JP5226225B2 - 配線基板の半田接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブル配線基板と他の配線基板との半田接合構造に関する。

液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス表示パネル等の平型表示パネル(以下、ＦＰＤ(Flat Panel Display)という)を用いる画像表示モジュールは、適用機器の薄型化に有利であるという利点から、近年、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等のモバイル機器のディスプレイとして多用されている。

しかし、モバイル機器のディスプレイに対しては、小型薄型化の要求が極めて厳しく、ＦＰＤモジュールに対しても更なる薄型化が要求されている。このため、配線基板として全体の厚さがＰＣＢ（printed-circuit board）等に比べて薄いフレキシブル配線基板を用い、これと他の配線基板との導通接合においては、特許文献１に示されるように半田接合方法が用いられている。
特開平２−１５５２９２号公報

通常、フレキシブル配線基板は曲げようとする外力が或る程度作用しても柔軟に湾曲して挫屈状に折れ曲がる（屈曲する）不具合は回避される。しかし、上述した半田接合によりフレキシブル配線基板と他の配線基板を導通接合した場合、フレキシブル配線基板における半田配置部はフレキシブル性が無くなっているため、フレキシブル配線基板が曲げられと、半田配置部とその周囲との境界に応力が集中し、その境界を含む幅方向ラインに沿ってフレキシブル配線基板が強く屈曲される。しかも、その幅方向ライン上には絶縁保護膜が被着されていないため、上記屈曲がより集中して強く発生する。フレキシブル配線基板の屈曲が集中すると、その屈曲ライン上の露出された導体パターンにクラックが生じ、さらには断線に至るという問題があった。

また、フレキシブル配線基板の接続端子には絶縁保護膜が被着されていないため、接続端子を形成する導体パターンがベースフィルムから剥離し易いという問題も存在する。

本発明の目的は、フレキシブル配線基板の半田接合部における屈曲に起因する導体パターンのクラックや断線及びベースフィルムからの剥離を防止した、信頼性に富む配線基板の半田接合構造を提供することである。

本発明の請求項１に記載した配線基板の半田接合構造は、フレキシブルな基板の少なくとも一方の主面に、配線とこの配線から延長された部分に設けられた第１接続端子とが配設され、絶縁保護膜が前記配線と前記第１接続端子のうちの一部分を除いて前記配線の延在方向に沿った一対の縁辺のうちの少なくとも一方の縁辺を覆うパターンで被着されている第１配線基板と、基板の少なくとも一方の主面に、配線と、この配線から延長された部分に設けられ、前記第1接続端子の前記絶縁保護膜が被着されていない前記一部分からなる露出部分よりも幅が広い第２接続端子とが配設されている第２配線基板と、前記第２接続端子とこれに重畳配置された前記第１接続端子の露出部分とを導通接続した半田とからなり、前記第１配線基板の前記第１接続端子は隣接する２縁辺が露出され、前記半田が前記隣接する２縁辺を跨いで配置され、前記第１配線基板の前記絶縁保護膜が前記第１配線基板の前記第１接続端子の隣接する２縁辺を覆うように被着され、前記第１配線基板の前記絶縁保護膜は、該絶縁保護膜と前記一部分からなる前記露出部分との境界が折れ曲がるように形成されていることを特徴とするものである。
好ましくは、前記第１接続端子の前記配線の延在方向に沿った側端面のうちの一方の側端面が、前記第１配線基板の前記絶縁保護膜に覆われている。
好ましくは、前記第２配線基板は、フレキシブルな基板からなるフレキシブル配線基板である。

本発明の配線基板の半田接合構造によれば、フレキシブルな配線基板の半田配置領域との境界での強い屈曲による配線や接続端子を形成する導体パターンのクラックや断線及びベースフィルムからの剥離が防止され、導通接合の信頼性が向上する。

図１は本発明の一実施形態としての半田接合構造が適用された液晶表示モジュールを示す模式的断面図で、図２はその要部を分解して示す分解斜視図、図３(ａ)、(ｂ)、(ｃ)はそれぞれ、その更に要部を示す平面図とＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面図である。

図１に示されるように、本液晶表示モジュールの筐体は、外形が扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース１に底板を除去した形状のカバーケース２が嵌装されてなる。これら両ケース１、２は、共に金属板を加工して形成されている。カバーケース２の天板２１には、表示を観察するための表示窓２２が穿設されている。

上記筐体内には、フレーム３が配置されている。本実施形態のフレーム３は、樹脂材料を用いて例えばインジェクション法等により樹脂成形されてなり、内部には、表示の観察側を前側として、共に扁平な直方体をなす空間の前室３ａと後室３ｂとが２段重ねに形成されている。すなわち、フレーム３の内部空間が仕切り板３１によって前室３ａと後室３ｂに仕切られ、この仕切り板３１には、前、後各室３ａ、３ｂを連通させる連通窓３１１が穿設されている。

前室３ａ内には、液晶表示パネル４が収容保持されている。液晶表示パネル４は、一対の矩形をなすガラス基板４１、４２を、図示しない枠状シール材により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板４１、４２の各対向面（以下、内面という）間に液晶を封入して、構成されている。ガラス基板４１、４２の各外面には、一対の前、後偏光板４３、４４がそれぞれ貼着されている。

ガラス基板４１、４２のうちの一方のガラス基板４２には、隣接する一対の縁辺をガラス基板４１の対応する端面よりも外側へ突出させて、突出縁部４２１が形成されている。この突出縁部４２１の表面（電極形成面の延長面）には、図示されていないが両基板４１、４２の各電極に導通接続されているリード配線やそれらの各接続端子及び駆動信号入力用配線等が配設され、液晶駆動回路素子としてのドライバチップ５がＣＯＧ(Chip On Glass)方式により搭載されている。

上述の突出縁部４２１の駆動信号入力用配線の接続端子列には、駆動制御信号供給用のフレキシブル配線基板(以下、ＦＰＣ(Flexible Printed Circuit Board)という)６が導通接合されている。このＦＰＣ６は、フレーム３外に引き出され、後室３ｂ側に折り返されている。

フレーム３の後室３ｂ内には、サイドライト型の面発光照射ユニット７が収容されている。本実施形態のサイドライト型面発光照射ユニット７は、照射対象の液晶表示パネル４に大略対応した矩形をなす透明な導光板７１の一端面に、光源としての発光ダイオード（以下、ＬＥＤ(Light-Emitting Diode)という）７２が本例では５個配置され、導光板７１の液晶表示パネル４に対向させる前面７１１とは反対側の後面７１２には光反射シート７３が設置されて、構成されている。導光板７１の光反射シート７３が設置される後面７１２には、ＬＥＤ７２から射出され導光板７１に入射した光を前面７１１に向けて内面反射させるための同心円状の凹凸パターン（不図示）が形成されている。

図２に示されるように、５個のＬＥＤ７２はＦＰＣ（以下、光源用ＦＰＣという）７４にＣＯＦ（Chip On Film）方式により直接搭載されている。光源用ＦＰＣ７４は、５個のＬＥＤ７２が所定の間隔で等間隔に並設されたＬＥＤアレイ部７４ａと、これから直角に延出されたリード延出部７４ｂを備えている。この光源用ＦＰＣ７４は、ポリイミド樹脂フィルム等の絶縁樹脂フィルからなるベースフィルム７４１の一方の表面（図中下面）に、５個のＬＥＤ１３を直列に電気接続する通電配線パターン７４２が形成されてなり、この通電配線パターン７４２のリード延出部７４ｂ表面に延出形成されている一対のリード配線７４２１の各端部には、幅ｗ1の接続端子７４２２がそれぞれ形成されている。

そして、上述の光源用ＦＰＣ７４は、５個のＬＥＤ７２がこれらに対応させて導光板７１の光入射面とする一端面に形成されている５個の凹部７１３内にそれぞれ収容された配置で、導光板前面７１１(図１参照)の光源側縁部に設置されている。

上述のように構成されたサイドライト型面発光照射ユニット７においては、ＬＥＤ７２から射出された光が、導光板７１内に凹部７１３内の対向する端面から入射し、この入射光が後面７１２の同心円状凹凸パターンに入射すると、ここで前面７１１に向けて内面反射され、前面７１１から面状に出射される。なお、同心円状凹凸パターンに入射した後に導光板７１外に出射する光も存在するが、これらの出射光は対面設置されている光反射シート７３により反射されて導光板７１内に再入射させられる。これにより、各ＬＥＤ７２からの射出光の利用効率が高められる。

図１に戻って、導光板７１の前面７１１には、光拡散シート７５とプリズムシート７６の２枚の光学シートが、その順序で重畳設置されている。光拡散シート７５は導光板７１から面状に出射される照射光の輝度分布を均一化するために、プリズムシート７６は照射光の出射方向を正面方向に揃えるために、それぞれ設置されている。

そして、２枚の光学シート７５、７６が重畳設置された面発光照射ユニット７は、後室３ｂ内の所定位置に、背面パネル８に支持された状態で収納されている。背面パネル８は、フレーム後室３ｂの底面を閉じる配置で、フレーム３に嵌合装着されている。

背面パネル８の後面側で収納ケース１における底板１１の内面上には、駆動制御回路基板９が設置されている。この駆動制御回路基板９は、本液晶表示モジュール全体の駆動を制御するものであり、従って、前述した液晶表示パネル４のガラス基板４２の端部に導通接合されたＦＰＣ６やＬＥＤ７２がＣＯＦ（Chip On Film）搭載された光源用ＦＰＣ７４が、導通接合されている。

本実施形態における駆動制御回路基板９は、その配線パターンが形成されていない裏面をケース１の底板１１内面に例えば両面粘着シート等により貼着されて設置されている。この駆動制御回路基板９の表面には、液晶表示パネル４やＬＥＤ７２を駆動制御するための各種電気回路パターンが形成されており、そのうちのＬＥＤ７２の駆動制御回路部には、図２に示されるように、ＬＥＤ７２を搭載した光源用ＦＰＣ７４の一対の接続端子７４２２、７４２２に対応させて、ＬＥＤ通電用の一対のリード配線９１、９１とそれらの接続端子９２、９２が形成されている。

これらＬＥＤ通電用の接続端子９２、９２に対しては、光源用ＦＰＣ７４のリード延出部７４ｂが背面パネル８の裏側に折り返され、その先端部に形成されている対応する接続端子７４２２、７４２２が半田接合されている。

図３(ａ)〜(ｃ)は、上述の半田接合部をそれぞれ示しており、背面パネル８の裏側に折り返された光源用ＦＰＣ７４の通電配線パターン７４２が形成された表面には、一対の接続端子７４２２、７４２２の一部分７４２２ａをそれぞれ残して絶縁保護膜７４３が被着されている。この絶縁保護膜７４３が被着されていない一対の露出部分７４２２ａは、それぞれ、各接続端子７４２２におけるリード配線７４２１の延在方向に沿った一対の縁辺のうちの少なくとも一方の縁辺が絶縁保護膜７４３により覆われるパターンに形成されている。したがって、絶縁保護膜７４３と各露出部分７４２２ａとの境界は、一直線に形成されず、折れ曲がった境界線となる。

本実施形態では、各接続端子７４２２が光源用ＦＰＣ７４におけるリード延出部７４ｂの先端両コーナー部に形成されているから、前記境界線はＬ字形をなしている。そして、各露出部分２４２２ａの幅ｗ2は、駆動制御回路基板９側の接続端子９２の幅をｗ3とすると、
１．５≦（ｗ3／ｗ2）≦２．０
を満たす寸法に設定されている。

光源用ＦＰＣ７４の上記接続端子７４２２が形成された先端部は、図３(ａ)に示されるように、各露出部分７４２２ａのＬ字境界コーナーが対応する回路側接続端子９２の一コーナー部に大略重なるように位置合わせして駆動制御回路基板９上に載置される。この場合、双方の対応する接続端子対７４２２、９２が互いに対面せずに同じ方向（図中上方）を向いた配置となる。なお、一対の回路側接続端子９２、９２は、上述した配置が得られるようにそれらの配置間隔Ｄ（図３(ｃ)参照）が設定されている。

上述のように両接続端子２４２２、９２が配置された状態で、半田１０が塗布される。この場合、半田１０が、各接続端子２４２２の露出部分２４２２ａの大部分と、回路側接続端子９２の光源用ＦＰＣ７４が重なっていない区域の大部分とに塗布され、充分な半田フィレット１０１が形成される。その結果、両接続端子２４２２、９２は互いに対面していなくても強固に導通接合され、信頼性の高い半田接合構造が得られる。

また、絶縁保護膜７４３と各接続端子７４２２の露出部分７４２２ａとの境界線がＬ字形に形成されているから、露出部分７４２２ａに半田１０が塗布されて固着された光源用ＦＰＣ７４のリード延出部７４２が曲げられた際に応力が集中するライン、つまり絶縁保護膜７４３の端面を通る幅方向ラインａには、その中央部に絶縁保護膜７４３が存在している。したがって、光源用ＦＰＣ７４のラインａに沿った曲げに対する強度が増強されて屈曲が回避され、通電配線パターン７４２のクラックや断線の発生が防止される。そしてこれにより、光源用ＦＰＣ７４のリード延出部７４ｂを駆動制御回路基板９に固着するための接着部材を省略することができる。

さらに、各接続端子７４２２の端面のうちのリード延出部７４ｂの側端面に整合させない側端面７４２２ｂが接着剤７４４を介して絶縁保護膜７４３により覆われた構成（図３(ｃ)参照）となっているから、ベースフィルム７４１に接着剤７４５を介して貼着された銅箔等の薄膜導電層からなる接続端子７４２２の剥離が防止される。

以上のように、液晶表示モジュールにおける光源用ＦＰＣ７４と駆動制御回路基板９との導通接合に適用された本実施形態の半田接合構造においては、光源用ＦＰＣ側の接続端子７４２２の半田１０を配置するための一部分（露出部分）７４２２ａを除きリード配線７４２１に沿った一方の側端面７４２２ｂを覆って絶縁保護膜７４３を被着し、これに対応させて駆動制御回路基板９側に露出部分７４２２ａよりも幅が広い接続端子９２を形成したから、両接続端子７４２２、９２が同じ方向を向いた配置であっても幅狭の接続端子７４２２の隣接する一対の端面を跨いで充分な半田フィレットを形成し強固に両接続端子７４２２、９２を導通接続できると共に、光源用ＦＰＣ７４の絶縁保護膜７４３の端面がＬ字形に形成されているために曲げ応力が集中する前記端面を通る幅方向ラインａの曲げ強度が増強されて接続端子７４２２等の導電パターンにクラックや断線が発生する不具合が回避され、且つ、接続端子７４２２のベースフィルム７４１からの剥離が一方の側端面７４２２ｂが絶縁保護膜７４３に覆われていることにより有効に防止され、その結果、信頼性に優れた配線基板の半田接合構造が得られる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、光源用ＦＰＣ７４とこれに導通接続される回路基板９が配線形成面を同じ方向に向けて半田接合されているが、これに限らず、本発明の半田接合構造は、図４に示されるように、双方の基板７４、９の各配線形成面を互いに対面させた配置で導通接合する場合にも好適に用いられる。この場合、それぞれの接続端子７４２２、９２間にも半田１０を配置できるから、半田フィレット１０１を大きく形成しなくても、充分な接合強度が得られる。

また、図５(ａ)、(ｂ)に示すように、ＦＰＣ２０のベースフィルム２０１上に形成された接続端子２０２の両側端面２０２１、２０２１を絶縁保護膜２０３で被覆してもよい。これにより、接続端子２０２のベースフィルム２０１からの剥離がより確実に防止される。この場合、半田３０は接続端子２０２の一端面２０２２を跨いで塗布されるだけであるから半田フィレット３０１を大きく形成することが難しい。したがって、本変形例の構造は、本変形例のように接合すべき回路基板４０の接続端子４０１とＦＰＣ２０の接続端子２０１を対向させる配置の場合により有効に適用される。

更に、上記実施形態においては、光源用ＦＰＣ７４とリジッドな駆動制御回路基板９とを導通接合しているが、これに限らず、本発明はフレキシブル配線基板同士を半田接合する場合にも有効に適用される。

加えて、本発明は、半田接合されるフレキシブル配線基板がその表裏両面に通電配線パターンが形成された両面配線型の配線基板である場合にも有効に適用されることは勿論である。

本発明の一実施形態としての半田接合構造が適用された液晶表示モジュールを示す模式的断面図である。 上記液晶表示モジュールの要部構成を示す分解斜視図である。 (ａ)は上記液晶表示モジュールにおける半田接合部を示す平面図、(ｂ)はそのＢ−Ｂ線断面図、(ｃ)はそのＣ−Ｃ線断面図である。 (ａ)は上記半田接合構造の変形例を示す平面図、(ｂ)はそのＢ−Ｂ線断面図、(ｃ)はそのＣ−Ｃ線断面図である。 (ａ)は本発明の半田接合構造の他の変形例を示す平面図、(ｂ)はそのＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１ 収納ケース
２ カバーケース
３ フレーム
４ 液晶表示パネル
５ ドライバチップ
６ ＦＰＣ（駆動制御信号供給用）
７ サイドライト型面発光照射ユニット
７１ 導光板
７２ ＬＥＤ(Light-Emitting Diode)
７３ 光反射シート
７４ 光源用ＦＰＣ
７４ａ ＬＥＤアレイ部
７４ｂ リード延出部
７４１ ベースフィルム
７４２ 通電配線パターン
７４２１ リード配線
７４２２ 接続端子（ＦＰＣ側）
７４２２ａ 露出部分
７４２２ｂ 端面
８ 背面パネル
９ 駆動制御回路基板
９１ リード配線
９２ 接続端子（回路基板側）

Claims (3)

1. フレキシブルな基板の少なくとも一方の主面に、配線とこの配線から延長された部分に設けられた第１接続端子とが配設され、絶縁保護膜が前記配線と前記第１接続端子のうちの一部分を除いて前記配線の延在方向に沿った一対の縁辺のうちの少なくとも一方の縁辺を覆うパターンで被着されている第１配線基板と、
   基板の少なくとも一方の主面に、配線と、この配線から延長された部分に設けられ、前記第1接続端子の前記絶縁保護膜が被着されていない前記一部分からなる露出部分よりも幅が広い第２接続端子とが配設されている第２配線基板と、
   前記第２接続端子とこれに重畳配置された前記第１接続端子の露出部分とを導通接続した半田とからなり、
   前記第１配線基板の前記第１接続端子は隣接する２縁辺が露出され、前記半田が前記隣接する２縁辺を跨いで配置され、前記第１配線基板の前記絶縁保護膜が前記第１配線基板の前記第１接続端子の隣接する２縁辺を覆うように被着され、前記第１配線基板の前記絶縁保護膜は、該絶縁保護膜と前記一部分からなる前記露出部分との境界が折れ曲がるように形成されていることを特徴とする配線基板の半田接合構造。
2. 前記第１接続端子の前記配線の延在方向に沿った側端面のうちの一方の側端面が、前記第１配線基板の前記絶縁保護膜に覆われていることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の半田接合構造。
3. 前記第２配線基板は、フレキシブルな基板からなるフレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配線基板の半田接合構造。