JP2011171635A - 防水部材付きフレキシブル回路基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防水性能が高いフレキシブル回路基板を提供すること。
【解決手段】電子機器の筐体に挿通されるフレキシブル回路基板５と、該フレキシブル回路基板５の防水部位に付設されている防水部材１１ａと、を有し、該防水部材１１ａは、防水性の弾性樹脂からなり、該防水部材１１ａが、フレキシブル回路基板５の防水部位の一方の実装面及び両側面の３面を覆って接着していること、を特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板。
【選択図】図３

Description

本発明は、防水部材付きフレキシブル回路基板、特に、携帯電話に用いられるフレキシブル回路基板、及びその製造方法に関するものである。

近年の携帯電話には、高い防水性能が要求されている。

通常、携帯電話では、第１の筐体と第２の筐体がヒンジ部で繋がっている。図１に、携帯電話のヒンジ部近傍の断面図を示す。携帯電話１では、電子部品や回路基板４ａが内部に設置されている第１の筐体２ａと、電子部品や回路基板４ｂが内部に設置されている第２の筐体２ｂがヒンジ部３で繋がっている。そして、それぞれの筐体内の電子部品又は回路基板４は、フレキシブル回路基板５により、電気的に接続されている。詳細には、該フレキシブル回路基板の両端のコネクタ６ａ、６ｂが、回路基板４ａ、４ｂと繋がっている。あるいは、該フレキシブル回路基板の両端のコネクタ６ａ、６ｂが、筐体内の電子部品に直接繋がっている。

このとき、フレキシブル回路基板５は、第１の筐体２ａ内から一旦外に出て、ヒンジ部３の内部を通り、第２の筐体２ｂ内に繋がっている。そのため、筐体２とフレキシブル回路基板５との間の防水が不十分だと、携帯電話１に水がかかったり、携帯電話１を水中に落とした場合には、筐体２内に水が浸入してしまうために、電子部品等が故障してしまう。

そこで、筐体２とフレキシブル回路基板５との間に、防水部材７ａ、７ｂを付設することにより、筐体２とフレキシブル回路基板５との間を防水する。

従来、平板状の防水性を有する柔軟性樹脂を、防水部位のフレキシブル回路基板の実装面の一方又は両方に配設し、それらを筐体で上下から挟み付けることにより、平板状の柔軟性樹脂を上下方向から押さえ付けて、筐体とフレキシブル回路基板との間の防水が行われていた（特許文献１参照）。

特開２００９−２６９６６号公報（特許請求の範囲、図２）

図１３に、従来の防水構造を示す。図１３中、従来の防水構造は、平板状の柔軟性樹脂を、防水部位のフレキシブル回路基板の実装面の一方に配設し、筐体で上下から挟み付けることにより、平板状の柔軟性樹脂を上下方向から押さえ付けて、筐体とフレキシブル回路基板との間を防水する構造である。図１３中（１３−１）に示すように、２つの筐体２の間に、フレキシブル回路基板５及び平板状の柔軟性樹脂３１を配置し、（１３−２）に示すように、フレキシブル回路基板５及び平板状の柔軟性樹脂３１を、２つの筐体２で挟み込んで押さえ付けるようにして、筐体２に開けられているフレキシブル回路基板の挿通部位３３に、フレキシブル回路基板５及び平板状の柔軟性樹脂３１を配設する。

このとき、上側の筐体２とフレキシブル回路基板５との間は、フレキシブル回路基板が直接筐体２に接触することで、上側の筐体２とフレキシブル回路基板５との間が塞がれる。また、下側の筐体２とフレキシブル回路基板５との間は、平板状の柔軟性樹脂３１が配設されることにより、下側の筐体２とフレキシブル回路基板５との隙間が塞がれる。また、筐体２による押しつけ力で、平板状の柔軟性樹脂３１が変形して、フレキシブル回路基板５の側面側にも、平板状の柔軟性樹脂３１が配設されるので、フレキシブル回路基板５の側面側と筐体２との間も、平板状の柔軟性樹脂３１で塞がれる。

ところが、図１３に示す防水構造では、フレキシブル回路基板５の側面側に、わずかに隙間（隙間３２）が存在する。そのため、従来の防水構造には、その隙間３２から水が侵入するおそれがあるという問題があった。

従って、本発明の課題は、上記問題を解決することであり、防水性能が高いフレキシブル回路基板を提供することにある。

なお、携帯電話に限らず、電子部品や回路基板が内部に設置されている複数の筐体が、ヒンジ部で繋がっている構造を有する電子機器においては、上記課題は、共通の課題である。

このような目的は、以下の本発明（１）〜（３）により達成される。
（１）電子機器の筐体に挿通されるフレキシブル回路基板と、該フレキシブル回路基板の防水部位に付設されている防水部材と、を有し、
該防水部材は、防水性の弾性樹脂からなり、
該防水部材が、フレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面の３面を覆って接着していること、
を特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板。
（２）前記防水性の弾性樹脂が、シリコン樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン樹脂又はアクリル樹脂であることを特徴とする（１）の防水部材付きフレキシブル回路基板。
（３）フレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面が、成形型内に充填されている硬化性樹脂で覆われるように、該フレキシブル回路基板と該硬化性樹脂とを配置する配置工程と、
該硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法。

本発明によれば、防水性能が高いフレキシブル回路基板を提供することができる。

携帯電話のヒンジ部近傍の断面図である。 本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の形態例の模式的な平面図である。 図２中の防水部材をｘ−ｘ断面で切ったときの端面図である。 図３中のフレキシブル回路基板のみを示す図である。 本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板が、筐体のフレキシブル回路基板の挿通部に配置さている様子を示す模式的な端面図である。 防水部材の形態例を示す模式的な断面図である。 本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法に用いられる成形型の模式的な斜視図である。 成形型にフレキシブル回路基板が設置されている様子を示す模式的な平面図である。 図８中のｚ−ｚ線で切ったときの端面図である。 配置工程で、フレキシブル回路と硬化性樹脂とが配置されている様子を示す模式的な端面図である。 硬化工程で、硬化された後の様子を示す模式的な端面図である。 成形型の形態例を示す模式的な端面図である。 従来の防水構造を示す端面図である。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板は、電子機器の筐体に挿通されるフレキシブル回路基板と、該フレキシブル回路基板の防水部位に付設されている防水部材と、を有し、
該防水部材は、防水性の弾性樹脂からなり、
該防水部材が、フレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面の３面を覆って接着していること、
を特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板である。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板について、図２〜図５を参照して説明する。図２は、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の形態例の模式的な平面図であり、図３は、図２中の防水部材をｘ−ｘ断面で切ったときの端面図であり、図４は、図３中のフレキシブル回路基板のみを示す図であり、図５中（５−１）は、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板が、筐体のフレキシブル回路基板の挿通部位に配置さている様子を示す模式的な端面図であり、（５−２）は、（５−１）の筐体のみを示す図である。

図２中、防水部材付きフレキシブル回路基板１０は、フレキシブル回路基板５と、防水部材１１（１１ａ、１１ｂ）と、を有している。フレキシブル回路基板５の両端には、コネクタ６（６ａ、６ｂ）が付設されている。また、コネクタ６が付設されている側とは反対側のフレキシブル回路基板上には、補強板が付設されていてもよい。そして、防水部材付きフレキシブル回路基板１０は、電子部品又は回路基板が内部に設置されている２つの筐体が、ヒンジ部で取り付けられている電子機器、例えば、図１に示す携帯電話に用いられる。

図３及び図４に示すように、防水部材１１は、フレキシブル回路基板の防水部位１３の一方の実装面１４と、フレキシブル回路基板５の両側面１５ａ、１５ｂを覆うようにして、フレキシブル回路基板５に接着して付設されている。また、フレキシブル回路基板５の他方の実装面１２は、防水部材１１で覆われていない。

防水部材付きフレキシブル回路基板１０が用いられている電子機器では、フレキシブル回路基板の一端に付設されているコネクタ６ａは、第１の筐体内の電子部品又は回路基板に接続され、フレキシブル回路基板の他端に付設されているコネクタ６ｂは、第２の筐体内の電子部品又は回路基板に接続され、フレキシブル回路基板５のヒンジ内内設部２１は、ヒンジ部内に収められる。このとき、フレキシブル回路基板５は、第１の筐体の内部から外へ出て、ヒンジ部の内部を通って、第２の筐体の内部に入るように設置される。

図５に示すように、防水部材付きフレキシブル回路基板１０は、電子機器の筐体２に設けられたフレキシブル回路基板の挿通部位１６に、挿通される。そして、防水部材１１及びフレキシブル回路基板５が、フレキシブル回路基板の挿通部位１６に設置される。このとき、防水部材１１は、電子機器の筐体２とフレキシブル回路基板５との間隙を埋めるようにして配設されることにより、これらの間隙を密封して防水する。

詳細には、筐体２のフレキシブル回路基板の挿通部位１６のうち、フレキシブル回路基板５と接触している箇所は、筐体２とフレキシブル回路基板５とが直接接触することにより、筐体２とフレキシブル回路基板５との間が塞がれている。また、フレキシブル回路基板の挿通部位１６のうち、筐体２のフレキシブル回路基板５と接触している箇所以外の箇所は、防水部材１１が、筐体２とフレキシブル回路基板５との間に挟み込まれることにより、筐体２とフレキシブル回路基板５との間が塞がれている。

このとき、防水部材１１及びフレキシブル回路基板５の断面積は、フレキシブル回路基板の挿通部位１６の開口面積より大きく、且つ、防水部材１１が弾性樹脂なので、防水部材１１が筐体２で挟み込まれて押さえ付けられることにより内部応力が発生し、この内部応力で、フレキシブル回路基板の他方の面１２及び防水部材１１が、筐体２に押し付けられる。このことにより、筐体２とフレキシブル回路基板の他方の面１２及び防水部材１１とが密着して、防水部材付きフレキシブル回路基板１０の防水部位が防水される。そして、防水部材付きフレキシブル回路基板１０では、防水部材１１が、フレキシブル回路基板５の両側面１５ａ、１５ｂを覆うようにして接着しているので、フレキシブル回路基板５の側面側に、隙間が生じることはない。

本発明に係るフレキシブル回路基板としては、通常、ヒンジ部内を通って第１の筐体内の電子部品又は回路基板と第２の筐体内の電子部品又は回路基板とを繋ぐために用いられているフレキシブル回路基板であればよく、特に制限されない。本発明に係るフレキシブル回路基板としては、例えば、片面に回路が形成されているフレキシブル回路基板や、両面に回路が形成されているフレキシブル回路基板が挙げられ、また、一層のフレキシブル回路基板であっても、２以上のフレキシブル回路基板が重ねられている多層のフレキシブル回路基板であってもよい。

本発明に係るフレキシブル回路基板は、表面が樹脂材で覆われている。フレキシブル回路基板を覆っている樹脂材としては、通常のフレキシブル回路基板に用いられている材質であれば、特に制限されないが、シリコン樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン樹脂、エラストマー樹脂等の弾性樹脂が、フレキシブル回路基板が適度な柔軟性を有し且つ筐体とフレキシブル回路基板が直接接触する箇所の防水性能が高くなる点で好ましい。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板では、フレキシブル回路基板に、防水部材が付設されている。防水部材が付設される箇所は、フレキシブル回路基板の防水部位であり、例えば、図２では、符号１３で示すフレキシブル回路基板の防水部位１３である。そして、防水部位は、フレキシブル回路基板のうち、筐体に形成されているフレキシブル回路基板が挿入される部位（筐体の挿通部位）に位置する部位であり、例えば、図１では、符号１８で示す部分が、防水部位１８ａ、１８ｂである。

防水部材は、防水性の弾性樹脂からなる。防水部材に係る防水性の弾性樹脂は、防水性を有し且つ弾性を有する樹脂であれば、特に制限されず、例えば、シリコン樹脂；ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素系樹脂；ウレタン樹脂、アクリル樹脂などの弾性を有するエラストマー樹脂等が挙げられる。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板では、防水部材は、防水部位のフレキシブル回路基板の一方の実装面及び両側面の３面を覆って接着している。なお、フレキシブル回路基板の実装面とは、コネクタ、コネクタの裏側に相当する位置に取り付けられる補強板、両面テープ等が固定される面であり、平面方向に広がっている面である。また、フレキシブル回路基板の側面とは、フレキシブル回路基板の２つの実装面を上下の面としたときの側面である。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板では、フレキシブル回路基板の一方の実装面に加えて、両側面にも、防水性の弾性樹脂が覆って接着している。フレキシブル回路基板の側面側の防水部材の形状は、フレキシブル回路基板の一方の実装面及び両側面の３面を覆っている形状であれば、特に制限されず、例えば、図３に示す形態例のように、断面視したときに、長方形の防水部材中にフレキシブル回路基板が埋め込まれているような形態例や、図６中（６−１）及び（６−２）に示す形態例のように、断面視したときに、長方形の防水部材の上面にフレキシブル回路基板の側面接着部１７（１７ａ、１７ｂ）が突出したような形態例が挙げられる。また、防水部材の全体形状は、筐体の挿通部位の形状に合わせて、適宜選択される。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板は、その両端に、筐体内の電子部品又は回路基板と接続するためのコネクタが付設されている。また、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板は、必要に応じて、表面実装が可能な電子部材、例えば、抵抗、トランジスタ、コンデンサ等が付設されている。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板が用いられる電子機器としては、電子部品又は回路基板が内部に設置されている２個の筐体が、ヒンジ部で繋がっている電子機器であれば、特に制限されず、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルムービー等が挙げられる。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板では、防水部材が、フレキシブル回路基板の一方の実装面に加えて、両側面を覆って接着しているので、従来の防水構造のように、フレキシブル回路基板の側面側に隙間が生じることがない。そのため、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板は、従来の防水構造に比べ、防水性能が高い、特に、電子機器が高水圧の環境下に置かれたときに、優れた防水性能を発揮する。
本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板は、以下に示す本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法により、好適に製造される。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法は、フレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面が、成形型内に充填されている硬化性樹脂で覆われるように、該フレキシブル回路基板と該硬化性樹脂とを配置する配置工程と、
該硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法である。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法について、図７〜図１１を参照して説明する。図７は、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法に用いられる成形型の模式的な斜視図であり、図８は、成形型にフレキシブル回路基板が設置されている様子を示す模式的な平面図であり、図９は、図８中のｚ−ｚ線で切ったときの端面図であり、図１０は、配置工程で、フレキシブル回路と硬化性樹脂とが配置されている様子を示す模式的な端面図であり、図１１は、硬化工程で、硬化された後の様子を示す模式的な端面図である。

図７に示すように、成形型２０ａは、上面のない直方体の容器である。成形型２０ａの２つの側壁２０１には、フレキシブル回路基板５が設置される切欠き部１９が形成されている。

次いで、図８及び図９に示すように、成形型２０ａの切欠き部１９に、フレキシブル回路基板５を設置する。このとき、フレキシブル回路基板５の防水部位の一方の実装面１４及び両側面１５ａ、１５ｂが、成形型２０ａ内に位置するように、フレキシブル回路基板５を設置する。なお、フレキシブル回路基板５の他方の実装面１２の位置（符号２２で示す点線の位置）は、成形型２０ａの他の２つの側壁２０２の高さと同じか、成形型２０ａの他の２つの側壁２０２の高さより低い位置にする。

次いで、図１０に示すように、成形型２０ａ内に、熱硬化性樹脂２３を、フレキシブル回路基板５の他方の実装面１２の位置２２まで充填する。このことにより、フレキシブル回路基板５の一方の実装面１４及び両側面１５ａ、１５ｂが、成形型２０ａ内に充填されている熱硬化性樹脂２３で覆われる。

このようにして、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法に係る配置工程を行う。

次いで、図１０に示す成形型２０ａごと、成形型２０ａ内に充填されている熱硬化性樹脂２３を加熱して、熱硬化性樹脂２３を熱硬化させて、図１１に示す熱硬化性樹脂の硬化物２４にする（本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法に係る硬化工程）。

硬化工程を行った後は、成形型２０ａを、熱硬化性樹脂の硬化物２４から外して、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板を得る。

本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法に係る配置工程では、フレキシブル回路基板と硬化性樹脂とを配置する方法としては、特に制限されず、例えば、前記のように、先に、成形型にフレキシブル回路基板を設置してから、成形型内に硬化性樹脂を、フレキシブル回路基板の他方の実装面の位置まで充填してもよいし、また、先に、成形型内の切欠き部の下まで硬化性樹脂を充填してから、成形型にフレキシブル回路基板を設置し、次いで、フレキシブル回路基板の他方の実装面の位置まで、硬化性樹脂を成形型内のフレキシブル回路基板の側面側に充填してもよい。

配置工程に係る成形型は、硬化性樹脂の形状を防水部材の形状に成形するための成形型である。配置工程に係る成形型は、一続きの１つの構成要素により構成される成形型であっても、複数の構成要素を組み合わせて構成されている成形型であってもよい。

配置工程に係る成形型の内側には、硬化後に、硬化性樹脂の硬化物の離型性を高めるために、離型剤を塗布してもよい。

配置工程では、成形型にフレキシブル回路基板を設置する前に、フレキシブル回路基板の硬化性樹脂で覆われる面、特に、フレキシブル回路基板の両側面に、予め、硬化性樹脂を塗る等の下地処理をして、硬化性樹脂で覆われる面の濡れ性を向上させてから、下地処理したフレキシブル回路基板を成形型に設置することができる。

配置工程に係る硬化性樹脂としては、１００〜３００℃で加熱することにより熱硬化する熱硬化性樹脂、１０〜１００℃程度の温度で硬化剤と反応することにより硬化する低温硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。低温硬化性樹脂は、１０〜１００℃程度の温度で硬化剤と反応して硬化する樹脂であり、例えば、硬化性のシリコン樹脂液と硬化剤液の２液を混合することにより硬化する２液混合型の硬化性シリコン樹脂や、圧力が加えられることにより壊れるマイクロカプセルに硬化剤が内包されている硬化剤内包カプセルが硬化性のシリコン樹脂に分散されている潜伏型の硬化性シリコン樹脂等が挙げられる。そして、硬化性樹脂は、硬化工程で硬化させることにより、防水性の弾性樹脂となる。

配置工程に係る成形型の形状は、防水部材の形状により適宜選択され、図２〜図５に示す防水部材の形状に成形するための成形型としては、図７に示す形状の成形型が挙げられ、図６中（６−１）に示す防水部材の形状に成形するための成形型としては、図１２中（１２−１）に示す形状の成形型が挙げられ、図６中（６−２）に示す防水部材の形状に成形するための成形型としては、図１２中（１２−２）に示す形状の成形型が挙げられる。なお、図１２は、成形型の端面図であり、フレキシブル回路基板の設置位置を点線で示した。

配置工程で、硬化性樹脂を硬化させる方法は、硬化性樹脂の種類により適宜選択される。例えば、硬化性樹脂が熱硬化性樹脂の場合は、熱硬化性樹脂を硬化温度で加熱することにより熱硬化性樹脂を硬化させる。

また、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板は、上記本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法以外にも、例えば、本発明の防水部材付きフレキシブル回路基板に係る防水部材の形状に、防水性を有する弾性樹脂を成形し、接着剤を用いて、成形した防水部材をフレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面の３面に接着することによっても製造される。

本発明によれば、防水性に優れるフレキシブル回路基板を、簡便な方法で製造することができる。

１ 携帯電話
２ａ 第１の筐体
２ｂ 第２の筐体
３ ヒンジ部
４ａ、４ｂ 回路基板
５ フレキシブル回路基板
６、６ａ、６ｂ コネクタ
７、７ａ、７ｂ 防水部材
１０ 防水部材付きフレキシブル回路基板
１１、１１ａ、１１ｂ 防水部材
１２ フレキシブル回路基板の他方の実装面
１３ フレキシブル回路基板の防水部位
１４ フレキシブル回路基板の一方の実装面
１５、１５ａ、１５ｂ フレキシブル回路基板の側面
１６ フレキシブル回路基板の挿通部位
１７ 側面接着部
１８ 防水部位
１９ 切欠き部
２０ 成形型
２１ ヒンジ内内設部
２２ フレキシブル回路基板の他方の実装面の位置
２３ 熱硬化性樹脂
２４ 熱硬化性樹脂の硬化物
３１ 平板状の柔軟性樹脂
３２ 隙間
３３ フレキシブル回路基板の挿通部位
２０１ 成形型の２つの側壁
２０２ 成形型の他の２つの側壁

Claims (3)

1. 電子機器の筐体に挿通されるフレキシブル回路基板と、該フレキシブル回路基板の防水部位に付設されている防水部材と、を有し、
   該防水部材は、防水性の弾性樹脂からなり、
   該防水部材が、フレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面の３面を覆って接着していること、
   を特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板。
2. 前記防水性の弾性樹脂が、シリコン樹脂、フッ素系樹脂、ウレタン樹脂又はアクリル樹脂であることを特徴とする請求項１記載の防水部材付きフレキシブル回路基板。
3. フレキシブル回路基板の防水部位の一方の実装面及び両側面が、成形型内に充填されている硬化性樹脂で覆われるように、該フレキシブル回路基板と該硬化性樹脂とを配置する配置工程と、
   該硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
   を有することを特徴とする防水部材付きフレキシブル回路基板の製造方法。