JPH10261849A - フレキシブルプリント基板および接続プリント基板構造 - Google Patents
フレキシブルプリント基板および接続プリント基板構造Info
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Abstract
基板構造に関し、応力印加による剥離に対するピール
(剥離)強度の高いフレキシブルプリント基板を提供す
る。 【解決手段】 フレキシブルな樹脂フィルム上に配線パ
ターンをプリントしたフレキシブルプリント基板であっ
て、フレキシブルな配線部を構成するフレキシブル部
と、接続対象である主基板に接着され、フレキシブルな
配線部の配線を主基板上の配線に電気的に接続するため
の接続部と、前記接続部の外縁の少なくとも一部に形成
された折れ曲がり形状を有する周辺とを有する。
Description
し、特にフレキシブルプリント基板を用いたプリント基
板構造に関する。
ブルなポリイミド等の樹脂フィルム上に銅箔等の回路パ
ターンを形成したもので折り曲げ可能という特徴を有す
る。なお、本明細書において、フレキシブルプリント基
板とはテープキャリアパッケージを含む概念として用い
る。
いて、フレキシブルプリント基板は可動部と固定部とを
電気的に接続する配線部材として用いられる。液晶表示
装置(LCD)やカメラ等の可動部を有さない電子機器
においても、狭く小さなスペースに配線を収容するため
等にフレキシブルプリント基板が用いされる。いずれの
用法においても、フレキシブルプリント基板は曲げられ
ることを前提としている。
対象(主基板と呼ぶ)に半田付や異方性導電膜(AC
F)等によって電気的、機械的に接続される。主基板
は、LCDのガラス基板やエポキシ、ガラスエポキシ等
の硬質基板であり、ほとんど変形しない。フレキシブル
プリント基板が曲げられたり、振動や温度変化が与えら
れると、応力が発生し、この応力はフレキシブルプリン
ト基板と主基板との接続部に集中的に印加される。接続
部の接続強度が不十分だと、応力によってフレキシブル
プリント基板が主基板から剥離してしまうことがある。
接続強度を増すため、主基板にフレキシブルプリント基
板を接続した後、さらに両者の表面をUV硬化剤や他の
硬化剤で被覆することも行われる。このような対策を取
っても接続強度が不足することもある。また、このよう
な対策は工数の増加となり、生産コストを引き上げる。
に、主基板に接続されたフレキシブルプリント基板は応
力印加によって剥離することもある。
するピール(剥離)強度の高いフレキシブルプリント基
板を提供することである。
レキシブルプリント基板が剥離しにくい接続プリント基
板構造を提供することである。
ば、フレキシブルな樹脂フィルム上に配線パターンをプ
リントしたフレキシブルプリント基板であって、フレキ
シブルな配線部を構成する幅狭のフレキシブル部と、接
続対象である主基板に接着され、フレキシブルな配線部
の配線を主基板上の配線に電気的に接続するための幅広
の接続部と、前記接続部に形成され、主基板の辺に沿う
ように配置され、前記フレキシブル部を接続した領域内
から外側に延在し信号配線パターンよりも幅が広い導電
性接着面とを有するフレキシブルプリント基板が提供さ
れる。
な樹脂フィルム上に配線パターンをプリントしたフレキ
シブルプリント基板であって、フレキシブルな配線部を
構成するフレキシブル部と、接続対象である主基板に接
着され、フレキシブルな配線部の配線を主基板上の配線
に電気的に接続するための接続部と、前記接続部に形成
され、少なくとも接続部のフレキシブル部側角部におい
て接続部内部から外側に向かって凸の曲率を有する外側
境界を有する接着面とを有するフレキシブルプリント基
板が提供される。
ブルな樹脂フィルム上に配線パターンをプリントしたフ
レキシブルプリント基板であって、フレキシブルな配線
部を構成するフレキシブル部と、接続対象である主基板
に接着され、フレキシブルな配線部の配線を主基板上の
配線に電気的に接続するための接続部と、前記接続部の
外縁の少なくとも一部に形成された折れ曲がり形状を有
する周辺とを有するフレキシブルプリント基板が提供さ
れる。
接続部にフレキシブルプリント基板の接続部を接着した
接続プリント基板構造であって、両接続部の外縁の少な
くとも一方が折れ曲がり形状の周辺を有する接続プリン
ト基板構造が提供される。
すいのは、接続部に斜め方向からの応力が印加された時
である。
とし、フレキシブル部との接続領域内側から外側に延在
する導電性接着面を備えることにより、斜め方向からの
応力が分散され、剥離し難くなる。
いて内部から外側に向かって凸の曲線状外側境界を有す
る接着面を備えることにより、斜め方向から印加される
応力が点ではなく面で受けられる。応力が分散し、フレ
キシブルプリント基板が剥離し難くなる。
て主基板に接着した場合、接着面積よりも接着部の周辺
長が剥離強度に影響することが判明した。接着部の周辺
長を長くすることにより、剥離に対するピール強度が増
加する。
従来技術によるフレキシブルプリント基板を説明する。
に、フレキシブルプリント基板115の接続部が接続さ
れている。接続部において、領域120は、半田、異方
性導電膜(ACF)等によってフレキシブルプリント基
板115が主基板111に接続されている領域であると
する。
ト基板115の下側左辺を右側上方に持ち上げるような
応力が印加されたとする。このような応力は、接続部の
コーナーである点Xに集中して印加される。応力集中の
結果、接続領域120が点X近傍で剥離し始めるとフレ
キシブルプリント基板115は主基板111から容易に
剥離してしまう。
明する。図1(A)〜(C)は、本発明の実施例による
主基板とフレキシブルプリント基板との接続形態を示
す。図1(A)は、接続部の断面図、図1(B)および
(C)は、それぞれフレキシブルプリント基板の裏面を
示す平面図および主基板の表面を示す平面図である。
持基板12上に配線パターン13が形成されたものであ
る。また、フレキシブルプリント基板15は、フレキシ
ブルな樹脂フィルム16上に配線パターン17が形成さ
れたものである。主基板上の配線パターン13とフレキ
シブルプリント基板上の配線パターン17とは、半田層
19によって機械的および電気的に接続されている。
μm、たとえば12.5μm、25μmのポリイミドフ
ィルムである。配線パターン17は、最小パターン幅
0.15mm〜0.2mm、パターン間隔0.15mm
〜0.2mm、厚さ10μm〜40μm、たとえば35
μmの銅箔で形成される。
合はガラス基板であり、他の場合は主にエポキシやガラ
スエポキシの硬質基板である。
リント基板15の裏面上には、配線パターン17a〜1
7zが形成されている。フレキシブルプリント基板15
の樹脂フィルム16は、図中右側に示す一定幅のフレキ
シブル部16aと、フレキシブル部16aに比べ幅広に
形成された接続部16bとを含む。
2と、接続部16bの右辺s3、s4とはほぼ直交して
いる。言い換えると、樹脂フィルム16は、辺s1、s
2で画定される幅狭部から、ほぼ直角に張り出す辺s
3、s4を介して、辺s5、s6で画定される幅広部へ
と延在する。幅狭部がフレキシブルな配線部を構成し、
幅広部が接続部を構成する。
a〜17zは、一定幅でフレキシブル部16aから接続
部16bの端部まで延在している。なお、配線パターン
17a〜17zの内最も外側に配置された2つの配線パ
ターン17a、17zが他の配線パターン17b、17
c、...よりも幅広に設計されている場合を示してい
るが、同一幅の配線としてもよい。電源配線等の幅広配
線パターンと、信号配線等の幅狭配線パターンとを用い
る場合は、図に示すように幅広の配線パターンを両側に
配置することが好ましい。
て両側に幅が拡大されている。この拡大領域において、
樹脂フィルムの右辺s3、s4に沿うように、配線パタ
ーンと同一導電層で形成され、配線ターン17a〜17
zよりも幅広のアンカパターン14fが形成されてい
る。なお、この幅広のアンカパターン14fを接続部1
6bの両側に設ける場合を示したが、フレキシブルプリ
ント基板の使用形態に応じ、どちらか一方のみに設ける
こともできる。
は、フレキシブルプリント基板上の配線パターン17と
対応した配線パターン13が形成されている。図には主
基板の接続部の一部のみを示すが、フレキシブルプリン
ト基板の接続部が重ねられる領域においては、フレキシ
ブルプリント基板の導電パターンと鏡面対称の導電パタ
ーンが形成されている。
配線パターン13aから上方に同一導電層で形成された
アンカパターン14sが形成されている。このアンカパ
ターン14sは、接続部内で終端しており、配線として
用いられているものではない。すなわち、フレキシブル
プリント基板15上のアンカパターン14fも配線とし
て用いられるものではない。もっとも、アンカパターン
を配線パターンの一部として用いてもよい。
ーン14fは、主基板11上のアンカパターン14sに
ハンダ付けされる。
に、フレキシブルプリント基板15が曲げられ、フレキ
シブル部と接続部の交点である点Xに応力が印加された
された場合を考える。応力は、配線パターン17aと連
続するアンカパターン14fによって受けられる。応力
印加点Xを挟む上下に延在した領域で応力が受け止めら
れるため、フレキシブルプリント基板15は容易には剥
離しなくなる。
ーンにより剥離強度を増大する場合を説明したが、配線
として用いる配線パターンにより同様の構成を実現して
もよい。ハンダ付け等によりフレキシブルプリント基板
と主基板とが接続される接続領域において、フレキシブ
ル部との接続境界を左方に延長した領域Hの内側から外
側にかけて接着パターンが辺s3ないしs4に沿って延
在することが重要である。
例を示す。図2(A)においては、主基板11とフレキ
シブルプリント基板15との接続部においてアンカパタ
ーン14がフレキシブル部15aとの接続境界の延長領
域Hの内側から両外側に向けて延在している。このアン
カパターン14は、配線としては用いられず、配線パタ
ーンとは分離されたダミーパターンとして形成されてい
る。他の点は図1に示す実施例と同様である。
の構成を示す。フレキシブルプリント基板15の接続部
15bにおいては、その全面に異方性導電膜25が積層
されている。異方性導電膜25は、主基板に圧着される
ことにより、全面が接着面となる。従って、フレキシブ
ル部15aの幅に対し、拡大した幅を有する接続部15
bは、フレキシブル部15aとの接続境界の接続部内の
延長領域Hの内側から外側に向かって延在する接着面を
提供する。
の樹脂フィルムの形状の例を示す。樹脂フィルム16の
外縁は、フレキシブル部を構成する直線状辺s1から接
続部の主基板11の縁に沿った辺s3に至る前に、徐々
に方向を変えた拡張辺s11を有する。拡張辺s11に
よって図1に示したフレキシブル部16aと接続部16
bを結ぶ連結部18が形成されている。辺s1と辺s3
とが直交して交わる構成と比べ拡張辺s11が存在する
ことにより、フレキシブルプリント基板15が切断し難
くなる。なお、アンカパターン14は前述の例と同様接
続部15bとフレキシブル部15aとの接続境界の接続
部への延長領域H内側から外側に向かって延在してい
る。
の延長によって画定される領域の内側から外側に配置す
るとさらにピール強度増大のために好ましい。
シブルプリント基板の構成例を示す。
ント基板15は一定の幅を有する短冊形状であり、接続
部もフレキシブル部と同一の幅を有する。最も外側の配
線パターン17は、接続部内において外側に曲げられ、
緩やかに方向を変化させながら接続部端部に向かって延
在している。主基板11上の配線パターン13も、配線
パターン17に対応した形状を有する。接続部におい
て、配線パターン17の外側境界が、接続部のフレキシ
ブル部側角部において、内側から外側に向かって凸の曲
率を有する滑らかな曲線形状に形成されていることが特
徴である。
より、斜め方向から応力Fが印加された時、配線パター
ン17は応力Fを線で受けることとなり、点で受ける場
合と比べピール強度が増加する。なお、曲率を有する接
着面を配線パターンで形成する場合を説明したが、図上
方のアンカパターン14で示すようにダミーパターンで
同様の曲率を有する接着面を形成してもよい。
る接着面形状を形成する場合を示す。フレキシブルプリ
ント基板15の接続部には、角部を丸められた異方性導
電膜20が積層されている。この異方性導電膜20が、
フレキシブルプリント基板15と主基板11との間の接
着面を提供する。接着面が滑らかに方向を変化させる曲
線上外縁を有することにより、どの方向から応力が印加
されても応力が点状部分に集中することが防止される。
なお、異方性導電膜20が主基板11側角部でも丸めら
れた形状を有する場合を図示したが、フレキシブルプリ
ント基板15の主基板側端部では異方性導電膜がフレキ
シブルプリント基板の全幅に拡がり角部を形成してもよ
い。この部分には応力が集中することがないためであ
る。
らず、絶縁領域をも接着面として提供することができ
る。さらに、全面を圧着するだけで電気的、機械的接続
を形成することができるため、製造工程も簡略化でき
る。
キシブルプリント基板を主基板に接着した場合、フレキ
シブルプリント基板の接着強度は接着面の面積よりも接
着面周辺の周辺長に依存することを見い出した。
シブルプリント基板の構成を示す。これらの構成例にお
いて、フレキシブルプリント基板の接続部裏面には全面
に異方性導電膜が積層されているものとする。
ント基板15の接続部15bにおいては、周辺が直線状
の斜辺を有するジグザグ形状に成形されている。ジグザ
グ形状とすることにより、直線的辺を有する矩形形状と
比べ、周辺長が増大する。2点を結ぶ最短距離は直線で
あるが、2点をジグザグ状の辺で結ぶことにより、周辺
長を任意に拡大することができる。
ント基板15の接続部15bにおいて、周辺31は波形
形状に成形されている。たとえば、半円状の辺の連続で
形成された波形の周辺は、直線状の辺のπ倍の周辺長を
提供する。
ント基板15の接続部15bにおいて、周辺32は矩形
状領域に外側からスリットが形成された形状に成形され
ている。スリットの数と深さとにより広い範囲で周辺長
の増大を実現することができる。
リント基板は、接続部の周辺が凹凸を有する形状に成形
されている。凹凸が無い場合に較べ少なくなくとも10
%以上、好ましくは20%以上、さらに好ましくは30
%以上周辺長を増大させることが好ましい。周辺長の増
大により、ピール強度を増加させることができる。な
お、フレキシブルプリント基板15の接続部15bにお
いて、全周辺を凹凸を有するパターンに形成する場合を
説明したが、凹凸パターンは周辺の一部に存在してもよ
い。この場合、凹凸パターンを形成した領域において、
上述の周辺長の増大を行えばよい。
るための図である。図5(A)は、フレキシブルプリン
ト基板15の接続部15bにおいて周辺の一部に図4
(B)に示したような波形パターン31を形成した場合
を示す。波形パターン31は、接続部の一部の辺にのみ
形成されている。たとえば、2mmφのドリル孔を、2
mm間隔で形成することにより、ピッチ2mm、凹凸の
深さが約1mmの波形を形成する。なお、波形凹凸パタ
ーン31に接する領域には、配線パターンと共にダミー
配線パターン35を形成してもよい。
社(東京都)から入手できる高分子コネクタ膜を用い
た。この高分子コネクタ膜は、エポキシ系バインダ中に
樹脂粒子にNi/Auメッキを施した導電粒子が分散し
た構成である。
2mmの波形凹凸を形成した場合と形成しなかった場合
とを実験的に比較した。波形を形成しなかった場合ピー
ル強度は98gであったのに対し、上述の波形を形成し
た場合ピール強度は189gに増大した。
部面積は減少している。接続面積の減少に関わらずピー
ル強度が増大した実験結果は、接続領域の周辺長が接続
領域の面積よりもピール強度に影響を与えることを示し
ている。以下、異方性導電膜の接着形態を考察する。
いた場合の断面形状を示す。図5(B)は、圧着前の断
面形状を示す。主基板11の上に、フレキシブルプリン
ト基板15が異方性導電膜37を介して配置されてい
る。
15を主基板11に向かって圧着した状態を示す。圧力
により、フレキシブルプリント基板15がΔt降下する
ものとする。フレキシブルプリント基板15が押し下げ
られることにより、異方性導電膜37は外側にはみ出
し、フレキシブルプリント基板15の両側にはみ出し部
37aを形成する。はみ出し部37aの幅をyとする。
状にした時の接続部の断面形状の例を示す。図5(D)
は、フレキシブルプリント基板15の隣接する領域間を
押し出された異方性導電膜のはみ出し部37bが接続し
た場合を示す。図5(E)は、フレキシブルプリント基
板15によって押し出された異方性導電膜のはみ出し部
37cが、互いに分離された状態を保っている場合を示
す。
プリント基板の接続部周辺をジグザク形状に形成して
も、図5(D)に示すように、異方性導電膜のはみ出し
部が互いに接続してしまうと、接続強度の増大は少な
く、図5(E)に示すように、はみ出し部37cが互い
に分離された状態を保つことにより、接続強度の顕著な
増大を得られることが判った。
ためには、フレキシブルプリント基板の周辺にジグザク
形状を形成する際、そのパターン間の距離を一定値以上
に保つことが好ましい。
2等辺三角形を形成するとすれば、はみ出し部37aの
断面積はy2 /2である。
ような簡単な構成を考察する。図5(F)に示すよう
に、幅a、長さbの矩形状パターンが、間隔xで周期的
に配置されていると考える。この時、各パターンがΔt
押し下げられることにより押し出される異方性導電膜の
体積は、abΔtとなる。はみ出しが全周に渡って生じ
るとすれば、はみ出しの生じる周辺長は2(a+b)で
ある。
はみ出し部が形成されるとすれば、はみ出し部分の体積
は(a+b)y2 である。
ン外側にはみ出している量とは等しいはずであるから、
(a+b)y2 =abΔtが成立し、y=〔abΔt/
(a+b)〕1/2 となる。従って、x>2y=2〔ab
Δt/(a+b)〕1/2 であれば、図5(E)に示すよ
うにはみ出した異方性導電膜を分離した状態のまま保つ
ことができる。
デルに基づいてものであり、厳密なものではない。実際
にジグザク形状を有する周辺を持つフレキシブルプリン
ト基板を用いる場合のジグザクパターン間の距離に対す
る下限の目途と考えるべきであろう。
を接着する場合、その接着強度を高めるためにフレキシ
ブルプリント基板の接着部周辺の形状を調整する場合を
説明した。フレキシブルプリント基板の形状を調整する
場合と同等の効果が主基板の形状を調整することによっ
ても得られることは自明であろう。
工を施した場合の構成例を示す。図6(A)において、
主基板11の接続部において、主基板の外縁41は、波
形のジグザグ輪郭を形成するように加工されている。な
お、この波形形状41は、接着面端部において実現され
ていればよく、主基板11の全厚さに渡る必要はない。
部の外縁が、スリット42の形状に切り込み加工されて
いる。このスリット42も主基板11の全厚さに形成さ
れる必要はなく、接続部表面に形成されていればよい。
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。
主基板に接続するフレキシブルプリント基板の剥離に対
するピール強度を増大することができる。
板と主基板の接続構造を説明するための断面図および平
面図である。
る。
ト基板と主基板の接続構造を説明するための平面図であ
る。
ト基板と主基板の接続構造を説明するための平面図であ
る。
めの平面図および断面図である。
平面図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 フレキシブルな樹脂フィルム上に配線パ
ターンをプリントしたフレキシブルプリント基板であっ
て、 フレキシブルな配線部を構成する幅狭のフレキシブル部
と、 接続対象である主基板に接着され、フレキシブルな配線
部の配線を主基板上の配線に電気的に接続するための幅
広の接続部と、 前記接続部に形成され、主基板の辺に沿うように配置さ
れ、前記フレキシブル部を接続した領域内から外側に延
在し信号配線パターンよりも幅が広い導電性接着面とを
有するフレキシブルプリント基板。 - 【請求項2】 前記導電性接着面が半田付部である請求
項1記載のフレキシブルプリント基板。 - 【請求項3】 フレキシブルな樹脂フィルム上に配線パ
ターンをプリントしたフレキシブルプリント基板であっ
て、 フレキシブルな配線部を構成する幅狭のフレキシブル部
と、 接続対象である主基板に接着され、フレキシブルな配線
部の配線を主基板上の配線に電気的に接続するための幅
広の接続部と、 前記接続部の全面上に積層された異方性導電膜とを有す
るフレキシブルプリント基板。 - 【請求項4】 前記フレキシブル部が前記接続部との境
界近傍で接続部に向かって単調に増大する幅を有する請
求項1〜3のいずれかに記載のフレキシブルプリント基
板。 - 【請求項5】 フレキシブルな樹脂フィルム上に配線パ
ターンをプリントしたフレキシブルプリント基板であっ
て、 フレキシブルな配線部を構成するフレキシブル部と、 接続対象である主基板に接着され、フレキシブルな配線
部の配線を主基板上の配線に電気的に接続するための接
続部と、 前記接続部に形成され、少なくとも接続部のフレキシブ
ル部側角部において接続部内部から外側に向かって凸の
曲率を有する外側境界を有する接着面とを有するフレキ
シブルプリント基板。 - 【請求項6】 前記接着面が半田付部である請求項5記
載のフレキシブルプリント基板。 - 【請求項7】 前記接着面が、前記接続部の中央部上に
積層された異方性導電膜である請求項5記載のフレキシ
ブルプリント基板。 - 【請求項8】 前記曲率を有する外側境界より外側には
他の接着面は存在しない請求項5〜7のいずれかに記載
のフレキシブルプリント基板。 - 【請求項9】 フレキシブルな樹脂フィルム上に配線パ
ターンをプリントしたフレキシブルプリント基板であっ
て、 フレキシブルな配線部を構成するフレキシブル部と、 接続対象である主基板に接着され、フレキシブルな配線
部の配線を主基板上の配線に電気的に接続するための接
続部と、 前記接続部の外縁の少なくとも一部に形成された折れ曲
がり形状を有する周辺とを有するフレキシブルプリント
基板。 - 【請求項10】 さらに、前記接続部の全面上に積層さ
れた異方性導電膜を有する請求項9記載のフレキシブル
プリント基板。 - 【請求項11】 前記折れ曲がり形状は直線的距離より
10%以上長い周辺長を形成する請求項9記載のフレキ
シブルプリント基板。 - 【請求項12】 前記折れ曲がり形状は直線的距離より
30%以上長い周辺長を形成する請求項9記載のフレキ
シブルプリント基板。 - 【請求項13】 前記折れ曲がり形状は波形を有する請
求項9記載のフレキシブルプリント基板。 - 【請求項14】 前記折れ曲がり形状は外側から切り込
んだはスリット形状を有する請求項9記載のフレキシブ
ルプリント基板。 - 【請求項15】 前記折れ曲がり形状は直線状斜辺を有
するジグザグ形状を有する請求項9記載のフレキシブル
プリント基板。 - 【請求項16】 主基板の接続部にフレキシブルプリン
ト基板の接続部を接着した接続プリント基板構造であっ
て、両接続部の外縁の少なくとも一方が折れ曲がり形状
の周辺を有する接続プリント基板構造。 - 【請求項17】 前記折れ曲がり形状は直線的距離より
10%以上長い周辺長を有する請求項16記載の接続プ
リント基板構造。 - 【請求項18】 前記両接続部は異方性導電膜を介して
接着されている請求項16または17記載の接続プリン
ト基板構造。 - 【請求項19】 液晶表示パネルと、液晶表示パネルを
構成する基板に接続されるフレキシブルプリント基板を
備え、フレキシブルプリント基板が請求項1〜15記載
のものである液晶表示装置。
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