JP2008192772A - 配線基板の半田接合構造 - Google Patents

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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導体パターンのクラックや断線及びベースフィルムからの剥離を防止した、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】光源用FPC74側の接続端子7422には、その一部分7422aを除いて絶縁保護膜743がリード配線7421の延在方向に沿った基板幅中央側の端面7422bを覆うパターンに被着されている。この接続端子7422を駆動制御回路基板9側の対応する接続端子92に図示される互いに同じ方向(図中上方)を向いた配置で重ねあわせ、光源用FPC74の接続端子露出部分7422aと回路基板側接続端子92の露出部分にわたり半田10を充分に塗布し、強固な半田フィレット101を形成する。
【選択図】図3

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用いられている。
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、その境界を含む幅方向ラインに沿ってフレキシブル配線基板が強く屈曲される。しかも、その幅方向ライン上には絶縁保護膜が被着されていないため、上記屈曲がより集中して強く発生する。フレキシブル配線基板の屈曲が集中すると、その屈曲ライン上の露出された導体パターンにクラックが生じ、さらには断線に至るという問題があった。
また、フレキシブル配線基板の接続端子には絶縁保護膜が被着されていないため、接続端子を形成する導体パターンがベースフィルムから剥離し易いという問題も存在する。
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導体パターンのクラックや断線及びベースフィルムからの剥離を防止した、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。
本発明の請求項1に記載した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、絶縁保護膜が前記配線と前記第1接続端子のうちの一部分を除いて前記配線の延在方向に沿った一対の縁辺のうちの少なくとも一方の縁辺を覆うパターンで被着されている第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接続端子の前記絶縁保護膜が被着されていない前記一部分からなる露出部分よりも幅が広い第2接続端子とが配設されている第2配線基板と、前記第2接続端子とこれに重畳配置された前記第1接続端子の露出部分とを導通接続した半田とからなることを特徴とするものである。
請求項2に記載の配線基板の半田接合構造は、請求項1に記載の半田接合構造において、前記第2配線基板が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ものである。
請求項3に記載の配線基板の半田接合構造は、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において、前記第1配線基板の前記第1接続端子は隣接する2縁辺が露出され、前記半田が前記隣接する2縁辺を跨いで配置されてい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半田配置領域との境界での強い屈曲による配線や接続端子を形成する導体パターンのクラックや断線及びベースフィルムからの剥離が防止され、導通接合の信頼性が向上する。
図1は本発明の一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示す模式的断面図で、図2はその要部を分解して示す分解斜視図、図3(a)、(b)、(c)はそれぞれ、その更に要部を示す平面図とB−B断面図及びC−C断面図である。
図1に示されるように、本液晶表示モジュールの筐体は、外形が扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース1に底板を除去した形状のカバーケース2が嵌装されてなる。これら両ケース1、2は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース2の天板21には、表示を観察するための表示窓22が穿設されている。
上記筐体内には、フレーム3が配置されている。本実施形態のフレーム3は、樹脂材料を用いて例えばインジェクション法等により樹脂成形されてなり、内部には、表示の観察側を前側として、共に扁平な直方体をなす空間の前室3aと後室3bとが2段重ねに形成されている。すなわち、フレーム3の内部空間が仕切り板31によって前室3aと後室3bに仕切られ、この仕切り板31には、前、後各室3a、3bを連通させる連通窓311が穿設されている。
前室3a内には、液晶表示パネル4が収容保持されている。液晶表示パネル4は、一対の矩形をなすガラス基板41、42を、図示しない枠状シール材により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板41、42の各対向面(以下、内面という)間に液晶を封入して、構成されている。ガラス基板41、42の各外面には、一対の前、後偏光板43、44がそれぞれ貼着されている。
ガラス基板41、42のうちの一方のガラス基板42には、隣接する一対の縁辺をガラス基板41の対応する端面よりも外側へ突出させて、突出縁部421が形成されている。この突出縁部421の表面(電極形成面の延長面)には、図示されていないが両基板41、42の各電極に導通接続されているリード配線やそれらの各接続端子及び駆動信号入力用配線等が配設され、液晶駆動回路素子としてのドライバチップ5がCOG(Chip On Glass)方式により搭載されている。
上述の突出縁部421の駆動信号入力用配線の接続端子列には、駆動制御信号供給用のフレキシブル配線基板(以下、FPC(Flexible Printed Circuit Board)という)6が導通接合されている。このFPC6は、フレーム3外に引き出され、後室3b側に折り返されている。
フレーム3の後室3b内には、サイドライト型の面発光照射ユニット7が収容されている。本実施形態のサイドライト型面発光照射ユニット7は、照射対象の液晶表示パネル4に大略対応した矩形をなす透明な導光板71の一端面に、光源としての発光ダイオード(以下、LED(Light-Emitting Diode)という)72が本例では5個配置され、導光板71の液晶表示パネル4に対向させる前面711とは反対側の後面712には光反射シート73が設置されて、構成されている。導光板71の光反射シート73が設置される後面712には、LED72から射出され導光板71に入射した光を前面711に向けて内面反射させるための同心円状の凹凸パターン(不図示)が形成されている。
図2に示されるように、5個のLED72はFPC(以下、光源用FPCという)74にCOF(Chip On Film)方式により直接搭載されている。光源用FPC74は、5個のLED72が所定の間隔で等間隔に並設されたLEDアレイ部74aと、これから直角に延出されたリード延出部74bを備えている。この光源用FPC74は、ポリイミド樹脂フィルム等の絶縁樹脂フィルからなるベースフィルム741の一方の表面(図中下面)に、5個のLED13を直列に電気接続する通電配線パターン742が形成されてなり、この通電配線パターン742のリード延出部74b表面に延出形成されている一対のリード配線7421の各端部には、幅w1の接続端子7422がそれぞれ形成されている。
そして、上述の光源用FPC74は、5個のLED72がこれらに対応させて導光板71の光入射面とする一端面に形成されている5個の凹部713内にそれぞれ収容された配置で、導光板前面711(図1参照)の光源側縁部に設置されている。
上述のように構成されたサイドライト型面発光照射ユニット7においては、LED72から射出された光が、導光板71内に凹部713内の対向する端面から入射し、この入射光が後面712の同心円状凹凸パターンに入射すると、ここで前面711に向けて内面反射され、前面711から面状に出射される。なお、同心円状凹凸パターンに入射した後に導光板71外に出射する光も存在するが、これらの出射光は対面設置されている光反射シート73により反射されて導光板71内に再入射させられる。これにより、各LED72からの射出光の利用効率が高められる。
図1に戻って、導光板71の前面711には、光拡散シート75とプリズムシート76の2枚の光学シートが、その順序で重畳設置されている。光拡散シート75は導光板71から面状に出射される照射光の輝度分布を均一化するために、プリズムシート76は照射光の出射方向を正面方向に揃えるために、それぞれ設置されている。
そして、2枚の光学シート75、76が重畳設置された面発光照射ユニット7は、後室3b内の所定位置に、背面パネル8に支持された状態で収納されている。背面パネル8は、フレーム後室3bの底面を閉じる配置で、フレーム3に嵌合装着されている。
背面パネル8の後面側で収納ケース1における底板11の内面上には、駆動制御回路基板9が設置されている。この駆動制御回路基板9は、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御するものであり、従って、前述した液晶表示パネル4のガラス基板42の端部に導通接合されたFPC6やLED72がCOF(Chip On Film)搭載された光源用FPC74が、導通接合されている。
本実施形態における駆動制御回路基板9は、その配線パターンが形成されていない裏面をケース1の底板11内面に例えば両面粘着シート等により貼着されて設置されている。この駆動制御回路基板9の表面には、液晶表示パネル4やLED72を駆動制御するための各種電気回路パターンが形成されており、そのうちのLED72の駆動制御回路部には、図2に示されるように、LED72を搭載した光源用FPC74の一対の接続端子7422、7422に対応させて、LED通電用の一対のリード配線91、91とそれらの接続端子92、92が形成されている。
これらLED通電用の接続端子92、92に対しては、光源用FPC74のリード延出部74bが背面パネル8の裏側に折り返され、その先端部に形成されている対応する接続端子7422、7422が半田接合されている。
図3(a)〜(c)は、上述の半田接合部をそれぞれ示しており、背面パネル8の裏側に折り返された光源用FPC74の通電配線パターン742が形成された表面には、一対の接続端子7422、7422の一部分7422aをそれぞれ残して絶縁保護膜743が被着されている。この絶縁保護膜743が被着されていない一対の露出部分7422aは、それぞれ、各接続端子7422におけるリード配線7421の延在方向に沿った一対の縁辺のうちの少なくとも一方の縁辺が絶縁保護膜743により覆われるパターンに形成されている。したがって、絶縁保護膜743と各露出部分7422aとの境界は、一直線に形成されず、折れ曲がった境界線となる。
本実施形態では、各接続端子7422が光源用FPC74におけるリード延出部74bの先端両コーナー部に形成されているから、前記境界線はL字形をなしている。そして、各露出部分2422aの幅w2は、駆動制御回路基板9側の接続端子92の幅をw3とすると、
1.5≦(w3/w2)≦2.0
を満たす寸法に設定されている。
光源用FPC74の上記接続端子7422が形成された先端部は、図3(a)に示されるように、各露出部分7422aのL字境界コーナーが対応する回路側接続端子92の一コーナー部に大略重なるように位置合わせして駆動制御回路基板9上に載置される。この場合、双方の対応する接続端子対7422、92が互いに対面せずに同じ方向(図中上方)を向いた配置となる。なお、一対の回路側接続端子92、92は、上述した配置が得られるようにそれらの配置間隔D(図3(c)参照)が設定されている。
上述のように両接続端子2422、92が配置された状態で、半田10が塗布される。この場合、半田10が、各接続端子2422の露出部分2422aの大部分と、回路側接続端子92の光源用FPC74が重なっていない区域の大部分とに塗布され、充分な半田フィレット101が形成される。その結果、両接続端子2422、92は互いに対面していなくても強固に導通接合され、信頼性の高い半田接合構造が得られる。
また、絶縁保護膜743と各接続端子7422の露出部分7422aとの境界線がL字形に形成されているから、露出部分7422aに半田10が塗布されて固着された光源用FPC74のリード延出部742が曲げられた際に応力が集中するライン、つまり絶縁保護膜743の端面を通る幅方向ラインaには、その中央部に絶縁保護膜743が存在している。したがって、光源用FPC74のラインaに沿った曲げに対する強度が増強されて屈曲が回避され、通電配線パターン742のクラックや断線の発生が防止される。そしてこれにより、光源用FPC74のリード延出部74bを駆動制御回路基板9に固着するための接着部材を省略することができる。
さらに、各接続端子7422の端面のうちのリード延出部74bの側端面に整合させない側端面7422bが接着剤744を介して絶縁保護膜743により覆われた構成(図3(c)参照)となっているから、ベースフィルム741に接着剤745を介して貼着された銅箔等の薄膜導電層からなる接続端子7422の剥離が防止される。
以上のように、液晶表示モジュールにおける光源用FPC74と駆動制御回路基板9との導通接合に適用された本実施形態の半田接合構造においては、光源用FPC側の接続端子7422の半田10を配置するための一部分(露出部分)7422aを除きリード配線7421に沿った一方の側端面7422bを覆って絶縁保護膜743を被着し、これに対応させて駆動制御回路基板9側に露出部分7422aよりも幅が広い接続端子92を形成したから、両接続端子7422、92が同じ方向を向いた配置であっても幅狭の接続端子7422の隣接する一対の端面を跨いで充分な半田フィレットを形成し強固に両接続端子7422、92を導通接続できると共に、光源用FPC74の絶縁保護膜743の端面がL字形に形成されているために曲げ応力が集中する前記端面を通る幅方向ラインaの曲げ強度が増強されて接続端子7422等の導電パターンにクラックや断線が発生する不具合が回避され、且つ、接続端子7422のベースフィルム741からの剥離が一方の側端面7422bが絶縁保護膜743に覆われていることにより有効に防止され、その結果、信頼性に優れた配線基板の半田接合構造が得られる。
なお、本発明は、上記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、光源用FPC74とこれに導通接続される回路基板9が配線形成面を同じ方向に向けて半田接合されているが、これに限らず、本発明の半田接合構造は、図4に示されるように、双方の基板74、9の各配線形成面を互いに対面させた配置で導通接合する場合にも好適に用いられる。この場合、それぞれの接続端子7422、92間にも半田10を配置できるから、半田フィレット101を大きく形成しなくても、充分な接合強度が得られる。
また、図5(a)、(b)に示すように、FPC20のベースフィルム201上に形成された接続端子202の両側端面2021、2021を絶縁保護膜203で被覆してもよい。これにより、接続端子202のベースフィルム201からの剥離がより確実に防止される。この場合、半田30は接続端子202の一端面2022を跨いで塗布されるだけであるから半田フィレット301を大きく形成することが難しい。したがって、本変形例の構造は、本変形例のように接合すべき回路基板40の接続端子401とFPC20の接続端子201を対向させる配置の場合により有効に適用される。
更に、上記実施形態においては、光源用FPC74とリジッドな駆動制御回路基板9とを導通接合しているが、これに限らず、本発明はフレキシブル配線基板同士を半田接合する場合にも有効に適用される。
加えて、本発明は、半田接合されるフレキシブル配線基板がその表裏両面に通電配線パターンが形成された両面配線型の配線基板である場合にも有効に適用されることは勿論である。
本発明の一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示す模式的断面図である。 上記液晶表示モジュールの要部構成を示す分解斜視図である。 (a)は上記液晶表示モジュールにおける半田接合部を示す平面図、(b)はそのB−B線断面図、(c)はそのC−C線断面図である。 (a)は上記半田接合構造の変形例を示す平面図、(b)はそのB−B線断面図、(c)はそのC−C線断面図である。 (a)は本発明の半田接合構造の他の変形例を示す平面図、(b)はそのB−B線断面図である。
符号の説明
1 収納ケース
2 カバーケース
3 フレーム
4 液晶表示パネル
5 ドライバチップ
6 FPC(駆動制御信号供給用)
7 サイドライト型面発光照射ユニット
71 導光板
72 LED(Light-Emitting Diode)
73 光反射シート
74 光源用FPC
74a LEDアレイ部
74b リード延出部
741 ベースフィルム
742 通電配線パターン
7421 リード配線
7422 接続端子(FPC側)
7422a 露出部分
7422b 端面
8 背面パネル
9 駆動制御回路基板
91 リード配線
92 接続端子(回路基板側)

Claims (3)

  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、絶縁保護膜が前記配線と前記第1接続端子のうちの一部分を除いて前記配線の延在方向に沿った一対の縁辺のうちの少なくとも一方の縁辺を覆うパターンで被着されている第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接続端子の前記絶縁保護膜が被着されていない前記一部分からなる露出部分よりも幅が広い第2接続端子とが配設されている第2配線基板と、
    前記第2接続端子とこれに重畳配置された前記第1接続端子の露出部分とを導通接続した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. 前記第1配線基板の前記第1接続端子は隣接する2縁辺が露出され、前記半田が前記隣接する2縁辺を跨いで配置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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