(57)【要約】      （修正有）【課題】回路構成が容易で、大きなコストアップを伴うことなく、設計自由度を高めた電気回路を提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性粒子を含有するフィルム状導電性接着剤を、支持部材に貼り付けることにより、回路形状を形成する第１工程と、貼り付けられたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させる第２工程とを備える電気回路製造方法により形成され、該電気回路４は、ＬＦＩフェルール本体の面５上に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性粒子を含有するフィルム状導電性接着剤において、
１８０℃雰囲気中で１０分加熱後において体積固有抵抗値が１×１０―２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするフィルム状導電性接着剤。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルム状導電性接着剤により形成された電気回路。
【請求項３】
立体形状に形成された請求項２に記載の電気回路。
【請求項４】
請求項１に記載のフィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、回路形状を形成する第１工程と、
貼り付けられたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させる第２工程とを備える電気回路製造方法。
【請求項５】
前記第１工程において、リボン形状に切り分けられた前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、前記回路形状を形成することを特徴とする請求項４に記載の電気回路製造方法。
【請求項６】
前記第１工程において、打ち抜き加工により前記回路形状に形成された前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、前記回路形状を形成することを特徴とする請求項５に記載の電気回路製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状導電性接着剤、電気回路、及び電気回路製造方法に関する。特に、立体的部材表面に容易に配線することができるフィルム状導電性接着剤と係るフィルム状導電性接着剤により形成された電気回路、更に電気回路製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気機器を制御するために使用される制御回路や、電気機器に信号を入出力する入出力回路等の電気回路は樹脂やセラミックで形成された基板上に銅等の導電体で形成された導電層を設け、係る導電層の一部を除去することにより形成することが一般的である。このように形成された電気回路を、電気機器と電気的に接続する。
【０００３】
ところで、電気回路と電気機器との接続は、リード線などを用いる方法が一般的であるが、通常固定されている電気機器と、同じく固定されている電気回路とをフレキシブルなリード線で接続すると強度的に問題となりやすく、また接続作業が煩雑となる。
【０００４】
そこで、電気機器に端子を設けて、電気回路と接続することが考えられるが、電気機器の素材によっては、端子を設けることが非常に困難な場合もある。例えば非特許文献１に提示されているＬＦＩフェルール（Lead Frame Insertedフェルール）は樹脂に半埋設された導電フレームにより形成された端子を含む電気回路により外部回路と接続される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】２００８年１月・ＳＥＩ テクニカルレビュー・第１７２号光電気インターコネクションモジュール用ＬＦＩ（Lead Frame Inserted）フェルールの開発
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、外部回路と端子を含む電気回路とを直接接続すると、電気回路を配設する位置が問題となり、設計自由度が狭くなることがある。上述の非特許文献１に提示されたＬＦＩフェルールを例示して、図２を用いてより具体的に説明する。図２は光ファイバーの接続に用いられるＬＦＩフェルールと呼ばれる接続機器である。略直方体状の形状の一方の端面１０２に光ファイバーを接続するための接続穴１０３が設けられている。端面１０２には、更に導電フレームにより形成された端子を含む電気回路１０４が設けられており、係る部分に直接VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）やPD（Photo Diode）といった受発光素子を位置決めして実装することで信号のやり取りが可能となる。
【０００７】
このＬＦＩフェルールの本体は樹脂製で、射出成型により形成されており、電気回路１０４は成型時に導電フレームを埋め込むことにより形成される。そのため、特殊な金型を用いざるを得ず、形成にコストがかかる。また、接続穴１０３と導電フレームとの接続が必要であるため、電気回路１０４は接続穴１０３の設けられている端面１０２に設けざるを得ず、光ファイバーケーブルと干渉しないよう受発光素子の形状を工夫しなければならず、回路設計の幅が限られている。
【０００８】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、回路構成が容易で、大きなコストアップを伴うことなく、設計自由度を高めた電気回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るフィルム状導電性接着剤は、熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性粒子を含有するフィルム状導電性接着剤において、１８０℃雰囲気中で１０分加熱後において体積固有抵抗値が１×１０―２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、１８０℃雰囲気中で１０分加熱後において体積固有抵抗値が１×１０―２Ω・ｃｍ以下であるため、加熱することにより電気回路として使用しうる特性を有する。従って、このフィルム状導電性接着剤を回路形状に形成し基板に貼り付けた後に加熱することによって、容易に電気回路を形成することができる。
【００１１】
本発明に係る電気回路は、上述のフィルム状導電性接着剤により形成された電気回路である。かかる構成によると、電気回路がフィルム状導電性接着剤により形成されているため、回路構成作業が容易であり、融通性に富む。また、電気回路を形成する基板の自由度が高く、例えば、立体形状の基板や曲面状の基板にも容易に電気回路を形成することができる。
【００１２】
本発明に係る電気回路は、立体形状に形成された電気回路であることが好ましい。上述のように、電気回路がフィルム状導電性接着剤により形成されているため、回路構成作業が容易であり、融通性に富む。従って、立体形状の電気回路を形成することが容易に可能となる。
【００１３】
本発明に係る電気回路製造方法は、本発明にかかるフィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、回路形状を形成する第１工程と、貼り付けられたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させる第２工程とを備える。
【００１４】
上記構成によれば、本発明にかかるフィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、回路形状を形成する第１工程を備えるため、電気回路構成作業が容易であり、融通性に富む。また、電気回路を形成する基板の自由度が高く、例えば、立体形状の基板や曲面状の基板にも容易に回路形状を形成することができる。また、貼り付けられたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させる第２工程を備えるため、回路形状を形成した後は加熱により、容易に電気回路を作成することができる。従って、本発明により多様な基板上に容易に電気回路を製造することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る電気回路製造方法は、前記第１工程において、リボン形状に切り分けられた前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、前記回路形状を形成することが好ましい。
【００１６】
上記構成によれば、第１工程において、リボン形状に切り分けられたフィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより回路形状を形成するため、回路形状の形成が極めて容易である。また、フィルム状導電性接着剤をリボン上に切り分けることは、スリット式の切断機等の汎用の切断機により容易に可能であるため、汎用かつ安価に回路形状を形成しうる。
【００１７】
本発明に係る電気回路製造方法は、前記第１工程において、打ち抜き加工により前記回路形状に形成された前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、前記回路形状を形成することも好ましい。
【００１８】
上記構成によれば、前記第１工程において、打ち抜き加工により前記回路形状に形成された前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより回路形状を形成するため、回路形状の形成が極めて容易である。また、打ち抜き加工により回路形状に形成されたフィルム状導電性接着剤を作成することは、汎用技術により容易に可能であるため、汎用かつ安価に回路形状を形成しうる。また、一度抜き打ち用の型を作成すれば、同じ回路形状のフィルム状導電性接着剤を多量に作成することができるため、大量生産が容易である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、回路構成が容易で、大きなコストアップを伴うことなく、設計自由度を高めた電気回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を具体化した電気回路の一実施形態を示す図面であって、表面に電気回路を形成したＬＦＩフェルールを示す斜投影図である。
【図２】従来の電気回路を示す図面であって、表面に電気回路を形成したＬＦＩフェルールを示す斜投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した電気回路、電気回路形成方法、電気回路形成に用いるフィルム状導電性接着剤の一実施形態を、図１を用いて説明する。
【００２２】
最初に電気回路形成に用いるフィルム状導電性接着剤について説明する。このフィルム状導電性接着剤は、熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性粒子を含有するフィルム状導電性接着剤において、１８０℃雰囲気中で１０分加熱後において体積固有抵抗値が１×１０―２Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする。そのため、このフィルム状導電性接着剤を用いて回路形状に形成し基板に貼り付けた後に加熱することによって、容易に電気回路を形成することができる。
【００２３】
より具体的には、例えば、エポキシ樹脂およびエポキシ樹脂を硬化させるための潜在性硬化剤、溶剤、その他添加剤等を主成分とし、導電性粒子が分散されたものが使用できる。エポキシ樹脂用の潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン系、第３級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド系、酸無水物系、フェノール系、および、これらの変性物が例示され、これらは単独または２種以上の混合物として使用できる。
【００２４】
また、これらの潜在性硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系の潜在性硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系の潜在性硬化剤としては、公知のイミダゾール系の潜在性硬化剤を使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾールが例示される。
【００２５】
また、特に、これらの潜在性硬化剤を、ポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質や、ニッケル、銅等の金属薄膜およびケイ酸カルシウム等の無機物で被覆してマイクロカプセル化したものは、長期保存性と速硬化性という矛盾した特性の両立を図ることができるため、好ましい。従って、マイクロカプセル型イミダゾール系の潜在性硬化剤が、特に好ましい。
【００２６】
ただし、電気回路を形成する基板として、耐熱温度の低い素材を使用する場合は、２００℃以下の温度域で硬化することが好ましく、そのため、２００℃以下の所定の温度で、バインダー樹脂を硬化反応させることができる硬化剤を、適宜、選択して使用することが好ましい。なお、硬化剤は、エポキシ樹脂の理論当量分、配合すれば良い。
【００２７】
また、エポキシ樹脂を溶解するための溶剤としては、エポキシ樹脂が可溶であり、基板に対して非腐食性であれば良い。例えば、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、カルビトールアセテート、ターピネオール、フタル酸ジエチル等の有機溶媒が好適に使用できる。なお、これらの溶剤を、数種類、組み合わせて使用することもできる。
【００２８】
導電性粒子としては、微細な導電体を微細粒子化したものが用いられる。例えば、炭素粉末や金属粉末等である。なお、金属粉末には金属微粒子や金属でメッキされた球状の樹脂粒子からなる金属微粒子が含まれる。
【００２９】
導電性粒子としては、特にニッケル、鉄、コバルト等の卑金属の金属粉末が好適に用いられる。コストが低く、導電性材料として好適だからである。特に、ニッケル粉末およびニッケルを主成分とする合金粉末は、導電性に優れるとともに、コストが低く、また、銅等の他の金属に比し耐酸化性に優れるため、酸化による導電性の低下も生じにくく、導電性材料として好適ある。ニッケルの合金粉末としては、例えば、マンガン、クロム、コバルト、アルミニウム、鉄、銅、亜鉛、銀、およびパラジウムからなる群より選択される少なくとも１種以上の元素とニッケルとの合金粉末が使用できる。
【００３０】
導電性粒子の含有量については、特に限定されないが、同フィルム状導電性接着剤を形成した後、１８０℃雰囲気中で１０分加熱後において体積固有抵抗値が１×１０―２Ω・ｃｍ以下となるように含有させることが必要である。かかる性質を満たしていれば、電気回路を形成するための十分な導電性を確保できるためである。
【００３１】
また、フィルム状導電性接着剤の厚みは特に限定されない。取り扱い性、電気回路の使用箇所に応じて適宜調整することが可能である。一般的には５〜４０μｍのものが使用される。係る範囲内において、特に回路の細線化が望まれる場合には１５μｍ以下とすることが有効であり、特に高い接着力化を得たい場合には２５μｍとすることが有効である。
【００３２】
次に、このフィルム状導電性接着剤を用いて形成した電気回路、および電気回路を形成する方法について説明する。このフィルム状導電性接着剤を用いて形成した電気回路を形成するには、フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、回路形状を形成する第１工程と、貼り付けられたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させる第２工程とにより、電気回路を形成する。
【００３３】
具体的には、まず、フィルム状の部材を幅方向に切断するスリット加工を行うことにより、リボン形状に切り分けられたフィルム状導電性接着剤を作成する。このリボン形状のフィルム状導電性接着剤を支持部材としての基板に貼り付けることにより、回路形状を構成する。これが第１工程に該当する。かかる回路形状に形成されたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させ、電気回路を完成させる。これが第２工程に該当する。この加熱時の収縮により、導電粒子同士の距離が小さくなり、導電性が向上する。また、既に溶媒が除去された状態のため、加熱時に基板を侵す可能性が小さく、基板として多様な素材を用いることができ、電気回路の汎用性が高くなる。
【００３４】
図１を用いてかかる工程により作成された電気回路の一例を説明する。図１は光ファイバー位置決め部品であるフェルール、特にプラスチック製多心光フェルールの端面に微細リードフレームを備えることにより電極を形成した、電気複合型の光フェルールであるＬＦＩフェルールを示している。
【００３５】
このＦＩフェルールの本体は樹脂製で、射出成型により略直方体形状に形成されている。略直方体形状の一方面２には、光ファイバーを接続するための接続穴３が設けられている。また、この接続穴３およびその周辺部からは、導電フレームが引き出されており、一方面２と直交する他方面５へ延設され電気回路４が形成されている。この電気回路４を介して、光ファイバーと、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）やＰＤ（Photo Diode）といった受発光素子とが接続されることとなる。
【００３６】
この導電フレームはＬＦＩフェルール本体の表面を基板として、上述のリボン形状に切り分けられたフィルム状導電性接着剤を貼り付けた後、ＬＦＩフェルール本体ごと加熱することにより形成されている。従って、ＬＦＩフェルール本体の成型時に、導電フレームを埋め込む必要はないため、汎用の金型を使用することが可能であり、上記従来に比してコストを低減できる。
【００３７】
また、リボン形状に切り分けられたフィルム状導電性接着剤はＬＦＩフェルール本体の表面のいずれの面にも貼り付けることが可能であるため、接続面を形成する電気回路４はスペース的に制限がある接続穴３を設けた一方面２を避けて、他方面５に形成することができる。従って、光ファイバーケーブルと受発光素子とが干渉することを容易に防止でき、上記従来に比して設計自由度を高めることが可能となる。
【００３８】
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においてフィルム状導電性接着剤は、熱硬化性樹脂を主成分とし、導電性粒子を含有するフィルム状導電性接着剤において、１８０℃雰囲気中で１０分加熱後において体積固有抵抗値が１×１０―２Ω・ｃｍ以下である。そのため、加熱することにより電気回路として使用しうる特性を有する。従って、このフィルム状導電性接着剤を回路形状に形成し基板に貼り付けた後に加熱することによって、容易に電気回路を形成することができる。
【００３９】
（２）本実施形態において電気回路は、フィルム状導電性接着剤により形成されている。そのため、電気回路構成作業が容易であるとともに融通性に富む。また、電気回路４を形成する基板の自由度が高く、例えば、立体形状の基板や曲面状の基板にも容易に電気回路を形成することができる。
【００４０】
（３）本実施形態における電気回路製造方法は、フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、回路形状を形成する第１工程を備えるため、電気回路構成作業が容易であり、融通性に富む。また、電気回路を形成する基板の自由度が高く、例えば、立体形状の基板や曲面状の基板にも容易に回路形状を形成することができる。また、貼り付けられたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させる第２工程を備えるため、回路形状を形成した後は加熱により、容易に電気回路を作成することができる。従って、多様な基板上に容易に電気回路を製造することが可能となる。
【００４１】
（４）第１工程において、リボン形状に切り分けられたフィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより回路形状を形成するため、回路形状の形成が極めて容易である。また、フィルム状導電性接着剤をリボン上に切り分けることは、スリット式の切断機等の汎用の切断機により容易に可能であるため、汎用かつ安価に回路形状を形成しうる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した電気回路、電気回路形成方法、電気回路形成に用いるフィルム状導電性接着剤の第２の実施形態を説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の電気回路形成方法を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
【００４３】
第２の実施形態に係る電気回路製造方法は、第１工程において、打ち抜き加工により前記回路形状に形成された前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより、前記回路形状を形成することを特徴とする。
【００４４】
具体的には、まず、最終的に必要とする電気回路と同一形状の打ち抜き用の型を作成し、かかる型によりフィルム状導電性接着剤を打ち抜くことにより回路形状のフィルム状導電性接着剤を作成する。この回路形状のフィルム状導電性接着剤を支持部材としての基板に貼り付けることにより、回路形状を構成する。これが第１工程に該当する。かかる回路形状に形成されたフィルム状導電性接着剤を加熱することにより熱硬化させ、電気回路を完成させる。これが第２工程に該当する。
【００４５】
この方法によれば、第１工程において、打ち抜き加工により回路形状に形成された前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより回路形状を形成するため、回路形状の形成が極めて容易である。また、フィルム状の部材を打ち抜き加工することは極めて汎用に行われている技術であり、汎用技術を用いて安価に回路形状を形成しうる。また、一度抜き打ち用の型を作成すれば、同じ回路形状のフィルム状導電性接着剤を多量に作成することができるため、大量生産が容易である。
【００４６】
従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態に記載の（４）の効果に換えて以下の効果を得ることができる。
（４）第２の実施形態では、第１工程において、打ち抜き加工により回路形状に形成された前記フィルム状導電性接着剤を支持部材に貼り付けることにより回路形状を形成するため、回路形状の形成が極めて容易である。また、打ち抜き加工により回路形状に形成されたフィルム状導電性接着剤を作成することは、汎用技術により容易に可能であるため、汎用かつ安価に回路形状を形成しうる。また、一度抜き打ち用の型を作成すれば、同じ回路形状のフィルム状導電性接着剤を多量に作成することができるため、大量生産が容易である。
【００４７】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂に潜在性硬化剤を組み合わせて使用したが、他の構成であっても良い。例えば、エポキシ樹脂に換えて、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリベンズオキサゾール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ビスマレイミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等を使用しても良い。これらの樹脂は、それぞれ単独で、あるいは２種以上を組み合わせてバインダー樹脂として使用することができる。要は、熱硬化性を有すれば、良いのであって、基板となる素材の耐熱性、耐薬品性に考慮し、最も適した物を選択することが可能である。
【００４８】
・上記実施形態においては、ＬＦＩフェルール本体の表面を基板として立体的な電気回路を形成したが、他の構成であっても良い。一般的な平面形状の電気回路基板に電気回路を形成することも当然に可能である。例えば、ガラス基板、硬質樹脂基板などのように変形しにくい配線基板であっても良いし、軟質樹脂基板のように、柔軟性を有する配線基板であっても良い。
【００４９】
・上記実施形態においては、ＬＦＩフェルール本体の表面を基板として略直方体の表面に電気回路を形成したが、他の構成であっても良い。例えば、曲面で構成された立体的形状の部材の表面を基板として電気回路を形成してもよい。
【００５０】
・第１の実施形態においては、スリット加工によりリボン形状のフィルム状導電性接着剤を作成したが、他の方法で作成してもよい。小規模な加工であれば、通常のカッター等による加工を行ってもよい。
【００５１】
・第２の実施形態においては、打ち抜き加工により回路形状のフィルム状導電性接着剤を作成したが、他の方法で作成してもよい。例えば、不要部分をレーザー光により焼き落とす等の加工であっても同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、フィルム状導電性接着剤、電気回路、及び電気回路製造方法に関する。特に、立体的部材表面に形成する必要のある電気回路に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
２…一方面、３…接続穴、４…電気回路、５…他方面、１０２…端面、１０３…接続穴、１０４…電気回路。
【図１】
2010251244.tif 000003
【図２】
2010251244.tif 000004