JP2011082317A - フレキシブルプリント配線板及びこれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを大幅に削減することができるとともに、小さな曲率半径で屈曲させることのできるフレキシブルプリント配線板を提供する。
【解決手段】中間部において繰り返し屈曲させられる屈曲部２１を備えるフレキシブルプリント配線板２０であって、絶縁性の基材４１と、上記基材の一方に積層されるとともに電解銅箔から構成される第１の導電層４２と、上記基材の他方に積層されるとともに圧延銅箔から形成される第２の導電層４３とを備え、上記第１の導電層を除去することにより、上記屈曲部が形成されている。
【選択図】図６

Description

本願発明は、フレキシブルプリント配線板及びこのフレキシブルプリント配線板を使用した携帯電話等の電子機器に関するものである。

配線板に屈曲性が要求される電子機器には、柔軟性という特性を利用してフレキシブルプリント配線板が使用されている。特に、スライド式の電子機器においては、相対的にスライドする上側部材と下側部材との間にＵ字状の屈曲部を形成するようにしてフレキシブルプリント配線板が配置されている。このフレキシブルプリント配線板によって上側部材の基板と下側部材の基板とが電気的に接続されている。

このようなスライド式の電子機器に使用されるフレキシブルプリント配線板では、上側部材と下側部材の相対的なスライド移動に伴って、そのＵ字状の屈曲部の形成位置が所定範囲内で変化することになる。即ち、上側部材と下側部材の相対的なスライド移動が繰り返されることによって、フレキシブルプリント配線板が局所的に屈伸を繰り返すことになる。このようにフレキシブルプリント配線板が局所的に屈伸を繰り返すと、その導体が金属疲労によって断線しやすくなり、特に、電子機器が薄型になると、それに伴ってフレキシブルプリント配線板の屈曲部の曲率半径も小さくなるので、断線のおそれも高まることになる。

フレキシブルプリント配線板の配線を構成する導体として、圧延銅箔と電解銅箔とが一般的に採用されている。電解銅箔は、銅を薄膜状に析出させることにより製造されるものであり、安価に製造できるが屈曲耐性が低くクラック等が発生しやすい。一方、圧延銅箔は、圧延・焼鈍を繰り返して箔状にしたものであり、高価であるが屈曲耐性が高い。このため、上記のような屈曲部には、圧延銅箔から形成される配線回路が設けられることが多い。

特開２００５−３４０３８２号公報

近年、電子機器においては多様な機能が求められており、これら機能に対応した電子回路を設けるために配線の高密度化が必要となる。このため、両面に配線を設けた両面配線板が採用される場合が多い。屈曲耐性が要求される場合、絶縁性の基材の両面に上記圧延銅箔から形成された導電層が設けられた両面フレキシブルプリント配線板を採用する必要がある。このため、製造コストが増大するという問題があった。

携帯電話等の小さな曲率半径で屈曲させられる場合、両面に導電層を設けたプリント配線板では、厚さが大きくなるため小さな曲率半径で屈曲させることは困難である。このため、片側の導電層を除去して屈曲部が設けられる場合がある。

本願発明は、屈曲部を備えるとともに、両面に配線回路が形成されたフレキシブルプリント配線板において、製造コストを大幅に削減することができるとともに、小さな曲率半径で屈曲させることのできるフレキシブルプリント配線板を提供することを課題としている。

本願の請求項１に記載した発明は、中間部において繰り返し屈曲させられる屈曲部を備えるフレキシブルプリント配線板であって、絶縁性の基材と、上記基材の一方に積層されるとともに電解銅箔から形成された第１の導電層と、上記基材の他方に積層されるとともに圧延銅箔から形成された第２の導電層とを備え、上記第１の導電層を除去することにより、上記屈曲部を形成したものである。

屈曲部を有するフレキシブルプリント配線板であっても、全ての部位に屈曲性が要求されることはない。たとえば、他の配線等と接続される接続部の近傍は屈曲されない場合が多く、フレキシブルプリント配線板の中間部に屈曲部が設定されたものが多い。

本願発明では、絶縁性の基材の一方に電解銅箔から形成される第１の導電層を設けるとともに、他方に圧延銅箔から形成される第２の導電層を設けている。両面に配線回路を設けたフレキシブルプリント配線板において、一方の導電層を電解銅箔から形成できるため、製造コストを大幅に削減できる。

また、本願発明では、上記第１の導電層を除去することにより、上記屈曲部を形成している。この構成によって、屈曲部の厚さが小さくなり、小さな曲率半径で屈曲させることが可能となる。したがって、携帯電話等の狭小な部位において小さな曲率半径で屈曲させることが要求される機器に対応することが可能となる。

さらに、上記屈曲部においては、電解銅箔から形成された第１の導電層が除去されている。これにより、屈曲部は、圧延銅箔から形成された第２の導電層のみを備えて構成される。したがって、フレキシブルプリント配線板の屈曲耐性が低下することはない。

しかも、上記電解銅箔は、圧延銅箔に比べてエッチング液に溶解しやすい。このため、配線回路を形成する場合に、第１の導電層を容易に除去できるという効果もある。

また、上記第１の導電層は、屈曲部に形成されるものではないため、屈曲されることはない。したがって、請求項２に記載した発明のように、上記第１の導電層と上記第２の導電層の双方に、配線回路を形成することが可能となる。特に、屈曲部以外の導電層には、屈曲による応力や歪が作用しないため、精度の高い配線回路を設けることも可能となる。これにより、配線の高密度化を図ることが可能となる。

上記第１の導電層は、屈曲部を挟んで両側に分断された状態となるが、これら第１の導電層から形成される両側の配線回路を接続したい場合がある。

請求項３に記載した発明は、上記屈曲部における第２の導電層に、上記屈曲部の両側に位置する第１の導電層に形成された配線回路をつなぐ接続配線回路を設けたものである。

上記第１の導電層から形成される配線回路と、上記接続配線回路を接続する手法は特に限定されることはない。たとえば、上記第１の導電層の内側縁部において、導電性を付与したスルーホール等を介して、上記接続配線回路と第１の導電層に形成した配線回路とを接続することができる。この構成を採用することにより、分断された第１の導電層に形成される両側の配線回路を直接接続することが可能となる。

請求項４に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載されたフレキシブルプリント配線板を備える電子機器に関するものである。

本願発明に係るフレキシブルプリント配線板は、フレキシブルプリント配線板の屈曲部を小さな曲率半径で屈曲させることができる。したがって、スライド式携帯電話等の狭小な空間での屈曲耐性が要求される種々の電子機器に適用することができる。

本願発明によって、製造コストを大幅に削減できるとともに、小さな曲率半径で屈曲させることができるフレキシブルプリント配線板を提供できる。

本願発明のフレキシブルプリント配線板が採用される電子機器の一例を示す図であって、非スライド状態を示す全体斜視図である。 図１に示す電子機器のスライド状態を示す全体斜視図である。 図１の電子機器の非スライド状態を示す断面図である。 図１の電子機器のスライド状態を示す断面図である。 図１に示す電子機器に使用される第１の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の全体斜視図である。 図５に示すフレキシブルプリント配線板の要部断面図である。 本願発明の第２の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板の要部断面図である。 本願発明の第３の実施形態を示す図であり、図（ａ）は平面図、図（ｂ）はｂ−ｂ線に沿う断面図、図（ｃ）はｃ−ｃ線に沿う断面図である。

以下、本願発明の一実施形態に係る電子機器について図１〜図４を参酌しつつ説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態における電子機器は、上側部材１（第１部材）と下側部材２（第２部材）とが互いにスライド移動するスライド式の携帯電話である。上側部材１は表示部３を備え、下側部材２は操作部４を備えている。上側部材１と下側部材２はそれぞれ筐体を備えており、上側部材１の筐体の下面と下側部材２の筐体の上面とが互いに対向して平行を保ちながら水平にスライド移動する。なお、上側部材１に第２の操作部を設けてもよい。

また、図３及び図４に示すように、上側部材１と下側部材２の各筐体内には制御基板１１，１２がそれぞれ収容され、両制御基板１１，１２同士がフレキシブルプリント配線板２０によって電気的に接続されている。即ち、上側部材１の筐体と下側部材２の筐体間にフレキシブルプリント配線板２０が配置され、このフレキシブルプリント配線板２０の両端部が上側部材１の制御基板１１と下側部材２の制御基板１２にそれぞれコネクタ１３，１４を介して接続されている。

フレキシブルプリント配線板２０は、所定幅を有する帯状のものが使用され、その長手方向がスライド方向Ａに沿うようにして配置される。そして、フレキシブルプリント配線板２０はその中間部において上下に折り返されることで、側面視においてＵ字状の屈曲部２１が形成される。上記屈曲部２１は、平面視において、フレキシブルプリント配線板がＵ字状に重なり合い、スライド方向Ａに沿って伸びている。そして、屈曲部２１の位置は、上側部材１と下側部材２の相対的なスライド移動に伴って、フレキシブルプリント配線板２０の長手方向、即ちスライド方向Ａに沿って変化する。従って、屈曲部２１が形成される領域は、フレキシブルプリント配線板２０の長手方向に沿った所定長さの領域である。

図６に示すように、上記フレキシブルプリント配線板２０は、絶縁性の基材４１の両側に、図示しない接着剤層を介して、第１の導電層４２と第２の導電層４３を設け、この導電層４２，４３に配線回路４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃを設けて構成される。なお、各配線回路の表面には、図示しない絶縁性のカバーコートが設けられている。

上記基材を構成する材料は特に限定されることはなく、屈曲性の高い絶縁性のフィルム等を採用することができる。例えば、ポリアミド系の樹脂フィルム、ポリアミドイミドなどのポリイミド系の樹脂フィルム、耐熱性ポリエステルフィルム、およびポリエチレンナフタレートフィルム等が好適であり、その厚さは１０μｍ〜２５μｍが好ましい。

本願発明に係る上記第１の導電層４２として電解銅箔が採用されている。電解銅箔は、たとえば、ステンレスシート等の表面に銅を箔状に析出させることにより形成される。電解銅箔は、安価に製造することができる一方、屈曲耐性が低い。

一方、上記第２の導電層４３として圧延銅箔が採用されている。圧延銅箔は、電解銅に圧延・焼鈍を繰り返すことにより箔状に形成したものであり、製造工数が多くなるため高価であるが屈曲耐性は高い。

上記第１の導電層４２を構成する電解銅箔と、上記第２の導電層４３を構成する圧延銅箔は、図示しない接着剤層を介して上記絶縁性の基材４１に接着される。上記接着剤層は、柔軟性や耐熱性に優れたものが好ましく、例えば、ナイロン系、エポキシ樹脂系、ブチラール樹脂系、アクリル樹脂系などの接着剤が用いられる。

上記絶縁性基材４１の一方に電解銅箔を採用して第１の導電層４２を設けることにより、従来の両面に圧延銅箔を採用する場合に比べてフレキシブルプリント配線板の製造コストを大幅に削減できる。

図５及び図６に示すように、本実施形態に係るフレキシブルプリント配線板は、帯状に形成されており、両端部にコネクタ部１３，１４が設けられている。そして、上記コネクタ部１３，１４が、電子機器の上側部材１の制御基板１１と下側部材２の制御基板１２にそれぞれ接続されるように構成されている。

また、上記第１の導電層４２と上記第２の導電層４３の双方に、既知の手法を用いて配線回路４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成されている。なお、上記配線回路４３ｃは、屈曲部２１に形成された配線回路であり、上記配線回路４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂは、屈曲されない部位に形成された配線回路を意味している。

本実施形態では、図５及び図６に示すように、屈曲部２１において上記第１の導電層４２が除去されている。この構成を採用することにより、屈曲部２１の厚さが小さくなり、屈曲部２１を小さな曲率半径で屈曲させることが可能となる。なお、上記第１の導電層４２に配線回路４２ａ，４２ｂを形成する過程において、上記屈曲部２１における第１の導電層４２を除去することができる。また、電解銅箔は、圧延銅箔に比べてエッチング液等に溶けやすいため、容易に除去することができる。

上記屈曲部２１が、絶縁性の基材４１と圧延銅箔からなる第２の導電層４３とから構成されるため、屈曲部２１における屈曲耐性が低下することはない。

一方、上記屈曲部２１における第１の導電層を除去したことにより、上記屈曲部２１の両側に、上記第１の導電層から形成された配線回路４２ａ，４２ｂが配置される。上記配線回路４２ａ，４２ｂを設けた部位は屈曲されない。したがって、上記配線回路４２ａ，４２ｂには、屈曲に伴う応力や歪が作用することはなく、電解銅箔の屈曲耐性が低いことによる問題が生じることはない。

なお、図６に示すように、屈曲部２１の屈曲部の内側に第１の導電層４２を配置することもできるし、図７に示すように、屈曲部２１の外側に第１の導電層４２を設けることもできる。

図８に、本願発明の第３の実施形態を示す。

上記構成のフレキシブルプリント配線板２０においては、上記第１の導電層４２から形成される配線回路４２ａ，４２ｂが、第１の導電層４２の中間部を除去したことにより分断されることになる。一方、分断された配線回路４２ａ，４２ｂを接続したい場合がある。本実施形態では、上記第１の導電層４２に形成された配線回路４２ａ，４２ｂを、第２の導電層４３に設けた接続配線回路を利用して接続するものである。

図８（ａ）に示すように、上記第２の導電層４３には、左右の配線回路４３ａ，４３ｂと、これら配線回路を屈曲部において接続するように、接続配線回路４３ｃが形成されている。上記屈曲部２１は、繰り返し屈曲させられるため、電子部品等を搭載するのは困難である。このため、本実施形態では、左右の配線回路４３ａ，４３ｂに設けた配線回路を接続するようにして、上記接続配線回路４３ｃが形成されている。

一方、上記接続配線回路４３ｃの幅方向両側に、上記第２の導電層から形成された配線回路４３ａ，４３ｂ，４３ｃから電気的に独立した第２の接続配線回路４３ｄが設けられている。図８（ｂ）に示すように、上記第２の接続配線回路４３ｄは、スルーホール５０を介して、基材４１の反対側に導通させられて、上記第１の導電層４２に形成された配線回路４２ａ，４２ｂに接続されている。

上記スルーホール５０は、屈曲部２１から外れた部分に形成されており、屈曲にともなう応力や歪が生じることはない。したがって、屈曲部２１の両側に形成された配線回路４２ａ，４２ｂを確実に接続することができる。

なお、本実施形態では、携帯電話を例にして説明したが、携帯電話に限定されるものではなく、種々の構造の電子機器に適用可能である。

上記開示された本願発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本願発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本願発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。

小さな曲率半径での屈曲耐性に優れるとともに、製造コストを大幅に削減できるフレキシブルプリント配線板を提供できる。

２０ フレキシブルプリント配線板
２１ 屈曲部
４１ 基材
４２ 第１の導電層
４２ａ 配線回路
４２ｂ 配線回路
４３ 第２の導電層
４３ａ 配線回路
４３ｂ 配線回路
４３ｃ 配線回路（接続配線回路）
４３ｄ 配線回路（接続配線回路）

Claims (4)

1. 中間部において繰り返し屈曲させられる屈曲部を備えるフレキシブルプリント配線板であって、
   絶縁性の基材と、
   上記基材の一方に積層されるとともに電解銅箔から形成された第１の導電層と、
   上記基材の他方に積層されるとともに圧延銅箔から形成された第２の導電層とを備え、
   上記第１の導電層を除去することにより、上記屈曲部が形成されている、フレシキブルプリント配線板。
2. 上記第１の導電層と上記第２の導電層の双方に、配線回路が形成されている、請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板。
3. 上記屈曲部における第２の導電層に、上記屈曲部の両側に位置する第１の導電層に形成された配線回路をつなぐ接続配線回路が設けられている、請求項１または請求項２のいずれかに記載のフレキシブルプリント配線板。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載されたフレキシブルプリント配線板を備える電子機器。

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