(57)【要約】表面と裏面に、層状に電気回路をプリントしたフレキシブル基板を折り曲げて、当該フレキシブル基板をパッケージに半田付けする際に、当該フレキシブル基板にかかるストレスを軽減するため、当該フレキシブル基板の厚さ方向に当該フレキシブル基板を構成するベース基板層（２、９）とこれを上下から挟む２つの電気回路をプリントしたパターン層（１、３、８、１０）を一体として、厚さ方向に凹状に変形した変形部（７、１４）を持たせておくようにする。また、当該フレキシブル基板表面において、長手方向を横とし短手方向を縦とした場合の縦横のサイズにおいて、長手方向の両端の縦サイズが中央部分の縦サイズより大きくなるようにした。また、当該フレキシブル基板面のうち、上側寄り、および下側寄りの部分に空孔（２１ａ、２２ａ）を設けたものとした。
2020039550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体で構成されたベース基板層、
当該ベース基板層の表面に、電気回路がプリントされた表面パターン層、
前記ベース基板層の裏面に、電気回路がプリントされた裏面パターン層、
を備えたフレキシブル基板であって、
前記ベース基板層、前記表面パターン層、および前記裏面パターン層が一体で、前記フレキシブル基板の厚さ方向に凹状に変形した変形部を有することを特徴とするフレキシブル基板。
【請求項２】
前記変形部の変形形状は円筒状であり、当該変形部の幅をＢ、深さをＨとした場合、Ｈ／Ｂの値が０．４６より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】
前記変形部の変形形状は円筒状であり、当該変形部のうち、前記表面パターン層の厚さ方向の変形形状の曲率半径をＲとし、前記フレキシブル基板の厚さをｄとした場合、ｄ／Ｒの値が０．２６より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項４】
前記フレキシブル基板の表面の短手方向のサイズは、長手方向の両端部分が長手方向の中央部分に比べて大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【請求項５】
前記表面パターン層は、前記フレキシブル基板の面の、上側寄りおよび下側寄りの位置に、それぞれ、少なくとも１個の空孔を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願はフレキシブル基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信用に用いられる従来のフレキシブル基板（フレキシブルプリント基板、あるいはＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）とも呼ぶ）の形状は、その厚さ方向の断面から見た場合、平たく直線状である。しかし、実際の用途では、製品をパッケージする際の制約などにより、光通信用に用いられるフレキシブル基板は、通常、曲げて用いていた。すなわち、パッケージと上記フレキシブル基板とを半田付けする際などにおいて、当該フレキシブル基板を折り曲げて用いていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３８４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、光通信用に用いられるフレキシブル基板は、パッケージに半田付けする際に折り曲げられて用いられるため、この折り曲げの結果により、フレキシブル基板に曲げ応力が発生する。そして、この発生した曲げ応力によって、フレキシブル基板が果たすべき機能を果たせなくなるという問題が生じていた。【０００５】
ここで、従来の光通信用に用いられるフレキシブル基板は、少なくとも１層のベース基板層と、少なくとも１層の電気回路をプリントした表面パターン層と、少なくとも１層の電気回路をプリントしたパターン層から構成されている。
このように構成されているフレキシブル基板を折り曲げると、当該フレキシブル基板の表面パターン層のパターン部分が損傷して上記プリントされた電気回路のパターン部分に断線、あるいはピンホールが入る。そして、この電気回路のパターン部分の断線、あるいはピンホールにより、当該電気回路が電気的にオープンとなり、その機能を果たさなくなるという問題が生じていた。【０００６】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、基板上にプリントされた電気回路のパターン部分の断線、あるいはピンホールにより、フレキシブル基板の電気回路が電気的にオープンとなり、その機能を果たさなくなることを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願に開示されるフレキシブル基板は、
絶縁体で構成されたベース基板層、
当該ベース基板層の表面に、電気回路がプリントされた表面パターン層、
前記ベース基板層の裏面に、電気回路がプリントされた裏面パターン層、
を備えたフレキシブル基板であって、
前記ベース基板層、前記表面パターン層、および前記裏面パターン層が一体で、前記フレキシブル基板の厚さ方向に凹状に変形した変形部を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願に開示されるフレキシブル基板によれば、基板上にプリントされた電気回路のパターン部分の断線、あるいはピンホールにより、フレキシブル基板の電気回路が電気的にオープンとなり、その機能を果たさなくなることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１によるフレキシブル基板の厚さ方向の断面の一例を示す概要図である。
【図２】実施の形態２によるフレキシブル基板の厚さ方向の断面の一例を示す概要図である。
【図３】実施の形態３によるフレキシブル基板の表面の一例を示す概形図である。
【図４】実施の形態４によるフレキシブル基板の表面の一例を示す概要図である。
【図５】実施の形態４によるフレキシブル基板の表面の他の例を示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本願の一実施の形態について、図を用いて説明する。
図１は実施の形態１に用いられる光通信用に用いられるフレキシブル基板の一例について、その厚さ方向の断面を示した概要図である。なお、フレキシブル基板とは、一般的に、柔軟性があり、比較的弱い力で繰り返し変形させることが可能であり、変形した場合も、その電気的特性を維持する性質をもつものを言うが、ここでも、これらの特性は維持されている。
【００１１】
図１において、厚さ方向の中央部分には、少なくとも１層で構成される、例えばポリイミド製の、薄膜状の絶縁体であるベース基板層２が設けられ、そのすぐ上側には、少なくとも１層の、通常、銅製の電気回路をプリントした表面パターン層１が設けられ、また、上記ベース基板層２のすぐ下側には、少なくとも１層の、通常、銅製の電気回路をプリントした裏面パターン層３が設けられ、これら３つの層によって、上記フレキシブル基板が構成されている。なお、図では、説明のために、これら３つの層が互いに離れていて、隣接する層の間は隙間があるように描いているが、実際には、隣接する層は、互いに接着剤により接着されていて隙間はない。そして、これら３つの層を合わせたフレキシブル基板の厚さｄは、公差を含めて０．２１０±０．０３４ｍｍに設定されている。
【００１２】
また、実際に使用するフレキシブル基板としては、上記フレキシブル基板において、図１に示すように、電気回路をプリントした表面パターン層変形部４（表面パターン層１において、厚さ方向の高さ位置が裏面方向に変化し始める部分であって円弧形状をなす一方の部分（図１では左側に位置する部分）。他の実施の形態においても同様）および表面パターン層変形部５（表面パターン層１において、厚さ方向の高さ位置が裏面方向に変化し始める部分であって円弧形状をなす他方の部分（図１では右側に位置する部分）。他の実施の形態においても同様）と、電気回路をプリントした裏面パターン層変形部６（裏面パターン層３において、厚さ方向の高さ位置が裏面方向に凹状に変化している部分。他の実施の形態においても同様）を含む上記フレキシブル基板の中央に位置する部分の全体を凹状に変形させた変形部７を有するフレキシブル基板を用いる。この変形部７の変形状態を示す代表的な値は、図に示す幅Ｂの値が０．５５ｍｍ、深さＨの値が０．２５ｍｍである。ここで、幅Ｂは、フレキシブル基板の長手方向において、表面パターン層変形部４と表面パターン層変形部５の間の距離の最小値で定義し、深さＨは、表面パターン層１の表面と表面パターン層１の凹状の変形部分の厚さ方向の位置変化量の値のうち、最大値で定義するものとする。そして、この変形部７は、Ｈ／Ｂが０．４６より小さな（正の）値に設定されている。このように、予め凹状部分を有するフレキシブル基板を用いるのは、以下の理由による。
【００１３】
すなわち、製品をパッケージする際には、その光通信用のフレキシブル基板の端（「端」については後で詳しく説明する）をパッケージに半田付けして取り付けるが、この取付け時には、フレキシブル基板の長手方向の中央部分で折り曲げた上で取付けている。
【００１４】
折り曲げた際には、当該フレキシブル基板には、折り曲げの曲げ応力により、ストレスが発生するが、このストレスの大きさを、予め変形部を形成した光通信用のフレキシブル基板を用いることにより、変形部を形成していないものを折り曲げて使用した場合に比べて、軽減することができるためである。
【００１５】
このように、光通信用のフレキシブル基板を折り曲げて、当該フレキシブル基板をパッケージに半田付けする際に、当該フレキシブル基板にかかるストレスにより、当該フレキシブル基板上に電気回路がプリントされたパターン部分に断線、あるいはピンホールが入るが、上記のように、本実施の形態のフレキシブル基板では、上記ストレスを軽減できるため、この電気回路がプリントされたパターン部分に生じた断線、あるいはピンホールにより、当該フレキシブル基板の電気回路が電気的にオープンとなり機能を果たさなくなることを防止することができる。
【００１６】
実施の形態２．
図２は実施の形態２に用いられる光通信用に用いられるフレキシブル基板の一例について、その厚さ方向の断面を示した概要図である。
【００１７】
図２に示すように、このフレキシブル基板には、少なくとも１層のベース基板層９が設けられ、そのすぐ上側には、少なくとも１層の電気回路をプリントした表面パターン層８が設けられるとともに、上記ベース基板層２のすぐ下側には、少なくとも１層の裏面パターン層１０が設けられており、これら３つの層によって、上記フレキシブル基板が構成されている。なお、これら３つの層を合わせたフレキシブル基板の厚さｄは、実施の形態１の場合と同様、公差を含めて０．２１０±０．０３４ｍｍに設定されている。
【００１８】
そして、実際に使用するフレキシブル基板としては、上記フレキシブル基板において、図２に示すように、厚さ方向の中央部分には、表面パターン層のうち、凹状に変形した表面パターン層変形部１１、および１２と、裏面パターン層のうち、凹状に変形した裏面パターン層変形部１３を含む、上記フレキシブル基板の長手方向の中央に位置する部分全体を、凹状に変形させた変形部１４を予め設けたものを用いる。
【００１９】
この場合において、少なくとも１層の電気回路がプリントされた、表面パターン層変形部１１と表面パターン層変形部１２を含む部分は円筒状に形成されている（以下、この部分を円筒状体１５と呼ぶ）。そして、この円筒状体１５の、プリント基板の厚さ方向の断面形状（円弧状）の曲率半径をＲとした場合、ＲがＲ＞０．８２２ｍｍを満たすように設定されている。
【００２０】
図２のフレキシブル基板において、曲率半径Ｒと厚さｄにより、その最大歪量εｍａｘは、εｍａｘ＝ｄ／（２×Ｒ）で表される。従って、この最大歪量を小さくするためには、曲率半径Ｒを大きくした方がよいことがわかる。
【００２１】
図２において、上記表面パターン層８、上記ベース基板層９、および上記裏面パターン層１０を合わせた厚さｄは、０．２１０±０．０３４ｍｍである。そこで、表面パターン層変形部１１、および１２を含む円筒状体１５の断面の円弧状部分の曲率半径Ｒを、上記のように、Ｒ＞０．８２２ｍｍを満たすように設定する。すなわち、フレキシブル基板の厚さｄに対して、ｄ／Ｒが０．２６より小さな（正の）値となるように、変形部の厚さ方向断面の変形形状である円弧状部分の曲率半径Ｒを定めるようにする。
【００２２】
このように、円筒状体１５の曲率半径Ｒを設定することにより、実際の用途において、製品のパッケージ化のために、フレキシブル基板を曲げてパッケージに半田付けした場合でも、上記設定された曲率半径Ｒの円筒状体１５により、その光通信用に用いられるフレキシブル基板にかかるストレスが軽減される。
【００２３】
以上説明したように、製品のパッケージ化の際、フレキシブル基板を曲げて、当該フレキシブル基板の端をパッケージに半田付けする場合に、フレキシブル基板に設けた円筒状体１５により、フレキシブル基板に発生するストレスを軽減できる。このため、当該フレキシブル基板上に電気回路がプリントされたパターン部分に断線、あるいはピンホールが入ることを防止できる。すなわち、当該フレキシブル基板上に電気回路がプリントされたパターン部分の断線、あるいはピンホールにより、この電気回路が電気的にオープンとなり機能を果たさなくなることを防止できる。
【００２４】
実施の形態３．
図３は、実施の形態３に用いられる光通信用に用いられるフレキシブル基板の一例について、上記図１、図２で説明したフレキシブル基板の表面（厚さ方向に直交する方向）からみた概形図（上面図）を示したものである。
【００２５】
この図においても、光通信用のフレキシブル基板は、その厚さ方向に、（図示しない）少なくとも1層の電気回路をプリントした表面パターン層、少なくとも１層のベース基板層、および、少なくとも１層の電気回路をプリントした裏面パターン層からなり、上面からみて、表面左側構成部１６（構成点１６ａ、１６ｂ間の距離ａ）、および表面右側構成部１８（構成点１８ａ、１８ｂ間の距離ｂ）、そして、表面中央構成部１７（構成端１７ａ、１７ｂ間の距離ｃ）の主要な３つの構成部を含んでいる。
【００２６】
なお、表面左側構成部１６および表面右側構成部１８と表面中央構成部１７とを繋ぐ部分である、表面接続部１９（個別接続部１９ａおよび１９ｂで構成される部分）は、図に示すように、その上下の構成端の（構成点）間のサイズは直線的に漸減する。
【００２７】
以上で説明したように、表面中央構成部１７の構成端１７ａ、１７ｂ間の距離ｃを、表面左側構成部１６の構成点１６ａ、１６ｂ間の距離ａおよび、表面右側構成部１８の構成点１８ａ、１８ｂ間の距離ｂより短くすることによって、フレキシブル基板は、面の長手方向の中央部分で曲げ易くなる。この場合、具体的には、例えば、ａ≒ｂであり、１／２ａ＜ｃ＜２／３ａとなるように設定する。
【００２８】
従って、実際の使用において、製品のパッケージ化の際、フレキシブル基板を曲げて、当該フレキシブル基板の端（具体的には、例えば、構成点１６ａ、１６ｂを含む、表面左側構成部１６の左端全体を含み、長手方向に沿って、左端から数ｍｍの距離の範囲全体）をパッケージに半田付けする場合に、フレキシブル基板に設けた表面中央構成部１７により、フレキシブル基板に発生するストレスを軽減できる。
【００２９】
このため、当該フレキシブル基板上に電気回路がプリントされたパターン部分に断線、あるいはピンホールが入ることを防止できる。すなわち、製品のパッケージ化の際、フレキシブル基板を曲げても、当該フレキシブル基板上に電気回路がプリントされたパターン部分の断線、あるいはピンホールが生ずることがないため、この電気回路が電気的にオープンして機能を果たさなくなることを防止できる。なお、上記では、表面接続部１９の上側、下側の各輪郭線が直線である場合を例に説明したが、これに限らず、例えば円弧など、曲線的なものでも良い。この場合でも、上記で説明したのと同様の効果を奏する。
【００３０】
実施の形態４．
図４は、実施の形態４に用いられる光通信用に用いられるフレキシブル基板の一例について、上記図３で説明したフレキシブル基板の表面からみた概要図（上面図）を示したものである。
【００３１】
この図に示すように、本実施の形態４の光通信用に用いられるフレキシブル基板では、少なくとも１層の電気回路をプリントした表面パターン層の最上部パターン電気回路２０（上側から順に２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの４つの電気回路で構成されている）を有するものにおいて、当該表面パターン層の最上部パターン層の表面の上側寄りの部分、および下側寄りの部分に、直径が１０μｍ以上で１００μｍ未満の、複数の貫通する空孔が形成された空孔部２１、および空孔部２２が設けられている（図４の空孔２１ａおよび空孔２２ａなどを参照）。
【００３２】
すなわち、一点鎖線枠で囲まれた空孔配置部２３の上側寄りの部分、および下側寄りの部分に、貫通する空孔を設けることで、フレキシブル基板の空孔配置部２３の剛性が他の部分に比較して低くなるため、実際の使用において、製品のパッケージ化の際、当該フレキシブル基板が曲げ易くなり、曲げによる当該フレキシブル基板に発生するストレスが軽減される。
【００３３】
従って、当該フレキシブル基板上に電気回路がプリントされたパターン部分に断線、あるいはピンホールが入ることがなくなり、当該フレキシブル基板の電気回路のパターン部分の断線、あるいはピンホールの発生により、電気回路が電気的にオープンとなり機能を果たさなくなることを防止できる。
【００３４】
図５は、実施の形態４に用いられる光通信用に用いられるフレキシブル基板の他の例について、フレキシブル基板の表面からみた概要図（上面図）を示したものである。
【００３５】
この図に示すように、本実施の形態４の光通信用に用いられるフレキシブル基板の他の例では、図４に示した表面パターン層の最上部パターン電気回路２４のみが、上述の表面パターン層の最上部パターン電気回路２０と異なっている。すなわち、図５に示すフレキシブル基板の他の例では、表面パターン層の最上部パターン電気回路２４は、フレキシブル基板の長手方向に沿って、途中で折れ曲がることなく、一直線状に形成されている。結果的に、空孔のフレキシブル基板表面での配置が変わることなく、４つの最上部パターン電気回路が、全体として、表面外郭線から、より離れた内側に設けられている。
【００３６】
この場合においては、折り曲げる前の電気回路パターンは途中で折れ曲がっていないため、元々、ストレスを受けても、より損傷を受け難い電気回路パターンになっていると想定されるため、上記図４に示したフレキシブル基板の場合より、フレキシブル基板の電気回路のパターン部分の断線、あるいはピンホールの発生をより効果的に防止できると考えられる。
【００３７】
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【００３８】
具体的には、実施の形態３においては、各構成端はフレキシブル基板の短手方向においての形状中心線から互いに等距離に設定されている必要はなく、等距離に設定されていなくても等距離に設定されている場合と同様の効果を奏する。また、同様に、短手方向において前記形状中心線から互いに等距離に設定されている場合であっても、長手方向においての形状中心線から互いに等距離に設定されている必要はない。
【００３９】
また、実施の形態４においては、空孔部２１、および空孔部２２には、複数の空孔がある場合を例に説明したが、これに限らず、空孔部２１、あるいは空孔部２２に、それぞれ、空孔が１個だけの場合でも、同様の効果を生ずる。
【符号の説明】
【００４０】
１、８  表面パターン層、２、９  ベース基板層、３、１０  裏面パターン層、４、５、１１、１２  表面パターン層変形部、６、１３  裏面パターン層変形部、７、１４  変形部、１５  円筒状体、１６  表面左側構成部、１６ａ、１６ｂ、１８ａ、１８ｂ  構成点、１７ａ、１７ｂ  構成端、１７  表面中央構成部、１８  表面右側構成部、１９  表面接続部、１９ａ、１９ｂ  個別接続部、２０、２４  表面パターン層の最上部パターン電気回路、２１、２２  空孔部、２１ａ、２２ａ  空孔、２３  空孔配置部
【図１】
2020039550.tif 000003
【図２】
2020039550.tif 000004
【図３】
2020039550.tif 000005
【図４】
2020039550.tif 000006
【図５】
2020039550.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月5日(2020.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図２に示すように、このフレキシブル基板には、少なくとも１層のベース基板層９が設けられ、そのすぐ上側には、少なくとも１層の電気回路をプリントした表面パターン層８が設けられるとともに、上記ベース基板層９のすぐ下側には、少なくとも１層の裏面パターン層１０が設けられており、これら３つの層によって、上記フレキシブル基板が構成されている。なお、これら３つの層を合わせたフレキシブル基板の厚さｄは、実施の形態１の場合と同様、公差を含めて０．２１０±０．０３４ｍｍに設定されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図２のフレキシブル基板において、曲率半径Ｒと厚さｄにより、その最大歪量εｍａｘは、εｍａｘ＝ｄ／（２×Ｒ）で表される。従って、この最大歪量を小さくするためには、曲率半径Ｒを大きくした方がよいことがわかる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
この図に示すように、本実施の形態４の光通信用に用いられるフレキシブル基板の他の例では、図５に示した表面パターン層の最上部パターン電気回路２４のみが、上述の表面パターン層の最上部パターン電気回路２０と異なっている。すなわち、図５に示すフレキシブル基板の他の例では、表面パターン層の最上部パターン電気回路２４は、フレキシブル基板の長手方向に沿って、途中で折れ曲がることなく、一直線状に形成されている。結果的に、空孔のフレキシブル基板表面での配置が変わることなく、４つの最上部パターン電気回路が、全体として、表面外郭線から、より離れた内側に設けられている。
【国際調査報告】
2020039550.tif 000008
2020039550.tif 000009
2020039550.tif 000010
2020039550.tif 000011