JPH05205841A - フレキシブル配線シートの接合方法 - Google Patents

フレキシブル配線シートの接合方法

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JPH05205841A
JPH05205841A JP1068192A JP1068192A JPH05205841A JP H05205841 A JPH05205841 A JP H05205841A JP 1068192 A JP1068192 A JP 1068192A JP 1068192 A JP1068192 A JP 1068192A JP H05205841 A JPH05205841 A JP H05205841A
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wiring
sheets
flexible wiring
insulating coating
protrusions
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Koji Tanabe
功二 田邉
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は各種電子機器に用いられるフレキシ
ブル配線シートの接合方法に関するもので、設計自由度
が高い安価なフレキシブル配線シートを提供することを
目的とする。 【構成】 この目的を達成するため本発明は、配線ピッ
チが同じで、両方またはいずれか一方の配線パターン２
ａ，２ｂ上に熱可塑性樹脂で絶縁被覆層３ａ，３ｂを形
成した配線シート１ａ，１ｂを絶縁被覆層３ａ，３ｂを
対向させて配置し、配線シート１ａ，１ｂの片面側に連
続的に突起６を有する剛性支持体５を配置し、配置シー
ト１ａの側に平面または連続的に突起を有する超音波振
動ホーン４を配置して加圧した状態で超音波加熱し、熱
可塑性樹脂の絶縁被覆層を熱溶融させて上下シートを機
械的に、かつ配線を電気的に接続させることにより、短
時間で接合を行うことができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器の操作入力
に用いられるフレキシブル配線シートの接合方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電子機器は携帯に供するべ
く、あるいは多機能を高密度に凝集するべく小型軽量化
が進められるのに伴い、薄型軽量のフレキシブル配線シ
ートの需要が増大している。
【０００３】従来、フレキシブル配線シートは、各種デ
ィスクリート部品の隙間間を通して接続するために、あ
るいは複雑な形状のフレキシブル配線シートに直接部品
を実装して機構部と筐体のわずかな隙間に配置するよう
に使用され、フレキシブル配線シートは薄く軽量である
のみならず複雑な形状の筐体やその隙間に自由に配線設
計できるきわめて大きな利点を有するものであり、フレ
キシブル配線シートどうしあるいはフレキシブル配線シ
ートと剛性配線板との機械的、電気的接続方法はフレキ
用コネクターを用いるか異方導電塗膜をそれぞれの配線
間に挟んで加熱ゴムで加圧してヒートシール接合する方
法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、小型高
密度化すればするほど、また設計自由度をあげればあげ
るほどフレキシブル配線シートは形状が複雑になり、製
造上ワークシート当たりの製品の取れ数が極端に悪くな
ってしまう課題があった。さらに外形加工工程以後形状
が複雑なため取扱いが困難になる課題があった。複雑な
形状のフレキシブル配線シートを形状の単純なブロック
に分割して印刷・外形加工し、後工程で接続しようとす
る場合フレキ用コネクターを用いる方法では別部品とし
てコネクターが必要になるのみならず小型薄型化が困難
になる課題があった。また、異方導電塗膜を用いる方法
は小型薄型化は達しうるもののヒートシール接合に２０
秒から１分の時間を必要とし、結果的にコスト高になる
等の課題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
本発明は、まず複雑な形状のフレキシブル配線シートを
形状の単純な単位ブロックに分割して印刷・外形加工
し、分割部分の配線ピッチを同じに、また両方またはい
ずれか一方の配線パターン上に熱可塑性樹脂で絶縁被覆
層を形成しておき、各単位ブロックの分割部の配線シー
トを配線ピッチに合わせて絶縁被覆層を対向させて配置
し、配線シートの片面に連続的に突起を有する剛性支持
体を配置し、配線シートの他方の面に平面または連続的
に突起を有する剛性支持体を配置して加圧した状態で超
音波加熱し、熱可塑性樹脂の絶縁被覆層を熱溶融させて
上下シートを機械的にかつ配線を電気的に接続させるも
のである。
【０００６】
【作用】この方法によれば、いかに複雑な形状でも単純
な形状の単位ブロックに分割して印刷・加工できるため
製造上ワークシート当たりの製品の取れ数を大幅に上げ
ることができ、外形加工工程以後の取扱いも簡単にな
る。従ってフレキシブル配線シートにもっとも要求され
る設計形状の大幅な自由度を与えることが容易となる。
さらに、超音波加熱による本接合方法では接合時間は
０．１〜１秒と極めて短時間でできるため単純形状化に
よる自動化のやりやすさも含めて合理的に安価に、最終
的に複雑形状のフレキシブル配線シートを製造すること
ができるものである。
【０００７】
【実施例】まず、本発明のフレキシブル配線シートの接
合方法の概要について図１〜図３により説明する。
【０００８】１ａ，１ｂはそれぞれその表面に導電性銀
インキで印刷した配線パターン２ａ，２ｂを形成したフ
レキシブル配線シートであり、３ａ，３ｂはそれぞれ上
記配線パターン２ａ，２ｂ上をオーバコートした熱可塑
性の絶縁被覆層であり、４は表面を超硬処理した平面上
の超音波振動ホーンであり、５は突起６を設けた剛性支
持体であり、フレキシブル配線シート１ａ，１ｂを超音
波振動ホーン４とで挟着して接続するものである。
【０００９】上記構成による本発明の要素の第１は加熱
に超音波を用いることであり、第２は超音波を有効に作
用させ、かつ機械的・電気的接合を高い信頼性で確保す
るため超音波振動ホーン４と剛性支持台５の両方か片方
に連続的な突起を設けることであり、第３は配線パター
ン２ａ，２ｂ上の絶縁被覆層３ａ，３ｂに熱可塑性樹脂
を用いることである。
【００１０】超音波は１０ｋHz〜４５ｋHzの通常の周波
数領域を使用すればよい。超音波振動ホーン４と剛性支
持台５の連続的な突起は、通常配線ピッチが０．３〜
２．０mmであることから突起のピッチを０．０５〜２．
０mmとし、さらに配線パターンと１ａ，１ｂと突起先端
の列に角度をもたせることが望ましい。０．０５mm以下
の突起は製作するのに困難を伴いかつ突起先端と谷の物
理的距離が短くなるため配線の電気的接合が困難になっ
てくる。２．０mmを超えると単位面積当たりの突起先端
の数が少なくなるため電気的接続信頼性を確保するため
に接合面積を大きく取らねばならず設計制約条件が大き
くなってしまう。配線パターン２ａ，２ｂに対する突起
先端の列の角度は突起が配線パターン２ａ，２ｂ上に均
一に配置されるようにすることで電気的接続信頼性の低
下をなくすためである。
【００１１】絶縁被覆層３ａ，３ｂに用いる熱可塑性樹
脂は、ポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢
酸ビニル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリウ
レタン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスチレン樹脂やクロ
ロプレンゴム、アクリルニトリルゴム、スチレンブタジ
エンゴム、天然ゴム等のゴム類の１種または２種以上を
混合または変性したものを用い、スクリーン印刷により
形成するためイソホロン、カルビトール、シクロヘキサ
ノン、ジブチルフタレート等の有機溶剤や可塑剤に前記
樹脂を溶融あるいは分散し、必要に応じてさらに酸化チ
タン、シリカ、タルク、フタロシアニンブル−等の体質
顔料や着色剤を添加して印刷する。
【００１２】本接合方法は片方が剛性配線板であっても
可能であり、より設計の自由度を上げることができ、絶
縁被覆層３ａ，３ｂに配線パターン２ａ，２ｂそれぞれ
のパターンと表面層の絶縁性を確保しうる程度の銀、
銅、ニッケル粉等の金属粉やカーボンブラックを分散さ
せることにより電気的接続信頼性が向上する。この場
合、導電粉を分散させた絶縁被覆層は剛性配線板側に形
成することが望ましく、当然のことながら連続突起を有
する剛性支持体はフレキシブル配線シート側に配置し、
剛性配線板側は平面の剛性支持体とする。
【００１３】なお、本発明の接合方法をより有効に生か
すために、配線パターンの位置合わせは画像認識処理に
よる自動位置合わせとすることが望ましい。
【００１４】以下、具体的実施例により詳細に説明す
る。 （実施例１）フレキシブル配線シート１ａ，１ｂとして
材厚７５μｍのポリエステルフィルムシートを用い、こ
の上に配線ピッチ０．６mm、配線幅０．３mmの配線パタ
ーン２ａ，２ｂをそれぞれ導電性銀インキ（東洋紡製Ｄ
Ｘ−２５０Ｈ）でスクリーン印刷にて形成するととも
に、絶縁被覆層３ａ，３ｂを上記配線パターン２ａ，２
ｂ上に全面に熱可塑性絶縁インク（藤倉化成製ＸＢ−８
０３Ａ）をスクリーン印刷して形成し、突起６のピッチ
l：０．５mmの連続突起を有する銀製の剛性支持体５
を、接合幅ｋ：５mm、突起６の先端列角度を配線パター
ン２ａ，２ｂの配線方向に対して２２．５°の角度に設
定して、フレキシブル配線シート１ａ，１ｂを超音波振
動ホーン４とで挟着し、この超音波振動ホーン４を２kg
／cm2の加圧条件で２０ｋHz、０．２秒間振動させ、フ
レキシブル配線シート１ａ，１ｂの接合を行なった。
【００１５】結果、配線パターン２ａ，２ｂ間の電気的
導通は良好であり、フレキシブル配線シート１ａ，１ｂ
の引張強度は７．８kg／cmであった。
【００１６】（実施例２）フレキシブル配線シート１
ａ，１ｂに５０μｍのポリイミドフィルムシートとし、
配線パターン２ａを１８μｍの銅箔とし、他は実施例１
と同条件にしてフレキシブル配線シート１ａ，１ｂの接
合を行った。
【００１７】結果、配線パターン２ａ，２ｂ間の電気的
導通は良好であり、フレキシブル配線シート１ａ，１ｂ
の引張強度は８．２kg／cmであった。
【００１８】（実施例３）フレキシブル配線シート１ａ
を０．６mmの剛性ガラスエポキシ配線板とし、配線パタ
ーン２ａを３５μｍの銅箔とし、絶縁被覆層３ａをスク
リーン印刷製の異方導電性皮膜（スリーボンド製３３７
０Ｆ）とし、他は実施例１と同条件にしてフレキシブル
配線シート１ａ，１ｂの接合を行った。
【００１９】結果、配線パターン２ａ，２ｂ間の電気的
導通は良好であり、フレキシブル配線シート１ａ，１ｂ
のＴ型剥離強度は１．６kg／cmであった。
【００２０】（実施例４）図３に示す剛性支持体５の突
起６のピッチl、突起６の先端列Ａ−Ｂの配線パターン
に対する角度（以下、Ａ−Ｂ角度と云う）および配線パ
ターン２ａ，２ｂのピッチ（以下、配線ピッチと云う）
を種々変更し、本発明による接合を行った時の電気的導
通性の結果を（表１）、（表２）に示す。なお、他は実
施例１と同条件にしてフレキシブル配線シート１ａ，１
ｂの接合を行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】上記（表１）（表２）より明らかなように
突起ピッチ０．０５〜２．０mmの時に良好な電気的導通
性が得られ、また、この連続的突起が配線パターンに対
して角度を有して接合した方が良好な電気的導通性が得
られることが確認された。
【００２４】なお、上記各実施例においては、それぞれ
の配線パターン２ａ，２ｂ上に熱可塑性樹脂の絶縁被覆
層３ａ，３ｂを設けたが、いずれか一方側に設けても良
く、また、剛性支持体５に突起６を設けたが、平面上の
超音波振動ホーン４側にも突起を設けても良いものであ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上のように、配線ピッチが同
じで、両方またはいずれか一方の配線パターン上に、熱
可塑性樹脂で絶縁被覆層を形成した配線シートを絶縁被
覆層を対向させて配置し、配線シートの片面に連続的に
突起を有する剛性支持体を配置し、配線シートの他方の
面に平面または連続的に突起を有する剛性支持体を配置
して加圧した状態で超音波加熱し熱可塑性樹脂の絶縁被
覆層を熱溶融させて上下シートを機械的に、かつ配線を
電気的に接続させることにより、設計自由度の高い、安
価なフレキシブル配線板を製造することができ電子機器
の小型軽量化、高密度化に貢献することができるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフレキシブル配線シートの接合方法の
一実施例の斜視図
【図２】（ａ）同接合前の側断面図 （ｂ）同接合後の側断面図
【図３】同要部である剛性支持体の斜視図
【符号の説明】
１ａ，１ｂ フレキシブル配線シート ２ａ，２ｂ 配線パターン ３ａ，３ｂ 絶縁被覆層 ４ 超音波振動ホーン ５ 剛性支持体 ６ 突起

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】配線ピッチが同じで、両方またはいずれか
    一方の配線パターン上に、熱可塑性樹脂で絶縁被覆層を
    形成した配線シートを絶縁被覆層を挟むように対向させ
    て配置し、配線シートの一方側に連続的に突起を有する
    剛性支持体を配置し、配線シートの他方の側に平面また
    は連続的に突起を有する超音波振動ホーンを配置して加
    圧した状態で超音波加熱し、上記熱可塑性樹脂の絶縁被
    覆層を熱溶融させて上下シートを機械的におよび配線を
    電気的に接続させるフレキシブル配線シートの接合方
    法。
  2. 【請求項２】剛性支持体が０．０５〜２．０mmピッチの
    連続的突起を有することを特徴とする請求項１記載のフ
    レキシブル配線シートの接合方法。
  3. 【請求項３】剛性支持体の連続的突起の先端の列が配線
    パターンに対して角度を有していることを特徴とする請
    求項１記載のフレキシブル配線シートの接合方法。
  4. 【請求項４】配線シートの一方が剛性配線板であること
    を特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線シートの
    接合方法。
  5. 【請求項５】配線パターン間および配線パターンと絶縁
    被覆層表面の電気的絶縁性が確保しうる限度内の導電粉
    体を熱可塑性樹脂に分散させて絶縁被覆層を形成したこ
    とを特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線シート
    の接合方法。
  6. 【請求項６】配線シートの配線パターンを画像認識処理
    して位置合わせした後で接合することを特徴とする請求
    項１記載のフレキシブル配線シートの接合方法。
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