(57)【要約】【課題】  生産性に優れ、電気特性に優れた回路基板の接続構造を提供する。【解決手段】  フレキシブル配線４と回路配線３とを電気的に接続するための回路基板１の接続構造において、回路基板１には、上面１ａおよび下面１ｂの同一端部１ｃにおいて回路配線３に接続された上面電極６および下面電極７が形成され、フレキシブル基板５には回路基板１の端部１ｃを挟み込む、回路基板１の上面１ａの端部１ｃの上面電極６に相対する第１の面部５ａと、回路基板１の下面１ｂの端部１ｃの下部電極７に相対する第２の面部５ｂと、第１の面部５ａおよび第２の面部５ｂに挟まれ回路基板１の端部１ｃ側面１ｄに相対する第３の面部５ｃとを有し、第１の面部５ａにはフレキシブル配線４に接続され上面電極６と接続される第１の電極８を、第２の面部５ｂにはフレキシブル配線４に接続され下面電極７と接続される第２の電極９を備える。【選択図】        図１
2006261466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板に形成されたフレキシブル配線と回路基板の上面および下面にそれぞれ形成された回路配線とを電気的に接続するための回路基板の接続構造において、上記回路基板には、上面および下面の同一端部において上記回路配線に接続された上面電極および下面電極がそれぞれ形成され、上記フレキシブル基板には上記回路基板の端部を挟み込む、上記回路基板の上面の端部の上面電極に相対する第１の面部と、上記回路基板の下面の端部の下部電極に相対する第２の面部と、上記第１の面部および上記第２の面部に挟まれ上記回路基板の端部側面に相対する第３の面部とを有し、上記第１の面部には上記フレキシブル配線に接続されかつ上記上面電極と接続される第１の電極を、上記第２の面部には上記フレキシブル配線に接続されかつ上記下面電極と接続される第２の電極をそれぞれ備えたことを特徴とする回路基板の接続構造。
【請求項２】
上記フレキシブル基板の第３の面部と上記回路基板の端部側壁との間には絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の接続構造。
【請求項３】
上記フレキシブル基板の第１の電極と第２の電極とが結線されていない箇所を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回路基板の接続構造。
【請求項４】
上記フレキシブル基板上の第１の電極または第２の電極の形成位置関係が平面的に互い違いの位置関係と成るように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回路基板の接続構造。
【請求項５】
上記フレキシブル基板上に第１の電極または第２の電極の少なくともいずれか一方を複数個備え、複数にて成る電極の大きさが異なる大きさにて成ることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回路基板の接続構造。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の回路基板の接続構造の接続方法において、上記回路基板の第１の電極および第２の電極または上記フレキシブル基板の第１の電極および第２の電極上のいずれかにはんだバンプまたは導電性接着剤層を形成する工程と、上記フレキシブル基板を変形することにより上記第１の面部および第２の面部を上記回路基板の上面および下面に、上記第３の面部を上記回路基板の端部側壁にそれぞれ相対するように配設して上記回路基板の端部を挟み込み、上記第１の電極および第２の電極と上記上面電極および下面電極とを上記はんだバンプまたは導電性接着剤層を介して接触させ加熱して上記第１の電極および第２の電極と上記上面電極および下面電極とをそれぞれ接合する工程とを備えたことを特徴とする回路基板の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品を実装したプリント基板またはセラミック基板などにて成る回路基板にフレキシブル基板を接続する接続構造およびその接続方法に関し、特に生産性に優れ低コストとなり、電気特性に優れたものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯用電子機器の小型化を図るには、第１に機能部品である電子デバイスを所望の位置に配置すること、第２に電子デバイスを実装した複数の回路基板を立体的に配置することが重要である。具体的には電子デバイスの回路基板とマザーボードとをフレキシブル基板で接続する必要があり、また、回路基板同士をフレキシブル基板で接続する必要がある。フレキシブル基板で接続する際、接続に必要な面積をいかに小さくするかが、小型化を図る上での大きな課題である。従来技術として、回路基板の端面とフレキシブル基板の電極とを接続する方法を以下に示す。
【０００３】
例えば、「表示装置」の表示セルの小型化を実現するために、上下ガラス基板の側面部に蒸着を用いてリード電極を形成し、フレキシブル回路基板の銅箔部にはんだ接合した構造にて形成する（例えば特許文献１参照）。他の方法としては、「プリント基板接続端子構造」の装置の小型化が進み、プリント基板を小さくする必要から、接続端子パターンを狭くするために、プリント基板（以下、ＰＷＢと略して示す。）の側面凹部にフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣと略して示す。）を接続した構造にて形成する。接続方法はＦＰＣをＰＷＢの側面に当接させ、ＦＰＣの端子パターンとＰＷＢの端面凹部が一致するように配接し、端面凹部にはんだを流しこんで、ＦＰＣの端子パターンとＰＷＢの端子パターンを接続固定する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１４８７２号公報
【特許文献２】特開平１−２８９１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の技術では以下の問題点が生じる。第１に、回路基板の側面のみでフレキシブル基板と接合しているため、回路基板が薄くなると接合面積が小さくなり接合強度が不足する。第２に、回路基板の側面に電極を形成するため、この形成に対してコストが高くなる。具体的には、前者の従来技術では回路基板側面にマスクを置き蒸着によってリード電極を形成するため、多数の装置が必要となり生産性が悪い。後者の従来技術の回路基板の側面に端面凹部を設ける方法では、端部凹部の形成と端面のメタライズ形成との工程が新たに必要となる。第３に、回路基板の側面の電極と表面の電極の接続部が基板の角部になるため、応力集中が生じやすく、断線の危険が高くなる。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、生産性に優れ低コストとなり、電気特性に優れた回路基板の接続構造およびその接続方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、フレキシブル基板に形成されたフレキシブル配線と回路基板の上面および下面にそれぞれ形成された回路配線とを電気的に接続するための回路基板の接続構造において、回路基板には、上面および下面の同一端部において回路配線に接続された上面電極および下面電極がそれぞれ形成され、フレキシブル基板には回路基板の端部を挟み込む、回路基板の上面の端部の上面電極に相対する第１の面部と、回路基板の下面の端部の下部電極に相対する第２の面部と、第１の面部および第２の面部に挟まれ回路基板の端部側面に相対する第３の面部とを有し、第１の面部にはフレキシブル配線に接続されかつ上面電極と接続される第１の電極を、第２の面部にはフレキシブル配線に接続されかつ下面電極と接続される第２の電極をそれぞれ備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の回路基板の接続構造は、フレキシブル基板に形成されたフレキシブル配線と回路基板の上面および下面にそれぞれ形成された回路配線とを電気的に接続するための回路基板の接続構造において、回路基板には、上面および下面の同一端部において回路配線に接続された上面電極および下面電極がそれぞれ形成され、フレキシブル基板には回路基板の端部を挟み込む、回路基板の上面の端部の上面電極に相対する第１の面部と、回路基板の下面の端部の下部電極に相対する第２の面部と、第１の面部および第２の面部に挟まれ回路基板の端部側面に相対する第３の面部とを有し、第１の面部にはフレキシブル配線に接続されかつ上面電極と接続される第１の電極を、第２の面部にはフレキシブル配線に接続されかつ下面電極と接続される第２の電極をそれぞれ備えたので、フレキシブル基板と回路基板との接続を回路基板の上面および下面にて採ることができるため、生産性に優れ低コストとなり、電気特性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の実施の形態１による回路基板の接続構造を示す斜視図、図２は図１に示した回路基板の接続構造の断面を示す断面図、図３は図１に示した回路基板の接続構造のフレキシブル基板の構成を示す平面図、図４は図１に示した回路基板の接続構造の接続方法を示す断面図である。図において、上面１ａおよび下面１ｂに回路配線３が形成された回路基板１と、フレキシブル配線４が形成され例えばポリイミドフィルム等の基材５０にて成るフレキシブル基板５との各回路配線３およびフレキシブル配線４を電気的に接続するための回路基板１の接続構造であって、回路基板１には、回路配線３に電気的に接続された電子部品２と、上面１ａおよび下面１ｂの同一端部１ｃにおいて回路配線３に接続された上面電極６および下面電極７がそれぞれ形成されている。
【００１０】
そして、フレキシブル基板５には回路基板１の端部１ｃを挟み込む、回路基板１の上面１ａの端部１ｃの上面電極６に相対する第１の面部５ａと、回路基板１の下面１ｂの端部１ｃの下部電極７に相対する第２の面部５ｂと、第１の面部５ａおよび第２の面部５ｂに挟まれ回路基板１の端部１ｃ側面１ｄに相対する第３の面部５ｃとを有し、第１の面部５ａにはフレキシブル配線４に接続されかつ上面電極６と接続される第１の電極８を、第２の面部５ｂにはフレキシブル配線４に接続されかつ下面電極７と接続される第２の電極９がそれぞれ形成されている。
【００１１】
そして、フレキシブル配線４上は例えばソルダーレジストまたはポリイミドフィルムにて成る絶縁膜１０にて覆われている。また、上面電極６と第１の電極８との間には第１の接合材８０が、下面電極７と第２の電極９との間には第２の接合材９０とが各電極６、８および各電極７、９を電気的に接合するために形成されている。これら第１および第２の接合材８０、９０は例えばはんだバンプまたは導電性接着剤にて成る。また、導電性接着剤とは例えばエポキシ樹脂に導電性のフィラーなどが混在して成る接着剤にて成る。また、これら第１および第２の接合材８０、９０は便宜上、各電極６、８および各電極７、９とは別体にて示しているが、いずれかの電極の一部を構成するものとする。
【００１２】
次に上記のように構成された実施の形態１の回路基板の接続方法について説明する。まず、フレキシブル基板５について説明する。基材５０上にはフレキシブル配線４に接続する第１の面部５ａ上に第１の電極８と、フレキシブル配線４に接続する第２の面部５ｂ上に第２の電極９とが形成されている（図３（ａ））。そして、フレキシブル配線４上は絶縁膜１０にて覆われている（図３（ｂ））。そして、第１の電極８および第２の電極９上に第１の接合材８０および第２の接合材９０をそれぞれ形成する。各接合材８０、９０をはんだにて形成する場合には、ソルダーペーストを印刷にて各電極８、９上に塗布し加熱することによって形成する方法と、ディスペンサによってソルダーペーストを塗布した後加熱してバンプにする方法がある。また、導電性接着剤の場合は印刷またはディスペンサによって塗布してバンプを形成する方法がある（図３（ｃ）、図４（ａ））。
【００１３】
そして、フレキシブル基板５の第３の面部５ｃ上に回路基板１の端部１ｃの側面１ｄを相対するように当設する（図４（ｂ））。そして、中央に溝を設けた加熱ツール１１をフレキシブル基板５の裏面から押し当てた状態とし、加熱ツール１１を加熱する。このことによって、フレキシブル基板５の第１の面部５ａおよび第２の面部５ｂにて回路基板１の端部１ｃを挟み込み、フレキシブル基板５の第１の面部５ａおよび第２の面部５ｂを回路基板１の上面１ａおよび下面１ｂに相対するようにそれぞれ配設する。そして、第１の電極８および第２の電極９と上面電極６および下面電極７とを第１の接合材８０および第２の接合材９０を介して接触させ加熱して、第１の電極８および第２の電極９と上面電極６および下面電極７とをそれぞれ接合する。加熱温度は、Ｓｎ系はんだの場合は２９０℃で実施し、導電性接着剤の場合は２００℃で実施する。加熱温度は用いるはんだの融点または導電性接着剤の硬化温度によって適宜変更する（図４（ｃ））。そして、加熱ツール１１を取り外し、図１および図２に示すように回路基板の接続構造を形成することができる。
【００１４】
上記のように構成された実施の形態１の回路基板の接続構造は、フレキシブル基板と回路基板の上面および下面において接合されているため、回路基板の片面のみにて接合する場合と比較して接合面積を約半分に小さくすることができるため、部品実装面積を大きくとることができる。また、回路基板の上面電極および下面電極を上面および下面の表面にて形成できるため、容易に形成することができ、微細な電極が形成でき、微細電極接続を低コストにて実現することができる。
【００１５】
さらに、図５のように、第１の電極と第２の電極とは結線しないように形成すると、回路基板との接続ピン数を上面および下面の約２倍にすることができるため、さらに高密度接続を実現できる。
尚、図５では、第１の電極と第２の電極とは１箇所おきの互い違いに形成する例を示したが、これに限られることはなく、２箇所おきなど第１の電極と第２の電極とが偏り無く互い違いの平面的な位置関係にて形成されていれば耐久性を確保することができる。
さらに、第１の面部および第２の面部を上面および下面に挟み込んで形成しているため、上面電極と第１の電極との接続および下面電極と第２の電極との接続を同時に形成することができるため、生産性に優れている。
【００１６】
尚、上記実施の形態１では、回路基板の厚さ、層数および材料とも特に限定するものではなく、例えばセラミック基板を用いてもよい。また、フレキシブル基板としては例えば厚さ２５μｍのポリイミドフィルム上に厚さ２５μｍの導体を形成したものを用いてもよい。また、厚さは屈曲し易さからさらに薄い１２．５μｍを用いてもよい。また、フレキシブル基材はポリイミドフィルムではなく液晶ポリマーを用いてもよい。但し、材料としては屈曲し易くはんだ付けの温度に耐えられるものであればいずれであっても適宜選択すれば良い。
【００１７】
また、上記実施の形態１ではフレキシブル基板の一端に１つの回路基板を接続する例を示したが、図６に示すようにフレキシブル基板の他端に回路基板１とは別に他の回路基板１００を接続する場合、また、図７に示すように、フレキシブル基板に３つの回路基板１、１００、１０１を接続するようにしてよく、複数の回路基板を接続することできることは言うまでもない。但し、回路基板１００、１０１とフレキシブル基板５と関係は、回路基板１とフレキシブル基板５との関係と同様であるため、その説明および図示は適宜省略する。
また、本実施の形態において、第１の接合材および第２の接合材をフレキシブル基板の各電極上に形成したが、回路基板上の各電極上に形成してもよい。第１の接合材および第２の接合材としてはんだを用いる場合は、電子部品を表面実装する際のはんだを回路基板の各電極上に形成してもよい。
【００１８】
また、フレキシブル基板の第１の電極と第２の電極とを結線する場合としない例を示したがこれに限られることはなく、結線する箇所を適宜備えても良いことは言うまでない。
また、回路基板１の上面電極とフレキシブル基板の第１の電極との接合部間、および下面電極と第２の電極との接合部間に樹脂を充填して機械的強度をあげてもよい。
樹脂はエポキシ系樹脂、ウレタン系、シリコーン系などを用いる。
【００１９】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による回路基板の接続構造を示す断面図、図９は図８に示した回路基板の接続構造におけるフレキシブル基板の構成を示す平面図である。図に基づいて説明する。上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。フレキシブル基板５の第３の面部５ｃと回路基板１の端部１ｃの側面１ｄとの間に絶縁層１２が形成されている。すなわち、図９に示すように、フレキシブル基板５の第１の電極８と第２の電極９との間の領域である第３の面部５ｃ上の絶縁層１２を形成する。そして、絶縁層１２としては、ソルダーレジストまたはポリイミドフィルムなどのカバーレイを用いることができる。
【００２０】
上記のように構成された実施の形態２の回路基板の接続構造によれば、フレキシブル基板の第３の面部と回路基板の端部の側面との間に絶縁層を設けることで、加熱ツールによる接合時に第１および第２の接合材が流れ出て回路基板の端面にたまり、隣接電極間の想定外の短絡を防止することができる。この絶縁層はフレキシブル基板のフレキシブル配線上を覆う絶縁膜と同一工程にて形成することも可能であり、また、他の工程にて形成することも可能であることは言うまでもない。
【００２１】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による回路基板の接続構造におけるフレキシブル基板の構成を示す図である。図に基づいて説明する、上記各実施の形態１と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。上記各実施の形態と同様にフレキシブル基板５１上の第１の面部５ａに第１の電極８および第２の面部５ｂに第２の電極９を形成する。そして、第１の電極８が複数存在する場合、いずれかの電極の大きさを他の電極の大きさと異なる大きさで大きく第１の電極８１として形成する。そして、第１の電極８上に形成される第１の接合材８０と同様に、大きな第１の電極８１上には第１の接合材８２を形成する。
【００２２】
上記のように構成された実施の形態３の回路基板の接続構造では、フレキシブル基板の電極の一部の電極を大きく形成したので、接合面積が大きくなり、回路基板との接合力を向上することができ、接合の信頼性および耐久性を向上することができる。尚、本実施の形態３では、大きくする電極は第１の電極の一部としたが、第２の電極の一部を大きく形成しても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】この発明の実施の形態１における回路基板の接続構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示した回路基板の接続構造の断面を示す断面図である。
【図３】図１に示した回路基板の接続構造のフレキシブル基板の構成を示す図である。
【図４】図１に示した回路基板の接続構造の接続方法を説明するための断面図である。
【図５】図１に示した回路基板の接続構造のフレキシブル基板の構成を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１における回路基板の接続構造の他の構成を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態１における回路基板の接続構造の他の構成を示す断面図である。
【図８】この発明の実施の形態２における回路基板の接続構造を示す断面図である。
【図９】図７に示した回路基板の接続構造におけるフレキシブル基板の構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３における回路基板の接続構造のフレキシブル基板の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  回路基板、１ａ  上面、１ｂ  下面、１ｃ  端部、１ｄ  側面、２  電子部品、
３  回路配線、４  フレキシブル配線、５，５１  フレキシブル基板、
５ａ  第１の面部、５ｂ  第２の面部、５ｃ  第３の面部、６  上面電極、
７  下面電極、８，８１  第１の電極、９  第２の電極、１０  絶縁膜、
１１  加熱ツール、１２  絶縁層、５０  基材、８０，８２  第１の接合材、
９０  第２の接合材。
【図１】
2006261466.tif 000003
【図２】
2006261466.tif 000004
【図３】
2006261466.tif 000005
【図４】
2006261466.tif 000006
【図５】
2006261466.tif 000007
【図６】
2006261466.tif 000008
【図７】
2006261466.tif 000009
【図８】
2006261466.tif 000010
【図９】
2006261466.tif 000011
【図１０】
2006261466.tif 000012