JP5115116B2 - フレキシブル配線基板 - Google Patents

Description

この発明は、フレキシブル配線基板に関する。

近年、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等のモバイル機器に対しては、小型薄型化が極めて厳しく要求され、この小型薄型化に有利な実装部材としてフレキシブル配線基板が多く用いられている。

フレキシブル配線基板を用いる実装作業において配線基板間の電気接続作業を簡易に行うため、特許文献１に示されるように、コネクタを直接搭載したフレキシブル配線基板が用いられている。

この場合、コネクタの接触子とフレキシブル配線基板の接続端子とは、通常、半田接続により導通接続されるが、フレキシブル配線基板は剛性の面で劣るため、信頼性の高い半田接続を確保することが難しい。そこで、半田接続の信頼性を確保する為に、接続端子が並設されたアレイ部の裏側にフレキシブル配線基板の剛性を補強するための補強板を設置する方法が採用されている。
特開２００６−９３５４４号公報

しかるに、接続端子アレイ部の形状は長方形をなしている場合が多く、この長方形をなす端子アレイ部に対応させて設置する補強板も長方形をなしている。この場合、リフロー工程等の高温処理プロセスを経たフレキシブル配線基板に、補強板の縦、横方向での熱膨張率の違いに起因する反りが発生する。フレキシブル配線基板に反りが発生すると、その発生部分における半田接続にクラックや剥離が発生する虞があり、長期に亘り良好な半田導通接続状態を確保することが困難である。

本発明の目的は、長期にわたり導通接続の信頼性が確保されるフレキシブル配線基板を提供することである。

本発明の請求項１に記載のフレキシブル配線基板は、フレキシブルな樹脂フィルムからなるベースシートと、
前記ベースシートの一方の主面に形成された複数の配線と、を備えるフレキシブル配線基板であって、
前記複数の配線は各両端部に接続端子を有し、
前記ベースシートには、複数の前記接続端子が並設された矩形をなす端子アレイ部が設けられ、
前記フレキシブル配線基板は、さらに、前記ベースシートの前記端子アレイ部の裏側に設置された第１の複数の補強シートと、前記ベースシートと前記第１の複数の補強シートとの間に介在するように設けられた第２の複数の補強シートとを備え、
前記第１の複数の補強シートは、各補強シートが、前記接続端子が所定のピッチで並設された方向において前記端子アレイ部の前記矩形を直線状の分離線によって複数に分離した形状をなし、
前記第２の複数の補強シートは、各補強シートが、前記接続端子が所定のピッチで並設された方向において前記端子アレイ部の前記矩形をジグザグ状の分離線によって複数に分離した形状をなし、
前記第２の複数の補強シートの前記分離線が、前記第１の複数の補強シートの分離線に交差することを特徴とするものである。

請求項２に記載のフレキシブル配線基板は、請求項１のフレキシブル配線基板において、前記第２の複数の補強シートは、前記第１の複数の補強シートと、実質的に同じ面積にわたり配設されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載のフレキシブル配線基板は、請求項１又は請求項２に記載のフレキシブル配線基板において、前記端子アレイ部にコネクタが半田接合により導通接続されて搭載さことを特徴とするものである。

本発明が適用されたフレキシブル配線基板によれば、接続端子アレイ部における反りの発生が抑制され、信頼性に優れた導通接続が確保される。

図１は本発明の一実施形態としてのフレキシブル配線基板を示す斜視図で、図２の（ａ）は上記フレキシブル配線基板の部分平面図、（ｂ）、（ｃ）は夫々第１、第２補強板の各構成を示す部分展開図、及び（ｄ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。

本実施形態のフレキシブル配線基板は、厚さが約２５μｍ程度のポリイミド樹脂からなるベースシート１の一方の主面に、銅箔等の導電性薄膜をフォトリソグラフィー等によりパターニング形成された複数の配線２が所定のパターンに配設されてなる。

各配線２は両端部に幅広の接続端子部２１、２２を備え、各接続端子２１、２２は、ベースシート１における細長部１１の先端部と幅広部１２の端部に所定のピッチで並設され、接続端子アレイ部２１ａ、２２ａが形成されている。

このベースシート１の配線２が配設された表面には、各接続端子アレイ部２１ａ、２２ａを除いて、ポリイミドフィルムからなる半透明の絶縁保護フィルム３が被着されている。

ベースシート細長部１１における接続端子アレイ部２１ａには、コネクタ４が搭載されている。コネクタ４では、内設されている複数個の図示しない接触子の各端子と対応する配線２の各接続端子２１とが半田接合により導通接続されている。

そして、前記接続端子アレイ部２１ａを裏側から見た平面図の図２（ａ）、及びそのＤ−Ｄ線断面図の図２（ｄ）に示されるように、コネクタ４が搭載された接続端子アレイ部２１ａの裏側には、本発明に係わる補強シートを備える補強シート積層体５が設置されている

補強シート積層体５は、第１補強層５１と第２補強層５２とが接着層５３により積層貼着されてなる。各補強層５１、５２の厚さは約１００μｍ程度である。

第１、第２補強層５１、５２のうちの上部層（ベースシート１側を下部とする）を形成する第１補強層５１が、本発明に係わる第１補強シート５１１からなる補強層である。本発明に係わる第１補強シート５１１は矩形をなし、その長手辺寸法ａと短手辺寸法ｂの比つまりアスペクト比ａ／ｂ（≧１）が、前記接続端子アレイ部２１ａの長手辺寸法をＡとし短手辺寸法をＢ（Ａ＞Ｂ）とした場合に、
（ａ／ｂ）＜ （Ａ／Ｂ）・・・（１）
に設定される。

本実施形態では、端子アレイ部２１ａの長手寸法Ａと短手寸法Ｂのアスペクト比Ａ／Ｂは２／１であり、このアスペクト比Ａ／Ｂが２／１の接続端子アレイ部２１ａに対し、第１補強層５１は、図２（ｂ）に示すように、横寸法ａと縦寸法ｂが等しいつまりアスペクト比ａ／ｂが１／１の正方形をなす２枚の第１補強シート５１１、５１１を並置して構成されている。

一方、補強シート積層体５の下部層を形成する第２補強層５２は、図２（ｃ）に示されるように、同じ面積のＬ字形をなす２枚の第２補強シート５２１、５２１を点対称に並置して構成されている。したがって、２枚の第２補強シート５２１、５２１の接合端面ラインつまり両者の分離線は、ジグザグ線となる。この２枚の第２補強シート５２１、５２１からなる第２補強層５２は、前記第１補強層５１と形状及び面積が同一の矩形をなしている。

上述の第１補強層５１と第２補強層５２とが接着層５３を介し積層されて補強シート積層体５が構成され、この補強シート積層体５は接着層５４によりベースシート１における接続端子アレイ部２１ａの裏面に貼着されて設置されている。

以上のように、本実施形態のフレキシブル配線基板では、接続端子アレイ部２１ａの剛性を補強するためにその裏面に設置した補強シート積層体５における本発明に係わる第１補強層５１を、アスペクト比が１の正方形をなす２枚の第１補強シート５１１を並置して形成したから、このフレキシブル配線基板をリフロー工程等の高温環境プロセスに供した際の第１補強層５１の熱膨張が縦横の各方向に略均等に分散され、その結果、アスペクト比が２／１の長方形をなす１枚の補強シートを設置する場合に比べて、補強シートを設置したことに起因する反りの発生が有効に抑制される。

また、第２補強層５２を分離線がジグザク線をなす２枚のＬ字形補強シート５２１を点対称に配置しそれらの分離線がジグザク状となる構成としたから、補強シート積層体５に加わる曲げ応力が分離線に沿って集中する不具合が回避され、第１補強層５１を２枚の正方形の補強シート５１１、５１１に分離することによる補強シート積層体５全体の強度低下を補うことができる。この場合、この第２補強層５２も２枚の第２補強シート５２１に分離してあるから、第２補強層５２の熱膨張に起因する反りの発生も緩和される。

従って、本実施形態のフレキシブル配線基板によれば、少なくとも、コネクタ４が搭載される接続端子アレイ部２１ａにおいては熱膨張を起因とする反りの発生が抑制されるとともに接続端子アレイ部としての必要な剛性が確保され、その結果、コネクタと配線接続端子とが半田接合により長期にわたり確実に導通接続される。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、接続端子アレイ部の裏側に上記実施形態における第１補強層のみからなる補強板を設置するだけで必要な剛性が確保される場合は、第２補強層を省略することができる。

また、補強層を構成する複数の補強シートの組合せは、上記実施形態のように縦横比が１の正方形の組合せとする構成に限られるものではなく、図３の各例に示すように、補強すべき矩形状接続端子アレイ部のアスペクト比に応じ、上記（１）式を満たす種々の矩形補強シートを組み合せることによって対応可能である。

（ａ）に示す組合せ例は、接続端子アレイ部６１の長手辺寸法Ａと短手辺寸法Ｂの比Ａ／Ｂが上記実施形態と同じ２／１である場合に、長手辺寸法ａ1と短手辺寸法ｂ1の比ａ1／ｂ1が１／０.７５の補強シート６２１と長手辺寸法ａ2と短手辺寸法ｂ2の比ａ2／ｂ2が１.２５／１の補強シート６２２とを組み合わせた例である。

（ｂ）に示す組合せ例は、接続端子アレイ部７１の長手辺寸法Ａと短手辺寸法Ｂの比Ａ／Ｂが上記実施形態と同じ２／１である場合に、長手辺寸法ａ1と短手辺寸法ｂ1の比ａ1／ｂ1が１／０.７の補強シート７２１と長手辺寸法ａ2と短手辺寸法ｂ2の比ａ2／ｂ2が１.２／１の補強シート７２２とを隙間７３を確保して並置した例である。

（ｃ）に示す組合せ例は、接続端子アレイ部８１の長手辺寸法Ａと短手辺寸法Ｂの比Ａ／Ｂが３／２である場合に、長手辺寸法ａ1と短手辺寸法ｂ1の比ａ1／ｂ1が１／１の６個の正方形補強シート８２を２行×３列に配置した例である。

加えて、本発明は、接続端子アレイ部にコネクタが半田接合により搭載されるフレキシブル配線基板に限らず、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を介して導通接続される接続端子アレイ部を備えるフレキシブル配線基板等、種々のフレキシブル配線基板に広く適用できることは勿論である。

本発明の一実施形態としてのフレキシブル配線基板を示す斜視図である。 （ａ）上記フレキシブル配線基板の要部を示す平面図、（ｂ）は主要構成部材を展開して示す説明図、（ｃ）は上記主要構成部材の関連部材を展開して示す説明図、（ｄ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は夫々上記フレキシブル配線基板における主要構成部材の他の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１ ベースシート
２ 配線
２１ａ、２１ｂ 接続端子アレイ部
３ カバーレイ
４ コネクタ
５ 補強シート積層体
５１ 第１補強層
５１１ 第１補強シート
５２ 第２補強層
５２１ 第２補強シート
５３、５４ 接着層
６１、７１、８１ 接続端子アレイ部
６２１、６２２
７２１、７２２、８２ 補強シート
７３ 隙間

Claims (3)

1. フレキシブルな樹脂フィルムからなるベースシートと、
   前記ベースシートの一方の主面に形成された複数の配線と、を備えるフレキシブル配線基板であって、
   前記複数の配線は各両端部に接続端子を有し、
   前記ベースシートには、複数の前記接続端子が並設された矩形をなす端子アレイ部が設けられ、
   前記フレキシブル配線基板は、さらに、前記ベースシートの前記端子アレイ部の裏側に設置された第１の複数の補強シートと、前記ベースシートと前記第１の複数の補強シートとの間に介在するように設けられた第２の複数の補強シートとを備え、
   前記第１の複数の補強シートは、各補強シートが、前記接続端子が所定のピッチで並設された方向において前記端子アレイ部の前記矩形を直線状の分離線によって複数に分離した形状をなし、
   前記第２の複数の補強シートは、各補強シートが、前記接続端子が所定のピッチで並設された方向において前記端子アレイ部の前記矩形をジグザグ状の分離線によって複数に分離した形状をなし、
   前記第２の複数の補強シートの前記分離線が、前記第１の複数の補強シートの分離線に交差することを特徴とするフレキシブル配線基板。
2. 前記第２の複数の補強シートは、前記第１の複数の補強シートと、実質的に同じ面積にわたり配設されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基板。
3. 前記端子アレイ部には、コネクタが半田接合により導通接続されて搭載されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレキシブル配線基板。

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