JPWO2018079110A1 - 多層基板 - Google Patents

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Abstract

多層基板(101)は、可撓性を有する第1絶縁基材層(絶縁基材層(11a,12a,13a))および第2絶縁基材層(絶縁基材層(14a,15a))が積層されて形成される積層体(10A)、少なくとも絶縁基材層(12a,13a)に形成されるアクチュエータ用導体パターン(コイル導体(32,33))を備える。積層体(10A)は、第1絶縁基材層および第2絶縁基材層を積層して形成される第1領域(F1)と、第2絶縁基材層を積層して形成される第2領域(F2)とを有する。第1領域(F1)は、アクチュエータ用導体パターンで形成されるアクチュエータ機能部(AFP(コイル(3)))を一部に有する。アクチュエータ用導体パターンが形成される第1絶縁基材層(絶縁基材層(12a,13a))の厚みは、第2絶縁基材層の少なくとも一つの厚みよりも薄い。

Description

本発明は、多層基板に関し、特にアクチュエータ機能部を備える多層基板に関する。
従来、可撓性を有する複数の絶縁基材層を積層してなる積層体と、積層体に形成されるコイルとを備える各種多層基板が知られている。例えば、特許文献1には、厚肉部(以下、第1領域)および薄肉部(以下、第2領域)を有する積層体と、第1領域に形成されるコイルと、を備えた多層基板が開示されている。上記多層基板は、第2領域の絶縁基材層の積層数が、第1領域の絶縁基材層の積層数よりも少ないため、第2領域は可撓性を有している。
国際公開第2015/083525号
上記多層基板は、基板等に接続する際に、第2領域の可撓性を利用して接続することがある。すなわち、多層基板は、第2領域を曲げた状態で基板等に固定されることがある。
しかし、第2領域を曲げた状態で多層基板を基板等に固定すると、第2領域に生じる曲げ応力が第1領域にまで伝わって、第1領域に形成されたコイルが変形したり、コイル軸が傾く場合がある。そのため、コイルの特性が変動してしまう虞がある。なお、このような課題は、積層体にコイルが形成される場合に限らず、電気的エネルギーを物理的運動に変換するようなアクチュエータ機能部が積層体に形成されている場合であっても同様に生じる。
本発明の目的は、アクチュエータ機能部を備える多層基板において、可撓性を有する領域を曲げた場合でも、アクチュエータ機能部の特性変化の少ない多層基板を提供することにある。
(1)本発明の多層基板は、
可撓性を有する第1絶縁基材層および第2絶縁基材層を含んだ複数の絶縁基材層が積層されて形成され、第1領域および第2領域を有する積層体と、
少なくとも前記第1絶縁基材層に形成されるアクチュエータ用導体パターンと、
を備え、
前記第1領域の前記絶縁基材層の積層数は、前記第2領域の前記絶縁基材層の積層数よりも多く、
前記第2絶縁基材層は、前記第1領域と前記第2領域とに亘って形成され、
前記第1領域は、前記第1絶縁基材層および前記第2絶縁基材層を積層して形成され、且つ、前記アクチュエータ用導体パターンを含んで形成されるアクチュエータ機能部を一部に有し、
前記アクチュエータ用導体パターンが形成される前記第1絶縁基材層の厚みは、前記第2絶縁基材層の少なくとも一つの厚みよりも薄いことを特徴とする。
一般的に、導体パターンは、樹脂材料からなる絶縁基材層よりも相対的に剛性が高い。そのため、この構成により、アクチュエータ機能部の導体比率が高まり、アクチュエータ機能部の剛性が高まる。したがって、第2領域(可撓部)を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域に加わったとしても、アクチュエータ機能部の変形は抑制され、アクチュエータ機能部の特性変化が抑制される。
(2)上記(1)において、前記第2絶縁基材層の数は複数であり、前記アクチュエータ用導体パターンが形成される前記第1絶縁基材層の厚みは、複数の前記第2絶縁基材層のうち少なくとも一つの厚みよりも薄いことが好ましい。第2絶縁基材層は複数であっても、この構成により、アクチュエータ機能部の導体比率が高まり、アクチュエータ機能部の剛性が高まる。
(3)上記(1)または(2)において、前記アクチュエータ用導体パターンが形成される前記第1絶縁基材層の厚みは、前記複数の第2絶縁基材層のいずれの厚みよりも薄いことが好ましい。この構成により、複数の前記第2絶縁基材層のうち一つの厚みよりも、アクチュエータ用導体パターンが形成される第1絶縁基材層の厚みが薄い場合と比較して、アクチュエータ機能部の導体比率はさらに高まるため、アクチュエータ機能部の剛性がさらに高まる。
(4)上記(1)から(3)のいずれかにおいて、前記アクチュエータ用導体パターンは、前記第1絶縁基材層のみに形成され、前記第1絶縁基材層と前記第2絶縁基材層との界面以外の層に配置されることが好ましい。この構成では、第1領域と第2領域とに亘って形成される第2絶縁基材層には、アクチュエータ用導体パターンが形成されていない。したがって、この構成により、アクチュエータ機能部と第2領域との独立性(応力のアイソレーション)が高まり、第2領域を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域に加わった場合でも、アクチュエータ機能部の変形はさらに抑制される。
(5)上記(1)から(4)のいずれかにおいて、前記第1絶縁基材層に形成され、前記複数の絶縁基材層よりも弾性率の高い補強膜をさらに備えることが好ましい。この構成により、アクチュエータ機能部の剛性がさらに高まるため、第2領域(可撓部)を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域に加わったとしても、アクチュエータ機能部の変形はさらに抑制され、アクチュエータ機能部の特性変化がさらに抑制される。
(6)上記(1)から(5)のいずれかにおいて、前記第1絶縁基材層に形成され、前記アクチュエータ用導体パターンに導通しないダミー導体をさらに備えることが好ましい。この構成により、アクチュエータ機能部の導体比率がさらに高まり、アクチュエータ機能部の剛性がさらに高まる。したがって、第2領域(可撓部)を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域に加わったとしても、アクチュエータ機能部の変形はさらに抑制され、アクチュエータ機能部の特性変化がさらに抑制される。
本発明によれば、アクチュエータ機能部を備える多層基板において、可撓性を有する領域を曲げた場合でも、アクチュエータ機能部の特性変化の少ない多層基板を実現できる。
図1は第1の実施形態に係る多層基板101の外観斜視図である。 図2は多層基板101の分解斜視図である。 図3は多層基板101の断面図である。 図4は、多層基板101Aが実装された電子機器301の主要部を示す断面図である。 図5は第2の実施形態に係る多層基板102の外観斜視図である。 図6は多層基板102の分解斜視図である。 図7は多層基板102の断面図である。 図8は、多層基板102Aが実装された電子機器302の主要部を示す断面図である。 図9(A)は、アクチュエータ機能部AFPを動作させたときの多層基板102Aの状態を示す、電子機器302の主要部を示す断面図である。図9(B)は、アクチュエータ機能部AFPを動作させたときの多層基板102Aの別の状態を示す、電子機器302の主要部を示す断面図である。 図10は第3の実施形態に係る多層基板103の外観斜視図である。 図11は多層基板103の分解斜視図である。 図12は多層基板103の断面図である。 図13は第4の実施形態に係る多層基板104の外観斜視図である。 図14は多層基板104の分解斜視図である。 図15は多層基板104の断面図である。 図16は第5の実施形態に係る多層基板105の断面図である。 図17は第6の実施形態に係る多層基板106の外観斜視図である。 図18は多層基板106の分解斜視図である。 図19は多層基板106の断面図である。
以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第2の実施形態以降では第1の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る多層基板101の外観斜視図である。図2は多層基板101の分解斜視図である。図3は多層基板101の断面図である。なお、図3において、各部の厚みは誇張して図示している。このことは、以降に示す各断面図でも同様である。
多層基板101は、積層体10A、コイル導体31,32,33、外部接続端子P1,P2等を備える。積層体10Aは、互いに対向する第1主面VS1および第2主面VS2を有し、外部接続端子P1,P2は第1主面VS1に形成される。
積層体10Aは、長手方向がX軸方向に一致する矩形の絶縁体平板であり、第1領域F1および第2領域F2を有する。第1領域F1は、図3に示すように、アクチュエータ機能部AFP(後に詳述する。)を一部に有する。積層体10Aは、可撓性を有する複数の絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aが積層されて形成される。絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aは、例えばポリイミド(PI)や液晶ポリマー(LCP)等の樹脂層である。
積層体10Aの第1領域F1は、絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aの順に積層して形成される。第2領域F2は、絶縁基材層14a,15aの順に積層して形成される。図3に示すように、絶縁基材層14a,15aは、第1領域F1と第2領域F2とに亘って形成される絶縁基材層である。
本実施形態では、絶縁基材層11a,12a,13aが本発明における「第1絶縁基材層」に相当し、絶縁基材層14a,15aが本発明における「第2絶縁基材層」に相当する。
積層体10Aの第1領域F1の絶縁基材層の積層数(5層)は、第2領域F2の絶縁基材層の積層数(2層)よりも多い。そのため、積層体10Aの第1領域F1は、第2領域F2に比べて硬く、第2領域よりも曲がり難い。第2領域F2は、第1領域F1よりも可撓性を有し、第1領域F1よりも曲がり易い。
絶縁基材層11a,12a,13aは、それぞれ可撓性を有する矩形の平板である。絶縁基材層14a,15aは、それぞれ可撓性を有する矩形の平板であり、X軸方向の長さが絶縁基材層11a,12a,13aよりも長い。絶縁基材層11a,12a,13aの平面形状は略同じであり、絶縁基材層14a,15aの平面形状は略同じである。
絶縁基材層12aの下面(図2における絶縁基材層12aの下面)には、コイル導体33が形成されている。コイル導体33は、絶縁基材層12aの外形に沿って巻回される約1ターンの矩形ループ状の導体パターンである。また、絶縁基材層12aには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V4,V5が形成されている。
絶縁基材層13aの下面(図2における絶縁基材層13aの下面)には、コイル導体32および導体22が形成されている。コイル導体32は、絶縁基材層13aの外形に沿って巻回される約1ターンの矩形ループ状の導体パターンである。導体22は矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層13aには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V3,V6が形成されている。
絶縁基材層14aの下面(図2における絶縁基材層14aの下面)には、コイル導体31、導体23および外部接続端子P1,P2が形成されている。コイル導体31は、絶縁基材層14aの一端(図2における絶縁基材層14aの左側端部)付近に配置される、約1ターンの矩形ループ状の導体パターンである。導体23は矩形の導体パターンである。外部接続端子P1,P2は、絶縁基材層14aの他端(図2における絶縁基材層14aの右側端部)付近に配置される矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層14aには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V1,V2,V7,V8が形成されている。
絶縁基材層15aの下面(図2における絶縁基材層15aの下面)には、導体21,24が形成されている。導体21,24は、X軸方向に延伸する線状の導体パターンである。
コイル導体31,32,33、導体21,22,23,24および外部接続端子P1,P2は、例えばCu箔等の導体パターンである。層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8は、例えば絶縁基材層にビアホールを形成し、導電性ペーストを充填してなるビア導体等である。
図2に示すように、外部接続端子P1は、層間接続導体V1を介して導体21の第1端に接続される。導体21の第2端は、層間接続導体V2を介してコイル導体31の第1端に接続される。コイル導体31の第2端は、層間接続導体V3を介してコイル導体32の第1端に接続される。コイル導体32の第2端は、層間接続導体V4を介してコイル導体33の第1端に接続される。コイル導体33の第2端は、層間接続導体V5を介して導体22に接続される。導体22は層間接続導体V6を介して導体23に接続され、導体23は層間接続導体V7を介して導体24の第1端に接続される。導体24の第2端は、層間接続導体V8を介して外部接続端子P2に接続される。
また、図2に示すように、コイル導体31,32,33および層間接続導体V3,V4によって約3ターンの矩形ヘリカル状のコイル3が形成される。図3に示すように、コイル3は、複数の絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aの積層方向(Z軸方向)に沿った巻回軸AXを有する。そして、コイル3の一端は外部接続端子P1に接続され、コイル3の他端は外部接続端子P2に接続される。
本実施形態では、コイル導体31,32,33が本発明における「アクチュエータ用導体パターン」に相当し、コイル導体31,32,33を含んで形成されるコイル3が本発明における「アクチュエータ機能部」に相当する。そのため、積層体10Aの第1領域F1は、図3に示すように、アクチュエータ機能部AFP(コイル3)を一部に有する。
また、図2および図3に示すように、第1絶縁基材層(絶縁基材層11a,12a,13a)は、いずれも第2絶縁基材層(絶縁基材層14a、または絶縁基材層15a)の厚み(Z軸方向の厚み)よりも薄い。また、図3に示すように、アクチュエータ機能部AFPの導体厚みの合計TA(コイル導体31,32,33のZ軸方向の合計厚み)は、第2領域F2の導体厚みの合計T2(導体21または導体22の合計厚み)よりも厚い(TA>T2)。
本実施形態に係る多層基板101は、例えば次のように用いられる。図4は、多層基板101Aが実装された電子機器301の主要部を示す断面図である。
本実施形態に係る電子機器301は、本発明の多層基板等を備える装置であり、例えば携帯電話端末、いわゆるスマートフォン、タブレット端末、ノートPCやPDA、ウェアラブル端末(いわゆるスマートウォッチやスマートグラス等)、カメラ、ゲーム機、玩具等である。
電子機器301は、多層基板101A、筐体5、回路基板201、物品6A等を備える。筐体5は例えば樹脂製の筐体であり、回路基板201は例えばプリント配線板である。
多層基板101Aは、2つのコネクタ51を備える点で上述した多層基板101と異なる。その他の構成については、多層基板101と同じである。2つのコネクタ51は、積層体10Aの第1主面VS1に実装され、コイル3の両端にそれぞれ接続されている。物品6Aは、振動板8と、振動板8に取り付けられた磁石4と、を有する。
多層基板101A、回路基板201および物品6Aは、筐体5の内部に収納される。図4に示すように、積層体10Aの第1領域F1の第2主面VS2側は、筐体5の内面に貼付されている。多層基板101Aが備える2つのコネクタ51は、回路基板201の表面に実装された2つのレセプタクル61にそれぞれ接続されている。このようにして、多層基板101Aは、回路基板201に形成される回路(例えば給電回路)に接続される。
本実施形態では、コイル3(アクチュエータ機能部AFP)に電流を流すと、コイル3から放射される磁界によって、磁石4がZ軸方向に変位する(図4に示す白抜き矢印参照)。
本実施形態に係る多層基板101によれば、次のような効果を奏する。
(a)本実施形態では、第1絶縁基材層(絶縁基材層12a,13a)の厚みが、いずれも第2絶縁基材層の少なくとも一つ(絶縁基材層15a)の厚みよりも薄い。また、本実施形態では、アクチュエータ機能部AFPの導体厚みの合計(コイル導体31,32,33のZ軸方向の合計厚み)が、第2領域F2の導体厚みの合計(導体21または導体22の合計厚み)よりも厚い。一般的に、導体パターンは、樹脂材料からなる絶縁基材層よりも相対的に剛性が高い。そのため、この構成により、アクチュエータ機能部AFPの導体比率が高まり、アクチュエータ機能部AFPの剛性が高まる。したがって、第2領域F2を曲げたときに生じる曲げ応力(例えば、図4における応力S1)が第1領域F1に加わったとしても、アクチュエータ機能部AFPの変形は抑制され、アクチュエータ機能部AFPの特性変化が抑制される。
(b)なお、本実施形態では、第1絶縁基材層(絶縁基材層11a,12a,13a)の厚みが、複数の第2絶縁基材層(絶縁基材層14a,15a)のいずれの厚みよりも薄い。この構成により、複数の第2絶縁基材層(絶縁基材層14a、または絶縁基材層15a)のうち一つの厚みよりも、アクチュエータ用導体パターンが形成される第1絶縁基材層(絶縁基材層12a,13a)の厚みが薄い場合(第3の実施形態を参照)と比較して、アクチュエータ機能部AFPの導体比率はさらに高まるため、アクチュエータ機能部AFPの剛性がさらに高まる。
本実施形態に係る多層基板101は例えば次のような製造工程で製造される。
(1)まず、集合基板状態の絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aに層間接続導体V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8を形成する。層間接続導体は、レーザー等で貫通孔を設けた後、銅、銀、錫等のうち1以上を含む導電性ペーストを配設し、後の加熱・加圧工程で硬化させることによって設けられる。絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aは、例えばポリイミド(PI)や液晶ポリマー(LCP)等の樹脂層である。
次に、集合基板状態の絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aの片側主面に金属箔(例えば銅箔)をラミネートし、その金属箔をフォトリソグラフィでパターンニングすることで、コイル導体31,32,33、導体21,22,23,24および外部接続端子P1,P2を形成する。具体的には、絶縁基材層12aの片側主面に、コイル導体33を形成する。絶縁基材層13aの片側主面に、コイル導体32および導体22を形成する。また、絶縁基材層14aの片側主面に、コイル導体31、導体23および外部接続端子P1,P2を形成する。また、絶縁基材層15aの片側主面に、導体21,24を形成する。
(2)次に、絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aを積層し、加熱・加圧することで導電性ペーストを固化させるとともに、絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aを圧着し、集合基板状態の積層体10Aを構成する。
(3)最後に、集合基板状態の積層体10Aを分断することで、個別の多層基板101を得る。
《第2の実施形態》
第2の実施形態では、コイル以外のアクチュエータ機能部を備える多層基板の例を示す。
図5は第2の実施形態に係る多層基板102の外観斜視図である。図6は多層基板102の分解斜視図である。図7は多層基板102の断面図である。
多層基板102は、アクチュエータ機能部AFPがコイルではない点で、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる。その他の構成については、多層基板101と実質的に同じである。
以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
多層基板102は、積層体10B、平面電極41,42,43、外部接続端子P1,P2等を備える。積層体10Bは、可撓性を有する複数の絶縁基材層11b,12b,13b,14b,15bが積層されて形成される。また、複数の絶縁基材層11b,12b,13b,14b,15は圧電性を有する。絶縁基材層11b,12b,13b,14b,15bは例えばPVDF(ポリフッ化ビニリデン)のシートである。
本実施形態では、絶縁基材層11b,12b,13bが本発明における「第1絶縁基材層」に相当し、絶縁基材層14b,15bが本発明における「第2絶縁基材層」に相当する。
絶縁基材層11b,12b,13b,14b,15bの形状は、第1の実施形態で説明した絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aと略同じである。
絶縁基材層12bの下面(図6における絶縁基材層12bの下面)には、平面電極43が形成されている。平面電極43は、矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層12bには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V4が形成されている。平面電極43は、例えばCu箔等の導体パターンである。
絶縁基材層13bの下面(図6における絶縁基材層13bの下面)には、平面電極42および導体22が形成されている。平面電極42および導体22は、矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層13bには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V3,V5が形成されている。平面電極42は、例えばCu箔等の導体パターンである。
絶縁基材層14bの下面(図6における絶縁基材層14bの下面)には、平面電極41、導体23および外部接続端子P1,P2が形成されている。平面電極41は、絶縁基材層14bの一端(図6における絶縁基材層14bの左側端部)付近に配置される、矩形の導体パターンである。導体23は矩形の導体パターンである。外部接続端子P1,P2は、絶縁基材層14bの他端(図6における絶縁基材層14bの右側端部)付近に配置される矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層14bには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V1,V2,V6,V7が形成されている。平面電極41は、例えばCu箔等の導体パターンである。
絶縁基材層15bの下面(図6における絶縁基材層15bの下面)には、導体21,24が形成されている。導体21,22は、第1の実施形態で説明した導体21,22と同じ構成である。
図6に示すように、外部接続端子P1は、層間接続導体V1を介して導体21の第1端に接続される。導体21の第2端は、層間接続導体V2を介して平面電極41に接続される。また、平面電極41は、導体22および層間接続導体V3,V4を介して、平面電極43に接続される。外部接続端子P2は、層間接続導体V7を介して導体24の第2端に接続される。導体24の第1端は、導体23および層間接続導体V5,V6を介して、平面電極42に接続される。
本実施形態では、平面電極41,42,43および絶縁基材層12b,13b等によって、圧電アクチュエータが形成される。図7に示すように、積層体10Bの第1領域F1は、アクチュエータ機能部AFP(圧電アクチュエータ)を一部に有する。
具体的には、平面電極41,43は外部接続端子P1に接続され、平面電極42は外部接続端子P2に接続される。図7に示すように、平面電極41および平面電極42は対向して配置され、平面電極42および平面電極43は対向して配置されている。そのため、外部接続端子P1,P2にそれぞれ異なる電圧を印加することによって、平面電極41と平面電極42との間に電場が生じ、平面電極41と平面電極42とで挟まれた絶縁基材層13b(圧電体)は変形する。同様に、外部接続端子P1,P2にそれぞれ異なる電圧を印加することによって、平面電極43と平面電極42との間に電場が生じ、平面電極43と平面電極42とで挟まれた絶縁基材層12b(圧電体)は変形する。
本実施形態では、平面電極41,42,43が本発明における「アクチュエータ用導体パターン」に相当する。また、平面電極41,42,43および絶縁基材層12b,13b等で形成される圧電アクチュエータが、本発明における「アクチュエータ機能部」に相当する。
本実施形態に係る多層基板は、例えば次のように用いられる。図8は、多層基板102が実装された電子機器302の主要部を示す断面図である。図9(A)は、アクチュエータ機能部AFPを動作させたときの多層基板102Aの状態を示す、電子機器302の主要部を示す断面図である。図9(B)は、アクチュエータ機能部AFPを動作させたときの多層基板102Aの別の状態を示す、電子機器302の主要部を示す断面図である。
電子機器302は、多層基板102A、筐体5、回路基板201、物品6B等を備える。筐体5および回路基板201は、第1の実施形態で説明した筐体5および回路基板201と同じものである。物品6Bは例えばポンプである。
多層基板102Aは、2つのコネクタ51を備える点で上述した多層基板102と異なる。その他の構成については、多層基板102と同じである。2つのコネクタ51は、積層体10Bの第1主面VS1に実装され、平面電極41,43および平面電極42にそれぞれ接続されている。物品6Bは、筒状の枠部9と、枠部9の開口を覆う振動板8と、を有する。
多層基板102A、回路基板201および物品6Bは、筐体5の内部に収納される。図8に示すように、積層体10Bの第1領域F1の第2主面VS2側は、筐体5の内面に貼付されている。多層基板102Aが備える2つのコネクタ51は、回路基板201の表面に実装された2つのレセプタクル61にそれぞれ接続されている。このようにして、多層基板101Aは、回路基板201に形成される回路(例えば給電回路)に接続される。また、第1領域F1の第1主面VS1側は、物品6Bの振動板8に貼付されている。
本実施形態では、圧電アクチュエータ(アクチュエータ機能部AFP)に電圧を印加すると、平面電極間に生じる電場によって圧電体である絶縁基材層の厚み(Z軸方向の厚み)が変形し、物品6Bの振動板8がZ軸方向に変位する(図9(A)および図9(B)に示す白抜き矢印参照)。これにより、流体(液体または気体)等が、枠部9内に流入したり(図9(A)の矢印参照)、物品6Bの枠部9内から流出したりする(図9(B)の矢印参照)。
《第3の実施形態》
第3の実施形態では、第2絶縁基材層の構成が異なる多層基板の例を示す。
図9は第3の実施形態に係る多層基板103の外観斜視図である。図11は多層基板103の分解斜視図である。図12は多層基板103の断面図である。
多層基板103は、絶縁基材層14c(第2絶縁基材層)の構成が、第1の実施形態に係る絶縁基材層14a(第2絶縁基材層)と異なる。その他の構成については、多層基板101と実質的に同じである。
以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
多層基板103は、積層体10C、コイル導体31,32,33、外部接続端子P1,P2等を備える。積層体10Cは、可撓性を有する複数の絶縁基材層11c,12c,13c,14c,15cが積層されて形成される。
本実施形態では、絶縁基材層11c,12c,13cが本発明における「第1絶縁基材層」に相当し、絶縁基材層14c,15cが本発明における「第2絶縁基材層」に相当する。
図11および図12に示すように、絶縁基材層14cの厚みは、第1絶縁基材層(絶縁基材層11c,12c,13c)と略同じであり、絶縁基材層15c(他の第2絶縁基材層)の厚み(Z軸方向の厚み)よりも薄い。絶縁基材層14cのその他の構成については、第1の実施形態で説明した絶縁基材層14cと略同じである。
なお、絶縁基材層11c,12c,13c,15cは、第1の実施形態で説明した絶縁基材層11a,12a,13a,15aと同じものである。
本実施形態に係る多層基板103によれば、次のような効果を奏する。
(c)本実施形態では、第1絶縁基材層(絶縁基材層11c,12c,13c)の厚みが、いずれも第2絶縁基材層の少なくとも一つ(絶縁基材層15c)の厚みよりは薄い。また、本実施形態では、アクチュエータ機能部AFPの導体厚みの合計(コイル導体31,32,33のZ軸方向の合計厚み)が、第2領域F2の導体厚みの合計(導体21または導体22の合計厚み)よりも厚い。このような構成でも、アクチュエータ機能部AFPの導体比率は第2領域F2の導体比率よりも高まり、アクチュエータ機能部AFPの剛性は高まる。したがって、第2領域F2を曲げたときに生じる曲げ応力(例えば、図8における応力S1)が第1領域F1に加わったとしても、アクチュエータ機能部AFPの変形は抑制され、アクチュエータ機能部AFPの特性変化が抑制される。
《第4の実施形態》
第4の実施形態では、アクチュエータ機能部(コイル)の構成が第3の実施形態とは異なる多層基板の例を示す。
図13は第4の実施形態に係る多層基板104の外観斜視図である。図14は多層基板104の分解斜視図である。図15は多層基板104の断面図である。
以下、第3の実施形態に係る多層基板103と異なる部分について説明する。
多層基板104は、積層体10D、コイル導体31,32,33、外部接続端子P1,P2等を備える。積層体10Dは、可撓性を有する複数の絶縁基材層11d,12d,13d,14d,15dが積層されて形成される。絶縁基材層11d,12d,13d,14d,15dは、第3の実施形態で説明した絶縁基材層11c,12c,13c,14c,15cと同じものである。
本実施形態では、絶縁基材層11d,12d,13dが本発明における「第1絶縁基材層」に相当し、絶縁基材層14d,15dが本発明における「第2絶縁基材層」に相当する。
絶縁基材層11dの下面(図14における絶縁基材層11dの下面)には、コイル導体33が形成されている。コイル導体33は、絶縁基材層11dの外形に沿って巻回される約1ターンの矩形ループ状の導体パターンである。また、絶縁基材層11dには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V5,V6が形成されている。
絶縁基材層12dの下面(図14における絶縁基材層12dの下面)には、コイル導体32および導体23が形成されている。コイル導体32は、絶縁基材層12dの外形に沿って巻回される約1ターンの矩形ループ状の導体パターンである。導体23は矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層12dには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V4,V7が形成されている。
絶縁基材層13dの下面(図14における絶縁基材層13dの下面)には、コイル導体31および導体24が形成されている。コイル導体31は、絶縁基材層13dの外形に沿って巻回される約1ターンの矩形ループ状の導体パターンである。導体24は矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層13dには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V3,V8が形成されている。
絶縁基材層14dの下面(図14における絶縁基材層14dの下面)には、導体22,25および外部接続端子P1,P2が形成されている。導体22,25は、絶縁基材層14dの一端(図14における絶縁基材層14dの左側端部)付近に配置される、矩形の導体パターンである。外部接続端子P1,P2は、絶縁基材層14dの他端(図14における絶縁基材層14dの右側端部)付近に配置される矩形の導体パターンである。また、絶縁基材層14dには、Z軸方向に延伸する層間接続導体V1,V2,V9,V10が形成されている。
絶縁基材層15dの下面(図14における絶縁基材層15dの下面)には、導体21,26が形成されている。導体21,26は、X軸方向に延伸する線状の導体パターンである。
図14に示すように、外部接続端子P1は、層間接続導体V1を介して導体21の第1端に接続される。導体21の第2端は、層間接続導体V2,V3および導体22を介して、コイル導体31の第1端に接続される。コイル導体31の第2端は、層間接続導体V4を介してコイル導体32の第1端に接続される。コイル導体32の第2端は、層間接続導体V5を介してコイル導体33の第1端に接続される。コイル導体33の第2端は、層間接続導体V6を介して導体23に接続される。導体23は層間接続導体V7を介して導体24に接続され、導体24は層間接続導体V8を介して導体25に接続され、導体25は層間接続導体V9を介して導体26の第1端に接続される。導体26の第2端は、層間接続導体V10を介して外部接続端子P2に接続される。
図14に示すように、コイル導体31,32,33(アクチュエータ用導体パターン)および層間接続導体V4,V5によって約3ターンの矩形ヘリカル状のコイル3(アクチュエータ機能部AFP)が形成される。コイル3の一端は外部接続端子P1に接続され、コイル3の他端は外部接続端子P2に接続される。
本実施形態では、コイル導体31,32,33が、図14および図15に示すように、第1絶縁基材層(絶縁基材層11d,12d,13d)のみに形成されており、第1絶縁基材層(絶縁基材層13d)と第2絶縁基材層(絶縁基材層14d)との界面以外の層に配置されている。
本実施形態に係る多層基板104によれば、第3の実施形態で述べた効果以外に、次のような効果を奏する。
(d)本実施形態では、アクチュエータ用導体パターン(コイル導体31,32,33)が、第2絶縁基材層(絶縁基材層15d)よりも厚みが薄い第1絶縁基材層(絶縁基材層11c,12c,13c)に、形成され、且つ、第1絶縁基材層(絶縁基材層13d)と第2絶縁基材層(絶縁基材層14d)との界面以外の層に配置される。つまり、第1領域F1と第2領域F2とに亘って形成される第2絶縁基材層には、アクチュエータ用導体パターンが形成されていない。したがって、この構成により、アクチュエータ機能部AFPと第2領域F2との独立性(応力のアイソレーション)が高まり、第2領域F2を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域F1に加わった場合でも、アクチュエータ機能部AFPの変形はさらに抑制される。
《第5の実施形態》
第5の実施形態では、補強膜を備えた多層基板の例を示す。
図16は第5の実施形態に係る多層基板105の断面図である。
多層基板105は、補強膜7をさらに備える点で、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる。その他の構成については、多層基板101と同じである。
以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
多層基板105は、積層体10Aの第1領域F1の第1主面VS1側に、補強膜7が形成されている。補強膜7は、第1絶縁基材層に形成される、絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aよりも弾性率の高い部材である。本実施形態では、補強膜7が絶縁基材層11aの下面(図16における絶縁基材層11aの下面)全体に形成されている。補強膜7は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂部材である。
本実施形態では、複数の絶縁基材層11a,12a,13a,14a,15aよりも弾性率の高い補強膜7が、第1絶縁基材層(絶縁基材層11a)に形成されている。この構成により、アクチュエータ機能部AFPの剛性がさらに高まるため、第2領域F2を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域F1に加わったとしても、アクチュエータ機能部AFPの変形はさらに抑制される。
なお、本実施形態では、絶縁基材層11aの下面全体に補強膜7が形成される例を示したが、この構成に限定されるものではない。補強膜7が、他の第1絶縁基材層(絶縁基材層12a,13a)に形成されていても、同様の作用・効果を奏する。また、補強膜7が、第1絶縁基材層の上面または下面のいずれかに形成されていてもよく、第1絶縁基材層の上面および下面両方に形成されていてもよい。また、補強膜7は、第1絶縁基材層の上面全面(または、下面全面)に形成されている必要はなく、第1絶縁基材層の上面の一部(または、下面の一部)に形成されていてもよい。さらに、補強膜7の平面形状についても、適宜変更が可能である。
また、本実施形態では、1つの補強膜7が第1絶縁基材層に形成されている例を示したが、複数の補強膜7が第1絶縁基材層に形成されていてもよい。
《第6の実施形態》
第6の実施形態では、ダミー導体を備えた多層基板の例を示す。
図17は第6の実施形態に係る多層基板106の外観斜視図である。図18は多層基板106の分解斜視図である。図19は多層基板106の断面図である。なお、図18では、ダミー導体71をドットパターンで示している。
多層基板106は、ダミー導体71をさらに備える点で、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる。その他の構成については、多層基板101と同じである。
以下、第1の実施形態に係る多層基板101と異なる部分について説明する。
多層基板106は、積層体10Aの第1領域F1に、ダミー導体71が配置されている。ダミー導体71は、第1絶縁基材層に形成される、アクチュエータ用導体(コイル導体31,32,33)に導通しない導体である。本実施形態では、ダミー導体71が、絶縁基材層13aの外形に沿ったリング状の導体パターンであり、絶縁基材層13aの下面(図18における絶縁基材層13aの下面)に形成されている。ダミー導体71は、例えばCu箔等の導体パターンである。
本実施形態に係る多層基板106は、ダミー導体71が、第1絶縁基材層(絶縁基材層11a)に形成されている。この構成により、アクチュエータ機能部AFPの導体比率がさらに高まり、アクチュエータ機能部AFPの剛性がさらに高まる。したがって、第2領域F2を曲げたときに生じる曲げ応力が第1領域F1に加わったとしても、アクチュエータ機能部AFPの変形はさらに抑制される。
なお、本実施形態では、絶縁基材層11aの下面にリング状のダミー導体71が形成される例を示したが、この構成に限定されるものではない。ダミー導体71が、他の第1絶縁基材層(絶縁基材層11a,12a)に形成されていても、同様の作用・効果を奏する。また、ダミー導体71が、第1絶縁基材層の上面または下面のいずれかに形成されていてもよく、第1絶縁基材層の上面および下面両方に形成されていてもよい。また、ダミー導体71の平面形状は、適宜変更が可能である。ダミー導体71の平面形状は、例えば円形、楕円形、多角形、C字形、T字形、Y字形等であってもよい。但し、アクチュエータ用導体パターンの周囲を囲むようにダミー導体71を形成することにより、アクチュエータ機能部AFPの変形が効果的に抑制される。
《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では、積層体が矩形の平板である例を示したが、この構成に限定されるものではない。積層体の平面形状は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば多角形、円形、楕円形、L字形、クランク形、T字形、Y字形等であってもよい。
また、以上に示した各実施形態では、5つの絶縁基材層(3つの第1絶縁基材層、2つの第2絶縁基材層)を積層して形成される積層体を備えた多層基板について示したが、この構成に限定されるものではない。積層体を形成する絶縁基材層の層数は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。例えば、第1絶縁基材層の数は、1つまたは4つ以上であってもよく、第2絶縁基材層の数は1つまたは3つ以上であってもよい。
なお、以上に示した各実施形態では、熱可塑性樹脂からなる複数の絶縁基材層を積層して加熱加圧することにより、積層体を形成する例について示したが、この構成に限定されるものでない。例えば、熱硬化性樹脂からなる複数の絶縁基材層との間に、半硬化状態のプリプレグ樹脂を挟んで積層したものを加熱加圧することにより積層体を形成してもよい。
以上に示した第1・第3・第4・第5・第6の実施形態では、アクチュエータ機能部AFPが、約3ターンの矩形ヘリカル状のコイル3である例を示したが、アクチュエータ機能部AFPであるコイルがこの構成に限定されるものではない。コイル3のターン数および構成は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。コイル3は、例えば平面ループ状や平面スパイラル状であってもよく、平面スパイラル状のコイル導体を接続した構成であってもよい。また、コイルのターン数も適宜変更可能である。
また、以上に示した第1・第3・第4・第5・第6の実施形態では、アクチュエータ機能部AFPが、Z軸方向に沿った巻回軸AXを有するコイル3の例を示したが、この構成に限定されるものではない。コイル3の巻回軸AXは、Z軸方向に沿っている必要はなく、適宜変更可能である。コイル3の巻回軸AXは、例えばX軸方向やY軸方向に沿っていてもよい。
以上に示した各実施形態では、アクチュエータ機能部AFP(コイル、または圧電アクチュエータ)のみを備える多層基板の例を示したが、多層基板(積層体)に形成される回路構成はこれに限定されるものではない。積層体に形成される回路は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。例えば、導体パターンで形成されたキャパシタや各種伝送線路(ストリップライン、マイクロストリップライン、ミアンダ、コプレーナ等)等が、積層体に形成されていてもよい。また、例えば、チップ型インダクタやチップ型キャパシタ等のチップ部品が、積層体に実装されていてもよい。
なお、以上に示した第1・第2の実施形態では、多層基板が備えるコネクタを用いて、回路基板等に多層基板を接続する例を示したが、この構成に限定されるものではない。はんだ等の導電性接合材を介して、多層基板の外部接続端子を回路基板等に接続してもよい。
また、以上に示した各実施形態では、積層体の第1主面VS1に外部接続端子P1,P2が形成された多層基板の例を示したが、この構成に限定されるものではない。外部接続端子P1,P2の配置は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能である。外部接続端子は、積層体の第2主面VS2に形成されていてもよく、積層体の第1主面VS1および第2主面VS2の両方に形成されていてもよい。また、以上に示した各実施形態では、外部接続端子の個数が2つである例を示したが、外部接続端子の個数は積層体に形成される回路に応じて適宜変更可能である。さらに、外部接続端子P1,P2の平面形状は矩形に限定されるものではない。外部接続端子の平面形状は、本発明の作用・効果を奏する範囲において適宜変更可能であり、例えば正方形、多角形、円形、楕円形、L字形、T字形等であってもよい。
最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
AFP…アクチュエータ機能部
AX…コイルの巻回軸
F1…第1領域
F2…第2領域
P1,P2…外部接続端子
S1…応力
V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10…層間接続導体
VS1…第1主面
VS2…第2主面
3…コイル(アクチュエータ機能部)
4…磁石
5…筐体
6A,6B…物品
7…補強膜
10A,10B,10C,10D…積層体
11a,11b,11c,11d,12a,12b,12c,12d,13a,13b,13c,13d…絶縁基材層(第1絶縁基材層)
14a,14b,14c,14d,15a,15b,15c,15d…絶縁基材層(第2絶縁基材層)
21,22,23,24,25,26…導体
31,32,33…コイル導体(アクチュエータ用導体パターン)
41,42,43…平面電極(アクチュエータ用導体パターン)
51…コネクタ
61…レセプタクル
71…ダミー導体
101,101A,102,102A,103,104,105,106…多層基板
201…回路基板
301,302…電子機器

Claims (6)

  1. 可撓性を有する第1絶縁基材層および第2絶縁基材層を含んだ複数の絶縁基材層が積層されて形成され、第1領域および第2領域を有する積層体と、
    少なくとも前記第1絶縁基材層に形成されるアクチュエータ用導体パターンと、
    を備え、
    前記第1領域の前記絶縁基材層の積層数は、前記第2領域の前記絶縁基材層の積層数よりも多く、
    前記第2絶縁基材層は、前記第1領域と前記第2領域とに亘って形成され、
    前記第1領域は、前記第1絶縁基材層および前記第2絶縁基材層を積層して形成され、且つ、前記アクチュエータ用導体パターンを含んで形成されるアクチュエータ機能部を一部に有し、
    前記アクチュエータ用導体パターンが形成される前記第1絶縁基材層の厚みは、前記第2絶縁基材層の少なくとも一つの厚みよりも薄いことを特徴とする多層基板。
  2. 前記第2絶縁基材層の数は複数であり、
    前記アクチュエータ用導体パターンが形成される前記第1絶縁基材層の厚みは、複数の前記第2絶縁基材層のうち少なくとも一つの厚みよりも薄い、請求項1に記載の多層基板。
  3. 前記アクチュエータ用導体パターンが形成される前記第1絶縁基材層の厚みは、前記複数の第2絶縁基材層のいずれの厚みよりも薄い、請求項2に記載の多層基板。
  4. 前記アクチュエータ用導体パターンは、前記第1絶縁基材層のみに形成され、前記第1絶縁基材層と前記第2絶縁基材層との界面以外の層に配置される、請求項1から3のいずれかに記載の多層基板。
  5. 前記第1絶縁基材層に形成され、前記複数の絶縁基材層よりも弾性率の高い補強膜をさらに備える、請求項1から4のいずれかに記載の多層基板。
  6. 前記第1絶縁基材層に形成され、前記アクチュエータ用導体パターンに導通しないダミー導体をさらに備える、請求項1から5のいずれかに記載の多層基板。
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