JPS63278396A

JPS63278396A - 回路保護機能を有するプリント配線板

Info

Publication number: JPS63278396A
Application number: JP11243187A
Authority: JP
Inventors: Shingo Yoshida; 新吾吉田; Jiro Toyama; 外山　二郎
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1988-11-16
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH0710025B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、電子部品に関し、より詳細には、過電流か
ら回路を保護する機能を有する屈曲可能なプリント配線
板、すなわちフレキシブルサーキット基板に関する。

〔従来の技術〕

屈曲可能なプリント配線板（フレキシブルサーキット基
板）の用途に応じてその構造は適宜変更されるが、一般
的に、屈曲可能なプリント配線板は、可撓性絶縁基板と
、その上に積層された導電層パターンからなり、多層基
板では、さらにその上に積層された複数の導電層パター
ンと、その導電層パターンの間に配設された絶縁性ベー
ス層とからなる。電子機器の小型化、および高性能化に
伴い、実装部品はチップ化および高精度化され、その回
路基板（プリント配線板）自体に可撓性や多機能を持つ
ことが要求されている。

回路基板の回路に過電流が流れたときその回路を保護す
るために、従来、プリント配線板の導電層パターンの一
部を細くしてその部分に回路保護素子としてのヒユーズ
の役割を持たせることがあった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、プリント配線板自体に回路保護機能を持
たせるためにパターンにヒユーズの機能を持たせると、
過電流が流れてヒユーズが作動して溶断するとその後過
電流の原因が除去されてもそのプリント配線板を再度使
用することができない。可撓性を有するプリント配線板
に回路保護素子を実装することも考えられるが、十分な
屈曲可能性を維持することが困難である。

この発明は上記の背景に基いてなされたものであり、そ
の目的とするところは、それ自体に過電流に対する回路
保護機能を有すると共に、フレキシブルサーキット基板
の特徴である屈曲可能性を失わず、しかも過電流に対す
る回路保護機能が繰返し発揮することのできるプリント
配線板を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上記の問題点を解決するために種々の検討
を加えた結果、可撓性絶縁基板上に設けられた導電性パ
ターンの所定の部分を、回路保護機能を有する導電性物
質に置換えれば、発明の目的達成に有効であることを見
出し、この発明を完成するに至った。

この発明の屈曲可能なプリント配線板は、可撓性絶縁基
板上に設けられた導電性層パターンからなる屈曲可能な
プリント配線板であって、該導電層パターンの所定の部
分が、導電層パターンに過電流が流れたとき自己発熱に
より自己抵抗値を増大させて過電流を所定の電流以下に
制限し他方該過電流が止まり放熱により導電性を再び有
するＰＴＣ物質からなる、ことを特徴とするものである
。

この発明における好ましい態様として、ＰＴＣ物質を重
合体に導電性物質が分散されたものとすることができる
。

この発明における好ましい態様として、ＰＴＣ物質から
なる導電性パターン部分の外表面に、良導電性物質の層
を設けることができる。

この発明における好ましい態様として、ＰＴＣ物質から
なる導電性パターン部分を、その部分と電気的に接続す
べきパターン端の上面に熱圧着させることができる。

以下、この発明を、より詳細に説明する。

この発明の屈曲可能なプリント配線板は、可撓性絶縁基
板上に設けられた少なくとも１の導電性層パターンから
なり、プリント配線板の種類、形状、寸法、多層度、導
電層パターンの材質および形状、導電層間に配設された
絶縁層の材質など、プリント配線板の用途などに応じて
適宜選択することができる。

この発明の特徴は、このプリント配線板の導電性層パタ
ーンの所定の部分が、導電性層パターンに過電流が流れ
たとき自己発熱により自己抵抗値を増大させて過電流を
所定の電流以下に制限し他方この過電流が止まって放熱
により導電性を再び有するＰＴＣ物質からなることであ
る。

この発明において、ＰＴＣ物質で置換える導電層パター
ンの箇所は、任意であり、目的に応じて適宜選択するこ
とができ、第１図に示す本発明のよるプリント配線板例
１の様に、絶縁基板３の積層された導電層パターン２の
内、端子近傍のパターン位置にＰＴＣ物質（保護パター
ン）４を設けてもよい。

ＰＴＣ物質この明細書でＰＴＣ物質とは、温度上昇に伴って比較的
狭い温度領域で電気抵抗が急増する性質（ＰＴＣ特性（
Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｅｆ
Ｔｌｃｉｅｎｔ　）　）を有するものである。

ＰＴＣ特性を有する物質、すなわち、ＰＴＣ物質は、一
定の温度に上昇すると発熱が止まるヒータ、正特性サー
ミスタ（ＰＴＣＴＨＥＲＭＩＳＴＥＲ）　、感熱センサ
、電池などを含む回路が短絡したとき過電流を所定の電
流値以下に制限し他方その短絡が取除かれたとき回路を
復帰させる回路保護素子などに利用することができるも
のである。ＰＴＣ物質として、例えば、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ
Ｏａに１価または３価の金属酸化物を添加したもの、重
合体に、導電性粒子、および必要に応じて熱伝導性充填
材が添加されたものなどがある。

この発明に於いて用いる重合体として、ポリエチレン、
ポリエチレンオキシド、ｔ−４−ポリブタジェン、ポリ
エチレンアクリレート、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカプロラクタム、
フッ素化エチレン−プロピレン共重合体、塩素化ポリエ
チレン、クロロスルホン化エチレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ
カーボネート、ポリアセタール、ポリアルキレンオキシ
ド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、フッ素樹
脂、およびこれ等のうちから選ばれた少なくとも２種の
ブレンドポリマー等がある。この発明のおいて、重合体
の種類、組成比などは、所望の性能、用途などに応じて
適宜選択することができる。

重合体に分散される導電性粒子は、電気伝導性を持つ物
質からなり、その様なものとして、カーボンブラック、
銀粉、金粉、カーボン粉、グラファイト、銅粉、カーボ
ン繊維、ニッケル粉、銀めっき微粒子などの導電性物質
の粒子を用いることができる。この導電性粒子の粒径、
比面積などは、ＰＴＣ物質の用途、所望の特性に応じて
種々のものを適宜選択することが望ましい。

この発明の−の態様例として、重合体に分散することの
できる熱伝導性粒子は、熱伝導性を持つ無機または有機
性の物質からなり、その様なものとして、例えば、シリ
コン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、Ｂｅｄ、アルミナから
選ばれた少なくとも一種の物質、これらの混合物などが
ある。この熱伝導性粒子の粒径、比表面積などは、ＰＴ
Ｃ物質の用途、所望の特性に応じて種々のものを適宜選
択することができる。

ＰＴＣ物質の調製に際して、上記の重合体、導電性粒子
、熱伝導性粒子以外に、必要に応じて種々の添加剤を混
合することができる。そのような添加剤として、例えば
、アンチモン化合物、リン化合物、塩素化化合物、臭素
化化合物などの難燃剤、酸化防止剤、安定剤などがある
。

この発明においてＰＴＣ物質は、その原材料、重合体、
導電性粒子、熱伝導性粒子その他添加剤を所定の割合い
で配合・混線して調製される。この発明において、重合
体に導電性粒子次いで熱伝導性粒子、若しくは熱伝導性
粒子次いで導電性粒子、または同時に両者を配合・混練
して調製してもよい。重合体と粒子との配合割合は、目
的組成物の粒子含量、重合体の種類、ミキサー、ニーダ
−の種類などに応じて適宜選択することができる。

この発明において、混練前に粉砕、加熱、混合などの前
処理をしてもよい。混線に際する温度は、混練する重合
体の融点からその融点より６０℃、好ましくは、５０℃
高い温度の温度範囲である。これは、その範囲で、混練
する重合体がゲル化して導電性粒子を均一に分散させる
ことができるからである。

プリント配線板この発明のプリント配線板は、可撓性絶縁基板と、導電
層パターンとから主になる。可撓性基板および導電層パ
ターンの製造、材料、形状、および寸法は、通常の技法
により適宜選択・変更することができる。

この発明の好ましい態様において、通常用いられる銅系
導電層パターンの一部または全部をニッケルなどの他の
金属で置換えてもよい。さらに、銅系導電層パターンの
表面をニッケルなどの他の金属でメッキまたは蒸着など
の手段で被覆することもできる。

導電層パターンとＰＴＣ物質との電気的機械的接続は、
この発明において種々の形態で行うことができる。この
態様例を、図面を参照しながら説明する。

ＰＴＣ物質５からなる保護パターン部分４の断面を示す
第２図の態様では、導電層パターン２の側端部に保護パ
ターン４が接合されている。また、ＰＴＣ物質５からな
る保護パターン部分４の断面を示す第３図の態様では、
導電層パターン２の側端部および上面で保護パターン４
が接合されている。さらに、ＰＴＣ物質５からなる保護
パターン部分４の断面を示す第４図および第５図の態様
では、導電層パターン２の端部の上面で保護パターン４
が接合されている。この発明において上記接続の態様は
これ等に限定されず、種々の変形が可°　能である。保
護パターンと導電層パターンとの電気的機械的接続は、
ＰＴＣ物質を導電層パターン表面に熱圧着して、若しく
は導電性接着剤を用いて行うことができる。

この発明においてＰＴＣ物質からなるパターンの外表面
に、例えば、第４図に示すように、良導電性物質の層６
を設けることができる。ここで用いることのできる層材
料の種類としては、通常の電極として用いることのでき
る金属であり、その様なものとして、例えば、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、クロム、スズ、銅、銀、鉄
（ステンレス鋼などの鉄合金を含む）、亜鉛、金、鉛、
白金などがある。良導電性層の形状、寸法などはプリン
ト配線板の用途などに応じて適宜選択することが望まし
い。この発明において層材料として、圧延金属箔の他、
焼鈍処理した金属でもよい。この焼鈍によって応力、歪
みなどが除去される。さらに、良導電性物質層は、機械
的、電気化学的にその表面が粗面化されているものであ
ってもよく、特に、表面に粒状突起を有するニッケルな
どに金属箔が好ましい。

樹脂被覆この発明においてＰＴＣ物質からなる導電パターンの表
面に必要に応じて樹脂膜を形成することができる。その
様な樹脂の種類として、例えば、エポキシ樹脂、フェノ
ール樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアル
コール、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアル
キレノキシド、飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレン
オキシド、ポリスルホン、ポリ−ｐ−キシレン、ポリイ
ミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリベ
ンゾイミダシル、ポリフェニレンスルフィド、ケイ素樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、アルキド樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂
、ポリウレタン樹脂、これらのブレンドポリマー、化学
試薬との反応、放射線架橋、共重合などによる改質され
た上記樹脂などがある。これらの樹脂のなかで好ましい
樹脂はエポキシ樹脂、フェノール樹脂である。これら樹
脂には、種々の添加剤を、例えば、可塑剤、硬化剤、架
橋剤、酸化防止剤、充填剤、帯電防止剤、難燃剤、など
を添加してもよい。この発明において用いる樹脂は少な
くとも絶縁性を有しており、導電層パターン表面に対し
て密着性を有している。樹脂の被覆法は、特に限定され
ず、例えば、噴霧、塗付け、浸漬などで行うことができ
る。さらに、樹脂塗布後の硬化は、化学処理、加熱、放
射線照射など樹脂の種類に応じて行うことができる。

〔作　用〕

上述のような構成を有するこの発明によって、次のよう
な作用動作を示す。

ＰＴＣ物質は、室温近傍の温度で低い抵抗値を持ち導電
性であるが、ＰＴＣ物質の温度がある一定域以上の高い
温度、例えば、８０℃近傍になると急激に抵抗値が上昇
する。プリント配線板の導電層パターンの一部をこのＰ
ＴＣ物質と置換えであると、このプリント配線板の導電
層パターンに過電流が流れたとき、過電流によるジュー
ル熱によりＰＴＣ物質の温度が上昇しかつ所定温度以上
で抵抗値が急激に大きくなる。この大きい抵抗値の為に
過電流が一定以下の電流に制限され、回路の破壊から回
路を保護する。他方、過電流の原因が除去されたとき、
発熱よりも放熱の方が多（なり、ＰＴＣ物質の温度が低
下し、しかもＰＴＣ物質の抵抗値の小さくなり、回路が
復帰する。

〔実施例〕

この発明を具体的に説明する。

実施例１下記組成のＰＴＣ物質を調製した。

重量％重合体・・・高密度ポリエチレン　　　・・・・・・４
７（東洋曹達源、ニポロンハード５１００）導電粒子・
・・カーボンブラック　　　・・・・・・５２（キャボ
ット社製、スターリングＳＯ）フェノール系酸化防止剤
　　　　　・・・・・・　１（チバガイギー製、イルガ
ノックス１０１０）これらの原料を二本ロールで混練し
てＰＴＣ物質を調製し、更に、押出し成形機またはロー
ル成形機で厚さ２００μｍのフィルムを成形した。この
フィルムに、Ｎｉ金属箔（厚す２０μｍ、４０ｍ１ｎＸ
　４０　ｍｍ）を熱圧着した。

導電層パターンの一部が除去されたプリント配線板を用
意しておき、得られた積層体を４．５×３、　２ｍｍの
寸法に切断し、その導電層パターン間を導通させるよう
に、ＰＴＣ物質を第４図のように熱圧着により接続した
。

得られたプリント配線板の温度抵抗特性を調べた。この
結果、２０°Ｃで抵抗値が３６０ｍΩであったが、動作
時に表面温度８０°Ｃで抵抗値が３７Ω（５ｖ）に上昇
した。

〔発明の効果〕

上述のようにこの発明のプリント配線板により、回路に
流れた過電流に対する保護機能を有すると共に、屈曲可
能なプリント配線板の持つその屈曲性を損なうこともな
く、しかも、過電流に対する保護機能を繰返し作動させ
ることのできるプリント配線板を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による配線板例の斜視図、第２図はこ
の発明の配線板の一例を示す部分拡大断面図、第３〜５
図はこの発明の配線板の変形例を示す部分拡大断面図で
ある。１・・・プリント配線板、２・・・導電性層パターン、
３・・・絶縁基板、４・・・保護パターン、５・・・Ｐ
ＴＣ物質、６・・・良導電性物質層。

Claims

【特許請求の範囲】１、可撓性絶縁基板上に設けられた導電性層パターンか
らなる屈曲可能なプリント配線板であって、該導電層パ
ターンの所定の部分が、導電層パターンに過電流が流れ
たとき自己発熱により自己抵抗値を増大させて過電流を
所定の電流以下に制限し他方該過電流が止まったとき放
熱により導電性を再び有するＰＴＣ物質からなる、こと
を特徴とするプリント配線板。２、ＰＴＣ物質が重合体に導電性物質が分散されたもの
からなる、特許請求の範囲第１項記載のプリント配線板
。３、ＰＴＣ物質からなる導電性パターン部分の外表面に
、良導電性物質の層を有する、特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載のプリント配線板。４、ＰＴＣ物質からなる導電性パターン部分が、その部
分と電気的に接続すべきパターン端の上面に熱圧着され
ている、特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
記載のプリント配線板。