專利名稱：用于剛性基板的連接結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于連接印刷線路板的連接結構，特別是涉及一種連接結構，其中通過分別連接在剛性基板的正面和反面的柔性基板連接所述剛性基板，柔性基板用作柔性電纜部分。
背景技術：
已知在圖1中所示作為現有技術的剛性基板的連接結構(參見日本專利申請公開No.H08-116147)。如其所示，在所構成的連接結構中，相互連接一對剛性基板101、102，使得柔性基板103一端附著在剛性基板101的正面上以及另一端附著在第二剛性基板102的正面上，并且另一柔性基板104一端附著在剛性基板101的反面上以及另一端附著在剛性基板102的反面上。應當注意，柔性基板103、104由等于剛性基板101、102的厚度的間隙分隔開。在這種連接結構中，剛性基板101、102在其兩側上具有布線圖，并且這些布線圖通過附著在剛性基板101、102兩側上的柔性基板103、104相互電連接，其允許在非常小的區(qū)域內電連接眾多信號線。
然而，當彎曲柔性基板103、104從而讓剛性基板101、102彼此相對時，由于彎曲使得柔性基板103、104中的一個構成彎曲部分的內側邊緣(periphery)，特別是在接近剛性基板101、102的區(qū)域104a、104b內該柔性基板不得不承受施加其上的過多應力(如圖2所示)。這種應力是由于在沿著彎曲部分的內側和外側邊緣的長度之間相對大的差值而導致的。
為了減輕這種應力，已知一種連接結構，其中在接近剛性基板的柔性基板部分內以槽口的形狀設置有剛度控制部分(參見日本專利申請公開No.2003-101165)。這種剛性控制部分有效的減輕了施加在柔性基板上的彎曲應力。然而，由于外側柔性基板防止內側柔性基板隨意變形，所以可能將構成彎曲部分的內側邊緣的柔性基板彎曲為復雜的形狀。這是因為在剛性基板之間柔性基板具有相同的長度。這種復雜的彎曲導致了缺陷，即縮短了柔性基板的工作壽命，并且趨于導致布線圖中的電斷路。
考慮到上述缺陷而實施本發(fā)明，并且其一個方面是提供一種連接結構，當彎曲柔性基板時在柔性基板上沒有過多的應力，同時該連接結構具有長的工作壽命。

發(fā)明內容
本發(fā)明的第一方面是提供一種連接結構，其中通過柔性基板連接剛性基板，所述連接結構具有一對剛性基板、第一柔性基板、第二柔性基板，剛性基板各自在其正面和反面上具有預定布線圖，第一柔性基板附著在該對剛性基板的正面上，從而電連接分別設置在正面上的布線圖，第二柔性基板附著在該對剛性基板的反面上，從而電連接分別設置在反面上的布線圖。所述第一和第二基板在它們之間具有小于該對剛性基板的厚度的間隙。
本發(fā)明的第二方面提供根據第一方面的連接結構，其中第一柔性基板附著在臨近于該對剛性基板的每個剛性基板的一個側面的正面上，第一柔性基板具有第一彎曲部分和第二彎曲部分，在第一彎曲部分內，第一柔性基板從剛性基板的正面向剛性基板的反面彎曲，在第二彎曲部分內，彎曲第一柔性基板使其基本平行于該對剛性基板，其中第二柔性基板附著在臨近于該對剛性基板的每個剛性基板的側面的反面上，第二柔性基板具有第三彎曲部分和第四彎曲部分，在第三彎曲部分內，第二柔性基板從剛性基板的反面向剛性基板的正面彎曲，在第四彎曲部分內，彎曲第二柔性基板使其基本平行于該對剛性基板，以及其中基本由第一彎曲部分、第二彎曲部分、第三彎曲部分、第四彎曲部分和每個剛性基板的側面確定的空間填充有第一粘接劑。
本發(fā)明的第三方面提供根據第二方面的連接結構，進一步包括設置在填充有粘接劑的空間內的加強板。
本發(fā)明的第四方面提供根據第二方面的連接結構，其中第一粘接劑是樹脂，并且其中第一和第二柔性基板通過疊層結構相互連接，所述疊層結構由以如下順序堆疊的第二粘接劑、加強板和第三粘接劑組成，疊層結構設置為與所述樹脂相接。
本發(fā)明的第五方面提供根據第一方面的連接結構，其中當第一和第二柔性基板附著在該對剛性基板上時，第一和第二柔性基板各自具有彼此相對的布線圖。
根據本發(fā)明，由于將柔性基板設置為它們中間的間隙小于剛性基板的厚度，所以能夠減小在沿由柔性基板彎曲時產生的彎曲部分的內側和外側邊緣測量的長度之間的差別。因此，構成彎曲部分內側邊緣的柔性基板能夠以與構成其外側邊緣的柔性基板基本相同的方式彎曲。結果，降低了在內側柔性基板上局部施加的應力，從而防止電斷路。另外，還降低了在柔性基板和剛性基板之間施加的應力，從而防止了連接結構的斷裂。


在附圖中圖1是現有技術的連接結構的截面圖，其中通過柔性基板將剛性基板相互連接，示出了其中的柔性基板是未彎曲的；
圖2是現有技術的連接結構的截面圖，示出了其中的柔性基板是彎曲的；圖3是根據本發(fā)明第一實施例的連接結構的平面圖；圖4是連接結構沿線A-A的截面圖；圖5是根據第一實施例的連接結構的截面圖，示出了其中柔性基板是彎曲的；圖6A是所構成的連接結構的說明圖，使得其柔性基板具有等于其第一和第二剛性基板厚度的間隙，示出了其中柔性基板是未彎曲的；圖6B是圖6A所示的連接結構的說明圖，示出了其中在假設柔性基板能夠任意彎曲的情況下而彎曲柔性基板；圖6C是圖6A所示的連接結構的說明圖，示出了其中當柔性基板彎曲時在內側柔性基板內產生卷曲(kink)；圖7是根據本發(fā)明第二實施例的連接結構的部分截面透視圖；和圖8是根據本發(fā)明第三實施例的連接結構的截面圖。
具體實施例方式
現在將參照附圖描述本發(fā)明非限制的、示例性實施例。應當注意，這些附圖無論單獨還是相互之間都不是按比例表示，而僅是示意圖，并且沒有試圖描述本發(fā)明的具體參數或結構細節(jié)，本領域技術人員通過本文中的下述說明應當能夠對其進行確定。
圖3～5根據本發(fā)明的第一非限制實施例，示出了剛性基板的連接結構。具體的，圖3是示出了剛性基板的連接結構的平面圖；圖4是沿線A-A的截面圖；以及圖5是示出了其中連接結構彎折的截面圖。
根據這個實施例的連接結構通常由一對第一和第二剛性基板10、20、一對第一和第二柔性基板30、40以及粘接劑50組成，如圖3～5所示。第一和第二柔性基板30、40在它們之間具有間隙，該間隙在第一和第二剛性基板10、20之間的寬度范圍內小于第一和第二基板10、20的厚度。
在說明所述剛性基板的連接結構之前，將說明每個部件。如圖4和5所示，第一剛性基板10通常由絕緣基板(基材)11、在絕緣基板11的正面上形成預定圖案的多個布線圖12、在絕緣基板11的反面上形成預定圖案的多個布線圖13、以及通過粘接劑(未示出)分別形成在絕緣基板11的表面上的保護層(覆蓋層)14、15組成。
絕緣基板11由玻璃纖維環(huán)氧樹脂、SEM3、紙纖維環(huán)氧樹脂(paperepoxy)等制成。通過使用例如減除法(subtractive method)對粘貼在絕緣基板11上的銅箔進行布圖，形成布線圖12、13。作為未示出的粘接劑，可以使用不同類型的樹脂型粘接劑，例如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、烯烴樹脂等。
第一剛性基板10包括在其內將從布線圖12伸出的多個連接端子部分12A設置為暴露在絕緣基板11的正面的連接區(qū)域，以及在其內將從布線圖13伸出的多個連接端子部分13A設置為暴露在絕緣基板11的反面的另一連接區(qū)域。如“暴露”所述，沒有保護層設置在連接區(qū)域內。每個連接區(qū)域都位于絕緣基板11的末端部分。多個連接端子部分12A中的任一個與相鄰連接端子部分并排或平行設置；以及多個連接端子部分13A中的任一個與相鄰連接端子部分平行設置。
附帶的，由于第二剛性基板20與上述剛性基板10基本具有相同的結構，所以對相同或相應的組件給出相同或相應的附圖標記(即，21、22、23、24、25)，并且省去了不適當的重復說明。
第一柔性基板30在絕緣基板31的一個表面上具有多個布線圖32。在第一柔性基板30的一個表面的一個末端部分內，暴露地設置有多個連接端子部分32A；在其另一個末端部分內，暴露地設置有多個連接端子部分32B。連接端子部分32A的數量與第一剛性基板10的連接端子部分12A的數量相同；并且連接端子部分32B的數量與第二剛性基板20的連接端子部分22A的數量相同。在具有形成于其上的布線圖32的絕緣基板31內，形成有覆蓋層33，從而暴露以看到設置有連接端子部分32A、32B的區(qū)域。附帶的，絕緣基板31可以由聚酰亞胺、聚乙稀萘甲醛(PEN)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylenetelephthalate)(PET)等制成。
由于第二柔性基板40與第一柔性基板30基本具有相同的結構，所以對相同或相應的組件給出相同或相應的附圖標記(即，41、42、42A、42B、43)，并且省去了不適當的重復說明。
在根據這個非限制實施例的剛性基板的連接結構中，通過第一和第二柔性基板30、40分別相互連接在第一和第二剛性基板10、20的正面和反面上的連接區(qū)域，如圖4所示。
將在第一柔性基板30的一個末端部分上的多個連接端子部分32A中的任一個焊接到第一剛性基板10的多個連接端子部分12A中相應的一個。如圖4所示，第一柔性基板30具有彎曲部分30A、30B。彎曲部分30A位于第一剛性基板10的其上焊接第一柔性基板30的末端部分。在彎曲部分30A，第一柔性基板30朝向第一剛性基板10的另一表面彎曲。彎曲部分30B鄰接于彎曲部份30A設置。在彎曲部分30B，第一柔性基板30在基本平行于第一剛性基板10的方向中再次彎曲。
將在第一柔性基板30的另一末端部分上的多個連接端子部分32B中的任一個焊接到第二剛性基板20的多個連接端子部分22A中相應的一個。第一柔性基板30具有另外的彎曲部分30A、30B，其除與第二剛性基板20相關之外，與上述相同。
將在第二柔性基板40的一個末端部分上的多個連接端子部分42A中的任一個焊接到第一剛性基板10的多個連接端子部分13A中相應的一個。如圖4所示，第二柔性基板40具有彎曲部分40A、40B。彎曲部分40A位于第一剛性基板10的其上焊接第二柔性基板40的末端部分。在彎曲部分40A，第二柔性基板40朝向第一剛性基板10的前表面彎曲。彎曲部分40B鄰接于彎曲部份40A設置。在彎曲部分40B，第二柔性基板40在基本平行于第一剛性基板10的方向中再次彎曲。
將在第二柔性基板40的另一末端部分上的多個連接端子部分42B中的任一個焊接到第二剛性基板20的多個連接端子部分23A中相應的一個。第二柔性基板40具有另外的與第二剛性基板20相關的彎曲部分40A、40B。
如上所述，設置第一和第二柔性基板30、40，使得布線圖32、42彼此相對，同時絕緣基板31、41在外部設置。
如圖4所示，通過在空間內填充的粘接劑50，相互粘接第一和第二柔性基板30、40，所述空間基本由彎曲部分30A、30B、彎曲部份40A、40B、以及第一或第二剛性基板10、20的側面確定，在第一和第二剛性基板10、20之間的較寬范圍內在其之間留有小于第一和第二基板10、20厚度的間隙。
這樣，由于將粘接劑限制在所述空間內，所以在該實施例中在第一和第二柔性基板30、40之間的間隙60保持中空。
圖5是連接結構的截面圖，示出了其中第一和第二柔性基板30、40在其中部彎曲使得第一和第二基板10、20相互平行布置。即使當以這種方式彎曲時，由于在沿由彎曲產生的彎曲部分的內側和外側邊緣測量的長度之間僅有小的差別，所以構成內側邊緣的一個柔性基板基本受到與構成外側邊緣的另一柔性基板相同的撓度(bendingdeflection)。因此，內側柔性基板能夠沒有局部施加到那里的過多應力，從而防止了那里的布線圖斷路或局部劣化。這是因為第一和第二柔性基板30、40通過粘接劑50相互粘接，使得在剛性基板10、20之間的寬范圍內在其之間留有小于第一和第二剛性基板10、20的厚度t(在圖6中示出)的中空間隙。
此外，根據該非限制實施例的連接結構，能夠避免應力施加到將柔性基板30、40焊接在剛性基板10、20上的連接部分上，從而防止連接部分的斷裂。
進一步，設置第一和第二柔性基板30、40，使得布線圖32、42彼此相對地位于朝內的一側上，同時絕緣基板31、41位于朝外的一側上。因此，當彎曲第一和第二柔性基板30、40時，與布線圖32、42位于朝外的一側內相比，布線圖32、42承受較小的應力，提高了布線圖32、42的耐用性。
以下將說明一個例子，舉例說明根據第一非限制實施例的剛性基板的連接結構的具體材料和尺寸。第一和第二剛性基板10、20的絕緣基板11、21的厚度分別例如是0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、2.0mm、2.4mm。用于制造該絕緣基板11、21的材料例如是玻璃纖維環(huán)氧樹脂、SEM-3等。另一方面，第一和第二柔性基板30、40的絕緣基板31、41的厚度分別可以是作為標準的25μm或標準厚度的一半、三分之一、四分之一等。形成在絕緣基板31、41上的布線圖32、42的厚度可以是作為標準的35μm或標準厚度的一半、三分之一、或四分之一等。
布線圖12、13、22、23、32、42由軋制的銅箔或電解電鍍銅箔構成。連接端子部分12A、13A、22A、23A、32A、32B、42A、42B具有10～500μm的寬度和在其間10～500μm的間隔。
第一和第二柔性基板30、40具有優(yōu)選考慮到在它們裝入到電氣設備后將如何彎曲柔性基板30、40而確定的長度。具體的，當扭轉柔性基板30、40使得剛性基板30移動到在對于剛性基板40的扭轉關系中的位置時，并且反之亦然，(或在所謂α纏繞模式中)，柔性基板30、40的柔性部分的長度優(yōu)選的從30到100mm。另一方面，當彎曲柔性基板30、40使得柔性基板30、40和剛性基板10、20作為整體形成L形狀時，柔性基板30、40的柔性部分的長度優(yōu)選的從5到30mm。
覆蓋層33、43的厚度是25μm或12μm。粘接覆蓋層33、43的粘接劑的厚度例如從10到30μm。不用說，根據本發(fā)明的連接結構的每個部件不限于上述材料和數值。
使用這些部件，例如以下面的方式實現根據這個例子的連接結構。第一剛性基板10的各個連接端子部分12A與第一柔性基板30的連接端子部分32A的對應連接端子部分焊接。第一剛性基板10的各個連接端子部分13A與第二柔性基板40的連接端子部分42A的對應連接端子部分焊接。第一和第二柔性基板30、40在第一剛性基板10的附近通過粘接劑50粘接，從而產生彎曲部分30A、30B、40A、40B。隨后，對第二剛性基板20、第一和第二柔性基板30、40重復相同的過程。附帶地，通過首先在至少一個要焊接的連接端子部分上形成電鍍焊層、并且隨后通過使用加熱片(加熱頭)在其上加熱和加壓，而實現焊接。這不限制對電連接連接端子部分的焊接，而是可以使用焊劑、無鉛焊劑、鍍鉛、超聲波焊接等方法。
參照圖6A～6C，將說明導致應力集中在柔性基板上的機理和在根據上述非限制實施例的連接結構中導致較小應力的原因。
圖6A是一個示意圖，示出了其中第一和第二剛性基板10、20的正面與第一柔性基板30連接在一起以及第一和第二剛性基板10、20的反面與第二柔性基板40連接在一起。如圖6A所示，將第一和第二柔性基板30、40的長度分別指定為L1、L2。假定第一和第二柔性基板30、40能夠任意彎曲為U形，而在它們彎曲時不相互干擾，第一和第二柔性基板30、40呈現如圖6B所示的正常形狀。然而，由于第一和第二柔性基板30、40實際上相互重疊，當彎曲到較大程度時，第二柔性基板40的中部緊靠第一柔性基板30的中部，這樣防止了第二柔性基板40的任意變形。結果，第二柔性基板40在第一和第二剛性基板10、20附近產生了具有較窄彎曲部分的卷曲。當在第一柔性基板10的長度L1與由圖6C中虛線所示的內邊緣x的長度L2x之間存在更大的差別時，趨于更容易產生這種卷曲。
假定任意彎曲的柔性基板30具有的形狀的曲線是橢圓曲線，具有短軸a1和長軸b1，長度L1、L2x給定為L1＝2π((a12+b12)/2)1/2L2x＝2π((a22+b22)/2)1/2。
當可以忽略柔性基板30、40的厚度時，得到b1＝b2。
此外，當剛性基板10、20的厚度指定為t時，下列等式成立a2＝a1-t。
因此，L1與L2x之間的差值Δ給定為Δ＝2π((a12+b12)/2)1/2-2π(((a1-t)2+b12)/2)1/2，其中a1-t＞0。
因此，當a1和b1確定時，或L1確定時，知道厚度t越大，差值Δ越大。換句話說，當第一和第二剛性基板10、20變厚時，第二柔性基板40變得更難于任意變形為具有正常形狀。
如在根據該實施例的連接結構中，當使第一和第二柔性基板30、40的間隙在第一和第二剛性基板10、20附近小于第一和第二剛性基板10、20的厚度時，考慮到前面的計算，可以說第二柔性基板40能夠更自由地變形。當相對彎曲柔性基板30、40時同樣如此。
參照圖7，以下將說明根據本發(fā)明第二非限制實施例的連接結構。圖7是根據本發(fā)明第二實施例的連接結構的部分截面透視圖。
根據該實施例的連接結構與根據第一實施例的連接結構的不同之處在于，第一和第二柔性基板30、40通過粘接劑50、加強板51、粘接劑50的疊層結構粘接。除這個差別之外，根據第二實施例的連接結構與根據第一實施例的連接結構相同。因此，對在第一實施例中所述的相同或相應組件給出相同或相應的附圖標記，從而以下省去了不適當的重復說明。附帶的，加強板51可以由樹脂材料或金屬構成，樹脂材料例如(但不限于)聚酰亞胺等。
以基本與所述用于制造根據第一實施例的連接結構相同的方式，形成根據第二實施例的連接結構。然而，在第二實施例中，當使用粘接劑50粘接第一和第二柔性基板30、40時，在其兩側上具有相同粘接劑50的加強板51由柔性基板30、40插入在第一和第二剛性基板附近、或插入在基本由彎曲部分30A、30B、彎曲部分40A、40B、以及第一或第二剛性基板10、20的側面確定的空間內。
根據第二實施例，加強板51能夠在柔性基板和剛性基板之間進行堅固的連接。與如在第一實施例中僅通過粘接劑50粘接第一和第二柔性基板30、40相比，該連接結構能夠防止過多的應力施加到焊接在一起的連接端子部分處。
參照圖8，將說明根據本發(fā)明的第三非限制實施例的連接結構。圖8是連接結構的截面圖。
根據該實施例的連接結構與先前根據第一實施例的連接結構的不同之處在于，在基本由彎曲部分30A、30B、彎曲部分40A、40B、以及第一或第二剛性基板10、20的側面確定的空間內填充有樹脂52，并且樹脂52與以粘接劑50、加強板51和粘接劑50的順序堆疊的疊層結構相接，疊層結構粘接第一和第二柔性基板30、40。除這些差別之外，根據第三實施例的連接結構與根據第一實施例的連接結構相同。因此，對相同或相應組件給出相同或相應的附圖標記，從而以下省去了不適當的重復說明。附帶的，加強板51例如是由諸如聚酰亞胺等樹脂或金屬構成的板，樹脂52可以是各種樹脂粘接劑，諸如聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂、烯烴樹脂等。
以基本與所述構成根據第一實施例的連接結構相同的方式，形成根據第三實施例的連接結構。具體的，通過在施加預定的熱量和壓力的同時將其連接端子部分焊接在第一和第二剛性基板10、20的連接端子部分上，將第一和第二柔性基板30、40附著在第一和第二剛性基板10、20上。然而，不同于第一實施例，第一和第二柔性基板30、40在它們的平直部分內使用粘接劑50、加強板51和粘接劑50的疊層結構相互粘接。另外，基本由彎曲部分30A、30B、彎曲部分40A、40B、第一或第二剛性基板10、20的側面、以及疊層結構確定的空間填充有樹脂52。
根據第三實施例，樹脂52和疊層結構能夠在柔性基板和剛性基板之間進行堅固的連接。與如在第一實施例中僅通過粘接劑50粘接第一和第二柔性基板30、40相比，該連接結構能夠防止過多的應力施加到焊接在一起的連接端子部分處。
雖然結合前述具體實施例對本發(fā)明進行了說明，但是多種改變和變化對本領域技術人員來說是顯而易見的。那些改變和變化將落入到所附權利要求書的精神和范圍內。
權利要求
1.一種連接結構，其中通過柔性基板連接剛性基板，其包括一對剛性基板，各自在其正面和反面上具有預定電路圖案，第一柔性基板，附著在該對剛性基板的正面上，從而電連接分別設置在正面上的電路圖案，第二柔性基板，附著在該對剛性基板的反面上，從而電連接分別設置在反面上的電路圖案，其中所述第一和第二柔性基板在它們之間具有小于該對剛性基板厚度的間隙。
2.如在權利要求1中所述的連接結構，其中第一柔性基板附著在臨近于該對剛性基板的每個剛性基板的一個側面的正面上，第一柔性基板具有第一彎曲部分和第二彎曲部分，在第一彎曲部分內，第一柔性基板從剛性基板的正面向剛性基板的反面彎曲，在第二彎曲部分內，彎曲第一柔性基板使其基本平行于該對剛性基板，其中第二柔性基板附著在臨近于該對剛性基板的每個剛性基板的側面的反面上，第二柔性基板具有第三彎曲部分和第四彎曲部分，在第三彎曲部分內，第二柔性基板從剛性基板的反面向剛性基板的正面彎曲，在第四彎曲部分內，彎曲第二柔性基板使其基本平行于該對剛性基板，以及其中基本由第一彎曲部分、第二彎曲部分、第三彎曲部分、第四彎曲部分和每個剛性基板的側面確定的空間填充有第一粘接劑。
3.如在權利要求2中所述的連接結構，進一步包括加強板，其設置在填充有粘接劑的空間內。
4.如在權利要求2中所述的連接結構，其中填充在所述空間內的第一粘接劑是樹脂，并且其中第一和第二柔性基板通過疊層結構相互連接，所述疊層結構由以如下順序堆疊的第二粘接劑、加強板和第三粘接劑組成，疊層結構設置為與所述樹脂相接。
5.如在權利要求1中所述的連接結構，其中當第一和第二柔性基板附著在該對剛性基板上時，第一和第二柔性基板各自具有彼此相對的布線圖。
全文摘要
提供一種連接結構，其中通過柔性基板連接剛性基板，所述連接結構具有一對剛性基板、第一柔性基板、第二柔性基板，剛性基板各自在其正面和反面上具有預定電路圖案，第一柔性基板附著在該對剛性基板的正面上，從而電連接分別設置在正面上的電路圖案，第二柔性基板附著在該對剛性基板的反面上，從而電連接分別設置在反面上的電路圖案。所述第一和第二基板在它們之間具有小于該對剛性基板厚度的間隙。
文檔編號H01R12/00GK101031185SQ200710084308
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權日2006年2月27日
發(fā)明者二階堂伸一, 圓尾弘樹 申請人:株式會社藤倉