特開 2023-162759 フレキシブルプリント配線板及び電気配線

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162759

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】フレキシブルプリント配線板及び電気配線

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20231101BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20231101BHJP

   H05K 3/36 20060101ALI20231101BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 J

H05K1/02 B

H05K1/14 G

H05K3/36 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022073363

(22)【出願日】2022-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000230249

【氏名又は名称】日本メクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青山 隼輔

(72)【発明者】

【氏名】平田 昌功

【テーマコード（参考）】

5E338

5E344

【Ｆターム（参考）】

5E338AA01

5E338AA12

5E338AA16

5E338BB55

5E338CD01

5E338CD13

5E338EE27

5E338EE33

5E338EE51

5E344AA02

5E344AA23

5E344BB02

5E344BB04

5E344BB05

5E344BB10

5E344CC05

5E344CC23

5E344CD09

5E344DD02

5E344EE01

5E344EE17

5E344EE26

(57)【要約】

【課題】半田付けに因る品質の劣化を抑制することのできるフレキシブルプリント配線板及び電気配線を提供する。
【解決手段】ベースフィルム１１０と、ベースフィルム１１０の一方の面に設けられ、配線として利用される第１導体層１１１と、第１導体層１１１に電気的に繋がるように設けられ、ベースフィルム１１０の一方の面から他方の面に貫通するスルーホール１１３と、ベースフィルム１１０の他方の面のうち半田付けがされ得る領域付近にのみ設けられ、かつスルーホール１１３と電気的に繋がるように設けられて、半田付けによる電気接続部として利用される第２導体層１１２と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に設けられ、配線として利用される第１導体層と、
第１導体層に電気的に繋がるように設けられ、前記絶縁層の一方の面から他方の面に貫通するスルーホールと、
前記絶縁層の他方の面のうち半田付けがされ得る領域付近にのみ設けられ、かつ前記スルーホールと電気的に繋がるように設けられて、半田付けによる電気接続部として利用される第２導体層と、
を備えることを特徴とするフレキシブルプリント配線板。

【請求項2】

前記半田付けがされ得る領域と前記スルーホールとの距離は２０ｍｍ以下であ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。

【請求項3】

第１導体層のうち前記スルーホールと接続される付近の幅が部分的に狭い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。

【請求項4】

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を複数備えており、それぞれの第２導体層同士が半田付けにより電気的に接続されていることを特徴とする電気配線。

【請求項5】

請求項３に記載のフレキシブルプリント配線板を複数備えており、それぞれの第２導体層同士が半田付けにより電気的に接続されていることを特徴とする電気配線。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレキシブルプリント配線板及び電気配線に関する。

【背景技術】

【0002】

各種装置においては、電気部品同士を電気的に接続するために配線が備えられている。例えば、多数の配線を一体的に備えるフレキシブルプリント配線板（以下、ＦＰＣと称する）が好適に用いられている。ＦＰＣに備えられる配線（導体層）は、リジッド基板の配線や電線の先端に取り付けられた端子と電気的に接続される他、ＦＰＣの配線同士が電気的に接続されることもある。例えば、自動車のステアリングコラムにおいて、ステータとロータとの間にＦＰＣからなる配線を配置する場合、長尺の配線が必要となるため、複数のＦＰＣを接続することで電気配線を構成する場合がある。ＦＰＣに備えられる配線と、リジッド基板の配線等とを電気的に接続するために、半田付けによる接続が広く用いられている。

【0003】

図７及び図８を参照して、従来技術に係るＦＰＣについて説明する。図７は従来技術に係るＦＰＣの概略図であり、同図（ａ）はＦＰＣの平面図の一部であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＥＥ断面図である。図８はＦＰＣの配線同士を電気的に接続する様子を示す模式的断面図である。

【0004】

ＦＰＣ５００は、絶縁層であるベースフィルム５１０と、ベースフィルム５１０の表面に設けられる導体層５２０と、導体層５２０を介してベースフィルム５１０とは反対側に設けられる絶縁層であるカバーフィルム５３０とを備えている。カバーフィルム５３０は接着剤層５４０によって導体層５２０及びベースフィルム５１０に接着されている。なお、ベースフィルム５１０上に設けられる銅箔などの金属箔がエッチングされることで、所望の配線（回路）が形成される。この配線が導体層５２０に相当する。そして、図７に示すように、導体層５２０の一部が露出されており、この露出された部分に、他の部材における配線や端子が半田付けによって電気的に接続される。

【0005】

図８はＦＰＣの配線同士を電気的に接続する様子を示している。図中、右側のＦＰＣ５００と、左側のＦＰＣ５００Ａの基本的な構成は同一である。例えば、右側のＦＰＣ５００における導体層５２０が露出した部分に、ペースト状の半田を塗布した状態で、左側のＦＰＣ５００Ａにおける導体層５２０が露出した部分が貼り合わせられる。この状態で、第１の加熱ツール６１０と第２の加熱ツール６２０によって、貼り合わせた部分が両面から挟み込まれた状態で加熱される。例えば、第１の加熱ツール６１０が３１５℃に加熱され、第２の加熱ツール６２０が４００℃に加熱される。これにより、ペースト状の半田Ｓが溶融し、その後、第１の加熱ツール６１０と第２の加熱ツール６２０が離間することで、ＦＰＣ５００の導体層５２０とＦＰＣ５００Ａの導体層５２０が半田Ｓによって電気的に接続される。

【0006】

以上の半田付け工程中においては、半田部分が高温になり、熱は、特に、熱伝導性の高い導体層５２０を通じて半田部分から離れる方向に伝わっていく。これにより、接着剤層５４０の内部に気泡が生じたり、カバーフィルム５３０の一部が剥がれたりすることで、品質が低下してしまうおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６９７５０５３号公報

【特許文献2】特許第６６３６６２８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、半田付けに因る品質の劣化を抑制することのできるフレキシブルプリント配線板及び電気配線を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

【0010】

すなわち、フレキシブルプリント配線板は、
絶縁層と、
前記絶縁層の一方の面に設けられ、配線として利用される第１導体層と、
第１導体層に電気的に繋がるように設けられ、前記絶縁層の一方の面から他方の面に貫通するスルーホールと、
前記絶縁層の他方の面のうち半田付けがされ得る領域付近にのみ設けられ、かつ前記スルーホールと電気的に繋がるように設けられて、半田付けによる電気接続部として利用される第２導体層と、
を備えることを特徴とする。

【0011】

本発明によれば、半田付けが行われる際に、加熱される第２導体層の熱は、スルーホールを通じて第１導体層へと伝わるため、第１導体層に伝わる熱を抑制することができる。

【0012】

前記半田付けがされ得る領域と前記スルーホールとの距離は２０ｍｍ以下であるとよい。

【0013】

第１導体層のうち前記スルーホールと接続される付近の幅が部分的に狭いとよい。

【0014】

これにより、幅の狭い部分において熱伝導を低下させることができる。

【0015】

また、本発明の電気配線は、上記のフレキシブルプリント配線板を複数備えており、それぞれの第２導体層同士が半田付けにより電気的に接続されていることを特徴とする。

【0016】

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように、本発明によれば、半田付けに因る品質の劣化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は本発明の実施例に係るフレキシブルプリント配線板の概略図である。

【図2】図２は本発明の実施例に係る電気配線の概略図である。

【図3】図３は本発明の実施例に係るフレキシブルプリント配線板の使用例を示す概略図である。

【図4】図４は本発明の実施例に係るフレキシブルプリント配線板の使用例を示す概略図である。

【図5】図５は本発明の実施例に係るフレキシブルプリント配線板の使用例を示す概略図である。

【図6】図６は本発明の実施例に係るフレキシブルプリント配線板の変形例を示す概略図である。

【図7】図７は従来技術に係るフレキシブルプリント配線板の概略図である。

【図8】図８は従来技術に係るフレキシブルプリント配線板同士を電気的に接続する様子を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0020】

（実施例）
図１～図６を参照して、本発明の実施例に係るフレキシブルプリント配線板（以下、「ＦＰＣ」と称する）について説明する。なお、以下に示す平面図においては、内部の主要構成の一部を透視して、点線にて示している。

【0021】

＜ＦＰＣの構成＞
図１を参照して、本実施例に係るＦＰＣ１００の構成について説明する。図１は本発明の実施例に係るＦＰＣ１００の概略図であり、同図（ａ）はＦＰＣ１００の平面図の一部であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＡＡ断面図である。

【0022】

ＦＰＣ１００は、絶縁層であるベースフィルム１１０と、ベースフィルム１１０の一方の面に設けられる第１導体層１１１と、第１導体層１１１を介してベースフィルム１１０とは反対側に設けられる絶縁層である第１カバーフィルム１２１とを備えている。第１カバーフィルム１２１は、接着剤層１３１によって第１導体層１１１及びベースフィルム１１０に接着されている。なお、ベースフィルム１１０上に設けられる銅箔などの金属箔がエッチングされることで、所望の配線（回路）が形成される。この配線が第１導体層１１１に相当する。このように、第１導体層１１１は配線として利用される。

【0023】

そして、本実施例に係るＦＰＣ１００においては、第１導体層１１１に電気的に繋がるように設けられ、かつベースフィルム１１０の一方の面から他方の面に貫通するスルーホール（ビア）１１３を備えている。また、本実施例に係るＦＰＣ１００においては、ベースフィルム１１０の他方の面のうち半田付けがされ得る領域付近にのみ設けられ、かつスルーホール１１３と電気的に繋がるように設けられて、半田付けによる電気接続部として利用される第２導体層１１２を備えている。なお、スルーホール１１３の内周面と第１導体層１１１の表面と第２導体層１１２の表面に銅メッキ１１３ａが施されることによって、これらは電気的に接続される。

【0024】

更に、本実施例に係るＦＰＣ１００においては、ベースフィルム１１０を介して第１カバーフィルム１２１とは反対側に設けられる絶縁層である第２カバーフィルム１２２を備えている。この第２カバーフィルム１２２は接着剤層１３２によってベースフィルム１１０と第２導体層１１２に接着されている。

【0025】

そして、第２導体層１１２は、その一部のみが第２カバーフィルム１２２によって覆われ、その大部分が露出されている。この露出された部分の全体が、半田付けがされ得る領域に相当する。この半田付けがされ得る領域とスルーホール１１３との距離Ｈは２０ｍｍ以下となるように構成される。なお、ベースフィルム１１０、第１カバーフィルム１２１、及び第２カバーフィルム１２２の材料としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、及びポリエチレンテレフタレート等を適用することができる。

【0026】

＜本実施例に係るＦＰＣの優れた点＞
本実施例に係るＦＰＣ１００によれば、半田付けが行われる際に、加熱される第２導体層１１２の熱は、スルーホール１１３を通じて第１導体層１１１へと伝わる。第２導体層１１２と第１導体層１１１との間の熱抵抗は、スルーホール１１３の熱抵抗と、ベースフィルム１１０のうち第１導体層１１１と第２導体層１１２に挟み込まれた部位の熱抵抗である。スルーホール１１３及びベースフィルム１１０の熱抵抗は導体層に比べて大きいため、従来のように導体層のみを通じて熱が伝わる場合に比べて、熱の伝わりを抑制することが可能となる。従って、第１導体層１１１に伝わる熱を抑制することができる。また、本実施例においては、半田付けがされ得る領域とスルーホール１１３との距離Ｈが２０ｍｍ以下となるように構成されている。そのため、第２導体層１１２の熱は、ＦＰＣ１００の内部深くまで伝わることなく、スルーホール１１３を通じて第１導体層１１１へと伝わるため、熱の伝わり方を抑制することができる。以上より、接着剤層１３１，１３２の内部に気泡が生じたり、第１カバーフィルム１２１や第２カバーフィルム１２２が剥がれたりすることを抑制することができる。従って、半田付けに因る品質の劣化を抑制することができる。また、半田付けを行う際に、温度を低下させる必要もないので、安定的に半田付けを行うことができる。更に、従来の製作工程及び設備で半田付けが可能であり、特殊な工程や設備も不要なのでコストが増加することもない。

【0027】

＜ＦＰＣ１００の適用例＞
＜＜適用例１＞＞
図２及び図３を参照して、本実施例に係るＦＰＣ１００の適用例１を説明する。ここでは、複数のＦＰＣ１００により電気配線を構成する場合を説明する。図２は本発明の実施例に係る電気配線の概略図である。

【0028】

長尺の電気配線が必要な場合、一般的に、製法上長さに限度のあるＦＰＣ１００を複数接続することにより、長尺の電気配線を得ることができる。すなわち、本実施例に係る電気配線においては、複数のＦＰＣ同士がそれぞれ接続されることで構成される。図２には、２つのＦＰＣ１００，１００Ａを接続した付近の状態が示されている。同図（ａ）は２つのＦＰＣ１００，１００Ａを接続した付近の様子を示す平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＢＢ断面図である。ＦＰＣ１００，１００Ａの構成については、上記実施例で説明した通りであり、両者の基本的な構成は同一である。

【0029】

例えば、ＦＰＣ１００における第２導体層１１２が露出した部分に、ペースト状の半田を塗布した状態で、ＦＰＣ１００Ａにおける第２導体層１１２が露出した部分が貼り合わせられる。この状態で、背景技術の中で説明したように、２つの加熱ツールによって、貼り合わせた部分が両面から挟み込まれた状態で加熱される。これにより、ペースト状の半田が溶融し、その後、２つの加熱ツールが離間して、ＦＰＣ１００の第２導体層１１２とＦＰＣ１００Ａの導体層１１２が半田Ｓによって電気的に接続される。このように、第２導体層１１２同士が半田付けにより電気的に接続される。上記の通り、本実施例においては、半田付けの際に、ＦＰＣ１００，１００Ａにおける各々の第１導体層１１１に熱が伝わり難いので、品質の劣化が抑制される。

【0030】

なお、図２においては、２つのＦＰＣ１００，１００Ａを互いに直交するように接続する場合を例示しているが、複数のＦＰＣを直線的に接続して長尺化を図ることもできる。

【0031】

図３は、自動車のステアリングコラムに備えられる回転コネクタ１０の概略構成を示している。回転コネクタ１０は、第１ケース１１と、第１ケース１１に対して回転可能に設けられる第２ケース１２とを備えている。第１ケース１１は、ケース本体部１１ａとコネクタ部１１ｂとを一体に備えている。また、第２ケース１２は、ケース本体部１２ａとコネクタ部１２ｂとを一体に備えている。この第１ケース１１及び第２ケース１２の内部にＦＰＣ１００が備えられる。なお、ＦＰＣ１００は透視して点線にて示している。ＦＰＣ
１００は、その一端がコネクタ部１１ｂに接続され、その他端がコネクタ部１２ｂに接続されている。また、ＦＰＣ１００は、第１ケース１１及び第２ケース１２の内部において、十分な隙間を有する状態で、例えば渦巻状に巻かれることで、第１ケース１１に対する第２ケース１２の回転に支障を与えないように構成されている。以上のように構成される回転コネクタ１０に用いられるＦＰＣにおいては、長尺化が要求される場合がある。そこで、上記のように、複数のＦＰＣを接続することで、長尺化することができる。

【0032】

＜＜適用例２＞＞
図４を参照して、本実施例に係るＦＰＣ１００の適用例２を説明する。ここでは、ＦＰＣ１００とリジッド基板とを接続する場合を説明する。図４は本発明の実施例に係るＦＰＣの使用例を示す概略図である。

【0033】

ＦＰＣ１００は、リジッド基板２００に対して接続される場合がある。図４には、ＦＰＣ１００とリジッド基板２００とを接続した付近の状態が示されている。同図（ａ）はこれらを接続した付近の様子を示す平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＣＣ断面図である。ＦＰＣ１００の構成については、上記実施例で説明した通りである。

【0034】

リジッド基板２００は、基板本体２１０と、基板本体２１０の表面に設けられる配線２２０とを備えている。例えば、ＦＰＣ１００における第２導体層１１２が露出した部分に、ペースト状の半田を塗布した状態で、リジッド基板２００の配線２２０の一部が貼り合わせられる。この状態で、背景技術の中で説明したように、２つの加熱ツールによって、貼り合わせた部分が両面から挟み込まれた状態で加熱される。これにより、ペースト状の半田が溶融し、その後、２つの加熱ツールが離間して、ＦＰＣ１００の第２導体層１１２とリジッド基板２００の配線２２０が半田Ｓによって電気的に接続される。上記の通り、本実施例においては、半田付けの際に、ＦＰＣ１００における第１導体層１１１に熱が伝わり難いので、品質の劣化が抑制される。

【0035】

＜＜適用例３＞＞
図５を参照して、本実施例に係るＦＰＣ１００の適用例３を説明する。ここでは、ＦＰＣ１００と端子付き電線とを接続する場合を説明する。図５は本発明の実施例に係るＦＰＣの使用例を示す概略図である。

【0036】

ＦＰＣ１００においては、端子付き電線が接続される場合がある。図５には、ＦＰＣ１００と端子付き電線３００とを接続した付近の状態が示されている。同図（ａ）はこれらを接続した付近の様子を示す平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＤＤ断面図である。ＦＰＣ１００の構成については、上記実施例で説明した通りである。

【0037】

端子付き電線３００は、電線３１０と、電線３１０の先端に取り付けられた端子３２０とを備えている。例えば、ＦＰＣ１００における第２導体層１１２が露出した部分に、ペースト状の半田を塗布した状態で、端子３２０の一部が貼り合わせられる。この状態で、背景技術の中で説明したように、２つの加熱ツールによって、貼り合わせた部分が両面から挟み込まれた状態で加熱される。これにより、ペースト状の半田が溶融し、その後、２つの加熱ツールが離間して、ＦＰＣ１００の第２導体層１１２と端子３２０が半田Ｓによって電気的に接続される。上記の通り、本実施例においては、半田付けの際に、ＦＰＣ１００における第１導体層１１１に熱が伝わり難いので、品質の劣化が抑制される。

【0038】

＜ＦＰＣの変形例＞
図６を参照して、ＦＰＣの変形例を説明する。図６は本発明の実施例に係るＦＰＣの変形例を示す概略図である。図６においては、ＦＰＣの平面図の一部を示している。

【0039】

図６（ａ）に示すように、第１導体層１１１のうちスルーホール１１３と接続される付近の幅が部分的に狭い細線部１１１ａを設ける構成を採用することもできる。これにより、細線部１１１ａにおいては熱抵抗が高くなるため、第２導体層１１２の熱が、細線部１１１ａの部分で伝わり難くすることができる。これにより、品質の劣化をより一層抑制することができる。

【0040】

また、図６（ｂ）に示すように、第１導体層１１１と第２導体層１１２は、電気的な接続の信頼性を高めるために、複数のスルーホール１１３により電気的に接続される構成を採用することもできる。なお、このような構成を採用する場合には、少なくとも半田付けがされ得る領域から最も近いスルーホール１１３について、当該スルーホール１１３と半田付けがされ得る領域との距離が２０ｍｍ以下となるようにすればよい。勿論、複数のスルーホール１１３について、半田付けがされ得る領域までの距離を２０ｍｍ以下にするのが望ましいことは言うまでもない。また、複数のスルーホール１１３を設ける構成を採用した場合においても、図６（ａ）に示す細線部１１１ａの構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0041】

１０ 回転コネクタ
１１ 第１ケース
１１ａ ケース本体部
１１ｂ コネクタ部
１２ 第２ケース
１２ａ ケース本体部
１２ｂ コネクタ部
１００，１００Ａ ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）
１１０ ベースフィルム
１１１ 第１導体層
１１１ａ 細線部
１１２ 第２導体層
１１３ スルーホール
１２１ 第１カバーフィルム
１２２ 第２カバーフィルム
１３１，１３２ 接着剤層
２００ リジッド基板
２１０ 基板本体
２２０ 配線
３００ 端子付き電線
３１０ 電線
３２０ 端子
Ｓ 半田

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】