JP5375182B2 - フレキシブルプリント基板 - Google Patents

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Description

本発明は、基材と、基材の表面に形成される導電パッドと、導電パッドに接続される配線パターンとを備えるフレキシブルプリント基板に関する。
携帯電話端末の筐体には、例えばキーパッドの裏面に重ね合わせられるドームスイッチシートが組み込まれる。ドームスイッチシートは例えばリジッドフレキシブルプリント基板から形成される。ドームスイッチシードは、同様に携帯電話端末に組み込まれるプリント基板に接続される。プリント基板上には電子部品が実装される。接続にあたってフレキシブルプリント基板が利用される。フレキシブルプリント基板の基端はドームスイッチシート内で広がる。フレキシブルプリント基板の先端はプリント基板上のコネクタに差し込まれる。キーパッドはプリント基板上の電子部品に接続される。
コネクタはハウジングを備える。ハウジングの正面にはハウジングの幅方向に沿って差し込み口が区画される。差し込み口内には導電端子が上向きで配置される。ハウジングには、ハウジングの幅方向に延びる揺動軸回りに揺動自在にロック板が連結される。フレキシブルプリント基板の先端が差し込み口に差し込まれると、フレキシブルプリント基板の導電パッドは導電端子に弾性的に受け止められる。揺動に基づきロック板はフレキシブルプリント基板の表面に押し付けられる。こうしてフレキシブルプリント基板はロック板および導電端子の間に挟み込まれる。
特開平6−85420号公報 特開平9−92949号公報 特開平10−117049号公報
フレキシブルプリント基板では、携帯電話端末の小型化や薄型化に伴って導電パッドの数の増加にも拘わらずスペースは増大しない。その結果、フレキシブルプリント基板の幅方向に導電端子は例えば2列で配列される。前側の導電端子に接続される配線パターンは後側の導電端子同士の間に配置される。その結果、配線パターンの幅は著しく狭められる。フレキシブルプリント基板の差し込み時、ロック板の揺動に基づきフレキシブルプリント基板にはロック板の後端から押し付け力が作用する。配線パターンと導電パッドとの境界で大きな応力が生成されると、クラックに基づき配線パターンに断線が生じてしまう。応力が大きい場合には導電パッドも断線してしまう。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、配線パターンのクラックを抑制することができるフレキシブルプリント基板を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、フレキシブルプリント基板の一具体例は、基材と、前記基材の表面で仮想直線よりも前側に配置される後端まで前端から第1幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第1導電パッドと、前記基材の表面で前記仮想直線よりも後側に配置される前端から後端まで第2幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第2導電パッドと、前記第2導電パッド同士の間に配置されて、前記第1幅および前記第2幅よりも小さい第3幅で、対応の前記第1導電パッドの後端に接続される前端まで延びる第1配線パターンと、前記第1導電パッドの後端よりも前方で前縁を規定しつつ前記第2導電パッドの前端よりも後方で後縁を規定して前記第1導電パッドおよび前記第2導電パッド上で広がる補強領域を補強する補強層とを備える。
こうしたフレキシブルプリント基板では、第2導電パッド同士の間で第1配線パターンは比較的に小さい第3幅で広がる。補強層は、比較的にクラックを生じやすい第1導電パッドおよび第1配線パターンの境界を含む補強領域を補強する。こうして補強層はフレキシブルプリント基板を部分的に補強する。補強領域で応力の生成は抑制される。第1導電パッドおよび第1配線パターンの境界でクラックの発生は抑制される。こうしてフレキシブルプリント基板の強度はフレキシブルプリント基板の全面にわたって平均化される。その一方で、補強領域の外側では第1および第2導電パッドは比較的に大きな第1幅および第2幅を規定する。したがって、補強領域の外側で撓みに基づき第1および第2導電パッドで応力が生成されても、第1および第2導電パッドでクラックの発生はできる限り抑制される。
フレキシブルプリント基板の他の具体例は、基材と、前記基材の表面で仮想直線よりも前側に配置される後端まで前端から第1幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第1導電パッドと、前記基材の表面で前記仮想直線よりも後側に配置される前端から後端まで第2幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第2導電パッドと、前記第2導電パッド同士の間に配置されて、前記第1幅および前記第2幅よりも小さい第3幅で、対応の前記第1導電パッドの後端に接続される前端まで延びる第1配線パターンと、前記第1導電パッドの後端よりも前方で前縁を規定しつつ前記第2導電パッドの後端よりも後方で後縁を規定して前記第1導電パッドおよび前記第1配線パターン上で広がる補強領域を裏打ちする補強層とを備える。こうしたフレキシブルプリント基板によれば、前述と同様の作用効果が実現される。
以上のように開示のフレキシブルプリント基板によれば、配線パターンのクラックを抑制することができる。
電子機器の一具体例すなわち携帯電話端末の構造を概略的に示す斜視図である。 携帯電話端末の構造を概略的に示す斜視図である。 プリント基板モジュールの構造を概略的に示す斜視図である。 コネクタの構造を概略的に示す斜視図である。 図4の5−5線に沿った断面図である。 図4の6−6線に沿った断面図である。 図5の7−7線に沿った断面図であり、本発明の第1実施形態に係るフレキシブルプリント基板の構造を概略的に示す。 ロック板の構造を概略的に示す部分拡大断面図である。 コネクタにフレキシブルプリント基板が差し込まれる様子を概略的に示す斜視図である。 コネクタにフレキシブルプリント基板が差し込まれる様子を概略的に示す斜視図である。 コネクタにフレキシブルプリント基板が差し込まれる様子を概略的に示す断面図である。 ロック板がロック位置に向かって揺動する様子を概略的に示す断面図である。 ロック板がロック位置に位置決めされる様子を概略的に示す断面図である。 他の具体例に係るフレキシブルプリント基板の構造を概略的に示す断面図である。 図14の15−15線に沿った断面図である。 本発明の第2実施形態に係るフレキシブルプリント基板の構造を概略的に示す平面図である。 本発明の第2実施形態に係るフレキシブルプリント基板の構造を概略的に示す断面図である。 本発明の第2実施形態の一変形例に係るフレキシブルプリント基板の構造を概略的に示す平面図である。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。
図1は本発明に係る電子機器の一具体例すなわち携帯電話端末11の外観を概略的に示す。この携帯電話端末11はキー操作部12と画像表示部13とを備える。キー操作部12の一端と画像表示部13の一端とは任意の水平軸14回りで連結される。画像表示部13はキー操作部12に対して水平軸14回りで揺動することができる。
キー操作部12は本体筐体15を備える。本体筐体15内には後述の基板モジュールが組み込まれる。基板モジュールには例えば演算処理回路やメモリといった処理回路が組み込まれる。本体筐体15には水平軸14に平行に広がる平坦面が規定される。この平坦面にはオンフックボタンやオフフックボタン、ダイヤルキーといった操作ボタン16が埋め込まれる。操作ボタン16の操作に応じて処理回路は様々な処理を実行する。
画像表示部13はディスプレイ用筐体17を備える。ディスプレイ用筐体17には水平軸14に平行に広がる平坦面が規定される。この平坦面には液晶ディスプレイ(LCD)パネルユニット18といった平面ディスプレイパネルユニットが組み込まれる。平坦面にはディスプレイ用開口19が区画される。LCDパネルユニット18の画面はディスプレイ用開口19に臨む。LCDパネルユニット18の画面には処理回路の処理動作に応じて様々なテキストやグラフィックスが表示される。
画像表示部13の平坦面および水平軸14の位置関係はキー操作部12の平坦面および水平軸14の位置関係を反映する。その結果、画像表示部13がキー操作部12に対して水平軸14回りで揺動すると、画像表示部13およびキー操作部12は平坦面同士で重ね合わせられる。こうして携帯電話端末11は折り畳まれる。操作ボタン16やLCDパネルユニット18は保護される。
図2に示されるように、本体筐体15の収容空間にはメイン基板モジュール21が収容される。メイン基板モジュール21上には1対のサブ基板モジュール22、23が並列に配置される。メイン基板モジュール21は例えば樹脂製のプリント基板24を備える。プリント基板24の表面には電子部品25が実装される。電子部品25には演算処理回路やメモリといった処理回路が含まれる。
サブ基板モジュール22はリジッドフレキシブルプリント基板26を備える。リジッドフレキシブルプリント基板26の表面には個々の操作ボタン16ごとにドームスイッチ26aが形成される。操作ボタン16は対応のドームスイッチ26aに関連づけられる。操作ボタン16に押し下げ力が加わると、対応のドームスイッチ26aは閉じる。サブ基板モジュール23はリジッドフレキシブルプリント基板27を備える。リジッドフレキシブルプリント基板27には電子部品28が実装される。
図3を併せて参照し、リジッドフレキシブルプリント基板26、27は、可撓性を有するフレキシブルプリント基板29を備える。サブ基板モジュール22、23はフレキシブルプリント基板29でメイン基板モジュール21に接続される。フレキシブルプリント基板29の基端はリジッドフレキシブルプリント基板26、27内で例えばリジッドフレキシブルプリント基板26、27の輪郭と同一の輪郭で広がる。フレキシブルプリント基板29の先端は、プリント基板24の表面に実装されるコネクタ31に接続される。
図4に示されるように、コネクタ31は樹脂製のハウジング32を備える。ハウジング32は例えば直方体形状に形成される。長尺方向に規定されるハウジング32の両端には1対のガイド33、33が区画される。ガイド33、33同士の間にフレキシブルプリント基板29が配置される。ガイド33は内端でフレキシブルプリント基板29の側縁を受け止める。こうしてガイド33、33は横方向にフレキシブルプリント基板29を位置決めする。ガイド33、33には揺動軸34回りで例えば樹脂製のロック板35が揺動自在に連結される。ロック位置のロック板35はフレキシブルプリント基板29の表面に受け止められる。揺動軸34はハウジング32の長尺方向に規定される。
図5に示されるように、ハウジング32には複数の第1導電端子37が組み込まれる。第1導電端子37は、ハウジング32の前端から第1距離に上向きの接点37aを区画する。図6を併せて参照し、ハウジング32には複数の第2導電端子38が組み込まれる。第2導電端子38は、ハウジング32の前端から第1距離より小さい第2距離に上向きの接点38aを区画する。第1および第2導電端子37、38はハウジング32の長尺方向に沿って交互に配列される。相互に隣接する第1および第2導電端子37、38はハウジング32の樹脂材料で相互に絶縁される。接点37a、38aにはフレキシブルプリント基板29の表面が受け止められる。
接点37a、38aの間でハウジング32には差し込み口39が区画される。差し込み口39はハウジング32の天板の前端で規定される。天板の内向き面32aはフレキシブルプリント基板29の裏面を受け止める。内向き面32aは平坦面で規定される。天板の前端にはロック板35の後端が受け止められる。ロック板35の揺動軸34は接点37aおよび接点38aの間に配置される。ロック板35は押さえ面35aでフレキシブルプリント基板29の裏面に受け止められる。押さえ面35aは平坦面で規定される。ここでは、ロック位置のロック板35はハウジング32の天板の内向き面32aと同一の仮想平面に沿って広がる。
図5および図6から明らかなように、ロック板35がロック位置に位置決めされると、ロック板35の後端の傾斜面35bには第1および第2導電端子37、38の一端が受け止められる。その結果、第1および第2導電端子37、38は上方に持ち上げられる。こうして第1および第2導電端子37、38はロック位置に位置決めされる。その結果、接点37a、38aは所定の接触圧でフレキシブルプリント基板29の表面に押し付けられる。こうしてロック板35は第1および第2導電端子37、38との間でフレキシブルプリント基板29を挟み込む。こうした接触圧に基づきフレキシブルプリント基板29の先端はコネクタ31に抜き差し不能に保持される。
フレキシブルプリント基板29は基材41を備える。基材41は例えばポリイミド樹脂といった樹脂材料から形成される。図5から明らかなように、基材41の表面には第1導電パッド42が形成される。第1導電パッド42の後端には基材41の表面に形成される第1配線パターン43が接続される。第1導電パッド42は第1導電端子37の接点37aに受け止められる。第1導電パッド42および第1配線パターン43は、基材41の表面に接着剤44で貼り付けられる銅箔45と、銅箔45の表面に形成されるめっき膜46とを備える。
図6から明らかなように、基材41の表面には第2導電パッド47が形成される。第2導電パッド47の前端は第1導電パッド42の前端よりも後方に規定される。第2導電パッド47の後端には基材41の表面に形成される第2配線パターン48が接続される。第2導電パッド47は第2導電端子38の接点38aに受け止められる。第2導電パッド47および第2配線パターン48は、基材41の表面に前述の接着剤44で貼り付けられる銅箔49と、銅箔49の表面に形成されるめっき膜51とを備える。なお、第1および第2配線パターン43、48には保護層(図示されず)が覆い被さる。保護層は例えばポリイミド樹脂といった樹脂材料から形成される。
基材41の裏面には補強板52が形成される。補強板52の前端はフレキシブルプリント基板29の先端に規定される。補強板52の後端は第2導電パッド47の後端から後方に規定される。補強板52は例えばポリイミド樹脂といった樹脂材料から形成される。補強板52は接着剤53で基材41の裏面に貼り付けられる。補強板52および基材41の間には補強層54が挟み込まれる。補強層54は金属材料から形成される。ここでは、補強層54は例えば銅のダミーパターンから形成される。その他、補強層54は例えば電源パターンやグラウンドパターンから形成されてもよい。
図7は本発明の第1実施形態に係るフレキシブルプリント基板29の構造を概略的に示す。第1導電パッド42は、フレキシブルプリント基板29の幅方向に規定される仮想直線Lに沿って基材41の表面に配列される。第1導電パッド42は仮想直線Lよりも前側に後端を配置する。その一方で、第2導電パッド47は、基材41の表面で仮想直線Lに沿って配列される。第2導電パッド47は仮想直線Lよりも後側に前端を配置する。こうして第1導電パッド42および第2導電パッド47は仮想直線Lを挟んで交互に配置される。第1導電パッド42、42…は前側の導電パッド群を構成する。第2導電パッド47、47…は後側の導電パッド群を構成する。
第1導電パッド42は後端から前端まで第1幅W1で広がる。その一方で、第2導電パッド47は前端から後端まで第2幅W2で広がる。ここでは、第2幅W2は第1幅W1と同一に設定される。第1配線パターン43は、相互に隣接する第2導電パッド47、47同士の間に配置される。第1配線パターン43は、第1幅W1および第2幅W2より小さい第3幅W3で広がる。ここでは、第1導電パッド42同士の間や第2導電パッド47同士の間は第1幅W1で相互に隔てられる。
補強層54は、第1導電パッド42および第2導電パッド47上で広がる補強領域Aを裏打ちする。補強領域Aは第1導電パッド42の後端より前方で前縁を規定する。同時に、補強領域Aは第2導電パッド47の前端より後方で後縁を規定する。こうして補強領域Aは仮想直線Lに沿ってフレキシブルプリント基板29の幅方向に均一な幅で延びる。ここでは、補強領域Aは第1導電パッド42の前端より後方で前縁を規定する。同時に、補強領域Aは第2導電パッド47の後端より前方で後縁を規定する。
図8に示されるように、揺動軸34から押さえ面35aまでの距離D1で揺動軸34回りに仮想円弧Aが描かれる。ロック板35は、仮想円弧Aより内側に規定される本体55と、仮想円弧Aより外側に規定される後端片56とを区画する。揺動軸34から後端片56までの距離D2は距離D1より大きく設定される。したがって、揺動軸34回りのロック板35の揺動時に後端片56の後端で描かれる移動軌跡Tはフレキシブルプリント基板29内に進入する。したがって、揺動軸34回りにロック板35の揺動は規制される。前述の補強層54は揺動軸34の真下に配置される。すなわち、補強領域Aはロック板35の後端の移動軌跡Tに重なる領域に規定される。
いま、フレキシブルプリント基板29がコネクタ31に接続される場面を想定する。図9に示されるように、ロック板35が非ロック位置に位置決めされると、差し込み口39は開放される。図10に示されるように、差し込み口39にはフレキシブルプリント基板29の先端が差し込まれる。図11を併せて参照し、ロック板35が非ロック位置に位置決めされると、ロック板35と第1および第2導電端子37、38との連動は解除される。その結果、第1および第2導電端子37、38はハウジング32の底板に受け止められる。第1導電パッド42は接点37a上に配置される。同時に、第2導電パッド47は接点38a上に配置される。フレキシブルプリント基板29は抜き差し自在にコネクタ31に保持される。
このとき、ロック板35は揺動軸34回りでロック位置に向かって揺動する。ロック板35の後端片56の後端の移動軌跡Tはフレキシブルプリント基板29内に進入することから、後端片56の後端は端子37aおよび端子38aの間でフレキシブルプリント基板29の裏面に押し付けられていく。フレキシブルプリント基板29は接点37aおよび接点38aの間でハウジング32の底板に向かって湾曲しつつ撓んでいく。図12に示されるように、揺動軸34の真下に後端片56の後端が位置決めされると、後端片56はフレキシブルプリント基板29に最大限に押し付けられる。フレキシブルプリント基板29は最大限に撓む。
図13に示されるように、ロック板35がロック位置に位置決めされると、押さえ面35aはフレキシブルプリント基板29の表面に受け止められる。同時に、ロック板35の傾斜面35bに第1および第2導電端子37、38の一端が受け止められる。第1および第2導電端子37、38は上方に持ち上げられる。第1および第2導電端子37、38はロック位置に位置決めされる。その結果、ロック板35は端子37a、38aとの間にフレキシブルプリント基板29を挟み込む。フレキシブルプリント基板29は元の形状に復帰する。ロック板35の後端片56はフレキシブルプリント基板29の表面に受け止められることから、ロック板35の揺動は規制される。こうしてフレキシブルプリント基板29はコネクタ31に抜き差し不能に保持される。
以上のような携帯電話端末11では、例えば端子数の増大に伴って第1導電パッド42同士の間や第2導電パッド47同士の間は狭められる。その結果、第1配線パターン43の第3幅W3は狭められる。フレキシブルプリント基板29では、補強層54は、比較的にクラックを生じやすい第1導電パッド42および第1配線パターン43の境界を含む補強領域Aを裏打ちする。こうして補強層54はフレキシブルプリント基板29を部分的に補強する。補強領域Aでフレキシブルプリント基板29の撓みはできる限り抑制される。補強領域Aで応力の生成は抑制される。したがって、第1導電パッド42および第1配線パターン43の境界でクラックの発生は抑制される。フレキシブルプリント基板29の強度はフレキシブルプリント基板29の全面にわたって平均化される。しかも、補強領域Aの外側では第1および第2導電パッド42、47は比較的に大きな第1幅W1および第2幅W2を規定する。したがって、補強領域Aの外側で第1および第2導電パッド42、47に応力が生成されても、第1および第2導電パッド42、47でクラックの発生は抑制される。
以上のような携帯電話端末11では、図14に示されるように、ロック板35の揺動軸34は接点37a、38aの間で接点37a側に偏倚して配置されてもよい。このとき、フレキシブルプリント基板29では、補強層54は同様にフレキシブルプリント基板29の先端側に偏倚して配置される。こうして補強層54は揺動軸34の真下に配置される。図15を併せて参照し、補強領域Aは、第1導電パッド42の後端より前方で前縁および後縁を規定する。その他、前述と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こうした構成によれば、補強領域Aで応力の生成は抑制される。第1導電パッド42でクラックの発生は抑制される。
図16は本発明の第2実施形態に係るフレキシブルプリント基板29aの構造を概略的に示す。このフレキシブルプリント基板29aでは、補強領域Aは第1導電パッド42および第1配線パターン43上で個別に広がる。補強領域Aの前端は第1導電パッド42の後端より前方に規定される。補強領域Aの後端は第2導電パッド47の後端より後方に規定される。図17を併せて参照し、補強領域Aは、基材41の裏面に形成される補強層54aで裏打ちされる。補強層54aは移動軌跡Tを含む領域に配置される。その他、前述と均等な構成や構造には同一の参照符号が付される。こうしたフレキシブルプリント基板29aによれば、前述と同様の作用効果が実現される。
こうしたフレキシブルプリント基板29aでは、例えば図18に示されるように、補強領域Aは、第1導電パッド42および第1配線パターン43上から第2導電パッド47上や第2配線パターン48上まで広がってもよい。前述と同様に、補強層54aは補強領域Aを裏打ちする。こうしたフレキシブルプリン基板29aによれば、第1配線パターン43でクラックの発生は一層抑制される。
以上のような携帯電話端末11では、ロック板35の揺動軸34の位置は前述の位置から接点37a側に偏倚して配置されてもよく、接点38a側に偏倚して配置されてもよい。言い替えれば、ロック板35の後端の移動軌跡Tは、補強領域Aに部分的に重なる領域に配置されてもよく、補強領域Aに重ならない領域に配置されてもよい。こういった領域に移動軌跡Tが配置されても、補強領域Aが前述と同様に規定される限り、前述と同様の作用効果が実現される。
29 フレキシブルプリント基板、41 基材、42 第1導電パッド、43 第1配線パターン、47 第2導電パッド、54 補強層、A 補強領域、L 仮想直線、W1 第1幅、W2 第2幅、W3 第3幅。

Claims (4)

  1. 基材と、
    前記基材の表面で仮想直線よりも前側に配置される後端まで前端から第1幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第1導電パッドと、
    前記基材の表面で前記仮想直線よりも後側に配置される前端から後端まで第2幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第2導電パッドと、
    前記第2導電パッド同士の間に配置されて、前記第1幅および前記第2幅よりも小さい第3幅で、対応の前記第1導電パッドの後端に接続される前端まで延びる第1配線パターンと、
    前記第1導電パッドの前端よりも後方であって前記第1導電パッドの後端よりも前方で前縁を規定しつつ前記第2導電パッドの前端よりも後方で後縁を規定して前記第1導電パッドおよび前記第2導電パッド上で広がる補強領域を補強する補強層と
    を備えることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
  2. 基材と、
    前記基材の表面で仮想直線よりも前側に配置される後端まで前端から第1幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第1導電パッドと、
    前記基材の表面で前記仮想直線よりも後側に配置される前端から後端まで第2幅で広がり、前記仮想直線に沿って配列される複数の第2導電パッドと、
    前記第2導電パッド同士の間に配置されて、前記第1幅および前記第2幅よりも小さい第3幅で、対応の前記第1導電パッドの後端に接続される前端まで延びる第1配線パターンと、
    前記第1導電パッドの前端よりも後方であって前記第1導電パッドの後端よりも前方で前縁を規定しつつ前記第2導電パッドの後端よりも後方で後縁を規定して前記第1導電パッドおよび前記第1配線パターン上で広がる補強領域を補強する補強層と
    を備えることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
  3. 請求項1または2に記載のフレキシブルプリント基板を備えることを特徴とするリジッドフレキシブルプリント基板。
  4. 請求項3に記載のリジッドフレキシブルプリント基板を備えることを特徴とする電子機器。
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