WO2011055548A1

WO2011055548A1 - 基板接続構造

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Publication number: WO2011055548A1
Application number: PCT/JP2010/006524
Authority: WO
Inventors: 秀嗣迎
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2009-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2011-05-12

Abstract

　本発明の課題は、フレキシブル配線基板と取付体との接続、あるいはフレキシブル配線基板とプリント配線基板との接続において、フレキシブル配線基板の反りの発生を抑えることができる基板接続構造を提供することである。　フレキシブル配線基板（１０）と硬質配線基板（２０）とを備え、フレキシブル配線基板（１０）と硬質配線基板（２０）とが熱圧着により接続される基板接続構造において、フレキシブル配線基板（１０）の接続面と反対側の面に補強材（４０）が設けられ、補強材（４０）は、その３辺がフレキシブル配線基板（１０）の外形に沿った略コ字状を成すように配置される。この構成を採ることで、フレキシブル配線基板（１０）の接続端子部（１３）の強度向上が図れ、接続端子部（１３）の反りの発生を抑えつつ、接着剤に熱を伝え易くすることができる。そして、これによって、フレキシブル配線基板（１０）と硬質配線基板（２０）の接続をスムーズに行うことが可能となる。

Description

基板接続構造

　本発明は、フレキシブル配線基板と硬質配線基板（あるいはフレキシブル配線基板）とが熱圧着により接続される基板接続構造に関する。

　近年、携帯電話などの携帯端末や液晶ディスプレイを備えたポータブルディジタル音楽プレイヤーなどの小型電子機器においても低消費電力化、軽量化、薄型化が進んでいる。小型電子機器の薄型化においては、使用する電子部品の小型化は勿論のこと、配線基板にフレキシブル配線基板を使用したことによる恩恵も小さくはない。フレキシブル配線基板は、例えば液晶ディスプレイとメイン基板との接続に用いられる。

　フレキシブル配線基板を用いた接続構造に関する従来技術としては、例えば特許文献１及び特許文献２で開示されたものが知られている。特許文献１にはフレキシブル配線基板の接続方法が開示されており、特許文献２にはフレキシブル配線基板の接続構造及び接続方法が開示されている。

　特許文献１で開示されたフレキシブル配線基板の接続方法は、合成樹脂製フィルム上に導電パターンが設けられ、該導電パターンの上部には熱圧着型の接着層が設けられたフレキシブル配線基板と、前記導電パターンと対向する配線パターンが設けられた取付体とを設け、前記フレキシブル配線基板の接着層を下面としてこの接着層を挟んで前記導体パターンと前記配線パターンとを対応させ、前記フレキシブル配線基板の上方から熱伝導率が大きく、下端部よりその側部が上方に後退している剛体の加熱押圧部材を押圧し、前記取付体に前記フレキシブル配線基板を接続する。

　特許文献２で開示されたフレキシブル配線基板の接続構造は、電気部品を実装し、接続端子部を有する配線パターンを配設したプリント配線基板と、前記プリント配線基板の前記接続端子部に重ねて接続される接続端子部を接続部の中央部に有する配線パターンを配設し、前記接続部の前記接続端子の外側に少なくとも１つの窓部を設けたフレキシブル配線基板と、前記プリント配線基板と前記フレキシブル配線基板を熱圧着することで、前記プリント配線基板の前記接続端子部と前記フレキシブル配線基板の前記接続端子部とを電気的に接続する異方性導電フィルムを備える。

日本国特開昭６１－８５８９２号公報日本国特開２００８－１３０６０２号公報

　しかしながら、フレキシブル配線基板は合成樹脂製フィルム上に配線パターン（あるいは導電パターン）を設けたフィルム状のものであるため、強度不足から反りが発生し易く、取付体あるいは他の配線基板との接続をスムーズに行えないという課題がある。また、反りを抑えるために補強材を端子部全面に配置したり、配線基板を厚くする対策が採られているが、加熱加圧時の熱が接着剤に伝わりにくくなり、接合性（品質）を低下させる懸念がある。

　本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、フレキシブル配線基板と取付体との接続、あるいはフレキシブル配線基板と他の配線基板との接続において、フレキシブル配線基板における反りの発生を抑えつつ、接着剤に熱を伝え易くし、接合性の向上を図ることができる基板接続構造を提供することを目的とする。

　本発明の基板接続構造は、配線パターンが設けられた第１の配線基板と、熱圧着により前記第１の配線基板と接着され、前記第１の配線基板の配線パターンに接続される複数の配線パターンが設けられた接続端子部を有する第２の配線基板と、前記第１の配線基板の前記第２の配線基板に向かう面の反対側の面に設けられ、前記第１の配線基板の前記第２の配線基板に向かう面の反対側の面に設けられ、前記接続端子部の少なくとも一部を囲む補強材と、を備え、前記補強材には、少なくとも前記第２の配線基板の持つ複数の配線パターンそれぞれによって挟まれる箇所に対応する部分に開口が設けられている。
　上記構成によれば、補強材が第１の配線基板の強度を確保するので、第１の配線基板の反りの発生を抑えることができる。また、第２の配線基板の持つ複数の配線パターンそれぞれによって挟まれる箇所に対応する部分に開口が設けられているので、組み立て時に配線パターン間に流入又は充填された接着剤に、開口を介して熱を伝えることができる。すなわち、第１の配線基板の反りを抑えつつ、熱圧着をスムーズに行うことが可能となる。なお、本発明の基板接続構造で言う「開口」には、周囲が囲まれたもののみならず、コの字状のものなどの、周囲が一部切り欠かれたものも含む。

　本発明の基板接続構造は、第１の配線基板と、第２の配線基板と、を備え、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とが熱圧着により接続される基板接続構造において、前記第１の配線基板の接続面と反対側の面に補強材が設けられ、３辺が前記第１の配線基板の外形に沿った略コ字状を成すように前記補強材が配置された。

　上記構成によれば、第１の配線基板の接続面と反対側の面に設けた略コ字状を成す補強材が第１の配線基板の強度を確保するので、第１の配線基板の反りの発生を抑えることができる。これにより、第２の配線基板との接続をスムーズに行うことが可能となる。

　上記構成において、前記第１の配線基板は、フレキシブル配線基板である。

　上記構成において、前記補強材は、絶縁材料からなる。

　本発明の基板接続構造は、第１の配線基板と、第２の配線基板と、を備え、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とが熱圧着により接続される基板接続構造において、前記第１の配線基板の接続面と反対側の面に補強材が設けられ、４辺のうち３辺が前記第１の配線基板の外形に沿った矩形状を成すように前記補強材が配置された。

　上記構成によれば、第１の配線基板の接続面と反対側の面に設けた矩形状を成す補強材が第１の配線基板の強度を確保するので、第１の配線基板の反りの発生が抑えられる。特に、前述した略コ字状を成す補強材よりも高い強度を有するので、第１の配線基板の反りの発生をより強固に抑えることができる。これにより、第２の配線基板との接続を更にスムーズに行うことが可能となる。

　上記構成において、前記補強材は、絶縁材料からなる。

　本発明の基板接続構造は、第１の配線基板と、第２の配線基板と、を備え、前記第１の配線基板と前記第２の配線基板とが熱圧着により接続される基板接続構造において、前記第１の配線基板の接続面と反対側の面に補強材が設けられ、一部分が前記第１の配線基板の外形に沿った梯子状を成すように前記補強材が配置された。

　上記構成によれば、第１の配線基板の接続面と反対側の面に設けた梯子状を成す補強材が第１の配線基板の強度を確保するので、第１の配線基板の反りの発生が抑えられる。特に、前述した矩形状を成す補強材よりも高い強度を有するので、第１の配線基板の反りの発生を更に強固に抑えることができる。これにより、第２の配線基板との接続を更にスムーズに行うことが可能となる。

　上記構成において、前記補強材の踏ざんに対応する部分が前記第１の配線基板の接続面に設けられた配線パターンに沿って設けられた。

　上記構成によれば、補強材の踏ざんに対応する部分が第１の配線基板の反りを抑制し、踏ざんに対応する部分以外の部分は接着剤に熱を伝え易くするので、第１の配線基板の配線パターンと第２の配線基板の配線パターンとの接合がより確実に行われる。

　上記構成において、前記補強材は、絶縁材料からなる。

　本発明は、第１の配線基板の接続面と反対側の面に第１の配線基板の強度を高める補強材を設けたので、第１の配線基板における反りの発生を抑えつつ、接着剤に熱を伝え易くし、第２の配線基板との接合性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る基板接続構造を示す平面図（ａ）及び（ｂ）は図１に示す実施の形態１に係る基板接続構造を構成するフレキシブル配線基板と硬質配線基板とを示す平面図図１に示す実施の形態１に係る基板接続構造の断面図であり、（ａ）はＡ－Ａ’線断面図、（ｂ）はＢ－Ｂ’線断面図、（ｃ）はＣ－Ｃ’線断面図本発明の実施の形態２に係る基板接続構造を示す平面図（ａ）及び（ｂ）は図４に示す実施の形態２に係る基板接続構造を構成するフレキシブル配線基板と硬質配線基板とを示す平面図図４に示す実施の形態２に係る基板接続構造のＣ－Ｃ’線断面図本発明の実施の形態３に係る基板接続構造を示す平面図（ａ）及び（ｂ）は図７に示す実施の形態３に係る基板接続構造を構成するフレキシブル配線基板と硬質配線基板とを示す平面図図７に示す実施の形態３に係る基板接続構造の断面図であり、（ａ）はＡ－Ａ’線断面図、（ｂ）はＣ－Ｃ’線断面図、（ｃ）はＤ－Ｄ’線断面図

　以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施の形態１に係る基板接続構造を示す平面図、図２（ａ）及び（ｂ）は図１に示す基板接続構造を構成するフレキシブル配線基板と硬質配線基板とを示す平面図、図３は図１の断面図であり、（ａ）はＡ－Ａ’線断面図、（ｂ）はＢ－Ｂ’線断面図、（ｃ）はＣ－Ｃ’線断面図である。なお、本発明の基板接続構造は、例えば、携帯電話などの携帯端末や液晶ディスプレイを備えたポータブルディジタル音楽プレイヤーなどの小型の電子機器における液晶ディスプレイとメイン基板との接続に用いられる。

　図１～図３（ｃ）において、本実施の形態に係る基板接続構造は、フレキシブル配線基板（第１の配線基板）１０と、硬質配線基板（第２の配線基板）２０とを備え、フレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０とが熱硬化性の接着剤３０を用いた熱圧着により接続されるものである。なお、熱硬化性の接着剤には限定されず、熱可塑性等の接着剤を用いてもよい。また、フレキシブル配線基板１０の接続面と反対側の面には補強材４０が設けられている。

　フレキシブル配線基板１０は、図２の（ａ）に示すように、基材である合成樹脂製フィルム１１の一方の面（上述した接続面）上に複数の配線パターン１２を設けたものである。フレキシブル配線基板１０の接続面側には、フレキシブル配線基板１０の先端部分（以下、接続端子部と呼ぶ）１３を除く部分に絶縁材（カバーフィルム）１４が設けられており、配線パターン１２が硬質配線基板２０の導電部分と接触するのを防止するようにしている。

　補強材４０は、３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿って配置された略コ字を成し、ポリイミドなどの絶縁材料からなる。なお、絶縁材料の他に、例えば銅箔などの導電材料を用いることも可能である。補強材４０は、図３（ａ）～（ｃ）の各断面図に示すように、フレキシブル配線基板１０を構成する合成樹脂製フィルム１１上に形成される。なお、補強材４０は配線パターン１２と一緒に形成しても良いし、後から追加形成しても良い。この補強材４０をフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３に設けることで、該接続端子部１３における強度が高まり、接続端子部１３における反りの発生を抑えることができる。

　硬質配線基板２０は、図２の（ｂ）に示すように、例えばガラスエポキシ材を用いた基材２１の一方の面（以後、接続面と呼ぶ）上に複数の配線パターン２２を設けるとともにレジスト２３を設けたものである。硬質配線基板２０の複数の配線パターン２２は、上述したフレキシブル配線基板１０に配設した複数の配線パターン１２と同数且つ同間隔で配設されている。硬質配線基板２０のレジスト２３は、接続端子部（フレキシブル配線基板１０の複数の配線パターン１２と硬質配線基板２０の複数の配線パターン２２とを接続させる領域）２４を除く領域に形成される。接続端子部２４には上述した熱硬化性の接着剤３０が塗布される。なお、熱硬化性の接着剤の塗布には限定されず、フィルム状接着剤の貼り付け等でも可能である。

　フレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０を接続するには、硬質配線基板２０の接続端子部２４に接着剤３０を塗布した後、２枚の配線基板１０、２０それぞれの配線パターン１２、２２を向かい合わせて互いの接続端子部１３、２４に加熱加圧を行う。加熱加圧によって接着剤３０が２枚の配線基板間に広がるとともに硬化していき、最終的にフレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０が接続される。フレキシブル配線基板１０の接続端子部１３に設けた補強材４０が接続端子部１３の強度を高めるので、フレキシブル配線基板１０の接続端子部１３における反りの発生が抑えられる。これにより、硬質配線基板２０との接続をスムーズに行うことができる。

　このように本実施の形態の基板接続構造によれば、フレキシブル配線基板１０の接続面と反対側の面の接続端子部１３に、３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿って配置された略コ字を成す補強材４０を有するので、フレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の強度向上が図れ、接続端子部１３の反りの発生を抑えることができる。そして、これによって、フレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０の接続をスムーズに行うことが可能となる。

　（実施の形態２）
　図４は本発明の実施の形態２に係る基板接続構造を示す平面図、図５（ａ）及び（ｂ）は図４に示す基板接続構造を構成するフレキシブル配線基板と硬質配線基板とを示す平面図、図６は図４のＣ－Ｃ’線断面図である。なお、図４～図６において前述した図１～図３（ｃ）と共通する部分には同一の符号を付けている。また、図４におけるＡ－Ａ’線断面図及びＢ－Ｂ’線断面図は、図１におけるＡ－Ａ’線断面図及びＢ－Ｂ’線断面図と同様であるので、本実施の形態では図１におけるＡ－Ａ’線断面図及びＢ－Ｂ’線断面図を援用する。

　前述した実施の形態１の基板接続構造では、３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿って配置された略コ字を成す補強材４０を有しているが、本実施の形態の基板接続構造では、図４又は図５の（ａ）に示すように、４辺のうち３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿った矩形状を成す補強材７０を有している。補強材７０は、図６の断面図に示すように、フレキシブル配線基板１０を構成する合成樹脂製フィルム１１上に形成される。なお、補強材７０は配線パターン１２と一緒に形成しても良いし、後から追加形成しても良い。この補強材７０をフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３に設けることで、該接続端子部１３における強度が高まり、接続端子部１３における反りの発生を抑えることができる。特に補強材７０は、前述した略コ字状を成す補強材４０よりも辺の数が多い分、より高い強度が得られ、補強材４０よりもフレキシブル配線基板１０の反りの発生をより強固に抑えることができる。これにより、硬質配線基板２０との接続を更にスムーズに行うことが可能となる。

　このように本実施の形態の基板接続構造によれば、フレキシブル配線基板１０の接続面と反対側の面の接続端子部１３に、４辺のうち３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿った矩形状を成す補強材７０を有するので、フレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の強度を確保でき、接続端子部１３の反りの発生を抑えることができる。特に、実施の形態１の基板接続構造の補強材４０よりも高い強度を確保できるので、フレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０の接続を更にスムーズに行うことが可能となる。

　（実施の形態３）
　図７は本発明の実施の形態３に係る基板接続構造を示す平面図、図８（ａ）及び（ｂ）は図７に示す基板接続構造を構成するフレキシブル配線基板と硬質配線基板とを示す平面図、図９は図７の断面図であり、（ａ）はＡ－Ａ’線断面図、（ｂ）はＣ－Ｃ’線断面図、（ｃ）はＤ－Ｄ’線断面図である。なお、図７～図９（ｃ）において前述した図１～図３（ｃ）と共通する部分には同一の符号を付けている。また、図７におけるＢ－Ｂ’線断面図は、図１におけるＢ－Ｂ’線断面図と同様であるので、本実施の形態では図１におけるＢ－Ｂ’線断面図を援用する。

　前述した実施の形態１の基板接続構造では、３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿って配置された略コ字を成す補強材４０を有しており、また前述した実施の形態２の基板接続構造では、４辺のうち３辺がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿った矩形状を成す補強材７０を有しているが、本実施の形態の基板接続構造では、図７又は図８の（ａ）に示すように、一部分がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿った梯子状を成す補強材９０を有している。補強材９０は、図９（ａ）～（ｃ）の各断面図に示すように、フレキシブル配線基板１０を構成する合成樹脂製フィルム１１上に形成される。この場合、補強材９０の踏ざん（足を掛ける部分）に対応する部分がフレキシブル配線基板１０の接続面に設けられた配線パターン１２と重なる位置に形成される。すなわち、補強材９０の踏ざんに対応する部分が配線パターン１２に沿って設けられる。なお、補強材９０は配線パターン１２と一緒に形成しても良いし、後から追加形成しても良い。

　補強材９０は、梯子状を成す分、前述した矩形状を成す補強材７０よりも、より高い強度が得られ、補強材７０よりもフレキシブル配線基板１０の反りの発生をより強固に抑えることができる。これにより、硬質配線基板２０との接続を更にスムーズに行うことが可能となる。また、補強材９０は、踏ざんに対応する部分９０ａがフレキシブル配線基板１０の反りを抑制し、踏ざんに対応する部分９０ａ以外の部分は接着剤に熱を伝え易くするので、フレキシブル配線基板１０の配線パターン１２と硬質配線基板２の配線パターン２２との接合をより確実に行うことができる。なお、踏ざんに対応する部分９０ａの数をフレキシブル配線基板１０の配線パターン１２の数に合わせる必要はなく、配線パターン１２の数よりも多くなっても少なくなっても構わない。但し、強度はその数に比例するので、多い方が好ましい。

　このように本実施の形態の基板接続構造によれば、フレキシブル配線基板１０の接続面と反対側の面の接続端子部１３に、一部分がフレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の外形に沿った梯子状を成す補強材９０を有するので、フレキシブル配線基板１０の接続端子部１３の強度を確保でき、接続端子部１３の反りの発生を抑えることができる。特に、実施の形態２の基板接続構造の補強材７０よりも高い強度を確保できるので、フレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０の接続を更にスムーズに行うことができる。また、補強材９０の踏ざんに対応する部分９０ａがフレキシブル配線基板１０の反りを抑制し、踏ざんに対応する部分９０ａ以外の部分は接着剤に熱を伝え易くするので、フレキシブル配線基板１０の配線パターン１２と硬質配線基板２の配線パターン２２との接合をより確実に行うことができる。

　なお、上述した実施の形態１～３では、フレキシブル配線基板１０と硬質配線基板２０との接続であったが、フレキシブル配線基板同士の接続であっても接続構造上に違いはない。すなわち、本発明はフレキシブル配線基板同士の接続にも勿論適用できる。

　なお、上述した各実施の形態では、補強材の具体的な形状として、コの字状、ロの字状、梯子状のものの３つの例を挙げた。しかし、これに限られるものではない。補強材は、フレキシブル配線基板１０の反りの発生を抑えつつ、配線パターン間に流入して充填される接着剤に熱を伝える開口を備えるものであればどのようなものでも構わない。なお、熱圧着時に溢れた接着剤は図９に示すとおり両端の配線パターンの外にまで流出する。しかし、この部分にどれだけの接着剤が流出するかは使用される接着剤の量に応じて誤差があるため、熱を伝えてもこの部分で基板が十分に接着されるとは限らない。そのため、フレキシブル配線基板１０の反りの防止を重視するなら、補強材はこの部分をも覆うような構成にしてもよい。また、反りを抑える必要がある範囲は、接着剤が到達しうる範囲である接続端子部２４である。そのため、補強材は、少なくとも接続端子部２４を囲む形状となっていればよい。なお、コの字状の補強材を用いる例を示したとおり、補強材は、接続端子部２４の全周を囲む必要はなく、接続端子部２４の周囲の一部を囲むだけでも十分である。

　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

　本出願は、２００９年１１月５日出願の日本特許出願（特願２００９－２５４１６３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明は、フレキシブル配線基板の反りの発生を抑えることができるといった効果を有し、携帯電話などの携帯端末や液晶ディスプレイを備えたポータブルディジタル音楽プレイヤーなどの小型電子機器への適用が可能である。

　１０　フレキシブル配線基板
　１１　合成樹脂製フィルム
　１２、２２　配線パターン
　１３、２４　接続端子部
　１４　絶縁材
　２０　硬質配線基板
　２１　基材
　２３　レジスト
　３０　接着剤
　４０、７０、９０　補強材

Claims

　配線パターンが設けられた第１の配線基板と、
　熱圧着により前記第１の配線基板と接着され、前記第１の配線基板の配線パターンに接続される複数の配線パターンが設けられた接続端子部を有する第２の配線基板と、
　前記第１の配線基板の前記第２の配線基板に向かう面の反対側の面に設けられ、前記接続端子部の少なくとも一部を囲む補強材と、を備え、
　前記補強材は、少なくとも前記第２の配線基板の持つ複数の配線パターンそれぞれによって挟まれる箇所に対応する部分に開口が設けられている基板接続構造。
　前記補強材は、３辺が前記第１の配線基板の外形に沿った略コ字状を成す請求項１に記載の基板接続構造。
　前記補強材は、４辺のうち３辺が前記第１の配線基板の外形に沿った矩形状を成す請求項１に記載の基板接続構造。
　前記補強材は、一部分が前記第１の配線基板の外形に沿った梯子状を成す請求項１に記載の基板接続構造。
　前記補強材の踏ざんに対応する部分が前記第１の配線基板の前記配線パターンに沿って設けられた請求項４に記載の基板接続構造。
　前記第１の配線基板は、フレキシブル配線基板である請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の基板接続構造。
　前記補強材は、絶縁材料からなる請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の基板接続構造。