JP7195598B2 - 基台付き基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、摺動子が摺接する抵抗体パターン及び導電体パターンを併設してなる回路基板を成形樹脂製の基台にインサート成形してなる基台付き基板及びその製造方法に関するものである。

従来、例えば特許文献１に示す基台付き基板（１－１，１－２）は、フレキシブル回路基板（４０）を成形樹脂からなる基台（６０）にインサート成形して構成されている。そして上記フレキシブル回路基板（４０）の基台（６０）へのインサート成形は、引用文献１の図３に示すように、フレキシブル回路基板（４０）を、基台（６０）の形状のキャビティー（Ｃ）を有する金型（１０，３０）内に設置し、前記キャビティー（Ｃ）内に、金型（３０）に設けたゲート（Ｇ）から高温高圧の溶融樹脂を圧入して当該キャビティー（Ｃ）内を満たし、前記溶融樹脂が固化した後に金型（１０，３０）を取り外すことによって行われる。なお、ゲート（Ｇ）の位置は、キャビティー（Ｃ）内を溶融樹脂が均等に流れるようにするため、キャビティー（Ｃ）の長手方向の中央であって且つ幅方向の中央に位置するようにしていた。

特開２０１１－１３５００５号公報

しかし、ゲート（Ｇ）の位置をキャビティー（Ｃ）内の幅方向の中央に位置させると、フレキシブル回路基板（４０）上に形成した抵抗体パターン（４３）がフレキシブル回路基板（４０）の中央付近に配置されていたような場合、本願の図８に矢印で示すように、ゲート（Ｇ）からキャビティー（Ｃ）内に射出された高温高圧の溶融樹脂が、金型（１０）に支持されたフレキシブル回路基板（４０）の下面側に強い力で衝突した際に、フレキシブル回路基板（４０）を構成するフィルムを厚み方向に変形させてその影響で抵抗体パターン（４３）が損傷を受ける虞があった。抵抗体パターン（４３）が損傷を受けると、損傷を受けた部分の抵抗値が変化して他の部分と同一でなくなり、抵抗体パターン（４３）の直線性（抵抗値又は出力電圧の直線的な変化）が保証できなくなる虞がある。この問題は、例えば融点の高い溶融樹脂を用いた場合などに特に問題となる。なお、特許文献１のフレキシブル回路基板（４０）の場合、ゲート（Ｇ）は抵抗体パターン（４３）と導電体パターン（４５）の中間位置に対向しているが、小型化によって両パターン（４３），（４５）間の間隔が狭いと、抵抗体パターン（４３）の一部にゲート（Ｇ）の一部が対向し、上記問題が生じる。

そこで特許文献１の場合、溶融樹脂が衝突するフレキシブル回路基板（４０）の裏面に、保護層（５３）を設けることで、前記衝突による問題を解決しようとしているが、この方法の場合、保護層（５３）を形成する工程が増えるため、製造工程が煩雑になって製造コストが上昇する等の問題があった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、基台の成形時に、回路基板上に形成した抵抗体パターンが損傷することを容易に防止でき、その良好な直線性を維持することができる基台付き基板及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、摺動子が摺接する抵抗体パターン及び導電体パターンを併設した回路基板と、前記回路基板の抵抗体パターン及び導電体パターンを露出した状態でこの回路基板の外周と裏面とに一体成形される基台と、を具備する基台付き基板において、前記回路基板には、前記抵抗体パターンの一端側に接続されて当該抵抗体パターンに並列に配置される配線パターンがさらに形成され、前記抵抗体パターンは、前記回路基板の短手方向に対して中央近傍に配置され、前記導電体パターンと配線パターンは、前記抵抗体パターンの両側に配置され、前記基台を成形する際に用いる溶融樹脂注入用ゲートのゲート接続部を、当該基台裏面の前記導電体パターンに対向する位置に設けたことを特徴としている。
本発明によれば、基台成形の際に、溶融樹脂は回路基板の導電体パターンを設けた部分の裏面に衝突する。導電体パターンはいずれの部分も抵抗値が低く、たとえその一部が溶融樹脂の衝突によって損傷しても、電気回路に与える影響は少ない。
これによって、基台成形時に、回路基板上に形成した抵抗体パターンが損傷することを容易に防止でき、その良好な直線性を維持することができる。
また抵抗体パターンを回路基板の短手方向（幅方向）の中央付近に位置させるので、この抵抗体パターンを一方の側辺近傍に位置させる場合に比べ、摺動子との摺接状態をより安定させることができ、その良好な直線性をより確実にすることができる。
また抵抗体パターンを、導電体パターンと配線パターンの間に配置したので、摺動子の幅寸法（摺動子の摺動方向に対して垂直な方向の寸法）が大きくなるのを防ぐことができる。さらに配線パターンが抵抗体パターンに隣接するので、抵抗体パターンと配線パターンをつなぐ配線の長さを必要最小限にすることができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記抵抗体パターンは、カーボン層によって構成され、前記導電体パターンは、銀層の上にカーボン層を重畳して構成されていることを特徴としている。

また本発明は、摺動子が摺接する抵抗体パターン及び導電体パターンを併設した回路基板と、前記回路基板の抵抗体パターン及び導電体パターンを露出した状態でこの回路基板の外周と裏面とに一体成形される基台と、を具備する基台付き基板の製造方法において、前記回路基板には、前記抵抗体パターンの一端側に接続されて当該抵抗体パターンに並列に配置される配線パターンがさらに形成されており、前記抵抗体パターンは、前記回路基板の短手方向に対して中央近傍に配置され、前記導電体パターンと配線パターンは、前記抵抗体パターンの両側に配置されており、前記回路基板を前記基台の形状のキャビティーを有する金型内に設置した後、前記回路基板の導電体パターンを形成した部分の裏面に対向する位置に設けた前記金型の溶融樹脂注入用ゲートから溶融樹脂を注入することで、前記基台を成形することを特徴としている。
本発明によれば、基台成形の際に、溶融樹脂は回路基板の導電体パターンを設けた部分の裏面に衝突する。これによって、基台成形時に、回路基板上に形成した抵抗体パターンが損傷することを容易に防止でき、その良好な直線性を維持することができる。

本発明によれば、基台の成形時に、回路基板上に形成した抵抗体パターンが損傷することを容易に防止でき、その良好な直線性を維持することができる。

基台付き基板１－１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は底面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 図２（ａ）は抵抗体パターン１３の拡大断面図、図２（ｂ）は導電体パターン１５の拡大断面図である。 基台付き基板１－１の製造方法説明図である。 基台付き基板１－１の製造方法説明図である。 基台付き基板１－２の斜視図である。 回路基板１０－２の平面図である。 基台付き基板１－２の製造方法説明図である。 従来の問題点説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本願の第１実施形態に係る基台付き基板１－１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は底面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ－Ａ断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。これらの図に示すように、基台付き基板１－１は、抵抗体パターン１３と導電体パターン１５と配線パターン１７とを併設した回路基板１０と、回路基板１０の前記抵抗体パターン１３と導電体パターン１５と配線パターン１７を露出した状態でこの回路基板１０の外周と裏面とに一体成形される基台５０と、を具備して構成されている。なお抵抗体パターン１３と導電体パターン１５は、その上を摺動子が摺接する摺接パターンである。以下の説明において、「上」とは回路基板１０の抵抗体パターン１３などを形成した面をその反対側の面から見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。

回路基板１０は、細帯状の例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂からなる可撓性を有する合成樹脂フィルム１１の一方の表面に、直線状の抵抗体パターン１３と導電体パターン１５と配線パターン１７を、平行に、合成樹脂フィルム１１の長手方向に沿う方向に向けて形成して構成されている。

抵抗体パターン１３は、回路基板１０の幅方向（短手方向）の略中央に形成され、図２（ａ）に拡大してその断面を示すように、カーボン層ｃによって構成されている。カーボン層ｃは、カーボンペーストを印刷することによって形成される。なお、抵抗体パターン１３の材質は上記材質に限定されず、所望の抵抗値を有し且つ摺動子による摩耗に耐えられる材質であれば、他のどのような材質であってもよいし、また複数層で構成してもよい。

導電体パターン１５は、回路基板１０の前記抵抗体パターン１３の一方の側部側に沿うように形成され、図２（ｂ）に拡大してその断面を示すように、銀層ｇの表面をカーボン層ｃで覆うことによって構成されている。銀層ｇは、銀ペーストを印刷することによって形成され、カーボン層ｃは、カーボンペーストを印刷することによって形成される。カーボン層ｃを設けたのは、摺動子の摺動による摩耗を防止するなどのためである。なお、導電体パターン１５の材質は上下の層とも上記材質に限定されず、抵抗値を低くでき且つ摺動子による摩耗に耐えられる材質及び構造であれば他のどのような材質及び構造であってもよいし、また１層又は３層以上であってもよい。

配線パターン１７は、回路基板１０の前記抵抗体パターン１３のもう一方の側部側に沿うように形成され、銀層によって構成されている。銀層は、銀ペーストを印刷することによって形成される。配線パターン１７は、場合によっては、銀層の表面をカーボン層で覆って構成してもよい。なお、配線パターン１７の材質も上記材質に限定されず、抵抗値を低くできる材質であれば他のどのような材質であってもよいし、また複数層で構成してもよい。

抵抗体パターン１３の一端には前記配線パターン１７の一端が接続され、もう一方の端部には配線パターン１９が接続されている。配線パターン１９の先端側部分は端子接続部２１となっている。導電体パターン１５の一方の端部（前記配線パターン１９と同じ側の端部）には、配線パターン２３が接続され、その先端側部分は端子接続部２５となっている。また前記配線パターン１７の抵抗体パターン１３に接続していない側の端部は前記配線パターン１９，２３側にこれらと平行に引き出され、その先端側部分は端子接続部２７となっている。配線パターン１９，２３も、前記配線パターン１７と同様の材質及び構造で構成され、配線パターン１７と同時に形成される。

基台５０は、略直方体形状であって、前記回路基板１０上面の抵抗体パターン１３と導電体パターン１５と配線パターン１７を露出した状態で、この回路基板１０の外周と裏面とに一体に成形されている。基台５０の材質としては、ＡＢＳ樹脂など、各種の合成樹脂材が用いられる。

基台５０の裏面には、この基台５０を成形する際に用いる下記する溶融樹脂注入用ゲートＧ１のゲート接続部５１がある。このゲート接続部５１は、この基台５０の裏面の前記回路基板１０の導電体パターン１５に対向する位置に設けられている。

図３，図４は基台付き基板１－１の製造方法説明図であり、図３は図１（ｃ）に示す断面、図４は図１（ｄ）に示す断面に対応している。図３，図４に示すように、基台付き基板１－１を製造するには、回路基板１０を第１，第２金型７０，８０内に収納する。このとき回路基板１０は第１，第２金型７０，８０によって形成されるキャビティーＣ１内に位置し、その抵抗体パターン１３などを形成した上面を第１金型７０側のキャビティーＣ１の内面に当接させる。

このとき、第２金型８０側に設けた溶融樹脂注入用ゲート（以下「ゲート」という）Ｇ１のキャビティーＣ１への開口部分は、前記回路基板１０の導電体パターン１５を形成した部分の裏面に対向する位置に位置している。

そして、前記ゲートＧ１から基台５０成形用の溶融樹脂を注入し、キャビティーＣ１内を満たす。このとき、ゲートＧ１からキャビティーＣ１内に注入された高温高圧の溶融樹脂は、このゲートＧ１に対向する回路基板１０の導電体パターン１５を設けた部分の反対面側の部分に強く衝突する。このため、前記図８を用いて説明したように、回路基板１０を構成する合成樹脂フィルム１１の溶融樹脂が衝突した部分が、厚み方向に変形してその影響で導電体パターン１５が損傷を受ける場合があるが、導電体パターン１５はいずれの部分も抵抗値が低く、たとえその一部が溶融樹脂の衝突によって損傷しても、電気回路に与える影響は少ない。また、抵抗体パターン１３は損傷しない。これによって、基台５０の成形時に、回路基板１０上に形成した抵抗体パターン１３が損傷することを容易に防止でき、その良好な直線性を維持することができる。

以上の方法によって製造された基台付き基板１－１の抵抗体パターン１３と導電体パターン１５上に、図示しない摺動子を摺動させれば、前記端子接続部２１，２５，２７間の抵抗値（またはその出力電圧値）が直線状に変化する。このとき、上述のように、抵抗体パターン１３に基台５０成形時の損傷は生じないので、良好な直線性の抵抗値変化（出力変化）が得られる。さらにこの基台付き基板１－１においては、抵抗体パターン１３を回路基板１０の中央付近に位置させたので、この抵抗体パターン１３を一方の側辺近傍に位置させる場合に比べ、摺動子との摺接状態をより安定させることができる。即ち例えば、摺動子が微細に左右方向に傾いていたとしても、中央に抵抗体パターン１３が位置していれば、当該傾きによる影響を小さくできる。また抵抗体パターン１３を、導電体パターン１５と配線パターン１７の間に配置したので、摺動子の幅寸法（摺動子の摺動方向に対して垂直な方向の寸法）が大きくなるのを防ぐことができる。さらに配線パターン１７が抵抗体パターン１３に隣接するので、抵抗体パターン１３と配線パターン１７をつなぐ配線の長さを必要最小限にすることができる。これに対して、中央に配線パターン１７を配置し、その両側にそれぞれ抵抗体パターン１３と導電体パターン１５を配置した場合は、抵抗体パターン１３と導電体パターン１５とが離れるので、摺動子が配線パターン１７を跨ぐこととなり、摺動子の幅寸法が大きくなってしまう。また、中央に導電体パターン１５を配置し、その両側にそれぞれ抵抗体パターン１３と配線パターン１７を配置した場合は、抵抗体パターン１３と配線パターン１７とが離れるので、抵抗体パターン１３と配線パターン１７をつなぐ配線の長さが長くなってしまい、材料コストの増加につながってしまう。上記本実施形態によれば、これらの問題を解決している。

〔第２実施形態〕
図５は本発明の第２実施形態に係る基台付き基板１－２の斜視図である。同図に示す基台付き基板１－２は、例えばズームカメラのズーム位置やピント位置を検出するためにカメラの筒状部分に取り付けられて使用される基台付き基板である。同図に示す基台付き基板１－２において、前記図１～図４に示す実施形態にかかる基台付き基板１－１と同一又は相当部分には同一符号を付す（但し、各符号には添え字「－２」を付す）。なお以下で説明する事項以外の事項については、前記図１～図４に示す実施形態と同じである。

基台付き基板１－２は、ズームカメラの筒状部分の外周面の円弧面形状に合わせて円弧状に形成してなる基台５０－２に回路基板１０－２をインサート成形して構成されている。従って回路基板１０－２は、基台５０－２の上面に円弧状に取り付けられる。

図６は、回路基板１０－２の平面図である。この回路基板１０－２も、前記回路基板１０と同様、細帯状の可撓性を有する合成樹脂フィルム１１－２の一方の表面に、直線状の抵抗体パターン１３－２と導電体パターン１５－２と配線パターン１７－２を、平行に、合成樹脂フィルム１１－２の長手方向に沿うように形成して構成されている。即ち、抵抗体パターン１３－２は、回路基板１０－２の短手方向（幅方向）に対して中央近傍に配置され、導電体パターン１５－２と配線パターン１７－２は、抵抗体パターン１３－２の両側に配置されている。

そして前記回路基板１０－２を、図７に示すように、第１，第２金型７０－２，８０－２内に収納する。このとき回路基板１０－２が収納されるキャビティーＣ１－２は、前記基台５０－２と同じ円弧形状であり、このため回路基板１０－２も円弧状に湾曲する。

このとき、第２金型８０－２側に設けた溶融樹脂注入用ゲート（ゲート）Ｇ１－２のキャビティーＣ１－２への開口部分は、図６に点線でゲートＧ１－２の位置を示すように、前記回路基板１０－２の導電体パターン１５－２を形成した部分の裏面に対向する位置に設けられている。

そして、前記ゲートＧ１－２から基台５０－２成形用の溶融樹脂を注入し、キャビティーＣ１－２内を満たす。このとき、ゲートＧ１－２からキャビティーＣ１－２内に注入された高温高圧の溶融樹脂は、このゲートＧ１－２に対向する回路基板１０－２の導電体パターン１５－２を設けた部分の反対面側の部分に強く衝突する。このため、前記第１実施形態と同様に、抵抗体パターン１３－２が損傷することを容易に防止でき、その良好な直線性を維持することができる。なお、成形された基台５０－２のゲート接続部５１－２は、前記ゲートＧ１－２の位置から、基台５０－２の裏面の導電体パターン１５－２に対向する位置になる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、回路基板の材質は、上記材質に限られず、他の各種材質の可撓性を有する合成樹脂フィルムであってもよい。さらにはフレキシブル回路基板の代わりに、硬質の合成樹脂板であってもよい。硬質の合成樹脂板であっても、例えば０．１－０．２ｍｍ程度の合成樹脂板の場合は、溶融樹脂の衝突の影響がその上面側のパターンに影響し得るからである。また、例えば、回路基板上の端子接続部に金属端子を接続し、その周囲を基台の一部を構成する成形樹脂によって覆って固定するような場合、基台成形時に当該端子接続部を金属端子に押し付けるため、当該端子接続部の下面側に溶融樹脂注入用ゲートを設置する場合があったが、そのような構造の場合であっても本願発明のように、回路基板の導電パターンに対向する位置に前記ゲートを設置してもよい。

また例えば、抵抗体パターンや導電体パターンは、必ずしも直線状でなくてもよく、要は、両パターンを併設するものであればよい。また基台の形状構造も上記各実施形態に限定されず、要は、回路基板の抵抗体パターン及び導電体パターンを露出した状態でこの回路基板の外周と裏面とに一体成形される基台であればよい。

また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１－１，１－２ 基台付き基板
１０，１０－２ 回路基板
１１，１１－２ 合成樹脂フィルム
１３，１３－２ 抵抗体パターン
１５，１５－２ 導電体パターン
１７，１７－２ 配線パターン
ｃ カーボン層
ｇ 銀層
５０，５０－２ 基台
５１，５１－２ ゲート接続部
７０，７０－２ 第１金型（金型）
８０，８０－２ 第２金型（金型）
Ｃ１，Ｃ１－２ キャビティー
Ｇ１，Ｇ１－２ ゲート（溶融樹脂注入用ゲート）

Claims (3)

1. 摺動子が摺接する抵抗体パターン及び導電体パターンを併設した回路基板と、
   前記回路基板の抵抗体パターン及び導電体パターンを露出した状態でこの回路基板の外周と裏面とに一体成形される基台と、
   を具備する基台付き基板において、
   前記回路基板には、前記抵抗体パターンの一端側に接続されて当該抵抗体パターンに並列に配置される配線パターンがさらに形成され、
   前記抵抗体パターンは、前記回路基板の短手方向に対して中央近傍に配置され、前記導電体パターンと配線パターンは、前記抵抗体パターンの両側に配置され、
   前記基台を成形する際に用いる溶融樹脂注入用ゲートのゲート接続部を、当該基台裏面の前記導電体パターンに対向する位置に設けたことを特徴とする基台付き基板。
2. 請求項１に記載の基台付き基板であって、
   前記抵抗体パターンは、カーボン層によって構成され、
   前記導電体パターンは、銀層の上にカーボン層を重畳して構成されている
   ことを特徴とする基台付き基板。
3. 摺動子が摺接する抵抗体パターン及び導電体パターンを併設した回路基板と、
   前記回路基板の抵抗体パターン及び導電体パターンを露出した状態でこの回路基板の外周と裏面とに一体成形される基台と、
   を具備する基台付き基板の製造方法において、
   前記回路基板には、前記抵抗体パターンの一端側に接続されて当該抵抗体パターンに並列に配置される配線パターンがさらに形成されており、
   前記抵抗体パターンは、前記回路基板の短手方向に対して中央近傍に配置され、前記導電体パターンと配線パターンは、前記抵抗体パターンの両側に配置されており、
   前記回路基板を前記基台の形状のキャビティーを有する金型内に設置した後、
   前記回路基板の導電体パターンを形成した部分の裏面に対向する位置に設けた前記金型の溶融樹脂注入用ゲートから溶融樹脂を注入することで、前記基台を成形することを特徴とする基台付き基板の製造方法。

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