(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と半田接合するフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）において、
前記ＦＰＣの端部の一辺に沿って配列された複数の電極であって、当該複数の電極の各々は、前記ＦＰＣの両面に、対応する概ね同一形状の導体領域を有し、前記一辺の上にその中心がある半スルーホールと、前記電極の長手方向に隣接して配置された１つ以上のスルーホールとを有する、複数の電極と、
前記回路基板と半田接合する前の前記導体領域の両面上にそれぞれ概ね均一の厚さで半田が一度溶融し濡れ広がった半田層であって、前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールの各貫通穴の内部に充填された半田、並びに、前記導体領域の前記両面上の半田が、連結し一体になった、半田層と
を備えたことを特徴とするＦＰＣ。
【請求項２】
前記１つ以上のスルーホールの前記貫通穴は、前記半スルーホールの前記中心を通る同一直線上に位置し、
前記半スルーホールの直径をφ１、前記１つ以上のスルーホールの内の前記半スルーホールから最も遠い位置にあるスルーホールの直径をφ２とするとき、前記半スルーホールまたは前記１つ以上のスルーホールの内の隣り合う２つの貫通穴の中心間の距離Ｗは、
Ｗ＜３×（φ１＋φ２）の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載のＦＰＣ。
【請求項３】
前記複数の電極の内、前記一辺の両端に位置する２つの電極は、当該２つの電極を除く前記一辺の中央寄りにある前記複数の電極と比べて、前記長手方向により長い導体領域を持ち、前記中央寄りにある前記複数の電極の前記スルーホールとは異なる直径および中心間の距離を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＦＰＣ。
【請求項４】
前記半スルーホールの直径と、前記１つ以上のスルーホールの直径が同一であることを特徴とする請求項１または２に記載のＦＰＣ。
【請求項５】
前記半田層は、前記フレキシブルプリント配線基板の一方の面の前記導体領域上にスクリーン印刷された半田ペーストを予備加熱して、前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールを介して前記一方の面の反対の面の導体領域上に半田を行き渡らせることによって形成されることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のＦＰＣ。
【請求項６】
前記請求項１乃至５いずれかのＦＰＣを、回路基板に半田接続する方法において、
第１のＦＰＣの一方の面の前記複数の電極と、接合されることになる回路基板上の第１の面の複数の電極とを位置合わせするステップと、
前記第１のＦＰＣの他方の面の前記複数の電極上に加熱体を押圧して、加熱するステップと、
前記加熱体を保持して、前記第１のＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記第１の面の前記複数の電極とを密着させ半田接合するステップと
を備えることを特徴とする方法。  
【請求項７】
第２のＦＰＣの一方の面の前記複数の電極と、接合されることになる前記回路基板上の第２の面の複数の電極とを位置合わせするステップと、
前記第２のＦＰＣの他方の面の前記複数の電極上に前記加熱体を押圧して、加熱するステップと、
前記加熱体を保持して、前記第２のＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記第２の面の前記複数の電極とを密着させ、前記第１のＦＰＣの半田接合が行われる温度よりも低い温度で半田接合するステップと
をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を回路基板に半田接合する方法において、前記ＦＰＣは、その端部の一辺に沿って配列された複数の電極を備え、当該複数の電極の各々が、前記ＦＰＣの両面に、対応する概ね同一形状の導体領域を有し、前記一辺の上にその中心がある半スルーホールと、前記電極の長手方向に隣接して配置された１つ以上のスルーホールとを有しており、前記方法は、
前記回路基板と接合されることになる前記ＦＰＣの一方の面の前記導体領域上に、概ね均一の厚さで半田を一度溶融し濡れ広げるステップと、
前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールの各貫通穴の内部、並びに、前記ＦＰＣの他方の面の前記複数の電極上に半田を充填し行き渡らせ、連結し一体になった半田層を形成するステップと、
前記ＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の複数の電極とを位置合わせするステップと、
前記ＦＰＣの前記他方の面の前記複数の電極上に加熱体を押圧して、加熱するステップと、
前記加熱体を保持して、前記ＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記複数の電極とを密着させ半田接合するステップと
を備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、電子回路、光回路などが搭載された基板を電気的に接続する接続構造および接続方法に関する。より詳細には、各種の回路基板を接続し、柔軟な素材で構成されたフレキシブルプリント配線基板に関する。
【０００２】
光通信分野における重要な部品として、電気−光変換、光―電気変換、増幅、再生変復調などの基本機能を備えた光伝送モジュールが幅広く利用されている。有線ネットワーク、無線ネットワークの高速化および大容量化を背景として、光伝送モジュールには信号処理の高速化が求められているが、同時に低コスト化および高信頼性化も強く求められている。光伝送モジュールは、光半導体素子（半導体レーザ、受光素子、変調素子など）や、光半導体素子を搭載した基板と、信号生成回路（駆動回路、増幅回路など）を搭載した基板との間を、フレキシブルプリント配線基板を用いて電気的に接続して、高速信号伝送を実現している。
【０００３】
フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）は、通常のプリント配線基板よりも薄く柔軟な素材で構成され、例えば、フィルム状の絶縁体をベースとして導体箔を形成して構成される。フレキシブルプリント配線基板および回路基板等の間の接続は、それぞれの基板上に形成された信号線パターンの先端部の電極同士を、相互に半田によって固定することで実現される。以下の説明では、フレキシブルプリント配線基板を「フレキシブル基板」と簡略化して呼ぶ。
【０００４】
基板上で電子部品等を半田によって固定する実装方法としては、表面実装タイプのチップ部品を、スクリーン印刷したクリーム半田およびリフロー炉を使用してほぼ自動製造工程の中で行う方法が広く知られている。部品の形状やサイズが特殊なもの、部品の耐熱性に制限のあるもの等については、例えば、プリント基板上に半田を塗布して、瞬間加熱方式により、ホットバー（ヒータチップ）を使って部品を実装する方法がある（特許文献１）。また、基板上の半田を予備的にリフローして熔融して、瞬間加熱方式により再リフローして実装する方式も知られている（特許文献２）。
【０００５】
特許文献１、特許文献２に開示された各方法は、表面実装が可能な標準的なサイズや形状を持つ電子部品等については、安定した接続品質、高い信頼性のものが得られる。しかしながら、複雑な形状、通常のサイズおよび重さを越える部品に対して、自動的または半自動的に半田固定しようとする場合、品質、歩留まりおよび信頼性などの点で問題があり、手作業による半田接合が必要な場合もあった。光伝送モジュール内に複数の回路基板を含み、これらの基板の接続にフレキシブル基板を利用する場合にも、この問題が当てはまっていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１３６５５５号公報  明細書
【特許文献２】特開２００８−３１１３４９号公報  明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フレキシブル基板および回路基板等を良好に半田固定することは依然として難しく、歩留まりや信頼性の点において課題が残っていた。光伝送モジュールの製造工程においては、ホットバーなどの瞬間加熱装置を用いて、半自動でフレキシブル基板の半田固定を行っている。この半田固定の工程では、予め必要な半田をスクリーン印刷で電極上に供給し、かつ予備リフロー工程によって電極上に均等に半田を行き渡らせる必要がある。ここで、スクリーン印刷では、印刷領域を電極領域より大きくすることができない。なぜならば、電極領域よりも広い範囲にスクリーン印刷をしてリフロー工程を実行すると、電極領域の外に半田が流れ、電極間などがショートする危険があるためである。
【０００８】
ホットバーなどを使う瞬間加熱装置では、半田接合の工程中における電極の半田の接触状態のばらつきを調整できないため、接合面の温度が不均一になり半田固定の機械的強度の低下を招きやすい。以下、この問題をより具体的に説明する。
【０００９】
図１は、半田固定に用いられる従来技術のフレキシブル基板の先端部の電極パターンおよびその接続方法を示す図である。図１の（ａ）は、フレキシブル基板の端部を示した上面図である。フレキシブル基板１０は、外部との電気接続を行うために、そのベース材料１２の端部には、少なくとも１つ以上の電極１１を持っている。図１の（ｂ）は、ホットバーを使った瞬間加熱装置によるフレキシブル基板と回路基板との接続工程を、接続電極面に垂直な断面から説明する図である。回路基板１３の端部には、基板面上に電極１４が構成され、電極１４上にはリフロー工程後の半田１５が覆っている。フレキシブル基板は、ベース材料１２上に接続電極１１が形成されている。回路基板１３とフレキシブル基板を接続する場合、それぞれの電極を対向させて密着させ、フレキシブル基板の上方からホットバー１６を押し付けて加熱する。
【００１０】
図１の（ｃ）は、ホットバーを使った瞬間加熱装置によるフレキシブル基板と回路基板との別の接続工程を、接続電極面に垂直な断面から説明する図である。この例では、半田１７は、回路基板１３上の電極１４ではなくてフレキシブル基板の電極１１上に形成されている点で、（ｂ）の例と相違している。回路基板１３およびフレキシブル基板を接続する場合、（ｂ）の例と同様に、それぞれの電極を対向させて密着させ、フレキシブル基板の上方からホットバー１６を押し付けて加熱する。図１の（ｂ）および（ｃ）のいずれの場合も、不要な温度上昇を避けて、部品および基板の劣化や損傷などを防ぐためには、半田を介して２つの対向する電極の接合面が加熱時に十分密着しており、短時間で半田付け工程を終えることが必要となる。
【００１１】
図２は、別の従来技術のフレシブル基板の先端部の電極パターンおよび断面構造を示す図である。図２の（ａ）は、フレキシブル基板２０の端部を示した上面図である。フレキシブル基板２０は、図には示していないがフィルム状の基板材料の内部または表面に配線を持っており、外部との電気接続を行うために、そのベース材料２２の端部には、少なくとも１つ以上の電極２１を持っている。本例のフレシブル基板では、電極２１の各々にはスルーホール２３が形成されている。さらに、フレキシブル基板の末端部には、半スルーホール（半ビア）２４が形成されている。スルーホール２３および半スルーホール２４は、貫通穴の内面側にも導体電極が形成されており、ベース材料２２の両面に形成された電極同士を導通させるとともに、一方の面の電極上にスクリーン印刷された半田を他方の面の電極上に流すように働く。
【００１２】
図２の（ｂ）および（ｃ）は、予備半田工程を終えた後のフレキシブル基板において、半田ペーストがスクリーン印刷され回路基板と接合されることになる面とは反対側の面の半田の様子を説明する図である。ここで簡単のため、半田ペーストをスクリーン印刷し、回路基板と接合される面（接合面）とは反対側の面を、Ａ面と称する。図２の（ｂ）の左側は、スクリーン印刷をした直後のＡ面を示しており、電極の導体が見える状態である。図２の（ｂ）の右側は、その後、予備半田工程を終えてスルーホールを介して半田がＡ面に現われている状態を示す。従来技術のフレキシブル基板で、例えば、スルーホール径が０．１５ｍｍで、間隔が１．０ｍｍの場合を考える。この場合、通常の予備半田工程を行うと、半田スクリーン面からスルーホールを通じて半田が流れても、隣接するスルーホール２３、２４の間隔が広いため、Ａ面における半田２５ａ、２５ｂは各スルーホールの近辺のみに局在する。尚、図２の（ｂ）はあくまでも結果としてできる半田形状の一例であって、Ａ面全体に均一に行き渡らない半田を制御することはできず、その形状の態様は様々である。例えば、山型の表面に皺があるもの、尖ったもの、凹型のもの等があり。また、図２の（ｂ）における形状２５ａのように楕円状に整って一様に広がるわけでもない。
【００１３】
図２の（ｃ）は、（ｂ）のフレキシブル基板の電極面に垂直な断面（Ｃ−Ｃ´）を見た図である。スルーホールを通ってＡ面側に出た半田２５ａ、２５ｂが、Ａ面上で局在しているため、Ａ面の表面には凹凸が生じて、高さは一定ではなくなる。このような凹凸は、ホットバー１６を押し付けて加熱をするときに、ホットバー１６およびフレキシブル基板を密着させる上での障害となる。
【００１４】
図１に示したようなスルーホールが無いフレキシブル基板では、Ａ面（半田接合面の反対の面）には半田が全く存在していないため、ホットバー１６が接触するＡ面から半田接合面へ、ホットバー１６からの熱が効率良く伝わらず、良好な半田接合が得られにくい。図２に示したようなスルーホールがあるフレキシブル基板でも、半田接合面だけでなく、Ａ面、即ちヒータチップ１６がフレキブル基板に接触する面に、スルーホール等を通じて十分な半田が行き渡っていないと、ヒータチップの熱が効率良く伝わらず、良好な半田接合が得られにくい。
【００１５】
フレキシブル基板のＡ面に予め十分に半田が存在していないと、半田接合が得られるまでにより高い加熱温度およびより長い加熱時間を要する。そのため、局部的な半田の酸化等が進み、部品および基板の熱損傷や性能劣化が懸念される。瞬間加熱方式は、本来、半田接合面のみを局所的に加熱することで、プリント基板上またはパッケージ内の熱に弱い周辺部品が加熱されにくいという特徴を持っている。光伝送モジュール内に複数の回路基板を含め、その接続のためにフレキシブル基板を利用する場合にも、この瞬間加熱方式の特徴を有効に利用できていない問題があった。瞬間加熱方式以外の方法として、フレキシブル基板への半田塗布をディッピングで行う方法もあるが、半田量の制御が難しいため、光伝送モジュールに今後期待されている高速信号処理および高密度実装を実現するための電気接続に用いることは難しい。
【００１６】
ホットバーなどを使った瞬間加熱装置を用いて、回路基板の電極とフレキシブル基板を半田接合をする際には、その電極パターン構成に、手半田で固定する場合とは別の視点の最適化が必要である。従来技術のフレキシブル基板においては、電極パターンの具体的な構成や、半田接合面とは反対の面（Ａ面）における半田の状態についての必要条件、設計ルールについては十分検討されてはいなかった。
【００１７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ホットバーなどの瞬間加熱装置を用いても、フレキシブル基板と回路基板等との間を良好に半田固定することが容易なフレキシブル基板、およびその実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回路基板と半田接合するフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）において、前記ＦＰＣの端部の一辺に沿って配列された複数の電極であって、当該複数の電極の各々は、前記ＦＰＣの両面に、対応する概ね同一形状の導体領域を有し、前記一辺の上にその中心がある半スルーホールと、前記電極の長手方向に隣接して配置された１つ以上のスルーホールとを有する、複数の電極と、前記回路基板と半田接合する前の前記導体領域の両面上にそれぞれ概ね均一の厚さで半田が一度溶融し濡れ広がった半田層であって、前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールの各貫通穴の内部に充填された半田、並びに、前記導体領域の前記両面上の半田が、連結し一体になった、半田層とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１のＦＰＣであって、前記複数の電極の内、前記一辺の両端に位置する２つの電極は、当該２つの電極を除く前記一辺の中央寄りにある前記複数の電極と比べて、前記長手方向により長い導体領域を持ち、前記中央寄りにある前記複数の電極の前記スルーホールとは異なる直径および中心間の距離を有することを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２のＦＰＣであって、前記半スルーホールの直径と、前記１つ以上のスルーホールの直径が同一であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４いずれかのＦＰＣであって、前記半田層は、前記フレキシブルプリント配線基板の一方の面の前記導体領域上にスクリーン印刷された半田ペーストを予備加熱して、前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールを介して前記一方の面の反対の面の導体領域上に半田を行き渡らせることによって形成されることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、前記請求項１乃至５いずれかのＦＰＣを、回路基板に半田接続する方法において、第１のＦＰＣの一方の面の前記複数の電極と、接合されることになる回路基板上の第１の面の複数の電極とを位置合わせするステップと、前記第１のＦＰＣの他方の面の前記複数の電極上に加熱体を押圧して、加熱するステップと、前記加熱体を保持して、前記第１のＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記第１の面の前記複数の電極とを密着させ半田接合するステップとを備えることを特徴とする方法である。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項６の方法であって、第２のＦＰＣの一方の面の前記複数の電極と、接合されることになる前記回路基板上の第２の面の複数の電極とを位置合わせするステップと、前記第２のＦＰＣの他方の面の前記複数の電極上に前記加熱体を押圧して、加熱するステップと、前記加熱体を保持して、前記第２のＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記第２の面の前記複数の電極とを密着させ、前記第１のＦＰＣの半田接合が行われる温度よりも低い温度で半田接合するステップと
をさらに備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項８に記載の発明は、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）を回路基板に半田接合する方法において、前記ＦＰＣは、その端部の一辺に沿って配列された複数の電極を備え、当該複数の電極の各々が、前記ＦＰＣの両面に、対応する概ね同一形状の導体領域を有し、前記一辺の上にその中心がある半スルーホールと、前記電極の長手方向に隣接して配置された１つ以上のスルーホールとを有しており、前記方法は、前記回路基板と接合されることになる前記ＦＰＣの一方の面の前記導体領域上に、概ね均一の厚さで半田を一度溶融し濡れ広げるステップと、前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールの各貫通穴の内部、並びに、前記ＦＰＣの他方の面の前記複数の電極上に半田を充填し行き渡らせ、連結し一体になった半田層を形成するステップと、前記ＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の複数の電極とを位置合わせするステップと、前記ＦＰＣの前記他方の面の前記複数の電極上に加熱体を押圧して、加熱するステップと、前記加熱体を保持して、前記ＦＰＣの前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記複数の電極とを密着させ半田接合するステップとを備えることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明のフレキシブル基板により、電極領域内のスルーホールの直径や間隔についての設計ルールが導入され、ホットバーなどの瞬間加熱装置を用いても、フレキシブル基板と回路基板等との間を良好に半田固定することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、半田固定に用いられる従来技術のフレキシブル基板の先端部の電極パターンおよびその接続方法を示す図である。
【図２】図２は、別の従来技術のフレシブル基板の先端部の電極パターンおよび断面構造を示す図である。
【図３】図３は、本発明のフレキシブル基板の構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明のフレキシブル基板の先端部を作製するための手順を示す図である。
【図５】図５は、本発明のフレキシブル基板をモジュール内の回路基板に実装する手順を説明する図である。
【図６】図６は、本発明のフレキシブル基板においてスルーホールの間隔とフレキシブル基板の良品率（％）との関係を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２のフレキシブル基板の構成を示す図である。
【図８】図８は、スルーホールの間隔Ｗの定義を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３のフレキシブル基板先端部構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明のフレキシブル基板をテラス状に突き出た基板上の電極に実装する方法を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明のフレキシブル基板をテラス状に突き出た基板の上下両面の電極に実装する方法を説明する図である。
【図１２】図１２は、従来技術のサイドパッド電極を含むフレキシブル基板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明のフレキシブル基板は、発明者らが見出した電極のスルーホールの径やピッチ間隔に一定の設計ルールが適用される。本発明では、半田を予め電極上にスクリーン印刷等によって塗布し、予備半田をフレキシブル基板のスルーホールを領域内に含む接続電極の両面に均一に行き渡らせることによって、良好な半田接合が得られる。電極のスルーホールの直径や間隔が不適切であった従来技術では、フレキシブル基板の半田接合面の反対側の電極上で半田がスルーホール周辺のみに局在し、電極導体（例えば金）の一部が露出した状態となっていた。フレキシブル基板の接続電極上で予備半田の形状に凹凸があると、ホットバーなどを使った瞬間加熱装置を使う工程において、初期の熱抵抗が大きく良好な半田溶融条件が得られない。発明者らは、フレキシブル基板の接続電極の半田接合面の反対側の面においても予備半田の形状を均一にした状態のフレキシブル基板に対し、ホットバーなどを使った瞬間加熱装置を使う工程を実施することがより望ましいことを見出した。さらに、フレキシブル基板の接続電極においては、電極領域内のスルーホール数が多く、かつ、スルーホール間隔が十分に接近することが望ましいこと見出した。フレキシブル基板の電極パターンには、手半田作業によって固定することを想定した場合とは別の視点の最適化が必要であり、本発明はそのレイアウト構成の要件を具体化する。以下、本発明の様々な実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
以下の説明において、フレキシブル基板は、「フレキシブルプリント配線基板」を意味する。用語「半田接合」とは、半田材料を用いて、相対する金属電極同士を物理的に接合・固定することを意味し、電気信号の電気的接続の意味をも含む半田接続も同じ意味で使用される。スルーホールは、基板を貫通して形成した穴であって、基板両面の電極を電気的に接続するものを意味する。穴の内面に金属めっきを施したビアホールを、スルーホールと同じ意味で使用する。半スルーホールは、基板の端部に形成され、穴の形状が半円であって、穴の内面が基板端面で外部から見える状態になっているものである。
【００３０】
［実施例１］
図３は、本発明のフレキシブル基板の構成を示す図である。図３の（ａ）は、フレキシブル基板の接続電極が形成された端部の上面図である。図３の（ｂ）は、電極のスルーホールを含み、電極面に垂直な断面（Ｂ−Ｂ´）を示した図である。フレキシブル基板は、可動部への配線や、離れた基板間の立体的な配線などに利用されるため、その全体形状は様々なものがある。したがって、フレキシブル基板の全体形状は、簡単な矩形状のものから不規則な形状のものまであるが、接続電極のある端部付近は、矩形の一部となる。以下の説明では、半田接合を行う接続電極があるフレキシブル基板の端部のみを示していることに留意されたい。
【００３１】
図３の（ａ）では、フレキシブル基板３０の電極形状を示すために、電極面上を覆っている半田を除いた状態を示していることに留意されたい。フレキシブル基板３０は、基板のベース材料３２の端部の一辺に沿って１つ以上の電極３１を備えている。通常は、光伝送モジュール内の基板間で複数種の電気信号や電源の接続を行うので、フレキシブル基板３０は複数の電極３１を備え、図３では５個の電極を備えている。複数の電極３１の表面は、良好な半田付けのために、例えばＡｕメッキされている。複数の電極３１の各々の先端部には半スルーホール（半ビア）３４が形成され、各々の電極３１の領域内には基板３２の表裏を貫通するスルーホール３３が形成されている。したがって、各電極領域の内部に、半スルーホールを含めて、２個のスルーホールが形成されている。
【００３２】
図３の（ｂ）の断面図からわかるように、１つの電極３１では、基板３２の両面に同一または概ね同一のパターンが形成されている。フレキシブル基板３０の両面の電極の導体が、２個のスルーホール３３、３４によって電気的に接続されている。電極形状は概ね矩形であるが、半田接合を行う部分が矩形であれば、配線などがその矩形部分に連続していても良い。複数の電極の形状がわずかに異なっても良い。基板の厚さや、電極の形状、面積、レイアウトに応じて、スルーホールの大きさや電極の長手方向の配置は異なるが、詳細は後述する。
【００３３】
半田接合の工程で使用するホットバーの形状や電極面の熱均一性を考慮して、スルーホールは円形で、電極の配列方向に１直線上に並ぶことになる。フレキシブル基板のスルーホールは、電極部の両面に半田が保持できるように、スルーホールの形状、大きさ、配置が設定される。
【００３４】
図３の（ｂ）に示した断面図のように、本発明のフレキシブル基板では、両面に形成された電極上に、スルーホール３３、３４を貫通して半田が行き渡っている。フレキシブル基板端部の両面の電極導体部３１上の、少なくとも２個のスルーホールの間の領域を含めたスルーホール周辺領域に均一に予備半田３５が一体となって塗布された状態にある。本発明のフレキシブル基板は、このように均一に予備半田３５が一体となって塗布された状態の接続電極を含む先端部を有することによって、引き続いて瞬間加熱装置を使う工程において、良好な半田付けを行うことができる。図３の（ｂ）の断面図では、基板厚さ、電極厚さ、半田の厚さおよびスルーホール直径の寸法関係は必ずしも正確に描いていない点に留意されたい。
【００３５】
したがって、本発明のフレキシブル基板は、回路基板の電極と半田接合する接続電極を備えたフレキシブルプリント配線基板３０であって、前記フレキシブルプリント配線基板の端部の一辺に沿って配列された複数の電極３１であって、各々の電極３１が、前記両面上の対応する概ね同一形状の導体領域と、前記一辺上にその中心があり概ね半円形の貫通穴を持つ半スルーホール３４と、前記電極の長手方向に前記半スルーホールを通る同一直線上に位置する円形の貫通穴を持つ１つ以上のスルーホール３３とを有する複数の電極と、前記両面の前記導体領域上にそれぞれ概ね均一の厚さで半田が塗布され、かつ、前記貫通穴の各々の内部に半田が充填された半田層３５とを備えるとともに、後述するように、前記半スルーホールの直径をφ１、前記１つ以上のスルーホールの内の前記半スルーホールから最も遠い位置にあるスルーホールの直径をφ２とするとき、前記半スルーホールまたは前記１以上のスルーホールの内の隣り合う２つの貫通穴の中心間の距離Ｗは、Ｗ＜３×（φ１＋φ２）の関係を満たすことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板として実施できる。
【００３６】
図４は、本発明のフレキシブル基板の先端部を作製するための手順を示す図である。図４の（ａ）〜（ｅ）に示した各工程は、フレキシブル基板の先端部電極に対する予備半田工程に対応する。図４では、各工程を概念的に説明するため、接続電極が形成された領域と、接続電極の無い基板ベース材料の領域とに簡略化して分けて描いてあり、実際のフレキシブル基板の構成とは異なる点に留意されたい。したがって、例えば図４の（ａ）における電極領域４７にも、実際には基板ベース材料が含まれており、また、ベース材料領域４０においても、電極領域４７につながる図示していない金属配線が含まれている。それぞれの図において、上側に半田接合面側から電極面を見た上面図、下側にスルーホールの中心を通り電極面に垂直な方向を見た断面図を示している。尚、半田接合面の反対側の面を簡単のためＡ面と呼ぶ。
【００３７】
図４の（ａ）は、予備半田をつける前のフレキシブル基板の状態を示す。電極領域４７において、基板の端部には半スルーホール４１があり、電極領域の概ね中央にスルーホール４２がある。スルーホールの内部は空洞である。次に、図４の（ｂ）を参照すると、ここで半田ペースト４３が半田接合面（図の上側）側の電極パターン上にスクリーン印刷される。このとき、半田ペーストは、半田接合面の反対側の面（図の下側）には広がっていない。次に図４の（ｃ）を参照すると、リフロー工程において温度を徐々に温度を上げ、半田の融点以下の状態となる。このリフロー初期段階では、半田ペースト４３内のフラックス４４が半田ペースト内の半田粒子を巻き込みながら徐々にＡ面に広がり始めるが、流動性が低いのでスルーホールの周辺に限定されている。
【００３８】
さらに次の図４の（ｄ）では、温度がさらに上昇して、半田の融点以上のリフロー中期段階となる。このとき、液状化した半田がスルーホール内で球状になるが、スルーホールの半田同士はまだ繋がらず、電極の両面の半田形状は不均一のままである。最後に図４の（ｅ）では、リフロー後期段階となり、スルーホールの半田同士が連結して一体となり、基板の両面の半田は均一な状態となる。図４の各図では、リフローの各段階の状態変化を強調するために、一体となった半田の断面が楕円状に描かれているが、実際の断面形状は図３の（ｂ）に示したように概ね角の取れた矩形となる。したがって、図４の（ｅ）に示した様に、本発明のフレキシブル基板は、半田接合面の電極上だけでなく、基板を挟んで半田接合面の反対側のＡ面の電極上にもスルーホール等を通じて半田が行き渡っている。これによって、後に瞬間加熱方式のホットバー（またはヒータチップ）を用いて回路基板との半田付けを行う工程において、ホットバーの熱が、Ａ面の電極上の半田を通じて半田接合面側の半田にも効率良く均一に伝わり、半田濡れに優れた良好な半田接合が可能となる。
【００３９】
本発明のフレキシブル基板では、ホットバー（またはヒータチップ）が接触するＡ面側の電極上に凹凸無く半田が均一に行き渡っているので、ホットバーとＡ面側の予備半田の接触状態が良好となる。ホットバーの熱が接合面の半田に効率良く均一に伝わるため、従来のフレキシブル基板を実装する場合に比べ、より低温で良好な半田接合が得られる。より低温の接合工程によって、フラックスの不活性および半田の酸化膜形成を抑制できる。その結果、熱に弱い周辺部品や回路基板自体の熱ダメージを最小限に抑えられる効果がある。
【００４０】
図５は、本発明のフレキシブル基板をモジュール内の回路基板に実装する手順を説明する図である。図３に示した端部の接続電極の両面に半田が塗布されたフレキシブル基板を、瞬間加熱方式のホットバーにより加熱して半田固定する工程を説明する。図５の（ａ）〜（ｃ）の各図では、各工程を概念的に説明のために、各基板や電極厚さ、スルーホールの直径等の関係は、正確には描かれていない点に留意されたい。
【００４１】
図５の（ａ）に示した第１の工程では、半田接合をする回路基板５２側の電極５４とフレキシブル基板５０側の電極５５、さらにホットバー５３の相対位置を決める。本発明のフレキシブル基板と、光伝送モジュールなどの回路基板とを上下に重ね、両基板の接合する各電極面とホットバーの押圧・加熱位置とが上下に重なるように位置決めされる。この位置決めは、実体顕微鏡による目視により行っても良いし、フレキシブル基板の先端を何らかの基準面に突き当てるような機械的な操作で行っても良い。この位置合わせの時は、ホットバーは、フレキシブル基板のＡ面の予備半田が行き渡った所定の位置に押し当てられるよう、基板の上方位置に保持されている。
【００４２】
図５の（ｂ）に示した第２の工程では、ホットバーをフレキシブル基板に加圧し、温度上昇させる。上方に保持されていたホットバーを下降させ、フレキシブル基板のＡ面側の予備半田が塗付された電極に押し当てて、同時に急速に温度上昇させる。ホットバーの電極への加圧および温度上昇によって、フレキシブル基板の両面の電極５５および各電極上に塗布された半田５１、さらに回路基板上の電極５４が同時に加熱される。この加熱工程においては、フラックスを予め活性化しておく予備加熱を併用するとより効果的である。ホットバーの熱が十分に接合部分全体に伝わると半田が溶け、フレキシブル基板の電極５５および回路基板上の電極５４の間の半田によって、フレキシブル基板が半田固定される。回路基板の電極の代わりに、後述するモジュールの端面から突き出たモジュールパッケージのテラス上の電極に、本発明のフレキシブル基板を接合することもできる。
【００４３】
図５の（ｃ）に示した第３の工程では、ホットバーを上方に移動して冷却する。本発明のフレキシブル基板では、半田接合面の反対側の電極面上にも半田が塗布されていることにより、ホットバーからの熱を効率的に均一に半田接合部に伝えることができる。したがって、従来技術のフレキシブル基板と比べてより低温で半田接合を行うことができる。フレキシブル基板の電極上に予備半田がない場合や、熱を伝えるスルーホールがない場合には、ホットバーで半田を溶かすために必要な温度が、本発明の場合と比べて４０℃以上高くなることを実験的に確認した。
【００４４】
次に、図３に示した構成のフレキシブル基板において、電極パターンおよびスルーホールの形状等の間で満たすべき必要条件について述べる。良好な予備半田を形成する本発明のフレキシブル基板において、電極パターンおよびスルーホールの構成に関するパラメータは様々なものが考えられる。フレキシブル基板では、引き回しの容易さなど、可撓性を持つコネクタケーブルの側面としての必要な柔軟性を確保するために、スルーホールを形成する電極部の両面の導体厚を含めた厚さは、概ね０．１〜０．５ｍｍの範囲にある。そこで、標準的なスルーホールの長さを０．１６ｍｍとして、スルーホールの直径およびその間隔に特に着目して、最適な条件を検討した。図３に示したように半スルーホール（半ビア）も含めて２個のスルーホールを形成し、スルーホール直径φが０．１４ｍｍの場合に、２個のスルーホールの中心間の間隔を変えて、半田形状の良否との関係について実験を行った。
【００４５】
図６は、本発明のフレキシブル基板においてスルーホールの間隔と半田接合の良品なフレキシブル基板の良品率（％）との関係を示す図である。図６の（ａ）は、スルーホールの間隔の定義を説明する図である。隣り合うスルーホール、半スルーホールの各中心間の距離をスルーホールの間隔Ｗとする。図６の（ｂ）は、スルーホール間隔および半田形状の良品率（％）の関係を示すグラフである。ここで良品率は、フレキシブル基板の良品率であって、１０個の電極を含むフレキシブル基板ごとに、良品または不良品の判定を行う。各電極において、目視によってスルーホール内を半田が流れて両面の電極上に半田が行き渡っていれば、良品の電極とする。１つのフレキシブル基板のすべての電極が良品である時、そのフレキシブル基板を良品とし、それ以外の時を不良品として、フレキシブル基板の良品率（％）を求めた。下の表１に、図６の（ｂ）のグラフに対応するデータを示す。ここで半田としては、ＳｎＡｇＣｕの鉛フリー半田を用い、リフロー条件は、半田固定部の温度を低く抑えることが可能な設定温度２８０℃、リフロー時間を５秒とした。
【００４６】
【表１】
0006662569.tif 000002
【００４７】
表１からは、実験が可能であった下限のスルーホールの間隔Ｗ＝０．４ｍｍまで、スルーホール間隔Ｗが狭いほど、フレキシブル基板の良品率が上がることがわかる。すなわち、スルーホール間隔Ｗが狭いほど、半田が接続電極の両面に濡れ広がりやすくなることを示している。スルーホール間隔Ｗが、両端の２個のスルーホール３３、３４の各直径φの和の概ね３倍以下で、良好な半田固定が実現できる。スルーホールが近すぎると電極の強度が低下することも考えられるが、スルーホール１個分以上の間隔があれば強度は十分である。
【００４８】
図６の（ｂ）のグラフから読み取れるように、概ね、スルーホールの間隔Ｗおよびスルーホール直径φの間に、概ね次式の関係がある時に良好な半田形状が得られた。
Ｗ＜６φ                        式（１）
スルーホール直径φが０．２ｍｍ、０．４ｍｍの場合でも同様の実験を行い、上記の式（１）の関係と整合する、同様のスルーホール間隔Ｗとフレキシブル基板の良品率の関係を得た。
【００４９】
さらに、２個のスルーホールの直径が異なる場合には、各々の直径をφ１、φ２とするとき、スルーホール間隔Ｗが次式の関係を満たしていれば良好な半田固定が実現できることも確認した。  
Ｗ＜３×(φ１＋φ２)             式（２）
本発明のフレキシブル基板では、式（１）または式（２）の関係を満たすように、スルーホール間隔Ｗとスルーホールの直径φを設定すれば良い。
【００５０】
従って本発明は、回路基板の電極と半田接合する接続電極を備えたフレキシブルプリント配線基板において、前記フレキシブルプリント配線基板の端部の一辺に沿って配列された複数の電極であって、各々の電極が、前記フレキシブルプリント配線基板の両面に、対応する概ね同一形状の導体領域を有し、前記一辺上にその中心があり概ね半円形の貫通穴を持つ半スルーホールと、前記電極の長手方向に前記半スルーホールを通る同一直線上に位置する円形の貫通穴を持つ１つ以上のスルーホールとを有する複数の電極と、前記両面の前記導体領域上にそれぞれ概ね均一の厚さで半田が塗布された半田層であって、前記半スルーホールおよび前記１つ以上のスルーホールの各穴の内部、並びに、前記導体領域上に半田が一体に充填された半田層とを備え、前記半スルーホールの直径をφ１、前記１つ以上のスルーホールの内の前記半スルーホールから最も遠い位置にあるスルーホールの直径をφ２とするとき、前記同一直線上に並んだ前記半スルーホールまたは前記１以上のスルーホールの内の隣り合う２つの貫通穴の中心間の距離Ｗは、Ｗ＜３×（φ１＋φ２）の関係を満たすことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板として実施できる。
【００５１】
式（１）または式（２）の関係を満たすように電極領域内のスルーホールを構成することで、フレキシブル基板の半田接合面の反対側の電極面上にも半田が塗布され、ホットバーからの熱を効率的に均一に半田接合部に伝えることができる。従来技術のフレキシブル基板と比べ、より低温で良好な半田接合を得られるため、フラックスの不活性化および半田の酸化膜形成が抑えられ、加熱時の半田濡れに優れた良好な半田固定が可能となる。さらに、基板や周辺部分の熱ダメージを最小限に抑えられる。
【００５２】
接続電極幅は、接続強度を保つという観点からは、例えば０．２０ｍｍ以上であることが望ましい。一方、ＧＨｚ帯を超える電気信号を取り扱うときの高周波特性の観点からは、特性インピーダンスを５０Ωに整合させるために、信号線幅は例えば０．１５ｍｍ程度であることが好ましい。接続電極幅がさらに広がると容量性が強くなって特性インピーダンスが増加するため、高周波特性の観点からは電極幅は狭いことが望ましい。上記の各事項も考慮して、スルーホール直径φは、フレキシブル基板の接続部の電極の形状を乱さないために、例えば０．２０ｍｍ以下が好ましい。一方で、あまり小さすぎると半田濡れが不良となりやすく、０．１４ｍｍ以上が良い。  
【００５３】
［実施例２］
図７は、本発明の実施例２のフレキシブル基板の構成を示す図である。実施例１の構成では、半スルーホールを含めて電極領域内に２個のスルーホール含んでいたが、本実施例の構成では、電極領域内に半スルーホールを含めて３個以上のスルーホールを含む。図７の（ａ）は、フレキシブル基板の接続電極が形成された端部の上面図である。図７の（ｂ）は、電極のスルーホールを含み、電極面に垂直な方向を見た断面（Ｂ−Ｂ´）を示した図である。
【００５４】
図７の（ａ）では、フレキシブル基板７０の電極形状を示すために、電極面上を覆っている半田を除いた状態を示していることに留意されたい。フレキシブル基板７０は、例えば矩形をした基板ベース材料７４の一辺の端部に１つ以上の電極７１を備えている。光伝送モジュール内の基板間で、通常は複数の電気信号や電源の接続を行うので、複数の電極７１を備える。本実施例では、５つの電極を含む例を示す。複数の電極７１の表面は、良好な半田付けのために、例えばＡｕメッキされている。複数の電極７１の各々の先端部には半スルーホール（半ビア）７３が形成され、各々の電極領域内７１には基板７４の表裏を貫通するスルーホール７２ａ、７２ｂが形成されている。したがって、電極領域の内部に、半スルーホールを含めて、３個のスルーホールが形成されている。
【００５５】
本実施例では、フレキシブル基板の先端の電極領域内に、先端の半スルーホール（半ビア）も含め３個以上のスルーホールを電極長手方向に配置し、スルーホールの間隔Ｗを、両端に位置するスルーホールの各直径の和の３倍以下にする。すなわち、実施例１と同様に、式（１）または式（２）の関係を満たすようにスルーホール間隔Ｗとスルーホールの直径φを設定すれば良い。基板端部の半スルーホール７３および他の２個以上のスルーホール７２ａ、７２ｂの穴の中心位置が、電極長手方向に、均一の間隔で直線状に配置されることが望ましい。上述の電極およびスルーホールのレイアウト構成によって、予備半田工程で両面の電極上にスルーホールを介して均一に半田が行き渡る。フレキシブル基板の半田接合面の反対側の電極面上にも半田が塗布されている状態となり、ホットバーからの熱を効率的に均一に半田接合部に伝えることができる。従来技術のフレキシブル基板に比べてより低温で良好な半田接合を得られるため、フラックスの不活性化および半田の酸化膜形成が抑えられ、加熱時の半田濡れに優れた良好な半田固定が可能となる。さらに、基板や周辺部分の熱ダメージを最小限に抑えられる。
【００５６】
スルーホールの間隔Ｗは、図８の定義に従うものとする。すなわち、スルーホールが３個以上の場合、図８の（ａ）のように各スルーホールの穴の中心間の距離となる。特段の理由がない限り、隣り合うスルーホールは、等間隔で配置される。図５の（ｂ）で説明した加圧工程におけるホットバーの形状の単純性や電極面の熱均一性の要請から、スルーホールは円形で、電極長手方向に同一直線上に配置するのが好ましい。フレキシブル基板の各スルーホールは、接続電極の両面に半田が保持できるように、半田ペーストの諸条件設定も含めて、スルーホールの形状、大きさ、数、配置が設定される。
【００５７】
本発明のフレキシブル基板の電極およびスルーホールのレイアウト構成を、サイドパッドに対しても適用することができ、折れ曲がり防止と引きはがし強度を高める効果を維持しながら、サイドパッドを含めた良好な半田固定を実現できる。次の実施例では、サイドパッドに対して本発明の電極パターンおよびスルーホールの構成、設計ルールを適用した例を示す。
【００５８】
［実施例３］
フレキシブル基板の両面に接続用電極を形成する場合、接続電極の領域の境界でストレスが集中して掛かり、折れ易くなる。フレキシブル基板はカバーレイによって折れを防止しているが、電極部分はメッキ等の都合によりカバーレイが無い。このため、例えば図７の（ａ）では、図面上で５つの電極領域の下辺に沿った線（折り曲げライン）上で折れ易い。このようなフレキシブル基板の折れを防止するために、通常の電極に加えてフレキシブル基板の長辺に沿ってサイドパッド電極を設けて補強する構造が広く用いられている。
【００５９】
図１２は、従来技術のサイドパッド電極を含むフレキシブル基板の構成を示す図である。フレキシブル基板１３０は、中央付近の通常の３つの電極１３１に加えて、基板の両脇にサイドパッド電極１３２ａ、１３２ｂを備えている。サイドパッド電極１３２ａ、１３２ｂは、中央にある通常の接続電極１３１よりも電極領域を長く太くすることにより、折り曲げラインＡ−Ａ´をサイドパッド電極領域内に掛かるようにして、折れ難くしている。さらにサイドパッドのスルーホールとして、サイドパッドの脇側に半スルーホール（半ビア）１３３ａ、１３３ｂを用いている。これによって、フレキシブル基板の電極の短辺側からの引き剥がしだけでなく、フレキシブル基板の脇からの左右の（電極の長辺側から）の引き剥がし応力に対しても強い構造としている。
【００６０】
しかしながら、図１２のようなサイドパッド電極を持つフレキシブル基板の場合には、通常電極１３１と比べてサイドパッド１３２ａ、１３２ｂにおいてさらに半田の量および半田の濡れ広がりがともに不足し、ホットバーなどを使った瞬間加熱装置を使う工程においても、初期の熱抵抗が大きく良好な半田溶融条件が得られなかった。スクリーン印刷で半田ペーストを印刷する際、そのペーストの厚さは、サイドパッド以外の通常の電極１３１も含めた実装に適した量に制御されており、サイドパッド電極のみの必要性で厚くすることは難しい。さらに、サイドパッドに用いられる半スルーホール（半ビア）１３３ａ、１３３ｂでは、スクリーン印刷後に半田ペーストが半スルーホールの形状ごと取れ、半田量が減少する傾向にある。また、半スルーホールは、予備半田リフローや半田固定時に、貫通穴の内壁面や周囲が半田に濡れにくい構造である。半スルーホールは円周が切れているため、特に半スルーホールの先奥部から遠い位置で、半田がスクリーン印刷面から反対面に濡れ広がりにくいことが分かった。
【００６１】
図９は、本発明の実施例３のフレキシブル基板の先端部の構成を示す図である。フレキシブル基板８０は、実施例２と同様に、１つの電極８２の端部の半スルーホール８６および電極領域内の２つのスルーホール８５ａ、８５ｂが、電極の長手方向に配列されている。フレキシブルベース基板８７の中央寄りにこの通常の接続電極が３つあり、基板８７の電極長手方向の両脇に２つのサイドパッド電極８１がある構成となっている。サイドパッド電極８１は、電極長手方向の端部（電極短辺上）のみに半スルーホール８４を持っており、サイドパッド電極領域８１の内部には、スルーホール８３ａ、８３ｂのみを持つ。すなわち、従来技術のサイドパッド電極は、電極長辺上に半スルーホールを配置していたのに対し、本発明のフレキシブル基板では、電極領域の長辺上には半スルーホールを配置しない点で相違している。本発明のフレキシブル基板でも中央寄りの通常の電極の基板内部側の短辺に沿って、折り曲げラインが生じるが、サイドパッド電極８１の領域に掛かっているため、ある程度の折り曲げ強さを持っている。その上で、サイドパッド電極の電極領域の内部にスルーホールを配置する構造を用いることにより、予備半田の形状をより均一にすることが可能である。スルーホールの間隔および直径の関係など、電極パターンの要件については、実施例１および実施例２の場合と同様である。  
【００６２】
サイドパッド電極の電極領域を、サイドパッド電極を除いた中央寄りの他の電極の電極領域よりも長く太くすることにより、フレキシブル基板を折れ難くしている。図１２に示した従来技術のサイドパッドの側面に半スルーホールを用いる構造では、基板の電極長辺側からの、左右からの引き剥がし応力に対して強い構造という利点もあるが、半田固定の面からは逆に不利な構造である。本実施例のサイドパッド電極は、基板の側面上に半スルーホールを使用せず、電極領域の内部にスルーホールを有している。このため、スクリーン印刷した半田が取れにくく半田量の減少が抑えられ、スルーホール８３ａ、８３ｂを介して半田はスクリーン印刷面から反対面に濡れ広がり易い。
【００６３】
さらに、サイドバッド電極に対して、実施例１および実施例２と同様に、式（１）または式（２）の関係を満たすようにスルーホール間隔Ｗとスルーホールの直径φを設定する。これによって、図４の予備半田工程を経ることで、サイドパッド電極の半田接合面の反対側（Ａ面）まで半田は濡れ広がり、フレキシブル基板の両面の電極に均一に半田が行き渡った状態を実現することができる。これによって、後に瞬間加熱方式のホットバー（またはヒータチップ）を用いて回路基板との半田付けを行う工程において、ホットバーの熱がＡ面の電極上の半田を通じて半田接合面側の半田にも効率良く均一に伝わり、半田濡れに優れ良好な半田接合が可能となる。
【００６４】
図９の構成例では、サイドパッド電極の基板端部の半スルーホール８４および隣接するスルーホール８３ｂと、内部側のスルーホール８３ａとでその直径は異なるが、小さい方のスルーホール直径をφ１とし、大きい方のスルーホール直径をφ２とすれば、サイドパッド電極８１についても、中央寄りの３つの通常の電極８２と同様に、実施例１で示した、スルーホール間隔Ｗとスルーホール径との関係式（２）に従う。本実施例は、実施例１と電極レイアウトは異なるが、個々の電極の半田接合の均一性は、実施例１と同様の挙動を示していた。このようにサイドパッドのみの電極構造を変えて、フレキシブル基板の折れ曲がりに対する補強をする構造でも、本発明の電極パターンおよびスルーホールの形状等の間で満たすべき必要条件（式（１）および式（２））が妥当する。
【００６５】
次に、光伝送モジュールにおいて本発明のフレキシブル基板を半田接合する実装例について説明する。本発明のフレキシブル基板を用いることにより、高密度のアレイ電極接続が可能な光伝送モジュールを実現できる。
【００６６】
［実施例４］
図１０は、本発明のフレキシブル基板をテラス状の基板上の電極に実装する方法を説明する図である。本実施例では、モジュールベース１０１の側面にテラス状に突き出た基板１０２上に電極１０３形成されている構造の断面を示す。図１０の（ａ）に示したように、実施例１のフレキシブル基板１００を、電極部分同士の位置合わせをした上で、ホットバー１０５を予備加熱する。図１０の（ｂ）に示したように、ホットバー１０５を加圧、昇温させながら、半田接合が形成される。１００Ｇ ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）では、４ｃｈの２５Ｇｂ／ｓ級のアレイ信号線路や、多数のＤＣバイアスラインが必要とされ、これらの信号線および電源線を高密度に多アレイ電極接続を行う必要がある。このように高密度の多アレイ電極接続には、本実施例のフレキシブル基板の実装方法が好適である。テラス状の基板上の電極に接続するフレキシブル基板は、実施例１〜３のいずれも適用できることは言うまでもない。次に、テラス状の基板の上下両面に電極を持つパッケージに、本発明のフレキシブルプリント基板を半田固定して実装する例を示す。
【００６７】
図１１は、本発明のフレキシブル基板をテラス状に突き出た基板の上下両面の電極に実装する方法を説明する図である。このような両面に電極を持つテラス状の基板に、フレキシブル基板を実装する場合は、片面ずつ、図１０に示した実装方法を順次実行すれば良い。図１１の（ａ）は、テラス状の基板１１２の上の一方の面の電極１１３上に、フレキシブル基板１１０が既に半田接合された状態である。この状態の後で、図１１の（ｂ）に示すように、テラス状の基板１１２を反転させ、もう一方の面の電極１１４上に別のフレキシブル基板１２０を半田接合する。
【００６８】
従って本発明は、上述の実施例１〜３のいずれかのフレキシブルプリント配線基板を、回路基板に半田接続する実装方法としても実施できる。この方法は、第１のフレキシブルプリント配線基板の一方の面の前記複数の電極と、接合されることになる回路基板上の第１の面の複数の電極とを位置合わせするステップと、前記第１のフレキシブルプリント配線基板の他方の面の前記複数の電極上に加熱体を押圧して、加熱するステップと、前記加熱体を保持して、前記第１のフレキシブルプリント配線基板の前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記第１の面の前記複数の電極とを密着させ半田接合するステップとを備える。
【００６９】
さらには、第２のフレキシブルプリント配線基板の一方の面の前記複数の電極と、接合されることになる前記回路基板上の第２の面の複数の電極とを位置合わせするステップと、前記第２のフレキシブルプリント配線基板の他方の面の前記複数の電極上に前記加熱体を押圧して、加熱するステップと、前記加熱体を保持して、前記第２のフレキシブルプリント配線基板の前記一方の面の前記複数の電極と、前記回路基板上の前記第２の面の前記複数の電極とを密着させ半田接合するステップとを備えることができる。
【００７０】
従来技術のフレキシブル基板を用いた半田接合の実装方法では、ホットバーとフレキシブル基板の電極上の半田との接触が不十分で、ホットバーからフレキシブル基板への熱伝導効率が悪かったため、半田接続の工程中のフレキシブル基板およびその周辺が高温となる。このため、既に接続が完了した一方の面側のフレキシブル基板の半田が、他方の面側の半田接続の工程中に再溶融して剥がれてしまう可能性がある。一方、上述の本発明の各実施例のフレキシブル基板を用いた本実施例の実装方法では、より低温の半田接続が可能になる。このため、半田を再溶融させることなく、２枚のフレキシブル基板を１つのテラス状の基板の両面の電極に接続することができる。
【００７１】
より具体的には、溶融温度の異なる２種類の半田を利用して、異なる温度で一面ずつフレキシブル基板を半田接続することができる。例えば、半田として鉛フリー半田のＳｎＡｇＣｕ半田を用い、一方のフレキシブル基板をホットバー側の設定温度３００℃で実装した後、もう一方のフレキシブル基板を２８０℃で実装することが可能である。従来技術のフレキシブル基板を使った実装方法では、２つの設定温度の間で２０℃のマージンを取っておいても、半田固定の工程中に高温になりやすく、最初の工程で接続が完了した半田が再溶融する可能性がある。それに対し、本実施例の半田固定実装方法では、より低温で半田固定が行えるため、２つの設定温度の間における２０℃の温度差が十分なマージンとなる。２度目の半田固定の工程中においても、最初に固定した面の半田が再溶融することはなかった。
【００７２】
本実施例のフレキシブル基板の回路基板への実装方法により、高密度の多アレイ電極接続を持つ光伝送モジュールが実現可能となる。光伝送モジュールに期待されている高速信号処理および高密度実装を実現するための電気接続に用いることができる。
【００７３】
以上詳細に述べてきたように、本発明のフレキシブル基板およびその実装方法によって、電極領域内のスルーホールの径やピッチ間隔についての設計ルールが導入され、ホットバーなどの瞬間加熱装置を用いても、フレキシブル基板と回路基板等とを良好に半田固定することが容易となる。光伝送モジュールに今後期待されている高速信号処理および高密度実装を実現するための電気接続に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、光通信システムに利用することができる。特に、光通信システムの光伝送モジュールに利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０、２０、３０、７０、８０、１３０  フレキシブル基板
１１、１４、２１、３１、５４、７１、８１、８２、１０３、１１３、１１４、１３１  接続電極
１５、３５、５６、１１６  半田
１３、２２、３２、５０、７４、８７、１０２、１１２  基板
２３、３３、４２、７２ａ、７２ｂ、８３ａ、８３ｂ、８５ａ、８５ｂ、１３５  スルーホール
２４、３４、７３、８４、８６、１３３ａ、１３３ｂ、１３４  半スルーホール
１６、５３、１０５  ホットバー（ヒータ）
４３  半田ペースト
【図１】
0006662569.tif 000003
【図２】
0006662569.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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