説明

基板接続構造および電子機器

【課題】回路パターンの微細化、高密度化に際しても、コンタミネーションを防止し、信頼性の高い基板間接続を実現することのできる接続構造を提供する。
【解決手段】硬質基板における端子部と、軟質基板における端子部とを電気的に接続する際等に用いられる接続構造であり、配線パターン101の形成された軟質基材(第1基材102)で構成された第1基板CB1と、配線パターン104の形成された硬質基材(第2基材105)で構成された第2基板CB2とを備え、この第1基材102上の配線パターン101と、第2基材105上の配線パターン104とが、接着剤107を介して対面配置された状態で、熱圧着され、電気的および機械的接続がなされるようにしたもので、第1基材102の伸長部である第2領域R2が、第2基材105の第3領域R3の配線パターン104(第3および第4回路パターン104A、104B・・)と重なる位置にあり、接着剤107で配線パターン104を密着して被覆したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板接続構造およびこれを用いた電子機器に関し、特に軟質基材で構成される回路基板を硬質基材で構成される回路基板に電気的に接続する技術に代表される、複数の端子間の接続構造に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば携帯電話等の携帯端末は、その筐体内において屈曲性の低い硬質基材(剛性基材)を用いた回路基板である硬質基板における端子部と、屈曲性の高い軟質基材(可撓性基材)を用いた回路基板である軟質基板における端子部とを電気的に接続した構造をとる場合がある。
【0003】
高屈曲性という軟質基材の特性を活かして、筐体内で、回路基板を折り曲げたり、折り畳んだりすることで、薄型化を実現したり、筺体を二分割して、2つの筺体を折り畳む折り畳み構造やスライドさせるスライド構造など、利便性の良い接続構造が実現されている。
【0004】
また、このような接続構造において端子間の電気的接続は、各々の基板に形成された配線パターンを、ACF(Anisotoropic Conductive Film:異方性導電膜)などの導電性をもつ接着材料を用いることが一般的である。
【0005】
ACFは、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などの高耐熱性を有し、耐候性に優れた熱硬化型の樹脂中に、硬質の導電性粒子(金属粉末または、金属被覆した硬質樹脂)を均一に分散配合したものであり、導電接続する端子間同士は、導通するが、隣接する端子間は、絶縁性を保持する機能を有している。
【0006】
ACFを用いた端子間接続の工程としては、図13乃至15に示すように、硬質基板である第2基板CB2の接続する端子部に接着剤407としてACFを供給した後、第1基板CB1である軟質基板の接続する端子部を重ね合わせ、軟質基板の裏面から加熱・加圧することで、熱圧着する方法が一般的に行われている。
【0007】
近年、こうしたACF接続を行う電極端子は、電子機器の小型化・高機能化の流れを受けて、微細化が進むとともに端子数が増加しており、およそ0.05mm〜0.5mmの電極線幅で、およそ10〜150ピンの接続が行われている。
【0008】
このように微細で多数の電極端子間接続を、異方性導電性フイルムを用いて行うためには、端子の保護(傷・磨耗防止、汚染防止)のために基板表面を被覆する配線保護樹脂であるソルダレジストを取り除き、異方性導電性接着剤が端子間に充填される構造にする必要がある。
【0009】
また、この接続に際しては、ボンディングツールを用いて、加熱・加圧接続を行うが、ボンディングツール幅がソルダレジストの開口幅(抜き幅)よりも広い場合、ボンディングツールがソルダレジストに乗り上げてしまい、端子を押し込めない状態になるため、良好な端子間接続ができないことになる。このため、レジスト抜き幅は、ボンディング幅よりも広く取ることが一般的に行われている。
【0010】
この時、ボンディングしないエリアに、レジストコートされていない、配線端子が、露出した状態が生じる。
【0011】
この大気中に露出せしめられた配線端子は、保護(傷・磨耗防止、汚染防止)されていないため、酸化や、コンタミネーション(ガスや異物)による腐食(イオンマイグレーション含む)が起きやすい状態にある。
【0012】
従来基板接続構造としては、その一例を図13乃至15に示すように、配線パターン401の形成された軟質基材からなる第1基材402で構成された第1基板CB1と、配線パターン404の形成された硬質基材からなる第2基材405で構成された第2基板CB2とを備え、この第1基材402上の配線パターン401と、第2基材405上の配線パターン404とが、接着剤407を介して対面配置された状態で、熱圧着され、電気的および機械的接続がなされるようにしたものがある。ここで図13は第1基板CB1を示す図、図14は第2基板CB2を示す図、図15は基板接続構造を示す断面図である。
【0013】
図13乃至図15に示した従来例の基板接続構造の場合は、ソルダレジスト(カバーレイ)403で被覆されていない領域である第1領域R1の配線パターン401は、露呈した状態であり、自然に配線パターン表面のめっきが酸化されたり、外部から侵入したコンタミネーション(ガスや異物)により、腐食したり、通電した場合に、イオンマイグレーションが発生したりする場合がある。
【0014】
この時、従来の基板接続構造(図12乃至図14参照)では、第1基板の配線パターン401の端面408が露呈した状態であり、表面酸化され易くまた、この端面には、異物・汚れ・水などが、付着し易い状態にあるので、通電を行った際、腐食やマイグレーションが加速して起こる場合がる。
【0015】
さらに、第2基板の配線パターン404が接着剤407で覆われず露呈した状態の部分が存在するが、やはり、表面酸化され易くまた、この部分には、異物・汚れ・水などが、付着し易い状態にあるので、通電を行った際、腐食やマイグレーションが加速して起こることがある。
【0016】
このため、従来は、配線パターン401、404は、特に微細ピッチ(0.3mm以下)では、酸化やコンタミネーションによる腐食によって配線不良が生じ易い。また、これを防ぐには、高価なAuめっきを厚く(サブミクロンオーダー)行うという提案されている。
【0017】
また、配線パターンの腐食を防止するため、防湿絶縁材料も開発されており、実際に、配線端子をコートする構造が提案され、実用化もなされている(特許文献1、2)。
【0018】
また、コート材を用いない方法として、配線パターン露呈部まで、異方性導電フイルムで覆うという方法も提案されている(特許文献3)。
【0019】
【特許文献1】特開2003−330005号公報
【特許文献2】特開2005−345499号公報
【特許文献3】特開2000−138257号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0020】
しかしながら、特許文献1、2では、いずれも、ボンディングに必要な材料以外の材料を用いることになり、製造工程の増大を招き、コストの高騰につながることになる。
【0021】
また特許文献3で用いられている材料は、ボンディングに必要な材料ではあるが、使用量が増加することになり、材料コストの高騰を招くという問題がある。さらに、このような使用方法では、ボンディング領域の外周部の異方性導電性フイルムまでは熱が加わらず、未硬化状態にあるので、剥離し易くなったり、空洞が生じたりするため、コンタミネーションに対して十分な保護にはなっていない。
【0022】
また近年、回路パターン厚みは、薄くなる一方であり、25μm程度であったものが、12.5μm、さらには8μmとなっているものもあり、このような薄い回路パターン間にゴミが付着するなど、コンタミネーションが生じると、短絡不良の原因となるため、露出部の回路パターンの保護は深刻な問題となっている。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、回路パターンの微細化、高密度化に際しても、コンタミネーションを防止し、信頼性の高い基板間接続を実現することのできる接続構造を提供することを目的とする。
また、回路パターンを保護し、短絡不良や接続不良のない基板間接続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】
【0023】
本発明の基板接続構造は、第1領域に第1配線面を備える第1基材と、第1境界線を挟んで前記第1領域と隣り合う第2領域に前記第1境界線に沿って前記第1基材に隣接して配置される面状部材と、前記第1基材の前記第1領域に、前記第1境界線に交差する第1配線方向に沿って配置され、前記第1境界線上に端部を備えた第1回路パターンと、前記第1基材の前記第1領域に前記第1配線方向に沿って配置され、前記第1境界線上に端部を備えた第2回路パターンと、を有する第1基板と、第3領域と、第2境界線を挟んで前記第3領域と隣り合いかつ配線保護樹脂で覆われた第4領域を有する第2配線面を備える第2基材と、前記第2基材の前記第3領域に、前記第2境界線に交差する第2配線方向に沿って配置された第3回路パターンと、前記第2基材の前記第3領域に、前記第2配線方向に沿って配置された第4回路パターンと、を有する第2基板と、を備え、前記第1基板の前記第1配線面と前記第2基板の前記第2配線面とが対面し、前記第1基材の前記第1領域と前記第2基材の前記第3領域が接着剤を介して接合され、前記第1回路パターンと前記第3回路パターンとが電気的に接続されるとともに、前記第2回路パターンと前記第4回路パターンとが電気的に接続され、前記面状部材が、前記第2基板の前記第3領域の前記第3および第4回路パターンと重なる位置にあることを特徴とする。
この構成によれば、第3及び第4の回路パターンが露呈する部分がなくなり、第3及び第4の回路パターンがこれに重なる面状部材で被覆保護された状態となっているため、第1基材によって保護された状態になる。従って回路パターンの防水・防湿効果も見込める。また、この構成によれば、熱圧着工程だけで、回路パターンが保護された基板接続構造を実現することができる。
【0024】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記面状部材が、前記配線保護樹脂と重なる位置にあるものを含む。
この構成により、面状部材が、配線保護樹脂に重なる位置に到達するように形成されているため、より確実な回路パターンの保護が可能となる。
【0025】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記面状部材が、前記配線保護樹脂と接する位置にあるものを含む。
この構成により、面状部材が、配線保護樹脂と接するように形成されているため、さらに確実な回路パターンの被覆保護が可能となる。
さらにまた、接合面を鏡面研磨するなど、平滑化処理を行い、接着剤を介することなく、空気を押し出しながら直接接合することで、接着剤もなくクリーンでかつより確実な接合が可能となる。
【0026】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記面状部材が、前記接着剤を介して前記配線保護樹脂と接合されるものを含む。
この構成により、面状部材が、配線保護樹脂と接着剤を介して接合されることで、薄く可撓性の面状部材が接着剤で固定され配線保護樹脂から離れにくくなり、結果として被覆効果が上がり、さらに確実な回路パターンの被覆保護が可能となる。
【0027】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記接着剤が、前記第1基材の前記第2領域の前記第1基材と、前記第1回路パターンの前記端部と、前記第2回路パターンの前記端部と、前記第2基材の前記第3領域の前記第2基材とを接合するものを含む。
この構成により、回路パターンの端部にも接着剤が接合するので、回路パターンを持たず薄く可撓性をもつ面状部材と第2基材との間の接合強度が上がる。
【0028】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記配線保護樹脂が前記第2境界線上に端面を有し、前記接着剤が、前記第2領域の前記第1基材と、前記配線保護樹脂の前記端面と、前記第3領域の前記第2基材とを接合するものを含む。
この構成により、配線保護樹脂の端部にも接着剤が接合するので、回路パターンを持たず薄く可撓性をもつ面状部材と第2基材との間の接合強度が上がる。
【0029】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記接着剤が、前記第1基材の前記第2領域と向かい合う前記第2基材の前記第3領域に有る前記第3回路パターンと前記第4回路パターンとを更に接合するものを含む。
【0030】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記面状部材は、前記第1配線面に沿って、前記1基材と一体的に形成される。
この構成によれば、第1基材を、所定の長さだけ長く形成し、上記構造を満たすようにすることで、より容易に形成することが可能となる。また実装も容易である。
【0031】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記面状部材は、前記1基材の前記第1配線面と反対の面上に積層された第3基材を含むものを含む。
この構成によれば、通常の構成の第1基材を用いても、第3基材を積層するだけでよく、汎用性が向上する。
【0032】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第1配線方向と前記第2配線方向が略平行であり、前記第1及び第2回路パターンが略平行であり、前記第3及び第4回路パターンが略平行であるものを含む。
この構成によれば、より、微細で高密度の配線構造を実現することができる。また、第1回路基板の回路パターンを製造する工程で、回路パターン長さをコントロールするだけで、第2基材で第1及び第2の回路パターンが覆われるようにし、第1及び第2の回路パターンを第2基材で被覆保護することも可能であり、これにより、第1回路基板(第1基材)の製造コストに影響を与えない。
【0033】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第3及び第4回路パターンの端面が接着剤と接するものを含む。
この構成により、第2基板側で第3及び第4の回路パターンを短くし、端面が第3領域内にあるようにし、接着剤で覆われるようにしたことで、別途面状部材を設けたり第1基材を延長したりすることなしに、第3及び第4の回路パターンが露呈するのを防止することができる。
【0034】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第3及び第4回路パターンは、前記第1及び第2回路パターンとの接合部に端面を有したものを含む。
この構成により、第2基板側で第3及び第4の回路パターンを短くし、前記第1及び第2回路パターンとの接合部に端面が位置するようにし、端面が接着剤で覆われるとともに、第3及び第4回路パターンは第1及び第2回路パターンで覆われることで、別途面状部材を設けたり第1基材を延長したりすることなしに、第3及び第4の回路パターンが露呈するのを防止することができる。
【0035】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第3及び第4回路パターンは、前記第1及び第2回路パターンとの接合部に端面を有し、前記端面が前記第1及び第2回路パターンの端面よりも内側すなわち第1領域側に位置し、前記接合部で第3及び第4回路パターンは前記第1及び第2回路パターンにそれぞれ当接するものを含む。
この構成により、第2基板側で第3及び第4の回路パターンを短くし、端面が第3領域内にあるようにしたことで、別途部材を設けたり第1基材を延長したりすることなしに、第3及び第4の回路パターンが露呈するのを防止することができる。
【0036】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第1基板は軟質基板であり、前記第2基板は硬質基板であるものを含む。
この構成によれば、第1基板が軟質基板であるため、第2基板上に密着性よく接着させることができ、また接着剤なしに直接接合により密着させることも可能である。
【0037】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記配線保護樹脂は、ソルダレジストであるものを含む。
この構成によれば、塗布形成され、塗布領域の変更に際し自由度が高い。
【0038】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記接着剤が、異方性導電性接着剤であるものを含む。
この構成によれば、塗布し、熱圧着するだけで、電気的接続および機械的接続の向上をはかることができる。
【0039】
また本発明では、上記基板接続構造において、前記第1および第2回路パターンは、前記配線保護樹脂の膜厚よりも厚いものを含む。
この構成によれば、回路パターン同士の確実な電気的接続が可能となり、また前記第1および第2回路パターンと前記第3および第4回路パターンとをそれぞれ当接させ、回りを絶縁性接着剤で固定するというような構造にも適用可能である。
【0040】
また本発明の電子機器は、上記基板接続構造を有する。
【発明の効果】
【0041】
本発明によれば、第2基材上の回路パターンが露呈する部分がなくなり、第2基材上の回路パターンがこれに重なる面状部材で被覆保護された状態となっているため、面状部材によって保護された状態になる。従って回路パターンの防水・防湿効果を見込むこともできる。また、この構成によれば、熱圧着工程だけで、回路パターンが保護された基板接続構造を実現することができる。
また、回路パターンを具備した第1及び第2基材を熱圧着接続することで、製造コストに影響を与えることなく、各々の回路パターンが保護された構造が可能になるため、基板構造体の耐候性・耐久性・接着力が向上し、信頼性向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0042】
(実施の形態1)
実施の形態1の基板接続構造は、携帯端末などに用いられるもので、その筐体内において屈曲性の低い硬質基材(剛性基材)を用いた回路基板である硬質基板における端子部と、屈曲性の高い軟質基材(可撓性基材)を用いた回路基板である軟質基板における端子部とを電気的に接続する際に用いられる構造であり、図3及び図4(図1乃至4)に示すように、配線パターン101の形成された軟質基材からなる第1基材102で構成された第1基板CB1と、配線パターン104の形成された硬質基材からなる第2基材105で構成された第2基板CB2とを備え、この第1基材102上の配線パターン101と、第2基材105上の配線パターン104とが、接着剤107を介して対面配置された状態で、熱圧着され、電気的および機械的接続がなされるようにしたもので、第1基材102の伸長部である第2領域R2が、第2基材105の第3領域R3の配線パターン104(第3および第4回路パターン104A、104B・・)と重なる位置にあり、接着剤107で配線パターン104を密着して被覆したことを特徴とする。図1は第1基板CB1を示す図、図2は第2基板CB2を示す図、図3及び図4は基板接続構造を示す断面図であり、それぞれ図2のA−A’断面およびB−B’断面に相当する。
【0043】
硬質基材としては、ガラスエポキシプリプレグをベースとした基材が主に用いられ、軟質機材としては、ポリイミドフイルムをベースとしたフィルム基材が主に用いられている。
【0044】
第1基材102上の配線パターン101、第2基材105上の104には、10〜25μm厚のCu配線が主に用いられ、0.05〜0.5mmの配線幅で、均等な配線ピッチ(0.1〜1.0mm)で配置される。接続するパターンの電極数は、およそ10〜150ピンである。ここでは、第1基材102上の配線パターン101としては第1回路パターン101A、第2回路パターン101Bの他、回路パターン101C、101D、101E、101Fの6本が略平行に等間隔で配列されている。一方、第2基材105上の配線パターン104としては第3回路パターン104A、第4回路パターン104Bの他、回路パターン104C、104D、104E、104Fの6本が、第1基材102上の配線パターン101の配列に対向して略平行に等間隔で配列されている。Cu配線には、表面の酸化を防止する目的で、Niめっき上にAuめっきをするものが多いが、その他に、Snめっきや、Auめっきのみを行う場合もある。
【0045】
第2基板CB2には、第2境界線E2を境に、接合領域となる第3領域R3を除く第4領域には、ソルダレジスト106が塗布されており、配線パターン105を保護する役割を果たしている。レジストには、感光性や熱硬化性のエポキシ系樹脂を用いることが多い。
【0046】
一方で、第1基板CB1の配線パターン101と接着剤107を介して接続を行う接合領域は、ソルダレジスト106が塗布されていない第3の領域R3である。こうすることにより、熱圧着方式で、接続を行う際、ボンディングツールを用いて接続を行うが、超硬質金属や、セラミック素材で構成されるボンディングツールがソルダレジスト106と干渉しない位置にあるので、接続を確実に行うことができる。
【0047】
このソルダレジスト106を形成していない第3領域R3の配線パターン104(第3回路パターン104A、第4回路パターン104B、回路パターン104C、・・・104F)は、配線面が露呈した状態であり、そのままでは、自然と配線パターン表面のめっきが酸化されたり、外部から侵入したコンタミネーション(ガスや異物)により、腐食したり、通電した場合に、イオンマイグレーションが発生したりする可能性が生じる。
【0048】
一方、第1基板CB1にも、ソルダレジスト(カバーレイ)103が形成されており、配線パターン101(第1回路パターン101A、第2回路パターン101B、回路パターン101C、・・・101F)を保護する役割を果たしている。また第1基板CB1は、第1境界線E1で第1回路パターン101A、第2回路パターン101B、回路パターン101C、・・・101Fは、端面108を構成しており、配線パターン101を有する第1領域R1と、配線パターンを持たない第2領域R2とに分割されている。
【0049】
ここで、第2基板CB2の配線パターン105と接着剤107を介して接続を行う領域である第1基板CB1の第1基材102の第1領域R1には、ソルダレジスト(カバーレイ)103を形成していない。こうすることにより、熱圧着方式で、接続を行う際、ボンディングツールを用いて接続を行うが、このボンディングツールがソルダレジスト(カバーレイ)103と干渉しない(ぶつからない)位置にあるため、接続を確実に行うことができる。
【0050】
このように本実施の形態の基板接続構造では、軟質基材である第1基材側102は、配線パターン101が、配線パターン方向D1に沿って第1基材102が第境界線E1を超えて伸長し、配線パターンを持たない第2領域R2を形成しており、第1基板及び第2基板を接着剤107で接続した状態では、完全に配線パターン101(第1回路パターン101A、第2回路パターン101B、回路パターン101C、・・・101F)の端面108が接着剤107で覆われた状態になるので、表面酸化が起こり難く、同時に、異物・汚れなどが、進入し難い状態にあるので、通電しても腐食やマイグレーションは、簡単には生じない状態にある。
【0051】
さらに、本実施の形態の基板接続構造では、ソルダレジスト106の形成されていない硬質基材である第2基材の第4領域R4の配線パターン104は、接着剤107を介して、第1基材102で完全に被覆する状態になるので、表面酸化が起こり難く、同時に、異物・汚れなどが、進入し難い状態にあるので、通電しても腐食やマイグレーションは、簡単には生じない状態にある。
【0052】
このため配線パターン104(第3回路パターン104A、第4回路パターン104B、回路パターン104C、・・・104F)は、特に微細ピッチ(0.3mm以下)であっても、このように接着剤7及び第1基材102の第2領域R2で被覆保護され、酸化やコンタミネーションによる腐食が起き難い状態にすることができるため、高価なAuめっきを厚く(サブミクロンオーダー)行う必要はなくフラッシュAuめっきで十分であり、また、Cuめっきや、Snめっきでも品質保持が可能であり、部品コストの低減を見込むことができる。
【0053】
ここで接続に際し、接着剤107の供給方法としては、Bステージ状態のフイルムの場合は、熱圧着法で、ペースト状態の場合は、ディスペンス法で行うのが望ましい。
【0054】
また、接着材107は、エポキシ系、アクリル系など熱硬化型樹脂であり、硬化物としての特性は、高耐熱性(ガラス転移温度が、60〜150℃)であり、耐候性に優れたものである。
【0055】
なお、接着剤107を介して、基板間接続を熱圧着方式で接続するに際しては、軟質基材である第1基材102の裏面から、ボンディングツールを用いて行う。ツールの種類は、コンスタントヒート方式で加熱された金属製ツールや、セラミックヒート方式で加熱されたセラミック製ツールを用いることができる。
【0056】
また、熱圧着を行う際、ツールに接着剤107が付着しないようにすると同時に、パターンを平行に均等に接続できるよう、ツールと軟質基板の間に、緩衝材(シリコーンゴムやテフロンシートなど離型性に優れた高耐熱材)を挟むようにするのが望ましい。
【0057】
また、熱圧着に際して、例えば第1回路パターン101Aと第3回路パターン104Aとの間、第2回路パターン101Bと第4回路パターン104Bとの間、回路パターン101Cと回路パターン104Cとの間などの配線パターン間の接続領域では、配線パターンが接着剤107を押し出し、図4に示すように配線パターン同士が接触するようにして圧着しながら、周囲の接着剤を硬化させ接合する必要がある。そのため、ツールが圧力を加える領域は接着剤107を供給した領域を完全に包含することが望ましい。熱圧着条件は、接着剤の昇温ピーク温度が、120〜230℃で、ツール圧力が、0.3MPa〜5.5MPaで、加熱・加圧時間が、1.0秒〜15.0秒である。
【0058】
すなわち、本発明の基板接続構造は、第1領域R1に第1配線面を備える第1基材102と、第1境界線E1を挟んで前記第1領域R1と隣り合う第2領域R2に前記第1境界線E1に沿って前記第1基材102から隣接して伸長して配置される面状部材(としての第1基材102と、前記第1基材102の前記第1領域R1に、前記第1境界線E1に交差する第1配線方向D1に沿って配置され、前記第1境界線E1上に端部108を備えた第1回路パターン101と、前記第1基材102の前記第1領域R1に前記第1配線方向に沿って配置され、前記第1境界線E1上に端部108を備えた第2回路パターン101Bと、を有する第1基板CB1と、第3領域R3と、第2境界線E2を挟んで前記第3領域とR3隣り合い、配線保護樹脂としてのソルダレジスト106で覆われた第4領域R4を有する第2配線面を備える第2基材105と、前記第2基材105の前記第3領域R3に、前記第2境界線E2に交差する第2配線方向D2に沿って配置された第3回路パターン104Aと、前記第2基材105の前記第3領域R3に、前記第2配線方向D2に沿って配置された第4回路パターン104Bと、を有する第2基板CB2と、を備え、前記第1基板CB1の前記第1配線面と前記第2基板CB2の前記第2配線面とが対面し、前記第1基材102の前記第1領域R1と前記第2基材102の前記第3領域R3が接着剤を介して接合され、前記第1回路パターン101Aと前記第3回路パターン104Aとが電気的に接続されるとともに、前記第2回路パターン101Bと前記第4回路パターン104Bとが電気的に接続され、前記面状部材を構成する第1基材102が、前記第2基板CB2の前記第3領域R3の前記第3および第4回路パターン104A、104Bと重なる位置にあるため、この構成によれば、第3及び第4の回路パターン104A、Bをはじめとする配線パターン104が露呈する部分がなくなり、第3及び第4の回路パターン104A、B、回路パターン104C・・・104Fがこれに重なる第1基材102で被覆保護された状態となっているため、回路パターンの防水・防湿効果も確実である。また、この構成によれば、熱圧着工程だけで、回路パターンが保護された基板接続構造を実現することができる。
【0059】
また本実施の形態では、面状部材である第1基材102が、接着剤107を介して配線保護樹脂であるソルダレジスト106と接合されることで、薄く可撓性の面状部材である第1基材102が接着剤107で固定されソルダレジスト106から離れにくくなり、結果として被覆効果が上がり、さらに確実な回路パターンの被覆保護が可能となる。
なお、第1基材102は、第2基板CB2の配線パターン104を被覆保護するソルダレジスト106と接合されていなくても、重なる位置に到達するように形成されているだけでもよい。
【0060】
また上記構成によれば、回路パターン101の端部108にも接着剤107が接合するので、回路パターンを持たず薄く可撓性をもつ面状部材を構成する第1基材102と第2基材105との間の接合強度が向上する。
【0061】
また接着剤107が、前記第1基材102の前記第2領域R2と向かい合う前記第2基材105の前記第3領域R3に有る前記第3回路パターン104Aと前記第4回路パターン104B(回路パターン104C・・・104F)とを更に接合することで、回路パターンの露呈部が接着剤で保護された状態となり、回路パターンの保護性が向上する。
【0062】
また前記実施の形態では、面状部材は、第1配線面に沿って、第1基材102と一体的に形成されているため、第1基材を、所定の長さだけ長く形成し、上記構造を満たすようにすることで、より容易に形成することが可能となる上、また実装も容易である。
【0063】
さらにまた本発明では、第1配線方向と第2配線方向が略平行であり、第1及び第2回路パターンが略平行であり、前記第3及び第4回路パターンが略平行であるため、第1基板の回路パターンを製造する工程で、回路パターン長さをコントロールするだけで、第2基材で第1及び第2の回路パターンが覆われるようにし、第1及び第2の回路パターンを第2基材で被覆保護することも可能であり、これにより、第1基板(第1基材)の製造コストに影響を与えないようにすることができる。
【0064】
また本発明では、第1および第2回路パターン101A、101B・・・など第1基材上の配線パターン101の膜厚d1は、配線保護樹脂106の膜厚d2よりも厚いため、回路パターン同士の確実な電気的接続が可能となり、また前記第1および第2回路パターンと前記第3および第4回路パターンとをそれぞれ当接させ、回りを絶縁性の接着剤107で固定することが出来る。
【0065】
さらにまた配線保護樹脂であるソルダレジスト106が第2境界線E2上に端面を有し、接着剤107が、第2領域R2の第1基材102と、ソルダレジスト106の端面と、第3領域R3の第2基材とを接着しているため、ソルダレジストの端部も接着剤で接着されるため、薄く可撓性をもつ面状部材である第1基材と第2基材との間の接着強度が向上する。
【0066】
なお前記実施の形態では、配線パターンが接続部で6本づつ(第1回路パターン101A、第2回路パターン101B、回路パターン101C・・・101F、と第3回路パターン104A、第4回路パターン104B、回路パターン104C・・・104F)である構造について説明したが、何本であってもよいことはいうまでもない。また各配線パターンの端面が揃っている構造について説明したが、揃っていなくてもよい。
【0067】
(実施の形態2)
次に本発明の実施の形態2について説明する。
前記実施の形態1では第1基板CB1と第2基板CB2とを接続するための接着剤としてエポキシ樹脂などの絶縁性接着剤を用いたが、絶縁性接着剤に代えて本実施の形態では、異方導電性接着剤107Iを用いたことを特徴とする。
【0068】
本実施の形態では、異方導電性接着剤107Iは、前記実施の形態1で用いたエポキシ樹脂などの絶縁性接着剤に導電性粒子を添加して異方性導電性をもたせるようにしたものである。ここで導電性粒子としては、ニッケル(Ni)、金(Au)コートしたニッケル(Ni)、銀(Ag)、はんだ(Sn、Ag、Cu、In、Bi、Znなどの合金)などの金属粉末、または、これらの金属を単層または多層にコートした硬質樹脂(メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂など)が適当である。サイズは、2μm〜10μmで、含有量は、5〜20%程度であることが望ましい。
他部については、前記実施の形態1と同様に形成されるが、本実施の形態では図5及び図6に示すように、第1回路パターン101Aと第3回路パターン104A、第2回路パターン101Bと第4回路パターン104Dとの間に異方導電性接着剤107Iが存在している点が、前記実施の形態1と異なる点である。この差については図3及び図4と図5及び図6との比較から明らかである。他は前記実施の形態1と同様に形成される。
【0069】
本実施の形態では、わずかな位置ずれは異方導電性接着剤によって補償される点、回路パターン全体を異方導電性接着剤によって被覆することができ、酸化などの劣化から確実に保護できる点が、前記実施の形態1における効果に付加される効果である。
【0070】
(実施の形態3)
次に本発明の実施の形態3について説明する。
図7乃至9に示すように、実施の形態3の基板接続構造は、第1基板CB1においては、第1基材202の長さは長くなく、第1境界線E1から若干延びているだけで、第2領域R2は配線保護樹脂(ソルダレジスト)206まで到達していないが、第2基板CB2の配線パターン204(第3回路パターン204A、第4回路パターン204B、回路パターン204C、・・・204F)が、ソルダレジスト206の手前で途切れ接着剤207を介して第1基材202で覆われた状態にある点が前記実施の形態1と異なる点である。なお第1基板CB1の配線パターン201(第1回路パターン201A、第2回路パターン201B、回路パターン201C、・・・201F)の端面208は、第2基板CB2の配線パターン204(第3回路パターン204A、第4回路パターン204B、回路パターン204C、・・・204F)の端面209よりも外側すなわち第1領域側に位置している。他については前記実施の形態1と同様である。図7は第1基板CB1を示す図、図8は第2基板CB2を示す図、図9は基板接続構造を示す断面図である。
【0071】
この場合、図9に示したように、異方導電性接着剤207Iは配線パターン201、204を第1基板CB1の基材202と、異方導電性接着剤207Iで、完全に被覆される状態に接続されておれば良く、図1乃至4に示した前記実施の形態1の基板接続構造のようにソルダレジスト207の開口部である第3の領域R3全体を覆う必要はない。
この構成により、第2基板CB2の配線パターン204(第3回路パターン204A、第4回路パターン204B、回路パターン204C、・・・204F)の端面209を短くし、接着剤207に接すると共に接着剤を介して第1基材202で覆われるようにしたことで、別途部材を設けたり第1基材を延長したりすることなしに、第3及び第4の回路パターンが露呈するのを防止することができる。
【0072】
また、第2基板CB2の配線パターン204(第3回路パターン204A、第4回路パターン204B、回路パターン204C、・・・204F)は、前記第1及び第2回路パターンとの接合部近傍に端面209を有し、この端面209は第1基板CB1の配線パターン201(第1回路パターン201A、第2回路パターン201B、回路パターン201C、・・・201F)の端面208よりも外側すなわち第2領域側に位置し、前記接合部で配線パターン204(第3回路パターン204A、第4回路パターン204B、回路パターン204C、・・・204F)は第1基板CB1の配線パターン201(第1回路パターン201A、第2回路パターン201B、回路パターン201C、・・・201F)及び接着剤207にそれぞれ覆われていることで、別途部材を設けたり第1基材を延長したりすることなしに、回路パターンが露呈するのを防止することができる。
【0073】
この構成によっても、第1実施の形態と同様に、配線露呈部がないため、品質保持が可能となる。
【0074】
(実施の形態4)
次に本発明の実施の形態4について説明する。
図10乃至12に示すように、実施の形態4の基板接続構造は、第1基板CB1において、第1の基材302を延長するのではなく、第1基板は通例のものを用い、第1の基材の配線面の反対面側に、面状部材308(第3基材)としてポリイミドテープを貼り付けた点で実施の形態1と異なる。他は同様に形成されており、対応する部位には対応する番号を付した。図10は第1基板CB1を示す図、図11は第2基板CB2を示す図、図12は基板接続構造を示す断面図である。
すなわち、図12に示すように、実施の形態4の基板接続構造は、軟質基板の配線パターン301の配線方向の延長上に、配線パターン301を設けた第1基材302ではなく、この第1基材302の配線面の反対面側に別の面状部材308を積層したことを特徴とする。
【0075】
面状部材308は、第1基材302と同じ材質、すなわちポリイミドフィルムで構成される。カバーレイとしてのソルダレジスト303もポリイミドフィルムも、通常25ミクロン12.5そして8ミクロンという薄いものも形成できるようになっており、面状部材を含めた第1基板全体としても十分に薄く形成できることから熱伝導性を高くすることができカバーレイごとボンディングすることも可能である。
【0076】
面状部材308は、第1基材302と接着されている必要はなく、第1基板CB1の一部を折り畳んだ時、所望の位置に配置されるものであってもよい。(この場合も、広義の積層状態として扱うものとする。)
【0077】
この構成によっても、実施の形態1と同様に、配線露呈部がないため、接続部の品質保持が可能となる。
なお本実施の形態では、第1基板及び第2基板を接合した後、面状部材を貼り付けるようにしてもよい。また面状部材は別途形成されるため、より薄型化が可能であり、被覆性の高いものをえることができる。また十分に薄い面状部材を用い、周囲を真空吸引しながら貼着することで、接着剤なしに第1基材及び第2基板のソルダレジスト形成面に直接接合によって密着性よく接合することができる。面状部材の薄型化により貼着作業が困難である場合には、支持基板に貼り付けた超薄型テープを、支持基板を剥離しながら第1基材及び第2基材を覆うように貼り付けるようにしてもよい。
【0078】
なお前記実施の形態では、第1基材を軟質基材、第2基材を硬質基材で構成したものについて説明したが、これに限定されることなく、硬質基材同士、あるいは軟質基材同士の接続構造にも適用可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0079】
本発明は、軟質基材の回路基板を硬質基材の回路基板に接続する回路基板の接続構造への適用に好適である。
また、この基板接続構造を用いた回路基板を用いれば、防湿・防水性に優れた、携帯電話端末や、携帯情報機器、ポータブルカメラに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【図1】本発明の実施の形態1に係る基板接続構造の第1基板を示す平面図
【図2】本発明の実施の形態1に係る基板接続構造の第2基板を示す平面図
【図3】本発明の実施の形態1に係る基板接続構造を示す接続断面図
【図4】本発明の実施の形態1に係る基板接続構造を示す接続断面図
【図5】本発明の実施の形態2に係る基板接続構造を示す接続断面図
【図6】本発明の実施の形態2に係る基板接続構造を示す接続断面図
【図7】本発明の実施の形態3に係る基板接続構造の第1基板を示す平面図
【図8】本発明の実施の形態3に係る基板接続構造の第2基板を示す平面図
【図9】本発明の実施の形態3に係る基板接続構造を示す接続断面図
【図10】本発明の実施の形態4に係る基板接続構造の第1基板を示す平面図
【図11】本発明の実施の形態4に係る基板接続構造の第2基板を示す平面図
【図12】本発明の実施の形態4に係る基板接続構造を示す接続断面図
【図13】従来例の基板接続構造の第1基板を示す平面図
【図14】従来例の基板接続構造の第2基板を示す平面図
【図15】従来例の基板接続構造を示す接続断面図
【符号の説明】
【0081】
101、201、301、401 第1基板(軟質基板)の配線パターン
102、202、302、402 第1基板(軟質基板)の基材
103、203、303、403 第1基板(軟質基板)のレジスト(カバーレイ)
107、207、307、407 絶縁性接着剤
107I、207I 異方導電性接着剤
104、204、304、404 第2基板(硬質基板)の配線パターン
105、205、305、405 第2基板(硬質基板)の基材
106、206、306、406 第2基板(硬質基板)のソルダレジスト
308 面状部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1領域に第1配線面を備える第1基材と、
第1境界線を挟んで前記第1領域と隣り合う第2領域に前記第1境界線に沿って前記第1基材に隣接して配置される面状部材と、
前記第1基材の前記第1領域に、前記第1境界線に交差する第1配線方向に沿って配置され、前記第1境界線上に端部を備えた第1回路パターンと、
前記第1基材の前記第1領域に前記第1配線方向に沿って配置され、前記第1境界線上に端部を備えた第2回路パターンと、
を有する第1基板と、
第3領域と、第2境界線を挟んで前記第3領域と隣り合いかつ配線保護樹脂で覆われた第4領域とを有する第2配線面を備える第2基材と、
前記第2基材の前記第3領域に、前記第2境界線に交差する第2配線方向に沿って配置された第3回路パターンと、
前記第2基材の前記第3領域に、前記第2配線方向に沿って配置された第4回路パターンと、
を有する第2基板と、を備え、
前記第1基板の前記第1配線面と前記第2基板の前記第2配線面とが対面し、
前記第1基材の前記第1領域と前記第2基材の前記第3領域が接着剤を介して接合され、
前記第1回路パターンと前記第3回路パターンとが電気的に接続されるとともに、前記第2回路パターンと前記第4回路パターンとが電気的に接続され、
前記面状部材が、前記第2基板の前記第3領域の前記第3および第4回路パターンと重なる位置にある基板接続構造。
【請求項2】
請求項1に記載の基板接続構造であって、
前記面状部材が、前記配線保護樹脂と重なる位置にある基板接続構造。
【請求項3】
請求項2に記載の基板接続構造であって、
前記面状部材が、前記配線保護樹脂と接する基板接続構造。
【請求項4】
請求項2に記載の基板接続構造であって、
前記面状部材が、前記接着剤を介して前記配線保護樹脂と接合される基板接続構造。
【請求項5】
請求項1乃至4のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記接着剤が、前記第1基材の前記第2領域の前記第1基材と、前記第1回路パターンの前記端部と、前記第2回路パターンの前記端部と、前記第2基材の前記第3領域の前記第2基材とを接合する基板接続構造。
【請求項6】
請求項1乃至5のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記配線保護樹脂が前記第2境界線上に端面を有し、
前記接着剤が、前記第1基材の前記第2領域の前記第1基材と、前記配線保護樹脂の前記端面と、前記第2基材の前記第3領域の前記第2基材とを接合する基板接続構造。
【請求項7】
請求項1乃至6のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記接着剤が、前記第1基材の前記第2領域と、前記第2基材の前記第3領域に有る前記第3回路パターンと前記第4回路パターンとを更に接合する基板接続構造。
【請求項8】
請求項1乃至7のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記面状部材は、前記第1配線面に沿って、前記1基材と一体的に形成される基板接続構造。
【請求項9】
請求項1乃至7のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記面状部材は、前記1基材の前記第1配線面と反対の面上に積層された第3基材を含む基板配線構造。
【請求項10】
請求項1乃至9のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記第1配線方向と前記第2配線方向が略平行であり
前記第1及び第2回路パターンが略平行であり、
前記第3及び第4回路パターンが略平行である基板接続構造。
【請求項11】
請求項10に記載の基板接続構造であって、
前記第3及び第4回路パターンの端面が、前記接着剤に接する基板接続構造。
【請求項12】
請求項1乃至11のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記第1基板は軟質基板であり、
前記第2基板は硬質基板である基板配線構造。
【請求項13】
請求項1乃至12のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記配線保護樹脂は、ソルダレジストである基板配線構造。
【請求項14】
請求項1乃至13のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記接着剤が、異方性導電性接着剤である基板接続構造。
【請求項15】
請求項1乃至14のいずれかに記載の基板接続構造であって、
前記第1および第2回路パターンは、前記配線保護樹脂の膜厚よりも厚い基板接続構造。
【請求項16】
請求項1乃至15のいずれかに記載の基板接続構造を有する電子機器。

【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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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2009−140640(P2009−140640A)
【公開日】平成21年6月25日(2009.6.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−313313(P2007−313313)
【出願日】平成19年12月4日(2007.12.4)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.テフロン
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】