JP2018004341A - 打点試験装置及び打点試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＣにおいて、直接荷重が印加される部位に近接する屈曲部位についても、耐久性を評価できる打点試験装置及び打点試験方法を提供する。【解決手段】ＦＰＣ１０は、屈曲部１０ａよりも先端側が隙間Ｓに挿入され、先端側平面部１０ｃに横方向（Ｘ方向）の動きを許容する所定の遊びを持たせた状態で保持される。荷重印加部３０の圧子３１を上下させることによって、設定された打ち込み距離でＦＰＣ１０を押圧し、繰り返し所定の荷重を印加する。ＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂに対して加えられる一方向（Ｚ軸方向）の荷重に起因する配線の損傷だけでなく、ＦＰＣ１０の変形によって生じる応力が集中しやすい屈曲部１０ａにおける配線の損傷についても、検査できる。【選択図】図３

Description

本発明は、打点試験装置及び打点試験方法に関し、詳細には、フレキシブルプリント配線板の打点耐久性を評価する打点試験装置及び打点試験方法に関する。

近年、電子機器の小型化、軽量化、省スペース化の進展に伴い、薄く軽量で、可撓性を有し、屈曲を繰り返しても優れた耐久性を持つフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ；Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）の需要が増大している。ＦＰＣは、限られたスペースでも立体的かつ高密度の実装が可能であるため、例えば、ＨＤＤ、ＤＶＤ、携帯電話、スマートフォン等の電子機器の可動部分の配線や、ケーブル、コネクター等の部品にその用途が拡大しつつある。

電子機器のスイッチなどの可動部位には、繰り返し押圧力が加えられることから、当該可動部位に使用されるＦＰＣにおいて、配線の破断による接続不良などの不具合の発生が懸念されている。そのため、電子機器の信頼性を高める上で、ＦＰＣの打点耐久性を正確に評価することが求められている。

特許文献１は、抵抗膜式タッチパネルの透明導電膜に対する打鍵耐久性試験において、実機での押圧位置のずれを模して水平方向での打鍵位置を変化させるように工夫した試験装置を提案している。また、特許文献２は、携帯電話などの側部に設けられたサイドキーをクリックしたときのストロークと押圧力を検出する装置を提案している。上記のとおり、電子機器に使用されるタッチパネルやキーのなどの部品について打鍵試験を行う技術は提案されているが、ＦＰＣの打点耐久性を直接的に評価できる手法については報告されていない。そのため、本発明者らは、ＦＰＣの打点耐久性を評価する打点試験装置の発明を提案した（特願２０１５−１８９２２５）。この打点試験装置は、テープ状をなすＦＰＣの平面の任意の部位に対し、繰り返し直角に圧子を打ち付けて、配線の破断などの損傷の程度を評価するものである。

特開２００９−４２８１７号公報 特開２０１４−１８６８０２号公報

スマートフォン等の電子機器では、筐体内の限られたスペースを有効利用すべく、筐体の側部に設けられているサイドキーへの配線のため、筐体の背部の内壁から側部の内壁に沿わせるように、ＦＰＣをほぼ直角に屈曲させた状態で配設することがある。この場合、サイドキーによるＦＰＣの押圧部位の近傍に屈曲部位が位置することになり、直接荷重が印加される部位だけでなく、その近傍の屈曲部位にも繰り返し応力が加わることになる。しかし、これまでの打点試験装置では、直接荷重が印加される部位以外の耐久性については測定対象外であり、上記屈曲部位における配線の損傷の程度については評価することができなかった。

従って、本発明の目的は、ＦＰＣにおいて、直接荷重が印加される部位に近接する屈曲部位についても、耐久性を評価できる打点試験装置及び打点試験方法を提供することである。

本発明の打点試験装置は、テープ状をなすフレキシブルプリント配線板を固定する試料固定部と、前記試料固定部に固定された前記フレキシブルプリント配線板に対して一定の移動量で往復運動する圧子によって繰り返し荷重を印加する荷重印加部と、を備えている。そして、本発明の打点試験装置は、前記フレキシブルプリント配線板において、前記圧子によって荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位の耐久性を評価する。

本発明の打点試験装置において、前記フレキシブルプリント配線板は、１００度以下の角度に屈曲した屈曲部位を有しており、前記荷重印加部によって前記屈曲部位の近傍の隣接部位に荷重を印加することにより、前記屈曲部位と前記隣接部位の両方における耐久性を評価するものであってもよい。

本発明の打点試験装置において、前記フレキシブルプリント配線板は、前記隣接部位として、前記屈曲部位に隣接する第１の平面部と、前記屈曲部位を間に挟んで前記第１の平面部とは反対側において、前記屈曲部位に隣接する第２の平面部と、を有していてもよく、前記荷重印加部は、前記第１の平面部に荷重を印加するものであってもよい。この場合、前記試料固定部は、前記フレキシブルプリント配線板を支持する基台を有していてもよく、前記基台は、前記第１の平面部を固定するとともに、前記第２の平面部の動きを許容した状態で保持するものであってもよい。

本発明の打点試験装置は、前記基台に装着される交換可能な受け部材を備えていてもよく、前記第１の平面部と前記受け部材は、前記荷重の印加方向において上下に重なり合ってもよい。

本発明の打点試験装置は、前記受け部材が、弾性変形可能な材質によって構成されていてもよい。

本発明の打点試験装置は、さらに、前記フレキシブルプリント配線板の配線に接続されてその電気的パラメータを検出する計測部を備えていてもよい。この場合、前記計測部は、前記屈曲部位を通過するように設けられた配線と、前記第１の平面部に設けられた配線について、別々に前記電気的パラメータを検出するものであってもよい。また、前記電気的パラメータが、抵抗値、電流値、又は電圧値であってもよい。

本発明の打点試験装置において、前記試料固定部は、前記基台を水平方向に移動させる水平駆動部をさらに備えていてもよい。

本発明の打点試験装置において、前記圧子の移動量は、前記試料固定部に固定された前記フレキシブルプリント配線板に対して荷重の印加が開始される位置から、さらに所定の距離で前記フレキシブルプリント配線板を押し込むように設定されていてもよい。

本発明の打点試験装置は、前記フレキシブルプリント配線板が両面に配線を有する両面フレキシブルプリント配線板であってもよく、前記計測部は、前記両面フレキシブルプリント配線板の両面の前記配線にそれぞれ接続されて、前記電気的パラメータを個別に検出するものであってもよい。

本発明の打点試験方法は、フレキシブルプリント配線板の打点耐久性を評価する方法である。本発明の打点試験方法は、以下の工程ａ〜工程ｃ；
工程ａ）テープ状をなすフレキシブルプリント配線板を固定する工程、
工程ｂ）固定された前記フレキシブルプリント配線板に対して一定の移動量で往復運動する圧子によって繰り返し荷重を印加する工程、
工程ｃ）前記フレキシブルプリント配線板において、前記圧子によって荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位の耐久性を評価する工程、
を含むことを特徴とする。

本発明の打点試験方法において、前記フレキシブルプリント配線板は、１００度以下の角度に屈曲した屈曲部位を有していてもよく、前記工程ｂでは、前記屈曲部位の近傍の隣接部位に荷重を印加するとともに、前記工程ｃでは、前記屈曲部位と前記隣接部位の両方における耐久性を評価してもよい。

本発明の打点試験方法において、前記フレキシブルプリント配線板は、前記隣接部位として、前記屈曲部位に隣接する第１の平面部と、前記屈曲部位を間に挟んで前記第１の平面部とは反対側において、前記屈曲部位に隣接する第２の平面部と、を有するものであってもよく、前記工程ｂでは、前記第１の平面部に荷重を印加してもよい。

本発明の打点試験方法において、前記工程ａでは、前記第１の平面部を固定するとともに、前記第２の平面部の動きを許容した状態で保持してもよい。

本発明の打点試験装置及び打点試験方法は、ＦＰＣにおいて、荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位について耐久性を評価することができるので、電子機器内における現実の使用状態を模した条件でＦＰＣの打点耐久性を評価できる。従って、本発明の打点試験装置及び打点試験方法を使用してＦＰＣの打点耐久性を評価することによって、ＦＰＣの信頼性を高め、さらにはＦＰＣを使用する電子機器の動作信頼性の向上を図ることができる。

本発明の一実施の形態の打点試験装置の概略構成図である。 試料固定部の一構成例を示す分解斜視図である。 試料固定部にＦＰＣを固定した状態を示す断面図である。 図３の要部拡大図である。 圧子がゼロ点位置に達した状態を説明する模式図である。 ゼロ点位置からの追加押し込み量を説明する模式図である。 フレキシブルプリント配線板の変形の挙動を説明する図面である。 図７に続く変形状態を示す模式図である。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の一実施の形態のフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）用打点試験装置（以下、単に「打点試験装置」と記すことがある）について説明する。図１は、本実施の形態の打点試験装置１００の概略構成図である。本実施の形態の打点試験装置１００は、ＦＰＣ１０を固定する試料固定部２０と、試料固定部２０に固定されたＦＰＣ１０へ向けて繰り返し荷重を印加する荷重印加部３０と、ＦＰＣ１０の配線に接続されてその電気的パラメータを検出する計測部４０と、打点試験装置１００の各構成部を制御する制御部５０とを備えている。また、図２は、試料固定部２０の一構成例を示す分解斜視図である。図３は、試料固定部２０にＦＰＣ１０を固定した状態を示す断面図である。図４は、図３の要部を拡大して示す断面図である。

＜試料＞
本実施の形態の打点試験装置１００において、試験対象となる試料は、ＦＰＣ１０である。ＦＰＣ１０は、公知の構成であり、詳細は省略するが、樹脂層と、該樹脂層の片面又は両面に形成された配線とを有する可撓性の回路基板である。また、ＦＰＣ１０は、屈曲部１０ａを有する。ＦＰＣ１０は、屈曲部１０ａを境界にして、その基端側に隣接する基端側平面部（第１の平面部）１０ｂと、その先端側に隣接する先端側平面部（第２の平面部）１０ｃと、を有している。本実施の形態において、試験対象となるＦＰＣ１０は、その先端付近で９０度前後の角度、好ましくは９０度未満の角度で折れ曲がっているものが用いられる。すなわち、ＦＰＣ１０としては、屈曲部１０ａの基端側平面部１０ｂと先端側平面部１０ｃとのなす角度が、例えば８０〜１００度の範囲内、好ましくは８５度〜９５度の範囲内、より好ましくは８５〜９０度の範囲内で折れ曲がっているものが用いられる。なお、屈曲部１０ａの角は、所定の曲率半径で湾曲していてもよい。また、「基端側」、「先端側」という表現は、試験に供するＦＰＣ１０において、屈曲部１０ａを基準にして便宜的に用いられるものであり、現実のＦＰＣ１０において、基端側であるか、先端側であることを意味するものではない。

図示は省略するが、基端側平面部１０ｂと、先端側平面部１０ｃには、それぞれ独立して、電気的に非接続状態となる配線を設けておくことができる。例えば、基端側平面部１０ｂの配線と電気的に非接続状態であり、かつ、屈曲部１０ａを通過する配線を先端側平面部１０ｃに設けておくことができる。

＜試料固定部＞
本実施の形態において、試料固定部２０は、基台２１と、該基台２１に交換可能に装着されるＦＰＣ受け部材２２と、ＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂを上下から挟み込むように固定する複数の樹脂シート（下部樹脂シート２３及び上部樹脂シート２４）と、これらの樹脂シートを押さえ込むためのシート固定プレート２５と、屈曲したＦＰＣ１０の先端側に対し、その横方向（Ｘ方向）の動きを制限する押えブロック２６と、を備えている。

（基台）
基台２１は、例えばアルミニウムなどの金属製の部材であり、その上面に、ＦＰＣ受け部材２２を収容するための凹部２１ａと、シート固定プレート２５やＦＰＣ１０などを位置決め固定するための凹部２１ｂが形成されている。また、基台２１の片側には、押えブロック２６を挿入するための開口部２１ｃが形成されている。基台２１の開口部２１ｃに臨む壁２１ｄの上端には、角が面取りされて傾斜面２１ｅが形成されている。

（ＦＰＣ受け部材）
ＦＰＣ受け部材２２は、基台２１とＦＰＣ１０との間に介在配置される。ＦＰＣ受け部材２２は、基台２１に形成された凹部２１ａに嵌合され、ＦＰＣ１０が基台２１に固定された状態で、基端側平面部１０ｂと上下に重なるように基端側平面部ｂの下方に位置決めされる。ＦＰＣ受け部材２２としては、現実に電子機器に搭載されるリジット基板、リチウムイオン電池などの硬さを模した材質から選択することが好ましく、例えばアルミニウムなどの材質の金属製のブロックやバネ、例えばウレタンなどの材質の樹脂製のブロックなどを用いることができる。ここで、ブロックは、例えば板、直方体、柱状体などを意味する。ＦＰＣ受け部材２２が、例えばバネや樹脂製のブロックなどの弾性体である場合、その弾性変形を利用することによって、可撓性を有するＦＰＣ１０に対し、実際の電子機器のスイッチ部などの動きを模した曲げ応力を加えることができる。

（樹脂シート）
試料固定部２０は、ＦＰＣ１０を安定的に固定するとともに、実際の電子機器のスイッチ部などの環境に近似させるため、複数の樹脂シートを含んでいてもよい。複数の樹脂シートは、ＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂの上方又は下方に積層され、適度なクッション性を付与して圧子３１による荷重をやわらげる緩衝材として機能する。

図２に示す例においては、基台２１側から順に、下部樹脂シート２３、上部樹脂シート２４を有している。下部樹脂シート２３は、ＦＰＣ１０より下方の基台２１側、例えばＦＰＣ１０とＦＰＣ受け部材２２との間に配置されている。上部樹脂シート２４は、ＦＰＣ１０より上方の圧子３１側、例えばＦＰＣ１０とシート固定プレート２５との間に配置されている。下部樹脂シート２３及び上部樹脂シート２４は、試験時には、例えば図３に示すようにＦＰＣ１０に積層され、ＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂを上下から挟み込むように配置される。これによって、圧子３１による荷重に対して、緩衝材として機能する。

下部樹脂シート２３及び上部樹脂シート２４は、実際の電子機器のスイッチ部などの環境に近似させるため、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の材質で構成することが好ましい。また、これら樹脂シートの厚さは、圧子３１による荷重に対して十分な緩衝作用を持たせるため、例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。なお、下部樹脂シート２３及び上部樹脂シート２４は、任意の構成であり、必ずしも配置しなくてもよい。また、下部樹脂シート２３及び上部樹脂シート２４は、それぞれ１枚に限らず、２枚以上を使用してもよい。

（シート固定プレート）
シート固定プレート２５は、例えばＳＵＳ等によって構成される金属製の平板である。また、シート固定プレート２５の外縁部は、基台２１の凹部２１ｂの輪郭に対応して全体として矩形をなしている。シート固定プレート２５は、凹部２１ｂに嵌め込むことによって位置決めが可能になっている。

シート固定プレート２５は、積層された下部樹脂シート２３、ＦＰＣ１０、及び上部樹脂シート２４を上方から押圧して固定する。シート固定プレート２５によって、試料であるＦＰＣ１０が試験途中で位置ずれしないように確実に固定できる

（押えブロック）
押えブロック２６は、基台２１に形成された開口部２１ｃに挿入される凸部２６ａを有している。図２〜図４に示すように、押えブロック２６は、横方向（Ｘ方向）にスライドさせることにより、凸部２６ａを開口部２１ｃに嵌合させることができる。凸部２６ａの先端の上部には、角が面取りされて傾斜面２６ｂが形成されている。

本実施の形態では、凸部２６ａを開口部２１ｃに嵌合させた状態で、凸部２６ａの先端と、基台２１の壁２１ｄとの間には、所定の幅Ｌで隙間Ｓが形成される。隙間Ｓの幅Ｌは、例えば０．５〜２ｍｍの範囲内、好ましくは１〜２ｍｍの範囲内とすることができる。この隙間Ｓに、ＦＰＣ１０の屈曲部１０ａよりも先端側（先端側平面部１０ｃを含む部分）が挿入される。この状態で、先端側平面部１０ｃは、その平面に対して交差する横方向（Ｘ方向）の動きが許容されるように、所定の遊びを有する状態で保持される。なお、ＦＰＣ１０の先端部分（先端側平面部１０ｃの最も先端）は、任意の固定手段、例えば粘着テープ、ねじ止め、細溝への嵌め込み、挟持機構などで基台２１の壁２１ｄに固定しておくことが好ましい。また、隙間Ｓによって所定の自由度を以て保持されるＦＰＣ１０に対し、鋭い角により損傷を与えないようにするため、凸部２６ａの先端の上部の傾斜面２６ｂ、及び、基台２１の壁２１ｄの傾斜面２１ｅが形成されている。

（水平駆動部）
試料固定部２０は、基台２１を水平方向（ＸＹ方向）に移動させる水平駆動部２９をさらに備えている。水平駆動部２９は、図示は省略するが、例えば基台２１をＸ軸ガイドに沿って移動させるＸ軸アクチュエータと、基台２１をＹ軸ガイドに沿って移動させるＹ軸アクチュエータと、Ｘ軸、Ｙ軸のそれぞれに設けられたエンコーダ等を備えている。Ｘ軸アクチュエータ、Ｙ軸アクチュエータとしては、例えばリニアモータ、エアシリンダー、ボールねじなどを用いることができる。水平駆動部２９は、基台２１をＸＹ方向に例えば±５０ｍｍの範囲で移動させることができる。水平駆動部２９によって、圧子３１の中心がＦＰＣ受け部材２２の中心から外れた位置に荷重を印加することが可能になる。そのため、実際の電子機器のスイッチ部などの操作時の押圧力の偏心を模した試験を行うことができる。

＜荷重印加部＞
荷重印加部３０は、ＦＰＣ１０に荷重を加えるための圧子３１と、圧子３１を一定の移動量（ストローク）でＺ軸方向（垂直方向）に直線的に往復移動させるＺ軸駆動部３２と、圧子３１及びＺ軸駆動部３２を連結する軸部３３を備えている。

圧子３１は全体として円柱状をなし、その先端部分は丸みを帯びた円錐状をなしている。圧子３１は、図示は省略するが、例えばＳＵＳなどからなる金属芯と該金属芯を被覆する樹脂層とによって構成されている。樹脂層を構成する樹脂としては、例えばウレタン樹脂、ポリアセタール樹脂、シリコーン樹脂などを使用できる。圧子３１の先端部分の硬度は、ＦＰＣ１０が搭載される電子機器の使用形態の観点から、例えばショア硬さＡ５０〜ロックウェル硬さＭ９０の範囲内が好ましい。また、圧子３１の先端部分の曲率半径は、ＦＰＣ１０が搭載される電子機器の使用形態の観点から、例えば０．８ｍｍ〜１２ｍｍの範囲内が好ましい。

（Ｚ軸駆動部）
Ｚ軸駆動部３２は、図示は省略するが、例えばエアシリンダー等のアクチュエータや、荷重を検知するためのロードセルなどを備えている。

荷重印加部３０は、圧子３１によって、試料固定部２０に固定されたＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂに対して、予め設定した荷重を印加できるように構成されている。

また、荷重印加部３０は、試料固定部２０に固定されたＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂに対して圧子３１による荷重の印加が開始される位置（ゼロ点位置）から、さらに所定の距離でＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂを押し込むことができるように圧子３１の移動量を設定することができる。図５はゼロ点位置Ｐ_０に圧子３１が到達した状態を模式的に示している。図６は、図５に示すゼロ点位置Ｐ_０から、さらに圧子３１を位置Ｐ_１まで押し込んだ状態を模式的に示している。なお、図５及び図６では、説明の便宜上、ＦＰＣ１０、下部樹脂シート２３及び上部樹脂シート２４の厚みを誇張して描いている。ここで、圧子３１による押し込み量（ゼロ点位置Ｐ_０から位置Ｐ_１までの距離；Ｐ_０〜Ｐ_１）は、例えば０．１ｍｍ〜１．９ｍｍの範囲内で任意に設定できる。このように、打点試験装置１００では、ＦＰＣ受け部材２２による弾性変形を利用して耐久性試験を行うことから、押し込み量Ｐ_０〜Ｐ_１を可変に設定できるようにすることで、可撓性を有するＦＰＣ１０に特化した打点耐久性の評価が可能になる。

＜計測部＞
計測部４０は、試験の間、試料固定部２０に固定されたＦＰＣ１０に連続的又は間欠的に電流を流し、電気的パラメータを検出する。計測部４０で検出する電気的特性としては、例えば抵抗値、電流値、電圧値などを挙げることができる。これらの中でも、配線の断線等による変化を検出しやすい抵抗値を検出することが好ましい。

計測部４０は、複数のリード線４１によってＦＰＣ１０の配線（図示省略）に接続される。例えば、ＦＰＣ１０の全体に亘って一本の配線を形成し、２本のリード線４１を基端側平面部１０ｂと先端側平面部１０ｃの両方を間に挟むように接続することができる。このようにすれば、ＦＰＣ１０の全体について、電気的パラメータを検出することができる。また、例えば２本のリード線４１を基端側平面部１０ｂにのみ形成された配線に接続し、他の２本のリード線４１を、屈曲部１０ａを通過し、かつ、先端側平面部１０ｃに形成された配線に接続しておくことができる。このようにすれば、屈曲部１０ａを間に挟む基端側平面部１０ｂと先端側平面部１０ｃについて、それぞれ個別に電気的パラメータを検出できる。この場合、先端側平面部１０ｃの電気的パラメータの異常は、屈曲部１０ａにおける配線の損傷に起因すると推認できる。なお、図１では、代表的に２本のリード線４１しか図示していない。

ＦＰＣ１０が両面に配線を有する両面ＦＰＣである場合は、両面のそれぞれに形成された配線に個別にリード線４１を接続することができる。これにより、計測部４０は、両面の配線の電気的パラメータを個別に検出することができる。

＜制御部＞
制御部５０は、打点試験装置１００の各構成部を制御する。制御部５０は、典型的にはコンピュータであり、図示は省略するが、ＣＰＵ（中央処理装置）やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）を有する主制御部と、キーボード、マウス等の入力装置と、プリンタ等の出力装置と、ディスプレイ等の表示装置と、ハードディスクなどの記憶装置と、を備えている。

制御部５０は、本実施の形態の打点試験装置１００において、ＦＰＣ１０に対する打点試験が実行されるように、打点試験装置１００の各構成部（例えば、水平駆動部２９、荷重印加部３０、計測部４０等）を制御する。これらは、制御部５０のＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として用いて、記憶装置に格納されたソフトウエア（プログラム）を実行することによって実現される。

以上の構成を有する打点試験装置１００では、圧子３１の打ち込み回数、打ち込み荷重、打ち込み速度、圧子３１の移動量などを適切に設定してＦＰＣ１０への打点試験を実施できる。

また、例えば抵抗値を測定する場合、ＦＰＣ１０において、基端側平面部１０ｂの配線と先端側平面部１０ｃの配線に、それぞれ例えば直流１．０Ｖ／１０ｍＡ以下の電流を通電し、計測部４０では、初期抵抗値に対する計測値の比率を演算する。制御部５０では、計測部４０で得られた前記計測値の比率を所定のしきい値と比較することによって、ＦＰＣ１０の耐久性についての判定を行い、その結果を例えばディスプレイに表示する。ここで、基端側平面部１０ｂと、屈曲部１０ａを通過し、かつ、先端側平面部１０ｃの配線を独立して形成しておくことにより、先端側平面部１０ｃの計測値に異常が検出された場合、屈曲部１０ａにおける配線の損傷に起因すると推認できる。

＜作用＞
図７及び図８を参照しながら、本実施の形態の打点試験装置１００の作用について説明する。図７は、屈曲部１０ａを有するＦＰＣ１０の側面図であり、図８は、図７の状態から、基端側平面部１０ｂに対して荷重を印加した状態を示している。図８中に白矢印で示すように、荷重印加部３０による荷重は、ＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂの表面に対して、ほぼ直角に加えられる。上記のとおり、打点試験装置１００では、ＦＰＣ受け部材２２の材質を選択することによって、圧子３１による荷重の印加が開始されるゼロ点位置Ｐ_０よりも、さらに圧子３１を押し込むことができるように構成されている。そのため、ＦＰＣ１０における基端側平面部１０ｂは、荷重の印加方向と同方向に歪み、図８の紙面において、下に凸の弓状に変形する。また、押えブロック２６の凸部２６ａと基台２１の壁２１ｄとの間の隙間Ｓは、先端側平面部１０ｃの変形を許容する。従って、基端側平面部１０ｂの変形に伴い、ＦＰＣ１０の先端部に近い先端側平面部１０ｃは、図８の紙面において、向かって右側に引っ張られ、結果として左側に凸の弓状に変形する。

打点試験装置１００において、圧子３１による荷重の印加を繰り返すことにより、図７の状態と図８の状態が交互に繰り返されることになる。そして、ほぼ直角に近い角度で折れ曲がった状態の屈曲部１０ａには、その両側の基端側平面部１０ｂ及び先端側平面部１０ｃの変形と復帰の度に、大きな応力が加わり、配線の破断などの損傷が生じやすくなる。つまり、屈曲部１０ａを有するＦＰＣ１０は、荷重の印加によって生じる変形により、歪が蓄積する部位が少なくとも２箇所以上存在することになる。これは、現実の電子機器において、サイドキーなどの内側に屈曲部１０ａを有する状態で搭載されたＦＰＣ１０においても同様であると考えられ、その状態を模したものである。つまり、本実施の形態の打点試験装置１００では、ＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂに対して加えられる一方向（Ｚ軸方向）の荷重に起因する配線の損傷だけでなく、ＦＰＣ１０の変形によって生じる応力が集中しやすい屈曲部１０ａにおける配線の損傷についても、検査できるように構成されている。

＜打点試験方法＞
次に、打点試験装置１００において実施される本実施の形態の打点試験方法の手順の一例について説明する。ここでは、電気的パラメータとして抵抗値を測定する場合を例に挙げる。

本実施の形態の打点試験方法は、次の工程(ａ)〜(ｃ)を含むことができる。
(ａ)テープ状をなすＦＰＣ１０を固定する工程。
(ｂ)固定されたＦＰＣ１０に対して一定の移動量で往復運動する圧子３１によって繰り返し荷重を印加する工程。
(ｃ)ＦＰＣ１０において、圧子３１によって荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位の耐久性を評価する工程。

工程ａ：
本工程では、試料固定部２０に屈曲部１０ａを有するＦＰＣ１０をセットする。このとき、押えブロック２６により、ＦＰＣ１０の屈曲部１０ａよりも先端側（先端側平面部１０ｃを含む部分）が隙間Ｓに挿入され、先端側平面部１０ｃの動きが許容されるように所定の遊びを持った状態に保持する。ここで、ＦＰＣ１０の先端部分（先端側平面部１０ｃの先端）を例えば粘着テープなどで基台２１の壁２１ｄに固定しておくことが好ましい。そして、ＦＰＣ１０の片面又は両面の配線と、計測部４０とをリード線４１で接続し、初期抵抗値を測定する。例えば、２本のリード線４１を、基端側平面部１０ｂに形成された配線に接続し、他の２本のリード線４１を、屈曲部１０ａを通過し、かつ、先端側平面部１０ｃに形成された配線に接続しておくことにより、屈曲部１０ａを間に挟む基端側平面部１０ｂと先端側平面部１０ｃについて、それぞれ個別に抵抗値を検出できる。

工程ｂ：
本工程では、まず、荷重印加部３０の圧子３１を下降させてＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂに荷重を印加し、ゼロ点位置の検出を行う。そして、必要に応じて、ゼロ点位置から所定の距離でＦＰＣ１０の基端側平面部１０ｂを基台２１側へ向けて押し込むように打ち込み距離を設定する。

次に、圧子３１を上下させることによって、設定された打ち込み距離でＦＰＣ１０を押圧し、繰り返し所定の荷重を印加する。

工程ｃ：
本工程では、ＦＰＣ１０において、圧子３１によって荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位の耐久性を評価する。より具体的には、ＦＰＣ１０の屈曲部位１０ａの隣接部位である基端側平面部１０ｂに荷重を印加することにより変形が生じる部位として、屈曲部位１０ａ及び基端側平面部１０ｂの両方における耐久性を評価する。計測部４０では、連続的又は間欠的に抵抗値を計測し、計測された抵抗値と初期抵抗値との比率（変動比率）を演算する。そして、制御部５０では、得られた抵抗値の変動比率を所定のしきい値と比較し、変動比率がしきい値を超えた場合にＦＰＣ１０に断線などの不具合が生じたと判定する。一方、予め設定された回数の打ち込みを行っても、変動比率がしきい値以下である場合には、ＦＰＣ１０の打点耐久性を合格と判定することができる。なお、本工程ｃは、工程ｂを実施している間に並行して実施してもよいし、あるいは、工程ｂを終了した後、実施してもよい。

打点耐久性の評価においては、検出された抵抗値から得られる種々の情報によって、評価を行うことができる。例えば、上記変動比率をしきい値と比較することに替えて、抵抗値を予め適切に設定されたしきい値と直接比較してもよいし、あるいは、所定時間内における抵抗値の変化率をモニタし、該変化率をしきい値と比較して評価を行ってもよい。なお、電気的パラメータとして、抵抗値以外のパラメータを用いる場合についても同様である。

以上のように、本実施の形態の打点試験装置１００及び打点試験方法によれば、ＦＰＣ１０において、荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位について、電子機器内における現実の使用状態を模した条件でＦＰＣ１０の耐久性を評価できる。具体的には、屈曲部１０ａを有するＦＰＣ１０において、荷重が印加される基端側平面部１０ｂだけでなく、屈曲部１０ａについても耐久性を評価できる。

本実施の形態の打点試験装置１００は、ＦＰＣ１０の配線に接続されてその電気的パラメータを検出する計測部４０を備えているので、簡易な構成であるにも関わらず、ＦＰＣ１０の打点耐久性を確実に評価できる。

また、本実施の形態の打点試験装置１００は、片面に配線を有する片面ＦＰＣだけでなく、両面に配線を有する両面ＦＰＣに対しても対応しており、両面の配線の電気的パラメータを同時に検出できる。そのため、両面ＦＰＣに対する打点試験を迅速に行うことができる。

また、本実施の形態の打点試験装置１００は、試料固定部２０にＦＰＣ受け部材２２を備えているので、実際の電子機器のスイッチ部などの動きを模して所定の荷重を印加できる。そのため、実際の使用環境に近い状態でＦＰＣ１０の打点耐久性を評価することができる。

また、本実施の形態の打点試験装置１００は、複数の樹脂シートによって、実際の電子機器のスイッチ部などの環境に近似させた条件でＦＰＣ１０の打点耐久性を評価することができる。

さらに、本実施の形態の打点試験装置１００は、基台２１を水平方向（ＸＹ方向）に移動させる水平駆動部２９を備えているので、圧子３１の中心がＦＰＣ受け部材２２の中心から外れた位置に荷重を印加することが可能であり、実際の電子機器のスイッチ部などの操作時の押圧力の偏心を模した試験が可能である。

このように、本実施の形態の打点試験装置１００及び打点試験方法を使用してＦＰＣ１０の耐久性を評価することによって、ＦＰＣ１０の信頼性を高め、さらにはＦＰＣ１０を使用する電子機器の動作信頼性の向上を図ることができる。

以上、本発明の実施の形態を例示の目的で詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に制約されることはない。例えば、上記実施の形態では電気的パラメータの検出によって、配線の損傷を検査する構成としたが、例えば電子顕微鏡観察などの他の方法によって配線の損傷を検査することも可能である。その場合、電気的パラメータを検出する計測部４０に代えて、他の計測手段を設けることができる。

１０…フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）、１０ａ…屈曲部、１０ｂ…基端側平面部、１０ｃ…先端側平面部、２０…試料固定部、２１…基台、２１ａ，２１ｂ…凹部、２１ｃ…開口部、２１ｄ…壁、２１ｅ…傾斜面、２２…ＦＰＣ受け部材、２３…下部樹脂シート、２４…上部樹脂シート、２５…シート固定プレート、２６…押えブロック、２６ａ…凸部、２６ｂ…傾斜面、２９…水平駆動部、３０…荷重印加部、３１…圧子、３２…Ｚ軸駆動部、３３…軸部、４０…計測部、４１…リード線、５０…制御部、１００…フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）用打点試験装置、Ｓ…隙間

Claims (16)

1. テープ状をなすフレキシブルプリント配線板を固定する試料固定部と、
   前記試料固定部に固定された前記フレキシブルプリント配線板に対して一定の移動量で往復運動する圧子によって繰り返し荷重を印加する荷重印加部と、
   を備え、
   前記フレキシブルプリント配線板において、前記圧子によって荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位の耐久性を評価する打点試験装置。
2. 前記フレキシブルプリント配線板は、１００度以下の角度に屈曲した屈曲部位を有しており、前記荷重印加部によって前記屈曲部位の近傍の隣接部位に荷重を印加することにより、前記屈曲部位と前記隣接部位の両方における耐久性を評価するものである請求項１に記載の打点試験装置。
3. 前記フレキシブルプリント配線板は、前記隣接部位として、
   前記屈曲部位に隣接する第１の平面部と、
   前記屈曲部位を間に挟んで前記第１の平面部とは反対側において、前記屈曲部位に隣接する第２の平面部と、を有し、
   前記荷重印加部は、前記第１の平面部に荷重を印加する請求項２に記載の打点試験装置。
4. 前記試料固定部は、前記フレキシブルプリント配線板を支持する基台を有し、
   前記基台は、前記第１の平面部を固定するとともに、前記第２の平面部の動きを許容した状態で保持する請求項３に記載の打点試験装置。
5. 前記基台に装着される交換可能な受け部材を備え、
   前記第１の平面部と前記受け部材は、前記荷重の印加方向において上下に重なり合う請求項１から４のいずれか１項に記載の打点試験装置。
6. 前記受け部材が、弾性変形可能な材質によって構成されている請求項５に記載の打点試験装置。
7. さらに、前記フレキシブルプリント配線板の配線に接続されてその電気的パラメータを検出する計測部を備えている請求項６に記載の打点試験装置。
8. 前記計測部は、前記屈曲部位を通過するように設けられた配線と、前記第１の平面部に設けられた配線について、別々に前記電気的パラメータを検出する請求項７に記載の打点試験装置。
9. 前記電気的パラメータが、抵抗値、電流値、又は電圧値である請求項７又は８に記載の打点試験装置。
10. 前記試料固定部は、前記基台を水平方向に移動させる水平駆動部をさらに備えている請求項１から９のいずれか１項に記載の打点試験装置。
11. 前記圧子の移動量は、前記試料固定部に固定された前記フレキシブルプリント配線板に対して荷重の印加が開始される位置から、さらに所定の距離で前記フレキシブルプリント配線板を押し込むように設定されている請求項１から１０のいずれか１項に記載の打点試験装置。
12. 前記フレキシブルプリント配線板が両面に配線を有する両面フレキシブルプリント配線板であり、
    前記計測部は、前記両面フレキシブルプリント配線板の両面の前記配線にそれぞれ接続されて、前記電気的パラメータを個別に検出するものである請求項１から１１のいずれか１項に記載の打点試験装置。
13. フレキシブルプリント配線板の打点耐久性を評価する打点試験方法であって、以下の工程ａ〜工程ｃ；
    工程ａ）テープ状をなすフレキシブルプリント配線板を固定する工程、
    工程ｂ）固定された前記フレキシブルプリント配線板に対して一定の移動量で往復運動する圧子によって繰り返し荷重を印加する工程、
    工程ｃ）前記フレキシブルプリント配線板において、前記圧子によって荷重を印加したときに変形が生じる２箇所以上の部位の耐久性を評価する工程、
    を含むことを特徴とする打点試験方法。
14. 前記フレキシブルプリント配線板は、１００度以下の角度に屈曲した屈曲部位を有しており、
    前記工程ｂでは、前記屈曲部位の近傍の隣接部位に荷重を印加するとともに、前記工程ｃでは、前記屈曲部位と前記隣接部位の両方における耐久性を評価する請求項１３に記載の打点試験方法。
15. 前記フレキシブルプリント配線板は、前記隣接部位として、
    前記屈曲部位に隣接する第１の平面部と、
    前記屈曲部位を間に挟んで前記第１の平面部とは反対側において、前記屈曲部位に隣接する第２の平面部と、
    を有するものであり、
    前記工程ｂでは、前記第１の平面部に荷重を印加する請求項１４に記載の打点試験方法。
16. 前記工程ａでは、前記第１の平面部を固定するとともに、前記第２の平面部の動きを許容した状態で保持する請求項１５に記載の打点試験方法。
    
    

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