JPH025374A - フレキシブルプリント基板の端子構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリエステルフィルム等の熱可塑性合成樹脂
フィルム上に形成されたアルミニウム箔をエツチング処
理してパターンを形成してなるフレキシブルプリント基
板の端子構造に関するものである。

〔従来技術〕

近年電子機器に使用される電子部品は、小型化及び薄型
化が進んでおり、該電子部品の小型化及び薄型化を進め
る上で、フレキシブルプリント基板は空間の有効利用と
いう点で極めて有用であることから多く利用されている
。即ちフレキシブルプリント基板は、メンブレンスイッ
チの構成部材として或いはフラットケーブルの構成部材
等に多く利用されている。

上記フレキシブルプリント基板は、所謂絶縁フィルム上
に導電体パターンを形成したものであるが、一般に使用
されているフレキシブルプリント基板としては下記のよ
うなものがある。即ち、■ポリイミドフィルム等の熱可
塑性合成樹脂フィルムに銅箔を貼ってなる基板に、工・
ンチング処理等を施して導電パターンを形成したもの、
■ポリエステル等の熱可塑性合成樹脂フィルム上に銅箔
又はアルミニウム箔を貼ってなる基板にエツチング処理
等を施して導電パターンを形成したもの、或いはポリエ
ステルの絶縁フィルム上に銀ペースト等の導電ペースト
をスクリーン印刷して導電パターンを形成したものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記フレキシブルプリント基板の内、■は耐熱性の高い
ポリイミドフィルムを用いるため、半田付けが可能であ
るという利点はあるが価格が非常に高くなるという欠点
がある。そこで安価な上記■のポリエステルフィルム等
の熱可刈性合成樹Ｊｌ！フィルムを用いたものが使用さ
れている。

しかしながら、例えばポリエステルフィルムに銅箔を貼
り付けた後エツチング処理して導体パターンを形成した
ものは、ポリエステルフィルムは耐熱性に劣るから、低
温半田による半田付けは可能であるものの、低温半田に
よる半田付は作業は、通常の半田付は作業に比較し、そ
の作業性が悪いという問題がある。

また、ポリエステルフィルム等の熱可塑性合成樹脂フィ
ルムにアルミニウム箔を貼り付けた後エツチング処理し
て導体パターンを形成したものは、アルミニウム用の特
殊な半田を用いた半田付けは可能であるが、通常の半田
付けができないという問題がある。

また、ポリエステルフィルム等の熱可堕性合成樹虐フィ
ルムに銀ペースト等の導電ペーストをスクリーン印刷し
て導電パターンを形成したものは製造コストは安いが、
導電ペーストを印刷してパターンを形成するためこのパ
ターンの電気抵抗が大きく、使用範囲が限定されるとい
う問題や半田付けが不可能であるという問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、導電パター
ンに大きい電流を流すことが可能、即ち電流容量を大き
く、電気的接続の信頼性及び機械的接続強度も高く、且
つ極めて安価なフレキシブルプリント基板の端子構造を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を除去するため本発明はフレキシブルプリン
ト基板の端子構造を下記のように構成した。

ポリエステルフィルム等の熱可工性合成樹脂フィルム上
にアルミニウム箔を接着剤で接着して形成するか又は真
空蒸着で形成し、該アルミニウム箔をエツチング処理に
て所定形状のパターンを形成し、該熱可塑性合成樹脂フ
ィルムの端子部を除く所定部分に合成樹脂の絶縁被膜を
施してなるフレキシブルプリント基板の端子部のパター
ン上にポリエステル樹脂にニッケル粉を混練してなる導
電ペースト層を形成し、導電ペースト層上に該端子部か
ら所定寸法外部に突出させて金属端子片を載置し、該金
属端子片の上から端子部に熱可塑性合成樹脂フィルムと
同質の熱可里性合成樹脂からなる端子固定用フィルムを
載置し、フレキシブルプリント基板の金属端子片が位置
する部分を除く所定部分と端子固定用フィルムとを局部
的熱溶着すると共に導電ペースト層を加熱して金属端子
片をパターンに接着する。

また、導電ペーストは重量比で８０％乃至３０％のポリ
エステル樹脂と同じく重量比で２０％乃至７０％のニッ
ケル紛とを混練して製造する。

〔作用〕

フレキシブルプリント基板の端子構造を上記の如く構成
することにより、金属端子片をアルミニウム箔からなる
パータンの端子部に接着する導電ペーストは、ポリエス
テル樹脂にニッケル粉を混練してなる導電ペーストであ
るから、後述のようにアルミニウム箔と金属端子片との
接触抵抗が極めて小きくなる。また、半田付は作業を必
要としないから、基板基材として安価で且つ耐熱性の弱
いポリエステルフィルム等の熱可塑性合成樹脂フィルム
を使用しても何ら支障がない。

また、導電パターンの材料として導電性が良く、安価な
アルミニウム箔を用いるから、電流容量が大きく、且つ
価格が安価なフレキシブルプリント基板の端子構造とな
る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係るフレキシブルプリント基板の端子
構造を示す図で、同図（ａ）は一部平面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ線上断面拡大矢視図、同図（ｃ）
は同図（ａ）のＢ−Ｂ線上断面拡大矢視図、同図（ｄ）
は同図（Ｃ）のＤ部分の拡大図である。また、第２図は
フレキシブルプリント基板の製造方法を説明するための
図、第３図は金属端子片、第４図は端子固定用フィルム
を示す平面図である。

フレキシブルプリント基板１１の製造は、第２図（ａ）
に示すようにアルミニウム箔１３とポリエステルフィル
ム１２とを用意する。次に該アルミニウム箔１３とポリ
エステルフィルム１２を第褥図（ｂ）に示すように接着
剤で接着する。次に、該アルミニウム箔１３をエツチン
グ処理して、導電パターンＬ３ａを形成する。

上記エツチング処理の方法としては、アルミニウムは酸
でもアルカリでも溶ける金属であるから、第５図に示す
ようにアルミニウム箔１３上に形成する導電パターン１
３ａの形状に溶剤剥離型のエラチンブレジス１−ＨＲを
塗布し、該エツチングレジストＨＲが塗布されない部分
を酸又はアルカリで溶かして除去し、導電パターン１３
ａを形成し、最後にこのエツチングレジストＨＲを有機
溶剤で除去して導電パターン１３ａを露出させる。なお
、アルミニウム箔１３の形成は、ポリエステルフィルム
１２上に真空蒸着等により形成してもよい。

本発明に係るフレキシブルプリント基板の端子構造は、
第１図（ａ）乃至（ｄ）に示すように、ポリエステルフ
ィルム１２の端子部１４に形成された導電パターン１３
ａ上に後に詳述するように、ポリエステル樹脂にニッケ
ル粉を混練してなる導電ペースト層１６を形成して金属
端子片１７を載置し、その上からポリエステルフィルム
１２と同じポリエステルフィルムからなる端子固定用フ
ィルム１８を載置し、該端子部１４の金属端子片１７の
位置する部分以外の所定部分のポリエステルフィルム１
２と端子固定用フィルム１８とを溶着部１９を形成して
溶着し、金属端子片１７をポリエステルフィルム１２と
端子固定用フィルム１８の間に挾み込む。その後導電ペ
ースト層１６を加熱硬化させ、金属端子片１７と端子部
１４の導電パターン１３とを接続する。

以下、上記フレキシブルプリント基板の端子構造の製造
方法を詳細に説明する。金属端子片１７は、第３図に示
すようにアルミニウム板を板金加工にて複数の金属端子
片１７を基材２ｏと一体的に形成する。この金属端子片
１７の表面には半田付は作業性を良くするために半田メ
ツキを施す。

この場合、アルミニウムと半田を接続することになるが
、アルミニウムは鉛と相性が悪いので半田中の鉛は１０
％以下の低鉛半田を用いる。また、金属端子片１７の両
側縁には複数の凸部１７ａが形成されている。なお、上
記例の該凸部１７ａは金属端子片エフの両側縁に複数個
形成したが片側縁でも良く、又凸部の個数も複数である
必要がなく一個でもよい。

端子固定用フィルム１８は第４図に示すように、ポリエ
ステルフィルム１２と同じポリエステルフィルムの幅寸
法！、はフレキシブルプリント基板１１の幅寸法２．と
略等しく、その長さ寸法！、はフレキシブルプリント基
板１１の端子部１４の長さ寸法２４より若干大きく形成
されている。なお、端子固定用フィルム１８の寸法は上
記寸法に限定されるものではなく、例えば幅寸法２８を
上記以上大きくしポリエステルフィルム１２と端子固定
用フィルム１８を溶着後、端子部１４をはみ出た部分を
切断除去してもよい。

導電ペーストは、ポリエステル樹脂にニッケル粉を混練
して構成する。通常の導電ペーストは金属をフレーク状
にしたものと球状のものを適度に混練してペーストとす
るが、本実施例の場合は膜厚方向の金属端子片１７と導
電パターン１３ａとの電気的導通をはかるために金属接
触が良好である必要があり、金属粉は球状のニッケル粉
とした方が安定した導通が得られる。また、粒径は余り
細かいと膜厚方向に導電バスがいくつもできてしまうの
で粒径は数μｍ程度のものが良好である。

また、ニッケル粉の含有量は少ないと電気的導通が不安
定になり、多過ぎるとポリエステル樹脂が少ない分機械
的接着力が弱くなり、更に導電ペースト中のポリエステ
ル樹脂は固着部を封じ込め各種環境湿度や有害なガス等
から守る作用を有するから、導電ペースト中のポリエス
テル樹脂が少ないと、この固着部の封じ込め作用が小さ
くなり導電ペーストとして不適当である。

本実施例では重量比でニッケル粉の含有量を５０％とし
たが、２０％乃至７０％であれば使用できることを確認
した。

上記フレキシブルプリント基板１１の端子部１４の導電
パターン１３ａに前記導電ペーストを印刷して導電ペー
スト層１６を形成すると共に、該導電ペースト層１６を
加熱乾燥させる。

次に、第６図に示すように金属製の台２１の上に端子部
１４の導エバターンｆ３ａに導電ペースト層１６を形成
したポリエステルフィルム１２を載置し、該導１パター
ン１３ａの上に前記基材２０と一体的に形成された金属
端子片１７を載置し、さらにその上に端子固定用フィル
ム１８を載置する。この状態で超音波発射用のホーン２
２を端子固定用フィルム１８に載置する。ここでホーン
２２の先端は図示するように、端子部１４の金属端子片
１７が位置する部分以外の端子固定用フィルム１８上に
当るように凸部２２ａが形成されており、該凸部２２ａ
を金属端子片１７が位置する部分以外の端子固定用フィ
ルム１８上に当接し、ホーン２２より超音波を発射し、
凸部２２ａの位置する部分のポリエステルフィルム１２
と端子固定用フィルム１８を超音波加熱により局部的に
溶融する。ここでポリエステルフィルム１２と端子固定
用フィルム１８は同じ材質であるから、両者は溶着する
。これにより第１図（ａ）に示すように端子部１４の金
属端子片１７が位置する部分以外の所定位置に溶着部１
９が形成されると共に、ホーン２２の凹部が位置する端
子固定用フィルム１８も加熱し、その冷却による収縮力
により金属端子片１７が絶縁フィルム１２と端子固定用
フィルム１８の間に強固に挾持されることになる。この
時金属端子片１７の両縁に形成された凸部１７ａは上記
溶着部１９に係合するから、金属端子片１７を引っ張て
も金属端子片１７は容易に脱着させない作用を奏する。

また、このポリエステルフィルム１２と端子固定用フィ
ルム１８を超音波加熱で溶着する際、このとき超音波の
振動は端子部１４の導電ペースト層１６のニッケル粉に
伝わりその表面の薄い酸化被膜をつき破るから導電性が
更によくなる。

上記の如く絶縁フィルム１２の端子部１４に端子固定用
フィルム１８を溶着し、金属端子片１７を固定したもの
を第７図に示すように台２３の上に！置し、その上から
加熱コテ２４を当接させ導電ペースト層１６を加熱する
ことにより、導電ペースト層１６は固まり、金属端子片
１７は導電パターンｉ３ａに固着きれる。これにより金
属端子片１７と導電パターンＬ３ａとが電気的及び機械
的に接続されると共に、隣接する端子間は既に溶着され
た絶縁フィルム１２と端子固定用フィルム１８により隔
離されているため、金属端子片１７と１７は導１性接着
剤により短絡されることがない。

最後に、金属端子片１７を第３図のＥ−Ｅ線上で切断し
、基材２０を除去する。これにより金属端子片１７はそ
れぞれ個々に分離され、その先端は絶縁フィルム１２の
端子部１４より所定寸法外部に突出した構造の本発明に
係るフレキシブルプリント基板の端子構造は完成する。

また、金属端子片１７の縁部に形成する凸部１７ａは溶
着部１９に係合し、引っ張り強度を増加させる作用を有
するが、この凸部１７ａは必ずしも必要なものではなく
、引っ張り強度をある程度犠牲にすればなくてもよい。

第８図は上記実施例で用いたポリエステル樹脂にニッケ
ル粉を混練してなる導電ペーストと他の導電ペーストの
アルミニウム箔対金属端子片の接触抵抗の測定結果を示
す図である。図から明らかなように、ポリエステル樹脂
にニッケル粉を混練してなる導電ペーストを用いた場合
の初期値の接触抵抗値は、金属粉として銅粉、銀粉を用
いたもの又はハンダの場合に比較し小さくなる。特にボ
ッエステルフィルム１２と端子固定用フィルム１８の間
を局部的に超音波溶着した場合は、超音波の振動が導電
ペーストのニッケル粉に伝わりその表面の薄い酸化被膜
をつき破るから導電性が更に良くなる（図中、超音波有
の項を参照）。また、温度６０°Ｃ２相対湿度９０〜９
５％の環境下で加速試験を行なった場合、ニッケル粉を
混練したものは他の金属粉を混練したものに比較し、そ
の接触抵抗値が小さいことが分かる。

なお、上記実施例ではフレキシブルプリント基板１１の
基板フィルムとして、ポリエステルフィルム１２を使用
したが、基板フィルムとしてはこれに限定されるもので
はなく熱可塑性合成樹脂フィルムであれば良い。また、
端子固定用フィルム１８もポリエステルフィルムに限定
されるものではなく、基板と同質の熱可堕性合成樹脂フ
ィルムであれば良い。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば下記のような優れ
た効果が得られる。

■金属端子片をアルミニウム箔からなるパターンの端子
部に接着する導電ペーストに、ポリエステル樹脂にニッ
ケル粉を混練してなる導電ペーストを用いるから、端子
部のアルミニウム箔と金属端子片の接触抵抗が極めて小
さくなる。

■また、アルミニウム箔導体に直接半田付けするのは非
常に困難であるが、すでに金属端子片がフレキシブルプ
リント基板に取り付けられているため、金属端子片を介
しての半田付けは容易であり、基板基材として安価で且
つ耐熱性の小せいポリエステルフィルム等の熱可塑性合
成樹脂フィルムを使用でき、且つ導電パターンの材料と
して導電性が良く極めて安価なアルミニウム箔を用いる
ことができるから、大電流容量で且つ価格が極めて安価
なフレキシブルプリント基板の端子構造となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るフレキシブルプリント基板の端子
構造を示す図で、同図（ａ）は一部平面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ線上断面拡大矢視図、同図（Ｃ）
は同図（ａ）のＢ−Ｂ線上断面拡大矢視図、同図（ｄ）
は同図（Ｃ）の０部分の拡大図、第２図はフレキシブル
プリント基板の製造方法を説明するための図、第３図は
金属端子片を示す平面図、第４図は端子固定用フィルム
を示す平面図、第５図は導電パターンの形成行程を示す
図、第６図及び第７図はフレキシブルプリント基板の端
子構造の製造方法を説明するための図、第８図はポリエ
ステル樹脂にニッケル粉を混練してなる導電ペーストと
他の導電ペーストのアルミニウム箔対金属端子片の接触
抵抗の測定結果を示す図である。 図中、１１・・・・フレキシブルプリント基板、１２・
・・・ポリエステルフィルム、１３・・・・アルミニウ
ム箔、１４・・・・端子部、１５・・・・絶縁被膜、１
６・・・・導電ペースト層、１７・・・・金属端子片、
１８・・・・端子固定用フィルム、１９・・・・溶着部
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性合成樹脂フィルム上にアルミニウム箔を
   接着剤で接着して形成するか又は真空蒸着で形成し、該
   アルミニウム箔をエッチング処理にて所定形状のパター
   ンを形成し、該熱可塑性合成樹脂フィルムの端子部を除
   く所定部分に合成樹脂の絶縁被膜を施してなるフレキシ
   ブルプリント基板の前記端子部のパターン上に、ポリエ
   ステル樹脂にニッケル粉を混練してなる導電ペースト層
   を形成し、導電ペースト層上に該端子部から所定寸法外
   部に突出させて金属端子片を載置し、該金属端子片の上
   から端子部に前記熱可塑性合成樹脂フィルムと同質の熱
   可塑性合成樹脂からなる端子固定用フィルムを載置し、
   前記フレキシブルプリント基板の金属端子片が位置する
   部分を除く所定部分と端子固定用フィルムとを局部的熱
   溶着すると共に前記導電ペースト層を加熱して金属端子
   片をパターンに接着したことを特徴とするフレキシブル
   プリント基板の端子構造。
2. （２）前記導電ペーストは重量比で８０％乃至３０％の
   ポリエステル樹脂と同じく重量比で２０％乃至７０％の
   ニッケル紛とを混練してなることを特徴とする請求項（
   １）記載のフレキシブルプリント基板の端子構造。