JP5563890B2

JP5563890B2 - フレキシブル配線板

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Publication number: JP5563890B2
Application number: JP2010111421A
Authority: JP
Inventors: 康之山内; 和宏山路; 務阿部; 信也飯坂
Original assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Device Innovations Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-05-13
Also published as: US20110278047A1; JP2011238883A

Description

本発明は、フレキシブル配線板に関し、配線パターンのリードが接続する領域にロウ材パターンが配置されたフレキシブル配線板に関する。

電子回路の接続にフレキシブル基板（ＦＰＣ）が用いられている。フレキシブル基板が折り曲げられることにより、フレキシブル基板内の配線が断線することが知られている。この断線を抑制するためフレキシブル基板を補強する補強板を用いることが知られている（例えば、特許文献１）。また、断線を抑制するため、フレキシブル基板の上面および下面を保護する絶縁カバーフィルムの形状を上面および下面で異ならせることが知られている（例えば特許文献１）。

実公平７−２２６６８号公報

しかしながら、補強版を用いるとフレキシブルではなくなってしまい、補強板を用いることが難しい場合がある。また、フレキシブル基板の上面および下面を保護する絶縁カバーフィルムの形状を異ならせただけでは配線の断線を抑制することが難しい場合もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、フレキシブル基板内の配線の断線を抑制することを目的とする。

本発明は、一端と他端を有する基板と、前記基板に配置され、前記一端と前記他端とを電気的に接続する第１配線パターンと、前記基板に配置され、前記一端と前記他端とを電気的に接続する第２配線パターンと、前記基板の一端側に位置する前記第１配線パターンのリード接続部に配置された第１ロウ材パターンと、前記基板の一端側に位置する前記第２配線パターンのリード接続部に配置され、前記第１ロウ材パターンよりも長く延在してなる第２ロウ材パターンと、を備えることを特徴とするフレキシブル配線板である。本発明によれば、フレキシブル基板内の配線の断線を抑制することができる。

上記構成において、前記基板に配置された第３配線パターンと、前記基板の一端側に位置する前記第３配線パターンのリード接続部に配置された第３ロウ材パターンをさらに備え、前記第３ロウ材パターンは、前記第１ロウ材パターンより長く、前記第２ロウ材パターンよりも短い構成とすることができる。この構成によれば、フレキシブル基板内の配線の断線をより抑制することができる。

上記構成において、前記第２ロウ材パターンと接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さより大きい構成とすることができる。この構成によれば、フレキシブル基板内の配線の断線をより抑制することができる。

上記構成において、前記第２ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さより大きく、前記第３ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１ロウ材パターンに接続される前記リードの前記基板上における長さより大きく、かつ前記第２ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さよりも小さい。この構成によれば、フレキシブル基板内の配線の断線をより抑制することができる。

上記構成において、前記第１および第２配線パターン上を覆う保護膜をさらに備え、前記保護膜は、前記第１および第２ロウ材パターンを露出するとともに、前記第１および第２ロウ材パターンは前記保護膜との境界にまで延在してなる。この構成によれば、フレキシブル基板内の配線の断線をより抑制することができる。

上記構成において、前記第２配線パターンに接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１配線パターンに接続されるリードの前記基板上における長さと実質的に同じ長さである構成とすることができる。

上記構成において、前記第３配線パターンは、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとの間に設けられてなる構成とすることができる。この構成によれば、フレキシブル基板内の配線の断線をより抑制することができる。

上記構成において、前記第２ロウ材パターンの幅は、前記第１ロウ材の幅よりも大きい構成とすることができる。この構成によれば、フレキシブル基板内の配線の断線をより抑制することができる。

本発明によれば、フレキシブル基板内の配線の断線を抑制することができる。

図１は、フレキシブル基板および配線パターンの上面図である。図２（ａ）は、実施例１に係るフレキシブル配線板の上面図、図２（ｂ）は側面図である。図３（ａ）は、比較例に係るフレキシブル配線板の上面図、図３（ｂ）は側面図である。図４（ａ）は、実施例２に係るフレキシブル配線板の上面図、図４（ｂ）は側面図である。図５（ａ）は、実施例２に係るフレキシブル配線板の別の例の上面図、図５（ｂ）は側面図である。図６（ａ）は、実施例３に係るフレキシブル配線板の上面図、図６（ｂ）は側面図である。図７（ａ）は、実施例４に係るフレキシブル配線板の上面図、図７（ｂ）は側面図である。図８（ａ）は、実施例５に係るフレキシブル配線板の上面図、図８（ｂ）は側面図である。図９（ａ）は、実施例６に係るフレキシブル配線板の上面図、図９（ｂ）は側面図である。図１０は、実施例７の模式図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は実施例７におけるフレキシブル配線板の上面および下面を示す図である

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。

図１は、フレキシブル基板および配線パターンの上面図である。フレキシブル基板１１の上面に、配線パターン１２が形成されている。フレキシブル基板１１は、フレキシブルな樹脂等の絶縁膜からなる。フレキシブル基板１１の膜厚は例えば５０μｍである。配線パターン１２は、例えばＣｕ、Ａｕ等の低抵抗金属からなる。配線パターン１２は、例えば、フレキシブル基板１１の一端から他端に連続的に形成されている。配線パターン１２の膜厚は例えば４０μｍである。これにより。一端から他端に電気信号を接続させることができる。配線パターン１２は、フレキシブル基板１１の上面のみに形成されていてもよいが、上面および下面に形成されていてもよい。

図２（ａ）は、実施例１に係るフレキシブル配線板の上面図、図２（ｂ）は側面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）のように、フレキシブル配線板１０においては、フレキシブル基板１１（基板）の上面上に第１配線パターン１２ａおよび第２配線パターン１２ｂが形成されている。すなわち、第１配線パターン１２ａおよび第２配線パターン１２ｂがフレキシブル基板１１に配置されている。フレキシブル基板１１は、第１配線パターン１２ａの延伸方向の両端部として一端と他端を有している。フレキシブル基板１１の一端側に位置する第１配線パターン１２ａのリード接続部（リードが接続される領域）に第１ロウ材パターン１４ａが配置されている。フレキシブル基板１１の一端側に位置する第２配線パターン１２ｂのリード接続部（リードが接続される領域）に第２ロウ材パターン１４ｂが配置されている。第２ロウ材パターン１４ｂは第１ロウ材パターン１４ａより配線パターン１２ａおよび１２ｂの延伸方向に長く延在してなる。ロウ材は例えば半田であり、ＡｇＳｎＣｕまたはＡｇＳｎＢｉＣｕ等である。ロウ材は、硬いことが好ましく、例えばＢｉが含有していることが好ましい。ロウ材パターン１４ａおよび１４ｂは、例えば、スクリーン印刷またはスタンプ印刷のような印刷法により配線パターン１２上に形成する。製造上の観点から、第１ロウ材パターン１４ａと第２ロウ材パターン１４ｂは同じ材料であることが好ましい。第１ロウ材パターン１４ａおよび第２ロウ材パターン１４ｂの長さＬ１およびＬ２は例えばそれぞれ１．０ｍｍ、２．０ｍｍであり、膜厚は例えば３０μｍである。

なお、第１ロウ材パターン１４ａとは反対側の配線パターン１２ａおよび１２ｂの端部（フレキシブル基板１１の他端）についても、実施例１と同様の構成を有したロウ材パターンを設けてもよい（不図示）。比較例との比較により実施例１の効果を説明する。図３（ａ）は、比較例に係るフレキシブル配線板の上面図、図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）のように、比較例においては、配線パターン１２上に配置されたロウ材パターン１４の長さは同じである。その他の構成は実施例１の図２（ａ）および図２（ｂ）と同じであり、説明を省略する。

比較例１においては、ロウ材パターン１４の長さが同じであり、ロウ材パターン１４の端部が直線状に位置する。このため、フレキシブル基板１１が折れ曲がると、図３（ａ）の破線６０に応力が集中する。このため、例えば幅の狭い配線パターン１２等が断線しやすくなる。一方。実施例１においては、第１ロウ材パターン１４ａと第２ロウ材パターン１４ｂとの長さが異なる。このため、ロウ材パターンの端部が複数の直線状に位置する。これにより、フレキシブル基板１１が折れ曲がると、図２（ａ）の破線６２および６４のように、応力が分散される。よって、一箇所に集中する応力が低減され、配線パターン１２ａおよび１２ｂの断線を抑制することができる。

以上のように、実施例１によれば、第２ロウ材パターン１４ｂが第１ロウ材パターン１４ａより長い。これにより、フレキシブル基板１１が折れ曲がった際に、応力が分散される。よって、配線パターン１２ａおよび１２ｂの断線を抑制することができる。

また、第２ロウ材パターン１４ｂが配置された第２配線パターン１２ｂは、フレキシブル基板１１の端部の両側部（第１配線パターン１２ａおよび第２配線パターン１２ｂの配列方向の両側）に配置されている。第１ロウ材パターン１４ａが配置された第１配線パターン１２ａは、第２配線パターン１４ｂの内側に配置されている。長い第２ロウ材パターン１４ｂが最も外側に配置されていることにより、配線パターン１２ａまたは１２ｂの断線をより抑制することができる。さらに、第１ロウ材パターン１４ａおよび第２ロウ材パターン１４ｂはそれぞれ複数設けられることが好ましい。これにより、配線パターン１２ａおよび１２ｂの断線をより抑制することができる。

実施例２は、リードを設けた例である。図４（ａ）は、実施例２に係るフレキシブル配線板の上面図、図４（ｂ）は側面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）のように、第１ロウ材パターン１４ａおよび第２ロウ材パターン１４ｂを用い、第１リード２１ａおよび第２リード２１ｂが第１配線パターン１２ａおよび第２配線パターン１２ｂにそれぞれ接続されている。第１リード２１ａおよび第２リード２１ｂの幅および厚さはそれぞれ例えば０．２ｍｍ、０．１ｍｍである。その他の構成は実施例１の図２（ａ）および図２（ｂ）と同じであり説明を省略する。第２配線パターン１２ｂに接続される第２リード２１ｂのフレキシブル基板１１上における長さは、第１配線パターン１２ａに接続される第１リード２１ａのフレキシブル基板１１上における長さと実質的に同じである。第１リード２１ａおよび第２リード２１ｂは、例えば、フレキシブル基板１１を接続する回路基板のリードでもよい。リード２１ａおよび２１ｂは、コバールまたはＣｕ等の金属からなる。なお、実施例１〜２では、ロウ材パターンが印刷法などによって形成される例を説明したが、ロウ材パターンは、リードと配線パターンを接続する製造工程で使用されるロウ材を用いて形成してもよい。この場合、ロウ材はリードと配線パターンの間だけではなく、リードの上部まで覆われる構造となる。（図示せず）

図５（ａ）は、実施例２に係るフレキシブル配線板の別の例の上面図、図５（ｂ）は側面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）のように、第２リード２１ｂのフレキシブル基板１１上における長さは、第１リード２１ａのそれよりも大きい。その他の構成は図４（ａ）および図４（ｂ）と同じであり、説明を省略する。第１ロウ材パターン１４ａおよび第２ロウ材パターン１４ｂに加え、第２リード２１ｂのフレキシブル基板１１上における長さが、第１リード２１ａのフレキシブル基板１１上における長さより大きい。これにより、フレキシブル基板１１に加わる応力を分散し、配線パターン１２ａおよび１２ｂの断線をより抑制することができる。

実施例３は、ロウ材パターンの幅が異なる例である。図６（ａ）は、実施例３に係るフレキシブル配線板の上面図、図６（ｂ）は側面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）のように、第２ロウ材パターン１４ｂの幅Ｗ２は、第１ロウ材パターン１４ａの幅Ｗ１より大きい。第１ロウ材パターン１４ａの幅Ｗ１および第２ロウ材パターンの幅Ｗ２は例えばそれぞれ０．３ｍｍ、０．６ｍｍである。これにより、第２ロウ材パターン１４ｂにより、フレキシブル基板１１に加わる応力に起因した第１配線パターン１２ａおよび第２配線パターン１２ｂの断線を抑制することができる。

実施例４は、第２ロウ材パターンがフレキシブル基板の内側にある例である。図７（ａ）は、実施例４に係るフレキシブル配線板の上面図、図７（ｂ）は側面図である。図７（ａ）および図７（ｂ）のように、長い第２ロウ材パターン１４ｂを内側（配線パターンの配列方向の内側）に設け、外側には、短い第１ロウ材パターン１４ａを設けてもよい。このように、第１ロウ材パターン１４ａおよび第２ロウ材パターン１４ｂを配置する位置は任意でよい。応力を分散する観点からは、フレキシブル基板１１の配線パターンが延伸する方向に延びた中心線に対し対称となるようにロウ材パターンを設けることが好ましい。

実施例５は、第３ロウ材パターン１４ｃを設けた例である。図８（ａ）は、実施例５に係るフレキシブル配線板の上面図、図８（ｂ）は側面図である。図８（ａ）のように、第３配線パターン１２ｃがフレキシブル基板１１に配置されている。フレキシブル基板１１の一端側に位置する第３配線パターン１２ｃのリード接続部に第１ロウ材パターン１４ａよりも長く第２ロウ材パターン１４ｂより短い第３ロウ材パターン１４ｃが配置されている。第１ロウ材パターン１４ａ、第２ロウ材パターン１４ｂおよび第３ロウ材パターン１４ｃの長さＬ１、Ｌ２およびＬ３は例えばそれぞれ１．０ｍｍ、２．０ｍｍおよび１．５ｍｍである。その他の構成は実施例１の図２（ａ）および図２（ｂ）と同じであり説明を省略する。

実施例５によれば、図８（ａ）の破線６２、６３および６４のように、応力が３つに分散される。よって、応力が一層低減され、配線パターン１２ａ〜１２ｃの断線を一層抑制することができる。

さらに、第３リード２１ｃのフレキシブル基板１１上における長さは、第１リード２１ａのフレキシブル基板１１上における長さより大きく、第２リード２１ｂのフレキシブル基板１１上における長さより小さい。これにより、配線パターン１２ａ〜１２ｃの断線を一層抑制することができる。

さらに、第３配線パターン１２ｃは、第１配線パターン１２ａと第２配線パターン１２ｂとの間に設けられてなる。これにより、配線パターン１２ａ〜１２ｃに加わる応力をより分散するることができる。

なお、実施例５では、フレキシブル基板１１の最も外側に第１ロウ材パターン１４ａ、中央付近に第２ロウ材パターン１４ｂを配置されている。さらに、第２ロウ材パターン１４ｂと第１ロウ材パターン１４ａの間に第３ロウ材パターン１４ｃが配置されている。このように、ロウ材パターンが扇状になるように配置することができる。ロウ材パターンの配置はこの配置に限られず、波型等とすることもできる。応力を分散する観点からは、フレキシブル基板１１の配線パターンが延伸する方向に延びた中心線に対し対称となるようにロウ材パターンを設けることが好ましい。

実施例６は、フレキシブル基板が絶縁性保護膜を有する例である。図９（ａ）は、実施例６に係るフレキシブル配線板の上面図、図９（ｂ）は側面図である。図９（ａ）のように、フレキシブル基板１１の端部を除く配線パターン１２ａ〜１２ｃ上に絶縁性保護膜３０（保護膜）が形成されている。絶縁性保護膜３０は、例えばポリイミド樹脂等の樹脂からなる絶縁膜である。絶縁性保護膜３０の膜厚は例えば２０μｍである。絶縁性保護膜３０は、外部から異物が配線パターン１２ａ〜１２ｃに付着することを保護する。また、フレキシブル基板１１が折れ曲がった際に、配線パターン１２ａ〜１２ｃが断線することを抑制する。第１ロウ材パターン１４ａ、第２ロウ材パターン１４ｂおよび第３ロウ材パターン１４ｃが絶縁性保護膜３０の端まで形成されている。その他の構成は、実施例５の図８（ａ）および図８（ｂ）と同じであり、説明を省略する。

実施例６によれば、第１ロウ材パターン１４ａ、第２ロウ材パターン１４ｂおよび第３ロウ材パターン１４ｃが絶縁性保護膜３０の端まで形成されている。言い換えれば、絶縁性保護膜３０は、第１および第２ロウ材パターン１４ａおよび１４ｂを露出するとともに、第１および第２ロウ材パターン１４ａおよび１４ｂは、保護膜３０との境界にまで延在してなる。これにより、絶縁性保護膜３０が設けられた領域においては、絶縁性保護膜３０が、配線パターン１２ａ〜１２ｃの断線を抑制し、ロウ材パターン１４ａ〜１４ｃが形成された領域ではロウ材パターン１４ａ〜１４ｃが配線パターン１２ａ〜１２ｃの断線を抑制する。よって、より配線パターン１２ａ〜１２ｃの断線を抑制することができる。

実施例７は、実施例１から実施例６を光モジュールに適用した例である。図１０は、実施例７の模式図である。図１０は、筐体４０の断面を示し、その他の部品の側面を示している。筐体４０内にレセプタクル４２、筐体２６、リード２１、絶縁体２２、フレキシブル基板１１ａおよび１１ｂおよび回路基板４８が設けられている。レセプタクル４２には光ファイバ４６が接続されたコネクタ４４が挿入される。筐体２６内には、例えばフォトダイオード等の受光素子および受光素子の出力を増幅するプリアンプが設けられている。光ファイバ４６から入力された光信号は、受光素子において電気信号に変換され、プリアンプにより増幅される。増幅された電気信号は、絶縁体２２、リード２１およびフレキシブル基板１１ｂを介し回路基板４８に伝送される。絶縁体２２内には、電気信号や電源を伝送する線路が形成されている。フレキシブル基板１１ａは、主に筐体２６内に直流電源を供給する。フレキシブル基板１１ｂは、筐体２６内と回路基板４８との間で高周波信号を接続する。

また、筐体２６内には、例えばレーザダイオード等の発光素子および発光素子を駆動する駆動回路が設けられている。回路基板４８からフレキシブル基板１１、リード２１および絶縁体２２を介し電気信号が駆動回路に伝送される。駆動回路は電気信号を増幅する。レーザダイオードは増幅された電気信号を光信号に変換し、レーザ光を光ファイバ４６に出力する。

図１１（ａ）および図１１（ｂ）は実施例７におけるフレキシブル基板の上面および下面を示す図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）の上側が回路基板４８側、下側が絶縁体２２側である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）のように、フレキシブル基板１１の上面に配線パターン１２が設けられている。また、フレキシブル基板１１の下面に配線パターン１３が設けられている。フレキシブル基板１１の上面および下面には、実施例６と同様の絶縁性保護膜３０が設けられている。

図１１（ａ）のように、外側の第２配線パターン１２ｂ上に配置された第２ロウ材パターン１４ｂは、内側の第１配線パターン１２ａ上に配置された第１ロウ材パターン１４ａより長い。これにより、フレキシブル基板１１が曲がった場合でも応力が一箇所に集中することを抑制し、配線パターン１２ａおよび１２ｂの断線を抑制することができる。実施例７においては、実施例６と同様に、全ての配線パターンにおいて、絶縁性保護膜３０の端までロウ材パターンが設けられている。

しかしながら、実施例７においても図１１（ａ）の破線６６には応力が集中しやすい。よって、円Ａ内の配線パターン１２ｂは断線する場合がある。実施例７においては、上面側において配線パターン１２ａ〜１２ｂが多数配線されており、断線しやすい配線パターン１２ｂを太くすることは難しい。

一方、図１１（ｂ）のように、フレキシブル基板１１の下面は配線パターン１３が密に設けられていない。そこで、配線パターン１３ａは、フレキシブル基板１１の上面に設けられた配線パターン１２ｂとは別の位置に配置する。なお、図示していないが上面の配線パターン１２ｂと下面の配線パターン１３ａとは、フレキシブル基板１１の端部においてフレキシブル基板１１を貫通するコンタクトにより接続されている。これにより、上面の配線パターン１２ｂが領域Ａで断線した場合でも、下面の配線パターン１３ａにより、電気信号の不通状態を回避することができる。なお、フレキシブル基板１１の上面では、配線パターン１２ｂを用いたフレキシブル基板１１の一端から他端（回路基板４８と絶縁体２２間）の配線は行なわず、下面の配線パターン１３ａのみで配線を行なってもよい。

また、応力が集中する第２ロウ材パターン１４ｂの先端を繋ぐ破線６６を跨ぐ配線パターンは破線６６に垂直に延伸するように破線６６を跨ぐことが好ましい。

実施例２〜７についても、実施例１と同様にフレキシブル基板１１の配線パターン１４の両端に本発明のロウ材パターンを設けることが好ましい。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０フレキシブル配線板
１１フレキシブル基板
１２ａ第１配線パターン
１２ｂ第２配線パターン
１２ｃ第３配線パターン
１３配線パターン
１４ａ第１ロウ材パターン
１４ｂ第２ロウ材パターン
１４ｃ第３ロウ材パターン
２１ａ第１リード
２１ｂ第２リード
２１ｃ第３リード
３０絶縁性保護膜

Claims

一端と他端を有する基板と、
前記基板に配置され、前記一端と前記他端とを電気的に接続する第１配線パターンと、
前記基板に配置され、前記一端と前記他端とを電気的に接続する第２配線パターンと、
前記基板の一端側に位置する前記第１配線パターンのリード接続部に配置された第１ロウ材パターンと、
前記基板の一端側に位置する前記第２配線パターンのリード接続部に配置され、前記第１ロウ材パターンよりも長く延在してなる第２ロウ材パターンと、
を備えることを特徴とするフレキシブル配線板。
前記基板に配置された第３配線パターンと、前記基板の一端側に位置する前記第３配線パターンのリード接続部に配置された第３ロウ材パターンをさらに備え、前記第３ロウ材パターンは、前記第１ロウ材パターンより長く、前記第２ロウ材パターンよりも短いことを特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線板。
前記第２ロウ材パターンと接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さより大きいことを特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線板。
前記第２ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さより大きく、前記第３ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１ロウ材パターンに接続される前記リードの前記基板上における長さより大きく、かつ前記第２ロウ材パターンに接続されるリードの前記基板上における長さよりも小さいことを特徴とする請求項２記載のフレキシブル配線板。
前記第１および第２配線パターン上を覆う保護膜をさらに備え、前記保護膜は、前記第１および第２ロウ材パターンを露出するとともに、前記第１および第２ロウ材パターンは前記保護膜との境界にまで延在してなることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線板。
前記第２配線パターンに接続されるリードの前記基板上における長さは、前記第１配線パターンに接続されるリードの前記基板上における長さと実質的に同じ長さであることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線板。
前記第３配線パターンは、前記第１配線パターンと前記第２配線パターンとの間に設けられてなることを特徴とする請求項２または４記載のフレキシブル配線板。
前記第２ロウ材パターンの幅は、前記第１ロウ材パターンの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のフレキシブル配線板。