダミー端子3041の露出長さが長くなるように、接続端子3021上のカバーフィルム303の縁よりも、前記ダミー端子3041上のカバーフィルム303の縁を、前記ベースシート301の先端に対して後退させた形状に被着されている。
これにより、フレキシブル配線基板30は、接続端子3021とカバーフィルム303との境界を含む基板幅方向ラインAを挟んでその両側にわたり延在する半田ランドを形成するためのダミー端子3041を備えたものとなる。
上述したPCB20とフレキシブル配線基板30を半田導通接合するには、まず、図6(b)に示されるように両者を上記第2実施形態と同様に整合配置し、この後、図6(c)に示すように半田6を塗布する。このとき、半田6は、双方の接続端子2021、3021が重なり延在する領域と、ダミー端子3041が延在する領域とに、分離して塗布される。これにより、本発明の特徴とする構成、つまり、フレキシブル配線基板30の接続端子3021とカバーフィルム303の境界を含む基板幅方向ラインAを跨いでその両側にわたり半田6が塗布配置された構成、が得られる。
以上のように、本実施形態の半田接合構造は、上記第2実施形態と同様に、フィルム基板30の接続端子3021とカバーフィルム303の境界を含む基板幅方向ラインAを挟んでその両側にわたる範囲に、配線302とは切り離されたダミー端子3041に半田6を塗布した半田ランドを構成したから、配線の断線が発生し易いリジッドなPCB20とフレキシブル配線基板30との半田導通接合においても、配線302の屈曲が回避されてクラックや断線等のダメージの発生が確実に防止される。
なお、本発明は、上記の第1乃至第4実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記第1乃至第3実施形態においては、導通接続される一対のフレキシブル配線基板の一方にだけ本発明の半田接合構造が適用されているが、これに限らず、双方のフレキシブル配線基板に本発明の半田接合構造を適用してもよく、これにより双方のフレキシブル配線基板が曲げられることによる配線の断線等のダメージの発生がより確実に防止される。
また、本発明は、半田接合される両配線基板が共に片面配線型の配線基板である場合にも有効に適用され、この場合、両配線基板がそれぞれの配線形成面を対向させて配置されるから、半田フィレットを充分に形成できるように双方の接続端子の幅を上記第1実施形態のように異ならせることが好ましい。
加えて、本発明は、銅配線が配設された配線基板同士の導通接合に限らず、片方或いは双方の基板が、銅以外の半田接続可能な配線を備えた配線基板である場合にも、広く適用可能であることは勿論である。
(a)は本発明の第1実施形態としての半田接合構造が適用された液晶表示モジュールを前面から見た斜視図で、(b)はそれを後面から見た斜視図である (a)は上記第1実施形態の半田接合構造を示すための分解平面図、 (b)はそのQ部の構成を示す部分拡大平面図、(c)は半田塗布前の整合配置状態を示す平面図である。 (a)は上記第1実施形態の半田塗布状態を示す平面図、(b)は(a)に示した半田接合構造のB−B線断面図である。 (a)は本発明の第2実施形態としての半田接合構造を示すための分解平面図、(b)は半田塗布前の整合配置状態を示した平面図、(c)は半田塗布後の状態を示す平面図である。 (a)は本発明の第3実施形態としての半田接合構造を示すための分解平面図、(b)は半田塗布前の整合配置状態を示した平面図、(c)は半田塗布後の状態を示す平面図である。 (a)は本発明の第4実施形態としての半田接合構造を示すための分解平面図、(b)は半田塗布前の整合配置状態を示した平面図、(c)は半田塗布後の状態を示す平面図である。
符号の説明
1、7、9 メインフレキシブル配線基板
2、8、10 照明用フレキシブル配線基板
11、21、71、81、
91、101、301 ベースシート
12、22、72、82、92
102、202、302 配線
121、221、721、
821、921、1021、
2021、3021 接続端子
122、75、95 半田パッド
13、23、73、83
93、103、203、303 カバーフィルム
3 液晶表示パネル
4 シールドケース
5 バックライトユニット
6 半田

Claims (6)

  1. フレキシブルな基板の少なくとも一方の主面に配線と、この配線から延長された部分に設けられた第1接続端子とが配設され、少なくとも前記第1接続端子の部分を除いて絶縁保護膜が被着された第1配線基板と、
    基板の少なくとも一方の主面に配線と、この配線から延長された部分に設けられ、前記第1接続端子と半田により接続された第2接続端子とが配設され、少なくとも前記第2接続端子の部分を除いて絶縁保護膜が被着されている第2配線基板と、
    少なくとも前記第1配線基板における前記第1接続端子と絶縁保護膜との境界の延長線を跨いで前記配線の長さ方向に延在形成された半田ランドとからなることを特徴とする配線基板の半田接合構造。
  2. 前記第2配線基板は、フレキシブルな基板からなるフレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項1に記載の配線基板の半田接合構造。
  3. 前記半田ランドは、一方の配線基板の接続端子に隣接して、その接続端子と絶縁保護膜との境界の延長線を跨いで前記配線の長さ方向に延在して設けられ、前記絶縁保護膜が除去された配線と、この配線上に設けられた半田とにより形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の配線基板の半田接合構造。
  4. 前記半田ランドは、第1、第2の接続端子のいずれか一方の両側に、これらの接続端子と平行に延在させ、前記配線から切り離されて配置された疑似配線と、この疑似配線上に設けられた半田とからなっていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の配線基板の半田接合構造。
  5. 前記半田ランドは、前記第1配線基板の第1接続端子の両側の前記絶縁保護膜が除去された領域から延長させて形成された一対の第1疑似接続端子と、前記第2配線基板の第2接続端子の両側の、前記第2接続端子と絶縁保護膜との境界の延長線に対して前記第2接続端子とは反対側の位置に、前記一対の第1疑似接続端子に対応させて配設された一対の第2疑似接続端子と、これらの第1、第2の疑似接続端子の間に設けられた半田とからなる島状半田ランドであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の配線基板の半田接合構造。
  6. 前記第2配線基板は基板がリジッドな印刷回路基板であり、半田ランドは、前記第1配線基板の第1接続端子の両側に、前記第1接続端子と絶縁保護膜との境界の延長線を跨いで平行に延在され、前記配線とは切り離して形成された一対の疑似接続端子と、この疑似接続端子上に設けられた半田とからなることを特徴とする請求項1に記載の配線基板の半田接合構造。
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