(57)【要約】【課題】フィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法において、信頼性の高い接合を単純な工程で実現し、また、接合部を目視検査できるようにする。【解決手段】フィルム状電子部品１は、基板１１の表面上に形成された外部接続用の電極パターン１２と、この電極パターン１２の領域に設けた貫通孔３と、電極パターン１２と電気的に導通するように貫通孔３の内部側壁に形成した金属膜１３とを備えている。端子部品２は、絶縁体からなる基体２１上に一体的に形成された電極パターン１２を備えている。フィルム状電子部品１は、電極パターン１２を上にして貫通孔３を端子部品２の金属端子２２上に位置決めして配置され、電極パターン１２と金属端子２２とは、貫通孔３に導電性材料４を充填することにより電気的及び機械的に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部接続用の電極パターンを基板表面に有したフィルム状電子部品と、前記電極パターンが電気接続される金属端子を有した端子部品との接合構造において、
前記フィルム状電子部品の電極パターン領域に１個又は複数個の貫通孔が設けられ、
前記フィルム状電子部品は電極パターンを上にして前記貫通孔を前記端子部品の金属端子上に位置決め配置され、
前記電極パターンと金属端子とは前記貫通孔に導電性材料を充填することにより電気的及び機械的に接続され、これにより前記両部品が接合されることを特徴とするフィルム状電子部品と端子部品の接合構造。
【請求項２】
前記フィルム状電子部品の基板と前記金属端子とは接着剤により機械的に接合されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状電子部品と端子部品の接合構造。
【請求項３】
外部接続用の電極パターンを基板表面に有したフィルム状電子部品と、前記電極パターンが電気接続される金属端子を有した端子部品との接合方法において、
前記フィルム状電子部品の電極パターン形成前の基板の基材シートの外部接続部領域に１個又は複数個の貫通孔を形成するステップと、
前記基材シートに導電層を形成して電極パターンを形成するステップと、
前記電極パターンを上にして前記貫通孔を前記金属端子上に位置決め配置し、前記貫通孔に導電性材料を充填して前記電極パターンと金属端子とを電気接続するステップと、を備えたことを特徴とするフィルム状電子部品と端子部品の接合方法。
【請求項４】
前記貫通孔の形成はレーザを用いて行われることを特徴とする請求項３に記載のフィルム状電子部品と端子部品の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリイミドフィルム等の有機高分子からなる薄い可撓性基板の表面上にコンデンサ、抵抗、インダクタンス等の電子素子や、温度センサ、圧力センサ等の機能素子を含む各種回路素子を薄膜技術を用いて、折り曲げ自由に形成するフィルム状電子部品とその製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような薄いフィルム状電子部品を他の回路部品、例えばコネクタや配線基板などに電気的接続及び機械的接合して両部品を接合するいくつかの接合構造と接合方法が知られている。図８は、外部接続用の電極パターン１１２を基板表面に有したフィルム状電子部品１００と、電極パターン１１２が電気接続される金属端子２２２を有した端子部品であるコネクタ２００との、従来の接合構造及び接合方法を示す。
【０００４】
このコネクタ２００は、基体２２１の左右にそれぞれ外向の金属端子と内向きの金属端子２２２を有し、左右の外向きの金属端子によりコネクタ２００の左右端に接続される電気回路を互いに接続する回路部品である。また、コネクタ２００の内部に実装されたフィルム状電子部品１００は、その左右端に形成された電極パターン１１２の間に各種回路素子により、例えばノイズフィルタを形成したものである。
【０００５】
図８（ａ）に示す金属端子２２２と電極パターン１１２の電気的接続方法は、金属端子２２２にバネ付勢力を持たせて電極パターンを圧接するものである。図８（ｂ）に示す電気的接続方法は、電極パターン１１２の形成された面を下向きにして電極パターン１１２と金属端子２２２とを接触抵抗によるジュール熱を用いた溶接等により接続するものである（例えば、特許文献２参照）。図８（ｃ）に示す電気的接続方法は、金属端子２２２の無い状態の基体２２１にフィルム状電子部品１００配置した後、金属端子２２２を含む端子部品を基体２２１に圧入し、その後、電極パターン１１２と金属端子２２２とを導電性材料により接続するものである。
【特許文献１】特開２００４−２２７８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２５６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した図８に示されるようなフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法においては、以下のような問題がある。例えば、図８（ａ）に示す構造では、圧接によるため電気的接続部における電気的接触抵抗が高く、また金属端子の押し付け力の管理が難しい問題がある。図８（ｂ）に示す構造では、電極パターン１１２を基体２２１に対向させているので、電極パターン１１２が裏向きとなって目視できないため検査が難しいという問題がある。また、溶接する際に、フィルム状電子部品１００の基板にダメージを与えるおそれがある。図８（ｃ）に示す構造では、基体２２１の成形品に対して、金属端子２２２を圧入して後付することになるので、金属端子２２２の変形に対する寸法精度の管理や圧入工程の管理などの手間の発生という問題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解消するものであって、単純な工程により高信頼性で接合することができ、また、接合部を目視検査できるフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法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】
【０００８】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、外部接続用の電極パターンを基板表面に有したフィルム状電子部品と、前記電極パターンが電気接続される金属端子を有した端子部品との接合構造において、前記フィルム状電子部品の電極パターン領域に１個又は複数個の貫通孔が設けられ、前記フィルム状電子部品は電極パターンを上にして前記貫通孔を前記端子部品の金属端子上に位置決め配置され、前記電極パターンと金属端子とは前記貫通孔に導電性材料を充填することにより電気的及び機械的に接続され、これにより前記両部品が接合されるものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のフィルム状電子部品と端子部品の接合構造において、前記フィルム状電子部品の基板と前記金属端子とは接着剤により機械的に接合されているものである。
【００１０】
請求項３の発明は、外部接続用の電極パターンを基板表面に有したフィルム状電子部品と、前記電極パターンが電気接続される金属端子を有した端子部品との接合方法において、前記フィルム状電子部品の電極パターン形成前の基板の基材シートの外部接続部領域に１個又は複数個の貫通孔を形成するステップと、前記基材シートに導電層を形成して電極パターンを形成するステップと、前記電極パターンを上にして前記貫通孔を前記金属端子上に位置決め配置し、前記貫通孔に導電性材料を充填して前記電極パターンと金属端子とを電気接続するステップと、を備えたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載のフィルム状電子部品と端子部品の接合方法において、前記貫通孔の形成はレーザを用いて行われるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、電極パターンを上にして電極パターン領域に形成した貫通孔を端子部品の金属端子上に位置決め配置し、貫通孔に導電性材料を充填して電極パターンと金属端子とを電気的及び機械的に接続する接合構造であるので、工程が単純で接合作業が容易であり、また、電極パターン面がおもて側にあるので接合部を目視検査できる。また、導電性材料として、銀ペーストなどの導電性接着剤による接着や、ハンダによるハンダ付けにより接続できるので、接合時にフィルム状電子部品を損傷することなく信頼性高く接合できる。また、金属端子はフィルム状電子部品の接続用端部を配置できる構造であればよく、接合される端子部品は、金属端子を含めて一体成型により容易に製作できる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、フィルム状電子部品の基板と金属端子とを接着剤により機械的に接合した接合構造により、導電性材料による接合をさらに機械的に補強して接合部の信頼性と耐久性を向上できる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、フィルム状電子部品の電極パターンの形成と、この接続用端部と電気的に導通した貫通孔側壁の金属膜の形成とを同時に、かつ、複数のフィルム状電子部品に対して一括して行うことができる。このようにして形成されたフィルム状電子部品によると、上述した発明の効果を奏する接合構造を形成できる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、微細な貫通孔を精度よく容易に形成することができる。例えば、炭酸ガスレーザ光はフィルム状電子部品の基材シートの主な材料であるポリイミドによる吸収係数が高く、このレーザ光を貫通孔形成に好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接続方法について、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係るフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法を示す。フィルム状電子部品１は、基板１１の表面上に形成された外部接続用の電極パターン１２と、電極パターン１２の領域に設けた貫通孔３と、電極パターン１２に電気導通するように貫通孔３の内部側壁に形成した金属膜１３と、電極パターン１２を被覆する被覆膜１４とを備えている。端子部品２は、絶縁体からなる基体２１上に一体的に形成された電極パターン１２を備えている。フィルム状電子部品１は、図１（ａ）に示すように、電極パターン１２を上にして貫通孔３を端子部品２の金属端子２２上に位置決めして配置され、電極パターン１２と金属端子２２とは、図１（ｂ）に示すように、貫通孔３に導電性材料４を充填することにより電気的及び機械的に接続される。このような接続構造と接続方法により、フィルム状電子部品１と端子部品２とが接合される。
【００１７】
上述の接合構造及び接合方法において、導電性材料４として、銀ペーストなどの導電性接着剤やハンダを用いることができ、ワイヤボンディングや溶接による接続に比べて工程が単純で接合作業が容易である。この接合構造では電極パターン１２がおもて側にあり、接合部を目視検査できる利点がある。ハンダ材料として共晶ハンダや鉛フリーハンダを用いることができ、その供給方法は、例えば、ハンダペーストやハンダボールを用いるスポット的な供給方法や、ディスペンサや糸ハンダを用いる連続的な供給方法を用いることができる。連続的にハンダを供給した場合、ハンダ溶融時の表面張力により、接合部分に自動的にハンダが分離集合して所望の電気的、機械的接合を達成することができる。加熱工程において、ヒータを用いてもよく、レーザ、リフロー炉等を用いてもよい。
【００１８】
上述の接合構造及び接合方法により接合されるフィルム状電子部品１の例とその形成について、図２、図３により説明する。フィルム状電子部品１は、図２（ａ）に示すように、切断予定ライン１５に互いに基板端を接して形成された複数の矩形状のフィルム状電子部品１を、切断予定ライン１５に沿って切断分離して得られる。切断分離して得られたフィルム状電子部品１は、図２（ｂ）に示すように、ポリイミドフィルム等の有機高分子からなる薄い可撓性の基板１１の一方の表面上の中央部に、コンデンサ、抵抗、インダクタンス等の電子素子や機能素子を含む各種回路素子（不図示）を薄膜技術を用いて、折り曲げ自由に形成したものであり、その中央部の回路素子部分から左右に延びる電極パターン１２と、中央部の回路素子部分と電極パターン１２を被覆する被覆膜１４を備えている。また、電極パターン１２は、基板１１の端面近傍において形成された接合用の貫通孔３を有している。
【００１９】
上述のフィルム状電子部品１の形成工程を断面構造により説明する。図３（ａ）（ｂ）に示すように、上面に回路素子の集合からなる回路領域（不図示）が所定間隔で連続して形成され基材シート１１ａに、レーザ光ＬＢにより所定位置に貫通孔３を形成する。続いて、図３（ｃ）に示すように、回路領域を外部接続するための電極パターン１２が貫通孔３を含むように形成される。このとき、電極パターン１２の成膜は、貫通孔３の内面側壁に成膜できるようなメタルマスクを用いてスパッタ成膜や真空蒸着により行われる。金属膜１３の成膜材料として、例えば、金（Ａｕ）を用いるのが好ましい。この後、図３（ｄ）に示すように、中央部の回路領域と電極パターン１２を被覆する被覆膜１４を形成し、前述の図２（ａ）に示すフィルム状電子部品１の集合体が得られ、これを切断してフィルム状電子部品１が得られる。
【００２０】
このような工程によると、フィルム状電子部品１の電極パターン１２の形成と、接合用の貫通孔３側壁への金属膜１３の形成とを同時に、かつ、複数のフィルム状電子部品１に対して一括して行うことができる。貫通孔３の形成にレーザ光を用いることにより、微細な貫通孔を精度よく容易に形成することができる。例えば、炭酸ガスレーザ光はフィルム状電子部品の基材シート１１ａの主な材料であるポリイミドによる吸収係数が高く、このレーザ光を貫通孔形成に好適に用いることができる。
【００２１】
上述のフィルム状電子部品１を、コネクタを形成するための端子部品２に接合する例を説明する。端子部品２は、図４（ａ）に示すように、基体２１の左右にそれぞれ外向の金属端子と内向きの金属端子２２を有し、左右の外向きの金属端子により端子部品２の左右端に接続される電気回路を互いに接続するコネクタである。また、端子部品２に接合されるフィルム状電子部品１は、例えばノイズフィルタを形成したものである。フィルム状電子部品１は、図４（ｂ）に示すように、左右の内向きの金属端子２２に、左右のそれぞれの電極パターン１２の貫通孔３を位置決めして配置される。図４（ｂ）に示すフィルム状電子部品１は、前述の図２（ｂ）におけるＡ−Ａ断面である。そして、図４（ｃ）に示すように、電極パターン１２と金属端子２２とは、貫通孔３に導電性材料４を充填して電気的、機械的に接合され、これによりフィルム状電子部品１と端子部品２が接合される。図５は、貫通孔３の近傍詳細を示す。
【００２２】
次に、図６により、本発明の第２の実施形態に係るフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法を説明する。ここに示すフィルム状電子部品１は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、基板１１上に回路領域（不図示）や電極パターン１２、及びこれらを被覆する被覆膜１４を形成した後に、レーザ光ＬＢにより貫通孔３が形成されたものである。このような、貫通孔３の側壁に金属膜の存在しないフィルム状電子部品においても、図６（ｃ）に示すように、貫通孔３に導電性材料４を充填することにより、信頼性良く両部品を接合することができる。この場合、貫通孔３の開口径は基板１１の厚みに比べて十分大きくすることが好ましい。貫通孔３の形成を接合前に行う接合方法によると、フィルム状電子部品１は、接合する相手方の端子部品２の金属端子２２の設計変更に柔軟に対応することが可能である。
【００２３】
次に、図７により、本発明の第３の実施形態に係るフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法を説明する。フィルム状電子部品１と端子部品２は前述のいずれかと同様に導電性材料４により接合されているが、図７（ａ）に示すように、導電性材料４による接合が、１つの電極パターン１２に対し２ヶ所の導電性材料４とされ、その電気的、機械的接合強度が増強されている。さらに、図７（ｂ）に示すように、フィルム状電子部品１の基板１１と金属端子２２とが基板１１の裏面において接着剤５により機械的に接合した接合構造になっている。これにより、導電性材料４による接合をさらに機械的に補強して接合部の信頼性と耐久性を向上できる。接着剤５は、導電性材料４による電気接続を妨げないように金属端子２２の上面に塗布して、また、基板１１の背面の金属端子２２間に充填して、金属端子２２と基板１１とを接着する。好ましくは、金属端子２２間に接着剤を流し込んで、基板１１と金属端子２２間に隙間が生じることのないようにする。なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、基板１１の端部に形成される金属膜１３は、必ずしも接続用端部Ｐに電気的に導通していなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法を示す両部品の接合前の断面図、（ｂ）は両部品の接合後の状態を示す断面図。
【図２】（ａ）は同上接合構造及び接合方法により接合されるフィルム状電子部品の切断分離前の平面図、（ｂ）は切断分離された同フィルム状電子部品の平面図。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は同上フィルム状電子部品の形成と構造を説明する断面図。
【図４】（ａ）は同上接合構造及び接合方法により接合される端子部品の断面図、（ｂ）は同接合構造及び接合方法に係るフィルム状電子部品と端子部品の断面図、（ｃ）は同接合構造の断面図。
【図５】同上接合構造の部分拡大断面図。
【図６】（ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係るフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法により接合されるフィルム状電子部品の形成と構造を説明する断面図、（ｃ）は両部品の同接合構造を示す断面図。
【図７】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係るフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は従来のフィルム状電子部品と端子部品の接合構造及び接合方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１    フィルム状電子部品
２    端子部品
３    貫通孔
４    導電性材料
５    接着剤
１１    基板
１２    電極パターン
２２    金属端子
１１ａ    基材シート
【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】
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【図７】
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【図８】
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