JP2013251499A - 立体構造フレキシブルプリント配線基板およびループ配線形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の内壁形状や部品実装の複雑化に対応でき、さらに、ＦＰＣ基板の一枚分程度の厚さしか実装寸法が許されない場合にも対応が可能な、立体構造ＦＰＣ基板およびループ配線形成方法を提供する。
【解決手段】未完成なループ配線を有するフレキシブルプリント回路基板を複数個所で折り曲げて、前記フレキシブルプリント回路基板に水平面の部分と垂直面の部分とを設け、前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端とを接続してループ形状とすると同時に、前記未完成なループ配線が完成したループ配線となることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、立体構造のフレキシブルプリント配線基板、およびこれに形成するループ配線の形成方法に関し、特に、筐体の内壁と部品との間の幅狭部にも形成可能な立体構造フレキシブルプリント配線基板、およびこれに形成するループ配線の形成方法に関する。

図１に示すように、電子機器などの筐体１は、電子部品等を実装するための実装領域２を有する。この筐体１の内側の寸法一杯にループ配線を施したい場合は、図２の様に平面に基板３を実装し、基板３上にループ配線４を形成すればよい。しかしながら、実際には図３の様に筐体１の中には部品５が実装される。部品５が、図４のＡ−Ａ’での（ａ）断面図の様に、筐体１の高さ方向をほぼ全て満たしており、また、（ｂ）平面図の様に、筐体１の内壁に近接して実装されている場合、図２に示したようなループ配線の実装方法は不都合である。

筐体１と部品５の間の幅が狭い部分である幅狭部６の幅は、例えば、フレキシブルプリント配線（以下、ＦＰＣと略す。）基板が一枚挿入可能な０．１５ｍｍ程度である。高密度な実装の場合、ＦＰＣ基板をやっと一枚挿入できる程度にまで幅狭部６の幅を狭める要求は多い。

この実装条件で、筐体１の内側一杯にループ配線を施す場合は、幅狭部６の幅が０．１５ｍｍ程度と狭いため、筐体の高さ方向を利用し、基板を立てることによる立体構造とすることが考えられる。立体構造にループ配線を形成する方法としては、樹脂の構造体にループ配線パターンを形成する方法がある。しかしながら、図４に示す幅狭部６のような、０．１５ｍｍ程度の隙間に適用する樹脂の構造体の成型は困難であり、現実的でない。

特許文献１には、ＦＰＣ基板の矩形形状から延在する長方形部を直角に曲げてループアンテナを表示装置の外周に配置することで、表示装置の表示面と平行な面上に該ループアンテナの占める面積を小さくすることができる方法が開示されている。

また、特許文献２には、筒状体あるいは環状体等の立体形状に屈曲させた状態で機器等に装着されるＦＰＣ基板であって、該ＦＰＣ基板上の回路には立体形状に成形される前には未完成である回路が含まれており、また、該配線板には該筒状体の周面のつなぎ目を構成する合わせ面や該環状体の周面の開口部に隣接した部分などに半田接続用のランドが形成されており、該配線基板を立体形状に屈曲させた状態に保持しつつ該ランドに半田付けを行うことによって該つなぎ目が機械的に連結されて、該筒状体の成形が完成すると同時に、該回路が完成されるように、該ランドが成形用の機械的連結手段であるとともに電気的連結手段となっている構造が開示されている。

特開２０１０−３９８２４号公報 特開昭６４−６６９９１号公報

特許文献１では、ループアンテナを構成するループ状の配線が既に完成されたＦＰＣ基板を折り曲げて、立体的なＦＰＣ基板を実現している。しかしながら、この方法の場合、ループ配線を施したい実装領域が複雑化すると実装が困難になる場合が生じる。例えば、図３に示した筐体の場合、筐体１と部品５との間の幅狭部６の上部が、部品５の形状などのために塞がれている場合などでは、実装ができない。

また、特許文献２に開示されているＦＰＣ基板の収納構造は、つなぎ目を半田付けにより電気的、機械的に接続するため、接続部に厚みが生じ、更に厚みのばらつきも大きくなるため、接続部の実装高さやその公差に制限がある場合には、適さない方法である。さらに、半田付けを手作業に依存することになるので、作業効率が悪くなり、また作業精度が低下するという欠点がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、筐体の内壁形状や部品実装の複雑化に対応でき、さらに、ＦＰＣ基板の一枚分程度の厚の実装幅しか許されないような場合にも対応が可能な、立体構造ＦＰＣ基板およびループ配線形成方法を提供することにある。

未完成なループ配線を有するフレキシブルプリント回路基板を複数個所の折り曲げ部で折り曲げて、前記フレキシブルプリント回路基板に水平面の部分と垂直面の部分とを設け、前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端とを接続してループ形状とすると同時に、前記未完成なループ配線が完成したループ配線となることを特徴とする、立体構造フレキシブルプリント配線基板およびループ配線形成方法である。

本発明による立体構造ＦＰＣ基板およびループ配線形成方法によれば、筐体の内壁形状や部品実装の複雑化に対応でき、さらに、ＦＰＣ基板の一枚分程度の厚さの実装幅しか許されないような場合にも対応が可能な、立体構造ＦＰＣ基板およびループ配線形成方法が実現する。

電子機器などの一般的な筐体の構成を示す図である。 電子機器などの筐体の内側の寸法一杯にループ配線を施した一般的な構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板を実装する筐体と部品との構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板を実装する筐体と部品との構成を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の折り曲げる前の構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の接続前の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の層構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の折り曲げる前の構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の接続前の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の層構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の層構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の層構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の層構成を示す図である。 本発明の第二の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板を実装する筐体と部品との構成を示す図である。 本発明の第二の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板を実装する筐体と部品との構成を示す断面図（ａ）および平面図（ｂ）である。 本発明の第二の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の構成を示す横側面図（ａ）および平面図（ｂ）および縦側面図（ｃ）である。 本発明の第二の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の折り曲げる前の構成を示す図である。 本発明の第二の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板の接続前の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（第一の実施の形態）
図５は、図３および図４に示す筐体１に部品５を実装する機器の、筐体内壁に実装する本発明の第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１０の構成を示す側面図（ａ）および平面図（ｂ）である。筐体１の内壁の一部には、図４のように、部品５によって形成された幅狭部６が存在する。幅狭部６の幅は、例えば、ＦＰＣ基板が一枚挿入可能な０．１５ｍｍ程度である。

図５に示す立体構造ＦＰＣ基板１０では、図６に示す折り曲げる前のＦＰＣ基板１１を、スリット３４を設けた複数個所の折り曲げ部３０〜３３で折り曲げて、水平面の部分と垂直面の部分とを設けた立体構造とする（図７）。さらに、接続部２０と接続部２１とを接続することで、図６に示す平面状態では未完成であったループ配線７を、図５に示す立体構造とすることで完成させる。図６に示す折り曲げる前のＦＰＣ基板１１の複数個所の各折り曲げ部３０〜３３は、ループ配線７の描く一筆書き線と一度ずつ交差するように配列していることを特徴とする。

図８は、本実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１０の層構成を示す図である。図８では、ベースフィルムの両面に配線を施す構成を示しているが、片面だけであっても良い。ベースフィルム１００は例えばポリイミドなどのフィルムの使用ができる。このベースフィルム１００上に、ループ配線などを形成する銅層１０１、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３が積層された構成となっている。銅層１０１を外部と電気的に接続する場合は、銅層１０１上にスルーホールを開け、メッキにより銅などを埋め込むことで接続する。

図５では、立体構造ＦＰＣ基板１０の接続部２０、２１をコネクタ接続としている。そのため、接続部の厚さ方向の厚み変動を小さくすることができるので、機器への実装の際の寸法設計がしやすく、かつ、実装歩留まりを高くしやすくなっている。

図９は、接続部に異方性導電フィルム（以下、ＡＣＦと略す。）圧着を用いた、立体構造ＦＰＣ基板１２の構造の側面図（ａ）および平面図（ｂ）を示す。図９は、図１０に示す折り曲げる前のＦＰＣ基板１３を、スリット５４を設けた複数個所の折り曲げ部５０〜５３で折り曲げて、水平面の部分と垂直面の部分とを設けた立体構造とする（図１１）。さらに、ＡＣＦ圧着部４０とＡＣＦ圧着部４１とを、位置決め穴４２と位置決め穴４３を目印にして圧着することで、図１０に示す平面状態では未完成であったループ配線８を、図９に示すように完成させる。図１０に示す折り曲げる前のＦＰＣ基板１３の複数個所の各折り曲げ部５０〜５３は、ループ配線８の描く一筆書き線と一度ずつ交差するように配列していることを特徴とする。

本実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１２の層構成は、図８との層構成と同様とすることができる。図８では、ベースフィルムの両面に配線を施す構成を示しているが、片面だけであっても良い。ベースフィルム１００は例えばポリイミドなどのフィルムの使用が可能である。このベースフィルム１００上に、ループ配線などを形成する銅層１０１、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３が積層された構成となっている。銅層１０１を外部と電気的に接続する場合は、銅層１０１上にスルーホールを開け、メッキにより銅などを埋め込むことで接続する。

図１２は、立体構造ＦＰＣ基板１２の接続部分におけるＡＣＦ圧着部４４の層構成を、ループ配線８を形成する両面ＦＰＣ基板部４７の層構成とともに示す。ＡＣＦ圧着部４４は、ＡＣＦ層１０４を介してＡＣＦ圧着部４０とＡＣＦ圧着部４１とからなる。ＡＣＦ圧着部４０およびＡＣＦ圧着部４１は、ベースフィルム１００、銅層１０１、および金メッキ層１０５が積層された構成となっている。金メッキ層１０５は接触抵抗を小さくするために形成されている。

ＡＣＦ圧着部４４では、両面ＦＰＣ基板部４７で積層されているカバーレイ接着剤１０３とカバーレイ１０４は削除される。また、ＡＣＦ圧着部４４では、端子同士を接続するために、接続面をベースフィルム１００の片面に集中させるため片面配線となる。よって、接続する面と半対面の銅層１０１、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３は削除される。ＡＣＦ圧着部４４のＡＣＦ１０４と２層の金メッキ１０５とベースフィルム１００の厚さの合計を、両面ＦＰＣ基板部４７の２層のカバーレイ１０３と２層のカバーレイ接着剤１０２の厚さの合計以下とすることで、ＡＣＦ圧着部４４の厚さが両面ＦＰＣ基板部４７の厚さ以下の立体構造ＦＰＣ基板１２が実現する。

図１３は、立体構造ＦＰＣ基板１２の接続部分における位置決め穴４５の構成を、両面ＦＰＣ基板部４７の層構成とともに示す。位置決め穴４５は、図９の様にループ配線８の経路外に配置している。よって、配線の必要がないため、銅層１０１、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３を削除できる。しかしながら、ベースフィルム１００のみにすると、位置決め穴４５の強度が十分でなくなるため、カバーレイ１０３をベースフィルム１００に対して片面ずつ残すことが望ましい。

図１４は、ベースフィルム１００に対して片面ずつカバーレイ１０４を残した構成を示す。すなわち、位置決め穴４５は、ベースフィルム１００、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３から成る。この場合、ベースフィルム１００の厚さを、銅層１０１の厚さの２倍以下とすることで、位置決め穴４５の厚さが両面ＦＰＣ基板部４７の厚さ以下の立体構造ＦＰＣ基板１２が実現する。

図１５は、立体構造ＦＰＣ基板１２の接続部分におけるＦＰＣ基板重なり部４６の構成を、両面ＦＰＣ基板部４７の層構成とともに示す。ＦＰＣ基板重なり部４６は、図９と図１１の通り、ＡＣＦ圧着端子部４０側ではＡＣＦに向かうループ配線８が必要であるので、片面ＦＰＣの層構成になる。一方、ＡＣＦ圧着端子部４１側では配線を設ける必要はない。そのため、図１５の様に、ＡＣＦ圧着端子部４０側は片面ＦＰＣの層構成となり、両面ＦＰＣの層構成に比べて、銅層１０１、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３を削除できる。一方、ＡＣＦ圧着端子部４１側は配線の必要がないため、ベースフィルム１００のみにすることができる。ベースフィルム１００の厚さを、銅層１０１、カバーレイ接着剤１０２、カバーレイ１０３の合計の厚さより薄くすることで、ＦＰＣ基板重なり部４６の厚さが両面ＦＰＣ基板部４７の厚さ以下の立体構造ＦＰＣ基板１２が実現する。

以上のように、立体構造ＦＰＣ基板１０の接続部にＡＣＦ圧着を用いることによって、両面ＦＰＣ基板部４７よりも厚い接続部分のない立体構造ＦＰＣ基板１２が実現する。これにより、図３や図４に示す、筐体１の内壁形状や部品実装の複雑化に対応でき、さらに、ＦＰＣ基板の一枚分程度の厚さしか実装寸法が許されない場合にも対応が可能になるという、実装における顕著な効果を有する立体構造ＦＰＣ基板およびこれに形成するループ配線の形成方法を提供することが可能となる。
（第二の実施の形態）
図１８は、図１６および図１７に示す筐体６０に部品６１、６２を実装する機器の、筐体内壁に実装する本発明の第二の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１４の構成を示す横側面図（ａ）および平面図（ｂ）および縦側面図（ｃ）である。本実施の形態では、図１６および図１７に示すように、筐体６０の内壁のほぼ全面が幅狭部６４である場合に、ＦＰＣ基板の実装によりループ配線を施す。幅狭部６４の幅は、例えば、ＦＰＣ基板一枚が挿入可能な０．１５ｍｍ程度である。また、図１７のＢ−Ｂ’での断面図（ａ）では、部品６２の高さ方向の下側に、高さ空間６３が設けられている。本実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１４は幅狭実装部８３と接続部８０、８１を有し、ループ配線６５が形成されている。

図１８の立体構造ＦＰＣ基板１４は、図１９に示す折り曲げる前のＦＰＣ基板１５を、スリット７４を設けた複数個所の折り曲げ部７０〜７３で折り曲げて、水平面の部分と垂直面の部分とを設けた立体構造とする（図２０）。さらに、接続部８０と接続部８１とを接続することで、図１９に示す平面状態では未完成であったループ配線６５を、図１８に示す立体構造とすることで完成させる。図１９に示す折り曲げる前のＦＰＣ基板１５の複数個所の各折り曲げ部７０〜７３は、ループ配線６５の描く一筆書き線と一度ずつ交差するように配列していることを特徴とする。

本実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１０の層構成は、第一の実施の形態の立体構造ＦＰＣ基板１０で用いた図８に示す層構成を用いることができる。

図１８では、立体構造ＦＰＣ基板１４の接続部８０、８１をコネクタ接続としている。そのため、厚さ方向の厚み変動を小さくすることができるので、筐体への実装がしやすくなっている。図１７の断面図（ａ）に示した高さ空間６３が所望の高さを有する場合、例えば、コネクタ接続に十分な１．５ｍｍ程度の高さを有する場合、厚み変動の小さいコネクタ接続は実装の際の設計や実装歩留まりの向上を容易にする。

さらに、本実施の形態においても、立体構造ＦＰＣ基板１４の接続部にＡＣＦ圧着を用いることによって、接続部８０（８１）の厚さが幅狭実装部８３を超えない立体構造ＦＰＣ基板を実現することができる。これにより、高さ空間６３が幅狭部６４の幅と同等の、ＦＰＣ基板一枚が挿入可能な０．１５ｍｍ程度である場合でも、ループ配線の実装が可能となる。

以上のように、本実施の形態により、筐体の内壁形状や部品実装の複雑化に対応でき、さらに、ＦＰＣ基板の一枚分程度の厚さしか実装寸法が許されない場合にも対応が可能になるという、実装における顕著な効果を有する立体構造ＦＰＣ基板およびこれに形成するループ配線の形成方法を提供することが可能となる。

１、６０ 筐体
２ 実装領域
３ 基板
４、７、８ ループ配線
５、６１、６２ 部品
６、６４ 幅狭部
１０、１２、１４ 立体構造ＦＰＣ基板
１１、１３、１５ ＦＰＣ基板
２０、２１、８０、８１ 接続部
３０、３１、３２、３３ 折り曲げ部
４０、４１、４４ ＡＣＦ圧着部

Claims (8)

1. 未完成なループ配線を有するフレキシブルプリント回路基板を複数個所の折り曲げ部で折り曲げて、前記フレキシブルプリント回路基板に水平面の部分と垂直面の部分とを設け、前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端とを接続してループ形状とすると同時に、前記未完成なループ配線が完成したループ配線となることを特徴とする、立体構造フレキシブルプリント回路基板。
2. 前記複数個所の各折り曲げ部は、一筆書き線と一度ずつ交差するように配列していることを特徴とする、請求項１記載の立体構造フレキシブルプリント回路基板。
3. 前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端との接続が、コネクタ接続、あるいは異方性導電フィルム圧着接続であることを特徴とする、請求項１乃至２の何れか１項記載の立体構造フレキシブルプリント回路基板。
4. 前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端との接続の部分の厚みが、前記フレキシブルプリント回路基板の厚み以下であることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項記載の立体構造フレキシブルプリント回路基板。
5. 未完成なループ配線を有するフレキシブルプリント回路基板を複数個所の折り曲げ部で折り曲げて、前記フレキシブルプリント回路基板に水平面の部分と垂直面の部分とを設け、前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端とを接続してループ形状とすると同時に、前記未完成なループ配線を完成したループ配線とすることを特徴とする、ループ配線形成方法。
6. 前記複数個所の各折り曲げ部は、一筆書き線と一度ずつ交差するように配列していることを特徴とする、請求項５記載のループ配線形成方法。
7. 前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端との接続が、コネクタ接続、あるいは異方性導電フィルム圧着接続であることを特徴とする、請求項５乃至６の何れか１項記載のループ配線形成方法。
8. 前記フレキシブルプリント回路基板の一端と他端との接続の部分の厚みが、前記フレキシブルプリント回路基板の厚み以下であることを特徴とする、請求項５乃至７の何れか１項記載のループ配線形成方法。

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