JP2006108387A - フレキシブルプリント配線板補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】補強強度を保つことができると共に、実装部品の半田付け作業に影響がなく、補強板の設計も容易に行うことができるフレキシブルプリント配線板補強構造を提供する。
【解決手段】 フレキシブルプリント配線板補強構造１００は、ＦＰＣケーブル１１と、ＦＰＣケーブル１１に配置するＵＳＢコネクタ１２と、ＦＰＣケーブル１１を補強するための補強板１３とを備え、この補強板１３は、ＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ１２との間に配置される。補強強度を保つことができると共に、実装部品としてのＵＳＢコネクタ１２の半田付け作業に影響がなく、補強板１３の設計も容易に行うことができる。また、補強板１３は、ＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ１２の間に挟まれるので、ＦＰＣケーブル１１の半田面側にも他の部品をマウントすることが可能となり、高密度実装ができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フレキシブルプリント配線（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit、フレキシブルプリントケーブルを含む。）の補強構造に関する。詳しくは、フレキシブルプリント配線板を補強するための補強板は、フレキシブルプリント配線板とこのフレキシブルプリント配線板に取り付ける実装部品との間に配置される構成とすることによって、補強強度を保つことができると共に、実装部品の半田付け作業に影響がなく、補強板の設計も容易に行うことができるようにしたフレキシブルプリント配線板補強構造に係るものである。

近年電子機器の性能向上と共に、小型化も要求される。電子機器をできるだけ小型に、薄くするために、プリント基板で設計するよりも、フレキシブルプリント配線板、もしくはフレキシブルプリントケーブル（以下、ＦＰＣケーブルという。）で設計した方がより薄く設計でき、電子機器の小型化に繋がる。

また、フレキシブルプリント配線板であれば、電子機器の筐体内部で３次元的な固定も動きも可能であるため、柔軟性があるという特徴がある。また、スルーホールも作りやすく、両面印刷の配線板に適している。

また、電子機器の外部接続用コネクタなどは、プリント基板の実装パターンなどの剥離を防止するため、プリント基板ではなくＦＰＣケーブルにコネクタを実装し、ＦＰＣケーブルの柔軟性を利用して遊び（可動部）を持たせている。

しかし、フレキシブルプリント配線板、ＦＰＣケーブルは通常の配線基板と異なり、強度が弱いので、チップ部品を小数載せる場合を除き、部品を取り付ける部分には、厚い積層板あるいは金属板などを貼り付け、補強するのが普通である。

従来、フレキシブルプリント配線板、ＦＰＣケーブルに電気部品の挿入部品をマウントする際、フレキシブルプリント配線板、ＦＰＣケーブルを補強するため、フレキシブルプリント配線板、ＦＰＣケーブルの半田面に補強板を貼り付ける構造を採用されている。

図７は、従来のＦＰＣケーブルの補強構造を示す断面図である。図８は、従来のＦＰＣケーブルの補強構造の分解状態を示す斜視図である。

図７、図８に示すように、ＦＰＣケーブル１を補強する場合、ＦＰＣケーブル１に実装部品としてのＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ２をマウントして、その半田面に補強板３を貼り付ける構成が用いられる。

また、ＦＰＣケーブルに組み合わされて使用されるＦＰＣ接続用コネクタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、ＦＰＣケーブルの接続端部取り付けられた補強板の両端にガイド凸起部が形成されており、これをインシュレータに形成されたガイド部のガイド溝に上方から挿入するようにＦＰＣケーブルを移動させる。この時、係合凸起部がロック部材をＦＰＣケーブル幅方向に押し広げながら下降し、ＦＰＣケーブルの導体露出部がインシュレータ上の対応コンタクトに押圧接触し、かつ、ＦＰＣケーブルがコンタクトを押圧した状態の時に係合凸起部がロック部材の係合穴に嵌り込み、コネクタがＦＰＣケーブルを係合状態に保持している。そして、この状態の時に、ＦＰＣケーブルの導体露出部がコンタクトへ押圧接触した状態となっている。これにより、ＦＰＣケーブルとコンタクトとの接触位置がずれるといったことがなく、ロボットによる自動接続を行うことが可能となる。また、ＦＰＣケーブルは補強板とコンタクトとの間に挟持された状態となっているので、その接続の確実性も高いものである。

特許２６２２５２８号公報（第２，３頁、第１図）

しかしながら、上述したＦＰＣケーブル１（または、フレキシブルプリント配線板）の補強構造を用いる場合、補強板３はＦＰＣケーブル１とＵＳＢコネクタ（実装部品）２との間に配置するため、ＦＰＣケーブル１にＵＳＢコネクタ２をマウントする際、ＦＰＣケーブル１の半田面に補強板３を貼り付けるので、補強板３にＵＳＢコネクタ２の接続端子を半田付けするために半田ごてが入るほどの大きな開孔部を設ける必要がある（図７参照）。また、固定用金具５に対しても同様である。このため補強板３の形状が複雑になり、強度面が低下すると共に、設計が困難であり、コストも上がるという問題点があった。

また、ＦＰＣケーブル１の半田面の補強板３の部分は他の部品のマウントが不可能になる欠点があった。

また、半田付け作業をする際に、半田ごてのこて先を、補強板３を切り欠いた部分に入り込ませる必要があり、ときには小さい切り欠きに大きなこて先を入り込ませるため、作業がしにくいという問題があった。

また、補強板３がＦＰＣケーブル１の半田側にあると、段差が生じてしまい、ＵＳＢコネクタ（実装部品）２を半田付けする際に、スクリーンによって塗りこむことができないので、実装効率が悪いという欠点があった。また、ＵＳＢコネクタ２等実装部品の接続端子が長い場合、半田付け後端子を切る作業が必要であるが、補強板３があると、ＦＰＣケーブル１の半田面に近いところで切ることが困難である。

さらに、図９に示すように、ＦＰＣケーブル１をネジで筐体６などに固定する場合、ＵＳＢコネクタ２側からネジを打つしかないため、固定ネジによりＦＰＣケーブル１がいたみやすい、また、作業性が悪い、ＦＰＣケーブル１の下側がデッドスペースとなる等の問題があった。

上述した特許文献１の場合も、補強板がＦＰＣケーブルとコネクタとの間に配置される構成であるため、コネクタの反対側のＦＰＣケーブルの面に他の部品のマウントが不可能になる欠点があった。

そこで、この発明は、補強強度を保つことができると共に、実装部品の半田付け作業に影響がなく、補強板の設計も容易に行うことができるようにしたフレキシブルプリント配線板補強構造を提供することを目的とする。

この発明に係るフレキシブルプリント配線板補強構造は、フレキシブルプリント配線板補強構造であって、フレキシブルプリント配線板と、フレキシブルプリント配線板にマウントする実装部品と、フレキシブルプリント配線板の上記実装部品をマウントする部分を補強するための補強板とを備え、補強板は、フレキシブルプリント配線板と実装部品との間に配置されるものである。

例えば、補強板は、実装部品をフレキシブルプリント配線板にマウントするために、実装部品の端子部を通過させる穴が設けられている。また、補強板は、ガラス強化エポキシ樹脂板、または金属板からなるものである。また、補強板は、接着剤によりフレキシブルプリント配線板および実装部品に接着固定される。

この発明においては、フレキシブルプリント配線板を補強するための補強板は、フレキシブルプリント配線板とこのフレキシブルプリント配線板に取り付ける実装部品との間に配置される構成とされる。

これにより、補強強度を保つことができると共に、実装部品の半田付け作業に影響がなく、補強板の設計も容易に行うことが可能となる。その結果、コストを削減することが可能となる。

また、補強板は、フレキシブルプリント配線板と実装部品の間に挟まれるので、実装部品の半田面側にも他の部品をマウントすることが可能となり、高密度実装が可能となる。また、補強板の切り欠き面積を小さくすることができるので、補強面積を確保することが可能となる。

また、補強板は、フレキシブルプリント配線板と実装部品の間に配置することにより、フレキシブルプリント配線板の半田面に段差をなくし、実装部品を半田付けする際に、スクリーンによって半田を塗ることができ、即ちクリーム半田を塗ることができるので、チップ部品を実装することが可能となり、実装効率を上げることが可能となる。また、半田付け後実装部品の端子を切る際に、半田面に補強板がないため、フレキシブルプリント配線板の半田面ギリギリのところで切断することが可能となる。

また、補強板は、フレキシブルプリント配線板と実装部品の間に配置することで、補強板を実装部品マウントの補強板と、ネジ止め時のフレキシブルプリント配線板の保護板と、ネジの固定板とに共用し、フレキシブルプリント配線板をネジで筐体などに固定する場合のフレキシブルプリント配線板がいたみやすい、作業性が悪い等問題を解決することが可能となる。

この発明に係るフレキシブルプリント配線板補強構造によれば、フレキシブルプリント配線板を補強するための補強板は、フレキシブルプリント配線板とこのフレキシブルプリント配線板に取り付ける実装部品との間に配置されるものであり、補強強度を保つことができると共に、実装部品の半田付け作業に影響がなく、補強板の設計も容易に行うことができる。その結果、コストを削減することができる。

また、実装部品の半田面側にも他の部品をマウントすることが可能となり、高密度実装ができる。また、補強板の切り欠き面積を小さくすることができるので、補強面積を確保することができる。また、実装部品を半田付けする際に、スクリーンによって半田を塗ることができるので、チップ部品を実装することが可能となり、実装効率を上げることができる。また、半田付け後実装部品の端子を切る際に、半田面に補強板がないため、フレキシブルプリント配線板の半田面ギリギリのところで切断することができる。さらに、補強板は、フレキシブルプリント配線板と実装部品の間に配置することで、補強板を、実装部品マウントの補強板と、ネジ止め時のフレキシブルプリント配線板の保護板と、ネジの固定板とに共用することができ、フレキシブルプリント配線板をネジで筐体などに固定する場合のフレキシブルプリント配線板がいたみやすい、作業性が悪い等問題を解決することができる。

以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態のフレキシブルプリント配線板補強構造について説明する。

図１は、本発明の実施の形態のフレキシブルプリント配線板補強構造を示す斜視図である。フレキシブルプリント配線板補強構造１００は、電子機器内部において、ＦＰＣケーブル１１に実装部品としてのＵＳＢコネクタ１２が実装される場合、補強板１３を配置することにより補強を行うものである。

また、図２は、フレキシブルプリント配線板補強構造１００を示す分解状態の斜視図である。この図２において、下からからＦＰＣケーブル１１、補強板１３、ＵＳＢコネクタ１２を装着順に示している。

図１および図２に示すように、フレキシブルプリント配線板補強構造１００において、フレキシブルプリント配線板としてのＦＰＣケーブル１１と、実装部品としてのＵＳＢコネクタ１２と、補強板１３とから構成されている。

ＦＰＣケーブル１１は、ポリイミドフィルム、あるいはきわめて薄いガラスエポキシの基板の上に銅箔を貼り付け、エッチングにより導体パターンを形成するものである。この例の場合、ＦＰＣケーブル１１は、ＵＳＢコネクタ１２に接続するための配線パターンが形成されている。また、ＦＰＣケーブル１１は、柔軟性を有し、所定の半径範囲で折り曲がることが可能である。

また、ＦＰＣケーブル１１には、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子および固定用金具を通過させ、半田付けするための端子用穴１１ａ、取付用穴１１ｂが設けられている。

ＵＳＢコネクタ１２は、電子機器と他の電子機器を接続するためのＵＳＢケーブル専用のコネクタである。ＵＳＢコネクタ１２は、４つの接続端子１４（後述図５参照）と３つの固定用金具１５を有している。

補強板１３は、ガラス強化エポキシ樹脂板、または金属板からなる。この補強板１３には、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子、固定用金具を通過させるための複数の端子用穴（切り欠き部）１３ａ、取付用穴１３ｂが設けられている。この場合、従来のように、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子を半田付けするために半田ごてが入るほどの開孔部を考える必要がなく、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子１４（後述図５参照）を通過できるように設計すればよい。

補強板１３の片面は、接着剤でＦＰＣケーブル１１に接着固定される。補強板１３の他の面は、例えば接着剤でＵＳＢコネクタ１２に接着固定される。

図３は、フレキシブルプリント配線板補強構造１００の部品側から見た図である。図３に示すように、補強板１３は、ＦＰＣケーブル１１と同じ幅を有している。図４は、フレキシブルプリント配線板補強構造１００の半田面側から見た図である。図４に示すように、ＵＳＢコネクタ１２の固定用金具１５が取付用穴１３ｂ，１１ｂに挿入され、また、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子１４が端子用穴１３ａ，１１ａに挿入されている。また、ＦＰＣケーブル１１の半田面が露出している。これにより、ＦＰＣケーブル１１の半田面側に他の部品をマウントすることが可能できる。

上記のようにＦＰＣケーブル１１のＵＳＢコネクタ１２を設置する部分を補強することで、従来と同様な補強強度が得られる。

図５は、接続端子の半田付け部を示す図である。図５に示すように、補強板１３はＵＳＢコネクタ１２とＦＰＣケーブル１１との間に配置され、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子１４は、補強板１３の端子用穴１３ａとＦＰＣケーブル１１の端子用穴１１ａを通してＦＰＣケーブル１１の下の面に半田付けにより接続されている。この場合、補強板１３の切り欠き面積を小さくすることができ、補強面積を確保することが可能である。

フレキシブルプリント配線板補強構造１００において、実装する際に、例えば補強板１３を接着剤でＦＰＣケーブル１１に接着固定し、接着剤でＵＳＢコネクタ１２を補強板１３に接着し、さらに、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子１４を補強板１３、ＦＰＣケーブル１１の開孔に挿し込み、ＵＳＢコネクタ１２の固定用金具１５でＵＳＢコネクタ１２をＦＰＣケーブル１１と補強板１３に固定し、そして、ＵＳＢコネクタ１２の接続端子１４とＦＰＣケーブル１１を半田付けにより電気的に接続する。

図６は、フレキシブルプリント配線板補強構造１００の電子機器内の配置状態を示す図である。この場合、ＵＳＢコネクタ１２側からＦＰＣケーブル１１をネジで筐体５に固定するとき、補強板１３はＦＰＣケーブル１１の保護板と、ネジの固定板として機能するため、ＦＰＣケーブル１１を傷つけることがなく、ネジ止めを行うことができる。

このように本実施の形態においては、フレキシブルプリント配線板補強構造１００は、ＦＰＣケーブル１１と、ＦＰＣケーブル１１にマウントする実装部品としてのＵＳＢコネクタ１２と、ＦＰＣケーブル１１を補強するための補強板１３とを備え、補強板１３は、ＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ１２との間に配置される。

これにより、補強強度を保つことができると共に、ＵＳＢコネクタ１２の半田付け作業に影響がなく、補強板１３の設計も容易に行うことができる。その結果、コストを削減することができる。

また、補強板１３は、ＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ１２の間に挟まれるので、ＦＰＣケーブル１１の半田面側にも他の部品をマウントすることが可能となり、高密度実装ができる。

また、補強板１３は、ＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ１２の間に配置することにより、ＦＰＣケーブル１１の半田面に段差をなくし、ＵＳＢコネクタ１２を半田付けする際に、スクリーンによって半田を塗ることができ、即ちクリーム半田を塗ることができるので、チップ部品を実装することが可能となり、実装効率を上げることができる。

また、通常の基板を配置できないような箇所、例えばＦＰＣケーブル１１の付近に部品をマウントしたいような時に、補強板１３がＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ（実装部品）１２の間に挟まれる構成を利用することによって、実現することができる。

また、ＦＰＣケーブル１１のマウント部品に対し、上下にストレスがかかるような場所に補強板１３はＦＰＣケーブル１１とＵＳＢコネクタ（実装部品）１２の間に挟まれる構成が好適である。

なお、上述実施の形態においては、補強板１３は、接着剤によりＦＰＣケーブル１１およびＵＳＢコネクタ１２に固定されるものについて説明したが、これに限定されるものではない。補強板１３を、所定形状に切り取った両面粘着テープを用いてＦＰＣケーブル１１およびＵＳＢコネクタ１２に固定するようにしてもよい。

また、上述実施の形態においては、フレキシブルプリント配線板補強構造１００は、ＦＰＣケーブル１１にＵＳＢコネクタ１２を実装する場合について説明したが、これに限定されるものではない。ＦＰＣケーブル１１に他の電子部品を取り付ける場合にもこの発明を適用できる。

また、上述実施の形態においては、補強板１３は、ガラス強化エポキシ樹脂板、または金属板からなるものについて説明したが、これに限定されるものではない。他の材料を用いてもよい。

また、上述実施の形態においては、フレキシブルプリント配線板の補強構造として、ＦＰＣケーブル１１の補強の場合について説明したが、これに限定されるものではない。他のフレキシブルプリント配線板の場合にもこの発明を適用できる。

以上のように、この発明に係るフレキシブルプリント配線板補強構造は、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣケーブルを含む）に実装部品をマウントする部分を補強板で補強する場合に適用できる。

実施の形態のフレキシブルプリント配線板補強構造を示す斜視図である。 フレキシブルプリント配線板補強構造１００の分解状態を示す斜視図である。 フレキシブルプリント配線板補強構造１００の部品側から見た図である。 フレキシブルプリント配線板補強構造１００の半田面側から見た図である。 半田付け部の説明図である。 フレキシブルプリント配線板補強構造１００の電子機器内の配置状態を示す図である。 従来のＦＰＣケーブルの補強構造の例を示す断面図である。 従来のＦＰＣケーブルの補強構造の分解状態を示す斜視図である。 ＦＰＣケーブルの電子機器内の配置状態を示す図である。

符号の説明

１，１１・・・ＦＰＣケーブル、１ａ，３ａ，１１ａ，１３ａ・・・端子用穴、１ｂ，３ｂ，１１ｂ，１３ｂ・・・取付用穴、２，１２・・・ＵＳＢコネクタ、３，１３・・・補強板、４，１４・・・接続端子、５，１５・・・固定用金具、６・・・筐体、１０・・・ＦＰＣケーブルの補強構造、１００・・・フレキシブルプリント配線板補強構造

Claims (4)

1. フレキシブルプリント配線板補強構造であって、
   フレキシブルプリント配線板と、
   上記フレキシブルプリント配線板にマウントする実装部品と、
   上記フレキシブルプリント配線板の上記実装部品をマウントする部分を補強するための補強板とを備え、
   上記補強板は、上記フレキシブルプリント配線板と上記実装部品との間に配置される
   ことを特徴とするフレキシブルプリント配線板補強構造。
2. 上記補強板は、
   上記実装部品を上記フレキシブルプリント配線板にマウントするために、上記実装部品の端子部を通過させる穴が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板補強構造。
3. 上記補強板は、ガラス強化エポキシ樹脂板、または金属板からなる
   ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板補強構造。
4. 上記補強板は、接着剤により上記フレキシブルプリント配線板および上記実装部品に固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板補強構造
   

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