JP5184335B2 - プリント配線板およびその製造方法、プリント配線板の接続方法 - Google Patents
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Description
殊に、プリント配線板上に搭載されるコネクタは、その占有面積が大きく、かつ、その高さも大きいため、電子機器の高機能化および小型化への妨げとなっている。
この例のプリント配線板の接続方法では、2つのプリント配線板(第一のプリント配線板100、第二のプリント配線板110)を、ACF120を介して接続している。
同様に、第二のプリント配線板110は、絶縁基材111の一方の面111aに設けられた導体回路112、並びに、絶縁基材111および導体回路112を覆うように設けられたカバー層113から構成されている。また、導体回路112の一部が、カバー層113に覆われることなく露出している。
また、ACF120は、接着性樹脂121と、その中に分散された導電粒子122とから構成されている。
すなわち、絶縁基材201および導体回路202を備えた第一のプリント配線板200と、絶縁基材211および導体回路212を備えた第二のプリント配線板210とを、ACF220を介して接続した場合、ACF220の接着性樹脂221中に分散された導電粒子222は、導体回路202の端子部202aと導体回路212の端子部212aとの間に介在する(導電粒子222A)だけでなく、端子部202aの間隙または端子部212aの間隙に存在する(導電粒子222B)ことが避けられなかった。
また、導体回路202の端子部202aの間隙または導体回路212の端子部212aの間隙に存在する導電粒子222Bは、これらの端子部間の混線を誘発するおそれがあるため、端子部202aおよび端子部212aの間隔(ピッチ)を狭くすることが難しかった。そのため、プリント配線板の小面積化が難しかった。さらに、端子部間に存在する導電粒子222Bに起因する端子部間の混線は、ACFを介してプリント配線板同士を接続する方法を、高電圧、高電流の環境に用いられる電子機器に適用する妨げとなっていた。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図1は、本発明のプリント配線板の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。
この実施形態のプリント配線板(以下、「プリント配線板」と略すこともある。)10は、絶縁基材11と、絶縁基材11の一方の面11aに設けられた導体回路12と、絶縁基材11および導体回路12を覆うように設けられたカバー層13と、カバー層13に埋設された導電粒子14とから概略構成されている。
これにより、カバー層13に埋設された導電粒子14は、プリント配線板10の電気的接点として機能する。
このような絶縁性材料としては、熱可塑性樹脂が好ましく用いられ、例えば、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、液晶ポリマー(LCP)樹脂、ガラスエポキシ、アラミド繊維、テフロン(登録商標)のうち1種または2種以上が用いられる。これらの絶縁性材料の中でも、熱可塑性のポリイミド系樹脂が取り扱いの点で好ましい。
導電回路12としての金属膜の形態は、電解箔、蒸着膜、スパッタ膜などの他、導電ペーストを用いて印刷法により形成した印刷膜などが挙げられる。
金属層付樹脂粒子を構成する樹脂粒子としては、弾性変形または塑性変形可能なものであれば特に限定されない。
金属層付樹脂粒子を構成する金属層としては、ニッケル/金メッキ、はんだメッキ、金メッキなどの金属メッキが挙げられる。
また、プリント配線板10に導電粒子14が複数設けられ、その外径がそれぞれ異なっている場合や、他のプリント配線板における導電粒子14と接続される端子毎に段差(厚みの差)がある場合であっても、導電粒子14の変形により、その端子と導電粒子14とを接続することができる。なお、このように、導電粒子14の外径にばらつきがあったり、端子毎に段差があった場合、導電粒子14が変形しないと、導通不良を生じることがある。
例えば、カバー層13の厚みα1を40μm、導電粒子14の直径α3を75μmとする。
まず、絶縁基材11の一方の面11aに導体回路12を設ける。
次いで、絶縁基材11および導体回路12を覆うように、液状のカバーコート材13を塗布する。
次いで、カバーコート材13を硬化させる前に、導電粒子14を所望の位置に、液状のカバーコート材13を貫通させ、導体回路12と接触するように配置する。
次いで、カバーコート材13を加熱により硬化させることによって、プリント配線板10を得る。
図2は、本発明のプリント配線板の接続方法の第一の実施形態の一例を示す概略断面図である。
この例のプリント配線板の接続方法では、2つのプリント配線板(プリント配線板10、プリント配線板20)を、接着剤30を介して接続する。
接着剤30として、このような熱可塑性樹脂を用いれば、弾性率が熱によって可逆的に変化するので、プリント配線板10と他のプリント配線板との接続不良があった場合、再度加熱してプリント配線板10と他のプリント配線板を剥離して、また、加熱してこれらのプリント配線板を貼り合せることができる。
この例のプリント配線板の接続方法が、図2に示すプリント配線板の接続方法と異なる点は、導電粒子14としては上記の金属層付樹脂粒子を用い、プリント配線板10とプリント配線板20を、一対のステンレス板40、40で挟み込み、これらのステンレス板40、40をネジ止めしている点である。
また、プリント配線板10に導電粒子14が複数設けられ、その外径がそれぞれ異なっている場合や、他のプリント配線板における導電粒子14と接続される端子毎に段差(厚みの差)がある場合であっても、導電粒子14の変形により、その端子と導電粒子14とを接続することができる。なお、このように、導電粒子14の外径にばらつきがあったり、端子毎に段差があった場合、導電粒子14が変形しないと、導通不良を生じることがある。
図4は、本発明のプリント配線板の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図4において、図1に示した第一の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態のプリント配線板50が、上述の第一の実施形態のプリント配線板10と異なる点は、導電粒子14を覆うように、カバー層13の一方の面13bの一部に接着層51が設けられている点である。
まず、絶縁基材11の一方の面11aに導体回路12を設ける。
次いで、絶縁基材11および導体回路12を覆うように、液状のカバーコート材13を塗布する。
次いで、カバーコート材13を硬化させる前に、導電粒子14を所望の位置に、液状のカバーコート材13を貫通させ、導体回路12と接触するように配置する。
次いで、カバーコート材13を加熱により硬化させる。
次いで、導電粒子14を覆うように、カバー層13の一方の面13bの一部に、上記の接着材を塗布するなどにより接着層51を形成し、プリント配線板50を得る。
図5は、本発明のプリント配線板の接続方法の第二の実施形態を示す概略断面図である。
図5において、図2に示した第一の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態のプリント配線板の接続方法では、2つのプリント配線板(プリント配線板50、プリント配線板20)を、プリント配線板50の接着層51を介して接続する。
図6は、本発明のプリント配線板の第三の実施形態を示す概略断面図である。
図6において、図1に示した第一の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態のプリント配線板60が、上述の第一の実施形態のプリント配線板10と異なる点は、カバー層が、樹脂フィルム62とその一方の面62aに設けられた接着層63とを具備するカバーレイフィルム61からなり、このカバーレイフィルム61の樹脂フィルム62に細孔62bが穿設され、細孔62bに導電粒子14の一部が嵌入されている点である。
そして、導電粒子14の頂部14aが、樹脂フィルム62の接着層63と接する面とは反対側の面(以下、「他方の面」と言う。)62cから突出するように、樹脂フィルム62の細孔62bに、導電粒子14が嵌入されている。
例えば、樹脂フィルム62の細孔62bの内径d1を65μm、導電粒子14の直径d2を75μmとする。このとき、樹脂フィルム62の厚みを12μmとすると、導電粒子14の頂部14aは、樹脂フィルム62から5μm程度突出する。
まず、絶縁基材11の一方の面11aに導体回路12を設ける。
また、これとは別に、樹脂フィルム62と接着材63からなるカバーレイフィルム61に細孔を穿設した後、導電粒子14を当該細孔上における接着材63の側面に載置する。
次いで、導体回路12を覆うように、導電粒子付きカバーレイフィルム61を配し、加熱、加圧することにより、接着材63を溶融させ、導電粒子14と細孔との隙間を接着材63で充填するとともに、カバーレイフィルム61を絶縁基材11に貼り合せることによって、プリント配線板60を得る。
この実施形態のプリント配線板の接続方法では、2つのプリント配線板(プリント配線板60、その他プリント配線板(図示略))を、接着剤を介して接続する。
図7は、本発明のプリント配線板の第四の実施形態を示す概略断面図である。
図7において、図1に示した第一の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態のプリント配線板70が、上述の第一の実施形態のプリント配線板10と異なる点は、カバー層が、樹脂フィルム72とその一方の面72aに設けられた接着層73とを具備するカバーレイフィルム71からなり、このカバーレイフィルム71の樹脂フィルム72に細孔72bが穿設され、細孔72bに導電粒子14の一部が嵌入されている点である。
また、樹脂フィルム72の他方の面72cにおける細孔72bの内径をd3、樹脂フィルム72の一方の面72aにおける細孔72bの内径をd4とした場合、これらの内径d3と内径d4は、d3<d4の関係を満たしている。
例えば、樹脂フィルム72の細孔72bの他方の面72cにおける内径d3を65μm、樹脂フィルム72の一方の面72aにおける細孔72bの内径d4を80μm、導電粒子14の直径を75μmとする。このとき、樹脂フィルム72の厚みを12μmとすると、導電粒子14の頂部14aは、樹脂フィルム72から20μm程度突出する。
まず、図8に示すように、樹脂フィルム72とその一方の面72aに設けられた接着層73とを具備し、樹脂フィルム72および接着層73をその厚み方向に貫通する開口部71aが設けられたカバーレイフィルム71を用意する。
これにより、図10に示すように、カバーレイフィルム71に、接着層73の樹脂フィルム72と接する面とは反対側の面、すなわち、カバーレイフィルム71の導体回路と接する面側から、樹脂フィルム72の他方の面72c、すなわち、カバーレイフィルム71の導体回路と接する面とは反対の面側に向かって、次第に縮径するテーパー状の細孔71bを穿設する。なお、細孔71bのうち、樹脂フィルム72に穿設された部分は上述の細孔72bである。
また、樹脂フィルム72の他方の面72cにおける細孔72bの内径をd3、樹脂フィルム72の一方の面72aにおける細孔72bの内径をd4とした場合、これらの内径d3と内径d4は、d3<d4の関係を満たしている。
なお、d3=d5である。
さらに、導電粒子14の直径をd2とした場合、(d3=d5)<d4<d2<d6の関係を満たしている。
すなわち、導電粒子含有カバーレイフィルム74の導電粒子14を導体回路12に当接させるとともに、絶縁基材11および導体回路12を覆うように、導電粒子含有カバーレイフィルム74の接着層73を配する。
図14〜16は、本発明のプリント配線板の接続方法の第四の実施形態を示す概略断面図である。
図14〜16において、図5に示した第二の実施形態の構成要素と同じ構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
この実施形態のプリント配線板の接続方法では、2つのプリント配線板(プリント配線板70、プリント配線板20)を、接着剤81を介して接続する。
接着剤81としては、上記の接着剤30と同様のものが用いられる。
Claims (8)
- 絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層と、該カバー層に埋設された導電粒子とを備え、
前記カバー層は、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなる第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルムに細孔が穿設され、
前記導電粒子は、前記導体回路と接触し、かつ、前記カバー層よりも突出するように前記細孔に嵌入されるとともに、前記カバー層に埋設されており、前記導電粒子が電気的接点として機能し、
前記細孔の内径をd 1 、前記導電粒子の直径をd 2 とした場合、前記d 1 と前記d 2 は、d 1 <d 2 の関係を満たし、
前記導電粒子を覆うように、前記カバー層の前記導体回路と接する面とは反対側の面の少なくとも一部に熱可塑性樹脂からなる第二の接着層が設けられたことを特徴とするプリント配線板。 - 絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層と、該カバー層に埋設された導電粒子とを備え、
前記カバー層は、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなる第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルムには、前記導体回路側の面から、前記導体回路とは反対側の面に向かって次第に縮径するテーパー状の細孔が穿設され、
前記導電粒子は、前記導体回路と接触し、かつ、前記カバー層よりも突出するように前記細孔に嵌入されるとともに、前記カバー層に埋設されており、前記導電粒子が電気的接点として機能し、
前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面とは反対の面側における前記細孔の内径をd3、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面側における前記細孔の内径をd4とした場合、前記d3と前記d4は、d3<d4の関係を満たし、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面側から、前記細孔に前記導電粒子が嵌入され、
前記導電粒子を覆うように、前記カバー層の前記導体回路と接する面とは反対側の面の少なくとも一部に熱可塑性樹脂からなる第二の接着層が設けられたことを特徴とするプリント配線板。 - 前記導電粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面に形成された金属層とを備えてなることを特徴とする請求項1または2に記載のプリント配線板。
- 絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層と、該カバー層に埋設された導電粒子とを備え、前記カバー層は、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなる第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルムに細孔が穿設され、前記導電粒子は、前記導体回路と接触し、かつ、前記カバー層よりも突出するように前記細孔に嵌入されるとともに、前記カバー層に埋設され、前記細孔の内径をd 1 、前記導電粒子の直径をd 2 とした場合、前記d 1 と前記d 2 は、d 1 <d 2 の関係を満たし、前記導電粒子を覆うように、前記カバー層の前記導体回路と接する面とは反対側の面の少なくとも一部に熱可塑性樹脂からなる第二の接着層が設けられた第一のプリント配線板と、
絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層とを備え、前記導体回路の少なくとも一部が露出した第二のプリント配線板とを接続するプリント配線板の接続方法であって、
前記第一のプリント配線板の前記導電粒子を、前記第二のプリント配線の前記導体回路に当接させて、これらの接触部分およびその周囲を、第二の接着層によって接着することを特徴とするプリント配線板の接続方法。 - 絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層と、該カバー層に埋設された導電粒子とを備え、前記カバー層は、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなる第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルムには、前記導体回路側の面から、前記導体回路とは反対側の面に向かって次第に縮径するテーパー状の細孔が穿設され、前記導電粒子は、前記導体回路と接触し、かつ、前記カバー層よりも突出するように前記細孔に嵌入されるとともに、前記カバー層に埋設されており、前記導電粒子が電気的接点として機能し、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面とは反対の面側における前記細孔の内径をd3、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面側における前記細孔の内径をd4とした場合、前記d3と前記d4は、d3<d4の関係を満たし、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面側から、前記細孔に前記導電粒子が嵌入され、前記導電粒子を覆うように、前記カバー層の前記導体回路と接する面とは反対側の面の少なくとも一部に熱可塑性樹脂からなる第二の接着層が設けられた第一のプリント配線板と、
絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層とを備え、前記導体回路の少なくとも一部が露出した第二のプリント配線板とを接続するプリント配線板の接続方法であって、
前記第一のプリント配線板の前記導電粒子を、前記第二のプリント配線の前記導体回路に当接させて、これらの接触部分およびその周囲を、第二の接着層によって接着することを特徴とするプリント配線板の接続方法。 - 前記導電粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面に設けられた金属層とを備えてなり、前記第一のプリント配線板と前記第二のプリント配線板を押圧し、前記導電粒子を弾性変形または塑性変形させて、前記導電粒子と前記第二のプリント配線板の端子とを接続することを特徴とする請求項4または5に記載のプリント配線板の接続方法。
- 絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層と、該カバー層に埋設された導電粒子とを備え、前記カバー層は、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなる第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルムに細孔が穿設され、前記導電粒子は、前記導体回路と接触し、かつ、前記カバー層よりも突出するように前記細孔に嵌入されるとともに、前記カバー層に埋設されており、前記導電粒子が電気的接点として機能し、前記細孔の内径をd 1 、前記導電粒子の直径をd 2 とした場合、前記d 1 と前記d 2 は、d 1 <d 2 の関係を満たし、前記導電粒子を覆うように、前記カバー層の前記導体回路と接する面とは反対側の面の少なくとも一部に熱可塑性樹脂からなる第二の接着層が設けられたプリント配線板の製造方法であって、
前記絶縁基材の一方の面に前記導体回路を設ける工程と、前記導体回路の前記絶縁基材と接する面とは反対の面に前記導電粒子を配置する工程と、前記樹脂フィルムに前記細孔を穿設する工程と、少なくとも前記導電粒子の頂部が露出するように、前記細孔に導電粒子を収容し、かつ、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように前記カバー層を設ける工程と、を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 絶縁基材と、該絶縁基材の一方の面に設けられた導体回路と、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられたカバー層と、該カバー層に埋設された導電粒子とを備え、前記カバー層は、前記絶縁基材および前記導体回路を覆うように設けられた熱可塑性樹脂からなる第一の接着層と、該第一の接着層上に設けられた樹脂フィルムからなり、該樹脂フィルムには、前記導体回路側の面から、前記導体回路とは反対側の面に向かって次第に縮径するテーパー状の細孔が穿設され、前記導電粒子は、前記導体回路と接触し、かつ、前記カバー層よりも突出するように前記細孔に嵌入されるとともに、前記カバー層に埋設されており、前記導電粒子が電気的接点として機能し、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面とは反対の面側における前記細孔の内径をd 3 、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面側における前記細孔の内径をd 4 とした場合、前記d 3 と前記d 4 は、d 3 <d 4 の関係を満たし、前記樹脂フィルムの前記第一の接着層と接する面側から、前記細孔に前記導電粒子が嵌入され、前記導電粒子を覆うように、前記カバー層の前記導体回路と接する面とは反対側の面の少なくとも一部に熱可塑性樹脂からなる第二の接着層が設けられたプリント配線板の製造方法であって、
前記絶縁基材の一方の面に前記導体回路を設ける工程と、前記第一の接着層および前記第一の接着層上に設けられた前記樹脂フィルムに前記細孔を穿設する工程と、少なくとも前記導電粒子の頂部が露出するように、前記細孔に前記導電粒子を収容する工程と、前記導電粒子が前記導体回路に当接するように、前記導体回路が設けられた前記絶縁基材に、前記導電粒子を収容した前記樹脂フィルムを、前記第一の接着層を介して貼り合わせる工程と、を有し、
前記樹脂フィルムに前記細孔を穿設する工程において、前記樹脂フィルムに、前記導体回路側の面から、前記導体回路とは反対側の面に向かって次第に縮径するテーパー状の前記細孔を穿設することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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