JP4515242B2

JP4515242B2 - ケーブル部を有するプリント基板およびその製造方法

Info

Publication number: JP4515242B2
Application number: JP2004364924A
Authority: JP
Inventors: 坂新次郎高; 柳邦彦畔
Original assignee: Nippon Mektron KK
Current assignee: Nippon Mektron KK
Priority date: 2004-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP2006173406A

Description

本発明は、電子機器に使用されるプリント基板に係わり、特に部品実装部に接続された複数枚のケーブルからなるケーブル部を有する多層フレキシブルプリント基板に関する。

プリント基板は、電子部品を実装して機器に搭載されるが、機器のコンパクト化を実現するためには立体的な部品実装を必要とする場合が多い。このためには、プリント基板を折り曲げるような方策が必要となる。

そこで、部品実装部分（厚みが必要な部分）と可撓性のある部分（ケーブル部）とを併せ持つ多層フレキシブルプリント基板が提供される。このような基板を使用すれば、部品実装の後に可撓性のある部分で折り曲げて立体配置することにより、空間を有効に使用することができコンパクト化が達成される。

ここで、フレキシブルプリント基板は、ノートパソコン・折りたたみ式携帯電話等のヒンジ構造を有し、頻繁に開閉を繰り返す部位に使用されることが多い。この場合、特許文献１に記載のように、ヒンジ部内にケーブル部をらせん状に巻いて収納することが行なわれている。また最近では、特許文献２に記載のように、複雑な動きに対応するヒンジ部構造も示されている。このため、より屈曲性の良いケーブル部構造が求められる。

そして、ケーブル部は、両面材よりも片面材により構成した方が、屈曲に必要なカが小さくて済む。このため、配線密度が高い場合は、より屈曲性の良い片面材料を２層構造とし、その間を中空とすることによってケーブル部の屈曲応力を緩和させることが、特許文献３に示されている。この方法は有効であるが、ヒンジ構造内部での複雑な屈曲は開閉に支障をきたす場合がある。

例えば、図１１に示すような、片面フレキシブル基板２枚構造のケーブルの４層基板を想定した場合、図１１(a)に示すように屈曲部位の内側と外側とのケーブル長さが同じである。これを、図１１(b)に示すようにケーブルをらせん状に巻くと、内側のケーブルが外側のケーブルに拘束されて複雑な屈曲をしてしまう。この状態で開閉を繰り返すと、ケーブル同士のこすれによって、絶縁不良や断線などの不具合が生じる。特許文献４に記載のように、円筒状の支持材にケーブルを巻く構造もあるが、却ってケーブルの動作を阻害してしまう場合もある。

そこで、特許文献５に示すように、内側になるケーブルの特定箇所に撓みができるように、ケーブルの剛性を抑制する箇所をもたせ、これをヒンジ部外にもってくる構造とすれば、ケーブル同士のこすれを解消することができる。しかし、この剛性を抑制する箇所をもたせる方法は、ケーブル自体の切り欠きやカバーレイの切り欠き、パターン幅の規制など、いずれも配線密度の制約を受ける欠点がある。

あるいは、特許文献６に示すように、２枚構造のケーブルの片方を長くとることも有効であるが、ヒンジ構造内部での複雑な屈曲によって、撓み箇所が移動してしまい、やはりケーブル同士のこすれによって、絶縁不良や断線などの不具合が生じてしまう場合もある。
特開平６−３１１２１６号公報特開２００３−１３３７６４号公報特開平７−３１２４６９号公報特開２００３−２５８３８８号公報特開２００３−１０１１６５号公報特開２００３−１３３７３３号公報

本発明は、片面フレキシブル基板を複数枚重ねる構造のケーブル部を持ったプリント基板における内側のケーブルが外側のケーブルとが、ケーブル同士のこすれによって絶縁不良や断線などの不具合を生じることのないプリント基板を提供することを目的とする。

複数の部品実装部と、この部品実装部間を接続するケーブル部とを有するプリント基板であって、前記プリント基板の前記ケーブル部は、それぞれ片面フレキシブル基板により構成され、ヒンジ屈曲する２層以上のケーブルを含むプリント基板において、
前記ケーブル部の、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定位置に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みとなる長さ分だけ湾曲させるための折り目を形成した
ことを特徴とするプリント基板,
ならびに
複数の部品実装部と、この部品実装部間を接続するケーブル部とを有するプリント基板であって、前記プリント基板の前記ケーブル部は、それぞれ片面フレキシブル基板により構成され、ヒンジ屈曲する２層以上のケーブルを含むプリント基板の製造方法において、
前記片面フレキシブル基板として形成された前記ケーブル部の、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定位置に、前記ケーブルの幅方向に突出した耳状張り出し箇所を形成し、
前記耳状張り出し箇所に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みとなる長さ分だけ湾曲させるための折り目を形成する
ことを特徴とするプリント基板の製造方法、
および
複数の部品実装部と、この部品実装部間を接続するケーブル部とを有するプリント基板であって、前記プリント基板の前記ケーブル部は、それぞれ片面フレキシブル基板により構成され、ヒンジ屈曲する２層以上のケーブルを含むプリント基板の製造方法において、
前記片面フレキシブル基板として形成された前記ケーブル部の、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定位置に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みとなる長さ分だけ湾曲させるための折り目をあらかじめ形成し、
次いで前記折り目を形成した前記ケーブル部を他のケーブル部と積層する
ことを特徴とするプリント基板の製造方法、
を提供するものである。

本発明は上述のように、片面材料の２枚重ね構造とし、その間を中空とすることによってケーブル部の屈曲応力を緩和させて内側のケーブルの撓みをヒンジ屈曲部と部品実装部との間に集約させることができ、ヒンジ屈曲内でのケーブル同士のこすれによって生じる絶縁不良や断線などの不具合を大幅に低減することができる。

本発明は、片面フレキシブル基板を複数枚重ねる構造のケーブルを用いるプリント基板において、内側になるケーブルの特定個所に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みが固定されるような構造として内、外ケーブル間でこすれが生じないようにするものである。

ケーブルを構成する薄い基板を片面材料の複数枚構造とし、内側になるケーブルのヒンジ屈曲部と部品実装部との間に撓みをもたせて固定されるような構造とすれば、ケーブルの撓みはヒンジ屈曲部内に及ぶことはなく、複雑な屈曲を抑止することが可能になる。このような構造を与えるものとしては、図１，図２に示されるような方法がある。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本発明の実施例１の構成を示しており、２つの部品実装部１０１，１０２間がケーブル部２００で接続されている。図１(a)はらせん状に巻いたときに内側になる内層材料を示す平面図、図１(b)が外側になる内層材料を示す底面図であり、パターン形成やカバーレイのラミネートを予め施してある。そして、図１(c)は、積層後の状態を示す側断面図である。

この図１では、ケーブル部を含む片面フレキシブル基板からなる内層材料１１，１２の２枚と、積層接着剤（またはプリプレグ）２によって外層材料３とが積層され、４層構造のプリント基板が形成されている。

図１(a)の内側になる内層材料には、ヒンジ屈曲部２００Ａと部品実装部１０１との間に、折り目ａｌ，ａ２，ｂ１，ｂ２が形成されている。折り目ａ１，ａ２が上から見たときの谷折れであり、折り目ｂｌ，ｂ２が上から見たときの山折れである。これにより、上側に突出するクランク状の撓みが形成される。

図２は、ケーブルをらせん状に巻いたとき、図１の２つの谷折れａ１，ａ２の間に２つの山折れｂ１，ｂ２によりクランク状に形成される撓みの状態を示している。予め内側のケーブルに施した折り目ａ１，ｂ１，ｂ２，ａ２によって撓みが形成され、さらにこれら折り目ａ１，ｂ１，ｂ２，ａ２が撓みをヒンジ屈曲部２００Ａと部品実装部１０１との間に固定する機能を有している。

図３は、実施例１に示した折り目を付ける方法を示している。折目刃４は、ケーブルを構成する薄い基板を押し付けても切断されない程度に細い直線状の先端形状を有した、例えばＳＵＳなどの金属で形成されている。内層材料１１を挟んで反対側に配される折目刃押さえ５はゴム状弾性体からなり、折目刃４を受け止める。これらの間に内層材料１１を挿入して、上部から押し付ければ、折り目を付けることができる。因みに、図３(a)では上から見て谷折れが形成され、図３(b)では山折れが形成される。

図４および図５は、本発明の実施例２の構成を示したものである。ここで、図４(a)ないし(d)は、それぞれ図１と同じくケーブル部を含む内層材料の概略図である。図４(d)に示すように、ケーブル部は３つのケーブル１３，１４，１５により構成された３層構造となっている。

図５は、これら３枚の内層材料と２枚の外層材料とを用いて５層基板とし、さらにケーブル部をらせん状に巻いた状態を示すものである。図２と同様に、ケーブル部１３，１４，１５をらせん状に巻いたときに内側になるケーブルほど、撓みの大きさを大きく取るようにすれば、ケーブルを構成する薄い基板の枚数は任意に設定できる。

図６は、本発明の実施例３を示したものである。ケーブル１６を、図６(b)のようにコイル状に巻く場合、通常、ケーブル部の形状は図６(a)のようなクランク状になる。この場合でも、コイル状屈曲部にかからない位置に図１と同じように折り目を入れておけば、この折り目が撓みを屈曲部にかからない位置に固定することができる。

そして、コイル状に巻いた状態を側面から見ると、図６(c)に示すように、部品実装部１０２に繋がる側の端部がコイル状部分と交差せずに引き出されている。

図７(a)ないし(d)は、本発明の実施例４を示したもので、図７(a)は平面図、図７(b)は底面図、図７(c)は側断面図である。上記実施例１ないし３は、いずれも山折れ、谷折れを２ヶ所ずつ設定し、ケーブル部を屈曲させたときにケーブル部撓み形状が横から見たときに略台形を形成していたが、図７は、山折れ１ヶ所で撓みくせを付ける例である。

このため、ケーブルは、図７(d)に示すように、折り目ｂ１と、この折り目ｂ１に繋がってその両側に配された湾曲部ａ１，ａ２とによって撓みを形成し、内側になる内層材料の長さの余りを吸収する。

図８は、本発明の実施例５を示しており、図８(a)は平面図、図８(b)は底面図、図８(c)は側断面図である。そして、図８(d)は、実施例５を横から見たときに、谷折れ２個所間でケーブル部撓み形状が略半円形を形成する。

すなわち、折り目ａ１，ａ２間に、これら折り目に連なる円弧状の撓みが形成され、この円弧状の撓みの深さで内側になる内層材料の長さの余りを吸収する。

図９は、本発明の実施例６を示しており、図９(a)は平面図、図９(b)は底面図、図９(c)は側断面図である。そして、図９(d)は、実施例６を横から見たときに、谷折れ２箇所、山折れ１個所でケーブル部撓み形状が略三角形を形成する。ケーブル部の形状などによって、これらの撓み形状も選択できる。

以上述べた実施例１ないし６は、いずれも内側になる内層材料に積層前に予め折り目を付けた状態で積層する場合であったが、プリント基板製造の最終工程で折り目を入れる必要がある場合、図１０のような形状としてもよい。図１０(a)は平面図、図１０(b)は底面図、図１０(c)は側断面図である。

この実施例７例では、図１０(a)に示すように、内側になる内層材料に折り目を付ける箇所に耳状張り出し箇所６を形成しておく。プリント基板製造の最終工程で、耳状張り出し箇所６に折り目ａ１，ａ２を入れれば、他の実施例１ないし６と同様の撓み形状が得られる。

すなわち図１０の例では、２箇所に設けた谷折れａ１，ａ２でケーブル部撓み形状が横から見たときに略半円形を形成するものであるが、前述の山折れ、谷折れの組み合わせをすれば、それぞれの撓み形状を得ることができる。

なお、耳状張り出し箇所６内の銅箔は残しておいて、ある程度の硬性をもたせておく方が、折り目を維持するためには好ましい。

図１は、本発明の実施例１の構成を示しており、図１(a)は平面図、図１(b)は底面図、図１(c)は積層後の状態を示す断面図。図２は、図１の実施例１の、ケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。図３は、実施例１の折り目を付ける原理を示す説明図。図４は、本発明の実施例２を示しており、図４(a)は平面図、図４(b)は底面図、図４(c)は側断面図、図４(d)は積層後の状態を示す側断面図。図５は、本発明の実施例２の、ケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。図６は、本発明の実施例３を示しており、図６(a)は展開したときの上面図、図６(b)はコイル状に屈曲させた状態を示す平面図、図６(c)は図６(b)のＡ−Ａ線に沿う断面図。図７は、本発明の実施例４を示しており、図７(a)は平面図、図７(b)は底面図、図７(c)は積層後の状態を示す側断面図、図７(d)はケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。図８は、本発明の実施例５を示しており、図８(a)は平面図、図８(b)は底面図、図８(c)は積層後の状態を示す側断面図、図８(d)はケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。図９は、本発明の実施例６を示しており、図９(a)はらせん状に巻いたときに内側になるケーブルを示す平面図、図９(b)は外側になるケーブルを示す平面図、図９(c)は積層後の状態を示す側断面図、図９(d)はケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。図１０は、本発明の実施例７の構成を示したもので、図１０(a)は平面図、図１０(b)は底面図、図１０(c)は積層後の状態を示す側断面図、図１０(d)はケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。図１１は、従来の片面フレキシブル基板２枚構造のケーブルを用いる構造で、内側になるケーブルに特に何も施さない状態で、ヒンジ部内にケーブル部をらせん状に巻いて収納した状態の断面図を示し、図１１(a)はケーブル部をらせん状に巻く前の状態を、図１１(b)はらせん状に巻いた後の状態をそれぞれ示す側断面図。

符号の説明

１１，１２，１３，１４，１５，１６内層材料およびケーブル部、
２積層接着剤またはプリプレグ、３外層材料、４折目刃、
５折目刃受け部、１０１，１０２部品実装部、２００ケーブル部、
２００Ａ屈曲部。

Claims

複数の部品実装部と、この部品実装部間を接続するケーブル部とを有するプリント基板であって、前記プリント基板の前記ケーブル部は、それぞれ片面フレキシブル基板により構成され、ヒンジ屈曲する２層以上のケーブルを含むプリント基板において、
前記ケーブル部の、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定位置に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みとなる長さ分だけ湾曲させるための折り目を形成した
ことを特徴とするプリント基板。
請求項１記載のプリント基板において、
前記折り目は、所定間隔を開けて複数設けられたことを特徴とするプリント基板。
請求項２記載のプリント基板において、
前記折り目は、前記ケーブルにクランク状の撓みを形成するため、前記ケーブルの長手方向に沿って、同一の向きの２つの折り目を挟んで反対向きの２つの折り目が配されたことを特徴とするプリント基板。
請求項１記載のプリント基板において、
前記撓みは、前記折り目と該折り目に連なる湾曲部とにより構成されることを特徴とするプリント基板。
複数の部品実装部と、この部品実装部間を接続するケーブル部とを有するプリント基板であって、前記プリント基板の前記ケーブル部は、それぞれ片面フレキシブル基板により構成され、ヒンジ屈曲する２層以上のケーブルを含むプリント基板の製造方法において、
前記片面フレキシブル基板として形成された前記ケーブル部の、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定位置に、前記ケーブルの幅方向に突出した耳状張り出し箇所を形成し、
前記耳状張り出し箇所に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みとなる長さ分だけ湾曲させるための折り目を形成する
ことを特徴とするプリント基板の製造方法。
複数の部品実装部と、この部品実装部間を接続するケーブル部とを有するプリント基板であって、前記プリント基板の前記ケーブル部は、それぞれ片面フレキシブル基板により構成され、ヒンジ屈曲する２層以上のケーブルを含むプリント基板の製造方法において、
前記片面フレキシブル基板として形成された前記ケーブル部の、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定位置に、らせん状に巻く前の状態では平坦であるが屈曲したときに撓みとなる長さ分だけ湾曲させるための折り目をあらかじめ形成し、
次いで前記折り目を形成した前記ケーブル部を他のケーブル部と積層する
ことを特徴とするプリント基板の製造方法。