(57)【要約】【課題】コネクタを用いずに、フレキシブルプリント基板とリジッドプリント基板とを接続する。【解決手段】フレキシブルプリント基板１０の回路層１２表面に、小径部２１の先に大径の膨張部２２を有する導体バンプ２０を突設する。リジッドプリント基板３０に、回路層４２に位置して小径部２１に対応する貫通孔５１と、絶縁層４１に位置して膨張部２２に対応する凹所５２とが連通した凸形穴５０を穿設する。導体バンプ２０を凸形穴５０に押し込むことで、フレキシブルプリント基板１０の回路層１２と、リジッドプリント基板３０の回路層４２とを電気的に接続する。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント基板とリジッドプリント基板とを接続する方法であって、
前記フレキシブルプリント基板の回路層表面に、小径部の先に大径の膨張部を有する導体バンプを突設し、
前記リジッドプリント基板に、回路層に位置して前記小径部に対応する貫通孔と、絶縁層に位置して前記膨張部に対応する凹所とが連通した凸形穴を穿設し、
前記導体バンプを前記凸形穴に押し込むことで、フレキシブルプリント基板の前記回路層とリジッドプリント基板の前記回路層とを電気的に接続する、
ことを特徴とするプリント基板の接続方法。
【請求項２】
前記導体バンプの膨張部の高さと、前記凸形穴の凹所の深さとをほぼ等しく形成することを特徴とする請求項１記載のプリント基板の接続方法。
【請求項３】
前記導体バンプの膨張部の表面に半田メッキを施し、
前記導体バンプを前記凸形穴に押し込んだのち、リフロー処理することで、前記半田メッキが溶融して導体バンプとリジッドプリント基板の前記回路層とを金属結合する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のプリント基板の接続方法。
【請求項４】
回路層表面に、小径部の先に大径の膨張部を有する導体バンプを突設してなるフレキシブルプリント基板と、
回路層に位置して前記小径部に対応する貫通孔と、絶縁層に位置して前記膨張部に対応する凹所とが連通した凸形穴を穿設してなるリジッドプリント基板とで構成され、
前記導体バンプを前記凸形穴に押し込むことで、フレキシブルプリント基板の前記回路層とリジッドプリント基板の前記回路層とを電気的に接続した、
ことを特徴とする複合プリント基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント基板の接続方法と、接続された複合プリント基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パソコンやＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）プレーヤなど精密家電機器の部品として、柔軟性のあるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）と、ＣＣＬ（銅貼り積層板）を複数枚貼り合わせた剛性のあるＲＰＣ（リジッドプリント基板）とを組み合わせた複合プリント基板が広く利用されている。
【０００３】
この種の複合プリント基板を構成するため、従来は、図７に示すようにコネクタを用いてＦＰＣとＲＰＣとを接続していた。すなわち、ＲＰＣにコネクタを実装し、このコネクタにＦＰＣを差し込み固定することで、ＦＰＣの回路層とＲＰＣの回路層とを電気的に接続していた。
【０００４】
【非特許文献１】
沼倉研史著「高密度フレキシブル基板入門」図４．１８
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のものは、コネクタを用いてＦＰＣとＲＰＣとを接続するため、ＦＰＣおよびＲＰＣのスペース以外に、コネクタ部品が占めるスペースが必要であり、そのため、小型化・高密度化の妨げとなるだけでなく、コネクタ部品自体のコストが余分に必要となるという問題があった。
【０００６】
この発明の課題は、上記従来のもののもつ問題点を排除して、コネクタを用いずに、フレキシブルプリント基板とリジッドプリント基板とを接続することができ、それにより、小型化およびコスト削減を実現することのできるプリント基板の接続方法および複合プリント基板を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を解決するものであって、請求項１に係る発明は、フレキシブルプリント基板とリジッドプリント基板とを接続する方法であって、前記フレキシブルプリント基板の回路層表面に、小径部の先に大径の膨張部を有する導体バンプを突設し、前記リジッドプリント基板に、回路層に位置して前記小径部に対応する貫通孔と、絶縁層に位置して前記膨張部に対応する凹所とが連通した凸形穴を穿設し、前記導体バンプを前記凸形穴に押し込むことで、フレキシブルプリント基板の前記回路層とリジッドプリント基板の前記回路層とを電気的に接続するプリント基板の接続方法である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記導体バンプの膨張部の高さと、前記凸形穴の凹所の深さとをほぼ等しく形成するプリント基板の接続方法である。
【０００９】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記導体バンプの膨張部の表面に半田メッキを施し、前記導体バンプを前記凸形穴に押し込んだのち、リフロー処理することで、前記半田メッキが溶融して導体バンプとリジッドプリント基板の前記回路層とを金属結合するプリント基板の接続方法である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、回路層表面に、小径部の先に大径の膨張部を有する導体バンプを突設してなるフレキシブルプリント基板と、回路層に位置して前記小径部に対応する貫通孔と、絶縁層に位置して前記膨張部に対応する凹所とが連通した凸形穴を穿設してなるリジッドプリント基板とで構成され、前記導体バンプを前記凸形穴に押し込むことで、フレキシブルプリント基板の前記回路層とリジッドプリント基板の前記回路層とを電気的に接続した複合プリント基板である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明による複合プリント基板の一実施の形態を示す断面図であり、この複合プリント基板１は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１０と、ＣＣＬ（銅貼り積層板）を複数枚貼り合わせたＲＰＣ（リジッドプリント基板）３０とで構成されるものである。
【００１２】
ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）１０は、図２（ａ）に示すように、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂をベースフィルムとする絶縁体からなる絶縁層１１の片面に、エポキシ系の接着剤を用いて銅箔を貼り付けて所要の回路層（回路パターン）１２を形成したものであり、回路層１２の表面には、ＲＰＣ３０との接続に適した位置に、小径部２１の先に大径の膨張部２２を有する導体バンプ２０が突設されている。
【００１３】
一方、ＲＰＣ（リジッドプリント基板）３０は、図２（ｂ）に示すように、最上層ＣＣＬ（銅貼り積層板）４０と、それ以下（２層目ＣＣＬ６０のみ図示し、他は図示省略）のＣＣＬ（銅貼り積層板）とを貼り合わせたものである。
【００１４】
最上層ＣＣＬ４０は、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂をベースフィルムとする絶縁体からなる絶縁層４１の片面に、エポキシ系の接着剤を用いて銅箔を貼り付けて所要の回路層（回路パターン）４２を形成したものであり、ＦＰＣ１０との接続に適した位置に、回路層４２にあって小径部２１に対応する貫通孔５１と、絶縁層４１にあって膨張部２２に対応する凹所５２とが連通した凸形穴５０が穿設されている。
【００１５】
また、２層目ＣＣＬ６０は、ガラスエポキシ等の樹脂をベースフィルムとする絶縁体からなる絶縁層６１の少なくとも片面に、エポキシ系の接着剤を用いて銅箔を貼り付けて所要の回路層（回路パターン）６２を形成したものであり、この２層目ＣＣＬ６０の上面に、例えばエポキシ系の接着シート６３を用いて最上層ＣＣＬ４０を貼り合わせることで、ＲＰＣ（リジッドプリント基板）３０が構成されるものである。
【００１６】
ＦＰＣ１０の導体バンプ２０は、図３に示すようにして形成することができる。すなわち、まず、図３（ａ）に示すように、回路層１２の表面に液状レジストを印刷法により塗布することで、レジスト１３を形成するとともに、所定のバンプ形成位置に小径部２１を形成するための開口１４を設けておく。このレジスト１３の厚さは、ＲＰＣ３０の最上層ＣＣＬ４０の回路層４２の厚さにほぼ等しく形成することができるが、これより幾分薄くても厚くてもよい。
【００１７】
つぎに、図３（ｂ）に示すように、このＦＰＣ１０の開口１４に、ＣｕまたはＮｉメッキをドーム状になるまで行なうことで、開口１４内に小径部２１が形成されるとともに、その上方に大径の膨張部２２が形成され、全体がきのこ状の導体バンプ２０となる。このとき、膨張部２２の高さが、ＲＰＣ３０の凸形穴５０の凹所５２の深さにほぼ等しく形成されるように、ＣｕまたはＮｉメッキの工程を調節する。
【００１８】
さらに、図３（ｃ）に示すように、導体バンプ２０の表面に半田メッキ２３を施したのち、図３（ｄ）に示すように、レジスト１３を除去することで、表面に半田メッキ２３が施された導体バンプ２０が形成される。
【００１９】
したがって、表面に半田メッキ２３が施された導体バンプ２０は、開口１４の内部で形成された小径部２１と、小径部２１の上方に形成された大径の膨張部２２とで構成され、小径部２１の高さは、ＲＰＣ３０の凸形穴５０の貫通孔５１の高さにほぼ等しく形成され、また、膨張部２２の高さは、ＲＰＣ３０の凸形穴５０の凹所５２の深さにほぼ等しく形成されることとなる。
【００２０】
一方、ＲＰＣ３０の凸形穴５０は、図４に示すようにして形成することができる。これは、最上層ＣＣＬ４０がまだ２層目ＣＣＬ６０の上面に貼り合わされていない場合である。この場合、図４（ａ）に示すように、最上層ＣＣＬ４０の回路層４２の接続に適した位置には、回路パターンを形成する際に同時に形成された貫通孔５１が設けられている。
【００２１】
この最上層ＣＣＬ４０の貫通孔５１に相当する位置において、絶縁層４１側からレーザ加工または機械加工を行なうことで絶縁層４１を削り取り、図４（ｂ）に示すように、貫通孔５１と連通した凹所５２を形成する。このとき凹所５２は、まだ底がないから、貫通した孔の状態である。
【００２２】
つぎに、このような最上層ＣＣＬ４０の絶縁層４１側を、図４（ｃ）に示すような２層目ＣＣＬ６０の上面に接着シート６３を用いて貼り合わせることで、図４（ｄ）に示すように、ＲＰＣ３０として一体化される。これにより、凹所５２は接着シート６３によって底が塞がれて凹所となり、凸形穴５０が形成されることとなる。
【００２３】
凸形穴５０はまた、図５に示すようにして形成することができる。これは、最上層ＣＣＬ４０がすでに２層目ＣＣＬ６０の上面に貼り合わされて、ＲＰＣ３０として一体化されている場合である。この場合も、図５（ａ）に示すように、最上層ＣＣＬ４０の回路層４２の接続に適した位置には、回路パターンを形成する際に同時に形成された貫通孔５１が設けられている。
【００２４】
この最上層ＣＣＬ４０の貫通孔５１の位置において、回路層４２側からレーザ加工または機械加工を行なうことで絶縁層４１を削り取る。図５（ｂ）は加工の途中の状態を模式的に示す。
【００２５】
そして、この加工中に、絶縁層４１のみを削り取るようにレーザ加工または機械加工による加工条件を調節することで、図５（ｃ）に示すように、貫通孔５１と連通した凹所５２を形成する。これにより、凸形穴５０が形成されることとなる。
【００２６】
凸形穴５０はさらに、図６に示すようにして形成することができる。これも、最上層ＣＣＬ４０がすでに２層目ＣＣＬ６０の上面に貼り合わされて、ＲＰＣ３０として一体化されている場合である。この場合も、図６（ａ）に示すように、最上層ＣＣＬ４０の回路層４２の接続に適した位置には、回路パターンを形成する際に同時に形成された貫通孔５１が設けられている。
【００２７】
この最上層ＣＣＬ４０の貫通孔５１の位置において、回路層４２側からプラズマエッチングまたはケミカルエッチングを行なうことで絶縁層４１を削り取る。図６（ｂ）は加工の途中の状態を模式的に示す。
【００２８】
そして、この加工中に、絶縁層４１のみを削り取るようにレーザ加工または機械加工による加工条件を調節することで、図５（ｃ）に示すように、貫通孔５１と連通した凹所５２を形成する。これにより、凸形穴５０が形成されることとなる。
【００２９】
この場合は、絶縁層４１の材質（ポリイミド）と接着シート６３の材質（エポキシ系）とが相違しているから、プラズマエッチングまたはケミカルエッチングをポリイミド層に選択的に反応させることで、絶縁層４１のみを削り取ることができる。そのため、図６（ｃ）に示すように、貫通孔５１と連通した凹所５２を形成することができ、これにより、凸形穴５０が形成されることとなる。
【００３０】
次に、上記の複合プリント基板１を構成するため、ＦＰＣ１０とＲＰＣ３０とを接続する方法について説明する。
【００３１】
図１、図２に示すように、まず、ＦＰＣ１０に形成した導体バンプ２０を、ＲＰＣ３０に形成した凸形穴５０に押し込む。すると、導体バンプ２０の膨張部２２が凸形穴５０の凹所５２に嵌まり込み、この状態が機械的に維持される。このとき、膨張部２２の高さが凹所５２の深さにほぼ等しいことから、膨張部２２の張り出し部上縁（図１）が貫通孔５１の周囲の回路層４２下面（図１）に接触または圧接し、また、小径部２１の高さが貫通孔５１の高さにほぼ等しいことから、貫通孔５１の周囲の回路層４２上面（図１）が回路層１２に接触または圧接する。これにより、ＦＰＣ１０の回路層１２とＲＰＣ３０の最上層ＣＣＬ４０の回路層４２とが、電気的に接続された状態に保持され、複合プリント基板１が構成されることとなる。
【００３２】
また、導体バンプ２０を凸形穴５０に押し込んだのちリフロー処理することで、膨張部２２の表面に施してある半田メッキ２３が溶融して、導体バンプ２０とＲＰＣ３０の回路層４２とを金属結合することができる。この場合、図１に示すものを上下反転した状態でリフロー処理すると、溶融した半田が膨張部２２の張り出し部から流れ落ちることで、導体バンプ２０と貫通孔５１の周囲の回路層４２との金属結合が確実に行われる。これにより、ＦＰＣ１０とＲＰＣ３０との電気的接続がいっそう確実となり、複合プリント基板１として高い信頼性が発揮できる。
【００３３】
なお、上記の実施の形態では、導体バンプ２０および凸形穴５０を１個ずつしか図示してないが、これに限定するものでなく、ＦＰＣ１０とＲＰＣ３０との接続に適した位置に、任意の個数ずつ設けて接続に用いることが可能である。
【００３４】
また、上記の実施の形態では、ＣＬ（カバーレイヤ）について記載してないが、ＦＰＣ１０の回路層１２の表面や、ＲＰＣ３０の最上層ＣＣＬ４０の回路層４２の表面には、導体バンプ２０を凸形穴５０に押し込むことで電気的接続を図る所定の接続箇所を除いて、必要な部分に、例えば、ＰＩ（ポリイミド）等の樹脂をベースフィルムとする絶縁体からなるＣＬ（カバーレイヤ）を貼り付けることはいうまでもない。
【００３５】
さらに、例えば図２（ａ）に示すようなＦＰＣ１０と、例えば図４（ｂ）に示すような最上層ＣＣＬ４０（すなわちＦＰＣ）とを、導体バンプ２０と凸形穴５０とを嵌め合いながら何層も貼り合わせていくことで、多層積層されたＲＰＣを作り上げることも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は以上のように、フレキシブルプリント基板の回路層表面に、小径部の先に大径の膨張部を有する導体バンプを突設し、リジッドプリント基板に、回路層に位置して前記小径部に対応する貫通孔と、絶縁層に位置して前記膨張部に対応する凹所とが連通した凸形穴を穿設し、前記導体バンプを前記凸形穴に押し込むことで、フレキシブルプリント基板の前記回路層とリジッドプリント基板の前記回路層とを電気的に接続するように構成したので、コネクタを用いずに、フレキシブルプリント基板とリジッドプリント基板とを接続することができ、そのため、コネクタ部品の占めるスペースが不要となって小型化・高密度化を実現することができ、また、コネクタ部品のコストが不要となってコスト削減を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による複合プリント基板の一実施の形態を示す要部の断面図である。
【図２】図１の複合プリント基板の接続前の状態を示す断面図である。
【図３】図１の複合プリント基板に用いるフレキシブルプリント基板に導体バンプを形成する方法を示す説明図である。
【図４】図１の複合プリント基板に用いるリジッドプリント基板に凸形穴を形成する方法の一例を示す説明図である。
【図５】図１の複合プリント基板に用いるリジッドプリント基板に凸形穴を形成する方法の他の例を示す説明図である。
【図６】図１の複合プリント基板に用いるリジッドプリント基板に凸形穴を形成する方法のさらに他の例を示す説明図である。
【図７】従来の複合プリント基板の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　複合プリント基板
１０　ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
１１、４１、６１　絶縁層
１２、４２、６２　回路層（回路パターン）
１３　レジスト
１４　開口
２０　導体バンプ
２１　小径部
２２　膨張部
２３　半田メッキ
３０　ＲＰＣ（リジッドプリント基板）
４０　最上層ＣＣＬ（銅貼り積層板）
５０　凸形穴
５１　貫通孔
５２　凹所
６０　２層目ＣＣＬ（銅貼り積層板）
６３　接着シート
【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】
2004146497.tif 000008
【図７】
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