JP4779950B2 - 基板接続方法 - Google Patents

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本発明は、半田粒子を散在させた熱硬化性樹脂を接続に用いた基板接続方法に関するものである。
近年、携帯電話を始めとする移動型モバイルは、高速、高容量化とともに更なる小型化、軽量化が要請されている。従って、限られたサイズの筐体の中にいかに多くの電子部品を収納するかが重要な課題となっている。通常、電子部品は表面実装タイプの電子部品であってリジッド基板に実装されており、リジッド基板同士を可撓性のフレキシブル基板により接続することで筐体内での配置の自由度を高めることが行われている。
従来、リジッド基板とフレキシブル基板を接続する構造として、コネクタを用いたもの（特許文献１、２参照）や、ＡＣＦ（またはＡＣＰ）を用いたもの（特許文献３、４参照）が知られており、それぞれ以下に述べる特徴を有している。
特開２００５−２８５４０９号公報 特開２００６−１２５７０号公報 特開２００３−２４９７３４号公報 特開２００３−２９７５１６号公報
コネクタを用いた構造では、リジッド基板側の接続端子列とフレキシブル基板側の接続端子列とを機械的な接触により導電可能に接続するので、着脱自在でありリペア性に優れる。また、接続の際に特別な装置を必要としたり高温下という条件がないので、接続領域の周辺における電子部品の実装禁止領域を確保する必要がない。しかしながら、コネクタの構造上一定の厚みが必要となり、高さ方向における省スペース性に劣る。また、着脱の際の導電の信頼性を確保するため、端子間の狭ピッチ化への対応には限界があり、面積効率性が低いという問題がある。
一方、ＡＣＦ（またはＡＣＰ）を用いた構造では、高さ方向における省スペース性および端子間の狭ピッチ化への対応には優れるが、フレキシブル基板をリジッド基板へ圧着する際には大きな荷重が必要であり、さらに接続に際しては両端子列間に厳密な平行度を要求するので、接続領域の裏面を含む周辺における実装禁止領域を広く確保する必要がある。
このように、従来の基板接続構造ではリジッド基板に電子部品の実装が許容されない領域が発生してしまうため、実装密度が低くなり限られたサイズの筐体内部の空間を効率的に利用することができなかった。
そこで本発明は、基板の高実装密度を実現する基板接続方法を提供することを目的とする。
請求項１に記載の基板接続方法は、一方の面の任意の接続領域に第１の接続端子列が形成されたリジッド基板の他方の面の前記接続領域の裏側にあたる領域に表面実装タイプの電子部品を実装する工程と、前記電子部品が実装された前記リジッド基板の前記第１の接続端子列とフレキシブル基板の端部に形成された第２の接続端子列との間に半田粒子を散在させた熱硬化性樹脂を介在させた状態で前記フレキシブル基板の端部側から前記接続領域側へ加圧しながら加熱して前記半田粒子を溶融させるとともに前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、を含み、前記フレキシブル基板の端部と前記リジッド基板の接続領域とを前記熱硬化性樹脂で接着するとともに前記第１の接続端子列と前記第２の接続端子列とを前記溶融した半田粒子と融着させることで電気的に接続する。
本発明によれば、フレキシブル基板と接続する接続領域をリジッド基板の任意の箇所に確保していれば、それ以外の領域に電子部品を実装した状態であってもリジッド基板とフレキシブル基板と導電可能に接続できるので、リジッド基板の表面積を有効に活用した電子部品の高密度実装が実現できる。
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態のリジッド基板とフレキシブル基板を示す側面図、図１（ｂ）は本発明の実施の形態のリジッド基板とフレキシブル基板を示す平面図、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施の形態の基板接続方法の説明図、図３（ａ）は本発明の実施の形態の基板接続構造を示す側面図、図３（ｂ）は本発明の実施の形態の基板接続構造を示す平面図である。
図１において、リジッド基板１の表面には、フレキシブル基板２との接続領域３を除いた領域に多種多数の電子部品４が実装されている。また裏面には、接続領域３の裏側にあたる領域を含んだ略全面に電子部品４が実装されている。図示するように、これらの電子部品４は表面実装タイプの電子部品である。接続領域３には、接続用電極である第１の接続端子列５が形成されている。一方、フレキシブル基板２の端部には第１の接続端子列５と対応する第２の接続端子列６が形成されており、第１の接続端子列５と第２の接続端子列６とを電気的に接続することでリジッド基板１とフレキシブル基板２の間での導通が実現する。
リジッド基板１とフレキシブル基板２とを接続するにあたっては、まず、図２（ａ）に示すように、リジッド基板１の第１の接続端子列５を含む接続領域に半田粒子７を散在させたペースト状の熱硬化性樹脂８をシリンジ９等を用いて塗布し、次いで、図２（ｂ）に示すように、フレキシブル基板２の第２の接続端子列６を第１の接続端子列５に位置合わせし、第２の接続端子列６と第１の接続端子列５との間に熱硬化性樹脂８を介在させた状態でフレキシブル基板２の端部側から接続領域側へ熱圧着ヘッド９等を用いて加圧しながら加熱する。これにより、熱硬化性樹脂８の硬化が進行するとともに半田粒子７が溶融し、図２（ｃ）に示すように、フレキシブル基板２の端部とリジッド基板１の接続領域とが硬化した熱硬化性樹脂８で接着されるとともに第１の接続端子列５と第２の接続端子列６とが溶融した半田粒子７と融着する。
熱圧着ヘッド９を用いた加圧時には、リジッド基板１が加圧方向に移動しないように少なくとも接続領域にあたる箇所を下方から支持しておく必要があるが、熱圧着ヘッド９は溶融した半田粒子７を第１の接続端子列５と第２の接続端子列６の間で押し潰して両端子列に融着させる程度の力で加圧するだけなので、図２（ｃ）に示すように適宜間隔をおいた数本の支持ピン１０等で支持されていれば、リジッド基板１は過大な変形を生じることなく十分に加圧に耐えることができる。従って、接続領域３の裏面にあたる領域を含む全領域に電子部品４が既に実装されたリジッド基板１であっても、電子部品４を避ける位置で点状に支持することで、半田粒子７を散在させた熱硬化性樹脂８を用いたフレキシブル基板２との接続が可能である。
図３において、リジッド基板１とフレキシブル基板２を接続して構成した基板接続構造では、第１の接続端子列５と第２の接続端子列６は溶融半田と融着することで電気的に接続され、同時にリジッド基板１の接続領域とフレキシブル基板２の端部は硬化樹脂により物理的に接続されることで、リジッド基板１とフレキシブル基板２とが導電可能に接続された状態になっている。
リジッド基板１は、フレキシブル基板２と接続する接続領域３を任意の箇所に確保されていれば、それ以外の領域に電子部品４を実装した状態であってもフレキシブル基板２と導電可能に接続できるので、リジッド基板１の表面積を有効に活用した電子部品の高密度実装が実現できる。また、ペースト状の熱硬化性樹脂８はシリンジ等の既存の設備で塗布することができるので、新たな設備によるコスト増や専用スペースの確保の問題が生じない。さらに、熱硬化性樹脂８に散在させる半田粒子７の径や数を任意に調整できるので接続端子列の狭ピッチ化への対応も容易である。
本発明によれば、フレキシブル基板と接続する接続領域をリジッド基板の任意の箇所に確保していれば、それ以外の領域に電子部品を実装した状態であってもリジッド基板とフレキシブル基板と導電可能に接続できるので、リジッド基板の表面積を有効に活用した電子部品の高密度実装が実現できるという利点を有し、特に収納スペースに限りのある移動型モバイルに内蔵する基板接続構造として有用である。
（ａ）本発明の実施の形態のリジッド基板とフレキシブル基板を示す側面図（ｂ）本発明の実施の形態のリジッド基板とフレキシブル基板を示す平面図 本発明の実施の形態の基板接続方法の説明図 （ａ）本発明の実施の形態の基板接続構造を示す側面図（ｂ）本発明の実施の形態の基板接続構造を示す平面図
符号の説明
１ リジッド基板
２ フレキシブル基板
３ 接続領域
４ 電子部品
５ 第１の接続端子列
６ 第２の接続端子列
７ 半田粒子
８ 熱硬化性樹脂

Claims (1)

  1. 一方の面の任意の接続領域に第１の接続端子列が形成されたリジッド基板の他方の面の前記接続領域の裏側にあたる領域に表面実装タイプの電子部品を実装する工程と、前記電子部品が実装された前記リジッド基板の前記第１の接続端子列とフレキシブル基板の端部に形成された第２の接続端子列との間に半田粒子を散在させた熱硬化性樹脂を介在させた状態で前記フレキシブル基板の端部側から前記接続領域側へ加圧しながら加熱して前記半田粒子を溶融させるとともに前記熱硬化性樹脂を硬化させる工程と、を含み、
    前記フレキシブル基板の端部と前記リジッド基板の接続領域とを前記熱硬化性樹脂で接着するとともに前記第１の接続端子列と前記第２の接続端子列とを前記溶融した半田粒子と融着させることで電気的に接続する基板接続方法。
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