JP2009099837A - フレキシブル配線基板 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル配線基板は、近年実装部品や電子機器の小型化のため、引き回しが複雑化し、フレキシブル配線基板自体を折り曲げ実装することが要請されている。この折曲に際して、専用の折曲マーク形成工程を備える必要があり、フレキシブル配線基板のコスト上昇の原因となっている。
【解決手段】屈曲性絶縁基板１０５の主面に複数の配線１０３を備え、端子１０２が備える端子電極１０２ａに接続されたフレキシブル配線基板１０１であって、屈曲性絶縁基板１０５の縁部１０５ａ及び１０５ｂに、配線１０３と同一材料の折曲マーク１０４を配置した構成を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品または電子回路部品を実装した実装基板や、この実装基板間の接続等に適用されるフレキシブル配線基板に関する。

電子部品または電子回路部品を実装した電子回路基板の結線や、電子部品または電子回路を実装した実装部とコネクタ等の入出力部との結線には、一般に個別のリード線が適用されるが、結線数が多い場合には、屈曲性絶縁基板に銅等の薄膜を所望のパターンにエッチングし、全体を例えばポリイミド等の絶縁皮膜で覆ったいわゆるフレキシブル配線基板が適用されることは公知である。

近年、電子機器の小型化が益々進行し、それに伴い実装する電子部品や電子回路部品（以下、実装部品と称する）の小型化が要請され、フレキシブル配線基板の可撓性を利用し、フレキシブル基板を複雑に折り曲げることによって電子機器への実装に対処している。

このフレキシブル配線基板の折り曲げに際しては、予め折り曲げる位置が決められている場合が多い。その一例を図７に示す。同図において、１はフレキシブル配線基板、２はフレキシブル配線基板１に対して外部回路と信号の授受や外部電源から電流の供給等を担う端子電極２ａを複数備える端子で、３は不図示の絶縁膜と絶縁性基板との間に備えられ端子電極２ａからフレキシブル配線基板１に電気的接続を担う複数の配線である。従来のフレキシブル配線基板の一態様としては、例えば図７Ａに示したようにフレキシブル配線基板１の相対向する一対の縁部１ａ及び１ｂそれぞれの一部を切り欠く切欠部４を備えることで、図７Ｂに示すように折り曲げる構成が広く適用されている。

なお、フレキシブル配線基板１の折曲には山折り箇所と谷折り箇所とがあり、この図７の構成では山折りにすべき箇所か谷折りにすべき箇所かの判別が付かないため、例えば図８に示すように、一対の縁部１ａ及び１ｂに、前述の切欠部４と突出部５とを備えることで、両者の判別を付けている構成も広く用いられている。

これらの構成で、フレキシブル配線基板１を所定の折曲部で折り曲げることは可能であるが、例えば図７（ｂ）に示した切欠部４の凹状最深部と折曲箇所との交点は鋭利であるため、フレキシブル配線基板１が当該交点から破れ、配線３まで断線する危険性がある。また、図８に示した突出部５の場合には、折曲作業だけではなく、例えば端子２をコネクタ（不図示）に接続する際等に突出部５に触れることで、縁部１ａ及び／または１ｂと突出部５の境界点から破断が進行するという不具合も生じる。

上述の課題を克服するため、例えば特許文献１には図９Ａに示した構成が提案されている。すなわち、同図において６はフレキシブル配線基板、２は端子電極２ａと端子電極２ａの間を絶縁する絶縁体２ｂとを有する端子、３は端子電極２ａからフレキシブル配線基板６に電気的接続を担う複数の配線、７は配線３の配列方向に直交することで山折り箇所を示す帯状印刷部、８は配線３の配列方法に直交することで谷折り箇所を示す破線帯状印刷部である。この帯状印刷部７と破線帯状印刷部８とを備えることで、図９Ｂに示したようにフレキシブル配線基板６の折曲に際して破断することが抑制できると共に、折曲方向も特定できる。

なお、特許文献１に開示の構成は図１０に示すような構成である。ずなわち、図１０Ａは図９Ａと同じフレキシブル配線基板６の表面構造を示す平面図で、図１０Ｂは図１０ＡにおけるＮ−Ｎ線での断面構成を示す図で、９はフレキシブル配線基板６の表裏に備える絶縁フィルム、１０は一方の主面に配線３を備える絶縁性基板、１１は折曲による絶縁性基板１０の歪を是正するため絶縁性基板１０の厚み方向を除去することにより剥き出しになった配線３を保護する保護用樹脂、１２は端子２を機械的に保護する保護板である。
特開平０９−２７４４４６号公報

しかしながら、図１０Ｂに示した帯状印刷部７及び破線帯状印刷部８でフレキシブル配線基板６を折り曲げると、図１１に示したような構成となる。山折りで折り曲げる帯状印刷部７では、矢印Ｐ方向に引き延ばされることで帯状印刷部７に適用する印刷材がひび割れる危険性があり、谷折りで折り曲げる破線帯状印刷部８では、矢印Ｑ方向に圧縮されることで破線帯状印刷部８に適用する印刷材が盛り上がりひび割れる危険性があり、これらひび割れに起因し、印刷材の破片や粉体が発生するとフレキシブル配線基板６に汚染を生じ、印刷材が例えば端子２とコネクタとの間に入り込み接続不良を引き起こす原因となる等、折曲方向と折曲量とに応じた印刷材の機械的物性を選択する必要がある。

また、この印刷材の機械的物性は、単に印刷材単独で決定できるものではなく、フレキシブル配線基板６自体の機械的特性、及び／または図１０Ｂで説明した保護用樹脂１１の材料選択にも依存するため、帯状印刷部７及び破線帯状印刷部８を備えるためには総合的な物性の把握が必要となる。

その上、図１０及び１１に示した構成では絶縁性基板１０を厚み方向に除去する工程、保護用樹脂１１を塗布する工程、及び帯状印刷部７と破線帯状印刷部８も印刷する工程が必須となり、工程数が増加することでフレキシブル配線基板６の製造コストが増加する。

このような課題は、図１０及び１１に示したように帯状印刷部７及び破線帯状印刷部８を絶縁フィルム９と配線３との間に備える構成ではさらに工程数が増加する。そこで、絶縁フィルム９の上に帯状印刷部７及び破線帯状印刷部８を備える構成では、上述の汚染等が生じ易くなることが想定されるだけでなく、絶縁フィルム９と印刷材との接着性も材料選択に対する一要素となる。

本発明は係る従来の課題に鑑み、簡単にかつ工程数を増加させることなく折曲箇所を特定するマークを付与できるフレキシブル配線基板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、本発明のフレキシブル配線基板は、屈曲性絶縁基板における少なくとも一方の主面に備える導体を、所望のパターンにより複数の配線を配列形成したフレキシブル配線基板であって、前記複数の配線の配列方向に直交する前記屈曲性絶縁基板における一対の縁部それぞれに、前記導体による当該複数の配線と独立した折曲パターンを備える構成である。

この構成により、山折り及び／または谷折りの何れの折曲であっても、フレキシブル配線基板が破断することを完全に抑制できると共に、製造工程を増加することもない安価なフレキシブル配線基板を提供することができる。

次に、本発明のフレキシブル配線基板に係る最良の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態に係る構成要素において、フレキシブル配線基板として同じ機能を奏する構成要素については、同一符合を付与し重複する説明は割愛する場合がある。

図１Ａは、本発明に係るフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣと称す）１０１の一実施形態の表面構成を示す平面図で、図１Ｂは同実施形態におけるＦＰＣ１０１の裏面構成を示す平面図である。これらの図面において、１０２は端子電極１０２ａと絶縁体１０２ｂとが配列した端子、１０３は絶縁フィルム１０９と後述する屈曲性絶縁基板１０５との間に備えられ端子電極１０２ａからＦＰＣ１０１に電気的接続を担う複数の配線、１０４はＦＰＣ１０１を折り曲げる折曲マーク、１０５ａ及び１０５ｂはそれぞれ屈曲性絶縁基板１０５の縁部、１１２は端子１０２を補強する補強板である。

折曲マーク１０４は、屈曲性絶縁基板１０５の一方の縁部１０５ａ及び他方の縁部１０５ｂに、半円形形状で一対配置され、図２に示すように例えば折曲マーク１０４の中心線で山折りに折り曲げられる。図３Ａは図１Ａと同じＦＰＣ１０１の表面構成を示す平面図で、Ｌ−Ｌ線での断面矢視図を図３Ｂに示す。同図においてＦＰＣ１０１は、屈曲性絶縁基板１０５の一方の面に配線１０３と折曲マーク１０４とを備え、屈曲性絶縁基板１０５、配線１０３及び折曲マーク１０４を絶縁フィルム１０９で覆った４層構成である。ここで折曲パターン１０４は配線１０３と同じ薄膜導電材（一般的には銅薄膜が適用される）で形成される。

すなわち、折曲パターン１０４は、屈曲凄絶園基板１０５の一方の面に成膜された薄膜導電材を、所望のパターンにて配線１０３の配列にエッチングする配線形成工程と同時進行させることができるため、配線１０３の形成精度と同じ精度を有する。従って、折曲パターン１０４の形成には、図９及び１０を参照して説明した従来の帯状印刷部７や破線帯状印刷部９のように形成専用の工程を必要とせず、しかもパターン形成精度に優れ、その上配線１０３と同一であるため折り曲げに際して印刷材の破片や粉体が発生することもなく、安価で再現性と安定性とに優れる。

次に、本発明のＦＰＣにおける他の実施形態を、図４及び図５を参照して説明する。図４ＡはＦＰＣ１１３の表面構成を示す平面図、図４Ｂは同裏面構成を示す平面図である。同図において、１０６は図３における１０４と同様の折曲パターンであり、屈曲性絶縁基板１０５における配線１０３の配列方向に直交する一対の縁部１０５ａ及び１０５ｂそれぞれに、薄膜導電材の表面折曲マーク１０６と裏面折曲マーク１０７とを備えている。また、屈曲性絶縁基板１０５の裏面（配線１０３の裏面）にはシールド配線１０８を備え、配線１０３に流れる電気信号に起因して発生する高周波成分を除去している。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて配線１０３及びシールド配線１０８それぞれは備えているが、各図における絶縁フィルム１０９と屈曲性絶縁基板１０５との間に配置された薄膜導電材のみを図示している。また、図４Ｂにおけるシールド配線１０８は、配線１０３の間隙の裏面に相当するシールド配線１０８ａと、屈曲性絶縁基板１０５全体を覆うシールド配線１０８ｂとが存在するが、シールド配線１０８ａ部分はＦＰＣ１１３を折り曲げる領域であるため、薄膜導電材による復元力を除去する構成としている。なお、シールド配線１０８ｂは屈曲性絶縁基板１０５全体を覆う薄膜導電材の構成として図示しているが、ＦＰＣ１１３全体の屈曲性を向上させる等の目的によっては、面方向の形状は例えば網目状等適宜選択して採用することができる。図４ＡにおけるＭ−Ｍ線での断面矢視図が図５である。

同図に示すように、本実施形態では絶縁フィルム１０９、配線１０３及び表面折曲マーク１０４、屈曲性絶縁基板１０５、シールド配線１０８及び裏面折曲マーク１０７、絶縁フィルム１０９の５層構成を備えている。

本実施形態のＦＰＣ１１３によると、シールド配線１０８のシールド効果により配線１０３に流れる信号に起因するノイズが除去されるため信号品質が良好であると共に、表側折曲マーク１０６と裏面折曲マーク１０７との面方向の形状を変えることで表裏何れからでも折曲マークを判別が確実にでき、例えば折曲方向により折曲マーク形状を変えることにより誤作業を防止することもできる。

なお、本実施形態では、屈曲性絶縁基板１０５を介して配線１０３の裏面側に備える導電材をシールド配線１０８として説明したが、裏面側の導電材は例えば配線１０３と同様に信号等を伝達する多層配線にも本実施形態のＦＰＣ１１３を適用することができる。

次に、本発明のＦＰＣにおける別の実施形態を、図６を参照して説明する。図６Ａは本実施形態のＦＰＣ１１４の表面構成を示す平面図で、図６ＢはＦＰＣ１１４を折り曲げた様子を説明する斜視図である。同図において、配線１０３の配列方向に直交する屈曲性絶縁基板１０５の縁部１０５ａ及び１０５ｂには、それぞれ２種類の折曲マーク１１０及び１１１を備えている。折曲マーク１１０と１１１との面方向の形状はそれぞれ相異ならせることで、図６Ｂに示すように半円形の折曲マーク１１０は山折り、三角形の折曲マーク１１１は谷折り等として折り曲げ方向で区別することができる。従って、ＦＰＣ１１４を折り曲げる作業で誤作業を抑制することができる。

なお、本実施形態のＦＰＣは例えば上述の実施形態と同様に表面折曲マークと裏面折曲マークとを備えてもよく、屈曲性絶縁基板１０５を介して対向する一対の折曲マークの面方向の形状を変えることにより、折曲に際して折り曲げ方向等の誤作業を抑制することができる。また、本実施形態では山折りの折曲マーク１１０は半円形で、谷折れ折り曲げマーク１１１は三角形状としたが、面方向の形状はこれに限定されることがないこと勿論である。

上述全ての実施形態における折曲マークは、配線１０３の配線パターン形成と同時に作成することができるため、従来の帯状印刷のように追加工程のように折曲マーク形成専用の工程を備える必要はなく、さらに帯状印刷に供する印刷材の粉末や破片等に起因する課題も克服することができる。さらに、本発明の折曲マークは屈曲性絶縁基板の縁部形状を変化することなく形成できるため、折り曲げマークを起点としたＦＰＣの破断等の欠点も解消することができる。

また、上述の実施形態では４層構成と５層構成とについて説明したが、層数は限定されるものではなく、さらに多層構成であっても適用することができる。

さらに、上述の実施形態において一対の折曲マークは、屈曲性絶縁基板の縁を形成する辺に対して直交方向に配置した場合を取り上げ図示したが、折り曲げ方向に応じて折曲マークを結ぶ線と縁を形成する辺との角度は適宜設定できること当然である。また、上述の実施形態において一対の折曲マークは配線を平行に配置した箇所に設けた構成を取り上げ図示したが、例えば配線と端子電極との近傍等の配線が湾曲している箇所でＦＰＣを折り曲げる場合には、当該湾曲している配線を介して折り曲げマークを備えてもよい。すなわち、折曲マークは、屈曲性絶縁基板における複数の配線を介した縁部に備えればよい。

また、上述の実施形態における折曲角度は何れも９０°の場合を例に挙げた図示をしたが、折曲角度は９０°に限定されるものではなく、例えば適用する電子機器の実装に応じて自由に選択することができる。

本発明のフレキシブル配線基板は、折り曲げ方向を特定することができると共に、追加作業等を必要としないため、安価で安全な折りたたみ特性を備えるフレキシブル配線基板を提供でき、特に携帯機器等の小型・高密度の実装に適する。

本発明に係るフレキシブル配線基板における一実施形態の表面構成を示す平面図 同実施形態の裏面構成を示す平面図 同実施形態のフレキシブル配線基板を折り曲げた構成を示す斜視図 同実施形態のフレキシブル配線基板の表面構成を示す平面図 図３ＡにおけるＬ−Ｌ線での断面矢視図 本発明に係るフレキシブル配線基板における他の実施形態の表面構成を示す平面図 同実施形態の裏面構成を示す平面図 図４ＡにおけるＭ−Ｍ線での断面矢視図 本発明に係るフレキシブル配線基板における別の実施形態の表面構成を示す平面図 同実施形態のフレキシブル配線基板を折り曲げた構成を示す斜視図 フレキシブル配線基板における従来構成の一例を示す表面平面図 同構成に係るフレキシブル配線基板を折り曲げた構成を示す斜視図 フレキシブル配線基板における従来構成の他の例を示す表面平面図 フレキシブル配線基板における従来構成の別の例を示す表面平面図 同構成に係るフレキシブル配線基板を折り曲げた構成を示す斜視図 同構成に係るフレキシブル配線基板の表面平面図 図１０ＡにおけるＮ−Ｎ線での断面矢視図 図１０Ｂを折り曲げた構成を示す断面図

符号の説明

１０１ フレキシブル配線基板
１０２ 端子
１０３ 配線
１０４ 折曲マーク
１０５ 屈曲性絶縁基板
１０９ 絶縁フィルム

Claims (2)

1. 屈曲性絶縁基板における少なくとも一方の主面に備える導体を、所望のパターンにより複数の配線を配列形成したフレキシブル配線基板であって、
   前記複数の配線の配列方向に直交する前記屈曲性絶縁基板における一対の縁部それぞれに、前記導体による当該複数の配線と独立した折曲パターンを備えるフレキシブル配線基板。
2. 前記導体が、前記屈曲性絶縁基板を介して相対向する一対の主面双方に備える、請求項１記載のフレキシブル配線基板。