可伸縮柔性印刷電路板以及可伸縮柔性印刷電路板的製造方法與流程
2023-05-21 04:05:11 2

本發明涉及可伸縮柔性印刷電路板以及可伸縮柔性印刷電路板的製造方法。
背景技術:
近年來,對於柔性印刷電路板具有伸縮性的可伸縮柔性印刷電路板的需求持續提高。可伸縮柔性印刷電路板除了使用於例如進行多樣動作的機器人之外,也存在作為安裝於人體或衣服上的所謂的可穿戴式電子設備的結構元件加以利用的情況。
可穿戴式電子設備有時會被安裝於例如關節等之類的人體的彎曲部位,為了能夠安裝於這些彎曲部位,需要考慮可穿戴式電子設備的彎曲或扭曲情況。另外,在向人體安裝時,需要考慮防水性。
為了對應上述需求,存在有例如專利文獻1~4所公開的技術內容。在專利文獻1~4中公開了如下構成:即,在能夠伸縮的絕緣基材上設置有焊盤圖案(land pattern)以及配線層(伸縮圖案),且配線層被能夠伸縮的絕緣層覆蓋。
【現有技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1:日本公報、特開2013-187308號
專利文獻2:日本公報、特開2013-187380號
專利文獻3:美國專利申請公開公報2009/0317639A1號公報
專利文獻4:國際公開公報WO2010/086034A1號公報
技術實現要素:
然而,在上述的可穿戴式電子設備中,不僅對伸縮性有要求,對多層化也有要求。但是,在專利文獻1~4所公開的構成中,採用的是在彈性體等絕緣基材上直接層壓單層的配線層這一結構。因此,根據上述專利文獻1~4所公開的構成,難以實現多層化。
另外,在專利文獻1~3所公開的構成中,與柔性印刷電路板分開另外形成伸縮的配線層,從而存在花費工時這一問題。另外,在專利文獻4所公開的構成中,由於直至製造工序的中途都需要支撐部件,因此不易將電子器件通過錫焊等安裝於安裝基板部分。
本發明是鑑於上述問題而完成的,其目的在於提供一種能夠實現多層化並且也能夠容易地進行部件安裝的可伸縮柔性印刷電路板、以及可伸縮柔性印刷電路板的製造方法。
為了解決上述問題,根據本發明的第一觀點提供的具有伸縮性的可伸縮柔性印刷電路板的特徵在於:該可伸縮柔性印刷電路板將具備絕緣層和多層導體層的一個或多個柔性印刷電路板作為基底電路板,並且,具備部件安裝部、伸縮導電部以及覆蓋部件,所述部件安裝部設置於該基底電路板的至少一部分上並且能夠安裝電子器件,所述伸縮導電部設置於基底電路板的至少一部分上並具有多個接合部和多個彎曲部,並且通過該彎曲部以展開或閉合的方式進行彎曲而發揮伸縮性,其中,在將伸縮方向作為中心線時所述接合部與該中心線交叉,所述彎曲部與所述接合部的端部連接,並且,以在從接合部前進時朝向中心線側返回的方式彎曲,所述覆蓋部件以能夠柔軟地變形的彈性體作為材質,並且覆蓋部件安裝部和所述伸縮導電部。
另外,本發明的另一方面是在上述發明中優選:基底電路板具備多個柔性印刷電路板,在伸縮導電部中,以多個柔性印刷電路板之間不存在粘接層的狀態使柔性印刷電路板彼此相對配置。
進而,本發明的另一方面是在上述發明中優選:未被施加外力狀態下的彎曲部的圓弧角度被設定為180度以下,該彎曲部通過使彎曲(curve)的朝向交替切換而設置成波紋狀。
另外,本發明的另一方面是在上述發明中優選:通過雷射加工在伸縮導電部上形成有多個伸縮圖案部。
進而,本發明的另一方面是在上述發明中優選:覆蓋部件的表面側和背面側中的至少一側的厚度被設置為,覆蓋部件安裝部的部位的厚度比覆蓋伸縮導電部的部位的厚度厚。
另外,本發明的另一方面是在上述發明中優選:通過液態的彈性體原料的注塑成型而形成覆蓋部件。
另外,根據本發明的第二觀點,提供一種具有伸縮性的可伸縮柔性印刷電路板的製造方法,其特徵在於:所述可伸縮柔性印刷電路板將具有絕緣層和多層導體層的柔性印刷電路板作為基底電路板,並且,在該基底電路板的至少一部分上設有伸縮導電部以及能夠安裝電子器件的部件安裝部,所述伸縮導電部具有多個接合部和多個彎曲部,並且通過該彎曲部以展開或閉合的方式進行彎曲而發揮伸縮性,其中,在將伸縮方向作為中心線時所述接合部與該中心線交叉,所述彎曲部與所述接合部的端部連接,並且,以在從接合部前進時朝向中心線側返回的方式彎曲,進而,所述可伸縮柔性印刷電路板具備覆蓋部件,該覆蓋部件以能夠柔軟地變形的彈性體作為材質,並且覆蓋部件安裝部和伸縮導電部;該可伸縮柔性印刷電路板的製造方法包括:通過對基底電路板的至少一部分實施雷射加工而形成伸縮導電部的雷射加工工序,和通過注塑成型而形成覆蓋部件安裝部和伸縮導電部的覆蓋部件的注塑成型工序。
(發明效果)
根據本發明的可伸縮柔性印刷電路板以及可伸縮柔性印刷電路板的製造方法,能夠實現多層化,並且也能夠容易地進行部件安裝。
附圖說明
圖1涉及本發明的一實施方式,且是表示可伸縮柔性印刷電路板的構成的俯視圖。
圖2是表示被覆蓋部件覆蓋之前的柔性印刷電路板的構成的俯視圖。
圖3是表示可伸縮柔性印刷電路板的構成的側剖視圖。
圖4涉及第一工序,且是表示兩個FPC基材的側剖視圖。
圖5涉及第二工序,且是表示兩個FPC基材中相對的導體層分別被實施圖案形成處理而形成有電路圖形的狀態的側剖視圖。
圖6涉及第三工序,且是表示對實施了圖案形成處理的兩個導體層進行層壓的狀態的側剖視圖。
圖7涉及第四工序,且是表示對導體層層壓有積層粘接劑的狀態的側剖視圖。
圖8涉及第五工序,且是表示兩個FPC基材被層壓的狀態的側剖視圖。
圖9涉及第六工序,且是表示形成有通孔的狀態的中間產物的側剖視圖。
圖10涉及第七工序,且是表示形成有過孔的狀態的中間產物的側剖視圖。
圖11涉及第八工序,且是表示對圖10所示的中間產物進行了導電化處理的狀態的側剖視圖。
圖12涉及第九工序,且是表示對於圖11所示的中間產物將兩個FPC基材中處於不相對側的導體層分別進行圖案形成處理而形成有電路圖形的狀態的側剖視圖。
圖13涉及第十工序,且是表示對圖12所示的中間產物形成有阻焊劑圖形的狀態的側剖視圖。
圖14涉及第十一工序,且是表示在圖13所示的中間產物上安裝電子器件並且形成有伸縮導電部的狀態的側剖視圖。
圖15涉及本發明的另一實施方式,且是表示可伸縮柔性印刷電路板的構成的側剖視圖。
(符號說明)
10…可伸縮柔性印刷電路板
11…柔性印刷電路板
12…基底電路板
20…部件安裝部
21…安裝基板部
22…電子器件
30…伸縮導電部
31…伸縮圖案部
31a…接合部
31b…彎曲部
34…衝切部分
40、40a、40b…覆蓋部件
50、50A、50B…FPC基材(對應於柔性印刷電路板)
51、51A、51B…基體材料(對應於絕緣層)
52、52A、52B、53、53A、53B…導體層
60…蓋膜(對應於絕緣層)
61…粘接劑(對應於絕緣層)
70…積層粘接劑(對應於絕緣層)
71…衝切部分
80…導電膜
100…阻焊劑層
C1~C10…中間產物
P1~P4…電路圖形
R1、R2…阻焊劑圖形
S1…通孔
S2…過孔
具體實施方式
以下,對本發明一實施方式涉及的可伸縮柔性印刷電路板10進行說明。在以下的說明中,有時使用XYZ直角坐標系進行說明。其中,將可伸縮柔性印刷電路板10的長度方向設為X方向,並將圖1的右側設為X1側、左側設為X2側。另外,將可伸縮柔性印刷電路板10的寬度方向設為Y方向,並將圖1的紙面外側設為Y1側、紙面裡側設為Y2側。另外,將可伸縮柔性印刷電路板10的厚度方向設為Z方向,並將圖3的紙面裡側設為Z1側、紙面外側設為Z2側。
圖1是表示可伸縮柔性印刷電路板10的構成的俯視圖。圖2是表示利用覆蓋部件40覆蓋前的柔性印刷電路板11的構成的俯視圖。另外,圖3是表示可伸縮柔性印刷電路板10的構成的側剖視圖。
圖1~圖3所示的可伸縮柔性印刷電路板10,是通過將柔性印刷電路板(FPC基材50A、50B)作為基底電路板12並利用彈性體等具有伸縮性的覆蓋部件40覆蓋於該基底電路板12而形成。另外,在圖3中圖示了基底電路板12由兩個FPC基材50A、50B構成的例子。但是,基底電路板12也可以由三個以上的FPC基材50構成,另外也可以由一個FPC基材50構成。
如圖1~圖3所示,可伸縮柔性印刷電路板10具備部件安裝部20和伸縮導電部30。部件安裝部20具有能夠安裝各種電子器件22的安裝基板部21。
另外,如圖1及圖2所示,伸縮導電部30具有寬度狹窄且被彎折成盤陀狀(zigzagging、波紋狀)的伸縮圖案部31,並且,通過利用覆蓋部件40覆蓋該伸縮圖案部31而形成伸縮導電部30。在形成上述伸縮圖案部31時,對伸縮導電部30照射雷射等而設置衝切部分34。由此,形成盤陀狀(波紋狀)的伸縮圖案部31,並且相鄰的伸縮圖案部31呈互相獨立的狀態。
伸縮導電部30能夠實現伸縮、彎曲以及扭曲等的各種變形。具體而言,伸縮導電部30上設有多個伸縮圖案部31。各伸縮圖案部31具備接合部31a和彎曲部31b。在將伸縮導電部30的伸縮方向作為中心線(在圖2中僅圖示了一條中心線L,但是同樣的中心線L存在於每一伸縮圖案部31中)時,接合部31a是與該中心線交叉的部分。在圖2中,接合部31a被設置為與中心線L垂直相交。但是,接合部31a也可以配置為不與中心線L垂直相交。
另外,彎曲部31b與接合部31a的端部連接。通過彎曲部31b的彎曲,當從接合部31a向彎曲部31b前進時再次回到中心線L上。此時,彎曲部31b的另一端部連接於與連接該彎曲部31b的一端部的接合部31a不同的接合部31a上。通過使這樣的彎曲部31b以展開或者閉合的方式彎曲,伸縮導電部30能夠發揮伸縮性。
另外,在本實施方式中,在未對伸縮導電部30施加外力的狀態下,彎曲部31b的圓弧角度被設置為180度或180度以下。假如彎曲部31b的圓弧角度超過了180度而彎曲部31b變為馬蹄形那樣的形狀時,則在覆蓋伸縮圖案部31的覆蓋部件40b上在相鄰的接合部31a和彎曲部31b之間形成有間隔狹窄的部分。因此,由於鑽入衝切部分34的覆蓋部件40b的寬度也變窄,因此,即使相鄰的接合部31a和彎曲部31b欲以展開的方式(擴展的方式)變形,也呈難以變形的狀態。但是,在本實施方式中,在未對伸縮導電部30施加外力的狀態下,彎曲部31b的圓弧角度被設置為180度或180度以下。因此,能夠防止上述那樣的難以變形的情況。
另外,上述部件安裝部20的至少一部分(尤其是安裝著電子器件22的部分)和伸縮導電部30被覆蓋部件40覆蓋。覆蓋部件40由彈性體等伸縮性出色的材質形成。因此,即使伸縮導電部30進行伸縮以及扭曲等各種變形,覆蓋部件40b也能夠仿效其變形而變形。另外,部件安裝部20不是進行伸縮以及扭曲等變形的部分。但是,通過利用覆蓋部件40覆蓋部件安裝部20上所安裝的電子器件22等,能夠使部件安裝部20發揮防水性和防塵性的功能。另外,也能夠保護電子器件22不受撞擊等。
在以下的說明中,根據需要將覆蓋部件40中的位於部件安裝部20側的部分稱為覆蓋部件40a,將覆蓋部件40中的位於伸縮導電部30側的部分稱為覆蓋部件40b。但是,在無需區分覆蓋部件40a和覆蓋部件40b的情況下,將兩者統稱為覆蓋部件40。另外,覆蓋部件40a既可以作為部件安裝部20的結構元件,也可以作為與部件安裝部20分開獨立的結構元件。另外,覆蓋部件40b既可以作為伸縮導電部30的結構元件,也可以作為與伸縮導電部30分開獨立的結構元件。
在此,從覆蓋部件40b的表面(Z1側的面)至伸縮圖案部31的表面(Z1側的面)為止的厚度被設置為與下述厚度相同或大於下述厚度,該厚度是指:從覆蓋部件40a中的最具厚度的電子器件22的表面(Z1側的面)至安裝基板部21的表面(Z1側的面)為止的厚度。例如,在覆蓋部件40由矽酮彈性體構成時,存在將從覆蓋部件40b的表面至伸縮圖案部31的表面為止的厚度設為0.2mm、從電子器件22的表面至安裝基板部21的表面為止的厚度設為0.2mm以上(例如0.3mm或0.3mm以上)的情況。
同樣地,從覆蓋部件40b的背面(Z2側的面)至伸縮圖案部31的背面(Z2側的面)為止的厚度被設置為與下述厚度相同或大於下述厚度,該厚度是指:從覆蓋部件40a中最具厚度的電子器件22的背面(Z2側的面)至安裝基板部21的背面(Z2側的面)為止的厚度。由此,能夠使伸縮導電部30處的伸縮性良好。但是,覆蓋部件40a、40b的厚度並不限定於此,能夠設定為合適的尺寸。
另外,伸縮圖案部31具有多層的導體層52、53。即,本實施方式中的伸縮導電部30雖為多層構造,但同時也能夠進行伸縮以及扭曲等的彎曲動作。但是,伸縮圖案部31也可以是具備單一的導體層的結構。
另外,如圖3所示,與部件安裝部20不同,伸縮導電部30形成為不存在粘接材料層這一結構。一般而言,粘接材料層是柔性印刷電路板中最硬的部分。因此,在存在粘接材料層的情況下,會妨礙伸縮導電部30的柔軟性。但是,通過採用在伸縮導電部30上不設置粘接材料層這一構成,而使得伸縮導電部30成為在伸長以及扭曲等各種彎曲動作上更加出色的構成。
以下,對可伸縮柔性印刷電路板10的製造方法進行說明,同時對該可伸縮柔性印刷電路板10的構成的詳細情況進行說明。
(1)第一工序:FPC基材50的準備
圖4是表示兩個FPC基材50的側剖視圖。圖4所示的FPC基材50在具有撓性及電絕緣性的基體材料51(與絕緣層對應)的兩面上分別設有導體層52、53。基體材料51由例如聚醯亞胺薄膜這樣的、伸縮性遠不如彈性體的薄膜材料形成。但是,基體材料51不限於聚醯亞胺薄膜,只要具備撓性以及絕緣性,其材質也可以為其他材質。導體層52、53為例如銅箔等金屬箔,只要具有導電性,其材質也可以為其他材質。
另外,在圖4所示的構成中,作為FPC基材50,示出了例如雙面覆銅箔層壓板那樣的、在基體材料51的兩面上設置有導體層52、53的雙面層壓板。但是,FPC基材50也可以是在基體材料51的一面上設置有導體層52(或者導體層53)的單面層壓板(例如單面覆銅箔層壓板)。另外,在圖4中示出了使用兩個FPC基材50的情況。但是,也可以使用三個以上的FPC基材50,另外也可以是使用一個FPC基材50(即,存在兩層導體層52)的構成。
在以下的說明中,為了區分兩個FPC基材50,根據需要將圖4中上側(Z1側)的FPC基材50稱為FPC基材50A,將圖4中下側(Z2側)的FPC基材50稱為FPC基材50B。同樣地,將FPC基材50A的基體材料51以及導體層52、53分別稱為基體材料51A以及導體層52A、53A,將FPC基材50B的基體材料51以及導體層52分別稱為基體材料51B以及導體層52B、53B。
但是,在無需區分FPC基材50A和FPC基材50B的情況下,僅將兩者統稱為FPC基材50。同樣地,在無需區分基體材料51A和基體材料51B的情況下,僅將兩者統稱為基體材料51,在無需區分導體層52A、53A和導體層52B、53B的情況下,僅將兩者統稱為導體層52、53。
(2)第二工序:內層的圖案形成處理
圖5是表示對兩個FPC基材50A、50B中相對的導體層53A、52B分別實施圖案形成(patterning)處理而形成有電路圖形P1、P2的狀態的側剖視圖。在進行圖5所示的圖案形成處理時,對導體層53A和導體層52B實施用於提高層壓幹膜(光阻層)前的粘附性的預處理(幹膜連續預處理)。接著,對導體層53A和導體層52B層壓幹膜。
接下來,通過使用了光刻掩模的紫外線照射等對幹膜進行曝光(幹膜連續曝光),曝光後進行將未固化的幹膜除去的顯影,進而對導體層53A和導體層52B進行蝕刻。進而,進行幹膜的剝離。如此,能夠得到圖5所示的形成有電路圖形P1、P2的產物。另外,將通過圖案形成處理得到的產物稱為中間產物C1。
(3)第三工序:圖案形成處理部分的層壓
圖6是表示對進行了圖案形成處理的兩個導體層53A、52B實施層壓的狀態的側剖視圖。對實施了圖5所示那樣的圖案形成處理的中間產物C1,一邊進行對位一邊進行蓋膜60的臨時粘接。在該蓋膜60上預先塗敷有熱固性等的粘接劑61。臨時粘接之後,使用鐵板等部件進行加壓,進而進行加熱。由此,形成對應於絕緣層的部分。另外,將層壓有蓋膜60的產物稱為中間產物C2。
(4)第四工序:圖案形成處理部分的層壓
圖7是表示對導體層52B層壓有積層粘接劑70的狀態的側剖視圖。如圖7所示,對導體層52B實施例如薄片狀的積層粘接劑70的層壓。該情況下,通過對例如半固化片(pre-preg)或粘接片(bond ply)這樣的薄片狀粘接劑(粘接劑片)進行衝壓等,而形成衝切部分71。在這之後,一邊對衝切部分71等進行對位一邊進行臨時粘接,然後實施積層粘接劑70的軟層壓(soft laminating)。積層粘接劑70的層壓也可以對導體層53A進行,而不是對導體層52B實施。另外,將層壓有積層粘接劑70的狀態的產物稱為中間產物C3。另外,積層粘接劑70也可以對應於絕緣層。
(5)第五工序:FPC基材50A和FPC基材50B的層壓
圖8是表示層壓兩個FPC基材50A、50B的狀態的側剖視圖。在實施圖8所示的層壓時,實施使FPC基材50A和FPC基材50B對位的同時進行接觸的臨時粘接(層壓臨時粘接)。然後,使用鐵板等部件進行加壓,進而進行加熱從而使層壓粘接劑70熱固化。由此,形成下述狀態:即,在存在衝切部分71的部位上FPC基材50A和FPC基材50B未被粘接,而在其他部位上FPC基材50A和FPC基材50B被粘接這一狀態。另外,將被層壓粘接後的產物稱為中間產物C4。
(6)第六工序:通孔S1的形成
圖9是表示形成有通孔S1的狀態的中間產物C5的側剖視圖。如圖9所示,在被層壓後的中間產物C4上形成通孔S1。此時,通過利用例如鑽孔機進行NC加工(數控加工),從而形成圖9所示狀態的貫通中間產物C5的通孔S1。
(7)第七工序:過孔加工
圖10是表示形成有過孔(via)S2的狀態的中間產物C6的側剖視圖。如圖10所示,利用例如雷射在中間產物C5上形成過孔S2。在FPC基材50A上形成的過孔S2形成為貫通導體層52A以及基體材料51直至到達導體層52B的位置為止。同樣地,在FPC基材50B上形成的過孔S2形成為貫通導體層53B以及基體材料51直至到達導體層52B的位置為止。
(8)第八工序:導電化處理
圖11是表示對圖10所示的中間產物C6進行了導電化處理的狀態的側剖視圖。如圖11所示,對形成有通孔S1以及過孔S2的中間產物C6進行導電化處理,並形成電鍍薄膜(導電薄膜80)。該情況下,首先進行除膠渣處理(desmear treatment),除去多餘的膠渣(smear)。接著,進行導電化處理使鍍層容易附著,然後通過電鍍處理形成電鍍薄膜(導電薄膜80)。另外,將形成了導電薄膜80之後的產物稱為中間產物C7。
(9)第九工序:外層的圖案形成處理
圖12是表示對於圖11所示的中間產物C7將兩個FPC基材50A、50B中處於不相對側的導體層52A、53B分別進行圖案形成處理而形成電路圖形P3、P4的狀態的側剖視圖。形成該電路圖形P3、P4時也使用了與上述第二工序中的方法相同的金屬表面光刻法(photofabrication),來進行導體層52A和導體層53B的蝕刻。由此,形成電路圖形P3、P4。另外,將形成了電路圖形P3、P4之後的產物稱為中間產物C8。
(10)第十工序:感光阻焊劑處理
圖13是表示對圖12所示的中間產物C8形成有阻焊劑圖形R1、R2的狀態的側剖視圖。在形成該阻焊劑圖形R1、R2時,能夠使用例如感光阻焊劑(photo solder resist)。該情況下,在導體層52A側和導體層53B側通過例如印刷而形成阻焊劑層100。然後,使印刷的阻焊劑層100乾燥。接著,通過使用了光刻掩模的紫外線照射等對阻焊劑層100進行曝光(感光阻焊曝光),在曝光後使用例如碳酸鈉水溶液等溶液將未固化的部分除去(感光阻焊顯影)。對該顯影后的阻焊劑層100進行熱固化處理。另外,將形成了阻焊劑圖形R1、R2之後的產物稱為中間產物C9。
另外,也可以在上述阻焊劑圖形R1、R2形成後進行防鏽處理等。
(11)第十一工序:伸縮導電部30的形成以及安裝
圖14是表示在圖13所示的中間產物C9上安裝電子器件22並且形成了伸縮導電部30的狀態的側剖視圖。如圖14所示,使用雷射對中間產物C9進行加工,形成圖1以及圖2所示那樣的伸縮圖案部31。在該使用雷射的加工中,一邊以貫通中間產物C9而形成衝切部分34的方式照射雷射,一邊以規定的速度掃描雷射,以形成圖1及圖2所示的波紋狀伸縮圖案部31。由此,形成圖14以及圖2所示那樣的衝切部分34(對應於雷射加工工序)。但是,在衝切部分34的寬度寬也無妨的情況下,也可以使用雷射以外的方法(例如衝壓加工)形成具有伸縮圖案部31的伸縮導電部30。
在使用雷射時,能夠通過光學部件的調整等而使光斑直徑變小。相對於此,在例如衝壓加工等那樣的使用刃狀物進行切斷的方法中,從刃狀物的強度方面而言,刀刃厚度存在極限。例如,形成0.75mm以下刀刃厚度的刃狀物在目前情況下是很困難的,或者即使能夠實現也是非常昂貴的。但是,在使用雷射的情況下,形成例如0.2mm以下的光斑直徑也是容易的。因此,與通過衝壓加工等形成衝切部分34的情況相比較,通過雷射加工形成衝切部分34時能夠形成狹窄的寬度。即,能夠實現伸縮圖案部31的精密加工。
另外,對中間產物C9的部件安裝部20安裝電子器件22。在該電子器件22的安裝中,先印刷安裝用的膏狀釺焊料等焊錫,然後在該印刷後裝載電子器件22。之後,在回流爐等中使焊錫熔化,通過該焊錫的冷卻固化使電子器件22與部件安裝部20電連接。
另外,在電子器件22安裝之後,從薄板狀的柔性印刷電路板上切斷,以形成可伸縮柔性印刷電路板10的外形。另外,將圖14所示的形成了伸縮導電部30並且安裝了電子器件22的產物稱為中間產物C10。
(12)第十二工序:覆蓋部件40的形成
如已根據圖3所說明那樣,覆蓋部件40能夠通過例如LIM(Liquid Injection Molding、液體注射成型;RIM)成型而形成。在RIM成型(Reaction Injection Molding、反應注射成型)中,將中間產物C10設置在金屬模具內部。然後,以規定的壓力灌入液態的彈性體原料(對應於注塑成型工序)。另外,一般而言,彈性體原料能夠使用雙液混合型的熱固性型的液態有機矽彈性體。但是,也可以將單液型的液態彈性體作為原料。另外,也可以使用液態的氟類彈性體或液態的丙烯類彈性體等其他原料。另外,除了熱固性型的彈性體原料以外,也可以使用熱塑性的彈性體原料。
在上述RIM成型中,在金屬模具內部設置有用於防止伸縮圖案部31因液態原料的射出壓力而發生錯位這一情況的銷等抑制部件。另外,在RIM成型中,對中間產物C10的每一單面分別形成覆蓋部件40。但是,也可以對中間產物C10的兩面同時形成覆蓋部件40。
通過進行以上那樣的RIM成型,形成了具有覆蓋部件40的可伸縮柔性印刷電路板10。另外,也可以不實施作為使用了彈性體原料的注塑成型的一種的RIM成型,而是利用傳遞模塑成型(transfer molding)或壓縮成型(compression molding)等其他方法形成覆蓋部件40。
在此,如圖3所示,在RIM成型後的伸縮導電部30上,覆蓋部件40b鑽入衝切部分34中。由此,能夠良好地抑制伸縮圖案部31呈立體地扭曲而變形這一情況。但是,在伸縮導電部30中,FPC基材50A和FPC基材50B相抵接或者以雙方之間具有非常狹窄的間隙的狀態接近並相對置。因此,即使進行RIM成型,液態的彈性體原料也幾乎不會流入衝切部分71中。由此,FPC基材50A和FPC基材50B能夠相互移動,從而使伸縮導電部30的變形更加容易。
根據如上構成的可伸縮柔性印刷電路板10,能夠產生如下效果。
即,在現有的對應於伸縮導電部的部分中,即使具備伸縮性,導體層的多層化也很困難。這是因為:在現有的伸縮導電部中採用的是在彈性體等的基材上形成導體部分的方法,並且,在使導體層多層化時,在所形成的導體層上進一步層壓彈性體,然後在被層壓的彈性體上再形成導體層等。另外,也存在下述原因:即,即使在彈性體等的基材上形成導體層並使該導體層多層化,由於該彈性體等的基材的伸長,也有可能使多層導體層的任意一層被破壞。
但是,在本實施方式的可伸縮柔性印刷電路板10中,將具有多層導體層52、53、和基體材料51等的絕緣層的一個或多個柔性印刷電路板(FPC基材50)作為基底電路板12,並在該基底電路板12的至少一部分上設置有伸縮導電部30。因此,在本實施方式的伸縮導電部30中,能夠在確保伸縮性的同時使導體層(導體層52、53)多層化。而且,由於將FPC基材50作為基底電路板12並在該基底電路板12中的如基體材料51那樣難以伸縮的部分上層壓導體層52、53,因此,與將彈性體等作為基材的情況相比較,能夠形成導體層52、53不易被破壞的構成。
另外,為了形成伸縮導電部30,將柔性印刷電路板(FPC基材50)作為基底電路板12。因此,無需為了形成與伸縮導電部對應的部分而在與FPC基材50不同的彈性體制基材上形成另外的配線圖案。在形成另外的配線圖案時,需要另外對彈性體制基材實施金屬表面光刻工藝,但是,在本實施方式的伸縮導電部30中,不需要這種工序。由此,能夠減少用於形成伸縮導電部30的工時。
另外,伸縮導電部30被具有柔軟性的覆蓋部件40(覆蓋部件40b)覆蓋。因此,伸縮導電部30能夠確保柔軟性,並且具備防水性以及防塵性。
進而,在本實施方式中,通過利用具有柔軟性的覆蓋部件40(覆蓋部件40b)覆蓋伸縮導電部30,能夠防止伸縮圖案部31伸縮時的動作變得不穩定。即,若不存在覆蓋部件40b,則在伸縮圖案部31伸長時,伸縮圖案部31不但會在XY平面變形,而且在Z方向上也會以立起的方式(以扭曲的方式)變形。但是,通過以覆蓋部件40b覆蓋伸縮圖案部31,能夠防止該如立起般(如扭曲般)的變形,從而能夠使伸縮圖案部31伸縮時的動作穩定化。
另外,在本實施方式中,在基底電路板12的至少一部分上設有能夠安裝電子器件22的伸縮導電部30。因此,電子器件22的安裝也能夠容易地進行。另外,在本實施方式中,將FPC基材50作為基底電路板12,在該基底電路板12中被層壓於如基體材料51那樣的難以伸縮的部分上。因此,能夠防止電子器件22由於伸長等變形而被破壞的情況。而且,通過使部件安裝部20的至少電子器件22被覆蓋部件40a覆蓋,能夠保護電子器件22遠離溼氣或水分或者塵埃等。另外,也能夠保護電子器件22不受撞擊。
另外,在本實施方式中,可伸縮柔性印刷電路板10能夠裝載電子器件22,而且導體層52、53被多層化。因此,能夠容易地實現在可伸縮柔性印刷電路板10上裝載有電子器件22的可穿戴式電子設備。尤其是,由於伸縮導電部30容易變形,因此能夠將可伸縮柔性印刷電路板10安裝在人體的關節等這樣的彎曲部位上。
另外,在本實施方式中,伸縮圖案部31具備接合部31a和彎曲部31b,並且,通過彎曲部31b以展開或者閉合的方式進行彎曲,從而能夠使伸縮圖案部31發揮伸縮性。在此,在彎曲部31b展開或者閉合時,呈對該彎曲部31b施加較大的壓力的狀態,從而在該彎曲部31b的附近容易發生斷線等不良情況。但是,在本實施方式中,伸縮圖案部31被覆蓋部件40b覆蓋。因此,即使彎曲部31b上產生微小的裂痕等,也能夠通過覆蓋部件40b來抑制裂痕的擴展。由此,能夠防止在被施加壓力的彎曲部31b的附近發生斷線的情況。
另外,在不存在覆蓋部件40b的情況下,由於伸縮導電部30的過度伸長,常常會在彎曲部31b等處發生斷線等不良情況。但是,通過利用覆蓋部件40b覆蓋伸縮圖案部31,能夠防止伸縮導電部30的過度伸長。由此,能夠防止在彎曲部31b等處發生斷線等的不良情況。
另外,在本實施方式中,基底電路板12具備如兩個等的多個FPC基材50。而且,在伸縮導電部30中,以多個FPC基材50之間不存在粘接層的狀態(以存在衝切部分71的狀態)使相鄰的FPC基材50彼此相對配置。一般而言,粘接層往往是柔性印刷電路板中最硬的部分,在存在這樣的粘接層的情況下,伸縮導電部30的伸縮、彎曲及扭曲等各種伸縮以及扭曲等的變形呈難以實施的狀態。但是,在伸縮導電部30中,在相鄰的FPC基材50之間不存在粘接層而是存在著衝切部分71。因此,能夠防止發生存在粘接層時那樣的阻礙變形的情況。
另外,在伸縮導電部30中,FPC基材50A和FPC基材50B相抵接或者以雙方之間具有非常狹窄的間隙的狀態接近並相對置。因此,即使進行RIM成型,液態的彈性體原料也幾乎不會流入衝切部分71中。由此,FPC基材50A和FPC基材50B能夠相互移動,從而能夠使伸縮導電部30的變形更加容易。
進而,在本實施方式中,未被施加外力狀態下的彎曲部31b的圓弧角度被設定為180度以下。在此,當彎曲部31b的圓弧角度超過180度從而彎曲部31b變為馬蹄形那樣的形狀時,在覆蓋伸縮圖案部31的覆蓋部件40b上,在相鄰的接合部31a和彎曲部31b之間會形成間隔狹窄的衝切部分34。因此,由於鑽入衝切部分34的覆蓋部件40b的寬度也變窄,因而即使相鄰的接合部31a和彎曲部31b以展開的方式(擴寬的方式)變形,也呈難以變形的狀態。但是,在本實施方式中,在未對伸縮導電部30施加外力的狀態下,彎曲部31b的圓弧角度被設定為180度或者180度以下。因此,能夠防止上述那樣的難以變形的情況,從而能夠良好地進行伸縮導電部30的伸縮等變形。
另外,在本實施方式中,通過雷射加工在伸縮導電部30上形成多個伸縮圖案部31。因此,通過光學部件的調整等,能夠使雷射的光斑直徑變小。由此,能夠實現伸縮圖案部31的精密加工。
進而,在本實施方式中,在覆蓋部件40中,以覆蓋部件40b薄於覆蓋部件40a的方式,來設置覆蓋部件40的表面側和背面側的至少一側的厚度。因此,能夠使伸縮導電部30處的伸縮性良好。
另外,在本實施方式中,覆蓋部件40是通過液態的彈性體原料的注塑成型而形成。在進行這樣的RIM成型時,能夠無空隙地覆蓋電子器件22的周圍。由此,能夠良好地保護電子器件22遠離溼氣或水分或者塵埃等。
以上,對本發明的一實施方式進行了說明,但是,本發明除此之外還可以進行各種變形。以下,對此進行敘述。
圖15是本發明的另一實施方式。在圖3中,基底電路板12由兩個FPC基材50A、50B構成,且構成為在伸縮導電部30中具有相分離的兩層單面的導體層(導體層53A、52B)。但是,如圖15所示,基底電路板12也可以由三個FPC基材50A、50B、50C構成。另外,在圖15所示的構成中,FPC基材50A具備基體材料51A和導體層52A,FPC基材50B具備基體材料51B和導體層52B、53B,進而FPC基材50C具備基體材料51C和導體層53C。
在圖15所示的構成中,伸縮導電部30的導體層為FPC基材50B的導體層52B、53B,在基體材料51B的兩面上設有兩層導體層52B、53B。在部件安裝部20中除了上述兩層(導體層52B、53B)之外,表面和背面還各有一層導體層(導體層52A、53C),總共具有四層導體層。由於在圖3那樣的在伸縮導電部30中具有相分離的兩層單面的導體層的構造中能夠容許相互偏離,因此在伸縮性和彎曲性方面出色。另一方面,對於圖15那樣的兩面的導體層(在基體材料51B的兩面上存在導體層52B、53B的構成),由於導體層相互之間的距離或位置被固定,因此具有容易進行阻抗控制等優點。
另外,在上述的實施方式中,部件安裝部20和伸縮導電部30被相同的覆蓋部件40覆蓋。但是,也可以將由例如聚氨酯彈性體等那樣的彈性體形成的具備防水性且柔軟性的帶部件,分別粘合在伸縮導電部30的表面側和背面側。如此形成時,也能夠防止在伸縮導電部30的彎曲部31b等處產生裂痕。另外,能夠防止伸縮導電部30的過度伸長。而且,部件安裝部20的覆蓋部件也可以利用液態的彈性體原料的注塑成型而形成,另外,若無伸縮的必要,也可以利用液態的塑料原料的注塑成型而形成。該情況下,從防水性方面出發,優選以將伸縮導電部30上所覆蓋的帶部件搭在部件安裝部20端部的部分覆蓋的方式,對彈性體或者塑料原料進行注塑成型。
另外,在上述實施方式中,公開了只存在一個伸縮導電部30的可伸縮柔性印刷電路板10。但是,伸縮導電部30也可以存在多個。另外,在上述實施方式中,部件安裝部20存在於可伸縮柔性印刷電路板10的兩端側。但是,部件安裝部20也可以設置在可伸縮柔性印刷電路板10的長度方向等的中途部分。
例如,也可以採用在部件安裝部20的X方向兩端側分別連接有伸縮導電部30的構成。
另外,在上述實施方式中,圖示了彎曲部31b的圓弧角度為180度的情況。但是,彎曲部31b的圓弧角度也可以小於180度。