JP2006210788A - フレキシブルプリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂部材を成形するインサート成形に際し、フレキシブルプリント配線板が射出圧で変形しないフレキシブルプリント配線板、および、フレキシブルプリント配線板の製造方法を提供する。
【解決手段】 フレキシブルプリント配線板１に対し、樹脂部材の成形用のキャビティ８，９を形成する上金型６と下金型７との間で保持される部分から変形防止を所望する位置にかけて変形防止治具５を備える。フレキシブルプリント配線板１に備えた変形防止治具５を上金型６および下金型７の間で保持するとともに、上金型６および下金型７の間のキャビティ８，９内にフレキシブルプリント配線板１を保持した後、キャビティ８内に溶融樹脂ａを射出して、フレキシブルプリント配線板１の表面および裏面に樹脂部材を成形する。フレキシブルプリント配線板１に射出圧が直接的に加わったとしても、変形防止治具５の剛性がフレキシブルプリント配線板１の変形を防止する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、樹脂部材をインサート成形するフレキシブルプリント配線板、およびフレキシブルプリント配線板の製造方法に関する。

インサート成形方法は、比較的安価に様々な部材を成形することが可能であり、各方面で多用されている。インサート成形により成形される部材には、例えばフラットケーブルの被覆材や、フレキシブルプリント配線板上のモールド樹脂（樹脂部材）等を挙げることができる。

フラットケーブルの被覆材を成形する場合、キャビティ内に、キャビティ内を移動可能な中子の貫通孔に挿通された複数の銅線を所定のテンションを付与しつつ保持し、かつ、キャビティ内の一端面側と中子との間に溶融樹脂を射出して、その射出圧で中子を各銅線の他端の方向へ移動させ、この移動で各銅線の周囲に溶融樹脂（被覆材）を成長させるという技術が知られている（例えば特許文献１参照。）。

しかし、この技術は、あくまでも銅線に対する被覆材の成形に用いて好適であり、所定の一定平面上等に樹脂部材を成形することには不向きである。すなわち、例えばフレキシブルプリント配線板上に対するモールド樹脂等の成形には、移動可能の中子の存在が却って邪魔になり不適格である。

フレキシブルプリント配線板上にモールド樹脂を成形する場合、インサート成形により、フレキシブルプリント配線板に対し回路パターンの一部を覆うようにモールド樹脂を成形する際、モールド樹脂の回路パターンを突出させる位置に回路パターンを保護する保護突起を成形するという技術が知られている（例えば特許文献２参照。）。

保護突起は、回路パターンが突出する方向に向かって徐々にその厚みを薄くするようにその位置の回路パターンを弾性を以って覆うものである。保護突起の弾性により、モールド樹脂成形に際する冷却時においても、かつ、フレキシブルプリント配線板が過度に撓んでも、回路パターンに加わる応力を低減することが可能である。

しかし、上記技術では、フレキシブルプリント配線板に対するモールド樹脂の成形に際して一般的なインサート成形法が用いられている。すなわち、図７に示すように、上金型２１と下金型２２との間でフレキシブルプリント配線板２３を保持するとともに、上下金型２１，２２の間にモールド樹脂成形用のキャビティ２４，２５を形成する。そして、上金型２１のゲートから溶融樹脂ａを射出して、一部の溶融樹脂ｂは、フレキシブルプリント配線板２３にあらかじめ形成された開口（図示せず）を通し、フレキシブルプリント配線板２３の裏面側のキャビティ２５内に充填するという方法である。
特開平１１−０１９９７２号公報 特開平０９−１０２６５４号公報

しかしながら、図７に示す一般的なインサート成形法では、ゲートから射出する溶融樹脂ａ（もしくはｂ）の射出圧がフレキシブルプリント配線板２３を押圧し、キャビティ２４，２５内でフレキシブルプリント配線板２３を下方に撓ませる等して変形させてしまう場合がある。このことは、キャビティ２４，２５内でフレキシブルプリント配線板２３の全周囲側が完全に固定されず、溶融樹脂ａが、該周囲のうち側縁側の上下の金型２１，２２との隙間（経路）を通してフレキシブルプリント配線板２３の裏面側に充填される場合も同様である。フレキシブルプリント配線板２３が撓んだ状態で溶融樹脂ａ，ｂが冷却し固化してしまうことは、製品として好ましくないばかりか、回路パターンや、接点、実装電子部品等に悪影響を与える虞も考え得る。キャビティ２４，２５内でのフレキシブルプリント配線板２３の変形を防止するには、溶融樹脂の射出圧を低減するという調整法もあるが、その場合、生産性を低下させるという問題がある。

この発明は、上記従来の技術の問題点を解決し、樹脂部材を成形するインサート成形に際して、射出圧が高圧でもフレキシブルプリント配線板自体が変形することを防止することができるフレキシブルプリント配線板、および、フレキシブルプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、インサート成形により表面および裏面に所定の樹脂部材を成形するフレキシブルプリント配線板において、前記樹脂部材の成形用のキャビティを形成する上金型と下金型との間で保持される部分から変形防止を所望する位置にかけて相対的に剛性の高い変形防止治具を備えていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板である。

また、請求項２の発明は、インサート成形によりフレキシブルプリント配線板の表面および裏面に所定の樹脂部材を成形するフレキシブルプリント配線板の製造方法において、少なくとも、フレキシブルプリント配線板の変形防止を所望する位置に備えた相対的に剛性の高い変形防止治具を上金型および下金型の間で保持するとともに、該上金型および下金型の間のキャビティ内に前記フレキシブルプリント配線板を保持した後、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出して、前記フレキシブルプリント配線板の表面および裏面に所定の樹脂部材を成形することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法である。

この発明によれば、インサート成形時に、上金型と下金型との間に保持された変形防止治具が一定姿勢を保ってフレキシブルプリント配線板に密着固定し続け、フレキシブルプリント配線板に撓む等の変形を生じさせることを有効に防止することができる。その結果、フレキシブルプリント配線板の製造に際し製品としての品質信頼性を向上させることができ、しかも、変形防止治具の剛性により、射出圧を上昇させ、量産性を向上させることも可能である。また、フレキシブルプリント配線板と樹脂部材との特段の組み付け工程を設ける必要もなく、樹脂部材の位置決めを図る細工も不要であり、この観点からもフレキシブルプリント配線板の量産性を向上させる。変形防止治具の実装は、他の部品の実装と一緒に行うことが可能であり、安価に製作することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板、および、フレキシブルプリント配線板の製造方法について説明する。図１および図２は本実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板の要部構成を説明する説明図である。

図１および図２に示すフレキシブルプリント配線板１は、一例として、可撓性を有する合成樹脂製フイルム（例えばＰＥＴフイルム）を用いて長方形（他の任意の形状でもよい）に形成されており、中央側に、インサート成形時に溶融樹脂を通過させて、フレキシブルプリント配線板１の裏面側（または表面側）へ導く複数の開口２が形成されている。フレキシブルプリント配線板１の表面および裏面の他の領域には、詳しく図示しないが所定の配線パターンや、そのランド、接点、種々の電子部品（スイッチ、素子等）等が実装されている。ただし、これらは特定のものに限定されるものではなく、随時任意のものが構成される。

また、フレキシブルプリント配線板１の表面および裏面の所定位置には、例えば電気回路（電子部品、素子）等の封止保護用、あるいは接点や電子部品（素子）等の実装高さの調整用等の用途に用いる樹脂部材１７，１８（図６参照）が成形される。樹脂部材１７，１８の成形には、例えばＰＢＴやＰＯＭ等の可撓性のある熱可塑性樹脂、あるいは他の所定の凝固性樹脂（導電性樹脂）等を用いる。

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１の表面には、後述する上金型６と下金型７との間に保持される所定の四箇所の部分（領域）３から、各々インサート時にフレキシブルプリント配線板１の変形防止を所望する所定の四箇所の位置４にかけて、各々、所定幅で、その連続領域分の長さを有する計四つの変形防止治具５が密着して備えられている。

各変形防止治具５は、後述する樹脂部材１７，１８のインサート成形の際に、後述する上金型６と下金型７との間に強固に保持されて、溶融樹脂の射出圧を直接的に受けたとしても予め一定姿勢を保ち続け、フレキシブルプリント配線板１に撓む等の変形を生じさせることを防止する。したがって、各変形防止治具５は、インサート成形時の溶融樹脂の射出圧に抗して一定姿勢を維持しながらフレキシブルプリント配線板１に密着し続けるべく、所定値以上の密着結合性および剛性を有することが望ましく、このため金属や、液状化し難く、かつ硬質性が高い樹脂や、セラミック等の材質から形成することが好ましい。

各変形防止治具５は、上金型６と下金型７との間に強固に保持された際の例えば水平の一定姿勢を安定して維持すべく、ある程度以上の領域部分を上金型６と下金型７との間での被挟持部分として確保することが好ましい。

各変形防止治具５は、フレキシブルプリント配線板１の表面上に所定の実装技術により密着固定される。各変形防止治具５の実装技術には、例えば、マスク印刷（マスク転写）、接着剤による接着、成長技術、インサート成形等の実装技術を用いるという態様があるが、これらに限定されるものではなく、数点箇所の所定の固定体の嵌合、係合、ねじ止め等を含め、その他、任意の実装技術を用いてもよい。

なお、変形防止治具５は、後述する上金型６と下金型７との間に保持される左右両端の部分（領域）を完全に一つに繋ぐ形状であってもよい。あるいは変形防止治具５には、例えば配線パターンや、接点、実装電子部品等の存在を避けるべく任意の箇所に所定角度に屈曲（湾曲または分岐）する形状を含めたり、あるいは意図的に変形防止を狙う任意の箇所へ向けて所定角度に屈曲（湾曲または分岐）する形状等を含めたりしてもよく、もしくは所定形状の変形防止治具同士の所定位置の間をバイパス治具等で連結したりすることも好ましい態様である。すなわち、変形防止治具５の形状は、上金型６と下金型７との間に保持される部分を有する限り任意の形状に定めてよい。

また、変形防止治具５の高さも、その剛性に応じて任意に定めてよく、薄形を図ることも好ましい態様である。この観点から、変形防止治具には、例えば配線パターンや、接点、実装電子部品等の存在を避ける部分を有する一枚の平板状の剛性部材を用いてもよく、これによりインサート成形時にフレキシブルプリント配線板１の変形防止を図ることも可能である。

一方、図３、図４に示す上金型６、および下金型７には、これら上下の金型６，７の圧接でフレキシブルプリント配線板１に対する樹脂部材の成形用のキャビティ８，９を形成する凹部１１，１２が形成されているが、特に、上金型６の下金型７との接触側には、フレキシブルプリント配線板１上に備えた変形防止治具５を挟持固定（密接固定）する治具用凹部１３が形成されている。なお、図３に示す符号１４は、フレキシブルプリント配線板１を密接して挟持固定するための凹部であり、符号１５は、溶融樹脂の通過空間である。ただし、フレキシブルプリント配線板１の周囲を上金型６および下金型７で完全に密接保持する場合もあり、その場合、上金型６および下金型７でキャビティを形成する側面に、図示しないが溶融樹脂の通過経路として溶融樹脂の流下方向に沿う凹部を構成するという形態もある。

つぎに、図４ないし図６を参照して、本実施の形態のフレキシブルプリント配線板１の製造方法の一例について説明する。まず、詳しくは図示しないがフレキシブルプリント配線板１の表面に所定の配線パターンや、その接点、種々の電子部品（スイッチ、素子等）等の実装を行う。ただし、一例として、フレキシブルプリント配線板１の表面に所定の配線パターン等を形成する後に、フレキシブルプリント配線板１の表面の所定位置に変形防止治具５の実装（装着）を行っておく。

続いて、図４に示すように、フレキシブルプリント配線板１を上金型６と下金型７との間にその所定の圧力で密着して保持するとともに、上金型６の各治具用凹部１３と下金型７との間でフレキシブルプリント配線板１の各変形防止治具５をも密着して保持する。このとき、上金型６と下金型７との間で、フレキシブルプリント配線板１の表面側および裏面側に樹脂部材１７，１８の成形用のキャビティ８，９が形成される。

続いて、図５に示すように、上金型６のゲート１６からキャビティ８内に溶融樹脂ａを射出する。溶融樹脂ａの一部溶融樹脂ｂは、フレキシブルプリント配線板１の開口２（および上記溶融樹脂の通過空間１５、もしくは上記溶融樹脂の通過経路としての凹部）を通り、フレキシブルプリント配線板１の裏面側のキャビティ９内に充填される。溶融樹脂ａ（ｂ）の射出圧がフレキシブルプリント配線板１を押圧しても、フレキシブルプリント配線板１の各変形防止治具５が一定姿勢でフレキシブルプリント配線板１の撓み易い部分にかけて密着固定されているため、フレキシブルプリント配線板１は撓む等の変形を生じることはなく、精度よく一平面を保つ。

各キャビティ８，９内への溶融樹脂ａ（もしくはｂ）の充填が完了し、溶融樹脂ａ，ｂが凝固してくると、上金型６および下金型７の圧接を開放する。溶融樹脂ａ，ｂの冷却とともに、図６に示すように、フレキシブルプリント配線板１の表面および裏面への固化状の樹脂部材１７，１８の成形が完了する。樹脂部材１７，１８は、フレキシブルプリント配線板１の表面および裏面の電気回路（電子部品等）を絶縁状態に保護することが可能であり、しかも、その上面等の所定の箇所に例えば電気回路の一部として接点や素子等を実装することを可能にする。

本実施の形態では、フレキシブルプリント配線板１に対し上金型６と下金型７との間に一定姿勢に保持される変形防止治具５を備えたため、インサート成形の際に、溶融樹脂の射出圧がフレキシブルプリント配線板１に直接的に加わったとしても、変形防止治具５の剛性でフレキシブルプリント配線板１に撓み等の変形を生じさせることを有効に防止もしくは抑制することができる。

フレキシブルプリント配線板１に変形防止治具５を備えたことで、フレキシブルプリント配線板１と樹脂部材１７，１８との特段の組み付け工程を設ける必要がなく、かつ、フレキシブルプリント配線板１に対する樹脂部材１７，１８の位置決めを図る細工も不要にすることが可能で、このためフレキシブルプリント配線板１の量産性をも向上させる。

フレキシブルプリント配線板１に対する変形防止治具５の実装は、他の部品の実装と一緒に行うことが可能であり、安価に樹脂部材１７，１８を備えるフレキシブルプリント配線板１を製作することができる。

なお、この発明の技術的思想は、実装できるフラットケーブルにも適用することが可能である。また、フレキシブルプリント配線板１の裏面側に変形防止治具５を備えても上述と同様の効果を得ることが可能である。

この発明の実施の形態に係るフレキシブルプリント配線板の概略構成を示す側面図である。 同フレキシブルプリント配線板の概略構成を示す上面図である。 上金型および下金型の構成を示す断面図である。 同上金型および下金型でフレキシブルプリント配線板を保持した状態を説明する一部切欠断面図である。 同上金型および下金型を用いたインサート成形時の状態を説明する一部切欠断面図である。 インサート成形後のフレキシブルプリント配線板を示す側面図である。 従来の技術を説明する一部切欠断面図である。

符号の説明

１…フレキシブルプリント配線板、 ５…変形防止治具、 ６…上金型、 ７…下金型、 ８，９…キャビティ、 １１，１２，１４…凹部、 １３…治具用凹部、 １５…通過空間、 １６…ゲート、 １７，１８…樹脂部材、 ａ，ｂ…溶融樹脂。

Claims (2)

1. インサート成形により表面および裏面に所定の樹脂部材を成形するフレキシブルプリント配線板において、
   前記樹脂部材の成形用のキャビティを形成する上金型と下金型との間で保持される部分から変形防止を所望する位置にかけて相対的に剛性の高い変形防止治具を備えていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。
2. インサート成形によりフレキシブルプリント配線板の表面および裏面に所定の樹脂部材を成形するフレキシブルプリント配線板の製造方法において、
   少なくとも、フレキシブルプリント配線板の変形防止を所望する位置に備えた相対的に剛性の高い変形防止治具を上金型および下金型の間で保持するとともに、該上金型および下金型の間のキャビティ内に前記フレキシブルプリント配線板を保持した後、
   前記キャビティ内に溶融樹脂を射出して、前記フレキシブルプリント配線板の表面および裏面に所定の樹脂部材を成形することを特徴とするフレキシブルプリント配線板の製造方法。

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