説明

接続部補強構造、プリント配線板及び接続部補強構造形成方法

【課題】プリント配線板の面積の大きくすることなく、接続強度を向上させる接続部補強構造を提供する。
【解決手段】第1接続端子22を有する第1配線パターン20が表面12に設けられた第1基板10と、第1接続端子22と接続した第2接続端子42を有する第2配線パターン40が設けられた中央部32と第1基板10の裏面14まで達するように折り曲げられた端部34とを有する第2基板30と、第1基板10の裏面14と第2基板30の端部34とを接続する接続補強部70とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント配線板の接続に関し、特にプリント配線板間で高い接続強度を有する接続部補強構造、プリント配線板及び接続部補強構造形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
硬質であるリジッド基板及び可撓性であるフレキシブル基板等のプリント配線板同士を電気的に接続する方法としては、一対のプリント配線板の接続端子部同士を半田付けする方法がある。具体的には、一対のプリント配線板のうち少なくとも一方の接続端子部の表面に半田層を設け、更に半田付けを助長するフラックスを塗布して、両方のプリント配線板の接続端子部同士を重ね合わせ、所定の温度で加熱しながら加圧することで接続する。
【0003】
近年、プリント配線板の配線パターンの微細化及びファインピッチ化が進むことで、接続端子部同士の接続強度が弱くなってきている。そして、接続端子部の半田部が引っぱりによる張力を受けた場合には、絶縁層と導体層の界面が剥離して断線してしまうことがある。そこで、接続するプリント配線板のそれぞれに接続端子部よりも内側に銅箔ランドによる補強ランドを作製し、接続時に補強ランドも半田付けすることによって接続を強固なものにする技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
しかしながら、プリント配線板に補強ランドを作製すると、補強ランドを作製する部分の面積が必要となり、補強ランドの面積の分だけ基板が大きくなってしまう。そこで、補強ランドの大きさを小さくすると、補強強度も小さくなってしまう。また、補強ランドを設けて基板サイズを小さくしようとすると、配線パターンが狭ピッチになってしまう。
【特許文献1】特開平5−90725号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、プリント配線板の面積の大きくすることなく、接続強度を向上させる接続部補強構造、プリント配線板及び接続部補強構造形成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】
【0006】
本願発明の一態様によれば、第1接続端子を有する第1配線パターンが表面に設けられた第1基板と、第1接続端子と接続した第2接続端子を有する第2配線パターンが設けられた中央部と第1基板の裏面まで達するように折り曲げられた端部とを有する第2基板と、第1基板の裏面と第2基板の端部とを接続する接続補強部とを備える接続部補強構造であることを要旨とする。
【0007】
本願発明の他の態様によれば、配線パターンが設けられた中央部と、中央部の両端に、配線パターンと他の基板の配線パターンとの接続強度を補強する接続補強部が設けられる折り曲げ可能な端部とを備えるプリント配線板であることを要旨とする。
【0008】
本願発明の更に他の態様によれば、第1接続端子を有する第1配線パターンが表面に設けられた第1基板と、第1接続端子と接続される第2接続端子を有する第2配線パターンが設けられた中央部と第1基板の裏面まで達する端部とを有する第2基板とを用意するステップと、第1接続端子及び第2接続端子が対向するように向き合わせるステップと、端部が第1基板を抱え込むように折り曲げ、端部が第1基板の裏面に達するステップと、第1基板の裏面と第2基板の端部とを接続する接続補強部を形成するステップとを含む接続部補強構造形成方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、プリント配線板の面積の大きくすることなく、接続強度を向上させる接続部補強構造、プリント配線板及び接続部補強構造形成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0011】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係る接続部補強構造は、図1(a)及び図1(b)に示すように、第1接続端子22を有する第1配線パターン20が表面12に設けられた第1基板10と、第1接続端子22と接続した第2接続端子42を有する第2配線パターン40が設けられた中央部32と第1基板10の裏面14まで達するように折り曲げられた端部34とを有する第2基板30と、第1基板10の裏面14と第2基板30の端部34とを接続する接続補強部70とを備える。
【0012】
本発明の第1の実施の形態に係るプリント配線板としての第2基板30は、図2(a)及び図2(b)に示すように、第2配線パターン40が設けられた中央部と32、中央部32の両端に、第2配線パターン40と第1基板10の第1配線パターン20との接続強度を補強する接続補強部70(図1(b)参照)が設けられる折り曲げ可能な端部34とを備える。
【0013】
第1基板10としては、例えばガラスエポキシ基板、ガラスコンポジット基板、紙エポキシ基板等の硬質のリジッド基板を用いることができる。また、第1基板10として、例えばポリイミド基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)基板、ポリエチレンナフタレート(PEN)基板等の可撓性を有するフレキシブル基板を用いることもできる。第2基板30としては、フレキシブル基板を用いる。第1基板10及び第2基板30は、共に絶縁層でなる基板である。リジッド基板を用いる場合、厚さは2.4mm、2.0mm、1.6mm、1.2mm、1.0mm、0.8mm、0.6mm等を採用することができる。また、フレキシブル基板を用いる場合、厚さは25μm、12.5μm、8μm、6μm等を採用することができる。
【0014】
第1配線パターン20は、第1基板10の表面12上に設計された導体の回路パターンである。同様に、第2配線パターン40は、第2基板30の中央部32に設計された導体の回路パターンである。第1配線パターン20及び第2配線パターン40は、第1基板10及び第2基板30上に圧延銅箔または電解銅箔等によりパターン加工して形成される。第1配線パターン20及び第2配線パターン40には、銅箔以外の金属箔を導体として使うことも可能である。第1配線パターン20及び第2配線パターン40のピッチ幅は10〜500μmとし、パターン幅は10〜500μmとする。第1配線パターン20及び第2配線パターン40の厚さは、35μm、18μm、12μm、9μm等を採用することができる。
【0015】
第1配線パターン20及び第2配線パターン40上には、接着後も優れた柔軟性を有する絶縁性のポリイミドフィルム等を基材にしたカバーレイフィルム等をカバー層(図示せず)として配置する。カバー層で保護されていない第1接続端子22及び第2接続端子42等の露出している導体には、プリフラックス処理、ホットエアレベラ(HAL)、電解半田めっき、及び無電解半田めっき等で表面処理を行う。
【0016】
第1接続端子22は、第1基板10がリジッド基板である場合、基板の端から少しスペースを取り内側に配置される。第1接続端子22及び第2接続端子42は、それぞれ第1基板10及び第2基板30がフレキシブル基板である場合、基板の端に配置してもよい。第1接続端子22及び第2接続端子42は、いかなる形状でも構わない。
【0017】
接続補強部70は、第1基板10の裏面14に設けられた補強ランド52と、第2基板30の端部34に設けられた接続用ランド54と、補強ランド52と接続用ランド54とを接続する接続層62とを備える。補強ランド52及び接続用ランド54は、銅箔ランド等の金属箔ランドである。補強ランド52と接続用ランド54を接続する接続層62は、半田接合、超音波接合、及び導電性接着剤による接合等で形成される。
【0018】
半田接合の方法は、まず、補強ランド52及び接続用ランド54の少なくとも一方に半田ペーストを塗布する、又は半田めっきを施す。そして、補強ランド52及び接続用ランド54が向き合わせて配置され、ヒータチップ等の加熱器で加熱することにより接続層62が形成され接合される。接続層62に使用される接合材料としては、鉛入り半田ペースト、鉛フリー半田ペースト、半田めっき、及び錫めっき等を用いることができる。
【0019】
超音波接合の方法は、まず、補強ランド52及び接続用ランド54のそれぞれに直接金(Au)めっきを施す、又は下地としてニッケル(Ni)めっきを施した後にAuめっきを施す。そして、補強ランド52及び接続用ランド54が向き合わせて配置され、超音波を印加することで金属結合による接続層62が形成され接続される。
【0020】
導電性接着剤による接続方法は、まず、補強ランド52及び接続用ランド54のそれぞれに直接Auめっきを施す、又は下地としてNiめっきを施した後にAuめっきを施す。そして、補強ランド52及び接続用ランド54の少なくとも一方に導電性接着剤を塗布する。次に、補強ランド52及び接続用ランド54が向き合わせて配置され、ヒータチップ等の加熱器で加熱することにより接続層62が形成され接合される。
【0021】
以下に、第1の実施の形態に係る接続部補強構造の形成方法を図1及び図2を参照しながら説明する。
【0022】
(イ)まず、第1基板10及び第2基板30を用意する。そして、図2(a)及び図2(b)に示すように、第1接続端子22及び第2接続端子42が対向するように向き合わせる。
【0023】
(ロ)次に、図2(b)に示す第2基板30の端部34が第1基板10の裏面14の一部まで達するように、端部34は第1基板10を抱え込むように折り曲げられる。端部34が折り曲げられたとき、端部34に設けられた接続用ランド54は、第1基板10の裏面14に設けられた補強ランド52に達する。
【0024】
(ハ)そして、補強ランド52と接続用ランド54は、図1(b)に示すように、半田接合、超音波接合、及び導電性接着剤による接合等の接合方法で接続層62が形成されて接合される。また、第1接続端子22と第2接続端子42も同様に、図1(b)に示すように、半田接合、超音波接合、及び導電性接着剤による接合等の接合方法で接続層60が形成されて接合される。
【0025】
第1の実施の形態に係る接続部補強構造において、表面12の第1接続端子22と第2接続端子42を接続する接続層60、及び接続部補強部70の接続層62のいずれもが半田接合によって設けられる場合、第1接続端子22と第2接続端子42を接続と接続部補強部70の接続が一括して同時にでき、接続部補強部70の接続のために別工程を設ける必要がなくなる。
【0026】
また、第1の実施の形態に係る接続部補強構造において、表面12の第1接続端子22と第2接続端子42を接続する接続層60、及び接続部補強部70の接続層62のいずれもが超音波接合によって設けられる場合、第1接続端子22と第2接続端子42を接続と接続部補強部70の接続が一括して同時にでき、接続部補強部70の接続のために別工程を設ける必要がなくなる。
【0027】
本発明の第1の実施の形態に係る接続部補強構造によれば、補強ランド52が第1基板10の裏面14に設けられているので、第1基板10の面積の大きくすることなく、接続補強部70を形成することができるので接続強度を向上させることができる。
【0028】
また、第1の実施の形態に係る接続部補強構造によれば、補強ランド52が第1基板10の裏面14に設けられているので、第1基板10の表面12上に設計された第1配線パターン20に影響を与えることがなく、大きな面積にすることができるために補強強度を大きくすることができる。
【0029】
更に、第1の実施の形態に係る接続部補強構造によれば、補強ランド52が第1基板10の裏面14に設けられているので、補強ランド52を設けるために第1配線パターン20が狭ピッチになってしまうことがなくなる。
【0030】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る接続部補強構造の接続補強部72は、図3に示すように、図1に示した接続補強部70の補強ランド52と接続用ランド54が設けられていない点が異なる。他は図1に示した接続部補強構造と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【0031】
接続補強部72は、第1基板10の裏面14と、第2基板30の端部34とを接合する樹脂等の接着剤である。接続補強部72に熱硬化性樹脂の接着剤を用いる場合は、第1基板10の裏面14と第2基板30の端部34の間に接着剤を充填し、熱と圧力を加えることで接合する。また、接続補強部72として、フィリップチップ実装でICチップと基板の間に充填するアンダーフィル樹脂を用いることによって、更に第1基板10と第2基板30の接続強度の補強を図ることができる。アンダーフィル樹脂の充填は、先塗り及び後塗りのいずれの塗工方法でも行うことが可能である。
【0032】
本発明の第2の実施の形態に係る接続部補強構造によれば、補強ランド52と接続用ランド54を設けずに、第1基板10と第2基板30の接続強度の補強を図ることができるので、工程の短縮と経費の節約を行うことができる。
【0033】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る接続部補強構造の接続補強部76は、図4に示すように、図1に示した補強ランド52と、接続用ランド54と、接続層62とを備える接続補強部70の代わりに、第1基板10の裏面14に設けられた第3接続端子82を有する第3配線パターン(図示せず)と、第2基板30の端部34に設けられた第4接続端子92を有する第4配線パターン(図示せず)と、第3接続端子82と第4接続端子92を接続する接続層64とを備える点が異なる。他は図1に示した接続部補強構造と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【0034】
本発明の第3の実施の形態に係る接続部補強構造によれば、第1基板10の裏面14上に導体の回路パターンを設計するので、第1基板10の面積の大きくすることなく設計の密度を高めることができ、更に、接続強度を同時に向上させることができる。
【0035】
(第4の実施の形態)
本発明の第4の実施の形態に係る接続部補強構造は、図5に示すように、端部34に第1折り曲げ線36及び第2折り曲げ線38を備える点が、図1に示した第2基板30と異なる。他は図1に示した接続部補強構造と実質的に同様であるので、重複した記載を省略する。
【0036】
第1折り曲げ線36及び第2折り曲げ線38は、図6に示すように、端部34を折り曲げる基点となる。第1折り曲げ線36及び第2折り曲げ線38の間隔は、第1基板10の厚さに依存し、折り曲げた端部34が第1基板10に合致するように設計する。
【0037】
接続用ランド54は、端部34が折り曲げられたときに、第1基板10の裏面14に備える補強ランド52の位置と一致するように配置される。
【0038】
本発明の第4の実施の形態に係る接続部補強構造によれば、第1基板10の幅が広く、横から端部34が抱え込むように折り曲げられない場合にも、接続補強部を形成することができるので接続強度を向上させることができる。
【0039】
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【0040】
例えば、第2の実施の形態における接続部補強構造は、図3に示したように、第2基板30の端部34が重ならないように折り曲げられて接続補強部72を形成すると記載したが、図7に示すように、端部34a,34bが第1基板10の裏面14の全面を抱え込むようにしても構わない。端部34a,34bが第1基板10の裏面14の全面を抱え込むようにすることで、裏面14と端部34aの間を接合する接続補強部72aと、端部34aと端部34bの間を接合する接続補強部72bとによって接続強度を向上させることができる。
【0041】
また、図7に示したような接続部補強構造を、第1及び第3の実施の形態に組み合わせて用いることも可能である。
【0042】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】図1(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る接続部補強構造を示す平面図(その1)であり、図1(b)は、図1(a)のA−A方向から見た断面図である。
【図2】図2(a)は、本発明の第1の実施の形態に係る接続部補強構造を示す平面図(その2)であり、図2(b)は、図2(a)のB−B方向から見た断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る接続部補強構造を示す断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係る接続部補強構造を示す断面図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態に係る接続部補強構造を示す平面図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態に係る接続部補強構造を示す斜視図である。
【図7】本発明のその他の実施の形態に係る接続部補強構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【0044】
10…第1基板
12…表面
14…裏面
20…第1配線パターン
22…第1接続端子
30…第2基板
32…中央部
34,34a,34b…端部
36…第1折り曲げ線
38…第2折り曲げ線
40…第2配線パターン
42…第2接続端子
52…補強ランド
54…接続用ランド
60,62,64…接続層
70,72,72a,72b,76…接続補強部
82…第3接続端子
92…第4接続端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1接続端子を有する第1配線パターンが表面に設けられた第1基板と、
前記第1接続端子と接続した第2接続端子を有する第2配線パターンが設けられた中央部と前記第1基板の裏面まで達するように折り曲げられた端部とを有する第2基板と、
前記第1基板の裏面と前記第2基板の端部とを接続する接続補強部
とを備えることを特徴とする接続部補強構造。
【請求項2】
前記接続補強部は、
前記第1基板の裏面に設けられた補強ランドと、
前記第2基板の端部に設けられた接続用ランドと、
前記補強ランドと前記接続用ランドとを接続する接続層
とを備えることを特徴とする請求項1に記載の接続部補強構造。
【請求項3】
前記接続層は、半田接合によって設けられることを特徴とする請求項2に記載の接続部補強構造。
【請求項4】
前記接続層は、超音波接合によって設けられることを特徴とする請求項2に記載の接続部補強構造。
【請求項5】
前記接続補強部は、前記第1基板と前記第2基板の絶縁層及びカバー層同士を接着剤で接合されていることを特徴とする請求項1に記載の接続部補強構造。
【請求項6】
前記接続補強部は、接着剤であることを特徴とする請求項1に記載の接続部補強構造。
【請求項7】
前記接続補強部は、
前記第1基板の裏面に設けられた第3配線パターンと、
前記第2基板の端部に設けられた第4配線パターンと、
前記第3配線パターンと前記第4配線パターンとを接続する半田層
とを備えることを特徴とする請求項1に記載の接続部補強構造。
【請求項8】
前記第1基板は、硬質のリジット基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の接続部補強構造。
【請求項9】
前記第1基板は、可撓性のフレキシブル基板であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の接続部補強構造。
【請求項10】
配線パターンが設けられた中央部と、
前記中央部の両端に、前記配線パターンと他の基板の配線パターンとの接続強度を補強する接続補強部が設けられる折り曲げ可能な端部
とを備えることを特徴とするプリント配線板。
【請求項11】
第1接続端子を有する第1配線パターンが表面に設けられた第1基板と、前記第1接続端子と接続した第2接続端子を有する第2配線パターンが設けられた中央部と前記第1基板の裏面まで達する端部とを有する第2基板とを用意するステップと、
前記第1接続端子及び前記第2接続端子が対向するように向き合わせるステップと、
前記端部が前記第1基板を抱え込むように折り曲げ、前記端部が前記第1基板の裏面に達するステップと、
前記第1基板の裏面と前記第2基板の端部とを接続する接続補強部を形成するステップ
とを含むことを特徴とする接続部補強構造形成方法。

【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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【公開番号】特開2007−258618(P2007−258618A)
【公開日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−84241(P2006−84241)
【出願日】平成18年3月24日(2006.3.24)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】