(57)【要約】【課題】コストの上昇を招くことなく、要求される可撓性がＦＰＣ基板の部位によって異なる場合であっても所望の領域のみの強度を補強することが可能なＦＰＣ基板を得る。【解決手段】配線パターン１１は、歪み検出素子４Ａ〜４Ｄがホイートストンブリッジ回路を構成するように所定のパターンに形成されている。配線パターン１１は、端子１０を介して各歪み検出素子４に接続される。また、ＦＰＣ基板５は、絶縁基板９の上面上で配線パターン１１が形成されていない領域に形成された、ベタパターン１２を備えている。ベタパターン１２は、ＦＰＣ基板５の強度を補強するためのものであり、配線パターン１１とは電気的に分離されている。ベタパターン１２は、ゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄ内及び連結部分５Ｇ内には形成されているが、連結部分５Ｅ，５Ｆ内には形成されていない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪みゲージ式ロードセルの起歪体表面に設けられた複数の歪み検出素子同士を接続するＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板であって、
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成され、前記複数の歪み検出素子同士を接続するための配線用導体パターンと、
前記絶縁基板上で前記配線用導体パターンが形成されていない領域に形成された、ベタ膜状の補強用パターンと
を備える、ＦＰＣ基板。
【請求項２】
前記補強用パターンは、前記配線用導体パターンを形成する工程において、前記配線用導体パターンと電気的に分離されつつ併せて形成された導体パターンである、請求項１に記載のＦＰＣ基板。
【請求項３】
前記ＦＰＣ基板は、
前記起歪体の荷重変形に対応して高い可撓性が要求される第１領域と、
前記第１領域以外の第２領域と
を有し、
前記補強用パターンは、前記第２領域内のみに形成されている、請求項１に記載のＦＰＣ基板。
【請求項４】
前記第１領域内における前記配線用導体パターンの線幅は、前記第２領域内における前記配線用導体パターンの線幅よりも狭い、請求項３に記載のＦＰＣ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板に関し、特に、歪みゲージ式ロードセルの起歪体表面に設けられた複数の歪み検出素子同士を接続するＦＰＣ基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
歪みゲージ式ロードセルの起歪体の表面に設けられた複数の歪みゲージ同士を接続するために、ＦＰＣ基板が使用されている。ＦＰＣ基板は、ポリイミド等の絶縁基板上に、配線用の銅箔パターンを形成したものである。従来、作業性や耐久性の向上のためにＦＰＣ基板の強度を補強するためには、絶縁基板や銅箔パターンの厚みを全面的に増すことが一般的であった。
【０００３】
なお、ＦＰＣ基板を備えたロードセルは、例えば下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】実公平６−４５８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＦＰＣ基板の強度を補強するために絶縁基板や銅箔パターンの厚みを増したのでは、それに伴って製造コストの上昇を招く。
【０００６】
また、ロードセルに用いられる各種ＦＰＣ基板の中には、起歪体の荷重変形に対応して高い可撓性が要求される領域が部分的に存在するものがある。例えば、同一面内で並設する歪みゲージ間ではＦＰＣ基板が空中に浮いた状態となっており、これにより、荷重に起因する起歪体の変形に応じてＦＰＣが伸縮するものがある。このようなタイプのＦＰＣ基板において、ＦＰＣ基板の強度を補強するために絶縁基板や銅箔パターンの厚みを全面的に増したのでは、歪みゲージ間の部位におけるＦＰＣ基板も可撓性が低下するため、その部位の拘束力が増してロードセルのクリープ特性に大きな影響を与えてしまう。このように、要求される可撓性がＦＰＣ基板の部位によって異なる場合には、絶縁基板や銅箔パターンの厚みを全面的に増すことは得策ではない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、コストの上昇を招くことなく、しかも、要求される可撓性がＦＰＣ基板の部位によって異なる場合であっても、所望の領域のみの強度を補強することが可能なＦＰＣ基板を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明に係るＦＰＣ基板は、歪みゲージ式ロードセルの起歪体表面に設けられた複数の歪み検出素子同士を接続するＦＰＣ基板であって、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成され、前記複数の歪み検出素子同士を接続するための配線用導体パターンと、前記絶縁基板上で前記配線用導体パターンが形成されていない領域に形成された、ベタ膜状の補強用パターンとを備える。
【０００９】
第２の発明に係るＦＰＣ基板は、第１の発明に係るＦＰＣ基板において特に、前記補強用パターンは、前記配線用導体パターンを形成する工程において、前記配線用導体パターンと電気的に分離されつつ併せて形成された導体パターンであることを特徴とする。
【００１０】
第３の発明に係るＦＰＣ基板は、第１の発明に係るＦＰＣ基板において特に、前記ＦＰＣ基板は、前記起歪体の荷重変形に対応して高い可撓性が要求される第１領域と、前記第１領域以外の第２領域とを有し、前記補強用パターンは、前記第２領域内のみに形成されていることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明に係るＦＰＣ基板は、第３の発明に係るＦＰＣ基板において特に、前記第１領域内における前記配線用導体パターンの線幅は、前記第２領域内における前記配線用導体パターンの線幅よりも狭いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明に係るＦＰＣ基板によれば、配線用導体パターンが形成されていない領域にベタ膜状の補強用パターンを形成することにより、ＦＰＣ基板の強度を補強することができる。従って、強度の補強のために絶縁基板や配線用導体パターンの厚みを増す必要がないため、コストの上昇を回避することができる。
【００１３】
第２の発明に係るＦＰＣ基板によれば、配線用導体パターンの形成工程において、エッチング用のマスクパターンを変更するだけで補強用パターンを併せて形成できるため、コストの上昇を回避することができる。
【００１４】
第３の発明に係るＦＰＣ基板によれば、起歪体の荷重変形に対応して高い可撓性が要求される第１領域には、補強用パターンが形成されていない。従って、第２領域においてＦＰＣ基板の強度の補強を実現しながら、第１領域における拘束力が増してロードセルのクリープ特性に影響を与えてしまうという事態を回避できる。
【００１５】
第４の発明に係るＦＰＣ基板によれば、第１領域内における配線用導体パターンの線幅は、第２領域内における配線用導体パターンの線幅よりも狭い。従って、第２領域においては線幅の太い配線用導体パターンによってＦＰＣ基板の強度を補強しつつ、第１領域においては線幅の細い導体パターンを採用することで、クリープ特性に与える影響を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態に係るロードセル１の構成を概略的に示す斜視図である。図１に示すように本実施の形態に係るロードセル１は、４個の歪み発生部３Ａ〜３Ｄが設けられた中空直方体状の起歪体２と、各歪み発生部３Ａ〜３Ｄに対応する箇所の起歪体２の表面（外面）にそれぞれ設けられた歪み検出素子（ストレインゲージ）４Ａ〜４Ｄとを備えて構成されている。但し、図１には歪み検出素子４Ａ，４Ｂは表れていない。なお、以降の説明において、歪み検出素子４Ａ〜４Ｄを総称して歪み検出素子４と称する。また、ロードセル１は、ホイートストンブリッジ回路を構成するように歪み検出素子４Ａ〜４Ｄを互いに接続するとともに、これらと外部回路とを接続するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板５を備えている。
【００１８】
図２は、本実施の形態に係るＦＰＣ基板５の構成を概略的に示す平面図である。図１，２に示すように、ＦＰＣ基板５は、歪み検出素子４Ａ〜４Ｄにそれぞれ接続される部分であるゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄと、ゲージ接続部分５Ａ，５Ｂを繋ぐ連結部分５Ｅと、ゲージ接続部分５Ｃ，５Ｄを繋ぐ連結部分５Ｆと、ゲージ接続部分５Ａ，５Ｃを繋ぐ連結部分５Ｇと、ゲージ接続部分５Ｃと外部回路とを繋ぐ連結部分５Ｈとを有している。ゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄ及び連結部分５Ｇは、接着等によって起歪体２の表面に固定される。また、図１を参照して、連結部分５Ｅ，５Ｆは、ある程度撓みながら空中に浮いた状態となることによって高い可撓性を有しており、荷重に起因する起歪体の変形に追随して伸縮自在である。つまり、ゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄ及び連結部分５Ｇは可撓性が要求されない領域であり、一方、連結部分５Ｅ，５Ｆは高い可撓性が要求される領域である。
【００１９】
図２を参照して、ＦＰＣ基板５は、ポリイミド等の絶縁基板９と、絶縁基板９の上面上に形成された配線用の導体パターン（以降「配線パターン」と称す）１１とを備えている。配線パターン１１は、歪み検出素子４Ａ〜４Ｄがホイートストンブリッジ回路を構成するように、図２中で太線で示すように所定の回路パターンに形成されている。配線パターン１１は、端子１０を介して各歪み検出素子４に接続される。また、ＦＰＣ基板５は、絶縁基板９の上面上で配線パターン１１が形成されていない領域に形成された、ベタ膜状の導体パターン（以降「ベタパターン」と称す）１２を備えている。ベタパターン１２は、ＦＰＣ基板５の強度を補強するためのものであり、配線パターン１１とは電気的に分離されている。図２に示すように、ベタパターン１２は、ゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄ内及び連結部分５Ｇ内には形成されているが、連結部分５Ｅ，５Ｆ内には形成されていない。従って、ゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄ及び連結部分５ＧにおいてＦＰＣ基板５の強度の補強を実現しながら、高い可撓性が要求される連結部分５Ｅ，５Ｆ内にはベタパターン１２を形成しないことにより、連結部分５Ｅ，５Ｆにおける拘束力が増してロードセル１のクリープ特性に影響を与えてしまうという事態を回避できる。
【００２０】
図３は、図２に示したラインＬ１−Ｌ１に沿った位置に関して、配線パターン１１及びベタパターン１２の形成方法を示す断面図である。まず、図３（Ａ）に示すように、絶縁基板９の上面上に、銅等の導電膜２０を全面的に形成する。次に、図３（Ｂ）に示すように、所定のエッチングマスクを用いて導電膜２０をエッチングすることにより、配線パターン１１及びベタパターン１２を形成する。このように、配線パターン１１を形成する工程において、エッチングマスクのパターンを変更するだけでベタパターン１２を併せて形成できるため、コストの上昇を回避することができる。
【００２１】
図４は、本実施の形態に係るＦＰＣ基板５の変形例を部分的に示す平面図である。図２に示したように配線パターン１１とベタパターン１２とを互いに分離して形成するのではなく、図４に示すように、配線パターン１１（図４における符号１１１〜１１３）自体をベタ膜状に形成しても良い。これによっても、コストの上昇を回避しつつＦＰＣ基板５の強度の補強を実現できる。
【００２２】
図５は、本実施の形態に係るＦＰＣ基板５の一部を抜き出して示す平面図である。図５に示した例では、ゲージ接続部分５Ｄ及び連結部分５Ｆに、３本の配線パターン１１１〜１１３が形成されている。そして、連結部分５Ｆ内における配線パターン１１１〜１１３の線幅Ｗ１１〜Ｗ１３は、ゲージ接続部分５Ｄ内における配線パターン１１１〜１１３の線幅Ｗ１〜Ｗ３よりも狭くなっている。図５にはゲージ接続部分５Ｄ及び連結部分５Ｆの例のみを示したが、他のゲージ接続部分５Ａ〜５Ｃ及び連結部分５Ｅに関しても同様である。これにより、ゲージ接続部分５Ａ〜５Ｄにおいては線幅の太い配線パターン１１によってＦＰＣ基板５の強度を補強しつつ、連結部分５Ｅ，５Ｆにおいては線幅の細い導体パターン１１を採用することで、クリープ特性に与える影響を回避できる。
【００２３】
このように本実施の形態に係るＦＰＣ基板５によれば、絶縁基板９の上面のうち配線パターン１１が形成されていない領域にベタパターン１２を形成するという手法によって、ＦＰＣ基板５の強度を補強することができる。従って、強度の補強のために絶縁基板９や配線パターン１１の厚みを増す必要がないため、コストの上昇を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係るロードセルの構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＦＰＣ基板の構成を概略的に示す平面図である。
【図３】配線パターン及びベタパターンの形成方法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＦＰＣ基板の変形例を部分的に示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るＦＰＣ基板の一部を抜き出して示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ロードセル
２  起歪体
４，４Ａ〜４Ｄ  歪み検出素子
５  ＦＰＣ基板
５Ａ〜５Ｄ  ゲージ接続部分
５Ｅ，５Ｆ  連結部分
１１  配線パターン
１２  ベタパターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008117884.tif 000006
【図５】
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