JP5778501B2 - 基板接続構造及びフレキシブルプリント基板の取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板にフレキシブルプリント基板を接続する基板接続構造、及び、この基板接続構造に用いられるフレキシブルプリント基板の取付構造に関する。

従来から、自動車等に搭載される電子回路基板（以下、回路基板）に接続する配線として、フレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ）が広く利用されている。このＦＰＣを回路基板に取り付ける方法として、コネクタ式取付方法と、ネジ取付方法とが挙げられる。

コネクタ式取付方法として、回路基板に取り付けられたコネクタ内に、バネ構造を有する端子が設けられ、端子のバネ構造によりＦＰＣの先端部をコネクタ内で付勢する技術が知られている。この技術では、端子のバネ構造の付勢力でＦＰＣを回路基板に取り付けることができ、ハンダ付け等を施す工程が必要ない。

一方、ネジ取付方法として、回路基板の反対側へ折り曲げられる折曲部が形成された導体パターンを有するＦＰＣと回路基板とをネジにより固定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、回路基板の銅箔体と折曲部との間にハンダを溶解することによって、回路基板とＦＰＣとの接続強度を確保している。

特開２００２−９４２３１号公報（第２〜第４頁、第３図）

しかしながら、上述した従来のコネクタ式取付方法では、端子のバネ構造の付勢力のみでＦＰＣが回路基板に取り付けられているため、回路基板とＦＰＣとの接続強度が高いとは言えず、未だ改善の余地があった。

一方、従来のネジ取付方法では、コネクタ式取付方法と比較して回路基板とＦＰＣとの接続強度が高いものの、ハンダを施す工程が必要である。このため、製造が煩雑であり、製造コストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、製造コストの低減を図るとともに、相手側の回路基板との接合強度を確実に向上させることができる基板接続構造、及び、この基板接続構造に用いられるフレキシブルプリント基板の取付構造の提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、導通可能な接続部（接続部１０１）を有する回路基板（回路基板１００）と、前記接続部に取り付けられる取付部（取付部２０１）を有するフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ２００）とを備え、前記回路基板に前記フレキシブルプリント基板を接続する基板接続構造（基板接続構造１）であって、前記フレキシブルプリント基板は、絶縁性を有する基板（基板２１０）と、前記基板上に積層され、前記接続部と接続される導体パターン（導体パターン２２１）が形成されるベースフィルム（ベースフィルム２２０）とを備え、前記ベースフィルムの前記取付部に対応する位置には、前記基板の逆側に向かって突出して前記基板との間で空気が密閉された空間（空間Ｓ）を形成するとともに、突出方向に対して変位可能な突出部（突出部２２２）が設けられることを要旨とする。

かかる特徴によれば、突出部は、基板の逆側に向かって突出して基板との間で空間を形成するとともに、突出方向に対して変位可能である。これにより、フレキシブルプリント基板の取付部が回路基板の接続部に取り付けられた際に、突出部が回路基板の接続部に向かって付勢するため、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度を確実に向上させることができる。

例えば、本発明の基板接続構造がコネクタ式取付方法に用いられる場合、コネクタ内に設けられるバネ構造を有する端子のバネ構造の付勢力に対向して、突出部がコネクタにおけるハウジングの内面に向けて端子を付勢するため、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度を確実に向上させることができる。

一方、本発明の基板接続構造がネジ取付方法に用いられる場合、フレキシブルプリント基板と回路基板とをネジにより固定された状態で、突出部が回路基板に向けて銅箔体を付勢する。このため、ハンダ付け等を施すことなく、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度を向上させることができる。

このように、突出部をベースフィルムの取付部に対応する位置に設けるのみで、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度を向上させることができるため、ハンダ付け等を施す工程が必要なく、製造コストの低減を図ることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記突出部と前記基板との空間には、大気圧よりも高い空気が密閉されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、突出部と基板との空間に大気圧よりも高い空気が密閉される。これにより、突出部が回路基板の接続部に向かって付勢しやすくなるため、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度をより確実に向上させることができる。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記突出部は、フレキシブルプリント基板の長手方向の断面において、略台形状に形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、突出部は、フレキシブルプリント基板の長手方向の断面において、略台形状に形成される。これにより、突出部が回路基板の接続部に向かって付勢しやすくなるとともに、突出した面（突出面）と回路基板の接続部との接触面積を確保しやすくなるため、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度をより確実に向上させることができる。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記接続部は、前記導体パターンと電気的に接続する端子（端子１１１）と、前記端子を覆うハウジング（ハウジング１１２）とを備えるコネクタ（コネクタ１１０）によって構成され、前記突出部は、前記回路基板に前記フレキシブルプリント基板が接続された状態で、前記ハウジング内面に向けて前記端子を付勢することを要旨とする。

かかる特徴によれば、コネクタ内に設けられる端子の付勢力に対向して、突出部がハウジング内面に向けて端子を付勢するため、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度を確実に向上させることができる。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記接続部は、前記導体パターンと電気的に接続する銅箔体（銅箔体１２０）によって構成され、前記突出部は、前記回路基板に前記フレキシブルプリント基板が接続された状態で、前記回路基板に向けて前記銅箔体を付勢することを要旨とする。

かかる特徴によれば、フレキシブルプリント基板と回路基板とをネジ等により固定された状態で、突出部が回路基板に向けて銅箔体を付勢する。このため、ハンダ付け等を施すことなく、フレキシブルプリント基板と回路基板との接合強度を向上させることができる。

本発明の第６の特徴は、相手側の回路基板の接続部に取り付けられる取付部を有するフレキシブルプリント基板の取付構造であって、絶縁性を有する基板と、前記基板上に積層され、前記接続部と接続される導体パターンが形成されるベースフィルムとを備え、前記ベースフィルムの前記取付部に対応する位置には、前記基板の逆側に向かって突出して前記基板との間で空間を形成するとともに、突出方向に対して変位可能な突出部が設けられることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、製造コストの低減を図るとともに、相手側の回路基板との接合強度を確実に向上させることができる基板接続構造、及び、この基板接続構造に用いられるフレキシブルプリント基板の取付構造を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る基板接続構造１を説明するための斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る基板接続構造１を説明するための断面図（嵌合前）である。 図３は、第１実施形態に係る基板接続構造１を説明するための断面図（嵌合後）である。 図４は、変更例１に係るＦＰＣ２００Ａを示す断面図である。 図５は、変更例２に係るＦＰＣ２００Ｂを示す断面図である。 図６は、第２実施形態に係る基板接続構造１を説明するための斜視図である。 図７は、第２実施形態に係る基板接続構造１を説明するための断面図（嵌合後）である。

次に、本発明に係る基板接続構造の実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）第１実施形態、（２）第２実施形態、（３）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（１）第１実施形態
以下において、（１−１）基板接続構造１の説明、（１−２）ＦＰＣの製造方法の説明、（１−３）作用・効果、（１−４）変更例の順に説明する。

（１−１）基板接続構造１の説明
まず、第１実施形態に係る基板接続構造１について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る基板接続構造１を説明するための斜視図である。図２は、第１実施形態に係る基板接続構造１を説明するための断面図（嵌合前）である。図３は、第１実施形態に係る基板接続構造１を説明するための断面図（嵌合後）である。

図１に示すように、基板接続構造１は、導通可能な接続部１０１を有する回路基板１００と、該接続部１０１に取り付けられる取付部２０１を有するフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣ２００）とを備え、回路基板１００にＦＰＣ２００を接続する構造である。

回路基板１００は、板状をなしている。第１実施形態では、回路基板１００の接続部１０１は、図２及び図３に示すように、コネクタ１１０であるものとする。このコネクタ１１０は、ＦＰＣ２００の取付部２０１（後述する導体パターン２２１）と電気的に接続するバネ構造を有する端子１１１と、回路基板１００に取り付けられ且つ該端子１１１を覆うハウジング１１２とを備えている。このハウジング１１２の開口部１１２Ａに、ＦＰＣ２００の取付部２０１が挿入されることによって、ＦＰＣ２００が回路基板１００に取り付けられる。

ＦＰＣ２００は、基板２１０と、該基板２１０上に積層されるベースフィルム２２０とを備えている。基板２１０は、板状をなしており、絶縁性を有している。この基板２１０は、ベースフィルム２２０よりも硬い部材によって形成され、ベースフィルム２２０を補強する。一方、ベースフィルム２２０は、板状をなしており、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）などの樹脂によって形成されている。このベースフィルム２２０には、回路基板１００の接続部１０１に接続される導箔からなる導体パターン２２１が形成されている。つまり、導体パターン２２１の取付部２０１に対応する部分は、接続部１０１における端子１１１と接続する。

このようなベースフィルム２２０の取付部２０１に対応する位置には、基板２１０の逆側に向かって突出して基板２１０との間で空間Ｓを形成する突出部２２２が設けられる。この突出部２２２は、突出方向（すなわち、上下方向）に対して変位可能である。第１実施形態では、突出部２２２は、回路基板１００にＦＰＣ２００が接続された状態で、ハウジング１１２内面に向けて端子１１１を付勢している。また、突出部２２２と基板２１０との空間Ｓには、大気圧よりも高い空気が密閉されている。

このような突出部２２２は、図２及び図３に示すように、ＦＰＣ２００の長手方向（すなわち、ＦＰＣ２００の挿入方向）の断面において、略台形状に形成されている。具体的には、突出部２２２は、突出面２２３と、該突出面２２３から基板２１０に向けて傾斜する一対の傾斜面２２４とによって構成される。

（１−２）ＦＰＣの製造方法の説明
次に、上述した基板接続構造１に用いられるＦＰＣの製造方法について、図２を参照しながら説明する。このＦＰＣの製造方法は、カバーフィルム形成工程と、突出部形成工程と、フィルム積層工程とを含む。

まず、図２に示すように、カバーフィルム形成工程では、ベースフィルム２２０に、導体パターン２２１を形成する。

次に、突出部形成工程では、ベースフィルム２２０の取付部２０１に対応する位置に、基板２１０の逆側に向かって突出する突出部２２２を形成する。このとき、突出部２２２（突出面２２３）上に位置する導体パターン２２１についても、突出部２２２の形状に沿って突出することとなる。

次に、フィルム積層工程では、突出部２２２と基板２１０との空間Ｓが形成された状態で、基板２１０にベースフィルム２２０を積層する。このとき、空間Ｓには、大気圧よりも高い気体を密閉する。

そして、このように形成されたＦＰＣ２００の取付部２０１は、回路基板１００（ハウジング１１２の開口部１１２Ａ）に挿入されることによって、ＦＰＣ２００が回路基板１００に取り付けられることになる。

（１−３）作用・効果
以上説明した第１実施形態では、突出部２２２は、基板２１０の逆側に向かって突出して基板２１０との間で空間Ｓを形成するとともに、突出方向に対して変位可能である。これにより、ＦＰＣ２００の取付部２０１が回路基板１００の接続部１０１に取り付けられた際に、突出部２２２が回路基板１００の接続部１０１に向かって付勢するため、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度を確実に向上させることができる。

第１実施形態のように、本発明の基板接続構造１がコネクタ式取付方法に用いられる場合、コネクタ１１０内に設けられるバネ構造を有する端子１１１の付勢力に対向して、突出部２２２がハウジング１１２の内面に向けて端子１１１を付勢するため、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度を確実に向上させることができる。

このように、突出部２２２をベースフィルム２２０の取付部２０１に対応する位置に設けるのみで、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度を向上させることができるため、ハンダ付け等を施す工程が必要なく、製造コストの低減を図ることができる。

第１実施形態では、突出部２２２と基板２１０との空間Ｓに大気圧よりも高い空気が密閉される。これにより、突出部２２２が回路基板１００の接続部１０１（すなわち、コネクタ１１０におけるハウジング１１２内の端子１１１）に向かって付勢しやすくなる（付勢力が向上する）ため、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度をより確実に向上させることができる。

第１実施形態では、突出部２２２は、ＦＰＣ２００の長手方向の断面において、略台形状に形成される。これにより、突出部２２２が回路基板１００の接続部１０１（すなわち、コネクタ１１０におけるハウジング１１２内の端子１１１）に向かって付勢しやすくなるとともに、突出した突出面２２３と回路基板１００の接続部１０１との接触面積を確保しやすくなるため、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度をより確実に向上させることができる。

（１−４）変更例
次に、上述した第１実施形態に係る基板接続構造１に用いられるＦＰＣ２００の変更例について、図面を参照しながら説明する。なお、上述した第１実施形態に係るＦＰＣ２００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

（１−４−１）変更例1
まず、変更例１に係るＦＰＣ２００Ａの構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、変更例１に係るＦＰＣ２００Ａを示す断面図である。

上述した第１実施形態では、突出部２２２は、ＦＰＣ２００の長手方向の断面において、略台形状に形成されている。これに対して、変更例１では、図４に示すように、突出部２２２Ａは、ＦＰＣ２００の長手方向の断面において、略半円形状に形成されている。

以上説明した変更例１では、突出部２２２Ａが略半円形状に形成されていることによって、相手側の回路基板１００における端子１１１の形状に関わらず、突出部２２２がハウジング１１２の内面に向けて端子１１１を付勢するため、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度を確実に向上させることができる。

（１−４−２）変更例２
次に、変更例２に係るＦＰＣ２００Ｂの構成について、図面を参照しながら説明する。図５は、変更例２に係るＦＰＣ２００Ｂを示す断面図である。

上述した第１実施形態では、突出部２２２は、ＦＰＣ２００の長手方向の断面において、略台形状に形成されている。これに対して、変更例２では、図５に示すように、突出部２２２Ｂは、ＦＰＣ２００の長手方向の断面において、略三角形状に形成されている。

具体的には、突出部２２２Ｂは、挿入先端側に位置する前傾斜面２２５と、挿入後側に位置する後傾斜面２２６とによって構成される。この前傾斜面２２５の基板２１０に対する傾斜角度（θ２２５）は、後傾斜面２２６の基板２１０に対する傾斜角度（θ２２６）よりも小さいことが好ましい。

以上説明した変更例２では、突出部２２２Ｂが略三角形状に形成されていることによって、相手側の回路基板１００における端子１１１の形状に関わらず、突出部２２２がハウジング１１２の内面に向けて端子１１１を付勢するため、ＦＰＣ２００と回路基板１００との接合強度を確実に向上させることができる。

また、傾斜角度（θ２２５）が傾斜角度（θ２２６）よりも小さいことによって、相手側の回路基板１００におけるコネクタ１１０へＦＰＣ２００を挿入し易くなるとともに、コネクタ１１０からＦＰＣ２００を抜け難くすることができる。

（２）第２実施形態
以下において、（２−１）回路基板１００Ａの構成、（２−２）作用・効果の順に説明する。なお、上述した第１実施形態に係る回路基板１００と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。

（２−１）回路基板１００Ａの構成
まず、第２実施形態に係る基板接続構造１に用いられる回路基板１００Ａの構成について、図６を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係る基板接続構造１を説明するための斜視図である。図７は、第２実施形態に係る基板接続構造１を説明するための断面図（嵌合後）である。

上述した第１実施形態では、回路基板１００の接続部１０１は、コネクタ１１０によって構成されている。これに対して、第２実施形態では、図６に示すように、回路基板１００Ａの接続部１０１Ａは、導体パターン２２１と同様の材料により形成される銅箔体１２０である。この銅箔体１２０は、ベースフィルム２２０に形成された突出部２２２Ａに位置する導体パターン２２１と電気的に接続し、回路基板１００Ａ上に印刷されている。

この回路基板１００Ａ及びＦＰＣ２００Ａは、回路基板１００Ａに形成される孔１０２と、ＦＰＣ２００Ａに形成される孔２０２とを介して、固定手段（図面では、ネジ３１０及びナット３２０）によって固定される。このとき、回路基板１００ＡとＦＰＣ２００Ａとの間には、スペーサ３３０が設けられることが好ましい。

ここで、突出部２２２Ａは、回路基板１００ＡにＦＰＣ２００Ａが接続された状態（すなわち、上述した固定手段によって固定された状態）で、回路基板１００Ａに向けて銅箔体１２０を付勢している。

なお、第２実施形態では、図６及び図７において、ベースフィルム２２０に形成される突出部２２２Ａとして、変更例１で説明した略半円形状であるが、必ずしも略半円形状である必要はなく、第１実施形態で説明した略台形状であってもよく、変更例２で説明した略三角形状であっても勿論よい。

（２−２）作用・効果
以上説明した第２実施形態のように、本発明の基板接続構造１がネジ取付方法に用いられる場合、ＦＰＣ２００Ａと回路基板１００Ａとをネジ３１０により固定された状態で、突出部２２２Ａが回路基板１００Ａに向けて銅箔体１２０を付勢する。このため、ハンダ付け等を施すことなく、ＦＰＣ２００Ａと回路基板１００Ａとの接合強度を向上させることができる。

特に、回路基板１００ＡとＦＰＣ２００Ａとの間には、スペーサ３３０が設けられることが好ましい。これにより、突出部２２２Ａが潰れてしまうことを防止しつつ、突出部２２２Ａが回路基板１００Ａに向けて銅箔体１２０を付勢することができる。

（３）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、突出部２２２と基板２１０との空間Ｓには、大気圧よりも高い空気が密閉されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、大気圧と同等の空気が密閉されていてもよい。

また、ＦＰＣ２００は、基板２１０と、導体パターン２２１が形成されるベースフィルム２２０とを備えているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、このベースフィルム２２０を覆うカバーフィルムをさらに備えていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…基板接続構造
１００，１００Ａ…回路基板
１０１，１０１Ａ…接続部
１１０…コネクタ
１１１…端子
１１２…ハウジング
１２０…銅箔体
２００，２００Ａ，２００Ｂ…ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）
２０１…取付部
２１０…基板
２２０…ベースフィルム
２２１…導体パターン
２２２，２２２Ａ，２２２Ｂ…突出部

Claims (6)

1. 導通可能な接続部を有する回路基板と、前記接続部に取り付けられる取付部を有するフレキシブルプリント基板とを備え、前記回路基板に前記フレキシブルプリント基板を接続する基板接続構造であって、
   前記フレキシブルプリント基板は、
   絶縁性を有する基板と、
   前記基板上に積層され、前記接続部と接続される導体パターンが形成されるベースフィルムとを備え、
   前記ベースフィルムの前記取付部に対応する位置には、前記基板の逆側に向かって突出して前記基板との間で空気が密閉された空間を形成するとともに、突出方向に対して変位可能な突出部が設けられることを特徴とする基板接続構造。
2. 請求項１に記載の基板接続構造であって、
   前記突出部と前記基板との空間には、大気圧よりも高い空気が密閉されることを特徴とする基板接続構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の基板接続構造であって、
   前記突出部は、フレキシブルプリント基板の長手方向の断面において、略台形状に形成されることを特徴とする基板接続構造。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の基板接続構造であって、
   前記接続部は、前記導体パターンと電気的に接続する端子と、前記端子を覆うハウジングとを備えるコネクタによって構成され、
   前記突出部は、前記回路基板に前記フレキシブルプリント基板が接続された状態で、前記ハウジング内面に向けて前記端子を付勢することを特徴とする基板接続構造。
5. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の基板接続構造であって、
   前記接続部は、前記導体パターンと電気的に接続する銅箔体によって構成され、
   前記突出部は、前記回路基板に前記フレキシブルプリント基板が接続された状態で、前記回路基板に向けて前記銅箔体を付勢することを特徴とする基板接続構造。
6. 相手側の回路基板の接続部に取り付けられる取付部を有するフレキシブルプリント基板の取付構造であって、
   絶縁性を有する基板と、
   前記基板上に積層され、前記接続部と接続される導体パターンが形成されるベースフィルムとを備え、
   前記ベースフィルムの前記取付部に対応する位置には、前記基板の逆側に向かって突出して前記基板との間で空気が密閉された空間を形成するとともに、突出方向に対して変位可能な突出部が設けられることを特徴とするフレキシブルプリント基板の取付構造。
   

Images