JP5969645B1 - フレキシブルプリント配線板 - Google Patents
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Abstract
Description
長手方向に対して湾曲するように折り曲げられた状態で、相対的に移動する2部材のうちの一方の部材と他方の部材に対して、長手方向の一端側と他端側がそれぞれ固定された状態で用いられるフレキシブルプリント配線板において、
柔軟性を有する絶縁基板に複数の配線が設けられ、かつ短手方向に湾曲した状態に成形されている配線板ユニットを複数備えると共に、
隣り合う配線板ユニット同士は、短手方向の側縁側で部分的に連結されていることを特徴とする。
図1〜図10を参照して、本発明の実施例1に係るフレキシブルプリント配線板について説明する。
特に、図1を参照して、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板の構成について説明する。図1は本発明の実施例1に係るフレキシブルプリント配線板の斜視図である。
特に、図2及び図3を参照して、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100の
使用例について説明する。図2及び図3は本発明の実施例1に係るフレキシブルプリント配線板の使用時の状態を示す斜視図である。
特に、図4〜図10を参照して、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法について製造工程の順に説明する。
図4を参照して、第1工程について説明する。図4においては、フレキシブルプリント配線板を製造するための各種構成部材を断面図にて示している。まず、柔軟性がある絶縁基板10の片面に銅箔層(例えば、厚さ12μmの銅箔からなる層)を有する片面銅張積層板を用意する。なお、絶縁基板10の好適な例としては、厚さ50μmの熱可塑性樹脂からなるフィルムを挙げることができる。また、熱可塑性樹脂の好適な例としては、液晶ポリマー(以下、LCPと称する)を挙げることができる。そして、片面銅張積層板の銅箔層に対して、フォトファブリケーション手法によるエッチング処理を施すことにより、配線パターンを形成する(図4中、下側の断面図参照)。なお、図中の符号20は配線パターンの形成により得られた配線を示している。
なお、カバーレイ接着剤40は、後に成形する際の妨げにならないよう、低弾性のものが好ましい。具体的には、LCP製のフィルムの場合には、その弾性係数が3〜4GPa程度であるので、この半分以下(2GPa以下)の弾性係数の接着剤を適用するのが望ましい。これにより、成形性への影響なく、絶縁基板10とカバーレイとの貼り合わせが可能である。また、成形時に温度200℃程度で30分程度加熱されるため、カバーレイ接着剤40は、この熱履歴で接着性や電気絶縁特性が著しく劣化しないものが好適である。
図5を参照して、第2工程について説明する。図5においては、フレキシブルプリント配線板を製造するための各種構成部材を断面図にて示している。第1工程後、絶縁基板10における複数の配線20からなる配線パターンを形成した面に、カバーレイをラミネートし、オーブンによって、150〜200℃の温度で、1〜2時間程度加熱することで、カバーレイ接着剤40の硬化反応を完了させる。これにより、絶縁基板10上にカバーレイが積層された中間製品100Xが得られる。
図6を参照して、第3工程について説明する。図6においては、フレキシブルプリント配線板100を製造する途中の中間製品100Xの平面図を示している。この工程においては、中間製品100Xの短手方向の中央に矩形状のスリット50を切削加工により形成する。より具体的な一例として、長手方向の長さが400mm,短手方向の長さが62mmの中間製品100Xに対して、短手方向の中心を通るように、長手方向の長さが390mm,短手方向の長さが2mmのスリット50を形成することができる。なお、中間製品100Xにおいて、短手方向の中央のうち、スリット50が形成されていない部分が、上述した第1連結部61と第2連結部62に相当する。また、スリット50を介して短手方向の両側が、それぞれ第1配線板ユニット100Aと第2配線板ユニット100Bに相当する。また、各配線20においては、長手方向の両端の端子部分21,22は、カバーレイフィルム30に形成された開口を介して露出した状態となっている。更に、本実施例の場合、第1連結部61と第2連結部62においては、機械的に繋がっているだけでなく、配線20により電気的にも繋がっている。ただし、連結部においては、電気的に繋がらない構成を採用することもできる。
図7及び図8を参照して、第4工程について説明する。図7は図6中のAA断面図であり、図8は図6中のBB断面図である。この第4工程は、第1配線板ユニット100Aと第2配線板ユニット100Bに対して、それぞれ短手方向に湾曲した状態となるように成形させる工程である。本実施例においては、第1配線板ユニット100Aについては、図7,8中矢印T1に示すように、図中下側に突出するように湾曲状に成形させる。これに対して、第2配線板ユニット100Bついては、図7,8中矢印T2に示すように、図中上側に突出するように湾曲状に成形させる。より具体的には、配線板ユニットの両面側から所望の形状の治具(パイプを、その中心軸線を含むように切断した治具など)を挟み込んだ状態で、オーブンなどにより一定時間加熱することにより配線板ユニットを湾曲状に成形させることができる。なお、LCP製のフィルムからなる積層基材の場合、200℃で30分程度加熱することで成形が可能である。図9は、この工程により得られた中間製品100Yの斜視図を示している。本実施例においては、第1配線板ユニット100A及び第2配線板ユニット100Bにおいて短手方向に湾曲した湾曲部分の曲率半径R2が15mmとなるように成形した。
図9を参照して、第5工程について説明する。図9においては、フレキシブルプリント配線板を製造する途中の中間製品100Yの斜視図を示している。上記第4工程により得
られた中間製品100Yに対して、第1連結部61と第2連結部62を図中矢印U方向に折り曲げることで、第1配線板ユニット100Aと第2配線板ユニット100Bを重ねた状態とすることにより、最終製品であるフレキシブルプリント配線板100を得ることができる。図10はフレキシブルプリント配線板100の斜視図を示している。
フレキシブルプリント配線板100の各種装置への取り付け方について説明する。ここでは、上述した第1部材200と第2部材300に取り付ける場合について説明する。まず、フレキシブルプリント配線板100の長手方向の一端側を第1部材200に固定した後に、図10中、矢印V方向にフレキシブルプリント配線板100を湾曲状に折り曲げて、他端側を第2部材300に固定する。なお、フレキシブルプリント配線板100において、長手方向に対して湾曲するように折り曲げられた湾曲部分の曲率半径R1は15mmとなるようにした。
本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100によれば、それぞれ短手方向に湾曲した状態に成形されている第1配線板ユニット100Aと第2配線板ユニット100Bが連結された構成であるので、長手方向に対して湾曲するように折り曲げられた湾曲部分の曲率半径R1を小さくすることができる。つまり、この湾曲部分の曲率半径R1を、配線板ユニットにおける短手方向に湾曲した湾曲部分の曲率半径R2程度にすることができる。これにより、図1〜図3において、フレキシブルプリント配線板100の上下方向の距離を短くすることができる。従って、狭い配置スペースにフレキシブルプリント配線板100を適用することができる。
図11〜図15には、本発明の実施例2が示されている。上記実施例1では、配線板ユニットを2つ備える構成を示したが、本実施例においては、配線板ユニットを3つ備える場合の構成を示す。基本的な構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
3連結部63,第4連結部64においては、機械的に繋がっているだけでなく、配線20により電気的にも繋がっていてもよいし、電気的に繋がらない構成を採用することもできる。
た第1部材200と第2部材300に固定して、これらを直線的に5000万回往復移動させる実験を行った。その結果、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100Gの場合にも、配線の直流抵抗変化は3%以下であった。また、フレキシブルプリント配線板100Gの変形もなく、各配線板ユニットについて摩耗は見当たらなかった。
図16〜図21には、本発明の実施例3が示されている。上記各実施例では、複数の配線板ユニットを重ねる場合の構成を示したが、本実施例においては、配線板ユニットを重ねない場合の構成を示す。基本的な構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
特に、図16を参照して、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板の構成について説明する。図16は本発明の実施例3に係るフレキシブルプリント配線板の斜視図である。
特に、図17を参照して、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100Hの使用例について説明する。図17は本発明の実施例3に係るフレキシブルプリント配線板の使用時の状態を示す斜視図である。
特に、図18〜図21を参照して、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板の製造方法について製造工程の順に説明する。
図18を参照して、第3工程について説明する。図18においては、フレキシブルプリント配線板100Hを製造する途中の中間製品100HXの平面図を示している。この工程においては、中間製品100HXの短手方向の中央に矩形状のスリット50を切削加工により形成する。より具体的な一例として、長手方向の長さが400mm,短手方向の長さが42mmの中間製品100HXに対して、短手方向の中心を通るように、長手方向の長さが390mm,短手方向の長さが2mmのスリット50を形成することができる。なお、中間製品100HXにおいて、短手方向の中央のうち、スリット50が形成されていない部分が、上述した第1連結部61と第2連結部62に相当する。また、スリット50を介して短手方向の両側が、それぞれ第1配線板ユニット100HAと第2配線板ユニット100HBに相当する。なお、図18では、配線20については省略している。なお、本実施例においても、第1連結部61と第2連結部62においては、機械的に繋がっているだけでなく、配線20により電気的にも繋がっていてもよいし、電気的に繋がらない構成を採用することもできる。
図19及び図20を参照して、第4工程について説明する。図19は図18中のAA断面図であり、図20は図19中のBB断面図である。この第4工程は、第1配線板ユニット100HAと第2配線板ユニット100HBに対して、それぞれ短手方向に湾曲した状態となるように成形させる工程である。本実施例においては、第1配線板ユニット100HA及び第2配線板ユニット100HBの両者について、図中矢印T1に示すように、図中下側に突出するように湾曲状に成形させる。具体的な成形方法については、上記実施例1で説明した通りである。図21は、この工程により得られた最終製品であるフレキシブルプリント配線板100Hの斜視図を示している。
。従って、使用時において、フレキシブルプリント配線板100Hが長手方向に対して湾曲するように折り曲げられた湾曲部分の曲率半径R1(図16,17参照)も10mmとなるように設定される。本実施例の製造工程においては、実施例1における第5工程に相当する工程はない。
本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100Hの各種装置への取り付け方について説明する。ここでは、上述した第1部材200と第2部材300に取り付ける場合について説明する。まず、フレキシブルプリント配線板100Hの長手方向の他端側を第2部材300に固定した後に、図21中、矢印V1方向にフレキシブルプリント配線板100Hを湾曲状に折り曲げて、一端側を第1部材200に固定する。
以上のように構成された本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100Hにおいても、上記実施例1の場合と同様の効果を得ることができる。ただし、本実施例の場合には、配線板ユニット同士を重ねる構成を採用していないので、フレキシブルプリント配線板100H全体の幅(短手方向の幅)を狭くすることはできない。従って、フレキシブルプリント配線板100Hを配置するスペースが、高さ方向については狭いものの、幅が広いような場合に、本実施例に係るフレキシブルプリント配線板100Hを有効に活用することができる。
上記実施例1,2では、全ての配線板ユニットを重ねる場合を示し、実施例3では全ての配線板ユニットを重ねない場合を示したが、複数の配線板ユニットのうちの一部のみを重ねる構成を採用することもできる。例えば、3つの配線板ユニットのうち、2つの配線板ユニットのみを重ねる構成を採用することもできるし、4つの配線板ユニットのうち短手方向の一方側の2つの配線板ユニット同士を重ね、かつ他方側の2つの配線板ユニット同士を重ねることもできる。このような場合に、各配線板ユニットにおいて、短手方向の湾曲により突出する方向をどのように設定するかについては、上記各実施例の説明から明確であるので、その説明は省略する。
ことにより、加熱処理によって、配線板ユニットを短手方向に湾曲するように成形する場合を説明した。しかしながら、配線板ユニットを短手方向に湾曲するように成形する方法は、そのような方法に限定されることはない。例えば、絶縁基板とカバーレイフィルムについて、それぞれ熱収縮率の異なる材料を用いることで、これらを接着する際の加熱時の反りを利用することもできる。また、背景技術で挙げた特許文献3に開示されている技術のように、接着剤の厚みを工夫することで、配線板ユニットを短手方向に湾曲するように成形することもできる。ただし、これらの方法の場合、各材料の厚みや配置が制限されることがある。また、製造過程における初期段階で中間製品が湾曲することになるため、一般的な平面状のフレキシブルプリント配線板における中間製品に対して加工する仕様の装置が使い難かったり使えなかったりすることがある。従って、後加工が難しくなる場合もある。
20 配線
21,22 端子部分
30 カバーレイフィルム
40 カバーレイ接着剤
50,51,52 スリット
61 第1連結部
62 第2連結部
63 第3連結部
64 第4連結部
100,100G,100H フレキシブルプリント配線板
100A,100GA,100HA 第1配線板ユニット
100B,100GB,100HB 第2配線板ユニット
100GC 第3配線板ユニット
100X,100Y,100GX,100GY,100HX 中間製品
200 第1部材
300 第2部材
Claims (5)
- 長手方向に対して湾曲するように折り曲げられた状態で、相対的に移動する2部材のうちの一方の部材と他方の部材に対して、長手方向の一端側と他端側がそれぞれ固定された状態で用いられるフレキシブルプリント配線板において、
柔軟性を有する絶縁基板に複数の配線が設けられ、かつ短手方向に湾曲した状態に成形されている配線板ユニットを複数備えると共に、
隣り合う配線板ユニット同士は、短手方向の側縁側で部分的に連結されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。 - 前記2部材が相対的に移動することにより、配線板ユニットにおいて長手方向に対して湾曲する位置が移動する領域を除く領域内で、隣り合う配線板ユニット同士が連結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プリント配線板。
- 短手方向の湾曲により突出する方向が、隣り合う配線板ユニット同士で互いに異なるように構成される共に、互いに連結されている部分が折り曲げられることで、複数の配線板ユニットが重なった状態となっていることを特徴とする請求項1または2に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 前記絶縁基板は熱可塑性樹脂で構成されており、加熱処理によって各配線板ユニットはそれぞれ短手方向に湾曲するように成形されていることを特徴とする請求項1,2または3に記載のフレキシブルプリント配線板。
- 前記熱可塑性樹脂は、液晶ポリマーであることを特徴とする請求項4に記載のフレキシブルプリント配線板。
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