JP2011023521A

JP2011023521A - フレキシブル配線基板

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Publication number: JP2011023521A
Application number: JP2009166877A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kubota; 憲二窪田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-07-15
Filing date: 2009-07-15
Publication date: 2011-02-03
Anticipated expiration: 2029-07-15
Also published as: JP5471104B2

Abstract

【課題】フレキシブル配線基板において、導体パターンを内部に備えながら全体として柔軟性をもたせる。
【解決手段】フレキシブル配線基板１０１は、複数のフレキシブル層が積層された積層体１０を含むフレキシブル配線基板であって、面方向に延在する少なくとも１本の配線２を含む。配線２は、積層体１０の内部で、厚み方向の第１の高さＨ１と、第１の高さＨ１とは異なる第２の高さＨ２との間で、厚み方向に蛇行するようにして面方向に延在している。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブル配線基板に関するものである。

絶縁基材に導体パターンを複数層有するプリント基板の一例が特許第３４７３６０１号公報（特許文献１）に示されている。

液晶ポリマーフィルムの数値条件の一例が特許第３６４２８８５号公報（特許文献２）に示されている。

フレキシブルプリント配線基板の一例が特開平６−１４０７２７号公報（特許文献３）に示されている。この例では、帯状の絶縁フィルムによって導体パターンが支持されており、導体パターンは幅広部と幅狭部とが交互に繰り返される形状を有する。

フラット回路体の一例が特開平５−１２０９２８号公報（特許文献４）に示されている。この例では、帯状の絶縁フィルムの内部および表面にそれぞれ導体の線が配置されている。絶縁フィルムの内部に配置された導体と表面に配置された導体とはそれぞれ蛇行している。

フレキシブル配線基板においては、導体パターンによって形成された配線が絶縁層によって支持されている構造が一般的であり、上述した各文献に示されるようにさまざまな工夫がなされている。

特許第３４７３６０１号公報特許第３６４２８８５号公報特開平６−１４０７２７号公報特開平５−１２０９２８号公報

フレキシブル配線基板は、１層以上の導体パターンと複数の絶縁層とが積層された状態で構成されている。導体パターンは銅などの金属の箔で形成され、絶縁層は樹脂で形成される。基本的な構成の断面図を図１４に示す。フレキシブル配線基板１００は、屈曲部３１とリジッド部３２とを有する。屈曲部３１、リジッド部３２のいずれにおいても導体パターンと複数の絶縁層とが積層された構成となっている。図１４に示す構成のフレキシブル配線基板１００は、曲げられたときには図１５に示す状態となる。この構成においては、絶縁層は柔軟性があるにもかかわらず、銅箔からなる導体パターンは柔軟性に乏しいので、両者が組み合わさった全体としては柔軟性が十分でない。

そこで、本発明は、導体パターンを内部に備えながら全体として柔軟性をもたせた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、本発明に基づくフレキシブル配線基板は、複数のフレキシブル層が積層された積層体を含むフレキシブル配線基板であって、面方向に延在する少なくとも１本の配線を含み、上記配線は、上記積層体の内部で、厚み方向の第１の高さと、上記第１の高さとは異なる第２の高さとの間で、厚み方向に蛇行するようにして面方向に延在している。

本発明によれば、導体パターンを内部に備えながら全体として柔軟性をもたせたフレキシブル配線基板とすることができる。

本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板の断面図である。図１の一部分の拡大図である。本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板を曲げた状態の断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板の第１の変形例の断面図である。図４の一部分の拡大図である。本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板の第２の変形例の部分断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板の第３の変形例の部分断面図である。図７に示したフレキシブル配線基板を曲げた状態の断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板の第４の変形例の部分断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板の第５の変形例の部分断面図である。本発明に基づく実施の形態２におけるフレキシブル配線基板の断面図である。本発明に基づく実施の形態２におけるフレキシブル配線基板の変形例の断面図である。配線が大きく１回だけ往復するようにして長手方向に延在する構成の断面図である。従来技術に基づくフレキシブル配線基板の断面図である。従来技術に基づくフレキシブル配線基板を曲げた状態の断面図である。

（実施の形態１）
（構成）
図１、図２を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるフレキシブル配線基板について説明する。図１に示すように、フレキシブル配線基板１０１は、屈曲することができるように設計された屈曲部３１と、屈曲することが想定されていないリジッド部３２とを備える。屈曲部は俗に「フレキ部」とも呼ばれる。リジッド部３２は、その表面に電子部品を実装することができる程度に剛性が高くなっている。リジッド部３２の表面には部品を実装するために導体パターン２７，２８が露出して設けられている。フレキシブル配線基板１０１の一部分を拡大したところを図２に示す。フレキシブル配線基板１０１は、たとえば液晶ポリマーなどの熱可塑性樹脂からなる複数のフレキシブル層としての絶縁層１が積層された積層体１０を含むフレキシブル配線基板であって、面方向に延在する少なくとも１本の配線２を含む。配線２は、積層体１０の内部で、厚み方向の第１の高さＨ１と、第１の高さＨ１とは異なる第２の高さＨ２との間で、厚み方向に蛇行するようにして面方向に延在している。配線２は、銅箔などの金属箔で形成され、第１の高さＨ１に配置された導体パターン２１と、第２の高さＨ２に配置された導体パターン２２と、両者を接続するようにスズ−銀合金などの導電性粉末を含んだ導電性ペーストで形成された導体ヴィア２３とを備えている。導体パターン２１，２２および導体ヴィア２３はそれぞれ何らかの金属で形成されていてよい。これらの要素は、たとえば銅で形成されていてもよい。導体パターン２１は同じ形状のものが同じピッチで配列されていてよい。導体パターン２２についても同様である。導体パターン２１と導体パターン２２とは、配置されている高さが異なるだけであって、形状、大きさは同じであってもよい。

図２では絶縁層１同士の境目を表示しているが、他の図では原則として絶縁層１同士の境目は表示しない。フレキシブル配線基板を作成する際には必要な導体パターンとともに複数の絶縁層１を積層して一体化する工程が行なわれるのが通常である。この一体化のためには加熱圧縮が施されるのが通常である。この一体化の工程によって複数の絶縁層１は一体化して境目が消滅してもよい。絶縁層１は樹脂で形成された層であってよい。

図２では、説明の便宜上、積層体１０は絶縁層１が４層だけ積み重なった構造となっているが、実際には、積層体１０に含まれる絶縁層１の数はこれより多くても少なくてもよい。

（作用・効果）
本実施の形態で挙げたフレキシブル配線基板１０１を曲げた状態を図３に示す。屈曲部３１が曲がっている。屈曲部３１においては、積層体１０の内部に含まれる構成要素の各々は引っ張られ、または圧縮されて、それぞれ変形している。

本実施の形態では、配線２は、積層体１０の内部で、厚み方向の第１の高さＨ１と、前記第１の高さとは異なる第２の高さＨ２との間で、厚み方向に蛇行するようにして面方向に延在しているので、全体として十分に柔軟性をもたせることができる。本実施の形態では、このようにして、曲がりやすいフレキシブル配線基板とすることができる。

なお、本実施の形態のフレキシブル配線基板の変形例を図４に示す。図１に示したフレキシブル配線基板１０１では、第１の高さＨ１と第２の高さＨ２との間に絶縁層１の１枚分の差しかなかったが、図４に示したフレキシブル配線基板１０２のように、第１の高さＨ１と第２の高さＨ２との間に絶縁層１の複数枚分の差があってもよい。図４の一部分を拡大したところを図５に示す。このフレキシブル配線基板１０２では、第１の高さＨ１と第２の高さＨ２との間の高さに中間導体パターン２４が配置されており、第１の高さＨ１に配置された導体パターン２１と第２の高さＨ２に配置された導体パターン２２との間の電気的接続は、導体ヴィア２３および中間導体パターン２４によって実現されている。

図４、図５に示した例では、中間導体パターン２４は１通りの高さにしか配置されていないが、図６に示すように、中間導体パターンが複数通りの高さに分散して配置され、これらが導体ヴィア２３によって連なる構成となっていてもよい。図６に示した例では、中間導体パターン２４ａ，２４ｂ，２４ｃがそれぞれ異なる高さに配置されている。

図４、図５の例では、中間導体パターン２４を挟む上下の導体ヴィア２３は同じ位置で一直線上に並んでいるが、図６に示した例のように、中間導体パターン２４ａ，２４ｂ，２４ｃを介する際にその上下の導体ヴィア２３同士が一直線上ではなく側方にずれた位置にあってもよい。図６に示した例においては、配線２ｉは、積層体１０の内部で、厚み方向の第１の高さＨ１と、前記第１の高さとは異なる第２の高さＨ２との間で、厚み方向に蛇行するようにして面方向に延在している。

なお、本発明に基づくフレキシブル配線基板においては、前記配線は、前記積層体の内部において、前記積層体の厚み方向の中間の面よりも一方の表面の側に偏って配置されていることが好ましい。たとえば図７に示す例では、積層体１０の内部において、配線２ｊは中間面１１よりも一方の表面１２の側に偏って配置されている。フレキシブル配線基板がこのような構成となっていれば、図８に示すように表面１２を外側とするように曲げられた場合に、配線２ｊは中間面１１よりも外側に位置するので、全体的に柔軟性に優れることとなる。

図７に示した例では、中間面１１と表面１２との間に配線２ｊが完全に収まって隠れるように配置されていたが、このような構成に限らない。図９に示すように、配線２ｊに含まれる一方の導体パターンが中間面１１上に重なっていてもよい。図１０に示すように配線２ｊの一方の導体パターンが表面１２に露出していてもよい。

本発明に基づくフレキシブル配線基板は、リジッド部を備え、前記配線の少なくとも一方の端は、前記リジッド部に接続されていることが好ましい。たとえば図１に示したフレキシブル配線基板１０１は、リジッド部３２を備え、配線２の両端はリジッド部３２に接続されている。このような構成であれば、リジッド部が変位したときに、配線２を含む屈曲部３１が柔軟に曲がり、リジッド部３２は安定した形状を維持しつつ変位することができるので、好ましい。

（実施の形態２）
（構成）
図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態２におけるフレキシブル配線基板について説明する。図１１に示すように、本実施の形態におけるフレキシブル配線基板１０３の構成は、基本的には実施の形態１で説明したものと同様であるが、配線２ｋを備えているという点で異なる。フレキシブル配線基板１０３は、リジッド部３２近傍において配線２ｋが延在する第１領域３１１と、第１領域３１１に比べてリジッド部３２から遠い位置において配線２ｋが延在する第２領域３１２とを有する。第１領域３１１における配線２ｋの蛇行ピッチは第２領域３１２における配線２ｋの蛇行ピッチに比べて短くなっている。

なお、図１１では、リジッド部３２の内部の導体パターンは図示省略している。
（作用・効果）
本実施の形態では、リジッド部３２の近傍にある第１領域３１１では、リジッド部３２から遠い第２領域３１２に比べて蛇行ピッチが短くなっている。すなわち、リジッド部３２の近傍では配線２ｋの構造が高密度となっており、剛性がやや高くなっている。リジッド部３２は元々屈曲することを想定されていないので剛性が高い構造となっているのに対して、屈曲部３１の中央部分は剛性が低い。本実施の形態では、リジッド部３２と、屈曲部３１の中央部分すなわち第２領域３１２との間に、剛性が中程度の第１領域３１１が介在する。したがって、リジッド部３２と屈曲部３１との間での剛性の大きさの急激な変化を緩和することができている。本実施の形態では、このような構成とすることで、リジッド部と屈曲部との境界における破断を生じにくくすることができる。

図１１に示した例では、第１領域３１１と第２領域３１２とで蛇行ピッチが２段階に変化するのみであったが、蛇行ピッチが２より多い数の多段階で変化する構成であってもよい。

なお、図１２に示すフレキシブル配線基板１０４のように、リジッド部に近づくにつれて前記配線の蛇行ピッチが徐々に短くなっている構成であることがさらに好ましい。フレキシブル配線基板１０４では、屈曲部３１の内部に配線２ｎが延在している。図１２では、リジッド部３２の内部の導体パターンは図示省略している。屈曲部３１の中央部では配線２ｎの蛇行ピッチが長くなっており、両端のリジッド部３２に近づくにつれて配線２ｎの蛇行ピッチが短くなっている。このような構成であれば、フレキシブル配線基板の全体にわたって剛性が徐々に変化するので、破断を生じにくくすることができる。

上記各実施の形態で示した例のように、本発明に基づくフレキシブル配線基板としては、「配線」は、面方向に延在する導体層と厚み方向に延在するヴィア部とが交互に組み合わさることによって構成されていることが好ましい。「導体層」とは、たとえば図２、図５に示した導体パターン２１，２２，２４のことである。「ヴィア部」とはたとえば図２、図５に示した導体ヴィア２３のことである。このようにして「配線」が構成されているものであれば、個々の絶縁層の表面に金属膜を形成する技術と、レーザ照射などによって絶縁層に孔をあける技術と、絶縁層にあけられた孔を埋めるように導電体を形成して導体ヴィアを形成する技術と、さらにこれらの層を積層して一体化する技術とを組み合わせることによって、容易に作製することができるので、好都合である。

「配線」は、面方向に延在する導体層と厚み方向に延在するヴィア部とが交互に組み合わさることによって構成する以外の組合せによって構成することとしてもよい。

なお、上記各実施の形態では、配線は、積層体の内部で厚み方向の第１の高さＨ１と第２の高さＨ２との間で厚み方向に蛇行する構成としているが、ここでいう「厚み方向に蛇行する」とは、図１、図４、図６、図７などに示したように厚み方向に複数回往復しながら長手方向に延在するような構成を当然に含むが、このような構成に限らず、図１３に示す配線２ｒのように、厚み方向には大きく１回だけ往復するようにして長手方向に延在する構成も含むものとする。この場合も第１の高さＨ１と第２の高さＨ２との間で蛇行しているとみなすことができる。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

１絶縁層、２，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｎ，２ｒ配線、１０積層体、１１中間面、１２表面、２１，２２導体パターン、２３導体ヴィア、２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ中間導体パターン、２７，２８（リジッド部の表面の）導体パターン、３１屈曲部、３２リジッド部、８１厚み方向、８２長手方向、１００，１０１，１０２，１０３，１０４フレキシブル配線基板、３１１第１領域、３１２第２領域。

Claims

複数のフレキシブル層が積層された積層体を含むフレキシブル配線基板であって、
面方向に延在する少なくとも１本の配線を含み、
前記配線は、前記積層体の内部で、厚み方向の第１の高さと、前記第１の高さとは異なる第２の高さとの間で、厚み方向に蛇行するようにして面方向に延在している、フレキシブル配線基板。
前記配線は、前記積層体の内部において、前記積層体の厚み方向の中間の面よりも一方の表面の側に偏って配置されている、請求項１に記載のフレキシブル配線基板。
リジッド部を備え、前記配線の少なくとも一方の端は、前記リジッド部に接続されている、請求項１または２に記載のフレキシブル配線基板。
前記リジッド部近傍において前記配線が延在する第１領域と、
前記第１領域に比べて前記リジッド部から遠い位置において前記配線が延在する第２領域とを有し、前記第１領域における前記配線の蛇行ピッチは前記第２領域における前記配線の蛇行ピッチに比べて短くなっている、請求項３に記載のフレキシブル配線基板。
前記リジッド部に近づくにつれて前記配線の蛇行ピッチが徐々に短くなっている、請求項３に記載のフレキシブル配線基板。
前記配線は、面方向に延在する導体層と厚み方向に延在するヴィア部とが交互に組み合わさることによって構成されている、請求項１に記載のフレキシブル配線基板。