JP2009158808A - フレキシブル基板及びこれを用いた携帯電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】（１）フレキシブル基板に静電気放電がされたとしても電子部品を保護すること。（２）携帯電子機器の小型化・薄型化を図ること。
【解決手段】電気絶縁性を有するフィルム状の第一絶縁体１５ａと、第一絶縁体１５ａに形成された金属からなる複数の導体パターン１５ｂと、複数の導体パターン１５ｂを被覆する第二絶縁体１５ｃとを備えるフレキシブル基板１５において、複数の導体パターン１５ｂのうち少なくとも一つがグランドパターン１５ｂ２であり、第一絶縁体１５ａ及び／又は第二絶縁体１５ｃに複数の導体パターン１５ｂのうちグランドパターン１５ｂ２のみを露出させる露出部１５ｅを備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、フレキシブル基板及びこれを用いた携帯電子機器に関するものである。

従来、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）端末、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、デジタルカメラ等の携行可能な携帯電子機器において、フレキシブル基板が多用されている。フレキシブル基板は、フィルム状の絶縁体の上に接着層を形成すると共にこの接着層の上に導体パターンを形成して、端子部以外にフィルム状の絶縁体を接着したものであり、薄型かつ軽量で、柔軟な変形性を有する（例えば、特許文献１）。
このようなフレキシブルプリント基板は、回路基板として用いられる他、各回路基板間の接続に用いられている。例えば、特許文献２のように、第一の筐体と第二の筐体とをヒンジ機構によって折畳・展開可能に連結した折畳式の携帯電子機器において、第一の筐体における基板と第二の筐体における基板とがフレキシブル基板によって電気的に接続されている。
特開２００３−８６９１２号公報 特開２００６−１４９０５７号公報

ところで、ユーザが静電気を帯びた状態で携帯電子機器に触れると、携帯電子機器の筐体やヒンジ部等との接合部における隙間からヒンジ機構に配されたフレキシブル基板や筐体の接合部に面するように折り曲げられて配されたフレキシブル基板に静電気が放電することがある。このため、フレキシブル基板と筐体の隙間等との空間距離を静電気が放電しない程度に確保した静電気対策構造体が採用されていた。

しかしながら、このような静電気対策構造体では、フレキシブル基板と筐体の隙間等の空間距離を確保しなければならないために携帯電子機器の小型化・薄型化が図れないという問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）フレキシブル基板に静電気放電がされたとしても電子部品を保護すること。
（２）携帯電子機器の小型化・薄型化を図ること。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、フレキシブル基板に係る第一の解決手段として、電気絶縁性を有するフィルム状の第一絶縁体と、前記第一絶縁体に形成された金属からなる複数の導体パターンと、前記複数の導体パターンを被覆する第二絶縁体とを備えるフレキシブル基板において、前記複数の導体パターンのうち少なくとも一つがグランドパターンであり、前記第一絶縁体及び／又は前記第二絶縁体に前記複数の導体パターンのうち前記グランドパターンのみを露出させる露出部を備える、という手段を採用する。

また、フレキシブル基板に係る第二の解決手段として、上記第一の解決手段において、前記露出部から露出する前記グランドパターンが、該グランドパターンよりも電気伝導率の高い金属材料により覆われている、いう手段を採用する。

また、フレキシブル基板に係る第三の解決手段として、上記第一又は第二の解決手段において、前記露出部から露出する前記グランドパターンが、前記グランドパターンの他の部位よりも表面粗さが大きくされている、という手段を採用する。
また、フレキシブル基板に係る第四の解決手段として、上記第一から第三の解決手段のうちいずれかにおいて、前記グランドパターンが、他の導体パターンよりも厚い、という手段を採用する。

また、携帯電子機器に係る第一の解決手段として、上記フレキシブル基板に係る第一から第四の解決手段のうちいずれかのフレキシブル基板を用いる、という手段を採用する。

また、携帯電子機器に係る第二の解決手段として、上記携帯電子機器に係る第一の解決手段における前記露出部が、筐体の隙間近傍かつ該隙間に面するように配置されている、という手段を採用する。

本発明によれば、複数の導体パターンのうちグランドパターンのみを露出させた露出部を備えるので、静電気が第一絶縁体及び／又は第二絶縁体に被覆された他の導体パターンよりも露出部１５ｅから露出したグランドパターンに放電し易くなる。これにより、フレキシブル基板と筐体の隙間等との空間距離を短く構成して携帯電子機器の薄型化・小型化を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで説明する実施形態は、この発明を携帯電話機に適用した場合のものである。
図１は、本実施形態における携帯電話機（携帯電子機器）Ａの外観を示す斜視図である。携帯電話機Ａは、操作側筐体１と、この操作側筐体１の厚さ方向に重ね合わせ可能な表示側筐体２とを備えている。これら操作側筐体１と表示側筐体２とは、操作側筐体１の一端部１ａと表示側筐体２の一端部２ａとがヒンジ部３によって連結され、互いの他端部が近接／離間するように相対的に回動するようになっている。これにより、携帯電話機Ａは、操作側筐体１と表示側筐体２とを厚さ方向に重ね合わせた状態に折り畳み可能となっている。

図２は、操作側筐体１の構成を示す分解斜視図である。
操作側筐体１は、第一筐体１０Ａと第二筐体１０Ｂとから構成されて、主基板１１と、シールド部材１２と、キー基板１３とを収容し、キー操作部１４がその一部が外部に露出するように取り付けられている。

第一筐体１０Ａは、一面が開放された略箱型形状のものであり、略矩形で平板状の主壁１０ａ１に複数の孔１０ａ２が形成されると共に主壁１０ａ１の周縁に沿って厚さ方向の断面が略四半円弧状の側壁１０ａ３が形成されている。

第二筐体１０Ｂは、一面が開放された略箱型形状のものであり、略矩形で平板状の主壁１０ｂ１にバッテリー取出口１０ｂ２が形成され、主壁１０ｂ１の周縁に沿って主壁１０ｂ１と直交するように側壁１０ｂ３が形成されている。
これら第一筐体１０Ａ及び第二筐体１０Ｂは、主壁１０ａ１と主壁１０ｂ１とが平行になるように、側壁１０ａ３の端面と側壁１０ｂ３の端面とを当接させた状態で固定されて、これにより形成される内部空間に上記主基板１１等を収容している。

主基板１１には、略矩形のものであり、各種電子部品１１ａが実装され、更に、これら電子部品１１ａを複数に区分して囲むようにグランドパターン１１ｂが形成されている。電子部品１１ａは、具体的には、送信部や受信部を構成するトランジスタやコンデンサ等の各種素子や、制御部を構成するＣＰＵ等の各種素子である。これら各電子部品には、バッテリー（不図示）から電力が供給されるようになっている。
また、主基板１１は、後述のキー基板１３が電気的に接続されるコネクタ部１１ｃを一方の短辺側に備えている。

シールド部材１２は、導電性を有する金属製の部材であり、天板部１２ａと区画壁部１２ｂとを有している。天板部１２ａは、主基板１１の片面を覆い、区画壁部１２ｂは、グランドパターン１１ｂに対応させて設けられ、天板部１２ａから突出してグランドパターン１１ｂに接するように形成されている。このシールド部材１２は、上述した複数の電子部品を複数に区分してこれらを覆うように、ネジ止めによって主基板１１に固定されている。

キー基板１３は、フレキシブル基板１５と、複数個のキースイッチ１６とを備えている。
フレキシブル基板１５は、キースイッチ１６が配置されるスイッチシート１５Ａと、キースイッチ１６の押下信号を主基板１１に伝送する伝送部１５Ｂとを備えている。このフレキシブル基板１５は、略矩形のスイッチシート１５Ａにおける一方の短辺から帯状の伝送部１５Ｂが長手方向に延設した形状となっている。

図３は、フレキシブル基板１５の一部拡大図であって、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ‐Ａ線断面図である。
図３に示すように、フレキシブル基板１５は、電気絶縁性を有するフィルム状の第一絶縁体１５ａと、第一絶縁体１５ａに形成された銅箔からなる複数の導体パターン１５ｂと、複数の導体パターン１５ｂを被覆する第二絶縁体１５ｃとを備えている。

具体的には、第一絶縁体１５ａと第二絶縁体１５ｃとはポリイミド膜からなり、第一絶縁体１５ａの上に銅箔の導体パターン１５ｂを形成し、第一絶縁体１５ａと第二絶縁体１５ｃを重ねるようにして導体パターン１５ｂが絶縁されている。なお、伝送部１５Ｂにおける延設方向の端部には、導体パターン１５ｂが露出する端子部１５ｄが形成されている（図２参照）。

複数の導体パターン１５ｂは、複数の信号パターン１５ｂ１と一つのグランドパターン１５ｂ２とから構成されている。
信号パターン１５ｂ１は、各キースイッチ１６が設けられる位置から伝送部１５Ｂに向かって複数の信号パターン１５ｂ１が集約するように形成されると共に、伝送部１５Ｂの延設方向に沿って端子部１５ｄまで形成されている。
グランドパターン１５ｂ２は、スイッチシート１５Ａにおいて、信号パターン１５ｂ１以外の部位を埋めるようにして全域に亘って形成されており、伝送部１５Ｂにおいて、伝送部１５Ｂの延設方向に沿って端子部１５ｄまで形成されている。

すなわち、図３（ａ）に示すように、伝送部１５Ｂにおいては、各導体パターン１５ｂが伝送部１５Ｂの延設方向に沿って平行に形成されており、グランドパターン１５ｂ２が中央に形成され、その両側に複数の信号パターン１５ｂ１が等間隔に形成されている。また、図３（ｂ）に示すように、伝送部１５Ｂのグランドパターン１５ｂ２は、信号パターン１５ｂ１よりも厚く形成されている。

この伝送部１５Ｂは、複数の導体パターン１５ｂのうちグランドパターン１５ｂ２のみを露出させる露出部１５ｅを備える。この露出部１５ｅは、伝送部１５Ｂの延設方向における中央近傍に、グランドパターン１５ｂ２の一部のみが露出するように、第一絶縁体１５ａを剥離させることにより形成されている。
また、露出部１５ｅから露出するグランドパターン１５ｂ２は、金によりメッキがされており、さらに、化学的処理により表面粗さが大きくなっている。

キースイッチ１６は、スイッチシート１５Ａに多数設けられており、このキースイッチ１６が押下されると、スイッチシート１５Ａにおける不図示の内側端子に接触して、電気的に導通するようになっている。

図４は、主基板１１とキー基板１３の接続状態を示す概略図であって、図４（ａ）は、操作側筐体１の長手方向に沿った縦断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
図４（ａ）に示すように、主基板１１とキー基板１３とは、主基板１１のコネクタ部１１ｃに伝送部１５Ｂの端子部１５ｄが差し込まれることで、電気的に接続されている。これにより、グランドパターン１５ｂ２は、主基板１１のグランドパターン１１ｂに接続されている。

この状態においては、伝送部１５Ｂが伝送部１５Ｂの延設方向の中央付近で折り曲げられており、露出部１５ｅが側壁１０ａ３の端面と側壁１０ｂ３の端面との隙間Ｓの近傍で隙間Ｓと面している。

図２に戻って、キー操作部１４は、ユーザからの操作を受け付ける複数のボタンを備え、この複数のボタンが各孔１０ａ２から外部に露出するように第一筐体１０Ａに取り付けられている。このキー操作部１４の各操作ボタンの下部には、上述したキースイッチ１６が配置されている。すなわち、キー操作部１４のボタンを押下すると、キースイッチ１６が押下されて、スイッチシート１５Ａにおける不図示の内側端子に接触することにより、電気的に導通し、この電気信号が主基板１１に伝送されるようになっている。

図１に示すように、表示側筐体２は、第一筐体２０Ａと第二筐体２０Ｂとが形成する内部空間に表示部２１とスピーカ２２を収容する。これら表示部２１とスピーカ２２とは、ヒンジ部３に配された不図示のフレキシブル基板によって主基板１１と電気的に接続されている。

次に、上記のような構成を備える携帯電話機Ａの作用について説明する。
まず、ユーザが静電気を帯びた状態で携帯電話機Ａの操作側筐体１に触れて、隙間Ｓからフレキシブル基板１５に静電気が放電される。具体的には、フレキシブル基板１５のうち隙間Ｓに最も近接する伝送部１５Ｂの折り曲げ部分近傍に放電される。

このとき、露出部１５ｅから露出するグランドパターン１５ｂ２は、第二絶縁体１５ｃに被覆されていないので、信号パターン１５ｂ１が形成される部位よりも電気伝導率が高くなっている。このため、フレキシブル基板１５の他の部位に比べて露出部１５ｅから露出するグランドパターン１５ｂ２に静電気が放電し易くなっている。

さらに、グランドパターン１５ｂ２は、信号パターン１５ｂ１よりも厚く形成されているので、各信号パターン１５ｂ１よりも断面積が大きくなっており、信号パターン１５ｂ１よりも電気伝導率が高くなっている。
また、露出部１５ｅから露出するグランドパターン１５ｂ２の表面は、銅よりも電気伝導率が高い金がメッキされており、しかも、表面粗さが大きく構成されているので、電気伝導率が高くなっている。

このため、露出部１５ｅから露出するグランドパターン１５ｂ２は、伝送部１５Ｂの他の部位に比べて、非常に静電気が放電され易くなっている。なお、グランドパターン１５ｂ２に放電された静電気は、グランドパターン１５ｂ２を通じて主基板１１のグランドパターン１１ｂに流れる。

このように、携帯電話機Ａによれば、複数の導体パターン１５ｂのうちグランドパターン１５ｂ２のみを露出させた露出部１５ｅを備えるので、静電気が第一絶縁体１５ａに被覆された他の信号パターン１５ｂ１よりも露出部１５ｅから露出したグランドパターン１５ｂ２に放電し易くなる。これにより、フレキシブル基板１５と隙間Ｓとの空間距離を短く構成して、携帯電話機Ａのように薄型化・小型化を図ることができる。

また、グランドパターン１５ｂ２は、信号パターン１５ｂ１よりも厚く形成されているので、電気伝導率が信号パターン１５ｂ１よりも高くなっている。これにより、静電気をグランドパターン１５ｂ２に放電し易くさせることが可能となる。

また、露出部１５ｅから露出するグランドパターン１５ｂ２の表面は、銅よりも電気伝導率が高い金がメッキされており、しかも、表面粗さが大きく構成されているので、それぞれの作用により電気伝導率が高くなっており、静電気をグランドパターン１５ｂ２に放電し易くさせることが可能となる。

また、隙間Ｓの近傍かつ隙間Ｓに面するように露出部１５ｅが配置されているので、隙間Ｓからの空間距離が短く静電気が放電し易い位置に露出部１５ｅが設けられる。これにより、静電気が放電し易い位置でグランドパターン１５ｂ２を露出させて信号パターン１５ｂ１に静電気が放電する可能性を大幅に低減させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下の変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、第一絶縁体１５ａに露出部１５ｅを設けたが、第二絶縁体１５ｃに露出部を設けてもよいし、第一絶縁体１５ａと第二絶縁体１５ｃとの双方に露出部を設けてもよい。

（２）上記実施形態では、グランドパターン１５ｂ２の厚さを信号パターン１５ｂ１よりも厚いものとしたが、これは、電気伝導率を高めるためにした処理であり、必ずしも必須の処理ではない。また、金によるメッキ、表面粗さを大きくする処理についても同様である。つまり、露出部１５ｅからグランドパターン１５ｂ２を露出させるだけの構成にしても、伝送部１５Ｂにおいて、静電気をグランドパターン１５ｂ２に放電し易くすることが可能である。
（３）上記実施形態では、フレキシブル基板１５がスイッチシート１５Ａと伝送部１５Ｂとを備える構成としたが、隙間Ｓに近接する伝送部１５Ｂのみに本発明を適用してもよい。すなわち、スイッチシート１５Ａと伝送部１５Ｂを別個に形成して、これを半田付けして接続する構成でもよい。また、スイッチシート１５Ａをリジット基板で構成することも可能である。

（４）上記実施形態では、操作側筐体１内の接続に本発明を適用したが、操作側筐体１と表示側筐体２との接続に用いられるフレキシブル基板に本発明を適用してもよい。すなわち、ヒンジ部３の隙間から内部に放電される静電気から電子部品を保護することができる。
（５）上記実施形態では、折畳式の携帯電話機Ａに本発明を適用したが、他の形式（例えば、ストレート型、スライド式）の携帯端末、ＰＨＳ端末、ＰＤＡ、デジタルカメラ等に本発明を適用してもよい。

本発明の一実施形態において、携帯電話機Ａ（携帯電子機器）の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態において、操作側筐体１の構成を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態において、フレキシブル基板１５の一部拡大図を示すものであって、図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ‐Ａ線断面図である。 本発明の一実施形態において、主基板１１とキー基板１３の接続状態を示す概略図であって、図４（ａ）は、操作側筐体１の長手方向に沿った縦断面図であり、図４（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１…第一筐体
２…第二筐体
１５…フレキシブル基板
１５Ａ…スイッチシート
１５ａ…第一絶縁体
１５Ｂ…伝送部
１５ｂ…導体パターン
１５ｂ１…信号パターン
１５ｂ２…グランドパターン
１５ｃ…第二絶縁体
１５ｄ…端子部
１５ｅ…露出部
Ａ…携帯電話機（携帯電子機器）
Ｓ…隙間

Claims (6)

1. 電気絶縁性を有するフィルム状の第一絶縁体と、
   前記第一絶縁体に形成された金属からなる複数の導体パターンと、
   前記複数の導体パターンを被覆する第二絶縁体とを備えるフレキシブル基板において、
   前記複数の導体パターンのうち少なくとも一つがグランドパターンであり、
   前記第一絶縁体及び／又は前記第二絶縁体に前記複数の導体パターンのうち前記グランドパターンのみを露出させる露出部を備えることを特徴とするフレキシブル基板。
2. 前記露出部から露出する前記グランドパターンは、該グランドパターンよりも電気伝導率の高い金属材料により覆われていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル基板。
3. 前記露出部から露出する前記グランドパターンは、前記グランドパターンの他の部位よりも表面粗さが大きくされていることを特徴する請求項１又は２記載のフレキシブル基板。
4. 前記グランドパターンは、他の導体パターンよりも厚いことを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載のフレキシブル基板。
5. 請求項１から４のうちいずれか一項に記載のフレキシブル基板を用いたことを特徴とする携帯電子機器。
6. 前記露出部は、筐体の隙間近傍かつ該隙間に面するように配置されていることを特徴とする請求項５記載の携帯電子機器。

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