| 【発明の名称】 |
基板接合方法およびその接合構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】ポンパンパーニ・アナン
【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０番地 株式会社フジクラ佐倉事業所内
【氏名】岡田 淳
【住所又は居所】千葉県佐倉市六崎１４４０番地 株式会社フジクラ佐倉事業所内
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| 【要約】 |
【課題】良好な電気的導通性を確保し、基板同士を接合する方法を提供する。
【解決手段】第１回路基板１と第２回路基板２それぞれに形成された導体パターン１ａ，２ａ間の電気的導通性を確保する基板接合方法において第１回路基板１の導体パターン１ａの接合部表面をハーフエッチングして凹凸を形成するとともに、第２回路基板２の導体パターン２ａの接合部表面もハーフエッチングして凹凸を形成し、前記第１回路基板１と第２回路基板２の導体パターン１ａ，２ａ同士を導電性接着層３を介して接合するにあたって、それぞれの導体パターン１ａ，２ａの接合部表面に形成された凹凸を嵌合する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回路基板（１）と第２回路基板（２）それぞれに形成された導体パターン（１ａ，２ａ）間の電気的導通性を確保する基板接合方法において、
第１回路基板（１）の導体パターン（１ａ）の接合部表面をハーフエッチングして凹凸を形成するとともに、第２回路基板（２）の導体パターン（２ａ）の接合部表面もハーフエッチングして凹凸を形成し、
前記第１回路基板（１）と第２回路基板（２）の導体パターン（１ａ，２ａ）同士を導電性接着層（３）を介して接合するにあたって、それぞれの導体パターン（１ａ，２ａ）の接合部表面に形成した凹凸を嵌合することを特徴とする基板接合方法。
【請求項２】
ハーフエッチングによって接合部表面に凹凸が形成された導体パターン（１ａ）表面に導電性樹脂組成物又は半田ペーストを印刷した第１回路基板（１）を使用し、
前記導電性樹脂組成物又は半田ペーストからなる導電性接着層（３）を介して、第１回路基板（１）と第２回路基板（２）の導体パターン（１ａ，２ａ）同士を接合することを特徴とする請求項１に記載の基板接合方法。
【請求項３】
第１回路基板（１）と第２回路基板（２）それぞれに形成された導体パターン（１ａ，２ａ）間の電気的導通性を確保した基板の接合構造であって、
ハーフエッチングによって導体パターン（１ａ）の接合部表面に凹凸が形成された第１回路基板（１）と、ハーフエッチングによって導体パターン（２ａ）の接合部表面に凹凸が形成された第２回路基板（２）とが、導電性樹脂組成物又は半田ペーストからなる導電性接着層（３）を介して接合され、かつ前記それぞれの導体パターン（１ａ，２ａ）表面に形成した凹凸が嵌め合わされていることを特徴とする基板の接合構造。
【請求項４】
ハーフエッチングによって接合部表面に凹凸が形成された導体パターン（１）表面に、導電性樹脂組成物又は半田ペーストを印刷して導電性接着層（３）を形成し、
この導電性接着層（３）を介して第１回路基板（１）と第２回路基板（２）の導体パターン（１ａ，２ａ）同士が接合されていることを特徴とする請求項３に記載の基板の接合構造。
【請求項５】
第１回路基板（１）または第２回路基板（２）の少なくとも一方が、フレキシブルプリント基板であることを特徴とする請求項３または４に記載の基板の接合構造。
【請求項６】
第１回路基板（１）の導体パターン（１ａ）と第２回路基板（２）の導体パターン（２ａ）の配設ピッチが同じことを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の基板の接合構造。
【請求項７】
第１回路基板の導体パターンに対して、第２回路基板の導体パターンの配設ピッチが整数倍であることを特徴とする請求項３から請求項５の何れか１項に記載の基板の接合構造。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器において、回路基板同士の電気的導通性を確保した状態で相互の回路基板の導体パターンを接合し、複数の回路基板を一体化する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化、高密度化に伴い、回路基板が小型化され、１枚の回路基板だけでは、搭載すべき電子部品の全てを実装することができなくなった。そこで複数の回路基板を接合して一体化し、それぞれの回路基板に電子部品を実装する技術が用いられるようになった。
良好な電気的導通性を確保した状態で相互の回路基板を接合する方法として、例えばフレキシブルプリント基板とプリント基板、またはフレキシブルプリント基板同士の導体パターン同士を半田溶接によって接合したり、コネクタや金具類を用いた圧接によって接合する方法がある。（例えば特許文献１〜５を参照）。
【特許文献１】特開平５−０５０７７６号公報
【特許文献２】特開平８−２１３７５０号公報
【特許文献３】特開平８−２１３７５１号公報
【特許文献４】特開平１０−１９０１８２号公報
【特許文献５】特許第３３９７９５５号
【０００３】
図５及び図６は従来技術による回路基板の接合方法を説明する図である。
図５に示す基板接合方法は、絶縁基材１０１ｂ上に導体パターン（回路など）１０１ａが形成されている第１回路基板１０１と、同じく絶縁基材１０２ｂ上に導体パターン（回路など）１０２ａが形成されている第２回路基板１０２とを接合するにあたって、前記第１回路基板１０１と第２回路基板１０２の導体パターン（回路など）同士を半田ペースト１０３を介して接合するものである（半田溶接）。
また図６に示す基板接合方法は、絶縁基材１０１ｂ上に導体パターン（回路など）１０１ａが形成されている第１回路基板１０１と、同じく絶縁基材１０２ｂ上に導体パターン（回路など）１０２ａが形成されている第２回路基板１０２とを接合するにあたって金具１０４を使用し、前記第１回路基板１０１と第２回路基板１０２の導体パターン（回路など）同士を対峙させた状態で、前記金具１０４によって回路基板同士を固定し、圧接して接合するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来技術による基板接合方法では、例えば半田溶接によって回路基板同士を接合した場合、（１）半田付け不良等によって電気的導通性が確保できず、基板の電気的な信頼性が低下したり、（２）半田溶接による接合工程が複雑であったり、（３）各回路基板の導体パターン同士が半田を介して接合されるため、基板全体の厚みが増大し、電子機器の小型軽量化に対応できなかったり、（４）半田溶接して作成した基板に電子部品を実装する工程で、リフロー等の熱によって半田による接着力が弱くなり、導体パターン又は電極間における位置ずれや接合不良が発生したりしていた。
また金具を用いて回路基板同士を圧接した場合、（１）金具を用いた接合工程が複雑だったり、（２）各回路基板に金具を設けるためのスペースを確保と、使用する金具のスペースとによって基板全体が嵩高となり、電子機器の小型軽量化に対応できなかったりしていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そこで本発明は、第１回路基板と第２回路基板それぞれに形成された導体パターン間の電気的導通性を確保する基板接合方法において、第１回路基板の導体パターンの接合部表面をハーフエッチングして凹凸を形成するとともに、第２回路基板の導体パターンの接合部表面もハーフエッチングして凹凸を形成し、前記第１回路基板と第２回路基板の導体パターン同士を導電性接着層を介して接合するにあたって、それぞれの導体パターンの接合部表面に形成された凹凸を嵌合するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、回路基板同士を接合するにあたって、ハーフエッチングによって導体パターン表面に凹凸が形成された第１回路基板と第２回路基板を使用し、互いの凹凸を嵌め合わせた状態で、導体パターン同士が導電性接着層を介して接合させるため、前記導体パターンに形成した前記凹凸の嵌合によって、回路基板同士の引き剥がし強度が向上するとともに、接合部分での位置ずれを回避することができる。また前記凹凸同士の嵌合によって接合した基板接合部の層厚を低減することができ、電気機器の小型軽量化に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明による基板接合方法について、図１〜図４を参照して説明する。
【０００８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、第１回路基板１と第２回路基板２それぞれに形成された導体パターン１ａ，２ａ間の電気的導通性を確保した基板の接合構造を示すものであって、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す基板のＡ−Ａ線断面図である。
図１に示す実施例では、ハーフエッチングによって導体パターン１ａの接合部表面に凹凸を形成した第１回路基板１と、ハーフエッチングによって導体パターン２ａの接合部表面に凹凸を形成した第２回路基板２とが、導電性樹脂組成物や半田ペーストからなる導電性接着層３を介して接合され、かつ前記それぞれの導体パターン１ａ，２ａ表面に形成した凹凸が嵌め合わされている。
【０００９】
次に、図２ないし図４を参照してこの発明による基板接合方法について説明する。
図２ないし図４は、この発明による接合方法で用いる第１回路基板１の作成工程を示すものであって、図２（ｂ），図３（ｂ），図４（ｂ）は、それぞれ図２（ａ），図３（ａ），図４（ａ）に示す第１回路基板１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１０】
この実施例によれば、まず絶縁基板１ｂの表面の導体箔をエッチング処理して所望の導体パターン１ａを形成した第１回路基板１を作成するとともに（図２を参照）、同様にして、絶縁基板２ｂの表面の導体箔をエッチング処理して所望の導体パターン２ａを形成した第２回路基板２を作成した。
この実施例では、層厚２５μｍの絶縁基材の表面に層厚１８μｍの銅箔層を形成し、この銅箔層をエッチング処理することよって所望の導体パターンを形成した。なお、銅からなる導体パターンの表面に、銅メッキや、Ｎｉ−Ａｕメッキなどのメッキ処理を施してもよい。
【００１１】
エッチング処理による導体パターン１ａの形成は、絶縁基材１ｂの表面に形成された銅箔層の表面に、銅箔部分を残存させて回路等を形成したい部分の表面をマスキングした後、エッチャント溶液に浸し、マスキングしていない部分の銅箔を溶解除去することによって、所望の導体パターン１ａを形成する。
なお導体パターン形成後はマスキングを剥離し、絶縁基材１ｂ（または２ｂ）の表面に所望の導体パターン１ａ（または２ａ）を形成した第１回路基板１（または第２回路基板２）を取得する。
【００１２】
この実施例では、第１回路基板１と第２回路基板２において、それぞれの導体パターン１ａ，２ａの配設ピッチを同じに設定した。
なお第１回路基板１の導体パターン１ａの配設ピッチに対して、第２回路基板２の導体パターン２ａの配設ピッチを整数倍に設定してもよい。
【００１３】
そして絶縁基材１ｂ，２ｂの表面に所望の導体パターン１ａ，２ａを形成した第１回路基板１と第２回路基板２とをそれぞれ用意した後、前記各回路基板の導体パターン１ａ，２ａをハーフエッチングし、導体パターン１ａ，２ａ同士の接合部表面に凹凸を形成する。
図３（ａ）及び（ｂ）は、第１回路基板１の導体パターン１ａをハーフエッチングした状態を示すものであって、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す第１回路基板１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１４】
各回路基板の導体パターン表面にハーフエッチングによる凹凸を形成するにあたって、第１回路基板１の導体パターン１ａをハーフエッチングして当該導体パターン表面に形成した凹凸と、第２回路基板２の導体パターン２ａをハーフエッチングして当該導体パターン表面に形成した凹凸とが、第１回路基板１と第２回路基板２との導体パターン同士を接合したときに、嵌合するように凹凸を形成する。
【００１５】
ハーフエッチングによる導体パターン表面の凹凸形成は、導体パターン表面において凹部を形成した部分を除き、導体パターンをマスキングした後、エッチャント溶液に浸して、マスキングしていない部分の銅箔を溶解して凹部を形成する。
第２回路基板２をハーフエッチングして導体パターン２ａ表面に凹凸を形成するにあたって、第１回路基板１の導体パターン１ａ表面において凹部が形成されてない部分（凸部）と対峙する部分に凹部が形成されるように、導体パターン２ａをマスキングンした後、エッチャント溶液に浸して、マスキングしていない部分の銅箔を溶解して凹部を形成する。
なお導体パターン表面に凹凸を形成した後はマスキングを剥離し、絶縁基材１ｂ（または２ｂ）の表面に形成された所望の導体パターン１ａ（または２ａ）の表面に所望の凹凸が形成された第１回路基板１（または第２回路基板２）を取得する。
【００１６】
この実施例では、それぞれの回路基板の導体パターン表面に、ハーフエッチングによって深度５μｍ〜１５μｍの凹部を形成した。
【００１７】
次に、図４に示すように第１回路基板導体パターン表面に凹凸を形成した第１回路基板１の導体パターン表面に半田ペースト又は導電性樹脂からなる導電性接着層３を形成する。この実施例では、第１回路基板１の導体パターン１ａの表面に半田ペーストを印刷し、層厚１０μｍ〜２０μｍの導電性接着層３を形成した。
【００１８】
その後、第１回路基板と第２基板との位置調整をしながら、第１回路基板と第２基板の導体パターンを対峙させ、各導体パターンの表面の凹凸によって導体パターン同士を嵌合させた状態で回路基板同士を接合する（図１を参照）。
この実施例では、Ｘ線を使用した画像アライメント処理によって、各回路基板に形成された導体パターンおよびその表面に形成された凹凸パターンに基づいて、第１回路基板１と第２回路基板２との位置合わせを行ない、第１回路基板１の導体パターン１ａの接合部表面に形成した凹凸と第２回路基板２の導体パターン２ａの接合部表面に形成した凹凸とを嵌め合わせて、前記導体パターン１ａ，２ａ同士を接合した。
【００１９】
この実施例では、第１回路基板１と第２回路基板２それぞれの導体パターン１ａ，２ａの接合部表面に形成した凹凸を嵌め合わせて導体パターン１ａ，２ａ同士を接合するため、凹凸が形成されている導体パターン１ａ，２ａの接合部表面と導電性接着層３の接触面積が大ききく、第１回路基板１と第２回路基板２の機械的接合強度を向上させることができるとともに、前記導体パターン１ａ，２ａの凹凸同士が嵌め合わされるため、導体パターン１ａ，２ａの接合部表面に凹凸を形成しない場合よりも、接合部の層厚を低減することができる。
このとき導体パターン表面にハーフエッチングによって形成した凹部の深度が５μｍより小さいと、導電性接着剤層３との接触面積の増大率が少なく機械的接合強度が向上する効果が少ないとともに、接合部の層厚を低減させる効果も少ない。
つまり、導体パターンの接合部表面をハーフエッチングして凹部を形成するにあたって、前記導体パターンの層厚に対して凹部の深度が１／４を超えることが好ましい。
【００２０】
なお第１回路基板１または第２回路基板１の何れか一方、もしくは双方をについて可撓性のある絶縁基材を使用してフレキシブルプリント基板となし、このフレキシブルプリント基板を接合することによって可撓性がある基板を作成した場合、前記基板を折り曲げても、第１回路基板１と第２回路基板２の導体パターン同士は表面に形成した凹凸が嵌め合わされて接合しているため、位置ずれする虞がない。つまり、この発明による基板接合方法は、屈曲特性が必要とされフレキシブルプリント基板を接合するにあたって、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明による基板の接合構造を示す図である。
【図２】この発明による基板接合方法の工程１を説明する図である。
【図３】この発明による基板接合方法の工程２を説明する図である。
【図４】この発明による基板接合方法の工程３を説明する図である。
【図５】従来技術による基板接合方法を説明する図である。
【図６】従来技術によるその他の基板接合方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 第１回路基板
２ 第２回路基板
１ａ，２ａ 導体パターン
１ｂ，２ｂ 絶縁基材
３ 導電性接着層
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１８６
【氏名又は名称】株式会社フジクラ
【住所又は居所】東京都江東区木場１丁目５番１号
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| 【出願日】 |
平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８８２４
【弁理士】
【氏名又は名称】増田 竹夫
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１３６３３９（Ｐ２００５−１３６３３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年５月２６日（２００５．５．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−３７３０６０（Ｐ２００３−３７３０６０） |
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