(57)【要約】【課題】スライド機能を有する携帯電話等において、繰り返しスライド操作を行なってもフレキシブル回路基板の断線が起きにくいスライド式電子機器を提供する。【解決手段】第１基板及び第２基板と、前記両基板をＵ字形状で接続するフレキシブル回路基板とを有するスライド型電子機器において、スライド移動に伴って接触するフレキシブル回路基板と前記第１基板及び第２基板の一方若しくは両方の基板との接触面の一定試験条件下での動摩擦試験の値を０．８以下としたスライド型電子機器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板及び第２基板と、前記両基板を電気的に接続するフレキシブル回路基板とを有し、
前記第１基板及び第２基板はスライド可能に対向して設けられており、
前記フレキシブル回路基板は両基板間でＵ字形状の屈曲部を形成すると共に、前記第１基板及び第２基板のスライド移動に伴って少なくともその表面の一部が第１基板及び第２基板の表面と接触するスライド型電子機器において、
前記フレキシブル回路基板と前記第１基板及び第２基板の一方若しくは両方の基板との接触面の動摩擦係数が、荷重１００ｇ、往復移動距離１６０ｍｍ、及び１５回／分での試験条件下、２０時間経過後の動摩擦試験での値が０．８以下であることを特徴とするスライド型電子機器。
【請求項２】
フレキシブル回路基板の表面がポリイミドからなり、かつ、フレキシブル回路基板と接触する第１基板及び第２基板の少なくとも一方の接触面の材質が樹脂材料である請求項１記載のスライド型電子機器。
【請求項３】
フレキシブル回路基板と第１基板との間、及び、フレキシブル回路基板と第２基板との間における接触面の動摩擦試験後の動摩擦係数がいずれも０．８以下である請求項１又は２に記載のスライド型電子機器。
【請求項４】
Ｕ字形状の屈曲部を形成する曲率半径が０．５〜５ｍｍの範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載のスライド型電子機器。
【請求項５】
フレキシブル回路基板が、ポリイミド基材層、導体回路、及びカバーレイフィルムからなり、ポリイミド基材層の厚さが７〜２５μｍ、導体回路の厚さが５〜１２μｍである請求項１〜４のいずれかに記載のスライド型電子機器。
【請求項６】
カバーレイフィルムが７〜１５μｍの範囲のポリイミド層と１０〜３０μｍの範囲の接着層とからなる請求項１〜５のいずれかに記載のスライド型電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル回路基板を用いたスライド構造を有する電子機器に関し、さらに詳しくは、例えば携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のように、狭ギャップでのスライドに適したフレキシブル回路基板を用いたスライド型電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡのような携帯電子機器は、益々小型化、軽量化しており、形態も多様化している。その代表的な小型携帯電子機器の形式として、スライド構造を備えた携帯電子機器が知られている。
【０００３】
一方、小型電子機器においてはフレキシブル回路基板が広く用いられており、スライド構造を備えた電子機器においても、優れた耐折特性を有し、狭いスペースに適用可能なことから同様にフレキシブル回路基板が用いられている。このようなスライド構造を備えた電子機器は、図１に示すように、それぞれ筐体内に内蔵された２つの回路基板同士がＵ字状の屈曲部を形成するフレキシブル回路基板で接続されている。
【０００４】
しかし、２つの筐体内の回路基板間の隙間がより狭くなってきたり、フレキシブル回路基板の厚みが薄くなると、繰り返しのスライドにより、フレキシブル回路基板と（回路）基板との表面とが繰り返し接触することで、フレキシブル回路基板が衝撃や変形を受け、その内部の回路が断線するという問題が生じてくる。
【０００５】
このような問題に対して、特許文献１には、Ｕ字状の屈曲部を形成するフレキシブル回路基板の形状に、傾斜配線領域を持たせた例が示されている。しかし、この例によると配線を傾斜させる分、フレキシブル回路基板の形状が制約を受け、また、これを収容する際に多くのスペースが必要となるという欠点がある。
【０００６】
また、特許文献２には、スライド式電子機器において、屈曲部の曲率半径の変化による金属疲労を抑えるために、フレキシブルリードシートが接続されたコネクターと同じ高さとなるようにガイド面を設けることが提案されている。更に、特許文献３には、フレキシブルリードシートと接触する高周波回路を内蔵するシールドシャーシ表面に樹脂層を形成することでアンテナ特性の劣化を防止しようとすることが試みられている。
【０００７】
その他、特許文献４には、Ｕ字屈曲を形成するフレキシブルフラットケーブルの筐体の対向面にフレキシブルフラットケーブルを隙間側に押し上げる段差を設け、これによりフレキシブルフラットケーブルが対向面に接触する際に生じる摩擦による変形を抑制することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−８６６８９号公報
【特許文献２】特開２００６−１１５１４４号公報
【特許文献３】特開２００６−１１５０４８号公報
【特許文献４】ＷＯ２０１０／０２１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献２や４の技術も、断線防止という観点からは実用的価値を与えるものであるが、より簡易的な手法で同様の効果が得られれば、更にすぐれた工業的価値を創出することができる。なお、特許文献３の技術は、アンテナ特性の劣化防止を技術課題とするもので、断線防止を技術課題とするものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は、繰り返しのスライドに起因する断線の防止という課題に対して鋭意検討したところ、フレキシブル回路基板と接触する基板の特性に着目することで、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を解決するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、第１基板及び第２基板と、前記両基板を電気的に接続するフレキシブル回路基板とを有し、
前記第１基板及び第２基板はスライド可能に対向して設けられており、
前記フレキシブル回路基板は両基板間でＵ字形状の屈曲部を形成すると共に、前記第１基板及び第２基板のスライド移動に伴って少なくともその表面の一部が第１基板及び第２基板の表面と接触するスライド型電子機器において、
前記フレキシブル回路基板と前記第１基板及び第２基板の一方若しくは両方の基板との接触面の動摩擦係数が、荷重１００ｇ、往復移動距離１６０ｍｍ、及び１５回／分での試験条件下、２０時間経過後の動摩擦試験での値が０．８以下であるスライド型電子機器である。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様としては、フレキシブル回路基板の表面がポリイミドからなり、かつ、フレキシブル回路基板と接触する第１基板及び第２基板の少なくとも一方の接触面の材質が樹脂材料の場合である。また、フレキシブル回路基板と第１基板との間、及び、フレキシブル回路基板と第２基板との間における接触面の動摩擦試験後の動摩擦係数がいずれも０．８以下であるのがよい。また、好適には、Ｕ字形状の屈曲部を形成する曲率半径が０．５〜５ｍｍの範囲にある場合である。更に、フレキシブル回路基板が、ポリイミド基材層、導体回路、及びカバーレイフィルムからなり、ポリイミド基材層の厚さが７〜２５μｍ、導体回路の厚さが５〜１２μｍであるのがよい。更にまた、カバーレイフィルムが７〜１５μｍの範囲のポリイミド層と１０〜３０μｍの範囲の接着層とからなるのがよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のスライド型電子機器によれば、繰り返しのスライドに伴いフレキシブル回路基板と他の基板とが接触することにより生ずるフレキシブル回路基板の変形やフレキシブル回路基板に与える衝撃を抑えることで、フレキシブル回路基板の回路の断線を防止し、その寿命を向上させることができる。したがって、本発明は、Ｕ字屈曲部を形成し繰り返しスライド動作される電子機器に広く使用でき、特に、曲率半径が小さいスライド型の小型携帯電子機器へ好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のスライド型電子機器の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電子機器で用いたフレキシブル回路基板の層構成と第１及び第２基板との接続した場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態に係るスライド型電子機器（以下、電子機器という。）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の電子機器は、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）のようなスライド動作を有する電子機器であるが、以下の各実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器の一例を示す模式的な断面図である。図１の電子機器１０において、１，２はそれぞれ第１筐体と第２の筐体を表している。その各筐体内には、第１基板３、第２基板４が収められており、２つの両基板３，４は、フレキシブル回路基板５で接続されている。そして、両基板３，４の対向面６，７は、スライド可能に対向している。
【００１７】
両基板間は一定の隙間Ｇを有し、フレキシブル回路基板５はその隙間にＵ字屈曲部を有した状態で取り付けられている。すなわち、第１筐体１及び第２筐体２はほぼ隙間なく取り付けられ、これに対して各筐体内の第１基板３、第２基板４は、所定の隙間Gを有した状態でスライド可能に対向して設けられている。なお、第１基板３、第２基板４がフレキシブル回路基板５で接続されることで電気的接続が可能となる。フレキシブル回路基板５と第１基板３、第２基板４との接続は、コネクター（図示せず）を用いて接合してもよいし、コネクターを介さずに直接接合してもよい。また、この際、適当な固定部材（図示せず）を用いてもよい。
【００１８】
この電子機器１０においては、各筐体１，２のスライドに伴って第１基板３、第２基板４も連動してスライドする。スライドの距離Ｌは対象とする電子機器の形状、機能等によって任意に設定することができるが、フレキシブル回路基板５はこのスライド動作に伴って、少なくとも一部が第１基板３、第２基板４のいずれか一方若しくは両方の表面に接触することとなる。したがって、スライドの距離Ｌが長くなればなるほど接触する部分は大きくなり、本発明の効果も大きくなる。一般的な小型で携帯されるスライド型電子機器の場合、スライド距離Lは２０〜１００ｍｍ程度であるが、機器が大きくなるとその距離もこれに比例して大きくなる。
【００１９】
本発明では、フレキシブル回路基板５と第１基板３と第２基板４の接触面の動摩擦係数を一定の値以下にする必要がある。ここで、フレキシブル回路基板５は、図２に示すように、通常、絶縁基材となる絶縁層５１上に導体回路５２が形成されており、更にその上にカバーレイフィルム５３で導体回路が保護されている。カバーレイフィルム５３は、ポリイミドフィルム５４とエポキシ樹脂等の接着層５５とが積層された構成が一般的であるが、特に限定されるものではない。また、カバーレイフィルム５３上に更に樹脂被覆されたシールド層が設けられていてもよい。このように、フレキシブル回路基板に一般的なものを用いた場合、最外層はカバーレイフィルム５３のポリイミド層となり、また、これに樹脂被覆シールド層が設けられた場合には、最外層は樹脂層がポリイミド又は他の樹脂層となる。
【００２０】
一方、フレキシブル回路基板５と接する第１基板３と第２基板４の表面層は、様々な形態が考えられる。一般的には表面がアルミニウムの材質とすることが多いが、本発明では、フレキシブル回路基板５と第１基板３と第２基板４の接触面の動摩擦係数を所定の範囲とすることが重要であるため、これを考慮し、第１基板３と第２基板４の表面と接するフレキシブル回路基板５の表面の材質によって第１基板３と第２基板４の表面材質を決定することができる。すなわち、本発明では、フレキシブル回路基板５と接触する第１基板３及び第２基板４の少なくとも一方との間における接触面での動摩擦係数が０．８以下である必要がある。動摩擦係数が、この値を超えると、スライドの繰り返しによりフレキシブル回路基板に衝撃や変形の原因となる抵抗が加わり断線を引き起こす結果、フレキシブル回路基板の寿命が短くなるからである。この動摩擦係数を０．８とするには、接触面を形成するフレキシブル回路基板５の最外層や、第１基板３、第２基板４の最外層について、用いる材質の種類やその表面性状を調整することで所定の値とすることができる。
【００２１】
具体的には、フレキシブル回路基板５の最外層にポリイミド層以外の材質を用いてもよいし、フレキシブル回路基板５の最外層はポリイミド層としても、第１基板３と第２基板４のフレキシブル回路基板５との接触面にあたる部分を動摩擦係数が上記所定値以下となるように、適宜金属や樹脂層に変更してもよい。本発明では、フレキシブル回路基板５との接触面にあたる部分の動摩擦係数を低減することが重要であるので、第１基板３と第２基板４の全面を任意の材質にすることもできるし、接触面にあたる一部分だけを任意の材質にすることもできる。したがって、第１基板３と第２基板４の基材の表面層だけを任意の材質にしてもよい。この材質は、本発明の目的に合致し、動摩擦係数を低減させることができるものであれば制限されるものでなく、金属であれば、アルミニウムの他、ステンレス、樹脂材料であればポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等が例示され、樹脂材料であることが好ましい。これら樹脂材料は、添加剤等を配合することで、動摩擦係数を低減させることもできるし、成形後に表面層を表面処理してもよい。
【００２２】
動摩擦係数の測定は、任意の材質、形状の試験片を準備し、一定の荷重をかけた状態で、一定条件下で往復移動させて得られる値である。詳しくは、フレキシブル回路基板５の最外層に用いられる材料と同じものを準備し、これと接触する（回路）基板の材料との動摩擦係数を測定する。試験片は３０ｍｍ×３０ｍｍとし、１００ｇの荷重をかけた状態で、往復１６０ｍｍの移動距離を１回とし、１分間あたり１５回（２４００ｍｍ／分）の摺動速度で摩擦を与え、これを繰り返し、２０時間経過した際の動摩擦係数をいう。ここで、２０時間経過した際の動摩擦係数としたのは、多くの繰り返しを伴わない動摩擦係数と、何度もスライドを繰り返した場合の動摩擦係数が異なってくることがあり、本発明のスライド型電子機器には何度もスライドを繰り返した場合の動摩擦係数を採用することが本発明の目的にも適合するからである。
【００２３】
フレキシブル回路基板５は、第１基板３と第２基板４の隙間ＧにＵ字形状に屈曲した状態で組み込まれている。そのＵ字形状の屈曲部８は、筐体１，２のスライド動作に追従し、筐体１，２のスライド方向に変位する。対向面６，７に接触又は最も接近するＵ字屈曲部８の部位の最大径部が、Ｕ字屈曲部８の形成する直径Ｇであり、その半分の値であるＧ／２が曲率半径となる。
【実施例】
【００２４】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００２５】
＜フレキシブル回路基板の準備＞
厚さ９μｍの電解銅箔層と１６μｍのポリイミド基材層が積層された銅張積層板の銅箔側に所定のマスクを被せ、塩化鉄／塩化銅系溶液を用いてエッチングを行い、線幅７５μｍかつスペース幅７５μｍで配線パターンを形成した。そして、配線パターン上に、厚さ１２．５μｍのポリイミド層（引張り弾性率：４．１ＧＰａ）と厚さ１５μｍのエポキシ樹脂接着層とからなるカバーレイフィルムを配線パターン上に接着層が接するようにして熱圧着し、フレキシブル回路基板５を作製した。
【００２６】
（実施例１）
このようにして準備したフレキシブル回路基板５を、図２に示すように、銅張積層板のポリイミド基材層が内側に、カバーレイフィルム５３が外側、すなわち第１基板と第２基板間３，４と接触する向きに配置した。ここで、第１基板３と第２基板間４の隙間は１．２ｍｍ、Ｕ字屈曲部８の曲率半径は０．６ｍｍとした。また、フレキシブル回路基板５が接触する第１基板３と第２基板間４の対向面６，７は、第１基板３側の表面はアルミニウム材で構成し、第２基板間４側の表面はポリマーボネート樹脂で構成して、本実施例に係る試験用の電子機器を準備した。
【００２７】
本実施例に係る電子機器をスライドさせて使用する態様を以下の条件で擬似的に作り出して動摩擦試験を行なった。すなわち、摺動ストロークを３８ｍｍ、摺動サイクル（往復の摺動ストローク）を１５回／分として、配線が断線に至る屈曲寿命を測定した。断線の判定は、配線回路の初期抵抗値が１０％上昇した時点とし、この時点での摺動回数を屈曲寿命とした。この動摩擦試験の結果、本実施例で用いた第１基板表面のアルミニウム材とフレキシブル回路基板表面（カバーレイフィルム）のポリイミド層との動摩擦係数は１．１であり、第２基板表面のポリカーボネートとフレキシブル回路基板表面（カバーレイフィルム）のポリイミド層との動摩擦係数は０．７７であり、この構成による屈曲寿命は８１０２６回であった。
【００２８】
（比較例１）
フレキシブル回路基板５が接触する第１基板３と第２基板間４の両方の表面（対向面６，７）をアルミニウム材にした以外は全て実施例１と同様に実施したところ、屈曲寿命は３９１９９回であった。なお、第１及び第２基板表面のアルミニウム材とフレキシブル回路基板表面（カバーレイフィルム）のポリイミド層との動摩擦試験後の動摩擦係数は、いずれも１．１であった。
【００２９】
これらの結果より、フレキシブル回路基板５がスライド時に接する基板との動摩擦係数を低減させることで、屈曲寿命を大きく向上できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の活用例としては、携帯電話やＰＤＡの他、スライド機能を必要とする携帯電子機器に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 第１筐体
２ 第２筐体
３ 第１基板
４ 第２基板
５ フレキシブル回路基板
６，７ 対向面（摺動面）
８ Ｕ字形状の屈曲部
１０ スライド式電子機器
５１ 絶縁層（ポリイミド基材層）
５２ 導体回路
５３ カバーレイフィルム
５４ カバーレイフィルム（ポリイミド層）
５５ カバーレイフィルム（接着層）
Ｇ 第１基板と第２基板間の隙間
Ｒ 曲率半径
Ｌ スライド移動距離
【図１】
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【図２】
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