(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性基材と、前記可撓性基材の第１の面側に設けられた接続部と、前記可撓性基材よりも面積が小さく、前記可撓性基材よりも剛性が高いと共に、前記第１の面との対向面側に断面が略矩形のＣｕ層の表面がカーボン層で覆われてなる端子部が設けられた基板と、前記基板の前記端子部が設けられた面とは反対側の表面に実装され前記端子部と電気的に接続される電子部品と、を有し、
前記接続部と前記端子部とが接触した状態で、前記可撓性基材と前記基板との間が接着層を介して接合されており、
前記可撓性基材の前記第１の面に絶縁層が設けられ、前記絶縁層の表面に前記接続部が設けられており、前記カーボン層の表面は、前記接続部に向かって凸型の湾曲状であり、前記絶縁層および前記接続部の表面は、前記カーボン層の表面形状に沿って凹み変形していることを特徴とする電子部品の実装構造体。
【請求項２】
前記絶縁層は、レジスト層である請求項１記載の電子部品の実装構造体。
【請求項３】
前記接着層は、非導電性ペーストにより形成される請求項１または２に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項４】
前記接着層は、湿気硬化型接着剤により形成される請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項５】
前記接着層の硬化温度が前記可撓性基材の熱変形温度未満である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項６】
前記可撓性基材は、ＰＥＴフィルムである請求項１ないし５のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項７】
複数の前記電子部品が、同じ前記基板上に実装されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載された電子部品の実装構造体と、前記可撓性基材の前記第１の面に対して反対側の第２の面に設けられ操作体の操作位置を検出可能なセンサ部材と、を有することを特徴とする入力装置。
【請求項９】
第１の面側に絶縁層が設けられ、前記絶縁層の表面に接続部が設けられた可撓性基材と、前記可撓性基材よりも面積が小さく、前記可撓性基材よりも剛性が高いと共に、前記第１の面との対向面側に断面が略矩形のＣｕ層の表面がカーボン層で覆われてなる端子部が設けられた基板と、電子部品と、を用いて、
前記電子部品を、前記基板の前記端子部が設けられた面とは反対側の表面に実装して前記端子部と電気的に接続する工程、
前記可撓性基材の前記第１の面に接着剤を塗布する工程、
前記基板の前記端子部と前記可撓性基材の前記接続部とを対向させて、前記基板と前記可撓性基板間を圧着して、前記接続部に向かって凸型の湾曲状である前記カーボン層の表面を前記接続部に接触させ、前記絶縁層および前記接続部の表面を、前記カーボン層の表面形状に沿って凹み変形させると共に、前記可撓性基材と前記基板との間を接着層を介して接合する工程、
を有することを特徴とする電子部品の実装構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記可撓性基材の熱変形温度未満に設定して、熱圧着する請求項９に記載の実装構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記接着剤に、非導電性ペーストを用いる請求項９または１０に記載の電子部品の実装構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記接着剤に、湿気硬化型接着剤を用いる請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記可撓性基材に、ＰＥＴフィルムを用いる請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の電子部品の実装構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性基材に配置される電子部品の実装構造体、及び前記実装構造体とセンサ部材とを備え、操作位置の検出を可能とした入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１や特許文献２には、基板の一方の面にセンサ部材が設けられ、他方の面に電子部品が実装された構造が開示されている。
【０００３】
特許文献２では、センサを構成するフィルム基板よりも厚い回路基板の裏面に電子部品を実装しているが、特許文献１のように、可撓性基材の一方にセンサ部材を配置し、他方に電子部品を実装する構成とすることで、薄型化・小型化を促進できる。また可撓性基材を用いることで、例えば入力装置を組み込む筐体表面が湾曲状とされている場合等に、可撓性基材を、その湾曲形状に合わせて湾曲させて配置することが可能になる。
【０００４】
特許文献１では、可撓性基材側の接続部と、電子部品のリードフレーム間を低融点半田により接合し、その周囲を樹脂で覆う構造としている。あるいは導電フィラーが混入された導電性樹脂を用いて、接続部とリードフレーム間を接合し、この際、所定の熱処理を施して、接続部とリードフレーム間を電気的に接続したりしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１８５３５号公報
【特許文献２】特許第３２５８２０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、導電性接着剤を用いて電子部品を可撓性基材に直接実装する構成では、高い熱処理温度に可撓性基材が曝されることになり、可撓性基材が熱の影響を受けて変形する問題が生じた。
【０００７】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するものであり、特に可撓性基材に対する熱的影響を従来よりも小さくでき、且つ可撓性基材の可撓性（フレキシブル性）を良好に維持することができる電子部品の実装構造体及び入力装置、ならびに、前記実装構造体の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における電子部品の実装構造体は、可撓性基材と、前記可撓性基材の第１の面側に設けられた接続部と、前記可撓性基材よりも面積が小さく、前記可撓性基材よりも剛性が高いと共に、前記第１の面との対向面側に断面が略矩形のＣｕ層の表面がカーボン層で覆われてなる端子部が設けられた基板と、前記基板の前記端子部が設けられた面とは反対側の表面に実装され前記端子部と電気的に接続される電子部品と、を有し、
前記接続部と前記端子部とが接触した状態で、前記可撓性基材と前記基板との間が接着層を介して接合されており、
前記可撓性基材の前記第１の面に絶縁層が設けられ、前記絶縁層の表面に前記接続部が設けられており、前記カーボン層の表面は、前記接続部に向かって凸型の湾曲状であり、前記絶縁層および前記接続部の表面は、前記カーボン層の表面形状に沿って凹み変形していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明では、電子部品を可撓性基材に直接実装せず、可撓性基材よりも面積の小さい基板に実装している。したがって、可撓性基材は、電子部品が基板に実装される際の熱の影響を受けない。そして本発明では、可撓性基材の接続部と基板の端子部間を接触させた状態で、可撓性基材と基板間を接着層にて接合している。このように本発明では、接続部と端子部間を接触させており、両者間を電気的に接続するために高い加熱処理が必要となる導電性接着剤を用いなくてもよい。本発明では、電子部品を可撓性基材に直接実装せず、電子部品が実装された基板を可撓性基材に接合する構成であるため、後述の製造方法でも説明するように、可撓性基材と基板間を強く圧着させることが可能になり、したがって導電性接着剤を用いずとも、接続部と端子部間を接触させることができるのである。以上により本発明では、可撓性基材に対する熱的影響を従来よりも低減させることができる。よって可撓性基材の熱による変形を従来よりも抑制することができる。また、可撓性基材に対して部分的に基板を重ねた構成としており、可撓性基材の可撓性（フレキシブル性）を損なわない。
【００１０】
また、本発明では前記絶縁層を、可撓性基材と基板間を圧着した際のクッション層（応力吸収層）として機能させることができ、圧着の際に絶縁層の表面をゆるやかに凹み変形させ、圧着時に可撓性基材に対して加わる圧力を極力小さくできる。したがって可撓性基材が変形するのを抑制することが可能になっている。
【００１１】
また本発明では、前記絶縁層は、レジスト層であることが好ましい。より効果的に、絶縁層をクッション層（応力吸収層）として機能させることができる。
【００１２】
また本発明では、前記接着層は、非導電性ペーストにより形成されることが好ましい。本発明では、可撓性基材側の接続部と基板側の端子部間を直接接触させており、可撓性基材と基板間の接着には、非導電性ペーストを用いることができ、導電性接着剤を用いた場合のように、高い熱を必要とせずに、可撓性基材と基板間を適切に接合できる。
【００１３】
また本発明では、前記接着層は、湿気硬化型接着剤により形成されることが好ましい。これにより、導電性接着剤を用いた場合のように、高い熱を必要とせずに、可撓性基材と基板間を適切に接合できる。
【００１４】
なお非導電性ペーストや湿気硬化型接着剤を用いた場合でも、後述するように可撓性基材と基板間を熱圧着するが、その際の圧着温度は、導電性接着剤を用いた場合のように、高い温度ではなく、したがって可撓性基材が変形するのを適切に抑制することが可能になる。
【００１５】
また本発明では前記接着層の硬化温度が前記可撓性基材の熱変形温度未満であることが好ましい。本発明では可撓性基材が変形するのを適切に抑制することが可能になる。
【００１６】
また本発明では、前記可撓性基材は、ＰＥＴフィルムであることが好ましい。このように可撓性基材にＰＥＴフィルムを使用しても可撓性基材の変形を抑制でき、またＰＥＴフィルムを用いることで生産コストを抑制できる。
【００１７】
また本発明では、複数の電子部品を基板に実装した状態で基板の端子部と可撓性基材の接続部間を接続することが可能である。本発明では、複数の前記電子部品を、同じ前記基板上に実装できる。
【００１８】
また本発明における入力装置は、上記に記載された電子部品の実装構造体と、前記可撓性基材の前記第１の面に対して反対側の第２の面に設けられ操作体の操作位置を検出可能なセンサ部材と、を有することを特徴とするものである。このように本発明では、電子部品の実装構造体を、操作体の操作位置を検出可能な入力装置に好ましく適用できる。そして本発明によれば、入力装置を組み込む電子機器の筐体の表面形状等に沿って、入力装置を湾曲変形させることがでる。
【００１９】
また本発明における電子部品の実装構造体の製造方法は、
第１の面側に絶縁層が設けられ、前記絶縁層の表面に接続部が設けられた可撓性基材と、前記可撓性基材よりも面積が小さく、前記可撓性基材よりも剛性が高いと共に、前記第１の面との対向面側に断面が略矩形のＣｕ層の表面がカーボン層で覆われてなる端子部が設けられた基板と、電子部品と、を用いて、
前記電子部品を、前記基板の前記端子部が設けられた面とは反対側の表面に実装して前記端子部と電気的に接続する工程、
前記可撓性基材の前記第１の面に接着剤を塗布する工程、
前記基板の前記端子部と前記可撓性基材の前記接続部とを対向させて、前記基板と前記可撓性基板間を圧着して、前記接続部に向かって凸型の湾曲状である前記カーボン層の表面を前記接続部に接触させ、前記絶縁層および前記接続部の表面を、前記カーボン層の表面形状に沿って凹み変形させると共に、前記可撓性基材と前記基板との間を接着層を介して接合する工程、
を有することを特徴とするものである。
【００２０】
本発明では、可撓性基材よりも面積の小さい基板に電子部品を実装しており、電子部品を可撓性基材に実装していない。そして、本発明では、基板と可撓性基板間を圧着させて、電子部品が実装された基板の端子部と、可撓性基材の接続部とを接触させるとともに、可撓性基材と基板間を接着層を介して接合している。このように本発明では、可撓性基材は、電子部品を基板に実装した際の熱の影響を受けず、また、可撓性基材と基板間を圧着させることで、導電性接着剤を用いずとも、接続部と端子部間を接触させることができる。よって、可撓性基材には高い熱が加わることがなく、可撓性基材の熱による変形を従来よりも抑制することができる。
【００２１】
また本発明では、基板と可撓性基板間の圧着時の加圧力を絶縁層の凹み変形によって適切に吸収でき、可撓性基材が変形するのを抑制できる。
【００２２】
また本発明では、前記可撓性基材の熱変形温度未満の熱を加えて、熱圧着することが好ましい。これにより、可撓性基材が変形するのを効果的に抑制できる。ここで熱変形温度は耐熱性の指標とされる。
【００２３】
また本発明では、前記接着剤に、非導電性ペーストを用いることが好ましい。また、前記接着剤に、湿気硬化型接着剤を用いることが好ましい。これにより、導電性接着剤を用いた場合のように、高い熱を必要とせずに、可撓性基材と基板間を適切に接合できる。
また本発明では、前記可撓性基材に、ＰＥＴフィルムを用いることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、可撓性基材は、電子部品が基板に実装される際の熱の影響を受けない。また、両者間を電気的に接続するために高い加熱処理が必要となる導電性接着剤を用いなくてもよい。以上により本発明では、可撓性基材に対する熱的影響を従来よりも低減させることができる。よって可撓性基材の熱による変形を従来よりも抑制することができる。また、可撓性基材に対して部分的に基板を重ねた構成としており、可撓性基材の可撓性（フレキシブル性）を損なわない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）は、本実施形態の可撓性基材の第１の面（裏面）側の構造を示す図（裏面図）であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す可撓性基材の第１の面（裏面）に形成された接続部及び配線部の部分拡大図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すプリント基板の拡大図（端子部及び配線部を点線で示した）及び電子部品の拡大図である。
【図２】図２は、電子部品とプリント基板との部分縦断面図である。
【図３】図３は、可撓性基材の第２の面（表面）に配置されたセンサ部材の平面図である。
【図４】図４は、本実施形態の入力装置の部分縦断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図１（ｃ）に示すプリント基板を、図１（ｂ）に示す可撓性基材の第１の面に接合させて、図１（ｃ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た際の部分縦断面図であり、図５（ｂ）は、図１（ｃ）に示すプリント基板を図１（ｂ）に示す可撓性基材の第１の面に接合させ、図１（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た際の部分縦断面図である。ただし図５（ａ）（ｂ）は、接着層を介しての可撓性基材とプリント基板間の接合を説明するための図であり、本発明の接続部と端子部の具体的な構成の説明は、図７を参照して行う。
【図６】図６は、図５（ｂ）に示すプリント基板とＰＥＴフィルム（可撓性基材）との接合断面写真である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態を示すプリント基板と可撓性基材との接合部分の部分縦断面図である。
【図８】図８は、図７に示すプリント基板とＰＥＴフィルム（可撓性基材）との接合断面写真である。
【図９】図９は、本実施形態における電子部品の実装構造体及び入力装置を製造するための一工程を示す図（部分平面図）である。
【図１０】図１０（ａ）は、本実施形態における電子部品の実装構造体及び入力装置を製造するための一工程を示す図（部分縦断面図）であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の次の工程を示す一工程を示す図（部分縦断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１（ａ）は、本実施形態の可撓性基材の第１の面（裏面）側の構造を示す図（裏面図）であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す可撓性基材の第１の面（裏面）に形成された接続部及び配線部の部分拡大図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示すプリント基板の拡大図（端子部及び配線部を点線で示した）及び電子部品の拡大図である。また、図２は、電子部品とプリント基板との部分縦断面図であり、図３は、可撓性基材の第２の面（表面）に配置されたセンサ部材の平面図であり、図４は、本実施形態の入力装置の部分縦断面図である。
【００２７】
本実施形態における入力装置１は、可撓性基材２と、可撓性基材２の第１の面（裏面）２ａ側に配置されたプリント基板３（基板）及び電子部品４，５と、可撓性基材２の第２の面（表面）２ｂ側に配置されたセンサ部材６と、を有して構成される。なお図１に示す各図は、可撓性基材２の裏面２ａ側からみた裏面図である。また図２では、可撓性基材２の裏面２ａ側が図面上、上方を向く図とした。
【００２８】
図４に示すように可撓性基材２の裏面２ａには絶縁層１２が形成されており、この絶縁層１２の表面に図１（ａ）（ｂ）に示す複数本の配線層８が設けられ、各配線層８の一方の端部が接続部（接続パッド）９ａ〜９ｗとなっている。また各配線層８の接続部９ａ〜９ｗとは反対側の端部には、可撓性基材２に形成された厚さ方向に貫通するスルーホール１０内に充填された導電層１１（図４参照）と接続されている。
【００２９】
図１（ｂ）に示すように、各接続部９ａ〜９ｗの幅は、各配線層８の幅よりも広く形成されている。各接続部９ａ〜９ｗ及び各接続部に繋がる各配線層８は、夫々一体で形成される。
【００３０】
図４に示すように導電層１１は、可撓性基材２の表面２ｂ側に配置されたセンサ部材６と電気的に接続されている。
【００３１】
センサ部材６は、例えば図３、図４に示すように、Ｘ方向に延設し、Ｙ方向に間隔を空けて配置された複数本の第１電極１３と、Ｙ方向に延設し、Ｘ方向に間隔を空けて配置された複数本の第２電極層１４とを有して構成される。図４に示すように、第１電極１３と第２電極１４との間には中間基材１５が配置されている。また、図４に示すように第２電極１４の表面には粘着層１６を介して表面基材１７が設けられており、表面基材１７の表面１７ａが操作面とされている。操作者が指Ｆを操作面１７ａ上に接触あるいは近接させると、指Ｆと第１電極１３との間、及び指Ｆと第２電極１４との間で静電容量変化が生じ、静電容量変化に基づいて指ＦのＸＹ座標を検出することができる。図３ではセンサ部材６が静電容量センサであり、指Ｆの操作位置の検出には、相互容量検出型や自己容量検出型等があるが、特に検出方法及び電極構成等を限定するものでない。またセンサ部材６は静電容量センサ以外（抵抗式センサ等）であってもよい。
【００３２】
本実施形態における可撓性基材２は、可撓性（フレキシブル性）を備える薄い基材であり、樹脂シートや樹脂フィルムで形成される。例えば可撓性基材２はＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）フィルムである。
【００３３】
可撓性基材２の裏面２ａに形成された絶縁層１２は、可撓性基材2に比べて硬度が低く弾性率が大きくて変形しやすいレジスト層、例えばフォトレジストやスクリーン印刷レジストからなるレジスト層であることが好適である。
【００３４】
また、絶縁層１２の表面に形成された配線層８及び接続部９ａ〜９ｗは、例えばＡｇインクを印刷形成して成るＡｇ層であることが好ましい。
【００３５】
本実施形態では、図１（ａ）に示すように、可撓性基材２の裏面２ａ側に電子部品４，５が配置されるが、これら電子部品４，５は、可撓性基材２よりも面積の小さいプリント基板３の表面に実装されており、プリント基板３が可撓性基材２の裏面２ａに接合された状態とされている。すなわち従来の入力装置の可撓性基材の一方にセンサ部材を配置し、他方に電子部品を直接実装するという構成と異なり、電子部品４，５は可撓性基材２に直接実装されていない。
【００３６】
図１（ｃ）は、プリント基板３の表面３ａ側からみた図であり、裏面３ｂ側に現れる配線層２０及び端子部２１ａ〜２１ｗを点線で示した。なお、ここで、プリント基板３の表面３ａとは、図１（ａ）に示す可撓性基材２の裏面２ａ側から見た際に見えるプリント基板３の面であり、プリント基板３の裏面３ｂとは、可撓性基材２の裏面２ａと対向する側の面を指す（図２も参照）。
【００３７】
図１（ｃ）に示すようにプリント基板３の表面３ａには、複数の電極パッド２２が形成されている。図１（ｃ）に示すように、プリント基板３の裏面３ｂには、複数の端子部２１ａ〜２１ｗ及び各端子部２１ａ〜２１ｗから延びる配線層２０が形成されている。そして、複数の電極パッド２２と、各電極パッド２２に対応する複数の端子部とが、配線層２０及び配線層２０の端部に設けられたスルーホール２３内の導電層を介して電気的に接続された状態となっている。スルーホール２３は、プリント基板３を厚さ方向に貫通して形成されている。
【００３８】
各配線層２０及び各端子部２１ａ〜２１ｗは、一体的に形成されている。各配線層２０及び各端子部２１ａ〜２１ｗは銅箔をパターン形成したものであり、各端子部２１ａ〜２１ｗの表面にはＡｕめっき層やカーボン層が形成された構造となっている。また端子部２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに繋がる銅箔パターンは、グランド層２５を構成している。
【００３９】
プリント基板３は、例えばガラスエポキシ基板であり、可撓性基材２よりも剛性の高いリジッドな基板である。
【００４０】
図１（ｃ）に示すように、電子部品４の側面には複数本のリードフレーム４ａが形成されており、図２に示すように、各リードフレーム４ａは、各リードフレーム４ａと対応する各電極パッド２２と電気的に接続されている。図２に示すように、各リードフレーム４ａと各電極パッド２２との間には半田層２４が設けられている。半田層２４の材質を特に限定するものでないが、鉛フリーの低融点はんだが好ましく適用される。低融点はんだにはＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺ ｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎなどがある。図１では、各リードフレーム４ａと各電極パッド２２とが半田層２４を介して接合されている。また、図２では図示していないが、特許文献１のように、半田層２４の周囲やリードフレーム４ａを覆うようにして樹脂層が設けられていてもよい。樹脂層の材質を特に限定するわけではないが、例えば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メラミン樹脂などの単独または２種類以上の熱硬化型樹脂を好ましく選択できる。
【００４１】
ただし本実施形態では、リジッドなプリント基板３上に電子部品４，５を実装する形態であり、特に問題がなければ、樹脂層で電子部品４の周囲を覆わなくても適切に電子部品４，５をプリント基板３へ固定することができる。電子部品４，５をプリント基板３上に実装するには例えば、２５０℃〜４００℃程度の熱処理温度が必要とされる。これによりはんだが溶解し、電子部品４のリードフレーム４ａと電極パッド２２間に半田層２４を形成して、リードフレーム４ａと電極パッド２２間が電気的に接合される。
【００４２】
なお図２に示すリードフレーム４ａと電極パッド２２間の接合構造は一例であり、これ以外の構成であってもよい。特に本実施形態では、電子部品４を実装する際の熱の影響が可撓性基材２に及ばないため、はんだ以外の導電フィラーが混入された熱硬化性樹脂等の導電性接着剤を用いて、電子部品４，５をプリント基板３の表面３ａに実装することが可能である。
【００４３】
電子部品４の各リードフレーム４ａとプリント基板３の各電極パッド２２とを電気的に接続したことで、電子部品４の各リードフレーム４ａは、電極パッド２２に繋がる各端子部と電気的に接続された状態となる。
【００４４】
図１（ｂ）に示す可撓性基材２側に形成された各接続部９ａ〜９ｗと、プリント基板３側の各端子部２１ａ〜２１ｗとは対応している。すなわちプリント基板３の裏面３ｂを可撓性基材２の裏面２ａに重ねた際、各接続部９ａ〜９ｗと各端子部２１ａ〜２１ｗとは対向し重なり合うように配置されている。
【００４５】
なお電子部品４，５は、ＩＣ、ＡＳＩＣ、コネクタ、コンデンサ、抵抗器等、特に種類を限定するものでない。
【００４６】
図５（ａ）は、図１（ｃ）に示すプリント基板３を、図１（ｂ）に示す可撓性基材２の裏面２ａに接合させて、図１（ｃ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向から見た際の部分縦断面図であり、図５（ｂ）は、図１（ｃ）に示すプリント基板３を図１（ｂ）に示す可撓性基材２の裏面２ａに接合させ、図１（ｃ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し矢印方向から見た際の部分縦断面図である。ただし図５（ａ）（ｂ）は、接着層を介しての可撓性基材とプリント基板間の接合を説明するための図であり、本発明の接続部と端子部の具体的な構成の説明は、図７を参照して行う。
【００４７】
図５では、図２と同様に、可撓性基材２の裏面２ａ側が図面上、上方を向く図とした。
図５（ａ）に示す形態では、可撓性基材２の裏面２ａにシールド層２６が設けられており、シールド層２６は例えばカーボンを含有した構成である。シールド層２６は、スルーホールの部分を除き、裏面２ａのほぼ全面に形成できる。シールド層２６の表面にレジストからなる絶縁層１２が形成される。絶縁層１２の表面には、図１（ｂ）で示した各配線層８及び各接続部９ａ〜９ｗが形成される。なお図５（ａ）（ｂ）では、接続部を個別の９ａ〜９ｗの表記でなく符号９で示した。また、端子部についても個別の２１ａ〜２１ｗの表記でなく符号２１で示した。図５（ａ）に示すように配線層８の表面にはレジスト等からなる絶縁性の保護層２７が設けられる。
【００４８】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、プリント基板３の裏面３ｂ（可撓性基材２の裏面２ａとの対向面）には、図１（ｃ）に示す各端子部２１及び各配線層２０が形成されている。図５（ａ）に示すように配線層２０の表面には、レジスト等からなる絶縁性の保護層２８が設けられる。
【００４９】
この形態では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、例えば、各配線層２０及び各端子部２１に一体化された銅箔パターンからなるＣｕ層２９が形成され、各端子部２１の位置では、Ｃｕ層２９の表面にＡｕめっき層３０が形成された構成となっているが、本発明の端子部は、表面をカーボン層に覆われてなるものであり、その詳細は以下で、図７を参照して説明する。
【００５０】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、可撓性基材２側の各接続部９と、プリント基板３側の各端子部２１とは接触している。ここで「接触」とは、物理的な接触であることが好ましく、すなわち接続部９と端子部２１とが直接接触していることが好ましいが、各接続部９と各端子部２１とが全面で接触せず一部で接触する場合も含む。また、物理的な接触でなく、後述する接着層３２がわずかに薄い層として、各接続部９と、プリント基板３側の各端子部２１との間に介在した状態であっても電気信号が流れる状態であれば電気的な接触とされる。ただしかかる場合でも、少なくとも一部で物理的な接触があることが望ましい。
【００５１】
可撓性基材２とプリント基板３間を接合する接着層３２について説明する。接着層３２は非導電性ペースト（Non-Conductive Paste；ＮＣＰ）であることが好適である。本形態では可撓性基材２側の接続部９ａ〜９ｗと、プリント基板３側の各端子部２１ａ〜２１ｗとを接触させており、可撓性基材２とプリント基板３間の接着には非導電性ペーストを用いることができる。導電性接着材の場合、接着時に必要な加熱温度は少なくとも２５０℃以上を必要とするが、非導電性ペーストの場合は１４０℃以下で接着可能である。したがって導電性接着剤を用いた場合のように高い熱を必要とせずに、可撓性基材２とプリント基板３間を適切に接合することができる。
【００５２】
また、接着層３２は、湿気硬化型接着剤により形成されることが好適である。例えば材料としてはアクリル変成シリコーン樹脂であり、下記の化学式１に示すように、加水分解・脱アルコール型の縮合反応を起こして硬化する。
【００５３】
［化１］
Ｓｉ−ＯＣＨ3＋Ｓｉ−ＯＨ  →  Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋ＣＨ3ＯＨ
【００５４】
接着層３２は、可撓性基材２とプリント基板３との間を接合して一定距離に保つとともに、各端子部２１ａ〜２１ｗと各接続部９ａ〜９ｗとの接触状態を保持する役割を有している。すなわち可撓性基材２とプリント基板３間を圧着させた後、圧力を取り除いても、各端子部２１ａ〜２１ｗと各接続部９ａ〜９ｗとの接触状態は良好に保たれている。
【００５５】
本形態では、可撓性基材２とプリント基板３との間を接着剤で接合する際、後述の製造方法でも説明するように、熱圧着している。圧着温度としては例えば、約１４０℃以下に設定し、圧着時間としては、約３０秒以下に設定する。なお熱圧着時の温度は、導電性接着剤を用いて接合する際に必要とされる加熱温度に比べて低く設定できる。また、ＰＥＴの熱変形温度は一般的に２４０℃前後であることから、熱圧着によって可撓性基材２が変形するのを適切に抑制することができる。
【００５６】
図６は、図５（ｂ）に示す形態の写真である。図６では、可撓性基材（ＰＥＴ）側の接続部（Ａｇ）と、プリント基板（ＰＣＢ）側の端子部（Ａｕめっき銅）とが直接接触しており、両者の間に接着剤はみられなかった。
【００５７】
また図５、図６に示す端子部２１ａ〜２１ｗの縦断面形状は、略矩形状であり、接続部９ａ〜９ｗとの接触面が直線状となっており、端子部２１ａ〜２１ｗと接続部９ａ〜９ｗとが面接触している。さらに図５、図６では、各端子部２１ａ〜２１ｗの表面にＡｕめっき層３０を形成している。これにより、各端子部２１ａ〜２１ｗと各接続部９ａ〜９ｗ間の接触抵抗を効果的に小さくすることができる。
【００５８】
従来では、電子部品を、直接、可撓性基材２の裏面２ａに実装していたが、かかる場合には、両者間を強く圧着させることができず、そのため、電子部品の実装には導電性接着剤を用いて可撓性基材２側の接続部と電気的に接続していた。導電性接着剤は、はんだや導電フィラーが混入した熱硬化性樹脂等であり、高い温度の加熱処理が必要とされ、その熱的影響が可撓性基材２の変形をもたらした。
【００５９】
これに対して本形態では、電子部品４，５を、可撓性基材２よりも面積の小さいプリント基板３に実装し、可撓性基材２に直接実装していない。したがって、可撓性基材２は、電子部品４，５がプリント基板３に実装される際の熱の影響を受けない。そして本形態では、可撓性基材２の各接続部９ａ〜９ｗとプリント基板３の各端子部２１ａ〜２１ｗ間を接触させた状態で、可撓性基材２とプリント基板３間を接着層３２にて接合している。このように本形態では、各接続部９ａ〜９ｗと各端子部２１ａ〜２１ｗ間を接触させており、両者間を電気的に接続するために高い加熱処理が必要となる導電性接着剤を用いなくてもよい。本形態では、電子部品４，５を可撓性基材２に直接実装せず、電子部品４，５が実装されたプリント基板３を可撓性基材２に接合する構成であり、特に図１（ｂ）（ｃ）に示すように圧着させるべき各接続部９ａ〜９ｗと各端子部２１ａ〜２１ｗの位置は、電子部品４，５から外方に外れた周囲に位置するため、圧着力を電子部品４，５に加えずに、各接続部９ａ〜９ｗと各端子部２１ａ〜２１ｗ間を強く圧着できる。したがって導電性接着剤を用いずとも、各接続部９ａ〜９ｗと各端子部２１ａ〜２１ｗ間を接触させることができるのである。その際の加圧力で接着剤は各接続部９ａ〜９ｗと各端子部２１ａ〜２１ｗとの接合部の周囲に押し出され、可撓性基材２とプリント基板３間が接着層３２にて接合された状態となる。
【００６０】
以上により本形態では、可撓性基材２の熱による変形を従来よりも抑制することができる。また、可撓性基材２に対して部分的にプリント基板３を重ねた構成としたため、プリント基板３と重なっていない部分の可撓性基材２は、その可撓性（フレキシブル性）を損なわない。よって可撓性基材２を曲面状に形成して入力装置を構成することができる。
【００６１】
図７は、本発明の実施の形態を示すプリント基板とＰＥＴフィルム（可撓性基材）との接合部分の部分縦断面図であり、図８は、図７に示すプリント基板とＰＥＴフィルム（可撓性基材）との接合断面写真である。
【００６２】
図７では図５（ｂ）と異なって、端子部２１の縦断面形状に現れる表面３４が凸型の湾曲状で形成される。図７では、端子部２１は、銅箔パターンによるＣｕ層２９と、カーボン層３５とで構成される。そしてカーボン層３５の表面が端子部２１の凸型曲面の表面３４を構成している。
【００６３】
図８の実施例においても、端子部２１と接続部９との間は直接接触し、両者間に接着層３２は介在していなかった。
【００６４】
図７、図８に示す実施形態では、カーボン層３５の表面である端子部２１の表面３４は凸型の湾曲状で形成されており、端子部２１と高さ方向で対向する絶縁層１２の表面１２ａ及び接続部９の表面３６が端子部２１の表面３４形状に沿って凹み変形している。
【００６５】
また図７，図８では、接着剤が端子部２１と接続部９との接合部の側方に押し出されて、接着層３２が可撓性基材２とプリント基板３間を接合している。
【００６６】
図７、図８に示すように、絶縁層１２は可撓性基材２とプリント基板３間を圧着させた際のクッション層（応力吸収層）として機能し、したがって圧着時、端子部２１により絶縁層１２及び接続部９が押圧されて凹むことで、圧着時の加圧力を絶縁層１２にて効果的に吸収でき、圧着時の加圧力が可撓性基材２自体に作用するのを抑制できる。したがって、可撓性基材２の変形を抑制することができる。図７、図８に示す実施形態では、端子部２１の表面３４が凸型の湾曲状であるため、絶縁層１２の表面１２ａ及び接続部９の表面３６を端子部２１の表面３４形状に沿ってゆるやかに凹み変形させることができる。
【００６７】
なお図５（ｂ）においても、図７のように絶縁層１２の表面１２ａ及び接続部９の表面３６を凹み変形させることができる。
【００６８】
図７、図８に示すように、絶縁層１２及び接続部９の各表面１２ａ，３６を端子部２１の表面３４形状に沿って凹み変形させることで、接続部９と端子部２１間の接触面積を増やすことができ、接触抵抗の低減を図ることができる。接触抵抗は接触面積や材質によって変化する。また、絶縁層１２の膜厚ｔ１（図７参照）を大きくすることで接触抵抗の低減を図ることができる。これにより接触抵抗の低減できる。
【００６９】
また図７、図８では、絶縁層１２の表面１２ａ及び接続部９の表面３６を凹み変形させながら接続部９と端子部２１とが接触し、同時に接着剤の硬化が進行する。可撓性基材２とプリント基板３間の圧着時に作用させた加圧力を開放すると（除去すると）、絶縁層１２及び接続部９の復元力により端子部２１を持上げようとする。このとき、復元力に打ち勝つだけの硬化が進んでいれば、絶縁層１２及び接続部９の各表面１２ａ，３６の凹み変形は保たれ、端子部２１と接続部９間の接触面積を大きいまま保持できる。一方、接着剤の硬化が不十分で接着層３２が軟質状態にあると絶縁層１２及び接続部９の各表面１２ａ，３６の凹み変形が元の状態に戻りやすく端子部２１と接続部９間の接触面積が小さくなり導通状態が不安定になりやすい。このため、可撓性基材２とプリント基板３間を熱圧着し、このときの温度や時間を適切に調整し、接着層３２を十分に硬化させることが必要である。例えば熱圧着時の温度としては、約１４０℃以下に設定し、圧着時間としては約３０秒以下に設定する。従って、熱圧着時の温度は、導電性接着剤を用いて接合する際に必要とされる加熱温度に比べて低く設定でき、且つ、可撓性基材２の熱変形温度よりも低く設定できることから、熱圧着によって可撓性基材２が変形するのを適切に抑制することができる。
【００７０】
本実施形態では、電子部品４，５を支持する基板は、プリント基板３でなくてもよいが、可撓性基材２よりもリジッドなプリント基板３を用いることで、電子部品４，５を簡単且つ適切にプリント基板３に実装できる。また本実施形態では電子部品４，５の数に合わせてプリント基板３を用意しなくても複数の電子部品４，５を実装したプリント基板３を可撓性基材２の裏面２ａ側に接合することで、複数の電子部品４，５の実装が簡単となる。またプリント基板３の面積を最小限に設定でき、可撓性基材２のフレキシブルな領域を十分広く設定することができる。なお本実施形態では、可撓性基材２の裏面２ａに１つのプリント基板３が接合されているが、複数のプリント基板３が接合された形態とすることもできる。
【００７１】
本実施形態では入力装置１として説明したが、可撓性基材２の第１の面（裏面）２ａ側にプリント基板３及び電子部品４，５を備える構成は必須であり、可撓性基材２の第２の面２ｂ側をどのように構成するかは選択の余地がある。すなわち可撓性基材２の第２の面２ｂ側にセンサ部材６を配置しない構成とすることもできる。ただし、本実施形態に示すように、可撓性基材２の表裏面にセンサ部材６を配置し、可撓性基材２の表裏面のうちいずれか一面に電子部品４，５を取り付けて一体化した構成とすれば、操作体の操作位置を検出可能な入力装置１を、可撓性（フレキシブル性）を備えた構成にできる。
【００７２】
なお本実施形態で示す「電子部品の実装構造体」とは、可撓性基材２の第１の面（裏面）２ａ側にプリント基板３及び電子部品４，５を備えた構成であり（第２の面側の構成は特に規定していない）、さらに可撓性基材２の第２の面２ｂ側にセンサ部材６を設けた構成が「入力装置１」である。
【００７３】
図９、図１０を用いて本実施形態における入力装置１の製造方法について説明する。
まず図１（ａ）、図１（ｃ）、図２に示すように電子部品４，５を、面積が可撓性基材２よりも小さいプリント基板３の表面に実装する。実装の仕方は従来の方法によってもよいし特に限定しない。例えば、電子部品４の各リードフレーム４ａとプリント基板３の各電極パッド２２間を半田付けする。あるいは導電フィラーが混入された熱硬化性樹脂を用いて各リードフレーム４ａと各電極パッド２２間を電気的に接合することができる。
【００７４】
図９に示すように可撓性基材２の裏面２ａ側に形成された各接続部９ａ〜９ｗの表面３６に接着剤をディスペンサーにより塗布する。また接着剤を各接続部９ａ〜９ｗの表面３６及び各接続部９ａ〜９ｗ間の隙間に連続して塗布する。接着剤は可撓性基材２とプリント基板３との間を接合するのに必要な領域だけ塗布する。接着剤としては、非導電性ペースト（Non-Conductive Paste；ＮＣＰ）であることが好適である。また接着剤には、湿気硬化型接着剤を用いることが好適である。これにより、可撓性基材２とプリント基板３間の熱圧着時、高い熱を必要とせず、可撓性基材２とプリント基板３間を適切に接合できる。
【００７５】
次に図１０（ａ）に示すように可撓性基材２（センサ部材６の図示なし）側を固定台４０上に設置し、プリント基板３側の各端子部２１と可撓性基材２側の各接続部９とを高さ方向にて対向させた状態にて、プリント基板３の前記端子部２１が形成された面３ａと反対側の面３ｂに圧着ヘッド４１を設置する。圧着ヘッド４１は、ちょうど、各接続部９と各端子部２１との対向する領域に配置され、電子部品４，５とは接触していない。例えば圧着ヘッド４１は、図９に示した接着剤の塗布領域よりも一回り大きい程度の平面形状で形成されている（図９の点線参照）。
【００７６】
そして圧着ヘッド４１によりプリント基板３を可撓性基材２に熱圧着させる。このとき圧着ヘッド４１は所定温度に設定されており、例えば圧着ヘッド４１の温度は、６０℃〜１４０℃程度に設定されている。
【００７７】
各端子部２１と各接続部９間に圧力がかかると、各接続部９の表面３６に塗布されていた接着剤は側方に押し出され、端子部２１と接続部９とが接触する。接着剤が上記した６０℃〜１４０℃程度の圧着温度で且つ１０秒〜３０秒程度の圧着時間に保たれて接着剤の硬化反応が進行する。このときの圧着温度は、電子部品４，５をプリント基板３に導電性接着剤を介して実装した際の加熱温度に比べて十分に低い。なお、電子部品４，５をプリント基板３に実装する際の加熱温度は、２５０℃〜４００℃程度、必要とされる。また、本実施形態での圧着温度は、可撓性基材２の熱変形温度よりも低い温度に設定される。これにより、可撓性基材２の熱変形を効果的に抑制することができる。熱変形温度は、可撓性基材２の耐熱性を示す指標である。熱変形温度は荷重たわみ温度であり、試験法ＡＳＴＭ−Ｄ６４８、ＪＩＳ７１９１により定めることができる。
【００７８】
そして熱圧着により接着剤が硬化して、接続部９と端子部２１とが接触した状態のまま可撓性基材２とプリント基板３間が接着層３２により接合される（図１０（ｂ））。
【００７９】
続いて、圧着ヘッド４１を除去する。これにより、接続部９と端子部２１間にかかっていた圧力が開放されるが、可撓性基材２とプリント基板３間に介在する接着層３２の十分な硬化状態により、接続部９と端子部２１とは接触状態のまま適切に保たれる。
【００８０】
また可撓性基材２の裏面２ａに形成された絶縁層（レジスト）１２はクッション層（応力吸収層）として機能し、図１０（ａ）に示す圧着ヘッド４１を降下させて、各端子部２１と各接続部９とを接触させるとともにさらに、各端子部２１と高さ方向で対向する絶縁層１２の表面１２ａ及び接続部９の表面３６を凹み変形させて加圧力を絶縁層１２の部分で効果的に吸収でき、したがって可撓性基材２に対し熱圧着時の加圧力の影響を小さくできる。よって、可撓性基材２の変形を適切に抑制できる。また、図１０に示す接続部と端子部は、図５、６に示したものだが、図７，図８に示すように、端子部２１の表面３４形状に沿って、接続部９及び絶縁層１２の各表面３６，１２ａを凹み変形させることで、端子部２１と接続部９間の接触面積を大きくでき、接触抵抗の低減を図ることができる。なお、接着層３２の硬化が十分でないと、圧着ヘッド４１を取り除いたとき、熱圧着工程により凹んだ絶縁層１２及び接続部９が元の状態に戻りやすくなり、接続部９と端子部２１間の接触状態が不安定になるので、熱圧着時の圧着温度や圧着時間を適度に調整して接着層３２を十分に硬化させることが重要である。
【００８１】
本実施形態の入力装置１の製造方法によれば、電子部品４，５を可撓性基材２に直接実装せず、プリント基板３に実装するため、実装の際の熱が可撓性基材２に影響を及ぼすことがない。本実施形態では、可撓性基材２とプリント基板３間を圧着させて、プリント基板３側の端子部２１と、可撓性基材２側の接続部９とを接触させるとともに、可撓性基材２とプリント基板３間を接着層３２により接合している。このように、端子部２１と接続部９間を圧着させているため、端子部２１と接続部９間の電気的な接続のために導電性接着剤を用いることは必要でなく、したがって可撓性基材２とプリント基板３間の接合に、導電性接着剤を用いる場合のような高い熱が必要でない。よって可撓性基材２の熱による変形を従来に比べて抑制できる。可撓性基材２よりも面積の小さいプリント基板３を用いているので、可撓性基材２の可撓性（フレキシブル性）を損なわない。
【００８２】
従来のように電子部品を可撓性基材２に直接実装する場合には、電子部品のリードフレームと可撓性基材側の接続部間を半田接合するだけでなくその周囲を例えば熱硬化性樹脂で覆うことで電子部品を適切且つ確実に可撓性基材２側に固定できるようにしていた。かかる場合、電子部品を覆う熱硬化性樹脂が電子部品の側面のみならず表面をも覆い、可撓性基材２の厚みと熱硬化性樹脂の厚みを足した寸法がトータル厚となっていた。
【００８３】
これに対して本実施形態では、可撓性基材２と電子部品４，５との間にプリント基板３が介在するため、可撓性基材２、電子部品４，５及びプリント基板３の各厚みを足した寸法がトータル厚となるが、本実施形態では、電子部品４，５とプリント基板３の各厚みを足した寸法が、従来における熱硬化性樹脂の厚みとほぼ同等にでき、したがって、電子部品を可撓性基材に直接実装していた従来構造とほぼ同等の薄型化を促進することができる。
【００８４】
可撓性基材２として材質を限定するものでなく、ＰＩフィルム、ＰＥＮフィルム等を用いることができるが、本実施形態では、ＰＥＴフィルムを好ましく適用できる。安価で可撓性（フレキシブル性）を備えるＰＥＴフィルムを用いることで、可撓性（フレキシブル性）を備える入力装置を低コストで製造できる。また、従来のように電子部品を可能性基材に直接実装した構成では、実装の際の熱により可撓性基材が変形する不具合が生じやすかったが、本実施形態では、ＰＩフィルム等に比べて耐熱性に劣るＰＥＴフィルムを用いても、電子部品４，５をＰＥＴフィルムに直接実装せず、ＰＥＴフィルムよりも小面積のプリント基板３に実装し、プリント基板３をＰＥＴフィルムに接合する構成としたので、電子部品４，５をプリント基板３に実装する際の熱の影響がＰＥＴフィルムに作用せず、したがってＰＥＴフィルムが変形するのを従来に比べて抑制することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１  入力装置
２  可撓性基材
２ａ  （可撓性基材の）裏面（第１の面）
３  プリント基板
４、５  電子部品
６  センサ部材
８、２０  配線層
９、９ａ〜９ｗ  接続部
１１  導電層
１２  絶縁層
１３  第１電極
１４  第２電極
１７  表面基材
１７ａ  操作面
２１、２１ａ〜２１ｗ  端子部
２２  電極パッド
２４  半田層
２９  Ｃｕ層
３０  Ａｕめっき層
３２  接着層
３５  カーボン層
３６  （接続部の）表面
４１  圧着ヘッド
【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７】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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【図８】
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