JP2020107851A - 回路基板の接続構造及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】他の機器に接続する接続部を有する回路基板を用いた製品を、容易且つ低コストに製造することができる回路基板の接続構造及び接続方法を提供すること。【解決手段】回路パターン１３及び回路パターン１３に連結された接続パターン１５を形成した第１の回路基板１０と、回路パターン５３及び回路パターン５３に連結された接続パターン５５を形成すると共に他の機器接続用の接続部５７を設けた第２の回路基板５０とを具備する。第１，第２の回路基板１０，５０それぞれの接続パターン１５，５５を、導電性接着剤７０を介して接合し、且つ接合部分の周囲にインサート成形による基板固定体８０を取り付ける。第１回路基板１０の回路パターン１３を形成した部分には、成形樹脂製の基台８０を取り付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板同士の接続に用いて好適な回路基板の接続構造及び接続方法に関するものである。

従来、回路基板の中には、例えば特許文献１の図１１−図１４に示すように、フレキシブル回路基板（４０）を成形樹脂からなる基台（６０）にインサート成形することで構成される基台付き基板（１−２）があった。この基台付き基板（１−２）は、基台（６０）の上面に、フレキシブル回路基板（４０）の表面に形成した抵抗体パターン（４３）と導電体パターン（４５）を露出し、露出したこれらパターン（４３），（４５）上を、移動体（１３０）に取り付けた摺動子（１５０）が摺動することで、その出力を変化させるように構成されている。フレキシブル回路基板（４０）には、これと一体に引出部（５７）が設けられている。引出部（５７）は基台（６０）から外部に引き出され、その所定位置に設けた接続部を他の機器に接続することで、上記出力を外部に取り出し可能としている。

特開２０１１−１３５００５号公報

上記構成の基台付き基板（１−２）においては、特許文献１の図１６に示すように、フレキシブル回路基板（４０）を金型（１０，３０）内に収納して基台（６０）を成形する際に、前記フレキシブル回路基板（４０）の一端の側辺から延出している引出部（５７）も金型（１０，３０）間に挟持しなければならない。

しかし、引出部（５７）の長さや形状は、客先によって様々であり、このためフレキシブル回路基板（４０）をインサート成形する際に引出部（５７）に金型（１０，３０）が干渉しないようにするために、引出部（５７）の長さや形状に合わせた金型（１０，３０）をそれぞれ個別に用意しなければならなかった。

また引出部（５７）の長さが長いような場合、金型（１０，３０）上のフレキシブル回路基板（４０）が占める面積が広くなり、このため大きな金型が必要になったり、また１組の金型で多数の商品の成形（多数個取り）ができなかったりするという問題もあった。

また基台（６０）をインサート成形する前に、複数組の抵抗体パターン（４３）と導電体パターン（４５）を形成した大きな合成樹脂フィルム（４１）から、プレス加工によって、個品のフレキシブル回路基板（４０）をそれぞれ切り出すが、引出部（５７）の長さや形状によっては、プレス加工した際に生じる合成樹脂フィルム（４１）の無駄（材料ロス、即ち不要になって廃棄する部分）が多くなってしまう虞もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、他の機器に接続する接続部を有する回路基板を用いた製品を、容易且つ低コストに製造することができる回路基板の接続構造及び接続方法を提供することにある。

本発明にかかる回路基板の接続構造は、回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成した第１の回路基板と、回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成すると共に他の機器接続用の接続部を設けた第２の回路基板と、を具備し、前記第１，第２の回路基板それぞれの接続パターンを、導電性接着剤を介して接合し、且つ当該接合部分の周囲にインサート成形による基板固定体を取り付けたことを特徴としている。
本発明によれば、導電性接着剤と基板固定体の両者によって、第１の回路基板と第２の回路基板間の電気的・機械的接続を強固にすることができる。
このとき、第１の回路基板を電子部品の内部に設置し、第２の回路基板の接続部を他の機器に接続する構成とすれば、第１の回路基板を用いて定型の電子部品を製造し、その後、他の機器の設置位置などによって異なる形状となる第２の回路基板を第１の回路基板に接続することが可能となる。これによって、第１の回路基板を用いた電子部品を製造する際に第２の回路基板は連結しておかなくてよいので、当該電子部品の製造が容易に行え、その後客先の要望に応じた形状の第２の回路基板を接続すればよいので、電子部品から引き出した回路基板の形状や長さが各種要望に応じて異なる場合であっても、容易且つ低コストに、当該回路基板を製造することができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記第１，第２の回路基板は何れもフレキシブル回路基板であり、前記第１の回路基板の回路パターンを形成した部分には、成形樹脂製の基台が取り付けられていることを特徴としている。
本発明によれば、可撓性を有する第１の回路基板の回路パターンを形成した部分に基台を取り付けることで、容易に第１の回路基板を用いた電子部品を構成することができる。また第１の回路基板を基台にインサート成形する場合は、第２の回路基板を金型内に設置する必要がないので、金型の小型化が図れ、また１組の金型による多数個の基台の成形（多数個取り）も容易に行うことができる。
また、第１の回路基板と第２の回路基板を１枚のフレキシブル回路基板として形成する場合に比べて、プレス加工によって個品の回路基板を切り出す際のフレキシブル基板（フィルムなど）の材料ロスも少なくできる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記第１の回路基板に形成されている回路パターンは、摺動子が摺接する摺接パターンであることを特徴としている。
この摺接パターンを有する電子部品としては、例えばスライド式の基台付き回路基板や、回転式の基台付き回路基板などがある。これら基台付き回路基板は、スライド式又は回転式の可変抵抗器やスイッチとして用いることができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記基板固定体は、溶融時に接着性を有する成形材料で構成されていることを特徴としている。
これによって、基板固定体の両回路基板への密着度が増し、導電性接着剤によって接合した部分の補強をより確実に行うことができる。

また本発明にかかる回路基板の接続方法は、回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成した第１の回路基板と、回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成すると共に他の機器接続用の接続部を設けた第２の回路基板と、を用意し、前記第１，第２の回路基板それぞれの接続パターンを、導電性接着剤を介して接合する工程と、当該接合部分の周囲にインサート成形によって基板固定体を取り付ける工程と、を有することを特徴としている。
本発明によれば、導電性接着剤と基板固定体の両者によって、第１の回路基板と第２の回路基板間を、電気的・機械的に強固に接続することができる。

本発明によれば、他の機器に接続する接続部を有する回路基板を用いた製品を、容易且つ低コストに製造することができる。

回路基板の接続構造１の概略構成断面図である。 基台付き回路基板１００の一例を示す斜視図である。 接続構造１部分の要部拡大斜視図である。 接続構造１部分を裏面側から見た要部拡大斜視図である。 図３のＡ−Ａ概略断面図である。 基板固定体８０の成形方法説明図である。 第１，第２の回路基板１０，５０の導電性接着剤７０による接合方法説明図である。 第１，第２の回路基板１０，５０の導電性接着剤７０による接合方法説明図である。 第１，第２の回路基板１０，５０の導電性接着剤７０による接合方法説明図である。 第１，第２の回路基板１０，５０の導電性接着剤７０による接合方法説明図である。 他の第２の回路基板５０を示す斜視図である。 他の第２の回路基板５０を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明にかかる回路基板の接続構造１の概略構成断面図である。同図に示す回路基板の接続構造１は、第１の回路基板１０と第２の回路基板５０とを具備し、第１の回路基板１０に設けた接続パターン１５と、第２の回路基板５０に設けた接続パターン５５を、導電性接着剤７０を介して接合し、且つ当該接合部分Ａ１の周囲にインサート成形による基板固定体８０を取り付けて構成されている。なお以下の説明において、「上」とは第１の回路基板１０の接続パターン１５から第２の回路基板５０の接続パターン５５を見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。

第１の回路基板１０は、この例では、可撓性を有する合成樹脂フィルム１１の表面（上面）に回路パターン１３を形成して構成されている。回路パターン１３の先端部分の上面側は、接続パターン１５となっている。回路パターン１３は、銀パターンｇの上面に、銀パターンｇの腐食防止のための保護層としてカーボンパターンｃを積層して構成されている。一方、接続パターン１５は銀パターンｇで構成されている。回路パターン１３と接続パターン１５は、一般に合成樹脂フィルム１１上に、複数本形成されている。なお上記回路パターン１３は配線パターンとして示しているが、その代わりに、抵抗体パターンや導電体パターンやスイッチパターンなどの他の機能的パターンであってもよい。即ち、上記配線パターン、抵抗体パターン、導電体パターンなどの何れのパターンも、上記回路パターン１３の概念に含まれる。例えば、上記回路パターン１３を構成する銀パターンｇの代わりに、カーボンパターンｃのみを形成すれば抵抗体パターンになるなどである。また回路パターン１３が銀パターンｇやカーボンパターンｃに限定されず、他の種々の材質や構造のパターンであってもよいことは言うまでもない。

また点線で示すように、第１の回路基板１０の外周や下面には、これを覆うように、成形樹脂製の基台３０が取り付けられている。第１の回路基板１０への基台３０の取り付けは、インサート成形でもよいし、機械的な固定によるものであってもよい。これによって、第１の回路基板１０を所望の形状に固定することができる。基台３０の材質は、成形可能な合成樹脂材料であれば、どのような材質であってもよい。また、第１の回路基板１０として、フレキシブル回路基板の代わりに、硬質の回路基板を用いてもよい。この場合は、基台３０が不要になる場合もある。

第２の回路基板５０は、この例では、可撓性を有する合成樹脂フィルム５１の表面（下面）に回路パターン５３を形成して構成されている。回路パターン５３の先端部分の下面側は、接続パターン５５となっている。回路パターン５３及び接続パターン５５は、一般に、前記回路パターン１３及び接続パターン１５と同じ本数、合成樹脂フィルム５１上に形成されている。回路パターン５３は、銀パターンｇの上面に、絶縁層ｘを積層して構成されている。接続パターン５５は銀パターンｇで構成されている。なおこの回路パターン５３は配線パターンであり、接続パターン５５とは反対側の端部には、接続部５７が設けられている。接続部５７は、前記銀パターンｇの上に銀パターンｇの腐食防止のためのカーボンパターンｃを形成することで構成されている。なお、回路パターン５３が銀パターンｇやカーボンパターンｃなどに限定されず、他の種々の材質や構造のパターンであってもよいことは言うまでもない。また、接続部５７は、腐食防止の必要が無ければ、銀パターンｇのみで構成してもよい。また接続部５７は、場合によってはカーボンパターンｃのみで構成してもよい。

導電性接着剤７０は、この例では、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）または異方性導電ペースト（ＡＣＰ）によって構成されている。

基板固定体８０は、この例では、溶融時に接着性を有する成形材料として、ナイロン系エラストマーを用いている。このナイロン系エラストマーはゴム弾性を有するが、他の各種成形材料（例えば硬質のＡＢＳ樹脂など）を用いてもよい。

次に、上記第１，第２の回路基板１０，５０の接続方法について説明する。即ち、第１，第２の回路基板１０，５０を接続するには、第１の回路基板１０の接続パターン１５と、第２の回路基板５０の接続パターン５５とを対向させ、導電性接着剤７０によって接合する。導電性接着剤７０は、異方性導電フィルム又は異方性導電ペーストなので、両接続パターン１５，５５を接合する方向に熱と圧力を印可することで、熱圧着した方向のみに導電性を有して接着される。なおこの実施形態では、第１の回路基板１０の接続パターン１５、及び第２の回路基板５０の接続パターン５５を、カーボンパターンｃなどを積層せず銀パターンｇのみで構成しているので、第１の回路基板１０と第２の回路基板５０を接続した際の導通抵抗を低くすることができる。

次に、前記接合部分の周囲に、基板固定体８０をインサート成形によって取り付ける。この基板固定体８０は、上述のように、溶融時に接着性を有する成形材料なので、前記接合部分への成形時の接着性が高くて両回路基板１０，５０に強く密着し、導電性接着剤７０によって接合した部分の補強をより確実に行うことができる。

以上のようにして構成された第１，第２回路基板１０，５０の接続構造１によれば、導電性接着剤７０と基板固定体８０の両者によって、第１の回路基板１０と第２の回路基板５０間の電気的・機械的接続を強固にすることができる。また、可撓性を有する第１の回路基板１０の回路パターン１３を形成した部分に基台３０を取り付けたので、容易に第１の回路基板１０の部分を電子部品（基台付き回路基板）として構成することができる。

図２は、上記回路基板の接続構造１を用いて構成した基台付き回路基板１００の一例を示す斜視図、図３は接続構造１部分の要部拡大斜視図、図４は図３の部分を裏面側から見た要部拡大斜視図、図５は図３のＡ−Ａ概略断面図、図６は基板固定体８０の成形方法説明図、図７〜図１０は第１の回路基板１０へ第２の回路基板５０を導電性接着剤７０によって接合する方法を示す図であり、図７，図８は上側から見た斜視図、図９，図１０は下側から見た斜視図である。

この基台付き回路基板１００は、例えばズームカメラのズーム位置やピント位置を検出するためにカメラの筒状部分に取り付けられて使用される基台付き回路基板である。同図に示す基台付き回路基板１００において、前記図１に示す回路基板の接続構造１と同一又は相当部分には同一符号を付す。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１に示す実施形態と同じである。

基台付き回路基板１００は、ズームカメラの筒状部分の外周面の円弧面形状に合わせて円弧状に形成してなる基台３０に第１の回路基板１０をインサート成形し、基台３０の一端から突出する第１の回路基板１０に第２の回路基板５０を接続した部分に基板固定体８０を取り付け、これによって第１，第２の回路基板１０，５０を接続して構成されている。

この基台付き回路基板１００に用いている第１の回路基板１０は、その表面に直線状の抵抗体パターン１３−１と導電体パターン１３−２と配線パターン１３−３とを、平行に、合成樹脂フィルム１１の長手方向に沿うように形成して構成されている。抵抗体パターン１３−１と導電体パターン１３−２は、図示しない摺動子が摺接する摺接パターンである。また第１の回路基板１０の長手方向の一方の端部は、下記する図７に示すように、基台３０から突出しており、この突出した端部の表面には、抵抗体パターン１３−１に接続された配線パターン１３−１ａと，導電体パターン１３−２に接続された配線パターン１３−２ａと、配線パターン１３−３に接続された配線パターン１３−３ａとが形成され、さらに各配線パターン１３−１ａ、２ａ、３ａの先端にそれぞれ接続パターン１５−１，２，３が形成されている。各接続パターン１５−１，２，３の間とその先端側部分の４か所には、上下に貫通する円形の小孔からなる貫通部１７が形成されている。なお、抵抗体パターン１３−１と導電体パターン１３−２と配線パターン１３−３と各配線パターン１３−１ａ，１３−２ａ，１３−３ａは、図１で言う回路パターン１３に相当し、一方各接続パターン１５−１，２，３は、図１で言う接続パターン１５に相当する。

基台３０は、第１の回路基板１０の外周と底面とを覆うように成形されている。言い換えれば、基台３０は、抵抗体パターン１３−１と導電体パターン１３−２と配線パターン１３−３とを露出するように成形されている。基台３０の前記第１の回路基板１０を突出した側の端部の左右両側辺から下面にわたっては、凹状の固定体係止部３１，３１が形成されている。またこれら固定体係止部３１，３１によって、左右両側辺から突出する係止突起３３，３３が形成されている。

一方、この基台付き回路基板１００に用いる第２の回路基板５０は、図７，図９に示すように、略Ｌ字状に屈曲した合成樹脂フィルム５１の下面に、３本の回路パターン５３−１，２，３を形成して構成されている。各回路パターン５３−１，２，３の第１の回路基板１０側の端部は、何れも接続パターン５５−１，２，３となっており、反対側の端部は、何れも接続部５７−１，２，３となっている。また前記第１の回路基板１０の各貫通部１７に対向する位置には、上下に貫通する円形の小孔からなる貫通部５９が形成されている。

そして、第１の回路基板１０と第２の回路基板５０を接続するには、まず図７，図９に示すように、第１の回路基板１０の接続パターン１５−１，２，３の上に、導電性接着剤７０を介して第２の回路基板５０の接続パターン５５−１，２，３を当接し、両回路基板１０，５０を熱圧着する。これによって、図８，図１０に示すように、各接続パターン１５−１，２，３と各接続パーン５５−１，２，３間が接続固定される。なおこのとき、第１の回路基板１０の各貫通部１７と、第２の回路基板５０の各貫通部５９の位置が一致する。

次に、図６に示すように、前記両回路基板１０，５０の接続部分を、第１，第２金型２００，２５０によって挟持する。このとき第１，第２金型２００，２５０によって、前記接続部分の周囲に、前記基板固定体８０の形状のキャビティーＣが形成される。またこのとき第１金型２００のキャビティーＣ側の内壁面からは矩形状の押え部２０１が突出しており、その先端面は第２の回路基板５０の先端部分に当接し、基台３０の先端部分と共に、第１の回路基板１０と第２の回路基板５０間を挟持し、これによって溶融樹脂注入時の、前記接続パターン１５−１，２，３と接続パターン５５−１，２，３間の接続を確実なものとしている。そして、このキャビティーＣ内に、溶融時に接着性を有する溶融成形材料を注入し、当該溶融成形材料が固化した後に第１，第２金型２００，２５０を取り外す。これによって、前記接続部分の周囲に基板固定体８０が形成され、図２，３，４に示す状態となる。

基板固定体８０は、略矩形状であって、その上面には前記押え部２０１によって矩形の凹状部８１が形成される。凹状部８１の底面には第２の回路基板５０が露出している。基板固定体８０は、第１の回路基板１０の各貫通部１７と第２の回路基板５０の各貫通部５９を通して第１，第２の回路基板１０，５０の上下に一体に形成されており、また基台３０に設けた前記固定体係止部３１，３１内にも成形されるので、基台３０から基板固定体８０を引き抜く方向の力に対する強度が大きく向上する。なお、基台３０の係止突起３３，３３の先端面は、基板固定体８０の両側面に露出している。また基板固定体８０は、この例ではナイロン系エラストマーを用いていてゴム弾性を有するので、第２の回路基板５０の湾曲やその他の衝撃などに対して弾性変形し、損傷することはなく、確実に接続パターン１５−１，２，３と接続パターン５５−１，２，３間の接続状態を強固に維持することができる。

以上のように構成された基台付き回路基板１００において、基台３０の上面に露出した第１の回路基板１０の摺接パターン（抵抗体パターン１３−１と導電体パターン１３−２）上を、図示しない摺動子が摺動すれば、第２の回路基板５０の各接続部５７−１，２，３間の抵抗値（または出力電圧値）が変化する。なお、第２の回路基板５０の接続部５７−１，２，３を設けた部分は、他の機器のコネクタなどに差し込まれ、他の機器の回路に接続される。

上記実施形態では、第１の回路基板１０を電子部品（この例では当該基台付き回路基板１００）の内部に設置し、一方第２の回路基板５０の接続部５７−１，２，３を他の機器に接続する構成としたので、第１の回路基板１０を用いて定型の電子部品を製造し、その後、他の機器の設置位置などによって異なる各種形状の第２の回路基板５０を第１の回路基板１０に接続することが可能となる。即ち例えば、定型の第１の回路基板１０に基台３０を成形し、第２の回路基板５０として、上記図７などに示す第２の回路基板５０を用いる代わりに、図１１に示すように、前記図７に示す第２の回路基板５０とは反対方向に屈曲させた第２の回路基板５０を用いたり、図１２に示すように、直線状にした第２の回路基板５０を用いたりすることで、接続部５７の位置を種々変更することを容易に行うことができる。このように、第１の回路基板１０を用いた電子部品を製造する際に第２の回路基板５０は連結しておかなくてよいので、当該電子部品の製造が容易に行え、その後客先の要望に応じた形状の第２の回路基板５０を接続すればよいので、電子部品から引き出す回路基板の形状や長さが、各種要望に応じて異なる場合であっても、容易且つ低コストに、これに対応することができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では、摺接パターンを有する電子部品としてスライド式の基台付き回路基板を示したが、回転式の基台付き回路基板など、他の電子部品であってもよい。また第１，第２の回路基板は、フレキシブル回路基板でなく、硬質の回路基板であってもよい。また導電性接着剤７０は異方性でなくてもよく、その場合は対向する各接続パターン間をそれぞれ別々に接合すればよい。

また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１ 回路基板の接続構造
１０ 第１の回路基板（フレキシブル回路基板）
１１ 合成樹脂フィルム
１３ 回路パターン
１３−１ 抵抗体パターン（回路パターン、摺接パターン）
１３−２ 導電体パターン（回路パターン、摺接パターン）
１３−３ 配線パターン（回路パターン）
１３−１ａ、２ａ，３ａ 配線パターン（回路パターン）
１５ 接続パターン
１５−１，２，３ 接続パターン
３０ 基台
５０ 第２の回路基板（フレキシブル回路基板）
５１ 合成樹脂フィルム
５３ 回路パターン
５５ 接続パターン
５７ 接続部
７０ 導電性接着剤
８０ 基板固定体
１００ 基台付き回路基板

Claims (5)

1. 回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成した第１の回路基板と、
   回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成すると共に他の機器接続用の接続部を設けた第２の回路基板と、を具備し、
   前記第１，第２の回路基板それぞれの接続パターンを、導電性接着剤を介して接合し、且つ当該接合部分の周囲にインサート成形による基板固定体を取り付けたことを特徴とする回路基板の接続構造。
2. 請求項１に記載の回路基板の接続構造であって、
   前記第１，第２の回路基板は何れもフレキシブル回路基板であり、
   前記第１の回路基板の回路パターンを形成した部分には、成形樹脂製の基台が取り付けられていることを特徴とする回路基板の接続構造。
3. 請求項１又は２に記載の回路基板の接続構造であって、
   前記第１の回路基板に形成されている回路パターンは、摺動子が摺接する摺接パターンであることを特徴とする回路基板の接続構造。
4. 請求項１又は２又は３に記載の回路基板の接続構造であって、
   前記基板固定体は、溶融時に接着性を有する成形材料で構成されていることを特徴とする回路基板の接続構造。
5. 回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成した第１の回路基板と、
   回路パターン及び当該回路パターンに連結された接続パターンを形成すると共に他の機器接続用の接続部を設けた第２の回路基板と、を用意し、
   前記第１，第２の回路基板それぞれの接続パターンを、導電性接着剤を介して接合する工程と、
   当該接合部分の周囲にインサート成形によって基板固定体を取り付ける工程と、
   を有することを特徴とする回路基板の接続方法。

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