JPH06314866A - フレキシブル基板およびその接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレキシブル基板とガラス基板との接続部の
信頼性の向上を図り、ガラスクラックの発生を防止す
る。 【構成】 フレキシブル基板７は２枚のポリイミドフィ
ルム１０，１１により導体パターン１２を挟んで接着形
成される。導体パターン１２は、所定ピッチで多数本形
成され、先端部１２ａのポリイミドフィルム１０，１１
に窓部１０ａ，１１ａが形成されて露出する状態とされ
る。フレキシブル基板７の接続端子部７ａは、ガラス基
板３の配線パターン６にハンダ付けにより接続され、こ
の後、樹脂封止工程で、窓部１０ａ，１１ａを介して樹
脂２４が塗布され、接続端子部７ａ全体を覆うように封
止される。ハンダ付け工程では、フレキシブル基板７に
窓部１０ａ，１１ａを形成しているのでガラス基板３に
与える熱応力を緩和してクラックの発生を防止し、樹脂
２４により確実に接続端子部７ａが封止できるので信頼
性の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接続用導体とこれを覆
うフィルム状保護体とからなるフレキシブル基板および
そのフレキシブル基板を接続用の配線パターンを備えた
基板に接続する接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶モジュールなどの電子
表示装置に使用されるガラス基板においては、半導体素
子や電子部品などをハンダで接合するようにしたＣＯＧ
（チップオンガラス）実装技術が主として用いられてい
る。そして、このような電子表示装置と外部電子回路と
の接続においては、従来のプリント回路基板と異なるフ
レキシブルプリント回路基板（以下、フレキシブル基板
と略称する）を用いることが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
場合に、フレキシブル基板を上述のガラス基板にハンダ
接合により接続する場合には、局部的に加熱されること
により接続部直下に熱応力が加わるため、ガラス基板に
クラックが発生しやすくなる問題がある。そこで、従来
では、接続時における熱応力を緩和してガラス基板の耐
熱衝撃性寿命を向上させ、接続部における信頼性の向上
を図ることが必要とされている。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、フレキシブル基板の接続において、接
続される基板の耐熱衝撃性寿命を向上させ接続部の信頼
性の向上を図ることができるようにしたフレキシブル基
板およびその接続方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のフレキシブル基
板は、複数本の接続用導体と、これを覆う可撓性を有す
るフィルム状保護体とからなり、前記接続用導体の一部
を露出させて接続端子部を構成するフレキシブル基板を
対象とするものであり、前記接続端子部の接続用導体の
周囲部に前記フィルム状保護体の厚さ方向に貫通する複
数の孔部を設けて構成したところに特徴を有する。

【０００６】また、本発明のフレキシブル基板の接続方
法は、複数本の接続用導体とこれを覆う可撓性を有する
フィルム状保護体とからなり接続用導体の一部を露出さ
せて接続端子部を構成するフレキシブル基板を接続用の
配線パターンを備えた基板に接続する方法を対象とする
ものであり、前記接続端子部の接続用導体の周囲部に前
記フィルム状保護体の厚さ方向に貫通する複数の孔部を
設け、前記フレキシブル基板の接続端子部の接続用導体
を前記基板の配線パターンにハンダ付けにより接続する
ハンダ付け工程と、前記ハンダ付け工程において接続さ
れた前記フレキシブル基板の接続端子部に絶縁性を有す
る樹脂を前記孔部を介して充填し、そのハンダ付け接合
部を覆うように樹脂封止部を形成する樹脂封止工程とか
ら構成したところに特徴を有する。

【０００７】

【作用】請求項１記載のフレキシブル基板によれば、接
続端子部の接続用導体の周囲部にフィルム状保護体の厚
さ方向に貫通する複数の孔部を設けているので、接続用
の配線パターンを備えた基板に接続端子部をハンダ付け
により接続する場合に、接続用導体がフィルム状保護体
の熱応力を受けることなくハンダ付けを行うことがで
き、接続する基板として例えばガラス基板を用いる場合
でも、熱応力による歪みを与えることがなくなるので、
そのガラス基板にクラックなどを発生させることがなく
なる。また、接続部分を樹脂で封止する場合に、複数の
孔部を介して外側からハンダ付けされた部分に充填する
ことができるので、接続用導体間の隙間にも簡単且つ確
実に充填できて接続部の信頼性の向上を図ることができ
る。

【０００８】請求項２記載のフレキシブル基板の接続方
法によれば、上述のように構成されたフレキシブル基板
を用いるので、接続用の配線パターンを備えた基板に接
続する場合に、ハンダ付け工程においては、接続端子部
の接続用導体を前記基板の配線パターンにハンダ付けす
る際に、例えばガラス基板を用いる場合でも熱応力によ
る歪みを与えることがなくなるので、ガラス基板にクラ
ックなどを発生させることがなくなり、続く樹脂封止工
程においては、フレキシブル基板の複数の孔部を介して
外側からハンダ付けされた部分に樹脂を充填することが
できるので、接続用導体間の隙間にも簡単且つ確実に充
填できるようになり、接続部の信頼性の向上を図ること
ができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をＴＦＴ−ＬＣＤモジュール
（薄膜トランジスタ−液晶表示素子モジュール）に接続
するフレキシブル基板に適用した場合の一実施例につい
て図１ないし図８を参照して説明する。すなわち、ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤモジュール１の全体構成を示す図３におい
て、ＴＦＴ−ＬＣＤにより形成される矩形状の表示部２
は無アルカリガラス製のガラス基板３に配設されてい
る。このガラス基板３には、表示部２の周囲に位置し
て、表示部２を駆動するための多数の半導体素子４およ
びチップコンデンサ５が配設されると共に、ガラス基板
３上に形成された配線パターン（図示せず）の接続部導
体６（図１参照）にはフレキシブル基板７，７がそれぞ
れ接続されている。この場合、各半導体素子４は、ガラ
ス基板３に形成された配線パターンの所定位置にハンダ
付けにより接続され、チップコンデンサ５は例えば銀ペ
ーストにより接続されている。なお、フレキシブル基板
７，７の接続については後述する。

【００１０】また、ガラス基板３の表示部２の外周部に
位置する多数の半導体素子４，チップコンデンサ５およ
びフレキシブル基板７，７の接続部分などが配設された
実装部３ａ全体には、防湿性樹脂８（図１参照）がコー
ティングされており、さらに、ガラス基板３の周縁部３
ｂの上面部分には土手部を形成する防湿性樹脂９（図１
参照）が配設され、防湿性樹脂８の高さよりも高い位置
に盛り上げた状態に形成されている。

【００１１】フレキシブル基板７は、図４および図５に
示すように、フィルム状保護体としての可撓性を有する
２枚のポリイミドフィルム１０，１１により、接続用導
体としての複数本の銅箔製の導体パターン１２を挟んで
接着した３層構造に形成されている。そして、フレキシ
ブル基板７の先端部には接続端子部７ａが設けられ、基
端部には図示しないコネクタに接続されるコネクタ部７
ｂが設けられている。そして、コネクタ部７ｂにはポリ
イミドフィルム１０を補強する補強板としてのポリエス
テルフィルム１３が接着されている。

【００１２】フレキシブル基板７において、その接続端
子部７ａには、導体パターン１２を露出するようにポリ
イミドフィルム１０および１１に窓部１０ａおよび１１
ａが形成されている。なお、この窓部１０ａおよび１１
ａは、複数の孔部を形成しているもので、本実施例にお
いてはポリイミドフィルム１０，１１に各ひとつの窓部
を形成することにより、導体パターン１２の各導体の周
囲部がフレキシブル基板７の厚さ方向に貫通する複数の
孔部が形成されるのである。

【００１３】導体パターン１２は、後述するように、ポ
リイミドフィルム１０に銅箔を接着した状態でエッチン
グにより形成されるもので、図６に示すように、各導体
パターン１２の先端部１２ａは、その導体幅および配置
間隔であるピッチが窓部１０ａ，１１ａにて露出する部
分が弛んだりしない程度で且つハンダ付けが可能となる
ように設定されている。そして、導体パターン１２の基
端部１２ｂは、先端部１２ａよりも幅広のパターンに形
成されており、この部分のポリイミドフィルム１１が除
去されている。導体パターン１２の先端部１２ａの近傍
には製作時に必要となる位置合わせパターン１２ｃ，１
２ｃが形成されている。

【００１４】次に、上記フレキシブル基板６の製造工程
について図７を参照しながら説明する。すなわち、ま
ず、同図（ａ）に平面図で示すように、例えばベースと
なる４枚分のフレキシブル基板７を一度に形成するポリ
イミドフィルム１４の所定位置に孔１４ａ，１４ｂを打
ち抜き形成する。この場合、ベースとなるポリイミドフ
ィルム１４は、フレキシブル基板７ではポリイミドフィ
ルム１１に相当している。また、孔１４ａは窓部１１ａ
に相当している。

【００１５】続いて、同図（ｂ）に断面図で示すよう
に、ポリイミドフィルム１４に導体パターン１２を形成
するための銅箔１５を接着剤にて貼り合わせる。この
後、同図（ｃ）に同じく断面図で示すように、エッチン
グパターンを用いて銅箔１５をエッチング処理し、導体
パターン１２を形成する。なお、同図（ｃ）に示してい
るのは１枚分の導体パターン１２に対応するものであ
る。導体パターン１２が形成されると、同図（ｄ）に断
面図で示すように、カバーとなるポリイミドフィルム１
６を貼り合わせる。この場合、ポリイミドフィルム１６
は、ポリイミドフィルム１４と同様に、４枚分のフレキ
シブル基板７を一度に形成するもので、所定位置にあら
かじめ孔１６ａが打ち抜き形成されている。この場合、
カバーとなるポリイミドフィルム１６は、フレキシブル
基板７ではポリイミドフィルム１０に相当している。ま
た、孔１６ａは窓部１０ａに相当している。

【００１６】次に、同図（ｅ）に断面図で示すように、
補強板としてのポリエステルフィルム１３をポリイミド
フィルム１６に貼り合わせ、続いて、同図（ｆ）に示す
ように、孔１４ａ，１４ｂおよび１６ａに露出した導体
パターン１２に電気メッキによりハンダ層１７を付着さ
せる。この後、全体を所定外形に打ち抜くことにより、
同図（ｇ）に示すようなフレキシブル基板７を形成する
（図５に示したものと同じ）。

【００１７】図８は、フレキシブル基板７をガラス基板
３に接続する工程について示したもので、以下に説明す
る。すなわち、まず、同図（ａ）に示すように、ハンダ
１８が溶融されたハンダ槽１９に、フレキシブル基板７
の接続端子部７ａを浸して導体パターン１２の導体部１
２ａにハンダ１８を付着させる。次に、同図（ｂ）に断
面図で示すように、ハンダ付け工程として、フレキシブ
ル基板７の接続端子部７ａの導体パターン１２をガラス
基板３の接続用導体６上に位置合わせし、フラックス２
０を塗布した状態でポリイミドフィルム２１を介して加
熱し、導体パターン１２の導体部１２ａに付着させてい
たハンダ１９を溶かして接続用導体６に接続する。そし
て、同図（ｃ）に示すように、全体を有機溶剤２２の槽
２３に浸して洗浄し、接続端子部７ａに塗布したフラッ
クス２０を溶かす。

【００１８】次に、同図（ｄ）に断面図で示すように、
樹脂封止工程として、フレキシブル基板７の接続端子部
７ａに窓部１０ａ，１１ａを介してエポキシ樹脂２４を
ディスペンサ２５により塗布し、接続端子部７ａ全体が
エポキシ樹脂２４で覆われるようにして封止する。この
後、同図（ｅ）に示すように、ガラス基板３およびこれ
に接続されたフレキシブル基板７，７を恒温槽２６に入
れて、例えば温度１２０°Ｃにて５時間程度加熱してエ
ポキシ樹脂２４を熱硬化させる。そして、以上によりフ
レキシブル基板７の接続端子部７ａとガラス基板３の接
続用導体６との接続工程を終了する。

【００１９】図１および図２は、上述のようにして形成
された接続端子部７ａの断面を示すもので、フレキシブ
ル基板７の導体パターン１２は接続部１２ａにおいてそ
れぞれがガラス基板３の接続用導体６とハンダ１９によ
り接続され、その周囲にはエポキシ樹脂２４が隙間なく
充填された状態に形成されている。また、エポキシ樹脂
２４により封止された接続端子部７ａは、さらに防湿性
樹脂８および９により覆われるようにして形成されてお
り、全体の防湿性が保持されるように形成されている。

【００２０】次に、発明者は、本実施例の効果である信
頼性向上が図れることを裏付けるために評価試験を行っ
たので、その結果について図９ないし図１１を参照しな
がら述べる。信頼性評価の試験としては、フレキシブル
基板の接続端子部における耐ヒートサイクル性寿命をみ
るために、冷熱サイクル試験を行った。この冷熱サイク
ル試験は、例えば、試験対象物を内部温度が−４０度と
１２５度とに設定されたの２つの恒温槽内に３０分ずつ
交互に載置するもので、例えば１０００サイクル実施し
ている。このように交互に冷熱の雰囲気にさらされるこ
とにより、フレキシブル基板の接続端子部が急激に大き
な熱応力を受けるように設定してその耐久性を外観的な
面および電気的な面から判定するものである。

【００２１】冷熱サイクル試験において用いた試験対象
物を、図９ないし図１１に示す。すなわち、図９ないし
図１１には、従来構成のフレキシブル基板ａから本実施
例のフレキシブル基板７に至るまでの開発過程における
構成を示しており、図９および図１０の（ａ），（ｂ）
には従来構成のフレキシブル基板ａをガラス基板ｂに接
続した状態の縦断正面および縦断側面を示している。

【００２２】この場合、フレキシブル基板ａは、本実施
例におけるフレキシブル基板７のように接続端子部７ａ
に相当する部分に窓部１０ａ，１１ａが形成されていな
い構成のものである。そして、図９におけるフレキシブ
ル基板ａでは、樹脂封止工程において塗布した樹脂ｃが
接続用導体パターン間に充填されている。また、図１０
におけるフレキシブル基板ａでは、塗布した樹脂ｄが接
続用導体パターン間に充填されていない部分つまり樹脂
未充填部ｅが残っている。

【００２３】また、図１１に示すフレキシブル基板ｆ
は、この試験を行うにあたって本実施例を若干変形した
構成としているが、本発明に含まれることは勿論であ
る。すなわち、ガラス基板ｂ（ガラス基板３に相当）に
接続されたフレキシブル基板ｆは、フレキシブル基板７
と同様に、接続用導体の間に多数の孔部ｇ（孔部１０
ａ，１１ａに相当）が形成され、その孔部ｇを介して樹
脂ｄ（樹脂２４に相当）が充填されている。なお、この
場合に用いたフレキシブル基板ｆの孔部ｇは、接続用導
体の上面側のポリイミドフィルムを残した状態に形成し
たものである。

【００２４】そして、冷熱サイクル試験の結果、図９に
示したフレキシブル基板ａにおいては、封止した樹脂ｃ
の線膨張係数が大きいため、ガラス基板ｂにクラックが
発生し、外観的に不良となると共に電気的にも導通状態
が不良となった。また、図１０に示したフレキシブル基
板ａにおいては、電気的には導通状態が保持されていた
が、樹脂ｄの線膨張係数が樹脂ｃよりも小さいものを用
いているので樹脂ｄによる熱応力が緩和されても、構造
的に従来の欠点として樹脂未充填部ｅが残っているた
め、外観的にはガラスクラックが発生する不良状態であ
った。

【００２５】一方、図１１に示したフレキシブル基板ｆ
においては孔部ｇから樹脂ｄが確実に充填された状態に
封止されているので、外観的にはガラスクラックの発生
が起こらず、また電気的にも導通状態が保持されている
良好な結果が得られた。そして、このフレキシブル基板
ｆと略同等の構造を有する本実施例におけるフレキシブ
ル基板７においても同等あるいはそれ以上の結果が予想
され、信頼性向上の効果が期待できるものである。

【００２６】このような本実施例によれば、フレキシブ
ル基板７の接続端子部７ａに、導体パターン１２の先端
部１２ａが露出するようにポリイミドフィルム１０，１
１に窓部１０ａ，１１ａを形成したので、ハンダ付け工
程においてガラス基板３に大きな熱応力を与えることが
なくなると共に、窓部１０ａ，１１ａを介して樹脂２４
を充填することができるので、接続部の周囲部に樹脂未
充填部を残すことなく確実に樹脂封止することができ、
接続部の信頼性の向上も図ることができるようになる。

【００２７】なお、上記実施例においては、複数の孔部
として窓部１０ａ，１１ａを形成したが、これに限ら
ず、導体パターン１２の先端部１２ａでポリイミドフィ
ルム１０の導体パターン１２に対応する部分を残した状
態つまり図１１に示したような多数の孔部を形成するよ
うにしても良いものである。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような優れた効果を奏することができる。すなわ
ち、請求項１記載のフレキシブル基板によれば、接続端
子部の接続用導体の周囲部にフィルム状保護体の厚さ方
向に貫通する複数の孔部を設けているので、接続用の配
線パターンを備えた基板に接続端子部をハンダ付けによ
り接続する場合に、接続用導体がフィルム状保護体の熱
応力を受けることなくハンダ付けを行うことができ、接
続する基板として例えばガラス基板を用いる場合でも熱
応力による歪みを与えることがなくなるので、ガラス基
板にクラックなどを発生させることがなくなる。また、
接続部分を樹脂で封止する場合に、複数の孔部を介して
外側からハンダ付けされた部分に充填することができる
ので、接続用導体間の隙間にも簡単且つ確実に充填でき
て接続部の信頼性の向上を図ることができるという優れ
た効果を奏する。

【００２９】請求項２記載のフレキシブル基板の接続方
法によれば、上述のように構成されたフレキシブル基板
を用いるので、接続用の配線パターンを備えた基板に接
続する場合に、ハンダ付け工程においては、接続端子部
の接続用導体を前記基板の配線パターンにハンダ付けす
る際に、例えばガラス基板を用いる場合でも熱応力によ
る歪みを与えることがなくなるので、ガラス基板にクラ
ックなどを発生させることがなくなり、続く樹脂封止工
程においては、フレキシブル基板の複数の孔部を介して
外側からハンダ付けされた部分に樹脂を充填することが
できるので、接続用導体間の隙間にも簡単且つ確実に充
填できるようになり、接続部の信頼性の向上を図ること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す要部の縦断正面図

【図２】同縦断側面図

【図３】全体構成の外観斜視図

【図４】フレキシブル基板の上面図

【図５】同下面図

【図６】配線パターンの平面図

【図７】フレキシブル基板の各製造工程を示す図

【図８】フレキシブル基板をガラス基板に接続する各工
程を示す図

【図９】（ａ）および（ｂ）は冷熱サイクル試験に用い
た従来構成のフレキシブル基板の図１および図２相当図

【図１０】他の従来構成に相当するフレキシブル基板の
図９相当図

【図１１】試験のために本実施例のフレキシブル基板を
若干変形して構成したフレキシブル基板の図９相当図

【符号の説明】

１はＴＦＴ−ＬＣＤモジュール、２は表示部、３はガラ
ス基板（基板）、４は半導体素子、５はチップコンデン
サ、６は接続部導体、７はフレキシブル基板、７ａは接
続端子部、８，９は防湿性樹脂、１０，１１はポリイミ
ドフィルム（フィルム状保護体）、１０ａ，１１ａは窓
部（複数の孔部）、１２は導体パターン（接続用配線導
体）、１２ａは先端部、１２ｂは基端部、１３はポリエ
ステルフィルム、１４はベースポリイミドフィルム、１
５は銅箔、１６はカバーポリイミドフィルム、１７はハ
ンダ層、１８はハンダ、２０はフラックス、２１はポリ
イミドフィルム、２２は有機溶剤、２４はエポキシ樹脂
（樹脂）である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の接続用導体と、これを覆う可撓
   性を有するフィルム状保護体とからなり、前記接続用導
   体の一部を露出させて接続端子部を構成するフレキシブ
   ル基板において、 前記接続端子部の接続用導体の周囲部に前記フィルム状
   保護体の厚さ方向に貫通する複数の孔部を設けたことを
   特徴とするフレキシブル基板。
2. 【請求項２】 複数本の接続用導体とこれを覆う可撓性
   を有するフィルム状保護体とからなり接続用導体の一部
   を露出させて接続端子部を構成するフレキシブル基板を
   接続用の配線パターンを備えた基板に接続する方法にお
   いて、 前記接続端子部の接続用導体の周囲部に前記フィルム状
   保護体の厚さ方向に貫通する複数の孔部を設け、 前記フレキシブル基板の接続端子部の接続用導体を前記
   基板の配線パターンにハンダ付けにより接続するハンダ
   付け工程と、 前記ハンダ付け工程において接続された前記フレキシブ
   ル基板の接続端子部に絶縁性を有する樹脂を前記孔部を
   介して充填し、そのハンダ付け接合部を覆うように樹脂
   封止部を形成する樹脂封止工程とからなることを特徴と
   するフレキシブル基板の接続方法。