(57)【要約】【課題】導体パターン間でのショートを防ぎ、且つ導体パターン同士の接続強度が強い基板間接続構造を提供する。【解決手段】第１導体１２が設けられたフレキシブル基板１０と、第１導体１２と対向して設けられた第２導体２２を有するリジッド基板２０と、第１導体１２及び第２導体２２の少なくとも一方に配置された半田めっき３０と、第１導体１２間及び第２導体２２間に設けられ、第１導体１２と第２導体２２との厚さの和より厚く、第１導体１２と第２導体２２と半田めっき３０との厚さの和より薄い絶縁層４０とを備える。【選択図】図１
2008071812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体が設けられたフレキシブル基板と、
前記第１導体と対向して設けられた第２導体を有するリジッド基板と、
前記第１導体及び前記第２導体の少なくとも一方に配置された半田めっきと、
前記第１導体間及び前記第２導体間に設けられ、前記第１導体と前記第２導体との厚さの和より厚く、前記第１導体と前記第２導体と前記半田めっきとの厚さの和より薄い絶縁層
とを備えることを特徴とする基板間接続構造。
【請求項２】
前記絶縁層は、前記リジッド基板に予め設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板間接続構造。
【請求項３】
前記絶縁層は、前記フレキシブル基板と前記リジッド基板とに別れて設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板間接続構造。
【請求項４】
前記絶縁層は、前記フレキシブル基板に予め設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板間接続構造。
【請求項５】
前記半田めっきは、前記第１導体及び前記第２導体と密着された状態で加熱されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板間接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板間の接続技術に関し、特にリジッド基板とフレキシブル基板の複数端子を接続するための基板間接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
硬質であるリジッド基板及び可撓性であるフレキシブル基板等のプリント基板同士を電気的に接続する方法としては、一対のプリント基板の導体同士を半田付けする方法がある。具体的には、一対のプリント基板のうち少なくとも一方の導体の表面に半田めっきを設け、更に半田付けを助長するフラックスを塗布して、両方のプリント基板の導体同士を重ね合わせ、所定の温度で加熱しながら加圧することで接続する。
【０００３】
近年、プリント基板の配線パターンの微細化及びファインピッチ化が進んでいることで、接続する導体パターン間では、半田が半田ブリッジを形成することによるショートが発生しやすくなっている。
【０００４】
そこで、接続する導体パターン間でショートを防ぐ基板間接続方法として、複数の導体パターンである第１の接続ランドが表面に形成された回路基板と、回路基板の第１の接続ランドに対向して配置された第２の接続ランドと、第２の接続ランドの外周部の少なくとも一部を取り囲むように形成された絶縁層とを含み、回路基板に対向して配置されたフレキシブル基板とからなり、第１の接続ランドと第２の接続ランドとが接合部材を介して接合され、且つ、絶縁層の厚みが第１の接続ランドと第２の接続ランドとの合計の厚みよりも厚く形成されている接続方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このような基板間接続構造にすることにより、接続ランドを微細化しても半田等の接続部材が流れてショートすることのない接続構造となる。
【０００５】
しかしながら、半田付けをする際、接続ランド部と半田の密着性が悪いと、熱伝導の関係からヒーターチップからの熱が伝わりにくくなり半田が溶けなかったり、半田が十分に溶解せずに十分な金属結合が得られず接合強度不足になる場合がある。特許文献１に開示された基板間接続構造では、絶縁層の厚みは、接合する基板同士の導体層の厚さの和より大きいことしか記載されておらず、この構造ではヒーターチップから接続ランド部に熱が伝わらずに、導体パターン同士の接合強度不足による剥離等が発生しやすくなる。
【特許文献１】特開２００４−３４２９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、導体パターン間でのショートを防ぎ、且つ導体パターン同士の接続強度が強い基板間接続構造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】
本願発明の一態様によれば、第１導体が設けられたフレキシブル基板と、第１導体と対向して設けられた第２導体を有するリジッド基板と、第１導体及び第２導体の少なくとも一方に配置された半田めっきと、第１導体間及び第２導体間に設けられ、第１導体と第２導体との厚さの和より厚く、第１導体と第２導体と半田めっきとの厚さの和より薄い絶縁層とを備える基板間接続構造であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、導体パターン間でのショートを防ぎ、且つ導体パターン同士の接続強度が強い基板間接続構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１０】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る基板間接続構造は、図１に示すように、第１導体１２が設けられたフレキシブル基板１０と、第１導体１２と対向して設けられた第２導体２２を有するリジッド基板２０と、第１導体１２及び第２導体２２の少なくとも一方に配置された半田めっき３０と、第１導体１２間及び第２導体２２間に設けられ、第１導体１２と第２導体２２との厚さの和より厚く、第１導体１２と第２導体２２と半田めっき３０との厚さの和より薄い絶縁層４０とを備える。
【００１１】
フレキシブル基板１０は、例えばポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板等の可撓性を有する。フレキシブル基板１０の厚さは、２５μｍ、１２．５μｍ、８μｍ、６μｍ等を採用することができる。
【００１２】
リジッド基板２０は、例えばガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板等の硬質の基板である。リジッド基板２０の厚さは、２．４ｍｍ、２．０ｍｍ、１．６ｍｍ、１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、０．８ｍｍ、０．６ｍｍ、０．４ｍｍ等を採用することができる。
【００１３】
第１導体１２は、フレキシブル基板１０の表面上に設計された導体パターンである。同様に、第２導体２２は、リジッド基板２０の表面に設計された導体パターンである。第１導体１２及び第２導体２２は、フレキシブル基板１０及びリジッド基板２０上に圧延銅箔または電解銅箔等によりパターン加工して形成される。第１導体１２及び第２導体２２には、銅箔以外の金属箔を導体として使うことも可能である。第１導体１２及び第２導体２２のピッチ幅は１０〜５００μｍとし、パターン幅は１０〜５００μｍとする。第１導体１２の厚さは、３５μｍ、１８μｍ、１２μｍ、９μｍ等を採用することができる。第１導体１２の厚さは、薄い方がファインピッチ化や屈曲性に適している。第２導体２２の厚さは、３５μｍを採用することが一般的である。
【００１４】
第１導体１２及び第２導体２２上には、接着後も優れた柔軟性を有する絶縁性のポリイミドフィルム等を基材にしたカバーレイフィルム等をカバー層（図示せず）として配置する。カバー層の厚さは、２５μｍのものが一般的である。カバー層を貼り合わせる際に用いる接着剤は、１０〜３０μｍのものが一般的である。つまり、カバー層と接着剤の厚さを合わせると第１導体１２及び第２導体２２の厚さを上回る。カバー層で保護されていない第１導体１２及び第２導体２２の露出している箇所には、プリフラックス処理、ホットエアレベラ（ＨＡＬ）、電解半田めっき、及び無電解半田めっき等で表面処理を行う。
【００１５】
半田めっき３０としては、鉛入り半田ペースト、鉛フリー半田ペースト、半田めっき、及び錫めっき等を用いることができる。
【００１６】
絶縁層４０は、印刷方式、描画方式、及びフォトリソグラフィ方式等により形成することができる。絶縁層４０には、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等を用いることができる。
【００１７】
絶縁層４０の厚さの定義を図１を参照しながら説明する。図１に示すように、第１導体１２の厚さを厚さａ、半田めっきの厚さを厚さｂ、第２導体２２の厚さを厚さｃ、絶縁層４０の厚さを厚さｄとする。このとき、絶縁層４０の厚さｄは、以下の式（１）及び式（２）を満たすような厚さにする。
【００１８】
ｄ＜ａ＋ｂ＋ｃ  ・・・・・（１）
ｄ＞ａ＋ｃ      ・・・・・（２）
絶縁層４０の厚さｄが式（１）を満たすことによって、図２に示すように、第１導体１２及び第２導体２２が向き合わせて、ヒーターチップ５０等の加熱器で加圧することで、第１導体１２と半田めっき３０及び半田めっき３０と第２導体２２がそれぞれ密着し、ヒーターチップ５０から接続部に一様に熱を伝えることができる。
【００１９】
絶縁層４０の厚さｄが式（２）を満たすことによって、図３に示すように、ヒーターチップ５０により加熱され、半田めっき３０を溶解するときも、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０の間隙が絶縁層４０によって確保される。したがって、半田めっき３０を溶解して接続層３２を形成するとき、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０の間隙で、半田溜まりを形成する。更に、絶縁層４０がフレキシブル基板１０とリジッド基板２０に接することで、半田が流れて接続層３２がショートすることを防ぐ。
【００２０】
本発明の第１の実施の形態に係る基板間接続構造によれば、絶縁層４０によりヒーターチップ５０からの熱を接続部に一様に熱を伝えることができるので、導体パターン同士の接合強度不足による剥離等が発生を防ぐことができる。更に、絶縁層４０が半田溜まりを形成することで、余剰半田による導体パターン間のショートを防止することができる。
【００２１】
また、第１の実施の形態に係る基板間接続構造によれば、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０を接続する際に、絶縁層４０が設けてあることによって、凹凸を嵌め合わせることで接続する第１導体１２及び第２導体２２の位置決めが容易にできる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る基板間接続構造は、図４に示すように、フレキシブル基板１０に絶縁層４２が、リジッド基板２０に絶縁層４４がそれぞれ別れて設けられている点が異なる。他は図１に示した接続部補強構造と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【００２３】
絶縁層４２，４４の厚さの定義を図４を参照しながら説明する。図４に示すように、第１導体１２の厚さを厚さａ、半田めっきの厚さを厚さｂ、第２導体２２の厚さを厚さｃ、絶縁層４２の厚さを厚さｄ1、絶縁層４４の厚さを厚さｄ2とする。このとき、絶縁層４２，４４の厚さｄ1，ｄ2は、以下の式（３）及び式（４）を満たすような厚さにする。
【００２４】
ｄ1＋ｄ2＜ａ＋ｂ＋ｃ  ・・・・・（３）
ｄ1＋ｄ2＞ａ＋ｃ      ・・・・・（４）
絶縁層４２，４４の厚さｄ1，ｄ2が式（３）を満たすことによって、図５に示すように、第１導体１２及び第２導体２２が向き合わせて、ヒーターチップ５０等の加熱器で加圧することで、第１導体１２と半田めっき３０及び半田めっき３０と第２導体２２がそれぞれ密着し、ヒーターチップ５０から接続部に一様に熱を伝えることができる。
【００２５】
絶縁層４２，４４の厚さｄ1，ｄ2が式（４）を満たすことによって、図６に示すように、ヒーターチップ５０により加熱され、半田めっき３０を溶解するときも、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０の間隙が絶縁層４０によって確保される。したがって、半田めっき３０を溶解して接続層３２を形成するとき、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０の間隙で、半田溜まりを形成する。更に、絶縁層４０がフレキシブル基板１０とリジッド基板２０に接することで、半田が流れて接続層３２がショートすることを防ぐ。
【００２６】
本発明の第２の実施の形態に係る基板間接続構造によれば、絶縁層４２，４４によりヒーターチップ５０からの熱を接続部に一様に熱を伝えることができるので、導体パターン同士の接合強度不足による剥離等が発生を防ぐことができる。更に、絶縁層４２，４４が半田溜まりを形成することで、余剰半田による導体パターン間のショートを防止することができる。
【００２７】
また、第２の実施の形態に係る基板間接続構造によれば、フレキシブル基板１０とリジッド基板２０を接続する際に、絶縁層４２，４４が設けてあることによって、絶縁層４２，４４が対向するように凹凸を嵌め合わせることで接続する第１導体１２及び第２導体２２の位置決めが容易にできる。
【００２８】
また、リジッド基板２０に設けられた絶縁層４４だけでは、材料の選択範囲で式（３）及び式（４）を満たすことができない場合、フレキシブル基板１０に設けられた絶縁層４２と重ねることで式（３）及び式（４）を満たすことができるようになることがある。
【００２９】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００３０】
例えば、第１の実施の形態に係る基板間接続構造は、リジッド基板２０に絶縁層４０を設けているように記載したが、フレキシブル基板１０に絶縁層４０を設けても構わない。具体的には、フレキシブル基板１０に配置する第１導体１２の厚さが１８μｍの場合、カバー層として２５μｍの絶縁層４０を設けることで、式（１）及び式（２）を満たすようにすることは容易である。
【００３１】
このような、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板間接続構造の模式的断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る基板間接続構造の模式的断面図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る基板間接続構造の模式的断面図（その３）である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る基板間接続構造の模式的断面図（その１）である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る基板間接続構造の模式的断面図（その２）である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る基板間接続構造の模式的断面図（その３）である。
【符号の説明】
【００３３】
１０…フレキシブル基板
１２…第１導体
２０…リジッド基板
２２…第２導体
３２…接続層
４０，４２，４４…絶縁層
５０…ヒーターチップ
【図１】
2008071812.tif 000003
【図２】
2008071812.tif 000004
【図３】
2008071812.tif 000005
【図４】
2008071812.tif 000006
【図５】
2008071812.tif 000007
【図６】
2008071812.tif 000008