JP6985568B1 - フレキシブルプリント配線板及び手振れ補正モジュール - Google Patents

Abstract

本開示に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと、上記ベースフィルムの表面に設けられる平面コイルとを備え、平面視で上記平面コイルのコイル幅に対して中心位置より内側の配線の数が、外側の配線の数より大きい。

Description

本開示は、フレキシブルプリント配線板及び手振れ補正モジュールに関する。
本出願は、２０２０年３月２７日出願の日本出願第２０２０−０５９０８８号に基づく優先権を主張し、上記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

プリント配線板は、様々な電子機器の回路を構成するために広く利用されている。例えば、特許文献１には、平面視長方形状の２つの平面コイル（Ｘ方向駆動用コイル及びＹ方向駆動用コイル）を互いに垂直な向きに配向して形成したプリント配線板を用いたカメラの手振れ補正装置が記載されている（特開２００６−６７５６２号公報参考）。

特開２００６−６７５６２号公報

本開示の一態様に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと、上記ベースフィルムの表面に設けられる平面コイルとを備え、平面視で上記平面コイルのコイル幅に対して中心位置より内側の配線の数が、外側の配線の数より大きい。

図１は、本開示の一実施形態に係る手振れ補正モジュールを備えるカメラの手振れ補正機構の例を示す模式的断面図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る手振れ補正モジュールを示す模式的斜視図である。 図３は、本開示の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す模式的斜視図である。 図４は、図３のフレキシブルプリント配線板のＡ−Ａ線断面図である。 図５は、他の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。 図６は、他の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。 図７は、他の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。 図８は、他の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。 図９は、他の実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す断面図である。

［本開示が解決しようとする課題］
上述の従来技術は、永久磁石のＮ極とＳ極の境界付近の磁束変化を検出してコイル板の位置情報を得る方式であるが、カメラの手振れ補正モジュールとしては、コイルに働く磁力により手振れを打ち消す向きに撮像素子又は補正レンズを駆動させることで手振れを補正する方式も検討されている。しかしながら、このような方式の場合、上記コイルの巻き密度が一定であると、磁石が変位した場合のコイルに生じる磁力（推力）が、磁石とコイルとの位置関係により変動することを本発明者らは知見した。カメラの手振れ補正モジュールの手振れ補正の精度を向上するためには、磁石が変位した時の推力の変動を小さくすることが求められる。

本開示は、このような事情に基づいてなされたものであり、手振れ補正モジュールの磁石の変位時に推力の変動を抑制できるフレキシブルプリント配線板を提供することを目的とする。

［本開示の効果］
本開示のフレキシブルプリント配線板によれば、手振れ補正モジュールの磁石の変位時に推力の変動を抑制できる。

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

本開示の一態様に係るフレキシブルプリント配線板は、絶縁性を有するベースフィルムと、上記ベースフィルムの表面に設けられる平面コイルとを備え、平面視で上記平面コイルのコイル幅に対して中心位置より内側の配線の数が、外側の配線の数より大きい。

コイルの巻き密度が一定の場合、磁石が変位した場合の推力が、磁石がコイルの中心部に位置する場合と比較すると小さくなる。これは、コイルに生じるよる推力がコイルの巻き密度と磁石から発生する磁束密度との相互作用により生じることによる。従って、磁石から発生する磁束密度が高く、コイルの推力が生じやすいコイルの中心部周辺領域の配線密度を大きくする一方、コイルの外側の配線密度を小さくすることで、コイルの中心部周辺領域内においては、コイルに生じる推力が向上するとともに磁石の変位時にも変動が小さくなることを本発明者らは知見した。当該フレキシブルプリント配線板は、上記ベースフィルムの表面に設けられる平面コイルが、平面視で上記平面コイルのコイル幅に対して中心位置より内側の配線の数が、外側の配線の数より大きい。その結果、当該フレキシブルプリント配線板は、手振れ補正モジュールのコイルの中心部周辺領域内における磁石の変位時に推力の変動を抑制できる。従って、当該フレキシブルプリント配線板は、特に手振れの範囲が所定の中心部周辺領域内に収まる場合において、磁石の変位に依らず安定した推力が得られることで手振れ補正の精度が高い。さらに、当該フレキシブルプリント配線板は最大推力が向上するので、多数枚組のレンズ等、質量が大きい高性能光学構成にも対応できる。また、従来の同一質量の光学構成と比較すると、少ない電流量で推力を維持できるので、省電力化を図ることができる。なお、本願における「推力」とは、磁力を利用して直線方向に駆動するための力を意味する。

当該フレキシブルプリント配線板においては、全配線数に対する上記内側の配線の数の割合が５５％以上であることが好ましい。全配線数に対する上記内側の配線の数の割合が５５％以上であることで、手振れ補正モジュールの磁石の変位時に推力の変動をより低減できる。

上記配線の平均線幅が１０μｍ以上１２５μｍであることが好ましい。上記配線の平均線幅が上記範囲であることで、配線の形成が容易であるとともに、配線の厚さ及び密度が所望の範囲に設定しやすくなる。

上記内側の配線の平均線幅に対する上記外側の配線の平均線幅の比率が１以上５以下であることが好ましい。上記内側の配線の平均線幅に対する上記外側の配線の平均線幅の比率が上記範囲であることで、配線の形成が容易であるとともに、配線の厚さ及び密度が所望の範囲に設定しやすくなる。

上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が同一であることが好ましい。上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が同一であることで、平面コイルの形成が容易となる。

上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が異なることが好ましい。上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が異なることで、上記内側の配線における配線密度の調整が容易となる。

本開示の他の一態様に係る手振れ補正モジュールは、当該フレキシブルプリント配線板と、永久磁石とを備える。

当該手振れ補正モジュールは、当該フレキシブルプリント配線板を備えているので、手振れ補正モジュールの磁石の変位時に推力の変動を抑制できる。従って、当該手振れ補正モジュールは、カメラの手振れ補正の精度を向上できる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の各実施形態に係るフレキシブルプリント配線板及び手振れ補正モジュールついて図面を参照しつつ詳説する。なお、本実施形態のフレキシブルプリント配線板における「表裏」は、フレキシブルプリント配線板の厚さ方向のうち補正レンズの配置側を「表」、補正レンズの配置側と反対側を「裏」とする方向を意味し、フレキシブルプリント配線板の使用状態における表裏を意味するものではない。

［カメラの手振れ補正機構］
図１は、本開示の一実施形態に係る手振れ補正モジュールを備えるカメラの手振れ補正機構の例を示す模式的断面図である。図２は、本開示の一実施形態に係る手振れ補正モジュールを示す模式的斜視図である。図３は、本開示の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板を示す模式的斜視図である。デジタルカメラ、スマートフォン等に内蔵される手振れ補正機構６０は、図示しない光学系と撮像素子８０との間に、光軸に対して垂直に手振れ補正モジュール７０が配設されている。手振れ補正モジュール７０は、本開示の一実施形態に係るフレキシブルプリント配線板１を備え、手振れに起因する被写体の像ぶれを補正する。手振れ補正機構６０においては、補正レンズ７に対向するように、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等のイメージセンサにより構成される撮像素子８０が基板８２に固定されている。撮像素子８０は、上記光学系により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。

図３に示すようにベースフィルム２の表面側には平面コイル３１、３２、３３、３４が積層され、ベースフィルム２の裏面側には図示しない平面コイル４１、４２、４３、４４が積層されている。図１の基板８２には、主として上記平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４と他の部材等との接触による損傷及び短絡を防止するための図示しない絶縁層が積層されている。絶縁層は、意図的に設けられる開口や切り欠きを除いて基板８２の外面を全面的に被覆していることが好ましい。絶縁層は、ソルダーレジスト、カバーレイ等を用いて形成することができ、中でも感光性ドライフィルムの硬化によって形成されることが好ましい。

＜手振れ補正モジュール＞
当該手振れ補正モジュール７０は、当該フレキシブルプリント配線板１と、永久磁石５１、５２、５３、５４とを備える。

４片の永久磁石５１、５２、５３、５４は、マグネットホルダー６の周囲に配置されている。また、マグネットホルダー６の中央には補正レンズ７が保持されている。上記永久磁石５１、５２、５３、５４は、図示しない光学系の光軸方向に垂直な方向に互いに離間し、かつ永久磁石５１及び５２と、永久磁石５３及び５４とが互いに対向して配置されている。また、永久磁石５１、５２、５３、５４は、上記光軸方向に垂直な方向にＮ極とＳ極とに分極している。図１の永久磁石５１及び永久磁石５２においては、向かい合う永久磁石５１の磁極９２と永久磁石５２の磁極９３とが同一となる。例えば上記磁極９２と磁極９３とがＮ極の場合、永久磁石５１の磁極９１と永久磁石５２の磁極９４とがＳ極となる。１条の平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４は、永久磁石５１、５２、５３、５４の長さ方向に平行な面内に、複数回の渦巻き状に巻かれている。また、平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４は、永久磁石５１、５２、５３、５４と非接触の状態で対向して配置されている。平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４は、常にそれぞれ４片の永久磁石５１、５２、５３、５４の磁界内に位置する。

平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４に電流を流すと、永久磁石５１、５２、５３、５４の磁界と平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４に流れる電流による磁界との相互作用が生じる。例えば、平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４に電流を流すと、フレミングの左手の規則に従って、平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４には、電磁力、すなわち推力が生じる。その結果、永久磁石５１、５２、５３、５４とともにマグネットホルダー６の中央の補正レンズ７を駆動できる。手振れ補正モジュール７０は、平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４に働く磁力により、手振れを打ち消す方向に補正レンズ７を駆動させることで手振れを補正する。このように、当該手振れ補正モジュール７０は、当該フレキシブルプリント配線板１を備えているので、手振れ補正モジュール７０の永久磁石５１、５２、５３、５４の変位時に推力の変動を抑制できる。従って、当該手振れ補正モジュール７０は、カメラの手振れ補正の精度を向上できる。

＜フレキシブルプリント配線板＞
図３に示す当該フレキシブルプリント配線板１は、可撓性及び絶縁性を有するベースフィルム２と、上記ベースフィルム２の表面に設けられる平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４等とを備える。

（ベースフィルム）
ベースフィルム２は、合成樹脂を主成分とし、可撓性及び電気絶縁性を有する。ベースフィルム２は、平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４等を形成するための基材層である。なお、「主成分」とは、質量換算で最も含有割合の大きい成分をいい、例えば含有量が５０質量％以上の成分をいう。また、ベースフィルム２は、方形状の切り欠き９を備え、四角リング形状を有する。

上記合成樹脂としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、液晶ポリマー、フッ素樹脂等が挙げられる。

ベースフィルム２の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、ベースフィルム２の平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。ベースフィルム２の平均厚さが上記下限に満たないと、ベースフィルム２の絶縁強度が不十分となるおそれがある。逆に、ベースフィルム２の平均厚さが上記上限を超えると、当該フレキシブルプリント配線板１が不必要に厚くなるおそれや、可撓性が不十分となるおそれがある。なお、本明細書において「平均厚さ」とは、任意の１０点の厚さの平均値をいう。

（平面コイル）
図３に示すように、四角リング形状のベースフィルム２には、各片に沿って、ベースフィルム２の表面側及び裏面側に４対の平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４が積層されている。なお、平面コイルは、ベースフィルム２の表面側にのみ積層されていてもよい。

平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４は、導電性を有する材料をパターニングして形成される。平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４を形成する材料としては、例えば銅、ニッケル、銀等の金属が好ましく、中でも比較的安価で電気抵抗が小さい銅が特に好ましい。

ベースフィルム２の表に４つの平面コイル３１、３２、３３、３４が固着され、ベースフィルム２の裏に図示しない４つの平面コイル４１、４２、４３、４４が固着されている。上記永久磁石５１、５２は、平面コイル３１、３２、４１、４２に対してＸ方向に往復移動可能であり、永久磁石５３、５４は、平面コイル３３、３４、４３、４４に対してＸ方向に往復移動可能である。このように、手振れ補正においては、補正レンズ７が上記光学系で結像した被写体像を撮像素子８０の撮像面上においてＸ方向及びＹ方向に変位させ、この変位を撮影時に生じる手ぶれ、すなわち撮像面上での振動に対応させることで上記変位を相殺し、手ぶれを補正するものである。

図４は、図３のフレキシブルプリント配線板１のＡ−Ａ線断面図である。上記平面コイル３１、４１は、平面視で上記平面コイルのコイル幅Ｗに対して中心位置Ｐより内側の配線３１ｂ、４１ｂの数が、外側の配線３１ａ、４１ａの数より大きい。そのため、当該フレキシブルプリント配線板１は、手振れ補正モジュール７０のコイルの中心部周辺領域内における永久磁石５１、５２、５３、５４の変位時に推力の変動を抑制できる。従って、当該フレキシブルプリント配線板は、特に手振れの範囲が所定の中心部周辺領域内に収まる場合において、磁石の変位に依らず安定した推力が得られることで手振れ補正の精度が高い。さらに、当該フレキシブルプリント配線板は最大推力が向上するので、多数枚組のレンズ等、質量が大きい高性能光学構成にも対応できる。また、従来の同一質量の光学構成と比較すると、少ない電流量で推力を維持できるので、省電力化を図ることができる。

当該フレキシブルプリント配線板１においては、全配線数に対する上記内側の配線の数の割合の下限としては、５５％が好ましく、６０％がより好ましい。全配線数に対する上記内側の配線の数の割合が上記範囲であることで、手振れ補正モジュールの磁石の変位時に推力の変動をより低減できる。

平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４を構成する配線の平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、８０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記上限を超えると、当該フレキシブルプリント配線板１の薄型化の要請に反するおそれがある。一方、配線の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。上記平均厚さが上記下限に満たないと、電気抵抗が大きくなるおそれがある。

上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が同一であることが好ましい。上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が同一であることで、平面コイルの形成が容易となる。また、図５のフレキシブルプリント配線板２０に示すように、内側の配線２３１ｂ、２４１ｂにおける隣接する配線間の平均間隔が同一である場合、外側の配線２３１ａ、２４１ａにおける隣接する配線間の平均間隔が同一でなくてもよい。また、フレキシブルプリント配線板２０においても、平面コイル２３１、２４１は、コイル幅Ｗに対して中心位置Ｐより内側の配線２３１ｂ、２４１ｂの数が、外側の配線２３１ａ、２４１ａの数より大きい。

隣接する配線間の平均間隔の下限としては、５μｍが好ましく、８μｍがより好ましい。一方、上記平均間隔の上限としては、１２０μｍが好ましく、１１０μｍがより好ましい。上記平均間隔が上記下限に満たないと、配線の形成が容易でなくなるおそれがある。逆に、上記平均間隔が上記上限を超えると、所望の配線密度を得難くなるおそれがある。なお、「平均間隔」とは、任意の３点の間隔の平均値をいう。

平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４を構成する配線の平均線幅の下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。一方、上記配線の平均線幅の上限としては、１２５μｍが好ましく、１１５μｍがより好ましい。上記配線の平均線幅が上記下限に満たないと、上記配線の形成が容易でなくなるおそれがある。また、上記配線の平均線幅が上記下限に満たないと、上記配線の厚さ（ベースフィルム２の厚さ方向の高さ）を十分に大きくすることができないおそれがある。逆に、上記配線の平均線幅が上記上限を超えると、所望の配線密度を得難くなるおそれがある。なお、「平均線幅」とは、任意の３点の幅の平均値をいう。

上記内側の配線の平均線幅に対する上記外側の配線の平均線幅の比率の下限としては、１．０が好ましく、１．２がより好ましい。一方、上記平均線幅の比率の上限としては、５．０が好ましく、４．０がより好ましい。上記平均線幅の比率が１未満の場合、上記平面コイル３１、３２、３３、３４及び平面コイル４１、４２、４３、４４の抵抗値が上昇するおそれがある。上記平均線幅の比率が５を超えると、所望の配線密度を得難くなるおそれがある。

［フレキシブルプリント配線板の製造方法］
当該プリント配線板の製造方法は、絶縁性を有するベースフィルムの少なくとも一方の面側に平面コイルを積層する工程を備える。上記平面コイルを積層する工程では、ベースフィルムの少なくとも一方の面側に、コイルパターンを積層する。コイルパターンの積層方法としては、公知の方法が使用でき、サブトラクティブ法、セミアディティブ法などを用いることができる。特に、セミアディティブ法を用いることで、配線密度の高いコイルパターンを効率よく得ることができる。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

上記実施形態では、上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が同一であったが、図６のフレキシブルプリント配線板１０のように、上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が異なっていてもよい。上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が異なることで、上記内側の配線における配線密度の調整が容易となる。フレキシブルプリント配線板１０は、内側の配線１３１ｂ、１４１ｂにおける隣接する配線間の平均間隔が異なる。また、フレキシブルプリント配線板１０においても、平面コイル１３１、１４１は、コイル幅Ｗに対して中心位置Ｐより内側の配線１３１ｂ、１４１ｂの数は、外側の配線１３１ａ、１４１ａの数より大きい。

上記実施形態では、上記内側の配線の平均線幅と上記外側の配線の平均線幅とが同一であったが、図７のフレキシブルプリント配線板１５０のように、上記内側の配線の平均線幅と上記外側の配線の平均線幅とが異なっていてもよい。上記内側の配線の平均線幅と上記外側の配線の平均線幅とが異なることで、抵抗値の増大を抑制することができる。フレキシブルプリント配線板１５０は、内側の配線３３１ｂ、３４１ｂにおける隣接する配線間の平均間隔が異なる。フレキシブルプリント配線板１５０の平面コイル３３１、３４１においては、コイル幅Ｗに対して中心位置Ｐより内側の配線３３１ｂ、３４１ｂの数が、外側の配線３３１ａ、３４１ａの数より大きい。また、内側の配線３３１ｂ、３４１ｂの平均線幅に対する外側の配線３３１ａ、３４１ａの平均線幅の比率が１以上５以下である。

さらに、図８のフレキシブルプリント配線板１７０のように、上記内側の配線の平均線幅と上記外側の配線の平均線幅とが異なるとともに、同じ領域内で隣接する配線間の平均間隔が異なっていてもよい。フレキシブルプリント配線板１７０は、内側の配線５３１ｂ、５４１ｂの平均線幅と外側の配線５３１ａ、５４１ａの平均線幅とが異なるとともに、内側領域内及び外側領域内でそれぞれ隣接する配線間の平均間隔が異なる。フレキシブルプリント配線板１７０の平面コイル５３１、５４１においては、コイル幅Ｗに対して中心位置Ｐより内側の配線５３１ｂ、５４１ｂの数が、外側の配線５３１ａ、５４１ａの数より大きい。また、内側の配線５３１ｂ、５４１ｂの平均線幅に対する外側の配線５３１ａ、５４１ａの平均線幅の比率が１以上５以下である。

さらに、図９のフレキシブルプリント配線板１６０のように、同じ領域内で隣接する配線の平均線幅が異なっていてもよい。フレキシブルプリント配線板１６０の平面コイル４３１、４４１においては、コイル幅Ｗに対して中心位置Ｐより内側の配線４３１ｂ、４４１ｂの数が、外側の配線４３１ａ、４４１ａの数より大きい。また、内側の配線４３１ｂ、４４１ｂの平均線幅に対する外側の配線４３１ａ、４４１ａの平均線幅の比率が１以上５以下である。

１、１０、２０、１５０、１６０、１７０ フレキシブルプリント配線板
２ ベースフィルム
６ マグネットホルダー
７ 補正レンズ
９ 切り欠き
３１、３２、３３、３４、４１、４２、４３、４４、１３１、１４１、２３１、２４１、３３１、３４１、４３１、４４１、５３１、５４１ 平面コイル
３１ａ、３１ｂ、４１ａ、４１ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１４１ａ、１４１ｂ、２３１ａ、２３１ｂ、２４１ａ、２４１ｂ、３３１ａ、３３１ｂ、３４１ａ、３４１ｂ、４３１ａ、４３１ｂ、４４１ａ、４４１ｂ、５３１ａ、５３１ｂ、５４１ａ、５４１ｂ 配線
５１、５２、５３、５４ 永久磁石
６０ 手振れ補正機構
７０ 手振れ補正モジュール
８０ 撮像素子
８２ 基板
９１、９２、９３、９４ 磁極
Ｐ 中心位置
Ｗ コイル幅

Claims (7)

1. 絶縁性を有するベースフィルムと、
   上記ベースフィルムの表面に設けられる平面コイルと
   を備え、
   平面視で上記平面コイルのコイル幅に対して中心位置より内側の配線の数が、外側の配線の数より大きいフレキシブルプリント配線板。
2. 全配線数に対する上記内側の配線の数の割合が５５％以上である請求項１に記載のフレキシブルプリント配線板。
3. 上記配線の平均線幅が１０μｍ以上１２５μｍである請求項１又は請求項２に記載のフレキシブルプリント配線板。
4. 上記内側の配線の平均線幅に対する上記外側の配線の平均線幅の比率が１以上５以下である請求項１、請求項２又は請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板。
5. 上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が同一である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板。
6. 上記内側の配線における隣接する配線間の平均間隔が異なる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフレキシブルプリント配線板と、
   永久磁石と
   を備える手振れ補正モジュール。
   

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