JP7010481B2 - 硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造に関するものである。

従来、回転式電子部品やスライド式電子部品などの各種電子部品を構成する回路基板から出力される電気信号を、コネクタに接続する構造として、例えば特許文献１や特許文献２に記載された技術がある。

特許文献１においては、回転式電子部品を構成する電子部品用ケース（４０）内にフレキシブル基板（１０）のパターン形成部（１３）をインサート成形し、このフレキシブル基板（１１）の引出部（１７）を電子部品用ケース（４０）から引き出し、その先端にコネクタ接続用の端子パターン（２５）を形成することが開示されている。

また特許文献２においては、操作板（１）を構成するフレキシブル回路基板（６０）の一端近傍に設けた接続用回路パターン（６９）と、その下側に配置した硬質回路基板（９０）に設けた接続用回路パターン（９３）とを当接し、さらにフレキシブル回路基板（６０）の上面側に設置した弾発部材（１２０）によって前記当接部分を弾発することで両接続用回路パターン（６９）、（９３）間を接続し、これによって硬質回路基板（９０）の下面側に設置したコネクタ（１１０）に電気的に接続することが開示されている。

また従来、フレキシブル回路基板にはんだ耐熱性がある場合は、弾発部材の代わりに、はんだなどを用いて接続する方法もあった。

特開２００３－１７４２６６号公報 特開２０１０－１１８１９５号公報

しかしながら、上記従来例には、以下のような課題があった。
上記引用文献１に示すフレキシブル基板（１０）を構成する合成樹脂フィルム（１１）として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどの融点の低い材料を使用する場合は、この合成樹脂フィルム（１１）上に形成した抵抗体パターン（２１）を高温で焼成することができず、このためこの抵抗体パターン（２１）を使用した回転式電子部品を高温環境下に置いた場合に、その抵抗値が変化してしまう虞があった。一方、この課題を解決するために、合成樹脂フィルム（１１）として、耐熱性の高いポリイミド（ＰＩ）フィルムなどを使用する場合は、材料コストが高くなってしまう。

上記引用文献２に示すように、弾発部材（１２０）を用いて、フレキシブル回路基板（６０）と、コネクタ（１１０）を設置した硬質回路基板（９０）とを接続すると、弾発部材（１２０）を用いることで部品点数が増加してコストも増大してしまう。また組立作業も煩雑になってしまう。

また弾発部材の代わりにはんだなどを用いて接続する場合は、はんだ工程などが必要になって手間がかかってしまうばかりか、耐熱性の高いＰＩフィルムなどを使用しなければならないので、材料コストが高くなってしまう。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、高温環境下においても安定した電気的出力が得られ、また部品点数が少なくて製造も容易であり、コストの増加を招くこともない硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造を提供することにある。

本発明は、硬質回路基板の接続パターンに、フレキシブル回路基板の接続パターンを接続する硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造であって、前記硬質回路基板の接続パターンと前記フレキシブル回路基板の接続パターンとを互いに接合し、この接合した部分を溶融樹脂の成形による成形体によって封止し、前記成形体の前記フレキシブル回路基板を引き出す側の側面に、当該フレキシブル回路基板に至る凹部を形成し、さらに前記凹部は、前記接合した部分の上面もしくは下面から投影した際に、前記フレキシブル回路基板の接続パターンから導出された回路パターンと重なる箇所に設けてあることを特徴としている。
本発明によれば、硬質回路基板上に設けた回路パターンと、フレキシブル回路基板上に設けた回路パターンとを、少ない部品点数で、容易且つ確実に接続することができ、また低コスト化を図ることもできる。
このとき、上記硬質回路基板を用いて回転式電子部品やスライド式電子部品などの各種の電子部品を構成すれば（各種電子部品用硬質回路基板とすれば）、硬質回路基板上に設けた抵抗体パターンなどの各種回路パターンを容易に高温で焼成することができるので、高温環境下においても安定した電気的出力を得ることができる。
また成形体の側面から引き出したフレキシブル回路基板は、成形体の側面から引き出した辺の部分において、フレキシブル回路基板の表裏方向に向けて屈曲するが、その際、フレキシブル回路基板が鋭角に屈曲すると、屈曲した部分にあるフレキシブル回路基板上の回路パターンに亀裂などの損傷を生じる虞がある。しかし本発明によれば、成形体の側面においてフレキシブル回路基板が屈曲した際、その屈曲は凹部を設けた部分においては凹部の前方の空間において行われるので、鋭角な屈曲とはならず、円弧を描いた屈曲となる。そしてこの凹部に重なるようにフレキシブル回路基板の回路パターンを設けたので、この回路パターンの損傷を容易且つ確実に防止することができる。

また本発明は、上記特徴に加え、前記硬質回路基板の接続パターンと、前記フレキシブル回路基板の接続パターンは、接着性を有する導電材料を介して接合されていることを特徴としている。
接着性を有する導電材料を用いることによって、硬質回路基板の接続パターンと、フレキシブル回路基板の接続パターンとを、より確実に接続することができる。

本発明によれば、高温環境下においても安定した電気的出力が得られ、また部品点数が少なくて製造作業も容易であり、またコストの低減化を図ることもできる。

引出部付き電子部品用ケース１を上側から見た斜視図である。 引出部付き電子部品用ケース１を下側から見た斜視図である。 電子部品用ケース１０からフレキシブル回路基板８０を引き出した部分を上側から見た要部拡大斜視図である。 電子部品用ケース１０からフレキシブル回路基板８０を引き出した部分を下側から見た要部拡大斜視図である。 引出部付き電子部品用ケース１を上側から見た分解斜視図である。 引出部付き電子部品用ケース１を下側から見た分解斜視図である。 第１，第２金型Ａ１，Ａ２に挟持・収納された硬質回路基板２０とフレキシブル回路基板８０の接続部分周辺を拡大して示す拡大概略断面図（図３のＡ－Ａ線部分での拡大概略断面図）である。 凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃの作用説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１，図２はそれぞれ本発明を用いて構成された引出部付き電子部品用ケース１を上側または下側から見た斜視図、図３，図４はそれぞれ電子部品用ケース１０からフレキシブル回路基板８０を引き出した部分を上側または下側から見た要部拡大斜視図、図５，図６はそれぞれ引出部付き電子部品用ケース１を上側または下側から見た分解斜視図（但し、実際には各部材は分解できず、またケース５０はインサート成形される他の部品による空間を省略した中実の状態を示している）である。

これらの図に示すように、引出部付き電子部品用ケース１は、電子部品用ケース１０を構成する硬質回路基板（各種電子部品用硬質回路基板）２０及びケース（成形体）５０と、フレキシブル回路基板８０とを具備して構成されている。なお以下の説明において、「上」又は「表」とは、硬質回路基板２０の下記する抵抗体パターン２５などを形成した面をその反対面側から見る方向をいい、「下」とはその反対方向をいうものとする。

硬質回路基板２０は、図５，図６に示すように、略矩形平板状で長尺な絶縁性の硬質基板２１の上面に、１本の直線状の導電体パターン２３と、前記導電体パターン２３に対して平行に配置される１本の直線状の抵抗体パターン２５とを形成し、また硬質基板２１の上面の短い方の一方の外周辺近傍部分に、複数（３つ）の接続パターン２７，２９，３１を形成し、また導電体パターン２３の一方の端部と接続パターン２７間を引出パターン３３で接続し、抵抗体パターン２５の一方の端部と接続パターン２９間を引出パターン３５で接続し、抵抗体パターン２５の他方の端部と接続パターン３１間を引出パターン３７で接続して構成されている。各接続パターン２７，２９，３１間に位置する外周辺は、当該外周辺を凹状に切り欠くことで、２つの溝部３８，３９が形成されている。また硬質基板２１の長手方向に沿う左右両辺の接続パターン２７，３１の根元側位置には、半円弧状に切り欠かれた凹部４１が形成されている。また硬質基板２１の所定位置には、貫通する小孔からなる位置決め部４３が形成されている。

ケース５０は、合成樹脂を略矩形状に成形した一体成型品であり、硬質回路基板２０の下面全体に成形される底部５１と、硬質回路基板２０の外周を囲む部分に成形される側壁部５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄとを具備して構成されている。ケース５０の上面には、硬質回路基板２０上面の導電体パターン２３と抵抗体パターン２５とが露出している。フレキシブル回路基板８０は、その一端側部分の下面が前記硬質回路基板２０の一端側部分の上面に当接・接続された状態で、その上下部分がケース５０によって挟持・固定されている。ケース５０のフレキシブル回路基板８０を引き出す側の側壁部５１ａの外周側の側面には、側壁部５１ａの上面からフレキシブル回路基板８０に至る３つの凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃが形成されている。各凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、図３に示すように、硬質回路基板２０とフレキシブル回路基板８０の接合部分をその上面もしくは下面から投影した際に、フレキシブル回路基板８０の下記する回路パターン８３，８５，８７と重なる箇所に設けられている。

またケース５０の長手方向に沿う左右両側壁部５１ｂ，５１ｄの外周側の側面から底部５１の底面にかけて、一対ずつの図示しないカバーの爪を挿入するカバー取付用凹部５５が形成されている。なお図示しないカバーは、ケース５０の上面を覆う形状に形成される。またケース５０の底部５１の前記硬質回路基板２０の各接続パターン２７，２９，３１に対応する位置には、硬質回路基板２０の底面に至る小穴からなる３つの凹部５７が形成されている。

フレキシブル回路基板８０は、可撓性を有する絶縁性の合成樹脂フィルム（例えばＰＥＴフィルム、ポリフェニレンスルフイド〔ＰＰＳ〕フィルムなど）を略帯状に形成してなるフレキシブル基板８１の下面に、図６に示すように、複数本（３本）の引出用の回路パターン８３，８５，８７をほぼ直線状で平行に形成して構成されている。フレキシブル基板８１下面の硬質基板２１側の先端辺近傍部分には、当該先端辺に沿うように所定間隔をあけて複数（３つ）の接続パターン８９，９１，９３が形成されている。これら接続パターン８９，９１，９３は、それぞれ前記各回路パターン８３，８５，８７の一端に接続されている。これら接続パターン８９，９１，９３は、それぞれ前記硬質回路基板２０の各接続パターン２７，２９，３１に対向する位置に設けられている。一方、前記フレキシブル基板８１の硬質基板２１とは反対側の先端辺近傍部分には、当該先端辺に沿うように所定間隔をあけて複数（３つ）のコネクタ接続パターン９５，９７，９９が形成されている。これらコネクタ接続パターン９５，９７，９９は、それぞれ前記各回路パターン８３，８５，８７の一端に接続されている。

フレキシブル回路基板８０の前記接続パターン８９，９１，９３の間の位置には、略矩形状の小孔からなる樹脂挿通用孔１０１，１０３が形成されている。また前記接続パターン８９，９１，９３の両外側位置（フレキシブル基板８１の両角部位置）には、フレキシブル基板８１の左右両辺から外方に向けて張り出す一対の矩形状の張出部１０５，１０７が設けられ、これら張出部１０５，１０７には、小孔からなる樹脂挿通部１０９，１１１が形成されている。またフレキシブル回路基板８０の所定位置には、２つの貫通孔からなる位置決め部１１３，１１５が形成されている。またフレキシブル回路基板８０のコネクタ接続パターン９５，９７，９９を設けた反対側の面には、補強板１１７が貼り付けられている。

次に、引出部付き電子部品用ケース１の製造方法を説明する。即ち、引出部付き電子部品用ケース１を製造するには、図７に示すように、硬質回路基板２０とフレキシブル回路基板８０を、第１，第２金型Ａ１，Ａ２内に挟持・収納する。このとき、硬質回路基板２０に設けた接続パターン２７，２９，３１とフレキシブル回路基板８０に設けた接続パターン８９，９１，９３とを、それぞれ導電性接着材１１７，１１９，１２１（図５，図６参照）を介して接合・接着しておく。導電性接着材１１７，１１９，１２１としては、例えば銀ペーストを用いる。

このとき、図７に示すように、硬質回路基板２０に設けた位置決め部４３には、第１金型Ａ１に設けた位置決めピンＡ１１が挿入され、またフレキシブル回路基板８０に設けた位置決め部１１３，１１５（図７には１１３のみ示す）には、第１金型Ａ１に設けた位置決めピンＡ１３が挿入され、位置決めされる。また第１，第２金型Ａ１，Ａ２によって、ケース５０の形状のキャビティーＣが形成される。また第１金型Ａ１側には、キャビティーＣに開口する樹脂注入部Ｃ１３が設けられている。また硬質回路基板２０の接続パターン２７，２９，３１を設けた部分と、フレキシブル回路基板８０の接続パターン８９，９１，９３を設けた部分は、主として、第１金型Ａ１に設けた基板押圧部Ａ１５と、第２回路基板Ａ２に設けた基板押圧部Ａ２１によって押圧され、挟持・圧接される。なお、基板押圧部Ａ１５は幅方向に３か所あり、これらによって前記ケース５０の３つの凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃが形成される。また基板押圧部Ａ２１も幅方向に３か所あり、これらによって前記ケース５０の３つの凹部５７が形成される。またこのとき、硬質回路基板２０に設けた各溝部３８，３９は、フレキシブル回路基板８０に設けた各樹脂挿通用孔１０１，１０３に対向しており、また硬質回路基板２０に設けた各凹部４１，４１は、フレキシブル回路基板８０に設けた各樹脂挿通部１０９，１１１に対向している。

そして、前記樹脂注入部Ｃ１３からキャビティーＣ内に溶融樹脂を充填して固化した後、第１，第２金型Ａ１，Ａ２を取り外せば、引出部付き電子部品１が完成する。なお、樹脂注入部Ｃ１３は、フレキシブル回路基板８０の接続パターン９１を設けた部分の反対面側に対向して位置しているので、射出された溶融樹脂の圧力は、接続パターン８９，９１，９３を硬質回路基板２０の接続パターン２７，２９，３１に押し付ける力として作用し、これによってさらに接続パターン２７，２９，３１と接続パターン８９，９１，９３間の接続強度を向上させることができる。なお上記製造手順はその一例であり、他の各種異なる製造手順を用いて製造しても良いことはいうまでもない。

上記引出部付き電子部品１によれば、硬質回路基板２０の接続パターン２７，２９，３１とフレキシブル回路基板８０の接続パターン８９，９１，９３とを互いに接合し、当該接合部分を溶融樹脂の成形によるケース（成形体）５０によって封止する構成としているので、硬質回路基板２０上に設けた回路パターン２３，２５，３３，３５，３７と、フレキシブル回路基板８０上に設けた回路パターン８３，８５，８７とを、少ない部品点数で、容易且つ確実に接続することができ、また低コスト化を図ることもできる。また上記硬質回路基板２０を用いて電子部品（電子部品用ケース１０）を構成しているので、硬質回路基板２０上に設けた抵抗体パターン２５などの各種回路パターンを容易に高温で焼成することができる。このため、この電子部品（電子部品用ケース１０またはこの電子部品用ケース１０を用いて構成した電子部品（スライド式電子部品））を高温環境下に置いても安定した電気的出力を得ることができる。

また、上記引出部付き電子部品１は、硬質回路基板２０の接続パターン２７，２９，３１と、フレキシブル回路基板８０の接続パターン８９，９１，９３とが、導電性接着材（接着性を有する導電材料）１１７，１１９，１２１を介して接合されているので、硬質回路基板２０の接続パターン２７，２９，３１と、フレキシブル回路基板８０の接続パターン８９，９１，９３とを、より確実に接続することができる。

また、上記引出部付き電子部品１は、ケース５０のフレキシブル回路基板８０を引き出す側の側面（側壁部５１ａの外周側側面）に、当該フレキシブル基板８０（その上面）に至る凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃを形成し、さらにこの凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、硬質回路基板２０とフレキシブル回路基板８０の接合部分をその上面もしくは下面から投影した際に、フレキシブル回路基板８０の接続パターン８９，９１，９３から導出された回路パターン８３，８５，８７と重なる箇所に設けてあるので、回路パターン８３，８５，８７の損傷を容易且つ確実に防止することができる。即ち、ケース５０の側面から引き出したフレキシブル回路基板８０は、ケース５０の側面から引き出した凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃのない辺Ｈ１（図８参照）の部分において、フレキシブル回路基板８０の表裏方向に向けて屈曲するが、その際、フレキシブル回路基板８０が鋭角に屈曲すると、屈曲した部分にあるフレキシブル回路基板８０上の回路パターンに亀裂などの損傷を生じる虞がある。しかしこの引出部付き電子部品１によれば、ケース５０の側面においてフレキシブル回路基板８０が屈曲した際、その屈曲は凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃを設けた部分においては凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃの前方の空間Ｈ２において行われるので、鋭角な屈曲とはならず、円弧を描いた屈曲となる。そしてこの凹部５３ａ，５３ｂ，５３ｃに重なるようにフレキシブル回路基板８０の回路パターン８３，８５，８７が設けられているので、これら回路パターン８３，８５，８７の損傷を容易且つ確実に防止することができるのである。

また、ケース５０となっている成形体は、フレキシブル回路基板８０に設けた樹脂挿通用孔１０１，１０３と、硬質回路基板２０に設けた溝部３８，３９とを上下に貫通し、またフレキシブル回路基板８０に設けた樹脂挿通部１０９，１１１と、硬質回路基板２０に設けた凹部４１，４１とを上下に貫通しているので、硬質回路基板２０とケース５０とフレキシブル回路基板８０間の固定（接続）をより確実に行うことができる。さらにフレキシブル回路基板８０に設けた張出部１０５，１０７がケース５０内に位置することで、フレキシブル回路基板８０のケース５０からの引き抜き強度をさらに強固にすることができる。

また上述のように、ケース５０を構成する成形体が、フレキシブル回路基板８０の樹脂挿通用孔１０１，１０３と硬質回路基板２０の溝部３８，３９とを上下に貫通するので、これによって硬質回路基板２０の各接続パターン２７，２９，３１と、フレキシブル回路基板８０の各接続パターン８９，９１，９３の接合部分が、各接合部分毎に上記成形体によって仕切られる。このため、各接合部分間の短絡を確実に防止することができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載がない何れの形状や構造や材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。例えば、上記実施形態では、本発明を、スライド式電子部品用の引出部付き電子部品用ケース１に適用した例を示したが、例えば回転式電子部品用の引出部付き電子部品用ケースなど、他の各種用途に用いる引出部付き電子部品に適用しても良い。また上記実施形態では、硬質回路基板の接続パターンとフレキシブル回路基板の接続パターンとを接合した接合部分を封止する成形体として、電子部品用のケースを用いたが、電子部品用のケース以外の各種成形体（例えば、単に前記接合部分を封止することのみに用いる成形体など）を用いて前記接合部分を封止する構成としても良い。また上記実施形態では、ケースのフレキシブル回路基板を引き出す側の側面に形成する凹部を、フレキシブル回路基板の上面側に設けたが、その逆に、フレキシブル回路基板の下面側に設けても良く、さらには、フレキシブル回路基板の上面側と下面側の両方に設けても良い。また、上記記載及び各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、上記記載及び各図の記載内容は、その一部であっても、それぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は上記記載及び各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１ 引出部付き電子部品用ケース
１０ 電子部品用ケース
２０ 硬質回路基板
２３ 導電体パターン（回路パターン）
２５ 抵抗体パターン（回路パターン）
２７，２９，３１ 接続パターン
４０ ケース（成形体）
５３ａ，５３ｂ，５３ｃ 凹部
８０ フレキシブル回路基板
８３，８５，８７ 回路パターン
８９，９１，９３ 接続パターン
１１７，１１９，１２１ 導電性接着材（接着性を有する導電材料）

Claims (2)

1. 硬質回路基板の接続パターンに、フレキシブル回路基板の接続パターンを接続する硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造であって、
   前記硬質回路基板の接続パターンと前記フレキシブル回路基板の接続パターンとを互いに接合し、この接合した部分を溶融樹脂の成形による成形体によって封止し、
   前記成形体の前記フレキシブル回路基板を引き出す側の側面に、当該フレキシブル回路基板に至る凹部を形成し、
   さらに前記凹部は、前記接合した部分の上面もしくは下面から投影した際に、前記フレキシブル回路基板の接続パターンから導出された回路パターンと重なる箇所に設けてあることを特徴とする硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造。
2. 請求項１に記載の硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造であって、
   前記硬質回路基板の接続パターンと、前記フレキシブル回路基板の接続パターンは、接着性を有する導電材料を介して接合されていることを特徴とする硬質回路基板とフレキシブル回路基板の接続構造。

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