JPWO2019224901A1 - フレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板 - Google Patents

Abstract

フレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板(1)は、熱硬化性樹脂材料からなる絶縁基材(2)の一部として形成されている湾曲不能なリジッド部(4)及び湾曲可能なフレキシブル部(5)と、該フレキシブル部(5)が湾曲する方向である湾曲方向(R)と、該湾曲方向(R)と直交する直交方向(L)と、該直交方向(L)に延びてフレキシブル部(5)を貫通して形成された貫通部(6)とを備え、リジッド部(4)とフレキシブル部(5)とは同一厚みで形成されている。

Description

本発明は、熱硬化性樹脂からなる絶縁層の部分が湾曲できるフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板に関する。

コンピュータ、携帯情報端末機器等の各種電子機器においては、数多くの電子部品等が実装されている。これらの電子部品等を実装するために、所定の配線回路パターンが形成されたプリント配線基板が用いられている。配線回路パターンからなる導電層は、ガラスエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる絶縁層の表面に形成されている。このような絶縁層を有するプリント配線基板は固くて曲がらないためリジッドプリント配線基板と称されている。近年では、配線回路の高密度化に伴い、導電層を多層有する、いわゆる多層プリント配線基板が用いられている。この多層プリント配線基板の中でも、機器の軽薄化、高速化、接続の確実性への要望に応えるため、可撓性を有するフレキシブル部を備えるものがある。

フレキシブル部としては、ポリイミドやポリエステル等の可撓性がある絶縁フィルムをエポキシ樹脂からなる絶縁層とは別に設けたものがある。あるいは、上記熱硬化性樹脂からなる絶縁層を０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ以下の非常に薄く加工し、フレキシブルに近い特性を持たせたものがある（例えば特許文献１及び２参照）。しかしながら、これらのフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板は、薄く加工されたフレキシブル部において厚いリジッド部と誘電率が変わってくるため、フレキシブル部とリジッド部に配線パターンが跨がっている場合、両者の間で信号の反射が起こりインピーダンスコントロールに影響が出てしまう。また、フレキシブル部を薄く加工する際に求められる製造精度が高く、生産性（工程、コスト）に問題がある。

特開２０１５−２１６２１０号公報 国際公開第２０１５／１３２９４９号

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、インピーダンスコントロールに影響が及ぼされることなく、生産性の向上を図ることができるフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、熱硬化性樹脂材料からなる絶縁基材の一部として形成されている湾曲不能なリジッド部及び湾曲可能なフレキシブル部と、該フレキシブル部が湾曲する方向である湾曲方向と、該湾曲方向と直交する直交方向と、該直交方向に延びて前記フレキシブル部を貫通して形成された貫通部とを備え、前記リジッド部と前記フレキシブル部とは同一厚みで形成されていることを特徴とするフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板を提供する。

好ましくは、前記貫通部は前記湾曲方向に沿って間隔を存して複数形成され、前記貫通部は前記直交方向に位置する端部を有し、前記湾曲方向に沿って隣り合う前記貫通部の前記端部は前記湾曲方向に対して互いにずれて配置されている。

好ましくは、前記貫通部は前記フレキシブル部の一方の側面から他方の側面に向けて切欠かれて形成され、前記湾曲方向に沿って隣り合う前記貫通部は前記他方の側面から前記一方の側面に向けて切欠かれて形成されている。

好ましくは、前記フレキシブル部を介した前記リジッド部の反対側は、前記絶縁基材が前記湾曲方向に向けて直線状に延びてアンテナ部として形成され、前記アンテナ部は前記リジッド部よりも前記直交方向の長さが短い。

本発明によれば、フレキシブル部には貫通部が備わるため、直交方向にて貫通部が形成された以外の部位は幅狭の渡り部として形成される。熱硬化性樹脂材料からなる絶縁基材であっても、このような幅狭の渡り部とすることである程度撓むため、湾曲可能なフレキシブル部を形成できる。このとき、リジッド部とフレキシブル部とが同一厚みであるため、これらの間では誘電率は同一であり、したがってフレキシブル部とリジッド部に配線パターンが跨がっている場合であっても両者の間で信号の反射が起こりインピーダンスコントロールに影響が出てしまうことはない。また、リジッド部とフレキシブル部とが同一厚みなので、絶縁基材としては同一厚みの基板製造プロセスを行うのみでよいため、生産工程も簡略化でき、製造コストも抑えることができる。

また、貫通部を湾曲方向に沿って間隔を存して複数形成することで、渡り部を複数設けることになり、したがって湾曲する部位が増えるので湾曲角度を大きくすることができる。このとき、貫通部の端部が互いにずれて形成されていることで、湾曲方向に向けて渡り部も互いにずれて形成される。これと同時に貫通部同士の間には直交方向に延びる捻れ部が形成される。この捻れ部が捻れることで、さらにフレキシブル部の湾曲角度を大きくすることができる。

貫通部をフレキシブル部の側面から切欠いて形成し、隣り合う貫通部は反対側の側面から切欠いて形成することで、フレキシブル部の直交方向に向けて長尺の捻れ部を形成することができる。特に貫通部を側面近傍まで切欠くことで、最大限長尺の捻れ部を形成することができる。捻れ部が長尺になることで、捻れ部の捻れ角を大きくすることができる。このため、捻れ部を利用してフレキシブル部の湾曲角度をさらに大きくすることができる。

また、アンテナ部を形成することで、フレキシブル部を介してアンテナ部を立てて使用することができ、したがって受信空間を広くすることができるので受信感度を向上させることができる。

本発明に係るフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板の平面図である。 図１のＡ−Ａ視図である。 図１のＢ−Ｂ視図である。 本発明に係る別のフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板の平面図である。 本発明に係るフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板をアンテナとして形成したときの平面図である。 図５の例のアンテナをフレキシブル部にて湾曲させたときの側面図である。

図１〜図３に示すように、本発明に係るフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板１は、いわゆる一般的なプリント配線基板として形成されている。すなわち、熱硬化性樹脂材料からなる絶縁基材２を絶縁層として有し、その表面に導電材料からなる導体パターン３が形成されている。導体パターン３は導電層とも称され、例えば銅めっきにて形成されている。基板１自体は多層板（両面板も含む）でもよいし、片面のみに導体パターン３が形成されている片面板でもよい。絶縁基材２の材料となっている絶縁樹脂は、例えばプリプレグであり、エポキシ樹脂内にガラス繊維の糸で織った布であるシート状のガラスクロスが配されている。

基板１は、湾曲不能なリジッド部４及び湾曲可能なフレキシブル部５を有している。これらリジッド部４及びフレキシブル部５は、基板１の一部として形成されているので、プリプレグ等の熱硬化性樹脂材料の絶縁基材２を主たる部分として有している。このような絶縁基材２を主たる部分としているため、基板としては通常は湾曲不能なリジッド基板としての性質を有しているが、本発明の基板１は以下の構造により材質がリジッドであっても湾曲可能なフレキシブル部５を形成することを実現している。

図１〜図３の例では、基板１は平面視で長方形であり、両端にリジッド部４、その間にフレキシブル部５を備えている。フレキシブル部５には、部分的にフレキシブル部５を貫通する貫通部６が形成されている。この貫通部６は直線上であり、貫通部６が複数設けられた場合は全て平行になるように形成される。フレキシブル部５の湾曲動作はこの貫通部６に沿って曲がるため、貫通部６が複数ある場合に全て平行になるように形成されることはフレキシブル部５を一方向に湾曲させるために必須である。図の例では、基板１の長手方向に対して直交する方向に貫通部６が複数形成されている。このため、図の例でのフレキシブル部５の湾曲方向Ｒは基板１の長手方向、すなわちリジッド部４とフレキシブル部５とが連続して隣り合っている方向と一致する。この湾曲方向Ｒが、フレキシブル部５が湾曲する方向となる。そして、湾曲方向Ｒに直交する直交方向Ｌは、貫通部６が延びる方向と一致する。

このような構成により、フレキシブル部５には貫通部６が備わるため、直交方向Ｌにて貫通部６が形成された以外の部位は幅狭の渡り部７として形成される。すなわち、直交方向Ｌにて、直線上の貫通部６の隣には必ず渡り部７が形成される。例えば、貫通部６をフレキシブル部５の一方の側面から他方の側面に向けて直線上に切り欠いて形成すると、その隣には渡り部７が一つ形成される。渡り部７は熱硬化性樹脂材料からなる絶縁基材２であるが、渡り部７は幅狭であるためある程度撓み、湾曲可能なフレキシブル部５を形成できる。

そして図１〜図３の例のように、貫通部６をフレキシブル部５の一方の側面から他方の側面に向けて切欠いて形成し、湾曲方向Ｒに沿って隣り合う貫通部６は他方の側面から一方の側面に向けて切欠いて形成し、これを連続して湾曲方向Ｒに設けることで、貫通部６をフレキシブル部５の両側面から互い違いに設けることができる。このとき、湾曲方向Ｒにて隣り合う貫通部６の間には、絶縁基材２からなる捻れ部８が形成されることになる。隣り合う貫通部６を長くすればするほど、長尺の捻れ部８を形成することができる。すなわち、貫通部６を基板１（フレキシブル部５）の側面近傍まで切欠くことで、最大限長尺の捻れ部８を形成することができる。貫通部６を複数形成してこのような捻れ部８を形成すれば、上述した渡り部７の撓みと相俟って捻れ部８が捻れてさらにフレキシブル部５を湾曲させることができる。このとき、さらに捻れ部８を長尺にすれば、捻れ部８の捻れ角を大きくすることができ、フレキシブル部５をさらに湾曲させることができる（フレキシブル部５の湾曲角度をさらに大きくすることができる）。

また、上述したように、リジッド部４とフレキシブル部５とは同様の絶縁基材２で形成されているため、同一厚みである。すなわち、フレキシブル部５は湾曲させるために貫通部６のみを設けるため、リジッド部４よりも薄く加工されるようなものではない。リジッド部４とフレキシブル部５とを同一厚みとすることで、これらの間では誘電率は同一であり、したがってフレキシブル部５とリジッド部４に導体パターン３（配線パターン）が跨がっている場合であっても両者の間で信号の反射が起こりインピーダンスコントロールに影響が出てしまうことはない。また、リジッド部４とフレキシブル部５とが同一厚みなので、絶縁基材２としては同一厚みの基板製造プロセスを行うのみでよいため、生産工程も簡略化でき、製造コストも抑えることができる。

図４に示すフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板１は、上述した例とは異なるような貫通部６を形成している。異なる点としては、貫通部６は直交方向Ｌに沿って複数本の貫通部６が形成されていることである。これにより、直交方向Ｌで複数の渡り部７が形成される。さらに、この渡り部７は、湾曲方向Ｒに対して連続していない。換言すれば、貫通部６を湾曲方向Ｒに沿って間隔を存して複数形成したときに、貫通部６の直交方向に位置する端部９は、湾曲方向Ｒに沿って隣り合う貫通部６の端部９と湾曲方向Ｒに対して互いにずれて配置されている。端部９がずれて配置されることで、渡り部７が湾曲方向Ｒに対して連続して形成されないことになる。

このように、貫通部６を湾曲方向Ｒに沿って間隔を存して複数形成することで、渡り部７を複数設けることになる。したがって湾曲する部位が増えるのでフレキシブル部５の湾曲角度を大きくすることができる。このとき、貫通部６の端部９が湾曲方向Ｒに対して互いにずれて形成されていることで、湾曲方向Ｒに向けて渡り部７も互いにずれて形成される。これと同時に貫通部６同士の間には直交方向に延びる捻れ部８が形成される。この捻れ部８が捻れることで、さらにフレキシブル部５の湾曲角度を大きくすることができる。また、直交方向Ｌに複数の渡り部７を設けることで、複数の導体パターン３をフレキシブル部５を介して一方のリジッド部４から他方のリジッド部４へ架け渡すことができる。

図５に示すように、基板１をアンテナ１０として形成してもよい。具体的には、フレキシブル部５を介したリジッド部４の反対側は、絶縁基材２が湾曲方向Ｒに向けて直線状に延びてアンテナ部１１として形成される。このとき、アンテナ部１１はリジッド部４よりも直交方向Ｌに向けての長さが短い。フレキシブル部５の構造は、図１〜図３の例と同様である。このような構造とすることで、図６に示すように、フレキシブル部５にて湾曲させると、アンテナ部１１を鉛直方向に立てることができる。したがって、アンテナ部１１を形成することで、フレキシブル部５を介してアンテナ部１１を立てて使用することができ、アンテナ部１１での受信空間を広くすることができるので、受信感度を向上させることができる。すなわち、受信感度のよいアンテナ１０を得ることができる。

アンテナ部１１を立てられるということで、板状の基板に導体パターン３として形成されたパターンアンテナよりも受信感度を向上させることができる。また、リジッド部４とフレキシブル部５とは同一厚みで同一素材であるため、ＦＰＣからなるフレキシブル部をリジッド基板に接続するＦＰＣパターンアンテナよりも反射が起こりにくく、インピーダンスコントロールへの影響も少ない。さらにアンテナ１０は部品点数も少ないため、通常のロッドアンテナよりもコストを低廉とすることができる。このように、貫通部６にてフレキシブル部５を形成した本発明に係る基板１をアンテナ１０として用いることは従来のアンテナに比して利点が多く、効果的である。

１：フレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板、２：絶縁基材、３：導体パターン、４：リジッド部、５：フレキシブル部、６：貫通部、７：渡り部、８：捻れ部、９：端部、１０：アンテナ

Claims (4)

1. 熱硬化性樹脂材料からなる絶縁基材の一部として形成されている湾曲不能なリジッド部及び湾曲可能なフレキシブル部と、
   該フレキシブル部が湾曲する方向である湾曲方向と、
   該湾曲方向と直交する直交方向と、
   該直交方向に延びて前記フレキシブル部を貫通して形成された貫通部とを備え、
   前記リジッド部と前記フレキシブル部とは同一厚みで形成されていることを特徴とするフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板。
2. 前記貫通部は前記湾曲方向に沿って間隔を存して複数形成され、前記貫通部は前記直交方向に位置する端部を有し、前記湾曲方向に沿って隣り合う前記貫通部の前記端部は前記湾曲方向に対して互いにずれて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板。
3. 前記貫通部は前記フレキシブル部の一方の側面から他方の側面に向けて切欠かれて形成され、
   前記湾曲方向に沿って隣り合う前記貫通部は前記他方の側面から前記一方の側面に向けて切欠かれて形成されていることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板。
4. 前記フレキシブル部を介した前記リジッド部の反対側は、前記絶縁基材が前記湾曲方向に向けて直線状に延びてアンテナ部として形成され、前記アンテナ部は前記リジッド部よりも前記直交方向の長さが短いことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル部を有するリジッドプリント配線基板。

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