JP4063533B2 - フレキシブル配線板 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電気絶縁性基板の一方の表面に、信号線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた導電パターンを設け、この導電パターンを覆うように前記電気絶縁性基板の表面に接着された電気絶縁性被覆を具えるフレキシブル配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このようなフレキシブル配線板は、従来より種々の用途に広く使用されている。例えば、カメラ、複写機、プリンタ、ハードディスクなどの使用されている。また最近は携帯電話機にも使用されるようになった。
【０００３】
図１は、従来のフレキシブル配線板の代表的な構造を示す断面図である。可撓性を有する電気絶縁性基板１の表面に、信号線として機能する導電細条２−１、２−２---を所定のスペースを介して並列に延在させた導電パターン２を設け、この導電パターン２を覆うように電気絶縁性被覆３を、接着層４によって接着した構造となっている。導電パターン２の導電細条２−１，２−２---は、例えば１５０〜２００μｍの線幅を有し、１５０〜２００μｍのスペースを介して互いに平行に配列されており、例えば膜厚が３０〜４０μｍの電解銅膜をエッチングして所定のパターンとなるように形成されている。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】
図１に示すような従来のフレキシブル配線板においては、耐屈曲性を向上するために対称的な構造が採られている。すなわち、複数の導電細条２−１、２−２---を有する導電パターン２のほぼ中心が、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て幾何学的な中立線或いは応力の中心線と一致するように構成されている。このために、例えば、ポリイミドより成る電気絶縁性基板１の肉厚を５０μｍとし、電気絶縁性被覆３の肉厚を２５μｍとし、接着層４の厚さを２５μｍとしている。しかしながら、最近では耐屈曲性に関してきわめて厳しい条件が課せられることが多い。例えば、折畳み式の携帯電話機に使用されるフレキシブル配線板については、５万回以上、好ましくは１０万回以上、特に好ましくは２０万回以上にも及ぶ屈曲に対しても導電細条の断線が起こらないような厳しい条件が課せられることもあるが、図１に示した従来のフレキシブル配線板ではそのような条件を十分に満たすことができない。
【０００５】
一方、フレキシブル配線板を、携帯電話機のような通信機器に使用する場合に、通信速度の高速化に伴って高周波信号を処理する必要性が高くなってきた。このような高周波の用途において信号の効率的な伝送を行うためには、正確なインピーダンスマッチングが重要となってきている。そのため、導電パターン２の１個置きの導電細条を交互に信号線およびアースせんとして使用している。しかしながら、図１に示すようなフレキシブル配線板では、インピーダンスマッチングを正確に行うことが困難である。正確なインピーダンスマッチングを行うためには、導電パターン２の導電細条間のスペースを微細にコントロールする必要があり、かなり困難を伴う。特に、最近ではインピーダンスを、例えば50Ω±10％の誤差の範囲に収めることが要求されているが、このような要求に応えることができない。
【０００６】
図２は、アース線をアースシートに共通に接続した従来のフレキシブル配線板の構造を示すものであり、図１に示したフレキシブル配線板と同じ部分には同じ符号を付けて示してある。可撓性を有する電気絶縁性基板１の表面に、所定の幅を有する導電細条２−１、２−２---を所定のスペースを介して並列に延在させた導電パターン２を設け、この導電パターン２を覆うように電気絶縁性被覆３を、接着層４によって接着した構造となっている。図１に示した従来例と同様に、導電パターン２の導電細条２−１，２−２---は交互に信号線およびアース線として機能するものである。信号線として機能する導電細条２−１，２−３，２−５---はそれぞれ独立しているが、アース線として機能する導電細条２−２，２−４，２−６---は、電気絶縁性基板１にあけた開口に埋設された導電材料より成るビア５を介してアースシート６に電気的に共通に接続されており、このアースシート６を覆うように電気絶縁性被覆７が接着されている。
【０００７】
このようなフレキシブル配線板によれば、信号線の下側にアースシート６が設けられているので、インピーダンスマッチングを正確に取ることができる。しかしながら、構造が複雑であり、製造プロセスも面倒となり、コスト高となるという問題がある。さらに繰り返し屈曲による寿命の低下も甚だしく、数万回以上の繰り返し屈曲耐性が要求される用途への使用は不可能であった。
【０００８】
さらに、図１および図２に示した従来のフレキシブル配線板においては、同一面に配置された導電細条２−１，２−２，２−３---を交互に信号線およびアース線として使用しているので、伝送できる信号のフレキシブル配線板の面積の利用効率が悪くなってしまう。電子機器の高機能化に伴って伝送すべき信号の量は益々増える傾向にあり、図１および図２に示したような従来のフレキシブル配線板では、その幅を広くして導電細条の本数を多くすると高密度化が妨げられ、また、使用するフレキシブル配線板の枚数を増やすと構成が大型で複雑となり、コストも高くなってしまうという問題がある。さらにこの場合にも繰り返し屈曲に対する耐性が低く、数万回以上の繰り返しが要求される用途には使用することができなかった。
【０００９】
本発明の目的は、伝送可能な信号量を減らしたり、耐屈曲性を著しく損なうことなく、インピーダンスマッチングを容易に取ることができ、しかも構造が簡単で安価に製造できるフレキシブル配線板を提供しようとするものである。
【００１０】
本発明の他の目的は，伝送可能な信号量を減らすことなく、インピーダンスマッチングを容易に取ることができ、しかも耐屈曲性を従来のフレキシブル配線板に比べて著しく向上したフレキシブル配線板を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるフレキシブル配線板は、第１および第２の表面を有する可撓性の電気絶縁性基板と、この電気絶縁性基板の第１の表面に、複数の導電細条を並列に延在させた第１の導電パターンと、前記電気絶縁性基板の第２の表面に、複数の導電細条を並列に延在させた第２の導電パターンと、これら第１および第２の導電パターンを覆うように前記電気絶縁性基板の第１および第２の表面にそれぞれ接着された可撓性を有する第１および第２の電気絶縁性被覆とを具えることを特徴とするものである。
【００１２】
このような本発明によるフレキシブル配線板においては、第１および第２の導電パターンの一部または全部を信号線として用い、残りをア−ス線として用いることができるので、高周波信号に対するインピーダンスマッチングを容易に行うことができ、高周波信号を効率良く伝送することができる。また、これら第１および第２の導電パターンをフレキシブル配線板の厚さ方向に配置したので、上述した図２に示す従来のフレキシブル配線板に比べて伝送可能な信号量を多くすることができる。さらに、図２に示す従来のフレキシブル配線板のように面積の広いアースシートを使用していないので、耐屈曲性も高いものとなる。
【００１３】
このような本発明によるフレキシブル配線板の好適な実施例においては、前記第１および第２の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見た幾何学的な中立線または応力の中立線の両側に対称的に配置する。このような対称的な配置とすることによって、平面状態にあるフレキシブル配線板を両側に屈曲させるような用途における耐屈曲性を向上することができる。さらに、このような対称的な構造は、製造が容易となる。
【００１４】
本発明によるフレキシブル配線板の他の好適な実施例においては、前記第１および第２の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見た幾何学的な中立線または応力の中立線の、使用時にフレキシブル配線板が湾曲される際に内側となる側に偏らせて配置する。この場合、第１および第２の導電パターンの双方を、前記幾何学的な中立線または応力の中立線よりも湾曲の内側に位置するように配置するのが特に好適である。このような非対称的な配置では、導電パターンは屈曲の際に圧縮応力が加わることになるが、後述するように、圧縮応力に対しては導電細条は大きな耐屈曲性を有することが実験的に確かめられた。
【００１５】
さらに、本発明によるフレキシブル配線板は、それぞれ第１および第２の表面を有する第１、第２および第３の電気絶縁性基板と、前記第１の電気絶縁性基板の第１の表面に、アース線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた第１の導電パターンと、前記第２の電気絶縁性基板の第１の表面に、信号線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた第２の導電パターンと、前記第３の電気絶縁性基板の第１の表面に、アース線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた第３の導電パターンと、前記第１の電気絶縁性基板の第１の表面と前記第２の電気絶縁性基板の第２の表面とを接着する第１の接着層と、前記第２の電気絶縁性基板の第１の表面と前記第３の電気絶縁性基板の第２の表面とを接着する第２の接着層と、可撓性を有する電気絶縁性被覆と、この電気絶縁性被覆を前記第３の電気絶縁性基板の第１の表面に接着する第３の接着層とを具えることを特徴とするものである。
【００１６】
このような本発明によるフレキシブル配線板においては、信号線として作用する第２の導電パターンは、それぞれアース線として作用する第１および第３の導電パターンに挟まれた構造となるので、インピーダンスマッチングを取ることは一層容易となる。この場合、第１〜第３の導電パターンの導電細条を、フレキシブル配線板の厚さ方向に整列させても良いが、中間の第２の導電パターンの導電細条を、半ピッチだけずらして配置するのが、インピーダンスのばらつきを抑える上で好適である。
【００１７】
また、このような本発明によるフレキシブル配線板は対称構造とすることもできるが、前記第１、第２および第３の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見た幾何学的な中立線または応力の中立線の、使用時にフレキシブル配線板が湾曲される際に内側となる側に偏らせて配置するのが特に好適である。このような非対称配置によって導電パターンの耐屈曲性を著しく向上することができる。
【００１８】
上述した本発明によるフレキシブル配線板においては、電気絶縁性基板および電気絶縁性被覆を、電気絶縁特性に優れていると共に良好な可撓性のあるポリイミドで形成し、前記導電パターンを、銅またはベリリウム銅合金またはりん青銅などの高い耐屈曲性を有する金属で形成するのが特に好適である。導電パターンの材料としては、用途に応じて決められるが、導電率が、純銅の導電率を１００％とするときに、１％以上、望ましくは５％以上、さらに望ましくは１０％以上の材料で形成することができる。さらに本発明によるフレキシブル配線板においては、そのインピーダンスが、50Ω±20%以内、望ましくは50Ω±10%以内、さらに望ましくは50Ω±5%以内に入るように構成するのが好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明によるフレキシブル配線板の第１の実施例の構成を示す断面図である。本例では、第１および第２の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て幾何学的な中心線に対して対称的に配置した対称構造としたものである。厚さ２５μｍのポリイミドシートより成る可撓性を有する電気絶縁性基板１１の一方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条１２−１，１２−２---より成る第１の導電パターン１２を設けると共に電気絶縁性基板１１の他方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条１３−１，１３−２---より成る第２の導電パターン１３を設ける。これら第１および第２の導電パターン１２および１３の導電細条は、本例では肉厚が１５μｍのベリリウム銅合金で形成し、そのライン幅は８０μｍ、スペースは１５０μｍとする。
【００２０】
第１の導電パターン１２を覆うように第１の電気絶縁性被覆１４を電気絶縁性基板１１の一方の表面に接着層１５を介して熱圧着し、第２の導電パターン１３を覆うように第２の電気絶縁性被覆１６を電気絶縁性基板１１の他方の表面に接着層１７を介して熱圧着する。本例では、これら第１および第２の電気絶縁性被覆１４および１６を、２５μｍの肉厚を有するポリイミドシートを以って形成し、接着層１５および１７もポリイミド系の接着剤を以って形成し、それぞれ２５μｍの膜厚を有するものである。したがって、第１および第２の導電パターン１２および１３は、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て幾何学的な中立線Ｎ−Ｎを中心として対称的に配置されることになる。ポリイミドの誘電率は、組成によって３．０〜３．５の範囲で変化するが、いずれも優れた電気絶縁性を有すると共に耐屈曲性を有している。本例では３．３の誘電率を有するポリイミドを用いている。また、高い頻度で繰り返し屈曲される用途においては、屈曲部における発熱を考慮して、ガラス転移温度の高い接着層を用いるのが好適である。本接着層は繰り返しにより発熱することで、その接着層の材料が持つガラス転移温度を超えると可塑性が失われ破壊しやすくなる。このため本発明のフレキシブルフレキシブル配線板においては、従来使用されていたガラス転移温度が４０-６０℃のものではなく、１００℃以上のものに変更することで繰り返し屈曲特性を向上させている。すなわち、配線材料の変更、接着材の変更も繰り返し屈曲特性の向上に寄与していることとなる。
【００２１】
このような本発明によるフレキシブル配線板においては、第１および第２の導電パターン２２および２３は同じ構造であるので、何れか一方を信号線として用い、他方をアース線として用いることができるが、使用状況によっては、信号線として使用される導電パターンの一部の導電細条をア−ス線として使用したり、ア−ス線として使用される導電パターンの一部の導電細条を信号線として使用しても良い。何れにしても、各信号線に対してアース線が設けられているので、高周波信号に対するインピーダンスマッチングを容易に且つ正確に取ることができ、しかも隣接する信号線とのクロストークも十分に抑止することができ、高周波信号を効率良く伝送することができる。さらに、信号線として作用する導電パターンとアース線として作用する導電パターンとはフレキシブル配線板の厚さ方向に設けられているので、図１および図２に示した従来のフレキシブル配線板に比べて伝送可能な信号量を２倍とすることができる。
【００２２】
図４は、本発明によるフレキシブル配線板の第２の実施例の構造を示す断面図である。本例では、第１および第２の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て応力の中立線Ｎ−Ｎに対して、フレキシブル配線板の屈曲されるときに内側となる方向、図４では下側の方向にずらして配置して非対称構造としたものである。厚さ２５μｍのポリイミドシートより成る可撓性を有する電気絶縁性基板２１の一方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条２２−１，２２−２---より成る第１の導電パターン２２を設けると共に電気絶縁性基板２１の他方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条２３−１，２３−２---より成る第２の導電パターン２３を設ける。本例においても、これら第１および第２の導電パターン２２および２３の導電細条を、肉厚が１５μｍのベリリウム銅合金で形成し、そのライン幅を８０μｍとし、スペースを１５０μｍとする。
【００２３】
第１の導電パターン２２を覆うように第１の電気絶縁性被覆２４を電気絶縁性基板２１の一方の表面に接着層２５を介して接着し、第２の導電パターン２３を覆うように第２の電気絶縁性被覆２６を電気絶縁性基板２１の他方の表面に接着層２７を介して熱圧着する。本例では、第１の電気絶縁性被覆２４を５０μｍの肉厚を有するポリイミドシートを以って形成し、接着層２５をポリイミド系の接着剤を以って形成し、その厚さを３５μｍとする。また、第２の電気絶縁性被覆２６を２５μｍの肉厚を有するポリイミドシートを以って形成し、接着層２７をポリイミド系の接着剤を以って形成し、その厚さを２５μｍとする。
【００２４】
このような構造とすると、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て応力の中立線Ｎ−Ｎは、第１の導電パターン２２のやや上側となる。すなわち、第１および第２の導電パターン２２および２３は、フレキシブル配線板を湾曲させたときに応力の中立線Ｎ―Ｎよりも内側に位置するようになる。このような非対称配置によれば，耐屈曲性が著しく改善されることを確かめた。勿論、本例においても前例と同様に、第１および第２の導電パターン２２および２３の何れか一方を信号線として用い、他方をアース線として用いることができるので、高周波信号に対するインピーダンスマッチングを容易に取ることができると共に信号線として作用する導電パターンとアース線として作用する導電パターンとはフレキシブル配線板の厚さ方向に設けられているので、図１および図２に示した従来のフレキシブル配線板に比べて伝送可能な信号量を２倍とすることができる。
【００２５】
図５は、本発明によるフレキシブル配線板の第３の実施例の構造を示す断面図である。本例は、図４に示した第２の実施例と同様に，第１および第２の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て応力の中立線Ｎ−Ｎに対して、フレキシブル配線板の屈曲されるときに内側となる方向にずらして配置した非対称構造としたものであるが、応力の中立線が第１の導電パターンを通るように構成したものである。厚さ２５μｍのポリイミドシートより成る可撓性を有する電気絶縁性基板２１の一方の表面に第１の導電パターン２２を設けると共に電気絶縁性基板２１の他方の表面に第２の導電パターン２３を設ける。本例においても、これら第１および第２の導電パターン２２および２３の導電細条２２−１，２２−２---および２３−１，２３−２---を、肉厚が１５μｍのベリリウム銅合金で形成し、そのライン幅を８０μｍとし、スペースを１５０μｍとする。
【００２６】
第１の導電パターン２２を覆う第１の電気絶縁性被覆２４を、３５μｍの肉厚を有するポリイミドシートを以って形成し、これを電気絶縁性基板２１の一方の表面に熱圧着する接着層２５の厚さを３０μｍとする。第２の導電パターン２３を覆う第２の電気絶縁性被覆２６およびこれを電気絶縁性基板２１の他方の表面に熱圧着する接着層２７の厚さは前例と同様に、それぞれ２５μｍとする。このように構成することによって、フレキシブル配線板を湾曲させたときの応力の中立線Ｎ−Ｎは、図４に示した第２の実施例の場合に比べて湾曲の内側、図５では下側に変位し、第１の導電パターン２２を通るようになる。
【００２７】
このような非対称配置によれば，第１の導電パターン２２には圧縮力だけでなく引張り力も作用することになるが、応力の中立線Ｎ−Ｎは第１の導電パターンを通っているので、圧縮力も引張り力も小さなものとなり、耐屈曲性が損なわれることはない。さらに、第２の導電パターン２３は図４に示す第２の実施例の場合に比べて応力の中立線Ｎ−Ｎに一層近づくので、湾曲されたときに作用する圧縮力は小さくなり、耐屈曲性が一層改善されることになる。勿論、本例においても、高周波信号に対するインピーダンスマッチングを容易に行うことができると共に大量の信号を伝送することができる。さらに、本実施例の変形例として、第１の導電パターン２２が、応力の中心線Ｎ−Ｎを越えて引張り応力側に多少出ている非対称構造を採ることもできる。この場合でも、引張り応力のレベルは低いので、高い耐屈曲性が得られることになる。
【００２８】
図６は、本発明によるフレキシブル配線板の第４の実施例の構造を示す断面図である。本例は、基本的には図４に示した第２の実施例と同様であるので、相違している点のみを説明する。図４に示した第２の実施例では、第１および第２の導電パターン２２および２３の各導電細条の幅を等しいものとしたが、本例では第２の導電パターン２３の導電細条２３−１，２３−２---の幅を、第１の導電パターン２２の導電細条２２−１，２２−２---の幅よりも広くしたものである。本例のフレキシブル配線板では、幅の広い導電細条２３−１，２３−２---をアース線として使用し、幅の狭い導電細条２２−１，２２−２---を信号線として使用しても、その逆に幅の広い導電細条２３−１，２３−２---を信号線として使用し、幅の狭い導電細条２２−１，２２−２---をアース線として使用することもでき、何れの場合でも、インピーダンスのばらつきを抑えることができ、正確なインピーダンスマッチングを取ることができる。
【００２９】
ここで、フレキシブル配線板が湾曲されたときに導電パターンの導電細条に作用する応力、本例では圧縮応力を考察する。今、導電細条の変位量をδ、ヤング率をＥ、厚みをｔ、幅をＷとすると、圧縮応力Ｆは次式（１）で与えられる。
【００３０】
【数１】

【００３１】
この（１）式から明らかなように、導電細条の幅Ｗが広い方が作用する応力は小さくなる。したがって、応力の中立線Ｎ−Ｎからの距離が長く、大きな応力が作用する第２の導電パターン２３の導電細条２３−１，２３−２---の幅を、応力の中立線Ｎ−Ｎに近い第１の導電パターン２２の導電細条２２−１，２２−２---の幅よりも広くするのが好適である。
【００３２】
導電細条のピッチを同じとすると、上述したように導電細条の幅を広くすると順次の導電細条の間のスペースは狭くなる。上述したように、導電パターンは、エッチング液を用いるフォトリソグラフィ技術を採用して形成しているが、順次の導電細条の間のスペースを余り狭くすると、正確なパターンが得られない恐れがある。現在の技術で正確に形成できるスペースは８０μｍ程度であるから、本例の第２の導電パターン２３は、ライン幅が１５０μｍ、スペースが８０μｍとする。しかし、製造技術の向上に伴ってライン幅をさらに広くし、スペースをさらに狭くすることもできる。
【００３３】
図７は、本発明によるフレキシブル配線板の第５の実施例の構造を示す断面図である。本例では、信号線として機能する導電パターンを、それぞれアース線として機能する２つの導電パターンで挟んだ構造を有するものである。厚さ２５μｍのポリイミドシートより成る可撓性を有する第１の電気絶縁性基板３１の一方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条３２−１，３２−２---より成る第１の導電パターン３２を設ける。これらの導電細条３２−１，３２−２---は第１のアース線として機能するものである。厚さ２５μｍのポリイミドより成る第２の電気絶縁性基板３３の一方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条３４−１，３４−２---より成る第２の導電パターン３４を設ける。これらの導電細条３４−１，３４−２---は信号線として機能するものである。この第２の電気絶縁性基板３３の他方の表面を、厚さが２５μｍの接着層３５によって第１の電気絶縁性基板３１の一方の表面に熱圧着して、第１の導電パターン３２を覆う。
【００３４】
さらに、厚さ２５μｍのポリイミドシートより成る可撓性を有する第３の電気絶縁性基板３６の一方の表面に、複数本の互いに平行に配列された導電細条３７−１，３７−２---より成る第３の導電パターン３７を設ける。この導電細条３７は、第２のアース線として機能するものである。この第３の電気絶縁性基板３６の他方の表面を、厚さが２５μｍの接着層３８によって第２の電気絶縁性基板３３の第２の導電パターン３４を形成した一方の表面に熱圧着する。最後に、第３の導電パターン３７を覆うように、厚さが５０μｍの電気絶縁性被覆３９を、２５μｍの厚さの接着層４０を介して第３の電気絶縁性基板３６の一方の表面に熱圧着する。
【００３５】
本例では、図７に示すように、アース線として機能する第１および第３の導電パターン３２および３７の導電細条は、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て整列されているが、信号線として機能する第２の導電パターン３４の導電細条は、第１および第３の導電パターン３２および３７の導電細条の中間に位置するように半ピッチだけずらして配列されている。本例では、第１、第２および第３の導電パターン３２，３４および３７は、肉厚が１５μｍのベリリウム銅合金で形成し、そのライン幅を１００μｍとし、スペースも１００μｍとする。
【００３６】
上述したように、本例のフレキシブル配線板においては、信号線として機能する第２の導電パターン３４を、それぞれアース線として機能する第１および第３の導電パターン３２および３７の間に、半ピッチずれるように配置したので、インピーダンスマッチングを一層良好に取ることができる。しかし、本発明においては、第１〜第３の導電パターン３２、３４、３７をフレキシブル配線板の厚さ方向に整列させることもできる。また、本例では、応力の中立線Ｎ−Ｎが第３の電気絶縁性基板３６のほぼ中心を通るようにして非対称構造としたが、中立線を第２の導電パターン３４のほぼ中心を通る対称構造とすることもできる。
【００３７】
次に、本発明によるフレキシブル配線板の特性を、従来のフレキシブル配線板と対比して説明する。本発明によるフレキシブル配線板および図１に示す従来のフレキシブル配線板について幾つかのサンプルを製作し、折り曲げ耐久試験を行った。折り曲げ耐久試験は、フレキシブル配線板の一端を固定部材に固定し、他端をスライド部材に固定し、スライド部材を所定の距離に亘って繰返し前進、後退させて彎曲させ、導電パターンの導電細条が切断されるまでの屈曲回数を計測するＩＰＣ耐久試験と、フレキシブル配線板を回動部材に挟み込み、他端を固定して回動部材を所定の角度に亘って回動させ、導電パターンの導電細条が切断されるまでの屈曲回数を計測するＭＩＴ耐久試験とを行った。
【００３８】
図８は、ＩＰＣ耐久試験の結果を示すものである。サンプル１および２は、図１に示す従来のフレキシブル配線板の耐久性能を示すものであり、それぞれ電解メッキによって形成した銅箔をエッチングして導電パターンを形成したものであり、ポリイミドは同じものを用いたが、エッチング方法が異なっている。これら従来のフレキシブル配線板では、６万回の繰返し彎曲によって導電細条が断線してしまった。サンプル３および４は、図４に示す本発明による非対称構造としたフレキシブル配線板の試験結果を示すものであり、いずれのサンプルにおいても、彎曲させたときに外側となる第１の導電パターン２２と、内側となる第２の導電パターン２３の双方は、２４万回の屈曲においても断線は見られなかった。グラフでは、２４万回で終っているが、これはここで断線したことを意味するのではなく、試験をここで終了したことを意味しているので、測定終了と表示した。このように、図４に示す本発明の非対称構造では、耐屈曲性が著しく改善されることが分かった。
【００３９】
図９は，図３に示す本発明による対称構造のフレキシブル配線板において、引張り応力と圧縮応力のいずれが導電細条の断線に大きく影響するのかを、ＩＰＣ耐久試験により調べた実験結果を示すものである。サンプル５〜７のいずれにおいても、彎曲の際に外側となる第１の導電パターン１２の方が内側となる第２の導電パターン１３よりも耐久性が劣っていることが分かる。すなわち、圧縮応力よりも引張り応力の方が導電細条の断線に大きな影響を与えていることが分かる。したがって、上述した図４および図５に示すように、第１および第２の導電パターンを、応力の中立線に対して彎曲の内側にずらせて配置した非対称構造のフレキシブル配線板がきわめて高い耐屈曲性を有していることが分かる。なお、この試験においても、１０万回で測定を終了している。
【００４０】
上述したように、図４〜６に示す本発明によるフレキシブル配線板では、第１および第２の導電パターンを応力の中立線に対して、フレキシブル配線板を彎曲させたときに内側となる方向にずらして非対称に配置したので、耐屈曲性が著しく向上することが分かった。また、図３に示す対称構造と同様に，信号線の他にアース線を設けたので、高周波信号に対するインピーダンスマッチングを適正に行うことができると共に、図２に示した従来のフレキシブル配線板に比べて伝送可能な信号量を２倍とすることができ、しかも図２に示す従来のアース線を有するフレキシブル配線板に比べると、構造は簡単で、製造も容易となる。このように高性能、高密度かつ安価なフレキシブル配線板を実現することができる。
【００４１】
上述した図３〜７に示す本発明によるフレキシブル配線板の実施例の構造を有するフレキシブル配線板のサンプルを幾つか製作してインピーダンスを測定したが、図３〜５に示す構造のものでは４５〜５５Ωであり、図６および７に示す構造のものは４６〜５３Ωの範囲内に入っていた。本発明においては、インピーダンスは、50Ω±20%以内、望ましくは50Ω±10%以内、さらに望ましくは50Ω±5%以内に入っているのが好適である。
【００４２】
本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例えば、上述した実施例における各部の寸法は、例として挙げたものであり、それぞれの用途および要求される条件などにしたがって任意に変更することができるものである。また、上述した実施例においては，導電パターンをベリリウム銅合金を以って形成したが、屈曲破壊に強い他の金属材料、例えば圧延銅箔やりん青銅などを用いることもできる。勿論、用途によっては、従来と同じような電解メッキにより形成した銅膜を用いることもできる。また、ベリリウム銅合金も組成によって導電率が変化し、純銅の導電率を１００％とするときに、１１合金は５０〜６０％の導電率を有し、２５合金（Ｃ１７２０）は１８〜２５％の導電率を有している。また、りん青銅Ｃ５２１０の導電率は８％であり、圧延銅の導電率は、９０〜１０５％である。本発明においては、導電パターンを、純銅の導電率を１００％とするときに、１％以上、望ましくは５％以上、さらに望ましくは １０％以上の材料で形成するのが好適である。 さらに本発明の構造では、より応力の発生する側に屈曲特性に優れた材料（たとえばベリリウム銅）、応力の低い側に別な材料（電気伝導性に優れるが屈曲特性に劣る圧延銅箔）などを組合せることも可能である。
【００４３】
さらに、上述した実施例では、電気絶縁性基板、電気絶縁性被覆および接着層をポリイミドを以って形成したが、良好な電気絶縁性および可撓性を有する他の樹脂材料で形成することもできる。
【００４４】
図４〜６に示した非対称構造を有する実施例においては、第１および第２の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て，応力の中立線よりも彎曲の内側にずらせて配置したが、一般には応力の中心線と幾何学的な中心線とは一致する場合が多いので、フレキシブル配線板の幾何学的な中立線よりも内側にずらせて設計しても良い。
【００４５】
さらに、図７に示した実施例では、信号線として機能する第２の導電パターンを応力の中立線の内側にずらせた位置させた非対称構造としたが、第２の導電パターンを応力の中立線または幾何学的な中立線と一致させた対称構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の対称構造を有するフレキシブル配線板の構造を示す断面図である。
【図２】従来のアース線を有するフレキシブル配線板の構造を示す断面図である。
【図３】対称構造を有する本発明によるフレキシブル配線板の第１の実施例を示す断面図である。
【図４】非対称構造を有する本発明によるフレキシブル配線板の第２の実施例を示す断面図である。
【図５】非対称構造を有する本発明によるフレキシブル配線板の第３の実施例を示す断面図である。
【図６】非対称構造を有し、アース線となる導電細条の幅を広くした本発明によるフレキシブル配線板の第４の実施例を示す断面図である。
【図７】アース線の間に信号線を挟んだ本発明によるフレキシブル配線板の第５の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明によるフレキシブル配線板の特性を従来のフレキシブル配線板と比較して示すグラフである。
【図９】本発明による非対称構造のフレキシブル配線板の耐屈曲性が改善される理由を示すグラフである。
【符号の説明】
１１、２１、３１、３３、３６ 電気絶縁性基板、 １２、１３、２１，２３、３２、３４，３７ 導電パターン、１４、１６，２４，２６、３９ 電気絶縁性被覆、 １５，１７，２５，２７，３５，３８、４０ 接着層

Claims (6)

1. それぞれ第１および第２の表面を有する第１、第２および第３の電気絶縁性基板と、前記第１の電気絶縁性基板の第１の表面に、アース線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた第１の導電パターンと、前記第２の電気絶縁性基板の第１の表面に、信号線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた第２の導電パターンと、前記第３の電気絶縁性基板の第１の表面に、アース線として機能する複数の導電細条を並列に延在させた第３の導電パターンと、前記第１の電気絶縁性基板の第１の表面と前記第２の電気絶縁性基板の第２の表面とを接着する第１の接着層と、前記第２の電気絶縁性基板の第１の表面と前記第３の電気絶縁性基板の第２の表面とを接着する第２の接着層と、可撓性を有する電気絶縁性被覆と、この電気絶縁性被覆を前記第３の電気絶縁性基板の第１の表面に接着する第３の接着層とを具え、前記アース線として機能する第１および第３の導電パターンの導電細条を、フレキシブル配線板の厚さ方向に見て整列させると共に前記信号線として機能する第２の導電パターンの導電細条を、前記第１および第３の導電パターンの導電細条の中間に半ピッチずらして配置したことを特徴とするフレキシブル配線板。
2. 前記第１、第２および第３の導電パターンを、フレキシブル配線板の厚さ方向に見た幾何学的な中立線または応力の中立線の、使用時にフレキシブル配線板が湾曲される際に内側となる側に偏らせて配置したことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線板。
3. 前記電気絶縁性基板および電気絶縁性被覆を、ポリイミドで形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル配線板。
4. 前記導電パターンを、圧延銅またはベリリウム銅合金またはりん青銅で形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のフレキシブル配線板。
5. 前記導電パターンを、純銅の導電率を１００％とするときに、１％以上の材料で形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のフレキシブル配線板。
6. フレキシブル配線板のインピーダンスが、50Ω±20%以内に入っていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のフレキシブル配線板。

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