JP2024044963A - フレキシブル回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル回路基板を提供する。【解決手段】フレキシブル回路基板は、フレキシブル基板と、回路層と、ソルダーマスクと、を含んで構成される。フレキシブル基板は能動的な面を有する。回路層は能動的な面に設置される。ソルダーマスクは、回路層に設置され、且つ能動的な面及び回路層の伝導部を被覆している。伝導部は２つの第一側面及び１つの第一上面を有する。第一はんだ層は２つの第一側面を被覆する。ソルダーマスクは第一はんだ層を被覆する。且つ第一はんだ層は第一側面とソルダーマスクとの間に位置する。第一上面はソルダーマスクに直接接触している。【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板に関し、より詳しくは、フレキシブル回路基板の回路構造に関する。

フレキシブル回路基板は可撓性を有し、フレキシブル回路基板で製造されたドライバーＩＣはパネル背面まで湾曲することができ、制御回路基板をパネル背面に設置可能にし、パネル正面のサイズを減少させてモバイル装置及び表示装置に広く使用可能にしている。フレキシブル回路基板の一端はパネルに接続され、他端は制御回路基板に接続され、内部回路はチップに接続されている。このため、フレキシブル回路基板の回路表面にははんだ層をめっきする必要があり、例えば、錫または錫合金によりフレキシブル回路基板の回路とパネル、制御回路基板及びチップとを相互に接合する。また、銅イオンのイオン移動度は錫イオンより大きいため、銅回路にはんだ層を被覆して回路の銅イオン移動を防止する効果を有している。

しかしながら、現在モバイル装置及び表示装置の厚さは薄型化する傾向にあり、フレキシブル回路基板の湾曲角度が大きくなっている。このため、フレキシブル回路基板の回路は湾曲箇所にはんだ層の応力が集中して断裂し易く、回路の損傷につながる。但し、回路にはんだ層をめっきせずに曲げ強さを高めると、銅イオン移動により容易に効果を失う。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に至った。

本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、その目的は、はんだ層により回路層の側面のみを被覆して回路の銅イオン移動を回避し、回路層の上面にはんだ層を被覆せず、その曲げ強さを十分高めるフレキシブル回路基板を提供することにある。

本発明の一実施態様によると、フレキシブル回路基板が提供される。フレキシブル基板と、回路層と、ソルダーマスクと、を含んで構成される。前記フレキシブル基板は能動的な面を有する。前記回路層は前記能動的な面に設置される。前記ソルダーマスクは前記回路層に設置される。且つ前記ソルダーマスクは前記能動的な面及び前記回路層の伝導部を被覆している。前記伝導部は２つの第一側面及び１つの第一上面を有する。第一はんだ層は前記２つの第一側面を被覆する。前記ソルダーマスクは前記第一はんだ層を被覆する。且つ前記第一はんだ層は前記第一側面と前記ソルダーマスクとの間に位置する。前記第一上面は前記ソルダーマスクに直接接触している。

本発明は、上述に説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明によると、伝導部の第一上面がはんだ層に被覆されておらず、応力が集中するのを回避して伝導部の曲げ強さを高めている。また、伝導部の第一側面をはんだ層で被覆することで、伝導部に銅イオン移動が発生しないようにしている。

本発明の第１実施例に係るフレキシブル回路基板を示す平面図である。 本発明の第１実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係るフレキシブル回路基板の内接続部を示す断面図である。 本発明の第１実施例に係るフレキシブル回路基板の外接続部を示す断面図である。 本発明の第２実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。 本発明の第３実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。 本発明の第４実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。 本発明の第５実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。 本発明の第６実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。 本発明の第７実施例に係るフレキシブル回路基板の伝導部を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態によるフレキシブル回路基板を図面に基づき説明する。以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

次に、図１から図１０を参照しながら、本発明のフレキシブル回路基板１００について説明する。
（第１実施例）

図１は本発明の第１実施例に係るフレキシブル回路基板１００を示す平面図である。フレキシブル回路基板１００はフレキシブル基板１１０を有する。フレキシブル基板１１０は能動的な面１１１を有する。フレキシブル基板１１０はポリイミドフィルム（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＩ）またはポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）から選択されているが、フレキシブル基板１１０を製造する材料について本発明はこれに限定されるものではない。

フレキシブル回路基板１００の回路層１２０は能動的な面１１１に設置され、回路層１２０は能動的な面１１１に電気めっきされる銅層にパターン化エッチングが施されることで形成される微細な回路であり、本実施例では、回路層１２０は伝導部１２１と、内接続部１２２と、外接続部１２３と、を有して構成されている。内接続部１２２は能動的な面１１１の中心領域に位置し、チップ（図示省略）のバンプに接続するために用いられている。外接続部１２３は能動的な面１１１の上下の辺縁に隣接し、制御回路基板及びパネルにそれぞれ接続するために用いられている。伝導部１２１は内接続部１２２と外接続部１２３との間に位置し、内接続部１２２と外接続部１２３との間を電気的に接続するために用いられ、内接続部１２２と外接続部１２３との間で信号を伝送させている。

図１を参照すると、フレキシブル回路基板１００のソルダーマスク１３０は回路層１２０に設置され、且つソルダーマスク１３０は能動的な面１１１及び回路層１２０の伝導部１２１を被覆している。図１の例では、能動的な面１１１の内部の実線で囲む領域はソルダーマスク１３０により被覆される領域である。内接続部１２２及び外接続部１２３はソルダーマスク１３０の外に露出し、チップ及びパネルまたは制御回路基板にそれぞれ接続されている。ソルダーマスク１３０はシルクスクリーンにより能動的な面１１１に設定されている領域に塗布した後、ベークし乾燥することで形成し、フレキシブル回路基板１００と他の電子素子とを接続する際に、プロセス中の高温により伝導部１２１を被覆しているはんだ層が溶融するのを回避している。

また、図２を参照すると、各伝導部１２１は２つの第一側面ｓ１及び１つの第一上面ｔ１を有し、第一はんだ層１４１は２つの第一側面ｓ１を被覆し、ソルダーマスク１３０は第一はんだ層１４１を被覆し、且つ第一はんだ層１４１は第一側面ｓ１とソルダーマスク１３０との間に位置し、第一上面ｔ１はソルダーマスク１３０に直接接触している。第一はんだ層１４１により２つの第一側面ｓ１を被覆することで伝導部１２１の銅イオン移動を効果的に低下させ、各伝導部１２１の第一上面ｔ１を第一はんだ層１４１で被覆しないことで湾曲時に応力が集中するのを回避し、これら伝導部１２１が好ましい曲げ強さを有する。

また、図１、図３及び図４を参照すると、本実施例では、ソルダーマスク１３０が露出開口部１３１を有し、露出開口部１３１からは回路層１２０の内接続部１２２が露出され、外接続部１２３もソルダーマスク１３０の外に露出している。内接続部１２２及び外接続部１２３を湾曲する必要がなく、且つ内接続部１２２及び外接続部１２３をチップ及び他の電子素子にそれぞれ接続する必要がある。このため、図３に示すように、内接続部１２２が２つの第二側面ｓ２及び１つの第二上面ｔ２を有し、第二はんだ層１４２は２つの第二側面ｓ２及び１つの第二上面ｔ２を被覆している。図４に示すように、外接続部１２３は２つの第三側面ｓ３及び１つの第三上面ｔ３を有し、第三はんだ層１４３は２つの第三側面ｓ３及び１つの第三上面ｔ３を被覆している。

本実施例の伝導部１２１は第一上面ｔ１がはんだ層に被覆されておらず、曲げ強さが向上している。本実施例の構造は負荷重量を２００ｇとし、湾曲角度を＋／－９０°とし、速度を６０ｒｐｍとし、テストする軸心の直径を０．５ｍｍとする湾曲テスト中に６００回以上の湾曲回数に達し、従来の三面が全てはんだ層に被覆された回路構造では同じテスト条件下で４００回の湾曲回数にしか達せず、本実施例が曲げ強さを約１．５倍以上に向上させていることが分かる。また、本実施例は第一はんだ層１４１により２つの第一側面ｓ１を被覆して伝導部１２１の銅イオン移動を低下させ、高加速温度及び湿度応力テスト（ＨＡＳＴ）をパスし、第一上面ｔ１がはんだ層に被覆されていないために耐用性が低下することもない。
（第２実施例）

図５は本発明の第２実施例に係る伝導部１２１を示す断面図である。第２実施例では、第１実施例との相違点について、第一はんだ層１４１は表面Ｓ及び複数の切欠き部Ｎを有し、切欠き部Ｎは表面Ｓに凹設され、且つ各切欠き部Ｎからは第一側面ｓ１が露出している。本実施例は切欠き部Ｎを設けることで２つの第一側面ｓ１を被覆する第一はんだ層１４１の用量を更に減らし、はんだ層が発生させる応力の集中問題を減少させ、曲げ強さを高めている。
（第３実施例）

図６は本発明の第３実施例に係る伝導部１２１を示す断面図である。第３実施例では、第１実施例との相違点について、第一はんだ層１４１は表面Ｓ及び複数の溝Ｇを有し、溝Ｇは表面Ｓに凹設されている。第一はんだ層１４１は厚さＴを有し、各溝Ｇは深さＤを有し、深さＤは厚さＴよりも小さい。本実施例は溝Ｇを設けることで２つの第一側面ｓ１を被覆する第一はんだ層１４１の用量を更に減らし、はんだ層が発生させる応力の集中問題を減少させ、曲げ強さを高め、且つ溝Ｇが第一側面ｓ１を露出させていないため、伝導部１２１の銅イオン移動を回避する効果を有している。
（第４実施例）

図７は本発明の第４実施例に係る伝導部１２１を示す断面図である。第４実施例では、第１実施例との相違点について、各伝導部１２１が第一上面ｔ１に凹設されている複数の凹部Ｕを有し、凹部Ｕを設けることで、ソルダーマスク１３０を塗布する際に、ソルダーマスク１３０が凹部Ｕ中に流入し、伝導部１２１の曲げ強さを更に高めている。
（第５実施例）

図８は本発明の第５実施例に係る伝導部１２１を示す断面図である。第５実施例では、第２実施例との相違点について、各伝導部１２１が第一上面ｔ１に凹設されている複数の凹部Ｕを有し、凹部Ｕを設けることで、ソルダーマスク１３０を塗布する際に、ソルダーマスク１３０が凹部Ｕ中に流入し、伝導部１２１の曲げ強さを更に高めている。
（第６実施例）

図９は本発明の第６実施例に係る伝導部１２１を示す断面図である。第６実施例では、第３実施例との相違点について、各伝導部１２１が第一上面ｔ１に凹設されている複数の凹部Ｕを有し、同様に、凹部Ｕを設けることで、ソルダーマスク１３０を塗布する際に、ソルダーマスク１３０がこれら凹部Ｕ中に流入し、伝導部１２１の曲げ強さを更に高めている。
（第７実施例）

図１０は本発明の第７実施例に係る伝導部１２１を示す断面図である。第７実施例では、第１実施例との相違点について、各伝導部１２１の第一側面ｓ１が能動的な面１１１に連結されている底部部分ｂｓを有し、且つ底部部分ｂｓの距離は第一側面ｓ１の長さの６０％以下を占めている。本実施例の第一はんだ層１４１は２つの第一側面ｓ１の底部部分ｂｓのみを被覆し、第一はんだ層１４１が底部部分ｂｓのみを被覆することで各伝導部１２１の銅イオン移動が最も発生し易い部位を保護し、且つ第一はんだ層１４１に起因する応力の集中を大幅に減少させ、伝導部１２１の曲げ強さを高めている。

本発明は伝導部１２１の第一上面ｔ１をはんだ層で被覆しないことで、応力の集中を回避し、伝導部１２１の曲げ強さを高めている。また、伝導部１２１の第一側面ｓ１をはんだ層で被覆することで伝導部１２１に銅イオン移動が発生しないようにしている。

以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施の形態で実施可能である。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１００ フレキシブル回路基板
１１０ フレキシブル基板
１１１ 能動的な面
１２０ 回路層
１２１ 伝導部
１２２ 内接続部
１２３ 外接続部
１３０ ソルダーマスク
１３１ 露出開口部
１４１ 第一はんだ層
１４２ 第二はんだ層
１４３ 第三はんだ層
ｓ１ 第一側面
ｔ１ 第一上面
ｓ２ 第二側面
ｔ２ 第二上面
ｓ３ 第三側面
ｔ３ 第三上面
Ｓ 表面
Ｎ 切欠き部
Ｔ 厚さ
Ｇ 溝
Ｄ 深さ
Ｕ 凹部
ｂｓ 底部部分

Claims (9)

1. 能動的な面を有しているフレキシブル基板と、
   前記能動的な面に設置されている回路層と、
   前記回路層に設置され、且つ前記能動的な面及び前記回路層の伝導部を被覆しているソルダーマスクであって、前記伝導部は２つの第一側面及び１つの第一上面を有し、第一はんだ層は２つの前記第一側面を被覆し、前記第一はんだ層を被覆し、前記第一上面は直接接触している前記ソルダーマスクと、を備え、
   前記第一はんだ層は前記第一側面と前記ソルダーマスクとの間に位置していることを特徴とするフレキシブル回路基板。
2. 前記ソルダーマスクは露出開口部を有し、前記露出開口部は前記回路層の内接続部を露出し、前記内接続部は２つの第二側面及び１つの第二上面を有し、第二はんだ層は２つの前記第二側面及び１つの前記第二上面を被覆していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
3. 前記回路層は外接続部を有し、前記外接続部は前記ソルダーマスクの外に露出し、前記外接続部は２つの第三側面及び１つの第三上面を有し、第三はんだ層は２つの前記第三側面及び１つの前記第三上面を被覆していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
4. 前記第一はんだ層は表面及び複数の切欠き部を有し、前記切欠き部は前記表面に凹設され、且つ各前記切欠き部は前記第一側面を露出していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
5. 前記第一はんだ層は表面及び複数の溝を有し、前記溝は前記表面に凹設され、前記第一はんだ層は厚さを有し、各前記溝は深さを有し、前記深さは前記厚さより小さいことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
6. 前記伝導部は前記第一上面に凹設されている複数の凹部を有していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。
7. 前記伝導部は前記第一上面に凹設されている複数の凹部を有していることを特徴とする請求項４に記載のフレキシブル回路基板。
8. 前記伝導部は前記第一上面に凹設されている複数の凹部を有していることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブル回路基板。
9. 各前記伝導部の前記第一側面は底部部分を有し、前記底部部分は前記能動的な面に連結され、且つ前記底部部分の距離は前記第一側面の長さの６０％以下を占め、前記第一はんだ層は２つの前記第一側面の前記底部部分のみを被覆していることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル回路基板。

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