JP4919755B2 - 配線回路基板および電子機器 - Google Patents
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Description
また、近年、データの高密度化の観点から、このようなフレキシブル配線回路基板では、信号の高周波数化が必要になるところ、高周波数化を図ると、信号配線の伝送損失が大きくなる。
本発明の目的は、信号配線の伝送損失を防止することができるとともに、第1筐体および第2筐体が相対回転されたときに受ける応力を、緩和することのできる配線回路基板およびそれが用いられる電子機器を提供することにある。
この配線回路基板では、スリットが、その長手方向一方側の各接続端子の近傍および長手方向他方側の各接続端子の近傍にわたって形成されているので、配線回路基板全体の強度を確保しつつ、上記した応力をより確実に緩和することができる。
図1において、この配線回路基板1は、例えば、長手方向に延びる平面視略矩形状に形成されるフレキシブル配線回路基板であって、例えば、絶縁層2と、導体層3と、グランド層7(図2参照)とを備えている。
また、第1絶縁層9および第2絶縁層10は、その長手方向両端縁が平面視において同一位置となるように形成され、第3絶縁層11および第4絶縁層12は、その長手方向両端縁が平面視において同一位置となるように形成されている。
第2絶縁層10は、図2に示すように、第1絶縁層9の上に、後述する第1グランド層18を被覆するように、かつ、後述する第2グランド層19の第1下部25が充填される第1開口部23が開口されるように、形成されている。より具体的には、第2絶縁層10は、第1絶縁層9の上面と、第1グランド層18の上面(第1開口部23が形成される部分を除く。)および幅方向両側面とに形成されている。
第3絶縁層11は、第2絶縁層10の上に、導体層3および後述する第2グランド層19を被覆するように、かつ、後述する第3グランド層20の第2下部27が充填される第2開口部24が開口されるように、形成されている。より具体的には、第3絶縁層11は、第2絶縁層10の上面と、後述する信号配線4の上面および幅方向両側面と、第2グランド層19の第1上部26の上面(第2開口部24が形成される部分を除く。)および幅方向両側面とに形成されている。
第4絶縁層12は、第3絶縁層11の上に、第3グランド層20を被覆するように形成されている。より具体的には、第4絶縁層12は、第3絶縁層11の上面と、第3グランド層20の上面および幅方向両側面とに形成されている。
複数の信号配線4は、例えば、後述する携帯電話6の表示側筐体15の表示側電子部品および操作側筐体16の操作側電子部品に対して出入力される電気信号を伝送するためのものであって、第3絶縁層11に被覆されるように形成されている。また、信号配線4は、次に述べる表示側接続端子13と操作側接続端子14とを接続している。
表示側接続端子13は、配線回路基板1の長手方向一端部に複数設けられている。より具体的には、各表示側接続端子13は、第3絶縁層11および第4絶縁層12の長手方向一端縁から露出する第2絶縁層10の長手方向一端部の上面に配置されており、互いに間隔を隔てて並列配置されている。なお、各表示側接続端子13には、各信号配線4の長手方向一端部が連続して接続されており、例えば、携帯電話6の表示側筐体15の表示側電子部品のコネクタが接続される。
なお、導体層3が後述するアディティブ法によって形成される場合には、図2の点線で示すように、導体層3と、第2絶縁層10の上面との間に、第2金属薄膜30が介在されている。
グランド層7は、より具体的には、第1グランド層18、第2グランド層19および第3グランド層20を備えており、第1グランド層18、第2グランド層19および第3グランド層20を厚み方向に順次積層することにより、形成されている。なお、このグランド層7は、グランド層7の長手方向一端部または他端部に設けられる図示しないグランド接続部を介して、グランド接続(接地)される。
また、第1グランド層18は、厚み方向において信号配線4および第2グランド層19と少なくとも対向するように形成されている。より具体的には、各第1グランド層18は、各信号配線4の幅方向両外側に延び、次に述べる第2グランド層19の幅方向両外側面(幅方向一方側の第2グランド層19の幅方向一方側面および幅方向他方側の第2グランド層19の幅方向他方側面)間よりも幅広となるように形成されている。
第2グランド層19は、第2絶縁層10および第1グランド層18の上、より具体的には、第2絶縁層10および第1グランド層18の上面に、第3絶縁層11に被覆されるように形成され、各信号配線4の幅方向両外側に、間隔を隔てて配置されている。これら第2グランド層19は、各信号配線4を幅方向に挟んで対向配置されている。また、各第2グランド層19は、第2絶縁層10の第1開口部23内に充填される第1下部25と、第1下部25の上端から、第1開口部23の幅方向周辺の第2絶縁層10の上面を被覆するように、厚み方向上側および幅方向両側に、膨出するように形成される第1上部26とを、一体的に連続して備えている。
第1グランド層18の厚みは、例えば、3〜18μm、好ましくは、5〜12μmであり、その幅は、例えば、150〜500μm、好ましくは、220〜430μmである。また、各第1グランド層18間の間隔は、例えば、80〜300μm、好ましくは、100〜200μmである。
第3グランド層20の第2上部28の厚みは、例えば、3〜18μm、好ましくは、5〜12μmであり、その幅は、例えば、150〜500μm、好ましくは、220〜430μmである。また、第3グランド層20の第2下部27の厚みは、例えば、2〜22μm、好ましくは、5〜15μmである。また、各第3グランド層20(第2上部28)間の間隔は、例えば、80〜300μm、好ましくは、100〜200μmである。
そして、このグランド層7は、下部グランド層51および上部グランド層53が各信号配線4を厚み方向において挟むように形成され、かつ、側部グランド層52が各信号配線4を幅方向において挟むように形成されている。これにより、グランド層7は、幅方向および厚み方向において、各信号配線4を囲んでいる。
より具体的には、スリット8は、図2に示すように、各信号配線4に対応して、幅方向に互いに隣接配置される各グランド層7間に形成されている。各スリット8は、絶縁層2(第1絶縁層9、第2絶縁層10、第3絶縁層11および第4絶縁層12)を厚み方向に貫通するように形成されている。
まず、この方法では、図3(a)に示すように、金属支持基板32を用意する。
金属支持基板32は、図3(b)〜図4(i)に示すように、絶縁層2、導体層3およびグランド層7を支持するための基板であって、長手方向に延びる平面視略矩形状に形成されている。金属支持基板32を形成する金属材料としては、例えば、ステンレス、42アロイ、アルミニウム、銅、銅−ベリリウム、りん青銅などが用いられる。好ましくは、ステンレスが用いられる。金属支持基板32の厚みは、例えば、10〜50μm、好ましくは、18〜25μmである。
第1絶縁層9は、例えば、金属支持基板32の上面に、感光性の合成樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、必要により硬化させることにより、上記したパターンで形成する。
第1グランド層18は、第1絶縁層9の上面に、例えば、アディティブ法によって、上記したパターンとして形成する。
アディティブ法では、まず、第1絶縁層9の上面に、第1金属薄膜29を形成する。第1金属薄膜29は、スパッタリング、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを積層することにより、形成する。
次いで、この方法では、図3(d)に示すように、第2絶縁層10を、第1絶縁層9の上に、第1グランド層18を被覆するように形成する。
次いで、この方法では、図3(e)に示すように、導体層3を、第2絶縁層10の上に形成するとともに、第2グランド層19を、第1グランド層18および第2絶縁層10の上に形成する。
アディティブ法では、まず、第2絶縁層10の第1開口部23から露出する第1グランド層18の上面、および、第2絶縁層10の上面(および第1開口部23の内側面)に、第2金属薄膜30を形成する。第2金属薄膜30は、スパッタリング、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを積層することにより、形成する。
次いで、この方法では、図3(f)に示すように、第3絶縁層11を、第2絶縁層10の上に、導体層3および第2グランド層19を被覆するように形成する。
第3絶縁層11は、例えば、導体層3および第2グランド層19を含む第2絶縁層10の上面に、感光性の合成樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、必要により硬化させることにより、上記した第2開口部24が形成されるパターンで形成する。
第3グランド層20は、上記した第1グランド層18の形成と同様のアディティブ法によって、上記したパターンとして形成する。
アディティブ法では、まず、第3絶縁層11の第2開口部24から露出する第2グランド層19の上面、および、第3絶縁層11の上面(および第2開口部24の内側面)に、第3金属薄膜31を形成する。第3金属薄膜31は、スパッタリング、好ましくは、クロムスパッタリングおよび銅スパッタリングにより、クロム薄膜と銅薄膜とを積層することにより、形成する。
第4絶縁層12は、例えば、第3グランド層20を含む第3絶縁層11の上面に、感光性の合成樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、必要により硬化させることにより、上記したパターンで形成する。
スリット8の形成は、例えば、プラズマ、レーザによるドライエッチング、例えば、化学エッチングなどのウエットエッチングなどにより、第4絶縁層12、第3絶縁層11、第2絶縁層10および第1絶縁層9を厚み方向に貫通するように、開口する。
次いで、この方法では、図4(j)に示すように、金属支持基板32を除去する。
金属支持基板32は、例えば、アルカリ水溶液(塩化第二鉄水溶液など)などのエッチング液を用いるウエットエッチングなどにより、除去する。
なお、この方法により製造される配線回路基板1の厚みは、例えば、150〜350μm、好ましくは、180〜250μmである。
図5は、本発明の配線回路基板が搭載される、本発明の電子機器の一実施形態としての携帯電話の斜視図、図6は、図5に示す携帯電話の連結部の配線回路基板の拡大斜視図である。
図5において、この携帯電話6は、第1筐体としての表示側筐体15と、表示側筐体15に連結される第2筐体としての操作側筐体16と、表示側筐体15および操作側筐体16を相対回転可能に連結する連結部17と、配線回路基板1(図6参照)とを備えている。
操作側筐体16は、表示側筐体15と平行に配置され、表示側筐体15と重ね合わせられるように同一形状に形成され、その上面において、キー操作部38と、送話部39とを備えるとともに、図示しない電子部品としての操作側電子部品を内蔵している。
配線回路基板1は、図1および図6が参照されるように、各信号配線4および各スリット8が連結部17の周りにおいて、各信号配線4および各スリット8が、連結部17の回転軸21の回転方向(表示側筐体15および操作側筐体16が相対回転する方向)Rに沿って並列配置されるように、設けられている。また、配線回路基板1は、配線回路基板1の長手方向一端部が表示側筐体15に配置され、その表示側接続端子13が表示側筐体15の表示側電子部品の図示しないコネクタに接続されるととともに、配線回路基板1の長手方向他端部が操作側筐体16に配置され、その操作側接続端子14が操作側筐体16の操作側電子部品の図示しないコネクタに接続されている。
また、この配線回路基板1を、表示側筐体15の表示側電子部品および操作側筐体16の操作側電子部品のコネクタの接続に用いると、信号配線およびこれを同心状に囲むグランド配線を備える同軸ケーブルを複数用いて接続する場合に比べて、携帯電話6の表示側電子部品および操作側電子部品と配線回路基板1との間の特性インピーダンスとを整合させることができる。その結果、これらの接続点における特性インピーダンスの不整合による伝送損失を確実に低減させることができる。
次に、本発明の配線回路基板の他の実施形態について、図7〜図10を参照して、また、本発明の配線回路基板の参考となる参考実施形態について、図11を参照して、説明する。
なお、上記した各部に対応する部材については、図7〜図11の各図面において同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
好ましくは、図1に示すように、スリット8を、各表示側接続端子13の近傍および各操作側接続端子14の近傍にわたって形成する。このようにスリット8を形成すれば、配線回路基板1全体の強度を確保しつつ、スリット8の長さを十分確保して、上記した応力をより確実に緩和することができる。
次いで、図7(b)に示すように、例えば、サブトラクティブ法により、第1金属層40の上に、図示しないドライフィルムレジストを積層した後、露光および現像し、導体層3の配線回路パターンと同一パターンの図示しないエッチングレジストを形成するとともに、第2金属層41の下に、図示しないドライフィルムレジストを積層した後、露光および現像し、下部グランド層51と同一パターンの図示しないエッチングレジストを形成する。次いで、エッチングレジストから露出する第1金属層40および第2金属層41をウエットエッチングした後、エッチングレジストを除去する。これにより、導体層3を、第2絶縁層10の上に形成するとともに、下部グランド層51を、第2絶縁層10の下に形成する。
次いで、この方法では、図7(d)に示すように、第3開口部42を、第2絶縁層10および第3絶縁層11に、厚み方向に貫通するように形成する。
第3開口部42は、平面視において、上記した第2絶縁層10の第1開口部23および第3絶縁層11の第2開口部24と同一位置に形成され、厚み方向において、同一幅となるように形成されている。
次いで、図8(e)に示すように、側部グランド層52および上部グランド層53を、下部グランド層51および第3絶縁層11の上に形成する。
側部グランド層52は、第2絶縁層10および第3絶縁層11の第3開口部42内に充填されており、上部グランド層53と一体的に連続して形成されている。
アディティブ法では、まず、第2絶縁層10および第3絶縁層11の第3開口部42から露出する下部グランド層51の上面、第3絶縁層11の上面、および、第2絶縁層10および第3絶縁層11の第3開口部42の内側面に、第4金属薄膜46を形成する。第4金属薄膜46は、上記した第2金属薄膜30や第3金属薄膜31と同様の方法により、形成する。
側部グランド層52は、厚み方向にわたって、同一幅に形成されており、上記した第2グランド層19の第1下部25および第3グランド層20の第2下部27と同幅である。
次いで、この方法では、図8(f)に示すように、第4絶縁層12を、第3絶縁層11の上に、上部グランド層53を被覆するように形成するとともに、第1絶縁層9を、第2絶縁層10の下に、下部グランド層51を被覆するように形成する。
また、第4絶縁層12および第1絶縁層9の形成は、上記の方法に制限されず、例えば、合成樹脂を上記したパターンのフィルムに予め形成して、そのフィルムを、上部グランド層53を含む第3絶縁層11の上面および下部グランド層51を含む第2絶縁層10の下面に、公知の接着剤層を介して貼着することもできる。
スリット8の形成は、上記と同様の方法により、第4絶縁層12、第3絶縁層11、第2絶縁層10および第1絶縁層9を厚み方向に開口する。
これにより、配線回路基板1を得ることができる。
この方法によれば、金属支持基板32を用いずに、金属張多層基材33から配線回路基板1を形成することができるので、金属支持基板32を除去する必要がなく、配線回路基板1を簡単に製造することができる。
また、この方法により製造される配線回路基板1では、側部グランド層52を、厚み方向にわたって、同一幅で形成することができる。そのため、上記した側部グランド層52の第2グランド層19のように、側部グランド層52の第1下部25および第2下部27に対して第1上部26の幅方向に膨出する部分が形成されないので、かかる膨出分だけ、側部グランド層52と、各信号配線4とを近接させても、これらの間隔を確実に確保することができる。
まず、この方法では、図9(a)に示すように、例えば、金属張多層基材33を用意する。
次いで、この方法では、図9(d)に示すように、第3絶縁層11を、第2絶縁層10の上に、導体層3を被覆するように形成する。
次いで、この方法では、図9(e)に示すように、第3開口部42を、第2絶縁層10および第3絶縁層11に、厚み方向に貫通するように形成する。
次いで、図10(f)に示すように、側部グランド層52および上部グランド層53を、下部グランド層51および第3絶縁層11の上に形成する。
次いで、この方法では、図10(h)に示すように、スリット8を、絶縁層2に、各信号配線4間において、長手方向に沿って複数形成する。
なお、この方法により製造される配線回路基板1の厚みは、例えば、150〜350μm、好ましくは、180〜250μmである。
この方法によれば、アディティブ法とサブトラクティブ法とを組み合わせることにより、導体層3を、第1導体層47および第2導体層48の、2層の導体層から形成することができ、下部グランド層51を、第4グランド層49および第5グランド50の、2層の下部グランド層から形成することができる。
実施例1
まず、厚み20μmのステンレスからなる金属支持基板を用意し(図3(a)参照)、次いで、金属支持基板の上面に、感光性ポリアミド酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、加熱して硬化させることにより、厚み12μmのポリイミドからなる第1絶縁層を、金属支持基板の上に形成した(図3(b)参照)。
次いで、第2絶縁層の第1開口部から露出する第1グランド層の上面、および、第2絶縁層の上面(および第1開口部の内側面)に、第2金属薄膜として厚み0.03μmのクロム薄膜と厚み0.07μmの銅薄膜とを、クロムスパッタリングと銅スパッタリングとによって順次形成し、次いで、この第2金属薄膜の上面に、導体層の配線回路パターンおよび第2グランド層のパターンと逆パターンでめっきレジストを形成した後、電解銅めっきするアディティブ法により、信号配線と表示側接続端子および操作側接続端子とを一体的に備え、銅からなる、厚み12μmの導体層を第2絶縁層の上に形成するとともに、厚み12μm、幅140μmの第1上部、および、厚み12μm、幅40μmの第1下部を一体的に備える第2グランド層(側部グランド層)を第1グランド層および第2絶縁層の上に形成した。その後、めっきレジストおよびそのめっきレジストが積層されていた部分の第2金属薄膜を化学エッチングにより除去した(図3(e)参照)。
次いで、第2グランド層および導体層を含む第2絶縁層の上面に、感光性ポリアミド酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、加熱して硬化させることにより、厚み12μmの第3絶縁層を、第2開口部が形成されるパターンで、第2絶縁層の上に、導体層および第2グランド層を被覆するように形成した(図3(f)参照)。なお、この第3絶縁層の長手方向両端部から、接続端子(表示側接続端子および操作側接続端子)が露出し、各接続端子の長さは10mmであった。
次いで、第3グランド層を含む第3絶縁層の上面に、感光性ポリアミド酸樹脂のワニスを塗布し、乾燥後、フォトマスクを介して露光し、現像後、加熱して硬化させることにより、厚み12μmの第4絶縁層を、上記したパターンで、第3絶縁層の上に、第3グランド層を被覆するように形成した(図4(h)参照)。
各スリットの長手方向途中における幅は40μmであり、各スリット間の間隔は0.5mmであり、各丸穴の直径は75μmであり、長手方向一端部における各丸穴の長手方向一端縁と第3絶縁層および第4絶縁層の長手方向一端縁との間隔は、長手方向他端部における各丸穴の長手方向他端縁と第3絶縁層および第4絶縁層の長手方向他端縁との間隔と同一であり、0.5mmであった。
このフレキシブル配線回路基板を、表示側筐体と、操作側筐体と、これらを回転軸を回転中心として、周方向に回転可能に連結する連結部とを備える携帯電話の連結部の周りにおいて、フレキシブル配線回路基板の各信号配線およびスリットを、連結部の回転軸の回転方向に沿って並列配置した(図5および図6参照)。また、フレキシブル配線回路基板の表示側接続端子と携帯電話の表示側筐体の表示側電子部品のコネクタとを接続し、フレキシブル配線回路基板の操作側接続端子と携帯電話の操作側筐体の操作側電子部品のコネクタとを接続した。
比較例1
スリットを形成しなかった以外は、実施例1と同様に、フレキシブル配線回路基板を製造し、次いで、携帯電話の連結部に配置した。
2 絶縁層
3 導体層
4 信号配線
5 接続端子
6 携帯電話
7 グランド層
8 スリット
13 表示側接続端子
14 操作側接続端子
15 表示側筐体
16 操作側筐体
17 連結部
Claims (3)
- 長手方向に延びる絶縁層と、
前記絶縁層に被覆され、前記絶縁層の長手方向および厚み方向に直交する直交方向において互いに間隔を隔てて並列配置される複数の信号配線、および、各前記信号配線の長手方向両端部に設けられ、前記絶縁層から露出する接続端子を有する導体層と、
前記絶縁層に被覆され、各前記信号配線をその長手方向に直交する方向において囲むように形成され、かつ、前記直交方向に互いに独立するように間隔を隔てて隣接配置されるグランド層とを備え、
前記絶縁層は、
第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上に形成され、上面に前記信号配線が形成される第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の上に、前記信号配線を被覆するように形成される第3絶縁層と、
前記第3絶縁層の上に形成される第4絶縁層とを備え、
前記第2絶縁層には、各前記信号配線が形成される部分の前記直交方向外側に、第1開口部が開口され、
前記第3絶縁層には、各前記信号配線を被覆する部分の前記直交方向外側に、前記第1開口部に対応する第2開口部が開口されており、
前記グランド層は、
前記第1絶縁層の上において、前記直交方向に延び、各前記信号配線および前記第1開口部に前記厚み方向に対向するとともに、前記第2絶縁層に被覆されるように形成される下部グランド層と、
前記第3絶縁層の上に、前記直交方向に延び、各信号配線および前記第2開口部に前記厚み方向に対向するとともに、前記第4絶縁層に被覆されるように形成される上部グランド層と、
前記下部グランド層の上、および、前記上部グランド層の下に、前記第1開口部および前記第2開口部に充填されるとともに、各前記信号配線を前記直交方向において挟むように形成される側部グランド層とを備え、
前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記3絶縁層および前記第4絶縁層には、前記直交方向に互いに隣接配置される各前記下部グランド層の間と、前記直交方向に互いに隣接配置される各前記上部グランド層の間とにおいて、長手方向に沿い、前記第1絶縁層、前記第2絶縁層、前記3絶縁層および前記第4絶縁層を貫通するスリットが形成されていることを特徴とする、配線回路基板。 - 前記スリットは、その長手方向一方側の各前記接続端子の近傍および長手方向他方側の各前記接続端子の近傍にわたって形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の配線回路基板。
- 第1筐体と、前記第1筐体に連結される第2筐体と、前記第1筐体および前記第2筐体を相対回転可能に連結する連結部と、請求項1または2に記載の配線回路基板とを備え、
長手方向一方側の各前記接続端子が前記第1筐体の電子部品に接続され、長手方向他方側の各前記接続端子が前記第2筐体の電子部品に接続され、かつ、各前記信号配線が前記連結部の周りにおいて、前記第1筐体および前記第2筐体が相対回転する方向に沿って並列配置されていることを特徴とする、電子機器。
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