(57)【要約】【課題】機械構造をもつコネクタ等の大きな専用スペースを必要とする電気接続用部品を用いることなく、また一旦接続を行ったものであっても、その後の必要に応じて、その接続を解消して分離することができると共に再接続が可能な配線体の接続構造の提供を課題とする。【解決手段】電気配線を施した第１の配線体１０と、電気配線を施した第２の配線体２０とによる配線体の接続構造であって、一方の配線体１０の電極１３表面には１乃至複数の嵌合用凹部１４が形成されており、他方の配線体２０の電極２３表面には１乃至複数の嵌合用凸部２４が形成されており、前記一方の配線体１０の嵌合用凹部１４と前記他方の配線体２０の嵌合用凸部２４とが相互に嵌合されることで、両配線体が相互に脱着可能に電気接続されている。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気配線を施した第１の配線体と、電気配線を施した第２の配線体とによる配線体の接続構造であって、一方の配線体の電極表面には１乃至複数の嵌合用凹部が形成されており、他方の配線体の電極表面には１乃至複数の嵌合用凸部が形成されており、前記一方の配線体の嵌合用凹部と前記他方の配線体の嵌合用凸部とが相互に嵌合されることで、両配線体が相互に脱着可能に電気接続されていることを特徴とする配線体の接続構造。
【請求項２】
一方の配線体の嵌合用凹部と他方の配線体の嵌合用凸部とは、それぞれの配線体の電極表面の一定の位置に相互に対応して形成されており、嵌合用凹部と嵌合用凸部とが相互に嵌合されることで、両配線体の電極同士が相互に位置決めされた状態に電気接続されることを特徴とする請求項１に記載の配線体の接続構造。
【請求項３】
嵌合用凹部と嵌合用凸部との嵌合状態を補強するための嵌合補強手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の配線体の接続構造。
【請求項４】
第１の配線体が剛性の配線体であり、第２の配線体がフレキシブルな配線体であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の配線体の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線体の接続構造に関し、より詳しくは、表面に電気配線を施した一対の配線体を相互に電気接続する配線体の接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器、通信機器等における小型化及び高集積化に伴い、通常の剛性の配線基板やそれらの間に接続されるフレキシブル配線基板等の配線体での配線も高密度化が進んでいる。配線体に施されるプリント配線等の配線が高密度になるということは、各配線の幅及び配線ピッチの微細化を意味する。
このような背景において、従来、配線体同士の電気接続は電気接続用部品であるコネクタを用いて行うのが一般的であった。また最近では、ＺＩＦ（Ｚｅｒｏ  ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ  ｆｏｒｃｅ）と称される微小なコネクタも提供されている。しかし何れにせよ、これらの機械的な構成をもつコネクタ手段を電気接続に用いる場合には、それ相当のスペースを電気接続部に必要とするため、電気機器、通信機器等の実装の小型化を図る上でのネックになっていた。
一方、例えば特開２００２−９７４２４号公報には、熱硬化型導電性接着シートを用いて、電子回路の配線パターン等を接続する方法が開示されている。この接続方法は、要するに、突起部を形成した導電層とその上に接着層を施した熱硬化型導電性接着シートを、被着体に加熱圧着することで、前記熱硬化型導電性接着シートの導電層の突起部が接着層を貫通して被着体と接触し、電気接続を達成するようにする方法である。
【特許文献１】特開２００２−９７４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のような熱硬化型導電性接着シートを用いて一対の配線体を接続する場合には、接着剤を用いているため、一旦接続を行うと、例えその後でその接続を分離状態（非接続状態）に戻したい事情が生じた場合においても、容易には元の分離状態に戻すことができない問題があった。また一旦接続したものを無理やり分離させると、もはや再接続が不能となり、或いは部材が破損して使用不可となる問題があった。
【０００４】
そこで本発明は上記従来における問題点を解決し、機械構造をもつコネクタ等の大きな専用スペースを必要とする電気接続用部品を用いることなく、また一旦接続を行ったものであっても、その後の必要に応じて、その接続を解消して分離することができると共に再接続が可能な配線体の接続構造の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の配線体の接続構造は、電気配線を施した第１の配線体と、電気配線を施した第２の配線体とによる配線体の接続構造であって、一方の配線体の電極表面には１乃至複数の嵌合用凹部が形成されており、他方の配線体の電極表面には１乃至複数の嵌合用凸部が形成されており、前記一方の配線体の嵌合用凹部と前記他方の配線体の嵌合用凸部とが相互に嵌合されることで、両配線体が相互に脱着可能に電気接続されていることを第１の特徴としている。
【０００６】
上記本発明の第１の特徴によれば、第１の配線体と第２の配線体との電気接続が、各配線体の電極表面に形成された嵌合用凹部と嵌合用凸部との嵌合によって直接的に達成されるので、コネクタ等の電気接続用の部品を必ずしも必要としない。よって電気接続領域における嵩が減って省スペース化を図ることができ、製品の軽量化、小型化を図ることができる。加えて、電気接続は嵌合用凹部と嵌合用凸部との嵌合によるものであるから、配線体同士による電気接続が一旦なされた後であっても、前記嵌合用凹部と嵌合用凸部との凹凸嵌合を外すことで、配線体同士の電気接続を解消して両配線体を相互に分離することが可能である。よって不良判定された配線体を取り換えて、再び接続に供することも可能となる。勿論、本接続の前における仮接続や試験的接続のような状況が必要な場合にも対応が可能となる。
【０００７】
上記において、電極表面に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部は、各電極について単数個設けてもよく、また複数個を設けてもよい。各電極の幅や成形条件に応じて、また嵌め合わせの難易の具合、全体としての嵌合強度、接続強度の具合を考慮して、或いは分離のし易さを考慮して、適当な個数を選ぶことができる。
また嵌合用凹部と嵌合用凸部とは、嵌合用凹条と嵌合用凸条とであってもよく、嵌合用凹孔と嵌合用凸柱とであってもよい。
【０００８】
また本発明の配線体の接続構造は、上記本発明の第１の特徴に加えて、一方の配線体の嵌合用凹部と他方の配線体の嵌合用凸部とは、それぞれの配線体の電極表面の一定の位置に相互に対応して形成されており、嵌合用凹部と嵌合用凸部とが相互に嵌合されることで、両配線体の電極同士が相互に位置決めされた状態に電気接続されることを第２の特徴としている。
【０００９】
上記本発明の第２の特徴によれば、一方の配線体の電極表面の嵌合用凹部と、他方の配線体の電極表面の嵌合用凸部とが、相互に対応してそれぞれ電極の表面の一定の位置に形成されるので、該嵌合用凹部と嵌合用凸部とが位置決めガイドの機能を果たし、一方の配線体の電極と他方の配線体の電極とを所定の相対位置に位置ズレすることなく正確に接続させることが可能となり、更に一方の配線体と他方の配線体とを所定の相対位置に位置ズレすることなく正確に接続させることが可能となる。
【００１０】
また本発明の配線体の接続構造は、上記本発明の第１又は第２の特徴に加えて、嵌合用凹部と嵌合用凸部との嵌合状態を補強するための嵌合補強手段を備えていることを第３の特徴としている。
【００１１】
上記本発明の第３の特徴によれば、嵌合補強手段を備えることで、嵌合用凹部と嵌合用凸部とによる嵌合状態を補強することができ、第１の配線体と第２の配線体との電気接続状態を補強して、より確実で安定した電気接続を確保することができる。
また嵌合補強手段として着脱可能なものを用いることで、一旦接続した第１の配線体と第２の配線体とを、その後において分離させることも可能である。
勿論、嵌合補強手段はあくまで補助手段であり、自らが電気接続手段となるものでないので、従来のコネクタやＺＩＦのような大きなスペースを必要とすることなく、設備することが可能である。
【００１２】
上記において嵌合補強手段としては、例えば第１の配線体と第２の配線体とを電極付近で挟みつけて挟持するクリップ手段を用いることができる。また第１の配線体の基板と第２の配線体の基板とに一対で形成した係止手段を嵌合補強手段とすることができる。
【００１３】
また本発明の配線体の接続構造は、上記本発明の第１〜第３の何れかに記載の特徴に加えて、第１の配線体が剛性の配線体であり、第２の配線体がフレキシブルな配線体であることを第４の特徴としている。
【００１４】
上記本発明の第４の特徴によれば、固定配置される剛性の配線体に対して、空間的な自由度の大きいフレキシブルな配線体を、取り外し可能に且つ省スペースにて電気接続させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の配線体の接続構造によれば、第１の配線体と第２の配線体との電気接続が、各配線体の電極表面に形成された嵌合用凹部と嵌合用凸部との嵌合によって直接的に達成できる。従ってコネクタ等の電気接続用部品を必ずしも必要としないので、シンプルで、電気接続領域における省スペース化を図ることができる。また、電気接続は嵌合用凹部と嵌合用凸部との嵌合によるものであるから、配線体同士による電気接続が一旦なされた後であっても、前記嵌合用凹部と嵌合用凸部との凹凸嵌合を外すことで、配線体同士の電気接続を解消して両配線体を相互に分離することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下の図面を参照して、本発明の実施の形態に係る配線体の接続構造を説明し、本発明の理解に供する。しかし以下の説明は本発明の実施形態であって、特許請求の範囲に記載の内容を限定するものではない。
【００１７】
図１は本発明の実施形態に係る接続構造に用いられる一対の配線体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。図２は一対の配線体が接続構造を構成する前の対峙した状態を示す断面図である。図３は図２における電極部分を拡大して示す断面図である。図４は本実施形態に係る配線体の接続構造を示し、接続構造における個々の電極での接続状態を示す断面図である。図５の（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ電極に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部の例を示す平面図である。図６は電極に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部の配置パターンの変形例を説明する断面図である。図７の（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ電極に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部の形状の変形例を説明する断面図である。
【００１８】
先ず図１を参照して、本実施形態の配線体の接続構造を構成する配線体は、第１の配線体１０と、第２の配線体２０とからなる。
第１の配線体１０と第２の配線体２０には、それぞれその基板１１、２１に電気配線１２、２２が施されている。そして第１の配線体１０及び第２の配線体２０の前記各電気配線１１、２１には、電気接続に供される電極１３、２３が構成されている。
第１の配線体１０と第２の配線体２０は、それらの電極１３、２３同士が相互に向き合った状態にて接面され、電気接続を完成する。
【００１９】
前記第１の配線体１０と第２の配線体２０の基板１１、２１は、絶縁状態に保持されるものとして、絶縁性の樹脂材料で構成することができる。しかし他の絶縁性材料で構成することも可能である。また基板１１、２１は、それぞれ湾曲や屈曲が困難な剛性を有するものでもよく、湾曲や屈曲が容易なフレキシブルなものとしてもよい。基板１１、２１の厚みやその他の寸法も特に限定されない。
本実施形態の場合は、第１の配線体１０の基板１１を適当に厚みのある剛性の絶縁樹脂、即ちリジット基板として、ケース等に固定して配置するものとしている。一方、第２の配線体２０の基板２１を薄いフレキシブルな絶縁樹脂、即ちフレキシブル基板とし、固定された配線体等の間をフレキシブルに電気接続できるものとして構成している。
【００２０】
前記第１の配線体１０と第２の配線体２０の電気配線１２、２２は、１乃至複数本からなる線乃至線群であり、基板１１、２１に導電性材料、例えば銅等の良導電性金属を用いてプリント配線、或いはその他の方式で形成される。
第１の配線体１０の電極１３及び第２の配線体２０の電極２３は、それぞれ他方の配線体と電気接続するために設けられ、電気配線１２、２２の一部を電気的に露出させた状態に構成されている。本実施形態では、第１の配線体１０及び第２の配線体２０共に、電気配線１２、２２の一端側の一定領域１２ａ、２２ａをもって電極領域としている。この電極領域１２ａ、２２ａの位置は特に限定されるものではなく、配線体の種々の位置を電極領域とすることができる。
【００２１】
図２も参照して、第１の配線体１０と第２の配線体２０は、その電極１３、２３同士を相互に対向させた状態とし、電極１３と電極２３とを相互に接面させることで、電気接続を達成させる。
【００２２】
図３も参照して、第１の配線体１０の電極１３の表面には嵌合用凹部１４が形成されている。また第２の配線体２０の電極２３の表面には嵌合用凸部２４が形成されている。
前記嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４は、相互に凹凸嵌合されるために形成されたものであり、第１の配線体１０の電極１３と第２の配線体２０の電極２３とが相互に接面された際に嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とが凹凸嵌合され、第４図に示すような接合構造が達成される。このような接合構造において、第１の配線体１０と第２の配線体２０との電気接続がなされる。
【００２３】
図４に示すように、本実施形態における配線体の接合構造は、第１の配線体１０と第２の配線体２０とが、それぞれの電極１３、２３の表面に形成した嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とで相互に嵌合することで構成される。嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とが相互に嵌合した状態においては、第１の配線体１０の電極１３と第２の配線体２０の電極２３とが相互に密着された状態となり、電気接続が達成される。
第１の配線体１０と第２の配線体２０との接続は、前記嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とによる凹凸嵌合であるから、必要に応じて凹凸嵌合を解除して両者を分離させることが可能である。
一方、第１の配線体１０と第２の配線体２０との接続の強度は、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とによる嵌合状態を強固にすることで、その強度を上げることが可能である。例えば個々の嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とにおける嵌め合いの隙間を小さくすることにより、個々の嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４におけるアスペクト比を大きくすることで、分離に対する抵抗を大きくすることができる。また第１の配線体１０と第２の配線体２０に形成される嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４の総数を増やすことでも、接続強度を上げることが可能である。
【００２４】
前記嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４は、電極１３、２３に単数個形成してもよいし、複数個形成してもよい。電極１３、２３の幅や凹部と凸部の加工のし易さ、嵌合の強度を考慮した数とすることができる。
電極１３、２３が複数本の電極の群からなる場合には、群を構成する個々の全ての電極に嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とを形成してもよいが、必ずしもそのような群を構成する全ての個々の電極に嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とを形成する必要はない。
【００２５】
図５の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、第１の配線体１０及び第２の配線体２０の電極１３、２３に形成される嵌合用凹部１４、嵌合用凸部２４は、図５の（Ａ）に示すように、それぞれ嵌合用凹条１４ａ、嵌合用凸条２４ａとして形成することができる。また図５の（Ｂ）に示すように、嵌合用凹孔１４ｂ、嵌合用凸柱２４ｂであってもよい。
【００２６】
図６も参照して、第１の配線体１０及び第２の配線体２０の各電極１３、２３に形成される嵌合用凹部１４、嵌合用凸部２４は、それぞれの配線体１０、２０の電極１３、２３の表面の一定の位置に相互に対応して形成することができる。即ち、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とは、相互に電極１３と電極２３の一定の位置関係のみで嵌合することができるように、嵌合用凹部１４、嵌合用凸部２４の寸法、配置のパターンを構成することができる。このように構成することで、電極１３と電極２３とが相互に位置ズレすることなく、所定の相対的位置にて確実に接続することができる。
図６では、嵌合用凹部１４ｃは嵌合用凸部２４ｃとのみ嵌合が可能であるので、嵌合が達成された状態で両電極１３、２３が正確な状態で接続され、更には第１の配線体１０と第２の配線体２０とが正確な相対位置で接続されることになる。
【００２７】
図７の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４の断面形状には、多少のテーパを付与することができる。このテーパは、図７の（Ａ）に示すような逆テーパの他、順テーパとすることも可能である。逆テーパを付与することで、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とによる凹凸嵌合がその分だけ外れに難くすることができ、接続の強度を上げることができる。また順テーパを付与する場合は、一般に加工が容易となり、また一旦嵌合させた嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４との必要に応じた分離が容易に行える。
また図７の（Ｂ）に示すように、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とは、両者を嵌合用スナップ凹部１４ｄと嵌合用スナップ凸部２４ｄとして、相互にスナップ止めができるようにすることも可能である。
【００２８】
上記において、第１の配線体１０、第２の配線体２０に形成される個々の電極１３、２３の幅を、例えば１００〜数百μｍとすると、その電極１３、２３の表面に形成される嵌合用凹部１４、嵌合用凸部２４の幅及びピッチは数十μｍ程度となる。このような超微細構造の場合には、前記嵌合用凹部１４、嵌合用凸部２４は、例えばＬＩＧＡプロセスと呼ばれる、Ｘ線リソグラフィーを用いた工程を経て形成することができる。
【００２９】
図８は本発明の他の実施形態に係る配線体の接続構造を説明する断面図で、一対の配線体が接続構造を構成する前の対峙した状態にある断面図である。
【００３０】
本実施形態においては、第１の配線体１０と第２の配線体２０との接続において、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４との嵌合状態を補強するための嵌合補強手段を設けている。
即ち、この実施形態では電極１３、２３に形成される嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４との嵌合を補強する手段として、基板１１、２１に一対で形成された係止用孔１５と係止用ピン２５とを形成している。基板１１、２１を樹脂性の基板とすることで、樹脂の持つ弾力性を利用することができ、係止用ピン２５を係止用孔１５に適当な脱離抵抗をもった状態で嵌め合せて、基板１１、２１同士を係止する。これによって、嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４との嵌合状態を補強し、電極１３、２３との接続状態を確保することができる。
本実施形態の場合は、電極１３、２３をそれぞれ基板１１、２２に対して面一状態になるようにし、基板１１に面一の電極１３に嵌合用凹部１４を形成している。また基板２２に面一の電極２３に嵌合用凸部２４を形成している。このように嵌合用凹部１４と嵌合用凸部２４とを基板１１、２１に面一の面から形成することで、同じく基板１１、２１の表面から形成される前記係止用孔１５と係止用ピン２５の形成が容易となり、補強手段としての実効を期待できる。
【００３１】
前記嵌合補強手段は、上記の係止用孔１５と係止用ピン２５とによるものに限らない。例えば重ねられた第１の配線体１０と第２の配線体２０とを、その電極１３、２３付近の基板１１、２１部分で挟みつけて挟持するようなクリップ手段を用いることができる。このクリップ手段は、挟持機能を有するものであれば、どのようなものでもよく、その具体的構成は問わない。クリップ手段として、電極１３、２３同士の電気接続機能を保有しないものを用いることで、従来の電気接続機能を同時に有するコネクタのようなものに比べて、その構成が十分に単純で、搭載時における占有スペースを十分に小さく抑えることができる。
【００３２】
なお上記実施形態では、実際には第１の配線体としてリジッドプリント配線板１２（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２２（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。リジット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。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、携帯電話等の電気機器に搭載されるフレキシブル配線基板と他の配線基板との配線間の電気接続構造として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る接続構造に用いられる一対の配線体を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は側面図である。
【図２】一対の配線体が接続構造を構成する前の対峙した状態を示す断面図である。
【図３】図２における電極部分を拡大して示す断面図である。
【図４】図４は本実施形態に係る配線体の接続構造を示し、接続構造における個々の電極での接続状態を示す断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ電極に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部の例を示す平面図である。
【図６】電極に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部の配置パターンの変形例を説明する断面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ電極に形成される嵌合用凹部と嵌合用凸部の形状の変形例を説明する断面図である。
【図８】他の実施形態に係る配線体の接続構造を説明する断面図で、一対の配線体が接続構造を構成する前の対峙した状態にある断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０      第１の配線体
１１      基板
１２      電気配線
１３      電極
１４      嵌合用凹部
１４ａ    嵌合用凹条
１４ｂ    嵌合用凹孔
１４ｃ    嵌合用凹部
１４ｄ    嵌合用スナップ凹部
１５      係止用孔
２０      第２の配線体
２１      基板
２２      電気配線
２３      電極
２４      嵌合用凸部
２４ａ    嵌合用凸条
２４ｂ    嵌合用凸柱
２４ｃ    嵌合用凸部
２４ｄ    嵌合用スナップ凸部
２５      係止用ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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