JP5413067B2 - Circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、回路基板に関するものである。 The present invention relates to a circuit board.
従来技術に基づく回路基板の一例が、特表2002−503033号公報(特許文献1)に示されている。特許文献1には、大きな回路基板とこの回路基板の表面に配置されたチップとの間で電気的な接続を行なうための接続要素が開示されている。この接続要素は、一定幅の帯状のプラスチック・シートとその上面に形成された3本の帯状の導体パターンとを含んでいる。これらの3本の導体パターンは、中央に設けられた1本の信号用導体とその両側に1本ずつ配置された合計2本のグランドプレーンとからなる。これらの導体パターンは、互いに離隔した状態でいずれも平行に、プラスチック・シートの長手方向に延在するように形成されている。これらの導体パターンにとってプラスチック・シートは基材の役割を果たすものである。これらの3本の導体パターンはコプレーナ導波路を構成する。特許文献1には、3本の導体パターンが、端部を除けば一定幅であって互いに平行である構成が開示されている他に、各導体パターンの幅が徐々に変化する構成も示されている。 An example of a circuit board based on the prior art is disclosed in JP-T-2002-503033 (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a connection element for making an electrical connection between a large circuit board and a chip disposed on the surface of the circuit board. This connecting element includes a strip-shaped plastic sheet having a constant width and three strip-shaped conductor patterns formed on the upper surface thereof. These three conductor patterns are composed of one signal conductor provided in the center and a total of two ground planes arranged one on each side. These conductor patterns are formed so as to extend in the longitudinal direction of the plastic sheet in parallel with being separated from each other. For these conductor patterns, the plastic sheet serves as a base material. These three conductor patterns constitute a coplanar waveguide. Patent Document 1 discloses a configuration in which three conductor patterns have a constant width and are parallel to each other except for an end portion, and also shows a configuration in which the width of each conductor pattern gradually changes. ing.
剛性を有する2枚の基板と、これらの2枚の基板の間を接続するフレキシブルな基板とを含む構造体がある。この構造体のうち剛性を有する2枚の基板の部分は「リジッド部」と呼ばれ、2つのリジッド部の間を接続するフレキシブルな基板の部分は「フレキシブル部」と呼ばれる。この構造体の全体は「リジッドフレキシブル基板」とも呼ばれる。リジッドフレキシブル基板は回路基板の一種である。 There is a structure including two substrates having rigidity and a flexible substrate that connects between the two substrates. A portion of the two substrates having rigidity in the structure is referred to as a “rigid portion”, and a portion of the flexible substrate that connects between the two rigid portions is referred to as a “flexible portion”. The whole structure is also called a “rigid flexible substrate”. A rigid flexible board is a type of circuit board.
リジッドフレキシブル基板の一例の側面図を図9に示す。リジッド部51,52の間をフレキシブル部53が接続している。フレキシブル部53の断面を図10に示す。フレキシブル部53には、樹脂製の基材53eと、その上面に形成された金属パターン53a,53b,53cとが含まれる。
A side view of an example of a rigid flexible substrate is shown in FIG. A
フレキシブル部53の金属パターン53a,53b,53cのいずれの箇所に注目しても金属パターンの下側には常に樹脂製の基材53eが存在している。フレキシブル部53の金属パターン53a,53b,53cに電流が流れる際には金属パターンに接して樹脂製の基材53eが存在することによって電気特性が変動してしまう場合がある。たとえば基材53eに用いられている樹脂の誘電率が高いと、折り曲げたときに金属パターンにおいて浮遊容量が発生し、電気特性が変動しやすくなる。
Regardless of the location of the
リジッドフレキシブル基板は、通常、何らかの機器に組み込まれて用いられるものであるが、その機器の使用時に、フレキシブル部が大きく屈曲する形で用いられる場合や、フレキシブル部が高頻度で屈曲を繰り返す場合には、金属パターンが基材としての樹脂部から剥離することもありうる。使用途中で剥離した場合、特性が不所望に変化してしまう。 Rigid flexible boards are usually used by being incorporated into some equipment, but when the equipment is used, when the flexible part is used in a form that bends greatly, or when the flexible part repeatedly bends frequently. In this case, the metal pattern may be peeled off from the resin portion as the base material. When peeling off during use, the characteristics change undesirably.
そこで、本発明は、フレキシブル部における基材の材料による電気特性の変動が少なく、基材の剥離のおそれもない回路基板を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a circuit board in which there is little variation in electrical characteristics due to the material of the base material in the flexible part and there is no fear of peeling of the base material.
上記目的を達成するため、本発明に基づく回路基板は、第1の絶縁基材と第1の回路パターンとを含む第1のリジッド部と、第2の絶縁基材と第2の回路パターンとを含む第2のリジッド部と、上記第1のリジッド部と上記第2のリジッド部とを基材なしに連結するフレキシブルな金属薄板部とを備え、上記金属薄板部は、上記第1および第2の回路パターンに電気的に接続されている。 To achieve the above object, a circuit board according to the present invention includes a first rigid portion including a first insulating base and a first circuit pattern, a second insulating base and a second circuit pattern. And a flexible metal thin plate portion that connects the first rigid portion and the second rigid portion without a base material, wherein the metal thin plate portion includes the first and second rigid portions. 2 is electrically connected to the circuit pattern.
本発明によれば、線路を構成する金属薄板部の周囲には、金属薄板部を物理的に支持するための基材が設けられていないので、折り曲げに対して電気特性が変動しにくくなる。また、金属薄板部には基材が最初から存在しないので剥離による特性変動のおそれもなくなる。 According to the present invention, since the base material for physically supporting the metal thin plate portion is not provided around the metal thin plate portion constituting the line, the electric characteristics are less likely to fluctuate with respect to the bending. In addition, since the base material does not exist in the metal thin plate portion from the beginning, there is no possibility of characteristic fluctuation due to peeling.
(実施の形態1)
(構成)
図1〜図3を参照して、本発明に基づく実施の形態1における回路基板について説明する。本実施の形態における回路基板101の斜視図を図1に示し、断面図を図2に示す。本実施の形態における回路基板101は、第1の絶縁基材11と第1の回路パターン12とを含む第1のリジッド部1と、第2の絶縁基材21と第2の回路パターン22とを含む第2のリジッド部2と、第1のリジッド部1と第2のリジッド部2とを基材なしに連結するフレキシブルな金属薄板部3とを備える。金属薄板部3は、第1および第2の回路パターン12,22に電気的に接続されている。
(Embodiment 1)
(Constitution)
With reference to FIGS. 1-3, the circuit board in Embodiment 1 based on this invention is demonstrated. A perspective view of a
金属薄板部3は、同一高さに平行に配置された3本の帯状の金属膜を含む。金属薄板部3では、これらの3本の帯状の金属膜が線路を構成する。金属薄板部3の中央の1本は信号線部3aであり、両脇の合計2本はグランド部3bであり、これらはコプレーナ型の高周波線路を構成している。金属薄板部3は銅箔などの金属箔で形成されている。図2におけるIII−III線に関する矢視断面図を図3に示す。
The metal
金属薄板部3の金属膜は、金属膜を物理的に支持するための基材なしに2つのリジッド部を連結している。すなわち、これらの金属膜は基材を用いることなく、直接、電気的かつ物理的に2つのリジッド部の間を接続している。このように基材を用いずに金属膜が直接空中を通るようにした構成を「基材レス」ともいう。
The metal film of the metal
(作用・効果)
本実施の形態では、線路を構成する金属薄板部3が第1のリジッド部1と第2のリジッド部2とを基材なしに接続しているので、線路の周囲には樹脂ではなく空気のみが存在することとなる。空気は誘電率ε=1であるので、いかなる樹脂よりも浮遊容量が生じにくくなる。本実施の形態では、リジッド部同士を結ぶ部分、すなわち、フレキシブル部が基本的に金属膜のみからなり、樹脂部のない構造となっているので、フレキシブル部に関しては樹脂部の材料費は不要であり、コストを低減することができる。
(Action / Effect)
In the present embodiment, since the metal
また、一般的に、銅箔のような金属箔はアンカー効果により基材に固着され、そのために金属膜の表面粗さを大きくせざるを得ないが、本実施の形態では、金属膜の表面粗さを大きくする必要がないため、高周波特性に優れた回路基板を得ることができる。具体的には、金属膜の両主面の表面粗さRaを数μm以下にすることが可能である。 In general, a metal foil such as a copper foil is fixed to a base material by an anchor effect, and therefore the surface roughness of the metal film must be increased. In this embodiment, the surface of the metal film Since it is not necessary to increase the roughness, a circuit board having excellent high-frequency characteristics can be obtained. Specifically, the surface roughness Ra of both main surfaces of the metal film can be set to several μm or less.
フレキシブル部は、曲げ変形により最も応力が発生する部分であるので、仮に、樹脂と金属との重ね合わせによる構造であれば、樹脂と金属との界面で剥離が発生しやすい。しかし、本実施の形態では、フレキシブル部が基本的に金属のみからなるので、剥離が発生するおそれがなく、剥離による不所望な特性変化も生じない。 Since the flexible part is a part where stress is most generated by bending deformation, if the structure is a structure in which the resin and the metal are superposed, peeling is likely to occur at the interface between the resin and the metal. However, in the present embodiment, since the flexible portion is basically made only of metal, there is no possibility that peeling will occur, and undesired characteristic changes due to peeling will not occur.
よって、本実施の形態における回路基板は、インピーダンスなどの電気特性の変動が少なく、基材の剥離のおそれもなく、特に高周波用途に適した回路基板とすることができる。 Therefore, the circuit board in this embodiment can be a circuit board that is particularly suitable for high-frequency applications without much fluctuation in electrical characteristics such as impedance and without fear of peeling of the base material.
なお、本実施の形態では好ましいことに、第1および第2のリジッド部1,2は、第1および第2の回路パターン12,22にそれぞれ設けられたビアホール導体31,32を備え、金属薄板部3は、ビアホール導体31,32との間で固相拡散接合によって接合されている。固相拡散接合がなされているか否かについては、固相拡散接合がなされた場合、金属薄板部3とビアホール導体31,32との接続部は一体化し、局所的に金属間化合物が生成されるので、識別可能である。このように固相拡散接合によって接合されていれば、フレキシブル部としての金属薄板部3と、リジッド部に含まれる第1,第2の回路パターン12,22との接続が確実に堅固にできるとともに、リジッド部と金属薄板部との接合強度を高めることができるので、好ましい。
In the present embodiment, preferably, the first and second
さらに、図4に示すように、金属薄板部3は、外部への電気的接続を行なうための接続部4を備えることができる。接続部4は金属薄板部3の途中の一部の領域であり、接続部4には外部配線5が接続されている。このように接続部4を備えていれば、外部との電気的接続が容易にできる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, the metal
第1および第2のリジッド部1,2は複数のフレキシブルシートを積層した積層構造を含むことが好ましい。この構成であれば、回路パターンを内部に含むリジッド部を容易に形成することができる。
It is preferable that the 1st and 2nd
フレキシブル部としての金属薄板部3は、リジッド部としてのフレキシブルシートの層間から引き出されていることが好ましい。この構成であれば、フレキシブルシートを積層する際に回路パターンの一部を延長した構造としておき、フレキシブルシートからはみ出させることによってフレキシブル部を容易に形成することができる。また、リジッド部と金属薄板部との接合強度をより高めることができる。この点で、金属薄板部は、リジッド部内でその両主面にてビアホール導体に固相拡散接合されていることが好ましい。
It is preferable that the metal
金属薄板部3の表面は防錆処理膜によって覆われていることが好ましい。この構成であれば、金属薄板部3が錆びて特性が悪化することを防止することができる。なお、防錆処理膜は樹脂であってもよい。防錆処理膜は厚さ1μm以下のものであってもよい。金属薄板部3の表面が防錆処理膜によって覆われている場合のフレキシブル部の断面を図5に示す。この例では、防錆処理膜は樹脂膜6である。図5に示すように、金属薄板部3の各金属膜の片面に樹脂膜が覆う構成であってもよい。また、図6に示すように、各金属膜の両面を樹脂膜が覆い、側面が露出している構成であってもよい。また、図7に示すように、各金属膜の両面および側面を樹脂膜が覆う構成であってもよい。図5〜図7に示すように、フレキシブル部の金属膜に何らかの樹脂膜が付着していても、これらの樹脂膜はあくまで金属膜の表面保護のためのものであって、金属膜を支えるためのものではない。したがって、これらは「基材」には該当しない。金属薄板部3の各金属膜は自らの剛性によって自らの姿勢を維持している。
The surface of the metal
図1、図2に示したように、金属薄板部3は同一高さに配置された複数の帯状の金属箔を含むことが好ましい。このような構成であれば、リジッド部を積層によって形成する際に、同一層に複数の配線を配置して金属薄板部への接続を形成することができるからである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the metal
金属薄板部3は異なる高さに配置された複数の帯状の金属箔を含むことが好ましい。これは、たとえば、図8に示すような構成のリジッドフレキシブル基板である。このリジッドフレキシブル基板は、金属薄板部3hを備えている。このような構成であれば、金属薄板部3hに含まれる配線を上下方向に分散して配置することができるので、配線の自由度が高まり、フレキシブル部に必要な幅を小さくすることができる。
The metal
上記実施の形態では、金属薄板部の一例として、銅箔で形成してよいことを示したが、銅以外の金属で形成してもよい。また、金属薄板部を複数種類の金属膜の組合せによって形成してもよい。なお、銅箔の場合、それ自身がある程度の強度や剛性を持っていなければならないので、その厚みは10〜40μmであることが好ましい。 In the said embodiment, although it showed that it may form with copper foil as an example of a metal thin plate part, you may form with metals other than copper. Further, the thin metal plate portion may be formed by a combination of a plurality of types of metal films. In addition, in the case of copper foil, since it must have a certain intensity | strength and rigidity, it is preferable that the thickness is 10-40 micrometers.
本発明に基づく回路基板においては、フレキシブル部としての金属薄板部は、基本的に金属のみで形成されているが、その金属膜の表面に金属以外の膜、たとえば樹脂膜などが付着していても、それが基材に該当するものでなければよい。「基材」とは、その表面に形成する金属膜などを物理的に支えるためのものであり、土台のような役割を果たすものである。したがって、フレキシブル部の姿勢の維持に支配的な役割を果たす部材である。金属膜の表面に若干の他の部材が付着していて、フレキシブル部の姿勢が金属膜そのものの剛性によってほぼ決まっているような場合は、金属膜の表面に付着している他の部材は基材に該当しない。 In the circuit board according to the present invention, the metal thin plate portion as the flexible portion is basically formed only of metal, but a film other than metal, such as a resin film, is attached to the surface of the metal film. As long as it does not correspond to the substrate. The “base material” is used to physically support a metal film or the like formed on the surface, and plays a role like a foundation. Therefore, the member plays a dominant role in maintaining the posture of the flexible portion. When some other member is attached to the surface of the metal film, and the posture of the flexible part is almost determined by the rigidity of the metal film itself, the other member attached to the surface of the metal film is the base. Not applicable to the material.
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 第1のリジッド部、2 第2のリジッド部、3 金属薄板部、3a 信号線部、3b グランド部、4 接続部、5 外部配線、6 樹脂膜、11 第1の絶縁基材、12 第1の回路パターン、21 第2の絶縁基材、22 第2の回路パターン、31,32 ビアホール導体、51,52 リジッド部、53 フレキシブル部、53a,53b,53c 金属パターン、53e 基材、101 回路基板。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st rigid part, 2nd 2nd rigid part, 3 metal thin plate part, 3a signal line part, 3b ground part, 4 connection part, 5 external wiring, 6 resin film, 11 1st insulating base material, 12 1st 1 circuit pattern, 21 second insulating base material, 22 second circuit pattern, 31, 32 via-hole conductor, 51, 52 rigid portion, 53 flexible portion, 53a, 53b, 53c metal pattern, 53e base material, 101 circuit substrate.
Claims (7)
第2の絶縁基材と第2の回路パターンとを含む第2のリジッド部と、
前記第1のリジッド部と前記第2のリジッド部とを基材なしに連結するフレキシブルな金属薄板部とを備え、
前記金属薄板部は、前記第1および第2の回路パターンに電気的に接続されており、
前記第1および第2のリジッド部は、前記第1および第2の回路パターンにそれぞれ設けられたビアホール導体を備え、前記金属薄板部は、前記ビアホール導体との間で固相拡散接合によって接合されている、回路基板。 A first rigid portion including a first insulating substrate and a first circuit pattern;
A second rigid portion including a second insulating substrate and a second circuit pattern;
A flexible thin metal plate portion that connects the first rigid portion and the second rigid portion without a base material;
The metal thin plate portion is electrically connected to the first and second circuit patterns ,
The first and second rigid portions include via hole conductors provided in the first and second circuit patterns, respectively, and the metal thin plate portion is bonded to the via hole conductors by solid phase diffusion bonding. A circuit board.
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