接続構造体
【課題】フレキシブル配線板等の接続信頼性を維持しつつ、薄型化，小型化が可能な接続構造体を提供する。
【解決手段】接続構造体は、リジッド基板１０上に配線１１が形成されたリジッドプリント配線板と、フレキシブル基板２０上に配線２１が形成されたフレキシブルプリント配線板と、貫通電極３６を有する異方導電性シート３０とを備えている。リジッド基板１０には、支持部１２と、支持部１２の軸１６の回りに回動可能に取り付けられたロック部１５とが接着剤等により連結されている。ロック部１５を軸１６の回りに回動させて、フレキシブルプリント配線板をリジッドプリント配線板に押圧すると、異方導電性シート３０の貫通電極３６がリジッド基板１０上の配線１１に接触した状態となる。
【解決手段】接続構造体は、リジッド基板１０上に配線１１が形成されたリジッドプリント配線板と、フレキシブル基板２０上に配線２１が形成されたフレキシブルプリント配線板と、貫通電極３６を有する異方導電性シート３０とを備えている。リジッド基板１０には、支持部１２と、支持部１２の軸１６の回りに回動可能に取り付けられたロック部１５とが接着剤等により連結されている。ロック部１５を軸１６の回りに回動させて、フレキシブルプリント配線板をリジッドプリント配線板に押圧すると、異方導電性シート３０の貫通電極３６がリジッド基板１０上の配線１１に接触した状態となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の各種電気機器に用いられる配線同士、特にフレキシブル配線板を他の配線板に接続するための接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特に携帯電話等の小型軽量電気機器には、フィルム状配線体、いわゆるフレキシブル配線板が配置されることが多い。フレキシブル配線板は、携帯電話などの開閉機構や回転機構を有する機器中の電気的接続を行うために、極めて便利なものであることから、近年使用頻度が高まっている。フレキシブル配線板は、可撓性に富む反面、剛体構造のリジッド配線板とは異なり、コネクタの挿入口に挿入する際の挿入力を大きくすることは困難である。そこで、フレキシブル配線板を他の配線板に接続する接続構造体（コネクタ）として、無挿入力コネクタ（ＺＩＦ：Zero Interpose Force）が汎用されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
図４（ａ），（ｂ）は、一般的なＺＩＦ構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。同図に示すように、リジッドプリント配線板において、配線１０１が形成された剛体構造のリジッド基板１００の上にＺＩＦコネクタ１１０が配置されている。フレキシブルプリント配線板においては、フレキシブル基板２００の上に配線２０１が形成されている。ＺＩＦコネクタ１１０には、配線１０１に各々接続される金属ワイヤ状の複数の接触子１０３が設けられている。接触子１０３は、側方から見てコ字状に設けられおり、そのうち上側先端部は、鈎状となっている。接続を行う際には、フレキシブルプリント配線板は、ＺＩＦコネクタ１１０の接触子１０３のコ字状開口部に、ほとんど無挿入力で挿入される。そして、接触子１０３と配線２０１とを接触させた状態でロック部１０５を軸１０６の回りに回動させて、接触子１０３の鈎状の上側先端部をフレキシブル基板２００に食い込ませるように押圧することで、配線同士の接続が完了する。ロック部１０５は、その先端部が最下方まで移動したときにＺＩＦコネクタ１１０の側方に延びる両腕部によって係止される。
【０００４】
上記ＺＩＦコネクタ１１０の作動により、フレキシブル基板２００上の配線２０１と、マザーボードであるリジッド基板１００上の配線１０１とが電気的に接続された状態となる。そして、接触子１０３とフレキシブル基板２００上の配線２０１との接続状態が保持されるように、フレキシブルプリント配線板が把持された状態になる。特許文献１，２には、ロック部１０５や接触子１０３の各種構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−６５０９０号公報
【特許文献２】特公平７−２４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、最近のように、携帯電話等の各種電気機器類の小型化の進展に伴い、ＺＩＦコネクタの薄型化，小型化が求められると、上記ＺＩＦコネクタ１１０における電気的な接続の信頼性を維持することが困難となってきている。
【０００７】
すなわち、ワイヤ状の接触子１０３や、接触子１０３を支持する部分の厚みや幅寸法を、形状を設定状態に保つための機械的強度を保ちつつ、低減すること自体に限界がある。
【０００８】
また、ＺＩＦコネクタ１１０や接触子１０３などの厚みや幅寸法を低減すると、上記ＺＩＦコネクタ１１０の接触子１０３によるフレキシブルプリント配線板の把持力を十分高く維持することが困難である。反面、この把持力を十分高く維持して接続の信頼性を確保しようとすると、ＺＩＦコネクタ１００の薄型化，小型化が困難である。たとえば、配線１０１，２０１の幅が０．１ｍｍ程度で、挟ピッチ化によって配線間の隙間が０．１ｍｍ程度になると、接触子１０３の幅もそれに対応させる必要が生じるが、その場合には、把持力が弱くなって、フレキシブルプリント配線板が非常に外れやすい。
【０００９】
上述のような不具合は、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との接続だけでなく、フレキシブルプリント配線板同士の接続においても生じており、かつ、各種フレキシブル配線板についても生じうる。
【００１０】
本発明の目的は、フレキシブル配線板と他の配線板との電気的接続を保持するための接続構造体として、薄型化，小型化が可能で、かつ、接続の信頼性を維持することが可能な構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接続構造体は、フレキシブル配線板等である２つの配線体の間に、貫通電極を有する板状の中間部材を挟んで、２つの配線基板同士を押圧する構造としたものである。
【００１２】
これにより、従来のＺＩＦコネクタに存在していた，配線の数に対応した数の金属ワイヤからなる接触子が不要になり、かつ、ＺＩＦコネクタにおける，接触子を支持する部分も不要になる。そして、板状の中間部材の各貫通電極の寸法を低減しても、接続構造体の形状を維持するための強度に悪影響を与えることはほとんどない。したがって、各部の機械的強度を高く保ちつつ、接続構造体全体の厚みや幅寸法を低減することが可能であり、薄型化，小型化の進展に対応することができる。
【００１３】
中間部材が弾性体であることにより、中間部材を押圧したときの中間部材の弾性変形によって、第１の配線体および第２の配線体の各配線の凹凸などによる接触不良を防止することができる。また、配線体に対する把持力も向上する。したがって、接続の信頼性を確保することができる。
【００１４】
中間部材が、複数の微細孔を有する多孔質樹脂を基材とし、貫通電極が基材の各微細孔内を含む内壁部に形成されている構造を採ることにより、中間部材の弾性を保持しつつ、貫通電極における導通不良の発生を抑制することができ、接続の信頼性をより高めることができる。
【００１５】
本発明の接続構造体は、第１の配線体および第２の配線体のうち、少なくともいずれか一方がフレキシブル配線板である場合に、特に効果がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の接続構造体によると、従来のＺＩＦコネクタのようなワイヤ状の接触子ではなく、貫通電極を有する板状の中間部材を用いる構造としたので、薄型化，小型化の進展に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
−接続構造体全体の構造−
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る接続構造体の接続前、および接続後の構造を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、接続構造体は、リジッド基板１０上に配線１１が形成された第１の配線体であるリジッドプリント配線板と、フレキシブル基板２０上に配線２１が形成された第２の配線体であるフレキシブルプリント配線板と、貫通電極３６を有する中間部材である異方導電性シート３０とを備えている。また、リジッド基板１０には、支持部１２と、支持部１２の軸１６の回りに回動可能に取り付けられたロック部１５とが接着剤等により連結されている。図１（ａ）に示す状態では、異方導電性シート３０はフレキシブル基板２０に接着剤等によって固着されており、貫通電極３６と配線２１とが接触している。図１（ａ），（ｂ）には図示されていないが、支持部１２には、図４（ａ）に示す構造と同様に、側方に延びる両腕部が設けられている。
【００１８】
リジッド基板１０としては、ガラスエポキシ板に限らず、紙フェノール板，紙エポキシ板，フッ素樹脂板，アルミナ板等が用いられる。配線１１の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。フレキシブル基板２０としては、ポリイミド板に限らず、ポリエステル板（低温使用），ガラスエポキシ板（薄板）等が用いられる。配線２１の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。
【００１９】
そして、図１（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント配線板と異方導電性シート３０とをリジッド基板上の所定の位置に設置した状態で、ロック部１５を軸１６の回りに回動させて、フレキシブルプリント配線板をリジッドプリント配線板に押圧すると、異方導電性シート３０の貫通電極３６がリジッド基板１０上の配線１１に接触した状態となる。ロック部１５の先端部は、最下方位置において、図４（ａ）に示す構造と同様に、支持部１２の側方に延びる両腕部に係止される。また、周知慣用の手段により、ロック部１５の係止は、解除可能に設けられている。
【００２０】
上述の動作からわかるように、支持アーム１２，軸１６およびロック部１５により、中間部材である異方導電性シート３０（中間部材）を挟んでフレキシブルプリント配線板（第２の配線体）をリジッドプリント配線板（第１の配線体）に押圧する押圧手段が構成されている。なお、図１（ａ）に示す状態で、中間部材である異方導電性シート３０は、フレキシブル基板２０に接着されている必要はなく、自由な状態であってもよいし、リジッド基板１０に接着されていてもよい。
【００２１】
図２は、リジッド基板１０上の配線１１と、フレキシブル基板２０上の配線２１とを重ね合わせたときの両者の位置と、貫通電極３６の位置との関係を概念的に示す平面図である。本実施形態では、異方導電性シート３０は、フレキシブルプリント配線板の各種規格に対して汎用できる構造としている。基本的には、図２に示す状態とは異なり、配線１１，１２の幅方向において、１個または数個の貫通電極３６が存在していればよく、配線間の隙間には貫通電極３６が存在している必要はない。ただし、１つの貫通電極３６に、同じ配線基板上の配線１１（または２１）が複数本接触することは、短絡を生じるので、避ける必要がある。
【００２２】
また、図２に示すように、平面視において、貫通電極３６の存在領域と配線１１，２１の存在領域とは、オーバーラップしていればよく、配線１１，２１の幅方向において、貫通電極３６が配線１１，２１内に包含されている必要はない。また、配線間の隙間に貫通電極３６が存在していても問題はない。各配線１１，２１ごとに、貫通電極３６との接触が確保されていれば、配線１１と配線１２とは、短絡することなく電気的に接続される。また、各配線１１，２１について、少なくとも１つの貫通電極３６によって電気的に接続されていればよい。
【００２３】
さらに、貫通電極３６の径を配線１１，２１の幅に比べて大幅に小さくして、各配線１１，２１ごとに、多数の貫通電極３６によって接続される構造を採用してもよい。後述するように、異方導電性シートの場合、貫通孔の径は、１０μｍ（０．０１ｍｍ）以下まで、ピッチが２５μｍ（０．０２５ｍｍ）以下まで、十分にファインピッチ化することができる。したがって、配線幅が０．１ｍｍ以下で、配線同士の間隔が０．１ｍｍ以下にファインピッチ化されていっても、十分な余裕を持って対応することがきる。
【００２４】
以上のことからわかるように、本実施の形態における貫通電極３６を有する異方導電シート３０を中間部材として用いることにより、異方導電性シート３６中の貫通電極３６の形成パターンは一律にしておいて、各種配線基板同士の接続構造体に汎用することができる。また、このような接続構造体を用いると、貫通電極３６の配置を工夫することにより、配線１１と配線２１との位置が多少ずれても、短絡を回避しつつ、配線１１−配線２１間の電気的接続を確保することは容易である。
【００２５】
−異方導電性シートの構造−
図３（ａ）〜（ｅ）は、異方導線性シートの製造工程を示す断面図である。以下、図３（ａ）〜（ｅ）を参照しつつ、異方導電性シートの製造工程について説明する。
【００２６】
図３（ａ）に示す工程では、多孔質ＰＴＦＥ膜であるフレーム板３０ａを準備する。一般に、合成樹脂を用いて多孔質膜を作製する方法としては、造孔法、相分離法、溶媒抽出法、延伸法、レーザ照射法などが挙げられる。合成樹脂を用いて多孔質膜を形成することにより、板厚方向に弾性を持たせることができるとともに、誘電率をさらに下げることができる。特に、延伸法により得られた多孔質膜（本実施の形態では多孔質ＰＴＦＥ膜）は、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性などに優れ、しかも均一な孔径分布を有する多孔質膜が得られ易いため、異方導電性シートの基材には最適の材料である。
【００２７】
本実施の形態の多孔質ＰＴＦＥ膜は、例えば、特公昭４２−１３５６０号公報に記載の方法により製造することができる。まず、ＰＴＦＥの未焼結粉末に液体潤滑剤を混合し、ラム押し出しによってチューブ状または板状に押し出す。厚みの薄いシートが所望な場合は、圧延ロールによって板状体の圧延を行う。押出圧延工程の後、必要に応じて、押出品または圧延品から液体潤滑剤を除去する。こうして得られた押出品または圧延品を少なくとも一軸方向に延伸すると、未焼結の多孔質ＰＴＦＥが膜状で得られる。未焼結の多孔質ＰＴＦＥ膜は、収縮が起こらないように固定しながら、ＰＴＦＥの融点である３２７℃以上の温度に加熱して、延伸した構造を焼結・固定すると、強度の高い多孔質ＰＴＦＥ膜が得られる。多孔質ＰＴＦＥ膜がチューブ状である場合には、チューブを切り開くことにより、平らな膜にすることができる。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示す工程では、延伸法により得られた多孔質ＰＴＦＥ膜であるフレーム板３０ａの両面に、マスク膜３１，３２を融着させて３層構成の積層体３３を形成し、積層体３３全体に貫通孔３５を形成する（破線参照）。マスク膜３１，３２は、フレーム板３０ａと同じ材質のＰＴＦＥ膜、好ましくは多孔質ＰＴＦＥ膜を用いる。このとき、たとえば、積層された３枚の多孔質ＰＴＦＥ膜の両面を２枚のステンレス板で挟み、各ステンレス板を高温に加熱することにより、３層の多孔質ＰＴＦＥ膜を互いに融着させることができる。
【００２９】
一般に、合成樹脂の特定位置の膜厚方向に貫通孔を形成する方法としては、例えば、化学エッチング法、熱分解法、レーザ光や軟Ｘ線照射によるアブレーション法、超音波法などが挙げられる。延伸法による多孔質ＰＴＦＥ膜からなる積層体３３については、シンクロトロン放射光または波長２５０ｎｍ以下のレーザ光を照射する方法、及び超音波法が好ましい。レーザ方法による貫通孔３５の径は、一般的には、５〜１００μｍ程度である。本実施の形態では、貫通孔３５の径は数十μｍである。
【００３０】
超音波法により貫通孔３５を形成する方法についての説明は省略するが、特開２００４−２６５８４４号公報（段落［００４２］〜［００５１］参照）に開示されている通りである。貫通孔３５の断面形状は、円形、星型、八角形、六角形、四角形、三角形など任意である。また、ドリルなどを用いた機械加工によって、貫通孔３５を形成してもよい。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示す工程では、積層体３３のコンディショニング、水洗、プレディップを経て、触媒の付与を施す。コンディショニングの目的は、撥水性を有するＰＴＦＥの表面にできるだけ親水性を持たせること、および後の工程における触媒（Ｐｄ）の付着を容易化することにある。多孔質ＰＴＦＥ膜に対しては、コンディショナーとして、エタノール等のアルコールや、界面活性剤などを含む溶液を用い、コンディショナーを多孔質構造中の各繊維まで浸透させる。
【００３２】
そして、プレディップ工程の終了後に、積層体３３を、Ｐｄを含む触媒液（たとえば塩化スズ−塩化パラジウムコロイド液）に浸して、積層体３３を構成するＰＴＦＥの各繊維の表面にＰｄ化合物からなるコロイド粒子を付着させて、貫通孔３５の内壁部などの表面領域に、各繊維表面にコロイド粒子が付着してなるコロイド粒子付着領域３４を形成する。コロイド粒子付着領域３４において、コロイド粒子は連続した層になることは少なく、島状の層となっていることが多い。このとき、各マスク膜３１，３２の露出している部分の表面領域（図３（ｃ）に示すハッチング領域）にもコロイド粒子付着領域３４が形成されることになる。なお、プレディップ工程を省略しても、本発明の効果を発揮することはできる。
【００３３】
次に、図３（ｄ）に示す工程で、フレーム板３０ａの両面からマスク膜３１，３２をはがす。このとき、フレーム板３０ａの両面にはコロイド粒子形成領域３４は形成されていない。一方、フレーム板３０ａの側端部もコロイド粒子付着領域３４が形成されているが、この部分に形成されているコロイド粒子付着領域３４は、この工程の終了後、または無電解めっきの終了後に適宜除去される。
【００３４】
次に、図３（ｅ）に示す工程で、無電解めっきを行なって、貫通電極３６を形成するが、その前に、希塩酸、希硫酸等を用いて、Ｐｄ化合物からなるコロイド粒子付着領域３４中のＰｄを活性化する処理を行う。これにより、活性化された触媒粒子が形成される。この触媒粒子は、Ｐｄ化合物（たとえばパラジウム−塩化スズ）と、Ｐｄ単体とを含んでいるのが一般的であり、すべてのコロイド粒子がＰｄ単体に変化していなくても、Ｐｄが表面に露出していれば、無電解めっきの触媒としての機能は発揮することができる。その後、フレーム板３０ａの表面に付着している処理液を水洗により洗い落とす。
【００３５】
無電解めっき工程では、硫酸銅などの銅イオンを含む溶液と、ホルムアルデヒドなどの還元剤とを用いた無電解Ｃｕめっきにより、硫酸銅溶液などから触媒粒子の周囲にＣｕを析出させる。析出したＣｕも触媒活性を有しているので、めっき時間に応じた厚みのＣｕ層が形成されることになる。Ｃｕの無電解めっきが終了すると、水洗をしてから、次工程に進む。
【００３６】
次に、Ｃｕ層の表面に触媒を付着させるために、再びフレーム板３０ａを触媒液に浸漬する。ここでは、触媒液として塩化パラジウム溶液を用いる。プレディップやコンディショニングを行なわず、かつ、触媒液が塩化スズを含んでいないので、Ｃｕ層で覆われていない，ＰＴＦＥが露出している部分には、触媒粒子はほとんど付着しない。その後、水洗を行なって、表面に残留する触媒液を除去する。
【００３７】
次に、硫酸ニッケル等のＮｉイオンを含む溶液と、ホスフィン酸イオンを含む還元剤とを用いた無電解Ｎｉめっき（実際にはＮｉ−Ｐ合金めっき）により、Ｃｕ層上にＮｉ合金層（実際にはＮｉ−Ｐ合金層）を堆積する。その後、水洗を行う。
【００３８】
その後、置換金めっきにより、Ａｕ層を形成する。電気化学的に貴な金属（Ａｕ）のイオンを含む溶液に、電気化学的に卑な金属（Ｎｉ）を浸すと、卑な金属の溶解で放出される電子によって貴な金属イオンが還元され、貴な金属（Ａｕ）の被膜が卑な金属（Ｎｉ）表面上に析出する。以上の工程により、触媒粒子，Ｃｕ層，Ｎｉ−Ｐ合金層およびＡｕ層からなる貫通電極３６を形成する。なお、置換めっきの後、自己触媒型の無電解めっきによりＡｕ層を形成してもよい。その後、水洗、アルコール置換を経て乾燥することにより、無電解めっき工程を終了する。
【００３９】
上記異方導電性シート３０の製造工程においては、フレーム板３０ａを両面からマスク膜３１，３２で挟んで、積層体３３を形成してから、貫通孔の形成、触媒液への浸漬を行なったが、積層体３３は必ずしも形成する必要はない。たとえば、フレーム板単独で、貫通孔の形成、触媒付与、活性化処理、無電解めっきなど、図３（ｃ）−（ｅ）に示す工程を施してもよい。その場合、フレーム板の板面にも無電解めっき層が形成されるが、研磨などによって除去すればよい。ただし、本実施の形態のように、積層体３３に貫通孔３５を形成することにより、高精度の貫通孔３５が得られる。また、余分な無電解めっき層を形成しないことで、製造コストも削減することができる。
【００４０】
以上の工程によって形成された異方導電性シート３０は、貫通孔３５の内壁部に形成された導通部となる貫通電極３６とを備えている。これにより、板厚方向に導電性を有し板面方向には導通性がないという、異方導電性機能が付与される。導通部となる各貫通電極３６間の電気的短絡を防ぐために、フレーム板３０ａは絶縁体であることが必要である。本実施の形態では、異方導電性シート３０に弾性と高強度とを併せてもたせるために、フレーム板３０ａを多孔質膜の合成樹脂によって構成している。
【００４１】
本実施の形態の多孔質膜のフレーム板３０ａを構成する合成樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリふっ化ビニリデン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）などのフッ素樹脂；ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのエンジニアリングプラスチック、などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性などを総合的に考慮すると、ＰＴＦＥが優れた特性を有している。したがって、本実施の形態においては、フレーム板３０ａとして、多孔質ＰＴＦＥ膜（多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜）を用いている。本実施の形態においては、後述するように、延伸法により得られた多孔質ＰＴＦＥ膜を用いているので、フレーム板３０ａは、それぞれＰＴＦＥにより形成された非常に細い繊維（フィブリル）と該繊維によって互いに連結された結節（ノード）とからなる微細繊維状組織（多孔質構造）を有している。
【００４２】
本実施の形態においては、フレーム板３０ａとして使用する多孔質ＰＴＦＥ膜は、気孔率が２０〜８０％程度であることが好ましい。多孔質ＰＴＦＥ膜は、微細孔の平均孔径が１０μｍ以下あるいはバブルポイントが２ｋＰａ以上であることが好ましく、導通部のファインピッチ化の観点からは、平均孔径が１μｍ以下あるいはバブルポイントが１０ｋＰａ以上であることがより好ましい。多孔質ＰＴＦＥ膜の膜厚は、使用目的や使用箇所に応じて適宜選択することができるが、通常、０．０５〜３ｍｍである。
【００４３】
貫通電極３６は、貫通孔３５の内壁面および微細孔内を含む内壁部に、管厚が０．２〜５μｍの多層金属めっき層（無電解めっき層）を有している。つまり、無電解めっきの際に、内壁面から微細孔内に侵入した触媒粒子や金属によって、多孔質ＰＴＦＥ膜の繊維も含まれる表面領域に貫通電極３６が形成されている。本実施の形態では、貫通電極３６は、繊維の表面に付着した触媒粒子を核として堆積したＣｕ層，Ｎｉ合金層（Ｎｉ−Ｐ合金層）およびＡｕ層によって構成されている。ただし、Ｃｕ層は、必ずしもなくてもよい。
【００４４】
上述のように、無電解めっきの際、触媒粒子は貫通孔３５の内壁面だけでなく多孔質ＰＴＦＥ膜の微細孔から内部に侵入して繊維の表面に付着するので、多層金属めっき層も、多孔質ＰＴＦＥ膜の微細孔から内部に浸透して堆積されている。すなわち、貫通電極３６には、多層金属めっき層だけでなく多孔質ＰＴＦＥ膜の繊維も混在していることになる。この貫通電極３６は、多孔質構造の樹脂部の表面に付着して形成されているため、貫通電極３６自体も多孔質としての特性を有している。そして、異方導電性シート３０の板厚方向に圧縮荷重を加えることにより、各貫通電極３６間の絶縁性を維持しつつ、異方導電性シート３０の板厚方向のみに導電性が付与される（異方導電性）。また、圧縮荷重を除去すると、貫通電極３６を含む異方導電性シート３０全体が弾性回復するので、本実施の形態の異方導電性シート３０は、繰り返して使用することができる。
【００４５】
貫通電極３６の管厚は、所定の圧縮量（３０μｍ程度）を加えた時に導通部である貫通電極３６の抵抗値が０．１Ω以下になるようにすることが好ましい。なお、圧縮量は、通常、フレーム板３０ａの厚さの１／４程度に設定することが好ましく、本実施の形態においては、厚さ約１２０μｍのフレーム板３０ａを用いているために、圧縮量を３０μｍとしている。ただし、異方導電性シート３０のタイプや搭載される機器の種類によって抵抗値の上限は異なっているので、接触度合いにばらつきのある各貫通電極３６の抵抗値が、いずれも所望の抵抗値以下に収まる圧縮量であればよい。
【００４６】
本実施の形態によると、従来採用されていたＺＩＦコネクタの金属ワイヤからなる接触子に代えて、板状の異方導電性シート３０（中間部材）を介して、リジッド基板１０およびフレキシブル基板２０上の配線１１，２１間の電気的接続を行うようにしたので、薄型化，小型化に容易に対応することができる。すなわち、接触子を支持する部分が不要となり、板状の異方導電性シート３０の厚み，貫通電極３６の径，間隔などの寸法は、０．１ｍｍ以下まで小さくしても十分高い強度が得られる。そして、図１（ｂ）に示すように、ロック部１５でフレキシブルプリント配線板を押圧する際に、広い面積でフレキシブルプリント配線板を押圧することができるので、摩擦力によってフレキシブルプリント配線板に対する把持力を大きく確保することができる。
【００４７】
特に、本実施の形態では、異方導電性シート３０のように、弾性体である多孔質ＰＴＦＥを異方導電性シート３０の基材として用いているので、ロック部１５によって異方導電性シート３０を押圧することにより、配線１１と配線２１との表面に凹凸があっても、異方導電性シート３０の弾性変形によって、配線１１と貫通電極３６との間の接触、および配線２１と貫通電極３６との間の接触を確保することができる。したがって、接触不良を確実に抑制することができる。また、異方導電性シート３０の弾性変形によって、フレキシブルプリント配線板に対する把持力も向上する。したがって、接続構造体による電気的接続の信頼性がさらに向上する。
【００４８】
また、多孔質樹脂の中でも、特に多孔質ＰＴＦＥは、強度や耐熱性が大きく、繰り返し加重による弾性の劣化もほとんどないことから、長期間使用しても弾性の劣化による把持力の低下防止することができる。
【００４９】
（他の実施の形態）
上記実施の形態では、中間部材として、多孔質ＰＴＦＥ膜からなるフレーム板３０ａの貫通孔３５の内壁部に、触媒粒子と無電解めっき層とを形成してなる異方導電性シート３０を用いたが、本発明の中間部材は、このような異方導電性シート３０に限定されるものではない。たとえば、多孔質ではない汎用樹脂からなる板に貫通孔を形成して、無電解めっきなどにより、貫通電極を設けたものでもよい。
【００５０】
一方、中間部材を構成する樹脂が弾性を有していることにより、フレキシブル基板２０を把持する把持力を高めることができるが、金属からなる貫通電極３６の弾性は小さい。そこで、中間部材を構成する樹脂が多孔質であることにより、貫通電極３６も多孔質になるので、貫通電極３６全体としてはバネのような弾性を有することになる。よって、中間部材の基材樹脂として、多孔質樹脂を用いることが好ましい。
【００５１】
多孔質樹脂の中でも多孔質ＰＴＦＥは、上述のように、長期間の使用における信頼性が高いが、反面高価であることから、コストを低減する目的で、他の安価な多孔質樹脂を用いることも可能である。
【００５２】
上記実施の形態では、第１の配線体としてリジッドプリント配線板（略称ＰＣＢ）を用い、第２の配線体としてフレキシブルプリント配線板（略称ＦＰＣ）を用いた例について説明したが、本発明の第１の配線体は、リジッドプリント配線板１２に限らず、フレキシブルプリント配線板であってもよい。また、フレキシブル配線板であっても、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と呼ばれるものがあり、これら各種配線基板同士の接続に用いることができる。ただし、一方は、フレキシブル配線板であることが望ましい。リジッド配線基板同士の電気的接続を行う場合には、本発明よりも簡素な構造を採りうるからである。
【００５３】
上記実施の形態では、支持部１２，ロック部１５および軸１６により、２つの配線体を互いに押圧する押圧手段を構成したが、本発明の押圧手段はこの構造に限定されるものではない。押圧手段の構成には、周知慣用の手段として、極めて多数のバリエーションがあり、いずれの構成を採用してもよい。
【００５４】
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、携帯電話などの電気機器に搭載されるフレキシブル配線板と他の配線板との配線間の電気接続を行うコネクタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る接続構造体の接続前、および接続後の構造を示す断面図である。
【図２】リジッド基板上の配線と、フレキシブル基板上の配線とを重ね合わせたときの両者の位置と、貫通電極の位置との関係を概念的に示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態に係る異方導電性シートの製造工程を示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、一般的なＺＩＦ構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ リジッド基板
１１ 配線
１２ 支持部
１５ ロック部
１６ 軸
２０ フレキシブル基板
２１ 配線
３０ 異方導電性シート
３０ａ フレーム板
３１ マスク膜
３２ マスク膜
３５ 貫通孔
３６ 貫通電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の各種電気機器に用いられる配線同士、特にフレキシブル配線板を他の配線板に接続するための接続構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特に携帯電話等の小型軽量電気機器には、フィルム状配線体、いわゆるフレキシブル配線板が配置されることが多い。フレキシブル配線板は、携帯電話などの開閉機構や回転機構を有する機器中の電気的接続を行うために、極めて便利なものであることから、近年使用頻度が高まっている。フレキシブル配線板は、可撓性に富む反面、剛体構造のリジッド配線板とは異なり、コネクタの挿入口に挿入する際の挿入力を大きくすることは困難である。そこで、フレキシブル配線板を他の配線板に接続する接続構造体（コネクタ）として、無挿入力コネクタ（ＺＩＦ：Zero Interpose Force）が汎用されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
図４（ａ），（ｂ）は、一般的なＺＩＦ構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。同図に示すように、リジッドプリント配線板において、配線１０１が形成された剛体構造のリジッド基板１００の上にＺＩＦコネクタ１１０が配置されている。フレキシブルプリント配線板においては、フレキシブル基板２００の上に配線２０１が形成されている。ＺＩＦコネクタ１１０には、配線１０１に各々接続される金属ワイヤ状の複数の接触子１０３が設けられている。接触子１０３は、側方から見てコ字状に設けられおり、そのうち上側先端部は、鈎状となっている。接続を行う際には、フレキシブルプリント配線板は、ＺＩＦコネクタ１１０の接触子１０３のコ字状開口部に、ほとんど無挿入力で挿入される。そして、接触子１０３と配線２０１とを接触させた状態でロック部１０５を軸１０６の回りに回動させて、接触子１０３の鈎状の上側先端部をフレキシブル基板２００に食い込ませるように押圧することで、配線同士の接続が完了する。ロック部１０５は、その先端部が最下方まで移動したときにＺＩＦコネクタ１１０の側方に延びる両腕部によって係止される。
【０００４】
上記ＺＩＦコネクタ１１０の作動により、フレキシブル基板２００上の配線２０１と、マザーボードであるリジッド基板１００上の配線１０１とが電気的に接続された状態となる。そして、接触子１０３とフレキシブル基板２００上の配線２０１との接続状態が保持されるように、フレキシブルプリント配線板が把持された状態になる。特許文献１，２には、ロック部１０５や接触子１０３の各種構造が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−６５０９０号公報
【特許文献２】特公平７−２４２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、最近のように、携帯電話等の各種電気機器類の小型化の進展に伴い、ＺＩＦコネクタの薄型化，小型化が求められると、上記ＺＩＦコネクタ１１０における電気的な接続の信頼性を維持することが困難となってきている。
【０００７】
すなわち、ワイヤ状の接触子１０３や、接触子１０３を支持する部分の厚みや幅寸法を、形状を設定状態に保つための機械的強度を保ちつつ、低減すること自体に限界がある。
【０００８】
また、ＺＩＦコネクタ１１０や接触子１０３などの厚みや幅寸法を低減すると、上記ＺＩＦコネクタ１１０の接触子１０３によるフレキシブルプリント配線板の把持力を十分高く維持することが困難である。反面、この把持力を十分高く維持して接続の信頼性を確保しようとすると、ＺＩＦコネクタ１００の薄型化，小型化が困難である。たとえば、配線１０１，２０１の幅が０．１ｍｍ程度で、挟ピッチ化によって配線間の隙間が０．１ｍｍ程度になると、接触子１０３の幅もそれに対応させる必要が生じるが、その場合には、把持力が弱くなって、フレキシブルプリント配線板が非常に外れやすい。
【０００９】
上述のような不具合は、フレキシブルプリント配線板とリジッドプリント配線板との接続だけでなく、フレキシブルプリント配線板同士の接続においても生じており、かつ、各種フレキシブル配線板についても生じうる。
【００１０】
本発明の目的は、フレキシブル配線板と他の配線板との電気的接続を保持するための接続構造体として、薄型化，小型化が可能で、かつ、接続の信頼性を維持することが可能な構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の接続構造体は、フレキシブル配線板等である２つの配線体の間に、貫通電極を有する板状の中間部材を挟んで、２つの配線基板同士を押圧する構造としたものである。
【００１２】
これにより、従来のＺＩＦコネクタに存在していた，配線の数に対応した数の金属ワイヤからなる接触子が不要になり、かつ、ＺＩＦコネクタにおける，接触子を支持する部分も不要になる。そして、板状の中間部材の各貫通電極の寸法を低減しても、接続構造体の形状を維持するための強度に悪影響を与えることはほとんどない。したがって、各部の機械的強度を高く保ちつつ、接続構造体全体の厚みや幅寸法を低減することが可能であり、薄型化，小型化の進展に対応することができる。
【００１３】
中間部材が弾性体であることにより、中間部材を押圧したときの中間部材の弾性変形によって、第１の配線体および第２の配線体の各配線の凹凸などによる接触不良を防止することができる。また、配線体に対する把持力も向上する。したがって、接続の信頼性を確保することができる。
【００１４】
中間部材が、複数の微細孔を有する多孔質樹脂を基材とし、貫通電極が基材の各微細孔内を含む内壁部に形成されている構造を採ることにより、中間部材の弾性を保持しつつ、貫通電極における導通不良の発生を抑制することができ、接続の信頼性をより高めることができる。
【００１５】
本発明の接続構造体は、第１の配線体および第２の配線体のうち、少なくともいずれか一方がフレキシブル配線板である場合に、特に効果がある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の接続構造体によると、従来のＺＩＦコネクタのようなワイヤ状の接触子ではなく、貫通電極を有する板状の中間部材を用いる構造としたので、薄型化，小型化の進展に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
−接続構造体全体の構造−
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る接続構造体の接続前、および接続後の構造を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、接続構造体は、リジッド基板１０上に配線１１が形成された第１の配線体であるリジッドプリント配線板と、フレキシブル基板２０上に配線２１が形成された第２の配線体であるフレキシブルプリント配線板と、貫通電極３６を有する中間部材である異方導電性シート３０とを備えている。また、リジッド基板１０には、支持部１２と、支持部１２の軸１６の回りに回動可能に取り付けられたロック部１５とが接着剤等により連結されている。図１（ａ）に示す状態では、異方導電性シート３０はフレキシブル基板２０に接着剤等によって固着されており、貫通電極３６と配線２１とが接触している。図１（ａ），（ｂ）には図示されていないが、支持部１２には、図４（ａ）に示す構造と同様に、側方に延びる両腕部が設けられている。
【００１８】
リジッド基板１０としては、ガラスエポキシ板に限らず、紙フェノール板，紙エポキシ板，フッ素樹脂板，アルミナ板等が用いられる。配線１１の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。フレキシブル基板２０としては、ポリイミド板に限らず、ポリエステル板（低温使用），ガラスエポキシ板（薄板）等が用いられる。配線２１の材料としては、銅合金を用いるのが一般的であるが、これに限定されるものではない。
【００１９】
そして、図１（ｂ）に示すように、フレキシブルプリント配線板と異方導電性シート３０とをリジッド基板上の所定の位置に設置した状態で、ロック部１５を軸１６の回りに回動させて、フレキシブルプリント配線板をリジッドプリント配線板に押圧すると、異方導電性シート３０の貫通電極３６がリジッド基板１０上の配線１１に接触した状態となる。ロック部１５の先端部は、最下方位置において、図４（ａ）に示す構造と同様に、支持部１２の側方に延びる両腕部に係止される。また、周知慣用の手段により、ロック部１５の係止は、解除可能に設けられている。
【００２０】
上述の動作からわかるように、支持アーム１２，軸１６およびロック部１５により、中間部材である異方導電性シート３０（中間部材）を挟んでフレキシブルプリント配線板（第２の配線体）をリジッドプリント配線板（第１の配線体）に押圧する押圧手段が構成されている。なお、図１（ａ）に示す状態で、中間部材である異方導電性シート３０は、フレキシブル基板２０に接着されている必要はなく、自由な状態であってもよいし、リジッド基板１０に接着されていてもよい。
【００２１】
図２は、リジッド基板１０上の配線１１と、フレキシブル基板２０上の配線２１とを重ね合わせたときの両者の位置と、貫通電極３６の位置との関係を概念的に示す平面図である。本実施形態では、異方導電性シート３０は、フレキシブルプリント配線板の各種規格に対して汎用できる構造としている。基本的には、図２に示す状態とは異なり、配線１１，１２の幅方向において、１個または数個の貫通電極３６が存在していればよく、配線間の隙間には貫通電極３６が存在している必要はない。ただし、１つの貫通電極３６に、同じ配線基板上の配線１１（または２１）が複数本接触することは、短絡を生じるので、避ける必要がある。
【００２２】
また、図２に示すように、平面視において、貫通電極３６の存在領域と配線１１，２１の存在領域とは、オーバーラップしていればよく、配線１１，２１の幅方向において、貫通電極３６が配線１１，２１内に包含されている必要はない。また、配線間の隙間に貫通電極３６が存在していても問題はない。各配線１１，２１ごとに、貫通電極３６との接触が確保されていれば、配線１１と配線１２とは、短絡することなく電気的に接続される。また、各配線１１，２１について、少なくとも１つの貫通電極３６によって電気的に接続されていればよい。
【００２３】
さらに、貫通電極３６の径を配線１１，２１の幅に比べて大幅に小さくして、各配線１１，２１ごとに、多数の貫通電極３６によって接続される構造を採用してもよい。後述するように、異方導電性シートの場合、貫通孔の径は、１０μｍ（０．０１ｍｍ）以下まで、ピッチが２５μｍ（０．０２５ｍｍ）以下まで、十分にファインピッチ化することができる。したがって、配線幅が０．１ｍｍ以下で、配線同士の間隔が０．１ｍｍ以下にファインピッチ化されていっても、十分な余裕を持って対応することがきる。
【００２４】
以上のことからわかるように、本実施の形態における貫通電極３６を有する異方導電シート３０を中間部材として用いることにより、異方導電性シート３６中の貫通電極３６の形成パターンは一律にしておいて、各種配線基板同士の接続構造体に汎用することができる。また、このような接続構造体を用いると、貫通電極３６の配置を工夫することにより、配線１１と配線２１との位置が多少ずれても、短絡を回避しつつ、配線１１−配線２１間の電気的接続を確保することは容易である。
【００２５】
−異方導電性シートの構造−
図３（ａ）〜（ｅ）は、異方導線性シートの製造工程を示す断面図である。以下、図３（ａ）〜（ｅ）を参照しつつ、異方導電性シートの製造工程について説明する。
【００２６】
図３（ａ）に示す工程では、多孔質ＰＴＦＥ膜であるフレーム板３０ａを準備する。一般に、合成樹脂を用いて多孔質膜を作製する方法としては、造孔法、相分離法、溶媒抽出法、延伸法、レーザ照射法などが挙げられる。合成樹脂を用いて多孔質膜を形成することにより、板厚方向に弾性を持たせることができるとともに、誘電率をさらに下げることができる。特に、延伸法により得られた多孔質膜（本実施の形態では多孔質ＰＴＦＥ膜）は、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性などに優れ、しかも均一な孔径分布を有する多孔質膜が得られ易いため、異方導電性シートの基材には最適の材料である。
【００２７】
本実施の形態の多孔質ＰＴＦＥ膜は、例えば、特公昭４２−１３５６０号公報に記載の方法により製造することができる。まず、ＰＴＦＥの未焼結粉末に液体潤滑剤を混合し、ラム押し出しによってチューブ状または板状に押し出す。厚みの薄いシートが所望な場合は、圧延ロールによって板状体の圧延を行う。押出圧延工程の後、必要に応じて、押出品または圧延品から液体潤滑剤を除去する。こうして得られた押出品または圧延品を少なくとも一軸方向に延伸すると、未焼結の多孔質ＰＴＦＥが膜状で得られる。未焼結の多孔質ＰＴＦＥ膜は、収縮が起こらないように固定しながら、ＰＴＦＥの融点である３２７℃以上の温度に加熱して、延伸した構造を焼結・固定すると、強度の高い多孔質ＰＴＦＥ膜が得られる。多孔質ＰＴＦＥ膜がチューブ状である場合には、チューブを切り開くことにより、平らな膜にすることができる。
【００２８】
次に、図３（ｂ）に示す工程では、延伸法により得られた多孔質ＰＴＦＥ膜であるフレーム板３０ａの両面に、マスク膜３１，３２を融着させて３層構成の積層体３３を形成し、積層体３３全体に貫通孔３５を形成する（破線参照）。マスク膜３１，３２は、フレーム板３０ａと同じ材質のＰＴＦＥ膜、好ましくは多孔質ＰＴＦＥ膜を用いる。このとき、たとえば、積層された３枚の多孔質ＰＴＦＥ膜の両面を２枚のステンレス板で挟み、各ステンレス板を高温に加熱することにより、３層の多孔質ＰＴＦＥ膜を互いに融着させることができる。
【００２９】
一般に、合成樹脂の特定位置の膜厚方向に貫通孔を形成する方法としては、例えば、化学エッチング法、熱分解法、レーザ光や軟Ｘ線照射によるアブレーション法、超音波法などが挙げられる。延伸法による多孔質ＰＴＦＥ膜からなる積層体３３については、シンクロトロン放射光または波長２５０ｎｍ以下のレーザ光を照射する方法、及び超音波法が好ましい。レーザ方法による貫通孔３５の径は、一般的には、５〜１００μｍ程度である。本実施の形態では、貫通孔３５の径は数十μｍである。
【００３０】
超音波法により貫通孔３５を形成する方法についての説明は省略するが、特開２００４−２６５８４４号公報（段落［００４２］〜［００５１］参照）に開示されている通りである。貫通孔３５の断面形状は、円形、星型、八角形、六角形、四角形、三角形など任意である。また、ドリルなどを用いた機械加工によって、貫通孔３５を形成してもよい。
【００３１】
次に、図３（ｃ）に示す工程では、積層体３３のコンディショニング、水洗、プレディップを経て、触媒の付与を施す。コンディショニングの目的は、撥水性を有するＰＴＦＥの表面にできるだけ親水性を持たせること、および後の工程における触媒（Ｐｄ）の付着を容易化することにある。多孔質ＰＴＦＥ膜に対しては、コンディショナーとして、エタノール等のアルコールや、界面活性剤などを含む溶液を用い、コンディショナーを多孔質構造中の各繊維まで浸透させる。
【００３２】
そして、プレディップ工程の終了後に、積層体３３を、Ｐｄを含む触媒液（たとえば塩化スズ−塩化パラジウムコロイド液）に浸して、積層体３３を構成するＰＴＦＥの各繊維の表面にＰｄ化合物からなるコロイド粒子を付着させて、貫通孔３５の内壁部などの表面領域に、各繊維表面にコロイド粒子が付着してなるコロイド粒子付着領域３４を形成する。コロイド粒子付着領域３４において、コロイド粒子は連続した層になることは少なく、島状の層となっていることが多い。このとき、各マスク膜３１，３２の露出している部分の表面領域（図３（ｃ）に示すハッチング領域）にもコロイド粒子付着領域３４が形成されることになる。なお、プレディップ工程を省略しても、本発明の効果を発揮することはできる。
【００３３】
次に、図３（ｄ）に示す工程で、フレーム板３０ａの両面からマスク膜３１，３２をはがす。このとき、フレーム板３０ａの両面にはコロイド粒子形成領域３４は形成されていない。一方、フレーム板３０ａの側端部もコロイド粒子付着領域３４が形成されているが、この部分に形成されているコロイド粒子付着領域３４は、この工程の終了後、または無電解めっきの終了後に適宜除去される。
【００３４】
次に、図３（ｅ）に示す工程で、無電解めっきを行なって、貫通電極３６を形成するが、その前に、希塩酸、希硫酸等を用いて、Ｐｄ化合物からなるコロイド粒子付着領域３４中のＰｄを活性化する処理を行う。これにより、活性化された触媒粒子が形成される。この触媒粒子は、Ｐｄ化合物（たとえばパラジウム−塩化スズ）と、Ｐｄ単体とを含んでいるのが一般的であり、すべてのコロイド粒子がＰｄ単体に変化していなくても、Ｐｄが表面に露出していれば、無電解めっきの触媒としての機能は発揮することができる。その後、フレーム板３０ａの表面に付着している処理液を水洗により洗い落とす。
【００３５】
無電解めっき工程では、硫酸銅などの銅イオンを含む溶液と、ホルムアルデヒドなどの還元剤とを用いた無電解Ｃｕめっきにより、硫酸銅溶液などから触媒粒子の周囲にＣｕを析出させる。析出したＣｕも触媒活性を有しているので、めっき時間に応じた厚みのＣｕ層が形成されることになる。Ｃｕの無電解めっきが終了すると、水洗をしてから、次工程に進む。
【００３６】
次に、Ｃｕ層の表面に触媒を付着させるために、再びフレーム板３０ａを触媒液に浸漬する。ここでは、触媒液として塩化パラジウム溶液を用いる。プレディップやコンディショニングを行なわず、かつ、触媒液が塩化スズを含んでいないので、Ｃｕ層で覆われていない，ＰＴＦＥが露出している部分には、触媒粒子はほとんど付着しない。その後、水洗を行なって、表面に残留する触媒液を除去する。
【００３７】
次に、硫酸ニッケル等のＮｉイオンを含む溶液と、ホスフィン酸イオンを含む還元剤とを用いた無電解Ｎｉめっき（実際にはＮｉ−Ｐ合金めっき）により、Ｃｕ層上にＮｉ合金層（実際にはＮｉ−Ｐ合金層）を堆積する。その後、水洗を行う。
【００３８】
その後、置換金めっきにより、Ａｕ層を形成する。電気化学的に貴な金属（Ａｕ）のイオンを含む溶液に、電気化学的に卑な金属（Ｎｉ）を浸すと、卑な金属の溶解で放出される電子によって貴な金属イオンが還元され、貴な金属（Ａｕ）の被膜が卑な金属（Ｎｉ）表面上に析出する。以上の工程により、触媒粒子，Ｃｕ層，Ｎｉ−Ｐ合金層およびＡｕ層からなる貫通電極３６を形成する。なお、置換めっきの後、自己触媒型の無電解めっきによりＡｕ層を形成してもよい。その後、水洗、アルコール置換を経て乾燥することにより、無電解めっき工程を終了する。
【００３９】
上記異方導電性シート３０の製造工程においては、フレーム板３０ａを両面からマスク膜３１，３２で挟んで、積層体３３を形成してから、貫通孔の形成、触媒液への浸漬を行なったが、積層体３３は必ずしも形成する必要はない。たとえば、フレーム板単独で、貫通孔の形成、触媒付与、活性化処理、無電解めっきなど、図３（ｃ）−（ｅ）に示す工程を施してもよい。その場合、フレーム板の板面にも無電解めっき層が形成されるが、研磨などによって除去すればよい。ただし、本実施の形態のように、積層体３３に貫通孔３５を形成することにより、高精度の貫通孔３５が得られる。また、余分な無電解めっき層を形成しないことで、製造コストも削減することができる。
【００４０】
以上の工程によって形成された異方導電性シート３０は、貫通孔３５の内壁部に形成された導通部となる貫通電極３６とを備えている。これにより、板厚方向に導電性を有し板面方向には導通性がないという、異方導電性機能が付与される。導通部となる各貫通電極３６間の電気的短絡を防ぐために、フレーム板３０ａは絶縁体であることが必要である。本実施の形態では、異方導電性シート３０に弾性と高強度とを併せてもたせるために、フレーム板３０ａを多孔質膜の合成樹脂によって構成している。
【００４１】
本実施の形態の多孔質膜のフレーム板３０ａを構成する合成樹脂材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリふっ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリふっ化ビニリデン共重合体、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）などのフッ素樹脂；ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍＰＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのエンジニアリングプラスチック、などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性、加工性、機械的特性、誘電特性などを総合的に考慮すると、ＰＴＦＥが優れた特性を有している。したがって、本実施の形態においては、フレーム板３０ａとして、多孔質ＰＴＦＥ膜（多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜）を用いている。本実施の形態においては、後述するように、延伸法により得られた多孔質ＰＴＦＥ膜を用いているので、フレーム板３０ａは、それぞれＰＴＦＥにより形成された非常に細い繊維（フィブリル）と該繊維によって互いに連結された結節（ノード）とからなる微細繊維状組織（多孔質構造）を有している。
【００４２】
本実施の形態においては、フレーム板３０ａとして使用する多孔質ＰＴＦＥ膜は、気孔率が２０〜８０％程度であることが好ましい。多孔質ＰＴＦＥ膜は、微細孔の平均孔径が１０μｍ以下あるいはバブルポイントが２ｋＰａ以上であることが好ましく、導通部のファインピッチ化の観点からは、平均孔径が１μｍ以下あるいはバブルポイントが１０ｋＰａ以上であることがより好ましい。多孔質ＰＴＦＥ膜の膜厚は、使用目的や使用箇所に応じて適宜選択することができるが、通常、０．０５〜３ｍｍである。
【００４３】
貫通電極３６は、貫通孔３５の内壁面および微細孔内を含む内壁部に、管厚が０．２〜５μｍの多層金属めっき層（無電解めっき層）を有している。つまり、無電解めっきの際に、内壁面から微細孔内に侵入した触媒粒子や金属によって、多孔質ＰＴＦＥ膜の繊維も含まれる表面領域に貫通電極３６が形成されている。本実施の形態では、貫通電極３６は、繊維の表面に付着した触媒粒子を核として堆積したＣｕ層，Ｎｉ合金層（Ｎｉ−Ｐ合金層）およびＡｕ層によって構成されている。ただし、Ｃｕ層は、必ずしもなくてもよい。
【００４４】
上述のように、無電解めっきの際、触媒粒子は貫通孔３５の内壁面だけでなく多孔質ＰＴＦＥ膜の微細孔から内部に侵入して繊維の表面に付着するので、多層金属めっき層も、多孔質ＰＴＦＥ膜の微細孔から内部に浸透して堆積されている。すなわち、貫通電極３６には、多層金属めっき層だけでなく多孔質ＰＴＦＥ膜の繊維も混在していることになる。この貫通電極３６は、多孔質構造の樹脂部の表面に付着して形成されているため、貫通電極３６自体も多孔質としての特性を有している。そして、異方導電性シート３０の板厚方向に圧縮荷重を加えることにより、各貫通電極３６間の絶縁性を維持しつつ、異方導電性シート３０の板厚方向のみに導電性が付与される（異方導電性）。また、圧縮荷重を除去すると、貫通電極３６を含む異方導電性シート３０全体が弾性回復するので、本実施の形態の異方導電性シート３０は、繰り返して使用することができる。
【００４５】
貫通電極３６の管厚は、所定の圧縮量（３０μｍ程度）を加えた時に導通部である貫通電極３６の抵抗値が０．１Ω以下になるようにすることが好ましい。なお、圧縮量は、通常、フレーム板３０ａの厚さの１／４程度に設定することが好ましく、本実施の形態においては、厚さ約１２０μｍのフレーム板３０ａを用いているために、圧縮量を３０μｍとしている。ただし、異方導電性シート３０のタイプや搭載される機器の種類によって抵抗値の上限は異なっているので、接触度合いにばらつきのある各貫通電極３６の抵抗値が、いずれも所望の抵抗値以下に収まる圧縮量であればよい。
【００４６】
本実施の形態によると、従来採用されていたＺＩＦコネクタの金属ワイヤからなる接触子に代えて、板状の異方導電性シート３０（中間部材）を介して、リジッド基板１０およびフレキシブル基板２０上の配線１１，２１間の電気的接続を行うようにしたので、薄型化，小型化に容易に対応することができる。すなわち、接触子を支持する部分が不要となり、板状の異方導電性シート３０の厚み，貫通電極３６の径，間隔などの寸法は、０．１ｍｍ以下まで小さくしても十分高い強度が得られる。そして、図１（ｂ）に示すように、ロック部１５でフレキシブルプリント配線板を押圧する際に、広い面積でフレキシブルプリント配線板を押圧することができるので、摩擦力によってフレキシブルプリント配線板に対する把持力を大きく確保することができる。
【００４７】
特に、本実施の形態では、異方導電性シート３０のように、弾性体である多孔質ＰＴＦＥを異方導電性シート３０の基材として用いているので、ロック部１５によって異方導電性シート３０を押圧することにより、配線１１と配線２１との表面に凹凸があっても、異方導電性シート３０の弾性変形によって、配線１１と貫通電極３６との間の接触、および配線２１と貫通電極３６との間の接触を確保することができる。したがって、接触不良を確実に抑制することができる。また、異方導電性シート３０の弾性変形によって、フレキシブルプリント配線板に対する把持力も向上する。したがって、接続構造体による電気的接続の信頼性がさらに向上する。
【００４８】
また、多孔質樹脂の中でも、特に多孔質ＰＴＦＥは、強度や耐熱性が大きく、繰り返し加重による弾性の劣化もほとんどないことから、長期間使用しても弾性の劣化による把持力の低下防止することができる。
【００４９】
（他の実施の形態）
上記実施の形態では、中間部材として、多孔質ＰＴＦＥ膜からなるフレーム板３０ａの貫通孔３５の内壁部に、触媒粒子と無電解めっき層とを形成してなる異方導電性シート３０を用いたが、本発明の中間部材は、このような異方導電性シート３０に限定されるものではない。たとえば、多孔質ではない汎用樹脂からなる板に貫通孔を形成して、無電解めっきなどにより、貫通電極を設けたものでもよい。
【００５０】
一方、中間部材を構成する樹脂が弾性を有していることにより、フレキシブル基板２０を把持する把持力を高めることができるが、金属からなる貫通電極３６の弾性は小さい。そこで、中間部材を構成する樹脂が多孔質であることにより、貫通電極３６も多孔質になるので、貫通電極３６全体としてはバネのような弾性を有することになる。よって、中間部材の基材樹脂として、多孔質樹脂を用いることが好ましい。
【００５１】
多孔質樹脂の中でも多孔質ＰＴＦＥは、上述のように、長期間の使用における信頼性が高いが、反面高価であることから、コストを低減する目的で、他の安価な多孔質樹脂を用いることも可能である。
【００５２】
上記実施の形態では、第１の配線体としてリジッドプリント配線板（略称ＰＣＢ）を用い、第２の配線体としてフレキシブルプリント配線板（略称ＦＰＣ）を用いた例について説明したが、本発明の第１の配線体は、リジッドプリント配線板１２に限らず、フレキシブルプリント配線板であってもよい。また、フレキシブル配線板であっても、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と呼ばれるものがあり、これら各種配線基板同士の接続に用いることができる。ただし、一方は、フレキシブル配線板であることが望ましい。リジッド配線基板同士の電気的接続を行う場合には、本発明よりも簡素な構造を採りうるからである。
【００５３】
上記実施の形態では、支持部１２，ロック部１５および軸１６により、２つの配線体を互いに押圧する押圧手段を構成したが、本発明の押圧手段はこの構造に限定されるものではない。押圧手段の構成には、周知慣用の手段として、極めて多数のバリエーションがあり、いずれの構成を採用してもよい。
【００５４】
上記開示された本発明の実施の形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、携帯電話などの電気機器に搭載されるフレキシブル配線板と他の配線板との配線間の電気接続を行うコネクタとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る接続構造体の接続前、および接続後の構造を示す断面図である。
【図２】リジッド基板上の配線と、フレキシブル基板上の配線とを重ね合わせたときの両者の位置と、貫通電極の位置との関係を概念的に示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、実施の形態に係る異方導電性シートの製造工程を示す断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、一般的なＺＩＦ構造のコネクタの構造を示す平面図、および側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０ リジッド基板
１１ 配線
１２ 支持部
１５ ロック部
１６ 軸
２０ フレキシブル基板
２１ 配線
３０ 異方導電性シート
３０ａ フレーム板
３１ マスク膜
３２ マスク膜
３５ 貫通孔
３６ 貫通電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線が形成された第１の配線体と、
第２の配線が形成された第２の配線体と、
前記第１の配線体と前記第２の配線体との間に介在する板状の中間部材と、
前記中間部材を挟んで前記第２の配線体と第１の配線体とを互いに押圧する押圧手段とを備え、
前記中間部材は、前記第１の配線と前記第２の配線とに接続される貫通電極を有している、接続構造体。
【請求項２】
請求項１記載の接続構造体において、
前記中間部材は弾性体である、接続構造体。
【請求項３】
請求項１または２記載の接続構造体において、
前記中間部材は、
複数の微細孔を有する多孔質樹脂を基材としており、
前記貫通電極は、前記基材の前記各微細孔内を含む内壁部に形成されている、接続構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の接続構造体において、
前記第１の配線体および第２の配線体のうち、少なくともいずれか一方はフレキシブル配線板である、接続構造体。
【請求項１】
第１の配線が形成された第１の配線体と、
第２の配線が形成された第２の配線体と、
前記第１の配線体と前記第２の配線体との間に介在する板状の中間部材と、
前記中間部材を挟んで前記第２の配線体と第１の配線体とを互いに押圧する押圧手段とを備え、
前記中間部材は、前記第１の配線と前記第２の配線とに接続される貫通電極を有している、接続構造体。
【請求項２】
請求項１記載の接続構造体において、
前記中間部材は弾性体である、接続構造体。
【請求項３】
請求項１または２記載の接続構造体において、
前記中間部材は、
複数の微細孔を有する多孔質樹脂を基材としており、
前記貫通電極は、前記基材の前記各微細孔内を含む内壁部に形成されている、接続構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の接続構造体において、
前記第１の配線体および第２の配線体のうち、少なくともいずれか一方はフレキシブル配線板である、接続構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−９８２５８（Ｐ２００８−９８２５８Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７５８９６（Ｐ２００６−２７５８９６）
【出願日】平成１８年１０月９日（２００６．１０．９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月９日（２００６．１０．９）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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