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【発明の名称】 配線基板接続構造及びそれを用いた電子機器
【発明者】 【氏名】細江 洋史

【氏名】友森 幸男

【氏名】高倉 義之
【要約】 【課題】接続ランドの高密度化が可能であり、配線基板同士の接続も容易に行うことができるようにする。

【構成】第１の配線基板１１と第２の配線基板１２のそれぞれには、第１接続ランド１１a，１２aと第１接続ランドよりもランド幅の広い第２接続ランド１１b，１２bを、第１接続ランドが第２接続ランドよりも突出した状態となるように交互に等間隔で形成する。第１の配線基板における第１接続ランド１１aの突出部１１apを、第２の配線基板の第２接続ランド１２b上に載置させる。また、第２の配線基板における第１接続ランド１２aの突出部１２apを、第１の配線基板の第２接続ランド１１b上に載置させる。その後、第１接続ランドの突出部１１ap(１２ap)と第２接続ランド１２b(１１b)を接続する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線基板に第２の配線基板を載置して、前記第１の配線基板に形成された接続ランドと前記第２の配線基板に形成された接続ランドを接続する配線基板接続構造において、
前記第１及び第２の配線基板のそれぞれには、第１接続ランドと該第１接続ランドよりもランド幅の広い第２接続ランドを、前記第１接続ランドが前記第２接続ランドよりも突出した状態となるように交互に等間隔で形成し、
前記第１及び第２の配線基板は、一方の配線基板の前記第２接続ランド上に他方の配線基板における前記第１接続ランドの突出した部分を載置させて、前記第１接続ランドと前記第２接続ランドを接続する
ことを特徴とする配線基板接続構造。
【請求項２】
最小ランド幅を「Ｐw」、ランド間隙を「Ｐd」、ずれ許容量を「Ａs」としたとき、
前記第１接続ランドについてのＬ／Ｓ値は「Ｌ／Ｓ＝Ｐw／(Ｐw＋２Ａs＋２Ｐd)」に設定し、前記第２接続ランドについてのＬ／Ｓ値は「Ｌ／Ｓ＝(Ｐw＋２Ａs)／(Ｐw＋２Ｐd)」に設定した
ことを特徴とする請求項１記載の配線基板接続構造。
【請求項３】
最小ランド幅を「Ｐw」、ランド間隙を「Ｐd」、接続ピッチを「ＣＰa」としたとき、
前記第１接続ランドについてのＬ／Ｓ値は「Ｌ／Ｓ＝Ｐw／(２ＣＰa−Ｐw)」に設定し、前記第２接続ランドについてのＬ／Ｓ値は「Ｌ／Ｓ＝(２ＣＰa−Ｐw−２Ｐd)／(Ｐw＋２Ｐd)」に設定した
ことを特徴とする請求項１記載の配線基板接続構造。
【請求項４】
前記第１の配線基板と前記第２の配線基板は、基板形状を利用した位置決めを行って、一方の配線基板の前記第２接続ランド上に他方の配線基板における前記第１接続ランドの突出した部分を載置する
ことを特徴とする請求項１記載の配線基板接続構造。
【請求項５】
回路パターンが形成された第１の配線基板と第２の配線基板を用いる電子機器において、
前記第１及び第２の配線基板のそれぞれには、前記回路パターンと繋がる第１接続ランドと該第１接続ランドよりもランド幅の広い第２接続ランドを、前記第１接続ランドが前記第２接続ランドよりも突出した状態となるように交互に形成し、
前記第１及び第２の配線基板は、一方の配線基板の前記第２接続ランド上に他方の配線基板における前記第１接続ランドの突出した部分を載置させて、前記第１接続ランドと前記第２接続ランドを接続した
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、配線基板接続構造及びそれを用いた電子機器に関する。詳しくは、第１接続ランドと該第１接続ランドよりもランド幅の広い第２接続ランドを、第１接続ランドが第２接続ランドよりも突出した状態となるように交互に等間隔で配線基板に形成して、第１接続ランドの突出した部分と第２接続ランドを接続することで、接続ランドの高密度化や基板接続作業の容易化をはかるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器では、第１の配線基板と第２の配線基板に接続ランドを形成して、第１の配線基板に対して接続ランドが重なるように第２の配線基板を載置して、第１の配線基板に形成されている接続ランドと第２の配線基板に形成されている接続ランドを接続することが行われている。
【０００３】
このようにして２つの配線基板を接続する場合、特許文献１，２の発明では、回路基板に形成した接続ランドの幅をフレキシブル基板に形成した接続ランドの幅よりも広くすることで、半田ブリッジの抑制及び微細化が図られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２３１４７号公報
【特許文献２】特公昭５５−１０９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一方の配線基板の接続ランドに対して他方の配線基板の接続ランドを広くすれば、例えば接続ランドを半田付けしたとき、幅の狭い接続ランドから幅の広い接続ランドに向けて広がったフィレットが形成されることになるので、半田ブリッジの発生を防止することができる。しかし、他方の配線基板の接続ランドは、幅が広く形成されるので接続ランドの高密度化が阻害されてしまうことになる。
【０００６】
また、接続ランドの高密度化がはかられると、配線基板を接続する際の位置決めも高精度に行う必要が生じる。このため、カメラで基板を撮像して画像認識を行い、認識結果に基づいて配線基板の位置を調整することで、所望の位置決め精度を確保することが行われている。したがって、安価な構成で容易に配線基板の接続を行うことができなくなってしまう。
【０００７】
そこで、この発明では、接続ランドの高密度化が可能であり、基板同士の接続も容易に行うことができる配線基板接続構造及びそれを用いた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る配線基板接続構造は、第１の配線基板に第２の配線基板を載置して、第１の配線基板に形成された接続ランドと第２の配線基板に形成された接続ランドを接続する配線基板接続構造において、第１及び第２の配線基板のそれぞれには、第１接続ランドと該第１接続ランドよりもランド幅の広い第２接続ランドを、第１接続ランドが第２接続ランドよりも突出した状態となるように交互に等間隔で形成し、第１及び第２の配線基板は、一方の配線基板の第２接続ランド上に他方の配線基板における第１接続ランドの突出した部分を載置させて、第１接続ランドと第２接続ランドを接続するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、第１接続ランドと第１接続ランドよりもランド幅の広い第２接続ランドを、第１接続ランドが第２接続ランドよりも突出した状態となるように交互に等間隔で形成して、第１及び第２の配線基板は、一方の配線基板の第２接続ランド上に他方の配線基板における第１接続ランドの突出した部分が載置させて、第１接続ランドと第２接続ランドが接続される。
【００１０】
このため、第１接続ランドと第２接続ランドとの接続点が千鳥配置となり、接続ランドの高密度化が可能となる。また、ランド幅の広い第２接続ランド上に第１接続ランドを載置して接続するものであることから、基板の位置決めを高精度に行わなくとも接続点の接続幅にばらつきを発生させないようにすることが可能となり、安定した接続構造を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図を参照しながら、この発明の実施形態について説明する。本発明に係る配線基板接続構造は、例えば映像機器、音声機器、通信機器、情報機器等の種々の電子機器に用いて好適なものである。配線基板は、リジット基板だけでなく可撓性を有したフレキシブル基板を用いるものとしてもよい。さらに、配線基板同士を接続する場合には、フレキシブル基板を用いることが多く、本発明に係る配線基板接続構造は、このようなフレキシブル基板を用いた配線基板接続に用いても好適なものである。
【００１２】
図１は、本願発明の配線基板接続構造で用いる配線基板の接続ランド形状を示している。配線基板１１（１２）には、第１接続ランド１１a（１２a）と、第１接続ランド１１a（１２a）よりも広いランド幅である第２接続ランド１１b（１２b）を交互に形成する。なお、隣接する接続ランドにはスペースを設ける。また、第１接続ランド１１a（１２a）は、第２接続ランド１１b（１２b）よりも突出させて形成する（以下「突出した部分を突出部１１ap（１２ap）」という）。
【００１３】
図２は、本願発明の配線基板接続構造を示しており、図２Ａは配線基板接続構造の正面図、図２Ｂは配線基板接続構造の側面図、図２Ｃは図２ＡにおけるＩ−Ｉ'位置の断面概略図、図２Ｄは図２ＡにおけるＩＩ−ＩＩ'位置の断面概略図である。
【００１４】
第１の配線基板１１と第２の配線基板１２は、一方の配線基板の第２接続ランド上に他方の配線基板における第１接続ランドの突出部を載置させて、第１接続ランドの突出部と第２接続ランドを接続する。すなわち、第１の配線基板１１の第２接続ランド１１b上に第２の配線基板１２における第１接続ランド１２aの突出部１２apを載置させる。また、第２の配線基板１２の第２接続ランド１２b上に第１の配線基板１１における第１接続ランド１１aの突出部１１apを載置させる。その後、第１接続ランド１１aの突出部１１apと第２接続ランド１２b、及び第１接続ランド１２aの突出部１２apと第２接続ランド１１bを接続する。このとき、第１接続ランドと第２接続ランドが接続された接続点は千鳥配置となる。なお、第１の配線基板１１の第２接続ランド１１bと第２の配線基板１２の第２接続ランド１２bは、ランド間隙以上のスペースを有するように、一方の配線基板を他方の配線基板上に載置すれは、接続後の配線基板において、各ランド間で所定の以上の間隙を設けることができる。
【００１５】
ここで、接続ランドの最小ランド幅を「Ｐw」、隣接する接続ランドとのスペースであるランド間隙を「Ｐd」とする場合において、接続作業を安価で容易に行うことができるようにするため、接続作業におけるずれ許容量を「Ａs」に設定した場合について説明する。ここで、ずれ許容量とは、基準となる接続位置に対して接続ランドの並び方向に許容可能なずれ量を示すものであり、基準となる接続位置に対する一方の方向のずれ量をずれ許容量「Ａs」だけ許容し、逆方向に対するずれ量もずれ許容量「Ａs」だけ許容することを意味している。
【００１６】
図３に示すように、配線基板１１，１２における第１接続ランド１１a，１２aのランド幅を「Ｐw」としたとき、第２接続ランド１１b，１２bのランド幅は「Ｐw＋２Ａs」となる。また、ランド間隙を「Ｐd」とすると、第１接続ランド１１a（１２a）と隣り合う第１接続ランド１１a（１２a）との間隔は「Ｐw＋２Ａs＋２Ｐd」となり、第２接続ランド１１b（１２b）と隣り合う第２接続ランド１１b（１２b）との間隔は「Ｐw＋２Ｐd」となる。
【００１７】
したがって、配線基板１１，１２における第１接続ランド１１a，１２aは、第１接続ランド１１a，１２aについてのＬ／Ｓ値が、Ｌ／Ｓ＝Ｐw／(Ｐw＋２Ａs＋２Ｐd)となるように形成する。また、第２接続ランド１１b，１２bは、第２接続ランド１１b，１２bについてのＬ／Ｓ値が、Ｌ／Ｓ＝(Ｐw＋２Ａs)／(Ｐw＋２Ｐd)となるように形成する。なお、Ｌ／Ｓは、Line／Spaceを意味しており、ラインはパターン幅、スペースはパターン間の間隙を表している。
【００１８】
さらに、配線基板１１において、第１接続ランド１１aと第２接続ランド１１bが等間隔となるように、第１接続ランド１１aは、第２接続ランド１１b間の中央位置となるように設ける。同様に、配線基板１２において、第１接続ランド１２aと第２接続ランド１２bが等間隔となるように、第１接続ランド１２aは、第２接続ランド１２b間の中央位置となるように設ける。
【００１９】
このように、第１接続ランド１１a，１２aと第２接続ランド１１b，１２bを形成すると、接続ピッチＣＰaは「ＣＰa＝(Ｐw＋Ａs＋Ｐd)」であって、接続点が千鳥配置となる。
【００２０】
次に、接続ランドの最小ランド幅を「Ｐw」、ランド間隙を「Ｐd」とする場合において、接続ランドの高密度をはかるため、接続ピッチを設定した場合について説明する。ここで、接続ピッチは「ＣＰa＝(Ｐw＋Ａs＋Ｐd)」であるから「Ａs＝(ＣＰa−Ｐw−Ｐd)」となる。したがって、第１接続ランド１１a，１２aについてのＬ／Ｓ値は、Ｌ／Ｓ＝Ｐw／(Ｐw＋２Ａs＋２Ｐd)＝Ｐw／(２ＣＰa−Ｐw)となる。また、第２接続ランド１１b，１２bのＬ／Ｓ値は、Ｌ／Ｓ＝(Ｐw＋２Ａs)／(Ｐw＋２Ｐd)＝(２ＣＰa−Ｐw−２Ｐd)／(Ｐw＋２Ｐd)となる。すなわち、第１接続ランド１１a，１２aは、Ｌ／Ｓ値がＬ／Ｓ＝Ｐw／(２ＣＰa−Ｐw)、第２接続ランド１１b，１２bは、Ｌ／Ｓ値がＬ／Ｓ＝(２ＣＰa−Ｐw−２Ｐd)／(Ｐw＋２Ｐd)となるように形成すれば、接続点が千鳥配置となった所望の接続ピッチでの配線基板接続を行うことができる。
【００２１】
次に、従来の配線基板との相違について説明する。例えば特許文献１の発明のように構成された配線基板では、接続ランドの最小ランド幅を「Ｐw」、基準位置に対するずれ許容量を「Ａs」とすると、図４に示すように、第３の配線基板１３の接続ランド１３pをランド幅「Ｐw」としたとき、第４の配線基板１４における接続ランド１４pのランド幅Ｗdは「Ｐw＋２Ａs」となる。また、ランド間隙を「Ｐd」とすると、接続ランド１３pについてのランド間隙は「Ｐw＋２Ａs」となり、接続ランド１４pについてのランド間隙は「Ｐd」となる。したがって、接続ランド１３pはＬ／Ｓ＝Ｐw／(Ｐw＋２Ａs＋Ｐd)、接続ランド１４pは、Ｌ／Ｓ＝(Ｐw＋２Ａs)／Ｐdとなるように形成されることとなる。また、接続ピッチＣＰcは、「ＣＰc＝(Ｐw＋２Ａs＋Ｐd)」となる。
【００２２】
ここで、例えば接続ピッチＣＰa，ＣＰcをともに０．３ｍｍ、最小ランド幅Ｐwを０．１ｍｍ、ランド間隙Ｐdを０．１ｍｍとした場合、図４に示すように接続ランドを形成した場合、ずれ許容量Ａsは０．０５ｍｍとなる。しかし、図３に示すように接続ランドを形成した場合のずれ許容量Ａsは０．１ｍｍとなり、ずれ許容量を大きくすることができる。また、従来の配線基板接続構造を用いてずれ許容量Ａsを０．１ｍｍに設定すると、接続ピッチＣＰcは０．４ｍｍとなり、図３に示すように接続ランドを形成した場合の接続ピッチＣＰaである０．３ｍｍよりも大きくなってしまう。
【００２３】
このように、同じ接続ピッチであったときには、従来の配線基板接続構造よりもずれ許容量を大きくできる。したがって、高精度で高価な接続方法例えばカメラを用いた画像認識によって基板の位置合わせを行い、異方性導電フィルム（ＡＣＦ:Anisotropic Conductive Film）を用いて基板の接続を行うような接続方法を用いなくとも、基板形状を利用した位置合わせ例えば互いの配線基板を外形で規制して重ね合わせて半田付けを行うことにより、接続点の接続幅にばらつきを発生させることがなく安定した接続構造を得られる。また、ずれ許容量を等しく規定したときには、従来の配線基板接続構造よりも接続ピッチを狭めることができるので、基板接続精度を高めなくとも接続ランドの高密度化が可能となる。なお、基板形状を利用した位置合わせは、配線基板を外形で規制する場合に限られるものではなく、例えば配線基板に設けた位置決め穴等を用いるものとしてもよい。
【実施例】
【００２４】
配線基板の配線ルールは０．２ｍｍピッチ（Ｌ／Ｓ＝０．１ｍｍ／０．１ｍｍ）としてパターン設計を行い、図１に示すように第１接続ランドと第２接続ランドを交互に設けて千鳥配置とした。ここで、第１接続ランドのランド幅は「Ｐa＝０．１ｍｍ」、第２接続ランドのランド幅は「Ｐb＝０．３ｍｍ」とした。隣接する接続ランドのランド間隙は「Ｐd＝０．１ｍｍ」として、接続点を０．３ｍｍピッチ千鳥配置とした。なお、このときのずれ許容量は「Ａs＝１００μｍ」となる。配線基板の接続部位の加工精度は、０．３ｍｍピッチ千鳥コネクタを用いる場合と同等の加工精度とした。また、第１又は第２接続ランドの片方にＳｎＣｕメッキを施す。
【００２５】
このように形成した２つの配線基板を、基板形状を利用して例えば外形規制で重ね合わせた。この２つの配線基板の重ね合わせでは、一方の配線基板の第１接続ランドに他方の配線基板の第２接続ランドをそれぞれ載置させて、熱圧着により第１接続ランドと第２接続ランドを接続した。
【００２６】
熱圧着後に接続部分のずれ量を測定した結果、ずれ量の標準偏差は「σ＝１１．６７μｍ」となった。管理限界を「±３σ」としたとき、管理限界「±３σ」は「±３５μｍ」であることから、いずれの方向にずれを生じてもずれ許容量「Ａs＝１００μｍ」の範囲内である。したがって、カメラを用いた画像認識で基板位置合わせを行って基板接続を行わなくとも、基板形状を利用した基板位置合わせで、ずれ許容量の範囲内での基板接続を行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】配線基板の接続ランド形状を示す図である。
【図２】配線基板接続構造を示す図である。
【図３】接続ランド設定方法を示す図である。
【図４】従来の接続ランド設定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１１，１２，１３，１４・・・配線基板、１１a，１２a・・・第１接続ランド、１１b，１２b・・・第２接続ランド、１１ap，１２ap・・・突出部、１３p，１４p・・・接続ランド
【出願人】 【識別番号】０００００２１８５
【氏名又は名称】ソニー株式会社
【出願日】 平成１８年９月１３日（２００６．９．１３）
【代理人】 【識別番号】１０００９０３７６
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 邦夫
【公開番号】 特開２００８−７１８８９（Ｐ２００８−７１８８９Ａ）
【公開日】 平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【出願番号】 特願２００６−２４８３７３（Ｐ２００６−２４８３７３）