JP7006863B1

JP7006863B1 - フレキシブルプリント基板

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Publication number: JP7006863B1
Application number: JP2021560918A
Authority: JP
Inventors: 卓郎品田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2041-06-09
Also published as: WO2022259425A1; US20240121891A1; CN117337617A; JPWO2022259425A1

Abstract

本開示に係るフレキシブルプリント基板は、基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、を備え、前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられる。

Description

本開示は、フレキシブルプリント基板に関する。

特許文献１にはフレキシブル配線基板が開示されている。このフレキシブル配線基板は、一端と他端を有する基板を備える。基板には、第１配線パターンと、第２配線パターンが配置されている。基板の一端側に位置する第１配線パターンのリード接続部には、第１ロウ材パターンが配置される。基板の一端側に位置する第２配線パターンのリード接続部には、第１ロウ材パターンよりも長く延在してなる第２ロウ材パターンが配置される。これにより、フレキシブル配線基板が折れ曲がった際に、応力が分散される。よって、配線パターンの断線を抑制することができる。

日本特開２０１１－２３８８８３号公報

一般に、フレキシブルプリント基板の折り曲げ時には、フレキシブルプリント基板の根本部分に応力が集中し易い。このため、断線が生じる可能性がある。特許文献１では端部に長い第２ロウ材パターンを設けることで、応力を分散させている。しかし、長い第２ロウ材パターンを設けることで、フレキシブルプリント基板の短尺化が妨げられるおそれがある。

本開示は、断線を抑制しつつ短尺化が可能なフレキシブルプリント基板を得ることを目的とする。

第１の開示に係るフレキシブルプリント基板は、基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、を備え、前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、前記カバーレイのうち信号伝搬方向の端部は、平面視で波型であり、平面視で、前記第１パターン層のうち前記信号伝搬方向での中央部は、前記レジストから露出し、前記レジストのうち前記中央部側の端部は、平面視で波型であり前記カバーレイの前記端部に沿って設けられる。
第２の開示に係るフレキシブルプリント基板は、基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、を備え、前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、前記開口は、平面視で波型である。
第３の開示に係るフレキシブルプリント基板は、基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、を備え、前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、前記カバーレイのうち信号伝搬方向の端部は、平面視で波型であり、前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、前記開口は、平面視で前記カバーレイの前記端部に沿って形成される。
第４の開示に係るフレキシブルプリント基板は、基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、を備え、前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、平面視で、前記第１パターン層のうち信号伝搬方向での中央部は、前記レジストから露出し、前記レジストのうち前記中央部側の端部は、平面視で波型であり、前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、前記開口は、平面視で前記レジストの前記端部に沿って形成される。

本開示に係るフレキシブルプリント基板では、第１パターン層のうち応力が集中し易いカバーレイの端部に対応する部分にレジストが設けられる。従って、断線を抑制できる。また、応力を分散させるために基板の端部に長いパターンを設ける必要がない。従って、フレキシブルプリント基板を短尺化できる。

実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板の構造を説明する図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板の平面図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板の底面図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板の断面図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板が基板と接続された状態を示す図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板が伝送基板と接続された状態を示す図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板がＬＤモジュールと接続された状態を示す図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板がＰＤモジュールと接続された状態を示す図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板が折り曲げられた状態を示す図である。実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板の構造を説明する図である。実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板の平面図である。実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板の底面図である。実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板の断面図である。実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板の各部材の境界となる部分を説明する図である。実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板の各部材の境界となる部分を説明する図である。実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板の構造を説明する図である。実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板の平面図である。実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板の底面図である。実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板の断面図である。実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板の構造を説明する図である。実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板の平面図である。実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板の底面図である。実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板の断面図である。実施の形態３に係るパターン層において断面積が変化する部分を説明する図である。実施の形態４に係るパターン層において断面積が変化する部分を説明する図である。実施の形態５に係るフレキシブルプリント基板の構造を説明する図である。実施の形態５に係るフレキシブルプリント基板の平面図である。実施の形態５に係るフレキシブルプリント基板の底面図である。実施の形態５に係るパターン層を重ねた状態を示す図である。図２８のＢ－Ｂ断面図である。図２８のＣ－Ｃ断面図である。

各実施の形態に係るフレキシブルプリント基板について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。以下の説明では、「上」、「下」、「おもて」、「裏」、「左」、「右」、「側」などの特定の位置および方向を意味する用語が用いられる場合がある。これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられているものであり、実施される際の位置および方向を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００の構造を説明する図である。図２は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００の平面図である。図３は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００の底面図である。図４は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００の断面図である。図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。フレキシブルプリント基板１００はベース１０、パターン層１１、２１、レジスト１２、２２およびカバーレイ１３、２３、を備えている。

ベース１０の第１面には、パターン層２１が設けられる。ベース１０の第１面と反対側の第２面には、パターン層１１が設けられる。パターン層１１は、配線端部１１ａを端部に有する。パターン層２１は、基板５０と接続される配線端部２１ａを端部に有する。パターン層１１の上には、レジスト１２およびカバーレイ１３が重なる。パターン層２１の下には、レジスト２２およびカバーレイ２３が重なる。

カバーレイ１３は、平面視でパターン層１１のうち配線端部１１ａよりも内側を覆う。同様にカバーレイ２３は、平面視でパターン層２１のうち配線端部２１ａよりも内側を覆う。ここで、内側は、信号伝搬方向Ｄ１における中央部側である。

レジスト１２は、平面視で、パターン層１１のうちカバーレイ１３に覆われた部分から、パターン層１１のうちカバーレイ１３から露出した部分にわたって設けられる。同様にレジスト２２は、平面視で、パターン層２１のうちカバーレイ２３に覆われた部分から、パターン層２１のうちカバーレイ２３から露出した部分にわたって設けられる。

ベース１０の厚さは例えば５０μｍである。パターン層は、ベース１０の第１面または第２面の一方に設けられても良い。パターン層１１、２１は、以下のように形成される。まず、ベース１０の第１面または第２面の全体に、金属フィルムを張り付ける。金属フィルムは、例えば厚さ２０μｍの圧延銅箔である。次に、エッチング等によって、金属フィルムのうち信号線路以外の部分を取り除く。これにより、ベース１０の第１面または第２面に信号線路が形成される。さらに、電界めっき等の方法により、信号線路を例えば厚さ１０μｍの銅または金で覆う。パターン層１１とパターン層２１とはビア等により、電気的に導通している。

ベース１０およびカバーレイ１３、２３は、ポリイミド等の誘電体材料から形成される。カバーレイ１３、２３は、それぞれパターン層１１、２１が形成されたベース１０に接着剤等で貼り付けられ固定されている。カバーレイ１３、２３は信号線路の保護のために設けられる。

レジスト１２、２２は、例えば感光性樹脂で形成される。レジスト１２、２２は、信号線路の保護のために設けられる。平面視で、パターン層１１のうち信号伝搬方向Ｄ１での中央部は、レジスト１２から露出している。同様に、平面視で、パターン層２１のうち信号伝搬方向Ｄ１での中央部は、レジスト２２から露出している。

図１に示されるように、配線端部１１ａ、２１ａの各々は複数のパターンを有する。レジスト１２の端部１２ａは、配線端部１１ａの複数のパターンの間に設けられる。同様にレジスト２２の端部２２ａは、配線端部２１ａの複数のパターンの間に設けられる。レジスト１２、２２は、配線端部１１ａ、２１ａの複数のパターンを避けるように、ベース１０上に印刷等の方法により形成されている。レジスト１２、２１は、配線端部１１ａ、２１ａ以外の部分ではパターン層１１、２１を覆うように、印刷等の方法で形成されている。

図４において基板５０は、例えば光モジュール製品に搭載されるセラミック基板である。基板５０は、光トランシーバ製品等に搭載される伝送基板であっても良い。フレキシブルプリント基板１００は、配線端部２１ａを介して基板５０上に実装される。配線端部２１ａと基板５０は、例えばはんだ材または導電性フィルム等の接合材によって接合されている。

図１では、パターン層１１、レジスト１２、カバーレイ１３の順番で重なっているが、パターン層１１、カバーレイ１３、レジスト１２の順番で重なっても良い。同様に、図１ではパターン層２１、レジスト２２、カバーレイ２３の順番で重なっているが、パターン層２１、カバーレイ２３、レジスト２２の順番で重なっても良い。

フレキシブルプリント基板１００は、例えば光通信用モジュールに用いられる。図５は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００が基板５０と接続された状態を示す図である。図６は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００が伝送基板６２と接続された状態を示す図である。光通信用モジュール１０１は、金属等で構成されたパッケージ５２を備える。パッケージ５２は光通信素子５４を内蔵している。パッケージ５２には、はんだ等で基板５０が接合される。基板５０は、例えば電気信号を伝送する伝送線路を備えるパッケージセラミック基板である。基板５０とフレキシブルプリント基板１００は、はんだ等の導電性材料で接合される。パッケージ５２とレセプタクル５６は、溶接等で接合される。レセプタクル５６は、光コネクタ５８を介して光信号を光ファイバ６０に伝送する。

一般に、基板間を接続する場合、フレキシブルプリント基板が用いられることが多い。特に、光モジュール製品を光トランシーバに搭載する際に、光トランシーバ側の伝送基板とパッケージセラミック基板との接続にはフレキシブルプリント基板が用いられることが多い。このとき図６に示されるように、フレキシブルプリント基板１００は例えば変形部１００ａにおいて変形する。フレキシブルプリント基板１００の端部１００ｂ、１００ｃは、それぞれ基板５０および伝送基板６２と電気的に接続される。

図７は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００がＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）モジュールと接続された状態を示す図である。この場合、光通信用モジュール１０１にはレーザーダイオード５４ａが搭載される。光トランシーバからフレキシブルプリント基板１００を介して入力された電気信号Ｓ１は、レーザーダイオード５４ａによって光信号Ｓ２に変換される。レーザーダイオード５４ａが光コネクタ５８によって光ファイバ６０と接続することで、光ファイバ６０に光信号Ｓ２が伝送される。

図８は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００がＰＤ（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ）モジュールと接続された状態を示す図である。この場合、光通信用モジュール１０１にはフォトダイオード５４ｂが搭載される。光ファイバ６０から光コネクタ５８を介して入力された光信号Ｓ３は、フォトダイオードによって電気信号Ｓ４に変換される。電気信号Ｓ４は、フレキシブルプリント基板１００を介して伝送基板６２に出力される。このように光通信用モジュール１０１は電気信号と光信号を変換する。

ここで、一般に伝送基板、光通信用モジュール、光コネクタにはそれぞれ製造ばらつきが存在する。このため、伝送基板と光通信用モジュールの基板の位置関係のばらつきにより、電気信号を正常に伝送できないことが想定される。そこで、本実施の形態のようなフレキシブルプリント基板１００を用いることで、電気信号を伝送し、かつ、電気信号を接続する位置を調整することができる。つまり、フレキシブルプリント基板１００が変形することで、伝送基板６２と基板５０との位置ばらつきを吸収できる。これにより、光トランシーバからの電気信号を正常に光通信用モジュール１０１に伝えることができる。

図９は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００が折り曲げられた状態を示す図である。一般に、位置調整のために光通信用モジュール１０１側に接続されたフレキシブルプリント基板１００の折り曲げが実施される。折り曲げ時には、基板５０近傍のフレキシブルプリント基板１００の根本部分１００ｄに応力が集中し易い。この応力は、例えばフレキシブルプリント基板１００を基板５０から引き剥がす方向の応力である。このような応力により、フレキシブルプリント基板に断線が生じると、電気信号を伝送する機能が損なわれるおそれがある。このため、光通信用モジュールの機能が果たせなくなるおそれがある。

折り曲げ時の断線を抑制する方法として、一般にフレキシブルプリント基板上の配線端部以外の部分に配線保護のためのカバーレイが設けられることがある。この構成では、カバーレイに覆われた部分が折り曲がる。また、カバーレイの代わりにレジストを用いることもある。

カバーレイを用いた場合、カバーレイと配線端部の境界部分に応力が集中し易い。また、カバーレイは屈曲性に優れる一方、一般に貼り合わせの精度が低い。このため、配線端部とカバーレイの干渉を防ぐために、配線端部とカバーレイの隙間を広く確保する必要が生じることがある。この場合、配線端部の近傍にはカバーレイを配置できない。よって、特にフレキシブルプリント基板が短く、配線端部と折り曲げ位置が近い場合、配線端部を保護することができないおそれがある。

一方で、レジストは一般に高い精度で形成できる。このため、配線端部とレジストの隙間を狭くすることができる。しかし、レジストは曲げたときに塑性変形する。このため、繰り返し曲げられた際の補強効果は一般にカバーレイに劣る。

光モジュール製品では信号の高速化に伴い、伝送損失低減の観点から、フレキシブルプリント基板の短尺化が求められることがある。フレキシブルプリント基板が短くなるほど、折り曲げ位置は根本部分に近づいていく。このため、折り曲げ時のフレキシブルプリント基板への負荷が増大し易い。このように、折り曲げ時の断線抑制と、フレキシブルプリント基板の短尺化の両立が求められる。

本実施の形態では、図１～４において線Ｌ１で示される部分に応力が集中し易い。線Ｌ１で示される部分は、カバーレイ１３、２３の端部に該当する部分である。これに対し本実施の形態では、カバーレイ１３、２３および配線端部１１ａ、２１ａを跨ぐように、レジスト１２、２２が配置されている。つまり、パターン層１１、２１のうち応力が集中し易いカバーレイ１３、２３の端部に対応する部分に、レジスト１２、２２が設けられる。これにより、レジスト１２、２２による補強で、線Ｌ１で示される部分への応力集中を緩和できる。従ってパターン層１１、２１の断線を抑制することができる。

また、本実施の形態では応力を分散させるために端部に長いパターン等を設ける必要がない。従って、フレキシブルプリント基板１００を短尺化できる。

ここで、レジスト２２が配線端部２１ａのパターンに重なると、基板５０と配線端部２１ａとの接合が阻害されるおそれがある。しかし、レジスト２２は一般に高精度で形成できる。このため、配線端部２１ａのパターン間にレジスト２２を精度良く形成することができる。

このように本実施の形態では、配線端部１１ａ、２１ａに補強用のレジスト１２、２２を設け、カバーレイ１３、２３とレジスト１２、２２を組み合わせることで、構造体として応力集中を緩和できる。

また、フレキシブルプリント基板１００を基板５０に実装する際は、例えばフレキシブルプリント基板１００と基板５０を、はんだ等の接合材を介して接触させる。次に、接合材の融点以上まで接合材を加熱し溶融させる。これにより、基板５０とパターン層２１を接合する。ここで、レジスト２２がパターン層２１よりも先に基板５０に接触すると、パターン層２１と基板５０との間に隙間が空く。このため、はんだごて等で加熱するときに、基板５０側に熱が伝わりにくくなるおそれがある。このため、接合材の基板５０上での溶融が阻害され、実装が困難となる可能性がある。

これに対し本実施の形態では、レジスト２２はパターン層２１よりも薄い。同様にレジスト１２はパターン層１１よりも薄い。パターン層１１、２１を圧延銅箔と電界Ｃｕめっきで形成した場合、例えば圧延銅箔が２０μｍ、電界Ｃｕめっきが１０μｍ程度の厚みとなる。このため、パターン層１１、２１はそれぞれ３０μｍ程度の厚みとなる。一方で、印刷等で形成したレジスト１２、２２の厚さは、それぞれ例えば１５μｍ程度である。配線端部２１ａにおいて、ベース１０に対するパターン層２１の高さは３０μｍとなる。また、配線端部２１ａのパターン間に設けられたレジスト２２の、ベース１０に対する高さは１５μｍとなる。このように、パターン層２１よりレジスト２２が低くなる。

このため、フレキシブルプリント基板１００の端部１００ｂを基板５０上に実装するとき、レジスト２２よりもパターン層２１が先に基板５０に接触する。よって、レジスト２２を配線端部２１ａのパターン間に配置したとしても、実装が阻害されることを抑制できる。

またフレキシブルプリント基板の全体にレジストを設けた場合、フレキシブルプリント基板全体が硬くなるおそれがある。フレキシブルプリント基板全体が硬くなると、力を加えたときに曲がり難くなる。このため、曲げるためにより多くの力が必要となり、結果的に線Ｌ１で示される部分により多くの応力が加わることになる。従って、線Ｌ１で示される部分に急激な曲げが生じ易くなり、断線が生じ易くなる可能性がある。

これに対し本実施の形態では、レジスト１２、２２は信号伝搬方向Ｄ１において、パターン層１１、２１の中央部を避けて設けられる。このため、フレキシブルプリント基板１００全体に加わる応力の増加を抑えつつ、応力集中が発生し易い部分を補強できる。このため、急激な曲げを抑制でき、断線を抑制することができる。

フレキシブルプリント基板１００の構造は図１～４に示されるものに限定されない。例えば、パターン層の上にレジストおよびカバーレイが積層した構造は、ベース１０の一方の面にのみに形成されても良い。この場合、ベース１０の他方の面では、パターン層をカバーレイまたはレジストの一方のみが覆っても良い。

また、フレキシブルプリント基板１００に要求される柔らかさに応じて、レジスト１２、２２はフレキシブルプリント基板１００の全体に設けられても良い。また、レジスト１２、２２は配線端部１１ａ、２１ａの複数のパターンの間に設けられなくても良い。レジスト１２、２２は、平面視でパターン層１１、２１のうちカバーレイ１３、２３に覆われた部分からカバーレイ１３、２３から露出した部分にわたって設けられれば、応力集中が発生し易い部分を補強できる。また、レジスト１２、２２の形状は互いに異なっていても良い。

上述した変形は、以下の実施の形態に係るフレキシブルプリント基板について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係るフレキシブルプリント基板については実施の形態１との共通点が多いので、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
図１０は、実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板２００の構造を説明する図である。図１１は、実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板２００の平面図である。図１２は、実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板２００の底面図である。図１３は、実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板の断面図である。図１３は、図１１のＡ－Ａ断面図である。

本実施の形態では、カバーレイ１３、２３のうち信号伝搬方向Ｄ１の端部１３ａ、２３ａは、平面視で波型である。また、レジスト１２、２２のうち信号伝搬方向Ｄ１での中央部側の端部１２ｂ、２２ｂは、平面視で波型である。他の構成は実施の形態１の構成と同様である。カバーレイ１３、２３またはレジスト１２、２２の端部を波型とすることで、実施の形態１と比較してフレキシブルプリント基板２００を曲がり易くすることができる。

基板５０からフレキシブルプリント基板２００端に向かう方向での各箇所におけるフレキシブルプリント基板２００の曲がり難さは、その箇所での各層の断面積に関係する。なお、曲がり難さは硬さを意味する。一般に断面積が大きいほど曲がり難く、断面積が小さいほど曲がり易い。ここで、力＝変形量×弾性率である。曲がり難いこと、つまり硬いことは、弾性率が高いことを意味する。同様に、曲がり易いこと、つまり柔らかいことは、弾性率が低いことを意味する。

きつい曲げが生じるということは、ある箇所の前後で変形量が急激に増減することを意味する。変形量＝力／弾性率であるため、力を一定とした場合、硬さが急激に変化する箇所の前後では、変形量が急激に変化する。例えば、根本から先端に向かって、ある箇所の前は硬く後ろは急激に柔らくなるような硬さの境界があると、変形量が急激に変化する。このとき、きつい曲げが加わって、断線が生じ易くなるおそれがある。

つまり、フレキシブルプリント基板において、各層の断面積が急激に変化する箇所で、断線が生じ易い。これに対し本実施の形態では、レジストおよびカバーレイの端部を波型にすることで、信号伝搬方向Ｄ１での断面積の変化を緩やかにすることができる。これにより、フレキシブルプリント基板２００の曲げ形状を緩やかにすることができ、断線を抑制できる。

図１４は、実施の形態１に係るフレキシブルプリント基板１００の各部材の境界となる部分を説明する図である。図１４において、位置Ｐ１はカバーレイ１３、２３の端部に該当し、位置Ｐ２はレジスト１２、２２の端部に該当する。このように、実施の形態１では各層の境界が直線状となる。このため、根本から先端に向かう方向における位置Ｐ１、Ｐ２のそれぞれの前後において、各層の断面積が急激に変化する。このため、引きはがし方向に強い力でフレキシブルプリント基板１００を曲げたとき、きつい曲げが加わる可能性がある。

図１５は、実施の形態２に係るフレキシブルプリント基板２００の各部材の境界となる部分を説明する図である。カバーレイ１３、２３の端部およびレジスト１２、２２の端部は、枠Ｐ３に示される範囲に設けられる。このため、枠Ｐ３に示される範囲で、各層の断面積が緩やかに変化する。よって、フレキシブルプリント基板２００を曲げたとき、曲げ形状が緩やかになる。従って、折り曲げ部への応力集中を緩和でき、断線を抑制できる。

レジスト１２、２２、カバーレイ１３、２３には、それぞれ製造公差がある。例えばレジスト１２、２２の製造公差は±０．０５ｍｍであり、カバーレイ１３、２３の製造公差は±０．３ｍｍである。この場合、レジストとカバーレイがオーバーラップしている部分の幅を０．０５＋０．３＝０．３５ｍｍとすれば、レジストとカバーレイに隙間が生じない。このため、パターン層１１、２１が外気に触れることを抑制できる。また、異物の付着によるパターン間のショートを抑制できる。また、レジストとカバーレイがオーバーラップしないことで局所的に柔らかい部分が形成されることを抑制できる。従って、応力集中を回避し、断線耐性を維持できる。

一方で、レジストとカバーレイがオーバーラップする部分の面積を増やすと、フレキシブルプリント基板が曲がり難くなるおそれがある。これにより、曲がり易い部分と曲がり難い部分の境界に応力が集中して、断線が生じやすくなるおそれがある。従って、レジストとカバーレイがオーバーラップする部分は、必要最低限の幅とすると良い。

これに対し本実施の形態では、図１０－１２に示されるように、レジスト１２、２２の端部１２ｂ、２２ｂは、カバーレイ１３、２３の端部１３ａ、２３ａに沿って設けられる。つまり、レジスト１２、２２の端部１２ｂ、２２ｂは、カバーレイ１３、２３の端部１３ａ、２３ａに依存した形状である。これにより、レジストとカバーレイの間に隙間が生じることを抑制しつつ、レジストとカバーレイがオーバーラップする部分を必要最低限の幅とすることができる。

また、フレキシブルプリント基板２００では、カバーレイとレジストの重なる部分が最も硬い。この部分が緩やかに曲がるような構成とすることが、断線対策上重要となる。図７－９に示されるようにフレキシブルプリント基板２００を曲げる場合、レジスト１２、２２、カバーレイ１３、２３の波型部分が信号伝搬方向Ｄ１に長い方が曲がり易くなる。一方で、波型部分を長くし過ぎると、レジストとカバーレイのオーバーラップする部分の面積が増加する。これにより、フレキシブルプリント基板が硬くなり、曲げに伴う応力が増加し、断線し易くなるおそれがある。このため、波型部分の信号伝搬方向Ｄ１の長さを適度に調節すると良い。

ここで、レジストとカバーレイのオーバーラップする部分は硬いため、その前後の部分に応力が集中し易い。このため本実施の形態では、レジスト１２、２２、カバーレイ１３、２３の波型部分の形状の調整によって、曲がる箇所をある程度制御することができる。例えばパターン形状の細い部分など、パターン層１１、２１に断線し易い部分があったとする。このとき、断線し易い部分と、レジストとカバーレイのオーバーラップした部分とを重ねて配置しても良い。断線し易い部分と硬い部分とが重なることで、断線を抑制できる。このように本実施の形態では、パターン層１１、２１の形状に合わせた断線対策を行うことができる。

本実施の形態の変形例として、レジスト１２、２２の端部１２ｂ、２２ｂは、カバーレイ１３、２３の端部１３ａ、２３ａに沿っていなくても良い。例えばカバーレイ１３、２３とレジスト１２、２２との何れか一方の端部が波型であっても良い。また、カバーレイ１３、２３のうち何れか一方の端部が波型であっても良い。また、レジスト１２、２２のうち何れか一方の端部が波型であっても良い。

また、本実施の形態では、カバーレイ１３、２３の波型の端部１３ａ、２３ａは平面視で重なる。これに限らず、端部１３ａ、２３ａは互いに異なる形状であっても良い。また、本実施の形態では、レジスト１２、２２の波型の端部１２ｂ、２２ｂは平面視で重なる。これに限らず、端部１２ｂ、２２ｂは互いに異なる形状であっても良い。

実施の形態３．
図１６は、実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板３００の構造を説明する図である。図１７は、実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板３００の平面図である。図１８は、実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板３００の底面図である。図１９は、実施の形態３に係るフレキシブルプリント基板３００の断面図である。図１９は、図１７のＡ－Ａ断面図である。本実施の形態では、パターン層２１のうち配線端部２１ａ以外の部分に開口２１ｂが形成されている。また、ベース１０には開口１０ａが形成される。他の構成は実施の形態２の構成と同様である。

開口２１ｂは例えば端部２２ｂ、２３ａの近傍に形成される。開口２１ｂはパターン層２１の中央部に形成されても良い。また、ベース１０の開口１０ａとパターン層２１の開口２１ｂは平面視で重なっても良い。

パターン層２１に抜きを形成することで、抜き部分が曲がり易くなる。このため、フレキシブルプリント基板３００を曲げた際に曲がる箇所を、基板５０の根本部分から遠ざけることができる。これにより、フレキシブルプリント基板３００を曲げ形状をより緩やかにできる。従って、折り曲げ部への応力集中を緩和でき、断線を抑制できる。

電気信号を伝えるというフレキシブルプリント基板３００の機能から、パターン層２１は信号伝搬方向Ｄ１の一端から他端まで電気的な導通を保つ必要がある。パターン層２１は例えば銅等の金属材料で形成される。パターン層２１に開口２１ｂを形成することで、金属部分の断面積を減少させ、金属部分を柔らかくすることができる。また、開口２１ｂがパターン層２１の端部を避けて形成されることで、フレキシブルプリント基板３００の電気的な導通を保つことができる。

また、ベース１０にも開口１０ａを形成することで、さらに折り曲げ部への応力集中を緩和でき、断線を抑制できる。

なお、上述のとおり、硬さが急激に変化する部分ではきつい曲げが生じ易くなる。本実施の形態では、開口２１ｂに対応する部分にきつい曲げが生じたとしても、パターン層１１、２１の上下にカバーレイ１３、２３またはレジスト１２、２２が設けられる。このため、パターン層１１、２１を保護でき、断線抑制できる。

本実施の形態では開口２１ｂとして、カバーレイ２３の端部２３ａの近傍に長孔が２つ形成された。開口２１ｂの数および配置は、これに限定されない。開口２１ｂは、平面視でカバーレイ１３、２３あるいはレジスト１２、２２と重なる位置に形成されれば良い。また、開口２１ｂは１つでも良く３つ以上でも良い。例えば長孔が４つ形成されても良い。また、図１６に示される長孔が繋がって大きな一つの開口２１ｂが形成されても良い。また、ベース１０の開口１０ａは形成されなくても良い。

実施の形態４．
図２０は、実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板４００の構造を説明する図である。図２１は、実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板４００の平面図である。図２２は、実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板４００の底面図である。図２３は、実施の形態４に係るフレキシブルプリント基板４００の断面図である。図２３は、図２１のＡ－Ａ断面図である。本実施の形態では、パターン層２１の開口２１ｂは、平面視で波型である。また、ベース１０の開口１０ａは平面視で波型である。他の構成は実施の形態３の構成と同様である。ベース１０の開口１０ａとパターン層２１の開口２１ｂは平面視で重なっても良い。

これにより、パターン層２１のうち、開口２１ｂが形成された部分が曲がり易くなる。さらに、開口２１ｂを波型にすることによって、曲げ形状がより緩やかになる。よって、フレキシブルプリント基板４００に力が加わった際の折り曲げ部への応力集中が緩和され、断線を抑制できる。

図２４は、実施の形態３に係るパターン層２１において断面積が変化する部分を説明する図である。図２５は、実施の形態４に係るパターン層２１において断面積が変化する部分を説明する図である。図２４に示される実施の形態３のパターン層２１では、位置Ｐ４、Ｐ５で断面積が変化する。このため、位置Ｐ４、Ｐ５できつい曲げが生じ易くなる。

これに対し、図２５に示される実施の形態４のパターン層２１では、位置Ｐ６から位置Ｐ７の範囲で、断面積が緩やかに変化する。従って、曲げ形状を緩やかにすることができ、断線を抑制できる。

図２０～２２に示される例では、開口２１ｂは平面視で、カバーレイ１３の端部１３ａまたはカバーレイ２３の端部２３ａに沿うように形成されている。上述したように、カバーレイとレジストのオーバーラップした部分は硬くなり易い。硬くなり易い部分に沿って、フレキシブルプリント基板４００を柔らかくする開口２１ｂが形成されることで、フレキシブルプリント基板４００の硬さを均一に近づけることができる。これにより、フレキシブルプリント基板４００を曲げたときの曲げＲを緩やかにし、応力集中および断線を抑制することができる。

例えばカバーレイの製造公差が±０．２ｍｍ、開口２１ｂの加工精度が±０．１ｍｍの場合、最小で０．２＋０．１＝０．３ｍｍの隙間をカバーレイと開口２１ｂとの間に設けると良い。これにより、カバーレイから平面視で開口２１ｂがはみ出すことなく、カバーレイによるパターン層の保護機能を確保できる。なお、カバーレイから開口２１ｂがはみ出した場合、異物がパターン層に付着し、パターン間ショート等の不良が発生するおそれがある。また、カバーレイから開口２１ｂがはみ出した状態で、フレキシブルプリント基板を曲げると、開口２１ｂと重なるカバーレイの端部に引きはがし方向の力が加わる可能性がある。このため、カバーレイが剥離するおそれがある。

一方で、カバーレイと開口２１ｂとの間の隙間を増やすと、開口２１ｂのうち、カバーレイの波型の端部に沿った部分を十分に確保できなくなる。このとき開口２１ｂは、波型ではなく、直線に棘が生えたような形状となることが考えられる。この場合、パターン層２１に直線状の開口が形成された場合と同様に、フレキシブルプリント基板４００を曲げたときに、開口部分に応力が集中し、急激な曲げが発生するおそれがある。このため、カバーレイと開口２１ｂとの間の隙間は適度に調整されると良い。

上述したように、図７－９に示されるようにフレキシブルプリント基板４００を曲げる場合、レジストおよびカバーレイの波型部分が信号伝搬方向Ｄ１に長い方が曲がり易くなる。このような波型部分を確保しつつ、カバーレイと開口２１ｂとの隙間を適度に確保することで、フレキシブルプリント基板４００を均一に曲げることができ、応力集中および断線抑制の効果が得られる。

一般に、レジスト、カバーレイ、開口の各製造公差は規定である。本実施の形態では、レジストの端部、カバーレイの端部および開口が互いに沿うように形成されることで、製造公差に合わせて、レジストとカバーレイのオーバーラップ部分する幅および、カバーレイと開口の隙間を最小限度に抑えることができる。つまり、パターン層の保護機能を確保しつつ急激な曲げを抑制するための設計を容易に行うことができる。

本実施の形態の変形例として、開口２１ｂは平面視で、レジスト１２またはレジスト２２の端部に沿うように形成されても良い。開口２１ｂは平面視で、端部１３ａ、２３ａ、１２ｂ、２２ｂの何れかに沿うように形成されれば良い。また、開口２１ｂは、端部１３ａ、２３ａ、１２ｂ、２２ｂに沿うように形成されていなくても良い。また、２つの開口２１ｂが繋がって、一つの孔を形成しても良い。

実施の形態５．
図２６は、実施の形態５に係るフレキシブルプリント基板５００の構造を説明する図である。図２７は、実施の形態５に係るフレキシブルプリント基板５００の平面図である。図２８は、実施の形態５に係るフレキシブルプリント基板５００の底面図である。図２９は、実施の形態５に係るパターン層１１、２１を重ねた状態を示す図である。本実施の形態では、開口２１ｂ、１０ａの形状が実施の形態４と異なる。他の構成は実施の形態４の構成と同様である。

開口２１ｂは、平面視でカバーレイ２３の端部２３ａとレジスト２２の端部２２ｂに沿って形成される。また開口２１ｂは、パターン層２１のうち平面視でパターン層１１と重なる部分を避けて形成される。ベース１０の開口１０ａとパターン層２１の開口２１ｂは平面視で重なっても良い。

図３０は、図２８のＢ－Ｂ断面図である。図３１は、図２８のＣ－Ｃ断面図である。本実施の形態では、実施の形態４と比べてパターン層２１の開口２１ｂが小さい。このため、フレキシブルプリント基板５００の曲がり方を緩やかにする効果は劣る。一方で、パターン層１１の直下にパターン層２１の電極部分が存在するため、パターン層１１を伝わる高周波信号の劣化を抑制できる。よって、高周波特性を確保しつつ、断線を抑制できる。

図２６では開口２１ｂは、カバーレイ２３の両端部２３ａに隣接するように２列に並んでいる。これに限らず、開口２１ｂは３列以上に配置されても良い。開口２１ｂはレジスト２２の端部２２ｂに重なるように形成されても良い。開口２１ｂは、端部１３ａ、２３ａ、１２ｂ、２２ｂの何れかに沿うように形成されれば良い。また開口２１ｂは、端部１３ａ、２３ａ、１２ｂ、２２ｂに沿うように形成されていなくても良い。また、信号伝搬方向Ｄ１の両側の開口２１ｂが繋がって大きな開口２１ｂを形成していても良い。

各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いても良い。

１０ベース、１０ａ開口、１１パターン層、１１ａ配線端部、１２レジスト、１２ａ、１２ｂ端部、１３カバーレイ、１３ａ端部、２１パターン層、２１ａ配線端部、２１ｂ開口、２２レジスト、２２ａ、２２ｂ端部、２３カバーレイ、２３ａ端部、５０基板、５２パッケージ、５４光通信素子、５４ａレーザーダイオード、５４ｂフォトダイオード、５６レセプタクル、５８光コネクタ、６０光ファイバ、６２伝送基板、１００フレキシブルプリント基板、１００ａ変形部、１００ｂ、１００ｃ端部、１００ｄ根本部分、１０１光通信用モジュール、２００、３００、４００、５００フレキシブルプリント基板

Claims

基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、
前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、
を備え、
前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、
前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、
前記カバーレイのうち信号伝搬方向の端部は、平面視で波型であり、
平面視で、前記第１パターン層のうち前記信号伝搬方向での中央部は、前記レジストから露出し、
前記レジストのうち前記中央部側の端部は、平面視で波型であり前記カバーレイの前記端部に沿って設けられることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
前記配線端部は複数のパターンを有し、
前記レジストは、前記複数のパターンの間に設けられることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
前記レジストは、前記第１パターン層よりも薄いことを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルプリント基板。
前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のフレキシブルプリント基板。
基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、
前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、
を備え、
前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、
前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、
前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、
前記開口は、平面視で波型であることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、
前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、
を備え、
前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、
前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、
前記カバーレイのうち信号伝搬方向の端部は、平面視で波型であり、
前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、
前記開口は、平面視で前記カバーレイの前記端部に沿って形成されることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
基板と接続される配線端部を端部に有する第１パターン層と、
前記第１パターン層の上に重なるレジストおよびカバーレイと、
を備え、
前記カバーレイは、平面視で前記第１パターン層のうち前記配線端部よりも内側を覆い、
前記レジストは、平面視で、前記第１パターン層のうち前記カバーレイに覆われた部分から前記第１パターン層のうち前記カバーレイから露出した部分にわたって設けられ、
平面視で、前記第１パターン層のうち信号伝搬方向での中央部は、前記レジストから露出し、
前記レジストのうち前記中央部側の端部は、平面視で波型であり、
前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、
前記開口は、平面視で前記レジストの前記端部に沿って形成されることを特徴とするフレキシブルプリント基板。
前記第１パターン層のうち前記配線端部以外の部分には開口が形成され、
前記開口は、平面視で前記カバーレイの前記端部と前記レジストの前記端部に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント基板。
第１面に前記第１パターン層が設けられたベースと、
前記ベースの前記第１面と反対側の第２面に設けられた第２パターン層と、
を備え、
前記開口は、前記第１パターン層のうち平面視で前記第２パターン層と重なる部分を避けて形成されることを特徴とする請求項４から８の何れか１項に記載のフレキシブルプリント基板。