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【発明の名称】 フレキシブル印刷回路基板
【発明者】 【氏名】趙 鎭 佑

【氏名】夫 聖 雲

【氏名】李 瞳 雨

【氏名】金 沂 澤

【氏名】徐 閏 美

【氏名】郭 棟 沃

【要約】 【課題】反復的な捩れ変形においても高い信頼性を有するフレキシブル印刷回路基板の提供

【解決手段】本発明に係るフレキシブル印刷回路基板は、第1部材と前記第1部材に対し動作可能な第2部材とを備えた電子機器において、前記第1部材と前記第2部材とを送受信可能に連結している。このフレキシブル印刷回路基板は、フレキシブルな絶縁性材質の薄板に微細回路が印刷されており、その薄板の両側縁部には、捩れ変形時に伸長される屈曲部がそれぞれ形成されている。尚、この屈曲部は波形の形状をなしていると好ましい。本発明に係るフレキシブル印刷回路基板では、両側縁部の長手方向の長さはその中心部の長手方向の長さより長いため、捩れ変形の場合、両側の縁部には引っ張り変形が生じない。従って、反復的な引っ張り応力による疲労破壊を抑えることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1部材と前記第1部材に対し動作可能な第2部材とを備えた電子機器において、前記第1部材と前記第2部材とを連結するフレキシブル印刷回路基板であって、
フレキシブルな絶縁性材質であって、前記電子機器に信号を伝送する微細回路が印刷された薄板で形成されている主体部分を含み、
前記薄板の長手方向における縁部は、前記薄板の長手方向における中央部分よりも長いことを特徴とする、フレキシブル印刷回路基板。
【請求項2】
前記薄膜の長手方向の縁部の長さは、前記フレキシブル印刷回路基板が捩れて伸長された場合の長さに基づいて調節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印刷回路基板。
【請求項3】
前記薄膜の長手方向の縁部の長さは、前記フレキシブル印刷回路板の幅及び捩れ角度に基づいて調節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印刷回路基板。
【請求項4】
第1部材と前記第1部材に対し動作可能な第2部材とを備えた電子機器において、前記第1部材と前記第2部材とを連結するフレキシブル印刷回路基板であって、
フレキシブルな絶縁性材質であって、前記電子機器に信号を伝送する微細回路が印刷されている薄板で形成された主体部分を含み、
前記薄板の縁部には、前記フレキシブル印刷回路基板が捩れる場合に伸長する屈曲部が形成されていることを特徴とする、フレキシブル印刷回路基板。
【請求項5】
前記屈曲部のそれぞれは、波状であることを特徴とする、請求項4に記載のフレキシブル印刷回路基板。
【請求項6】
前記縁部の屈曲部の波状は、前記縁部に対応する縁部の屈曲部に形成された波状に対して互いに対称であることを特徴とする、請求項5に記載のフレキシブル印刷回路基板。
【請求項7】
メイン基板を収容している携帯電話の本体と、前記本体に対して回動開閉可能にヒンジ結合し、表示装置を動作させる補助基板を収容しているフォルダと、を備える携帯電話において、前記メイン基板と前記補助基板とを連結している携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板であって、
フレキシブルな絶縁性材質であって、信号を伝送する微細回路が印刷されている薄板で形成された主体部分と、
前記メイン基板に連結されている一端部と、
前記補助基板に連結されている他端部と、
前記一端部と前記他端部との間に位置しており前記ヒンジに収容されている水平部と、を含み、
前記水平部の長手方向に沿う両縁部には、前記フォルダが前記本体に対して回動する場合に伸長される屈曲部がそれぞれ形成されていることを特徴とする、携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板。
【請求項8】
前記屈曲部が伸長する場合、前記水平部の両縁部のうち長手方向に沿う両縁部は、前記水平部の長手方向における中央部分よりも長いことを特徴とする、請求項7に記載の携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板。
【請求項9】
前記水平部の長手方向における両縁部の長さは、前記フレキシブル印刷回路基板が捩れて伸長された場合の長さに基づいて調節されていることを特徴とする、請求項8に記載の携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板。
【請求項10】
前記両縁部の屈曲部のそれぞれは波状であって、前記両縁部の屈曲部の波状は互いに対称であることを特徴とする、請求項9に記載の携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器の本体と該本体に対して回動自在な部材との間で電気的信号の送受信を行う際に用いられるフレキシブル印刷回路基板に関する。
【背景技術】
【0002】
フレキシブル印刷回路基板とは、フレキシブルなプラスチック材質の薄板に微細な回路が印刷され遊動可能な印刷回路である。フレキシブル印刷回路基板は、電子製品の小型化、軽量化及び複雑化に伴い開発されたものである。このようなフレキシブル印刷回路基板は、高密度配線および3次元配線が可能であって、繰り返して折り畳んでもフレキシブル印刷回路基板自体の破損や配線の切断等がなく耐久性に優れている。さらに、フレキシブル印刷回路基板は、電子製品を組み立てる際の電子製品への取り付けが簡単であるため、カメラ、コンピュータ、コンピュータ用周辺機器、携帯電話、ビデオ/オーディオ機器、カムコーダー、プリンター、DVD、TFT、LCD、衛星装備、軍事装備、医療装備等で幅広く使用されている。
【0003】
図1は、一般のフレキシブル印刷回路基板を携帯電話に適用した例を示している。図1の携帯電話1は、本体2とフォルダ3とがヒンジ4により折り畳み可能に結合された構成を有している。フレキシブル印刷回路基板10は、前記本体2内に収容されているメイン基板5とフォルダ3内に収容されており表示装置を動作させるための補助基板6とを送受信可能に連結している。
【特許文献1】特開平3−220787号公報
【特許文献2】韓国特開1997−014486号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
図2に示したように、フレキシブル印刷回路基板10は、メイン基板5に連結されている一端部11と補助基板6に連結されている他端部12とを有し、一端部11と他端部12との間にはヒンジ4に収容される少なくとも1つの水平部13が存する。一端部11及び他端部12は水平部13に対しほぼ垂直である。
上述したようなフレキシブル印刷回路基板10により携帯電話本体2のフォルダ3は繰り返し回動して開閉させることが可能となり、またメイン基板5と補助基板6との間の円滑な送受信が可能になる。
【0005】
上述したような携帯電話本体2のフォルダ3が回動し開閉する際、フレキシブル印刷回路基板10には反復的な曲げ変形及び捩れ変形が同時に生じる。具体的には、フレキシブル印刷回路基板10の水平部13では捩れ変形が生じ、水平部13に対してほぼ垂直である一端部11及び他端部12では曲げ変形が生じる。一般に、フレキシブル印刷回路基板10は曲げ変形に対する信頼性は優れているが、捩れ変形に対する信頼性は曲げ変形ほどではない。
【0006】
水平部13の捩れ変形時には、曲げ変形が生じた一端部11及び他端部12が元の長さよりも更に延びるため引っ張り変形が生じて応力が発生する。このような引っ張りによる応力は繰り返されることにより疲労破壊を引き起こし、フレキシブル印刷回路基板10における微細回路の断線やフレキシブル印刷回路基板10の損傷が生じるおそれがある。
上述したような反復的な引っ張り応力によるフレキシブル印刷回路基板10の微細回路の断線及びフレキシブル印刷回路10自体の損傷を防止するために、従来ではフレキシブル印刷回路基板10の水平部13の長手方向の長さを、捩れ変形を考慮して必要とされる長手方向の長さより長くすることにより引っ張り変形による影響の最小化を図っていた。しかし、この場合、フレキシブル印刷回路基板10の水平部13の長手方向の長さが長くなるのに伴い水平部13の長手がたれてしまう。結果、水平部13の長手がヒンジ4の内壁と接触して摩擦され、水平部13の長手及びヒンジ4の内壁には磨耗が生じてしまう。
【0007】
そこで、本発明は、フレキシブル印刷回路基板における水平部13の長手を必要以上に長くすることなく反復的な捩れ変形が生じても高い信頼性を有するフレキシブル印刷回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するために、発明1は、第1部材と前記第1部材に対し動作可能な第2部材とを備えた電子機器において、前記第1部材と前記第2部材とを連結するフレキシブル印刷回路基板であって、フレキシブルな絶縁性材質であって、前記電子機器に信号を伝送する微細回路が印刷された薄板で形成された主体部分を含み、前記薄板の長手方向における縁部は、前記薄板の長手方向における中央部分よりも長いことを特徴とするフレキシブル印刷回路基板を提供する。
【0009】
これにより、フレキシブル印刷回路基板の寿命を増加させ、かつフレキシブル印刷回路基板を用いている電子機器の品質及び信頼性が向上することができる。
発明2は、前記発明1において、前記薄膜の長手方向の縁部の長さは、前記フレキシブル印刷回路基板が捩れて伸長された場合の長さに基づいて調節されていることを特徴とするフレキシブル印刷回路基板を提供する。
【0010】
これにより、捩れによるフレキシブル印刷回路基板の縁部応力を減少させるために、例えば携帯電話のヒンジに私用されるフレキシブル印刷回路基板の長手方向の長さを必要以上に長くする必要がなくなり、フレキシブル印刷回路基板の摩耗等の不良を抑えることができる。
発明3は、前記発明1において、前記薄膜の長手方向の縁部の長さは、前記フレキシブル印刷回路板の幅及び捩れ角度に基づいて調節されていることを特徴とするフレキシブル印刷回路基板。
【0011】
また、前記課題を解決するために、発明4は、第1部材と前記第1部材に対し動作可能な第2部材とを備えた電子機器において、前記第1部材と前記第2部材とを連結するフレキシブル印刷回路基板であって、フレキシブルな絶縁性材質であって、前記電子機器に信号を伝送する微細回路が印刷されている薄板で形成された主体部分を含み、前記薄板の縁部には、前記フレキシブル印刷回路基板が捩れる場合に伸長する屈曲部が形成されていることを特徴とするフレキシブル印刷回路基板を提供する。
【0012】
これにより、フレキシブル印刷回路基板の寿命を増加させ、かつフレキシブル印刷回路基板を用いている電子機器の品質及び信頼性が向上することができる。また、屈曲部は、捩れ変形時に伸びるため、フレキシブル印刷回路基板の両側縁部は引っ張り変形を生じない。従って、フレキシブル印刷回路基板の長さを必要以上に長くしないで済む。また捩れ時には、フレキシブル印刷回路の両側縁部の引っ張り変形を最小化できる。
【0013】
発明5は、前記発明4において、前記屈曲部のそれぞれは、波状であることを特徴とするフレキシブル印刷回路基板を提供する。
これにより、フレキシブル印刷回路基板のフォルダがどのように変形しても、フレキシブル印刷回路基板20には反復的な引っ張り変形が生じない。
発明6は、前記発明5において、前記両側の縁部に形成された屈曲部の波状は、前記縁部に対応する縁部の屈曲部に形成された波状に対して互いに対称であることを特徴とするフレキシブル印刷回路基板を提供する。
【0014】
また、前記課題を解決するために、発明7は、メイン基板を収容している携帯電話の本体と、前記本体に対して回動開閉可能にヒンジ結合し、表示装置を動作させる補助基板を収容しているフォルダと、を備える携帯電話において、前記メイン基板と前記補助基板とを連結している携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板であって、フレキシブルな絶縁性材質であって、信号を伝送する微細回路が印刷されている薄板で形成された主体部分と、前記メイン基板に連結されている一端部と、前記補助基板に連結されている他端部と、前記一端部と前記他端部との間に位置しており前記ヒンジに収容されている水平部と、を含み、前記水平部の長手方向に沿う両縁部には、前記フォルダが前記本体に対して回動する場合に伸長される屈曲部がそれぞれ形成されていることを特徴とする携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板を提供する。
【0015】
これにより、フレキシブル印刷回路基板の寿命を増加させ、かつフレキシブル印刷回路基板を用いている電子機器の品質及び信頼性が向上することができる。また、屈曲部は、捩れ変形時に伸びるため、フレキシブル印刷回路基板の両側縁部は引っ張り変形を生じない。従って、フレキシブル印刷回路基板の長さを必要以上に長くしないで済む。また捩れ時には、フレキシブル印刷回路の両側縁部の引っ張り変形を最小化できる。
【0016】
発明8は、前記発明7において、前記屈曲部が伸長する場合、前記水平部の両縁部のうち長手方向に沿う両縁部は、前記水平部の長手方向における中央部分よりも長いことを特徴とする携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板を提供する。
これにより、フレキシブル印刷回路基板の両側縁部には引っ張り変形は生じず多少の曲げ変形のみが起こる。フレキシブル印刷回路基板は基本的に曲げ変形については高い信頼性を有していることから、捩れ変形に対する信頼性のみを確保すればその寿命は大幅に増大する。
【0017】
発明9は、前記発明8において、前記水平部の長手方向における両縁部の長さは、前記フレキシブル印刷回路基板が捩れて伸長された場合の長さに基づいて調節されていることを特徴とする携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板を提供する。
これにより、捩れによるフレキシブル印刷回路基板の縁部応力を減少させるために、例えば携帯電話のヒンジに私用されるフレキシブル印刷回路基板の長手方向の長さを必要以上に長くする必要がなくなり、フレキシブル印刷回路基板の摩耗等の不良を抑えることができる。
【0018】
発明10は、前記発明9において、前記両側の縁部に設けられた屈曲部のそれぞれは波状であって、前記両縁部の屈曲部の波状は互いに対称であることを特徴とする携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板を提供する。
これにより、フレキシブル印刷回路基板のフォルダがどのように変形しても、フレキシブル印刷回路基板には反復的な引っ張り変形が生じない。
【発明の効果】
【0019】
本発明によると、フレキシブル印刷回路基板の寿命を増加させ、かつフレキシブル印刷回路基板を用いている電子機器の品質及び信頼性が向上することができる。
また、フレキシブル印刷回路基板の磨耗等の不良を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下より、添付の図面に基づいて本発明の好適な実施形態を詳述する。
<フレキシブル印刷回路基板>
図3は、本発明の一実施形態に係るフレキシブル印刷回路基板の要部を抜粋して拡大した図である。図4A、図4B及び図4Cは、図3の平面図、正面図及び側面図である。
本発明に係るフレキシブル印刷回路基板20は、対向する縁部の両側(以下、両側縁部という)には捩れ変形が生じた際に伸びる屈曲部21、21'が形成されている。屈曲部21、21'は波形に形成されることが好ましい。また、両側の屈曲部21、21'は対称構造をなしていることが好ましい。即ち、屈曲部21、21’の波形は、図4B及び4Cに示すように互いに対称である。
【0021】
屈曲部21、21'はフレキシブル印刷回路基板20の両側縁部の長手方向の長さをその中心の長手方向の長さより長く設定するための形状の一例を示したものであって、図示した屈曲部の構造に限定されることはなく、フレキシブル印刷回路基板20の両側縁部の長手方向の長さをその中心部の長手方向の長さより長くする構造であればどのような形状であってもよい。
【0022】
屈曲部21、21'は、捩れ変形時に伸びるため、フレキシブル印刷回路基板20の両側縁部は引っ張り変形を生じない。従って、フレキシブル印刷回路基板の長さを必要以上に長くしないで済む。また捩れ時には、フレキシブル印刷回路20の両側縁部の引っ張り変形を最小化できる。
上述のように、フレキシブル印刷回路基板20の両側縁部の長手方向の長さがその中心部の長手方向の長さより長く形成されることにより、捩れ変形時には両側縁部の長手は引っ張られるのではなく伸びる。従って、フレキシブル印刷回路基板20の両側縁部には引っ張り変形は生じず多少の曲げ変形のみが起こる。すでに述べたように、フレキシブル印刷回路基板は基本的に曲げ変形については高い信頼性を有していることから、捩れ変形に対する信頼性のみを確保すればその寿命は大幅に増大する。
【0023】
フレキシブル印刷回路基板20の両側縁部の長手方向の長さは、フレキシブル印刷回路基板20の捩れ時に引っ張り変形される方向の長さを考慮して決定されることが好ましい。しかし、フレキシブル印刷回路基板20の両側縁部の長手は、フレキシブル印刷回路基板20の幅及び捩れ角度等により異なるので、幅及び捩れ角度を考えて実験的および/または数式を用いて決定することが好ましい。
【0024】
一方、詳細には図示してないが、前述したフレキシブル印刷回路基板20は、フレキシブルなプラスチックのような絶縁性材質の薄板に電気的な信号を伝達するための微細回路が印刷されている。但し、本発明に係るフレキシブル印刷回路基板20は、その両側縁部にその部分の長手方向の長さを中心部の長手方向の長さより長くして捩れ変形する際、縁部に引っ張り変形が生じないようにするための屈曲部21、21'が形成されていることを特徴とする。
【0025】
屈曲部21、21'は、フレキシブル印刷回路基板20を製造する工程の1つである熱圧着工程において、金型に屈曲部21、21'と対応する凹凸形状を加工して熱圧着と同時に形成することができる。即ち、新たな工程を追加せずに既存のフレキシブル印刷回路基板の製造工程において熱圧着用金型の構造のみを変えることで簡単に形成することができる。
【0026】
<フレキシブル印刷回路基板を携帯電話に用いる例>
図5は、携帯電話用として用いられる本発明に係るフレキシブル印刷回路基板20を示した図である。以下より、本発明に係る携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板20について、図5を用いて詳述する。ここで、本発明に係るフレキシブル印刷回路基板20を用いる携帯電話の構成は図1と同様である。即ち、携帯電話1は、本体2及びフォルダ3がヒンジ4により折り畳み可能に結合されている。本体2にはメイン基板5が収容され、フォルダ3には表示装置を動作させる補助基板6が収容されている。
【0027】
図5のフレキシブル印刷回路基板20は、メイン基板5と連結される一端部11と、補助基板6と連結される他端部12とを有し、一端部11と他端部12との間にはヒンジ4に収容される少なくとも1つの水平部13が存する。一端部11及び他端部12は水平部13に対してほぼ垂直である。
さらに、水平部13には、その両側の縁部にフォルダ3の回動開閉動作に伴う捩れ変形時に伸びる屈曲部21、21'がそれぞれ形成されている。屈曲部21、21'の構造及び作用は既に述べたものと同一であるので説明は省略する。
【0028】
一方、本実施形態では、フレキシブル印刷回路基板20の水平部13に屈曲部21、21'が形成されたフォルダ型の携帯電話を図示したが、これに限定されることはない。例えば、カメラ機能を備えた携帯電話であって、フォルダ3が本体に対して開閉し、さらにフォルダ3が他の方向へと回動するような回動構造を有する携帯電話に本発明のフレキシブル印刷回路基板20を用いてもおい。この場合は、屈曲部21、21’は、フレキシブル印刷回路基板20の水平部13のみに形成されるだけではなく垂直部にも形成するとよい。すると、フレキシブル印刷回路基板20のフォルダ3がどのように変形しても、フレキシブル印刷回路基板20には反復的な引っ張り変形が生じない。
【0029】
<フレキシブル印刷回路基板のシミュレーション>
図6Aは従来のフレキシブル印刷回路基板のシミュレーション結果である。図6Bは、本発明に係るフレキシブル印刷回路基板のシミュレーションの結果である。両者ともにLS−Dynaという解釈ソフトウェアを用いて、フレキシブル印刷回路基板の一方を固定した状態で他方を180°回転させたときにフレキシブル印刷回路基板の縁部から生じる主応力値を測定した。シミュレーションの結果、従来には主応力値が155Mpaであったが、本発明の場合は主応力値が90Mpaであった。
【0030】
図6Cは主応力(σ)と繰り返し捩れ回数(N)との関係を表したグラフである。縦軸の主応力(σ)が高いほど横軸の繰り返し捩れ回数(N)は減少し、主応力(σ)が小さいほど繰り返し捩れ回数(N)は増加している。従って、従来の155Mpaの主応力に比べて本発明の90Mpaの主応力の場合は繰り返し変形の回数(N)を増加させることができる。尚、前述した繰り返し回数(N)は携帯電話の本体に対するフォルダの開閉回数のことをいう。即ち、携帯端末のフォルダを開閉する回数が多くても、本発明のフレキシブル印刷回路にかかる応力は従来例のフレキシブ印刷回路基板にかかる応力の方が、1回あたりの応力値が低い。従って、本発明のフレキシブル印刷回路基板は、従来例のフレキシブル印刷回路基板よりも耐久性が高い。
【0031】
以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが、本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【0032】
本発明に係るフレキシブル印刷回路基板は繰り返し捩れ変形に対して高い信頼性を有しており損傷を受にくい。従って、本発明のフレキシブル印刷回路基板は、携帯電話、カメラ、コンピュータ、コンピュータ用周辺機器、ビデオ/オーディオ機器、カムコーダー、プリンター、DVD、TFT、LCD、衛星装備、軍事装備、医療装備等の電子機器に幅広く使用することができる。フレキシブル印刷回路基板をこれらの電子機器に使用することにより、電子機器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】一般のフレキシブル印刷回路基板の携帯電話の適用例を示した図である。
【図2】図1に示した携帯電話の使用時にフレキシブル印刷回路基板に作用される捩れ変形を説明するための図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係るフレキシブル印刷回路基板の要部を抜粋して拡大した図である。
【図4A】図3の平面図である。
【図4B】図3の正面図である。
【図4C】図3の側面図である。
【図5】本発明に係る携帯電話用のフレキシブル印刷回路基板の捩れ変形に対する緩衝作用を説明するための図である。
【図6A】本発明のフレキシブル印刷回路基板と従来のフレキシブル印刷回路基板のシミュレーション結果である。
【図6B】本発明のフレキシブル印刷回路基板と従来のフレキシブル印刷回路基板のシミュレーション結果である。
【図6C】本発明のフレキシブル印刷回路基板と従来のフレキシブル印刷回路基板との比較結果を説明するための図である。
【符号の説明】
【0034】
1 携帯電話
2 形態本体
3 フォルダ
4 ヒンジ
5 メイン基板
6 補助基板
10、20 フレキシブル印圧回路基板
13 水平部
21、21' 屈曲部
【出願人】 【識別番号】390019839
【氏名又は名称】三星電子株式会社
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】416,Maetan−dong,Yeongtong−gu,Suwon−si Gyeonggi−do,Republic of Korea
【出願日】 平成17年4月21日(2005.4.21)
【代理人】 【識別番号】100094145
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 由己男

【識別番号】100106367
【弁理士】
【氏名又は名称】稲積 朋子

【公開番号】 特開2005−311376(P2005−311376A)
【公開日】 平成17年11月4日(2005.11.4)
【出願番号】 特願2005−123380(P2005−123380)