JP2012003842A - 接続構造、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造において、異方性導電材による接続を簡易な構成で補強できることで、剥離強度を強くすることができる接続構造及び該接続構造を備える電子機器の提供を課題とする。
【解決手段】電極端子１２ａ、２２ａを配置してなる接続領域Ｆ１、Ｆ２を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板１０とプリント配線板２０とが、異方性導電材３０を介して、接続領域Ｆ１、Ｆ２で相互に電気接続されてなる接続構造１であって、異方性導電材３０による接続を補強する接続補強部４０を、接続領域Ｆ１、Ｆ２の近傍で且つフレキシブルプリント配線板１０とプリント配線板２０間に介在させてある接続構造である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造及び該接続構造を備える電子機器に関する。

プリント配線板に備える電極端子を露出させた実装用の接続部に、半導体パッケージを、いわゆるフリップチップボンディングなどによって実装したり、或いは複数のプリント配線板を、それぞれの配線板に備える電極端子を露出させた接続部同士で電気接続したりするエレクトロニクス実装の分野においては、ますます機器の小型化、薄型化が加速しており、更なる高密度実装化、高接続信頼性を実現できる技術が要求されている。
エレクトロニクス実装における実装法の１つに、熱接着性を有する異方性導電材（ＡＣＦ）を用いる方法がある。
異方性導電材は、例えば粉末状の導電成分を、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の結着剤（バインダー）中に分散させた構造を有する。
このような異方性導電材は、熱圧着時の加熱、加圧によって厚み方向に圧縮されることで、導電成分同士が互いに近接若しくは接触して導電ネットワークを形成する結果、厚み方向の導電抵抗（接続抵抗という）が低くなる。
しかしこの際、異方性導電材の面方向は、絶縁抵抗が高く導電率が低い初期の状態を維持する。従って異方性導電材によれば、面方向の絶縁抵抗によって隣り合う電極端子間の絶縁を維持して短絡を防止しながら、厚み方向の接続抵抗によって接続領域に配列された多数の電極端子―電極端子間を一度に、そしてそれぞれ独立して電気接続することができる。
またそれと共に、プリント配線板間を熱圧着によって機械的に強固に固定でき、しかもこれらの部材の接続領域を結着剤によって封止できるため、実装作業が容易である。
このような異方性導電材を用いた接続構造を示すものとして、例えば下記特許文献１がある。

特開平１０−２０９５８１号公報

上記特許文献１は、プリント配線板、液晶表示装置及び電子機器に関する発明で、液晶表示装置の透明基板とフレキシブルプリント配線板とをアライメントマークを基準として位置合わせするときにフレキシブルプリント配線板側のアライメントマークを認識し易くできるメリットがある。
しかしＦＰＣ３と液晶パネル２との接続は、ＦＰＣ３における端子１２と、液晶パネル２における端子９とが、ＡＣＦ４によって電気接続されるのみの構成である。
このような異方性導電材のみを用いて１対のプリント配線板等を電気接続してなる接続構造においては、ＡＣＦ接続部の剥離強度が強くないことから、接続構造を電子機器へ組み込む際等に、ＡＣＦ接続部に負荷がかかった場合、ＡＣＦによる接続が剥がれてしまう可能性があるという問題があった。

そこで本発明は上記従来技術における問題点を解消し、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造において、異方性導電材による接続を簡易な構成で補強できることで、剥離強度を強くすることができる接続構造及び該接続構造を備える電子機器の提供を課題とする。

本発明の接続構造は、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造であって、前記異方性導電材による接続を補強する接続補強部を、前記接続領域の近傍で且つ前記フレキシブルプリント配線板と前記プリント配線板との間に介在させてあることを第１の特徴としている。

上記本発明の第１の特徴によれば、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造であって、前記異方性導電材による接続を補強する接続補強部を、前記接続領域の近傍で且つ前記フレキシブルプリント配線板と前記プリント配線板との間に介在させてあることから、異方性導電材によるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板との間の接続を効果的に補強することできる。よって剥離強度の強い接続構造とすることができる。
従って電気的及び機械的な接続信頼性を維持でき、作業性の良い接続構造とすることができる。

また本発明の接続構造は、上記本発明の第１の特徴に加えて、前記接続補強部は、接着力を備える接着部材で形成されていることを第２の特徴としている。

上記本発明の第２の特徴によれば、上記本発明の第１の特徴による作用効果に加えて、前記接続補強部は、接着力を備える接着部材で形成されていることから、接続補強部を簡易な構成で形成することができる。

また本発明の接続構造は、上記本発明の第２の特徴に加えて、前記接着部材は、両面テープとして提供されると共に、該両面テープを、前記フレキシブルプリント配線板に、予め貼り付けてあることを第３の特徴としている。

上記本発明の第３の特徴によれば、上記本発明の第２の特徴による作用効果に加えて、前記接着部材は、両面テープとして提供されると共に、該両面テープを、前記フレキシブルプリント配線板に、予め貼り付けてあることから、一段と簡易な構成で接続補強部を形成することができる。

また本発明の電子機器は、請求項１〜３の何れか１つに記載の接続構造を備えることを第４の特徴としている。

上記本発明の第４の特徴によれば、電子機器は、請求項１〜３の何れか１つに記載の接続構造を備えることから、剥離強度の強い接続構造を備える電子機器とすることができる。よって電気的及び機械的な接続信頼性を維持でき、組み立て作業性の良い電子機器とすることができる。

本発明の接続構造によれば、異方性導電材によるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板との、相互の接続領域での接続を効果的に補強することできる。よって剥離強度の強い接続構造とすることができる。従って電気的及び機械的な接続信頼性を維持でき、作業性の良い接続構造とすることができる。また簡易な構成で剥離強度の強い接続構造を形成することができる。
また本発明の電子機器によれば、剥離強度の強い接続構造を備える電子機器とすることができる。よって電気的及び機械的な接続信頼性を維持でき、組み立て作業性の良い電子機器とすることができる。

本発明の実施形態に係る接続構造を示す図で、（ａ）は接続構造の全体斜視図、（ｂ）は接続構造の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る接続構造の要部を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る接続構造の形成方法を示す断面図である。

以下の図面を参照して、本発明に係る接続構造及び該接続構造を備える電子機器についての実施形態を説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。

まず図１を参照して、本発明に係る接続構造１は、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造であり、図示しない電子機器内部に配設されるものである。
この接続構造１は、図１に示すように、フレキシブルプリント配線板１０、２０と、異方性導電材３０と、接続補強部４０とから構成される。

なお本実施形態においては、図３に示す加熱バー５０からの熱及び圧力を異方性導電材３０を介して受ける、いわゆる受圧側のフレキシブルプリント配線板をフレキシブルプリント配線板１０とし、加熱バー５０からの熱及び圧力を異方性導電材３０に加えるいわゆる加圧側のフレキシブルプリント配線板をフレキシブルプリント配線板２０とする構成としてある。

前記フレキシブルプリント配線板１０は、基板の両面に導電層を備える、いわゆる両面フレキシブルプリント配線板である。
このフレキシブルプリント配線板１０は、図１（ｂ）に示すように、主として、基板１１と、電極端子１２ａと、導体配線１２ｂと、カバーレイ１３と、ガイド孔１４とから構成される。
なお本実施形態において、加圧側のフレキシブルプリント配線板２０は、フレキシブルプリント配線板１０と同一部材、同一機能を果たす基板２１と、電極端子２２ａと、導体配線２２ｂと、カバーレイ２３と、ガイド孔２４とから主として構成される、いわゆる片面フレキシブルプリント配線板であることから、以下の説明においてはフレキシブルプリント配線板１０と異なる部分のみを説明するものとする。
また実際には線幅が同一である電極端子１２ａと、導体配線１２ｂとを、図１、図２においては、説明の便宜上、異なる太さで図示するものとする。

前記基板１１は、フレキシブルプリント配線板１０の基台となるものであり、樹脂フィルムで形成されている。
樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。例えばポリイミドフィルムやポリエステルフィルム等のフレキシブルプリント配線板を形成する樹脂フィルムとして通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
また特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているものが望ましい。例えばポリアミド系の樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルムや、ポリエチレンナフタレートを好適に用いることができる。
また耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等、フレキシブルプリント配線板を形成する耐熱性樹脂として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。

前記電極端子１２ａは、異方性導電材３０を介してフレキシブルプリント配線板２０の電極端子２２ａと電気接続される電極端子であり、図１（ｂ）に破線で示すカバーレイ１３に形成される開口部Ｋに露出状態で配設されている。
また本実施形態においては、図１（ｂ）に破線で示す領域、つまり開口部Ｋと同一領域に、複数の電極端子１２ａを並列配置させることで、フレキシブルプリント配線板２０との接続部となる接続領域Ｆ１を形成してある。
またこの電極端子１２ａは、基板１１の表面に積層される導電性金属からなる、図３に示す導電層１２をエッチングする等の公知の形成方法を用いて形成される。
なお導電性金属としては、銅、銀、金等、フレキシブルプリント配線板の電極端子を形成するものとして通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
また電極端子１２ａの厚み、数、フレキシブルプリント配線板１０上の配置位置等は適宜変更可能である。

またフレキシブルプリント配線板２０における電極端子２２ａは、図１（ｂ）、図３に示すように、カバーレイ２３が積層されることなく、露出状態で基板２１上に配設されている。また図１（ｂ）に破線で示す領域に複数の電極端子２２ａを並列配置させることで、フレキシブルプリント配線板１０との接続部となる接続領域Ｆ２を形成してある。

前記導体配線１２ｂは、フレキシブルプリント配線板１０の両面における配線パターンを形成するものである。
この導体配線１２ｂは、既述した電極端子１２ａと同様に、基板１１の表面に積層される導電性金属からなる、図３に示す導電層１２をエッチングする等の公知の形成方法を用いて形成される。
なお導体配線１２ｂの厚み、数、配置位置等は適宜変更可能である。
またフレキシブルプリント配線板２０における導体配線２２ｂは、フレキシブルプリント配線板２０の片面にのみ形成されている。

前記カバーレイ１３は、導電層１２を被覆する絶縁層を構成するものである。
また既述したように、カバーレイ１３における、複数の並列される電極端子１２ａに対応する領域には、図１（ｂ）、図２に示すように、開口部Ｋを形成することで、複数の並列される電極端子１２ａを露出させ、接続領域Ｆ１を形成してある。
なおカバーレイ１３としては、接着剤付きポリイミドフィルム、感光性レジスト、液状レジスト等を用いることができる。
また図３に示すように、カバーレイ１３は、カバーレイ接着剤１３ａを介して、導電層１２の表面に積層されている。

またフレキシブルプリント配線板２０においては、複数の並列される電極端子２２ａに対応する領域には、図１（ｂ）、図３に示すように、カバーレイ２３を積層することなく、電極端子２２ａを露出させ、接続領域Ｆ２を形成してある。

前記ガイド孔１４、２４は、接続構造１の形成時にフレキシブルプリント配線板１０、２０の大まかな位置決めを行うために形成される貫通孔である。
このガイド孔１４、２４は、打ち抜き加工等を用いて形成される。
なおガイド孔１４、２４の大きさ、形状、フレキシブルプリント配線板１０、２０における配置位置等は、本実施形態のものに限るものではなく、適宜変更可能である。しかしフレキシブルプリント配線板１０、２０における配置位置は、位置合わせ精度が要求される接続領域Ｆ１、Ｆ２の近傍とすることが望ましい。

前記異方性導電材３０は、結着剤（バインダー）の中に導電成分を含有させたものであり、熱圧着時の加熱、加圧によって厚み方向に導通性を有すると共に、面方向に絶縁性を有し、更に部材同士を接着させる接着性を有する。
なお結着剤としては熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等、異方性導電材３０を形成する結着剤として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。
また導電成分としてはニッケル等、異方性導電材３０を形成する導電成分として通常用いられるものであれば、如何なるものであってもよい。

また異方性導電材３０の大きさは、図２（ａ）に１点鎖線で示すように、横方向の長さＡを、複数の並列される電極端子１２ａにおいて両端部に配設される電極端子１２ａ間の長さよりもやや長いものとし、縦方向の長さＢを電極端子１２ａの縦方向の長さよりもやや短いものとする、略四角形で囲まれる領域を被覆できる大きさとすることが望ましい。
なお本実施形態においては、異方性導電材３０として膜状に形成された異方性導電フィルムを用いる構成としてある。
勿論、このような構成に限るものではなく、異方性導電材３０として異方性導電ペーストを用いる構成としてもよい。

前記接続補強部４０は、異方性導電材３０によるフレキシブルプリント配線板１０とプリント配線板２０との、相互の接続領域Ｆ１、Ｆ２での接続を補強するためのものである。
本実施形態においては、接続領域Ｆ１、Ｆ２の近傍で且つフレキシブルプリント配線板１０、２０間に介在させてある。
より具体的には、フレキシブルプリント配線板１０、２０間における、図１、図２に２点鎖線で示す領域Ｒに、接着力を備える接着部材で形成される接続補強部４０を介在させてある。
また本実施形態においては、接着部材として熱硬化性樹脂を接着剤とする両面テープを用いる構成とし、該両面テープでフレキシブルプリント配線板１０、２０間を接着することで、異方性導電材３０による１対のフレキシブルプリント配線板１０、２０間の接続を補強している。
このような構成とすることで、異方性導電材３０を介して熱圧着されることで、相互に電気接続されているフレキシブルプリント配線板１０、２０の接続領域Ｆ１、Ｆ２にかかる負荷を軽減させることができる。よって異方性導電材３０によるフレキシブルプリント配線板１０、２０の接続強度を効果的に補強することできる。従って剥離強度の強い接続構造１とすることができる。
よって電気的及び機械的な接続信頼性を維持でき、作業性の良い接続構造１とすることができる。

つまり１対のフレキシブルプリント配線板１０、２０が、異方性導電材３０を介して、接続領域Ｆ１、Ｆ２で相互に電気接続されてなる接続構造１は、図示しない携帯電話機等の電子機器内部に配設され、他の電子部品と更に電気接続されるものである。よって電子機器内部への組み込み時等において、異方性導電材３０を介して熱圧着されているフレキシブルプリント配線板１０、２０の接続領域Ｆ１、Ｆ２には、様々な負荷がかかることとなる。
しかし異方性導電材３０によって相互に電気接続されている接続領域Ｆ１、Ｆ２の剥離強度は、半田付け等の他の接着方法に比べ弱いものである。よって従来、電子機器内部への組み込み時等において、接続領域Ｆ１、Ｆ２に負荷がかかった場合、異方性導電材３０による接続が剥がれ、フレキシブルプリント配線板１０、２０が剥離する可能性があった。

これに対して、接続領域Ｆ１、Ｆ２の近傍で且つフレキシブルプリント配線板１０、２０間に接続補強部４０を介在させる構成とすることで、接続領域Ｆ１、Ｆ２にかかる負荷を軽減させることができる。よって異方性導電材３０によるフレキシブルプリント配線板１０、２０の接続強度を効果的に補強することできる。従って剥離強度の強い接続構造１とすることができる。

また接続補強部４０を熱硬化性樹脂を接着剤とする両面テープで形成する構成とすることで、簡易な構成で接続補強部４０を形成することができると共に、加熱バー５０による異方性導電材３０の熱圧着と同時に、接続補強部４０によるフレキシブルプリント配線板１０、２０間の接着を行うことができる。

なお接続補強部４０の大きさ、形状は、図２に２点鎖線で示す、横方向の長さＣを、接続領域Ｆ１、Ｆ２の横方向の長さＤ以上のものとすると共に、縦方向の長さＥを、接続領域Ｆ１、Ｆ２の縦方向の長さＧ以上のものとする略四角形で囲まれる領域を被覆できる大きさ、形状とすることが望ましい。
勿論、このような構成に限るものではなく、異方性導電材３０による、１対のフレキシブルプリント配線板１０、２０間の接続を補強することができる接着強度を備えることができるものであれば、接続補強部４０の大きさ、形状は宜変更可能である。
また図２に示す、接続補強部４０と接続領域Ｆ１、Ｆ２との距離Ｈは、０〜５ｍｍ程度とすることが望ましい。
また図３に示す接続補強部４０の厚みＷは、５０〜１００μｍ程度とすることが望ましい。
なお本実施形態においては、接続補強部４０を熱硬化性樹脂を接着剤とする両面テープで形成する構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではなく、接着力を備える接着部材であれば、他の粘着テープ、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤等、如何なるものであってもよいし、その性状も膜状、ペースト状、フィルム状等如何なるものであってもよい。

次に図３を参照して、接続構造１の形成方法を説明する。
図示しない固定された台の上に位置決め治具を用いてフレキシブルプリント配線板１０を載置し、異方性導電材３０を接続領域Ｆ１に仮接着させる。
そして接続補強部４０たる両面テープを、所定の領域に予め貼り付けてあるフレキシブルプリント配線板２０を用意する。
なお、ここで「所定の領域」とは、接続領域Ｆ２の近傍で且つ接続構造１の形成時にフレキシブルプリント配線板１０、２０が相互に重なることを予定される領域のことを指すものとする。
そしてフレキシブルプリント配線板２０の接続領域Ｆ２が、接続領域Ｆ１と対面するようにフレキシブルプリント配線板２０を配置する。
そしてフレキシブルプリント配線板１０、２０に位置決め用としてそれぞれ形成される、ガイド孔１４、２４及びアライメントマーク（図示しない。）とで位置決めを行った後、フレキシブルプリント配線板２０の上部から加熱バー５０により所定の温度、圧力、時間で加熱、加圧することで接続構造１が形成される。
なお、ここで「アライメントマーク」とは、電極端子１２ａ、２２ａ同士を正確に位置合わせするためにフレキシブルプリント配線板１０、２０にそれぞれ形成される導電性金属等からなるマークのことである。
勿論、接続構造１の形成方法は本実施形態のものに限るものではなく、フレキシブルプリント配線板１０、２０を、異方性導電材３０を介して、接続領域Ｆ１、Ｆ２で相互に電気接続できると共に、接続補強部４０を、接続領域Ｆ１、Ｆ２の近傍で且つフレキシブルプリント配線板１０、２０間に介在させることができるものであれば、如何なる形成方法であってもよい。

そしてこのように形成される接続構造１は、図示しない携帯電話機等の電子機器内部に配設される。このような構成とすることで、剥離強度の強い接続構造１を備える電子機器とすることができ、電気的及び機械的な接続信頼性を維持でき、組み立て作業性の良い電子機器とすることができる。

なお本実施形態においては、受圧側のフレキシブルプリント配線板１０をいわゆる両面フレキシブルプリント配線板とし、加圧側のフレキシブルプリント配線板２０をいわゆる片面フレキシブルプリント配線板とする構成としたが、必ずしもこのような構成に限るものではない。例えば受圧側及び加圧側のフレキシブルプリント配線板１０、２０を共に、いわゆる両面フレキシブルプリント配線板若しくはいわゆる片面フレキシブルプリント配線板とする構成としてもよい。また受圧側のフレキシブルプリント配線板１０をいわゆる片面フレキシブルプリント配線板とし、加圧側のフレキシブルプリント配線板２０をいわゆる両面フレキシブルプリント配線板とする構成としてもよい。
また受圧側及び加圧側のフレキシブルプリント配線板の大きさ、形状等も本実施形態のものに限る必要はなく、適宜変更可能である。
また受圧側、加圧側の少なくとも何れか一方側にフレキシブルプリント配線板を用いる構成とするものであれば、他方側はフレキシブルプリント配線板以外のプリント配線板を用いる構成としてもよい。但しこの場合、接続補強部４０は、フレキシブルプリント配線板に予め設けておくことが望ましい。
フレキシブルプリント配線板以外のプリント配線板としては、例えばリジッドプリント配線板を用いることができる。

本発明によれば、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造において、異方性導電材による接続を簡易な構成で補強できることで、剥離強度を強くすることができることから、電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して電気接続されてなる接続構造を備える電子機器の分野における産業上の利用性が高い。

１ 接続構造
１０ フレキシブルプリント配線板
１１ 基板
１２ａ 電極端子
１２ｂ 導体配線
１３ カバーレイ
１３ａ カバーレイ接着剤
１４ ガイド孔
２０ フレキシブルプリント配線板
２１ 基板
２２ａ 電極端子
２２ｂ 導体配線
２３ カバーレイ
２３ａ カバーレイ接着剤
２４ ガイド孔
３０ 異方性導電材
４０ 接続補強部
５０ 加熱バー
Ａ 長さ
Ｂ 長さ
Ｃ 長さ
Ｄ 長さ
Ｅ 長さ
Ｆ１ 接続領域
Ｆ２ 接続領域
Ｇ 長さ
Ｈ 距離
Ｋ 開口部
Ｒ 領域
Ｗ 厚み

Claims (4)

1. 電極端子を配置してなる接続領域を、互いに備えるフレキシブルプリント配線板とプリント配線板とが、異方性導電材を介して、前記接続領域で相互に電気接続されてなる接続構造であって、前記異方性導電材による接続を補強する接続補強部を、前記接続領域の近傍で且つ前記フレキシブルプリント配線板と前記プリント配線板との間に介在させてあることを特徴とする接続構造。
2. 前記接続補強部は、接着力を備える接着部材で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の接続構造。
3. 前記接着部材は、両面テープとして提供されると共に、該両面テープを、前記フレキシブルプリント配線板に、予め貼り付けてあることを特徴とする請求項２に記載の接続構造。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の接続構造を備えることを特徴とする電子機器。

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