JP2011171579A - プリント配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化又は高密度実装が可能なプリント配線基板を提供する。
【解決手段】絶縁基板１１と、前記絶縁基板上に形成された回路パターン１２と、前記回路パターンに接続され前記絶縁基板上の接続部１４に形成された接続端子パターン１３と、を備えるプリント配線基板１０において、前記接続端子パターンと同材質の補強パターン１５が、前記絶縁基板上の当該接続端子パターンの間に形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、互いに接続される一対のプリント配線基板又はいずれか一方のプリント配線基板に関するものである。

プリント基板とフレキシブル基板とを半田付けにより電気的に接続するものにおいて、接点パターンより基板中心側に銅箔ランドによる補強ランドを設けて、接続強度を高めるようにしたフレキシブル基板の接続構造が知られている（特許文献１）。

特開平５−９０７２５号公報

しかしながら、上記従来の接続構造では補強ランドの分だけ接続部の面積が増加するため、プリント基板の小型化又は高密度実装の障害になるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、小型化又は高密度実装が可能なプリント配線基板を提供することである。

本発明は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された回路パターンと、前記回路パターンに接続され前記絶縁基板上の接続部に形成された接続端子パターンと、を備えるプリント配線基板において、前記接続端子パターンと同材質の補強パターンが、前記絶縁基板上の当該接続端子パターンの間に形成されていることを特徴とするプリント配線基板によって上記課題を解決する。

上記プリント配線基板において、前記補強パターンは、前記接続端子パターンと連続して形成することができる。又はこれに代えて、前記補強パターンは、前記接続端子パターンと分離して形成することができる。

本発明は、第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成された第１回路パターン、および前記第１回路パターンに接続され前記第１絶縁基板上の第１接続部に形成された第１接続端子パターンを備える第１プリント配線基板と、
第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成された第２回路パターン、および前記第２回路パターンに接続され前記第２絶縁基板上の第２接続部に形成された第２接続端子パターンを備える第２プリント配線基板と、
前記第１接続部と前記第２接続部との間に介装されて当該第１接続部と第２接続部とを接着するとともに、前記第１接続端子パターンと前記第２接続端子パターンとを導通させる異方性導電層と、を備えるプリント配線基板において、
前記第１絶縁基板上の前記第１接続端子パターンの間に形成された、前記第１接続端子パターンと同材質の第１補強パターン、又は前記第２絶縁基板上の前記第２接続端子パターンの間に形成された、前記第２接続端子パターンと同材質の第２補強パターンの少なくとも一方を備えることを特徴とするプリント配線基板によっても上記課題を解決する。

上記プリント配線基板において、前記第１接続端子パターンの間のいずれかに前記第１補強パターンを形成し、前記第２接続端子パターンの間であって前記第１補強パターンの非対向位置に前記第２補強パターンを形成することができる。

又はこれに代えて、上記プリント配線基板において、前記第１補強パターン又は前記第２補強パターンの一方のみを備えるように構成することができる。

又はこれに代えて、上記プリント配線基板において、前記第１接続端子パターンの間に前記第１補強パターンを形成し、前記第２接続端子パターンの間であって前記第１補強パターンと非接触で対向する位置に前記第２補強パターンを形成することができる。

上記プリント配線基板において、前記補強パターンの表面に祖面化処理を施すことができる。

本発明によれば、接続端子パターンと同材質の補強パターンを、絶縁基板上の当該接続端子パターンの間に形成したので、接続部の面積を増加させることなく、異方性導電層による接着強度が大きい補強パターンとの接着面積を増加させることができる。この結果、小型化又は高密度実装が可能なプリント配線基板を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るプリント配線基板の接続部を示す分解斜視図である。 図１の２Ａ−２Ａ線に沿う断面図である。 図１の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るプリント配線基板を示す斜視図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るプリント配線基板を示す断面図（図２Ｂ相当図）である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るプリント配線基板を示す断面図（図２Ｂ相当図）である。

《第１実施形態》
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る２つのプリント配線基板を接合してなるプリント配線基板を示す分解斜視図である。本例では、第１プリント配線基板１０と第２プリント配線基板２０とを異方性導電フィルム３０を用いて接合してなるプリント配線基板１について説明する。

接合されたプリント配線基板１を構成する一方の第１プリント配線基板１０は、第１絶縁基板１１と、第１回路パターン１２と、第１接続端子パターン１３と、第１補強パターン１５と、第１保護層１６と、を備える。

第１絶縁基板１１は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンナルタレートなどの電気絶縁性があるプラスチック板から構成される。第１絶縁基板１１の平面形状は適用される製品に応じた形状とされるが、本例では便宜的に長方形とする。板厚は特に限定されず、フレキシブル基板又はリジッド基板のいずれでもよい。

第１回路パターン１２は、第１絶縁基板１１の一主面に形成される導電層パターンであり、銀、銅、アルミニウムなどの導電材料から構成される。第１回路パターン１２の平面形状は適用される製品の仕様に応じた形状とされるが、本例では便宜的に４本の幅狭の直線とする。第１回路パターン１２は銀ペーストをスクリーン印刷法により第１絶縁基板１１の表面に印刷したり、銅張積層板（ＣＣＬ）の銅箔を、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニング処理を施したりすることで形成することができる。パターン厚は特に限定されないが、たとえば５〜１５μｍである。

第１回路パターン１２の先端には第１接続端子パターン１３が接続されている。この第１接続端子パターン１３は第２プリント配線基板２０の第２接続端子パターン２３に接続されることにより、第１回路パターン１２と第２プリント配線基板２０の第２回路パターン２２とを電気的に接続するための部位である。したがって、第１回路パターン１２を形成する際に同材質の銀ペーストや銅箔により同時に形成することができる。ただし、第１回路パターン１２と別に形成してもよい。第１接続端子パターン１３の形状は特に限定されないが、本例では第１回路パターン１２より幅広の直線とする。

第１回路パターン１２の表面には第１保護層１６がスクリーン印刷法などにより形成されている。この第１保護層１６は、ポリエステルなどのプラスチック材料からなるレジストから構成されている。層厚は特に限定されないが、たとえば１０〜３０μｍである。図１において、第１プリント配線基板１０の先端であって第１接続端子パターン１３が成形され、第１保護層１６が形成されていない領域を第１接続部１４と称する。

第１接続部１４の、第１接続端子パターン１３の間には第１補強パターン１５が形成されている。本例では、図１に示すように両端２本の第１接続端子パターン１３，１３の間にそれぞれ１本ずつの第１補強パターン１５，１５が形成されている。ただし、中央２本の第１接続端子パターン１３，１３間には第１補強パターン１５は形成されていない。

第１補強パターン１５は第１接続端子パターン１３と同じ材質で構成されている。たとえば第１接続端子パターン１３が銀ペーストのスクリーン印刷法で構成されている場合は銀から構成され、第１接続端子パターン１３が銅箔のフォトリソグラフィ技術によるパターニング処理によって構成されている場合は銅から構成されている。なお、製造工程を簡略化するために、第１接続端子パターン１３を銀ペーストのスクリーン印刷法で形成する際に同時に第１補強パターン１５を形成し、また第１接続端子パターン１３を銅箔のフォトリソグラフィ技術によるパターニング処理によって形成する際に同時に第１補強パターン１５を形成することが望ましい。

第１補強パターン１５は、第１接続部１４の、第１接続端子パターン１３，１３の間に極力広く形成することが望ましい。ただし、隣接する第１接続端子パターン１３が短絡しないことが必要とされる。また、パターン厚は特に限定されないが、第１接続端子パターン１３と同等以下とすることが望ましい。エッチャントを用いて第１補強パターン１５の表面粗度を大きくする粗面化処理を施してもよい。

本例の第１補強パターン１５は、図１に示すように第１接続端子パターン１３と分離（絶縁）した状態となるように形成されている。ただし、後述する他の実施形態でも同様であるが、第１接続端子パターン１３と連続（導通）した状態となるように形成することもできる。これについては図３を参照して後述する。

接合されたプリント配線基板１を構成する他方の第２プリント配線基板２０は、第２絶縁基板２１と、第２回路パターン２２と、第２接続端子パターン２３と、第２補強パターン２５と、第２保護層２６と、を備える。図１においては第２絶縁基板２１が上側に位置し、その裏面に第２回路パターン２２と第２接続端子パターン２３とが形成されているので点線で示す。なお、第２保護層２６は第２回路パターン２２の表面に形成され、図１において図示を省略する（図２Ａ参照）。

第２プリント配線基板２０の第２絶縁基板２１もフレキシブル基板又はリジッド基板のいずれをも適用することができる。これら第２絶縁基板２１、第２回路パターン２２および第２接続端子パターン２３は、上述した第１プリント配線基板１０の第１絶縁基板１１、第１回路パターン１２および第１接続端子パターン１３と同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。ただし、４本の第２接続端子パターン２３はそれぞれ第１接続端子パターン１３と対向する位置に形成されている。図１において、第２プリント配線基板２０の先端であって第２接続端子パターン２３が成形され、第２保護層２６が形成されていない領域を第２接続部２４と称する。

第２接続部２４の、第２接続端子パターン２３の間には第２補強パターン２５が形成されている。本例では、図１に示すように中央２本の第２接続端子パターン２３，２３の間に１本の第２補強パターン２５が形成されている。ただし、両端２本の第２接続端子パターン２３，２３間のそれぞれには第２補強パターン２５は形成されていない。すなわち、第１プリント配線基板１０の第１補強パターン１５が対向する位置には第２補強パターン２５は形成されていない。

第２補強パターン２５は第２接続端子パターン２３と同じ材質で構成されている。たとえば第２接続端子パターン２３が銀ペーストのスクリーン印刷法で構成されている場合は銀から構成され、第２接続端子パターン２３が銅箔のフォトリソグラフィ技術によるパターニング処理によって構成されている場合は銅から構成されている。なお、製造工程を簡略化するために、第２接続端子パターン２３を銀ペーストのスクリーン印刷法で形成する際に同時に第２補強パターン２５を形成し、また第２接続端子パターン２３を銅箔のフォトリソグラフィ技術によるパターニング処理によって形成する際に同時に第２補強パターン２５を形成することが望ましい。

第２補強パターン２５は、第２接続部２４の、第２接続端子パターン２３，２３の間に極力広く形成することが望ましい。ただし、隣接する第２接続端子パターン２３が短絡しないことが必要とされる。また、パターン厚は特に限定されないが、第２接続端子パターン２３と同等以下とすることが望ましい。エッチャントを用いて第２補強パターン２５の表面粗度を大きくする粗面化処理を施してもよい。

本例の第２補強パターン２５は、図１に示すように第２接続端子パターン２３と分離（絶縁）した状態となるように形成されている。ただし、後述する他の実施形態でも同様であるが、第２接続端子パターン２３と連続（導通）した状態となるように形成することもできる。これについては図３を参照して後述する。

第１プリント配線基板１０と第２プリント配線基板２０とを接合するための異方性導電フィルム３０は、図１および図２Ａ、図２Ｂに示すように、接着剤層３１を構成する熱硬化性樹脂に金属などの導電性粒子３２を分散させたフィルムであって、第１接続部１４および第２接続部２４の大きさに形成されている。

導電性粒子３２は、導電層を絶縁層で被覆した粒子で構成され、異方性導電フィルム３０を加熱した状態で加圧すると、加圧方向において導電性粒子が接触しながら重なり、絶縁層を挿通して導電層同士が接触することで導通経路が形成される。ただし、加圧されない導電性粒子３２は絶縁層で被覆されているため、加圧方向以外に対しては絶縁性が維持されるので、加圧方向以外の方向、すなわち本例の第１接続部１４および第２接続部２４の幅方向（横方向）の絶縁性は確保される。

本例の異方性導電フィルム３０の接着剤層３１はエポキシ系接着剤又はアクリル系接着剤で構成されている。

次に作用を説明する。
第１プリント配線基板１０と第２プリント配線基板２０とを接合してプリント配線基板１を製造するには、第１プリント配線基板１０の第１接続部１４と第２プリント配線基板２０の第２接続部２４とを図１に示すように対面させて重ね合わせ、この間に異方性導電フィルム３０を挟んで、加熱しながら積層方向に加圧する。これにより、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１プリント配線基板１０の４本の第１接続端子パターン１３と第２プリント配線基板２０の４本の第２接続端子パターン２３とが異方性導電フィルム３０の導電性粒子３２の接触によって電気的に導通し、第１回路パターン１２と第２回路パターン２２とが接続される。また、第１接続部１４と第２接続部２４とは異方性導電フィルム３０の接着剤層３１によって強固に接着されることになる。

これに加えて、図２Ｂに示すように第１接続端子パターン１３と第２接続端子パターン２３とが接続された間には、第１補強パターン１５又は第２補強パターン２５のいずれか一方が形成され、その表面と接着剤層３１とが接着することになる。

ここで、異方性導電フィルム３０の接着剤層３１をエポキシ系接着剤で構成し、第１接続端子パターン１３および第２接続端子パターン２３を銅により構成し、第１絶縁基板１１および第２絶縁基板２１をポリイミドＰＩにより構成した場合における、ＰＩ製絶縁基板とＣｕ製パターンのそれぞれの接着強度を確認したところ、表１の結果が得られた。サンプル数Ｎは５とした。

この結果からも明らかなように、エポキシ系接着剤層３１はＰＩ製絶縁基板よりもＣｕ製パターンに対する接着強度が大きい。異方性導電フィルム３０の接着剤層３１をアクリル系接着剤で構成した場合についても確認したが、同じようにアクリル系接着剤層３１は、ＰＩ製絶縁基板よりもＣｕ製パターンに対する接着強度が大きいことが確認された。また、第１絶縁基板１１及び第２絶縁基板２１の材質をＰＩ以外のポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレンナルタレートとし、第１接続端子パターン１３および第２接続端子パターン２３の材質をＣｕ以外の銀、アルミニウムに変更して、各組み合わせの接着強度を確認したところ、同じように接着剤層３１は第１絶縁基板１１及び第２絶縁基板２１よりも第１接続端子パターン１３および第２接続端子パターン２３に対する接着強度が大きいことが確認された。

すなわち、本例の第１接続部１４および第２接続部２４においては、図２Ｂに示すように第１補強パターン１５又は第２補強パターン２５のいずれか一方が形成され、その表面と接着剤層３１とが接着するので、第１補強パターン１５又は第２補強パターン２５が形成されていない場合（すなわち第１絶縁基板１１又は第２絶縁基板２１が接着剤層３１と接着する）に比べて接着強度が高くなる。なお、第１補強パターン１５又は第２補強パターン２５の表面を粗面化すると接着面積が増加するため、接着強度がより大きくなる。

また、第１補強パターン１５および第２補強パターン２５は、第１接続端子パターン１３の間および第２接続端子パターン２３の間のデッドスペースに形成されているので、特許文献１のように補強パターン１５，２５により第１接続部１４や第２接続部２４を大きくする必要もない。この結果、小型化又は高密度実装が可能なプリント配線基板を提供することができる。

《他の実施の形態》
図３〜図５は、それぞれ本発明の他の実施の形態を示す斜視図および断面図である。
図３に示すプリント配線基板１０は、第１補強パターン１５を第１接続端子パターン１３に連続して形成したものである。第１補強パターン１５を第１接続端子パターン１３に連続して形成することで、接着剤層３１との接着強度が大きい第１補強パターン１５の面積をより大きく設定することができる。なお、補強パターンと接続端子パターンとを連続して形成する例は、第２プリント配線基板２０にも適用することができる。また、図３に示す例では、他方の第１補強パターン１５は隣接する第１接続端子パターン１３に対して分離して形成したが、この部分も連続して形成してもよい。

図４は、第１プリント配線基板１０にのみ補強パターン１５を形成し、第２プリント配線基板２０には補強パターン２５を形成しない例を示す。いずれか一方のプリント配線基板にのみ補強パターンを形成した場合でも接着剤層３１と補強パターン１５との接着面積は図１に示す例と同じであるため、接着強度は確保される。

図５は、第１プリント配線基板１０の第１補強パターン１５と第２プリント配線基板２０の第２補強パターン２５とを対向させた例を示す。この場合には、第１補強パターン１５と第２補強パターン２５とが非接触となって接着剤層３１との接着面積が確保されるように、第１補強パターン１５および第２補強パターン２５の少なくとも一方を第１接続端子パターン１３又は第２接続端子パターン２３よりも薄肉に形成する。好ましくは、補強パターン１５，２５は接続端子パターン１３，２３に対して３μｍ以上薄肉に形成する。こうすることで、接着剤層３１の両面ともに第１補強パターン１５および第２補強パターン２５と接着するため、接着強度がより大きくなる。

１…プリント配線基板
１０…第１プリント配線基板
１１…第１絶縁基板
１２…第１回路パターン
１３…第１接続端子パターン
１４…第１接続部
１５…第１補強パターン
１６…第１保護層
２０…第２プリント配線基板
２１…第２絶縁基板
２２…第２回路パターン
２３…第２接続端子パターン
２４…第２接続部
２５…第２補強パターン
２６…第２保護層
３０…異方性導電フィルム（異方性導電層）
３１…接着剤層
３２…導電性粒子

Claims (8)

1. 絶縁基板と、
   前記絶縁基板上に形成された回路パターンと、
   前記回路パターンに接続され前記絶縁基板上の接続部に形成された接続端子パターンと、を備えるプリント配線基板において、
   前記接続端子パターンと同材質の補強パターンが、前記絶縁基板上の当該接続端子パターンの間に形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
2. 請求項１に記載のプリント配線基板において、
   前記補強パターンは、前記接続端子パターンと連続して形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
3. 請求項１に記載のプリント配線基板において、
   前記補強パターンは、前記接続端子パターンと分離して形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
4. 第１絶縁基板、前記第１絶縁基板上に形成された第１回路パターン、および前記第１回路パターンに接続され前記第１絶縁基板上の第１接続部に形成された第１接続端子パターンを備える第１プリント配線基板と、
   第２絶縁基板、前記第２絶縁基板上に形成された第２回路パターン、および前記第２回路パターンに接続され前記第２絶縁基板上の第２接続部に形成された第２接続端子パターンを備える第２プリント配線基板と、
   前記第１接続部と前記第２接続部との間に介装されて当該第１接続部と第２接続部とを接着するとともに、前記第１接続端子パターンと前記第２接続端子パターンとを導通させる異方性導電層と、を備えるプリント配線基板において、
   前記第１絶縁基板上の前記第１接続端子パターンの間に形成された、前記第１接続端子パターンと同材質の第１補強パターン、又は前記第２絶縁基板上の前記第２接続端子パターンの間に形成された、前記第２接続端子パターンと同材質の第２補強パターンの少なくとも一方を備えることを特徴とするプリント配線基板。
5. 請求項４に記載のプリント配線基板において、
   前記第１接続端子パターンの間のいずれかに前記第１補強パターンが形成され、
   前記第２接続端子パターンの間であって前記第１補強パターンの非対向位置に前記第２補強パターンが形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
6. 請求項４に記載のプリント配線基板において、
   前記第１補強パターン又は前記第２補強パターンの一方のみを備えることを特徴とするプリント配線基板。
7. 請求項４に記載のプリント配線基板において、
   前記第１接続端子パターンの間に前記第１補強パターンが形成され、
   前記第２接続端子パターンの間であって前記第１補強パターンと非接触で対向する位置に前記第２補強パターンが形成されていることを特徴とするプリント配線基板。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のプリント配線基板において、
   前記補強パターンの表面に粗面化処理が施されていることを特徴とするプリント配線基板。

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