(57)【要約】【課題】高温高湿環境下で通電されても露出された配線や接続端子が剥離したり、導電粒子の析出によって陽極側接続端子と陰極側接続端子とが電気的に短絡したりすることのない構造の配線基材とそれを備えた電気機器とスイッチ装置を提供する。【解決手段】陽極配線１１および陰極配線１２は基板本体７の先端部７ａにおいて、接続端子９を構成する陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａにそれぞれ接続されている。複数の陽極端子１３ａは、互いに隣接して纏まって配置され、陽極端子群１３を構成している。また、複数の陰極端子１４ａは、互いに隣接して纏まって配置され、陰極端子群１４を構成している。陽極端子群１３と陰極端子群１４とは、陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの形成ピッチＰよりも広い間隔Ｗを開けて基板本体７上に形成されている。【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高分子樹脂からなる基材本体に配線が形成され、前記基材本体の少なくとも一部に、前記配線の陰極端子と陽極端子がそれぞれ少なくとも２つ以上露出状態で形成された配線基材であって、
複数の前記陰極端子どうしを隣接配置した陰極端子群と、複数の前記陽極端子どうしを隣接配置した陽極端子群とを形成し、前記陰極端子群と前記陽極端子群との間隔を、前記陰極端子どうしの形成ピッチまたは前記陽極端子どうしの形成ピッチよりも広く設定した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高分子樹脂からなる基材本体に陰極配線および陽極配線が形成され、前記基材本体の少なくとも一部に、１つの陰極配線に対して並列に接続された互いに隣接する複数の陰極端子群と、この陰極端子群に隣接する前記陽極配線の陽極端子とが露出状態で形成されたことを特徴とする配線基材。
【請求項３】
前記基材本体が、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フレキシブル基板またはリジッド基板であることを特徴とする請求項１または２に記載の配線基材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに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５】
請求項１〜４のいずれかに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、樹脂製の基板などの基材に配線が形成された配線基材であって、特に水分を有する環境下において長時間使用しても通電不良や断線といった現象を生じないようにした技術に関する。
【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】
このような背景において本発明者らは狭ピッチ構造の端子部を有する配線基板の研究開発を進めているが、狭ピッチ構造の配線基板試料を多数製造し、それらを耐環境試験装置に収容して温度６０℃、湿度９０％の雰囲気とし、直流電圧３．２Ｖを印加して数１００時間通電したまま放置する耐環境加速試験を行ったところ、２５０時間程度の試験時間では特に問題を生じないものの、２５０時間を越えて５００時間程度以上の耐環境加速試験を続行した結果、狭ピッチ構造とした配線基板の接続端子部分において、接続部分の接触抵抗が増加し始め、試料によっては接続不良を起こすものがあることを知見した。
【０００５】
この耐環境加速試験に供した配線基板試料は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の細長いフレキシブル配線基板にスクリーン印刷法により銀ペースト製の線状配線を複数塗布形成し、配線基板の端部に０．５ｍｍ程度の狭ピッチで接続端子を形成するとともに、接続端子以外の部分はレジスト材料を塗布して保護層を形成してなり、接続端子部分においては保護層を除去して銀製の接続端子と基板端部表面を露出させた構造のものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
先の耐環境加速試験結果に基づき、本発明者らが接続不良を起こした原因の分析を行った結果、接続端子部分において特に負極側の接続端子の下地となるＰＥＴ製の基板表面部分から接続端子が剥離し、接続端子が基板表面から浮き上がっていることを確認することができた。この剥離現象は以下に説明する原因によるものと理解できる。
【０００７】
高温高湿の耐環境加速試験雰囲気においては多量の水分が接続端子部の周囲に存在する。高温高湿環境下において多量の水分が存在し、しかも露出された接続端子部分に数Ｖ〜最大５Ｖ程度も長時間通電していると、端子部分周りの水を電気分解していることになり、接続端子部分の正極側では水素イオンが発生し、負極側では水酸基が発生する。従って負極側の接続端子周りは水酸基によってアルカリ性となり易く、これによってＰＥＴ製の基板表層部分が加水分解されて溶解する結果として、接続端子の下地となっている部分が接続端子とともに剥離してしまうものと考えられる。本発明者が耐環境加速試験中に配線基板試料の負極側接続端子部分の水分のＰＨテストを行ったところ、ＰＨ１３〜１４にもなっている試料が見られた。
【０００８】
ところで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、加水分解される可能性があると考えられ、この加水分解反応は、特にアルカリ環境下において高温で促進されるものと考えられる。また、ＰＥＴ製のフレキシブル基板に限らず、フェノール樹脂製の基板、あるいはポリイミド製の基板において、あるいは、その他に脱水縮合により製造される種々の基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る。
【０００９】
一方、接続端子部分はＡｇなどの導電粒子を含む導電体ペーストを使用しているため、高温高湿の雰囲気における電圧印加で陽極側接続端子の導電粒子がイオン化し、このイオン化した導電粒子が陰極側接続端子に移動して析出するという現象が生じることがあった。こうして、陽極側接続端子の導電粒子が陰極側接続端子に向けて移動して析出しつづけると、ついには陽極側接続端子と陰極側接続端子とが電気的に短絡した、いわゆるマイグレーション不良が発生する
【００１０】
本発明は上述の課題に鑑みてなされたもので、脱水縮合により製造される基材に配線やその接続端子が露出させて設けられた構造において、高温高湿環境下で通電されても露出された配線や接続端子が剥離したり、導電粒子の析出によって陽極側接続端子と陰極側接続端子とが電気的に短絡したりすることのない構造の配線基材とそれを備えた電気機器とスイッチ装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明においては、脱水縮合によって合成された高分子樹脂からなる基材本体に配線が形成され、前記基材本体の少なくとも一部に、前記配線の陰極端子と陽極端子がそれぞれ少なくとも２つ以上露出状態で形成された配線基材であって、複数の前記陰極端子どうしを隣接配置した陰極端子群と、複数の前記陽極端子どうしを隣接配置した陽極端子群とを形成し、前記陰極端子群と前記陽極端子群との間隔を、前記陰極端子どうしの形成ピッチまたは前記陽極端子どうしの形成ピッチよりも広く設定したことを特徴とする配線基材が提供される。
【００１２】
このような配線基材によれば、複数の陽極端子および複数の陰極端子をそれぞれ纏めて配置して陽極端子群および陰極端子群を構成し、これら陽極端子群と陰極端子群との間隔を陽極端子および陰極端子の形成ピッチよりも充分に広く開けることによって、陽極端子および陰極端子との間で導電粒子がイオン化して移動し、析出すること防止できる。従って、陽極端子および陰極端子との間でマイグレーション不良が発生するのを効果的に防止することが可能になる。
【００１３】
また、本発明においては、脱水縮合によって合成された高分子樹脂からなる基材本体に陰極配線および陽極配線が形成され、前記基材本体の少なくとも一部に、１つの陰極配線に対して並列に接続された互いに隣接する複数の陰極端子群と、この陰極端子群に隣接する前記陽極配線の陽極端子とが露出状態で形成されたことを特徴とする配線基材が提供される。
【００１４】
このような配線基材によれば、陰極配線に対して並列に接続された互いに隣接する複数の陰極端子群を形成することによって、陽極端子に隣接しない陰極端子は、多量の湿気の存在によっても電気分解が極めて起こり難いので、高温高湿下での長時間通電によって仮に陽極端子に隣接した陰極端子が基板本体から剥離してしまっても、この剥離した陰極端子とともに陰極配線に並列に接続された陰極端子は、基板本体に密着して陰極端子としての役割を果たすことができる。これにより、高温高湿環境下で長時間通電しても、配線基材の接続部分での通電不良の発生を防止することができる。
【００１５】
前記基材本体は、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フレキシブル基板またはリジッド基板であればよい。また、このよう配線基材を備えた電気機器またはスイッチ装置は、配線基材の接続部分での通電不良の発生を防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る第１実施形態の配線基板を備えたスイッチ装置の平面図、図３は同スイッチ装置における配線基板先端部分の要部断面図である。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。
【００１７】
図１は本発明の第１実施形態の配線基材を備えたスイッチ装置を示すもので、この実施形態のスイッチ装置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（可撓性の配線基材）２とを具備して構成されている。
【００１８】
こうしたスイッチ装置Ａは、図２に示す電気機器、例えば小型のビデオカメラ装置Ｂに搭載され、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とを構成している。第１のスイッチ部５は、例えばビデオカメラ装置Ｂのズーム調節スイッチであり、第２のスイッチ部２は、例えばフォーカスのマニュアルとオートとを切り替えるスイッチを成している。
【００１９】
再び図１を参照して、スイッチ本体部１には本体基板３が設けられ、この本体基板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、前記本体基板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細長いフレキシブルプリント基板２が設けられている。
【００２０】
図３に示すように、前記フレキシブルプリント基板２は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の細長い可撓性の基板本体（基材本体）７を有し、該基板本体７の表面部分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複数本の配線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・・・の端部に個々に接続された接続端子９・・・とを有している。更に、先の配線８・・・と接続端子９・・・の一部とそれらの周囲の基板本体７の表面を被覆してレジスト等の耐水性材料からなる保護層１０が形成されている。なお、基板本体（基材本体）７は、ポリエチレンテレフタレート以外にも、例えば、ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエチレンナフタレートなどで構成することも可能である。
【００２１】
前記複数の配線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、各配線８の先端部８ａにおいて、接続端子９が先の配線８・・・の上に所定の長さ乗り上げるように形成された基端部９ａを構成している。更に、前記配線８とその先端部８ａと該先端部８ａ上の接続端子９と該先端部８ａに近い部分の接続端子９の中央部９ｂと、それらの周囲部分の基板本体表面とを覆ってレジストからなる保護層１０が形成されている。従って、前記接続端子９の先端部９ｃ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。
【００２２】
前記基板本体７は、この実施形態では例えばＰＥＴフィルムからなるが、このＰＥＴとはテレフタル酸とエチレングリコールとを脱水重合して製造されたものである。また、基板本体７の構成材料はＰＥＴに限らず、ポリイミド、フェノール樹脂等のように脱水重合して製造された樹脂からなるものでも良い。前記配線８は、銀、金、銅、白金あるいはこれらの合金などの良電気伝導性の金属材料からなるが、これらの中でもスクリーン印刷法により基板本体７上に容易に印刷形成可能な銀ペーストまたは銀合金ペーストからなるものが好適に利用される。
【００２３】
図４は、基板本体の先端部付近を示す拡大斜視図である。配線８・・・は、複数の陽極配線１１および複数の陰極配線１２とから構成されている。これら陽極配線１１および陰極配線１２は基板本体７の先端部７ａにおいて、接続端子９を構成する陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａにそれぞれ接続されている。複数の陽極端子１３ａは、互いに隣接して纏まって配置され、陽極端子群１３を構成している。また、複数の陰極端子１４ａは、互いに隣接して纏まって配置され、陰極端子群１４を構成している。
【００２４】
図４から明らかなように、陽極端子群１３と陰極端子群１４とは、陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの形成ピッチＰよりも広い間隔Ｗを開けて基板本体７上に形成されている。例えば、陽極端子群１３と陰極端子群１４との間隔Ｗは、形成ピッチＰの２倍の幅に設定されていればよい。
【００２５】
例えば、陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの幅Ｔは、０．３５ｍｍ、陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの形成ピッチＰは、０．５ｍｍに設定されればよい。そして、陽極端子群１３と陰極端子群１４との間隔Ｗは、例えば陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの形成ピッチＰの２本分の１．０ｍｍに設定されればよい。
【００２６】
基板本体７は、高耐久性などの目的を果たすために例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されているが、夏場の屋外など高温高湿の環境下では、陽極端子に陰極端子が接近して隣接していると陰極端子の周りの多量の湿気によって電気分解が発生し、電気分解によって生じた水酸基によってアルカリ性となり易い。陰極端子の周りアルカリ性になると、ＰＥＴ製の基板本体７が加水分解されて溶解する結果として、陰極端子が基板本体７から剥離してしまう可能性がある。
【００２７】
しかしながら、本実施形態の如く、複数の陽極端子１３ａおよび複数の陰極端子１４ａをそれぞれ纏めて配置して陽極端子群１３および陰極端子群１４を構成し、これら陽極端子群１３と陰極端子群１４との間隔Ｗを陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの形成ピッチＰよりも充分に広く開けることによって、多量の湿気の存在によっても電気分解が極めて起こり難い。これにより、高温高湿環境下で長時間通電しても、フレキシブルプリント基板（配線基材）２の接続部分での通電不良の発生を防止することができる。
【００２８】
一方、接続端子９は、導電性を高めるため、Ａｇなどの導電粒子を含む導電体ペーストを使用しているが、陽極端子と陰極端子とを狭い幅で隣接配置していると、夏場の屋外など高温高湿の環境下では、電圧を印加すると陽極端子のＡｇがイオン化してＡｇ＋  となり、このＡｇ＋  が陰極端子に移動して析出しつづけ、陽極端子と陰極端子とが析出したＡｇで繋がってショートしてしまう、いわゆるマイグレーション不良が発生する懸念がある。
【００２９】
しかし、本発明の配線基材であるフレキシブルプリント基板２は、複数の陽極端子１３ａおよび複数の陰極端子１４ａをそれぞれ纏めて配置して陽極端子群１３および陰極端子群１４を構成し、これら陽極端子群１３と陰極端子群１４との間隔Ｗを陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａの形成ピッチＰよりも充分に広く開けることによって、陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａとの間でＡｇなどの導電粒子が析出することは防止される。従って、陽極端子１３ａおよび陰極端子１４ａとの間でマイグレーション不良が発生するのを効果的に防止することが可能になる。
【００３０】
次に本発明の第２実施形態を図５を交えて説明する。図５は第２実施形態の配線基材の先端部分を示す拡大斜視図である。なお、配線基材の先端部分以外は第１の実施形態と同様であり、同一の符号を記す。第２実施形態におけるフレキシブルプリント基板（配線基材）４０の配線８・・・は、複数の陽極配線４１および複数の陰極配線４２とから構成されている。それぞれの陰極配線４２は電気的に並列に分岐して、例えば３本の陰極配線４２ａを成す。
【００３１】
陽極配線１１は、基板本体７の先端部７ａにおいて、接続端子４３を構成する陽極端子４４に接続されている。また、並列に分岐した陰極配線４２ａは基板本体７の先端部７ａにおいて、接続端子４３を構成する陰極端子４５にそれぞれ接続されている。電気的に並列な複数の陰極端子４５は、互いに隣接して纏まって配置され、陰極端子群４６を構成している。
【００３２】
陰極端子群４６を構成する複数の陰極端子４５のうち陽極端子４４に隣接するものは、ダミー陰極端子４５ａを成し、このダミー陰極端子４５ａに両側を挟まれた陰極端子４５は、主陰極端子４５ｂを構成する。
【００３３】
基板本体７は、高耐久性などの目的を果たすために例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で形成されているが、夏場の屋外など高温高湿の環境下では、陽極端子４４に隣接するダミー陰極端子４５ａの周りは多量の湿気の電気分解によって水酸基が生じ、この水酸基によってアルカリ性となり易い。陽極端子４４に隣接するダミー陰極端子４５ａの周りがアルカリ性になると、ＰＥＴ製の基板本体７が加水分解されて溶解する結果として、陽極端子４４に隣接するダミー陰極端子４５ａが基板本体７から剥離してしまう可能性がある。
【００３４】
しかしながら、両側をダミー陰極端子４５ａに挟まれて陽極端子４４に隣接することのない主陰極端子４５ｂは、多量の湿気の存在によっても電気分解が極めて起こり難いので、高温高湿下での長時間通電によって仮にダミー陰極端子４５ａが基板本体７から剥離してしまっても、ダミー陰極端子４５ａとともに陰極配線４２ａに並列に接続された主陰極端子４５ｂは、基板本体７に密着して陰極端子としての役割を果たすことができる。これにより、高温高湿環境下で長時間通電しても、フレキシブルプリント基板（配線基材）４０の接続部分での通電不良の発生を防止することができる。
【００３５】
なお、先の実施形態では配線８の全てをレジストなどの耐水性材料からなる保護層１０で覆った構造としたが、配線８を保護層１０で覆っていない構造を採用することもできる。また、本発明を適用できるのは可撓性配線基板（フレキシブル配線基板）に限らず、脱水重合によって製造されるリジッドな厚い基板にも適用可能であり、あるいは、板状ではない他の形状であって、配線が施される基材一般に広く適用できるのは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の配線基材によれば、複数の陽極端子および複数の陰極端子をそれぞれ纏めて配置して陽極端子群および陰極端子群を構成し、これら陽極端子群と陰極端子群との間隔を陽極端子および陰極端子の形成ピッチよりも充分に広く開けることによって、陽極端子および陰極端子との間で導電粒子がイオン化して移動し、析出すること防止できる。従って、陽極端子および陰極端子との間でマイグレーション不良が発生するのを効果的に防止することが可能になる。
【００３７】
また、本発明の配線基材によれば、陰極配線に対して並列に接続された互いに隣接する複数の陰極端子群を形成することによって、陽極端子に隣接しない陰極端子は、多量の湿気の存在によっても電気分解が極めて起こり難いので、高温高湿下での長時間通電によって仮に陽極端子に隣接した陰極端子が基板本体から剥離してしまっても、この剥離した陰極端子とともに陰極配線に並列に接続された陰極端子は、基板本体に密着して陰極端子としての役割を果たすことができる。これにより、高温高湿環境下で長時間通電しても、配線基材の接続部分での通電不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、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の平面図である。
【図２】図２は、先の配線基材を備えた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３】図３は、先の配線基材の要部断面図である。
【図４】図４は、先の配線基材の先端部分の要部拡大斜視図である。
【図５】図５は、本発明の配線基材の第２実施形態を示す拡大斜視図である。
【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  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
１１  陽極配線
１２  陰極配線
１３  陽極端子群
１３ａ  陽極端子
１４  陰極端子群
１４ａ  陰極端子
【図１】
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【図２】
2004311772.tif 000004
【図３】
2004311772.tif 000005
【図４】
2004311772.tif 000006
【図５】
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