(57)【要約】【課題】製造効率に優れ、安定した電気接続を形成可能にする、ＦＦＣの接続端子と基板の接続端子とを電気接続する方法及び電気接続された接続構造体を提供する。【解決手段】露出した複数の平板型導体からなる第１接続端子を備えたフレキシブルフラットケーブルを用意する工程と、複数の導体からなる第２接続端子を備えた基板を用意する工程と、第１接続端子及び第２接続端子をそれぞれ位置合せし、第１接続端子の上に接着フィルムを配置する工程と、接着フィルムに圧力を与えながら加熱溶融することによって第１接続端子及び第２接続端子を熱圧着し、それによって第１接続端子及び第２接続端子を封止し、第１接続端子の各平板型導体と第２接続端子の対応する各導体とが直接接触した電気接続を形成し、及び互いに隣り合う第１接続端子の各平板型導体を接着フィルムにより絶縁する工程とを含む、フレキシブルフラットケーブルと基板を接続する方法が提供される。【選択図】図１
2010061923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出した複数の平板型導体からなる第１接続端子を備えたフレキシブルフラットケーブルを用意する工程と；
複数の導体からなる第２接続端子を備えた基板を用意する工程と；
前記第１接続端子及び前記第２接続端子をそれぞれ位置合せし、前記第１接続端子の上に接着フィルムを配置する工程と；
前記接着フィルムに圧力を与えながら加熱溶融することによって前記第１接続端子及び前記第２接続端子を熱圧着し、それによって前記第１接続端子及び前記第２接続端子を封止し、前記第１接続端子の各平板型導体と前記第２接続端子の対応する各導体とが直接接触した電気接続を形成し、及び互いに隣り合う前記第１接続端子の各平板型導体を前記接着フィルムにより絶縁する工程
とを含む、フレキシブルフラットケーブルと基板を接続する方法。
【請求項２】
前記第１接続端子の平板型導体がスズ被覆銅線である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１接続端子の平板型導体が、短辺０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍ、長辺０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの扁平断面を有し、平板型導体のピッチが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍである、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記接着フィルムが、前記第１接続端子と対向している該接着フィルムの面とは反対の面に配置された支持材又はバッキング材をさらに備えている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記支持材がポリイミド系樹脂フィルムである、請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
露出した複数の平板型導体からなる第１接続端子を備えたフレキシブルフラットケーブルと；
複数の導体からなる第２接続端子を備えた基板であって、前記第２接続端子の各導体が前記第１接続端子の対応する各平板型導体と直接接触して電気接続を形成している、基板と；
前記第１接続端子及び前記第２接続端子を封止している接着フィルムであって、互いに隣り合う前記第１接続端子の各平板型導体を絶縁する、接着フィルムと
を含む、フレキシブルフラットケーブルと基板との接続構造体。
【請求項７】
前記第１接続端子の平板型導体がスズ被覆銅線である、請求項６に記載の接続構造体。
【請求項８】
前記第１接続端子の平板型導体が、短辺０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍ、長辺０．２ｍｍ〜１．０ｍｍの扁平断面を有し、平板型導体のピッチが０．３ｍｍ〜２．０ｍｍである、請求項６又は７のいずれかに記載の接続構造体。
【請求項９】
前記接着フィルムが、前記第１接続端子及び前記第２接続端子と反対の面に配置された、ポリイミド系樹脂フィルムから構成される支持材をさらに備えている、請求項６〜８のいずれか１つに記載の接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フラットケーブルなどの露出した接続端子と基板の接続端子との電気接続方法及び電気接続された構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）と呼ばれる、離間して平行に配置された複数の導体を、フィルム状の被覆で一括して被覆したフラットケーブルが、各種の電気機器での配線用途に使用されている。電気機器の内部では、例えば２つの回路基板がＦＦＣによって電気的に接続される。ＦＦＣの接続端子を基板の接続端子に接続する方法として、基板の接続端子上に予め半田フロー工程により半田を盛った後、ＦＦＣの接続端子を半田上に配置し、接続端子の導体毎に半田を溶融させて接続する方法が一般的である。半田を溶融して接続端子同士を電気接続する工程は、半田ごてを用いた手作業で行われることが多い。一般に、ＦＦＣの接続端子は金やスズでめっきされた平板型銅線から構成され、一方基板の接続端子はフラックスの塗布された銅板又は銅線から構成される。
【０００３】
ＦＦＣの接続端子と基板の接続端子の間に電気接続を形成する手段として、上述した半田以外にも、レーザー溶接、アーク溶接、導電性接着剤などがこれまでに検討されている。
【０００４】
特許文献１には、「フラットケーブルの導体露出部分と、該導体露出部分に連続する非導体露出部分とをプリント基板の絶縁基板上の端縁側に配置して、非導体露出部分を絶縁基板上に接着剤等により固着して機械的に固定する一方、フラットケーブルの露出させた導体を、プリント基板の上面に並列させた各導体上面に重ね合わせて、半田付け又は溶接して電気接合」した接続構造が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３５９０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＦＦＣを基板に対して効率よく接続するには、複数の導体を一括して接続することが望ましい。半田を使用してＦＦＣを一括接続しようとすると、溶融した半田によって隣接する導体間が短絡する虞がある。特に、導体表面がスズなどの低融点金属で覆われているＦＦＣの場合、半田を併用しなくともスズめっきが溶融して、同様に短絡を生じる虞がある。
【０００７】
本開示は、製造効率に優れ、安定した電気接続を形成可能にする、ＦＦＣの接続端子と基板の接続端子とを電気接続する方法及び電気接続された接続構造体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、露出した複数の平板型導体からなる第１接続端子を備えたフレキシブルフラットケーブルを用意する工程と、複数の導体からなる第２接続端子を備えた基板を用意する工程と、第１接続端子及び第２接続端子をそれぞれ位置合せし、第１接続端子の上に接着フィルムを配置する工程と、接着フィルムに圧力を与えながら加熱溶融することによって第１接続端子及び第２接続端子を熱圧着し、それによって第１接続端子及び第２接続端子を封止し、第１接続端子の各平板型導体と第２接続端子の対応する各導体とが直接接触した電気接続を形成し、及び互いに隣り合う第１接続端子の各平板型導体を接着フィルムにより絶縁する工程とを含む、フレキシブルフラットケーブルと基板を接続する方法が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、露出した複数の平板型導体からなる第１接続端子を備えたフレキシブルフラットケーブルと、複数の導体からなる第２接続端子を備えた基板であって、第２接続端子の各導体が第１接続端子の対応する各平板型導体と直接接触して電気接続を形成している、基板と、第１接続端子及び第２接続端子を封止している接着フィルムであって、互いに隣り合う第１接続端子の各平板型導体を絶縁する、接着フィルムとを含む、フレキシブルフラットケーブルと基板との接続構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、半田を用いることなくＦＦＣの接続端子の平板型導体と基板の接続端子の導体の間に直接電気接続を形成しつつ、同時に互いに隣り合うＦＦＣの各平板型導体を絶縁することが可能になる。また、ＦＦＣ及び基板の接続端子を接着フィルムで封止して、外部環境から保護することが可能になる。
【００１１】
なお、上述の記載は、本発明の全ての実施態様及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照しながら、本発明の代表的な実施態様を例示する目的でより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施態様に限定されない。
【００１３】
図１に、本開示の一実施態様によるフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と基板の接続方法を分解斜視図で概略的に示す。ＦＦＣ１０は、複数の平板型導体１２から構成される接続端子１１を有している。接続端子１１は、平板型導体１２を挟んでいる上下の絶縁性のプラスチックフィルムをＦＦＣの端部から一定長さだけ除去して露出させた、平板型導体１２の端部である。一方、ＦＦＣ１０と接続される基板２０は、ＦＦＣ１０の接続端子１１と対応する接続端子２１を有し、接続端子２１は、各平板型導体１２とそれぞれ対応する、複数の導体２２から構成されている。接着フィルム３０は、ＦＦＣ１０の接続端子１１の上に配置され、位置合せした接続端子１１及び接続端子２１を覆うことができる。また、必要に応じて緩衝材４０が接着フィルム３０の上にさらに配置される。そして、熱圧着装置５０を用いて、接着フィルム３０を加圧しながら加熱して接着フィルムを溶融させ、接続端子１１及び接続端子２１を熱圧着する。
【００１４】
図２及び図３に、このようにして接続されたＦＦＣと基板の接続構造体を横断面図で示す。各平板型導体１２と対応する各導体２２は直接接触した状態である。ここで、本願における「直接接触」とは、２つの導体について導体の主要部を構成する導電性材料（例えば銅又は銅合金）が直接接触している状態と、導体表面に存在しうる被覆材料、例えばめっきされたスズ又は金を介してこれら２つの導体が接触している状態の両方を意味する。そして、平板型導体１２と導体２２との間の単なる物理的な接触、あるいは加熱による平板型導体１２と導体２２との間の接合形成などによって、これらの導体間に電気接続が形成される。例えば、導体間の接合形成は、スズめっきを加熱によって溶融し導体間に介在させることによって行うことができる。接着フィルム３０は加熱により溶融して流動性を発現し、互いに隣り合う各平板型導体１２の間に入り込んでこれらの導体を絶縁するとともに、接続端子１１及び接続端子２１の周りを覆って封止する。図２で示したように、導体２２の接続面が基板２０の表面よりも上方に位置するように延在して、すなわち導体２２が基板２０の表面から上に突き出していてもよく、図３で示すように、導体２２の接続面が基板２０の表面と同一平面上にあってもよい。図示していないが、導体２２の接続面が基板２０の表面より下方にある、すなわち接続端子２１に複数の凹部があってその中に導体２２の接続面が配置されていてもよい。また、図１に示すように導体２２が基板２０の周縁部より内側にあってもよく、導体２２の端部が基板２０の端部まで延在してもよい。
【００１５】
ＦＦＣは、一般的には、平板型導体を一定間隔で並べて、それら平板型導体の上下を絶縁性のプラスチックフィルムで挟んだものであり、上下のプラスチックフィルムの接触面を、加熱・加圧して熱溶着することによって、あるいは接着剤を用いて接着することによって作られる。そのようなＦＦＣとして、例えば、東京特殊電線株式会社（Totoku Electric Co., Ltd.）から入手可能なリーフコン（Leafconn）や、日立電線ファインテック株式会社（Hitach Cable Fine Tech, Ltd.）から入手可能なものが挙げられる。
【００１６】
図１に示すように、ＦＦＣ１０の接続端子を構成する複数の平板型導体１２は、それぞれ対応する複数の導体２２との接触部分が長辺となるような扁平断面を有しており、横方向に隣り合って配置されており、ＦＦＣ１０の端部で被覆材料が除かれて接続端子１１の部分で露出している。
【００１７】
平板型導体として、一般的な導電性材料が使用できる。例えば、銅又は銅合金で作られた導体が使用でき、それら導体をスズ、銀、金、ニッケルなどで被覆して、導体表面の酸化を防止してもよい。特に、安価であることから銅又は銅合金の表面をスズめっきなどで被覆した、スズ被覆銅線が有利に使用できる。
【００１８】
平板型導体は扁平断面を有し、その断面形状及び断面寸法は用途に応じて様々であってよい。平板型導体の断面形状として、例えば矩形、角の丸められた矩形、楕円形など、２つの略直交する２つの方向において長さが異なる形状が挙げられる。図１に示すように、平板型導体の断面の長軸が複数の平板型導体の配列方向と平行であると、その方向に平板型導体は曲がりにくくなる。そのため、同じ断面積で非扁平断面（例えば円形断面）を有する導体を使用した場合と比べて、平板型導体を使用することにより、熱圧着時に平板型導体と基板側導体との位置ずれが基板の面内方向において起こりにくくなる。このように、扁平断面を有する平板型導体は、基板側導体との位置ずれに過度の注意を払うことなく、本開示の方法に有利に使用できる。
【００１９】
基板側導体の接続面が平面である場合、平板型導体の断面形状を実質的に矩形の断面として、接触面積をできる限り大きくすることが電気接続抵抗の低減に有利である。また、このようにすると、平板型導体と基板側導体との間の隙間を少なくできるため、溶融した接着フィルムが流動して平板型導体及び基板側導体を覆う際に、そのような隙間に接着フィルムが流入しないことによって発生しうる、ボイド（気泡）を低減できる。ボイドが存在すると、接着面積の減少による接着強度の低下や、ボイド内の水分や温度変化によるボイドの膨張収縮に起因する接続部の信頼性低下が懸念されるが、上述のように実質的に矩形断面を有する平板型導体を使用することによって、そのような問題を回避又は顕著に軽減できる場合がある。
【００２０】
平板型導体の断面寸法として、例えば、汎用電子機器用途、例えばインクジェットプリンタや複写機などに使用する場合、短辺は、約０．０１ｍｍ以上、又は約０．０３ｍｍ以上であってよく、一方で約０．１５ｍｍ以下、又は約０．１２ｍｍ以下であってよい。また、長辺は、約０．２ｍｍ以上、又は約０．３ｍｍ以上であってよく、一方で約１．０ｍｍ以下、又は約０．８ｍｍ以下であってよい。また、平板型導体のピッチは、約０．３ｍｍ以上、又は約０．５ｍｍ以上であってよく、一方で約２．０ｍｍ以下、又は約１．５ｍｍ以下であってよい。このような断面寸法及びピッチであれば、ＦＦＣの平板型導体と基板側導体を十分低い電気接続抵抗で接続しつつ、一般的な厚さの接着フィルムを用いた場合でもＦＦＣ及び基板の接続端子を確実に封止及び接着できる。なお、ここでいう長辺及び短辺とは、最も長い寸法を有する方向（すなわち長軸）における長さ及びそれに略直交する方向における長さをそれぞれ意味する。
【００２１】
基板は、樹脂を含浸した紙基板、ガラスエポキシ基板、アラミド基板、ビスマレイミド・トリアジン（ＢＴレジン）基板、ＩＴＯや金属微粒子で形成された配線パターンを有するガラス基板又はセラミック基板、表面に金属導体の接合部を有するシリコンウェーハなどのリジッド回路基板、あるいは、リードタイプ及びビアタイプのＦＰＣを含むフレキシブル回路基板など、任意の適当な基板であってよい。また、これらの基板上に、接続端子を画定するようにパターン形成されたレジストが付着していてもよい。汎用電子機器の用途においては、安価であることから樹脂含浸紙基板が一般に使用できる。
【００２２】
基板の接続端子を構成する導体は、上述したＦＦＣの平板型導体と同様の材料であってよい。また、基板側導体としてフラックスを塗布した銅又は銅合金を使用してもよい。
【００２３】
一般に、基板側導体のピッチはＦＦＣの平板型導体のピッチと実質的に同じである。また、基板側導体の幅は、ＦＦＣの平板型導体の幅と実質的に同じであってもよく、電気接続抵抗、安定性、接着強度、装置設計上の制約などを考慮して適宜変更してもよい。また、基板側導体の接続面は、平面状、バンプ状、ワイヤー導体側面の一部分の形状など様々な形状であってよいが、ＦＦＣの平板型導体との接触面積が大きくできて、電気接続抵抗の低減及び／又は接着強度の向上が可能なため、平面状であることが有利である。また、平板型導体の断面形状について上述したように、基板側導体の接続面を平面状とするとボイド発生を回避又は低減するのに有利な場合がある。
【００２４】
接着フィルムは、絶縁性を有していて、所定温度に加熱したときに軟化又は溶融して流動性を発現する材料から作られる。このような材料は、熱圧着時に、ＦＦＣの接続端子及び基板の接続端子を一緒に覆って封止して、その結果ＦＦＣと基板を接続すると同時に、ＦＦＣの隣接する平板型導体の隙間に入り込んでこれらの平板型導体を互いに絶縁することが可能である。接着フィルムの材料の粘度は、加熱時の温度において、接続しようとする部分から過剰に流れ出すことなく、かつ適当な圧力を加えた際に導体の隙間に入り込むことが可能である範囲に調節すればよい。スズめっきされた導体を接続する場合、スズめっきが溶融する温度よりも低い温度で接着剤が流動して隣接する導体間を埋めることが、導体間の短絡を防ぐ上で好ましい。また、スズめっきが溶融する温度において、流動した接着剤が少なくとも部分的に硬化することが好ましい。このようにすると接着剤と基板との界面における接着力が向上するので、スズめっきが流動して導体間を短絡させる可能性をさらに低くできる。
【００２５】
例えば、接着フィルムとして、所定温度に加熱すると溶融し、さらに加熱することで硬化する樹脂を含む、熱硬化性接着フィルムを使用できる。このような熱硬化性接着フィルムの材料として、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、マレイミド樹脂、（メタ）アクリル樹脂、シトラコンイミド樹脂、ナジイミド樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。特に、フィルム形成性、耐熱性、接着力などが優れていることから、エポキシ樹脂を使用することができる。また、熱硬化性接着フィルムとして、例えばＳＢＳゴムの熱硬化性接着フィルムなどの、熱可塑性成分と熱硬化性成分との両方を含む熱硬化性接着フィルムも使用できる。
【００２６】
エポキシ樹脂を使用した接着フィルムの場合、必要に応じて硬化剤を添加してエポキシ樹脂の硬化反応を促進してもよい。硬化剤として、例えば、アミン硬化剤、酸無水物、ジシアンジアミド、カチオン重合触媒、イミダゾール化合物、ヒドラジン化合物などが挙げられる。
【００２７】
また、接着フィルムとして、所定温度に加熱すると溶融し、元の温度に冷却すると固化する、熱可塑性接着フィルム又はホットメルト接着フィルムも使用できる。このような熱可塑性接着フィルムの材料として、ホットメルト接着剤に一般に使用されるベースポリマー、例えば、スチレン化フェノール、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、低密度ポリエチレン、エチレン−アクリレートコポリマー、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、フェノキシ樹脂などが挙げられる。
【００２８】
これらの接着フィルムに、有機又は無機フィラーを添加してフィルム強度の改善及び／又は流動性の制御を行ってもよく、さらに他の成分、例えば、酸化防止剤、安定剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤などを添加してもよい。
【００２９】
また、必要に応じて、接着フィルムは、熱圧着時にＦＦＣの接続端子と対向する面とは反対の面に配置されている、支持材又はバッキング材をさらに備えていてもよい。本明細書における支持材とは、熱圧着時に溶融せず、その後接着フィルムの上に残って引き続き機械的支持及び／又は保護を提供可能な材料を指す。また、本明細書におけるバッキング材とは、接着フィルムの取扱いの目的で接着フィルムの片面に取り付けられており、熱圧着時に除去されるか、一緒に熱圧着されるが接着フィルムと一緒に溶融してその形状を少なくとも部分的に失う材料を指す。
【００３０】
支持材として、高い耐熱性を有し柔軟性に優れた樹脂フィルムが使用できる。このような樹脂フィルムとして、例えば、ポリアミド系樹脂フィルムや、ポリイミド、ポリアミドイミドなどのポリイミド系樹脂フィルム、及びポリエチレンナフタレートなどが挙げられる。特に熱圧着時の温度が高い場合、ポリイミド系樹脂フィルムが有利に使用できる。支持材を使用することにより、例えば応力や繰り返しの屈曲を受けやすい場所で使用する場合には、接着フィルムにさらなる機械的支持を提供して、接着フィルムを破壊しにくくできる。また、例えば高湿度など苛酷な外部環境で使用する場合、接着フィルムが直接外部環境に曝されて劣化することを抑制できる。図４に、一例として、支持材３１を接着フィルム３０の上に有するＦＦＣと基板の接続構造体を横断面図で示す。
【００３１】
バッキング材として、例えばシリコーン離型処理を施したＰＥＴフィルムなど、一時的に接着フィルムを担持するいわゆる剥離ライナーが使用できる。バッキング材は、接着フィルムを接続端子上に配置した後、熱圧着前に取り除いてもよく、得られる電気接続体の諸性能に悪影響を与えない限り接着フィルムと一緒に熱圧着してもよい。後者の場合、バッキング材は接着フィルムの少なくとも一部分と溶融して混合し、その形状は少なくとも部分的に失われる。バッキング材を使用することにより、例えば非常に薄いか柔軟であるために形状保持性の低い接着フィルム、又は室温で粘着性が高く取扱いが容易でない接着フィルムを本開示の方法に適用できる。
【００３２】
ＦＦＣの接続端子と基板の接続端子の位置合せは、ＦＦＣの電気接続に一般的に使用されている方法で行えばよく、一例として、接続端子自体又は接続端子以外の部分に位置合せマークを付与して、目視又は顕微鏡などの画像認識により位置合せを行うことが挙げられる。その後、ＦＦＣの接続端子及び基板の接続端子を覆うのに十分な寸法にされた接着フィルムをＦＦＣの接続端子の上に配置することができる。典型的には、接着フィルムは、接続端子と一緒にＦＦＣの被覆の端部も覆って、ＦＦＣの接続端子を露出させないように配置される。このようにして、上から接着フィルム、ＦＦＣの接続端子、基板の接続端子の順に配置された積層体が形成される。
【００３３】
その積層体の上に、必要に応じてさらに緩衝材を配置することができる。緩衝材は、熱圧着装置からの圧力がその積層体に局所的に加わることに起因する破壊を防ぐとともに、接着フィルムをより均一に流動させるのに役立つ。また、緩衝材は、熱圧着装置と接着フィルムの固着防止に役立つ場合もある。一般的に使用される緩衝材として、耐熱性及び離型性の両方を有するフィルム、例えば、２０〜１００μｍ厚のポリテトラフルオロエチレンフィルムが挙げられる。
【００３４】
次に、上述のように形成した、接着フィルム、ＦＦＣの接続端子及び基板の接続端子の積層体及び必要に応じてさらにその上に配置された緩衝材の上方に、熱圧着装置を設置する。そして、熱圧着装置を下方に移動させて積層体を熱圧着することにより、ＦＦＣ及び基板の接続端子の方向へ圧力を与えながら接着フィルムを加熱溶融させる。このときに、溶融した接着フィルムは、ＦＦＣ及び基板の接続端子を一緒に覆いつつ、互いに隣り合う平板型導体の隙間に流れ込む。熱硬化性接着フィルムを使用する場合、接着フィルムは一旦軟化した後、加熱を継続することによって硬化する。所定時間が経過して接着フィルムが硬化した後、熱圧着装置による加圧及び加熱を停止して室温まで冷却する。熱可塑性接着フィルムを使用する場合、溶融した接着フィルムが、ＦＦＣ及び基板の接続端子を覆いかつ互いに隣り合う平板型導体の隙間に流れ込んだら、接続端子が接触した状態を保持しながら冷却を開始する。そして接着フィルムが冷却されて接続状態を維持できる程度に固化した後に熱圧着装置の加圧を停止して、接続が完了する。
【００３５】
使用可能な熱圧着装置として、加圧及びパルス状の加熱が可能なセラミックヒートボンダーなどの、パルスヒートボンダーと呼ばれるボンダーが挙げられる。このような熱圧着装置は、例えば、日本アビオニクス社から型番ＴＣＷ−１２５Ｂで、あるいは大橋製作所から型番ＣＴ−３００で入手できる。
【００３６】
熱圧着の温度及び圧力は、使用する接着フィルムの溶融温度及び／又は硬化温度、平板型導体と基板側導体との間の接合形成の有無など、様々な要素を考慮して決定できる。一般的には、熱圧着時の圧力は、接着フィルムの有効接着領域を基準として、約０．１ＭＰａ以上、又は約０．５ＭＰａ以上であってよく、一方で約４ＭＰａ以下、又は約２ＭＰａ以下であってよい。また、熱圧着時の温度は接着フィルムを圧着時の加圧下で溶融できる温度であればよく、約７０℃以上、又は約１００℃以上とすることができる。また、導体表面のめっきなどの被覆材料を溶融させて、電気接続しようとする導体間に接合を形成する場合、めっきの溶融温度以上に加熱することができる。一方で、接着フィルムの熱分解を防ぎ、基板やＦＦＣの被覆の損傷を防ぐため、熱圧着時の温度は約３５０℃以下、又は約３３０℃以下とすることができる。熱硬化性接着フィルムを使用する場合、例えば約１５０℃〜約２５０℃でポストキュア（後硬化）を行ってもよい。
【００３７】
このようにして、ＦＦＣ及び基板の接続端子が、硬化した又は再度固化した接着フィルムによって封止される。接着フィルムは、全体として連続した状態でＦＦＣ及び基板の接続端子を包み込んで外部環境から保護している。また、接着フィルムは、基板の接続端子以外の部分、すなわち基板の接続端子の周辺及び導体間の隙間に付着することにより、包み込んだＦＦＣを基板に固定している。本開示においては、ＦＦＣの接続端子を構成する導体が平板型導体であるために、円形断面を有する導体を用いた場合と比較して、接着フィルムは、複数の平板型導体が画定する上面と略平行に、より均一な厚さで分布している。そのため、例えば、特定の導体において又はある導体の特定部分において局所的に接着フィルムの厚さが薄くなったために、その導体又はその部分が接着フィルムによって十分に保護されないことに起因する、電気接続に関する故障の発生を抑えることができる。
【００３８】
ＦＦＣの平板型導体と基板側の導体は、追加された半田や導電性接着剤をそれらの間に必要とせずに、直接接触した状態で電気接続を形成している。例えば、金めっきした平板型導体であれば、同じ金めっきした基板側導体又はフラックスを塗布された基板側導体と、物理的に接触させるだけでも電気接続することが可能である。あるいは、例えばスズめっきしたスズ被覆平板型導体を使用する場合、熱圧着時に、スズ被覆の溶融温度、例えば約３２０℃と比較的高温に加熱することにより、平板型導体と基板側導体の間にスズを含む接合が形成できる。このように、平板型導体と基板側導体の間に被覆材料を介在させた接合形成によっても、ＦＦＣの平板型導体と基板側の導体とが直接接触した電気接続を形成でき、この場合は形成された接合がＦＦＣと基板の接着強度の向上にも寄与しうる。さらに、このような実施態様によれば、平板型導体及び基板側導体が露出することなくほぼ完全に接着フィルムに封止された状態、すなわち外部空気から遮断された状態で、スズ被覆の溶融温度まで加熱することができるため、スズ被覆導体においてしばしば問題となるウィスカの発生を抑制することが可能である。
【００３９】
また、ケーブルの接続端子と基板の接続端子との間に非導電性の接着フィルムを配置して熱圧着する方法は、接着剤を対向する導体間から排出するために、圧着時に高い圧力を必要とするのに対し、本開示の方法によれば、導体間から接着剤を排出する必要がないため、比較的低い圧力及び温度でケーブル及び基板の接続端子同士を接続できる。そのため、本開示の方法は、対向する導体との接触面が平坦で接触面積の大きい平板型導体を有するケーブルの接続に、特に好適に使用できる。
【００４０】
また、本開示の方法によれば、互いに隣り合うＦＦＣの各平板型導体を絶縁することが可能であるため、半田を用いてＦＦＣと基板を接続するときに発生しやすい導体間の短絡を回避できる。また、本開示の方法によれば、複数の導体を一度に接続することが可能であるため、電子機器の製造効率の向上に貢献しうる。
【００４１】
本開示の方法によって得られるＦＦＣと基板の接続構造体の断面図を、図２〜４とは異なる断面、すなわちＦＦＣの平板型導体の長手方向に沿った垂直断面図で、図５及び６に例示するが、本開示による接続構造体はこれらに限定されない。
【００４２】
図５では、基板２０の接続端子２１において、基板２０の端部まで導体２２が延在している。そして、ＦＦＣ１０の接続端子１１において、平板型導体１２が接続端子２１より若干長く露出している。接着フィルム３０は、熱圧着時に平板型導体１２の間に押し込まれて平板型導体１２の下側にも分布している。
【００４３】
図６では、基板２０の接続端子２１において、基板２０の上面より窪んだ位置に導体２２が配置されている。そして、ＦＦＣ１０の接続端子１１の途中から平板型導体１２が緩く曲がりながら導体２２と接触し、これらの接続端子１１、２１を接着フィルム３０が封止している。ＦＦＣ１０の導体として平板型導体１２を、最も寸法の小さい厚み方向にこのように緩く曲げて、基板２０の導体２２の表面に接触させることは、同じ断面積で円形断面を有する導体と比べてより容易である。
【００４４】
これらの図から見て分かるように、接着フィルム３０は、ＦＦＣ１０の接続端子１１及び基板２０の接続端子２１をほぼ完全に封止しており、そのためこれらの接続端子１１、２１は外部に露出していない。このようにして、外部の水分等が接着フィルム３０と接続端子１１、２１との界面に侵入して信頼性を低下させる可能性を低くできる。
【００４５】
図５及び６を参照して、本開示による接続構造体を例示的に説明したが、ＦＦＣと基板の上下方向の位置関係、ＦＦＣの平板型導体の露出長さ、基板側導体の配置高さ及び露出長さなどを用途に応じて設計変更することにより、様々な接続構造体を作製できる。
【００４６】
本開示による接続方法及び接続構造体は、ＦＦＣを用いる様々な電子機器、例えば、インクジェットプリンタ、複写機、ステレオ、テレビ、ＶＴＲ、電話機、ファックスなどに使用できる。
【実施例】
【００４７】
以下、代表的な実施例を詳述するが、本願の特許請求の範囲の範囲内で、以下の実施態様の変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００４８】
１．試料及び装置
ボンダー：パルスヒートボンダーＣＴ−３００（大橋製作所製）（接触面のヘッド寸法３ｍｍ×４ｃｍ）
接着フィルム：
（Ａ）エポキシ系熱硬化性接着フィルム（品番７１３２、住友スリーエム製、寸法６ｍｍ×３ｍｍ、厚さ３０μｍ）
（Ｂ）（Ａ）＋支持材（同寸の２５μｍ厚ポリイミドフィルム）
基板：樹脂含浸紙基板（基板寸法５ｃｍ×５ｃｍ、接続端子部分６ｍｍ×２．５ｃｍ、接続端子の導体幅０．６ｍｍ、導体間隔０．４ｍｍ、導体ピッチ１ｍｍ、導体本数２５本）
基板の導体材料：フラックス塗布した銅板
フレキシブルフラットケーブル：平板型導体の露出長さ４ｍｍ、露出部分の導体厚さ０．１ｍｍ、導体幅０．６ｍｍ、導体間隔０．４ｍｍ、導体ピッチ１ｍｍ、導体本数２５本
フレキシブルフラットケーブルの導体材料：スズめっき銅
熱圧着時の緩衝材：ポリテトラフルオロエチレンフィルム（５ｃｍ×１ｃｍ、５０μｍ厚）
【００４９】
２．接続方法
１）ボンダーのステージ上に樹脂含浸紙基板を置く。
２）ＦＦＣの露出した接続端子を紙基板の接続端子の上に位置合せする。
３）ＦＦＣと紙基板を接続端子以外の部分でテープを用いて固定する。
４）ＦＦＣの露出した接続端子の上に接着フィルムを載せる。
５）接着フィルムの上に緩衝材としてポリテトラフルオロエチレンフィルムを載せる。
６）ボンディングヘッドを下げて荷重１０ｋｇｆを与え、接着フィルムの有効接着領域にかかる圧力を１．３ＭＰａとして、室温から３２０℃まで１０秒間で到達する加熱プロファイルで熱圧着を行う。３２０℃に到達した時点でヘッドを上げて圧力を解放する。この工程で、接着フィルムが硬化してＦＦＣと基板が接続され、同時にスズめっきが溶融して、ＦＦＣの平板型導体と基板の導体とが接合される。
【００５０】
３．結果
（Ａ）及び（Ｂ）のいずれを使用した場合であっても、ＦＦＣの隣接する平板型導体間の短絡は確認されず、かつＦＦＣの接続端子と基板の接続端子と電気接続が良好に確立された。ＦＦＣ及び基板の接続端子は接着フィルムによって封止され、ＦＦＣと基板は実用上十分な強度で接続されていた。（Ｂ）を用いた場合、ＦＦＣ及び基板の接続端子の封止部分はポリイミドフィルムでさらに保護されていた。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本開示の一実施態様による、フレキシブルフラットケーブルと基板の接続方法の概略を示す分解斜視図である。
【図２】本開示の一実施態様による、ＦＦＣと基板の接続構造体の横断面図である。
【図３】本開示の別の実施態様による、ＦＦＣと基板の接続構造体の横断面図である。
【図４】支持材を接着フィルムの上に有する、ＦＦＣと基板の接続構造体の横断面図である。
【図５】本開示の一実施態様による接続構造体の、ＦＦＣの平板型導体の長手方向に沿った垂直断面図である。
【図６】本開示の別の実施態様による接続構造体の、ＦＦＣの平板型導体の長手方向に沿った垂直断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    フレキシブルフラットケーブル
１１、２１    接続端子
１２    平板型導体
２０    基板
２２    導体
３０    接着フィルム
３１    支持材
４０    緩衝材
５０    熱圧着装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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