JP5262970B2 - フレキシブルハーネスおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁フィルム上に導体パターンを形成したフレキシブルプリント基板からなるフレキシブルハーネスおよびその製造方法に係り、特に基板またはチップに電気的に接続するためのフレキシブルハーネスおよびその製造方法に関するものである。

基板間またはチップ間の接続には、フレキシブルハーネスが用いられている。フレキシブルハーネスは、絶縁フィルム上に導体線からなる導体パターンを形成したフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）からなり、その導体パターンの各導体線の端部と基板またはチップの端子とを電気的に接続することで基板間またはチップ間を電気的に接続するものである。

フレキシブルハーネスと基板またはチップとを電気的に接続するためには、フレキシブルハーネスの各導体線と基板またはチップの端子とを接触させる必要がある。そのため、基板またはチップには、フレキシブルハーネスの端部を嵌合するためのレセプタクル（受けコネクタ）が設けられる。

このレセプタクルは、フレキシブルハーネスと基板またはチップとを電気的に安定に接続するため、基板またはチップの端子と電気的に接続されたバネ性のある導体（金型などで作製する金属導体電極）を、複数本プラスチック部品に嵌め合わせた構造であり、フレキシブルハーネスの端部をレセプタクルに嵌合したときに、そのバネ性のある導体をフレキシブルハーネスの各導体線に押し付けるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、フレキシブルハーネスの端部には、バネ性のある導体が押し付けられたときに、これを受け止めるため、接触面裏側に強度補強用にリジッド基板が貼り合わされることもある。

他にも、表面にコンタクトを有する凸型のレセプタクルを基板に設け、他方、その凸型のレセプタクルに嵌合する凹部をフレキシブルハーネスに設け、フレキシブルハーネスの凹部と基板に設けられた凸型のレセプタクルとを嵌合することで、フレキシブルハーネスと基板またはチップとを電気的に接続する構造がある（例えば、特許文献２参照）。

このように、フレキシブルハーネスと基板またはチップとを電気的に接続する際には、レセプタクルを介して電気的に接続するのが一般的である。

特開平６−６８９４０号公報 特開平１１−３１５４３号公報 特開平４−２１２２７３号公報

しかし、レセプタクルは、上述したようにバネ性のある導体をプラスチック部品に嵌め合わせるなどした構造であり、製造コストが高く、また小型化、多ピン化（端子の狭ピッチ化）が非常に難しいという問題がある。

この問題を解決するためにはレセプタクルを無くせばよいが、従来、フレキシブルハーネス側にはバネ性のある構造がないため、レセプタクルを無くすと、基板またはチップの端子の僅かな高さバラツキなどの影響によって、電気的接触を安定に保つことが難しくなってしまう問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、レセプタクルを必要とせず、かつ基板またはチップとの電気的接触を安定に保つことができるフレキシブルハーネスを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、絶縁フィルム上に、複数の導体線からなる導体パターンを形成し、その導体パターンの各導体線の端部を、基板またはチップの端子に電気的に接続するためのフレキシブルハーネスにおいて、前記導体パターンを曲げて形成された接点部を有し、前記接点部が、前記絶縁フィルムに形成された空孔を横断すると共にその横断する部分が盛り上げられた前記導体線からなり、かつ千鳥状に形成されると共に前記基板またはチップの端子と電気的に接続されるフレキシブルハーネスである。

請求項２の発明は、前記接点部の前記絶縁フィルムの裏面に、リジッド基板を貼り付けた請求項１に記載のフレキシブルハーネスである。

請求項３の発明は、前記絶縁フィルムに位置合わせ用穴が形成され、前記リジッド基板に位置合わせ用突起が形成され、これらを係合させて前記絶縁フィルムに前記リジッド基板を貼り付けた請求項２に記載のフレキシブルハーネスである。

請求項４の発明は、絶縁フィルム上に、複数の導体線からなる導体パターンを形成し、その導体パターンの各導体線の端部を、基板またはチップの端子に電気的に接続するためのフレキシブルハーネスの製造方法において、前記基板またはチップの端子に接続する前記導体線の直下の前記絶縁フィルムに予め空孔を櫛歯形状に形成し、かつ前記各導体線が前記空孔を横断するように前記導体パターンを形成しておき、前記空孔を前記導体線の長手方向に縮めて、前記空孔を横断する部分の前記各導体線を盛り上げ、バネ性を有する接点部を千鳥状に形成するフレキシブルハーネスの製造方法である。

請求項５の発明は、前記接点部の前記絶縁フィルムの裏面に、リジッド基板を貼り付ける請求項４に記載のフレキシブルハーネスの製造方法である。

請求項６の発明は、前記絶縁フィルムに位置合わせ用穴を形成し、前記リジッド基板に位置合わせ用突起を形成し、これらを係合させて前記絶縁フィルムに前記リジッド基板を貼り付ける請求項５に記載のフレキシブルハーネスの製造方法である。

本発明によれば、レセプタクルを必要とせず、かつ基板またはチップとの電気的接触を安定に保つことができるフレキシブルハーネスを得られる。

本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブルハーネスの斜視図である。 図２（ａ）は、図１のフレキシブルハーネスの接点部の構造図であり、図２（ｂ）は、図１のフレキシブルハーネスの接点部の電極パッドパターンを示す図である。 図３（ａ）〜（ｆ）は、図１のフレキシブルハーネスの製造方法を説明する図であり、図３（ｇ）は、図１のフレキシブルハーネスを基板またはチップに電気的に接続したときの断面図である。 接点部の電極パッドパターンの変形例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブルハーネスの接点部の拡大斜視図である。 図６（ａ）〜（ｆ）は、図５のフレキシブルハーネスの製造方法を説明する図であり、図６（ｇ）は、図５のフレキシブルハーネスを基板またはチップに電気的に接続したときの断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブルハーネスの斜視図である。図２（ａ）は、図１のフレキシブルハーネスの接点部の構造図であり、図２（ｂ）は、図１のフレキシブルハーネスの接点部の電極パッドパターンを示す図である。

図１に示すように、第１の実施の形態に係るフレキシブルハーネス１は、例えば、ＦＰＣの特徴である薄さや可とう性を利用して、基板が密集した（配線空間が狭く入り組んだ）機器内のバス配線などに用いられるものである。また、フレキシブルハーネス１は、絶縁フィルム２の裏面にベタＧＮＤ面を設けることで、高速伝送用のフレキシブルハーネスとしても用いられる。

フレキシブルハーネス１は、基本的には、絶縁フィルム２上に、複数の導体線３からなる導体パターン４が形成されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）からなり、その導体パターン４の各導体線３の端部と基板またはチップの端子とを電気的に接続することで基板間またはチップ間を電気的に接続するものである（基板とチップとの間の接続も含む）。より具体的には、導体パターン４を曲げて形成された接点部６を有し、接点部６が基板またはチップ２０の端子２１と電気的に接続されるものである。

絶縁フィルム２としては、ポリイミド系樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ）からなる絶縁フィルムが用いられる。

導体パターン４は、絶縁フィルム２の表面に銅箔などの金属箔を貼り付けた後、フォト・エッチング工程などにより複数の導体線３をパターン形成したものである。導体線３は、電気的に接続する基板またはチップ２０の端子２１と同数で、かつ同ピッチに形成される（図２（ｂ）参照）。また、裏面にはＧＮＤ用パターン３１が形成される（図３参照）。

さて、図２（ａ），（ｂ）に示すように、絶縁フィルム２上には、導体パターン４を形成する前に予め空孔５が形成される。

この空孔５は、絶縁フィルム２の端部２ａから所定の距離を隔てた位置に矩形状に形成され、その幅Ｗ１は、絶縁フィルム２の幅Ｗ２よりも小さく、かつ絶縁フィルム２上に形成される導体パターン４の幅Ｗ３よりも大きく形成され、空孔５の幅方向の両端の絶縁フィルム２には、辺部２ｂ，２ｂが形成される。

また、絶縁フィルム２の辺部２ｂ，２ｂに位置して端部２ａとフィルム本体２ｃ側に、それぞれ位置合わせ用穴８が形成される。

導体パターン４は、絶縁フィルム２の端部２ａからフィルム本体２ｃにかけて、空孔５を横断するように形成される。

このフレキシブルハーネス１の絶縁フィルム２を、空孔５を中心にして辺部２ｂ，２ｂを図２（ａ）に示すようにＶ字状に折り曲げて、空孔５を導体線３の長手方向に縮める。このように空孔５を、横断する部分の各導体線３を上方に盛り上げるように縮めることで、各導体線３でバネ性を有する接点部６が形成される。

このようにバネ性を有する接点部６を形成した後、フレキシブルハーネス１の絶縁フィルム２をリジッド基板７に貼り付ける。リジッド基板７上には、位置合わせ用突起７ａと取付穴９とが形成される。

ここまでの工程を図３（ａ）〜（ｆ）により説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、絶縁フィルム２を用意し、図３（ｂ）に示すように、絶縁フィルム２に空孔５を形成する。このとき、図３では図示していないが、位置合わせ用穴８も形成しておく（図２参照）。

その後、図３（ｃ）に示すように、絶縁フィルム２の両面に銅箔などの金属箔３０を貼り付け、図３（ｄ）に示すように、フォト・エッチング工程などで、絶縁フィルム２の表面に複数の導体線３からなる導体パターン４を形成すると共に、裏面にＧＮＤ用パターン３１を形成する。なお、図３では、紙面上方の面を裏面、下方の面を表面としている。

そして、図２（ａ），（ｂ）で説明したように、絶縁フィルム２の辺部２ｂ，２ｂをＶ字状に折り曲げて、空孔５を導体線３の長手方向に縮めて、空孔５を横断する部分の各導体線３を盛り上げ、図３（ｅ）に示すように、バネ性を有する接点部６を形成する。

さらに、図３（ｆ）に示すように、接点部に位置する絶縁フィルム２の裏面に、強度補強用のリジッド基板７を貼り付けるとフレキシブルハーネス１が得られる。このとき、図２（ａ），（ｂ）で示したリジッド基板７の位置合わせ用突起７ａと絶縁フィルム２の位置合わせ用穴８とを係合させることで、絶縁フィルム２をリジッド基板７の所定位置に貼り付けることができる。

このフレキシブルハーネス１を基板またはチップ２０に電気的に接続する際には、図３（ｇ）に示すように、フレキシブルハーネス１の接点部６と基板またはチップ２０の端子２１とが接触するように、リジッド基板７の取付穴９（図３では図示せず）を通じてネジ３２によりネジ止め固定される。

このとき、フレキシブルハーネス１と基板またはチップ２０との間に少し隙間ができる程度の強さでネジ止めされるとよい。これは、接点部６が完全に潰れてそのバネ性が損なわれるのを防止するためである。

フレキシブルハーネス１は、バネ性を有する接点部６が形成されており、そのため、フレキシブルハーネス１と基板またはチップ２０とを電気的に接続したときに、接点部６のバネ性により基板またはチップ２０の端子２１に各導体線３を接触させることができる。

また、接点部６の各導体線３は、それぞれ独立しており、他の導体線３の変形に影響されないため、基板またはチップ２０の端子２１に高さバラツキなどがあったとしても、各導体線３がそれぞれ端子２１に確実に接触して、電気的接触を安定に保つことができる。

よって、フレキシブルハーネス１では、基板またはチップ２０側にレセプタクルを設けることなく、フレキシブルハーネス１の各導体線３と基板またはチップ２０の端子２１との電気的接触を安定に保つことができる。

さらに、フレキシブルハーネス１では、基板またはチップ２０側にレセプタクルを必要としないため、レセプタクルに係る製造コストを低減できる。また、金型などで作製する金属導体電極を必要とせず、フォト・エッチング工程などで各導体線３をパターン形成するため、電極の小型化、多ピン化（挟ピッチ化）が可能となる。

それに加え、フレキシブルハーネス１では、絶縁フィルム２に位置合わせ用穴８が形成され、リジッド基板７に位置合わせ用突起７ａが形成されているため、これらを係合させて貼り付けることで、空孔５の幅方向で縮め距離を均一にすることができ、各導体線３の盛り上げ高さを揃えることができる。

第１の実施の形態においては、空孔５の形状を、図２（ａ），（ｂ）に示すような矩形状に形成し、接点部６を一列電極パッドパターンとしたが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、空孔５を櫛歯形状に形成し、接点部６を千鳥電極パッドパターンとしてもよい。接点部６を千鳥電極パッドパターンとしたときは、基板またはチップ２０の端子２１も千鳥状に配置する。

接点部６を千鳥電極パッドパターンとすることで、隣り合う導体線３同士が接触する可能性が低くなるため、接続時の信頼性をさらに向上できる。

また、第１の実施の形態においては、リジッド基板７の位置合わせ用突起７ａと絶縁フィルム２の位置合わせ用穴８とを係合させることで、絶縁フィルム２をリジッド基板７の所定位置に貼り付けたが、リジッド基板７の位置合わせ用突起７ａに変えてネジ溝を形成し、絶縁フィルム２の位置合わせ用穴８を通じてリジッド基板７のネジ溝にネジ止め固定することで、絶縁フィルム２をリジッド基板７の所定位置にネジ止め固定するようにしてもよい。

次に、第２の実施の形態を説明する。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブルハーネスの接点部の拡大斜視図である。

第１の実施の形態に係るフレキシブルハーネス１は、空孔５を導体線３の長手方向に縮めて、空孔５を横断する部分の各導体線３を盛り上げ、バネ性を有する接点部６が形成されたものである。

これに対して、図５に示すように、第２の実施の形態に係るフレキシブルハーネス５０は、空孔５を縮める際に、空孔５より端部側の導体パターン４を絶縁フィルム２ごと折り返すと共に、その折り返した絶縁フィルム２の裏面をリジッド基板５１を介して互いに貼り合わせて、導体パターン４の各導体線３を端部側で盛り上げ、バネ性を有する接点部５２が形成されたものである。

フレキシブルハーネス５０は、その端部側に接点部５２が形成されているため、フレキシブルハーネス５０の端部の両面に亘って各導体線３が盛り上げられている。

このフレキシブルハーネス５０の製造方法を説明する。

図６（ａ）〜（ｆ）は、図５のフレキシブルハーネスの製造方法を説明する図であり、図６（ｇ）は、図５のフレキシブルハーネスを基板またはチップに電気的に接続したときの断面図である。

図６（ａ）〜（ｄ）までの工程は、第１の実施の形態で説明した図３（ａ）〜（ｄ）の工程とほぼ同一であるので詳細な説明は省く。なお、図６では、紙面上方の面を表面、下方の面を裏面としている。

導体パターン４およびＧＮＤ用パターン６０を形成した後、図６（ｅ）に示すように、絶縁フィルム２の本体２ｃの裏面の空孔５側にリジッド基板５１を貼り付ける。

その後、図６（ｆ）に示すように、空孔５を縮める際に、空孔５より端部側の導体パターン４を絶縁フィルム２ごと折り返すと共に、その折り返した絶縁フィルム２の裏面をリジッド基板５１を介して互いに貼り合わせて、導体パターン４の各導体線３を端部側で盛り上げ、バネ性を有する接点部５２を形成するとフレキシブルハーネス５０が得られる。

このフレキシブルハーネス５０を、基板またはチップ２０の端子２１に電気的に接続する際には、図６（ｇ）に示すように、接点部５２を、基板またはチップ２０と固定用の基板６１で挟み込むようにネジ６２でネジ止めする。ネジ止めの際は、第１の実施の形態で説明したように、接点部５２のバネ性が損なわれないように固定する。

このフレキシブルハーネス５０によれば、第１の実施の形態に係るフレキシブルハーネス１と同様の効果を得られる。すなわち、基板またはチップ側レセプタクルが無くても、基板またはチップ２０との電気的接触を安定に保つことができる。

さらに、フレキシブルハーネス５０は、その端部側に接点部５２が形成されているため、フレキシブルハーネス５０の両面に各導体線３が盛り上げられており、フレキシブルハーネス５０の表裏に関係なく基板またはチップ２０に電気的に接続することができる。

１ フレキシブルハーネス
２ 絶縁フィルム
３ 導体線
４ 導体パターン
５ 空孔
６ 接点部
７ リジッド基板
２０ 基板またはチップ
２１ 端子

Claims (6)

1. 絶縁フィルム上に、複数の導体線からなる導体パターンを形成し、その導体パターンの各導体線の端部を、基板またはチップの端子に電気的に接続するためのフレキシブルハーネスにおいて、
   前記導体パターンを曲げて形成された接点部を有し、
   前記接点部が、前記絶縁フィルムに形成された空孔を横断すると共にその横断する部分が盛り上げられた前記導体線からなり、かつ千鳥状に形成されると共に前記基板またはチップの端子と電気的に接続されることを特徴とするフレキシブルハーネス。
2. 前記接点部の前記絶縁フィルムの裏面に、リジッド基板を貼り付けた請求項１に記載のフレキシブルハーネス。
3. 前記絶縁フィルムに位置合わせ用穴が形成され、前記リジッド基板に位置合わせ用突起が形成され、これらを係合させて前記絶縁フィルムに前記リジッド基板を貼り付けた請求項２に記載のフレキシブルハーネス。
4. 絶縁フィルム上に、複数の導体線からなる導体パターンを形成し、その導体パターンの各導体線の端部を、基板またはチップの端子に電気的に接続するためのフレキシブルハーネスの製造方法において、
   前記基板またはチップの端子に接続する前記導体線の直下の前記絶縁フィルムに予め空孔を櫛歯形状に形成し、かつ前記各導体線が前記空孔を横断するように前記導体パターンを形成しておき、前記空孔を前記導体線の長手方向に縮めて、前記空孔を横断する部分の前記各導体線を盛り上げ、バネ性を有する接点部を千鳥状に形成することを特徴とするフレキシブルハーネスの製造方法。
5. 前記接点部の前記絶縁フィルムの裏面に、リジッド基板を貼り付ける請求項４に記載のフレキシブルハーネスの製造方法。
6. 前記絶縁フィルムに位置合わせ用穴を形成し、前記リジッド基板に位置合わせ用突起を形成し、これらを係合させて前記絶縁フィルムに前記リジッド基板を貼り付ける請求項５に記載のフレキシブルハーネスの製造方法。

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