JP2007287654A

JP2007287654A - 接続装置

Info

Publication number: JP2007287654A
Application number: JP2006277669A
Authority: JP
Inventors: Katsuichi Oba; 克一大場
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2007-11-01
Also published as: CN101043793A; CN101043793B

Abstract

【課題】特に、複数の導電パターン間の狭ピッチ化においても、耐マイグレーション性を向上させることが出来るとともに、電極間の導通性及び前記支持体上にて隣り合う前記導電パターン間の絶縁性を十分に確保することが可能な接続装置を提供することを目的としている。
【解決手段】導電パターン７上、及び導電パターン７間の絶縁基板３上を、第１の導電性粒子１２及び絶縁粒子１３と、前記第１の導電性粒子１２及び絶縁粒子１３の周囲を埋める樹脂層１１とを有してなる前記被覆膜１０で覆っており、これにより、前記導電パターン７間の狭ピッチ化によっても効果的に、耐マイグレーション性を向上させることが可能である。また、前記第１電極７ａと前記第２電極１４間を適切に前記第１の導電性粒子１２によって電気的に接続させることが出来るとともに、前記導電パターン７間を適切に絶縁できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、特に、支持体上に形成された複数の導電パターン間の狭ピッチ化においても、耐マイグレーション性を向上させることが出来るとともに、接続時に前記導電パターン上に対向配置する電極間の導通性及び前記支持体上にて隣り合う前記導電パターン間の絶縁性を十分に確保することが可能な接続装置に関する。

従来から、各種電子機器の電気回路を接続するためにコネクタが使用されている。前記コネクタは、絶縁基板の表面に複数本の導電パターン（配線部材）を形成して成る第一コネクタ（オス型コネクタ）と、挿入部を有する第二コネクタ（メス型コネクタ）を具備して構成される。

前記コネクタの小型化に伴って、前記導電パターン間の狭ピッチ化が促進される。このとき従来では例えば、前記導電パターンは、導電性粒子としてＡｇ粒子を、バインダー樹脂としてポリエステル樹脂を有して成る導電塗膜で形成されていた。

しかし、電流・電圧の存在下において、Ａｇ粒子によるマイグレーションが生じ、上記した狭ピッチ化が促進されることで、前記導電パターン間が短絡したり、あるいは断線するといった問題があった。また上記導電塗膜で形成された導電パターンは表面が軟質であるため、コネクタの挿抜によって前記導電塗膜が剥がれやすいといった問題もあった。
特開２００４−３１９８８２号公報特開２００２−７５４８８号公報特開２００２−２８５１３５号公報特開２００１―１３５１４１号公報

そこで、従来では、前記導電パターンには、耐マイグレーション性に優れた導電塗膜を使用することがあった。例えば、表面にＡｕメッキを施したＮｉ粒子とフェノール樹脂とを有して成る導電塗膜、表面にＡｕメッキを施したＮｉ粒子とアクリル樹脂とブロックイソシアネート（硬化剤）とを有してなる導電塗膜等を使用した。

しかし、上記導電塗膜では、Ａｇ粒子とポリエステル樹脂とを有してなる導電塗膜に場合に比べて比抵抗が高くなるために、効果的に前記導電パターンの幅寸法を小さくできず、コネクタの小型化を促進できなかった。また折り曲げ性も悪いといった問題があった。

特許文献１には、基材本体上に露出された接続端子上及び基材本体上に、耐水性を有する異方導電性フィルムを圧着した発明が開示されている。

しかし特許文献１では、異方導電性フィルム中に含まれる導電性粒子の分散性を高めるための具体的手段が開示されていない。すなわち異方導電性フィルム中に含まれる導電性粒子は夫々が接触していると導電パターン間が前記導電性粒子によって短絡してしまう。したがって前記導電性粒子の分散性は極めて重要であるが、どのようにして前記導電性粒子の分散性を高めているか定かでない。

また特許文献１では、前記異方導電性フィルムに含まれる導電性粒子の含有量はさほど多くできない。多くすると前記導電パターン間の絶縁性を十分に確保できないからである。しかし、前記導電性粒子の含有量を減らすことで、前記導電性粒子と被接触体（特許文献１に示す接続端子１２）との接触性は低下するため、前記導電性粒子と前記被接触体間の接触性を十分に確保する工夫が必要である。

また上記特許文献２〜４に記載された発明は、いずれも異方導電性接着剤に関する発明で、上記したような挿抜可能なコネクタに使用するものではない。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するものであり、特に、支持体上に形成された複数の導電パターン間の狭ピッチ化においても、耐マイグレーション性を向上させることが出来るとともに、接続時に前記導電パターン上に対向配置する電極間の導通性及び前記支持体上にて隣り合う前記導電パターン間の絶縁性を十分に確保することが可能な接続装置を提供することを目的としている。

本発明における接続装置は、
第１支持体と、前記第１支持体上に形成された少なくとも第１電極を有する複数の導電パターンとを有し、
前記導電パターン上及び前記導電パターン間の第１支持体上は、第１の導電性粒子、絶縁粒子及び樹脂層とを有してなる被覆膜で覆われており、前記第１の導電性粒子及び前記絶縁粒子は、前記導電パターン上及び前記第１支持体上に点在し、前記樹脂層は、前記第１の導電性粒子及び前記絶縁粒子の周囲を埋めており、
前記第１電極は前記第１電極上に対向配置する第２電極との間で前記第１の導電性粒子を介して電気的に接続可能とされ、前記導電パターン間は、樹脂層及び前記絶縁粒子により絶縁されていることを特徴とするものである。

本発明では上記のように、前記導電パターン上、及び導電パターン間の第１支持体上を、点在する第１の導電性粒子及び絶縁粒子と、前記第１の導電性粒子及び絶縁粒子の周囲を埋める絶縁層とを有してなる前記被覆膜で覆っており、これにより、前記導電パターン間の狭ピッチ化によっても効果的に、耐マイグレーション性を向上させることが可能である。

また、前記被覆膜には、前記第１の導電性粒子が含有されているが、さらに絶縁粒子も含むことで前記被覆膜中での前記第１導電性粒子の分散性はより均一になる。よって、第１電極と第２電極間を適切に前記第１の導電性粒子により電気的に接続させることが出来るとともに、前記第１支持体上にて隣り合う前記導電パターン間を適切に絶縁できる。したがって電気安定性に優れた接続装置にできる。

本発明では、前記第１の導電性粒子の平均粒径は、前記絶縁粒子の平均粒径よりも大きいことが好ましい。これにより、前記第１電極と第２電極間を前記第１の導電性粒子を介して適切に接続できる。

また本発明では、前記第１の導電性粒子の平均粒径は、前記樹脂層の平均膜厚よりも大きいことが好ましい。すなわち複数個の第１の導電性粒子が膜厚方向に連なること無しに、導電パターン上に配置された夫々の第１の導電性粒子を前記樹脂層の表面から露出させることができる。よって前記第１電極と第２電極間を前記第１の導電性粒子を介して適切に接続でき、また前記第１電極と第２電極間の接触抵抗を小さくできる。

また本発明では、前記第１の導電性粒子の平均粒径は５〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。また、前記第１の導電性粒子は、表面にＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＡｕがメッキされたＰｄ粒子、Ａｇ−Ｐｄ合金粒子、表面にＰｄがメッキ形成され、さらにＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＡｕがメッキされたＰｄ粒子、Ａｇ−Ｐｄ合金粒子、表面にＡｕがメッキ形成された樹脂から選択された少なくともいずれか１種であることが好ましい。

また本発明では、前記第１の導電性粒子の含有量は、前記被覆膜中、１〜１５体積％の範囲内であることが好ましい。

また、前記絶縁粒子の平均粒径は１〜８μｍの範囲内であることが好ましい。また、前記絶縁粒子の含有量は、前記被覆膜中、５〜４０体積％であることが好ましい。また、前記絶縁粒子は、シリカ、ガラスビーズ、樹脂のうち少なくともいずれか１種を含むことが好ましい。

また本発明では、前記樹脂層の平均膜厚は３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、折り曲げ性を良好に出来る。

また本発明では、前記樹脂層は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂から選択された少なくともいずれか１種で前記導電パターンより硬質であることが好ましい。これにより前記被覆膜の表面を硬質にでき、前記被覆膜の耐剥離性を向上させることが出来る。

また本発明では、前記導電パターンは、Ａｇ粒子からなる第２の導電性粒子と、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のうち少なくともいずれか１種のバインダー樹脂とを有して構成されることが好ましい。前記導電パターンを低抵抗で形成できる。したがって前記導電パターンの幅寸法を細くしても抵抗値の上昇を抑制でき、その結果、前記接続装置の小型化を促進できる。また、前記導電パターンの折り曲げ性を向上させることが出来る。

本発明では、前記接続装置は、さらに、前記第２電極と、前記第２電極を支持する第２支持体とを、備えており、
少なくとも前記第２支持体と、前記第１電極上を除く前記被覆膜との間が非導電性の熱硬化性接着剤で接着固定されている構成でもよい。このとき、前記熱硬化性接着剤は非導電性ペースト（ＮＣＰ）、あるいは非導電性フィルム（ＮＣＦ）であることが好適である。

特に、本発明では、前記熱硬化性接着剤は、前記第１電極上に設けられた前記被覆膜と前記第２電極間の隙間にも介在するように構成でき、これにより、前記第１支持体と第２支持体間の接着を強固にすることが出来る。

また本発明では、前記第１電極上の少なくとも一部には前記被覆膜を介して導電性の表面部材が設けられており、前記表面部材には、少なくともＡｇ粒子よりも耐マイグレーション性に優れた第３の導電性粒子が含有されていることが好ましい。これにより前記第１電極と第２電極間の電気接続性を良好に出来る。また前記表面部材には、Ａｇ粒子よりも耐マイグレーション性に優れた導電性粒子が含まれることで前記表面部材のマイグレーションの発生を抑制できる。

また本発明では、少なくとも前記第１電極を除く前記第１支持体上には絶縁膜が形成され、前記被覆膜は、前記絶縁膜に覆われていない前記第１電極上から前記絶縁膜上にかけて形成されていることが好ましい。これにより、より適切に導電派パターンのマイグレーションの発生を抑制できるとともに、前記導電パターン間の良好な絶縁性を確保できる。

本発明では、導電パターン上、及び導電パターン間の第１支持体上を、点在する第１の導電性粒子及び絶縁粒子と、前記第１の導電性粒子及び絶縁粒子の周囲を埋める絶縁層とを有してなる前記被覆膜で覆っており、これにより、前記導電パターン間の狭ピッチ化によっても効果的に、耐マイグレーション性を向上させることが可能である。

また、前記被覆膜には、前記第１の導電性粒子が含有されているが、さらに絶縁粒子も含むことで前記被覆膜中での前記第１導電性粒子の分散性はより均一になる。よって、第１電極と第２電極間を適切に前記第１の導電性粒子により電気的に接続させることが出来るとともに、前記導電パターン間を適切に絶縁できる。したがって電気安定性に優れた接続装置にできる。

図１は、第１コネクタ（接続装置）と前記第１コネクタを接続する第２コネクタとを示す部分斜視図、図２は、前記第１コネクタの先端付近の部分拡大平面図（ただし被覆膜を除いた状態の平面図である）、図３は、前記第１コネクタを前記第２コネクタに接続した状態で、図２に示すＡ−Ａ線から切断し矢印方向から示した第１の実施形態における第１コネクタ及び第２コネクタの部分拡大断面図、図４は第２の実施形態における第１コネクタ及び第２コネクタの部分拡大断面図、図５は図４に示す第１コネクタの部分平面図、図６は第３の実施形態における第１コネクタ及び第２コネクタの部分拡大断面図、図７は、図６に示す第１コネクタの部分平面図（ただし表面部材、及び被覆膜を除いた状態での平面図）、である。

図１に示す第１コネクタ（オス型コネクタ）１を構成する絶縁基板（第１支持体）３は、図３に示す積層構造で形成される。すなわち前記絶縁基板３は、可撓性を有する樹脂フィルム６と、接着剤あるいは粘着剤等の接合材５を介して前記樹脂フィルム６の裏面に設けられる補強板（例えば合成樹脂板）４との積層構造である。前記絶縁基板３の構造は図３に示す構造に限定されない。

前記絶縁基板３上には、多数本の導電パターン７がスクリーン印刷等によりパターン形成されている。

前記導電パターン７上には前記絶縁基板３の先端に設けられる接続領域Ｂを除いて、レジスト等の絶縁材料で形成された保護部材８が設けられている。

ここで接続領域Ｂの領域の設定は任意に設定できる。例えば前記保護部材８に覆われていない部分を接続領域Ｂとして設定する。また、図１では前記第１コネクタ１の先端にのみ前記接続領域Ｂが設けられているが、前記接続領域Ｂが複数あってもよい。例えば前記第１コネクタ１の先端及び後端に前記接続領域Ｂが形成される。

図２に示すように前記導電パターン７は、第１電極７ａと前記第１電極７ａと接続される配線部７ｂとで構成される。前記第１電極７ａと前記配線部７ｂは一体で形成される。このうち前記第１電極７ａは、前記接続領域Ｂに現れる。前記第１電極７ａは、第２コネクタ２の挿入口２ａ内に設けられる第２電極１４と電気的に接続される部分である。また、前記接続領域Ｂには前記配線部７ｂの一部も現れている。

図３に示すように、前記第１電極７ａの幅寸法はＴ１で形成され、前記配線部７ｂの幅寸法はＴ２で形成され、前記第１電極７ａと前記配線部７ｂ間の間隔はＴ３で形成される。

前記第１電極７ａと前記配線部７ｂとを別の導電塗膜で形成することも可能である（すなわち一体型でない）が、本実施形態では、前記第１電極７ａと前記配線部７ｂは共通の導電塗膜で形成されることが好ましい。前記第１電極７ａ及び前記配線部７ｂは、Ａｇ粒子からなる第２の導電性粒子と、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のうち少なくともいずれか１種のバインダー樹脂とを有して構成される。前記第２の導電性粒子は、Ａｇ粒子で形成され、前記バインダー樹脂はポリエステル樹脂で形成されることがより好ましい。これにより前記導電パターン７の比抵抗を低くでき、しかも前記導電パターン７の折り曲げ性も良好に出来る。前記第２導電性粒子は、前記導電パターン７中、３０〜５０体積％含まれることが好ましい。残りの体積％がほぼ前記バインダー樹脂の含有量である。前記第２の導電性粒子の平均粒径は、０．５〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。このように前記第２の導電性粒子は、後述する第１の導電性粒子の平均粒径よりも十分に小さい。前記第２導電性粒子及びバインダー樹脂は、溶剤中に混合された導電ペーストとしてスクリーン印刷等によって前記導電パターン７の形状にパターン形成された後、熱処理によって前記溶剤が除去されて前記バインダー樹脂が熱硬化したものである。このように本実施形態では、前記導電パターン７全てを同じ材質で形成できるから製造工程を容易化できる。しかもＡｇ塗膜で形成することで、前記導電パターン７の電気特性及び折り曲げ性等の諸特性を良好に出来る。問題はマイグレーションであるが、本実施形態では後述する被覆膜１０を設けることで前記マイグレーションの問題を解決している。

図２に示す接続領域Ｂの導電パターン７上、及び前記導電パターン７間の絶縁基板３上には被覆膜１０が設けられている。前記被覆膜１０について詳しく説明する。

本実施形態では、前記被覆膜１０は、第１の導電性粒子１２、絶縁粒子１３及び樹脂層１１を有して構成される。図２に示すように、前記第１の導電性粒子１２及び絶縁粒子１３は、前記導電パターン７上及び前記絶縁基板３上に多数点在し、前記樹脂層１１は、前記第１の導電性粒子１２及び絶縁粒子１３の周囲を埋めている。前記被覆膜１０により前記接続領域Ｂでの導電パターン７上及び前記導電パターン７間の絶縁基板３上を覆うことで、前記導電パターン７にＡｇ塗膜を使用しても前記導電パターン７のマイグレーション発生を適切に抑制できる。ここで言うマイグレーションとはイオンマイグレーションである。

前記第１の導電性粒子１２は、前記接続領域Ｂ全体に満遍なく点在している。前記第１の導電性粒子１２は各第１電極７ａ上に最低１個以上設けられ、夫々の第１の導電性粒子１２は前記第１電極７ａ上に接している。また、前記第１の導電性粒子１２は前記被覆膜１０の表面から露出している。

図３に示すように、前記第１の導電性粒子１２の平均粒径Ｔ４は、前記絶縁粒子１３の平均粒径Ｔ５に比べて大きい。図３には全ての粒子に符号をつけていないが、粒径の大きい粒子が第１の導電性粒子１２（斜線で示す）であり、粒径の小さい粒子が絶縁粒子１３（ドット状で示す）である。

また前記第１の導電性粒子１２の平均粒径Ｔ４は前記樹脂層１１の平均膜厚Ｔ６よりも大きいことが好ましい。前記第１の導電性粒子１２の平均粒径Ｔ４は、５〜１５μｍの範囲内であることが好ましい。また、前記第１の導電性粒子１２は、前記導電パターン７中に含まれる第２の導電性粒子（例えばＡｇ粒子）に比べて耐マイグレーション性に優れる材質で形成されることが好ましい。前記第１の導電性粒子１２は、表面にＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＰｄがメッキ形成され、さらにＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＡｕがメッキされたＰｄ粒子、Ａｇ−Ｐｄ合金粒子、表面にＡｕがメッキ形成された樹脂から選択された少なくともいずれか１種であることが好ましい。前記樹脂はプラスチックであることが好ましい。

前記第１の導電性粒子１２は前記被覆膜１０中に満遍なく点在しており、前記第１の導電性粒子１２どうしは接触していない。前記第１の導電性粒子１２の前記被覆膜１０中における分散性を高めるため本実施形態では、前記被覆膜１０中に絶縁粒子１３を加えている。前記絶縁粒子１３を加えることで、導電ペースト中での前記第１の導電性粒子１２の分散性を高めることが出来る。このため前記導電ペーストを被覆膜１０の形状にスクリーン印刷し、熱処理して前記被覆膜１０を形成したとき、前記被覆膜１０中において、第１の導電性粒子１２の密度が密な領域と疎な領域とに分かれることはない。前記第１の導電性粒子１２の密度が密な領域が前記導電パターン７上にのみ形成されればよいが、前記導電パターン７間の絶縁基板３上に形成されると前記導電パターン７間が短絡しやすくなるので、前記第１の導電性粒子１２の分散性を高めることは極めて重要である。

前記第１の導電性粒子１２の前記被覆膜１０中における含有量は、１〜１５質量％の範囲内であることが好ましい。前記第１の導電性粒子１２の含有量が少なすぎると、前記第１電極７ａ上に乗る前記第１の導電性粒子１２の数が少なくなりすぎ、前記第１電極７ａと第２電極１４間の導通性は低下する。また前記第１の導電性粒子１２の含有量が多すぎると、前記導電パターン７間が前記第１の導電性粒子１２を介して短絡しやすくなる。

上記したように前記第１の導電性粒子１２の平均粒径Ｔ４は、前記絶縁粒子１３の平均粒径Ｔ５よりも大きく、また前記樹脂層１１の平均膜厚Ｔ６よりも大きい。これにより前記第１の導電性粒子１２の表面が、前記樹脂層１１の表面から露出するとともに前記樹脂層１１の表面や前記絶縁粒子１３の表面よりも上方に突出する。その結果、前記第１電極７ａと第２電極１４とが前記第１の導電性粒子１２を介して良好に導通接続する。また複数の第１の導電性粒子１２が膜厚方向に連なった状態で、前記第１電極７ａと前記第２電極１４とが導通接続するわけでなく、前記第１電極７ａと前記第２電極１４間には膜厚方向にせいぜい一個の第１の導電性粒子１２が存在するだけなので、前記被覆膜１０を介した第１電極７ａと第２電極１４間の抵抗値はさほど大きくならない（接触抵抗を小さくできる）。

前記絶縁粒子１３の平均粒径Ｔ５は、１〜８μｍの範囲内であることが好ましい。前記絶縁粒子１３が上記範囲よりも小さくなると、導電ペースト中での前記第１の導電性粒子１２の分散性を適切に高めることが出来ない。その結果、前記被覆膜１０中での前記第１の導電性粒子１２の分散性も低下する。また、前記絶縁粒子１３の平均粒径が上記範囲より大きくなると前記絶縁粒子１３の樹脂層１１表面からの突出量が大きくなり、前記被覆膜１０を介した第２電極１４と第１電極７ａ間の導通性が低下する。

また前記絶縁粒子１３の含有量は、前記被覆膜中、５〜４０体積％であることが好ましい。前記絶縁粒子１３の含有量が上記範囲を下回ると、前記導電ペースト中での前記第１の導電性粒子１２の分散性を適切に高めることが出来ない。その結果、前記被覆膜１０中での前記第１の導電性粒子１２の分散性は低下する。さらに、前記導電パターン７間の絶縁性が低下する。また、前記絶縁粒子１３の含有量が上記範囲より大きくなると、前記第１の導電性粒子１２の含有量が減るため、前記被覆膜１０を介した第１電極７ａと前記第２電極１４間の導通性は低下する。

また本実施形態では、前記絶縁粒子１３は、シリカ、ガラスビーズ、樹脂のうち少なくともいずれか１種を含むことが好ましい。前記樹脂はプラスチックであることが好ましい。前記絶縁粒子１３は無機材料、有機材料の別を問わない。ここで言う絶縁粒子とは電気を通さない粒子である。例えば中心は導電性の粒子でその周囲が絶縁層で覆われ、電気を通すことがない粒子であれば絶縁粒子となる。

図３に示す実施形態では、前記第１の導電性粒子１２及び前記絶縁粒子１３は球状であるが、球状であることに限定されない。例えば楕円体、あるいは鱗片状等、特に形状を限定するものでないが、特に前記第１の導電性粒子１２は、球状であることが好ましい。これにより、前記第１電極７ａと第２電極１４間の導通性を良好に出来る。なお球状でない場合の「平均粒径」とは長いほうの辺の平均長さである。

前記樹脂層１１の平均膜厚Ｔ６は３〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。前記樹脂層１１の平均膜厚Ｔ６が小さすぎるとバインダー樹脂として適切に機能せず、コネクタの挿抜を繰り返すと、前記第１の導電性粒子１２が脆く剥がれやすい。また前記樹脂層１１の平均膜厚Ｔ６が大きすぎると、前記第１の導電性粒子１２が前記樹脂層１１内に埋まりやすくなり前記第１電極７ａと前記第２電極１４との導通不良が生じやすくなる。また折り曲げ性が低下する。

前記樹脂層１１は、前記第１の導電性粒子１２及び絶縁粒子１３の周囲を埋めているが、さらに前記絶縁粒子１３の下側にあってもよいし、また前記絶縁粒子１３の上側を覆っていてもよい。また前記樹脂層１１は、一部の前記第１の導電性粒子１２の上側を覆っていてもよいが、多くの前記第１の導電性粒子１２は、前記導電パターン７上に直接接して配置されているとともに前記第１の導電性粒子１２の表面は前記樹脂層１１で覆われていない。

前記樹脂層１１は、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂から選択された少なくともいずれか１種であることが好ましい。前記樹脂層１１は前記導電パターン７よりも硬質な材質であることが好適である。それはコネクタの挿抜を繰り返したときに前記被覆膜１０が剥がれるのを適切に抑制できるからである。前記樹脂層１１が硬質であり平均膜厚Ｔ６が大きいと上記したように折り曲げ性が低下し、前記接続領域Ｂを折り曲げたときに前記被覆膜１０が割れる等の不具合を生じる。しかし本実施形態では上記のように前記樹脂層１１の平均膜厚Ｔ６を３〜１０μｍの範囲内に設定したことにより、前記被覆膜１０の樹脂層１１をアクリル樹脂等の硬質な材質としても、折り曲げ性を良好に出来る。

本実施形態では、以上のように、前記接続領域Ｂに露出する導電パターン７上及び前記導電パターン７間の絶縁基板３上に、樹脂層１１に第１の導電性粒子１２及び絶縁粒子１３を含有した被覆膜１０を設けることで、前記導電パターン７間を狭ピッチ化し、しかも前記導電パターン７にＡｇ塗膜等を用いても前記導電パターン７のマイグレーションの発生を適切に抑制できる。しかも前記導電パターン７をＡｇ塗膜等で形成することで前記導電パターン７の幅寸法Ｔ１，Ｔ２を小さくしても前記導電パターン７の抵抗値の上昇を抑制でき、第１のコネクタ１の小型化を促進できる。さらに、前記導電パターン７をＡｇ塗膜等で形成することで前記導電パターン７の折り曲げ性を良好に保つことが出来る。

本実施形態では、前記被覆膜１０に含有される第１の導電性粒子１２は、さらに前記被覆膜１０中に前記絶縁粒子１３が含まれることで高い分散性を有しており、樹脂層１１中により均一に点在させることが出来る。そして、前記第１電極７ａと第２電極１４間は前記第１の導電性粒子１２により導通接続され、前記導電パターン７間は、前記樹脂層１１及び絶縁粒子１３によって適切に絶縁されている。

ところで図３に示す前記第２電極１４の幅寸法Ｔ８が、前記第１電極７ａの幅寸法Ｔ１よりも小さくなると、前記第１電極７ａと前記第１の導電性粒子１２との接触点数（あるいは接触面積）が低下し、前記第１電極７ａと第２電極１４間の前記第１の導電性粒子１２を介した導通性は不安定化する。また、そもそも前記第２電極１４の前記第１電極７ａとの対向面は平坦化面でなく、ある程度の凹凸があるため、前記第１電極７ａ上の全ての第１の導電性粒子１２と前記第２電極１４とが接触するとは限らない。

そこで図４，図５に示すように、少なくとも前記第１電極７ａ上に、導電性の表面部材２０を形成することが好ましい。前記表面部材２０はスクリーン印刷等でパターン形成されたものである。前記表面部材２０の大きさは前記第１電極７ａの大きさと同一でなくてもよいが、同一であるほうが好ましい。また前記表面部材２０の幅寸法Ｔ９が、前記第１電極７ａの幅寸法Ｔ１より大きくなっても、前記表面部材２０と、隣にある導電パターン７間が、前記被覆膜１０を介して短絡しない。すなわち前記被覆膜１０には前記第１の導電性粒子１２は分散配置され、それ以外の部分が絶縁性であるため、多少、前記表面部材２０の幅寸法Ｔ９を前記第１電極７ａより大きく形成しても前記第１の導電性粒子１２を介して隣の導電パターン７と短絡することはない。

前記表面部材２０は導電塗膜であり、前記表面部材２０に含有される第３の導電性粒子は少なくともＡｇ粒子（さらに好ましくは前記導電パターン７に含まれる第２の導電性粒子）に比べて耐マイグレーション性に優れた材質である。前記第３の導電性粒子は、表面にＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＰｄがメッキ形成され、さらにＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＡｕがメッキされたＰｄ粒子、Ａｇ−Ｐｄ合金粒子、表面にＡｕがメッキ形成された樹脂から選択された少なくともいずれか１種であることが好ましい。前記樹脂はプラスチックであることが好ましい。前記表面部材２０に含まれるバインダー樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等、特に限定されるものでないが、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂から選択された少なくとも１種であることが好ましい。

前記表面部材２０をスクリーン印刷等で形成することで、前記被覆膜１０の表面の凹凸を前記表面部材２０が適切に覆い、前記第１電極７ａ上の第１の導電性粒子１２は適切に前記表面部材２０と接触する。よって前記表面部材２０と前記第１電極７ａ間は、適切に、前記第１の導電性粒子１２を介して導通接続した状態となっている。前記第２電極１４は前記表面部材２０上に接触する。これにより、前記第２電極１４の幅寸法Ｔ８が小さくなっても、また前記第２電極１４の表面の凹凸が大きくても、前記第２電極１４と前記第１電極７ａ間を前記第１の導電性粒子１２及び表面部材２０を介して適切に導通接続させることができる。

前記表面部材２０は耐マイグレーション性に優れた材質で形成される必要性がある。もし耐マイグレーション性の低い材質である例えばＡｇ塗膜を使用すると従来と同様のマイグレーションの問題が再び発生するからである。よって前記表面部材２０は耐マイグレーション性に優れた材質で形成することが必要である。

図６，図７では、前記第１電極７ａ上の一部を除いて、前記第１電極７ａ上及び前記接続領域Ｂでの第１電極７ａ間の絶縁基板３上に絶縁膜２１を設け、前記絶縁膜２１によって前記導電パターン７間を適切に絶縁している。

前記絶縁膜２１は、有機材料であっても無機材料であってもよいが、樹脂をスクリーン印刷等により形成することが簡単に所定形状の絶縁膜２１を形成できて好ましい。前記樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のどちらであってもよい。前記樹脂は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル等である。良好な折り曲げ性を確保するには前記樹脂にはポリエステル樹脂を選択することが好ましい。前記絶縁膜２１を無機材料で形成する場合は、例えばシリカ等をスパッタ等して前記絶縁膜２１を形成する。図７に示すように前記絶縁膜２１には貫通孔２１ａが設けられるので、前記絶縁膜２１を無機材料をスパッタ等により形成した場合は、前記貫通孔２１ａをフォトリソグラフィ技術を用いて形成する。

前記貫通孔２１ａは、各第１電極７ａ上の一部に形成される。平面視での前記貫通孔２１ａの大きさは、前記第１電極７ａと同程度の大きさであってもよいが、あまり前記貫通孔２１aの大きさを大きくすると適切に前記導電パターン７間を前記絶縁部膜２１で埋めることが出来ないので、前記貫通孔２１ａの大きさは前記第１電極７ａの大きさよりも小さいことが好ましい。

図６に示すように、前記貫通孔２１ａから前記絶縁膜２１上にかけて図３で詳しく説明した被覆膜１０が形成され、また図６に示す実施形態では、図４で説明した表面部材２０が設けられている。前記絶縁膜２１及び被覆膜１０を設けたことにより、図６に示す実施形態では、前記導電パターン７のマイグレーションをより効果的に抑制できる。また前記導電パターン７間の絶縁性をより適切に高めることができる。

図６に示す実施形態において、前記表面部材２０が形成されていなくてもよいが、前記貫通孔２１ａが、前記第１電極７ａよりも小さく形成されている形態では、前記第１電極７ａ上に直接載せられた第１の導電性粒子１２の個数が少なくなるので、前記表面部材２０が形成されないと前記第２電極１４と前記第１電極７ａ間の導電性が低下しやすい。よって図６のように前記表面部材２０を設けることが好ましい。

また前記表面部材２０を設けない場合には、前記第１電極７ａと第２電極１４間の良好な導通性を確保するために平面視にて前記絶縁膜２１に形成された貫通孔２１ａの大きさは前記第１電極７ａよりも大きいことが好ましいが、あまり前記貫通孔２１ａを大きくすると前記導電パターン７間に絶縁膜２１を設けたことによる絶縁性の向上を適切に図れないため、前記貫通孔２１ａの大きさは前記第１電極７ａと同等程度であることが好ましい。

図８は、第２実施形態の接続装置を膜厚方向へ切断した際の切断面を示す部分断面図、である。

図８では、少なくとも表面が絶縁性の第１支持体３０上に第１電極３１を有する複数の導電パターンが形成されている。前記導電パターン上及び前記第１支持体３０上は、図３で説明した第１の導電性粒子１２、絶縁粒子１３及び樹脂層１１を有して構成される被覆膜１０で覆われている。

図８に示すように、前記第１電極３１と膜厚方向にて対向配置する第２電極３２は、第２支持体３３に支持されており、前記第１電極３１と前記第２電極３２とが前記第１の導電性粒子１２を介して電気的に接続された状態にて、前記第２支持体３３と前記被覆膜１０間が非導電性の熱硬化性接着剤３４によって接着固定されている。

図８に示すように、前記熱硬化性接着剤３４は、前記第１電極３１上の被覆膜１０と前記第２電極３２間に設けられた隙間Ｃにも介在し、前記第１電極３１上の被覆膜１０と前記第２電極３２間を接着固定している。前記熱硬化性接着剤３４は例えばエポキシ系である。

前記熱硬化性接着剤３４は非導電性ペースト（ＮＣＰ；Ｎｏｎ−ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＰａｓｔｅ）であることが接着固定を簡単に行うことができ好適である。前記非導電性ペーストを、前記被覆膜１０上の全域に塗布し、次に、前記第２電極３２を前記第１電極３１上に対向させた状態で前記第２支持体３３を前記第１支持体３０方向に加圧すると前記第１電極３１上の非導電性ペーストは第１電極３１の脇に逃げ前記第１電極３１と前記第２電極３２間が導通し、またこのとき、前記第１電極３１上の被覆膜１０と前記第２電極３２間の隙間Ｃに前記非導電性ペーストが一部残される。そして、加熱処理にて前記非導電性ペーストを熱硬化させて前記第１支持体３０と前記第２支持体３３間を接着固定する。

前記熱硬化性接着剤３４は非導電性フィルム（ＮＣＦ；Ｎｏｎ−ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）であってもよい。

なお図８の実施形態において、図６で説明した絶縁膜２１が設けられていてもよい。また、図８の実施形態において、図４で説明した表面部材２０が設けられていてもよいが、かかる場合、前記表面部材２０と前記第２電極３２間の導通性を適切に確保するため、前記非導電性ペーストや非導電性フィルムは前記表面部材２０を除く被覆膜１０上に設けて上記した加圧・加熱処理を施すことが好ましい。

図８に示す実施形態は、図１に示すコネクタのように取り外すことを予定しておらず、例えば電子機器側に設けられた電極とフレキシブルプリント基板の電極間のように支持体間を固定する場合に適用される。

なお本実施形態では、前記絶縁基板３及び第１支持体３０は可撓性でもリジッドな基板であってもよい。

また、本実施形態では、導電パターンを、電極と前記電極と接続される配線部とで構成したものを想定しているが、「導電パターン」は少なくとも電極を有していればよく、例えば配線部は支持体内部に設けられ電極のみが支持体表面に露出する形態では、前記導電パターンとは電極のことを指す。

また本実施形態は、図１において、第１のコネクタ（オス型コネクタ）１についての説明であったが、第２のコネクタ（メス型コネクタ）２側が本実施形態と同様の構成のものであってもよいし、あるいは第１のコネクタ１及び第２のコネクタ２の双方が本実施形態を有するものであってもよい。同様に図８において、第２支持体３３及び第２電極３２側にも本実施形態の被覆膜１０が設けられていてもよい。

第１コネクタ（接続装置）と前記第１コネクタを接続する第２コネクタとを示す部分斜視図、前記第１コネクタの先端付近の部分拡大平面図（ただし被覆膜を除いた状態の平面図である）、前記第１コネクタを前記第２コネクタに接続した状態で、図２に示すＡ−Ａ線から切断し矢印方向から示した第１の実施形態における第１コネクタ及び第２コネクタの部分拡大断面図、第２の実施形態における第１コネクタ及び第２コネクタの部分拡大断面図、図５は図４に示す第１コネクタの部分平面図、第３の実施形態における第１コネクタ及び第２コネクタの部分拡大断面図、図６に示す第１コネクタの部分平面図（ただし表面部材、及び被覆膜を除いた状態での平面図）、第２実施形態の接続装置を膜厚方向へ切断した際の切断面を示す部分断面図、

符号の説明

１第１のコネクタ
２第２のコネクタ
３絶縁基板（第１支持体）
７導電パターン
７ａ、３１第１電極
７ｂ配線部
１０被覆膜
１１樹脂層
１２第１の導電性粒子
１３絶縁粒子
１４、３２第２電極
２０表面部材
２１絶縁膜
３０第１支持体
３３第２支持体
３４熱硬化性接着剤

Claims

第１支持体と、前記第１支持体上に形成された少なくとも第１電極を有する複数の導電パターンとを有し、
前記導電パターン上及び前記導電パターン間の第１支持体上は、第１の導電性粒子、絶縁粒子及び樹脂層とを有してなる被覆膜で覆われており、前記第１の導電性粒子及び前記絶縁粒子は、前記導電パターン上及び前記第１支持体上に点在し、前記樹脂層は、前記第１の導電性粒子及び前記絶縁粒子の周囲を埋めており、
前記第１電極は前記第１電極上に対向配置する第２電極との間で前記第１の導電性粒子を介して電気的に接続可能とされ、前記導電パターン間は、樹脂層及び前記絶縁粒子により絶縁されていることを特徴とする接続装置。
前記第１の導電性粒子の平均粒径は、前記絶縁粒子の平均粒径よりも大きい請求項１記載の接続装置。
前記第１の導電性粒子の平均粒径は、前記樹脂層の平均膜厚よりも大きい請求項１または２に記載の接続装置。
前記第１の導電性粒子の平均粒径は５〜１５μｍの範囲内である請求項１ないし３のいずれかに記載の接続装置。
前記第１の導電性粒子は、表面にＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＰｄがメッキ形成され、さらにＡｕがメッキ形成されたＮｉ粒子、表面にＡｕがメッキされたＰｄ粒子、Ａｇ−Ｐｄ合金粒子、表面にＡｕがメッキ形成された樹脂から選択された少なくともいずれか１種である請求項１ないし４のいずれかに記載の接続装置。
前記第１の導電性粒子の含有量は、前記被覆膜中、１〜１５体積％の範囲内である請求項１ないし５のいずれかに記載の接続装置。
前記絶縁粒子の平均粒径は１〜８μｍの範囲内である請求項１ないし６のいずれかに記載の接続装置。
前記絶縁粒子の含有量は、前記被覆膜中、５〜４０体積％である請求項１ないし７のいずれかに記載の接続装置。
前記絶縁粒子は、シリカ、ガラスビーズ、樹脂のうち少なくともいずれか１種を含む請求項１ないし８のいずれかに記載の接続装置。
前記樹脂層の平均膜厚は３〜１０μｍの範囲内である請求項１ないし９のいずれかに記載の接続装置。
前記樹脂層は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂から選択された少なくともいずれか１種で前記導電パターンより硬質である請求項１ないし１０のいずれかに記載の接続装置。
前記導電パターンは、Ａｇ粒子からなる第２の導電性粒子と、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のうち少なくともいずれか１種のバインダー樹脂とを有して構成される請求項１ないし１１のいずれかに記載の接続装置。
前記接続装置は、さらに、前記第２電極と、前記第２電極を支持する第２支持体とを、備えており、
少なくとも前記第２支持体と、前記第１電極上を除く前記被覆膜との間が非導電性の熱硬化性接着剤で接着固定されている請求項１ないし１２のいずれかに記載の接続装置。
前記熱硬化性接着剤は非導電性ペースト（ＮＣＰ）、あるいは非導電性フィルム（ＮＣＦ）である請求項１３記載の接続装置。
前記熱硬化性接着剤は、前記第１電極上に設けられた前記被覆膜と前記第２電極間の隙間にも介在する請求項１３又は１４に記載の接続装置。
前記第１電極上の少なくとも一部には前記被覆膜を介して導電性の表面部材が設けられており、前記表面部材には、少なくともＡｇ粒子よりも耐マイグレーション性に優れた第３の導電性粒子が含有されている請求項１ないし１４のいずれかに記載の接続装置。
少なくとも前記第１電極上を除く前記第１支持体上には絶縁膜が形成され、前記被覆膜は、前記絶縁膜に覆われていない前記第１電極上から前記絶縁膜上にかけて形成されている請求項１ないし１６のいずれかに記載の接続装置。