特許 5651096 フレキシブルプリント基板および平面表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5651096

(24)【登録日】2014年11月21日

(45)【発行日】2015年1月7日

(54)【発明の名称】フレキシブルプリント基板および平面表示装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/28 20060101AFI20141211BHJP

【ＦＩ】

   H05K3/28 D

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-247223(P2011-247223)

(22)【出願日】2011年11月11日

(65)【公開番号】特開2013-105810(P2013-105810A)

(43)【公開日】2013年5月30日

【審査請求日】2014年3月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】100062764

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 襄

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】細川 延宏

【審査官】 井上 信

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０− ４２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４０１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１８３５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平 ９−２８３５７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ ３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースフィルムと、
このベースフィルムの一主面上に形成される第１導電層と、
前記ベースフィルムの他主面上に形成される第２導電層と、
前記第１導電層を覆って形成される第１保護層と、
前記第２導電層を覆って形成される第２保護層とを具備し、
前記第１保護層は、
絶縁性を有する材質により前記第１導電層の一部を覆って形成された第１保護膜と、
感光性レジストにより前記第１導電層の他部を覆って形成された第２保護膜とを備え、
前記第２保護層は、
前記第１保護膜と同じ材質によりこの第１保護膜と同面積で前記第２導電層の一部を覆って、前記第２保護膜が形成された領域の裏面側の領域に形成された第３保護膜と、
前記第２保護膜と同じ感光性レジストにより前記第２導電層の他部を前記第２保護膜と同面積で覆って、前記第１保護膜が形成された領域の裏面側の領域に形成された第４保護膜とを備え、
前記第１保護層と前記第２保護層との熱膨張率が等しい
ことを特徴とするフレキシブルプリント基板。

【請求項2】

前記第２保護膜に対して実装され、前記第１導電層に電気的に接続される部品を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルプリント基板。

【請求項3】

請求項１または２記載のフレキシブルプリント基板を接続配線として備えた
ことを特徴とする平面表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、導電層を覆って形成される保護層を備えたフレキシブルプリント基板に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、フレキシブルプリント基板(以下、ＦＰＣ)は、高密度実装が進み、それにともなって、ポリイミドなどの材質によって形成された保護層すなわちカバーレイの他に感光性レジスト(Photo sensitive resist、PSR)による保護層を形成する構成がある。このような感光性レジストによる保護層は、露光、現像およびエッチングの各工程により形成されるため、開口精度が向上し、より高密度な実装が可能になるので、特に部品実装面に用いられることが多い。

【0003】

しかしながら、カバーレイを構成するポリイミドなどの材質と感光性レジストとでは、熱履歴による熱膨張率(Coefficient of thermal expansion、CTE)が異なるため、熱膨張率が大きい感光性レジストによる保護層が形成されている面側へと反りが発生する。特に、ＦＰＣはフレキシブル性が求められるため、薄型化の傾向にあるため、反りがより発生しやすくなっている。

【0004】

そして、このようにＦＰＣが反っている場合、例えば液晶表示素子である液晶パネル(Liquid crystal display、LCD)に対して、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film、ACF)などを用いた熱圧着などによりＦＰＣを接続してＬＣＤモジュールを構成する場合、認識位置合わせができないという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２５１５８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、反りを抑制しつつ高密度実装に対応できるフレキシブルプリント基板を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態のフレキシブルプリント基板は、ベースフィルムを有する。また、このフレキシブルプリント基板は、ベースフィルムの一主面上に形成される第１導電層を有する。さらに、このフレキシブルプリント基板は、ベースフィルムの他主面上に形成される第２導電層を有する。また、このフレキシブルプリント基板は、第１導電層を覆って形成される第１保護層を有する。さらに、このフレキシブルプリント基板は、第２導電層を覆って形成される第２保護層を有する。そして、第１保護層と第２保護層とは、少なくともいずれか一方の少なくとも一部が感光性レジストにより形成され、全体として互いの熱膨張率が等しい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態のフレキシブルプリント基板を示す断面図である。

【図2】(a)は同上フレキシブルプリント基板の一主面側を示す平面図、(b)は同上フレキシブルプリント基板の他主面側を示す平面図である。

【図3】(a)は同上フレキシブルプリント基板を備えたＬＣＤモジュールを示す平面図、(b)は同上ＬＣＤモジュールを示す側面図である。

【図4】第２の実施形態のフレキシブルプリント基板を示し、(a)は同上フレキシブルプリント基板の一主面側を示す平面図、(b)は同上フレキシブルプリント基板の他主面側を示す平面図である。

【図5】第３の実施形態のフレキシブルプリント基板を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、第１の実施形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。

【0010】

図３(a)および図３(b)において、11は平面表示装置としての液晶表示装置であるＬＣＤモジュールを示し、このＬＣＤモジュール11は、平面表示素子としての液晶表示素子である液晶パネル(ＬＣＤ)12と、この液晶パネル12に対して接続されるフレキシブルプリント基板13(以下、ＦＰＣ13という)とを備えている。

【0011】

液晶パネル12は、第１の基板としての長方形状のアレイ基板15と、第２の基板としての長方形状の対向基板16と、これらアレイ基板15と対向基板16との間に介在される光変調層としての液晶層17とを有している。そして、液晶パネル12は、アレイ基板15と対向基板16とが互いに対向配置されてスペーサなどを介して間隙を保持した状態で貼り合わせられ、液晶層17に対応する領域に、図示しない複数の画素がマトリクス状に形成された表示領域を備えている。また、アレイ基板15は、対向基板16と略等しい幅寸法で、かつ、この対向基板16よりも大きい長手寸法に形成されており、長手方向の一端側と幅方向の両側とが対向基板16と位置合わせされている。このため、液晶パネル12は、長手方向の他端側に突出するアレイ基板15の一主面上に、配線領域18が形成されている。そして、この配線領域18には、各画素を駆動するドライバ19などが実装されているとともに、このドライバ19などを含む液晶パネル12側の回路部と電気的に接続された図示しない配線端子が幅方向に所定のピッチで離間されて複数形成されている。

【0012】

また、ＦＰＣ13は、配線端子と電気的および物理的に接続されて液晶パネル12側の回路部(ドライバ19など)と外部回路とを電気的に接続する部分であり、例えば四角形状に形成された両面配線領域である本体部21と、この本体部21の一端側に連続する片面配線領域である連続部22と、この連続部22の一端側に連続する外部接続端子部(ＯＬＢ端子部)23と、本体部21の他端側から突出する接続部24とを有している。

【0013】

また、本体部21は、図１および図２(a)、図２(b)に示すように、ベースフィルム25と、このベースフィルム25の一主面25a側に設けられた第１導電層26と、この第１導電層26を覆う第１保護層27と、ベースフィルム25の他主面25b側に設けられた第２導電層28と、この第２導電層28を覆う第２保護層29とを備え、例えば１２２．５μｍ程度の厚みに形成されている。そして、ベースフィルム25の一主面25a側(第１導電層26および第１保護層27側)が、ＦＰＣ13の配線面となっており、ベースフィルム25の他主面25b側(第２導電層28および第２保護層29側)が、ＦＰＣ13の部品実装面となっている。

【0014】

ベースフィルム25は、例えばポリイミドなどの絶縁性を有する合成樹脂により薄膜状、例えば、２５μｍ程度の厚みに形成されている。

【0015】

また、第１導電層26は、ベースフィルム25の一主面25aを覆う第１導電膜としての第１銅箔26aと、この第１銅箔26aを覆う第２導電膜としての第１スルーホールめっき26bとを有している。

【0016】

第１銅箔26aおよび第１スルーホールめっき26bは、例えばそれぞれ銅(Ｃｕ)などの導電性を有する部材により薄膜状に形成されている。第１銅箔26aは、例えば１２μｍ程度の厚み、第１スルーホールめっき26bは、例えば８μｍ程度の厚みに形成されている。

【0017】

また、第１保護層27は、第１導電層26を覆って保護するものであり、第１スルーホールめっき26bを覆う第１保護膜としての第１カバーレイ27aと、この第１カバーレイ27aを覆う第２保護膜としての第１感光性レジスト膜27bとを一体に有している。

【0018】

第１カバーレイ27aは、例えばポリイミドなどの、感光性レジストよりも熱膨張率(Coefficient of thermal expansion、CTE)が小さく(例えば熱膨張率１６〜２２程度)、かつ、絶縁性を有する合成樹脂などの部材により薄膜状、例えば１２．５μｍ程度の厚みに形成されている。また、この第１カバーレイ27aは、第１接着層31を介して第１導電層26の第１スルーホールめっき26bに接着されている。ここで、第１接着層31は、例えば２５μｍ程度の厚みに形成されている。

【0019】

また、第１感光性レジスト膜27bは、例えば熱膨張率３２程度の感光性レジスト(Photo sensitive resist、PSR)によって薄膜状、例えば２０±５μｍ程度の厚みに形成され、例えば塗布、露光、現像およびエッチングの各工程によって形成されている。

【0020】

ここで、第１カバーレイ27aは、本体部21の一端側、すなわち外部接続端子部23側を覆っており、第１感光性レジスト膜27bは、本体部21の他端側、すなわち接続部24側を覆っている。また、第１カバーレイ27aと第１感光性レジスト膜27bとは、互いに同面積に形成されている。なお、以下、同面積とは、完全に同じ面積の他に、実質的に同じ面積の意味を含むものとする。さらに、これら第１カバーレイ27aおよび第１感光性レジスト膜27bは、互いに隣接して形成され、例えば本体部21の左右両側に亘って連続している。

【0021】

一方、第２導電層28は、ベースフィルム25の他主面25bを覆う第３導電膜としての第２銅箔28aと、この第２銅箔28aを覆う第４導電膜としての第２スルーホールめっき28bとを有している。そして、この第２導電層28(の第２スルーホールめっき28b)には、図示しない導電部を介して部品33(図３)が実装されている。この導電部は、第２保護層29の一部に形成された図示しない開口部に形成されており、例えば１〜６μｍ程度の厚みを有する薄膜状の第１導電体膜であるニッケルめっき、および、例えば０．０３〜０．１９μｍ程度の厚みを有する薄膜状でニッケルめっきを覆う第２導電体膜である金めっきを有している。

【0022】

第２銅箔28aおよび第２スルーホールめっき28bは、例えばそれぞれ銅などの導電性を有する部材により薄膜状に形成されている。第２銅箔28aは、例えば１２μｍ程度の厚み、第２スルーホールめっき28bは、例えば８μｍ程度の厚みに形成されている。

【0023】

また、第２保護層29は、第２導電層28を覆って保護するものであり、第２スルーホールめっき28bを覆う第３保護膜としての第２カバーレイ29aと、この第２カバーレイ29aを覆う第４保護膜としての第２感光性レジスト膜29bとを一体に有している。さらに、この第２保護層29は、第１保護層27と同面積に形成されている。

【0024】

第２カバーレイ29aは、例えばポリイミドなどの、感光性レジストよりも熱膨張率が小さく(例えば熱膨張率１６〜２２程度)、かつ、絶縁性を有する、第１カバーレイ27aと同じ合成樹脂などの部材により薄膜状、例えば１２．５μｍ程度の厚みに形成されている。また、この第２カバーレイ29aは、第２接着層35を介して第２導電層28の第２スルーホールめっき28bに接着されている。ここで、第２接着層35は、例えば２５μｍ程度の厚みに形成されている。また、この第２カバーレイ29aは、第１カバーレイ27aおよび第１感光性レジスト膜27bと同面積に形成されている。

【0025】

また、第２感光性レジスト膜29bは、例えば熱膨張率３２程度の、第１感光性レジスト膜27bと同じ感光性レジストによって薄膜状、例えば２０±５μｍ程度の厚みに形成され、例えば塗布、露光、現像およびエッチングの各工程によって形成されている。さらに、この第２感光性レジスト膜29bは、第１カバーレイ27a、第１感光性レジスト膜27bおよび第２カバーレイ29aと同面積に形成されている。

【0026】

ここで、第２カバーレイ29aは、本体部21の他端側、すなわち接続部24側を覆っており、第２感光性レジスト膜29bは、本体部21の一端側、すなわち外部接続端子部23側を覆っている。さらに、これら第２カバーレイ29aおよび第２感光性レジスト膜29bは、互いに隣接して形成され、例えば本体部21の左右両側に亘って連続している。また、第２カバーレイ29aと第２感光性レジスト膜29bとは、互いに同面積に形成されている。

【0027】

したがって、第１保護層27と第２保護層29とは、平面視でＬＣＤモジュール11(図３)の長手方向に互いに対称に配置されている。すなわち、第１保護層27の第１カバーレイ27aの背面側に第２保護層29の第２感光性レジスト膜29bが位置し、第１保護層27の第１感光性レジスト膜27bの背面側に第２保護層29の第２カバーレイ29aが位置している。また、第１保護層27と第２保護層29とのそれぞれの熱膨張率は、全体としては互いに等しくなっている。すなわち、第１保護層27と第２保護層29とをそれぞれ１つの層とみた場合の熱膨張率は互いに等しい。

【0028】

また、連続部22は、本体部21を構成するベースフィルム25、第１導電層26(第１銅箔26aおよび第１スルーホールめっき26b)、および、第１保護層27が延びて形成され、例えば８２．５μｍ程度の厚みとなっている。

【0029】

また、外部接続端子部23は、本体部21を構成するベースフィルム25と第１導電層26(第１銅箔26aおよび第１スルーホールめっき26b)とが連続部22からさらに延びて、この第１導電層26に対して、導電性を有する図示しない複数の端子が電気的に接続されて形成され、この端子の厚みを除き例えば４５μｍ程度の厚みに形成されている。

【0030】

各端子は、第１導電層26(の第１スルーホールめっき26b)を覆ってこの第１導電層26に電気的に接続される例えば第１端子部導電膜としてのニッケルめっきと、このニッケルめっきを覆う第２端子部導電膜としての金めっきとを有しており、第１保護層27により覆われずにＦＰＣ13の一主面側に露出している。また、これら端子は、幅方向に所定のピッチで離間されて形成されている。そして、これら端子は、例えば図示しない異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film、ACF)により、配線領域18(図３)の配線端子と電気的および物理的に接続される。

【0031】

さらに、接続部24は、本体部21を構成するベースフィルム25と第１導電層26(第１銅箔26aおよび第１スルーホールめっき26b)とが延びて、この第１導電層26に対して、導電性を有する図示しない複数の接続端子が電気的に接続されて形成され、この接続端子の厚みを除き例えば４５μｍ程度の厚みとなっている。また、この接続部24には、ベースフィルム25の他主面25bに、補強層としての補強部40が接続端子の背面側に位置して形成されている。

【0032】

各接続端子は、例えば第１導電層26(の第１スルーホールめっき26b)を覆ってこの第１導電層26に電気的に接続される例えば第１接続端子部導電膜としてのニッケルめっきと、このニッケルめっきを覆う第２接続端子部導電膜としての金めっきとを有しており、接続部24の本体部21と反対側の端部に位置し、第１保護層27により覆われずに露出している。また、これら接続端子は、幅方向に所定のピッチで離間されて形成されている。そして、これら接続端子は、外部回路の図示しないコネクタなどに対して挿入されて電気的および物理的に接続される。

【0033】

また、補強部40は、例えばポリイミドなどの絶縁性を有する合成樹脂などの部材により薄膜状、例えば７５μｍ程度の厚みに形成されている。

【0034】

そして、上記第１の実施形態のＦＰＣ13は、図１ないし図３に示すように、外部接続端子部23の各端子を液晶パネル12の配線領域18の各配線端子とそれぞれ位置合わせした状態で、異方性導電フィルムを介してＦＰＣ13を液晶パネル12に対して熱圧着することにより、端子と配線端子とが互いに電気的および物理的に接続され、液晶パネル12と一体的に接続される。さらに、このＦＰＣ13は、接続部24の各接続端子をコネクタなどに挿入することにより、外部回路に対して電気的に接続される。

【0035】

このように、上記第１の実施形態によれば、第１保護層27を、絶縁性を有する材質により第１導電層26の一部を覆う第１カバーレイ27aと、感光性レジストにより第１導電層26の他部を覆う第１感光性レジスト膜27bとにより構成するとともに、第２保護層29を、第１カバーレイ27aと同じ材質によりこの第１カバーレイ27aと同面積で第２導電層28の一部を覆う第２カバーレイ29aと、第１感光性レジスト膜27bと同じ感光性レジストにより第２導電層28の他部を第１感光性レジスト膜27bと同面積で覆う第２感光性レジスト膜29bとにより構成することで、ＦＰＣ13の一主面側と他主面側との熱膨張率を容易に等しくできる。

【0036】

また、第１カバーレイ27a、第１感光性レジスト膜27b、第２カバーレイ29aおよび第２感光性レジスト膜29bをそれぞれ同面積とし、かつ、第１カバーレイ27aの背面側に第２感光性レジスト膜29bを配置し、第１感光性レジスト膜27bの背面側に第２カバーレイ29aを配置することにより、ＦＰＣ13の一主面側と他主面側との熱膨張率を、全体に亘ってより均一化できる。

【0037】

なお、上記第１の実施形態において、図４(a)および図４(b)に示す第２の実施の形態のように、第１保護層27の第１カバーレイ27aを幅方向の一側に形成するとともに第１感光性レジスト膜27bを幅方向の他側に形成し、第２保護層29の第２カバーレイ29aを幅方向の他側に形成するとともに第２感光性レジスト膜29bを幅方向の一側に形成して、すなわち、第１保護層27と第２保護層29とを平面視で幅方向に互いに対称に配置してもよい。この場合にも、第１カバーレイ27aと第２カバーレイ29aとの面積を等しくするとともに、第１感光性レジスト膜27bと第２感光性レジスト膜29bとの面積を等しくすることで、第１保護層27と第２保護層29との熱膨張率を全体として互いに等しくすることにより、上記第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0038】

次に、第３の実施形態を図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

【0039】

この第３の実施形態は、上記各実施形態の第１保護層27および第２保護層29に代えて、第１導電層26(の第１スルーホールめっき26b)を覆って、第１保護層45および第２保護層46を備えるものである。

【0040】

第１保護層45は、本体部21全体において第１導電層26を覆って保護するものであり、第１スルーホールめっき26bを覆う第１被覆膜としてのカバーレイ45aと、このカバーレイ45aを覆う第２被覆膜としてのレジスト膜45bとを一体に有している。

【0041】

カバーレイ45aは、例えばポリイミドなどの絶縁性を有する合成樹脂などの部材により薄膜状、例えば１２．５μｍ程度の厚みに形成されている。また、このカバーレイ45aは、接着層48を介して第１導電層26の第１スルーホールめっき26bに接着されている。ここで、接着層48は、例えば２５μｍ程度の厚みに形成されている。

【0042】

また、レジスト膜45bは、例えば薄膜フィルム状に形成され、カバーレイ45aの一主面に貼り付けられて固定されている。

【0043】

また、第２保護層46は、本体部21全体において第２導電層28を覆って保護するものであり、例えば感光性レジストを用いて薄膜状、例えば２０±５μｍ程度の厚みに形成され、例えば塗布、露光、現像およびエッチングの各工程によって形成されている。さらに、この第２保護層46は、第１保護層45と同面積に形成されている。

【0044】

また、第１保護層45と第２保護層46との熱膨張率は、全体としては互いに等しくなっている。すなわち、第１保護層45のカバーレイ45aの熱膨張率とレジスト膜45bの熱膨張率との和は、第２保護層46の熱膨張率と等しく設定されている。

【0045】

そして、上記第３の実施形態によれば、第１保護層45を、絶縁性を有し第２保護層46を形成する感光性レジストよりも熱膨張率が小さい材質により、第１導電層26を覆うカバーレイ45aを形成するとともに、このカバーレイ45aとの熱膨張率の和が第２保護層46の熱膨張率と等しくなるようにレジスト膜45bをカバーレイ45aを覆って貼り付けることにより、ＦＰＣ13の一主面側と他主面側との熱膨張率を容易に等しくできる。

【0046】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ベースフィルム25の一主面25a側の第１導電層26を保護する第１保護層27，45と、ベースフィルム25の他主面25b側の第２導電層28を保護する第２保護層29，46との全体として互いの熱膨張率を等しくすることにより、ＦＰＣ13の一主面側と他主面側との熱履歴による熱膨張率の相違に起因するＦＰＣ13の反りを抑制できる。

【0047】

また、第１保護層27および第２保護層29、あるいは第２保護層46は、露光、現像およびエッチングなどの工程により感光性レジストを用いて少なくとも一部を形成するので、例えば±０．１ｍｍ程度に誤差を抑制した高精度に形成することが可能になる。したがって、第１カバーレイ27aおよび第２カバーレイ29a、あるいはカバーレイ45aなどと比較して(第１接着層31および第２接着層35、あるいは接着層48のはみ出しを含めると例えば±０．３ｍ程度の誤差)、精度を向上でき、高密度実装に対応できる。

【0048】

特に、ＬＣＤモジュール11に用い異方性導電フィルムなどを用いて液晶パネル12にＦＰＣ13を熱圧着して接続する場合、熱履歴による反りがＦＰＣ13に発生しにくいので、液晶パネル12側の配線端子とＦＰＣ13側の端子との位置合わせが容易になり、これらの接続の作業性をより向上できる。

【0049】

なお、上記各実施形態において、ＦＰＣ13は、ＬＣＤモジュール11だけでなく、例えばタッチパネル用基板など、他の任意の機器に用いることができる。

【0050】

また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0051】

13 フレキシブルプリント基板
25 ベースフィルム
25a 一主面
25b 他主面
26 第１導電層
27，45 第１保護層
27a 第１保護膜としての第１カバーレイ
27b 第２保護膜としての第１感光性レジスト膜
28 第２導電層
29，46 第２保護層
29a 第３保護膜としての第２カバーレイ
29b 第４保護膜としての第２感光性レジスト膜
45a 第１被覆膜としてのカバーレイ
45b 第２被覆膜としてのレジスト膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】