JP2012028430A - 小型電子ユニットの製造方法、カメラモジュール、携帯端末及び圧着ヘッド - Google Patents

小型電子ユニットの製造方法、カメラモジュール、携帯端末及び圧着ヘッド Download PDF

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Abstract

【課題】フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板若しくはフレキシブル基板の接続端子がACFを介して確実に導通できるように構成した小型電子ユニットの製造方法。
【解決手段】リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、第1のカバーレイは第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、第2のカバーレイは第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
圧着ヘッドの第2のプリント基板に対向する面における、第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設け、該凸部で第2のプリント基板を押圧することを特徴とする。
【選択図】図4

Description

本発明はACFを用いてフレキシブル基板をリジッド基板若しくはフレキシブル基板に接続させる小型電子ユニットの製造方法に関する。また、該製造方法により製造された小型電子ユニットを備えたカメラモジュール、該カメラモジュールを備えた携帯端末にも関する。更に、小型電子ユニットを製造するための圧着ヘッドにも関する。
従来より、超小型のカメラモジュールが携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)等の小型で薄型の携帯端末に搭載されるようになり、これにより音声による通信だけでなく画像の撮像や通信も可能になっている。
カメラモジュールは被写体像を撮像レンズにより撮像素子に結像する。撮像素子はCCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサやCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等から成る。そして、撮像素子はリジッド基板に実装されている。
また、携帯端末と電気的に接続するためにフレキシブル基板がリジッド基板に接続される。この接続のために、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子の間に異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film 以下、ACFと称す)を介在させ、圧着ヘッドでフレキシブル基板をリジッド基板に熱圧着する。
なお、ACFは耐熱性樹脂から形成され、厚みが約20〜35μmの電気的接合用フィルムである。耐熱性樹脂の内部に複数の導電性粒子が分散されていて、導電性粒子は樹脂をニッケル等で被覆した5〜10μmの球体に形成されている。ACFが熱圧着されると、導電性粒子同士が接触するので、厚み方向に導電性を有することになる。しかし、面方向には圧力が掛からないので、耐熱性樹脂により絶縁性が保たれる。従って、2枚のプリント基板に設けた複数の接続端子を接合する際に、対向する接続端子は導通し、隣り合う接続端子は導通しない。
このようなACFを用いてプリント基板を熱圧着する方法として、下記の特許文献が知られている。
例えば、複数のカメラモジュールのリジッド基板にACFを用いてフレキシブル基板を熱圧着する場合に、リジッド基板に仮圧着されACFに貼着されたテープを剥がすときに、カメラモジュールが浮き上がらないようにした電子ユニット用組立治具が特許公報に記載されている(特許文献1参照)。
また、リジッド基板にACFを用いてフレキシブル基板を熱圧着した電子モジュールにおいて、フレキシブル基板の電極端子における導電接続部材と接触している部分以外を二つに分岐することにより、接合部の低抵抗値測定ができるようにした電子モジュールが特許公報に記載されている(特許文献2参照)。
特開2007−312314号公報 特開2008−78628号公報
カメラモジュールにおけるリジッド基板の接続端子にフレキシブル基板の接続端子をACFで接続する構成を図7に示す。
図7(A)の右図はリジッド基板61を接続端子61b,61cの側から見た平面図であり、図7(B)にリジッド基板61の断面図を示す。リジッド基板61のベース61aには複数の接続端子61b,61cが配置されており、図7(A)に示す如く左右に配置されている。接続端子61b,61cの間にはカバーレイ61dが配置されている。
また、接続端子61b,61cが配置された面に対する裏面側の中央にはCCD型イメージセンサ等から成る撮像素子62が実装されている。撮像素子62はリジッド基板61の略中央に実装され、且つ、撮像素子62のリードは非常に多数あるので、接続端子61b,61cも多数になる。従って、接続端子61b,61cをリジッド基板61の一端部のみに配置することは困難であり、左端部に接続端子61bを配置し、右端部に接続端子61cを配置して、分散させている。
図7(A)の左図はフレキシブル基板63を接続端子63b,63cが配置された面に対する裏面側から見た平面図であり、図7(B)にフレキシブル基板63の断面図を示す。フレキシブル基板63のベース63aには複数の接続端子63b,63cが配置されており、図7(A)に示す如く左右に配置されている。接続端子63b,63cの間にはカバーレイ63dが配置されている。
図7(B)はリジッド基板61にフレキシブル基板63をACFで接続する図である。なお、図7(B)は説明が明確になるように部分的に誇張して描いてある。
所定の台座72の上にリジッド基板61を配置し、リジッド基板61の接続端子61b,61cにフレキシブル基板63の接続端子63b,63cが対向するように位置させ、接続端子61b,61cと接続端子63b,63cの間にACF65を介在させる。そして、圧着ヘッド71でフレキシブル基板63を押圧し、リジッド基板61に熱圧着する。
この際に、リジッド基板61の接続端子61b,61cよりカバーレイ61dの方が厚みがあり、カバーレイ61dは接続端子61b,61cの表面より突出している。フレキシブル基板63も同様であり、カバーレイ63dは接続端子63b,63cの表面より突出している。
従って、圧着ヘッド71によりフレキシブル基板63をリジッド基板61に向けて押圧したときには、カバーレイ63dはカバーレイ61dに圧接するが、接続端子63b,63cはACF65を介して接続端子61b,61cに充分に圧接することができない。無論、フレキシブル基板63は薄いので変形し、接続端子63b,63cはACF65を介して接続端子61b,61cに接触するが、確実に導通することはできず、導通不良が発生し易い。
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板若しくはフレキシブル基板の接続端子の間にACFを介在させ、圧着ヘッドでフレキシブル基板の接続端子をリジッド基板の接続端子に圧接したとき、双方の接続端子がACFを介して確実に導通できるように構成した小型電子ユニットの製造方法を提案することを発明の目的とする。また、該製造方法により製造された小型電子ユニットを備えたカメラモジュール、該カメラモジュールを備えた携帯端末、及び小型電子ユニットを製造する圧着ヘッドを提案することも発明の目的とする。
なお、特許文献1,2には、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子をACFで導通させる際にカバーレイの厚みによって導通不良が生ずる課題やその解決手段について何ら記載されていない。
上記目的は下記に記載した発明により達成される。
1.リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子と、フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子との間に異方性導電フィルムを介在させ、圧着ヘッドで前記第2のプリント基板を押圧することにより前記第1の接続端子に前記第2の接続端子を各々接続させる電子ユニットの製造方法であって、
前記第1のプリント基板における複数の前記第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、該第1のカバーレイは前記第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
前記第2のプリント基板における複数の前記第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、該第2のカバーレイは前記第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
前記圧着ヘッドの前記第2のプリント基板に対向する面における、前記第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設け、該凸部で前記第2のプリント基板を押圧することを特徴とする小型電子ユニットの製造方法。
2.リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子と、フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子との間に異方性導電フィルムを介在させ、圧着ヘッドで前記第2のプリント基板を押圧することにより前記第1の接続端子に前記第2の接続端子を各々接続させる電子ユニットの製造方法であって、
前記第1のプリント基板における複数の前記第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、該第1のカバーレイは前記第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
前記第2のプリント基板における複数の前記第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、該第2のカバーレイは前記第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
前記第2のプリント基板の前記圧着ヘッドに対向する面における、前記第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設け、該凸部で前記第2のプリント基板を押圧することを特徴とする小型電子ユニットの製造方法。
3.前記凸部はカバーレイ若しくはダミーパターンであることを特徴とする前記2に記載の小型電子ユニットの製造方法。
4.前記第2のカバーレイの面方向の寸法は、前記第1のカバーレイの面方向の寸法より小さいことを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の小型電子ユニットの製造方法。
5.前記1〜4の何れか1項に記載の小型電子ユニットの製造方法により製造された小型電子ユニットを有することを特徴とするカメラモジュール。
6.前記5に記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする携帯端末。
7.リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子と、フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子との間に異方性導電フィルムを介在させたとき、前記第2のプリント基板を押圧することにより前記第1の接続端子に前記第2の接続端子を各々接続させる圧着ヘッドであって、
前記第1のプリント基板における複数の前記第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、該第1のカバーレイは前記第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
前記第2のプリント基板における複数の前記第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、該第2のカバーレイは前記第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
前記第2のプリント基板の前記圧着ヘッドに対向する面における、前記第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設けたことを特徴とする圧着ヘッド。
本発明の小型電子ユニットの製造方法、カメラモジュール、携帯端末、及び圧着ヘッドによれば、フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板若しくはフレキシブル基板の接続端子の間にACFを介在させ、圧着ヘッドでフレキシブル基板の接続端子をリジッド基板の接続端子に圧接したとき、双方の接続端子がACFを介して確実に導通する。
携帯電話機の外観図である。 撮像装置の縦断面図である。 撮像装置の底面図である。 リジッド基板の接続端子にフレキシブル基板の接続端子をACFで接続する構成図である。 リジッド基板のカバーレイの寸法とフレキシブル基板のカバーレイの寸法を異ならせた断面図である。 リジッド基板の接続端子にフレキシブル基板の接続端子をACFで接続する異なる構成の図である。 カメラモジュールにおけるリジッド基板の接続端子にフレキシブル基板の接続端子をACFで接続する従来の構成図である。
先ず、携帯端末の一例としての携帯電話機を図1の外観図に基づいて説明する。なお、図1(A)は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図1(B)は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。
図1において、携帯電話機Tは、表示画面D1,D2を備えたケースとしての上筐体101と、操作ボタンBを備えた下筐体102とがヒンジ103を介して連結されている。撮像装置は、上筐体101内の表示画面D2の下方に内蔵されていて、上筐体101の外表面に撮像レンズLが露出している。
なお、この撮像装置の位置は上筐体101内の表示画面D2の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Tは折り畳み式に限定されるものではない。
次に、上記の携帯電話等に内蔵される撮像装置の実施の形態の一例を図を参照して説明する。図2は撮像装置の縦断面図、図3は撮像装置の底面図である。
先ず、撮像装置の構成を主として図2を参照して説明する。
撮像光学系は、被写体側から不図示の複数のレンズから成る撮像レンズL及び赤外カットフィルタFから構成され、被写体光は撮像光学系を透過してCCD型イメージセンサやCMOS型イメージセンサ等から成る撮像素子11に結像する。
なお、以下の説明で被写体側を上側若しくは上部と言い、その逆側を下側若しくは下部と言う。
撮像レンズLは雄ネジ21aが形成された内鏡枠21に保持され、この雄ネジ21aは外鏡枠22に形成された雌ネジ22aと螺合している。外鏡枠22はAFアクチュエータ23と不図示の手段で係合し、AFアクチュエータ23は外筒24に固定されている。
赤外カットフィルタFは保持枠25に保持されている。
保持枠25には、上側で外筒24が接合し、下側で撮像素子11等が実装されたリジッド基板12が接合している。
リジッド基板12は下側の面にフレキシブル基板13が密着し、機械的及び電気的に接続されている。なお、フレキシブル基板13は外部回路と接続するためのコネクタ13hを有している。
また、外筒24及び保持枠25は、ステンレスやアルミニウム等の導電性の金属板を曲成したシールドケース27にて被覆され、撮像装置の底部を除いて電磁的に遮蔽されている。シールドケース27は筒状に形成され、上部には撮像レンズLへの光線を通過させる孔が空いている。
以上の構成において、撮像レンズLのピント調整は、雄ネジ21aと雌ネジ22aが螺合しているので、内鏡枠21を回転させながら外鏡枠22に対して内鏡枠21を光軸Oに沿って移動させて行う。また、不図示の測距手段により測距した情報に基づいて、AFアクチュエータ23は外鏡枠22と共に撮像レンズLを光軸Oに沿って移動させて焦点調節を行う。
次に、リジッド基板12の接続端子にフレキシブル基板13の接続端子をACFで接続する構成を図4に示す。
図4(A)の右図はリジッド基板12(第1のプリント基板)を接続端子12b,12c(第1の接続端子)の側から見た平面図であり、図4(B)にリジッド基板12の断面図を示す。リジッド基板12のベース12aには接触抵抗軽減や防錆のために金メッキ処理が施された複数の接続端子12b,12cが配置されており、図4(A)に示す如く左右に配置されている。接続端子12b,12cの間には絶縁材料から成り配線回路を保護するカバーレイ12d(第1のカバーレイ)が配置されている。
また、接続端子12b,12cが配置された面に対する裏面側の中央には撮像素子11が実装されている。撮像素子11はリジッド基板12の略中央に実装され、且つ、撮像素子62のリードは非常に多数あるので、接続端子12b,12cも多数になる。従って、接続端子12b,12cをリジッド基板12の一端部のみに配置することは困難であり、左端部に接続端子12bを配置し、右端部に接続端子12cを配置して、分散させている。
図4(A)の左図はフレキシブル基板13(第2のプリント基板)を接続端子13b,13c(第2の接続端子)が配置された面に対する裏面側から見た平面図であり、図4(B)にフレキシブル基板13の断面図を示す。フレキシブル基板13のベース12aには接触抵抗軽減や防錆のために金メッキ処理が施された複数の接続端子13b,13cが配置されており、図4(A)に示す如く接続端子12b,12cに対向する位置に左右に配置されている。接続端子13b,13cの間には絶縁材料から成り配線回路を保護するカバーレイ13d(第2のカバーレイ)が配置されている。
図4(B)はリジッド基板12にフレキシブル基板13をACFで接続する図である。なお、図4(B)は説明が明確になるように部分的に誇張して描いてある。
所定の台座32の上にリジッド基板12を配置し、リジッド基板12の接続端子12b,12cにフレキシブル基板13の接続端子13b,13cが対向するように位置させ、接続端子12b,12cと接続端子13b,13cの間にACF15(異方性導電フィルム)を介在させる。そして、圧着ヘッド31でフレキシブル基板13を押圧し、リジッド基板12に熱圧着する。
この際に、リジッド基板12の接続端子12b,12cよりカバーレイ12dの方が厚みがあり、カバーレイ12dは接続端子12b,12cの表面より突出している。フレキシブル基板13も同様であり、カバーレイ13dは接続端子13b,13cの表面より突出している。具体的には、カバーレイ12d及びカバーレイ13dの突出量は10〜30μmであり、ACF15の厚みは20〜35μmである。
このため、下面が平面である圧着ヘッドでフレキシブル基板13を押圧すると、カバーレイ13dはカバーレイ12dに圧接するが、接続端子13b,13cはACF15を介して接続端子12b,12cに充分に圧接することができない。無論、フレキシブル基板13は薄いので変形し、接続端子13b,13cはACF15を介して接続端子12b,12cに接触するが、確実に導通することはできず、導通不良が発生し易い。
そこで、圧着ヘッド41のフレキシブル基板13に対向する面における接続端子13b,13cが位置する部所に対応する部所に高さCの凸部31aを設けている。高さCは、接続端子12b,12cの表面よりカバーレイ12dが突出している高さAに、接続端子13b,13cの表面よりカバーレイ13dが突出している高さBを加えた値である。
このような高さの凸部31aを有する圧着ヘッド31を用いることにより、カバーレイ12d,13dが突出していても接続端子13b,13cはACF15を介して接続端子12b,12cに確実に圧接されて導通し、導通不良が生ずることはない。
なお、カバーレイ12dとカバーレイ13dの面方向の寸法が等しい場合には、カバーレイ12d,13dの貼着位置が互いにずれていたり、リジッド基板12に対するフレキシブル基板13のセット位置がずれていたりすると、圧着ヘッド41の凸部41aがカバーレイ13dを押圧することが生じて押圧力が均一にならない。このため、接続端子13bと接続端子12b若しくは接続端子13cと接続端子12cに導通不良が発生する虞がある。
そこで、図5に示す如く、カバーレイ12dの面方向の寸法Mよりカバーレイ13dの面方向の寸法Nを小さく形成すれば、圧着ヘッド31の凸部31aがカバーレイ13dを押圧することが生ぜず、導通不良が発生する虞はない。
また、図6に示す如く、フレキシブル基板13の圧着ヘッド41に対向する面における、接続端子12b,12cが位置する部所に対応する部所に、前述の高さAに高さBを加えた高さCの凸部13eを設けてもよい。これにより、圧着ヘッド41のフレキシブル基板13に対向する面が平面であっても、接続端子13b,13cはACF15を介して接続端子12b,12cに確実に圧接されて導通し、接触不良が生ずることはない。また、圧着ヘッド41がフレキシブル基板13に対して水平方向にずれていても、接続端子13b,13cはACF15を介して接続端子12b,12cに確実に圧接される。
なお、凸部13eを厚みのあるカバーレイで形成してもよいし、厚みがあって他と導通しないダミーパターンで形成してもよい。
以上の如く記載した実施の形態は、ACFを介してフレキシブル基板をリジッド基板に導通させるものであるが、フレキシブル基板をフレキシブル基板に導通させるものであっても全く同様に適応できる。
また、本発明はカメラモジュールのプリント基板に限定されるものではなく、各種の小型の電子ユニットのプリント基板にも適用できる。
12,61 リジッド基板
12b,12c,13b,13c,61b,61c,63b,63c 接続端子
12d,13d,61d,63d カバーレイ
11,62 撮像素子
13,63 フレキシブル基板
15,65 ACF
31,41,71 圧着ヘッド
13e,31a 凸部
L 撮像レンズ
O 光軸

Claims (7)

  1. リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子と、フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子との間に異方性導電フィルムを介在させ、圧着ヘッドで前記第2のプリント基板を押圧することにより前記第1の接続端子に前記第2の接続端子を各々接続させる電子ユニットの製造方法であって、
    前記第1のプリント基板における複数の前記第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、該第1のカバーレイは前記第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
    前記第2のプリント基板における複数の前記第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、該第2のカバーレイは前記第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
    前記圧着ヘッドの前記第2のプリント基板に対向する面における、前記第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設け、該凸部で前記第2のプリント基板を押圧することを特徴とする小型電子ユニットの製造方法。
  2. リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子と、フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子との間に異方性導電フィルムを介在させ、圧着ヘッドで前記第2のプリント基板を押圧することにより前記第1の接続端子に前記第2の接続端子を各々接続させる電子ユニットの製造方法であって、
    前記第1のプリント基板における複数の前記第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、該第1のカバーレイは前記第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
    前記第2のプリント基板における複数の前記第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、該第2のカバーレイは前記第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
    前記第2のプリント基板の前記圧着ヘッドに対向する面における、前記第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設け、該凸部で前記第2のプリント基板を押圧することを特徴とする小型電子ユニットの製造方法。
  3. 前記凸部はカバーレイ若しくはダミーパターンであることを特徴とする請求項2に記載の小型電子ユニットの製造方法。
  4. 前記第2のカバーレイの面方向の寸法は、前記第1のカバーレイの面方向の寸法より小さいことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の小型電子ユニットの製造方法。
  5. 請求項1〜4の何れか1項に記載の小型電子ユニットの製造方法により製造された小型電子ユニットを有することを特徴とするカメラモジュール。
  6. 請求項5に記載のカメラモジュールを備えたことを特徴とする携帯端末。
  7. リジッド基板若しくはフレキシブル基板から成る第1のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第1の接続端子と、フレキシブル基板から成る第2のプリント基板に所定の間隔で配置された複数の第2の接続端子との間に異方性導電フィルムを介在させたとき、前記第2のプリント基板を押圧することにより前記第1の接続端子に前記第2の接続端子を各々接続させる圧着ヘッドであって、
    前記第1のプリント基板における複数の前記第1の接続端子の間に第1のカバーレイが配置され、該第1のカバーレイは前記第1の接続端子の表面より高さAで突出し、
    前記第2のプリント基板における複数の前記第2の接続端子の間に第2のカバーレイが配置され、該第2のカバーレイは前記第2の接続端子の表面より高さBで突出しているとき、
    前記第2のプリント基板の前記圧着ヘッドに対向する面における、前記第2の接続端子が位置する部所に対応する部所に、AにBを加えた高さの凸部を設けたことを特徴とする圧着ヘッド。
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