JP2005223186A - Ｆｐｃ基板の折り曲げ構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平面ＦＰＣ基板１を折り曲げ線５の箇所で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造に関し、回路導体４の形成の自由度が高く、立体形状を容易に構成できるものを提供することを目的とする。
【解決手段】回路導体４が形成された絶縁平面３からなるＦＰＣ基板１を折り曲げ線５で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板１の折り曲げ構造であって、前記折り曲げ線５は、線状に並べられた所定の大きさの孔１１で構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、絶縁平面と絶縁平面上に形成された回路導体からなるＦＰＣ （Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板に関するものである。本発明は特に、平面のＦＰＣ基板を折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板に関するものである。

最近の電子機器の設計においては電子機器のコンパクト化、電子機器内の高密度実装化が要求されている。この要求に応えるためにＦＰＣ基板が多用されるようになってきている。

ＦＰＣ基板１とは、図３（ａ）に示したようにポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等からなるフィルム状の絶縁平面３上に回路導体４を構成するフラット導体がプリントされたものである。ＦＰＣ基板１を収納スペースの小さい電子機器に組み込む際は、電子機器の空間の外形や輪郭に合わせてＦＰＣ基板を屈曲させ、立体形状を構成し、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造とすることにより、高密度実装を実現することができる。

具体的な例について図３を参照しながら説明する。図３（ａ）は、平面ＦＰＣ基板１であり、また、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した平面ＦＰＣ基板１を折り曲げ線５（点線部）の箇所で折り曲げることにより、蓋無しの直方体類似の立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造である。

図３（ａ）に示した平面ＦＰＣ基板１は、絶縁平面３とその絶縁平面３上に形成された所望の回路導体４から構成されている。そして、その平面形状は、図３（ｂ）に示した蓋無しの直方体類似の立体形状からなるＦＰＣ基板の折り曲げ構造を展開した状態に対応する。

すなわち、図３（ａ）に示した平面ＦＰＣ基板１では、図３（ｂ）に示した立体形状をなすＦＰＣ基板の折り曲げ構造の各頂点６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに対応する部分に切り欠き９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを設けている。これにより、平面ＦＰＣ基板１を折り曲げ線５の箇所で折り曲げようとすると、平面ＦＰＣ基板１の折り曲げ線５の箇所でＦＰＣ基板が折れ曲がる。

そして、折れ曲がった一つのＦＰＣ基板の辺ともう一つのＦＰＣ基板の辺すなわち、辺７ａと辺７ａ´、辺７ｂと辺７ｂ´、辺７ｃと辺７ｃ´及び辺７ｄと辺７ｄ´どうしが接触することにより図３（ｂ）に示した立体形状の稜線８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが形成される。これにより、図３（ｂ）に示した蓋無しの直方体類似の立体形状をなすＦＰＣ基板の折り曲げ構造を構成することができる。かかる折り曲げ構造と類似のものとして特許文献１に記載されたフレキシブルプリント配線板を挙げることができる

なお、ＦＰＣ基板を組み込む電子機器の空間に突起物がある場合には、その突起物を避けなければならない。そこで、図３（ａ）に示したように、突起物に対応する箇所のＦＰＣ基板に穴１０を設ける。これにより、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造を組み込む際に突起物が穴１０から突出するようになるので、引っかからない。
上記ＦＰＣ基板の折り曲げ構造に類似する形態として、特許文献１に記載されたフレキシブルプリント配線板がある。

特開昭６４−６６９９１号公報

図３（ａ）に示した平面ＦＰＣ基板１では切り欠き９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを設けている。そのため、切り欠き９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを設けるためにＦＰＣ基板１の４箇所の角の部分の絶縁平面３は欠落している。そのため、その部分には絶縁平面３、回路導体４を形成することができず、回路導体４形成の自由度が減少する。さらに、電子機器の空間の突起物を避けるために、平面ＦＰＣ基板１に穴１０を設けた場合であってもその部分には絶縁平面３、回路導体４を形成することができず、回路導体４形成の自由度がやはり減少する。

また、平面ＦＰＣ基板１を折り曲げてＦＰＣ基板１の折り曲げ構造を作成するためには、ＦＰＣ基板１は折り曲げ線５の箇所で正確に折り曲げられなければならない。すなわち、図３に示した平面ＦＰＣ基板１に力を加えて折り曲げる際には、切り欠き９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに力を集中させ、対角する一組の切り欠きの箇所から折り曲げ線５に沿って忠実に力が入っていかなければならない。ところが、平面ＦＰＣ基板１に力を加えた際には、切り欠き９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの微小な点の箇所で力が集中するのに過ぎない。そのため、対角する一組の切り欠きの箇所から折り曲げ線５に沿って忠実に力が入って行きにくく、ＦＰＣ基板１が折り曲げ線５の箇所で正確に折り曲げられないという問題がある。これを解決するために、図４のように、切り欠き９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄの切れ目を大きくすることも考えられるが、折り曲げの正確さはやはり確保しにくい上、絶縁平面３、回路導体４の面積が更に減少し、回路導体４形成の自由度が更に減少してしまう。

本発明は、平面ＦＰＣ基板を折り曲げ線の箇所で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造に関し、上記問題を解決し、回路導体の形成の自由度が高く、立体形状を容易に構成できるものを提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板を折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造であって、前記折り曲げ線は、線状に並べられた所定の大きさの孔で構成されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板を折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造であって、前記折り曲げ線は、回路導体上において線状に並べられた所定の大きさの孔で構成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板の絶縁平面を所定の折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板において、前記絶縁平面の一部に切り起こし部を形成し、前記切り起こし部の絶縁平面は連続していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板の絶縁平面を所定の折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造の製造方法において、
前記平面ＦＰＣ基板に前記立体形状の互いに隣り合う２つの側面部及び前記二つの側面部の間の折り畳み部を構成するための折り曲げ線を前記絶縁平面に形成する工程と、
前記折り曲げ線に沿って絶縁平面を折り曲げることにより底面部及び折り畳み部を介して互いに隣り合う少なくとも２つの側面部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。

請求項１記載のＦＰＣ基板の折り曲げ構造では、その折り曲げ線が、線状に並べられた所定の大きさの孔で構成されている。そのため、平面ＦＰＣ基板１に力を加えて、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造を構成する際に、ＦＰＣ基板１における折り曲げ線５の箇所に加わる力とそれ以外の箇所に加わる力の差を大きくすることができる。したがって、ＦＰＣ基板を折り曲げ線の箇所で忠実に折り曲げやすく、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造を構成しやすい。

請求項２記載のＦＰＣ基板の折り曲げ構造では、その折り曲げ線が、回路導体上において線状に並べられた所定の大きさの孔で構成されている。そのため、絶縁平面上に回路導体が形成されて剛性が高くなっている箇所においても、ＦＰＣ基板を折り曲げ線の箇所で忠実に折り曲げやすくなる。そのため、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造を構成しやすい。

請求項３記載のＦＰＣ基板の折り曲げ構造では、絶縁平面の一部に切り起こし部を形成しているので、ＦＰＣ基板が組み込まれる機器の突起物を避けることができる。また、切り起こし部の絶縁平面は連続しているので、その絶縁平面にも回路導体を形成することができる。これにより、回路導体形成の自由度が増す。

請求項４記載のＦＰＣ基板の折り曲げ構造の製造方法により製造されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造は、底面部及び折り畳み部を介して互いに隣り合う少なくとも２つの側面部が形成されている。そのため、そのＦＰＣ基板には角部の折り畳まれた絶縁平面にも回路導体を形成することができ、回路導体形成の自由度が増す。

本発明に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造について図１を参照しながら説明する。
図１（ａ）は、回路導体（図示無し）が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板１を折り曲げ線５´、５ｂ、５ｂ´、５ｄ、５ｄ´の箇所で折り曲げることにより、蓋無しの直方体類似の立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造の部分斜視図である。

図１（ａ）で示したＦＰＣ基板の折り曲げ構造は、交差点１２で５つの折り曲げ線５´、５ｂ、５ｂ´、５ｄ、５ｄ´が集まり、これらを境界として、絶縁平面よりなる一つの底面１３ｃ及び互いに隣り合う一組の側面１３ｂ，１３ｄ、及び、折り畳まれた面１３ａ、面１３ａ´が形成される。

ここで、一組の側面１３ｂ，１３ｄの境界の折り曲げ線５ｂ´、５ｄ´は互いに合致することにより立体形状の稜線が構成されている。また、一組の側面１３ｂ及び１３ｄは、折り曲げ線５ｂ´及び５ｄ´の箇所でＦＰＣ基板１の角部の折り畳まれた面１３ａ及び面１３ａ´と連続となっている。
そして、折り曲げ線５´の箇所で折り畳まれた面１３ａ（面１３ａ´）は、一組の側面１３ｂと１３ｄのうちいずれかに接触させる。
なお、面１３ａと面１３ａ´はＦＰＣ基板１の角部となっている。

図１（ａ）で示したＦＰＣ基板の折り曲げ構造を展開した状態は図１（ｃ）に対応している。
この図１（ｃ）では、ＦＰＣ基板１に複数の折り曲げ線５が形成され、これらの折り曲げ線５のうち、交差点１２で互いに交差している一組の折り曲げ線５ｂと５ｄが含まれる。一組の折り曲げ線５ｂと５ｄの交差によりＦＰＣ基板１が、４つの面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄによって区分けされる。

上述した４つに区分けされた領域のＦＰＣ基板１において、４つの面１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄのうち一つの面１３ａには交差点１２で終端する折り曲げ線５´がさらに形成されている。なお、面１３ａ（１３ａ´）は図３（ａ）に示した従来技術に係るＦＰＣ基板１の切り欠き９が形成される部分に相当する部分であり、またＦＰＣ基板１の角部となっている。

図１（ｃ）における面１３ａ，１３ａ´は図１（ａ）の交差点１２で終端する折り曲げ線５´の箇所で折り畳まれた面１３ａ，１３ａ´に対応する。また、図１（ｃ）における面１３ｂ，１３ｄは図１（ａ）の互いに隣り合う一組の側面１３ｂ，１３ｄに対応する。そして、図１（ｃ）における面１３ｃは図１（ａ）の底面１３ｃに対応する。

なお、面１３ａ，１３ａ´には、回路導体が形成されていても良い。そのようにすることで、ＦＰＣ基板１の角部にも回路導体を形成することができ、回路導体形成の自由度が増す。

図１（ｂ）は、回路導体（図示無し）が形成された絶縁平面（符号無し）からなるＦＰＣ基板１を折り曲げ線５ｂ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ，５ｄの箇所で折り曲げることにより、切り起こし部１８が形成されているＦＰＣ基板の折り曲げ構造である。

切り起こし部１８の内面１９は ＦＰＣ基板の絶縁平面よりなる面１３Ｂ、１３Ｃからなっている。また、この面１３Ｂ，１３Ｃは折り曲げ線５Ｄの箇所で互いに連続となっている。そして、面１３Ｂ，１３Ｃは折り曲げ線５Ｃ，５Ｄの箇所でＦＰＣ基板１本体の絶縁平面からなる面１３ｂ，１３ｃと連続になっている。

折り曲げ線５Ｄの箇所で連続する面１３Ｂ，１３Ｃは山部を形成し、折り曲げ線５ｄの箇所で連続する面１３ｂ，１３ｃは谷部を形成することにより、面１３Ｂと１３Ｃから構成される切り起こし部１８の凹みが形成される。切り起こし部１８の凹みが形成されることにより、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造が組み込まれる機器の突起物を避けることができる。

図１（ｂ）で示したＦＰＣ基板の折り曲げ構造を展開した状態は図１（ｄ）に対応している。
図１（ｂ）で示したＦＰＣ基板の折り曲げ構造を展開すると、山部を構成する面１３Ｂ，１３Ｃと谷部を構成する面１３ｂ，１３ｃは、図１（ｄ）のように折り曲げ線５ｄを横切る一組のスリット１４を切れ目とする一枚の面となる。

そして一組のスリット１４の内側の部分にはスリット１４の方向と垂直な方向をなす折り曲げ線５Ｂ，５Ｄ，５Ｃが形成されている。
なお、一組のスリット１４の内側の部分の面１３Ｂ、１３Ｃには、回路導体が形成されていても良い。そのようにすることで、回路導体形成の自由度が増す。

以上のＦＰＣ基板の折り曲げ構造に使用されるＦＰＣ基板１の折り曲げ線５は、線状に並べられた所定の大きさの孔で形成されていても良い。このようにすることで平面ＦＰＣ基板１に力を加えて、ＦＰＣ基板の折り曲げ構造を構成する際に、ＦＰＣ基板１における折り曲げ線５の箇所に加わる力とそれ以外の箇所とに加わる力の差を大きくすることができる。したがって、その折り曲げ線５の箇所で忠実に折り曲げやすい。

さらに、図２に示したように、折り曲げ線５は、回路導体４上において線状に並べられた所定の大きさの孔１１で構成されていてもよい。回路導体４が形成された箇所のＦＰＣ基板１の剛性は高くなるが、折り曲げ線５が線状に並べられた孔１１が構成されているので、その折り曲げ線５の箇所で忠実に折り曲げやすい。なお、回路導体４は、エッチングなどにより所定の平面形態を構成することができるが、そのエッチングの際に、孔１１も同時に構成することもでき、孔１１を設ける工程を簡略化することができる。

以上のＦＰＣ基板の折り曲げ構造は以下のようにして製造することができる。
まず、図１（ａ）に示したＦＰＣ基板の折り曲げ構造を製造する工程は以下の通りである。
１）まず、図１（ｃ）に示したような、絶縁平面３と絶縁平面３上に形成された回路導体４からなる平面ＦＰＣ基板１を通常の方法で作製する；

２）そして、上記平面ＦＰＣ基板１に折り曲げ線５を形成する；
通常、折り曲げ線はシルクスクリーン印刷によって形成することができる。
また、折り曲げ線は、図１（ｃ）の部分を拡大した図２に示した折り曲げ線５ｂ，５ｄ，５´のように、線状に並べられた所定の大きさの孔１１により構成されていても良い。
さらに、１）の工程において回路導体４をエッチングにより所定の形態とする場合には、孔１１も同時に構成することもできる。

３）平面ＦＰＣ基板１を折り曲げ線５に沿って折り曲げる；
平面ＦＰＣ基板１を折り曲げ線５に沿って折り曲げることにより、図１（ａ）に示した立体形状からなるＦＰＣ基板の折り曲げ構造が構成される。そして、底面１３ｃ部及び互いに隣り合う少なくとも２つの側面１３ｂ，１３ｄ部、さらに、２つの側面１３ｂ、１３ｄの間の折り畳み部の面１３ａ，１３ａ´を形成することができる。
そして、折り畳み部の面１３ａ，１３ａ´は図１（ｃ）に示したＦＰＣ基板１の角部の絶縁平面３であり、頂点１２で終端する折り曲げ線５´の箇所で折り畳まれることになる。

４）互いに隣り合う二つの側面１３ｂ，１３ｄ部の間の面１３ａ，１３ａ´（絶縁平面上に回路導体が形成されていても良い）を折り曲げ線５´に沿って折り畳む；
このようにして、絶縁平面からなる一組の面１３ｂ，１３ｄは、ＦＰＣ基板の角部の折り畳まれた絶縁平面１３ａ，１３ａ´を介して連続するようになる。
５）折り畳んだ絶縁平面１３ａ（１３ａ´）を２つの側面１３ｂ，１３ｄ部のうち一方の側面部に接触させる（図１（ａ）の太矢印方向を参照）；

次に、図１（ｂ）に示したＦＰＣ基板の折り曲げ構造を製造する工程は以下の通りである。
１）まず、図１（ｄ）に示したような、絶縁平面３と絶縁平面３上に形成された回路導体４からなる平面ＦＰＣ基板１を通常の方法で作製する；

２）そして、上記平面ＦＰＣ基板１に折り曲げ線５を形成する；
通常、折り曲げ線はシルクスクリーン印刷によって形成することができる。
なお、折り曲げ線は、図２に示した折り曲げ線５´、５ｂ、５ｄと同様に、線状に並べられた所定の大きさの孔１１により構成されていても良い。

３）平面ＦＰＣ基板１上に形成された折り曲げ線５ｄを横切るようなスリット１４を少なくとも一組形成する；
なお、スリット１４はＦＰＣ基板１を構成する絶縁平面３を細長く打ち抜くようにして形成することができる。
４）平面ＦＰＣ基板１を折り曲げ線５Ｂ，５ｄ，５Ｄ，５Ｃに沿って折り曲げる；

５）ここで、一組のスリット１４に挟まれた部分の折り曲げ線５Ｄは、スリット１４の両外側の部分の折り曲げ線５ｄと反対方向に折り曲げる：
このようにすることで、折り曲げ線５Ｄの箇所で連続する面１３Ｂ，１３Ｃは山部を形成し、折り曲げ線５ｄの箇所で連続する面１３ｂ，１３ｃは谷部を形成する。谷部が形成されることにより、面１３Ｂと１３Ｃから構成される切り起こし部１８に凹みが形成される。そして、切り起こし部１８の内面１９は、面１３Ｂ、１３Ｃであるため、その面１３Ｂ、１３Ｃは折り曲げ線５Ｄの箇所で互いに連続している。さらに、面１３Ｂ，１３Ｃは折り曲げ線５Ｃ，５Ｄの箇所でＦＰＣ基板１本体の絶縁平面からなる面１３ｂ，１３ｃと連続になっている。

（ａ）（ｂ）は本発明に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造の部分斜視図であり、（ｃ）、（ｄ）は本発明に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造に使用されるＦＰＣ基板の平面図である。 図１（ｃ）に示した本発明に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造に使用されるＦＰＣ基板の拡大平面図である。 （ａ）は従来技術に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造に使用されるＦＰＣ基板の平面図で、（ｂ）は従来技術に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造の斜視図である。 従来技術に係るＦＰＣ基板の折り曲げ構造に使用されるＦＰＣ基板の一部分を拡大した平面図である。

符号の説明

１ ＦＰＣ基板
３ 絶縁平面
４ 回路導体
５ 折り曲げ線
６ 頂点
７ 辺
８ 稜線
９ 切り欠き
１０ 穴
１１ 孔
１２ 交差点
１３ 面
１４ スリット
１８ 切り起こし部
１９ 内面

Claims (4)

1. 回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板を折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造であって、前記折り曲げ線は、線状に並べられた所定の大きさの孔で構成されていることを特徴とするＦＰＣ基板の折り曲げ構造。
2. 回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板を折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造であって、前記折り曲げ線は、回路導体上において線状に並べられた所定の大きさの孔で構成されていることを特徴とするＦＰＣ基板の折り曲げ構造。
3. 回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板の絶縁平面を所定の折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板において、前記絶縁平面の一部に切り起こし部を形成し、前記切り起こし部の絶縁平面は連続していることを特徴とするＦＰＣ基板の折り曲げ構造。
4. 回路導体が形成された絶縁平面からなるＦＰＣ基板の絶縁平面を所定の折り曲げ線で折り曲げることにより立体形状が構成されたＦＰＣ基板の折り曲げ構造の製造方法において、
   前記平面ＦＰＣ基板に前記立体形状の互いに隣り合う２つの側面部及び前記二つの側面部の間の折り畳み部を構成するための折り曲げ線を前記絶縁平面に形成する工程と、
   前記折り曲げ線に沿って絶縁平面を折り曲げることにより底面部及び折り畳み部を介して互いに隣り合う少なくとも２つの側面部を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするＦＰＣ基板折り曲げ構造の製造方法。

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