(57)【要約】【課題】高温高湿の環境下で通電した場合においても、基材本体から配線や接続端子が剥離することのない配線基材およびそれを備えた電気機器並びにスイッチ装置を提供する。【解決手段】本発明の配線基材は、ＰＥＴからなる基板本体７上に複数の配線が形成され、これらの配線各々に接続端子の基端部が露出状態で形成され、この基板本体７上でありかつ接続端子の先端部９ｂ、９ｂの間には、加水分解し難い高分子樹脂からなる被覆膜１１が形成されていることを特徴とする。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなる基材本体上に複数の配線が形成され、この基材本体上の少なくとも一部に前記複数の配線各々の接続端子が露出状態で形成され、少なくとも前記基材本体上かつ前記複数の接続端子の間には、第２の高分子樹脂からなる被覆膜が形成されてなることを特徴とする配線基材。
【請求項２】
脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなる基材本体上に複数の配線が形成され、この基材本体上の少なくとも一部に前記複数の配線各々の接続端子が露出状態で形成され、これらの接続端子は、外部と電気的に接触する領域を除き、第２の高分子樹脂からなる被覆膜にて被覆されてなることを特徴とする配線基材。
【請求項３】
前記第１の高分子樹脂は、可撓性を有する高分子樹脂からなることを特徴とする請求項１または２記載の配線基材。
【請求項４】
前記可撓性を有する高分子樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエチレンナフタレートのいずれかからなることを特徴とする請求項３記載の配線基材。
【請求項５】
前記第２の高分子樹脂は、付加重合型の高分子樹脂からなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項記載の配線基材。
【請求項６】
前記付加重合型の高分子樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光・電子線硬化性樹脂のいずれかからなることを特徴とする請求項５記載の配線基材。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の配線基材を備えたことを特徴とする電気機器。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項記載の配線基材を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接続端子が露出している配線基材を湿度の高い環境下で長時間通電した場合においても、配線や接続端子が下地である基材本体から剥離する虞のない配線基材およびそれを備えた電気機器並びにスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の小型化、軽量化に合わせて電子機器に搭載されている各種プリント配線基板あるいはフレキシブルプリント配線基板も小型化、軽量化が進められている。これらの配線基板が小型化されるに伴い、配線基板の端子部分の小型化も進められており、端子部配線ピッチ０．５ｍｍ程度の狭ピッチのものも使用されてきている。このような背景から従来、接続端子の高密度化を目的として、端子ピッチ間隔をずらして高密度化した構造の提案などがなされている。（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３１５４号公報
【０００４】
従来のプリント配線基板の例として、メンブレンスイッチ等に用いられるフィルムプリント配線板がある。
このフィルムプリント配線板は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の可撓性を有する高分子樹脂からなる帯状の基材本体上に、複数の金属導電体からなる配線が互いに平行に形成され、これらの配線それぞれの一端部には接続端子が形成されている。そして、これらの配線は耐湿性の高い有機高分子樹脂で覆われるとともに、これらの配線各々の一端部に形成されている接続端子及びその下の基材本体は露出状態とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のフィルムプリント配線板では、接続端子及びその下の基材本体が露出状態とされているので、例えば、６５℃、９０％等の高温高湿の環境下で接続端子間に電圧が印加された場合、負極側の接続端子付近の基材本体が環境中の水分により加水分解して劣化するために、接続端子が基材本体の表面から剥離し、浮き上がってしまうという問題点があった。
【０００６】
この現象は、以下に説明する原因によるものと考えられる。
高温高湿の環境下においては、接続端子の周囲に多量の水分が存在するので、露出された接続端子間に数Ｖ程度の電圧を長時間印加した場合、この電圧により接続端子の周辺部分の水分が電気分解され、正極側の接続端子付近では水素イオンが、負極側の接続端子付近では水酸基が発生することとなる。したがって、負極側の接続端子付近の水分は、発生する水酸基によってアルカリ性となり、このアルカリ性の水分により接続端子の下地となっているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基材本体の表面部分が加水分解されて水分中に溶出し、その結果、接続端子が基材本体の表面から浮き上がって剥離してしまうことになる。
【０００７】
このポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は、一般に、テレフタル酸とエチレングリコールを脱水縮合することにより製造されているので、水分の存在下では加水分解され易く、この加水分解反応は、特にアルカリ性の環境下で、しかも高温で促進されると考えられている。
また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に限らず、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエチレンナフタレート等の脱水縮合により製造される高分子樹脂を用いた種々の配線板においても、高温高湿の環境下において同様な現象が起こるものと考えられている。
【０００８】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子樹脂からなる基材本体上に形成された配線の接続端子に、高温高湿の環境下で通電した場合においても、基材本体から配線や接続端子が剥離することがなく、接続不良を生じる虞のない配線基材およびそれを備えた電気機器並びにスイッチ装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために次の様な配線基材およびそれを備えた電気機器並びにスイッチ装置を採用した。
すなわち、本発明の配線基材は、脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなる基材本体上に複数の配線が形成され、この基材本体上の少なくとも一部に前記複数の配線各々の接続端子が露出状態で形成され、少なくとも前記基材本体上かつ前記複数の接続端子の間には、第２の高分子樹脂からなる被覆膜が形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
この配線基材では、脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなる基材本体上かつ前記複数の接続端子の間に、第２の高分子樹脂からなる被覆膜を形成したことにより、この基材本体と接続端子との界面が封止され、この界面に外部の水分が触れる虞が無くなる。
このように、第２の高分子樹脂からなる被覆膜で基材本体と接続端子との界面を保護することで、外部環境中の水分との接触を阻止することが可能になり、高温高湿の環境下にて接続端子間に通電した場合においても、基材本体の表面部分が加水分解される虞はなくなる。よって、高温高湿の環境下において長時間通電された場合であっても、接続端子は基材本体から剥離されたり分離されることがない。
【００１１】
本発明の配線基材は、上記の目的を達成するために、脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなる基材本体上に複数の配線が形成され、この基材本体上の少なくとも一部に前記複数の配線各々の接続端子が露出状態で形成され、これらの接続端子は、外部と電気的に接触する領域を除き、第２の高分子樹脂からなる被覆膜にて被覆されてなることを特徴とする。
【００１２】
この配線基材では、接続端子の外部と電気的に接触する領域を除く部分を、第２の高分子樹脂からなる被覆膜にて被覆したことにより、この基材本体と接続端子との界面が封止され、この界面に外部の水分が触れる虞が無くなる。
このように、第２の高分子樹脂からなる被覆膜で、基材本体及び接続端子の外部と電気的に接触する領域を除く部分を保護することで、基材本体及び接続端子と外部環境中の水分との接触を阻止することが可能になり、高温高湿の環境下にて接続端子間に通電した場合においても、基材本体の表面部分が加水分解される虞はなくなる。よって、高温高湿の環境下において長時間通電された場合であっても、接続端子は基材本体から剥離されたり分離されることがない。
【００１３】
本発明の配線基材では、前記第１の高分子樹脂は、可撓性を有する高分子樹脂からなることが好ましく、この可撓性を有する高分子樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエチレンナフタレートのいずれかからなることが好ましい。
【００１４】
これらの高分子樹脂、特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエチレンナフタレートは、製造時に脱水反応を伴って製造されるので、高温高湿の環境下における通電により負極側において加水分解反応が生じる可能性があり、本発明の適用に有効となる。
【００１５】
本発明の配線基材では、前記第２の高分子樹脂は、付加重合型の高分子樹脂からなることが好ましく、この付加重合型の高分子樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光・電子線硬化性樹脂のいずれかからなることが好ましい。
【００１６】
この付加重合型の高分子樹脂、特に、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光・電子線硬化性樹脂は、耐水性に優れているので、基材本体及び接続端子と外部環境中の水分との接触を阻止する性能が優れたものとなり、高温高湿の環境下にて接続端子間に通電した場合においても、基材本体の表面部分が加水分解される虞が無い。よって、高温高湿の環境下において長時間通電された場合であっても、接続端子は基材本体から剥離されたり分離される虞がない。
【００１７】
本発明の電気機器は、本発明の配線基材を備えたことを特徴とする。
本発明のスイッチ装置は、本発明の配線基材を備えたことを特徴とする。
これらの電気機器やスイッチ装置では、本発明の配線基材を備えたことで、高温高湿の環境下で通電使用した場合においても、配線や接続端子が基材本体から剥離や分離する虞がなくなり、接続部分の接続不良を生じさせない電気機器やスイッチ装置を提供することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の配線基材およびそれを備えた電気機器並びにスイッチ装置の各実施形態について図面に基づき説明する。
「第１の実施形態」
図１は本実施形態の配線基材を備えたスイッチ装置を示す平面図、図２は同スイッチ装置におけるフレキシブルプリント基板（配線基材）の先端部分を示す平面図、図３は同フレキシブルプリント基板の先端部分をす縦断面図、図４は同フレキシブルプリント基板の先端部分を示す横断面図である。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などを適宜異ならせて表示してある。また、本発明が以下の実施形態に限定されるものではないのは勿論である。
【００１９】
このスイッチ装置Ａは、スイッチ本体部１と該スイッチ本体部１に接続されたフレキシブルプリント基板（配線基材）２とを具備して構成されている。
スイッチ本体部１には基板本体３が設けられ、この基板本体３にはスライド式の第１のスイッチ部５と第２のスイッチ部６とが設けられ、前記基板本体３の裏面側にはそれらのスイッチ部５、６のスイッチ回線に接続される帯状の可撓性を有するフレキシブルプリント基板２が設けられている。
このフレキシブルプリント基板２は、例えば、図５に示すデジタルカメラ等の電気機器Ｂの内部電気回路にスイッチ部５、６を接続するために、電気機器Ｂの外面の一部に設けられたものである。
【００２０】
前記フレキシブルプリント基板２は、帯状の可撓性の基板本体（基材本体）７上に、スクリーン印刷法などの印刷法により塗布形成された導電性材料からなる複数本の配線８、８、…と、基板本体７の幅が狭められた先端部７ａに形成されてこれらの配線８、８、…の端部に個々に接続された導電性材料からなる接続端子９、９、…と、これらの配線８、８、…及び接続端子９、９、…との接続部を覆うレジストからなる保護層１０と、露出状態とされた接続端子９、９、…それぞれの間に形成された被覆膜１１とを有している。
【００２１】
基板本体７は、脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなるフィルム状のもので、この第１の高分子樹脂は、可撓性を有する高分子樹脂、例えば、テレフタル酸とエチレングリコールとを脱水重合してなるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエチレンナフタレートのいずれかにより構成されている。
【００２２】
配線８は、基板本体７の先端部７ａ近くの部分までほぼ等間隔で平行にスクリーン印刷法などの塗布法により形成された導電性材料からなるもので、この導電性材料としては、銀、金、銅、白金あるいはこれらの合金などの金属材料が好適に用いられる。これらの金属材料の中でも、スクリーン印刷法により基板本体７上に容易に印刷可能な銀ペーストまたは銀合金ペーストが好適に用いられる。
【００２３】
接続端子９は、その基端部９ａが配線８の先端部８ａに個々に接続して乗り上がるように形成された帯状のもので、スクリーン印刷法などの印刷法により形成されている。この接続端子９は、配線８と同様に導電性材料からなるもので、前記配線８を構成する材料と同様に広く一般に使用されている端子用の導電性材料により構成されることが一般的であるが、外部の端子と接触することから、耐摩耗性、耐食性、耐マイグレーション性に優れ、しかも接触抵抗の低い導電性材料が好ましい。
【００２４】
マイグレーションとは、銀などの導電性材料の配線を狭ピッチで形成した場合に、隣接する配線間に銀イオンの溶出等により銀の結晶が成長し、隣接する配線をショートさせる現象で、このような結晶成長が起こりにくい材料、例えば、白金、パラジウム等の貴金属あるいはその合金等を選択することが好ましい。
【００２５】
この接続端子９の基端部９ａと前記配線８とを含みかつ先端部７ａを除く基板本体７の表面を保護層１０が覆っている。したがって、この接続端子９の先端部９ｂの部分は、前記基板本体７の先端部７ａの表面側に露出される様になっている。
被覆膜１１は、この基板本体７の先端部７ａ上かつ露出状態とされている接続端子９の先端部９ｂのそれぞれの間に形成され、水分の存在下においても加水分解し難い材料である第２の高分子樹脂、例えば、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂等の付加重合型の高分子樹脂が好適に用いられる。この付加重合型の高分子樹脂としては、パターン精度や作業性等を考慮すると、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光・電子線硬化性樹脂のいずれかのタイプが好適である。
【００２６】
本実施形態においては、基板本体７の先端部７ａ上かつ露出状態とされている複数の接続端子９の先端部９ｂのそれぞれの間に被覆膜１１を形成したので、複数の接続端子９、９、…それぞれの先端部９ｂとその周囲に水分が存在した状態で接続端子９、９、…に通電した場合に、この水分が電気分解されることにより水酸基を生じて仮に強いアルカリ環境下になったとしても、被覆膜１１が基板本体７の先端部７ａの表面及び接続端子９の先端部９ｂを保護し、基板本体７の先端部７ａが分解されたり溶解される虞が無くなる。これにより、接続端子９、９、…が基板本体７から分離したり剥離することがない。
【００２７】
したがって、スイッチ装置Ａや電気機器Ｂに本実施形態のフレキシブルプリント基板２を備えれば、高温高湿の環境下で長時間通電した場合であっても、接続端子９、９、…の基板本体７からの剥離や分離が生じる虞が無く、配線の接続部分の接続不良が生じない。
【００２８】
図６は本実施形態のフレキシブルプリント基板（配線基材）の変形例を示す平面図であり、このフレキシブルプリント基板２１が、上述したフレキシブルプリント基板２と異なる点は、接続端子９の先端部９ｂを取り囲む様に被覆膜２２を形成した点である。
このフレキシブルプリント基板２１においても、フレキシブルプリント基板２と同様の作用・効果を奏することができる。
しかも、基板本体７の表面上かつ接続端子９の先端部９ｂの周囲を被覆膜２２で覆ったので、上記の被覆膜１１と比べて基板本体７の先端部７ａが分解されたり溶解される虞が極めて少なくなる。
【００２９】
「第２の実施形態」
図７は本実施形態のフレキシブルプリント基板（配線基材）を示す平面図、図８は同フレキシブルプリント基板の先端部分を示す縦断面図であり、本実施形態のフレキシブルプリント基板３１が、第１の実施形態のフレキシブルプリント基板２と異なる点は、接続端子９の先端部９ｂの表面を含む基板本体７の表面が被覆膜３２にて被覆され、この被覆膜３２には外部のコネクタ端子３３と電気的に接触する領域９ｃが露出するように開口３４が形成されている点であり、それ以外の点については、第１の実施形態のフレキシブルプリント基板２と全く同様である。
【００３０】
本実施形態のフレキシブルプリント基板２１においても、第１の実施形態と同様に、複数の接続端子９、９、…それぞれの先端部９ｂとその周囲に水分が存在した状態で接続端子９、９、…に通電した場合においても、基板本体７の先端部７ａが分解されたり溶解される虞が無くなる。これにより、接続端子９、９、…が基板本体７から分離したり剥離することがない。
【００３１】
しかも、接続端子９及び基板本体７は、外部のコネクタ端子３３と電気的に接触する領域９ｃを除き被覆膜３２にて被覆されているので、水分が接続端子９と基板本体７の先端部７ａとの界面に侵入し付着するのを防止することができ、接続端子９、９、…の基板本体７からの分離や剥離をさらに防止することができる。
【００３２】
【実施例】
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の厚さ０．０７ｍｍのフレキシブル基板を用い、このフレキシブル基板上にスクリーン印刷法により銀ペーストを塗布して１５０℃に加熱し、厚さ１０μｍ、幅０．３５ｍｍの複数の配線を焼成し、フレキシブル基板端部に位置する各配線の先端部側に、厚さ１０μｍのエポキシ樹脂層を形成し、その上にＰｄからなる長さ４ｍｍ、厚さ０．０１ｍｍの接続端子を先の配線に接続するように０．５ｍｍピッチで形成してなる構成のフレキシブルプリント基板を複数作製した。
【００３３】
次いで、これらフレキシブルプリント基板の基板本体の先端部上かつ露出状態とされている接続端子の先端部のそれぞれの間に、液状のエポキシ樹脂を流し込み、１２０℃にて１２０分間加熱し硬化することにより、被覆膜を形成した。ここでは、被覆膜の厚みを、１〜５μｍ、６〜１０μｍ、１１〜１５μｍ、１６〜２０μｍの４とおりとし、実施例１〜４とした。また、被覆膜を形成していないものも作製し、比較例とした。
【００３４】
これら実施例１〜４及び比較例それぞれに対して、耐食性、導電性（コネクタとの接触安定性）の評価を行った。
耐食性は、高温・高湿の条件下、例えば、６０℃、９０〜９５％ＲＨでの導通抵抗値が時間の経過により変化することで評価した。
導電性は、フレキシブルプリント基板をコネクタに挿入し、フレキシブルプリント基板とコネクタとの間の導通抵抗値を測定することで評価した。
実施例１〜４及び比較例それぞれの評価結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１によれば、耐食性については、被覆膜の厚みが６μｍ以上（実施例２〜４）で優れており、厚みが１〜５μｍ（実施例１）では若干低下するものの実用上問題の無いレベルであった。一方、比較例のものは耐食性に劣ったものであった。
また、導電性については、被覆膜の厚みが１０μｍ以下（実施例１、２及び比較例）で優れており、厚みが１１〜１５μｍ（実施例３）では導電性が低下しているものの実用上問題の無いレベルであった。また、実施例４のものは導電性が低下しており、実用上問題が生じる虞のあるレベルであった。
以上により、耐食性及び導電性の双方に優れた被覆膜の厚みは６〜１０μｍであり、これに次ぐ被覆膜の厚みは１〜５μｍ及び１１〜１５μｍであった。
【００３７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の配線基材によれば、脱水縮合によって合成された第１の高分子樹脂からなる基材本体上かつ前記複数の接続端子の間に、第２の高分子樹脂からなる被覆膜を形成したので、この基材本体と接続端子との界面を封止することができ、この界面に外部の水分が触れる虞も無くなる。
したがって、高温高湿の環境下において長時間通電された場合であっても、接続端子が基材本体から剥離されたり分離される虞がない。
【００３８】
本発明の配線基材によれば、接続端子の外部と電気的に接触する領域を除く部分を、第２の高分子樹脂からなる被覆膜にて被覆したので、この基材本体と接続端子との界面を封止することができ、この界面に外部の水分が触れる虞も無くなる。
したがって、高温高湿の環境下において長時間通電された場合であっても、接続端子が基材本体から剥離されたり分離される虞がない。
【００３９】
本発明の電気機器またはスイッチ装置は、本発明の配線基材を備えたので、高温高湿の環境下で通電使用した場合においても、配線や接続端子が基材本体から剥離や分離するのを防止することができ、その結果、接続部分の接続不良を生じさせない電気機器やスイッチ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の配線基材を備えたスイッチ装置を示す平面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態のスイッチ装置におけるフレキシブルプリント基板の先端部分を示す平面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態のスイッチ装置におけるフレキシブルプリント基板の先端部分を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のスイッチ装置におけるフレキシブルプリント基板の先端部分を示す横断面図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態のスイッチ装置が設けられる電気機器の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態のスイッチ装置におけるフレキシブルプリント基板の先端部分の変形例を示す平面図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態のフレキシブルプリント基板の先端部分を示す平面図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態のフレキシブルプリント基板の先端部分を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ…スイッチ装置、Ｂ…電気機器、１…スイッチ本体部、２、２１、３１…フレキシブルプリント基板（配線基材）、７…基板本体（基材本体）、８…配線、９…接続端子、９ａ…基端部、９ｃ…電気的に接触する領域、１０…保護層、１１、２２、３２…被覆膜、３３…コネクタ端子、３４…開口。
【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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【図８】
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