JP2023013946A - 異方導電性コネクタ、フレーム付き異方導電性コネクタ及びコネクタ実装体 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張や収縮が繰り返し生じても電極等の傷付きや、抵抗値の上昇を抑制できる異方導電性コネクタを提供することを目的とする。【解決手段】複数列の導電帯部１２を含むシート状の導電部１０を備えた異方導電性コネクタ１において、導電帯部１２が、絶縁性を有する弾性材料からなる帯状の絶縁部１６と、絶縁部１６の厚さ方向の第１面１６ａから第２面まで貫通し、かつ絶縁部１６の長さ方向に一定のピッチで配列された複数の銀線１８と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、異方導電性コネクタ、フレーム付き異方導電性コネクタ及びコネクタ実装体に関する。

電子デバイス部品、モジュール部品等の基板間の接続には、微細な電極同士を接続するシート状の異方導電性コネクタが広く用いられている。例えば、シリコーンゴム等のエラストマーを含有する絶縁シートに、銅合金線、真鍮線等の複数の導電線が絶縁シートの厚さ方向に貫通するように設けられた異方導電性コネクタが知られている（特許文献１）。

２つの基板間に異方導電性コネクタを配置して挟持し、導電線の両端を２つの基板のそれぞれの電極と接触させることで、それら電極同士が電気的に接続される。一般に異方導電性コネクタは弾性を有し、厚さ方向の両側から基板が圧接され、異方導電性コネクタが厚さ方向に圧縮された状態で基板間の電極同士が接続される。

特開２００８－１４０５７４号公報

しかし、特許文献１のような従来の異方導電性コネクタは、温度、湿度等の環境条件の変化によって膨張や収縮が繰り返し起こる。そのため、導電線の端部と電極との接触によって電極が傷付いたり、導電線と電極の接触部分で摺動摩耗が生じ、酸化異物が堆積して経時的に抵抗値が上昇したりすることがある。特に寒暖差のある地域では膨張や収縮の程度が大きいため、電極の傷付きや抵抗値の上昇が生じやすい。

本発明は、膨張や収縮が繰り返し生じても電極等の傷付きや、抵抗値の上昇を抑制できる異方導電性コネクタ、フレーム付き異方導電性コネクタ及びコネクタ実装体を提供することを目的とする。

本発明は、以下の態様を有する。
［１］絶縁性を有する弾性材料からなる帯状の絶縁部と、前記絶縁部の厚さ方向の第１面から第２面まで貫通し、かつ前記絶縁部の長さ方向に一定のピッチで配列された複数の銀線と、を備える、異方導電性コネクタ。
［２］ＪＩＳ Ｚ ２２４１に従って測定される前記銀線の引張強度が２００Ｎ／ｍｍ^２以上３８０Ｎ／ｍｍ^２以下である、［１］に記載の異方導電性コネクタ。
［３］前記銀線の側面に金めっき膜が形成されている、［１］に記載の異方導電性コネクタ。
［４］前記絶縁部の圧縮永久歪が２０％以下である、［１］に記載の異方導電性コネクタ。
［５］［１］～［４］のいずれかに記載の異方導電性コネクタの周囲の少なくとも一部に、位置決め用のフレームが結合されている、フレーム付き異方導電性コネクタ。
［６］第１回路基板と、［１］～［４］のいずれかに記載の異方導電性コネクタと、前記異方導電性コネクタの外周部分の少なくとも一部を前記第１回路基板上に固定するためのホルダーと、第２回路基板と、を備え、
前記異方導電性コネクタの前記第１回路基板とは反対側における、前記ホルダーが接していない領域に前記第２回路基板が圧接されている、コネクタ実装体。
［７］第１回路基板と、前記第１回路基板に取り付けられた［５］に記載のフレーム付き異方導電性コネクタと、前記フレーム付き異方導電性コネクタの前記第１回路基板とは反対側に圧接された第２回路基板と、を備えるコネクタ実装体。

本発明によれば、膨張や収縮が繰り返し生じても電極等の傷付きや、抵抗値の上昇を抑制できる異方導電性コネクタ、フレーム付き異方導電性コネクタ及びコネクタ実装体を提供できる。

実施形態の異方導電性コネクタを示した平面図である。 図１の異方導電性コネクタのＡ－Ａ断面図である。 実施形態の異方導電性コネクタの製造工程の一例を示した斜視図である。 実施形態の異方導電性コネクタの製造工程の一例を示した斜視図である。 実施形態の異方導電性コネクタの製造工程の一例を示した斜視図である。 他の実施形態の異方導電性コネクタを示した平面図である。 他の実施形態の異方導電性コネクタを示した平面図である。 実施形態のフレーム付き異方導電性コネクタの概略構成を示した平面図である。 コネクタ実装体の一例を示した斜視図である。 例１の異方導電性コネクタの圧縮量に対する荷重及び抵抗値を示したグラフである。 例２の異方導電性コネクタの圧縮量に対する荷重及び抵抗値を示したグラフである。 例３の異方導電性コネクタの高温試験の結果を示したグラフである。 例３の異方導電性コネクタの高温高湿試験の結果を示したグラフである。 例３の異方導電性コネクタの熱衝撃試験の結果を示したグラフである。 例４の異方導電性コネクタの高温試験の結果を示したグラフである。 例４の異方導電性コネクタの高温高湿試験の結果を示したグラフである。 例４の異方導電性コネクタの熱衝撃試験の結果を示したグラフである。 例３及び例４の異方導電性コネクタの信頼性試験後の導電線周辺をＣＣＤカメラで観察した写真であって、図１８（ａ）は高温試験後、図１８（ｂ）は高温高湿試験後、図１８（ｃ）は熱衝撃試験後である。 例３及び例４の異方導電性コネクタの信頼性試験後の導電線周辺をＳＥＭで観察した写真であって、図１９（ａ）は初期（試験前）、図１９（ｂ）は高温試験後、図１９（ｃ）は高温高湿試験後、図１９（ｄ）は熱衝撃試験後である。 例３及び例４の信頼性試験後の基板電極をＳＥＭで観察した写真であって、図２０（ａ）は初期（試験前）、図２０（ｂ）は高温試験後、図２０（ｃ）は高温高湿試験後、図２０（ｄ）は熱衝撃試験後である。 例５における金属線への印加電流に対する金属線の温度変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施形態の一例について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

［異方導電性コネクタ］
図１及び図２に示すように、実施形態の一例の異方導電性コネクタ１は、複数列の導電帯部１２を含むシート状の導電部１０を備えている。導電部１０では、複数列の導電帯部１２が平行に並んでおり、隣り合う互いの導電帯部１２が接着部１４を介して接着されている。ここで、複数列の導電帯部１２が平行に延びている方向を長さ方向、複数列の導電帯部１２の接着部１４を介した積層方向を幅方向、長さ方向と幅方向の両方に垂直な方向を厚さ方向とする。

導電帯部１２は、絶縁性を有する弾性材料からなる帯状の絶縁部１６と、絶縁部１６の厚さ方向の第１面１６ａから第２面１６ｂまで貫通し、かつ絶縁部１６の長さ方向に一定のピッチで配列された複数の銀線１８と、を備えている。銀線１８は絶縁部１６の厚さ方向に平行で設けられていてもよく、厚さ方向に対して傾斜して設けられていてもよい。

絶縁部１６の厚さは、用途に応じて適宜設定すればよく、例えば、０．０７ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることができる。絶縁部１６の厚さは、測定顕微鏡などの拡大観察手段によって、絶縁部１６の厚さ方向の断面から任意に選択した１０箇所の厚さを測定した値の平均値として求められる。

帯状の絶縁部１６の長さ及び幅は、特に限定されず、適宜設定することができる。絶縁部１６の長さは、例えば、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。絶縁部１６の幅は、例えば、０．０３ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下とすることができる。絶縁部１６の長さ及び幅は、いずれも任意に選択した１０箇所で測定した値の平均値として求められる。

絶縁部１６を構成する材料は、絶縁性を有する弾性材料であり、例えば、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム等のエラストマーを例示できる。これらの中でも、圧縮永久歪が小さい点から、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムは、縮合型シリコーンゴムであってもよく、付加型シリコーンゴムであってもよい。絶縁部１６を構成する弾性材料には、シランカップリング剤、接着助剤、抗酸化剤、染料、顔料、充填剤、レベリング剤等の添加剤が含まれていてもよい。

絶縁部１６の圧縮永久歪は、２２％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１８％以下がさらに好ましい。絶縁部１６の圧縮永久歪が前記上限値以下であれば、温度、湿度等の環境条件の変化による膨張や収縮が繰り返し起こっても、それに容易に追従できるため、より安定した接続が確保できる。また、使用時の異方導電性コネクタ１の厚さ方向の圧縮量を広範囲に設定できる。なお、絶縁部１６の圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ ６２６２によって測定される。

導電帯部１２では、複数の銀線１８が帯状の絶縁部１６の長さ方向に一定のピッチで配列されている。銀線１８のピッチ、すなわち絶縁部１６の第１面１６ａ側から見た銀線１８の中心間距離は、特に制限されず、例えばインピーダンスのシミュレーション結果に応じて任意に設定することができる。例えば銀線１８のピッチは５μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。銀線１８のピッチは、任意に選択した１０組の隣り合う銀線１８の中心間距離を測定した値の平均値として求められる。

銀線１８は、銅合金線、真鍮線等の従来の導電線に比べて柔軟である。本実施形態では、導電線として柔軟な銀線１８を用いることで、温度、湿度等の環境条件の変化によって異方導電性コネクタ１に膨張や収縮が繰り返し起こっても電極を傷付けにくい。また、銀線１８と電極の接触部分の摺動摩耗による酸化異物の堆積も低減できるため、経時的に抵抗値が上昇することも抑制できる。また、異方導電性コネクタ１が圧縮された際に銀線１８が座屈しにくく絶縁部１６の変形に追従しやすいため、電極と接触する銀線１８の先端面が絶縁部１６に潜り込みにくくなることから、電極間の電気的な接続がより安定になる。さらに銀線１８は導電線の中でも低抵抗率であるため、他の導電線に比べて低抵抗値での接続が可能となる。

銀線１８の引張強度は、２００Ｎ／ｍｍ^２以上３８０Ｎ／ｍｍ^２以下が好ましく、２２０Ｎ／ｍｍ^２以上３６０Ｎ／ｍｍ^２以下がより好ましい。銀線１８の引張強度が前記範囲の下限値以上であれば、周辺の絶縁部１６の変形に追従しやすくなる。銀線１８の引張強度が前記範囲の上限値以下であれば、座屈し難く絶縁部１６に潜りにくくなり接続が安定する。なお、銀線１８の引張強度は、例えばＪＩＳ Ｚ ２２４１に準拠した引張試験機、具体的にはロードセルとしてＵＲ－１０Ｎ－Ｄを用いたテンシロン万能材料試験機ＲＴＩ－１２２５（株式会社エー・アンド・デイ製）などを用い、試料長さ（上下チャック間の距離）を１００ｍｍ、引張速度を２０ｍｍ／ｍｉｎとして引張試験を行い、試料に加えた試験力の最大値を該試料の断面で除した値として求められる。

銀線１８は側面に被覆層が形成されていてもよい。被覆層の材料としては、例えば、金、ニッケル、銅等を例示できる。被覆層は１層でもよく、２層以上でもよい。真鍮線及びベリリウム銅線などの銅合金線と異なり単体での酸化膜形成が無く素材としては安定している事から、本実施例としては銀線外周の絶縁部１６及び後述の第１絶縁層１１０との機械的特性、接着性を保持するため金めっき１層としている。

銀線１８の長さ方向に対して直交する方向の断面の形状は、特に制限されず、例えば、略円形、略楕円形、略四角形を例示できる。
銀線１８の直径は、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。銀線１８の直径は、銀線１８の長さ方向に直交する断面を含む最小円の直径である。銀線１８が側面に被覆層を有する場合、銀線１８の直径には被覆層も含む。
異方導電性コネクタ１が備える複数の銀線１８の断面形状及び直径は、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。

銀線１８における絶縁部１６の第１面１６ａ側の端部は、絶縁部１６の第１面１６ａから突出していてもよい。同様に、銀線１８における絶縁部１６の第２面１６ｂ側の端部は、絶縁部１６の第２面１６ｂから突出していてもよい。銀線１８における絶縁部１６の第１面１６ａ又は第２面１６ｂから突出している部分の長さは、例えば１μｍ～６０μｍとすることができる。

接着部１４を形成する接着剤としては、特に限定されず、例えば、公知の硬化型接着剤を例示できる。接着部１４を形成する接着剤は、１種でもよく、２種以上でもよい。
接着部１４の長さ及び厚さは、隣り合う導電帯部１２同士を十分に接着できる範囲で設定すればよく、例えば絶縁部の長さ及び厚さと同じにすることができる。接着部１４の幅は、特に限定されず、例えば、０．０１ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下とすることができる。接着部１４の厚さ、長さ及び幅は、いずれも任意に選択した１０箇所で測定した値の平均値として求められる。

異方導電性コネクタ１の平面視の形状は、この例では矩形であるが、矩形に限定されず、円形、楕円形、矩形、多角形等であってもよい。異方導電性コネクタ１の寸法は、用途に応じて適宜設定すればよく、例えば縦５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、横５ｍｍ以上１００ｍｍ以下の矩形とすることができる。

異方導電性コネクタ１を厚さ方向から見たときの銀線１８の配置パターンは、特に限定されず、例えば、各々の帯状の絶縁部１６の長さ方向に並んで配置されている複数の銀線１８が、それぞれ絶縁部１６の幅方向においても直線的に並んでいる２次元アレイ状の配置を例示できる。この場合、絶縁部１６の幅方向に並ぶ銀線１８のピッチは、例えば帯状の絶縁部１６の長さ方向に並ぶ銀線１８のピッチと同じにすることができる。また、銀線１８の配置パターンは、千鳥状等であってもよい。

異方導電性コネクタ１を厚さ方向から見たときの導電部１０における銀線１８の配線密度は、用途に応じて適宜設定でき、例えば、１０本／ｍｍ^２以上１，１００本／ｍｍ^２以下とすることができる。銀線１８の配線密度は、絶縁部１６の長さ方向における銀線１８のピッチ、絶縁部１６の幅、接着部１４の幅等を調節することによって調節できる。

異方導電性コネクタ１の用途は特に限定されない。異方導電性コネクタ１は、例えば、電子デバイス部品、モジュール部品等の基板間の電極同士を電気的に接続する等のいわゆる実装用途に好適に用いることができ、高速通信機器の基板間の接続に特に有用である。なお、異方導電性コネクタ１は電子デバイス部品等の機能や特性の試験を行う検査用途に用いてもよい。

［異方導電性コネクタの製造方法］
以下、異方導電性コネクタ１の製造方法について説明する。異方導電性コネクタ１の製造方法は、特に限定されず、導電線として銀線を用いる以外は公知の方法を採用することができる。本実施態様の異方導電性コネクタ１の製造方法は、例えば、後述するコアシート形成工程と、積層工程と、切断工程と、を含む。

（コアシート形成工程）
図３に示すように、絶縁部１６を形成するための絶縁性を有する弾性材料によって第１絶縁層１１０を基材１００の表面に形成し、第１絶縁層１１０の上面１１０ａに複数の銀線１８を一定の間隔をあけて平行に配置する。基材１００は、その表面に第１絶縁層１１０を形成可能なものであれば特に制限されず、例えば樹脂シート、金属板、ガラス板等の平面を有する部材を例示できる。

図４に示すように、絶縁部１６を形成するための絶縁性を有する弾性材料によって、銀線１８を覆うように第１絶縁層１１０の表面に第２絶縁層１１２を形成し、コアシート１１４を得る。

（積層工程）
同様にして複数枚のコアシート１１４を作成し、不要な基材１００を取り除いて、図５に示すように、接着層１１６を介して複数枚のコアシート１１４を積層したシート積層体１１８を得る。接着層１１６に用いる接着剤は、接着部１４を形成する接着剤である。シート積層体１１８においては、各々のコアシート１１４が有する銀線１８の長さ方向を揃える。

（切断工程）
シート積層体１１８の上面１１８ａ側から刃を入れて、銀線１８の長さ方向に垂直な面で切断し、所望の厚さのシート状の異方導電性コネクタ１を得る。

以上説明したように、異方導電性コネクタ１においては、導電線として柔軟な銀線１８が用いられている。そのため、温度、湿度等の環境条件の変化によって膨張や収縮が繰り返し起こっても、銀線と接触する電極に摩耗痕が生じることを抑制でき、また摩耗による酸化異物の発生を低減して抵抗値の上昇を抑制することができる。

なお、本発明の異方導電性コネクタは、前記した異方導電性コネクタ１には限定されない。例えば、本発明の異方導電性コネクタは、銀線が設けられていない絶縁部をさらに含む導電部を備えるものであってもよい。具体的には、例えば図６に例示した異方導電性コネクタ２であってもよい。図６における図１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。

異方導電性コネクタ２は、帯状の絶縁部１６と帯状の絶縁部２０とが幅方向に交互に平行して並んで配置され、それらが接着部１４を介して接着された導電部１０Ａを備えている。このように、導電部は、絶縁部に複数の銀線が設けられた導電帯部と、銀線が設けられていない絶縁部とを含むものであってもよい。

絶縁部２０の厚さ及び長さは、用途に応じて適宜設定すればよく、例えば絶縁部１６の厚さ及び長さと同じにすることができる。絶縁部２０の幅は、銀線１８の配線密度等に応じて適宜設定すればよく、例えば、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることができる。絶縁部２０を構成する材料は、絶縁部１６を構成する材料と同じ絶縁性を有する弾性材料を例示でき、好ましい態様も同じである。
絶縁部２０の圧縮永久歪は、絶縁部１６の圧縮永久歪と同じ理由から、２２％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１８％以下がさらに好ましい。

本発明の異方導電性コネクタは、例えば図７に例示した異方導電性コネクタ３であってもよい。図７における図１及び図６と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。異方導電性コネクタ３は、導電部１０Ａに加えて、導電部１０Ａにおける絶縁部１６の幅方向の隣りに接着部１４を介して接着された貼付け部２２をさらに備えている以外は、異方導電性コネクタ２と同様の態様である。

貼付け部２２は、平面視矩形状の絶縁部２４と、絶縁部２４の厚さ方向の第１面２４ａ側に設けられた接着層２６と、を備えている。異方導電性コネクタ３は、貼付け部２２を備えていることで、電子デバイス部品、モジュール部品等の基板の電極が設けられた側に接着層２６を介して直に貼り付けることができる。また、基板に異方導電性コネクタ３を貼り付けてそれらを一体に扱うことができるため、実装機等を用いた自動実装にも容易に適用できる。

近年は電子機器の省スペース化に伴って電子デバイス部品やモジュール部品がコンパクト化されており、また実装強度を高める目的でダミー電極（ホールドダウン）が用いられることから電極の数も多いため、電極同士の位置決めが難しい。さらに、多電極を要する電子デバイス部品、モジュール部品等では、実装後の機能確認時に不良があるとリペア作業が非常に大変である。しかし、接着層２６を介して貼り付ける異方導電性コネクタ３であれば、はんだ実装に比べて位置決めが容易であり、またリペア作業での交換も容易である。

絶縁部２４の形状及び寸法は、適宜設定すればよく、例えば、縦２ｍｍ以上５０ｍｍ以下、横５ｍｍ以上１００ｍｍ以下の矩形とすることができる。
絶縁部２４を構成する材料は、絶縁部１６を構成する材料と同じ絶縁性を有する弾性材料を例示でき、好ましい態様も同じである。

接着層２６を形成する接着剤としては、特に限定されず、例えば、公知の硬化型接着剤を例示できる。接着層２６を形成する接着剤は、１種でもよく、２種以上でもよい。
接着層２６の厚さは、異方導電性コネクタ３を安定して基板に貼る付けることができる範囲で設定すればよく、例えば０．０１ｍｍ以上０．０４ｍｍ以下とすることができる。接着層２６の厚さは、任意に選択した１０箇所で測定した値の平均値として求められる。

［フレーム付き異方導電性コネクタ］
本発明の異方導電性コネクタには、その周囲に位置決めのためのフレームが結合されていてもよい。
フレーム付き異方導電性コネクタの一例の概略構成を図８に示す。
フレーム付き異方導電性コネクタ４は、異方導電性コネクタ１の周囲に、全周にわたって環状のフレーム３０が結合されている。

フレーム３０は、中央の領域が矩形に打ち抜かれており、この領域に接着材３２を介して異方導電性コネクタ１が結合されている。異方導電性コネクタ１の上面とフレーム３０の上面とは互いにほぼ平行な面となっている。
フレーム３０には、複数の貫通孔３４が設けられている。フレーム付き異方導電性コネクタ４を基板等に実装する際には、例えばフレーム３０の貫通孔３４に位置決めピンを通して固定することにより、基板等への実装を容易に行うことができる。

フレーム３０の平面視形状は、図８に示す例では矩形であるが、限定されるものではない。フレーム３０は、異方導電性コネクタ１の全周を囲う環状には限定されず、異方導電性コネクタ１の周囲の１箇所又は複数箇所に部分的に結合されているものであってもよい。
フレーム３０のサイズは、異方導電性コネクタ１を実装する対象に応じて適宜設計すればよい。
フレーム３０の材質は特に限定されず、例えば樹脂製のフレーム、金属製のフレーム等とすることができる。

接着材３２は接着剤の硬化物であり、異方導電性コネクタ１の使用温度域において硬化状態を安定に保つ耐熱性、耐寒性を有するものが選択される。具体的には、例えば、アクリル樹脂、シリコーン、アクリル変性シリコーン、シアノアクリレート樹脂を例示できる。
フレーム３０における接着材３２の接着面には、予めプライマー処理を施し、接着力を高めてもよい。

フレーム付き異方導電性コネクタの製造方法は、特に限定されず、本発明の異方導電性コネクタを用いる以外は公知の方法を利用することができる。
なお、本発明のフレーム付き異方導電性コネクタは、本発明の異方導電性コネクタを備えるものであれば、前記したフレーム付き異方導電性コネクタ４には限定されず、適用する電子デバイス部品、モジュール部品等に応じて適宜設計を変更できる。

［コネクタ実装体］
本発明の異方導電性コネクタは、電子デバイス部品、モジュール部品等の基板間の接続に用いることができる。
図９は、本発明の異方導電性コネクタを実装したコネクタ実装体の一例を示した斜視図である。

図９に示す例のコネクタ実装体５は、第１回路基板４０と、異方導電性コネクタ１と、異方導電性コネクタ１の外周部分を第１回路基板４０上に固定するためのホルダー４２と、第２回路基板４４と、プレート４６と、を備えている。

第１回路基板４０としては、特に限定されず、例えばプリント配線基板を用いることができる。この例では、第１回路基板４０はプレート４６上に配置されているが、この態様に限定されるものではない。
プレート４６の材質は特に限定されず、樹脂製であってもよく、金属製であってもよい。

ホルダー４２は、矩形の枠状における一辺に一部が欠けた欠け部分４２ａを有するＣ字状になっている。なお、ホルダー４２の形状は、この例の形状は限定されず、例えば欠け部分のない枠状であってもよい。
ホルダー４２の材質は特に限定されず、樹脂製であってもよく、金属製であってもよい。

コネクタ実装体５では、第１回路基板４０上に異方導電性コネクタ１が配置され、さらにその上にホルダー４２が配置された状態で、ボルト４３がホルダー４２のボルト孔に螺挿されている。これにより、異方導電性コネクタ１の外周部分が第１回路基板４０とホルダー４２で挟持されることで、異方導電性コネクタ１が第１回路基板４０上に固定されている。

異方導電性コネクタ１の第１回路基板４０とは反対側における、ホルダー４２が接していないＴ字状の領域には、それと相補的なＴ字状部分を有する第２回路基板４４が嵌まり込むように配置されて圧接されている。この状態では、第１回路基板４０の電極と第２回路基板４４の電極とが異方導電性コネクタ１の銀線によって電気的に接続される。

第２回路基板４４としては、特に限定されず、例えばフレキシブルプリント配線基板を用いることができる。第２回路基板４４におけるホルダー４２の欠け部分４２ａから外側に延びる部分の末端は適宜モジュール部品と接続される。

コネクタ実装体の製造方法は、特に限定されず、本発明の異方導電性コネクタを用いる以外は公知の方法を利用することができる。

なお、本発明のコネクタ実装体は、本発明の異方導電性コネクタを備えるものであれば、前記したコネクタ実装体５には限定されず、適用する電子デバイス部品、モジュール部品等に応じて適宜設計を変更できる。
例えば、本発明のコネクタ実装体においては、欠け部分のない枠状のホルダーを用いて異方導電性コネクタを第１回路基板に固定し、ホルダーの内側に第２回路基板を配置して異方導電性コネクタに圧接してもよい。
本発明のコネクタ実装体は、フレーム付き異方導電性コネクタを備えるものであってもよい。より具体的には、位置決めピン等によってフレーム付き異方導電性コネクタが第１回路基板に固定され、そのフレーム付き異方導電性コネクタの第１回路基板とは反対側に第２回路基板が圧接されているコネクタ実装体であってもよい。

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。

［圧縮量に対する荷重及び抵抗値］
異方導電性コネクタに対し、自動荷重試験機ＭＡＸ－１ＫＮ－Ｍ（日本計測システム株式会社製）を用いて、圧縮量に対する荷重及び抵抗値を測定した。測定においては、フラットな測定基板上に異方導電性コネクタを配置し、直径０．５ｍｍの圧縮先端子を上方から異方導電性コネクタに接触させ、圧縮先端子に０．００５Ｎの力が掛かる位置をゼロ位置として圧縮を行った。圧縮速度は０．３ｍｍ／分とし、ロードセルには１０Ｎを使用した。

［信頼性試験］
異方導電性コネクタに対し、導電線と電極が接するように一方の側から基板電極を押し当て、該異方導電性コネクタを厚さ方向に０．４７５ｍｍ（１５％）圧縮した状態として、以下の高温試験、高温高湿試験、及び熱衝撃試験を実施した。

（１）高温試験
小型環境試験機ＳＨ－２４２（エスペック株式会社製）を用いて、異方導電性コネクタに対して高温試験を行った。試験条件は、温度を１２５℃とした。試験中、定期的に試験機から異方導電性コネクタを取り出して抵抗値を測定し、試験時間は最長で１００８時間とした。

（２）高温高湿試験
小型環境試験機ＳＨ－２４２（エスペック株式会社製）を用いて、異方導電性コネクタに対して高温高湿試験を行った。試験条件は、温度を８５℃、湿度を８５％ＲＨとした。試験中、定期的に試験機から異方導電性コネクタを取り出して抵抗値を測定し、試験時間は最長で１００８時間とした。

（３）熱衝撃試験
小型冷熱衝撃装置ＴＳＥ－１２－Ａ（エスペック株式会社製）を用いて、異方導電性コネクタに対して熱衝撃試験を行った。試験では、－４０℃まで冷却して０．５時間保持し、１２５℃まで加熱して０．５時間保持するサイクルを繰り返し実施した。試験中、定期的に異方導電性コネクタの抵抗値を測定し、試験時間は最長で１００８時間（１００８サイクル）とした。

［例１］
ポリエステルフィルム（基材）の上に未硬化のシリコーンゴム（信越化学工業社製）からなる厚さ約０．０２５ｍｍの塗膜（第１絶縁層）を形成し、この塗膜上に直径２３μｍの導電線を０．０５ｍｍ程度の間隔でそれぞれ平行に配置した。導電線としては、ベリリウム銅線の外周に下地ニッケル層、表層に金めっき層（被覆層）が形成されたものを使用した。シリコーンゴムによって、これら導電線を覆う厚さ約０．０２５ｍｍの塗膜（第２絶縁層）を形成し、加熱硬化してコアシートを得た。同様に複数枚のコアシートを作成して、それらを接着剤により、互いの導電線の長さ方向が平行に揃うように積層してシート積層体を得た。
前記シート積層体を各導電線の長さ方向に垂直な方向にスライスカットすることにより、絶縁部の長さ方向と幅方向の導電線のピッチがいずれも０．０５ｍｍであり、厚さが０．３ｍｍである異方導電性コネクタを得た。
得られた異方導電性コネクタについて、自動荷重試験機を用いて厚さ方向に０．０６ｍｍ（２０％）圧縮したときの荷重及び抵抗値を測定した。その結果を図１０に示す。

［例２］
導電線として、ベリリウム銅線の代わりに銀線を用いた以外は、例１と同様にして異方導電性コネクタを作成した。
得られた異方導電性コネクタについて、自動荷重試験機を用いて厚さ方向に０．０６ｍｍ（２０％）圧縮したときの荷重及び抵抗値を測定した。その結果を図１１に示す。

図１０及び図１１に示すように、銀線を用いた例２の異方導電性コネクタは、ベリリウム銅線を用いた例１の異方導電性コネクタに比べて、圧縮時の荷重が小さく柔軟であり、また圧縮による抵抗値の上昇も小さかった。

［例３］
ポリエステルフィルム（基材）の上に未硬化のシリコーンゴム（信越化学工業社製）からなる厚さ約０．３ｍｍの塗膜（第１絶縁層）を形成し、この塗膜上に直径４０μｍの導電線を０．２ｍｍ程度の間隔でそれぞれ平行に配置した。導電線としては、真鍮線の外周に下地ニッケル層、表層に金めっき層（被覆層）が形成されたものを使用した。シリコーンゴムによって、これら導電線を覆う厚さ約０．３ｍｍの塗膜（第２絶縁層）を形成し、加熱硬化してコアシートを得た。同様に複数枚のコアシートを作成して、それらを接着剤により、互いの導電線の長さ方向が平行に揃うように積層してシート積層体を得た。
前記シート積層体を各導電線の長さ方向に垂直な方向にスライスカットすることにより、絶縁部の長さ方向と幅方向の導電線のピッチがそれぞれ０．２ｍｍ、０．６ｍｍであり、厚さが１．０ｍｍである異方導電性コネクタを得た。
得られた異方導電性コネクタについて、高温試験、高温高湿試験、及び熱衝撃試験を実施し、各試験中の抵抗値を測定した。いずれの試験においても、異方導電性コネクタの厚さ方向の圧縮率は２０％とし、任意の３箇所の導電線（ｐｏｓｉｔｉｏｎ１～３）に対して測定を行った。その結果を図１２～１４に示す。また、各試験後の異方導電性コネクタについて、絶縁部表面の導電線の周辺部をＣＣＤカメラで観察した結果を図１８に示し、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により観察した結果を図１９に示す。また、各試験に用いた基板電極の表面をＳＥＭにより観察した結果を図２０に示す。

［例４］
導電線として、真鍮線の代わりに銀線を用いた以外は、例３と同様にして異方導電性コネクタを作成した。
得られた異方導電性コネクタについて、高温試験、高温高湿試験、及び熱衝撃試験を実施し、各試験中の抵抗値を測定した。その結果を図１５～１７に示す。また、各試験後の異方導電性コネクタについて、絶縁部表面の導電線の周辺部をＣＣＤカメラで観察した結果を図１８に示し、ＳＥＭにより観察した結果を図１９に示す。また、各試験に用いた基板電極の表面をＳＥＭにより観察した結果を図２０に示す。

図１２～図１７に示すように、高温試験、高温高湿試験、及び熱衝撃試験のいずれにおいても、銀線を用いた例４の異方導電性コネクタは、真鍮線を用いた例３の異方導電性コネクタに比べて抵抗値の上昇が抑制されていた。
図１８に示すように、真鍮線を用いた例３の異方導電性コネクタでは、特に熱衝撃試験後において真鍮線周辺に黒色異物が蓄積したが、銀線を用いた例４の異方導電性コネクタでは、このような黒色異物は蓄積しなかった。この黒色異物は、熱衝撃試験の低温と高温のサイクルにおいてコネクタが膨張と収縮を繰り返し、基板電極と導電線との微摺動摩耗による摩耗残渣である。
また、図１９に示すように、真鍮線を用いた例３の異方導電性コネクタでは、信頼性試験後に真鍮線の端部が絶縁部に埋没したが、銀線を用いた例４の異方導電性コネクタでは、信頼性試験後も銀線の端部が露出していた。
また、図２０に示すように、真鍮線を用いた例３の異方導電性コネクタでは、信頼性試験後の基板電極に摩擦痕が見られたが、銀線を用いた例４の異方導電性コネクタでは、信頼性試験後の基板電極に摩擦痕は見られなかった。
以上のように、銀線を用いた例４の異方導電性コネクタは、真鍮線を用いた例３の異方導電性コネクタに比べて信頼性が高かった。

［例５］
１本の金属線を直流定電流電源（菊水電子工業社製ＰＡＮ１６－１０）と接続して電流を印加し、デジタル温度計を用いて金属線の温度を測定した。電流値は０Ａから０．１Ａまでは０．０１Ａずつ増加させ、０．１Ａから０．５Ａまでは０．０２Ａずつ増加させ、各電流値において３分間ずつ電流を流した。
金属線として、直径３０μｍの銀線、直径４０μｍの銀線、直径３０μｍの真鍮線、直径４０μｍの真鍮線をそれぞれ用いて試験を行った。
金属線への印加電流に対する金属線の温度変化を示すグラフを図２１に示す。

図２１に示すように、真鍮線に比べて、銀線は電流が流れた状態で温度が上昇しにくかった。また、銀線は、印加電流が０．１５Ａ以下の範囲では温度が室温程度までしか上がらなかった。
また、電流印加時の温度の経時変化を確認したところ、真鍮線に比べて銀線の方が温度変化の上下の振れが小さい傾向があった。
以上のように、銀線を用いた異方導電性コネクタを実装した部品は温度が上昇しにくい点で有利である。

１～３…異方導電性コネクタ、４…フレーム付き異方導電性コネクタ、５…コネクタ実装体、１０，１０Ａ…導電部、１２…導電帯部、１４…接着部、１６…絶縁部、１８…銀線、２０…絶縁部、２２…貼付け部、２４…絶縁部、２６…接着層、３０…フレーム、３２…接着材、３４…貫通孔、４０…第１回路基板、４２…ホルダー、４４…第２回路基板、４６…プレート。

Claims (6)

1. 絶縁性を有する弾性材料からなる帯状の絶縁部と、前記絶縁部の厚さ方向の第１面から第２面まで貫通し、かつ前記絶縁部の長さ方向に一定のピッチで配列された複数の銀線と、を備える、異方導電性コネクタ。
2. ＪＩＳ Ｚ ２２４１に従って測定される前記銀線の引張強度が２００Ｎ／ｍｍ^２以上３８０Ｎ／ｍｍ^２以下である、請求項１に記載の異方導電性コネクタ。
3. 前記銀線の側面に金めっき膜が形成されている、請求項１に記載の異方導電性コネクタ。
4. 前記絶縁部の圧縮永久歪が２０％以下である、請求項１に記載の異方導電性コネクタ。
5. 請求項１～４のいずれか一項に記載の異方導電性コネクタの周囲の少なくとも一部に、位置決め用のフレームが結合されている、フレーム付き異方導電性コネクタ。
6. 第１回路基板と、請求項１～４のいずれか一項に記載の異方導電性コネクタと、前記異方導電性コネクタの外周部分の少なくとも一部を前記第１回路基板上に固定するためのホルダーと、第２回路基板と、を備え、
   前記異方導電性コネクタの前記第１回路基板とは反対側における、前記ホルダーが接していない領域に前記第２回路基板が圧接されている、コネクタ実装体。

Images