(57)【要約】【課題】ポリイミドを基材として積層接着剤を使用して積層化していく以外の方法でデジタルビデオカメラに使用する多層フレキシブルプリント基板を実現する。【解決手段】多層構造部分を従来から存在するガラスエポキシ樹脂を材料とするリジット基板で構成し、単層もしくは表裏２層構造のフレキシブルプリント基板との間に金バンプを介して電気的に導通接続させて一体化した構造のフレキシブルプリント基板であり、接続に関しては既存するフリップチップ接合技術を使用する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層もしくは両面フレキシブルプリント基板の中で必要な箇所に対してリジット基板を電気的に導通するように接続させるプリント基板。
【請求項２】
前記フレキシブルプリント基板と前記リジット基板の接続は金バンプを介することを特徴とする請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
樹脂封止剤を前記リジット基板の端面に接触させることを特徴とする請求項２に記載のプリント基板。
【請求項４】
前記リジット基板の接続用電極を形成した面と反対の面及び／または、前記フレキシブルプリント基板の表面に、受動部品が電気的に接続できる電極を形成した請求項１に記載のプリント基板。
【請求項５】
リジット基板の接続用電極に金バンプを接続形成するステップと、平行に保持されたフレキシブルプリント基板の接続用電極を被覆するように樹脂封止剤を供給するステップと、前記リジット基板の接続用電極上に前記金バンプを接続形成した前記リジット基板を前記金バンプが下になるように反転させ、平行な状態で空中保持するステップと、前記金バンプが、前記フレキシブルプリント基板の接続用電極に垂直に接触するまで前記リジット基板を押し下げるステップと、前記リジット基板に対して加圧と加熱を加えることにより、前記金バンプと前記フレキシブルプリント基板の接続用電極間に金属結合を形成させながら、同時に前記樹脂封止剤を硬化させるステップとを有するプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルビデオカメラにおいてＣＣＤ撮像素子から電気的な入出力を行う、フレキシブルプリント基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モバイルＡＶ商品の中で、デジタルビデオカメラはＣＣＤ等の撮像素子により入力された画像情報をデジタル電気信号に置き換えて任意の蓄積メディアへと記録・再生する事が可能であり、民生・産業を問わず全世界において実用に供されている。
【０００３】
実用のビデオカメラの構成は図１に示す通りである。図２のレンズユニットに対してはＣＣＤ撮像素子を駆動させる電源供給ならびに映像信号を取り出すための回路が必要となる。通常は図１の１のメイン回路が全ての制御を行い、フレキシブルプリント基板を使用して２のレンズユニットと接続させている。
【０００４】
昨今、デジタルビデオカメラのような携帯機器においては小型・高性能化が著しい。当然レンズユニットも小型・高性能化が進んでおり、レンズ・ＣＣＤ撮像素子の小型微細化は加速している。当然、フレキシブルプリント基板も多層化により面積・体積の集約化が必要とされる。一般的にはポリイミドフィルムを基材として積層接着剤を用いて多層化していく形態のものが広く知られている。(非特許文献１参照)
しかし、図３のような多層化したフレキシブルプリント基板はその製造特許を基板メーカが保有しているために非常に高額である。将来的にはデジタルビデオカメラの小型化は実現できたとしても、他社との差別化を図る要素である安価で高品質であるという特徴を付加する事はできない。特に高度に多層化・集積化されたフレキシブルプリント基板の部品品質保証に対する制約、品質不具合発生時に要する時間的なロス、購入コスト高等、自前で解決していく手段がないというのが欠点として挙げられる。
【０００５】
現在、デジタルビデオカメラは民生分野、産業分野を問わず広く普及しているが、とりわけ民生機器の場合は、安価で高品質であるという製品特徴は市場のニーズからも必要不可欠であり、多層化・集積化されたフレキシブルプリント基板等の主要な部品を購入するという手段では市場の要求を満足するための課題解決には繋がらない。この改善策としてＣＣＤ撮像素子をパッケージ化せず、ベア半導体を直接ガラス基板に接合し、このガラス基板をフレキシブルプリント基板に接合する方法がある(特許文献１参照)。図４はこの方法による光学系の実装形態を示すためのもの説明図であって、光学入力軸に対して並行な平面による断面図である。図４では14がＣＣＤ撮像素子、16が電気的な接続を受け持つプリント基板である。
【０００６】
この形態ではＣＣＤ撮像素子をフリップチップ実装技術により接合させる事により、機器の低背化・小型化は達成できるが、フレキシブルプリント基板そのものの高密度化に対しての課題は解決できない。また、ＣＣＤ撮像素子周辺への小型化追求が主目的であるために半導体とガラス、ガラスとフレキシブルプリント基板など半導体接合専用の生産工程が必要となりゴミ対策としてのクリーン生産設備、汚染に対処する生産インフラ構築等、生産システムが複雑となり生産性・生産コスト・品質に関しては不利である。
【特許文献１】特開２００２−２３１９１６号公報（第(１１)頁、第１図）
【非特許文献１】水子  努著  「99年版プリント配線板の全て」電子技術  １９９９年６月号別冊
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、ビデオカメラのレンズユニットにおいてＣＣＤ撮像素子より電気信号を取り出すためのフレキシブルプリント基板の多層化をポリイミド基材の上に積層接着剤を使用して積層していく以外の方法で実現する事である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、フレキシブルプリント基板において多層構造部分を、ガラスエポキシ樹脂を材料とするリジット基板で構成し、単層もしくは表裏２層構造のフレキシブルプリント基板との間に金バンプを介して接続する構造であり、接続に関してはフリップチップ接合技術を使用している点を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のフレキシブルプリント基板は集積度の高い多層構造の部位と集積度が必要のない単層もしくは両層構造の部位を別体の部品として構成しているので、フレキシブルプリント基板全体として必要な部分のみを選択的に集積度向上ができ、使用対象となる製品形態に合わせた形状実現、材質の選択など商品設計上の自由度を格段に向上させると同時に、ビデオカメラのレンズユニットのみならず、様々な電気製品に応用する事ができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
多層フレキシブルプリント基板を多層構造部分と単層もしくは両層構造の部位に分解して、金バンプを使ったフリップチップ実装により、両者の接続(接合)を実現する。
【００１１】
（実施の形態１）
図５は本発明フレキシブルプリント基板の構成図であって、１７は多層リジット基板、１８は単層もしくは両層フレキシブルプリント基板である。
【００１２】
前記１８の中で多層構造が必要な任意の箇所に対して前記１７を電気的に導通するように接続させる事により前記１８の多層化を実現する事が可能となる。前記１８の上の必要な箇所のみを多層化していくために元来保有する屈曲性は失われない。
【００１３】
フレキシブルプリント基板については使用用途、箇所に応じてその集積度、形状、材質に関しては幾通りもの組み合わせが存在するが、図５のように多層部と単層部を別部品とした構成にすれば、その組み合わせにより様々な性能・機能を具現化することができる。これによりデジタルビデオカメラの商品設計においては、その自由度を格段に広げる事ができる。
【００１４】
集積度に関しては前記１７の積層数を任意に変える事により同一基板内に層数が異なる部位を形成する事が可能であり、基板全体を多層化していくような接着積層構造を持つフレキシブルプリント基板に比べて製造工程が簡素になり、品質向上も期待できるためコスト抑制が可能である。形状に関しては前記１８を必要とする任意の形状に自由に設計する事により追従していく事ができる。材質に関しては前記１７としてはガラスエポキシ素材のリジット基板を推奨することができるが、目的によりセラミック等の材質も使用することが可能である。前期１８の材質としてはポリイミドベースの一般的な材質を推奨する。
【００１５】
（実施の形態２）
図６は本発明フレキシブルプリント基板の断面図であって、１９は多層リジット基板の金バンプ形成電極、２０は金バンプ、２１は単層もしくは両面フレキシブルプリント基板の金バンプ接続用電極、２２は樹脂封止剤である。
【００１６】
本発明のフレキシブルプリント基板の製作過程としては、図７に示す通りに前記１７の多層リジット基板に対して、前記１９の電極を表にした状態で予め前記２０の金バンプを接続形成する。尚、金バンプの形成に際しては前記１７を平行に加熱保持した状態にて、金バンプに超音波を与えながら前記１９に対して垂直に圧着させる方法を推奨する。次に、図８に示すように平行に保持された前記１８に対して前記２２の樹脂封止剤を供給する。この時、前記２１の接続用電極を被覆するように供給する。尚、前記２２の材質としては熱硬化型の樹脂が最もその効果を発揮する。また、前記２２の供給方法としては２３のような形態のノズルによる塗布供給を推奨する。次に図９に示すように、前記１９の電極上に前記２０の金バンプを接続形成した前記１７の多層リジット基板を前記２０の金バンプが下になるように反転させ、平行な状態で空中保持する。この状態のまま、平行な面の上に加熱固定保持された前記２２の樹脂封止剤にて前記２１の電極を被覆したフレキシブルプリント基板に対して、前記２０の金バンプが、前記２１の電極に垂直に接触するまで前記１７のリジット基板を押し下げる。この状態にて前記１７のリジット基板に対して加圧と加熱を加えることにより前記２０の金バンプと前記２１の電極間に金属結合を形成させながら同時に前記２２の樹脂封止剤を硬化させる。これにより、前記１９と前記２１が電気的に導通した状態にて一体化し、多層化したフレキシブルプリント基板を供給する事が可能となり、図３に示す積層接着剤により多層化したフレキシブルプリント基板と比較して、簡素な製造工程を実現できる。
【００１７】
（実施の形態３）
図６に示すように、前記２２の樹脂封止剤を前記１７のリジット基板の端面に接触させる事により、前記１７のリジット基板と前記１８のフレキシブルプリント基板の間にかかる熱応力等により発生する、図６における矢印方向の負荷に対して高い接着力を発揮する事ができるので、完成状態の多層フレキシブルプリント基板の信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【００１８】
（実施の形態４）
図１０は本発明の多層フレキシブルプリント基板に対して必要となる電気的回路特性を付与するために２４の能動部品の搭載状態を示した図である。前記１７のリジット基板の前記１９の電極を形成した面と反対の面ならびに、前記１８のフレキシブルプリント基板の表面に前記２４の受動部品が電気的に接続する事ができる電極を形成しておくことにより、電気回路として様々な特性・特徴を有するものへと拡張する事ができる。尚、能動部品の搭載方式に関しては従来の表面実装技術にて包含できるので省略する。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明にかかるフレキシブルプリント基板は、容易に多層化を実現できると共に本来保有すべき性能である、高屈曲フレキシブル性は全く損なわれていないのでビデオカメラのレンズユニット以外の各種接続用途への展開はもちろんの事、民生・産業を問わずあらゆる電気製品への展開が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ビデオカメラの製品構成の説明図
【図２】ビデオカメラレンズユニットの構成の説明図
【図３】多層フレキシブルプリント基板の説明図
【図４】比較光学系の実装形態図
【図５】実施の形態1におけるフレキシブルプリント基板の構成の説明図
【図６】実施の形態２におけるフレキシブルプリント基板の断面図
【図７】実施の形態２におけるリジット基板への金バンプ形成の説明図
【図８】実施の形態２におけるフレキシブル基板への樹脂封止剤供給の説明図
【図９】実施の形態２におけるフレキシブル基板への多層リジット基板搭載の説明図
【図１０】実施の形態４における多層フレキシブル基板への能動部品搭載の説明図
【符号の説明】
【００２１】
１    メイン制御回路
２    レンズユニット
３    ＥＶＦユニット
４    液晶モニタユニット
５    蓄積メディア駆動ユニット
６    レンズ鏡筒
７    ＣＣＤ撮像素子
８    接続用フレキシブルプリント基板
９    基板内補強
１０    インナーヴィアホール
１１    高屈曲性引き出しケーブル
１２    レンズユニット
１３    ガラス基板
１４    ＣＣＤ撮像素子(半導体)
１５    デジタル信号処理素子(半導体)
１６    フレキシブルプリント基板
１７    多層リジット基板
１８    単層もしくは両面フレキシブルプリント基板
１９    多層リジット基板  金バンプ形成電極
２０    金バンプ
２１    単層もしくは両面フレキシブルプリント基板  金バンプ接続用電極
２２    樹脂封止剤
２３    樹脂封止剤供給用ノズル
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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