专利名称：柔性衬底和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及柔性衬底，其中布线导体(wiring conductor)被从一端布置到另一端，并涉及具有该柔性衬底的电子设备，所述电子设备例如为便携式终端(蜂窝电话)。更具体地说，本发明涉及被反复折叠(闭合)和展开(打开)的可折叠(打开/闭合)电子设备，以及用于将被设置在这种电子设备的一对外壳中的电路衬底相互电连接的柔性衬底。
背景技术：
(蜂窝电话结构概述)图14示出了折叠式便携终端S。在便携终端S中，第一外壳200与第二外壳300通过铰链400相互接合。
第一外壳200具有多个操作键等等。可拆卸电池(附图中被省略)和电路衬底201被放置在第一外壳200内部。安装在该电路衬底201上的是与对操作键的操纵相结合地操作的触摸开关，以及其他部件。
第二外壳300具有显示器。电路衬底301被放置在该第二外壳300内。电路衬底301安装有与显示器相关的部件。
(柔性衬底的结构)电路衬底201和电路衬底301通过柔性衬底101而相互电连接。柔性衬底101的两端分别连接到被安装到电路衬底201和301上的连接器(图中未示出)。
如图15所示，柔性衬底101自身卷绕(一卷)以在中部形成类似管的形状。柔性衬底101的被卷起的部分被容纳在铰链400中，所述铰链400是相互耦合的一对管子401和402。
如图16所示，拉长的柔性衬底101由连接部分110和111、平直部分112和113以及曲柄状部分114构成，并且是一体地形成的。连接部分110连接到图15所示的电路衬底201，而连接部分111连接到图15所示的电路衬底301。
介于连接部分110和111之间的是平直部分112和113，它们又夹着曲柄状部分114。曲柄状部分114以连续的方式形成在平直部分112和113之间。
平直部分112和113沿柔性衬底101的纵向方向分别从连接部分110和111延伸出。平直部分112和113被布置成错开的形式，以避免当柔性衬底101以某种方式(例如卷起)弯曲时相互重叠。
简而言之，曲柄状部分114被设置成相对于柔性衬底101的纵向方向倾斜地伸展到平直部分112和113两者。因此，如图16所示，柔性衬底101的平面图类似字母Z的形状。
当第一外壳200和第二外壳300如图14所示被打开并置于展开状态时(当第二外壳300位于图14的双点划线所指示的位置时)，柔性衬底101的曲柄状部分114在图15所示的铰链400中以不大于360°的角度被卷起(如图15所示的一圈)。
另一方面，当第一外壳200和第二外壳300被闭合并置于折叠状态时(当第二外壳300处于图14的点划线位置时)，柔性衬底101的曲柄状部分114以360°与540°之间的角度被卷起(卷绕不止一圈)，如图17所示。
在柔性衬底101的一个侧面上，电源线102和多条信号线103被布置在延伸于连接部分110和111之间的平直部分112和113中以及曲柄状部分114上，如图16所示(图16和图18中仅示出了多条信号线103中的三条)。电源线102和信号线103由布线导体(铜箔或者类似物)形成。
电源线102和信号线103使得电路衬底201和电路衬底301相互电导通。电源线102可以具有希望的宽度，只要电源线102的电阻抗等于或者低于预定水平，以防止电压降造成的失效。
信号线103在宽度上可以小于电源线102，因为信号线103只需要提供作为电信号的电流。换句话说，由于信号线103只需要承载少量的电流，所以这些线路的截面可以较小。因此电源线102可以被设置为宽度大于信号线103。形成电源线102的布线导体和形成信号线103的布线导体具有相同厚度。
柔性衬底101的平面图具有如图16所示的曲柄形状，因为这使得图15中所示的铰链400的管子401和402能够容纳卷起状态的柔性衬底101的曲柄状部分114。如所公知的，使得柔性衬底101在平面图中呈曲柄形状的另一个原因是为了避免当曲柄状部分114被卷起时(参见图15和17)，柔性衬底101的曲柄状部分114中的电源线102和信号线103断裂。
为了保持电阻抗均匀，电源线102的线路宽度被设置为如图19所示的那样，在整个平直部分112和113以及曲柄状部分114上是均匀的。电源线102和信号线103在图18和图19中用被勾勒出轮廓的区域指示。
具体而言，与相对于柔性衬底101的纵向方向(卷起方向)倾斜的曲柄状部分114的斜向垂直的宽度W4，与分别表示平直部分112和113的宽度的宽度W2和W3相等(W4＝W2＝W3)。
类似地，与位于曲柄状部分114中的电源线102倾斜的部分垂直的电源线102部分的线路宽度K4，与位于平直部分112和113中的电源线102的部分的线路宽度K2和K3相等(K4＝K2＝K3)。
相对于柔性衬底101的纵向方向(卷起方向)倾斜的曲柄状部分114的宽度W1垂直于卷起方向，并且比平直部分112和113的宽度W2和W3以及宽度W4中的任何一者都宽(W2＝W3＝W4＜W1)。
因此，如图19所示，柔性衬底101的平直部分112和113在垂直于卷起方向的方向上的横截面面积不同于柔性衬底101的曲柄状部分114在垂直于卷起方向的方向上的横截面面积；曲柄状部分114在横截面面积上大于平直部分112和113。
在平直部分112和113中，柔性衬底101的卷起方向与布线导体线路方向(电源线102和信号线103所延伸的方向)重合。另一方面，在曲柄状部分114中，由于曲柄状部分114相对于柔性衬底101的纵向方向倾斜，所以柔性衬底101的卷起方向不与布线导体线方向重合。
这使得曲柄状部分114中的电源线102的宽度K1不同于平直部分112和113中的电源线102的宽度K2和K3，并且不同于如上所述的宽度K4；曲柄状部分114中的电源线102的宽度K1比平直部分112和113中的电源线102的宽度K2和K3以及宽度K4中的任何一者都宽(K2＝K3＝K4＜K1)。
因此，图15中所示铰链400中的柔性衬底101的曲柄状部分114比平直部分112和113更刚硬。简而言之，曲柄状部分114比平直部分112和113具有更高的刚性。
在从卷绕(卷起)状态中的柔性衬底101的一个部分到另一个部分刚性变化的情况下，柔性衬底101在没有采取一定措施情况下不能被均匀弯曲。当柔性衬底101被卷绕(弯曲)时，与曲率半径成比例的力被施加于柔性衬底101的曲柄状部分114上，如图20所示。柔性衬底的反作用力由柔性衬底101的宽度W1到W3和电源线102的线路宽度K1到K3(以及信号线103的线路宽度)决定。
在高刚性的曲柄状部分114中的反作用力大于平直部分112和113中的反作用力，并且应力集中在曲柄状部分114与平直部分112和113之间的边界附近。这是由于曲率半径在高刚性的曲柄状部分114中较大，而在具有低刚性的平直部分112和113中变小，这在曲柄状部分114与平直部分112和113之间的边界处产生很大的弯曲。
在示出了处于卷起状态的柔性衬底101的图21中，压缩力作用在内周侧的电源线(布线导体)102的表面上，而拉伸力作用在电源线(布线导体)102和基底104之间的界面上。这向布线导体102施加了弯曲力，并且布线导体102因而承受来自由合成树脂制成的基底104方向的挤压力。
如图18所示，在边界部分115和边界部分116中，弯曲力矩作用在柔性衬底101上，从而使得应力集中在边界部分115和116上，所述边界部分115与平直部分112和曲柄状部分114邻接，边界部分116与平直部分113和曲柄状部分114邻接。这种应力集中在电源线(布线导体)102中尤为突出，所述电源线(布线导体)102的宽度使得曲柄状部分114与平直部分112和113之间的刚性差异变得更大。
如图15所示，柔性衬底101的曲柄状部分114被容纳在铰链400中，被卷起至不使布线导体(图19中的电源线102和信号线103)断裂的弯曲程度。随着便携终端S的第一外壳200和第二外壳300被反复展开(打开)和折叠(闭合)，由于反复打开和闭合造成的疲劳积累在布线导体102和103的应力集中的部分中。积累的疲劳导致裂纹120(见图21)，该裂纹最终使布线导体102和103断裂。由于电源线102的线路宽度(K1到K3)比信号线103的线路宽度更宽，所以裂纹120倾向于更为频繁地出现在形成电源线102的布线导体中。
JP 2002-158458A公开了一种被设计来解决以上问题的结构。在该结构中，在柔性衬底的基底中开出狭缝，从而缓和作用在布线导体上的应力，并防止布线导体断裂。
根据JP 2002-158458A的结构需要在普通的柔性衬底制造工艺中增加在基底中开狭缝的步骤。如果狭缝将在布线导体被布置在柔性衬底上之后形成，则用于开出狭缝的基底切割工作需要小心细致以避免错误地切割了布线导体。
另一方面，如果狭缝将在布线导体被布置在柔性衬底上之前形成，则布线导体必须被放置在狭缝之间。根据以上引用的该专利申请的结构则会导致柔性衬底制造工艺变复杂，并且降低了柔性衬底的产率。
此外，在上述专利申请所公开的发明中，布线导体的宽度受到狭缝之间的间隔的限制。当被设置成使得电源线的电流阻抗不超过预定水平的电源线(布线导体)的宽度必须被改变(增大)以防止功耗超出预定水平时，这种限制就很不利。
由于在根据以上引用的专利申请的结构中，狭缝间隔将电源线(布线导体)的宽度限制到给定的宽度或者更小，所以越过了允许的电流的界限，使得不能够在布线导体中流动适当的电流。
此外，在根据所引用的专利申请的发明中，铰链旋转的方向(JP2002-158458A的图8中箭头F所指示的方向)垂直于狭缝延伸的方向(JP2002-158458A的图8中箭头E所指示的方向)。
这意味着柔性衬底的最大宽度受到铰链的内径的限制，并且当电源线的宽度被设置得较大时，柔性衬底不能具有必要数量的信号线。
另一方面，当存在很多条信号线时，每条信号线的允许电流是较小的。根据JP 2002-158458A的结构的另一个问题是在实践中，在其宽度受到铰链内径限制的柔性衬底的制造中，形成每条的宽度必须为1mm或者更宽的狭缝是困难的。
可以通过减小在布线导体102的整个长度上的布线导体的宽度(通过相等地减小图19中的线路宽度K1到K3)来减小作用在布线导体(电源线)102上的应力。在应力被减小的情况下，上述由反复展开和折叠带来的疲劳积累得到阻止。
近年来，便携终端被要求具有各种先进的功能。折叠式便携终端S也不例外，其受到同样的对更多先进功能的要求。
折叠式便携终端S因此被要求在柔性衬底101上以比以往更高的密度(形成更多的线路)形成布线导体(电源线102和信号线103)，所述柔性衬底101将第一外壳200中的电路衬底201和第二外壳300中的电路衬底301相互电连接。
但是，增大柔性衬底101上的布线导体102和103的密度导致曲柄状部分114的刚性和平直部分112和113的刚性之间的差异，相应地导致在边界部分115和116中的更大的弯曲。
同时，为了获得各种先进的功能，必须将来自安装有电池(电源组)的第一外壳200中的电路衬底201的大功率供应到第二外壳300中的电路衬底301。
因此，在电源线102整个长度上的布线导体宽度的减小(线路宽度K1到K3的均匀较小)引发出一些问题，例如电源线102的电流阻抗的增大，其导致由于电压降造成的失效。
总而言之，根据JP 2002-158458A的结构不适于被要求具有先进功能的便携终端。
根据JP 2002-158458A的柔性衬底由于其抵抗便携终端的反复展开和折叠(弯曲)的耐久性不足，所以不能提供先进的功能。
发明内容
本发明是鉴于以上情况而做出的，因此本发明的目的是提供一种具有抗反复弯曲的高耐久性并能够提供先进功能的柔性衬底，以及使用这种柔性衬底的电子设备，例如折叠式便携终端。
根据本发明一个方面的柔性衬底具有从一端延伸到另一端的布线导体的，并且包括形成在所述柔性衬底的两端之间并随着所述柔性衬底被弯曲而弯曲的弯曲部分；和铺设在所述柔性衬底的两端之间并至少在对应于所述弯曲部分的一部分中具有狭缝的第一布线导体。
举例来说，一个电路衬底被设置为邻近于柔性衬底的一端，而另一个电路衬底被设置为邻近于柔性衬底的另一端。电路衬底通过布置在柔性衬底上的布线导体，例如电源线或信号线，被相互电连接。至少在布线导体的对应于弯曲部分的部分中开出(形成)狭缝。
当电路衬底绕着转轴相对彼此旋转时，柔性衬底的弯曲部分被弯曲，其中所述转轴例如位于电路衬底的边缘，并且沿着该边缘对齐(铰链可以起到转轴的作用)。由于在布线导体的对应于弯曲部分的部分中开有狭缝，所以防止了当弯曲部分被弯曲时应力集中在第一布线导体对应于弯曲部分的部分(布线导体的开有狭缝的部分)上。即，即使柔性衬底的弯曲部分被反复弯曲，也能够避免弯曲部分中的布线导体的断线。
根据本发明的柔性衬底仅在布线导体对应于弯曲部分的部分中开有狭缝，因此可以避免在第一布线导体(例如电源线)的整个长度上的线路宽度被减小。
在长度大于宽度的柔性衬底中，例如，从柔性衬底的各端沿柔性衬底的纵向方向延伸出延伸部分。两个延伸部分被布置成错开的形式，以防止当柔性衬底被弯曲时延伸部分相互重叠。弯曲部分被定位成在与纵向方向不相符的方向上(例如，相对于纵向方向倾斜)与延伸部分相遇，使得弯曲部分被设置得比延伸部分更宽。
在弯曲部分相对于纵向方向倾斜的情况下，倾斜部分中的布线导体的线路宽度大于沿纵向方向延伸的延伸部分中的布线导体的线路宽度。狭缝被开在布线导体的在倾斜部分(弯曲部分)中的宽阔部分中，以使例如电源线的第一布线导体的线路宽度在电源线的整个长度上基本均匀。如此构造的柔性衬底适用于被要求具有先进功能的便携终端和其他电子设备。
根据本发明的柔性衬底具有抗反复弯曲的高耐久性，并适用于具有先进功能的便携终端和其他电子设备。
根据本发明的另一个方面的电子设备包括柔性衬底，在其中布线导体从一端延伸至另一端，柔性衬底具有弯曲部分和第一布线导体，弯曲部分被形成在柔性衬底的两端之间并随着柔性衬底被弯曲而弯曲，第一布线导体铺设在柔性衬底两端之间并至少在对应于弯曲部分的部分中开有狭缝。
根据本发明的又一个方面的电子设备包括设置在第一外壳中的第一电路衬底；设置在第二外壳中的第二电路衬底；和形成在第一电路衬底与第二电路衬底之间的柔性衬底，该柔性衬底包括(1)弯曲部分，所述弯曲部分随着通过折叠所述外壳使所述电路衬底相对彼此旋转而被弯曲；和(2)在柔性衬底上的第一布线导体，所述第一布线导体铺设在第一和第二电路衬底之间，并具有至少在对应于弯曲部分的部分中开出的狭缝。
附图中图1是根据本发明实施例1的柔性衬底的平面图；图2是示出了图1的柔性衬底的关键部分的放大视图的平面图；图3是示出了曲柄状部分被卷起情况下的图1的柔性衬底的示意图；图4是示出了图3的柔性衬底中的弯曲部分的放大视图的截面图；图5是示出了构成根据本发明实施例2的柔性衬底的第一衬底的关键(实质性)部分的平面图；
图6是示出了从柔性衬底的后侧观察的，构成根据本发明实施例2的柔性衬底的第二衬底的关键部分的示图；图7是示出了用于在根据实施例2的柔性衬底上的电源线的布线导体的布置的平面图；图8是示出了在曲柄状部分被卷起情况下的实施例2的柔性衬底的示意图；图9是示出了图8的柔性衬底中的弯曲部分的放大视图的截面图；图10是示出了根据本发明实施例3的柔性衬底的一个侧面上的关键部分的平面图；图11是示出了从柔性衬底的后侧观察的，图10的柔性衬底的另一个侧面上的关键部分的平面图；图12是示出了在曲柄状部分被卷起的情况下的实施例3的柔性衬底的示意图；图13是示出了图12的柔性衬底中的弯曲部分的放大视图的截面图；图14是示出了在铰链处折叠的类型的便携终端的示意图；图15是示出了图14中的铰链结构的分解立体图；图16是被应用于图14所示便携终端的传统柔性衬底的平面图；图17是示出了图14的便携终端被折叠时的柔性衬底的状态的立体图；图18是示出了图16中的柔性衬底的关键部分的放大视图的平面图；图19是被提供用来考虑图18所示的柔性衬底的宽度的平面图；图20是在曲柄状部分被卷起情况下的图16的柔性衬底的示意图；以及图21是示出了图20的柔性衬底的弯曲部分的放大视图的截面图。
具体实施例方式
以下将参考图1至图13对根据本发明实施例的柔性衬底和电子设备进行描述，其中电子设备例如为便携终端。注意，根据以下描述的任一个实施例的柔性衬底被应用于图14所示的便携终端。这意味着根据以下实施例的外壳和铰链分别对应于图14中的外壳200和300以及铰链400。根据这些实施例的外壳和铰链在下文中用相同的符号来表示，并且如图14中那样被称为外壳200和300以及铰链400。
除了与图16中所示的柔性衬底101相关的部分以外，图14、15和17中所示的便携终端的结构和操作对于以下实施例来说都是一样的，并且这里因此省略对它们的详细描述。
实施例1图1至图4示出了根据实施例1的柔性衬底1的结构示例。图1是柔性衬底的平面图。图2是示出了图1的柔性衬底的关键部分的放大视图的平面图。
如图1所示，柔性衬底1的长度大于宽度。(拉长的)柔性衬底1具有连接部分8和9、平直部分12和13以及曲柄状部分14，并一体地形成，其中连接部分8和9是衬底的端部，平直部分12和13是延伸部分，曲柄状部分14是弯曲部分。
如图2所示，曲柄状部分14由从平直部分12和13延伸出的部分、从所述由平直部分12和13延伸出的部分延续的成角度的部分以及在与柔性衬底1的纵向方向倾斜的方向上在成角度的部分之间形成的直线部分所构成。
如图1所示，连接部分8和9位于柔性衬底1的末端。连接部分8连接到电路衬底201的连接器202，所述电路衬底201被放置在图14中所示的第一外壳200中(图1中电路衬底201用一串双点划线指示)。
连接部分9连接到电路衬底301的连接器302，所述电路衬底301被放置在图14中所示的第二外壳300中(图1中电路衬底301用另一串双点划线指示)。柔性衬底1当被插入图15中所示的铰链中时，将电路衬底201和电路衬底301相互电连接。
如图1所示，曲柄状部分14通过平直部分12和13被一体且连续地形成在连接部分8和9之间。即，曲柄状部分14位于平直部分12和13之间。
平直部分12和13在柔性衬底1的纵向方向上分别从连接部分8和9延伸出。平直部分12和13被布置成错开的形式，以避免当柔性衬底1被以某种方式(例如卷起)弯曲时相互重叠。
简而言之，曲柄状部分14被设置成相对于柔性衬底1的纵向方向倾斜伸展至平直部分12和13两者。因此柔性衬底1的平面图类似字母Z的形状，如图1所示。
如图2所示，在柔性衬底1的一个侧面上，电源线2和多条信号线3被布置在延伸于图1的连接部分8和9之间的平直部分12和13以及曲柄状部分14中(图1和2中仅示出了所述多条信号线3中的三条)。电源线2和信号线3由布线导体(铜箔或类似物)构成。图2中的电源线2和信号线3用被勾勒出轮廓的区域指示。
电源线2和信号线3具有预定厚度T1(见图4)，并以固定间隔被布置在基底5上，其中所述基底5由绝缘体形成至预定厚度T2(见图4)。被用来形成基底5的材料为合成树脂，例如聚酰亚胺。
电源线2和信号线3使得图1中用假想线指示的电路衬底201和电路衬底301相互电导通。电源线2的宽度(在垂直于纵向的方向上)被设置成使得电源线2的电阻抗等于或者低于预定水平。换句话说，电源线2被设置为给定宽度或者更小，防止由于电压降造成的失效。
因为信号线3只需要供应作为电信号的电流(只需要承载小量电流)，所以信号线3在宽度上可以小于电源线2。因此电源线2在宽度上被设置为比信号线3更大。电源线2和信号线3具有相同的布线导体厚度T1(见图4)。
当第一外壳200和第二外壳300如图14所示被打开并置于展开状态时(当第二外壳300处于图14的双点划线所指示的位置时)，柔性衬底1的曲柄状部分14在图15所示的铰链400中以不大于360°的角度被卷起(如图15所示的一圈)。
当第一外壳200和第二外壳300被闭合并置于如图14所示的折叠状态时(当第二外壳300处于图14的点划线所指示的位置时)，柔性衬底1的曲柄状部分14以不大于540°的角度被卷起(不止一圈)。
如图2所示，在曲柄状部分14中，至少分别在与平直部分12和13邻接的边界部分15和16的每个中开出多条狭缝4。边界部分15和16包括曲柄状部分14的直线部分与曲柄状部分14的平直部分相遇处的边界，所述曲柄状部分14的直线部分相对于柔性衬底1的纵向方向倾斜，曲柄状部分14的平直部分从平直部分12和13竖直地伸出。简而言之，曲柄状部分14即以弯曲处为中心的区域。
狭缝4沿电源线2的方向(与边界部分15和16的平面图中的形状相符合的方向)延伸。如图4所示，狭缝4的深度等于电源线2的厚度T1，所述电源线2是第一布线导体。换句话说，狭缝4是通过只挖出布线导体(电源线2)而留下基底5形成的。
狭缝4是例如在形成电源线2之后，通过切割而开出的。注意，在形成狭缝4时可以应用任何方法。狭缝4的深度和宽度、狭缝4之间的间隔、狭缝4的数量等是在考虑了允许的电流以及其他因素的情况下由设计者自行设置的。
如图2所示，狭缝4只形成在曲柄状部分14中的电源线2上的边界部分15和16中及其附近。这是因为当柔性衬底1如图3所示被弯曲时，应力集中在边界部分15和16上。
在本实施例中，狭缝4可以沿电源线2位于曲柄状部分14中的部分的整个长度形成。同样，本实施例中的狭缝4的方向可以任意改变，例如，改变为与柔性衬底1的纵向方向垂直的方向。此外，本实施例中的从平直部分12和13延续出的曲柄状部分14可以被置于垂直于柔性衬底1的纵向的方向上。
柔性衬底1被插入图15所示的铰链400中，并且在这种状态中，将图14中所示的第一外壳200中的电路衬底201与图14中所示的第二外壳300中的电路衬底301相互电连接。在曲柄状部分14如图3所示地被卷起的情况下，柔性衬底1的曲柄状部分14以及平直部分12和13的与曲柄状部分14邻接的部分被容纳在图15所示的铰链400中。
根据图4示例中的布置，当曲柄状部分14被卷起时，线路2和3被牵至内周侧，所述线路2和3是布线导体。
由于在电源线2位于曲柄状部分14中的部分中所开出的狭缝4，曲柄部分14的刚性比传统结构(图18所示结构)的低。这使得曲柄状部分14与平直部分12和13之间的刚性差异较小，并相应地使得边界部分15和16中的弯曲较小，如图3和4所示。
换句话说，作用在边界部分15和16上的弯曲力被减小。因此防止了由布线导体构成的电源线2被挤压在基底5之下。从而防止了应力在边界部分15和16上的集中。
注意，可以改变本实施例中的布置，使得线路2和3被牵至外周侧。这种构造也可以使得作用在边界部分15和16上的弯曲力较小，并相应地消除应力在边界部分15和16上的集中。
因此，在便携终端S中(见图14)，即使图14中所示的第一外壳200和第二外壳300反复展开(打开)和折叠(闭合)，也能避免边界部分15和16上的应力集中。由于消除了应力集中，本实施例能够避免边界部分15和16中的裂纹，从而防止形成电源线2的布线导体断裂。
如以上所描述的，在电源线2(布线导体)位于曲柄状部分14中的宽的部分中开出狭缝4的情况下，线路宽度(在垂直于纵向的方向上)在电源线2的整个长度上基本上均匀。如此构造的柔性衬底1适合应用于要求具有先进功能的便携终端S或类似的其他电子设备。
柔性衬底1具有抵抗图14中所示的第一外壳200和第二外壳300的反复展开和折叠的高耐久性，适合应用于具有先进功能的便携终端S。
实施例2参考图5至图9描述本发明的实施例2。根据该实施例的柔性衬底17是通过重叠两个柔性衬底，即第一柔性衬底(以下简称为第一衬底)18和第二柔性衬底(以下简称为第二衬底)19，而获得的。
如图5所示，第一衬底18具有与实施例1的柔性衬底1相同的结构。第一衬底18因此包括连接部分、平直部分22和23以及曲柄状部分24。第一衬底18的连接部分对应于图1中所示的柔性衬底1的连接部分8和9，以下用与它们在图1中的对应部分相同的符号8和9来表示。
一条电源线52和多条信号线53被布置在平直部分22和23以及曲柄状部分24的前侧面上(图5中仅示出多条信号线53中的三条)。电源线52和信号线53由布线导体构成。在曲柄状部分14中，至少分别在与平直部分22和23邻接的边界部分25和26的每个中，在电源线52中开出多条狭缝54。图5中的电源线52和信号线53用被勾勒出轮廓的区域指示。
如图6所示，第二衬底19具有与第一衬底18基本上相同的形状。图6示出从柔性衬底17后侧获得的、第二衬底19的形成有信号线62和63的一个侧面的视图，其中的信号线62和63以后将会描述。具体而言，图6是当在具有线路52、53、62和63的侧面朝外的情况下，第一衬底18和第二衬底19背对背地重叠，并且被设置成使得第二衬底19构成后侧面时，柔性衬底17的后视图。
第二衬底19包括平直部分32和33以及曲柄状部分34。根据本实施例的第二衬底19的连接部分对应于图1所示柔性衬底1的连接部分8和9，并且以下用与它们在图1中的对应部分相同的符号8和9来表示。
多条重叠的信号线62(图6中仅示出所述多条重叠的信号线62中的两条)和多条信号线63(图6中仅示出所述多条信号线63中的三条)被布置在平直部分32和33以及曲柄状部分34的前侧面上。重叠的信号线62和信号线63由布线导体构成。图6中的电源线62和信号线63用被勾勒出廓线的区域指示。
第二衬底19没有用于供电的电源线。信号线53和63以及重叠的信号线62，即第二布线导体，是被提供用于信号发送和接收的线路。信号线53和63被布置成错开的形式，使得当第一衬底18和第二衬底19相互重叠时，信号线53与信号线63位置交错(使得信号线53和63不相互重叠)。
重叠的信号线62被如此命名是因为当第一衬底18与第二衬底19相互重叠时，信号线路(第二布线导体)62部分地与电源线(第一布线导体)52重叠。如图7所示，信号线62被布置成使得它们的位置对应于电源线52中所开的狭缝54的位置。
图7是一个平面图，示出了当第一衬底18和第二衬底19以上述方式相互重叠时，柔性衬底17的前侧面和后侧面上的布线导体(线路)的布置。
在具有相互重叠的第一衬底18和第二衬底19、多条信号线53、多条信号线62以及多条信号线63的情况下，本实施例的柔性衬底17适合应用于被要求具有先进功能的便携终端S以及类似的其他电子设备。
如图7所示，形成重叠的信号线62的第二布线导体被定位，使得当第一衬底18和第二衬底19被相互重叠时，信号线62覆盖电源线52中的狭缝54的大部分。换句话说，重叠的信号线62的第二布线导体的大部分不与电源线52的第一布线导体相重。
(第一衬底和第二衬底之间的接合结构)在第一衬底18和第二衬底19的连接部分上涂敷粘合剂或类似物。如上所述，第一和第二衬底18和19的连接部分与图1的连接部分8和9是同样的。
在涂敷粘合剂或类似物之后，将第一衬底18和第二衬底19相互重叠，并压迫连接部分8和9，以将第一衬底18与第二衬底19相互接合。
在本实施例中，只通过粘合剂或类似物粘合连接部分8和9，而不是粘合第一衬底18和第二衬底19的包括了电源线52和信号线53、62和63的整个表面，以避免以下的不便将第一衬底18和第二衬底19的整个表面彼此接合使得柔性衬底(多层衬底)17的刚性大于单层衬底。因此，当具有增大了的刚性的柔性衬底17被弯曲时，在曲柄状部分24和34以及平直部分22、23、33和34之间的边界附近出现较大的弯曲。
如图9所示，在具有线路52、53、62和63的侧面朝外的情况下，第一衬底18和第二衬底19背对背地重叠，并被布置成使得当柔性衬底17被弯曲时，第一衬底18构成外周侧。以下给出为什么选择具有比重叠的信号线62更宽的电源线52的第一衬底18来构成当弯曲柔性衬底17时的外周侧的原因。
如果当由两个重叠的衬底18和19组成的柔性衬底17被弯曲时，第一衬底18构成内周侧，那么应力集中在最内侧的电源线52上。这就是为什么第一衬底18被选择位于外周侧的原因。
例如当柔性衬底17在第二衬底19位于内周侧的情况下被弯曲时，第二衬底19可以变松，从而从第一衬底18偏离，并产生局部变形。
在本实施例中，只是图1所示的连接部分8和9在涂敷粘合剂之后被按压并相互接合，而避免粘合被设置了电源线52和信号线53、62和63的平直部分22、23、32和33以及曲柄状部分24和34。因此第一衬底18的曲柄状部分24和第二衬底19的曲柄状部分34被分别地弯曲。
与柔性衬底17是上述的多层衬底的情况相对比，这使得曲柄状部分24和34能够更为自然地弯曲。由于第一衬底18和第二衬底19被允许分别弯曲，所以避免了曲柄状部分24和34的位置平移。
如图8所示，具有相互重叠的第一衬底18和第二衬底19的柔性衬底17被卷起。图15中所示的铰链400容纳被卷起的柔性衬底17的曲柄状部分24和34，以及与曲柄状部分24和34邻接的平直部分22、23、32和33。
在第一衬底18中，曲柄状部分24在纵向方向(卷起方向)上的宽度被设置为大于平直部分22和23在卷起方向上的宽度。
由于如实施例1的柔性衬底1中一样，在电源线52的对应于曲柄状部分24和34的部分中开出狭缝54，所以即使这样设置，平直部分22和23以及曲柄状部分24都被大致均匀地弯曲。
在本实施例中，当柔性衬底17如图9所示地被卷起时，柔性衬底17的例如位于重叠信号线(第二布线导体)62上的部分上的应力集中可以被避免。这是由于在第一衬底18的电源线(第一布线导体)52上开出狭缝54而只留下第一衬底18的基底20、第二衬底19的基底21和重叠信号线(第二布线导体)62的缘故。
简而言之，在电源线52的狭缝54中，没有在第一衬底18上出现布线导体，这使得第二衬底19的曲率半径较大。从而，在本实施例中，缓和了第二衬底19的重叠信号线(第二布线导体)62上的应力，如图6所示。
在本实施例中，在电源线52中开出狭缝54的情况下，即使当比重叠信号线62更宽的电源线52位于外周侧时，位于内周侧上的重叠信号线(第二布线导体)62的断线也能被有效且确定地防止。
本实施例可以被修改，使得柔性衬底17在第二衬底19被设置在外周侧的情况下被弯曲。在这种情况下，第一和第二布线导体(线路52和62)上的应力也通过电源线52上开出的狭缝54被缓和了。
总之，在其中第一衬底18和第二衬底19相互重叠的柔性衬底17中，也可以防止图8所示边界部分25、26、35和36中的裂纹。第二布线导体(重叠信号线62)从而被保护不发生断线。
注意，本实施例可以被修改，使得三个或者更多个衬底相互重叠，以构成柔性衬底17。第二衬底19可以具有与在该实施例中只设置在第一衬底18上的电源线52同样的电源线。对于其余的结构和效果，实施例2类似于实施例1，所以这里省略对其的详细描述。
实施例3参考图10至图13描述本发明的实施例3。如图13所示，根据该实施例的柔性衬底70具有基底81，该基底81具有布置在其每个侧面上的布线导体构成的线路。图10是根据该实施例的柔性衬底的平面图。图11是图10所示的柔性衬底的后视图。
如图10所示，一条电源线72和多条信号线73(图10中仅示出信号线73中的三条)被设置在基底81的一个侧面上。如图11所示，多条信号线76(图11中仅示出信号线76中的三条)和多条重叠信号线77(图11中仅示出重叠信号线77中的两条)被布置在基底81的另一侧面上。图10中的电源线72和信号线73由被勾勒出轮廓的区域指示。图11中的信号线76、77由被勾勒出轮廓的区域表示。
和在实施例1中一样，柔性衬底70具有平直部分82和83以及曲柄状部分84。该实施例中的电源线72被形成在柔性衬底70的外周侧，但是也可以改为形成在柔性衬底70的内周侧。
和在实施例1和2中一样，在曲柄状部分84中，至少在与平直部分82和83邻接的边界部分85和86的每个中分别形成多条狭缝74。
如图13所示，用于形成重叠信号线77的第二布线导体被布置成使得重叠信号线77的位置大致与电源线72中的狭缝74的位置重合，基底81插在重叠信号线77和狭缝74之间。换句话说，和在实施例2中一样，重叠信号线77的第二布线导体的大部分不与电源线72的第一布线导体相重。
如图10和图13所示，在电源线72的狭缝74中，在柔性衬底70上没有出现布线导体。这使得当柔性衬底70如图12所示地被卷起时，柔性衬底的曲率半径较大。在图13所示的示例中，和在实施例2中一样，比重叠信号线77更宽的电源线72被设置在外周侧上。
柔性衬底70的大曲率半径缓和了柔性衬底70的重叠信号线(第二布线导体)77上的应力，如图13所示。
根据本实施例，可以避免图12所示的边界部分85和86中的裂纹，相应地保护重叠信号线(第二布线导体)77不断线。对于其余的结构和效果，实施例3类似于实施例1和实施例2，因此这里省略对其的详细描述。
以上实施例仅仅是实施本发明的优选方式的示例，本发明不限于这些实施例。例如，本发明的柔性衬底可以具有多条电源线，而不是如以上实施例中的一条电源线。
此外，以上实施例可以被修改成沿着纵向方向(电源线铺设的方向)上的电源线的整个长度形成狭缝。而且，以上实施例除了电源线以外可以具有接地线。
信号线、接地线或者电源线的线路宽度可以任意改变。还可以在信号线或者接地线中开出狭缝。例如，狭缝可以被布置在柔性衬底的一个侧面上(前侧面或者后侧面，包括柔性衬底是通过重叠多个衬底而获得的情况)，以与另一侧面上的布线导体重叠(相重合)。在这种情况下，柔性衬底的一个侧面上的布线导体不与柔性衬底的另一侧面上的布线导体重叠，因此缓和了布线导体上的应力。
此外，柔性衬底平面图中的形状可以被任意改变，并可以类似于带状(矩形)。以上实施例中的连接部分可以从平移部分以相同宽度在柔性衬底的纵向方向上延伸。
在以上实施例的结构示例中，当图14所示的便携终端S被展开时(当第二外壳300处于图14中双点划线所指示的位置时)，柔性衬底的曲柄状部分在铰链400中以不大于360°的角度被卷起，而当便携终端S被折叠时(当第二外壳300处于图14中点划线所指示的位置时)，柔性衬底的曲柄状部分以不大于540°的角度被卷起。
为给出另一结构示例，当便携终端S被展开时，柔性衬底的曲柄状部分可以在铰链中被转到0°，而当便携终端S被折叠时，可以被转到180°。本发明的效果随着柔性衬底的曲率半径变得更小而更为突出。
此外，电路部分可以被设置在本发明的柔性衬底的端部。在这种情况下，柔性衬底的端部指的是柔性衬底和电路部分之间的延续部分。以上实施例或结构示例中的两个或更多个可以相互组合。
根据本发明的电子设备的概念覆盖了需要以上实施例中所示的柔性衬底的电子设备，例如蜂窝式电话、个人计算机以及PDA(个人数字助理)。
权利要求
1.一种具有从一端延伸到另一端的布线导体的柔性衬底，包括弯曲部分，所述弯曲部分形成在所述柔性衬底的所述两端之间，并随着所述柔性衬底被弯曲而弯曲；和第一布线导体，所述第一布线导体铺设在所述柔性衬底的所述两端之间，并至少在对应于所述弯曲部分的一部分中具有狭缝。
2.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，所述柔性衬底的所述两端被形成在所述柔性衬底的纵向方向上，并被布置成错开的形式，以避免当所述柔性衬底被弯曲时所述端重叠，其中所述柔性衬底的长度大于宽度，以及其中，所述弯曲部分被设置在不是所述纵向方向的方向上，同时朝向所述两端。
3.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，多于一个第一柔性衬底和多于一个第二柔性衬底被相互重叠，其中所述第一柔性衬底具有其中开有所述狭缝的所述第一布线导体，所述第二柔性衬底具有从一端延伸至另一端的第二布线导体，以及其中，所述第一柔性衬底上的所述狭缝被布置成与被设置在所述第二柔性衬底上的所述第二布线导体重合。
4.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，各自具有其中开有所述狭缝的所述第一布线导体的第一柔性衬底被相互重叠，以及其中，在所述柔性衬底中的一个上的所述狭缝被布置成与被设置在所述柔性衬底中的另一个上的所述布线导体重合。
5.根据权利要求3所述的柔性衬底，其中，所述柔性衬底中的一个的所述端被接合到所述柔性衬底中的另一个的所述端。
6.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，在所述柔性衬底的每个侧面上设置有所述布线导体或所述第一布线导体，以及其中，在一个侧面上的所述狭缝被布置成与被设置在另一侧面上的所述布线导体重合。
7.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，以使得所述狭缝沿着在边界部分中的所述第一布线导体的方向延伸的方式，所述狭缝被形成在所述第一布线导体在所述边界部分中的部分中，其中所述边界部分在所述弯曲部分邻接所述两端的地方。
8.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，所述狭缝被开在所述布线导体中，其中所述布线导体的线路宽度大于用于形成信号线的所述布线导体的线路宽度。
9.根据权利要求1所述的柔性衬底，其中，要被设置在第一外壳中的第一电路衬底被连接到在所述柔性衬底一端的连接部分，以及其中，要被设置在第二外壳中的第二电路衬底被连接到在所述柔性衬底另一端的连接部分。
10.根据权利要求9所述的柔性衬底，其中，多于一个第一柔性衬底和多于一个第二柔性衬底被相互重叠，其中所述第一柔性衬底具有其中开有所述狭缝的所述第一布线导体，所述第二柔性衬底具有从一端延伸到另一端的第二布线导体，以及其中，所述第一柔性衬底上的所述狭缝被布置成与被设置在所述第二柔性衬底上的所述第二布线导体重合。
11.根据权利要求10所述的柔性衬底，其中，所述柔性衬底中的一个的所述端被接合到所述柔性衬底中的另一个的所述端。
12.根据权利要求9所述的柔性衬底，其中，所述狭缝以使得所述狭缝沿着在边界部分中的所述第一布线导体线方向延伸的方式，被形成在所述第一布线导体在所述边界部分中的部分中，其中所述边界部分在所述弯曲部分邻接所述两端的地方。
13.一种包括柔性衬底的电子设备，所述柔性衬底具有从一端延伸到另一端的布线导体，其中，所述柔性衬底包括弯曲部分，所述弯曲部分形成在所述柔性衬底的所述两端之间，并随着所述柔性衬底被弯曲而弯曲；和第一布线导体，所述第一布线导体铺设在所述柔性衬底的所述两端之间，并至少在对应于所述弯曲部分的部分中具有狭缝。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述柔性衬底的所述两端被形成在所述柔性衬底的纵向方向上，并被布置成错开的形式，以避免当所述柔性衬底被弯曲时所述端重叠，其中所述柔性衬底的长度大于宽度，以及其中，所述弯曲部分被设置在不是所述纵向方向的方向上，同时朝向所述两端。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，多于一个第一柔性衬底和多于一个第二柔性衬底被相互重叠，其中所述第一柔性衬底具有其中开有所述狭缝的所述第一布线导体，所述第二柔性衬底具有从一端延伸至另一端的第二布线导体，以及其中，所述第一柔性衬底上的所述狭缝被布置成与被设置在所述第二柔性衬底上的所述第二布线导体重合。
16.一种电子设备，包括设置在第一外壳中的第一电路衬底；设置在第二外壳中的第二电路衬底，所述第二外壳是可折叠成平靠着所述第一外壳的，和形成在所述第一电路衬底和所述第二电路衬底之间的柔性衬底，所述柔性衬底包括弯曲部分，所述弯曲部分随着通过折叠所述外壳使所述电路衬底相对彼此旋转而被弯曲；和在所述柔性衬底上的第一布线导体，所述第一布线导体铺设在所述第一电路衬底和所述第二电路衬底之间，并具有至少在对应于所述弯曲部分的部分中开出的狭缝。
17.根据权利要求16所述的电子设备，还包括用于以可折叠方式将所述第一外壳和所述第二外壳相互接合的铰链，所述柔性衬底的所述弯曲部分被容纳在所述铰链中。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中，当所述外壳被展开时，被容纳在所述铰链中的所述柔性衬底的所述弯曲部分被卷绕一圈，以及其中，当所述外壳被折叠时，被容纳在所述铰链中的所述柔性衬底的所述弯曲部分被卷绕不止一圈。
19.根据权利要求16所述的电子设备，其中，延伸部分沿着所述柔性衬底的纵向方向被形成在所述柔性衬底中，并被布置成错开的形式，以避免当所述柔性衬底被弯曲时所述延伸部分重叠，其中所述柔性衬底的长度大于宽度，以及其中，所述弯曲部分被设置在不是所述纵向方向的方向上，同时朝向所述延伸部分。
20.根据权利要求19所述的电子设备，其中，多于一个第一柔性衬底和多于一个第二柔性衬底被相互重叠，其中所述第一柔性衬底具有其中开有所述狭缝的所述第一布线导体，所述第二柔性衬底具有第二布线导体，并且所述第一柔性衬底上的所述狭缝被布置成与被设置在所述第二柔性衬底上的所述第二布线导体重合。
全文摘要
本发明公开了一种柔性衬底和电子设备。插入在铰链中的柔性衬底将分别被容纳在第一外壳和第二外壳中的电路衬底相互电连接。该柔性衬底具有由布线导体形成的电源线和信号线。在电源线的位于曲柄状部分中的边界部分中开有狭缝。开在电源线的边界部分中的狭缝使得边界部分的刚性低于现有技术中的刚性。这意味着可以防止当衬底被弯曲时基底挤压布线导体(电源线)，并且可以相应地避免边界部分上的应力集中。从而，防止了边界部分中的裂纹，并保护电源线(布线导体)不断线。
文档编号H05K1/00GK1578586SQ200410071018
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月26日 优先权日2003年7月24日
发明者平方信行 申请人:日本电气株式会社