(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブルプリント回路基板の複数の導体パターンと回路基板の複数の導体パターンとを半田付けにより接合する接合構造であって、
前記回路基板の前記各導体パターンは、第１の所定幅を有し、第１の所定間隔で複数平行に配列され、前記第１の所定幅は、前記第１の所定間隔よりも大きく、
前記回路基板の前記各導体パターンと対向する前記フレキシブルプリント回路基板の前記各導体パターンは、第２の所定幅を有し、第２の所定間隔で複数平行に配列され、前記第２の所定幅は、前記第２の所定間隔よりも小さく、
前記回路基板の前記各導体パターンの長さは、前記フレキシブルプリント回路基板の前記各導体パターンの長さよりも長く形成され、
前記フレキシブルプリント回路基板の前記複数の導体パターンを前記回路基板の複数の導体パターンに対向して半田付けしたときに、前記回路基板の前記複数の導体パターンの各々には、前記フレキシブルプリント回路基板の導体パターンに対向しない露出部分が形成されていることを特徴とする接合構造。
【請求項２】
前記回路基板の各導体パターンの長さと前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さの比は、略２対１であることを特徴とする請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記フレキシブルプリント回路基板の導体パターンの前記第２の所定幅は、前記回路基板の導体パターンの前記第１の所定幅よりも小さく、前記第２の所定間隔は、前記第１の所定間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの表面の半田付けされる部分以外の部分に、カバー層が形成され、
当該カバー層が、前記回路基板の導体パターンに重なる部分の長さは、前記回路基板の厚み以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フレキシブルプリント回路基板の複数の導体パターンと回路基板の複数の導体パターンとを半田付けにより接合する接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェットプリンタ等の印字ヘッドが移動して印字を行うシリアルプリンタでは、印字ヘッドと、印字ヘッドを駆動する駆動ＩＣを搭載した駆動回路基板との間を、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣ）を用いて接続していた。この場合に、駆動回路基板とフレキシブルプリント回路基板との接続は、フレキシブルプリント回路基板上に設けた複数の導体パターンと駆動回路基板に設けた複数の導体パターンとを半田付けで接合していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、印字ヘッドを駆動する駆動ＩＣを搭載した駆動回路基板とフレキシブルプリント回路基板とを半田付で接合する場合には、セ氏１８０度程度の温度を加えるために、加熱時にフレキシブルプリント回路基板が略０．１％程度伸びてしまい、フレキシブルプリント回路基板に設けた複数の導体パターンの間隔が狭ピッチになると、当該フレキシブルプリント回路基板に設けた複数の導体パターンと駆動回路基板に設けた複数の導体パターンとが端部でずれてしまうという問題点があった。
【０００４】
また、フレキシブルプリント回路基板上に設けた複数の導体パターンと駆動回路基板に設けた複数の導体パターンとの接続に用いた半田の量が多い場合には、半田により隣接する導体パターン同士を短絡させてしまうという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、回路基板の複数の導体パターンとフレキシブルプリント回路基板の複数の導体パターンとを半田付けにより正確に接続することができる回路基板とフレキシブルプリント回路基板との接合構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、フレキシブルプリント回路基板の複数の導体パターンと回路基板の複数の導体パターンとを半田付けにより接合する接合構造であって、前記回路基板の前記各導体パターンは、第１の所定幅を有し、第１の所定間隔で複数平行に配列され、前記第１の所定幅は、前記第１の所定間隔よりも大きく、前記回路基板の前記各導体パターンと対向する前記フレキシブルプリント回路基板の前記各導体パターンは、第２の所定幅を有し、第２の所定間隔で複数平行に配列され、前記第２の所定幅は、前記第２の所定間隔よりも小さく、前記回路基板の前記各導体パターンの長さは、前記フレキシブルプリント回路基板の前記各導体パターンの長さよりも長く形成され、前記フレキシブルプリント回路基板の前記複数の導体パターンを前記回路基板の複数の導体パターンに対向して半田付けしたときに、前記回路基板の前記複数の導体パターンの各々には、前記回路基板の導体パターンに対向しない露出部分が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成の接合構造では、前記回路基板の各導体パターンが、第１の所定幅を有し、第１の所定間隔で複数平行に配列され、第１の所定幅は、第１の所定間隔よりも大きく、フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンが、第２の所定幅を有し、第２の所定間隔で複数平行に配列され、第２の所定幅は、第２の所定間隔よりも小さく構成されているので、回路基板にフレキシブルプリント回路基板を半田付けにより接合する場合に、フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンを回路基板の各導体パターンに正確に接合することができる。また、半田付けの際の熱による膨張があってもパターンのずれを少なくできる。
【０００８】
【０００９】
また、この構成の接合構造では、回路基板の各導体パターンの長さは、前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さよりも長いので、回路基板の複数の導体パターンの各々には、露出部分が形成され、余分な半田が当該露出部分に保持され、回路基板の各導体パターンから溢れてしまうことがない。
【００１０】
また、請求項２に記載の接合構造は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記回路基板の各導体パターンの長さと前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さの比は、略２対１であることを特徴とする。
【００１１】
この構成では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、前記回路基板の各導体パターンの長さと前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さの比を、略２対１としているので、前記回路基板の各導体パターンがフレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さの比べて十分に長く、半田付け時に融解した半田が露出部分に保持され、回路基板の各導体パターンから溢れてしまうことがない。
【００１２】
また、請求項３に記載の接合構造は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記フレキシブルプリント回路基板の導体パターンの前記第２の所定幅は、前記回路基板の導体パターンの前記第１の所定幅よりも小さく、前記第２の所定間隔は、前記第１の所定間隔よりも大きいことを特徴とする。
【００１３】
この構成では、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、回路基板にフレキシブルプリント回路基板を半田付けにより接合する場合に、フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンを回路基板の各導体パターンに正確に接合することができる。
【００１４】
また、請求項４に記載の接合構造は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの表面の半田付けされる部分以外の部分に、カバー層が形成され、当該カバー層が、前記回路基板の導体パターンに重なる部分の長さは、前記回路基板の厚み以上であることを特徴とする。
【００１５】  
この構成では、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の作用に加えて、半田付けの後に、フレキシブルプリント回路基板を回路基板の近傍で折り曲げた場合にも、折り曲げ箇所の折り曲げ半径が大きくなり、回路基板の側端部のエッジで生じるストレスが緩和され、フレキシブルプリント回路基板の導体層の切断が防止できる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態のインクジェットプリンタの印字ヘッド用の駆動回路基板１の平面図である。図２は、駆動回路基板１に接合される前記フレキシブルプリント回路基板２の平面図である。
【００１９】
図１に示すように、駆動回路基板１は、略長方形に形成されたエポキシ樹脂製の回路基板基材３の表面に図示外の銅箔パターンが形成され、当該銅箔パターンには、図示外の樹脂膜による絶縁層が後述する駆動ＩＣ４の半田付け部分（図示外）及び後述する導体パターン５以外の部分に形成されている。また、駆動回路基板１には、図示外のインクジェットヘッドの圧電アクチュエータを駆動する駆動ＩＣ４が設けられている。さらに、駆動回路基板１の側端部１ａには、銅箔により略長方形に形成された導体パターン５が、後述する間隔及びサイズで複数平行に配列されている。なお、図１では、導体パターン５の長さをＬａとして表示している。
【００２０】
次に、図２を参照して、駆動回路基板１に接合されるフレキシブルプリント回路基板２について説明する。フレキシブルプリント回路基板２は、駆動回路基板１と図示外のインクジェットプリンタの印字ヘッドの圧電アクチュエータとを接続するものである。
【００２１】
図２に示すように、フレキシブルプリント回路基板２は、厚さ略２５μｍのポリイミド樹脂の基材により構成された可撓性を有する薄板の帯状のものである。そして、フレキシブルプリント回路基板２の駆動回路基板１に接合される側の側端部２ａは、幅が広く形成され、当該側端部２ａには、駆動回路基板１に接合される略長方形に形成された銅箔の導体パターン６が、後述する間隔及びサイズで複数平行に配列されている。なお、図２では、導体パターン６の長さをＬｂとして表示している。
【００２２】
次に、図３を参照して、駆動回路基板１の構造の詳細について説明する。図３は、駆動回路基板１の側端部１ａの拡大図である。
【００２３】
図３に示すように、駆動回路基板１の側端部１ａには、銅箔により構成された略長方形の導体パターン５が平行に複数配列されている。ここで、導体パターン５の長さをＬａ、幅をＷａ、導体パターン５の配列の間隔はＳａ、前記フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６の長さをＬｂとすると、Ｌａ、Ｌｂ、Ｗａ、Ｓａの関係は、以下のように定められている。
・Ｌａ：Ｌｂ＝２：１
・Ｗａ＞Ｓａ
【００２４】
上記の具体例をあげると、導体パターン５のサイズ長さＬａは、３ｍｍである。フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６の長さをＬｂが１．５ｍｍとなっているからである。また、導体パターン５の幅Ｗａは、約１１０μｍであり、導体パターン５の配列の間隔はＳａは、約６０μｍである。
【００２５】
次に、図４を参照して、フレキシブルプリント回路基板２の構造の詳細について説明する。図４は、フレキシブルプリント回路基板２の拡大図である。図４に示すように、フレキシブルプリント回路基板２の側端部２ａには、厚さ１８μｍの銅箔により構成された略長方形の導体パターン６が平行に複数配列されている。ここで、導体パターン６の長さをＬｂ、幅をＷｂ、導体パターン６の配列の間隔はＳｂとすると、Ｌｂ、Ｗｂ、Ｓｂの一例としては、導体パターン６の長さＬｂは、１．５ｍｍであり、導体パターン６の幅Ｗｂは、約５５μｍであり、導体パターン６の配列の間隔はＳｂは、約１１５μｍである。
【００２６】
次に、図５及び図６を参照して、駆動回路基板１及びフレキシブルプリント回路基板２の断面の構造について説明する。図５は、駆動回路基板１の図３におけるＡ−Ａ’線における矢視方向の断面図であり、図６は、フレキシブルプリント回路基板２の図４におけるＢ−Ｂ’線における矢視方向の断面図である。
【００２７】
図５に示すように、駆動回路基板１は、エポキシ樹脂製の回路基板基材３の表面に銅箔製の導体パターン５が設けられている。この導体パターン５は、フォトエッチング法により、回路基板基材３の表面に構成されたものである。
【００２８】
また、図６に示すように、フレキシブルプリント回路基板２は、厚さ２５のポリイミド樹脂の基材７上に、厚さ１８μｍの銅箔の導体層６’が形成され、当該導体層６’の上には、導体層６’の先端部の導体パターン６を避けて、厚さ２５のポリイミドのポリイミド樹脂のカバー層８が設けられている。従って、導体パターン６は、フレキシブルプリント回路基板２の側端部２ａ側に長さＬｂだけ露出していることになる。
【００２９】
なお、フレキシブルプリント回路基板２のサイズ及び導体パターン６の配置の間隔（ピッチ）等は、半田付け時に半田が硬化する寸前の温度である摂氏１８０度を基準にポリイミドの熱膨張を考慮して決定されている。
【００３０】
次に、図７乃至図９を参照して、駆動回路基板１とフレキシブルプリント回路基板２との半田付けについて説明する。図７は、駆動回路基板１にフレキシブルプリント回路基板２を重ねた状態を示す平面図であり、図８は、駆動回路基板１にフレキシブルプリント回路基板２を半田付けする状態を示した断面図であり、図９は、駆動回路基板１に半田付けしたフレキシブルプリント回路基板２を折り曲げた状態を示す断面図である。
【００３１】
まず、半田付け作業の前には、事前の処理として、駆動回路基板１の導体パターン５に金メッキを行っておく、導体パターン５の表面の電気伝導度の向上と、半田の付きを良くするためである。次に、フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６の表面に半田メッキを行っておく、この半田メッキを再度加熱して融解することにより駆動回路基板１の導体パターン５との接合を行うことになる。
【００３２】
次に、図７に示すように、駆動回路基板１の導体パターン５が上の面になるようにし、その上に、フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６が下になるように伏せて重ねる。このときに、フレキシブルプリント回路基板２は、厚さ２５μｍのポリミドの樹脂材で構成されているので、裏面から自身の導体パターン６及び駆動回路基板１の導体パターン５が透けて見えるので、駆動回路基板１の導体パターン５とフレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６との位置合わせを行う。
【００３３】
このときに、図７に示すように、導体パターン５の基部を所定量露出して露出部５ａを形成する。これは、半田付け時に融解した余剰半田をその露出部５ａに逃がすためである。
【００３４】
また、駆動回路基板１の導体パターン５に、フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６を重ねる場合には、図８に示すように、カバー層８の一部が、駆動回路基板１の導体パターン５に重なるようにする（以下、「カバー層の重複部分」という）。具体的には、図８に示すように、カバー層の重複部分の長さをＬｏとし、駆動回路基板１全体の厚みをＴａとし、フレキシブルプリント回路基板２全体の厚みをＴｂとすると、ＬｏをＴａ以上の長さにし、また、ＬｏをＴｂ以上の長さにする。
【００３５】
次いで、図８に示すように、半田融解用のヒータバー１０により、フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６の裏面から摂氏１８０度以上に加熱する。すると、フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６に半田メッキした半田が融解する。次いで、ヒータバー１０をフレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６の裏面から離すと、半田の温度が摂氏１８０度よりも下がって、半田が固化して駆動回路基板１の導体パターン５とフレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６とが接合される。
【００３６】
このときに、導体パターン５の長さＬａは、導体パターン６の長さＬｂよりも長く構成されているので、前記図７に示すように、駆動回路基板１の導体パターン５の基部には、露出部５ａが形成されて、半田付け時に余剰な半田が表面張力により当該露出部５ａに保持されるために、隣り合う導体パターン５同士や導体パターン６同士が、半田でブリッジされてしまうことがない。
【００３７】
また、駆動回路基板１の導体パターン５の幅が、当該導体パターン５の間隔よりも広く、また、フレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６の幅は、導体パターン６の間隔よりも短く構成されているので、駆動回路基板１の導体パターン５とフレキシブルプリント回路基板２の導体パターン６との位置合わせが容易になるという効果を生じる。また、半田付け時の熱による膨張があってもパターンがずれることが少ない。
【００３８】
さらに、図８に示すように、カバー層の重複部分の長さをＬｏを駆動回路基板１全体の厚みＴａ以上の長さにし、また、カバー層の重複部分の長さをＬｏをフレキシブルプリント回路基板２全体の厚みＴｂ以上の長さにしていることにより、図９に示すように、半田付けの後に、フレキシブルプリント回路基板２を駆動回路基板１の近傍で折り曲げた場合にも、折り曲げ箇所の折り曲げ半径が大きくなり、駆動回路基板１の側端部１ａのエッジで生じるストレスが緩和され、フレキシブルプリント回路基板２の導体層６’の切断が防止できる。
【００３９】
なお、本発明は上記の実施の形態に限られず、各種の変更が可能なことは言うまでもない、例えば、上記の実施の形態では、駆動回路基板１とフレキシブルプリント回路基板２との接合を例に説明したが、本発明は、フレキシブルプリント回路基板を半田付けにより接合するものであれば、印字ヘッドのアクチュエータの回路基板やその他の各種回路基板との接合に適用できることは言うまでもない。また、本発明は、インクジェットプリンタに限られず、各種の装置の回路基板に適用できることは言うまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明では、回路基板の各導体パターンが、第１の所定幅を有し、第１の所定間隔で複数平行に配列され、第１の所定幅は、第１の所定間隔よりも大きく、フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンは、第２の所定幅を有し、第２の所定間隔で複数平行に配列され、第２の所定幅は、第２の所定間隔よりも小さく構成されているので、回路基板にフレキシブルプリント回路基板を半田付けにより接合する場合に、フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンを回路基板の各導体パターンに正確に接合することができる。
【００４１】
さらに、回路基板の各導体パターンの長さは、前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さより長いので、回路基板の複数の導体パターンの各々には、露出部分が形成され、余分な半田が当該露出部分に保持され、回路基板の各導体パターンから溢れてしまうことがない。
【００４２】
また、請求項２に記載の接合構造は、請求項１に記載の発明の効果に加えて、前記回路基板の各導体パターンの長さと前記フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さの比を、略２対１としているので、前記回路基板の各導体パターンがフレキシブルプリント回路基板の各導体パターンの長さの比べて十分に長く、半田付け時に融解した半田が露出部分に保持され、回路基板の各導体パターンから溢れてしまうことがない。
【００４３】
また、請求項３に記載の接合構造は、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、前記フレキシブルプリント回路基板の導体パターンの前記第２の所定幅は、前記回路基板の導体パターンの前記第１の所定幅よりも小さく、前記第２の所定間隔は、前記第１の所定間隔よりも大きいことで、回路基板にフレキシブルプリント回路基板を半田付けにより接合する場合に、フレキシブルプリント回路基板の各導体パターンを回路基板の各導体パターンに正確に接合することができる。
【００４４】
また、請求項４に記載の接合構造は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、半田付けの後に、フレキシブルプリント回路基板を回路基板の近傍で折り曲げた場合にも、折り曲げ箇所の折り曲げ半径が大きくなり、回路基板の側端部のエッジで生じるストレスが緩和され、フレキシブルプリント回路基板の導体層の切断が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の一実施の形態のインクジェットプリンタの印字ヘッド用の駆動回路基板１の平面図である。
【図２】  図２は、駆動回路基板１に接合される前記フレキシブルプリント回路基板２の平面図である。
【図３】  図３は、駆動回路基板１の側端部１ａの拡大図である。
【図４】図４は、フレキシブルプリント回路基板２の拡大図である。
【図５】  図５は、駆動回路基板１の図３におけるＡ−Ａ’線における矢視方向の断面図である。
【図６】  図６は、フレキシブルプリント回路基板２の図４におけるＢ−Ｂ’線における矢視方向の断面図である。
【図７】  図７は、駆動回路基板１にフレキシブルプリント回路基板２を重ねた状態を示す平面図である。
【図８】  図８は、駆動回路基板１にフレキシブルプリント回路基板２を半田付けする状態を示した断面図である。
【図９】  図９は、駆動回路基板１に半田付けしたフレキシブルプリント回路基板２を折り曲げた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１    駆動回路基板
１ａ  側端部
２    フレキシブルプリント回路基板
２ａ  側端部
３    回路基板基材
４    駆動ＩＣ
５    導体パターン
Ｌａ  長
Ｗａ  幅
Ｓａ  間隔
６    導体パターン
Ｌｂ  長さ
Ｗｂ  幅
Ｓｂ  間隔
６’  導体層
７    基材
８    カバー層
１０  ヒータバー
【図１】
0003900800.tif 000002
【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】
0003900800.tif 000007
【図７】
0003900800.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003900800.tif 000010