(57)【要約】【課題】高密度の接続端子を有する一対のプリント配線基板の、各々の電極パターン同士の電気的接続を省スペース、低コストに実現する方法およびその方法により接続されたプリント配線基板を備えた回路基板装置を得る。【解決手段】接続端子１０３を形成した第一の基板１０１と、接続端子１０３に対応した接続端子１０４を形成した第二の基板１０２とからなり、さらに第二の基板１０２の接続端子１０４と同一面に、略直方体形状の位置決め用チップ部品１０５ａ、１０５ｂを予め形成しておいた接続パッド上に精確に位置決めし、ハンダリフロープロセスにより表面実装する。第一の基板１０１と第二の基板１０２の位置決めを、互いの接続端子１０３、１０４を対向させて配置し、第一の基板１０１を第二の基板１０２上に表面実装してある位置決め用チップ部品間に嵌合させて実施し双方の接続端子間を電気的に接続する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子を形成した第一の基板と、第一の基板の接続端子に対応した接続端子を形成した第二の基板と、第二の基板上に表面実装された位置決め用チップ部品とを有し、前記第一の基板と第二の基板の接続端子間の位置決めを第一の基板の外形と前記位置決め用チップ部品との嵌合で行うことを特徴とする位置決め構造を備えた回路基板装置。
【請求項２】
前記位置決め用チップ部品は、チップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ、もしくは、位置決め専用に製作した電気的には機能しないダミー部品のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の回路基板装置。
【請求項３】
前記位置決め用チップ部品は、ハンダリフローによるセルフアライメント効果を利用して精確に位置決めされることを特徴とする請求項１または２記載の回路基板装置。
【請求項４】
前記第一および第二の基板は、多層フレキシブル配線基板、多層リジットプリント配線基板、両面フレキシブル配線基板、両面リジットプリント配線基板、片面フレキシブル配線基板、片面リジットプリント配線基板のうちの１つ以上を使用することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項５】
前記第一および第二の基板の互いに対応する接続端子同士の電気的接続媒体に、異方性導電部材を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項６】
前記第一および第二の基板の互いに対応する接続端子同士の電気的接続媒体に、ハンダまたはＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）またはＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）またはＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）またはＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項７】
前記位置決め用チップ部品の接合媒体の融点が、前記第一および第二の基板の互いに対応する接続端子同士の電気的接続媒体の融点よりも高いことを特徴とする請求項６記載の回路基板装置。
【請求項８】
接続端子を形成した第２のプリント配線基板上に相対向させて位置決め用チップ部品を実装する工程と、接続端子を形成した第１のプリント配線基板を、双方の接続端子同士が対向するように前記第２のプリント配線基板上の位置決め用チップ部品間に嵌合させ双方の接続端子同士を電気的に接続する工程とを有することを特徴とする回路基板装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２のプリント配線基板上の位置決め用チップ部品間に第１のプリント配線基板の外形が嵌合することを特徴とする請求項８記載の回路基板装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２のプリント配線基板上への位置決め用チップ部品の実装は、第２のプリント配線基板に形成した接続パッド上に位置決め用チップ部品を位置決めして設け、ハンダリフロープロセスにより行うことを特徴とする請求項８または９に記載の回路基板装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板装置およびその製造方法に関し、特に高密度に配置された電極からなる電極パターン（接続端子）を有する一対のプリント配線基板間において、各々の電極パターン（接続端子）同士を電気的に接続するプリント配線基板同士の精密位置決め方法およびその位置決め方法により接続されたプリント配線基板を備えた回路基板装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話装置やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）端末、あるいはその他多くの電子機器では、限られたスペースの中に多くの電子部品を実装したプリント配線基板を複数搭載している。近年、特に高機能化・多機能化が進み、多数の接続端子を有した複数のプリント配線基板同士の接続が要求されてきており、電極パターンの狭ピッチ化が進んでいる。これに伴い、プリント配線基板同士の接続端子も狭ピッチ化され、互いの狭ピッチ化された接続端子同士の位置合わせを、容易に且つ精密に行う方法が求められている。
【０００３】
従来のプリント配線基板間同士を位置決めする方法として、図５にピン嵌合を利用した方法、図６に画像認識および画像処理を利用した方法を示す。図５は、ピン嵌合を利用したプリント配線基板間同士を位置決めする方法を示す斜視図である。ここで図５（ａ）はプリント配線基板間同士を位置決めする方法の分解工程斜視図、図５（ｂ）はプリント配線基板間同士を位置決めする方法の組立後斜視図、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ断面模式図である。
【０００４】
先ずプリント配線基板１０１と１０２に互いに対となる接続端子１０３、１０４を形成し、所定の位置に円形もしくは楕円形の位置決め用貫通穴５０１ａ、５０１ｂ、５０２ａ、５０２ｂを打ち抜き加工もしくはドリル加工により形成する。このとき、接続端子１０３と位置決め用貫通穴５０１ａ、５０１ｂとの位置関係は、接続端子１０４と位置決め用貫通穴５０２ａ、５０２ｂとの位置関係と同一である。次に位置決め治具５０３に形成してある位置決め用貫通穴５０１ａ、５０１ｂと５０２ａ、５０２ｂと同一ピッチ、同一直径の位置決め用ピン５０４ａ、５０４ｂと位置決め用貫通穴５０１ａ、５０１ｂ、５０２ａ、５０２ｂとを順次嵌合させることにより、プリント配線基板１０１、１０２上の接続端子１０３、１０４同士の位置合わせが完了する。
【０００５】
図６は、画像認識および画像処理を利用したプリント配線基板間同士を位置決めする方法を示す斜視図である。ここで図６（ａ）はプリント配線基板間同士を位置決めする方法の分解工程斜視図、図６（ｂ）はプリント配線基板間同士を位置決めする方法の組立後斜視図、図６（ｃ）は図６（ｂ）のＡ−Ａ断面模式図である。
【０００６】
先ずプリント配線基板１０１と１０２に互いに対となる接続端子１０３、１０４を形成し、光学的検出装置６０１ａ、６０１ｂにより接続端子１０３、１０４を画像情報として読み取り、相対的な位置関係を図示しない画像解析装置を用いて検出する。次に図示しない部品移動手段により接続端子１０３、１０４の相対的な位置を修正し、プリント配線基板１０１、１０２を順次重ね合わせることにより、接続端子１０３、１０４同士の位置合わせが完了する。
【０００７】
また、従来図７に示すように、配線パターン７０２を形成したプリント配線基板７０１上の円形の位置決め用パターン７０３にハンダを十分に付着させ半球状の突起７０４を形成し、位置決めすべき部品７０５に予め設けられた位置決め用穴７０６を突起７０４に嵌合させてプリント配線基板７０１と部品７０５とを位置合わせする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
さらに、従来図８に示すように、接続端子８０２を形成したプリント配線基板８０１上に接続端子と同一材料の嵌合パターン８０３ａ、８０３ｂを形成し、プリント配線基板８０１と接続するプリント配線基板８０４上に形成した接続端子８０５と同一材料で嵌合パターン８０３ａ、８０３ｂと対になる嵌合パターン８０６ａ、８０６ｂを形成し、嵌合パターン８０３ａ、８０６ａおよび８０３ｂ、８０６ｂをそれぞれ嵌合させるようにプリント配線基板８０１、８０４を重ね合わせることにより、接続端子８０２、８０５同士の位置合わせを行う方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
さらにまた、電極パターン同士を電気的に接続するためのプリント配線基板同士の精密な位置決め方法ではないが、従来ヒートシンク上に複数個の混成集積回路を位置精度良く実装する方法が提案されている。まずセラミック基板上にパワートランジスタやチップコンデンサなどを実装し、クリップを接続して混成集積回路を構成する。チップコンデンサのうち対角部に位置するもの２個を位置決め用部品とする。ヒートシンクに接着剤を塗布し、複数個の混成集積回路を仮搭載する。この後、位置補正用治具を用いて各位置決め用部品の位置を整列状態に揃えるように混成集積回路全体を位置補正し、その後接着剤を硬化させる（例えば、特許文献３参照）。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−３７３９７号公報（〔００１５〕〜〔００１７〕、図１、図２）
【特許文献２】
特開２００１−１２７４２４号公報（〔００２６〕〜〔００３３〕、図１）
【特許文献３】
特開２００１−３１３４９６号公報（〔００４０〕〜〔００４７〕、図１〜図３）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
先に述べた通り、携帯電話装置やＰＤＡ端末などの電子機器では、限られたスペースの中に多くの電子部品を実装したプリント配線基板を複数枚搭載する必要がある。特に、携帯電話装置やＰＤＡ端末では、接続部の薄型化、省スペース化が非常に重要な要素となる。
【００１２】
ところが、ピン嵌合を利用したプリント配線基板間同士を位置決めする方法を用いた場合、プリント配線基板上には嵌合用ピンを通すための貫通孔を設ける必要があり、この部分が一対のプリント配線基板上のデッドスペースとなり、省スペース化を阻害していた。さらに、別途ピン嵌合用の治工具が必要となるためコストアップ要因となっていた。
【００１３】
また、画像認識および画像処理を利用したプリント配線基板間同士を位置決めする方法を用いた場合、プリント配線基板上のデッドスペースは最小限に抑えることが可能であるが、画像認識を行うための光学的検出装置、プリント配線基板間同士の相対的な位置関係を計算する画像解析装置、プリント配線基板を任意の位置に移動させる部品移動手段が必要となる。一般的に光学的検出装置にはＣＣＤカメラシステムが、画像解析装置にはコンピュータおよび専用の画像解析ソフトウエアが、部品移動手段にはロボットが用いられることが多いため、設備投資に大きな費用がかかり、結果的に製品のコストアップ要因となっていた。
【００１４】
また、特許文献１の場合もピン嵌合を利用したプリント配線基板間同士を位置決めする方法を用いた場合と同様に、プリント配線基板上に嵌合用ハンダ半球および嵌合用ハンダ半球を通すための貫通孔を設ける必要があり、この部分が一対のプリント配線基板上のデッドスペースとなり、省スペース化を阻害していた。
【００１５】
また、特許文献２の場合もピン嵌合を利用したプリント配線基板間同士を位置決めする方法を用いた場合および特許文献１の場合と同様に、プリント配線基板上に嵌合用パターンを設ける必要があり、この部分が一対のプリント配線基板上のデッドスペースとなり、省スペース化を阻害していた。
【００１６】
また、特許文献３の場合は、複数個の混成集積回路を仮搭載した後、位置補正治具を用いて各位置決め用部品の位置を整列状態に揃える工程が必要のため、実装工程が複雑である上、位置補正治具を用いるのでコスト高になるという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は、高密度に配置された電極からなる電極パターン（接続端子）を有する一対のプリント配線基板間において、各々の電極パターン（接続端子）同士を電気的に接続するプリント配線基板同士の位置決めを、省スペース化、低コスト化を実現するとともに精確に実施する方法、およびその位置決め方法により接続されたプリント配線基板を備えた回路基板装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、接続端子を形成した第一の基板と、第一の基板の接続端子に対応した接続端子を形成した第二の基板と、第二の基板上に表面実装された位置決め用チップ部品とを有し、前記第一の基板と第二の基板の接続端子間の位置決めを第一の基板の外形と前記位置決め用チップ部品との嵌合で行うことを特徴とする位置決め構造を備えた回路基板装置が得られる。位置決め用チップ部品は、チップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ、もしくは、位置決め専用に製作した電気的には機能しないダミー部品のいずれかを用い、ハンダリフローによるセルフアライメント効果を利用して精確に位置決めされる。
【００１９】
前記第一および第二の基板としては、多層フレキシブル配線基板、多層リジットプリント配線基板、両面フレキシブル配線基板、両面リジットプリント配線基板、片面フレキシブル配線基板、片面リジットプリント配線基板のうちの１つ以上を使用することができる。前記第一および第二の基板の互いに対応する接続端子同士の電気的接続媒体に、異方性導電部材を用いることもできるし、またハンダまたはＡＣＦまたはＡＣＰまたはＮＣＦまたはＮＣＰを用いることができる。前記位置決め用チップ部品の接合媒体の融点は、前記第一および第二の基板の互いに対応する接続端子同士の電気的接続媒体の融点よりも高いことが望ましい。
【００２０】
また、本発明によれば、接続端子を形成した第２のプリント配線基板上に相対向させて位置決め用チップ部品を実装する工程と、接続端子を形成した第１のプリント配線基板を、双方の接続端子同士が対向するように前記第２のプリント配線基板上の位置決め用チップ部品間に嵌合させ双方の接続端子同士を電気的に接続する工程とを有する回路基板装置の製造方法が得られる。前記第２のプリント配線基板上への位置決め用チップ部品の実装は、第２のプリント配線基板に形成した接続パッド上に位置決め用チップ部品を位置決めして設け、ハンダリフロープロセスにより行う。そして第２のプリント配線基板上の位置決め用チップ部品間に第１のプリント配線基板の外形が嵌合するように構成されている。
【００２１】
本発明によるプリント配線基板間位置決め構造および回路基板装置は、接続端子を形成した第一の基板と、第一の基板の接続端子に対応した接続端子を形成した第二の基板とからなり、さらに、第二の基板の接続端子と同一面に、略直方体形状の位置決め用チップ部品をチップマウンタを用いて予め形成しておいた接続パッド上に精確に位置決めし、ハンダリフロープロセスにより表面実装する。このとき、位置決め用チップ部品はハンダリフロー時のハンダ表面張力によるセルフアライメント効果により、精確に実装される。第一の基板と第二の基板の位置決めは、互いの接続端子を対向させて配置し、第一の基板を第二の基板上に表面実装してある位置決め用チップ部品間に嵌合させて実施する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明によるプリント配線基板間同士を位置決めし回路基板装置を製造する方法の一実施形態の斜視図である。ここで図１（ａ）は本発明によるプリント配線基板間同士を位置決めする方法の分解工程斜視図、図１（ｂ）は本発明によるプリント配線基板間同士を位置決めする方法の組立後斜視図、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ断面模式図である。
【００２３】
本発明は、基板裏面（図中下側）に接続端子１０３を形成した第一の基板１０１と、基板表面（図中表面）に接続端子１０３に対応した接続端子１０４を形成した第二の基板１０２とからなり、さらに、第二の基板１０２の接続端子１０４と同一面に、略直方体形状の位置決め用チップ部品１０５ａ、１０５ｂをその外形最短距離が第一の基板１０１のピッチ方向の基板外形と等しくなるよう、図示しないＬＳＩ（大規模集積回路）と同一工程でチップマウンタを用いて予め形成しておいた接続パッド上に精確に位置決めし、ハンダリフロープロセスにより表面実装する。このとき、位置決め用チップ部品１０５ａ、１０５ｂはハンダリフロー時のハンダ表面張力によるセルフアライメント効果により、精確に実装される。
【００２４】
第一の基板１０１と第二の基板１０２の位置決めは、接続端子１０３と接続端子１０４とを互いに対向させて配置し、第一の基板１０１を第二の基板１０２上に表面実装してある位置決め用チップ部品１０５ａ、１０５ｂ間に嵌合させて実施する。この時、接続端子１０３、１０４のピッチ垂直方向（図中前後方向）の位置決めは第一の基板１０１と第二の基板１０２の端部（図中破断線反対側）を突き当てることにより行う。これにより、第一の基板１０１および第二の基板１０２の接続端子１０３、１０４は精確に位置決めされて接触し電気的に接続された回路基板装置を得ることができる。
【００２５】
ここで、接続端子１０３、１０４のピッチ垂直方向（図中前後方向）の位置決めは第一の基板１０１と第二の基板１０２の端部（図中破断線反対側）を突き当てることにより行うが、予め第二の基板１０２の上にピッチ垂直方向位置決め用チップ部品を表面実装することにより実施しても差し支えない。また、位置決め用部品としてチップコンデンサ、チップ抵抗、チップインダクタ、もしくは、位置決め専用に製作した電気的には機能しないダミー部品でも同様の効果が得られ、位置決め用部品の数量も任意に設定しても差し支えない。
【００２６】
なお、上述した第一、第二の基板１０１、１０２の種類としては、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）やリジッドプリント配線基板（ＲＰＣ基板）を限定していない。これは第一、第二の基板１０１、１０２に対し、どちらの種類を使用しても実現することができるからである。また、第一および第二の基板としては、多層フレキシブル配線基板、多層リジットプリント配線基板、両面フレキシブル配線基板、両面リジットプリント配線基板、片面フレキシブル配線基板、片面リジットプリント配線基板のいずれも使用することができる。
【００２７】
本発明によれば、高密度に配置された電極からなる電極パターン（接続端子）を有する一対のプリント配線基板間において、各々の電極パターン（接続端子）同士を電気的に接続するプリント配線基板同士の位置決めを、基板上に実装されるＬＳＩ等の実装部品と同一工程上で搭載・リフローされセルフアライメント効果により精確に表面実装された位置決め用チップ部品を利用して行うことにより、精確に且つ簡単に行うことができる回路基板装置およびその製造方法が得られる。
【００２８】
基板上に実装されるＬＳＩ等の実装部品と同一工程上で搭載・リフローされる位置決め用チップ部品の搭載・リフロー技術として、パッド寸法を位置決め用チップ部品外形の＋０．０１ｍｍ〜＋０．０５ｍｍとしたり、ハンダペースト印刷量やリフロー温度プロファイル（加熱温度／速度、加熱保持時間、冷却温度／速度など）を制御することによりセルフアライメント効果を最大限に発揮することができ、精確な搭載を実現できる。ここで、前記パッド寸法は特に高精度位置決めが要求される方向のみに適用すればよく、高精度位置決めの必要ない方向は、前記パッド寸法以外でも問題ない。
【００２９】
また、従来方法で必要だったピン嵌合用貫通孔やアライメントマークにより発生していた基板上のデッドスペースを最小限に抑えることが可能となり、省スペース化が実現できる。さらに、専用の固定・位置決め用治工具や、画像認識を行うための光学的検出装置、プリント配線基板間同士の相対的な位置関係を計算する画像解析装置、プリント配線基板を任意の位置に移動させる部品移動手段（一般的に光学的検出装置にはＣＣＤカメラシステムが、画像解析装置にはコンピュータおよび専用の画像解析ソフトウエアが、部品移動手段にはロボットが用いられることが多い）を必要としないため、低コスト化を実現することができる。
【００３０】
以下、本発明の回路基板構造および基板間の位置決め方法について、具体的な実施例により説明する。
【００３１】
［実施例１］
図２は、本発明の第１の実施例を示している。ここで図２（ａ）は本発明の第１の実施例の分解工程斜視図、図２（ｂ）は本発明の第１の実施例の組立後斜視図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面模式図、図２（ｄ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ断面模式図である。
【００３２】
第一の基板１０１は、ＰＩ（ポリイミド樹脂）を主原料とした可撓性樹脂フィルムである基材とＣｕ配線からなるフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）で、第一の基板１０１裏面（図中下側）には０．３ｍｍピッチ（配線幅０．１５ｍｍ、配線間隔０．１５ｍｍ）の接続端子１０３を１５本形成してある。第二の基板１０２は、ＦＲ４である基材とＣｕ配線からなるリジッドプリント配線基板（ＲＰＣ基板）で、第二の基板１０２表面（図中上側）には０．３ｍｍピッチ（配線幅０．１５ｍｍ、配線間隔０．１５ｍｍ）の接続端子１０４を１５本形成してある。さらに、第二の基板１０２の接続端子１０４と同一面に、チップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂをその外形最短距離が第一の基板１０１のピッチ方向の基板外形と等しくなるよう、図示しないＬＳＩ（大規模集積回路）と同一工程でチップマウンタを用いて予め形成しておいた接続パッド上に精確に位置決めし、ハンダリフロープロセスにより表面実装した。このとき、チップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂはハンダリフロー時のハンダ表面張力によるセルフアライメント効果により、位置精度±０．０５０ｍｍ以内で実装され、図示しないＬＳＩとは図示しない配線パターンにより連通している。
【００３３】
第一の基板１０１と第二の基板１０２の位置決めは、接続端子１０３と接続端子１０４とを互いに対向させて配置し、第一の基板１０１を第二の基板１０２上に表面実装してあるチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂ間に嵌合させて実施した。この時、接続端子１０３、１０４のピッチ垂直方向（図中奥行き方向）の位置決めは第一の基板１０１と第二の基板１０２の端部（図中破断線反対側）を突き当てることにより行った。さらに、第一の基板１０１と第二の基板１０２間に、接続端子１０３、１０４に対応して形成されている金属端子２０３が内包されている異方性導電部材２０２を、第一の基板１０１を第二の基板１０２上に表面実装してあるチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂ間に嵌合させて位置決めし、第一の基板１０１と第二の基板１０２の間に挟み込み、加圧部品２０５により上下方向に加圧し電気的に接続して回路基板装置を製造した。
【００３４】
異方性導電部材２０２は、絶縁性エラスチック樹脂材料２０４にゴム硬度５０度（ＪＩＳ−Ｋ−６２４９）のシリコーンゴムを使用し、金属端子２０３には、Ａｕメッキ処理を施した直径φ１２μｍのＳＵＳ線を使用した。ここで、異方性導電部材２０２に内包される金属端子２０３の導電材料として、金属細線を用いる場合には、金，銅，真ちゅう，リン青銅，ニッケル，ステンレス等で作られた円柱状金属細線またはこれらを主成分とする合金などが使用でき、金属細線以外の導電材料を用いる場合には、円柱状粒子径５〜１００μｍのカーボン粒子や金属粒子、金属メッキ処理を施した樹脂粒子等が使用できる。また、この異方性導電部材２０２の厚さは０．３ｍｍのものを使用した。加圧部品２０５による第一の基板１０１と第二の基板１０２及び異方性導電部材２０２を加圧する加圧力は１端子あたり０．６Ｎとした。さらに、加圧部品２０５は平板ばね形状であり、板厚は０．３ｍｍである。この加圧部品２０５の材質はＳＵＳ３０４ＣＰＳを使用する。
【００３５】
以上のようにして作成した第一実施例である回路基板装置の評価実験を、第一の基板１０１と第二の基板１０２の接続端子１０３、１０４の両端の相対的な位置決め精度を光学測定顕微鏡を用いて測定し、さらに、端子間の直流電気抵抗値を四探針法にて測定することにより接続端子１０３、１０４間の電気的導通状態の確認を実施した。結果、接続端子１０３、１０４の両端の相対的な位置決め精度は標準偏差０．２６５となり、接続端子間の電気的開放、短絡も発現しなかった。従って、チップコンデンサを位置決め用部材として用いる方法は、精確な接続端子間の位置決めが可能であるとともに、その実用性が確認された。
【００３６】
このように本実施例では、位置決め用チップ部品を搭載した基板と他の基板との接続に、ハンダなどの加熱処理を必要とする媒体を用いず、異方性導電部材を使用することで、その電気的導通のための特別な加熱等の必要がないことから、位置決め用チップ部品に高融点ハンダ等を用いる必要がなく、製造設備やリフロープロファイル等製造条件を変更する必要がない。
【００３７】
本実施例では、第一の基板１０１にＦＰＣ基板、第二の基板１０２にＲＰＣ基板を採用しているが、それぞれどちらの基板を用いても差し支えない。本実施例では、接続端子１０３、１０４のピッチ垂直方向（図中奥行き方向）の位置決めを第一の基板１０１と第二の基板１０２の端部（図中破断線反対側）を突き当てることにより行っているが、予め第二の基板１０２の上にピッチ垂直方向位置決め用チップコンデンサを表面実装することにより端部突き当てを行わなくても位置決めを実施することができる。また、位置決め用部品はチップコンデンサに限られるものではなく、チップ抵抗、チップインダクタ、もしくは、位置決め専用に製作した電気的には機能しないダミー部品でも同様の効果が得られ、位置決め用部品の数量も任意に設定しても差し支えない。本実施例では、接続端子１０３、１０４間に異方性導電部材２０２を挟み込んでいるが、これに限定されるものではなく、接続端子１０３、１０４を直に接触させて用いても問題ない。
【００３８】
［実施例２］
図３は、本発明の第２の実施例を示す図である。ここで図３（ａ）は本発明の第２の実施例の分解工程斜視図、図３（ｂ）は本発明の第２の実施例の組立後斜視図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ断面模式図である。
【００３９】
第一の基板１０１は、ＰＩ（ポリイミド樹脂）を主原料とした可撓性樹脂フィルムである基材とＣｕ配線からなるフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）で、第一の基板１０１裏面（図中下側）には０．３ｍｍピッチ（配線幅０．１５ｍｍ、配線間隔０．１５ｍｍ）の接続端子１０３を１５本形成してある。第二の基板１０２は、ＦＲ４である基材とＣｕ配線からなるリジッドプリント配線基板（ＲＰＣ基板）で、第二の基板１０２表面（図中上側）には０．３ｍｍピッチ（配線幅０．１５ｍｍ、配線間隔０．１５ｍｍ）の接続端子１０４を１５本形成してある。さらに、第二の基板１０２の接続端子１０４と同一面に、チップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂをその外形最短距離が第一の基板１０１のピッチ方向の基板外形と等しくなるよう、図示しないＬＳＩ（大規模集積回路）と同一工程でチップマウンタを用いて予め形成しておいた接続パッド上に精確に位置決めし、ハンダリフロープロセスにより表面実装した。このとき、チップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂはハンダリフロー時のハンダ表面張力によるセルフアライメント効果により、位置精度±０．０５０ｍｍ以内で実装され、図示しないＬＳＩとは図示しない配線パターンにより連通している。第一の基板１０１の接続端子１０３上には、厚さ１０μｍのハンダ３０１を電気メッキ法にて形成してある。
【００４０】
第一の基板１０１と第二の基板１０２の位置決めは、接続端子１０３と接続端子１０４とを互いに対向させて配置し、第一の基板１０１を第二の基板１０２上に表面実装してあるチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂ間に嵌合させて実施した。この時、接続端子１０３、１０４のピッチ垂直方向（図中奥行き方向）の位置決めは第一の基板１０１と第二の基板１０２の端部（図中破断線反対側）を突き当てることにより行った。次に図示しない加熱加圧部品により第一の基板１０１と第二の基板１０２の接続端子１０３、１０４を上下方向に加熱加圧することによりハンダ３０１を溶融させ、その後冷却することにより電気的に接続して回路基板装置を製造した。
【００４１】
ここで、加熱加圧時のチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂの移動もしくは遊離を防止するために、接続端子１０３上のハンダ３０１は、先のＬＳＩやチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂを表面実装したハンダより低融点である必要がある。本実施例では接続端子１０３上のハンダ材には融点が９０℃の低融点ハンダを、ＬＳＩやチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂを表面実装するハンダ材には融点が１８３℃の共晶組成ハンダを使用した。
【００４２】
以上のようにして作成した第二実施例である回路基板装置の評価実験を、第一の基板１０１と第二の基板１０２の接続端子１０３、１０４の両端の相対的な位置決め精度を光学測定顕微鏡を用いて測定し、さらに、端子間の直流電気抵抗値を四探針法にて測定することにより接続端子１０３、１０４間の電気的導通状態の確認を実施した。結果、接続端子１０３、１０４の両端の相対的な位置決め精度は標準偏差０．２７１となり、接続端子間の電気的開放、短絡も発現しなかった。従って、チップコンデンサを位置決め用部材として用いる方法は、精確な接続端子間の位置決めが可能であるとともに、その実用性が確認された。
【００４３】
本実施例では、第一の基板１０１にＦＰＣ基板、第二の基板１０２にＲＰＣ基板を採用しているが、それぞれどちらの基板を用いても差し支えない。本実施例では、接続端子１０３、１０４のピッチ垂直方向（図中奥行き方向）の位置決めを第一の基板１０１と第二の基板１０２の端部（図中破断線反対側）を突き当てることにより行っているが、予め第二の基板１０２の上にピッチ垂直方向位置決め用チップコンデンサを表面実装することにより端部突き当てを行わなくても位置決めを実施することができる。また、位置決め用部品はチップコンデンサに限られるものではなく、チップ抵抗、チップインダクタ、もしくは、位置決め専用に製作した電気的には機能しないダミー部品でも同様の効果が得られ、位置決め用部品の数量も任意に設定しても差し支えない。本実施例では、接続端子間の電気的接続部材にハンダ材を用いているが、これに限定されるものではなくＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）またはＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）またはＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）またはＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）を用いても問題ない。
【００４４】
［実施例３］
図４は、本発明の第３の実施例を示す図である。ここで図４（ａ）は本発明の第３の実施例の分解工程斜視図、図４（ｂ）は本発明の第３の実施例の組立後斜視図、図４（ｃ）は図４（ｂ）のＡ−Ａ断面模式図である。
【００４５】
第一の基板１０１は、ＰＩ（ポリイミド樹脂）を主原料とした可撓性樹脂フィルムである基材とＣｕ配線からなるフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）で、第一の基板１０１裏面（図中下側）には０．３ｍｍピッチ（配線幅０．１５ｍｍ、配線間隔０．１５ｍｍ）の接続端子１０３を１５本形成し、その最外周部には切込み４０１ａ、４０１ｂを形成した。第二の基板１０２は、ＦＲ４である基材とＣｕ配線からなるリジッドプリント配線基板（ＲＰＣ基板）で、第二の基板１０２表面（図中上側）には０．３ｍｍピッチ（配線幅０．１５ｍｍ、配線間隔０．１５ｍｍ）の接続端子１０４を１５本形成してある。さらに、第二の基板１０２の接続端子１０４と同一面に、チップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂをその外形最短距離が第一の基板１０１に形成してある切込み４０１ａ、４０１ｂ間距離と等しくなるよう、図示しないＬＳＩ（大規模集積回路）と同一工程でチップマウンタを用いて予め形成しておいた接続パッド上に精確に位置決めし、ハンダリフロープロセスにより表面実装した。このとき、チップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂはハンダリフロー時のハンダ表面張力によるセルフアライメント効果により、位置精度±０．０５０ｍｍ以内で実装され、図示しないＬＳＩとは図示しない配線パターンにより連通している。第一の基板１０１の接続端子１０３上には、厚さ１０μｍのハンダ３０１を電気メッキ法にて形成してある。ここで、第一の基板１０１に形成してある切込み４０１ａ、４０１ｂと第二の基板１０２上のチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂの接続端子１０４と垂直方向（図中奥行き方向）は同一寸法とした。
【００４６】
第一の基板１０１と第二の基板１０２の位置決めは、接続端子１０３と接続端子１０４とを互いに対向させて配置し、第一の基板１０１を第二の基板１０２上に表面実装してあるチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂ間に嵌合させて実施した。次に図示しない加熱加圧部品により第一の基板１０１と第二の基板１０２の接続端子１０３、１０４を上下方向に加熱加圧することによりハンダ３０１を溶融させ、その後冷却することにより電気的に接続して回路基板装置を製造した。ここで、加熱加圧時のチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂの移動もしくは遊離を防止するために、接続端子１０３上のハンダ３０１は、先のＬＳＩやチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂを表面実装したハンダより低融点である必要がある。本実施例では接続端子１０３上のハンダ材には融点が９０℃の低融点ハンダを、ＬＳＩやチップコンデンサ２０１ａ、２０１ｂを表面実装するハンダ材には融点が１８３℃の共晶組成ハンダを使用した。
【００４７】
以上のようにして作成した第三実施例である回路基板装置の評価実験を、第一の基板１０１と第二の基板１０２の接続端子１０３、１０４の両端の相対的な位置決め精度を光学測定顕微鏡を用いて測定し、さらに、端子間の直流電気抵抗値を四探針法にて測定することにより接続端子１０３、１０４間の電気的導通状態の確認を実施した。結果、接続端子１０３、１０４の両端の相対的な位置決め精度は標準偏差０．２３６となり、接続端子間の電気的開放、短絡も発現しなかった。従って、チップコンデンサを位置決め用部材として用いる方法は、精確な接続端子間の位置決めが可能であるとともに、その実用性が確認された。
【００４８】
本実施例では、第一の基板１０１にＦＰＣ基板、第二の基板１０２にＲＰＣ基板を採用しているが、それぞれどちらの基板を用いても差し支えない。本実施例では、位置決め用部品にチップコンデンサを用いているが、これに限られるものではなく、チップ抵抗、チップインダクタ、もしくは、位置決め専用に製作した電気的には機能しないダミー部品でも同様の効果が得られ、位置決め用部品の数量も任意に設定しても差し支えない。
【００４９】
本実施例では、接続端子間の電気的接続部材にハンダ材を用いているが、これに限定されるものではなくＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）やＡＣＰ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）やＮＣＦ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）やＮＣＰ（Ｎｏｎ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）を用いても問題ない。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高密度に配置された電極からなる電極パターン（接続端子）を有する一対のプリント配線基板間において、各々の電極パターン（接続端子）同士を電気的に接続するプリント配線基板同士の位置決めを、基板上に実装されるＬＳＩ等の実装部品と同一工程上で搭載・リフローされセルフアライメント効果により精確に表面実装された位置決め用チップ部品を利用して行うことにより、精確に且つ簡単に行うことができ、異方性導電部材とプリント配線基板との位置決めも精確に且つ簡単に行うことができる回路基板装置およびその製造方法が得られる。また、電気的接続媒体として異方性導電部材を用いた場合、その電気的導通のための特別な加熱等の必要がないことから、位置決め用チップ部品に高融点ハンダ等を用いる必要がなく、製造設備やリフロープロファイル等製造条件を変更する必要がないという利点がある。
【００５１】
また、従来方法で必要だったピン嵌合用貫通孔やアライメントマークにより発生していた基板上のデッドスペースを最小限に抑えることが可能となり、省スペース化が実現できる。さらに、専用の固定・位置決め用治工具や、画像認識を行うための光学的検出装置、プリント配線基板間同士の相対的な位置関係を計算する画像解析装置、プリント配線基板を任意の位置に移動させる部品移動手段（一般的に光学的検出装置にはＣＣＤカメラシステムが、画像解析装置にはコンピュータおよび専用の画像解析ソフトウエアが、部品移動手段にはロボットが用いられることが多い）を必要としないため、低コスト化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプリント配線基板間位置決め構造および回路基板装置の一実施形態の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示す斜視図および断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す斜視図および断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す斜視図および断面図である。
【図５】従来例によるプリント配線基板間位置決め構造および回路基板装置の説明図である。
【図６】従来例によるプリント配線基板間位置決め構造および回路基板装置の説明図である。
【図７】従来例によるプリント配線基板間位置決め構造および回路基板装置の説明図である。
【図８】従来例によるプリント配線基板間位置決め構造および回路基板装置の説明図である。
【符号の説明】
１０１    第一の基板
１０２    第二の基板
１０３、１０４    接続端子
１０５ａ、１０５ｂ    位置決め用チップ部品
２０１ａ、２０１ｂ    チップコンデンサ
２０２    異方性導電部材
２０３    金属端子
２０４    絶縁性エラスチック樹脂材料
２０５    加圧部品
３０１    ハンダ
４０１ａ、４０１ｂ    切込み
５０１ａ、５０１ｂ、５０２ａ、５０２ｂ    位置決め用貫通孔
５０３    位置決め治具
５０４ａ、５０４ｂ    ピン
６０１ａ、６０１ｂ    光学的検出装置
７０１    プリント配線基板
７０２    配線パターン
７０３    位置決め用パターン
７０４    突起
７０５    部品
７０６    位置決め用穴
８０１    プリント配線基板
８０２    接続端子
８０３ａ、８０３ｂ    嵌合パターン
８０４    プリント配線基板
８０５    接続端子
８０６ａ、８０６ｂ    嵌合パターン
【図１】
2004335844.tif 000003
【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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