JP2790056B2 - 可撓性プリント配線板とその製造方法 - Google Patents
可撓性プリント配線板とその製造方法Info
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Description
針への通電用等に使用され、渦巻形状を有する可撓性プ
リント配線板(以下FPCと略称する)とその製造方法
に関する。
は、合成樹脂フィルムのベース層上に、導電パターンを
蒸着或はエッチング等により形成し、そのベース層上
に、導電パターンを覆う合成樹脂の絶縁層を印刷等によ
り付着して形成されるが、全体が可撓性を有することも
あり、製造時には平板状に形成される。
等の計器において、その指針内に発光素子を取付けて指
針を発光させながら回動させる計器が開発されている。
この種の計器の指針にはその回動を許容しながら通電す
る必要があるため、従来、ヘアスプリングをリード線と
して使用していたが、本発明者は、特願平4−2244
13号において、指針が固定される指針軸の周囲にFP
Cを渦巻状にして配置し、そのFPCを通して指針内の
発光素子に通電させる計器を提案した。
板状に製造されたFPCを、渦巻状にして指針軸の周囲
に配設するために、先ず、FPCを指針軸の周囲に渦巻
状に巻き付けて仮固定し、その後、仮固定を外して、渦
巻状FPCが一定の間隔をもって渦巻状態を保持するよ
うに、FPCの外側端部を端子板に接続・固定して構成
した。
を持った可撓性を有し、それ自体では一定の渦巻形状を
保持できないため、渦巻状FPCの外周にガイド部材を
設け、このガイド部材に接触させて渦巻状FPCの案内
と形状保持を行う必要があった。
することによって、ガイド部材と渦巻状FPCとの間に
摩擦が発生し、その摩擦抵抗により指針軸の回動抵抗が
増大し、FPCが摩耗しやすいという問題が発生してい
た。
で、渦巻形状を有した状態で使用でき、可撓性を良好に
発揮できると共に、無拘束状態でもその渦巻形状を良好
に保持し得るFPCとその製造方法を提供することを目
的とする。
に、本発明のFPCは、合成樹脂製のベース層上に導電
パターンが形成され、そのベース層上に導電パターンを
覆う合成樹脂の絶縁層が付着されてなるFPCにおい
て、一定の渦巻形状に成形され、無拘束状態においてそ
の渦巻形状を保持するように構成される。
樹脂製のベース層上に導電パターンが形成され、ベース
層上に導電パターンを覆う合成樹脂の絶縁層が付着され
てなる可撓性プリント配線板を渦巻形状とする可撓性プ
リント配線板の製造方法において、可撓性プリント配線
板の一端を保持し、ベース層側の一部横断方向に押圧荷
重を加えると共に、その長手方向に摩擦力による引張力
を加え、押圧荷重の大きさを徐々に減少させながら、押
圧荷重の位置を引張力によって他端方向に移動させ、可
撓性プリント配線板に渦巻形状を付与することを特徴と
する。
成形され、無拘束状態においてその渦巻形状を保持する
ため、それを、自発光指針の発光素子への通電用に使用
し、指針軸の周囲に配設すした場合、渦巻状FPCは、
無拘束状態でその渦巻形状を保持するため、ガイド部材
は不要となり、ガイド部材とFPCとの接触により、指
針の回動負荷が増大したり、FPCが摩耗することは防
止される。
端を保持し、ベース層側の一部横断方向に押圧荷重を加
えると共に、その長手方向に摩擦力による引張力を加
え、押圧荷重の大きさを徐々に減少させながら、押圧荷
重の位置を引張力によって他端方向に移動させてFPC
に渦巻形状を付与するため、それ程複雑な工程或は煩雑
な工程を加えることなく、任意の径の渦巻形状のFPC
を容易に製造することができる。
する。
て使用するために、渦巻形状に成形された渦巻状FPC
1の斜視図を示している。
のように、合成樹脂製のベース層2上に2本の導電パタ
ーン3が形成され、そのベース層2上に、導電パターン
3を覆う合成樹脂の絶縁層4が付着されて形成される。
を有する渦巻形状に成形され、無拘束状態でもその渦巻
形状が保持されるように、以下のような製造方法により
製造される。
ってベース層2がシート状に成形され、そのベース層2
の上に銅又は銅合金の導電膜が蒸着等により形成され、
エッチング等により余分な部分が除かれて、直線状の導
電パターン3がベース層2上に形成される。そして、次
にベース層2上に、導電パターン3を覆うように、ポリ
イミド等からなる絶縁層4が印刷等により形成される。
ベース層2側に曲げモーメントを加えた場合、図3のよ
うに曲げられるが、その曲げの中立軸(中立面)Yはベ
ース層2内に位置する。したがって、導電パターン3は
その中立軸Yより外側(絶縁層4側)に配置され、中立
軸Y上に位置していてもよい。
な渦巻成形装置を使用して一定の径を有する渦巻状に成
形する。
端部を保持する保持部11が立設され、保持部の前方に
は、受け治具12と押圧治具13がFPCを挟み、図の
右方向に移動可能に配設される。押圧治具13はFPC
を下側つまりベース層側から押圧するように、下側から
コイルばね14により上方に付勢され、コイルばね14
は、傾斜台15上を移動する移動部16上に取付けられ
る。
(図の右端)が低くなるように傾斜して形成され、これ
によって、移動部16が図の右側に移動するにつれてそ
の位置が下降し、コイルばね14による押圧治具13の
付勢力が低下していく。
成樹脂から形成され、その平坦な底面でFPCを上側か
ら受ける。押圧治具13は例えば金属により断面が略三
角形に形成され、コイルばね14によりその鋭角部をF
PCに押し付け、その横断方向に押圧荷重Fをかけて移
動する。
具12は、FPCの上側からその押圧治具13の押圧力
を受け、受け治具12と押圧治具13でFPCを挟みな
がら移動部16と共に図4の右方向に移動して成形加工
が行われる。このとき、FPCは押圧治具13からその
横断方向に押圧荷重Fを受け、且つその移動方向に摩擦
力による引張力fを受ける。そして、その荷重位置つま
り引張力fの生じる位置がFPCの長手方向に移動する
と共に、押圧荷重Fの大きさが徐々に低下していく。
手方向の伸びが生じ、導電パターン3が曲げの中立軸の
外側に位置するため、また、押圧荷重Fが移動部16の
移動と共に減少するため、FPCは以下のような理由に
より、図1に示すような渦巻形状に成形される。
に引張力fを加えると、FPCのベース層2、導電パタ
ーン3、及び絶縁層4に伸びεが生じる。ベース層2と
絶縁層4は弾性変形であるため、引張力fを取り去れ
ば、元の伸びのない形状に戻る。しかし、導電パターン
3は銅又は銅合金製であるため、引張力fを取り去って
も伸びεが永久歪として残ることになる。このため、導
電パターン3の伸びε0がベース層2と絶縁層4の歪の
戻りを拘束し、導電パターン3が曲げの中立軸の外側に
位置するため、FPCに図5に示すような半径rの曲げ
形状が付与されることになる。また、その曲げ半径rは
図6に示すように、引張力fに応じて変化するため、押
圧荷重Fを徐々に低下させて引張力fを小さくすること
により、曲げ半径rが増大し、FPCは渦巻形状に成形
される。
例を示している。この装置の押圧治具23は上記押圧治
具13の鋭角部より大きい半径断面の角部をもつ押圧部
を有して形成され、受け治具22はウレタン樹脂等の弾
性変形可能な材料から形成される。このため、図7のよ
うに、押圧治具23が下側から押圧荷重FをFPCに加
えた場合、FPCはこの荷重を受けて上側にたわみ、受
け治具22はこれを受けるように凹状に弾性変形する。
同様に、受け治具22と押圧治具23をFPCの長手方
向に移動部16と共に移動させながら、押圧荷重Fの大
きさを徐々に低減して成形加工を行なうが、FPCは、
押圧治具23の押圧部により曲げ力を受けると共に、摩
擦力による引張力fを受け、一定の径を有する渦巻形状
に成形される。
の装置の押圧治具33は金属製の丸棒により構成され、
その外周部でFPCの一部を横断方向に下側から押圧
し、押圧荷重Fを加えるように上方から支持される。受
け治具32はウレタン樹脂等の弾性変形可能な材料から
形成される。
側から押圧荷重Fを上方のFPCに加えることにより、
FPCはこの荷重を受けて上側に逆U字状にたわみ、受
け治具32はこれを受けるように凹状に弾性変形する。
は、共に図の右方向(FPCの長手方向)に移動するよ
うに構成されるが、その移動に伴ない、押圧治具33の
FPC水平面に対する距離つまり変位xが徐々に減少
し、これによって、押圧治具33がFPCを押す押圧荷
重Fが徐々に減少するように構成される。
と同様に、受け治具32と押圧治具33をFPCの長手
方向に移動させながら、押圧治具33のFPC水平面に
対する距離つまり変位xを徐々に減少させるようにし、
これによって、押圧荷重Fの大きさを徐々に低減して成
形加工を行う。このとき、FPCは押圧治具33の押圧
荷重Fにより曲げ力を受けると共に、摩擦力による引張
力fを受け、一定の径を有する渦巻形状に成形される。
この例では、FPCのベース層と絶縁層を一旦、半架橋
状態で成形し、その状態で治具に巻き付けてセットし、
未架橋分を架橋して、渦巻形状を得る。
合成樹脂によってベース層2がシート状に成形され、そ
のベース層2の上に銅又は銅合金の導電膜が蒸着等によ
り形成され、エッチング等により余分な部分が除かれ
て、直線状の導電パターン3がベース層2上に形成され
る。
際、熱処理されるが、そのときの熱処理時間を100%
架橋の場合より短くし、或は熱処理温度を100%架橋
の場合より低くすることによって、ベース層2を約60
〜90%の架橋状態として形成する。この状態のベース
層2は平板状である。
覆うように、ポリイミド等からなる絶縁層4が印刷等に
より形成される。この絶縁層4もベース層2と同様に、
熱処理時間を100%架橋より短くし、或は熱処理温度
を100%架橋より低くすることによって、約60〜9
0%の半架橋状態として形成される。これらのベース層
2、導電パターン3、絶縁層4からなるFPCは平板状
である。
両方を約60〜90%の半架橋状態としたが、少なくと
もどちらか一方を約60〜90%の半架橋状態としても
よい。
のFPCを、図9に示すように、基台上に円柱部を突設
した形状の治具5上に、巻き付けるようにセット(固
定)し、その状態で、熱処理炉等に入れて再び熱処理に
よる架橋を行う。このときの架橋は、既に行った約60
〜90%の半架橋の状態を、100%架橋にするもので
あり、未架橋分の約10〜40%架橋を行うように、そ
の熱処理温度と熱処理時間が調整される。
は、図1に示すように、所定の外径寸法を有し、無拘束
状態でもその渦巻形状が保持する渦巻状FPC1とな
る。
00%架橋した状態のFPCを、図9のように、治具5
の上に巻き付けてセットし、再び熱処理炉に入れ、熱処
理して渦巻状FPCを製作した。そして、その後、製作
された渦巻状FPCを無拘束状態で放置したときの、渦
巻状FPC外径寸法の変化を図10に示す。この図10
のグラフに示すように、100%架橋した状態のFPC
を再び熱処理したとしても、渦巻状FPCの外径寸法の
変化は大きい。
の導電パターンと合成樹脂のベース層及び絶縁層からな
る複合体であることから、銅の機械的性質と合成樹脂の
性質に分けて考察する。
を約260℃で熱処理した後、それを無拘束状態で放置
し、その渦巻体の外径寸法の変化を測定した。その外径
寸法の変化は図11に示すとおりである。この図11の
グラフから、銅板の渦巻体の外径寸法は長時間放置して
も、殆ど変化しないことがわかる。これは、銅の性質と
して、約250℃に再結晶温度があり、その温度以上で
熱処理すれば、渦巻体の外径寸法は安定するからであ
る。
脂(ポリイミド)は、100%架橋された状態で、図1
2に示すような、応力−歪曲線を有し、応力を加えるこ
とにより変形し、その状態から応力を取り去ると、グラ
フ曲線に沿って応力と歪が戻るようなばね状弾性を有し
ている。
Cを渦巻状にして再度熱処理をしたとしても、渦巻を戻
す方向に形状が変形すると考えられる。
架橋状態で渦巻形状とし、この状態で再度熱処理を行っ
て、未架橋部分を全架橋した場合には、図13に示すよ
うに、最初の熱処理でB−B部分が架橋され、C−C部
分は未架橋状態であり、次の熱処理により、曲げられた
FPCのC−C部分が完全に架橋される。
曲げを戻そうとする応力が生じるが、C−C部分はその
曲げの応力を保持するように作用するため、曲げ形状が
保持されるのである。
形状に曲げ、その曲げ形状を保持した状態で熱処理を行
って100%架橋することが理想であるが、実際には、
100%未架橋の合成樹脂は粘着性が強く形状保持性も
悪いため、渦巻形状にすることが困難であり、最初の段
階では、約60〜90%の架橋状態とすることが良い。
を有する渦巻形状に成形され、無拘束状態でその渦巻形
状が保持される渦巻状FPC1(図1)は、自発光指針
を設けた指針軸の周囲に配設され、その内側端部を指針
側の発光素子に接続し、その外側端部をその外側に設け
た端子板に固定して使用されるが、渦巻状FPC1は、
無拘束状態でその渦巻形状を保持するため、ガイド部材
は不要となり、ガイド部材とFPCとの接触により、指
針の回動負荷が増大したり、FPCが摩耗することは防
止される。
図である。
面図である。
る。
る。
含む部分正面図である。
の斜視図である。
たときの外径寸法変化曲線を示すグラフである。
フである。
る。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 合成樹脂製のベース層上に導電パターン
が形成され、該ベース層上に該導電パターンを覆う合成
樹脂の絶縁層が付着されてなる可撓性プリント配線板に
おいて、一定の渦巻形状に成形され、無拘束状態でその
渦巻形状を保持していることを特徴とする可撓性プリン
ト配線板。 - 【請求項2】 前記導電パターンが、曲げの中立軸に対
し該中立軸上或は該中立軸より外側に配置されている請
求項1記載の可撓性プリント配線板。 - 【請求項3】 計器の指針軸の周囲に渦巻状にして配設
され、自発光指針への通電用に使用される請求項1又は
2記載の可撓性プリント配線板。 - 【請求項4】 合成樹脂製のベース層上に導電パターン
が形成され、該ベース層上に該導電パターンを覆う合成
樹脂の絶縁層が付着されてなる可撓性プリント配線板を
渦巻形状とする可撓性プリント配線板の製造方法におい
て、該可撓性プリント配線板の一端を保持し、該ベース
層側の一部横断方向に押圧荷重を加えると共に、その長
手方向に摩擦力による引張力を加え、該押圧荷重の大き
さを徐々に減少させながら、該押圧荷重の位置を該引張
力によって他端方向に移動させ、可撓性プリント配線板
に渦巻形状を付与することを特徴とする可撓性プリント
配線板の製造方法。 - 【請求項5】 前記ベース層側に加える押圧荷重を押圧
治具により印加すると共に、該可撓性プリント配線板の
絶縁層側の対応位置に受け治具を押し付け、該押圧治具
と受け治具により該可撓性プリント配線板を挟みながら
その位置を他端方向に移動させる請求項4記載の可撓性
プリント配線板の製造方法。 - 【請求項6】 前記押圧治具は鋭角部を有する金属によ
り形成され、該鋭角部によって押圧荷重を該可撓性プリ
ント配線板のベース層側に加える請求項5記載の可撓性
プリント配線板の製造方法。 - 【請求項7】 前記可撓性プリント配線板の絶縁層側を
押える受け治具が弾性体から形成され、前記押圧治具に
よる押圧によって該受け治具が凹状に弾性変形する請求
項5又は6記載の可撓性プリント配線板の製造方法。 - 【請求項8】 前記可撓性プリント配線板の絶縁層側を
押える受け治具にベース層側を押圧する押圧治具の全体
が嵌入するように、該受け治具が凹状に弾性変形し、該
受け治具と該押圧治具の他端方向への移動に伴ない、該
押圧治具の嵌入位置が徐々に浅くなるように変位する請
求項5記載の可撓性プリント配線板の製造方法。 - 【請求項9】 合成樹脂製のベース層上に導電パターン
が形成され、該ベース層上に該導電パターンを覆う合成
樹脂の絶縁層が付着されてなる可撓性プリント配線板の
製造方法において、 前記ベース層と絶縁層のうち少なくとも一方を熱処理し
て成形する際、熱処理条件を調整して半架橋状態とし、
その後、半架橋状態の配線板を一定の渦巻形状に保持し
た状態で、熱処理を行って全架橋状態とすることを特徴
とする可撓性プリント配線板の製造方法。
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JP1239494 | 1994-02-04 | ||
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Family Applications (1)
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