JP2016025232A - プリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態のプリント配線板は、複数の基材を備える多層構造の配線板である。本実施形態のプリント配線板1は柔軟性があり、変形可能なフレキシブルプリント配線板(FPC)である。本実施形態では、プリント配線板を、ZIF(Zero Insertion Force)コネクタに挿入して使用する場合を例にして説明するが、本発明は、プリント配線板の厚みを利用して嵌合力を得る非ZIFコネクタやバックボードコネクタなどのコネクタにも適用できる。本実施形態では、フレキシブルなプリント配線板を例にして説明するが、リジットフレキシブルプリント配線板などのタイプのプリント配線板にも適用できる。
まず、第1基材31について説明する。
図1に示すように、第1基材31は、他のコネクタに電気的に接続される複数のパッド15,17を有する。複数のパッド15,17は、第1基材31の何れか一方の主面に形成される。
図1に示すように、第2基材32は、第1基材31の何れか一方の主面側(一方主面又は他方主面のどちらかの主面)に直接又は後述する第3基材33又は他の基材34を介して積層される。第2基材32の何れか一方の主面には、複数の第1基材31〜第3基材33、他の基材34のうちの何れか一つ以上の基材3を貫通するビア24,25を介して、一つ以上のパッド15,17に電気的に接続される第1配線9,第2配線11が形成されている。ビア24,25が形成される基材3には、第1基材31、自身となる第2基材32、第3基材33、他の基材34を含む。第2基材32のいずれか一方の主面とは反対側の他方の主面に、パッド15,17に電気的に接続される第1配線9,第2配線11を形成してもよい。もちろん、第2基材32の一方主面及び他方主面の両面に第1配線9,第2配線11を形成してもよい。
本実施形態のプリント配線板1は、第1基材31と第2基材32に加えて、第3基材33を備える。図3には、一枚の第3基材33を含むプリント配線板1を一例として示すが、プリント配線板1は、複数の第3基材33を備えてもよい。本実施形態では、第3基材33が第1基材31と第2基材32の間に配置された例を示すが、第1基材31の上側(図3の+Z方向)に積層してもよいし、第2基材32の下側(図3の−Z方向)に積層してもよい。
本実施形態の第1配線9及び第2配線11は、一又は複数の基材3の主面に、プリント配線板1の幅方向(図1に示すW方向)に併設されるとともに、接続方向Iに沿って延在する。第1配線9及び第2配線11は、導電性材料を用いて形成される。導電性材料としては、例えば銅または銅合金を用いることができる。また、第1配線9及び第2配線11の表面(露出面)には、表面処理層(例えば、金属めっき層)43を形成してもよい。
パッド15a,パッド17aと第1配線9,第2配線11との接続関係は特に限定されず、出願時に知られた多層型のプリント配線板の製造手法を適宜に適用し、所望の接続関係を実現できる。なお、図3に示す例では、説明の便宜のために、第2基材32、第3基材33に形成される第1配線9(32,33)及び第2配線11(32、33)が同じパターンである例を示したが、異なるパターンとしてもよい。
本実施形態のプリント配線板1は、一又は複数の被係合部28,29を備える。被係合部28,29は、コネクタに接続される接続端部13に形成され、コネクタの係合部に引き抜き方向で係止される構造を有する。被係合部28,29は、プリント配線板1の接続対象である他の電子部品との係合部(例えば後述するコネクタに設けられたタブ状のロック部材)に、引き抜き方向(接続方向Iとは逆向き)の力により係止される。
本実施形態のプリント配線板1の補強層R1,R2は、他の電子部品との接続方向Iを基準とし、被係合部28,29の接続方向Iの前方側に設けられている。図1、図2、図6及び図7に示す例では、補強層R1,R2は、第2基材32の他方主面(下側主面)に設けられている。図6、図7には、被係合部28、補強層R1を示すが、被係合部29、補強層R2についても同じである。この点は、後述する図11、図12、及び図20、図21においても同様である。
図4Bに示すプリント配線板1は、その最上層の前列にはパッド15aが配置され、その後列側にはパッド17aと、これに接続する配線11が配置されている。その下の二番目の層の前列側には拡幅部9aと、これに連なる第1配線9が設けられ、その後列側には拡幅部11aのみが設けられている。さらに下側の三番目の層である最下層の前列及び後列には、第1配線9´及び拡幅部9a´と、第2配線11´及び拡幅部11a´とが形成されている。最下層の拡幅部9a´と拡幅部11a´の一方又は両方の近傍に補強層R1が別体として設けられている。多層構造のプリント配線板1において、最上層の前列のパッド15aは、ビア24を介して二番目の層の前列の第1配線9の拡幅部9aに電気的に接続される。最下層の前列の第1配線9´及び拡幅部9a´と、後列の第2配線11´と拡幅部11a´は、最上層のパッド15a,拡幅部11a、二番目の層の拡幅部9a、拡幅部11aとは電気的に接続しない。この最下層の前列の拡幅部9a´をパッド15a´に対応する位置に設け、最下層の後列の拡幅部11a´を最上層の拡幅部11aに対応する位置に設けることにより、プリント配線板1の厚さを均一に保つことができる。
図4Bでは、補強層R1,R2を、他の基材34の配線と別体に形成する例を説明したが、補強層R1,R2を、他の基材34に形成された配線と一体に形成してもよい。この場合には補強層R1,R2の面積が大きくなるので係止強度を高めることができる。
独立した補強層R1,R2を形成する場合に、補強層R1,R2の形状は特に限定されない。図1,2に示すように、補強層R1,R2の形状を矩形としてもよい。図7(a)に示すように、補強層R1,R2の形状を楕円形や円形としてもよい。図7(b)に示すように、被係合部28,29の外縁に沿う形状としてもよい。図7(c)に示すように、貫通孔として形成された被係合部28,29の内縁に沿う形状としてもよい。図7(a)のように(図1、2、6に示す態様も同様)、補強層R1,R2の縁部がプリント配線板1の外縁に接しない形状とすることが好ましい。補強層R1,R2の端部がプリント配線板1の外縁に接する構造の場合は、プリント配線板1の製造時において、金型で打ち抜き加工をする際に、金型が補強層R1,R2を直接裁断する。補強層R1,R2が銅箔などの金属で構成されている場合には、これを裁断することにより金型が摩耗・欠損しやすくなる。補強層R1,R2の端部を露出しないように配置することで、金型の摩耗・損傷を抑制できる。その結果、製造コストを低減させることができる。
補強層R1,R2を第1配線9,第2配線11と一体として形成した場合の平面図を図8に示し、底面図を図9に示し、第1配線9,第2配線11と補強層R1,R2との関係を図10Aに示す。図10Bには、3層の導電層を備える例を示す。図8は図1に対応し、図9は図2に対応し、図10A及び図10Bは図4A及び図4Bに対応する。ここでは第2基材32の他方主面に補強層R1,R2が設けられた例を用いて説明するが、補強層R1,R2が設けられる主面及びその数は限定されない。
本実施形態の補強層R1,R2は、パッド15,17と別体として形成できる。
パッド15,17とは別体の補強層R1,R2を形成する場合に、補強層R1,R2の形状は特に限定されない。図14に示すように、補強層R1,R2の形状を矩形としてもよい。図示はしないが、補強層R1,R2の形状を楕円形や円形としてもよい。金型の摩耗・欠損を抑制する観点から、補強層R1,R2の縁部がプリント配線板1の外縁に接しない形状とすることが好ましい。本例の補強層R1,R2と、パッド15,17との関係は、表裏が逆であるが、図6に示す配線9の拡幅部9a,配線11の拡幅部11aと補強層R1との関係に対応する。本例の補強層R1,R2の形状は、図7(a)(b)(c)に示す補強層R1,R2の形状のようにすることができる。本例の説明に図6、図7を援用する際には、表裏を反転させ、図6、図7に示す配線9の拡幅部9aをパッド15aとし、図6に示す配線11の拡幅部11をパッド17aとする。
補強層R1,R2をパッド15,17と一体として形成した例の平面図を図17に示し、底面図を図18に示し、パッド15,17と補強層R1,R2との関係を図19に示す。図17は図1に対応し、図18は図2に対応し、図19は図4Aに対応する。ここでは第1基材31の一方主面に補強層R1,R2が設けられた例を用いて説明するが、補強層R1,R2が設けられる主面及びその数は限定されない。図20は、被係合部28,29の変形例を示す部分平面図である。図21(a)〜(c)は、図17のプリント配線板の補強層の変形例を示す部分底面図である。
本実施形態のプリント配線板1の製造方法は特に限定されず、本願出願時に知られている多層型のプリント配線板の作製手法を適宜に用いることができる。
実施例1として、図1〜図4に示す構造を有する多層構造のプリント配線板1を作製した。第1配線9,第2配線11、パッド15,17、補強層R1,R2を、フォトリソグラフィー技術を用いた手法で第1基材31、第2基材32、第3基材33を作製した。
第1基材31、第2基材32、及び第3基材33としては、厚さ20[μm]のポリイミド製のフィルムに銅箔が形成された両面銅張基材を用いた。パッド15,17の配置は図1に示すとおりである。パッド15,17のピッチは0.175[mm](各列では0.35[mm])であった。パッド15,17、第1配線9,第2配線11及び補強層R1,R2は銅製とした。補強層R1,R2は、幅0.5[mm]、長さ0.5[mm]、厚さ22.5[μm](銅:12.5[μm],銅めっき:10[μm]であり、第1配線9,第2配線11と同じ厚さである。)とした。パッド15,17の上面には表面処理層としての金めっき層を形成した。上面側カバーレイ5及び下面側カバーレイ7には、厚さ12.5[μm]のポリイミド製のフィルムを用いた。補強フィルム23には、厚さ12.5[μm]のポリイミド製のフィルムを用いた。金型を用いて、積層したプリント配線板1の所定領域を切欠いて被係合部28,29を設けた。この被係合部28,29(切欠き部)の寸法は、幅を0.5[mm]、長さを0.5[mm]とした。第1基材31、第2基材32、及び第3基材の作製工程の条件は、実施例1〜5及び比較例において共通させた。
上記条件の下、以下の手順で、プリント配線板1を作製した。
(1)接続端部13に、前列に15枚、後列に14枚のパッド15,17が形成された第1基材31を準備した。
(2)前列のパッド15と接続する第1配線9及び後列のパッド17と接続する第2配線11が両方ともに、その他方主面に形成された第2基材32を準備した。
(3)前列のパッド15と接続する第1配線9及び後列のパッド17と接続する第2配線11が両方ともに、その一方主面及び他方主面に形成された第3基材33を準備した。
(4)下側から、第2基材32、第3基材33、第1基材31の順で積層した。
実施例1のプリント配線板1において、補強層R1,R2は、第2基材32の他方主面側に、第1配線9,第2配線11とは別体として形成した。補強層R1,R2は、被係合部28,29の接続方向Iを基準とした前方側に設けた。
実施例2として、補強層R1,R2が第1配線9,第2配線11と一体として形成した点以外は、実施例1と共通するプリント配線板1を作製した。
実施例3として、補強層R1,R2が第1基材31の一方主面に形成され、パッド15,17と別体として形成した点以外は、実施例1と共通するプリント配線板1を作製した。
実施例4として、補強層R1,R2が第1基材31の一方主面に形成され、パッド15,17と一体として形成した点以外は、実施例1と共通するプリント配線板1を作製した。
実施例5として、プリント配線板1の最上面に図5に示す上面側カバーレイ(絶縁層)5を設けた点以外は、実施例1と共通するプリント配線板1を作製した。
比較例1として、補強層が設けられていない点のみが実施例1とは異なるプリント配線板を作製した。
耐引抜き試験は、実施例1〜5及び比較例1のプリント配線板を、図24に示した構造を有するコネクタ(但し、コンタクトは設けていない。)に接続し、タブ状のロック部材のみでプリント配線板を嵌合、保持した状態とした。この状態で、引張試験機を用いて各プリント配線板1をコネクタに対して、引き抜き方向(接続方向Iとは逆方向)に引っ張り、プリント配線板1がコネクタから外れたときの引張試験機の荷重を測定した。
試験の結果、比較例1のプリント配線板がコネクタから外れたときの荷重を100%とした。実施例1〜5のプリント配線板1がコネクタから外れたときの荷重は140%〜170%であった。本実施形態のプリント配線板1は、引き抜き方向の力が加えられても、係止状態を維持できることを確認した。
3…基材
31…第1基材
32…第2基材
33…第3基材
34…他の基材
4…接着層
5…上面側カバーレイ
5a,5b…絶縁層
6…接着層
7…下面側カバーレイ
9,11…配線
13…接続端部
15a…前列のパッド
17a…後列のパッド
18,19…表面処理層
21…接着層
23…補強フィルム
24,25…ビア
28,29…被係合部
R1,R2…補強層(第1補強層)
40,40’…電磁波シールド層
41,42…ブラインドビアホール
50…コネクタ
52…ハウジング
54…コンタクト
56…回動部材(作動部材)
58…ロック部材(係合部)
65…カム
70…コネクタ
72…ハウジング
74…コンタクト
76…スライダ
Claims (11)
- 多層構造のプリント配線板であって、
他のコネクタに電気的に接続される複数のパッドが、何れか一方の主面に形成された第1基材と、
前記第1基材の何れか一方の主面に、直接又は前記第1基材以外の基材を介して積層され、何れか一方の主面に配線が形成された第2基材と、を少なくとも含む複数の基材と、
前記コネクタに接続される接続端部に形成され、前記コネクタの係合部に引き抜き方向で係止される被係合部と、
前記複数の基材が有する一又は複数の主面に、前記コネクタに接続される際の接続方向を基準とし、前記被係合部が設けられた位置よりも前記接続方向の前方側の位置に設けられた、一又は複数の補強層と、を備えるプリント配線板。 - 前記第2基材は、当該第2基材の前記一方の主面の反対側の他方の主面に形成された配線を有する請求項1に記載のプリント配線板。
- 一又は複数の第3基材をさらに備え、
前記第3基材は、当該第3基材の一方の主面及び/又は他方の主面に形成された配線を有し、
前記補強層は、前記複数の基材のうち何れか一つ以上の基材の一方の主面及び/又は他方の主面に、前記コネクタとの接続方向を基準とし、前記被係合部が設けられた位置よりも前記接続方向の前方側の位置に設けられた請求項1又は2に記載のプリント配線板。 - 前記第1基材は、
一方の主面側に前記複数のパッドが形成された基材、及び
前記一方の主面とは反対側の他方の主面側に前記複数のパッドが形成された基材を含む請求項1〜3の何れか一項に記載のプリント配線板。 - 前記補強層が、前記配線が形成された主面のうち一又は複数の主面に設けられた請求項1〜4の何れか一項に記載のプリント配線板。
- 前記補強層が、前記配線と一体として形成された請求項5に記載のプリント配線板。
- 前記補強層が、前記配線と別体として形成された請求項5に記載のプリント配線板。
- 前記補強層が、前記パッドが形成された主面のうち、一又は複数の主面に設けられた請求項1〜4の何れか一項に記載のプリント配線板。
- 前記補強層が、前記パッドと一体として形成された請求項8に記載のプリント配線板。
- 前記補強層が、前記パッドと別体として形成された請求項8に記載のプリント配線板。
- 前記補強層の表面を覆う絶縁層を有する、請求項1〜10の何れか一項に記載のプリント配線板。
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