JP2009252831A - 接続部材 - Google Patents

Abstract

【課題】配線基板上の複数の領域をブリッジすることにより互いに電気的に接続する接続部材にであって、配線基板のブリッジ領域を保護しながらもブリッジ領域を厚さ方向に変形可能とする。
【解決手段】塑性変形可能な材料からなるＳＵＳ基板１４と、ＳＵＳ基板１４の互いに対向する２つの端部にそれぞれ形成された電極部１３ａ，１３ｂと、電極部１３ａ，１３ｂに接続された配線部１２ａ，１２ｂとを有し、配線基板の複数の領域に電極部１３ａ，１３ｂが接続されることにより複数の領域を互いに電気的に接続する接続部材であって、ＳＵＳ基板１４が、電極部１３ａ，１３ｂが形成された２つの端部がそれぞれＺ状に折り曲げられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配線基板上の複数の領域を電気的に接続する接続部材に関する。

近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に添付されるタグに情報を記録し、このタグを用いての商品等の管理も行われている。

このようなカードやタグを用いた情報管理においては、カードやタグに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なＩＣが搭載された非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能な非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣタグにおいては、交流磁界によるコイルの相互誘導を利用した電磁結合方式によるものや、２つのコイルの誘電磁束による誘起電力を利用した電磁誘導方式によるものや、マイクロ波によってデータを送受信するマイクロ波方式によるものや、カードあるいはタグ側と外部に設けられた情報書込／読出側のアンテナ間をコンデンサ原理で帯電させて通信を行う静電結合方式によるものや、近赤外線光を高速で点滅させて光のエネルギー変調を用いた光方式によるもの等があるが、この中でも、２つのコイルの誘電磁束による誘起電力を利用した電磁誘導方式によるものは、透過性に優れ、データ伝送の信頼性が高いことから最も多く利用されている。

上述したような非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣタグのうち、電磁誘導方式による非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣタグにおいては、ベース基材上にてコイル状のアンテナとＩＣチップとが接続されているが、ＩＣチップがコイル状のアンテナのループ内に設けられている場合、コイル状のアンテナの一端と他端とをそれぞれＩＣチップに接続するためには、ＩＣチップの接続部分から延びてコイル形状を形成したアンテナがコイル形状となったアンテナ上を跨ぐようにして再度コイルのループ内に導かれ、ＩＣチップと接続されることになる。ところが、コイル形状を形成している部分のアンテナとこのアンテナを跨ぐ部分とにおいては互いに電気的に絶縁される必要があるため、例えば、アンテナを印刷にて形成する場合、コイル形状を形成している部分のアンテナとこのアンテナを跨ぐ部分とを別工程にて印刷しなければならず手間と時間がかかってしまう。

そこで、アンテナを形成する工程における作業の簡略化及びコストの低減を図るために、ＩＣチップが搭載されたインターポーザと呼ばれる接続部材を用い、このインターポーザを、コイル形状を形成している部分のアンテナを跨ぐように設け、それにより、アンテナとＩＣチップとを接続することが行われている。

図５は、インターポーザを有する従来の非接触型ＩＣタグの構造の一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は断面図である。

本従来例における非接触型ＩＣタグは図５に示すように、表面にコイル状のアンテナ５１２が形成された樹脂シート５１５と、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）からの電磁誘導によりアンテナ５１２を介して電流が供給され非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが行われるＩＣチップ５１１が搭載されたインターポーザ５３０とからなるインレット５１０上に、情報が印字可能に構成された表面シート５２０が接着剤層７５０を介して積層されて構成されている。インターポーザ５３０は、基材フィルム５３１と、基材フィルム５３１上にＩＣチップ５１１と接続されて形成され、インターポーザ５３０が樹脂シート５１５上に搭載された際に、樹脂シート５１５上にアンテナ５１２と接続されて形成されたランド部５１７と接触することによりアンテナ５１２とＩＣチップ５１１とを接続するための金属層５３２とから構成されており、金属層５３２が形成された両端が、基材フィルム５３１が内側となるように折り畳まれている。この折り畳まれた部分の金属層５３２と樹脂シート５１５上に形成されたランド部５１７とが接触することにより、ＩＣチップ５１１とアンテナ５１２とが電気的に接続されることになる。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ５００においては、インターポーザ５３０が樹脂シート５１５上に搭載された際、樹脂シート５１５と対向する面には、ランド部５１７と対向する領域において、折り畳まれた金属層５３２が存在するのみであるため、樹脂シート５１５上に形成されたアンテナ５１２は基材フィルム５３１のみと対向するようになる。そのため、基材フィルム５３１が絶縁層の代わりとなり、ランド部５１７以外のアンテナ５１２とインターポーザ５３０とが互いに電気的に絶縁された状態となる。
特開２００３−１７３４２８号公報

上述したようなインターポーザ５３０においては、基材フィルム５３１が折り畳まれた状態で樹脂シート５１５上に搭載されるため、樹脂シート５１５のインターポーザ５３０によって跨れた領域においては、インターポーザ５３０との間に基材フィルム５３１が折り畳まれたことによる空間が生じる。そのため、樹脂シート５１５に形成されたアンテナ５１２のうちインターポーザ５３０によって跨れた領域は、外力が加わっていない状態においては、基材フィルム５３１に接していない。

ところが、非接触型ＩＣタグ５００のインターポーザ５３０が搭載された面側から外力が加わった場合、基材フィルム５３１が変形して基材フィルム５３１とアンテナ５１２とが接触し、それにより、アンテナ５１２が破損してしまったり、基材フィルム５３１のその領域が破損し、基材フィルム５３１上に形成された金属層５３２とアンテナ５１２とが短絡してしまったりする虞れがある。

また、上述したようなアンテナ５１２やインターポーザ５３０の破損を防止するために、コの字型を有するとともに樹脂シート５１５と接する部分が樹脂シート５１５に対して平面で接するような鍔形状に形成された保護部材によってインターポーザ５３０を覆うことが考えられるが、その場合、保護部材が搭載された領域が突出し、外力が加わった場合であっても突出した形状が変形せず、それにより、製造工程等において、保護部材が搭載された領域がひっかかってしまったり、取り扱いが不便となってしまったりしてしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、配線基板上の複数の領域をブリッジすることにより互いに電気的に接続する接続部材にであって、配線基板のブリッジ領域を保護しながらもブリッジ領域を厚さ方向に変形可能とする接続部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材と、該ベース基材の互いに対向する２つの端部にそれぞれ形成された電極部と、該電極部に接続された配線部とを有し、配線基板の複数の領域に前記電極部が接続されることにより前記複数の領域を互いに電気的に接続する接続部材であって、
前記ベース基材が、塑性変形可能な材料からなり、前記電極部が形成された２つの端部がそれぞれ蛇腹状に折り曲げられている。

上記のように構成された本発明においては、ベース基材の電極部が形成された２つの端部がそれぞれ蛇腹状に折り曲げられた状態で、電極部が配線基板の複数の領域に接続されるように配線基板上に搭載され、それにより、配線基板の複数の領域が互いに電気的に接続される。この際、ベース基材が塑性変形可能な材料からなるため、２つの端部がそれぞれ蛇腹状に折り曲げられた状態が維持され、配線基板のブリッジ領域が保護されることになる。また、ベース基材の２つの端部がそれぞれ蛇腹状に折り曲げられているので、この端部にてばねの作用が生じ、配線基板のブリッジ領域が厚さ方向に変形可能となる。

また、ベース基材として金属からなるものを用い、導電層が形成された面の導電層との間に絶縁性材料が積層された構成とすることも考えられる。

以上説明したように本発明においては、ベース基材と、ベース基材の互いに対向する２つの端部にそれぞれ形成された電極部と、電極部に接続された配線部とを有し、配線基板上の複数の領域に電極部が接続されることにより複数の領域を互いに電気的に接続する接続部材であって、ベース基材が、塑性変形可能な材料からなり、電極部が形成された２つの端部がそれぞれ蛇腹状に折り曲げられている構成としたため、配線基板のブリッジ領域を保護しながらもブリッジ領域を厚さ方向に変形可能とすることができる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の接続部材の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は表面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は裏面図である。

本形態は図１に示すように、塑性変形可能な材料であるステンレス鋼からなるベース基材であるＳＵＳ基板１４と、ＳＵＳ基板１４の一方の面に形成された配線部１２ａ，１２ｂと、ＳＵＳ基板１４の一方の面に配線部１２ａ，１２ｂと接続されて形成された電極部１３ａ，１３ｂと、配線部１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続されるようにＳＵＳ基板１４上に搭載された集積回路部１１とから構成されている。

ＳＵＳ基板１４は、一方の面に、ＰＥＴやポリイミド等の絶縁性材料が塗布されることにより絶縁層１５が積層されており、長手方向における両端部がＺ状に折り曲げられ、折り曲げられることにより脚部となる部分が一方の面側に配置されるような形状となっている。集積回路部１１は、ＳＵＳ基板１４の裏面、すなわち、絶縁層１５が積層された面のうち長手方向における略中央部に搭載され、その領域から配線部１２ａ，１２ｂがそれぞれＳＵＳ基板１４の長手方向に延び、配線部１２ａ，１２ｂの集積回路部１１との接続部分とは反対側の端部に電極部１３ａ，１３ｂが形成されている。これにより、ＳＵＳ基板１４のＺ状に折り曲げられた端部においては、裏面側にて電極部１３ａ，１３ｂが表出している。

上記のように構成された接続部材１０の製造方法について説明する。

図２は、図１に示した接続部材１０の製造方法を説明するための図である。

図１に示した接続部材１０を製造する場合は、まず、折り曲げられていない状態のＳＵＳ基板１４の一方の面に、ＰＥＴやポリイミド等の絶縁性材料を塗布することにより絶縁層１５を積層する（図２（ａ））。なお、絶縁層１５は、絶縁性材料からなるものであればＰＥＴやポリイミド以外であってもよいが、耐熱性を有する光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂が好ましい。

次に、ＳＵＳ基板１４の絶縁層１５が積層された面に導電インキを用いて配線部１２ａ，１２ｂ及び電極部１３ａ，１３ｂを印刷によって形成する。この際、配線部１２ａ，１２ｂは、電極部１３ａ，１３ｂとは反対側の端部が互いに所定の間隔を有して互いに対向するように形成する（図２（ｂ），（ｃ））。

次に、配線部１２ａ，１２ｂに接続されるようにＳＵＳ基板１４の絶縁層１５が積層された面上に集積回路部１１を搭載し、導電性の接着剤（不図示）を用いて集積回路部１１をＳＵＳ基板１４上に固定する（図２（ｄ），（ｅ））。これにより、配線部１２ａ及び電極部１３ａと配線部１２ｂ及び電極部１３ｂとが集積回路部１１を介して電気的に接続された状態となる。

その後、ＳＵＳ基板１４の長手方向における両端部を、配線部１２ａ，１２ｂが形成された領域にてまず配線部１２ａ，１２ｂが形成された面が内側となるように折り曲げ、さらに、その外側を、電極部１３ａ，１３ｂが形成された領域にて電極部１３ａ，１３ｂが形成された面が外側となるように折り曲げ、それにより、ＳＵＳ基板１４の長手方向における両端部をＺ状に折り曲げ、折り曲げられることにより脚部となる部分が一方の面側に配置されるような形状とし、ＳＵＳ基板１４のＺ状に折り曲げられた端部において裏面側にて電極部１３ａ，１３ｂが表出した接続部材１０を完成させる（図２（ｆ）（ｇ））。

以下に、上記のように製造された接続部材１０の使用方法について説明する。

図３は、図１に示した接続部材１０を用いた非接触型ＩＣタグの構成例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。

本構成例は図３に示すように、樹脂シート５上にアンテナ２及びランド部４ａ，４ｂが形成された配線基板上に図１に示した接続部材１０が搭載されてなるインレット６の表面に、表面シート８が接着剤層７によって接着されて構成されている。

アンテナ２は、樹脂シート５上にコイル状に形成されており、そのコイル状の両端部にランド部４ａ，４ｂが形成されている。接続部材１０は、その端部がＺ状に折り曲げられることにより裏面に表出した電極部１３ａ，１３ｂが、樹脂シート５上に形成されたランド部４ａ，４ｂとそれぞれ接続されるように集積回路部１１を樹脂シート５に対向する面側として樹脂シート５上に搭載されている。これにより、接続部材１０がアンテナ２の両端部に形成されたランド部４ａ，４ｂ間のブリッジとなり、ランド部４ａ，４ｂが接続部材１０を介して電気的に接続された状態となる。この際、接続部材１０によって跨れた領域においては、ＳＵＳ基板１４の端部がＺ状に折り曲げられたことによってＳＵＳ基板１４との間に空間が生じており、この空間には変形可能なシリコン９が充填されている。

上記のように構成された非接触型ＩＣタグ１においては、アンテナ２の両端部に形成されたランド部４ａ，４ｂが接続部材１０の電極部１３ａ，１３ｂにそれぞれ接続されることにより、接続部材１０を介して電気的に接続されるとともに、アンテナ２の接続部材１０によって跨れた領域が保護されている。接続部材１０のＳＵＳ基板１４は、塑性変形可能な材料からなるため、非接触型ＩＣタグ１に対して接続部材１０が搭載された面側から外力が加わった場合であっても、接続部材１０が大きく変形することはなく、アンテナ２の接続部材１０によって跨れた領域が接続部材１０と接することが回避されている。さらに、本形態における接続部材１０は、２つの端部がそれぞれＺ状に折り曲げられた状態で樹脂シート５上に搭載されているため、その端部にてばねの作用が生じることとなる。以下に、その作用について説明する。

図４は、図１に示した接続部材１０が図３に示した非接触型ＩＣタグ１に用いられた場合の接続部材１０による作用を説明するための図であり、（ａ）は外力が加わっていない状態を示す図、（ｂ）は外力が加わった状態を示す図である。

上述したように、図１に示した接続部材１０は、裏面側に表出した電極部１３ａ，１３ｂがランド部４ａ，４ｂとそれぞれ接続されるようにアンテナ２の一部を跨いで樹脂シート５上に搭載される。そして、接続部材１０を構成するＳＵＳ基板１４の両端部がＺ状に折り曲げられていることにより、図４（ａ）に示すように、外力が加わっていない状態においては、樹脂シート５の接続部材１０によって跨れた領域とＳＵＳ基板１４との間に、ＳＵＳ基板１４の端部の折り曲げ角度に応じた空間が生じている。

この状態から、非接触型ＩＣタグ１に対して、接続部材１０が搭載された面側から外力が加わると、ＳＵＳ基板１４の両端部がＺ状に折り曲げられていることによりその端部にてばねの作用が生じ、図４（ｂ）に示すように、接続部材１０が厚さ方向に縮み、非接触型ＩＣタグ１の接続部材１０が内蔵された領域を厚さ方向に変形させることができる。この際、樹脂シート５の接続部材１０によって跨れる領域とＳＵＳ基板１４との間にはシリコン９が充填されているが、シリコン９が上述したように変形可能なものであることから、非接触型ＩＣタグ１に対して、接続部材１０が搭載された面側から外力が加わると、ＳＵＳ基板１４とともにシリコン９が変形し、それにより、非接触型ＩＣタグ１の接続部材１０が内蔵された領域が厚さ方向に変形可能となる。

このように、非接触型ＩＣタグ１に対して、接続部材１０が搭載された面側から外力が加わった場合に、非接触型ＩＣタグ１の接続部材１０が内蔵された領域が厚さ方向に変形可能となるので、製造工程等において、接続部材１０が内蔵された領域がひっかかってしまったり、取り扱いが不便となってしまったりすることが回避される。

なお、本形態においては、樹脂シート５の接続部材１０によって跨れる領域とＳＵＳ基板１４との間にシリコン９が充填されているが、必ずしもシリコン９を充填する必要はない。ただしその場合、非接触型ＩＣタグ１に対して、接続部材１０が搭載された面側から大きな外力が加わった場合に、ＳＵＳ基板１４が大きく変形し、配線部１２ａ，１２ｂとアンテナ２とが接触してしまう虞れがあるため、ＳＵＳ基板１４の配線部１２ａ，１２ｂ及び電極部１３ａ，１３が形成された面のうち、配線部１２ａ，１２ｂが形成された領域に配線部１２ａ，１２ｂを覆うように絶縁性材料を積層しておくことが好ましい。

また、ＳＵＳ基板１４に対する集積回路部１１の搭載面や配線部１２ａ，１２ｂの形成面は、ＳＵＳ基板１４の電極部１３ａ，１３ｂが形成された面と同一面としなくてもよい。ただしその場合、２つの電極部１３ａ，１３ｂが配線部１２ａ，１２ｂ及び集積回路部１１を介して互いに接続される必要があるため、ＳＵＳ基板１４にスルーホールを形成する必要がある。また、ＳＵＳ基板１４に対する集積回路部１１の搭載面を、本形態のように、接続部材１０を樹脂シート５上に搭載した場合に樹脂シート５に対向する面とした方が、集積回路部１１を外力から保護することができる。

また、本形態においては、ＳＵＳ基板１４上に配線部１２ａ，１２ｂ及び電極部１３ａ，１３ｂが形成されているとともに集積回路部１１が搭載されたものを例に挙げて説明したが、ＳＵＳ基板１４上に配線部１２ａ，１２ｂ及び電極部１３ａ，１３ｂが形成されており、配線基板上に搭載された場合に、電極部１３ａ，１３ｂが配線基板上の複数の領域と接続されることにより、複数の領域を電気的に接続するものであれば、集積回路部１１を有さない構成であってもよい。

また、本形態においては、ベース基材としてステンレス鋼からなるＳＵＳ基板１４を例に挙げて説明したが、塑性変形可能な材料からなるものであれば、端部がＺ状に折り曲げられた形状を維持することができる。

また、本形態においては、ＳＵＳ基板１４の長手方向における両端部がＺ状に折り曲げられているが、ＳＵＳ基板１４の長手方向における両端部が蛇腹状となるように交互に折り曲げられた形状となっていてもよい。

本発明の接続部材の実施の一形態を示す図であり、（ａ）は表面図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｃ）は裏面図である。 図１に示した接続部材の製造方法を説明するための図である。 図１に示した接続部材を用いた非接触型ＩＣタグの構成例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’断面図である。 図１に示した接続部材が図３に示した非接触型ＩＣタグに用いられた場合の接続部材による作用を説明するための図であり、（ａ）は外力が加わっていない状態を示す図、（ｂ）は外力が加わった状態を示す図である。 インターポーザを有する従来の非接触型ＩＣタグの構造の一例を示す図であり、（ａ）は内部構造を示す図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１ 非接触型ＩＣタグ
２ アンテナ
４ａ，４ｂ ランド部
５ 樹脂シート
６ インレット
７ 接着剤層
８ 表面シート
９ シリコン
１０ 接続部材
１１ 集積回路部
１２ａ，１２ｂ 配線部
１３ａ，１３ｂ 電極部
１４ ＳＵＳ基板
１５ 絶縁層

Claims (2)

1. ベース基材と、該ベース基材の互いに対向する２つの端部にそれぞれ形成された電極部と、該電極部に接続された配線部とを有し、配線基板の複数の領域に前記電極部が接続されることにより前記複数の領域を互いに電気的に接続する接続部材であって、
   前記ベース基材が、塑性変形可能な材料からなり、前記電極部が形成された２つの端部がそれぞれ蛇腹状に折り曲げられている接続部材。
2. 請求項１に記載の接続部材において、
   前記ベース基材は、金属からなり、前記導電層が形成された面の該導電層との間に絶縁性材料が積層されている接続部材。

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