(57)【要約】【課題】  片面フレキシブル基板が複数枚の構造のケーブルを用いる場合に、内側にくるケーブルの特定箇所に撓みができるようにした後で、撓みが固定されるような構造のプリント基板を提供すること。【解決手段】  複数の部品実装部とこれら部品実装部間を接続するケーブル部とを有し、前記ケーブル部は、片面フレキシブル基板が２枚以上重ね合わされた構造である、ヒンジ屈曲するケーブルを含むプリント基板において、ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定箇所に撓みを固定する手段４，６，４１をそなえたことを特徴とするプリント基板。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部品実装部とこれら部品実装部間を接続するケーブル部とを有し、前記ケーブル部は、片面フレキシブル基板が２枚以上重ね合わされた構造である、ヒンジ屈曲するケーブルを含むプリント基板において、
ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定箇所に撓みを固定する手段をそなえた
ことを特徴とするプリント基板。
【請求項２】
請求項１記載のプリント基板において、
前記撓みを固定する手段は、不可逆的熱膨張材料と、この不可逆的熱膨張材料よりも熱膨張係数の小さな材料とを重ね合せて形成されたものであり、前記不可逆的熱膨張材料の熱による伸張方向が前記ケーブルの長手方向と一致し、かつ前記ケーブルの特定箇所に前記熱膨張係数の小さな材料の側が接するように貼付された
ことを特徴とするプリント基板。
【請求項３】
請求項１記載のプリント基板において、
前記撓みを固定する手段は、加熱によりカールするような性質を有する形状記憶樹脂により形成され、前記形状記憶樹脂が前記ケーブルの長手方向内でカールするように、前記ケーブルの特定箇所に貼付された
ことを特徴とするプリント基板。
【請求項４】
請求項１記載のプリント基板において、
前記撓みを固定する手段は、前記ケーブルの特定箇所を加熱成形処理することにより形成された
ことを特徴とするプリント基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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ている。このような基板を使用することにより、部品実装の後で可撓性のある部分を折り曲げて立体配置することにより、空間を有効に利用することができてコンパクト化が達成される。
【０００４】
しかも、フレキシブルプリント基板は、ノートパソコン・折り畳み式携帯電話等の、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に記載されるように、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に記載されるように、複雑かつ立体的な動きに対応するヒンジ部構造も提供されている。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。
【０００５】
通常、両面材よりも片面材をケーブル部とした場合の方が屈曲に必要な力が小さくて済む。このため、特許文献３に示されるように、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行われている。
【０００６】
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する場合がある。例えば、図７に示すような、部品実装部１０１，１０２およびケーブル部２００を有する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７(a)に示すように屈曲部位の内側と外側とはケーブル長さが同じである。これを、図７(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欠点がある。
【０００７】
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てしまう。特許文献４のように、円筒状の支持材をケーブルに巻く構造もあるが、却ってケーブルの動作を阻害してしまう場合もある。
【０００８】
そこで、特許文献５に示すように、内側にく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可能となる。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有る。
【０００９】
さらに特許文献６に示すように、２枚構造のケーブルの片方を長く取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。
【特許文献１】特開平6-311216号公報
【特許文献２】特開2003-133764号公報
【特許文献３】特開平7-312469号公報
【特許文献４】特開2003-258388号公報
【特許文献５】特開2003-101165号公報
【特許文献６】特開2003-133733号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、従来のフレキシブルプリント基板は、片面フレキシブル基板が複数枚重ねられた構造のケーブル部を有するプリント基板を、ヒンジ屈曲する部位に使用するとき、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欠点を有する。
【００１１】
本発明は、上述の点を考慮してなされたもので、片面フレキシブル基板が複数枚の構造のケーブルを用いる場合に、内側にくるケーブルの特定箇所に撓みができるようにした後で、撓みが固定されるような構造のプリント基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的達成のため、本発明では、
複数の部品実装部とこれら部品実装部間を接続するケーブル部とを有し、前記ケーブル部は、片面フレキシブル基板が２枚以上重ね合わされた構造である、ヒンジ屈曲するケーブルを含むプリント基板において、
ヒンジ屈曲したときに内側となるケーブルの特定箇所に撓みを固定する手段をそなえた
ことを特徴とするプリント基板、
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上述のように、片面材料の２枚構造とし、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構造のプリント基板において、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解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ケーブルを構成する薄いプリント基板を片面材料の複数枚構造とし、屈曲の内側にく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持たせて固定する構造とすれば、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できる。
【００１５】
以下、図１ないし図６を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明のプリント基板の概略図を示す。図１(a)は上面図、図１(b)は横から見た断面図をそれぞれ示す。部品実装部１０１，１０２およびケーブル部２００を含む片面フレキシブル基板である内層材料１が２枚と、外層材料３とが、積層接着剤（またはプリプレグ）２によって積層され、４層プリント基板が形成される。ケーブル部２００をらせん状に巻いたときに内側となるケーブル部で、一方の部品実装部１０１とヒンジ屈曲部２００Ａとの間の、撓みを固定する箇所に、図示の場合３本の細長い熱膨張材料４が、ケーブル部２００の長手方向に沿い、かつケーブル部２００の幅方向に並列になるように、熱硬化性接着剤によって接着されている。
【００１７】
この熱膨張材料４は、加熱すると不可逆的に膨張する性質を有し、図２のようなメカニズムで撓みを与える。すなわち、内層材料１よりも大きい熱膨張係数をする熱膨張材料４を熱硬化性接着剤５で積層した状態が図２(a)であり、熱膨張材料４を加熱して膨張させると内層材料１も長さＡから長さＣに変化するが、熱膨張材料４は長さＣよりも長い長さＢに延びる。
【００１８】
この寸法差を力学的に安定化させるために、図２(b)のように反りが生じる。この反り量分を撓ませることによって、撓みを固定することができる。
【００１９】
図３は、こうすることによって、ケーブル部をらせん状に巻いて撓みを固定した状態を示している。
【００２０】
熱膨張材料４は、加熱して膨張させると縦方向にも横方向にも伸びるため、ケーブル部２００の長手方向に対してより大きな寸法変化を生じさせるために、細長く裁断してケーブル長手方向に貼るようにする。熱膨張材料４の長さ、幅、貼る本数は、ケーブルの硬さ、撓みの大きさによって調整される。
【００２１】
この熱膨張材料４は、加熱すると不可逆的に膨張する性質を有していれば特に材質の制限はないが、一例を挙げると特開昭62-286534号公報や特開平11-209504号公報に熱膨張性マイクロカプセルが提案されており、これを伸縮自在なバインダーに分散させたものなどが使用できる。
【００２２】
すなわち、熱膨張性マイクロカプセルの例としては、ニトリル系モノマー８０重量％以上、非ニトリル系モノマー２０重量％以下および架橋剤０．１ないし１重量％を含有する成分から得られるポリマーを用いて、当該ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる揮発性膨張剤を、マイクロカプセル化したものがある。
【００２３】
上記の熱膨張性マイクロカプセルは、１４０℃雰囲気下では殆んど寸法変化しないが、１７０℃近辺で揮発性膨張剤が発泡膨張する性質を有している。これを、例えばアクリル系ゴム材質のバインダーに分散させて成形させる。アクリル系ゴムは、他のゴムと比較してより低温で加硫成形でき、例えば特開平10-245451号公報、特開2003-138085号公報などによれば、下限温度１３０〜１４０℃で加硫成形できる。
【００２４】
したがって、熱膨張性マイクロカプセルを、アクリル系ゴムに分散させて加硫成形することは可能である。このような分散ゴムをシート状に加硫成形し、前述のように裁断して内層材料１に貼る。
【００２５】
熱膨張性マイクロカプセルとバインダーとの混合比は、これもケーブルの硬さ、撓みの大きさによって調整されるものであるが、概ね熱膨張性マイクロカプセルが５〜２０重量％の範囲で調整される。
【００２６】
この分散ゴムをシート状に加硫成形し、前述のように裁断して内層材料１に貼ったものを、１７０〜１８０℃雰囲気下に曝すことによって、ケーブル部の撓みを固定する形状を得ることができる。
【００２７】
撓みを固定するために、熱膨張材料の代りに熱収縮材料も使用可能であるが、撓み形状が逆向きになり、常にケーブル同士が接触することになるのであまり好ましくない。
【実施例２】
【００２８】
図４は、本発明の実施例２を示している。ケーブルの形状や硬さ、撓みの大きさなどの制約によって、熱膨張材料では所望の撓み量を確保できない場合もあり得る。この場合は、熱膨張材料の代りに、例えば特開平8-34067号公報に示されるような形状記憶樹脂シートを使用することができる。図４(a)は上面図、図４(b)は側断面図をそれぞれ示す。
【００２９】
実施例２で用いる形状記憶樹脂とは、成形後変形しても特定温度に加熱すれば元の形状に戻る樹脂であり、例えばポリノルボルネン、トランス−1.4−ポリイソプレン、ポリウレタン等からなる樹脂である。
【００３０】
ケーブルをらせん状に巻いたときに内側となるケーブル部２００で、ヒンジ屈曲部と一方の部品実装部１０１との間の撓みを固定する箇所に、ケーブルの長手方向に対してカールするような性質を有する形状記憶樹脂４１を貼って熱処理すれば、撓みを生じさせることができる。こうすることによって、ケーブル部２００をらせん状に巻いて、撓みを固定した状態を図４(c)の側断面図に示す。
【実施例３】
【００３１】
図５は、本発明の実施例３を示しており、図５(a)は平面図、図５(b)はコイル状に巻いたときの平面図、図５(c)はコイル状に巻いたときの側断面図である。ケーブル部２００をコイル状に巻く場合、通常はケーブル部の形状は図５(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形状記憶樹脂４１を貼って熱処理すれば、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。
【実施例４】
【００３２】
図６(a)は、本発明の実施例３の上面図を、図6(b)はその断面図を示す。この実施例３では、片面材料１を積層接着剤またはプリプレグ２を介して外層材料３と積層した４層基板としている。この積層前段階において、図６(c)において、内側となるケーブルを吸引手段４で持ち上げる。
【００３３】
そして、図６(d)で接合用治具５をケーブルの間に挿入する。この状態で固定具６を接着剤（図示せず）を介して圧着手段７によって固定する。この固定具６によって、強制的に撓みを形成する。これによって、ケーブルをらせん状に巻いたときに撓みが特定位置に固定される。この完成状態は、図３に示した通りである。
【００３４】
固定具６は、所望の撓み形状を形成し得る湾曲形状を有し、この形状を維持し得る材質のものであれば、特に限定されるものではない。また、接合用治具５は、固定具６と同一の湾曲形状をケーブルに当たる面に持ち、圧着手段７の加圧に耐える強度を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例１を示したもので、図１(a)は上面図、図１(b)は積層後の側断面図。
【図２】熱膨張材料を用いて撓みを形成するメカニズムの模式図であり、図２(a)は熱処理前を示し、図２(b)は熱処理後を示す側断面図。
【図３】図１に示した内層材料を用いて４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側断面図。
【図４】本発明の実施例２を示したもので、図４(a)は上面図、図４(b)は積層後の側断面図、図４(c)はさらにケーブル部をらせん状に巻いた状態を示す側断面図。
【図５】本発明の実施例３を示したもので、図５(a)は展開したときの上面図、図５(b)はコイル屈曲させた状態を示す上面図、図５(c)は図５(b)のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図６】本発明の実施例４を示したもので、図６(a)は上面図、図６(b)ないし図６(e)は何れも側断面図であり、図６(b)は当初の状態を、図６(c)は加工個所を吸引した状態を、図６(d)は治具を当てた状態を、図６(e)はさらに固定具を当てた状態を示している。
【図７】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を示し、図７(a)はケーブル部をらせん状に巻く前の状態を、図７(b)はらせん状に巻いた後の状態を示す側断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１，１１  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  膨張材料、５  熱硬化性接着剤、６  固定具、
４１  形状記憶樹脂、１０１，１０２  部品実装部、２００  ケーブル部、
２００Ａ  屈曲部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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