JP4646828B2 - フレキシブル配線基板及びこれを用いた携帯電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、折り曲げ配線部を有するフレキシブル配線基板と、これを用いた携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ等の携帯電子機器に関する。
従来、電気的接続手段として、例えばポリイミド樹脂からなる可撓性をもったベースフィルムの間に、銅箔よりなる所定パターンの配線を挟み込んだフレキシブル配線基板が使用されている。
フレキシブル配線基板は、配線が形成された引き回し配線部と、該引き回し配線部に設けられ、前記配線と電気的に接続された接続端子部とを有し、必要に応じて引き回り配線部より延出され、折り曲げ可能に設けられた折り曲げ配線部を有するものもあり、この折り曲げ配線部には引き回し配線部に形成された配線の一部が形成され、折り曲げ配線部にICパッケージ、コンデンサ、抵抗器等の各種電子部品や接続端子部を構成するコネクタ等が実装されるようにしたものがあった。
そして、このような折り曲げ配線部を有するフレキシブル配線基板は、その使用時において折り曲げ配線部を接続部品間の配置に応じて折り曲げたり、フレキシブル配線基板の占有スペースを小さくするために折り曲げて使用するようになっており、様々な機器に使用されている。
一方、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)、デジタルカメラ等の携帯電子機器は、その本体を形成するケース内に、ICパッケージやコンデンサ、抵抗器等の各種電子部品を実装した回路基板、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示装置、複数の操作キーを備えたキーシートと前記キーにより押下されることでON/OFFを切り換える複数のスイッチとを有するキー操作部、カメラ部等の電子部品を備え、例えば特許文献1のように、回路基板と表示装置との電気的接続において前述したフレキシブル配線基板を用いたり、あるいは回路基板とキー操作部やカメラとの電気的接続において前述したフレキシブル配線基板が使用されていた。
特開2005−109132号公報
ところで、フレキシブル配線基板は可撓性を有するものの、フィルムや配線の反発作用により折曲げた状態を維持することは難しいといった課題があった。
その為、緻密な部品配置が要求される携帯電子機器の組み立て工程においては、フレキシブル配線基板の折曲げ状態を維持することが難しく、その結果、組み立て作業が煩雑になるといった課題があった。
そこで、折曲げ状態を維持する手段として両面接着テープを用いた固着も行われているが、この場合、部品同士や部品と回路基板あるいは部品とケースとの精度の問題から位置を若干ずらしたいというときには折り曲げ配線部が固定されているためにフレキシブル配線基板の折り曲げ配線部に実装された電子部品や接続端子部の位置を移動させることができず、両面接着テープで固着された折り曲げ配線部を一度剥がして再度貼り付け直さなければならないというように、依然として組み立て作業性を改善することができないといった課題があった。
本発明の目的は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構造で折り曲げ配線部の折曲げ状態を維持することが可能なフレキシブル配線基板とこれを用いた携帯無線機を提供することにある。
本発明は、引き回し配線部と、該引き回し配線部より延出され、折曲げ可能に設けられた折り曲げ配線部と、前記引き回し配線部より延出され、折曲げ可能に設けられた引っ掛け係合部とを有し、前記折り曲げ配線部の周縁に、当該折り曲げ配線部を折り曲げたときに前記引っ掛け係合部を係合させる切り欠き部を有し、
前記折り曲げ配線部の周縁に形成された切り欠き部は、折り曲げ配線部を折り曲げて引っ掛け係合部を係合させたとき、当該引っ掛け係合部の先端が根元部より引き回し配線部側に位置するように設けてあることを特徴とする。
また、前記引っ掛け係合部は、前記引き回し配線部より延びる舌片部と、該舌片部の端部より両側に延びる引っ掛け部とを含むことを特徴とする。
また、前記折り曲げ配線部に形成された切り欠き部は、その開口の幅が、前記引っ掛け係合部の舌片部の幅よりも小さくなるようにしたことを特徴とする。
さらに、前記折り曲げ配線部に形成された切り欠き部の開口近傍の内面には段差部を設けたことを特徴とする。
また、本発明は、前述したフレキシブル配線基板を用いて筐体内に備える回路基板同士又は筐体内に備える回路基板と電気部品又は電子部品とを電気的に接続して携帯電子機器を構成したことを特徴とする。
本発明によれば、折り曲げ配線部の切欠き部に引っ掛け係合部を係合させるだけで折り曲げ配線部を折り曲げた状態で固着することなく維持させることができる。その為、本発明のフレキシブル配線基板を携帯電子機器に用いれば、組み立て時やメンテナンス時におけるフレキシブル配線基板の取り扱いが容易となり、組み立てやメンテナンス作業性を大幅に高めることができる。
図1から図8は本発明に係る一実施形態を示しており、ここで説明する実施の形態は、本発明のフレキシブル配線基板と、このフレキシブル配線基板を用いた携帯電話機に適用した場合のものである。
図1に示すように、この実施形態に係る携帯電話機(携帯電子機器)1は、第1の筐体2と、この第1の筐体2の厚さ方向に重ね合わせ可能な第2の筐体3と、これら2つの筐体2,3を相互に折り畳み自在に連結するヒンジ部5とを備えている。なお、ヒンジ部5は、2つの筐体2,3の各端部2a,3a(以下、基端部2a,3aと呼ぶ。)同士を連結するように配されている。
第2の筐体3の内部には、表面に各種情報を表示する表示面7aを有するLCD(Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、無機ELディスプレイ等の表示部7及び通話用のスピーカ部9が設けられている。表示部7の表示面7aは、2つの筐体2,3を相互に重ね合わせた状態において第1の筐体2に対向する第2の筐体3の対向面3c側に露出するようになっている。スピーカ部9は、基端部3aとは反対側に位置する第2の筐体3の先端部3bに配されており、スピーカ部9の放音口は、第2の筐体3の対向面3cから第2の筐体3の内部空間に貫通する開口部3dを介して外方に露出するようになっている。
第1の筐体2の内部には、通話キー、終話キー等の各種の押下操作可能な複数の操作キー10,12を備えた2つのキー操作部11,13及び通話用のマイクロフォン部15が設けられている。第1のキー操作部(主キー操作部)11の各操作キー(主操作キー)10は、2つの筐体2,3を相互に重ね合わせた状態において第2の筐体3に対向する第1の筐体2の対向面2cから外方に露出するようになっている。また、第2のキー操作部13の各操作キー(補助操作キー)12は、対向面2cに隣接する第1の筐体2の側面2eから外方に露出するようになっている。なお、第1の筐体2の側面2eは、第1の筐体2の厚さ方向に沿って形成されている。
マイクロフォン部15は、基端部2aとは反対側に位置する第1の筐体2の先端部2bに配されており、マイクロフォン部15の集音口は、第1の筐体2の対向面2cから第1の筐体2の内部空間に貫通する開口部2dを介して外方に露出するようになっている。
この第1の筐体2は、第1の筐体2の対向面2c側を構成するフロントケース17、及び、第1の筐体2の外面2f側を構成するリアケース19を備えている。これらフロントケース17及びリアケース19は、互いに第1の筐体2の厚さ方向に結合可能となっている。
この第1の筐体2の内部には、図2に示すように、外面2fの反対側に位置するリアケース19の内面19a側から、回路基板21、シールドケース(補強部材)23、前述した第1のキー操作部11を構成するスイッチ基板25及び複数の主操作キー10を有するキーシートが重ねて配されている。また、第1の筐体2内部の先端部2b側には、無線通信用のアンテナ27が収容されている。すなわち、このアンテナ27は、回路基板21、シールドケース(補強部材)23及びスイッチ基板25の近傍に配されている。また、リアケース19と回路基板21との間にはカメラ部61が配置され、カメラ部61の窓がリアケース19の外面2fより外方に露出するようになっている。
シールドケース23に対向する回路基板21の一の表面21aには、複数の電子部品が実装されている。電子部品としては、高周波ブロック31、電源IC33、メモリ35やCPU37等がある。
ここで、高周波ブロック31は、回路基板21を介してアンテナ27と電気的に接続されており、図3に示すように、アンテナ27及び図示しない通信ネットワークを介して、他の電話機との間で通話したり、図示しない他の携帯電話機やサーバとの間で電子メール、インターネットのホームページ等の各種情報を送受信するものである。また、電源IC33は、携帯電話機1に備えるバッテリー39の充電及び放電等を制御するものである。さらに、メモリ35は、文字、記号、画像等の各種情報や携帯電話機1の各種機能を記憶するものである。
そして、CPU37は、スピーカ部9、マイクロフォン部15、高周波ブロック31、電源IC33、メモリ35、カメラ部61等の動作を制御するものである。すなわち、CPU37は、例えば、通話する際にマイクロフォン部15から入力された音声情報を高周波ブロック31に出力したり、高周波ブロック31から入力された音声情報をスピーカ部9に出力する役割を果たす。また、CPU37は、例えば、高周波ブロック31において受信した各種情報をメモリ35に記憶させると共に、キー操作部11,13の操作に基づいて各種情報を表示部7に表示させる役割を果たす。さらに、CPU37は、例えば、キー操作部11,13の操作に基づいてカメラ部61により画像を撮影し、撮影した画像をメモリ35に記憶させる役割を果たす。
また、図2に示すように、回路基板21の一の表面21aには、上述した複数の電子部品を囲繞するグランドパターンとしての基準電位層41が配設されている。
この基準電位層41は、複数の電子部品の搭載領域を所定個数の電子部品毎に区画するように形成されている。すなわち、高周波ブロック31を搭載した第1の搭載領域S1、電源IC33を搭載した第2の搭載領域S2、メモリ35及びCPU37を搭載した第3の搭載領域S3、及び、コンデンサや抵抗器等の他の電子部品32を搭載した複数の第4の搭載領域S4が、基準電位層41によってそれぞれ個別に区画されている。このように分割された複数の搭載領域S1〜S4は、各々回路基板21の一の表面21aの周縁に位置している。
シールドケース23は、導電性を有すると共に、図4に示すように、回路基板21の一の表面21aに対向し、かつ回路基板21の表面21aのうち大部分を覆う略板状の天板部43と、該天板部43の裏面43bに立設された区画壁部45,47とから構成され、上述した複数の電子部品を覆うように、ネジ止めによって回路基板21の一の表面21aに固定されている。
すなわち、区画壁部45は、天板部43の裏面43bの周縁全体から突出しており、回路基板21の一の表面21aの周縁に形成された基準電位層41に当接するように構成されている。また、区画壁部47は、回路基板21の各搭載領域S1〜S4の間に形成された基準電位層41に当接するように構成されている。
したがって、上記シールドケース23を回路基板21の一の表面21aに固定した状態においては、シールドケース23が回路基板21の一の表面21aの略全体を覆うことから、第1の筐体2の剛性を向上させることができる。
また、シールドケース23は、基準電位層41と当接させると共に、複数の電子部品を各搭載領域S1〜S4に対応する空間に分割して配することができるため、各搭載領域S1〜S4に対応する空間をそれぞれ電磁シールドすることができる。
また、このシールドケース23は、区画壁部45の一部に一体的に形成された略矩形板状の延出部49を備えている。この延出部49は、回路基板21及びシールドケース23を相互に重ねて配した状態において、天板部43から回路基板21の厚さ方向に延びて回路基板21の側部に隣接して位置し、その先端は、一の表面21aとは反対側に位置する回路基板21の裏面21bからさらに厚さ方向に延在している。したがって、延出部49を形成した位置においては、回路基板21の一の表面21aと側壁部45との境界が覆い隠されることになる。
また、延出部49の表面49aは、天板部43の表面43aに対して略直交しており、シールドケース23を第1の筐体2の内部に配した状態において、第1の筐体2の側面2e側に開口する開口部2gに対向するようになっている。
なお、上述のように構成されたシールドケース23は、金属により形成することもできるが、例えば、天板部43を金属板により形成すると共に区画壁部45,47及び延出部49を樹脂により形成して、両者を接着剤等を介して接合した後に、区画壁部45,47及び延出部49に導電膜を被覆して導電性を持たせたものを用いてもよい。また、シールドケース23は、例えば、天板部43、区画壁部45,47及び延出部49の全てを樹脂により一体的に形成し、その表面に導電膜を被覆して導電性を持たせたものを用いても構わない。このようにシールドケース23の一部若しくは全体を樹脂により形成した場合には、携帯電話機1の軽量化を効果的に図ることができる。
スイッチ基板25は、例えば、ポリイミド樹脂からなるベースフィルムの間に銅箔よりなる所定パターンの配線を挟み込んだ薄膜状に形成されると共に可撓性を有しており、天板部43及び延出部49の各表面43a,49aにわたって配されている。すなわち、このスイッチ基板25は、一体的に形成された2つのスイッチシート51,53からなり、第1のスイッチシート51は、シールド板43の表面43aに配されるようになっている。また、第2のスイッチシート53は、延出部49の表面49aに配されると共に、第1のスイッチシート51に対して略直交して配されるように折り曲げられている。
これら2つのスイッチシート51,53の表面51a,53aには、各キー操作部11,13用のスイッチ55,57が複数形成されている。また、これらスイッチ55,57は、各キー操作部11,13の操作キー10,12と同じ数だけ形成され、前述した回路基板21と不図示のフレキシブル配線基板を介して電気的に接続されている。
第1のキー操作部11は、前述した複数の操作キー10を有するキーシートと、第1のスイッチシート51に形成された複数のスイッチ55とから構成されている。この第1のキー操作部11において、主操作キー10を天板部43の表面43aに向けて押下操作した際には、スイッチシート51が天板部43により支持されているため、主操作キー10がスイッチ55を押下することになる。
また、第2のキー操作部13は、前述した複数の補助操作キー12を有するキーシートと、第2のスイッチシート53に形成された複数のスイッチ57とから構成されている。なお、第2のキー操作部13の補助操作キー12は、第2のスイッチシート53を挟み込んで延出部49の表面49aに固定されるようになっている。この第2のキー操作部13において、補助操作キー12を延出部49の表面49aに向けて押下操作した際には、スイッチシート53が延出部49により支持されているため、操作キー12がスイッチ57に当接することになる。
さらに、天板部43及び延出部49は、第1のキー操作部11や第2のキー操作部13を支持する支持板としての役割を果たすため、これら天板部43及び延出部49によってこれら2つのキー操作部11,13の操作キー10,12の押下操作に対する強度を十分に確保することができる。そして、天板部43でスイッチ55を有するスイッチ基板25を支持するようにすることで、携帯電話機1の薄型化を図ることもできる。
また、2つのスイッチシート51,53は、1枚のフレキシブルシートから構成されるとしたが、それぞれ別個のフレキシブルシートから構成されるとしても構わない。また、2つのスイッチシート51,53が個別の基板から構成される場合には、可撓性を有するフレキシブルシートによって構成される必要はなく、例えば、可撓性を有さない基板により構成されるとしてもよい。
また、図4に示すように、カメラ部61は本発明のフレキシブル配線基板65を介して回路基板21と電気的に接続されるようになっている。
即ち、カメラ部61と回路基板21とを電気的に接続するフレキシブル配線基板65は、図5に示すように、例えば、ポリイミド樹脂からなるベースフィルムの間に銅箔よりなる所定パターンの配線を挟み込んだ薄膜状のシートからなり、平面視略逆L字状をした引き回し配線部66と、この引き回し配線部66より延出され、折り曲げ可能に形成された折り曲げ配線部67とを有し、フレキシブル配線基板65の一表面側のうち、引き回し配線部66の両端側にはICチップ68と電子部品69がそれぞれ実装され、また、折り曲げ配線部67にはコネクタ70が実装されている。
また、折り曲げ配線部67のうち、折り曲げ側と反対の周縁には切り欠き部67aを有すると共に、引き回し配線部66のうち折り曲げ配線部67と反対側には前記切り欠き部67aに係合させる引っ掛け係合部71が延出され、折り曲げ可能に構成されている。すなわち、折り曲げ配線部67を図5の矢印で示す方向に折り曲げることにより図6に示すように折り曲げ配線部67を引き回し配線部66と重ね合わせることができるようになっている。そして、図7及び図8に示すように、引っ掛け係合部71を折り曲げて切り欠き部67aに係合させることにより折り曲げ状態を維持するようになっている。
引っ掛け係合部71は、引き回し配線部66より延びる舌片部72と、この舌片部72の端部より両側に延びる引っ掛け部73とを有している。一方、折り曲げ配線部67に形成された切り欠き部67aは、その開口の幅tが、前記引っ掛け係合部71の舌片部72の幅sよりも小さくなるように形成すると共に、切り欠き部67aの開口近傍の内面には段差部67bを形成してある。
その為、引っ掛け係合部71の舌片部72を折り曲げ配線部67の切り欠き部67aに挿入すると、舌片部72の両側は前記切り欠き部67aの段差部67bに引っ掛かり、切り欠き部67aから抜け難くなる。また、舌片部72の端部両側より突出する引っ掛け部73により折り曲げ配線部67が元の平面状態に戻ろうとする復元作用を係止することになる。その結果、折り曲げ配線部67を折り曲げた状態で固着することなく維持することができる。
このとき、図8に示すように、引っ掛け係合部71の先端は、その根元部より引き回し配線部66側に位置するように構成することが好ましい。このように、引っ掛け係合部71が引き回し配線部66側に倒れた状態を維持するように折り曲げておくことで、引っ掛け係合部71を引き回し配線部66側に対して直角に配置した場合と比較して折り曲げ点からの距離が短くなるため、折り曲げ配線部66が元の状態に戻ろうとする復元力による引っ掛け部73での係合力が大きくなるため、引っ掛け係合部71を外れ難くすることができると共に、折り曲げた引っ掛け係合部71の先端側に他の部品等が配置される場合、高さを低くすることができるため、他の部品等との接触を防ぐことが可能になる。
そして、引き回し配線部66のうちICチップ68が実装された面と反対側の面に露出する接続端子部にカメラ部61を半田接合すると共に、折り曲げ配線部67を折り曲げて引き回し配線部66に重ね合わせた状態で、折り曲げ配線部67に有するコネクタ70を回路基板21に形成されたコネクタ受部38に接続することでカメラ部61と回路基板21との電気的接続を行うことができる。
そして、カメラ部61を実装した部位を折り曲げ配線部67とは反対側に折り曲げてリアケース19内に収容するのであるが、このとき、リアケース19との寸法精度の問題からカメラ部61の位置を若干移動させたい場合であってもフレキシブル配線基板65は可撓性を有すると共に、折り曲げ配線部67は係合によって係止してあるだけであるため、折り曲げ配線部67と引き回し配線部66との位置を容易にずらすことができるため、負荷をかけることなく簡単に組み付けることができるというように、組み立て時やメンテナンス時におけるフレキシブル配線基板の取り扱いが容易となり、組み立てやメンテナンス作業性を大幅に高めることができる。
なお、この実施形態では、カメラ部61と回路基板21との接続に用いるフレキシブル配線基板65を例にとって説明したが、本発明のフレキシブル配線基板をスイッチ基板と回路基板との接続や第2の筐体3内に備える表示部やスピーカ部と回路基板との接続に用いても構わない。また、折り曲げ配線部にはコネクタを設けた例を示したが、ここに電子部品を実装するようにしても構わない。この場合、回路基板に実装する電子部品を減らしたり、回路設計の自由度を高めることができる。
さらに、上記実施形態においては、ヒンジ部5によって互いに連結された2つの筐体2,3を備える携帯電話機1について述べたが、これに限ることはなく、例えば、1つの筐体から構成される携帯電話機であっても構わない。
また、携帯電話機に限ることはなく、PDAやデジタルカメラなどのフレキシブル配線基板を用いた携帯電子機器に適用することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明の一実施形態に係る携帯電話機の第1及び第2の筐体を相互に開いた状態を示す概略斜視図である。 図1の携帯電話機における第1の筐体を示す分解斜視図である。 図1の携帯電話機の電気的な構成を示すブロック図である。 図1の携帯電話機において、回路基板、シールドケース、キー操作部、及びカメラ部の構成を示す拡大断面図である。 本発明の携帯電話機において、カメラ部と回路基板とを接続するフレキシブル配線基板を展開した斜視図である。 本発明の携帯電話機において、カメラ部と回路基板とを接続するフレキシブル配線基板の折り曲げ配線部を折り曲げた状態を示す斜視図である。 本発明のフレキシブル配線基板における引っ掛け係合部と折り曲げ配線部との係合状態を示す平面図である。 本発明のフレキシブル配線基板における引っ掛け係合部と折り曲げ配線部との係合状態を示す断面図である。
符号の説明
1 携帯電話機(携帯無線機)
2 第1の筐体
2c 対向面(表面)
2e 側面
10 操作キー(主操作キー)
11 第1のキー操作部(主キー操作部)
12 操作キー(補助操作キー)
13 第2のキー操作部(補助キー操作部)
21 回路基板
21a 一の表面
23 シールドケース
27 アンテナ
31 高周波ブロック(電子部品)
32 他の電子部品
33 電源IC(電子部品)
35 メモリ(電子部品)
37 CPU(電子部品)
41 基準電位層
43 天板部
43a 表面
45 区画壁部
47 区画壁部
49 延出部
49a 表面
S1〜S4 搭載領域
61 カメラ部
65 フレキシブル配線基板
66 引き回し配線部
67 折り曲げ配線部
67a 切り欠き部
67b 段差部
68 ICチップ
69 電子部品
70 コネクタ
71 引っ掛け係合部
72 舌片部
73 引っ掛け部

Claims (5)

  1. 引き回し配線部と、該引き回し配線部より延出され、折曲げ可能に設けられた折り曲げ配線部と、前記引き回し配線部より延出され、折曲げ可能に設けられた引っ掛け係合部とを有し、前記折り曲げ配線部の周縁に、当該折り曲げ配線部を折り曲げたときに前記引っ掛け係合部を係合させる切り欠き部を有し、
    前記折り曲げ配線部の周縁に形成された切り欠き部は、折り曲げ配線部を折り曲げて引っ掛け係合部を係合させたとき、当該引っ掛け係合部の先端が根元部より引き回し配線部側に位置するように設けてあることを特徴とするフレキシブル配線基板。
  2. 前記引っ掛け係合部は、前記引き回し配線部より延びる舌片部と、該舌片部の端部より両側に延びる引っ掛け部とを有することを特徴とする請求項1に記載のフレキシブル配線基板。
  3. 前記折り曲げ配線部に形成された切り欠き部は、その開口の幅が、前記引っ掛け係合部の舌片部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項2に記載のフレキシブル配線基板。
  4. 前記折り曲げ配線部に形成された切り欠き部の開口近傍の内面に段差部を有すること特徴とする請求項3に記載のフレキシブル配線基板。
  5. 請求項1乃至請求項のいずれか1項に記載のフレキシブル配線基板を用いて筐体内に備える回路基板同士又は筐体内に備える回路基板と電気部品又は電子部品とを電気的に接続してあることを特徴とする携帯電子機器。
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JPH1027974A (ja) * 1996-07-11 1998-01-27 Aiwa Co Ltd 接地装置

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