JP2011171151A - 接続部材 - Google Patents

Abstract

【課題】導体パターンが接続対象物に対する凹の「反り」を発生せず、接続対象物と確実に電気的な接続ができる接続部材を提供することを目的とする。
【解決手段】基材２と、該基材２上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３と、該媒介剤層３上に配設された配線パターン状の補強フィルム５と、該補強フィルム５上に配設され、前記補強フィルム５の幅とほぼ同じ幅を有するとともに、接続対象物７と電気的に接続する導電体６とを備えた接続部材において、前記媒介剤層３と前記補強フィルム５との間に、前記補強フィルム５の幅と同じ幅又は幅狭の層状部材４を備え、前記層状部材４と前記補強フィルム５と前記導電体６からなる積層体１が内部応力により前記接続対象物側７に対して凸に反るか又は反りが生じないようにすること。
【選択図】図１

Description

本発明は、接続対象物と機械的に接触し電気的に接続する接続部材に関するものである。

従来技術の接続部材の導体パターン１の拡大斜視図は、図６（ａ）に示される。従来技術の接続部材においては、基材２上に粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３を配設し、媒介剤層３上に、導体パターン１を構成する配線パターン状の補強フィルム５及び導電体６を配設している（特許文献１参照）。接続部材の導体パターン１が接続対象物（図示しない）の配線（導体部分）に接するように配置され、媒介剤層３の露出した部分が接続対象物の配線間の絶縁体部分に粘着又は接着して、接続部材と接続対象物が機械的に固定される。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図（上下逆）であって、材質の異なる補強フィルム５と導電体６との内部応力の違いにより、導体パターン１が、図６（ｃ）に示すように、導電体６と接触する接続対象物（図示しない）（図面下方）に対して、凸又は凹の「反り」が発生する。

図６（ｃ）で導電体６の下側に配置される接続対象物に対し凸の「反り」が発生した場合（図６（ｃ）左図参照）、導電体６は接続対象物の配線と面で接触し、安定に電気的な接続ができる。しかし、接続対象物に対し凹の「反り」が発生した場合（図６（ｃ）右図参照）、導体パターン１と接続対象物が導体パターン１の両側端部の２箇所、即ち、２本のエッジ部で接触し、電気的な接続が不完全となる。よって、内部応力による導体パターンの「反り」の方向が、接続部材の電気的な接続安定性に大きく影響する。

特開２００６−３５１４８２号公報

前述のように導電体６が補強フィルム５の片面のみに配設される構成では、材料が異なる導電体６と補強フィルム５との接触面での応力による「反り」の発生を防止することは困難である。また、導電体６と補強フィルム５からなる導体パターン１の断面形状が上下対称であるため構造的には反りの方向を決定できず、補強フィルム５及び導電体６の内部応力によって、「反り」の方向及び「反り」の量が決まるので、導電体６及び補強フィルム５の材料及び厚さに制約が生ずる。さらに、導体パターン１の導電体６及び補強フィルム５の材料の種類及びその厚さは、抵抗値や接続強度、接続安定性など接続部材の性能面で重要なパラメータであるから、材料及び厚さに制約があることは問題である。

そこで、本発明においては、導体パターンが接続対称物に対して凸の「反り」を発生するか、又は、「反り」を発生せず、かつ、導体パターンと接続対象物との電気的な接続を十分に確保できる接続部材を提供することを目的とする。

課題を解決するために、本発明では、基材と、該基材上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層と、該媒介剤層上に配設された配線パターン状の補強フィルムと、該補強フィルム上に配設され、前記補強フィルムの幅とほぼ同じ幅を有するとともに、接続対象物と電気的に接続する導電体とを備えた接続部材において、前記媒介剤層と前記補強フィルムとの間に、前記補強フィルムの幅と同じ幅の層状部材を備えるようにする。

また、基材と、該基材上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層と、該媒介剤層上に配設された配線パターン状の補強フィルムと、該補強フィルム上に配設され、前記補強フィルムの幅とほぼ同じ幅を有するとともに、接続対象物と電気的に接続する導電体とを備えた接続部材において、前記媒介剤層と前記補強フィルムとの間に、前記補強フィルムよりも幅狭な層状部材を備えるようにする。

さらに、前記層状部材は、前記接続対象物との接続部に対応する部分にのみ配設されるようにする。

さらに、前記導電体は、２層以上の導電層から構成されるようにする。

さらに、前記層状部材は、導電材料からなるようにする。

さらに、前記補強フィルムの両面に配置された前記導電体と前記層状部材とは、前記補強フィルムに設けたスルーホールに充填された接続導体により電気的に接続されるようにする。

本発明の請求項１の構成では、導体パターンが接続対象物側に凸に反るか又は反らないようにでき、導体パターンと接続対象物との電気的接続を安定させることができる。

本発明の請求項２の構成では、導体パターンの端部では層状部材の厚さの段差があり、補強フィルムの端部が媒介剤層に貼り付くため、導体パターンは材料・厚さによらず「反り」の方向を一定に保つことが可能となり、導体パターンの電気的接続を安定させることができる。
また、本発明では、段差形状（幅・高さ）という構造的なパラメータにより「反り方向・量」を制御できるため、性能面で重要な構造的パラメータである材料・厚さの自由度が大きくなる。

（ａ）（ｂ）本発明の実施形態１、２に使用される接続部材を示す斜視図及び拡大斜視図である。 （ａ）（ｂ）本発明に係る接続部材の実施形態１を示す導体パターンの拡大斜視図及び（ａ）のＡ−Ａ断面図（上下逆）である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明に係る接続部材の実施形態２を示す導体パターンの拡大斜視図、（ａ）のＢ−Ｂ断面図（上下逆）、及び内部応力により反った状態のＢ−Ｂ断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）接続部材を接続対象物に接続した状態を示すもので、（ｂ）は接続対象物に対し凸に反った状態を示す断面図で、（ｃ）は接続対象物に対し凹に反った状態を示す断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明に係る接続部材の実施形態３を示す拡大斜視図、導体パターンの拡大斜視図及び（ｂ）のＣ−Ｃ断面図（上下逆）である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）従来技術の接続部材の拡大斜視図、図６（ａ）のＤ−Ｄ断面図（上下逆）、接続対象物側に対し凸に反った状態及び接続対象物側に対し凹に反った状態を示す断面図である。

図１（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態１，２に使用される接続部材を示す斜視図及び拡大斜視図である。本発明の実施形態の詳細は、図２、図３に、図１（ｂ）の丸印で示した部分を更に拡大した、導体パターン１を含む拡大斜視図として示す。図２は、本発明の実施形態１を示す図で、図２（ａ）は、図１（ｂ）の丸印で示した部分に対応する拡大斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図（上下逆）を示したものである。
図３は、本発明の実施形態２を示す図で、図３（ａ）は、図１（ｂ）の丸印で示した部分に対応する拡大斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図（上下逆）を示したものである。また図３（ｃ）は、図３（ｂ）の断面図において、補強フィルム５及び導電体６が接続対象物側（図面下方）に対し凸に反った状態を示したものである。

図１は、複数の導体パターン１が基材２上に形成された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３の上に並行に配設される接続部材を示す。接続部材の両端部近傍において、導体パターン１を接続対象物に電気的に接続することにより、導体パターン１は、２つの接続対象物間を電気的に接続する配線の役割を果たす。

図２に示される本発明の実施形態１について説明する。
図２（ａ）を参照すると、接続部材は、基材２と、基材２上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３と、媒介剤層３上に順次形成された層状部材４と、補強フィルム５と、導電体６とを備えている。図２（ａ）のＡ−Ａ断面図（上下逆）を示す図２（ｂ）では、媒介剤層３側から順に、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６が、配線パターン状の補強フィルム５と同じ幅に形成されている。また、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６からなる導体パターン１は、柔軟で絶縁性の素材、例えば、樹脂フィルムからなる基材２と、基材上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３の上に形成され、機械的に離れて配置された２つの接続対象物の間を電気的に接続する。なお、実施形態１、２、３においては、導体パターン１を積層体１とも言う。

接続部材は、図４（ａ）に示すように、導体パターン１の導電体（金属膜）６を接続対象物７の配線（図示せず）に重ね合わせ、接続部材を接続対象物７に対し押圧し、導体パターン１間の媒介剤層３を接続対象物７の配線間に粘着又は接着させることで、接続対象物７に電気的機械的に接続する。
そして、接続部材は、接続対象物７（図４参照）と接続する際に、導体パターン１の両側の媒介剤層３が接続対象物７に粘着又は接着することで粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３が持つ弾力性により導体パターン１を接続対象物７に押し付ける力が発生し、導体パターン１の表面に形成された導電体（金属薄膜）６が押圧されて接続対象物７の配線（導体部分）と電気的に接続される。また、接続部材の媒介剤層３の露出した部分が接続対象物の配線（導体部分）以外の部分に粘着又は接着して、接続部材と接続対象物が物理的に固定される。さらに、柔軟な素材である基材（樹脂フィルム）２上に形成された導電体（金属膜）６は、接続部材の両端部に接続された２つの接続対象物７間を電気的に接続する配線の役割も果たす。

ここで、基材２は、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ等の可撓性及び絶縁性を有する樹脂フィルム（厚さ１００μｍ以下）である。樹脂フィルムの厚さは、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６からなる積層体１を接続対象物に押圧したときに、積層体１の凹凸部の段差を緩和し、弾性的に保持するクッション材として機能する程度の厚さであればよく、１０〜４０μｍ程度が好ましく、また、数μｍ〜１０μｍ程度でもよい。

また、粘着剤又は接着剤となる媒介剤層３は、接続対象物７と粘着又は接着を行える材質から形成され、媒介剤層３の厚さは、２０μｍ以上であって、３０−５０μｍ程度が好ましい。

ここで、粘着とは、粘着剤を媒介し、常温で接続対象物と押し付けることにより繰り返し貼り付けることができる状態を言う。また、接着とは、接着剤を媒介として、化学的又は物理的な力、又は化学的かつ物理的な力によって二つの面が結合した状態を言う。

また、補強フィルム５は、ポリイミド、アラミド等の可撓性及び絶縁性を有する、厚さ１０μｍ以下の樹脂フィルムであって、可撓性及び絶縁性を備えていればよい。また、４〜９μｍの範囲の厚さが好ましい。

さらに、導電体６は、補強フィルム５上にスパッタリング、無電解めっき、蒸着、電解めっきや銅箔等の貼付等で形成した金属薄膜である。金属薄膜は単一の金属からなる薄膜でも良く、また、複数の金属を積層した多層膜でも良い。また、単層又は複数の層からなる導電体６の厚さは、５〜１０μｍが好ましい。
層状部材４は、導電体６と同じ材質、厚さからなる金属薄膜である。同じ材質、厚さの層状部材４と導電体６で補強フィルム５を挟み込むことで、導体パターン１の反りの発生を抑制することができる。層状部材４は導体パターン１が接続対象物７に対して凸に反るか又は反らないような内部応力特性を示す他の材料で形成するようにしてもよい。

図３に示される本発明の実施形態２は、粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層３と配線パターン状の補強フィルム５との間に配設した層状部材４の幅が、図２の本発明の実施形態１とは異なり、補強フィルム５の幅より小さい。図３（ｂ）を参照すると、層状部材４の幅は、補強フィルム５の幅より、片側でＷ、両側で２Ｗ小さい。なお、層状部材４の厚さはｄである。

図３（ｃ）を参照すると、層状部材４の幅が補強フィルム５の幅より小さく、補強フィルム５の両側において媒介剤層３との間に空間部分ができる。したがって、補強フィルム５と導電体６の２層構造の両側端部を接着性を備えた媒介剤層に押し付け張り付けることにより、導体パターン１を常に接続対象物７側に凸状に反らせることができる。

また、層状部材の厚さｄ及び補強フィルム５及び導電体６の突出幅Ｗにより、導体パターン１の接続対象物７側への反りの程度を制御することができる。このように、層状部材の厚さｄと突出幅Ｗにより反りの程度が制御可能であるので、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６の材料及び厚さの自由度が増す。
さらに、導電体６と層状部材４のパターン幅は、それぞれ別々に設定できるので、導電体の仕様を変更することなく、層状部材４の仕様のみを変更することができる。

図４は、基材２上に順次媒介剤層３及び積層体１を形成した接続部材を接続対象物７に押圧接触した状態の断面図を示したものである。
図４を参照して、媒介剤層上に配設される、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６からなる積層体１が内部応力によりどのように変形する（反る）かについて説明する。
図２の本発明の実施形態１の、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６の幅が同一である積層体１に内部応力がかかる場合、接続対象物７に対して凹に反ること（図４（ｃ）参照）がないようにする必要がある。即ち、３層からなる積層体１が、接続対象物７に対して、凸に反る（図４（ｂ）参照）か、又は、いずれの方向にも反らないようにすること（図４（ａ）参照）が必要である。

まず、図４（ｂ）を参照して、３層からなる積層体１が接続対象物７に対し凸に反る場合について検討する。図４（ａ）〜(ｂ)では、配線パターン状の補強フィルム５の接続対象物７に接する面に導電体６が配設され、媒介剤層３に接する面に層状部材４が配設される。
本発明の実施形態１では、３層の幅は同じであり、補強フィルム５の両側に導電体６と層状部材４が配設されるので、従来技術のように、補強フィルム５の片側のみに導電体６が配設される場合に比較して、３層からなる積層体１が接続対称物７に凹又は凸に反る可能性は低い。したがって、３層からなる積層体１を構成する、層状部材４、補強フィルム５及び導電体６のそれぞれの厚さ及び材料を選択することにより、３層からなる積層体１が、接続対象物７に対して、変形する程度を調整できる。

例えば、３層からなる積層体１において、層状部材４と補強フィルム５との間で導体パターンの幅方向の内向方向に応力が発生し、導電体６と補強フィルム５との間で導体パターンの幅方向の外向方向に応力が発生すると、３層からなる積層体１は、図４（ｂ）のように接続対象物７に対して凸に反る。

また、３層からなる積層体１において、層状部材４と補強フィルム５との接触面で導体パターンの幅方向に発生する応力と、導電体６と補強フィルム５との接触面で導体パターンの幅方向に発生する応力とがほぼ釣り合うと、３層からなる積層体１の幅方向での内部応力は上下方向で釣り合い、接続対象物７に対して凸に反ることも、凹に反ることもなく、積層体１の表面は、接続対象物の表面とほぼ平行となる。したがって、導電体６と接続対象物７とは、導電体６の幅方向全体で機械的及び電気的に接触することになり、良好な電気的接触が得られる（図４（ａ）参照）。

図５（ａ）（ｂ）及び（ｃ）を参照して、本発明の実施形態３を説明する。実施形態３においては、実施形態２と同様に、層状部材４の幅は、補強フィルム５と導電体６の幅より小さい。導体パターン１の１つ（丸印部分）を拡大した斜視図の図５（ｂ）及び、図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図(上下逆）の図５（ｃ）を参照すると、積層体１の補強フィルム５にスルーホール８が形成され、スルーホール８に接続導体９が充填される。さらに、層状部材４が導電層で形成される場合、層状部材４と導電体６が電気的に接続される。また、導電体６と層状部材４とが接続導体９で直接接続されるので、３層からなる積層体１の内部応力による変形に対する耐久力が増し、３層からなる積層体１が接続対象物７に対して凹又は凸に反る可能性が減少する。また、導電経路が導電体６と導電層で形成された層状部材４の２層で構成されるので、導電経路としての抵抗が減少し、許容電流が増大する。
ここで、スルーホール８の直径は、導体パターン１、即ち、導電体６の幅の１／４から１／２程度が好ましい。

本実施形態では、段差形状（幅・高さ）という構造的なパラメータにより「反り方向・量」を制御できるため、性能面で重要な構造的パラメータである材料・厚さの自由度が大きくなる。

１ 導体パターン（積層体）
２ 基材（樹脂フィルム）
３ 媒介剤層（粘着剤又は接着剤）
４ 層状部材（導電層又は絶縁層）
５ 補強フィルム
６ 導電体（金属膜）
７ 接続対象物
８ スルーホール
９ 接続導体

Claims (6)

1. 基材と、該基材上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層と、該媒介剤層上に配設された配線パターン状の補強フィルムと、該補強フィルム上に配設され、前記補強フィルムの幅とほぼ同じ幅を有するとともに、接続対象物と電気的に接続する導電体とを備えた接続部材において、
   前記媒介剤層と前記補強フィルムとの間に、前記補強フィルムの幅と同じ幅の層状部材を配設することを特徴とする接続部材。
2. 基材と、該基材上に配設された粘着剤又は接着剤からなる媒介剤層と、該媒介剤層上に配設された配線パターン状の補強フィルムと、該補強フィルム上に配設され、前記補強フィルムの幅とほぼ同じ幅を有するとともに、接続対象物と電気的に接続する導電体とを備えた接続部材において、
   前記媒介剤層と前記補強フィルムとの間に、前記補強フィルムよりも幅狭な層状部材を備えることを特徴とする接続部材。
3. 前記層状部材は、前記接続対象物との接続部に対応する部分にのみ配設されることを特徴とする請求項２に記載の接続部材。
4. 前記導電体は、２層以上の導電層から構成されることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の接続部材。
5. 前記層状部材は、導電材料からなることを特徴する請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の接続部材。
6. 前記補強フィルムの両面に配置された前記導電体と前記層状部材とは、前記補強フィルムに設けたスルーホールに充填された接続導体により電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の接続部材。

Images