JP2011243895A - プリント配線板の接続構造、配線板接続体及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し屈曲される部分を有するプリント配線板あるいは屈曲状態で筐体内に収容される部分を有するプリント配線板を安価に製造できるプリント配線板の接続構造、配線板接続体及び電子機器を提供する。
【解決手段】２以上のプリント配線板を接続して構成されるプリント配線板の接続構造であって、第１の基材４２の少なくとも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の配線層４１を備える１のプリント配線板と、第２の基材３２の少なくとも一方に積層されるとともに圧延銅箔から形成された第２の配線層３１を備える第２のプリント配線板２０とを備え、上記第２のプリント配線板がフレキシブルプリント配線板であるとともに、上記第１のプリント配線板に形成された接続電極部４１ａと上記第２のプリント配線板に形成された接続電極部３１ａとが、異方導電性接着剤５１を介して接続されている。
【選択図】図７

Description

本願発明は、複数のプリント配線板を接続するためのプリント配線板の接続構造、配線板接続体及び電子機器に関する。

屈曲性が要求される用途に使用されるプリント配線板として、柔軟性を備えるフレキシブルプリント配線板が採用される。たとえば、携帯電話等の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、上記上側部材の配線板と上記下側部材の配線板が電気的に接続されている。

上記プリント配線板では、上記上側部材と上記下側部材の相対的なスライド移動に伴って、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。このため、フレキシブルプリント配線板が局所的に繰り返し屈曲させられることになり、配線を構成する導体が金属疲労によって断線しやすくなる。特に、電子機器の小型化及び薄型化が要求されているため、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り、断線の恐れも高まる。

また、繰り返し屈曲されない場合であっても、電子機器内部の修理やメンテナンスを行うため、配線板を小さな曲率半径で屈曲させて筐体内に収容する場合もある。このような場合にも、屈曲部分に応力が集中して配線板が傷みやすい。

さらに、プリント配線板を狭い筐体内に組み付ける際に、プリント配線板が大きく変形させられる場合もある。このような場合にも、プリント配線板に大きな応力が作用して、配線層が傷みやすい。

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、銅を塗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、上記のような屈曲して用いられる部分を有する配線板には、圧延銅箔から形成された配線層を備えるプリント配線板が採用されている。

特開２００３−２５８３８７号公報

屈曲して使用される部分を有する配線板は、複雑な形態を有する場合が多い。一方、プリント配線板は矩形シート状の絶縁性基材から切り出して形成される。このため、屈曲部を有するプリント配線板を絶縁性基材から切り出すと材料の歩留りが悪くなる。

近年、電子機器においては、多用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。特に、屈曲耐性が要求される場合、絶縁性基材の両面に上記圧延銅箔から形成された配線層が設けられた両面フレキシブルプリント配線板が採用されており、製造コストが増大するという問題がある。

さらに、小さな曲率半径で繰り返し屈曲されるような場合、より高い屈曲耐性が要求されるため、両面に配線を設けたプリント配線板では対応できなくなる。このような場合には、圧延銅箔から形成された両面配線板の片側の配線層を除去して片面配線板として屈曲部を設ける必要があり、製造工程が増加するとともに、製造コストをさらに増加させる。

本願発明は、上記問題を解決するために案出されたものであって、繰り返し屈曲される部分を有するプリント配線板あるいは屈曲状態で筐体内に収容される部分を有するプリント配線板を安価に製造できるプリント配線板の接続構造、配線板接続体及び電子機器を提供することを課題とする。

本願の請求項１に記載した発明は、２以上のプリント配線板を接続して構成されるプリント配線板の接続構造であって、第１の絶縁性基材の少なくとも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の配線層を備える第１のプリント配線板と、第２の絶縁性基材の少なくとも一方に積層されるとともに圧延銅箔から形成された第２の配線層を備える第２のプリント配線板とを備え、上記第２のプリント配線板がフレキシブルプリント配線板であるとともに、上記第１のプリント配線板に形成された接続電極部と上記第２のプリント配線板に形成された接続電極部とが、異方導電性接着剤を介して接続されているものである。

本願発明に係る第１のプリント配線板の種類は、特に限定されることはない。フレキシブルプリント配線板のみならず、リジッドプリント配線板を採用することもできる。一方、上記第２のプリント配線板には、フレキシブルプリント配線板が採用される。フレキシブルプリント配線板は、柔軟性が高いため曲げ変形させることが可能であり、繰り返し屈曲させたり、折り曲げ状態で筐体内に収容することができる。

本願発明では、第１のプリント配線板に電解銅箔から形成された第１の配線層を設けるとともに、第２のプリント配線板に圧延銅箔から形成された第２の配線層を設け、これら第１のプリント配線板と第２のプリント配線板に設けた接続電極部とを、異方導電性接着剤を介して接続した構成を備える。上記構成を採用することにより、第１の配線板の第１の配線層を電解銅箔で形成できるため、製造コストを低減させることができる。

また、第２のプリント配線板の配線層は圧延銅箔から形成されている。このため、屈曲耐性が高く、繰り返し屈曲させたり、小さな曲率半径で屈曲させた状態で筐体内に収容しても、断線等が生じることはない。

しかも、プリント配線板を２以上の部分に分割して形成できるため、複雑な形態を備えるプリント配線板であっても、シート状の基材から切り出す場合の歩留りが向上する。このため、製造コストをさらに削減できる。

本願発明においては、上記第１のプリント配線板と上記第２のプリント配線板とを異方導電性接着剤を介して接続する。異方導電性接着剤は、絶縁性のある樹脂接着剤に微細な導電性粒子を分散させて構成されている。接続する配線板の対向する接続電極部を含む領域に上記導電性接着剤を介在させて、圧力と温度とを加えて挟圧することにより、これら配線板が接着されると同時に、上記導電性粒子が電極間に掛け渡されてこれら接続電極部が導通させられる。一方、隣接する接続電極部間は電気的に絶縁される。上記導電性接着剤としてフィルム形態の異方導電性接着剤フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ、以下ＡＣＦという。）を採用することができる。

上記ＡＣＦは、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と、導電性粒子と、硬化剤とを含んで構成されている。上記硬化剤は、マイクロカプセルに封入された状態で上記熱硬化性樹脂層中に配合されている。上記導電性接着剤に圧力及び温度を作用させることにより、上記マイクロカプセルが破壊されて上記硬化剤が熱硬化性樹脂中に拡散され、上記導電性粒子を介して上記接続電極部間を導通させた状態で上記熱硬化性樹脂が硬化させられ、配線板接続体が形成される。

上記異方導電性接着剤を用いて接続することにより、コネクタ等を用いて接続する場合に比べて、配線板接続体の厚みを小さくすることが可能となる。また、接続電極部間の導通と、プリント配線板同士の接着とを一つの工程において同時に行うことができる。したがって、製造工程数もそれほど増加することはない。

請求項２に記載した発明は、上記第１のプリント配線板が両面に上記配線層を備える一方、上記第２のプリント配線板が片面に上記配線層を備えるものである。

第１のプリント配線板の両面に配線層を設けることにより、配線密度を高めることができる。また、電子部品等を高い密度で搭載することもできる。一方、上記第２のプリント配線板の配線層を片面に設けることにより、屈曲耐性をさらに高めることができる。

上記第１のプリント配線板は屈曲耐性が小さいため、屈曲しない部分に配置される。一方、上記第２のプリント配線板は、屈曲部を含む領域に配置するのが好ましい。さらに、請求項３に記載した発明のように、上記第２のプリント配線板を屈曲部に配置して構成することもできる。

通常、配線板のすべての領域が屈曲して用いられることはなく、一部の領域のみ屈曲して用いられることが多い。請求項３に記載した発明では、屈曲部に上記第２の配線板が配置される。これにより、圧延銅箔から形成された配線層を備える高価な配線板を用いる範囲を少なくすることが可能となり、配線板の製造コストを大幅に削減できる。なお、本願発明に係る屈曲部は、繰り返し屈曲させられる部分のみならず、小さな曲率半径で屈曲させた状態で筐体内に収容される部分や、プリント配線板を筐体等に組み付ける場合に屈曲させられる部分を含む概念である。

屈曲部に圧延銅箔から形成された配線層を備える配線板を配置することにより、配線が破損する恐れがない。したがって、信頼性の高い配線構造を構成することができる。

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項に記載のプリント配線板の接続構造を備える配線板接続体に係るものである。

本願発明に係るプリント配線板の接続構造は、種々の配線板接続体に適用することができる。たとえば、第１のプリント配線板をリジッドプリント配線板で構成するとともに、第２のプリント配線板にフレキシブルプリント配線板を採用できる。また、第１のプリント配線板と第２のプリント配線板の双方にフレキシブルプリント配線板を採用することもできる。

本願発明に係る配線板接続体は、携帯電話をはじめ種々の電子機器に適用できる。

屈曲部を有するプリント配線板を安価に製造することができる。

本願発明のプリント配線が適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に示す電子機器の非スライド状態を示す断面図である。 図１に示す電子機器のスライド状態を示す断面図である。 第１のプリント配線板と第２のプリント配線板の接続前の状態を示す平面図である。 接続される各部材の要部の形態を示す分解斜視図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 接続後の状態を示す図であり、図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面に相当する断面図である。 図８におけるＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。

以下、本願発明の実施形態を図に基づいて具体的に説明する。なお、本実施形態は、スライド式の携帯電話１００に採用されるプリント配線板に本願発明を適用したものである。

図１及び図２に示すように、本実施形態は、本願発明を、上側部材１と下側部材２とが互いにスライド移動させられる携帯電話１００の筐体内に収容されるプリント配線板に適用したものである。上記上側部材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。上記上側部材１と上記下側部材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性を保ちながら水平にスライド移動できるように構成されている。

図３及び図４に示すように、上記上側部材１と上記下側部材２の各筐体内には、電子部品等を搭載した第１のプリント配線板１１，１２がそれぞれ収容されている。また、上記第１のプリント配線板１１，１２同士が、第２のプリント配線板２０によって電気的に接続されている。

本実施形態では、上記第２のプリント配線板２０として帯状のフレキシブルプリント配線板が採用されており、その長手方向がスライド方向に沿うようにして、上記第１のプリント配線板１１，１２間に掛け渡し状に配置されている。上記第２のプリント配線板２０は、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が形成されている。上記屈曲部２１の位置は、上記上側部材１と上記下側部材２の相対的なスライド移動に伴って、第２のプリント配線板２０の長手方向、すなわち、スライド方向に沿って変化する。

以下、図５に示すように、上記下側部材２に収容された第１のプリント配線板１２の構成、及びこの第１のプリント配線板１２と上記第２のプリント配線板２０の接続構造について説明する。なお、上記上側部材１に収容された第１のプリント配線板１１の構成及び第２のプリント配線板２０との接続構造は、上記下側部材２に収容された第１のプリント配線板１２の場合と同様であるので説明は省略する。

本実施形態では、上記第１のプリント配線板１２と上記第２のプリント配線板２０の双方をフレキシブルプリント配線板から構成している。図６及び図７に示すように、上記第１のプリント配線板１２は、絶縁性のフィルム状基材４２の両側に、図示しない接着剤層を介して、第１の配線層４１，４３を設け、この配線層４１，４３に配線回路をそれぞれ設けた両面プリント配線板として構成されている。各配線層４１，４３の表面には、絶縁性のカバーコート４４，４５が設けられている。

上記第１のプリント配線板１２の上記絶縁性基材を構成する材料は特に限定されることはなく、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を採用することができる。なお、上記第１のプリント配線板１２は屈曲させられることはないため、リジッドプリント配線板等の硬質の配線板を採用することもできる。

本願発明に係る上記第１のプリント配線板１２における配線層４１，４３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。上記第１の配線層４１，４３を構成する電解銅箔は、図示しない接着剤を介して上記第１のフィルム状基材４２の両側に積層接着されている。また、既知の手法によって所要の配線回路が形成されるとともに、図示しない電子部品が搭載されている。

一方、上記第２のプリント配線板２０は、フィルム状の絶縁性基材３２の片面に配線層３１を設けた片面配線板として構成されている。上記第２のプリント配線板２０の絶縁基材３２も、第１のプリント配線板１２と同様に、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を採用することができる。特に、第２のプリント配線板２０は屈曲部２１を含むため、柔軟性があり繰り返し屈曲性能が高い絶縁性基材を採用するのが好ましい。また、その厚さは７μｍ〜２５μｍのものを採用するのが好ましい。

上記第２のプリント配線板２０における上記第２の配線層３１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２の配線層３１を構成する圧延銅箔は、図示しない接着剤を介して上記基材３２に積層されている。上記第２の配線層３１を接着する上記接着剤層は、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。上記第２の配線層３１にも、既知の手法により配線回路が形成されている。なお、本実施形態では、第２のプリント配線板２０の大部分が屈曲部２１を構成するため、電子部品等は搭載されていないが、屈曲させられない部位に電子部品を搭載することもできる。

接続電極部３１ａ，４１ａを形成した部位のカバー層３３，４４が除去されて、接続電極部３１ａ，４１ａが露出させられている。そして、上記接続電極部３１ａ，４１が異方導電性接着剤５１を介して接続される。

上記異方導電性接着剤５１は、たとえば、熱硬化性エポキシ樹脂を主剤とする接着成分中に、硬化剤を封止したマイクロカプセルと、導電性粒子とを分散配合して構成することができる。上記異方導電性接着剤は、所定温度で加熱及び加圧することにより、上記マイクロカプセルが破壊されて、上記熱硬化性エポキシ樹脂を硬化させるように構成されている。本実施形態では、上記フィルム状の異方導電性接着剤５１を、上記第１のプリント配線板１２の接続電極部４１ａと、上記第２のプリント配線板２０の接続電極部３１ａ間で加熱・挟圧することにより、上記接続電極部が電気的に導通させられている。なお、ペースト状の異方導電性接着剤を、一方又は双方の接続部位に所定の厚みで塗着して接続することもできる。

図６に示すように、異方導電性接着剤５１を上記接続電極部３１ａ，４１ａを含む領域間に重ね合わせた後、上記第１のプリント配線板１２と第２のプリント配線板２０とを、所定の温度及び圧力で挟圧する。これにより、上記異方導電性接着剤５１が流動させられて、上記接続電極部３１ａ，４１ａ間に充填され、上記第１のプリント配線板１２と上記第２のプリント配線板２０とが、上記異方導電性接着剤を介して接着される。また、同時に、図示しない導電性粒子が対向する上記接続電極部３１ａ，４１ａ間に噛み込まれ、各接続電極部が厚み方向に導通させられる。これにより、図８及び図９に示す配線板接続体１１０が形成される。

上記構成においては、屈曲部でない領域に配置される上記第１のプリント配線板１１，１２に電解銅箔から形成される第１の配線層４１，４３を設ける一方、屈曲部に配置される第２のプリント配線板２０に圧延銅箔から形成される配線層３１を設けている。このため、すべての配線層を圧延銅箔から形成する場合にくらべて、製造コストを大幅に削減できる。また、上記第１のプリント配線板１１，１２は、屈曲されない部分に配置されているため、電解銅箔によって形成された配線層４１，４３が屈曲によって傷む恐れはない。

また、上記第１のプリント配線板１１，１２と、第２のプリント配線板２０とを、別のシート状基材から切り出して製造することができる。このため、各部材の形態が簡単になり、一定面積のシート状基材から切り出されるプリント配線板の数が増加し、シート状基材の歩留りが大幅に向上する。

しかも、本実施形態では、第１のプリント配線板１１，１２に、両面配線板を採用しているため、配線密度を高めることができるとともに、多数の電子部品を搭載することもできる。

一方、上記第２のプリント配線板２０は、圧延銅箔から形成された配線層３１をフィルム状絶縁性基材３２の片面に設けた片面配線板として形成されている。このため、屈曲耐性が高く、繰り返し屈曲させられても、配線層３１に形成した配線回路が断線等する恐れがない。

さらに、本実施形態では、上記第１のプリント配線板１１，１２と、第２のプリント配線板２０とを、異方導電性接着剤５１を介して接続している。このため、コネクタ等によって接続する場合に比べて、接続構造の厚みが大きくなることもなく、配線構造の小型化、薄型化を図ることもできる。

なお、本実施形態では、本願発明に係るプリント配線板の接続構造を携帯電話に適用した例について説明したが、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。

また、本実施形態では、繰り返し屈曲される部分に第２のプリント配線板２０を配置したが、小さな曲率半径で屈曲させた状態で筐体内に収容される屈曲部や、組み付ける際に屈曲させられる部分に第２のプリント配線板を配置することができる。

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り、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。

屈曲部を有するプリント配線板を安価に製造することができる。

１１ 第１のプリント配線板
１２ 第１のプリント配線板
２０ 第２のプリント配線板
３１ 第２の配線層
３１ａ 接続電極部
４１ 第１の配線層
４１ａ 接続電極部
５１ 異方導電性接着剤
１１０ 配線板接続体

Claims (5)

1. ２以上のプリント配線板を接続して構成されるプリント配線板の接続構造であって、
   第１の絶縁性基材の少なくとも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の配線層を備える１のプリント配線板と、
   第２の絶縁性基材の少なくとも一方に積層されるとともに圧延銅箔から形成された第２の配線層を備える第２のプリント配線板とを備え、
   少なくとも上記第２のプリント配線板がフレキシブルプリント配線板であるとともに、上記第１のプリント配線板に形成された接続電極部と上記第２のプリント配線板に形成された接続電極部とが、異方導電性接着剤を介して接続されている、プリント配線板の接続構造。
2. 上記第１のプリント配線板が両面に上記配線層を備える一方、
   上記第２のプリント配線板が片面に上記配線層を備える、請求項１に記載のプリント配線板の接続構造。
3. 上記第２のプリント配線板が屈曲部に配置されている、請求項１又は請求項２のいずれかに記載のプリント配線板の接続構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板の接続構造を備える配線板接続体。
5. 請求項４に記載の配線板接続体を備える電子機器。

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