JP2012033316A - 配線体接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 柔軟な配線体と電気回路との接続を、高い信頼性で低コストに実現することができると共に、製造時および使用時に配線が切断されにくい配線体接続構造体を提供する。
【解決手段】 配線体接続構造体１は、エラストマー製の第一基材１１と、エラストマーおよび導電材を含む第一配線１２と、を有する第一配線体１０と、第二基材２１と、第二配線２２と、を有する第二配線体２０と、を備える。配線体接続構造体１には、第一配線体１０の第一端部１３と第二配線体２０の第二端部２３とが表裏方向に重なる積層部３１が区画される。配線体接続構造体１は、さらに、第一配線体１０の表面に配置されるカバー部材４０と、積層部３１において第一端部１３と第二端部２３とを導電性を確保しつつ接着する導電接着層３０と、を備える。カバー部材４０は、積層部３１において第二端部２３の先端２３０と第一配線１２との間に介在する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エラストマーを利用した柔軟で伸縮可能な配線体と、回路基板のコネクタに接続可能な他の配線体と、を電気的に接続した配線体接続構造体に関する。

エラストマーを利用して、柔軟なセンサ、アクチュエータ等の開発が進められている。柔軟なセンサ、アクチュエータでは、エラストマーからなる基材や誘電膜等の変形に、電極や配線が追従可能であることが要求される。例えば、エラストマーからなる誘電膜の表裏両面に、一対の電極を配置して静電容量型センサを構成することができる。この場合、センサに荷重が加わると、誘電膜は変形する。この際、電極は、誘電膜の変形を妨げないように、誘電膜の変形に応じて伸縮可能であることが望ましい。同様に、電極に接続される配線も、誘電膜および電極の変形に追従して伸縮可能であることが望ましい。したがって、電極や配線を、エラストマーに導電性カーボンや金属粉末を配合した導電材料から、形成する試みがなされている（例えば、特許文献１、２参照）。

上記柔軟なセンサ等において、配線の一端部は電極に接続され、他端部は制御装置等の電気回路に接続される。しかし、伸縮する柔軟な配線と電気回路とを安定して接続できる方法は、未だ確立されていない。一方、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等の既存の回路基板の端子間を電気的に接続する手段としては、異方性を有する導電接着剤等が用いられている（例えば、特許文献３、４参照）。

特開２０１０−４３８８０号公報 特開２００７−１７３２２６号公報 特開平５−２１８６３４号公報 特開平５−２５４４６号公報

エラストマー製の基材表面に、上述した導電材料からなる配線を形成して柔軟な配線体を作製し、当該配線体を電気回路に接続しようとした場合、配線体と、回路基板に設けられた既存のコネクタと、を直接接続する方法が考えられる。既存のコネクタによると、コネクタの電極を配線体に噛み込ませて、配線体と電気回路とを電気的に接続する。しかし、上述したように、配線は、接続される電極、誘電膜の変形に追従して伸縮する。伸縮を繰り返すと、エラストマーの圧縮永久歪みにより、配線にへたりが生じてしまう。この場合、配線体とコネクタとの機械的な噛み合わせによる接続では、接続部分が配線のへたりに追従することはできない。その結果、配線体とコネクタとの接触不良が生じるおそれがある。また、配線体を構成する基材は、エラストマーからなる。配線も、エラストマーを母材とする。このため、配線体の機械的強度は比較的小さい。したがって、コネクタの噛み込みにより、配線等に亀裂が生じるおそれがある。このように、エラストマーを利用した柔軟な配線体を既存のコネクタに接続した場合、接続部分の信頼性に問題がある。したがって、柔軟な配線体を、既存のコネクタに直接接続することは難しい。

また、柔軟な配線体を、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等の既存の配線体の一端部と接続し、ＦＦＣ等の他端部を回路基板のコネクタに接続することにより、柔軟な配線体を、間接的に回路基板のコネクタに接続する方法が考えられる。この方法においては、柔軟な配線体とＦＦＣ等とを、導電接着剤等により接着させる。一例として、図４に、柔軟な配線体とＦＦＣとの接続部分の断面図を示す。図４においては、柔軟な配線体が伸長される前の状態を破線で示す。図４に示すように、柔軟な配線体８０は、エラストマー製の基材８１と、エラストマーおよび導電材を含む配線８２と、を有している。また、ＦＦＣ９０は、絶縁基材９１と配線９２とを有している。柔軟な配線体８０の後端部８３とＦＦＣ９０の前端部９３とは、導電接着層３０を介して接着されている。

上述したように、柔軟な配線体８０では、配線８２が基材８１と共に伸縮する。一方、ＦＦＣ９０は伸縮しない。このため、柔軟な配線体８０が伸長すると、ＦＦＣ９０の先端９３０において、ＦＦＣ９０が剥がれる方向に力が働く（図４中、白抜き矢印参照）。柔軟な配線体８０の配線８２は、エラストマーに導電粒子が充填されてなる。隣接する導電粒子同士が接触することにより、導通経路が形成されている。しかし、導電粒子同士は接着、結合されているわけではない。このため、ＦＦＣ９０の絶縁基材９１や配線９２と比較して、配線８２の機械的強度は小さい。したがって、柔軟な配線体８０が伸縮を繰り返すと、導電接着層３０を介してＦＦＣ９０の先端９３０が当接する部分において、配線８２が切断されるおそれがある。

また、柔軟な配線体８０とＦＦＣ９０とを、導電接着層３０を介して接着する際には、両方の配線体８０、９０の間に、ペースト状の導電接着剤を挟んで圧着する。しかし、柔軟な配線体８０の配線８２の機械的強度は小さい。このため、圧着時に、導電接着剤を介してＦＦＣ９０の先端９３０の角部が柔軟な配線体８０に当接することにより、配線８２が切断されやすい。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、柔軟な配線体と電気回路との接続を、高い信頼性で低コストに実現することができると共に、製造時および使用時に、配線が切断されにくい配線体接続構造体を提供することを課題とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の配線体接続構造体は、エラストマー製の第一基材と、該第一基材に配置されエラストマーおよび導電材を含む第一配線と、を有する第一配線体と、第二基材と、該第二基材に配置される第二配線と、を有する第二配線体と、を備え、該第一配線体の第一端部と該第二配線体の第二端部とが表裏方向に重なる積層部が区画される配線体接続構造体であって、さらに、前記第一配線体の表面に配置されるカバー部材と、前記積層部において前記第一端部と前記第二端部とを導電性を確保しつつ接着する導電接着層と、を備え、該カバー部材は、該積層部において該第二端部の先端と前記第一配線との間に介在することを特徴とする。

本発明の配線体接続構造体によると、第一配線体の一端部（第一端部）と第二配線体の一端部（第二端部）とが、導電接着層により接続される。第一配線体は、エラストマー製の第一基材と、エラストマーを母材とする第一配線と、を備え、伸縮可能である。本発明の配線体接続構造体によると、第二配線体の他端部（第二端部とは異なる端部）を回路基板のコネクタに接続することにより、伸縮可能な第一配線体を、間接的に回路基板のコネクタに接続することができる。第二配線体としては、例えば、ＦＦＣ、ＦＰＣ等の既存の配線体を使用することができる。ＦＦＣ等の既存の配線体は、ＺＩＦ（Ｚｅｒｏ Ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ Ｆｏｒｃｅ）コネクタ等の既存のコネクタに、接続することができる。したがって、本発明の配線体接続構造体によると、信頼性の高い既存の接続技術を活かして、柔軟で伸縮可能な第一配線体を、回路基板のコネクタに接続することができる。これにより、第一配線体とコネクタとの接続を、低コストで実現することができる。よって、本発明の配線体接続構造体の実用性は高い。

また、第一配線体と第二配線体とは、導電接着層により接着される。このため、噛み込みによる機械的な接続と比較して、接触不良を生じにくい。また、導電接着層は、導電性と接着性との両方を備える。よって、他の部材で接続する場合と比較して、小型化、薄型化しやすい。

第一端部と第二端部とが表裏方向に重なる積層部において、第二端部の先端と第一配線との間には、カバー部材が介在している。このため、第一配線体の伸縮により、第二配線体（第二端部）の先端に応力が生じても、当該応力は、第一配線ではなく、カバー部材に作用する。つまり、第二端部の先端が剥がれる方向の力が、第一配線に加わりにくい。したがって、第一配線の断線が抑制される。このように、本発明の配線体接続構造体によると、第一配線体が伸縮を繰り返しても、第一配線は切断されにくい。すなわち、本発明の配線体接続構造体は、耐久性に優れる。

また、本発明の配線体接続構造体を製造する際、導電接着層を挟んで第一配線体と第二配線体とを積層して圧着すると、第二配線体の先端角部は、導電接着層を介してカバー部材に当接する。カバー部材が緩衝材になることにより、第一配線への応力が軽減される。したがって、本発明の配線体接続構造体の製造時における、第一配線の切断の問題を解消することができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記第一端部の表面には、前記カバー部材に覆われない第一露出領域と、該第一露出領域に連なり該カバー部材に表側から覆われる第一被覆領域と、が配置され、前記第二端部の裏面には、該カバー部材に覆われない第二露出領域と、該第二露出領域に連なり該カバー部材に裏側から覆われると共に前記先端を含む第二被覆領域と、が配置され、該第一露出領域と該第二露出領域とは、前記導電接着層を介して接着され、該第一被覆領域と該第二被覆領域とは、該導電接着層と該カバー部材とを介して接着される構成とする方がよい。

積層部において、第一露出領域と第二露出領域とは、表裏方向に対向して配置される。第一露出領域では、第一配線が露出している。同様に、第二露出領域では、第二配線が露出している。よって、第一露出領域と第二露出領域とが、導電接着層を介して接着されることにより、第一配線体と第二配線体との導通が確保される。

また、第一被覆領域と第二被覆領域とは、表裏方向に対向して配置される。第二被覆領域には第二端部の先端が含まれる。そして、第一被覆領域と第二被覆領域とは、導電接着層とカバー部材とを介して接着される。すなわち、表側から裏側に向かって、第二被覆領域（第二端部の先端）→導電接着層→カバー部材→第一被覆領域が配置される。これにより、第二端部の先端に生じた応力は、カバー部材の緩衝効果により、第一被覆領域の第一配線に加わりにくい。したがって、第一配線の断線が抑制される。

（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記カバー部材の引張強さは、前記第一配線の引張強さよりも大きい構成とする方がよい。

本構成によると、第二端部の先端からカバー部材に応力が加わっても、カバー部材が破断するおそれは小さい。このため、第一配線に対する保護効果が、より高くなる。よって、本構成によると、製造時および使用時における第一配線の切断を、より抑制することができる。

引張強さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１（２００４）に準じて測定すればよい。本明細書における引張強さの値は、試験片としてダンベル状３号形を使用して測定された値である。

（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記カバー部材は、前記第一配線を外部から絶縁するカバーフィルムである構成とする方がよい。

第一配線体において、第一基材の表面に第一配線が形成される場合、第一配線を覆うように、カバーフィルムを配置することが望ましい。こうすると、第一配線を外部から絶縁することができるため、安全性が向上する。また、カバーフィルムの材質により、第一配線の防水性を確保したり、酸化を抑制することもできる。

例えば、カバーフィルムを、積層部における第二端部の先端と第一配線との間に介在させる。つまり、上記（２）の構成において、カバーフィルムを、第一被覆領域まで延在して配置する。すると、積層部において、表側から裏側に向かって、第二被覆領域（第二端部の先端）→導電接着層→カバーフィルム→第一被覆領域が配置される。これにより、カバーフィルムを、上記カバー部材として機能させることができる。すなわち、本構成によると、カバーフィルム本来の効果に加えて、第一配線の断線を抑制する効果も得ることができる。また、本構成によると、カバーフィルムとは別に、第一配線を保護するカバー部材を準備する必要はない。したがって、配線体接続構造体の部品点数を、削減することができる。また、配線体接続構造体の製造も容易になる。

（５）好ましくは、上記（１）ないし（４）のいずれかの構成において、前記第一配線体は、複数の前記第一配線を有し、前記第二配線体は、複数の前記第二配線を有し、前記導電接着層は、表裏方向に対向する該第一配線と該第二配線とを各々導通させる異方導電接着剤からなる構成とする方がよい。

異方導電接着剤は、接着性を有する絶縁樹脂や絶縁ゴム（母材）の中に導電粒子を分散させたものである。異方導電接着剤としては、母材の種類により、熱硬化型異方導電接着剤、熱可塑型異方導電接着剤、紫外線硬化型異方導電接着剤、エラストマー系異方導電接着剤等が挙げられる。異方導電接着剤に圧力を加えると、母材中の導電粒子が接続部材間の一方向に点接触して導通経路を形成する。この状態で固化または硬化することにより、導電性が発現する。なお、本明細書では、化学反応を伴わない可逆的な状態変化を「固化」と称し、架橋反応等の化学反応を伴う不可逆的な状態変化を「硬化」と称す。

異方導電接着剤は、一方向の導電性が高い性質（異方導電性）を有する。このため、異方導電接着剤を、表裏方向に対向する第一配線と第二配線との間に介装すると、配線同士を接着することができると共に、異方導電接着剤の厚さ方向（表裏方向）に、配線同士を導通させることができる。この場合、異方導電接着剤の面方向における導電性は低い。したがって、第一配線および第二配線の各々において、隣接する配線同士が導通するおそれはない。

本発明の配線体接続構造体によると、エラストマーを利用した柔軟で伸縮可能な第一配線体を、第二配線体を介して、低コストかつ高い信頼性で、回路基板のコネクタに接続することができる。また、本発明の配線体接続構造体によると、製造時および使用時に、第一配線体の第一配線が切断されにくい。

本発明の実施形態の配線体接続構造体の斜視分解図である。 同配線体接続構造体の透過上面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 柔軟な配線体とＦＦＣとの接続部分の断面図である。

以下、本発明の配線体接続構造体の実施形態について説明する。

［構成］
まず、本実施形態の配線体接続構造体の構成について説明する。図１に、本実施形態の配線体接続構造体の斜視分解図を示す。図２に、同配線体接続構造体の透過上面図を示す。図３に、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図を示す。なお、図１においては、第一配線および第二配線を透過して示す。また、図２においては、第一配線および第二配線を透過してハッチングを施して示す。図１〜図３に示すように、配線体接続構造体１は、第一配線体１０と、第二配線体２０と、導電接着層３０と、カバーフィルム４０と、を備えている。

第一配線体１０は、エラストマーシート１１と第一配線１２とを有している。エラストマーシート１１は、シリコーンゴム製であって、前後方向に延びる帯状を呈している。エラストマーシート１１の厚さは、約０．５ｍｍである。エラストマーシート１１は、本発明における第一基材に含まれる。

第一配線１２は、エラストマーシート１１の上面（表面）に、合計１３本配置されている。第一配線１２は、各々、アクリルゴムと銀粉末とを含んで形成されている。第一配線１２の引張強さは、各々、０．３ＭＰａである。第一配線１２は、各々、線状を呈している。第一配線１２は、各々、前後方向に延在している。１３本の第一配線１２は、左右方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように配置されている。

第一配線体１０の後端部には、第一端部１３が配置されている。第一端部１３の上面には、第一露出領域１３ａと第一被覆領域１３ｂとが配置されている。第一露出領域１３ａは、第一端部１３の上面後方に配置されている。第一露出領域１３ａは、後述するカバーフィルム４０に覆われていない。つまり、第一露出領域１３ａでは、第一配線１２が露出している。また、第一被覆領域１３ｂは、第一露出領域１３ａの前方に連続して配置されている。第一被覆領域１３ｂは、後述するカバーフィルム４０に上方から覆われている。つまり、第一被覆領域１３ｂでは、エラストマーシート１１の上面および第一配線１２が、カバーフィルム４０に覆われている。

第二配線体２０は、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）であり、絶縁基材２１と第二配線２２とを有している。絶縁基材２１は、前後方向に延びる帯状を呈している。絶縁基材２１は、第二配線２２を挟んで上下方向に積層された、二枚のポリエステル製フィルムからなる。ポリエステル製フィルムの厚さは、各々、約０．１ｍｍである。絶縁基材２１は、本発明における第二基材に含まれる。

第二配線２２は、絶縁基材２１の内部に、合計１３本埋設されている。第二配線２２は、錫めっきされた銅箔であり、各々、線状を呈している。第二配線２２は、各々、前後方向に延在している。１３本の第二配線２２は、左右方向に、所定間隔ごとに離間して、互いに略平行になるように配置されている。

第二配線体２０の前端部には、第二端部２３が配置されている。第二端部２３の下方においては、絶縁基材２１の下面（裏面）に第二配線２２が露出するように、絶縁基材２１が剥がされている。第二配線体２０の第二端部２３の下面には、第二露出領域２３ａと第二被覆領域２３ｂとが配置されている。第二被覆領域２３ｂは、第二端部２３の下面前方に配置されている。第二被覆領域２３ｂは、カバーフィルム４０を介して第一被覆領域１３ｂと対向して配置されている。つまり、第二被覆領域２３ｂは、カバーフィルム４０に下方から覆われている。第二被覆領域２３ｂには、第二端部２３の最前端２３０が含まれる。最前端２３０は、本発明における先端に含まれる。また、第二露出領域２３ａは、第二被覆領域２３ｂの後方に連続して配置されている。第二露出領域２３ａは、第一露出領域１３ａと対向して配置されている。第二露出領域２３ａは、カバーフィルム４０に覆われていない。つまり、第二露出領域２３ａでは、第二配線２２が露出している。

第二配線体２０の後端部は、コネクタ（図略）に接続されている。コネクタは、電気回路基板（図略）に設置されている。

配線体接続構造体１には、第一端部１３と第二端部２３とが上下方向に積層された積層部３１が、区画されている。積層部３１において、第二配線２２の幅および間隔は、第一配線１２の幅および間隔と同じである。

カバーフィルム４０は、シリコーンゴム製であって、前後方向に延びる帯状を呈している。カバーフィルム４０の厚さは、約２０μｍである。カバーフィルム４０の引張強さは、２．５ＭＰａである。カバーフィルム４０は、第一配線体１０の上面に配置されている。カバーフィルム４０は、第一配線体１０の上面を、前方から第一被覆領域１３ｂの後端まで覆っている。

導電接着層３０は、エポキシ樹脂中にニッケル粒子が分散された異方導電接着剤からなる。導電接着層３０は、シート状を呈している。導電接着層３０は、第一端部１３と第二端部２３との間に介装されている。これにより、第一露出領域１３ａと第二露出領域２３ａとは、導電接着層３０を介して接着されている。また、第一被覆領域１３ｂと第二被覆領域２３ｂとは、カバーフィルム４０および導電接着層３０を介して接着されている。第一露出領域１３ａの第一配線１２と第二露出領域２３ａの第二配線２２とは、導電接着層３０を介して導通している。

［製造方法］
次に、配線体接続構造体１の製造方法について説明する。配線体接続構造体１の製造方法は、配線体準備工程と、配置工程と、接着工程と、を有する。

配線体準備工程においては、第一配線体１０と第二配線体２０とを準備する。すなわち、第一配線体１０については、まず、エラストマーシート１１の上面に、配線用塗料を所定のパターンでスクリーン印刷する。これにより、１３本の第一配線１２を形成する。次に、第一配線１２を所定の範囲で覆うように、エラストマーシート１１の上面にカバーフィルム用塗料を印刷する。これにより、カバーフィルム４０を形成する。第二配線体２０については、市販のＦＦＣを用いればよい。

配置工程においては、第一配線体１０と異方導電接着剤と第二配線体２０とを、積層配置する。具体的には、まず、第一配線体１０の第一端部１３の上面に、硬化前のペースト状の異方導電接着剤を塗布する。次に、異方導電接着剤に重ねて、第二配線体２０の第二端部２３を配置する。この際、第一露出領域１３ａの第一配線１２と第二露出領域２３ａの第二配線２２とが各々対向するように、第一端部１３と第二端部２３とを配置する。

接着工程においては、異方導電接着剤を硬化させることにより、対向する第一配線１２、第二配線２２同士を、上下方向に導通可能に接着する。具体的には、異方導電接着剤が挟装された積層部３１を、第二配線体２０側から加熱すると共に、上下方向に加圧する。これにより、異方導電接着剤が硬化して、導電接着層３０が形成される。その結果、第一露出領域１３ａと、第二露出領域２３ａと、が接着される。また、第二被覆領域２３ｂと、第一被覆領域１３ｂを覆うカバーフィルム４０と、が接着される。

［作用効果］
次に、配線体接続構造体１の作用効果について説明する。配線体接続構造体１によると、第二配線体２０の前端部は第一配線体１０に、後端部は電気回路基板に設置されているコネクタに、各々接続されている。これにより、柔軟で伸縮可能な第一配線体１０を、既存の第二配線体２０を介して、低コストかつ高信頼性で、電気回路基板に接続することができる。

また、積層部３１において、第一被覆領域１３ｂと第二被覆領域２３ｂとは、カバーフィルム４０を介して接着されている。すなわち、第二被覆領域２３ｂに含まれる第二端部２３の最前端２３０と、第一被覆領域１３ｂの第一配線１２と、の間には、カバーフィルム４０が介在している。このため、第一配線体１０の伸縮により、第二端部２３の最前端２３０に応力が生じても、当該応力は、第一配線１２ではなく、カバーフィルム４０に作用する。つまり、第二端部２３の最前端２３０が剥がれる方向の力が、第一配線１２に加わりにくい。また、カバーフィルム４０の引張強さは、第一配線１２の引張強さよりも大きい。このため、第二端部２３の最前端２３０から応力が加わっても、カバーフィルム４０は破断しにくい。したがって、配線体接続構造体１によると、使用時における第一配線１２の断線を抑制することができる。すなわち、配線体接続構造体１は、耐久性に優れる。

また、配線体接続構造体１の製造過程において、積層部３１を加圧した場合、第二端部２３の最前端２３０の角部は、導電接着剤を介してカバーフィルム４０に当接する。カバーフィルム４０が緩衝材になることにより、第一配線１２への応力が軽減される。したがって、圧着時に第一配線１２が切断されにくい。

配線体接続構造体１において、第一配線体１０の上面は、カバーフィルム４０により被覆されている。このため、第一配線１２を外部から絶縁することができ、安全性が高い。また、第一配線１２の防水性を確保することができると共に、酸化を抑制することができる。また、配線体接続構造体１によると、カバーフィルム４０を、積層部３１の一部（第一被覆領域１３ｂ）にまで延在させている。これにより、上述した第一配線１２の断線抑制効果を得ることができる。つまり、第一配線１２を保護するために、積層部３１に配置するカバー部材を、別途準備する必要はない。したがって、配線体接続構造体１によると、部品点数が少なくて済み、製造も容易である。

配線体接続構造体１によると、第一配線体１０と第二配線体２０とは、導電接着層３０により接着されている。このため、噛み込みによる機械的な接続と比較して、接触不良を生じにくい。また、導電接着層３０は、導電性と接着性との両方を備えている。よって、他の部材で接続する場合と比較して、配線体接続構造体１を小型化、薄型化しやすい。

また、導電接着層３０は、異方導電接着剤からなる。これにより、対向する第一配線１２、第二配線２２同士を接着することができると共に、上下方向に導通させることができる。一方、導電接着層３０の左右方向における導電性は低い。このため、第一端部１３において、左右方向に隣接する第一配線１２同士が導通するおそれはない。同様に、第二端部２３において、左右方向に隣接する第二配線２２同士が導通するおそれはない。このように、導電接着層３０によると、対向する複数の配線１２、２２同士を、まとめて接着および導通させることができる。

また、異方導電接着剤として、エポキシ樹脂を主剤とする熱硬化型接着剤を使用している。異方導電接着剤の硬化は、１５０℃程度の低温で、かつ１０〜１５秒程度の短時間で完了する。このため、第一配線体１０を構成するシリコーンゴム、アクリルゴムは熱膨張しにくい。よって、硬化時の加熱により、予め形成されていた第一配線１２の幅や位置が変化するおそれは小さい。また、配線体接続構造体１を製造する接着工程において、熱膨張しにくい第二配線体２０側から加熱する。これにより、第一配線体１０を構成するエラストマーの熱膨張を、抑制することができる。その結果、第一配線１２の位置ずれ等が抑制され、対向する第一配線１２、第二配線２２同士を、確実に導通させることができる。

［その他］
以上、本発明の配線体接続構造体の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態では、第一配線体において第一配線を絶縁するためのカバーフィルムを、カバー部材として使用した。しかし、カバーフィルムは、必ずしも必要ではない。この場合は、第二端部の先端と第一配線との間に、別途、カバー部材を配置すればよい。また、カバー部材とは別体として、カバーフィルムを配置してもよい。

カバー部材は第一配線と比較して、機械的強度が大きいことが望ましい。例えば、カバー部材の引張強さを、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下とするとよい。また、上記実施形態のように、第一配線を絶縁するためのカバーフィルムをカバー部材として用いる場合には、カバーフィルムに必要な柔軟性等を考慮して、カバー部材（カバーフィルム）のヤング率を、０．１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下とするとよい。

第一配線の断線抑制効果を向上させるという観点から、カバー部材の厚さは厚い方が望ましい。例えば、カバー部材の厚さを、第一配線と同じ、あるいは第一配線よりも厚くすることが望ましい。ただし、上記実施形態のように、第一配線を絶縁するためのカバーフィルムをカバー部材として用いる場合には、カバーフィルムの柔軟性を確保する必要がある。したがって、カバー部材（カバーフィルム）の厚さを、第一基材と同じ、あるいは第一基材よりも薄くすることが望ましい。

第一配線体、第二配線体の配線数は、特に限定されない。例えば、各々の配線体に一本ずつ配置されていてもよい。また、複数の配線が配置されている場合には、隣接する配線同士の導通を防止する必要がある。したがって、配線が複数の場合には、カバー部材を絶縁材料で構成すればよい。

カバー部材の材料としては、上記実施形態のシリコーンゴムの他、例えば、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、各種の熱可塑性エラストマー等が好適である。なお、これらの材料は、カバーフィルムの材料としても好適である。

上記実施形態では、第二配線体として、ＦＦＣを使用した。しかし、第二配線体はＦＦＣに限定されない。第二配線体として、例えば、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等を使用してもよい。ＦＰＣによると、エッチングにより、容易に所望の配線パターンを形成することができる。このため、隣り合う第二配線間の間隔を変化させたり、第二配線同士を接合して集約することが容易である。また、第二配線体を接続するコネクタの種類は、特に限定されない。例えば、ＦＰＣ、ＦＦＣ等と接続可能な既存のコネクタ（ＺＩＦコネクタ等）を使用すればよい。

第一配線体の第一基材を構成するエラストマーとしては、上記実施形態のシリコーンゴムの他、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンゴム、フッ素ゴム、クロロプレンゴム、イソブチレンイソプレンゴム、各種の熱可塑性エラストマー等を用いることができる。

また、第一配線体の第一配線は、エラストマーと導電材とを含む。エラストマーは、第一基材材料のエラストマーと同じでもよく、異なっていてもよい。上記実施形態のアクリルゴムの他、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、ウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン等が好適である。導電材の種類は、特に限定されない。例えば、銀、金、銅、ニッケル等の金属粉末、導電性を有するカーボン粉末等が好適である。所望の導電性を発現させるため、エラストマーにおける導電材の充填率は、配線の体積を１００ｖｏｌ％とした場合の２０ｖｏｌ％以上であることが望ましい。一方、導電材の充填率が６５ｖｏｌ％を超えると、エラストマーへの混合が困難となり、成形加工性が低下する。加えて、配線の伸縮性が低下する。このため、導電材の充填率は、５０ｖｏｌ％以下であることが望ましい。

配線の形成方法は、特に限定されない。例えば、まず、配線の形成成分を含む配線用塗料から、未加硫の薄膜状の配線を作製する。次に、当該配線を第一基材の表面に配置して、所定の条件下でプレスして加硫接着すればよい。また、配線用塗料を、第一基材の表面に印刷し、その後、加熱により乾燥させて、塗料中の溶剤を揮発させてもよい。印刷法によると、加熱時に、乾燥と同時に、エラストマー分の架橋反応を進行させることもできる。印刷法としては、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、パッド印刷、リソグラフィー等が挙げられる。なかでも、高粘度の塗料も使用可能であり、塗膜厚さの調整が容易であるという理由から、スクリーン印刷法が好適である。配線用塗料は、配線の形成成分（エラストマー、導電材、添加剤等）を溶剤に混合して、調製すればよい。この場合、所望の粘度になるように、固形分濃度を調整するとよい。

上記実施形態では、導電接着層として、エポキシ樹脂（熱硬化型接着剤）を母材とする異方導電接着剤を使用した。熱硬化型接着剤の主剤としては、上記エポキシ樹脂の他、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン等を使用することができる。主剤の種類に応じて、適宜、硬化剤等の添加剤を組み合わせればよい。なお、第一配線体、第二配線体の配線数が各々一本の場合には、導電接着層に異方性がなくてもよい。

異方性の有無によらず、導電接着層を構成する導電接着剤の母材としては、熱硬化型接着剤の他、熱可塑型接着剤、紫外線硬化型接着剤、エラストマー系接着剤等を使用することができる。

例えば、熱硬化型接着剤によると、幅広い温度範囲で強固な接着力が得られるという利点がある。また、１００℃以上のガラス転移温度（Ｔｇ）を容易に実現できるため、熱可塑型接着剤と比較して、使用可能な温度範囲が広いという利点がある。一般に、熱可塑型接着剤よりも、熱硬化型接着剤の方がガラス転移温度が高い。使用温度範囲内にガラス転移が生じる場合、ガラス転移温度以下ではガラス状態であり、高弾性率である。一方、ガラス転移温度を超えると、ゴム状態になるため、急激な弾性率の低下、および急激な熱膨張係数の増大が生じる。このように、ガラス転移温度を境に、導電接着剤の物性が大きく変化すると、弾性率変化に伴う接着強度の変化、熱膨張係数変化による寸法変化、導電性能の変化等が誘起される可能性がある。したがって、ガラス転移温度が高い熱硬化型接着剤によると、信頼性を保障できる温度範囲を広く設定することができる。

第一配線体のエラストマーの熱膨張を抑制するという観点から、熱硬化型接着剤は、低温かつ短時間で硬化するものが望ましい。具体的には、硬化温度が、１３０℃以上１８０℃以下のものが望ましい。また、硬化時間が６０秒以下、さらには２０秒以下のものが望ましい。熱硬化型接着剤を母材として使用する場合、エラストマーの熱膨張を抑制するという観点から、第一配線体側に放熱手段を配置した状態で、導電接着剤の硬化を行うとよい。放熱手段としては、放熱板、冷媒による熱交換装置等が挙げられる。また、導電接着剤の物性変化を抑制して、接続部分の信頼性を確保するという観点から、できるだけガラス転移温度（Ｔｇ）の高いものが望ましい。例えば、Ｔｇが１３０℃以上のものが好適である。熱硬化型接着剤を母材とする好適な異方導電接着剤として、京セラケミカル（株）製の異方導電接続材料「ＴＡＰ０４０２Ｆ」、「ＴＡＰ０４０１Ｃ」等が挙げられる。

紫外線硬化型接着剤の主剤としては、上記熱硬化型接着剤と同様に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を使用することができる。主剤の種類に応じて、適宜、硬化剤等の添加剤を組み合わせればよい。

熱可塑型接着剤に使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。熱可塑型接着剤を母材とする好適な異方導電接着剤として、サンユレック（株）製の異方導電接着剤「ＮＩＲ−３０Ｅ」等が挙げられる。

エラストマー系接着剤に使用されるエラストマーとしては、例えば、クロロプレンゴム、アクリルゴム等が挙げられる。エラストマー系接着剤を母材とする好適な異方導電接着剤として、サンユレック（株）製の異方導電接着剤「ＮＩＲ−１１」、(株)スリーボンド製の「ＴＢ３３７３Ｃ」等が挙げられる。

母材に充填される導電粒子の種類は、特に限定されない。ニッケル等の金属粒子や、樹脂粒子の表面を金属でめっきした粒子等を使用することができる。導電接着剤の固化または硬化は、使用する母材の種類に応じて、その方法、条件等を適宜決定すればよい。また、導電接着剤の固化または硬化は、積層部を加圧しながら行うことが望ましい。例えば、圧力を、９．８〜４９０ｋＰａ程度とするとよい。

本発明の配線体接続構造体は、エラストマーを利用した柔軟なセンサ、アクチュエータ等における伸縮可能な配線体を、電気回路に接続するのに有用である。

１：配線体接続構造体
１０：第一配線体 １１：エラストマーシート（第一基材） １２：第一配線
１３：第一端部 １３ａ：第一露出領域 １３ｂ：第一被覆領域
２０：第二配線体 ２１：絶縁基材（第二基材） ２２：第二配線
２３：第二端部 ２３ａ：第二露出領域 ２３ｂ：第二被覆領域
２３０：最前端（先端）
３０：導電接着層 ３１：積層部 ４０：カバーフィルム

Claims (5)

1. エラストマー製の第一基材と、該第一基材に配置されエラストマーおよび導電材を含む第一配線と、を有する第一配線体と、
   第二基材と、該第二基材に配置される第二配線と、を有する第二配線体と、
   を備え、
   該第一配線体の第一端部と該第二配線体の第二端部とが表裏方向に重なる積層部が区画される配線体接続構造体であって、
   さらに、前記第一配線体の表面に配置されるカバー部材と、前記積層部において前記第一端部と前記第二端部とを導電性を確保しつつ接着する導電接着層と、を備え、
   該カバー部材は、該積層部において該第二端部の先端と前記第一配線との間に介在することを特徴とする配線体接続構造体。
2. 前記第一端部の表面には、前記カバー部材に覆われない第一露出領域と、該第一露出領域に連なり該カバー部材に表側から覆われる第一被覆領域と、が配置され、
   前記第二端部の裏面には、該カバー部材に覆われない第二露出領域と、該第二露出領域に連なり該カバー部材に裏側から覆われると共に前記先端を含む第二被覆領域と、が配置され、
   該第一露出領域と該第二露出領域とは、前記導電接着層を介して接着され、該第一被覆領域と該第二被覆領域とは、該導電接着層と該カバー部材とを介して接着される請求項１に記載の配線体接続構造体。
3. 前記カバー部材の引張強さは、前記第一配線の引張強さよりも大きい請求項１または請求項２に記載の配線体接続構造体。
4. 前記カバー部材は、前記第一配線を外部から絶縁するカバーフィルムである請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の配線体接続構造体。
5. 前記第一配線体は、複数の前記第一配線を有し、
   前記第二配線体は、複数の前記第二配線を有し、
   前記導電接着層は、表裏方向に対向する該第一配線と該第二配線とを各々導通させる異方導電接着剤からなる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の配線体接続構造体。

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