(57)【要約】【課題】絶縁樹脂からなる基材に複数本の導体配線を形成し、導体配線の端部が接続部となっているフレキシブル基板における接続部と、相手側基板の端子部とが導電性接続材により接合されてなる接続構造において、フレキシブル基板と相手側基板との熱膨張差を低減するとともに、適切に接合信頼性を確保できるようにする。【解決手段】フレキシブル基板１０における基材は、導体配線１３の中央部を保持する中央部保持基材１１と導体配線１３の両先端部を保持する先端部保持基材１２とからなり、これら両基材１１、１２との間で導体配線１３の接続部１３ａが露出しており、中央部保持基材１１において、導体配線１３の間に少なくとも１本のスリット１４が一方の接続部１３ａ側に位置する端部１１ａから他方の接続部１３ａ側に位置する端部１１ｂまで通じた形で形成されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁樹脂からなる基材（１１、１２）に複数本の導体配線（１３）を形成し、これら導体配線の端部が接続部（１３ａ）となっているフレキシブル基板（１０）と、
前記複数本の導体配線の接続部に対応した端子部（２１）を有する相手側基板（２０）とを備え、
前記導体配線の前記接続部と前記相手側基板の端子部とが導電性接続材（３０）により接合されてなるフレキシブル基板を用いた接続構造において、
前記フレキシブル基板における前記基材は、前記導体配線の中央部を保持する中央部保持基材（１１）と前記導体配線の両先端部を保持する先端部保持基材（１２）とからなり、
前記中央部保持基材と前記先端部保持基材との間で前記導体配線の接続部が露出しており、
前記中央部保持基材において、前記導体配線の間に少なくとも１本のスリット（１４）が、一方の接続部側に位置する端部（１１ａ）から他方の接続部側に位置する端部（１１ｂ）まで通じた形で形成されていることを特徴とするフレキシブル基板を用いた接続構造。
【請求項２】
前記中央部保持基材（１１）において、前記スリット（１４）は２本以上形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板を用いた接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブル基板を相手側基板に接続してなる接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フレキシブル基板は、絶縁樹脂からなる基材に複数本の導体配線を形成し、これら導体配線の端部が接続部となっているもので、それ自体がフレキシブルな性質を有する基板である。
【０００３】
このようなフレキシブル基板は、当該フレキシブル基板における複数本の導体配線の接続部に対応した端子部を有する相手側基板に対して、導体配線の接続部と相手側基板の端子部とをハンダや導電性接着剤等の導電性接続材により接合され、接続構造を構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、フレキシブル基板を相手側基板に接合するには熱圧着などの手法が採られるが、フレキシブル基板と相手側基板との熱膨張率が異なった場合、この熱圧着による接続時に各基板が膨張すると、複数本の導体配線のピッチがずれるため、フレキシブル基板の接続がうまくいかないという問題があった。また、同様の理由により、熱圧着によって接続した接続部にせん断力となる力が加わり、基板の劣化や破損という問題がある。
【０００５】
そのような問題の対策として、例えば、特開平３−１０８７８９号公報や実開昭５９−１９２８６号公報では、フレキシブル基板における導体配線を保持する基材にスリットを形成し、基材の熱による膨張及び収縮を低減するという手法が提案されている。
【０００６】
この手法について、図５を参照して説明する。一般的なフレキシブル基板では、複数本の導体配線１１３の全体がフィルム状の基材１１１に固定され保持されている。ここで、導体配線１１３の端部が接続部１１３ａとして相手側基板（図示せず）の端子部上にハンダ等にて接合される。
【０００７】
このようなフレキシブル基板において、図５に示すように、上記スリット１１４は、導体配線１１３の端部に位置する基材１１１の端部から形成される。このような場合、フレキシブル基板と相手側基板とを接続した後に、両基板の熱膨張率の差によって生じる変位による応力が、スリット１１４に加わり、スリット１１４から切れ目が成長してフレキシブル基板が分断されてしまう恐れがある。
【０００８】
フレキシブル基板が分断されてしまった場合、個々の分断された部分を支持する部位は、導体配線１１３の接続部１１３ａと相手側基板との接合部のみとなり、その接合部における接合力によって上記支持を行うこととなる。そのため、当該接合部の信頼性が低下する可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、フレキシブル基板を用いた接続構造において、フレキシブル基板と相手側基板との熱膨張差を低減するとともに、適切に接合信頼性を確保できるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、絶縁樹脂からなる基材（１１、１２）に複数本の導体配線（１３）を形成し、これら導体配線の端部が接続部（１３ａ）となっているフレキシブル基板（１０）と、前記複数本の導体配線の接続部に対応した端子部（２１）を有する相手側基板（２０）とを備え、前記導体配線の前記接続部と前記相手側基板の端子部とが導電性接続材（３０）により接合されてなるフレキシブル基板を用いた接続構造において、前記フレキシブル基板における前記基材は、前記導体配線の中央部を保持する中央部保持基材（１１）と前記導体配線の両先端部を保持する先端部保持基材（１２）とからなり、前記中央部保持基材と前記先端部保持基材との間で前記導体配線の接続部が露出しており、前記中央部保持基材において、前記導体配線の間に少なくとも１本のスリット（１４）が、一方の接続部側に位置する端部（１１ａ）から他方の接続部側に位置する端部（１１ｂ）まで通じた形で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
それによれば、中央部保持基材にスリットを入れることにより、フレキシブル基板と相手側基板との間の熱膨張率の差によるフレキシブル基板と相手側基板との接合部に生じるせん断力を低減することができる。
【００１２】
また、フレキシブル基板における導体配線の接続部は、中央部保持基材と先端部保持基材との間で露出しており、この露出した接続部にて相手側基板の端子部との接合が実現できる。そして、当該接続部は相手側基板の端子部との導電性接続材による接合により支持される。
【００１３】
また、先端部保持基材は、上記中央部保持基材のようにスリットが形成されておらず一体のものであるが、あくまで導体配線の先端部に形成されたものであり、そのサイズは中央部保持基材に比べて極力小さいものにできる。そのため、先端部保持基材における熱による膨張や収縮は、導体配線の接続部にほとんど影響しないものできる。
【００１４】
以上のように、本発明によれば、フレキシブル基板を用いた接続構造において、フレキシブル基板の熱による膨張や収縮を低減するとともに、適切に接合信頼性を確保することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明では、前記中央部保持基材（１１）において、前記スリット（１４）は２本以上形成されていることを特徴とする。
【００１６】
それによれば、スリットが１本の場合よりもフレキシブル基板の熱による膨張や収縮をより低減することができ、好ましい。
【００１７】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態に係るフレキシブル基板１０の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図１（ａ）、（ｂ）において、識別のため必要な部分には便宜上ハッチングを施してある。
【００１９】
フレキシブル基板１０は、ポリイミド等の絶縁樹脂からなるフィルム状の基材１１、１２にＣｕ等の金属等の導体からなる複数本の導体配線１３を形成したものである。
【００２０】
導体配線１３は、所定ピッチにてストライプ状に並列されており、基材１１、１２は、導体配線１３の中央部を保持する中央部保持基材１１と導体配線の両先端部を保持する先端部保持基材１２とからなる。
【００２１】
ここで、図１（ｂ）に示すように、中央部保持基材１１は、２枚の絶縁樹脂からなるフィルムが導体配線１３を挟んで接着されたものである。また、先端部保持基材１２は、導体配線１３の一面側にのみ接着されたものである。なお、変形例として、先端部保持基材１２も、中央部保持基材１１と同様に導体配線１３の両面に配置され、導体配線１３を挟んで保持するものであっても良い。
【００２２】
そして、導体配線１３の端部は、中央部保持基材１１から突出するととも、中央部保持基材１１と先端部保持基材１２との間で露出している。この基材１１、１２から露出する導体配線１３の端部が、フレキシブル基板における導体配線１３の接続部１３ａとして構成されている。
【００２３】
さらに、図１（ａ）に示すように、基材１１、１２のうち中央部保持基材１１においては、導体配線１３の間に少なくとも１本（図示例では２本）のスリット１４が形成されている。このスリット１４は、中央部保持基材１１において導体配線１３の一方の接続部１３ａ側に位置する端部１１ａから他方の接続部１３ａ側に位置する端部１１ｂまで通じた形で形成されている。
【００２４】
このように、本実施形態のフレキシブル基板１０においては、中央部保持基材１１はスリット１４により分断されているが、先端部保持基材１２は連続した一体ものであり、すべての導体配線１３を一体に保持している。
【００２５】
このようなフレキシブル基板１０は、例えば、整列して配置された複数本の導体配線１３に対して各基材１１、１２となる絶縁樹脂からなるフィルムを接着することにより製造することができる。また、中央部保持基材１１のスリット１４は、例えば、上記プレス加工やカッター等にて基材を分断したり、予め分断した形の上記フィルムを導体配線１３に接着する等により形成可能である。
【００２６】
次に、図２、図３は、上記フレキシブル基板１０を用いた接続構造を示す図である。図２において（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ａ）中、導体配線１３には識別のためハッチングが施してある。また、図３は、フレキシブル基板１０の側面から見たときの当該接続構造の全体図である。
【００２７】
上述したように、フレキシブル基板１０においては、基材１１、１２から露出する導体配線１３の端部が接続部１３ａとなっている。そして、図２、図３に示すように、フレキシブル基板１０が接続される相手側基板２０には、導体配線１３の接続部１３ａに対応した端子部としての基板ランド２１が形成されている。
【００２８】
ここで、相手側基板２０は例えばプリント基板やセラミック基板等の配線基板等を採用することができ、基板ランド２１はＣｕ等の導体よりなる。このような本実施形態の接続構造は、例えば冷熱サイクルの厳しい環境に用いられる自動車用の電子装置等に適用することができる。
【００２９】
そして、図２（ｂ）、図３に示すように、導体配線１３の接続部１３ａと相手側基板２０の基板ランド（端子部）２１とが導電性接続材３０により接合されている。この導電性接続材３０は本例ではハンダであるが、その他、導電性接着剤や金バンプ等であっても良い。
【００３０】
このような本実施形態の接続構造は、相手側基板２０の基板ランド２１上にハンダなどの導電性接続材３０を配設した後、フレキシブル基板１０を搭載して、熱圧着したり、ハンダの場合はリフローさせる等により、フレキシブル基板１０の接続部１３ａと基板ランド２１との接合を完了させることで形成可能である。
【００３１】
ところで、本実施形態は、従来のフレキシブル基板における基材に相当する中央部保持基材１１から導体配線１３の両端部を突出させ、その突出した両端部を相手側基板２０との接続部１３ａとして構成するとともに、その接続部１３ａの先端部をさらに基材すなわち先端部保持基材１２にて保持した形にしたものである。
【００３２】
そのような本実施形態においては、中央部保持基材１１にスリット１４を入れることにより、フレキシブル基板１０と相手側基板２０との間の熱膨張率の差によって接続部１３ａに生じるせん断応力を低減することができる。
【００３３】
また、フレキシブル基板１０における導体配線１３の接続部１３ａは、中央部保持基材１１と先端部保持基材１２との間で露出しており、この露出した接続部１３ａにて相手側基板２０の端子部である基板ランド２１との接合が実現できる。そして、当該接続部１３ａは相手側基板２０の基板ランド２１との導電性接続材３０による接合により支持される。
【００３４】
また、中央部保持基材１１はスリット１４によって分断されているが、導体配線１３同士は、先端部保持基材１２によって一体に固定され保持されているため、導体配線１３がばらつくことはない。そのため、基板１０の小型化、配線１３の狭ピッチ化にも支障を与えず適切に対応できる。
【００３５】
また、先端部保持基材１２は、中央部保持基材１１のようにスリット１４が形成されておらず一体のものであるが、あくまで導体配線１３の先端部に形成されたものであり、そのサイズは中央部保持基材１１に比べて極力小さいものにできる。例えば図１中の幅Ｗは１ｍｍ以下である。そのため、先端部保持基材１２における熱による膨張や収縮は、導体配線１３の接続部１３ａにほとんど影響しないものにできる。
【００３６】
このような本実施形態における各基板の熱膨張率差により生じる接続部１３ａへのせん断力低減効果について、図４を参照して、より具体的に説明する。図４においては、スリット１４を形成しない比較例とスリット１４を形成した本実施形態とを並べて示している。
【００３７】
フレキシブル基板１０を相手側基板２０に接続した接続構造においては、接続材料すなわち導電性接続材３０に生じるせん断応力は、次の数式１に示すような温度変化による両基板１０、２０の熱膨張差（膨張／収縮量）ΔＬを指標として評価することができる。
【００３８】
【数１】
ΔＬ＝（α１−α２）×Δｔ×Ｌ
ここで、α１はフレキシブル基板１０の熱膨張率、α２は相手側基板２０の熱膨張率、Δｔは温度変化、Ｌは有効長である。
【００３９】
有効長Ｌは、図４における比較例を参照してわかるようにフレキシブル基板１０における中央部の導体配線１３から端部の導体配線１３までの距離である。この有効長が通常時にＬであるとき、膨張または収縮時にΔＬの分だけ変化したとする。このとき、比較例では、膨張／収縮量ΔＬは上記数式１で示される。
【００４０】
それに対して、本実施形態においては図４に示すように、１本のスリット１４がフレキシブル基板１０の中央部に形成された場合を想定する。この場合、図４に示すように、本実施形態の有効長Ｌ’はおおよそ比較例の有効長Ｌの半分すなわちＬ／２となる。
【００４１】
つまり、本実施形態では、有効長が通常時Ｌ’（≒Ｌ／２）であるとき、膨張または収縮時にΔＬ’の分だけ変化したとする。このとき、本実施形態における膨張／収縮量ΔＬ’は次の数式２のように示される。
【００４２】
【数２】
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すなわち、本実施形態ではフレキシブル基板１０の中央にスリット１４を形成した場合、膨張／収縮量はスリット無しの場合に比べて約１／２に抑制し、フレキシブル基板１０と相手側基板２０との熱膨張率の差により導電性接続材３０に生じるせん断応力を半減させることができる。
【００４３】
以上述べてきたように、本実施形態によれば、フレキシブル基板を用いた接続構造において、フレキシブル基板の熱による膨張や収縮を低減し、適切に接合信頼性を確保することができる。
【００４４】
なお、中央部保持基材１１において、スリット１４が２本以上形成されている場合には、スリット１４が１本の場合よりもフレキシブル基板１０の熱による膨張や収縮をより低減することができ好ましいことは、上記説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るフレキシブル基板の構成図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図２】上記図１に示すフレキシブル基板を用いた接続構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】上記図１に示すフレキシブル基板を用いた接続構造をフレキシブル基板の側面から見たときの全体図である。
【図４】上記実施形態の効果を説明するための図である。
【図５】従来のフレキシブル基板における基材の熱による膨張及び収縮を緩和する手法を示す図である。
【符号の説明】
１０…フレキシブル基板、１１…中央部保持基材、１２…先端部保持基材、
１３…導体配線、１３ａ…導体配線の接続部、１４…スリット、
２０…相手側基板、２１…基板ランド、３０…導電性接続材。
【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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