JP2008078520A - 配線基板の半田接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部の厚さを一方の配線基板の厚さ以下に抑えることができ、適用製品の薄型化するための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とライト駆動用フレキシブル配線基板２の導通接合すべき接続端子１２１、２２１が設けられている各基板端面１１１、２１１を当接させた状態で、略一直線上に延在する４対の対応する配線１２、２２の各接続端子１２１、２２１が夫々半田３により導通接続されている。これにより、導通接合部の厚さがそれらフレキシブル配線基板１、２の内の厚い方の基板の厚さに略等しくなり、液晶表示モジュールの薄層化が促進される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フレキシブル配線基板等の各種配線基板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。

前記画像表示モジュールに用いられる配線基板同士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用いられている。
特開平２−１５５２９２号公報

上述した半田接合による２つの配線基板の導通接合構造では、一方の配線基板の接続端子部に他方の配線基板の接続端子部を対応端子同士を整合させて重ね合わせるため、接合部の厚さが、双方の配線基板の厚さを合わせた寸法より大きくなる。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。

本発明の目的は、接合部の厚さを一方の配線基板の厚さ以下に抑えることができ、ＦＰＤモジュール等の適用製品の薄型化に適した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、第１基板の少なくとも一方の主面に第１配線と、前記第１基板の縁端部に、前記第１配線に接続された第１接続端子とが配設された第１配線基板と、第２基板の少なくとも一方の主面に第２配線と、前記第１基板の縁端部に対向させて配置させた前記第２基板の縁端部に、前記第１接続端子にそれぞれ対向させて配置され、前記第２配線に接続された第２接続端子とが配設された第２配線基板と、前記第１、第２配線基板の対応する配線の各接続端子同士を導通接続する半田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、一対の配線基板における導通接続すべき接続端子が配設された縁端部の各端面を対向させた配置でそれぞれの対応する接続端子を半田により導通接続するから、導通接合部の厚さを大略一対の配線基板の厚さのうちの大きい方の厚さ以下に抑えることができ、その結果、本構造が適用される製品を薄型化することができる。

（第１実施形態）
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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を示す分解平面図、平面図、及び断面図であり、図２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、その半田接合構造が適用されている透過式液晶表示モジュールを示し、図２（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２（ｂ）は、前記透過式液晶表示モジュールを裏面から見た斜視図である。

図２（ａ）に示されるように、本実施形態の半田接合構造は、液晶パネル１０と、この液晶パネルに接続され、この液晶パネルを駆動する信号を供給するためのメインのフレキシブル配線基板１と、前記液晶パネルの裏側に配置されたバックライト２０と、バックライト２０の点灯動作を制御するためのライト駆動用フレキシブル配線基板２とを備えた液晶表示モジュールにおいて、メインのフレキシブル配線基板１に、前記ライト駆動用フレキシブル配線基板２を導通接合する導通接続部に適用される。なお、メインのフレキシブル配線基板１は、液晶を駆動して画面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の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る。

図１（ｂ）及び （ｃ）に示されるように、両フレキシブル配線基板１、２は、共に、ベースシート１１、２１の片側の主面にそれぞれ配線１２、２２が設けられた片面フレキシブル配線基板である。前記ベースシート１１、２１の縁端部には、前記配線１２、２２から延長された接続端子となる配線端部１２１、２２１が設けられ、これらの接続端子１２１、２２１を残して絶縁保護膜としてのカバーフィルム１３、２３が被着されている。これらフレキシブル配線基板１、２は、カバーフィルム１３、２３、配線１２、２２、及びベースシート１１、２１の各厚さが等しく、したがって、全体の厚さも等しいフレキシブル配線基板である。

ここで、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１１、２１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て形成されている。

ライト駆動用フレキシブル配線基板２は、液晶表示モジュール内の２個のＬＥＤ（Light-Emitting Diode）に駆動用電流を供給する配線基板であり、図１（ａ）に示されるように幅が略６００μｍの４本の配線２２が所定のピッチで並列に配設されている。各配線２２のカバーフィルム２３を被着せずに露出させた接続端子２２１は、ベースシート２１の先端面２１１まで延在させてある。

一方、メインフレキシブル配線基板１には一方の側縁部を突出させて照明配線エリア１Ａが凸設されており、この照明配線エリア１Ａに、上述した４本のライト駆動用配線２２に対応させて、４本の照明用配線１２がそれらと同じ幅寸法且つ同ピッチで配設されている。これら４本の照明用配線１２は、メインフレキシブル配線基板１の本体部に配設されている液晶駆動用配線（不図示）等と平行に延在させて配設され、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。そして、各照明用配線１２の、カバーフィルム１３を被着せずに露出させた接続端子１２１は、ベースシート１１の側端面１１１まで延在させてある。

上述したメインフレキシブル配線基板１とライト駆動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１（ｂ）に示されるように、４本のライト駆動用配線２２の各接続端子２２１とこれらに対応する４本の照明用配線１２の各接続端子１２１とをそれぞれの中心ラインを一致させて一直線に縦列整合させた配置で、図１（ｃ）に示されるように両フレキシブル配線基板１、２を水平に支持し、それぞれの接続端子１２１、２２１の先端が位置するベースシート１１、２１の各端面１１１、２１１を全面にわたり隙間無く当接させる。

この状態下において、一直線に縦列整合した４列の各接続端子１２１、２２１列毎に、半田３を塗布することにより半田接合が終了する。このときに塗布する半田３の量は、図示されるようにカバーフィルム１３、２３から若干食み出す程度に盛り上がる量とすることが好ましい。

半田接合が終了した両フレキシブル配線基板１、２は、図２（ｂ）に示すように、液晶表示モジュールの裏側に折り返され、裏面に両面粘着テープ等の接着部材により貼着されている。この状態で、例えば携帯電話機等に搭載される。この場合、接合したフレキシブル配線基板１、２を液晶表示モジュールの裏側へ折り返して図２（ｂ）に示すようにモジュール裏面に貼着するから、接合部に対して曲げ応力が作用し難く、接続端子１２１、２２１の表面に沿って半田３を塗布するだけでも接合の信頼性が充分に確保される。

以上のように、本実施形態のフレキシブル配線基板の半田接合構造では、導通接合すべきフレキシブル配線基板１、２における導通接続される各接続端子１２１、２２１が配設されている縁端部の端面１１１、２１１同士を当接させた状態で対応する接続端子１２１、２２１を半田接続するから、導通接続すべき接続端子が配設されている両基板縁端部を重ね合わせる従来の場合に比べて、半田接合部の厚さを一方の基板の厚さ分だけつまり略半分に薄くすることができる。その結果、液晶表示モジュールを薄型化することができ、適用製品の小型薄型化に有効に寄与する。

次に、本実施形態の変形例について、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）に基づき説明する。これらの変形例は、導通接合される一対のフレキシブル配線基板の当接させる各端面の形状を複数の面からなる互いに嵌合可能な屈曲面としたものである。なお、上記第１実施形態と同一の構成要素については対応する符号を付して、その説明を省略する。

図３（ａ）、（ｂ）に示した変形例は、メインフレキシブル配線基板４とライト駆動用フレキシブル配線基板５における各接続端子４２１、５２１の先端位置端面４１１、５１１を、平断面が矩形をなす互いに嵌合可能な凹部４１１１と凸部５１１１を備えた屈曲面に形成したものである。

図３（ｂ）に示されるように、それら両フレキシブル配線基板４、５が半田３により導通接合された状態においては、一方の例えばフレキシブル配線基板５に外力が加わると、幅方向に平行な当接端面間（以下、接合面という）に沿ったラインαとラインβに沿って折り曲げる力が作用するが、各ラインα、βに沿った領域では接合面は部分的に存在するだけであるから、接合面でない部分で折り曲げに対する抗力が発生する。これにより、接合面が一つの平面をなす上記第１実施形態に比べ、ライト駆動用フレキシブル配線基板５が接合面に沿って折曲され難くなる。すなわち、ライト駆動用フレキシブル配線基板５に作用する外力に起因する曲げ応力がラインαとラインβに沿う領域に分散され、ライト駆動用フレキシブル配線基板５が折曲され難くなる。この結果、両フレキシブル配線基板４、５の半田接合に対する信頼性が向上する。

図４（ａ）、（ｂ）に示した変形例は、メインフレキシブル配線基板６とライト駆動用フレキシブル配線基板７における各接続端子６２１、７２１の先端が位置する端面６１１、７１１を、互いに嵌合可能な平断面が「く」の字をなす屈曲面に形成したものである。

図４（ｂ）に示されるように、それら両フレキシブル配線基板６、７が半田３により導通接合された状態においては、一方の例えばフレキシブル配線基板７に外力が加わると、その外力に起因する応力が「く」の字をなす一対の各接合面を含むラインαとラインβに沿った領域に分散されて作用し、各ラインα、βに沿った領域では接合面は部分的に存在するだけであるから、接合面でない部分で折り曲げに対する抗力が発生する。これにより、上記変形例と同様に、接合面が一つの平面をなす上記第１実施形態に比べ、ライト駆動用フレキシブル配線基板７が接合面に沿って折曲され難くなる。その結果、両フレキシブル配線基板６、７の半田接合に対する信頼性が向上する。

（第２実施形態）
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態を示す平面図とその模式的断面図である。本実施形態の半田接合構造も、第１実施形態と同様に、透過式液晶表示モジュールのメインのフレキシブル配線基板に、ライト駆動用フレキシブル配線基板を導通接合する導通接続部に適用されるものである。

本実施形態におけるメインフレキシブル配線基板８及びライト駆動用フレキシブル配線基板９は、共に、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、ベースシート８１、９１の表側（図５（ｃ）において上側）主面８１１、９１１から端面８１２、９１２を経て裏側主面８１３、９１３にわたり、配線８２、９２が４本づつ平行に配設されている。これら配線８２、９２のカバーフィルム８３、９３を被着せずに露出させた接続端子８２１、９２１におけるベースシート端面８１２、９１２に配設された連絡配線部８２１１、９２１１には、それぞれ、厚さ方向に延びる半円筒形凹部８４、９４が形成されている。これら半円筒形凹部８４、９４は、幅が６００μｍ程度の連絡配線部８２１１、９２１１の幅中央に半径が１５０μｍ程度の大きさの半円筒形に形成されている。メインフレキシブル配線基板８とライト駆動用フレキシブル配線基板９に関するその他の構成は、上記第１実施形態のメインフレキシブル配線基板１及びライト駆動用フレキシブル配線基板２と同じである。

上述したメインフレキシブル配線基板８とライト駆動用フレキシブル配線基板９を半田導通接合するには、まず、図５（ｂ）に示されるように、４本のライト駆動用配線９２の各接続端子９２１とこれらに対応する４本の照明用配線８２の各接続端子８２１とをそれぞれの中心ラインを一致させて一直線に縦列整合させた配置で、図５（ｃ）に示されるように両フレキシブル配線基板８、９を水平に支持し、それぞれの接続端子８２１、９２１における連絡配線部８２１１、９２１１を当接させる。これにより、各連絡配線部８２１１、９２１１に設けられている半円筒形の凹部８４、９４が正確に接合され、基板面方向に閉じた円筒形空間８９４が形成される。この円筒形空間８９４は、直径が約３００μｍであり、対応する各接続端子８２１、９２１が略一直線に縦列整合した４列の接続端子列毎に形成されている。

この状態下において、４個の円筒形空間８９４にそれぞれ半田３を充填することにより、半田接合が終了する。この場合、半田３は、円筒形空間８９４に充填するだけでよく、盛り上がらせて円筒形空間８９４の周縁に塗布する必要がないから、半田の盛上がりにより導通接合部の厚さが増すことはない。

以上のように、本実施形態のフレキシブル配線基板の半田接合構造では、導通接合すべき両面フレキシブル配線基板８、９において導通接続される各接続端子８２１、９２１の基板端面に形成される連絡配線部８２１１、９２１１同士を当接させて基板面方向に閉じた円筒形空間８９４を形成し、この円筒形空間８９４に半田３を充填して対応する接続端子８２１、９２１同士を導通接続するから、半田接合部の厚さを半田の盛上がりによる厚さの増加を回避して一方の基板の厚さ分だけつまり略半分に確実に薄くすることができる。その結果、液晶表示モジュールがより薄型化され、適用製品の小型薄型化に有効に寄与する。

また、当接させた接合面が半田３により固着されているから、接合面を接着しない第１実施形態等に比べて接合強度が増し、導通接続の信頼性が向上する。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、導通接続される対応配線が共に略一直線に沿って延在しているが、これに限らず、少なくとも半田接続される接続端子部分を一直線に延在させ、他の配線部分は適用製品の仕様等に適した任意のパターンに配設することができる。

また、本発明の半田接合構造において導通接合すべき配線基板の当接させる各端面は、上記実施形態のような平面或いは平面が連なる凹凸面に限らず、湾曲面或いは湾曲面を含む複数の面を組み合わせた曲面とすることもできる。

さらに、上記第２実施形態において当接させた端面により形成される半田充填空間は、円筒形に限らず、例えば四角柱等の多角柱或いは平断面が当接面に関して非対称な形状の空間であってもよい。

加えて、本発明は、銅配線が配設されたフレキシブル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フレキシブル配線基板である場合やＰＣＢ（printed-circuit board）等のフレキシブル配線基板以外の配線基板である場合等にも、広く適用可能である。

（ａ）は本発明の第１実施形態としての半田接合構造を示す分解平面図、（ｂ）は接合が完了した状態を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）の模式的Ｃ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は上記第１実施形態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）は前記液晶表示モジュールを裏面から見た斜視図である。 （ａ）は上記第１実施形態の変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の模式的Ｂ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は上記第１実施形態の変形例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の模式的Ｂ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は本発明の第２施形態としての半田接合構造の変形例を示す平面図、（ｂ）は接合が完了した状態を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）の模式的Ｃ−Ｃ線断面図である。

符号の説明

１、４、６、８ メインフレキシブル配線基板
２、５、７、９ ライト駆動用フレキシブル配線基板
１１、２１〜８１、９１ ベースシート
１２、２２〜８２、９２ 配線
１２１、２２１〜８２１、９２１ 接続端子
１３、２３〜８３、９３ カバーフィルム
１１１、２１１〜６１１、７１１ 端面
３ 半田
８１２、９１２ 端面
８２１１、９２１１ 連絡配線部
８４、９４ 半円筒形凹部
８９４ 円筒形空間

Claims (4)

1. 第１基板の少なくとも一方の主面に第１配線と、前記第１基板の縁端部に、前記第１配線に接続された第１接続端子とが配設された第１配線基板と、
   第２基板の少なくとも一方の主面に第２配線と、前記第１基板の縁端部に対向させて配置させた前記第２基板の縁端部に、前記第１接続端子にそれぞれ対向させて配置され、前記第２配線に接続された第２接続端子とが配設された第２配線基板と、
   前記第１、第２配線基板の対応する配線の各接続端子同士を導通接続する半田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１、及び第２配線基板は、共に、各基板がフレキシブルに形成された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. 前記第１、及び第２配線基板は、互いに当接される縁端部それぞれが、複数の面からなる互いに嵌合可能な屈曲面に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. 前記第１、及び第２配線基板は、互いに対向させる前記縁端部の端面それぞれに凹部と、この凹部に配設された配線とがそれぞれ形成されており、
   前記半田は、互いに対向する前記縁端部の各配線に対応する端面の互いに対向する凹部によって形成される間隙内に充填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。

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