(57)【要約】      （修正有）【課題】  配線パターンのピッチが微細でも、隣接する配線間の短絡が防止されたはんだ接続が可能で、半導体装置の小型化が可能なフレキシブル配線基板を得る。【解決手段】  電子部品または配線基板に、はんだ接続されるフレキシブル配線基板であって、フレキシブル配線基板１は、絶縁フィルム３の一方の面にはんだ付け用の接続端子２１が形成され、絶縁フィルム３の、接続端子２１が設けられた面（絶縁フィルムの第１の面）と反対側の面（絶縁フィルムの第２の面）には、絶縁フィルム３を挟んで上記接続端子２１に対向し、上記接続端子２１に沿って導体部材２２が設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品または配線基板に、はんだ接続されるフレキシブル配線基板であって、上記フレキシブル配線基板が、絶縁フィルムと、この絶縁フィルムの第１の面に設けられ上記電子部品または配線基板と接続する接続端子と、上記絶縁フィルムの、上記接続端子が設けられた面と反対側の、上記絶縁フィルムの第２の面に、上記絶縁フィルムを挟んで上記接続端子に対向し、上記接続端子に沿って設けられた導体部材とを備えたフレキシブル配線基板。
【請求項２】
接続端子が、絶縁フィルムの第１の面に形成された第１の配線に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基板。
【請求項３】
絶縁フィルムの厚さ方向を貫通し、接続端子と導体部材を電気的に接続する接続導体を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフレキシブル配線基板。
【請求項４】
導体部材が、絶縁フィルムの第２の面に設けられた第２の配線と接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項５】
接続端子または導体部材が、はんだより熱伝導率が大であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項６】
複数の接続端子が設けられ、隣り合う接続端子の接続端子間方向の領域の、絶縁フィルムの第２の面への投影範囲以内に、導体部材の上記接続端子間方向の領域が含有されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項７】
接続端子の第１の配線方向の長さが、導体部材の上記配線方向の長さより短いことを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項８】
接続端子が絶縁フィルムの端部に設けられ、上記接続端子の先端が、絶縁フィルムの内側に収まるように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項９】
絶縁フィルムの第１の面が、端の接続端子の外側に設けられ、接続端子を用いた接続部の高さより高い突部を有することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項１０】
接続端子または導体部材の表面に、はんだ濡れ性を有する材料層が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のフレキシブル配線基板。
【請求項１１】
電子部品、または電子部品を実装した配線基板と、請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のフレキシブル配線基板が、上記フレキシブル基板の絶縁フィルムの第２の面から加熱されて、上記フレキシブル基板の接続端子を介してはんだ接続されていることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を小型化するために、例えばプリント配線基板またはセラミック配線基板などのリジッドな配線基板との接続に用いるフレキシブル配線基板およびこれを用いた半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプリント配線基板の接続においては、フレキシブルプリント配線基板と、リジッドなプリント配線基板とがはんだを介して電気的に接続されるが、上記リジッドなプリント配線基板の導体パターンの間にソルダーレジストを、その先端部がプリント配線基板の上記フレキシブルプリント配線基板との接着面の一部に入り込んだ位置で終端するように形成することにより、リジッドなプリント配線基板の隣接する導体パターン間ではんだブリッジが発生することを防止する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００２−１９８６４３号公報（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、隣接する導体パターン間のショートを防止するために、導体パターン間にソルダーレジストを形成すると、導体パターン間隔を小さくすることが困難で、微細なピッチの導体パターンを用いて半導体装置の小型化を実現するのが困難であるという課題があった。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、配線パターンのピッチが微細でも、隣接する配線間の短絡が防止されたはんだ接続が可能で、半導体装置の小型化が可能なフレキシブル配線基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１のフレキシブル配線基板は、電子部品または配線基板に、はんだ接続されるフレキシブル配線基板であって、上記フレキシブル配線基板が、絶縁フィルムと、この絶縁フィルムの第１の面に設けられ上記配線基板と接続する接続端子と、上記絶縁フィルムの、上記接続端子が設けられた面と反対側の、上記絶縁フィルムの第２の面に、上記絶縁フィルムを挟んで上記接続端子に対向し、上記接続端子に沿って設けられた導体部材とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の第１のフレキシブル配線基板は、電子部品または配線基板に、はんだ接続されるフレキシブル配線基板であって、上記フレキシブル配線基板が、絶縁フィルムと、この絶縁フィルムの第１の面に設けられ上記配線基板と接続する接続端子と、上記絶縁フィルムの、上記接続端子が設けられた面と反対側の、上記絶縁フィルムの第２の面に、上記絶縁フィルムを挟んで上記接続端子に対向し、上記接続端子に沿って設けられた導体部材とを備え、配線パターンのピッチが微細でも、隣接する配線間の短絡が防止されたはんだ接続が可能で、半導体装置の小型化が可能であるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のフレキシブル配線基板１と、配線基板６との接続状態を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線における本発明の実施の形態１のフレキシブル配線基板の断面図であり、（ａ）、（ｂ）は各々、上記フレキシブル配線基板１に形成した複数の接続端子２１間方向、および上記接続端子２１間方向と直交し、上記接続端子２１と接続した第１の配線の方向（以下、単に配線方向と記載する。）における本実施の形態のフレキシブル配線基板１の断面図である。
本実施の形態のフレキシブル配線基板１は、絶縁フィルム３の一方の面に複数の第１の配線４１が形成され、はんだ付け用の接続端子２１は、上記第１の配線４１と接続され、所望の寸法に加工された電極端子で、その上には絶縁カバーフィルム５がなく露出している。また、絶縁フィルム３の、上記接続端子２１が設けられた面（絶縁フィルムの第１の面）と反対側の面（絶縁フィルムの第２の面）には、絶縁フィルム３を挟んで上記接続端子２１に対向し、上記接続端子２１に沿って熱伝導性の導体部材２２が設けられ、上記はんだ付け用の接続端子２１と、配線基板６の接続端子７（以下、配線基板６の接続端子は「接続電極７」とし、フレキシブル配線基板における接続端子２１と区別する。）とははんだ８で接続されている。なお、図では配線基板が電子部品を実装していないが、電子部品を実装していてもよい。
また、本実施の形態のフレキシブル配線基板１は、複数の接続端子２１が設けられ、隣り合う接続端子２１の接続端子間方向の領域（図では、接続端子２１の幅に相当）２１ｗの、絶縁フィルムの第２の面への投影範囲以内に、導体部材２２の上記接続端子間方向の領域２２ｗが収まるように設けられている。
また、接続端子２１と導体部材２２の接続端子間方向領域の中心位置ｃが共通で、接続端子２１と導体部材２２が、略同じ位置に形成されている。
【０００９】
図３は、本実施の形態のフレキシブル配線基板の接続端子２１と配線基板６上の接続電極７との、加熱ツール９を用いたはんだ８による接続部２０を、従来のフレキシブル配線基板を用いた場合と比較して示す、フレキシブル配線基板の接続端子間方向の断面図であり、（ａ）は本実施の形態のフレキシブル配線基板、（ｂ）は従来のフレキシブル配線基板を用いた場合である。
図３（ｂ）に示すように、従来では、加熱ツール９で押し付けた時に絶縁フィルム３全体が加熱されるため、溶融したはんだは接続部２０の外側に広がり、隣接する接続部間との隙間に入りこむため短絡につながる。そのため、はんだ接続の条件を厳密に管理することによりはんだが接続部２０の外側にはみ出して隣接する接続部２０間の短絡不良につながる危険性を回避している。
しかし、図３（ａ）に示すように、本実施の形態のフレキシブル配線基板では加熱ツールを押し当てた時にツール９が絶縁フィルム３に直接接触せず導体部材２２を介して接続端子２１に伝熱するため、はんだは接続部２０間に広がらずに接続電極７と接続端子２１の側面に沿って流れ、接続部２０間の間隔をより小さくすることができる。
ここで、図２（ａ）に示すように、絶縁フィルム３の第２の面への、接続端子２１の接続端子間方向の領域の投影範囲２１ｗ以内に、導体部材の接続端子間方向の領域２２ｗが含有されると、上記加熱ツール９からの、導体部材２２を介した接続端子２１へ伝熱が、隣接する接続端子２１間の絶縁フィルム３に広がることをより確実に防止できる。
以上のように、本実施の形態のフレキシブル配線基板を用い、はんだによる配線基板との接続では、溶融はんだの隣接する接続部２０への広がりを防止することができるので、配線パターンのピッチが微細でも、はんだ接続の条件を厳密に管理することなく容易に、隣接する配線間の短絡が防止されたはんだ接続が可能で、半導体装置の小型化が可能となる。
なお、本実施の形態においては、図２（ｂ）に示すように、導体部材２２も第２の配線４２と結線した場合を示したが、導体部材２２がすべて配線と結線しているとは限らない。
【００１０】
本実施の形態のフレキシブル配線基板に係わる絶縁フィルム３は、耐熱性の高い高分子材料であるポリイミド（厚さ２５μｍ）を用いることが望ましい。しかし、材料および厚さはこれに限定せず、耐熱性があり屈曲可能な液晶ポリマーなどを使用してもよい。
また、導体部材２２は加熱ツール９からの熱を絶縁フィルム３を通して接続端子２１に効率よく伝える必要から熱伝導のよい材料を用いる。
また、接続端子２１は、加熱ツール９から導体部材２２を経由して伝わった熱をはんだ８に伝えてはんだを溶融し、接続電極７に沿って流れるようにするものであり、導体部材２２と同様熱伝導の良い材料が用いられ、例えば、はんだ８より熱伝導の良い銅を用いる。このような構成にすることにより、熱が効率よく伝わり接続時間が短く生産性が良くなる。
なお、上記熱伝導の良い材料を用いた接続端子２１は、銅箔を絶縁フィルム３に接着剤を用いて貼り付ける方法、またはめっきや蒸着（スパッタ）で直接形成する方法により得ることができる。
また、溶融したはんだが接続端子２１の配線方向に流れ易くなるためには、接続端子２１の表面をはんだに濡れ性のよい材料で構成するのが望ましく、はんだに濡れやすい材料としては金、はんだ等があり、接続端子２１表面にフラックスを塗布しても同様な効果がある。
また、本実施の形態のフレキシブル配線基板を用いると、はんだが上記接続部の外側に、従来２００μｍ程度はみ出していたのに対して、はんだのはみ出しが２０μｍと非常に少なく、そのため、配線基板６の接続電極７の間隔を従来より縮小しても、隣接する接続部２０間で短絡が生じることなくはんだによる接続ができ、微細ピッチ接続が可能となり半導体装置の小型化を実現できる。
【００１１】
図４は本実施の形態のフレキシブル配線基板１と、配線基板６上の接続電極７とのはんだ接続工程を示す説明図である。
つまり、配線基板６の接続電極７上に、はんだバンプ８０を電子部品の実装と同じようにソルダーペーストを印刷後、リフロー処理によって形成する｛図４（ａ）｝。
フレキシブル配線基板１の接続端子２１と配線基板６の接続電極７との位置合わせをおこなった後、絶縁フィルムの第２の面から加熱ツール９を押し当て｛図４（ｂ）｝、はんだバンプ８０を溶融させ｛図４（ｃ）｝、加熱ツール９を冷却して引き上げた時にはんだ接続が終了する。
本実施の形態においては、フレキシブル配線基板１の絶縁フィルム３はツール９に接触していないため、絶縁フィルム３は直接加熱されない。そのため、溶融したはんだは接続端子２１の接続端子間方向に広がらずに配線方向に広がるため、接続端子と接続電極の接続部間の短絡を防止することができる。なお、本実施の形態においては溶融しはみ出したはんだは接続部の側面に形成されている。
【００１２】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２のフレキシブル配線基板と配線基板６の接続状態を示すフレキシブル配線基板の配線方向の断面図である。
本実施の形態のフレキシブル配線基板は、接続端子２１の、上記配線方向の長さ２１Ｌが、導体部材２２の、配線方向の長さ２２Ｌよりも短いもので、例えば本実施の形態では接続端子２１の長さ１.０ｍｍに対し、導体部材２２の長さは１.５ｍｍとする。
本実施の形態のフレキシブル配線基板を用いた接続では、加熱ツール９によって導体部材２２を経由して接続端子の長さ２１Ｌ全体を覆うように加熱できるため、溶融したはんだが接続端子２１の端面１１まで流動することが可能になり、接続端子２１全体ではんだ接続が可能になる。なお、配線基板６上に接続電極７とはんだが配線基板６の上記配線方向に流れでないようにレジスト１９が形成されている。
【００１３】
実施の形態３．
図６は本発明の実施の形態３のフレキシブル配線基板と配線基板６の接続状態を示すフレキシブル配線基板の配線方向の断面図である。
本実施の形態のフレキシブル配線基板は、接続端子２１が配線４１の端部に設けられ、上記接続端子２１の先端が絶縁フィルム３の内側に収まるように設けられているもので、図６に示すように、接続端子２１と導体部材２２よりも絶縁フィルム３が長くて突き出した部分１８がある。上記突き出した部分１８があるため、加熱ツール９による加熱時に溶融したはんだが接続端子２１の先端部を這い上がり、導体部材２２の先端部と接続することを防止することができる。
仮に、這い上がったはんだが導体部材２２と接続すると、接続端子２１と導体部材２２間にある絶縁フィルム３ははんだと接続しないため、絶縁フィルム３の先端部ではんだの空隙が生じることになる。空隙があると端面からクラックが入り易く、接続信頼性が低下する問題が生じるため、本実施の形態のように、絶縁フィルム３を突き出して、導体部材２２とはんだが接続することを防止することは接続信頼性を高める効果がある。
本実施の形態では突き出した部分１３の長さとして０.１ｍｍとしたが、これに限定されることはなく０.０５〜０.５ｍｍの範囲であれば上記効果を得ることができる。
【００１４】
実施の形態４．
図７は本発明の実施の形態４のフレキシブル配線基板１と配線基板６の接続状態を示す斜視図である。
絶縁フィルム３の厚さ方向を貫通し接続端子２１と導体部材２２を接続する接続導体（バイア）１２を有するもので、加熱ツールを導体部材２２に押し当てて加熱した時、薄い絶縁フィルム３を通じて熱が伝わるが、より熱伝導のよい導体からなるバイア１２を経由して伝えることができる。そのため、接続端子２１がすぐに高温になり、はんだの溶融までの時間が短縮され、接続時間を短くすることができる。
図８は本実施の形態のフレキシブル配線基板と配線基板６の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の配線方向の断面図であり、上記バイア１２を具体的に示す。つまり、バイアとしては接続端子２１と導体部材２２間に貫通孔を形成し、内壁にめっきにて導体層１３（１２）を形成することにより得ることができるが、上記貫通孔はドリルで機械的に開けるかレーザーを用いることができる。
また、はんだ溶融時に溶融したはんだが貫通孔を這いあがるため、接合後、はんだの接合を外観で確認することが容易になる。
【００１５】
また、図９は本実施の形態の別のフレキシブル配線基板と配線基板６の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の接続端子間方向と直交する方向の断面図である。この場合、導体部材２２が導電性を有するものであると、バイア１２により導体部材２２と接続端子２１の電気的な接続がおこなわれるため、絶縁フィルム３の第２の面に設けられた第２の配線４２と接続端子２１を接続することが可能になり、接続端子２１で第２の面の第２の配線４２からの信号をとりだすことができるため、フレキシブル配線基板を小さくできる効果がある。
【００１６】
また、図１０は本実施の形態の別のフレキシブル配線基板１と配線基板６の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の配線方向の断面図であり、上記バイア１２を具体的に示す。フレキシブル配線基板１の形成段階で、絶縁フィルム３の接続端子２１と導体部材２２間に孔を形成し導体１６（１２）を設けることによりバイアとすることができ、導体としては、銅めっき、はんだ、導電性接着剤が用いられる
【００１７】
実施の形態５．
図１１は本発明の実施の形態５のフレキシブル配線基板１と配線基板６の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の接続端子間方向の断面図である。
フレキシブル配線基板１に係わる絶縁フィルム３の第１の面が、端の接続端子２１の外側に突部１７を有するもので、上記突部１７の高さが、接続端子２１および接続電極７からなる接続部２０の高さより高いために、フレキブル配線基板１を配線基板６に押し当てた時に、接続端子２１と接続電極７間に空間を形成することができ、その空間にはんだ８を保持することができるため、はんだ８が接続部２０の側面にはみ出す量を減らすことができ、より微細ピッチの接続が可能になる。なお、突部１７はポリイミドまたは液晶ポリマーなどの絶縁フィルムを用いる。
【００１８】
実施の形態６．
図１２は本発明の実施の形態６の半導体装置の断面図であり、例えば光モジュールである場合で、発光または受光素子からなる電子部品３０と、制御回路部品３２を実装した配線基板６が筐体３１内に収容され、電子部品３０と配線基板６は、上記実施の形態１〜５のいずれかのフレキシブル配線基板１で接続されている。
図１３は本発明の実施の形態６の別の半導体装置の断面図であり、複数の集積回路素子３４を実装した配線基板６を立体的に配置して構成される半導体装置を示す。配線基板６間は上記実施の形態１〜５のいずれかのフレキシブル配線基板を用いて接続され、配線基板６間は機械的強度を高めるために、樹脂３６が充填され、外部との接続用に、配線基板の裏面にははんだボール３７が形成されている。
【００１９】
複数の電子部品で構成される半導体装置を小型化するためには、電子部品と配線基板を立体的に配置して接続したり、半導体装置の筐体内で、集積回路などの能動部品または受動部品を実装した複数の配線基板を立体的に配置して接続することが不可欠であり、屈曲が容易なフレキシブル配線基板で、電子部品と配線基板、または複数の配線基板間を接続して電気的に接続する必要がある。
また、接続にあたって、フレキシブル配線板を配線基板に小さな面積で多数の端子を接続することが半導体装置を小型化する上で重要で、高密度に接続するために、フレキシブル配線板の接続端子は、高密度な接続のために幅が狭くなっても強度不足にならないように、ポリイミドまたは液晶ポリマーなどの高分子材料からなる薄い絶縁フィルム上に形成され、接続材としては長期接続信頼性の観点からはんだを用いる。
そこで、本実施の形態においては、上記実施の形態１〜５のいずれかのフレキシブル配線基板を用いて図１２、図１３に示すようにして接続することにより、配線パターンのピッチが微細で高密度にはんだで接続する場合でも、隣接する接続部間の電気的な短絡をなくすことができ、半導体装置の小型化が信頼性よく実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１のフレキシブル配線基板と、配線基板との接続状態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線における本発明の実施の形態１のフレキシブル配線基板の断面図である。
【図３】本実施の形態のフレキシブル配線基板と配線基板とのはんだによる接続を、従来のフレキシブル配線基板を用いた場合と比較して示す、フレキシブル配線基板の接続端子間方向の断面図である。
【図４】本実施の形態のフレキシブル配線基板と配線基板とのはんだ接続工程を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示すフレキシブル配線基板の配線方向の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示すフレキシブル配線基板の配線方向の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態４のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態４のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の配線方向の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態４の別のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の接続端子と直交する方向の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４の別のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の配線方向の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５のフレキシブル配線基板と配線基板の接続状態を示す、フレキシブル配線基板の接続端子間方向の断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態６の半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態６の別の半導体装置の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  フレキシブル配線基板、３  絶縁フィルム、２０  接続部、２１  接続端子、２１ｗ  接続端子の接続端子間方向の領域、２２  導体部材、２２ｗ  導体部材の接続端子間方向の領域、４１  第１の配線、４２  第２の配線、６  配線基板、７  接続電極、８  はんだ、９  加熱ツール、１２  接続導体（バイア）、１７  突部。
【図１】
2006253569.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006253569.tif 000011
【図１０】
2006253569.tif 000012
【図１１】
2006253569.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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