JP2005019719A - 可撓性回路基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】蛇行したケーブル部を有する可撓性回路基板の絶縁カバー材に着目して、断線防止に適した構造を提供すること。
【解決手段】平面形状が蛇行した形状の樹脂製の基板における基板両面上に回路配線パターンが設けられてなり、電子機器の折り曲げ部に配され、この折り曲げ部を跨いだ配線を行う可撓性回路基板において、絶縁カバー層を構成する絶縁フィルムにおける、下式で定義されるΣパラメータが、−１．３０〜−１．１５または−０．１５〜１．１４であることを特徴とする可撓性回路基板。
Σパラメータ＝ｌｏｇ｛（弾性率×破断強度）／（フィルム厚み）３ ｝
ここで、上式中の各項の単位は、弾性率［ＧＰａ］、破断強度［ＭＰａ］、フィルム厚み［μｍ］とする。
【選択図】 図１
【解決手段】平面形状が蛇行した形状の樹脂製の基板における基板両面上に回路配線パターンが設けられてなり、電子機器の折り曲げ部に配され、この折り曲げ部を跨いだ配線を行う可撓性回路基板において、絶縁カバー層を構成する絶縁フィルムにおける、下式で定義されるΣパラメータが、−１．３０〜−１．１５または−０．１５〜１．１４であることを特徴とする可撓性回路基板。
Σパラメータ＝ｌｏｇ｛（弾性率×破断強度）／（フィルム厚み）３ ｝
ここで、上式中の各項の単位は、弾性率［ＧＰａ］、破断強度［ＭＰａ］、フィルム厚み［μｍ］とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子機器の折り曲げ部に配される可撓性回路基板に係り、とくにその耐屈曲性を向上させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
折畳み式携帯電話機などの電子機器では、折り曲げ部を挟んで配置された要素問の配線を可撓性回路基板によって行っている。この場合、折り曲げ部は頻繁に屈曲を繰り返すことから、その耐屈曲性は非常に高いものであることが要求される。
【０００３】
このため、特許文献１ないし特許文献２に示すように、耐屈曲性を高めるための提案が種々なされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１１１３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７１０３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここにおいて、例えば折畳み式携帯電話機では、平面形状がほぼＳ字状に蛇行した可撓性回路基板を、筒状のヒンジ部内にα字状をなすように巻込んで配し、ヒンジ部の屈伸に拘わらず、ヒンジ部両側間の接続を行うようにしている。
【０００６】
この場合、可撓性回路基板では、Ｓ字状に蛇行した可撓性回路基板の屈曲部分における内側で断線事故が屡起きている。そこで、この断線事故を防止するための種々の試みがなされている。
【０００７】
一方、携帯電話機の機能は、年々追加、高度化され、ヒンジ部に配されるケーブル部も片面配線基板から、両面配線基板へと構造的に変化してきている。この場合も、一般的には、各材料の厚みを薄くすること、柔らかい材料を使用して曲げ部の応力を小さくすること、が提案されてきた。
【０００８】
そして、両面配線基板では、導体配線層がヒンジ曲げ応力の中立軸からずれることによって、屈曲性能が要求寿命を満たし難いのが実状である。
【０００９】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、蛇行したケーブル部を有する可撓性回路基板の絶縁カバー材の特性に注目して、断線防止に適した可撓性回路基板を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、
平面形状が蛇行した形状の樹脂製の基板における基板両面上に回路配線パターンが設けられてなり、電子機器の折り曲げ部に配され、この折り曲げ部を跨いだ配線を行う可撓性回路基板において、絶縁カバー層を構成する絶縁フィルムにおける、下式で定義されるΣパラメータが、−１．３０〜−１．１５または−０．１５〜１．１４であることを特徴とする可撓性回路基板。
Σパラメータ＝ｌｏｇ｛（弾性率×破断強度）／（フィルム厚み）３ ｝
ここで、上式中の各項の単位は、弾性率［ＧＰａ］、破断強度［ＭＰａ］、フィルム厚み［μｍ］とする。を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する可撓性回路基板の平面図である。この図１に示すように、可撓性回路基板には、端子部１ａ，１ｂ間に、樹脂製の基板両面に配されて両端子部間を接続するための配線部２が設けられている。端子部１ａ，１ｂは、折畳式電子機器における折畳部両側に配される機器要素に接続される。
【００１２】
図２は、配線部２をヒンジ周りに巻きつけたときの可撓性回路基板の形状を示したものである。そして、配線部２は、図１に示したようにほぼＳ字状の平面形状をしており、このＳ字の部分が図示しない電子機器のヒンジ部に巻き付くように配される。
【００１３】
この結果、電子機器を使用する際、および使用終了する際に、折畳み部を屈曲させると、ヒンジ周りでは可撓性回路基板の配線部が屈伸される。そして、配線部には、歪が生じ、断線事故が発生し易くなる。
【００１４】
そこで、本願発明の発明者は、回路基板の屈曲状態を詳細に解析した結果、Ｓ字形に蛇行した配線部、すなわちヒンジケーブル部の屈曲は、曲げ応力に加え、ねじれ応力，外部ケースとの接触応力・摩擦応力が複雑に関係する現象であることを突き止めた。これにより、一般的な多層梁理論の考え方では説明ができないことが確認され、実証によって特性を把握し、はじめて屈曲性能に影響するパラメータを見出すことができた。
【００１５】
これがΣパラメータであり、曲げ応力、ねじれ応力および外部ケースとの接触応力に対して曲げ形状を緩やかな形状で保つためのパラメータである。そして、このΣパラメータは、材料の弾性率および厚みならびに亀裂の発生および亀裂進行に対する抵抗のための破断強度に着目して得られたパラメータである。
【００１６】
上式に示すように、厚みを３乗としているが、これはフィルムの曲げ剛性が一般にはフィルム厚みの３乗に比例しているため、この３乗によってパラメータ化することが適当と判断したものである。
【００１７】
このように３つの要素が複合されたΣパラメータを用いることによって、各種の応力が複雑に影響し合う、ヒンジ部の屈曲性能が整理されて把握できることを確認した。
【００１８】
このΣパラメータで整理した屈曲寿命は、表２の結果のように、バスタブ曲線の傾向を示し、この値が、−１．１５よりも−方向の範囲または−０．１５よりも＋方向の範囲で最適な範囲があることを示している。
【００１９】
このΣパラメータの下限値は、破断強度、弾性率がともに小さい材料において、実用上の厚みの上限値３８．１μｍ（１．５ｍｉｌ）の値から、−１．３０となる。
【００２０】
Σパラメータの上限値は、破断強度、弾性率がともに大きい材料において、実用上の厚みの下限値７．５μｍでは１．１４となる。
【００２１】
本発明の発明者は、多くの実験結果に基づき、Ｓ字状に蛇行して曲げられている回路基板のヒンジケーブル部が優れた屈曲寿命を発現するためには、Σパラメータが、−１．３０〜−１．１５の範囲、または−０．１５〜１．１４の範囲であることを見出した。
【００２２】
表１に４種類のカバーフィルムの特性を、また表２にそれらのΣパラメータおよび屈曲寿命の結果を示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
上記表１は、絶縁カバー材の特性を示すものである。また、上記表２は、絶縁カバー材のΣパラメータと屈曲寿命の関係を示すものである。
【００２６】
これら表１および表２における４種類のイミド製絶縁カバー材は、表１に示すように、破断強度および弾性率がそれぞれ異なる。そして、これら４種類の絶縁カバー材につき、それぞれ２種類の厚みのものを用意し、屈曲寿命を測定したところ表２に示すような結果が得られた。
【００２７】
すなわち、厚み２５μｍの４種類の絶縁カバー材は、Σパラメータが−１．３０および−１．１５を示す材料ＡおよびＢが高屈曲寿命を示したのに対し、Σパラメータが−１．０５および−０．４７を示す材料ＣおよびＤは屈曲寿命が短い。
【００２８】
また、厚さ１２．５μｍの４種類の絶縁カバー材は、Σパラメータが−０．１５および０．４３の材料ＣおよびＤが高屈曲寿命を示したのに対し、Σパラメータが−０．４０および−０．２３の材料ＡおよびＢは屈曲寿命が短い。
【００２９】
このように、Σパラメータが−０．２３ないし−１．０５の中間値範囲では、屈曲寿命が大幅に低下することが分った。そして、結果的に、Σパラメータが中間値範囲を挟む上、下のそれぞれ最適範囲があることが分ったのである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上述のように、可撓性回路基板の材料が持つ弾性率、破断強度およびフィルム厚みから求めたΣパラメータを適宜選択するようにしたため、可撓性回路基板の対屈曲性を大幅に向上することができる。この結果、折畳み式電子機器のヒンジ部に用いられる基板のような頻繁に屈曲される用途に最適な可撓性回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象である可撓性回路基板の構成を示す説明図。
【図２】図１に示した可撓性回路基板を巻込む状態を示す説明図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 端子部
２ 配線部
【産業上の利用分野】
本発明は、電子機器の折り曲げ部に配される可撓性回路基板に係り、とくにその耐屈曲性を向上させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
折畳み式携帯電話機などの電子機器では、折り曲げ部を挟んで配置された要素問の配線を可撓性回路基板によって行っている。この場合、折り曲げ部は頻繁に屈曲を繰り返すことから、その耐屈曲性は非常に高いものであることが要求される。
【０００３】
このため、特許文献１ないし特許文献２に示すように、耐屈曲性を高めるための提案が種々なされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１１１３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１７１０３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここにおいて、例えば折畳み式携帯電話機では、平面形状がほぼＳ字状に蛇行した可撓性回路基板を、筒状のヒンジ部内にα字状をなすように巻込んで配し、ヒンジ部の屈伸に拘わらず、ヒンジ部両側間の接続を行うようにしている。
【０００６】
この場合、可撓性回路基板では、Ｓ字状に蛇行した可撓性回路基板の屈曲部分における内側で断線事故が屡起きている。そこで、この断線事故を防止するための種々の試みがなされている。
【０００７】
一方、携帯電話機の機能は、年々追加、高度化され、ヒンジ部に配されるケーブル部も片面配線基板から、両面配線基板へと構造的に変化してきている。この場合も、一般的には、各材料の厚みを薄くすること、柔らかい材料を使用して曲げ部の応力を小さくすること、が提案されてきた。
【０００８】
そして、両面配線基板では、導体配線層がヒンジ曲げ応力の中立軸からずれることによって、屈曲性能が要求寿命を満たし難いのが実状である。
【０００９】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、蛇行したケーブル部を有する可撓性回路基板の絶縁カバー材の特性に注目して、断線防止に適した可撓性回路基板を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的達成のため、本発明では、
平面形状が蛇行した形状の樹脂製の基板における基板両面上に回路配線パターンが設けられてなり、電子機器の折り曲げ部に配され、この折り曲げ部を跨いだ配線を行う可撓性回路基板において、絶縁カバー層を構成する絶縁フィルムにおける、下式で定義されるΣパラメータが、−１．３０〜−１．１５または−０．１５〜１．１４であることを特徴とする可撓性回路基板。
Σパラメータ＝ｌｏｇ｛（弾性率×破断強度）／（フィルム厚み）３ ｝
ここで、上式中の各項の単位は、弾性率［ＧＰａ］、破断強度［ＭＰａ］、フィルム厚み［μｍ］とする。を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用する可撓性回路基板の平面図である。この図１に示すように、可撓性回路基板には、端子部１ａ，１ｂ間に、樹脂製の基板両面に配されて両端子部間を接続するための配線部２が設けられている。端子部１ａ，１ｂは、折畳式電子機器における折畳部両側に配される機器要素に接続される。
【００１２】
図２は、配線部２をヒンジ周りに巻きつけたときの可撓性回路基板の形状を示したものである。そして、配線部２は、図１に示したようにほぼＳ字状の平面形状をしており、このＳ字の部分が図示しない電子機器のヒンジ部に巻き付くように配される。
【００１３】
この結果、電子機器を使用する際、および使用終了する際に、折畳み部を屈曲させると、ヒンジ周りでは可撓性回路基板の配線部が屈伸される。そして、配線部には、歪が生じ、断線事故が発生し易くなる。
【００１４】
そこで、本願発明の発明者は、回路基板の屈曲状態を詳細に解析した結果、Ｓ字形に蛇行した配線部、すなわちヒンジケーブル部の屈曲は、曲げ応力に加え、ねじれ応力，外部ケースとの接触応力・摩擦応力が複雑に関係する現象であることを突き止めた。これにより、一般的な多層梁理論の考え方では説明ができないことが確認され、実証によって特性を把握し、はじめて屈曲性能に影響するパラメータを見出すことができた。
【００１５】
これがΣパラメータであり、曲げ応力、ねじれ応力および外部ケースとの接触応力に対して曲げ形状を緩やかな形状で保つためのパラメータである。そして、このΣパラメータは、材料の弾性率および厚みならびに亀裂の発生および亀裂進行に対する抵抗のための破断強度に着目して得られたパラメータである。
【００１６】
上式に示すように、厚みを３乗としているが、これはフィルムの曲げ剛性が一般にはフィルム厚みの３乗に比例しているため、この３乗によってパラメータ化することが適当と判断したものである。
【００１７】
このように３つの要素が複合されたΣパラメータを用いることによって、各種の応力が複雑に影響し合う、ヒンジ部の屈曲性能が整理されて把握できることを確認した。
【００１８】
このΣパラメータで整理した屈曲寿命は、表２の結果のように、バスタブ曲線の傾向を示し、この値が、−１．１５よりも−方向の範囲または−０．１５よりも＋方向の範囲で最適な範囲があることを示している。
【００１９】
このΣパラメータの下限値は、破断強度、弾性率がともに小さい材料において、実用上の厚みの上限値３８．１μｍ（１．５ｍｉｌ）の値から、−１．３０となる。
【００２０】
Σパラメータの上限値は、破断強度、弾性率がともに大きい材料において、実用上の厚みの下限値７．５μｍでは１．１４となる。
【００２１】
本発明の発明者は、多くの実験結果に基づき、Ｓ字状に蛇行して曲げられている回路基板のヒンジケーブル部が優れた屈曲寿命を発現するためには、Σパラメータが、−１．３０〜−１．１５の範囲、または−０．１５〜１．１４の範囲であることを見出した。
【００２２】
表１に４種類のカバーフィルムの特性を、また表２にそれらのΣパラメータおよび屈曲寿命の結果を示す。
【００２３】
【表１】
【表２】
上記表１は、絶縁カバー材の特性を示すものである。また、上記表２は、絶縁カバー材のΣパラメータと屈曲寿命の関係を示すものである。
【００２６】
これら表１および表２における４種類のイミド製絶縁カバー材は、表１に示すように、破断強度および弾性率がそれぞれ異なる。そして、これら４種類の絶縁カバー材につき、それぞれ２種類の厚みのものを用意し、屈曲寿命を測定したところ表２に示すような結果が得られた。
【００２７】
すなわち、厚み２５μｍの４種類の絶縁カバー材は、Σパラメータが−１．３０および−１．１５を示す材料ＡおよびＢが高屈曲寿命を示したのに対し、Σパラメータが−１．０５および−０．４７を示す材料ＣおよびＤは屈曲寿命が短い。
【００２８】
また、厚さ１２．５μｍの４種類の絶縁カバー材は、Σパラメータが−０．１５および０．４３の材料ＣおよびＤが高屈曲寿命を示したのに対し、Σパラメータが−０．４０および−０．２３の材料ＡおよびＢは屈曲寿命が短い。
【００２９】
このように、Σパラメータが−０．２３ないし−１．０５の中間値範囲では、屈曲寿命が大幅に低下することが分った。そして、結果的に、Σパラメータが中間値範囲を挟む上、下のそれぞれ最適範囲があることが分ったのである。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は上述のように、可撓性回路基板の材料が持つ弾性率、破断強度およびフィルム厚みから求めたΣパラメータを適宜選択するようにしたため、可撓性回路基板の対屈曲性を大幅に向上することができる。この結果、折畳み式電子機器のヒンジ部に用いられる基板のような頻繁に屈曲される用途に最適な可撓性回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用対象である可撓性回路基板の構成を示す説明図。
【図２】図１に示した可撓性回路基板を巻込む状態を示す説明図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 端子部
２ 配線部
Claims (2)
- 平面形状が蛇行した形状の樹脂製の基板における基板両面上に回路配線パターンが設けられてなり、電子機器の折り曲げ部に配され、この折り曲げ部を跨いだ配線を行う可撓性回路基板において、
絶縁カバー層を構成する絶縁フィルムにおける、下式で定義されるΣパラメータが、−１．３０〜−１．１５であることを特徴とする可撓性回路基板。
Σパラメータ＝ｌｏｇ｛（弾性率×破断強度）／（フィルム厚み）３ ｝
ここで、上式中の各項の単位は、弾性率［ＧＰａ］、破断強度［ＭＰａ］、フィルム厚み［μｍ］とする。 - 平面形状が蛇行した形状の樹脂製の基板における基板両面上に回路配線パターンが設けられてなり、電子機器の折り曲げ部に配され、この折り曲げ部を跨いだ配線を行う可撓性回路基板において、
絶縁カバー層を構成する絶縁フィルムにおける、下式で定義されるΣパラメータが、−０．１５〜１．１４であることを特徴とする可撓性回路基板。
Σパラメータ＝ｌｏｇ｛（弾性率×破断強度）／（フィルム厚み）３ ｝
ここで、上式中の各項の単位は、弾性率［ＧＰａ］、破断強度［ＭＰａ］、フィルム厚み［μｍ］とする。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003183013A JP2005019719A (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 可撓性回路基板 |
| TW93123676A TWI279171B (en) | 2003-06-26 | 2004-08-06 | Flexible circuit board |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003183013A JP2005019719A (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 可撓性回路基板 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005019719A true JP2005019719A (ja) | 2005-01-20 |
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ID=34183235
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003183013A Pending JP2005019719A (ja) | 2003-06-26 | 2003-06-26 | 可撓性回路基板 |
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| TW (1) | TWI279171B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110537395A (zh) * | 2018-01-16 | 2019-12-03 | 太阳油墨制造株式会社 | 固化性树脂组合物、干膜及其固化物、以及印刷电路板 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107328536B (zh) * | 2017-08-16 | 2023-07-25 | 拓旷(上海)光电科技有限公司 | 测试机械 |
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2003
- 2003-06-26 JP JP2003183013A patent/JP2005019719A/ja active Pending
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2004
- 2004-08-06 TW TW93123676A patent/TWI279171B/zh not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| CN110537395A (zh) * | 2018-01-16 | 2019-12-03 | 太阳油墨制造株式会社 | 固化性树脂组合物、干膜及其固化物、以及印刷电路板 |
| CN110537395B (zh) * | 2018-01-16 | 2022-03-25 | 太阳油墨制造株式会社 | 固化性树脂组合物、干膜及其固化物、以及印刷电路板 |
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| TWI279171B (en) | 2007-04-11 |
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