(57)【要約】【課題】  はんだブリッジの発生を抑制しながら、フレキシブル配線基板の端子部にはんだ接続する。【解決手段】  第１フレキシブル配線基板に設けられた第１端子部と、第２フレキシブル配線基板に設けられた第２端子部とをはんだで接続するはんだ接続方法であって、第１端子部にはんだを形成した後、第１端子部に第２端子部を重ね合わせ、第１端子部と第２端子部の重畳部にはんだに対する濡れ性が低い加熱部材を押し当てることにより、重畳部を再溶融させたはんだで接続することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレキシブル配線基板に設けられた第１端子部と、第２フレキシブル配線基板に設けられた第２端子部とをはんだで接続するはんだ接続方法であって、
前記第１端子部にはんだを形成した後、前記第２端子部を重ね合わせ、前記第１端子部と前記第２端子部の重畳部にはんだに対する濡れ性が低い加熱部材を押し当てることにより、前記重畳部を再溶融させたはんだで接続することを特徴とするはんだ接続方法。
【請求項２】
前記加熱部材を押し当てる前に、前記第１端子部と前記第２端子部の前記重畳部にフラックスを供給することを特徴とする請求項１に記載のはんだ接続方法。
【請求項３】
前記加熱部材を断続的に複数回押し当てることを特徴とする請求項１に記載のはんだ接続方法。
【請求項４】
前記加熱部材を傾けて端部から押し当てることを特徴とする請求項１に記載のはんだ接続方法。
【請求項５】
前記第２端子部が前記第２フレキシブル配線基板の両面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のはんだ接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル配線基板の端子部をはんだ接続するためのはんだ接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置においては、表示パネルに接続する配線ケーブルとしてフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）が利用されている。フレキシブル配線基板は、樹脂フィルムの上に配線パターンが印刷され、配線パターンは電気的に接続する端子を除いて樹脂フィルムやコーティング膜等の絶縁材料で被覆されている。
【０００３】
フレキシブル配線基板の端子と他の配線の端子との電気的接続には、はんだ接続が用いられる。表示装置等のフレキシブル配線基板では、配線パターンの間隔が大変狭く、余剰はんだが接続部の絶縁フィルムをまたいで横方向に広がり、隣接する端子間の短絡（はんだブリッジ）が生じる問題がある。
【０００４】
図１０は、特許文献１における接続構造を示す断面図である。特許文献１は、フレキシブル配線基板２０１に形成した配線パターン２０２の端子２０２ａと、他の配線基板２０３に形成した配線パターン２０４の端子２０４ａとをはんだ２０８を介して電気的に接続するものである。特許文献１では、フレキシブル配線基板２０１の端面と配線基板２０３の配線パターン２０４上に形成された保護膜２０６の端面との間に所定の間隙を設けることにより、熱圧着ツール２０９によって接続箇所に圧力が加えられたとき、この間隙が余剰はんだ２０８の逃げスペースとなり、隣接する端子間のはんだブリッジの発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−５０８６３（平成１４年２月１５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フレキシブル配線基板には、はんだ接続強度の向上を目的として、ベースフィルムの両面（表裏）に端子が形成されたものがある。このようなフレキシブル配線基板の両面端子に対して特許文献１の接続方法を用いると、余剰はんだが逃げスペースに留まらず、表面側の端子上に移動し熱圧着ツールに触れることによって、別のはんだブリッジが発生する問題があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、はんだブリッジの発生を抑制しながら、フレキシブル配線基板の端子部にはんだ接続することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のはんだ接続方法は、第１フレキシブル配線基板に設けられた第１端子部と、第２フレキシブル配線基板に設けられた第２端子部とをはんだで接続するはんだ接続方法であって、第１端子部にはんだを形成した後、第１端子部に第２端子部を重ね合わせ、第１端子部と第２端子部の重畳部にはんだに対する濡れ性が低い加熱部材を押し当てることにより、重畳部を再溶融させたはんだで接続することを特徴とする。
【０００９】
また、上記はんだ接続方法において、加熱部材を押し当てる前に、第１端子部と第２端子部の重畳部にフラックスを供給することを特徴とする。
【００１０】
また、上記はんだ接続方法において、加熱部材を断続的に複数回押し当てることを特徴とする。
【００１１】
また、上記はんだ接続方法において、加熱部材を傾けて端部から押し当てることを特徴とする。
【００１２】
また、上記はんだ接続方法において、第２端子部が第２フレキシブル配線基板の両面に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のはんだ接続方法によれば、はんだブリッジの発生を抑制しながら、フレキシブル配線基板の端子部にはんだ接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のはんだ接続方法が実施される表示パネルの概略構成を示す平面図である。
【図２】第１のはんだ接続工程を説明する概略断面図である。
【図３】第２のはんだ接続工程を説明する概略断面図である。
【図４】液晶パネル用ＦＰＣの端子部とバックライト用ＦＰＣの端子部を示す平面図である。
【図５】液晶パネル用ＦＰＣの端子部に転写したペーストはんだ上に電子部品を搭載した状態を示す平面図および断面図である。
【図６】リフロー後の液晶パネル用ＦＰＣ状態を示す平面図および断面図である。
【図７】リフロー後の液晶パネル用ＦＰＣにバックライト用ＦＰＣを重ね合わせた状態を示す平面図および断面図である。
【図８】実施形態２のはんだ接続方法を示す断面図である。
【図９】実施形態３のはんだ接続方法を示す断面図である。
【図１０】従来のはんだ接続方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施形態１〕
本発明のはんだ接続方法について、一例として液晶表示モジュール１００の製造工程に適用して説明する。図１は、液晶表示モジュール１００の概略構成を示す平面図である。液晶表示モジュール１００は、液晶パネル１０とバックライト１３により構成されている。
【００１６】
液晶パネル１０は、ＣＦパネル１１とＴＦＴパネル１２が貼り合わされて作製されている。ＴＦＴパネル１２は、ＴＦＴパネルを駆動する駆動ＩＣ１４が実装されており、駆動ＩＣ１４の制御用配線として、端部に液晶パネル用ＦＰＣ２０（第１フレキシブル配線基板）が設けられている。この液晶パネル用ＦＰＣ２０は、電子部品１６の実装基板としても用いられている。
【００１７】
バックライト１３は、ＬＥＤや導光板、拡散板等で構成され、端部にバックライト用ＦＰＣ３０（第２フレキシブル配線基板）が設けられている。液晶表示モジュール１００は、液晶パネル１０とバックライト１３が貼り合わされ、液晶パネル用ＦＰＣ２０とバックライト用ＦＰＣ３０がはんだ接続される。
【００１８】
以下、本発明の実施形態１に係るはんだ接続方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。図２および図３は、図１に示した液晶表示モジュール１００のＡ−Ａ部断面図であり、液晶パネル用ＦＰＣ２０上に電子部品１６とバックライト用ＦＰＣ３０をはんだ接続する工程を示している。
【００１９】
（ペーストはんだ形成工程）
図２（ａ）は、液晶パネル用ＦＰＣ２０（第１フレキシブル配線基板）の上にマスク４０を配置した状態を示す。液晶パネル用ＦＰＣ２０上には、バックライト用ＦＰＣ３０（第２フレキシブル配線基板）を接続するための第１端子部２１と、電子部品１６を接続するための電子部品用端子部２２が形成されている。この第１端子部２１および電子部品用端子部２２にペーストはんだを形成するため、所定の開口部を有するマスク４０を準備する。
【００２０】
マスク４０は、第１端子部２１と電子部品用端子部２２にそれぞれ対応する開口部が形成されている。図２（ａ）に示すように、第１端子部２１に対応する開口部４１は、第１端子部２１よりも狭い開口幅となっており、電子部品用端子部２２に対応する開口部４２は、電子部品用端子部２２と同等サイズの開口幅となっている。
【００２１】
図２（ｂ）は、液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１と電子部品用端子部２２にペーストはんだを塗布した状態を示す。マスク４０の開口部４１、開口部４２を液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１、電子部品用端子部２２に位置合わせして密着させる。その後、マスク４０上にペーストはんだ材５０を供給してスキージ４５で移動させる。これにより、マスク４０の開口部４１、開口部４２へペーストはんだ材５０が塗布される。
【００２２】
図２（ｃ）は、ペーストはんだ材５０を塗布後にマスク４０を除去した状態を示す。マスク４０を除去すると、マスク４０の開口部４１、開口部４２の形状を反映して、液晶パネル用ＦＰＣ２０上の第１端子部２１には第１端子部２１よりも小面積のペーストはんだ５１が形成され、電子部品用端子部２２には電子部品用端子部２２と同等面積のペーストはんだ５２が形成される。
【００２３】
これにより、第１端子部２１と電子部品用端子部２２に異なるはんだ量ではんだペーストを形成することができる。
【００２４】
（第１の接続工程）
次に、液晶パネル用ＦＰＣ２０の電子部品用端子部２２に電子部品１６をはんだ接続する第１の接続工程について説明する。
【００２５】
図２（ｄ）は、液晶パネル用ＦＰＣ２０の電子部品用端子部２２に電子部品１６を搭載した状態を示す。液晶パネル用ＦＰＣ２０の電子部品用端子部２２の位置をチップマウンタにより画像認識して、電子部品用端子部２２に形成したペーストはんだ５２上に電子部品１６の接続端子を配置する。
【００２６】
図２（ｅ）は、液晶パネル用ＦＰＣ２０上のペーストはんだ５１とペーストはんだ５２をリフローさせた状態を示す。電子部品１６を搭載した液晶パネル用ＦＰＣ２０は、リフロー炉に投入され、ペーストはんだ５１とペーストはんだ５２がリフローされる。リフロー温度条件としては、鉛フリーのペーストはんだ材５０を使用する場合、予備加熱温度が１５０℃から１８０℃程度であり、最高到達温度は２４０℃前後に設定される。
【００２７】
所定時間加熱後、液晶パネル用ＦＰＣ２０の電子部品用端子部２２ではペーストはんだ５２がリフローされ、リフローはんだ５２ａにより電子部品１６がはんだ接続される。また、液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１でもペーストはんだ５１がリフローされ、リフローはんだ５１ａが形成される。
【００２８】
ここで、リフロー前のペーストはんだ５１は、第１端子部２１よりも小面積で形成されていたが、リフロー後のリフローはんだ５１ａは溶融して第１端子部２１の全体に濡れ広がり、第１端子部２１と同等面積に形成される。なお、第１端子部２１上でのはんだ量は変わらないため、リフローはんだ５１ａの高さはペーストはんだ５１よりも低くなる。
【００２９】
液晶パネル用ＦＰＣ２０は、電子部品用端子部２２に電子部品１６がはんだ接続された後、液晶パネル１０に異方性導電シート（図示せず）等を介して接続される。その後、液晶パネル１０は、バックライト１３に対して位置合わせされ貼り合わされる。
【００３０】
（第２の接続工程）
次に、液晶パネル用ＦＰＣ２０（第１フレキシブル配線基板）にバックライト用ＦＰＣ３０（第２フレキシブル配線基板）をはんだ接続する第２の接続工程について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、電子部品１６が接続された液晶パネル用ＦＰＣ２０にバックライト用ＦＰＣ３０を位置合わせした状態を示す。バックライト１３の端部から引出されたバックライト用ＦＰＣ３０の第２端子部３１を液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１に対して重ね合わせて概略位置決めを行う。その後、重畳部に加熱部材６０を押し当て、第１端子部２１に形成されたリフローはんだ５１ａを再溶融させる。
【００３２】
図３（ｂ）は、リフローはんだ５１ａを再溶融させてバックライト用ＦＰＣ３０の第２端子部３１を液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１にはんだ接続した状態を示す。リフローはんだ５１ａを再溶融させて第２端子部３１と第１端子部２１に回り込ませた後、加熱部材６０を引き離し、再溶融はんだ５１ｂを冷却、固化させることで、第１端子部２１と第２端子部３１がはんだ接続される。
【００３３】
次に、加熱部材６０を用いてリフローはんだ５１ａを再溶融させる方法について、さらに詳細に説明する。
【００３４】
図４（ａ）は液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１の平面図であり、図４（ｂ）はバックライト用ＦＰＣ３０の第２端子部３１の平面図である。液晶パネル用ＦＰＣ２０には第１端子部２１上に濡れ広がったリフローはんだ５１ａが形成されている。
【００３５】
バックライト用ＦＰＣ３０は、ベースフィルムの表裏両面に第２端子部３１が設けられている。第２端子部３１がベースフィルムの表裏両面に設けられていることにより、第１端子部２１とはんだ接続された後、第２端子部３１の両面にはんだが回り込み、はんだとの接触面積が広くなるため、はんだ接続構造の信頼性を向上することができる。
【００３６】
なお、第２端子部３１には、はんだが両面に回り込みやすいように、図４（ｂ）に示すような端部の切り欠き部や図示しないスルーホールが形成される場合がある。但し、以降の説明では、図面を見やすくするため、切り欠き部やスルーホールの表示は省略する。
【００３７】
図５（ａ）は、液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１にバックライト用ＦＰＣ３０の第２端子部３１を重ね合わせた状態を示す平面図であり、図５（ｂ）は、Ｂ−Ｂ部の断面図である。
【００３８】
液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１上にはリフローはんだ５１ａが形成されている。もともと、ペーストはんだ材５０には端子部の表面酸化被膜を除去するフラックスが含まれているが、リフロー工程を通過するときにフラックスが蒸発してしまい、バックライト用ＦＰＣ３０をはんだ接続する際にフラックスが不足する心配がある。
【００３９】
このため、図５（ｂ）に示すように、液晶パネル用ＦＰＣ２０の第１端子部２１とバックライト用ＦＰＣ３０の第２端子部３１の重畳部に、ペーストはんだ材５０は追加せずにフラックス５５のみを供給することが好ましい。フラックス５５の再供給方法としては、ディスペンサーによる塗布や、スタンプ転写等で自動的にフラックス５５を供給することができる。
【００４０】
図６は、第１端子部２１と第２端子部３１の重畳部に加熱部材６０を押し当てて、リフローはんだ５１ａを再溶融させた状態を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。第１端子部２１と第２端子部３１の重畳部にフラックス５５を供給した後、加熱部材６０を押し当て第１端子部２１に形成されたリフローはんだ５１ａを再溶融させる。再溶融したリフローはんだ５１ａは、第１端子部２１と第２端子部３１の隙間や端子周辺部で表面張力により、端子部に保持されている。
【００４１】
図７は、リフローはんだ５１ａを再溶融させた後、加熱部材６０を引き離した状態を示す平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。加熱部材６０を引き離したと同時に、第１端子部２１周辺の余剰はんだは表面張力により、第１端子部２１上に引き戻され、再溶融はんだ５１ｂが冷却、固化されることで、第１端子部２１と第２端子部３１がはんだ接続される。
【００４２】
本発明のはんだ接続方法では、上記第２の接続工程において、はんだに対して濡れ性が低い加熱部材６０を用いることを特徴にしている。加熱部材６０は、はんだに対して濡れ性の低い材質として、セラミック、高融点金属、ステンレス、鋼などが適している。はんだとの濡れ性の低い加熱部材６０を使用することにより、加熱部材６０が再溶融はんだ５１ｂを付着させて持ち去ることを防止できる。
【００４３】
このため、第１端子部２１に形成するリフローはんだ５１ａを、はんだ接続に必要最小限のはんだ量に抑えることができる。また、リフローはんだ５１ａを再溶融させる際も新たなはんだを追加する必要がなく、余剰はんだを生じさせないため、はんだブリッジの発生を防止することができる。
【００４４】
また、はんだに対して濡れ性が低い加熱部材６０を用いることで、いわゆるはんだ喰われがなく、加熱部材６０の高寿命化が図れる。
【００４５】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るはんだ接続方法を示し、図５（ａ）のＢ−Ｂ部に相当する断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００４６】
リフローはんだ５１ａを再溶融させ、再溶融はんだ５１ｂを第１端子部２１と第２端子部３１の隙間や周辺に濡れ広がらせるとき、再溶融はんだ５１ｂが端子全体に十分に濡れ広がらず、クレータ状の凹部が形成される場合がある。
【００４７】
実施形態２に係るはんだ接続方法では、加熱部材６０で断続的に複数回押圧することにより、リフローはんだ５１ａの再溶融、または冷却・固化を繰り返し行っている。これにより、再溶融はんだ５１ｂが端子全体に段階的に濡れ広がっていくため、端子全体を均一にはんだ接続することができる。
【００４８】
（実施形態３）
図９は、実施形態３に係るはんだ接続方法を示し、図５（ａ）のＢ−Ｂ部に相当する断面図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００４９】
実施形態３に係るはんだ接続方法では、加熱部材６０を端子の延伸方向に少し傾けて、加熱部材６０の端部から接続部に接触、または離脱させる。加熱部材６０を端部から接続部に接触させることにより、加熱部材６０の熱が直接リフローはんだ５１ａに伝熱するため、はんだ付け時間を短縮することができ、また、リフローはんだ５１ａが端子部の延伸方向に徐々に再溶融していく。また、加熱部材６０を端部から離脱させることにより、再溶融はんだ５１ｂが端子部の延伸方向に徐々に冷却・固化していく。このため、はんだが隣接する端子部間よりも端子の延伸方向に濡れ広がるようになり、はんだブリッジの発生をさらに防止することができる。
【００５０】
以上、本発明のはんだ接続方法を液晶表示モジュールの製造工程に適用した実施形態について説明したが、本発明のはんだ接続方法は、特に用途を限定するものではなく、例えば、デジタルスチルカメラやスマートフォン等の携帯性を有する小型機器のはんだ接続に適用できる。このような携帯小型機器に本発明のはんだ接続方法を採用すると、フレキシブル配線基板の端子の間隔を狭めて接続部分を小さくすることができるので、装置を小型化することができ、特に効果的である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  液晶パネル
１１  ＣＦパネル
１２  ＴＦＴパネル
１３  バックライト
１４  駆動ＩＣ
１６  電子部品
２０  液晶パネル用ＦＰＣ
２１  第１端子部
２２  電子部品用端子部
３０  バックライト用ＦＰＣ
３１  第２端子部
４０  マスク
４１  開口部
４２  開口部
４５  スキージ
５０  ペーストはんだ材
５１  ペーストはんだ
５１ａ  リフローはんだ
５１ｂ  再溶融はんだ
５２  ペーストはんだ
５２ａ  リフローはんだ
５５  フラックス
６０  加熱部材
１００  液晶表示モジュール
【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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【図９】
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【図１０】
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