柔性印刷電路板和柔性印刷電路板的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及柔性印刷電路板和柔性印刷電路板的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，機(jī)器人得到了顯著發(fā)展，已出現(xiàn)了能夠進(jìn)行各種動(dòng)作的機(jī)器人等。另外， 能夠佩戴在人體或衣服上的可穿戴式電子設(shè)備也已開發(fā)出各種設(shè)備，并逐漸得到實(shí)用。運(yùn) 些機(jī)器人或可穿戴式電子設(shè)備中，使用大量用于供電或者傳輸電氣信號(hào)的電線，但是，通常 情況下，電線呈W銅線為電線忍并利用絕緣體將電線忍的外周覆蓋的結(jié)構(gòu)，因此，電線本身 幾乎不具有伸縮性。因此，在例如機(jī)器人等中，為了不妨礙其關(guān)節(jié)的活動(dòng)等，必須使電線的 長(zhǎng)度有所寬裕，但是，運(yùn)會(huì)對(duì)W小型、輕量化等為目標(biāo)的設(shè)計(jì)方面、實(shí)用方面造成障礙。
[0003] 尤其是在最尖端的類人型機(jī)器人、或者佩戴在人體上輔助肌肉力量的助力裝置等 用途中，經(jīng)由多自由度關(guān)節(jié)而配置有大量用于使末端的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作的電線、或者用于 傳輸配置于末端的各種傳感器所發(fā)出的電氣信號(hào)的電線。而且，為了提高運(yùn)些電線在多自 由度關(guān)節(jié)中的配置自由度，對(duì)于可伸縮的電線的要求越來越高。
[0004] 另一方面，近年來，作為工業(yè)用機(jī)器人而大量使用臂式機(jī)器人。在運(yùn)種臂式機(jī)器人 中，根據(jù)安裝在機(jī)械臂前端側(cè)的末端執(zhí)行器（相當(dāng)于人體中的手）、或者機(jī)械臂的關(guān)節(jié)部的 驅(qū)動(dòng)方式的不同，在機(jī)械臂的基端側(cè)至前端側(cè)的部分中，有時(shí)除了電纜之外還需要配置用 于施加氣壓的空氣軟管或者液壓軟管。在關(guān)節(jié)部配置有上述電纜或軟管類的情況下，電纜 有可能被折彎或者斷裂。因此，采用下述配線方法，即：在相比機(jī)械臂類的關(guān)節(jié)部更靠近基 端的位置處將電纜或軟管類暫時(shí)抽出至外側(cè)，而將電纜配置在關(guān)節(jié)部外側(cè)的空間中，并在 相比關(guān)節(jié)部更靠近前端的位置處將電纜重新導(dǎo)入機(jī)械臂內(nèi)。但是，在將電纜配置在機(jī)械臂 外側(cè)的空間的方法中，在機(jī)械臂的關(guān)節(jié)部周圍必須存在能夠使電纜松弛的空間。
[0005] 另外，在例如專利文獻(xiàn)1中公開了下述結(jié)構(gòu)，即：通過在機(jī)械臂的關(guān)節(jié)部的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn) 動(dòng)中屯、位置處設(shè)置支撐桿，將電纜卷繞在該支撐桿上，并將該預(yù)先卷繞有電纜的支撐桿收 納在機(jī)械臂的內(nèi)部，從而防止電纜被折彎或者斷裂。但是，另外設(shè)置支撐桿時(shí)，有可能會(huì)導(dǎo) 致重量增加，從而導(dǎo)致功能（動(dòng)作速度、精度等）降低。為了彌補(bǔ)該功能降低，有時(shí)會(huì)使用 高規(guī)格的電動(dòng)機(jī)等、或者增加必要部件，但是，該情況下，會(huì)導(dǎo)致制造成本增加。進(jìn)而，由于 電纜收納部的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，因而存在下述問題，即：組裝機(jī)械臂時(shí)的電纜配置、維護(hù)等時(shí)的 拆解、電纜的取出和更換非常復(fù)雜。由此，即使在機(jī)械臂中，對(duì)于可伸縮的電氣傳輸部件的 要求也越來越高，W便避免發(fā)生上述問題。
[0006] 作為能夠滿足上述對(duì)于電氣傳輸部件的要求的技術(shù)，存在例如專利文獻(xiàn)2所公開 的技術(shù)。在該專利文獻(xiàn)2所公開的方法中，在夾具中W柔性印刷電路板能夠通過的間隔配 置有多個(gè)形成為所希望的R字狀的銷釘，并在對(duì)柔性印刷電路板施加一定張力的同時(shí)使其 通過該夾具，從而進(jìn)行加熱成形。
[0007] 另外，在專利文獻(xiàn)2中，關(guān)于柔性印刷電路板的結(jié)構(gòu)，除了僅在單面?zhèn)仍O(shè)有導(dǎo)體層 的單面柔性印刷電路板W外，還公開了導(dǎo)體層為=層的=層柔性印刷電路板。作為=層 柔性印刷電路板的使用用途，通常存在內(nèi)層配置有特性阻抗匹配的信號(hào)線，而將外層接地 (GND)的所謂的帶狀傳輸線。例如，在上述可動(dòng)部的前端側(cè)安裝有圖像傳感器，并利用可伸 縮的柔性印刷電路板來傳輸高清視頻數(shù)據(jù)等的大容量數(shù)據(jù)時(shí)需要該帶狀傳輸線，該帶狀傳 輸線能夠屏蔽外部噪音，并且同時(shí)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的信號(hào)傳輸和良好的伸縮性。
[0008] 另外，在專利文獻(xiàn)3所公開的構(gòu)成中，取代呈全面涂敷狀態(tài)的全面接地（solid ground)形態(tài)而將柔性印刷電路板的外層的接地形態(tài)形成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而能夠抑制在彎 曲部產(chǎn)生應(yīng)力集中。
[000引【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】
[0010] 【專利文獻(xiàn)】
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本公報(bào)、特開平8-57792號(hào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :日本公報(bào)、特開2011-233822號(hào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3 :日本公報(bào)、特開2009-176901號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 然而，在專利文獻(xiàn)2所公開的帶狀傳輸線中，外層呈全面接地，進(jìn)而在該外層上還 設(shè)有電鍛薄膜。因此，作為柔性印刷電路板來說比較硬。因此，相對(duì)于夾具的追隨性不佳， 難W成形為存在多個(gè)彎曲部分的權(quán)皺形狀。尤其是，在成形為權(quán)皺形狀時(shí)外層側(cè)的彎曲應(yīng) 力大，另外，權(quán)皺形狀的彎曲部分在進(jìn)行1000次W內(nèi)的伸縮后很有可能發(fā)生斷線。因此，需 要頻繁更換發(fā)生斷線的柔性印刷電路板，從而維護(hù)費(fèi)用增加。另外，在將上述柔性印刷電路 板使用于生產(chǎn)設(shè)備中時(shí)，還存在因?yàn)閿嗑€而導(dǎo)致生產(chǎn)中斷運(yùn)一問題。
[0015] 因此，考慮如專利文獻(xiàn)3所公開那樣將專利文獻(xiàn)2所公開的帶狀傳輸線中的柔性 印刷電路板的外層形成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。但是，在將專利文獻(xiàn)3的構(gòu)成使用于專利文獻(xiàn)2的構(gòu) 成中時(shí)，權(quán)皺形狀的部分處的信號(hào)線彼此相互靠近。而且，呈權(quán)皺形狀的部分處的信號(hào)線彼 此相互靠近，有可能導(dǎo)致發(fā)生電干擾，從而導(dǎo)致特性阻抗發(fā)生變動(dòng)。
[0016] 本發(fā)明是基于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠保持電氣特性，且即 使反復(fù)進(jìn)行伸縮也不易發(fā)生斷線的柔性印刷電路板和柔性印刷電路板的制造方法。
[0017] 為了解決上述課題，本發(fā)明的第一觀點(diǎn)所提供的柔性印刷電路板具備信號(hào)線、從 兩側(cè)將該信號(hào)線覆蓋且材質(zhì)為熱塑性樹脂的絕緣層、W及隔著各個(gè)絕緣層而與信號(hào)線相對(duì) 置的一對(duì)接地層，從而具有至少一組帶狀傳輸線；該柔性印刷電路板的特征在于具備權(quán)皺 部分，在該權(quán)皺部分的多個(gè)位置處成形有彎曲的彎曲部，該彎曲部W展開或者閉合的方式 彎曲；接地層包括網(wǎng)狀接地層和全面接地層，其中，網(wǎng)狀接地層的導(dǎo)電部分W將開口部包圍 的方式配置，從而導(dǎo)電部分被設(shè)置成網(wǎng)狀，全面接地層的導(dǎo)電部分呈面狀地設(shè)置；網(wǎng)狀接地 層配置在彎曲部的外周側(cè)，全面接地層配置在彎曲部的內(nèi)周側(cè)。
[0018]另外，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選彎曲部的彎曲方向交替變換，從而 權(quán)皺部分被設(shè)置成波紋狀；網(wǎng)狀接地層W交替配置于信號(hào)線的表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊臓顟B(tài)設(shè)置 在彎曲部的外周側(cè)。
[0019] 進(jìn)而，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選彎曲部的彎曲方向交替變換，從而 權(quán)皺部分被設(shè)置成波紋狀；網(wǎng)狀接地層W配置于信號(hào)線的表面?zhèn)然虮趁鎮(zhèn)鹊娜我庖粋?cè)的狀 態(tài)設(shè)置在彎曲部的外周側(cè)。
[0020] 另外，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選絕緣層是W作為熱塑性樹脂的液 晶聚合物化iquid化ystalPolymer)為材質(zhì)而形成。
[0021] 進(jìn)而，本發(fā)明的另一方面是在上述發(fā)明中，優(yōu)選在位于彎曲部處的接地層上未形 成層間連接用的電鍛薄膜。
[0022] 另外，本發(fā)明的第二觀點(diǎn)所提供的柔性印刷電路板的制造方法中，柔性印刷電路 板具備信號(hào)線、從兩側(cè)將該信號(hào)線覆蓋且材質(zhì)為熱塑性樹脂的絕緣層、W及隔著各個(gè)絕緣 層而與信號(hào)線相對(duì)置的一對(duì)接地層，從而具有至少一組帶狀傳輸線；該柔性印刷電路板的 制造方法的特征在于，包括：第一工序：在雙面覆銅錐層壓板的一面?zhèn)鹊幕足~錐層上形 成至少一根信號(hào)線，其中，該雙面覆銅錐層壓板在絕緣層的兩面均設(shè)有基底銅錐層；第二工 序：隔著層壓粘接材料而層壓?jiǎn)蚊娓层~錐層壓板，其中，該單面覆銅錐層壓板在絕緣層的 一面上設(shè)有基底覆銅錐層壓板；第=工序：在通過第二工序形成的中間產(chǎn)物的規(guī)定部位處 形成貫通孔；第四工序：在貫通孔及其開口周圍形成導(dǎo)電薄膜，從而形成導(dǎo)電通孔；第五工 序：對(duì)于第四工序中形成的中間產(chǎn)物中的、與信號(hào)線相對(duì)置的基底銅錐層實(shí)施圖案形成處 理，從而在該中間產(chǎn)物的任意一面?zhèn)刃纬删W(wǎng)狀接地層，在與該任意一面?zhèn)认喾吹牧硪幻鎮(zhèn)?形成全面接地層，其中，網(wǎng)狀接地層的導(dǎo)電部分W將開口部包圍的方式配置，全面接地層的 導(dǎo)電部分呈面狀地設(shè)置；第六工序：在至少加熱成形后彎曲的彎曲部處的網(wǎng)狀接地層和全 面接地層上隔著粘接材料層覆蓋絕緣樹脂層；W及第屯工序：W使多個(gè)部位彎曲的狀態(tài)對(duì) 于第六工序中形成的加熱成形前的柔性印刷電路板進(jìn)行加熱成形，在該加熱成形后形成權(quán) 皺部分，該權(quán)皺部分具有多個(gè)在外周側(cè)配置有網(wǎng)狀接地層的彎曲部。
[002引（發(fā)明效果）
[0024]根據(jù)本發(fā)明的柔性印刷電路板，能夠保持電氣特性，且即使在反復(fù)進(jìn)行伸縮的情 況下也不易發(fā)生斷線。
【附圖說明】
[00巧]圖1設(shè)及本發(fā)明的一實(shí)施方式，且是表示第一構(gòu)成例的成形前的柔性印刷電路板 的構(gòu)成的俯視圖。
[0026] 圖2是成形前或成形后的柔性印刷電路板的剖視圖，且是表示沿圖1的A-A線剖 切后的狀態(tài)的圖。
[0027] 圖3是成形前或成形后的柔性印刷電路板的剖視圖，且是表示沿圖1的B-B線剖 切后的狀態(tài)的圖。
[0028] 圖4是成形前或成形后的柔性印刷電路板的剖視圖，且是表示沿圖1的C-C線剖 切后的狀態(tài)的圖。
[0029] 圖5是成形前或成形后的柔性印刷電路板的剖視圖，且是表示沿圖1的D-D線剖 切后的狀態(tài)的圖。
[0030] 圖6是表示成形后的柔性印刷電路板的形狀的側(cè)視圖。
[0031] 圖7是表示信號(hào)線的寬度變化狀態(tài)的俯視圖。
[0032] 圖8是表示圖1的變形例、即第二構(gòu)成例的成形前的柔性印刷電路板的俯視圖。
[0033] 圖9是表示第二構(gòu)成例中的成形后的柔性印刷電路板的形狀的側(cè)視圖。
[0034] 圖10是表示將第二構(gòu)成例設(shè)及的柔性印刷電路板使用于機(jī)器人等的臂部關(guān)節(jié)等 運(yùn)樣的外部裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)部位上的狀態(tài)的圖，且是表示兩個(gè)臂部保持水平狀態(tài)時(shí)的狀態(tài)的 圖。
[0035] 圖11是表示圖10中的兩個(gè)臂部轉(zhuǎn)動(dòng)后的狀態(tài)的圖。
[0036] 圖12設(shè)及第一工序，且是表示形成了信號(hào)線或支撐焊盤之后的圖1和圖8的A-A 剖面處的狀態(tài)的圖。
[0037] 圖13設(shè)及第一工序，且是表示形成了信號(hào)線之后的圖1和圖8的B-B剖面、C-C剖 面、D-D剖面處的狀態(tài)的圖。
[0038] 圖14設(shè)及第二工序，且是表示在雙面覆銅錐層壓板上層壓?jiǎn)蚊娓层~錐層壓板時(shí) 的圖