(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基板の表面に配線とこの配線に結線して実装する部品とを互いに側方に配置してなる、可撓性を具備した薄型回路基板であって、前記配線は、前記フィルム基板の厚みより薄い薄膜配線であり、前記部品は、前記配線の厚みよりも薄い薄膜部品であって、且つ別途フィルム上で形成されたものであることを特徴とする薄型回路基板。
【請求項２】
前記薄膜部品は、蒸着またはスパッタにより形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の薄型回路基板。
【請求項３】
前記配線と前記部品とを備えた前記フィルム基板を積層し、各層の前記配線どうしを接続する接続部を前記フィルム基板内に厚み方向に沿って配置したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の薄型回路基板。
【請求項４】
フィルム基板の表面に配線とこの配線に結線して実装する部品とを互いに側方に配置してなる、可撓性を具備した薄型回路基板であって、前記配線は前記フィルム基板の厚みより薄く、前記部品は前記配線の厚みよりも薄く、前記フィルム基板の表面の前記配線間に、基板自身が撓む変形量と電気信号とを変換可能な圧電素子を搭載したことを特徴とする薄型回路基板。
【請求項５】
所望の立体形状が付与された部分周辺の任意の箇所がヒートシールされており、シール部分の間が真空状態となっていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄型回路基板。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄型回路基板の任意の部分を真空吸引により所望の立体形状に変形した後、その変形した部分周辺の任意の箇所に熱を加えてヒートシールし、シール部分の間を真空状態にして、前記立体形状を固定することを特徴とする薄型回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄型回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子回路の高機能化、小型化が著しく進展しており、たとえば携帯電話機やコンピュータなどにおいては、限られた空間に数多くの機能を持った回路が形成されるようになってきている。そのために、個々の回路から発生する熱を逃がす工夫や、部品そのものを小型化する工夫が講じられている。
【０００３】
図５は、上記したような電子回路を備えた携帯電話機の構成を示す。筐体２１にはめ込まれた回路基板２２の上に、複数の電子部品２３、ＭＰＵ２４、アンテナ２５、スピーカ２６、マイク２７が実装されていて、アンテナ２５で受信された信号はＭＰＵ２４で処理され、電子部品２３群を通過する間に電気信号から音声信号に変換され、スピーカ２６から音声出力される。また、マイク２７で集音された音声信号は電子部品２３群を通過してＭＰＵ２４で処理され、アンテナ２５から外部へ放射される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子機器の更なる小型化が進展する中、従来の回路基板の形状では十分な放熱性能が得られなくなってきている。そのため、例えば上記した携帯電話機の場合、回路基板２２を電子部品２３群の投影面積以下に小型化することは不可能であり、現状では回路基板２２や電子部品２３の厚みも大きいため、機器の小型化の妨げとなり、コストの増大につながっている。そこで回路基板２２の構成を多層にすることが考えられるが、その場合には部品間の配線長が長くなり、ジッタコントロールが難しくなる。
【０００５】
本発明は上記したような問題点に鑑み、電子機器の小型軽量化を実現可能な薄型回路基板を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の本発明は、フィルム基板の表面に配線とこの配線に結線して実装する部品とを互いに側方に配置してなる、可撓性を具備した薄型回路基板であって、前記配線は、前記フィルム基板の厚みより薄い薄膜配線であり、前記部品は、前記配線の厚みよりも薄い薄膜部品であって、且つ別途フィルム上で形成されたものであることを特徴とするもので、部品や配線を備えた回路基板でありながら自由に変形させて機器の内部へ格納できる。よって、機器を回路基板の投影面積以上の大きさに設計する必要がなく、機器の小型軽量化を実現できる。
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の薄型回路基板において、前記薄膜部品は、蒸着またはスパッタにより形成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項３記載の本発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の薄型回路基板において、前記配線と前記部品とを備えた前記フィルム基板を積層し、各層の前記配線どうしを接続する接続部を前記フィルム基板内に厚み方向に沿って配置したことを特徴とするもので、基板内部にも部品を配置する構成であるため、基板表面に実装する部品点数が少なくて済む。したがって、実装に必要な基板表面面積が少なくて済み、その分だけ回路基板を小型化できる。フィルム基板が樹脂フィルムである場合には、樹脂フィルム層に配線や電子部品を埋包できるので、回路基板をさらに薄型化できる。
【００１０】
請求項４記載の本発明は、フィルム基板の表面に配線とこの配線に結線して実装する部品とを互いに側方に配置してなる、可撓性を具備した薄型回路基板であって、前記配線は前記フィルム基板の厚みより薄く、前記部品は前記配線の厚みよりも薄く、前記フィルム基板の表面の前記配線間に、基板自身が撓む変形量と電気信号とを変換可能な圧電素子を搭載したことを特徴とするもので、回路基板自身の変形量を電気信号に変換したり、逆に電気信号によって回路基板を変形させることが可能になるため、少ない部品点数で機器を構成することが可能となり、機器の小型軽量化、低コスト化を実現できる。
【００１１】
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄型回路基板において、所望の立体形状が付与された部分周辺の任意の箇所がヒートシールされており、シール部分の間が真空状態となっていることを特徴とするもので、機器の筐体の形状に相応する立体形状を持たせておくことにより、筐体内部の所望の位置に配置することが可能になる。したがって、筐体、機器をデザインする際の形状自由度が増し、機器の性能を向上させること、また設計時間、製造時間を短縮することが可能となり、製造コストも抑えることができる。また、その形状を恒久的に固定できるようになる。
【００１２】
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の薄型回路基板の任意の部分を真空吸引により所望の立体形状に変形した後、その変形した部分周辺の任意の箇所に熱を加えてヒートシールし、シール部分の間を真空状態にして、前記立体形状を固定することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における薄型回路基板の断面を示す。
【００１４】
樹脂フィルムからなるベース１の表面に、ベース１の厚みより薄い配線２が形成され、配線２どうしの間隙に、配線２の厚みより更に薄い薄型部品３が実装されて、可撓性を具備する平板状の薄型回路基板４が構成されている。
【００１５】
配線２は、導電率の高い銅が用いられていて、銅膜を形成した後にエッチング処理を行うことにより形成されている。薄型部品３はそれぞれ、電子回路においてコンデンサ、コイル、抵抗、トランスなどの機能を発揮するものであり、導電材料の蒸着またはスパッタを行なうことにより実装されるか、あるいは、別途のフィルム上にデバイスを形成し、これを配線２に対して半田付けすることにより実装されている。
【００１６】
つまり、回路基板４を製作する際に、樹脂フィルムという可撓性を有するベース１を用いるとともに、配線２の厚みを、導電率の高い銅を用いることで極力薄くし、その配線２よりさらに薄い薄型部品３を実装することで、基板断面に関する２次モーメントを低くし、回路基板４の全体に屈曲性を持たせて、自由に変形可能としているのである。
【００１７】
このことにより、回路基板４は、変形不能な従来の回路基板と同等の大きさであっても、より小さな空隙に収納可能となり、機器の小型軽量化に寄与可能となっている。回路基板４に薄型でない部品（たとえば図４に示したマイク２７）を実装した場合も、その実装部分の周囲部分を変形させることで、従来より小さな空隙に格納可能となる。
【００１８】
なお、ベース１を構成する樹脂フィルムとしては、たとえばＰＥＴ、ポリイミド、ＰＰＳなどの材料にて、可撓性を有する厚さ５μｍ〜１５０μｍに形成されたものを使用できる。樹脂フィルムに代えて、アルミ箔などの金属フィルムを使用してもよい。アルミ箔を使用する場合にはエポキシ樹脂などで絶縁層を形成するが、表面に酸化皮膜が形成される場合には樹脂絶縁層は必須ではない。配線２は、上記した銅の他にパラジウム、金、銀などの導電性材料で形成してもよい。（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２における薄型回路基板の断面を示す。
【００１９】
この実施の形態２の薄型回路基板５が上記した実施の形態１の薄型回路基板と異なるのは、ベース１の表面に配線２および薄型部品３を配置したものを１ユニットとして複数段に積層され、上下の層の配線２同士を接続する接続部６がベース１の内部に配置されている点である。この薄型回路基板５が平板状で、かつ可撓性を具備するのは、実施の形態１の薄型回路基板と同様である。
【００２０】
この回路基板５では、表面の第１層に配置された薄型部品３から出力された電気信号は配線２，接続部６，配線２を介して第２層の薄型部品３へ伝達され、逆に第２層の薄型部品３から出力された電気信号は配線２，接続部６，配線２を介して第３層の薄型部品３へ伝達される。このようにして層間の電気信号の伝達が最短の配線経路で行われるため、ノイズなどの外乱の影響を受けにくくなり、回路基板５の性能は高いものとなる。
【００２１】
また、回路基板５は、内部に薄型部品１２を配置する構成であるため、製作に際して表面実装に必要な面積及び部品数を最小限に抑えることが可能であり、一層小型化することが可能である。よって、回路基板５を、変形不能な従来の回路基板を用いる場合よりも、また実施の形態１の薄型回路基板を用いる場合よりも、小さな空隙に収納することが可能である。
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３における薄型回路基板の断面を示す。
【００２２】
この実施の形態３の薄型回路基板７は上記した実施の形態２の薄型回路基板とほぼ同様の構成を有しているが、凹状の彎曲部８が形成されている点で異なっている。
【００２３】
この回路基板７を製作する際には、まず実施の形態２と同様の平板状の回路基板を形成する。次に、この平板状の回路基板の所望の部位を背面側（ベース１側）から真空吸引することにより、所望の形状、たとえば格納しようとする筐体の形状に相応する立体的な形状に変形させる。ここでは凹状に変形させて彎曲部８を形成する。その後に、所望の位置、たとえば矢印Ｈで示す位置に熱を加えることによりヒートシールし、シール部分の間をほぼ真空状態とする。このことにより、彎曲部８の形状を恒久的に固定できるようになる。
【００２４】
このようにして、機器の筐体の内部に効率よく格納される回路基板７を製作できるため、筐体、機器をデザインする際の形状自由度が大きくなり、機器の性能を向上できるとともに、設計時間、製造時間を短縮することが可能となり、製造コストを抑えることも可能となる。
【００２５】
なお、この実施の形態３では平板状の回路基板を変形させるために真空吸引法を用いたが、熱プレス法を用いてもよい。また、内部の凹凸を問題にしない場合や湿度の影響がない場合には、ヒートシールを省略してもよい。
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４における薄型回路基板の断面を示す。
【００２６】
この実施の形態４の薄型回路基板９は上記した実施の形態２の薄型回路基板とほぼ同様の構成を有しているが、回路基板９自体の撓みを検知し電気信号として出力する圧電素子１０を備えた点で異なっている。
【００２７】
この回路基板９を製作する際には、ベース１上に配線２を形成するとともに、その配線２に接続する圧電素子１０を、たとえば配線２間にスパッタすることにより形成する。そして、この圧電素子１０が内包されるように、ベース１の表面に配線２および薄型部品３を配置したものを１ユニットとして複数段に積層し、各層の配線２同士を各ベース１の内部の接続部６により接続する。
【００２８】
このような回路基板９においては、外部からのエネルギーによってベース１が撓むと、圧電素子１０も変形してその変形量が電圧として出力され、配線２を通じて電気信号として伝達される。外部からのエネルギー供給が遮断されると、ベース１の撓みはなくなり、圧電素子１０からは電圧は出力されず、電気信号は遮断される。
【００２９】
したがって、この機構を音響素子として音声の入出力に使用することによって、たとえばスピーカやマイクフォンを構成することによって、機器の小型軽量化を実現することが可能となる。この機構を振動の発生に使用してバイブレータを構成することも可能である。たとえば、軸の両側に圧電素子を配置し、電圧オンオフに伴って圧電素子が収縮伸張して軸の周りを回転するように構成しておけば、回路基板９の変形量は大きい。
【００３０】
なお、上記においては、ベース１の変形量を圧電素子１０で検知する例を示したが、変形量を検知できるものであれば、他の素子、たとえばバネ接点を用いてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明の回路基板は、フィルム基板の表面に、フィルム基板の厚みより薄い配線と、配線の厚みよりも薄い実装部品とを互いに側方に配置することで薄型化するとともに、回路基板の全体に屈曲性および可撓性を持たせているため、機器の内部へ容易に格納することができ、機器の小型軽量化を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１における薄型回路基板の断面図
【図２】  本発明の実施の形態２における薄型回路基板の断面図
【図３】  本発明の実施の形態３における薄型回路基板の断面図
【図４】  本発明の実施の形態４における薄型回路基板の断面図
【図５】  従来または本発明の回路基板を使用可能な従来よりある携帯電話の構成図
【符号の説明】
１  ベース（フィルム基板）
２  配線
３  薄型部品
４  薄型回路基板
５  薄型回路基板
６  接続部
７  薄型回路基板
８  彎曲部
９  薄型回路基板
１０  圧電素子
【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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