(57)【要約】  異方性導電部材の圧縮率を最適な範囲に制御し、積層数が増加しても異方性導電部材の反発弾性力のばらつきを抑制し、静的な外力等が印加されても配線基板の変形及び異方性導電部材の反発弾性力の変動を抑制でき、環境温度が変化しても異方性導電部材の線膨張を抑制するため電気的接続の安定性が高く、異方性導電部材の反発弾性力を低減し、薄型化できる回路基板装置、配線基板間接続方法及び回路基板モジュール装置を提供する。  配線基板１０１〜１０４と、各配線基板間に配置された異方性導電部材１０５と、異方性導電部材１０５と別体であって、異方性導電部材１０５を囲むように異方性導電部材１０５と同一平面上に配置された機能性ブロック１０６と、配線基板１０１〜１０４を挟むように配置された１対の保持ブロック１０７，１０８と、を有し、配線基板１０１〜１０４は、１対の保持ブロック１０７，１０８に挟持された状態で圧縮保持されることによって異方性導電部材１０５により相互に電気的に接続される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の配線基板と、各配線基板間に配置された異方性導電部材と、前記異方性導電部材と別体であって、前記異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように、前記異方性導電部材と同一平面上に配置された機能性ブロックと、前記複数個の配線基板を挟むように配置された１対の保持ブロックと、を有し、
前記複数個の配線基板は、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で圧縮保持されることによって前記異方性導電部材により相互に電気的に接続されている、回路基板装置。
【請求項２】
前記機能性ブロックは、前記異方性導電部材が嵌入される開口部を備えた額縁状である、請求の範囲１に記載の回路基板装置。
【請求項３】
前記機能性ブロックは、前記異方性導電部材の３辺を取り囲むＵの字状である、請求の範囲１に記載の回路基板装置。
【請求項４】
前記機能性ブロックは、前記異方性導電部材の対向する２辺の位置を規制する２個のブロックである、請求の範囲１に記載の回路基板装置。
【請求項５】
前記複数個の配線基板には、多層フレキシブルプリント配線基板、多層リジットプリント配線基板、両面フレキシブルプリント配線基板、両面リジットプリント配線基板、片面フレキシブルプリント配線基板及び片面リジットプリント配線基板からなる群から選択された配線基板を使用する、請求の範囲１乃至４のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項６】
前記異方性導電部材は、その導電材料が金線、銅線、真ちゅう線、リン青銅線、ニッケル線及びステンレス線からなる群から選択された金属細線又は金属粒子、金メッキ粒子、銀メッキ粒子及び銅メッキ粒子からなる群から選択された導電性粒子からなり、絶縁部が絶縁性エラスチック樹脂材料からなる、請求の範囲１乃至５のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項７】
各々の前記異方性導電部材が厚さを変えて搭載されている、請求の範囲１乃至６のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項８】
前記機能性ブロックと前記１対の保持ブロックとの合成固有周期が、抑制する瞬間的な信号断線時間以下に設定されている、請求の範囲１乃至７のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項９】
前記複数個の配線基板は、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で、ネジ止めによって圧縮保持されている、請求の範囲１乃至８のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項１０】
前記複数個の配線基板は、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で、爪係止によって圧縮保持されている、請求の範囲１乃至８のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項１１】
前記保持ブロックは、前記異方性導電部材の圧縮方向に向かって凸状に湾曲している、請求の範囲１乃至１０のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項１２】
前記機能性ブロックは、前記異方性導電部材側が薄くなるように厚さが変化している、請求の範囲１乃至１０のいずれかに記載の回路基板装置。
【請求項１３】
第１の保持ブロックの上に第１の配線基板を配置し、前記第１の配線基板上に異方性導電部材及び機能性ブロックを配置し、前記異方性導電部材及び前記機能性ブロックの上に第２の配線基板を配置し、同様に任意の個数の配線基板を異方性導電部材及び機能性ブロックを介して配置し、最上層の配線基板上に第２の保持ブロックを配置し、前記第１の保持ブロックと前記第２の保持ブロックとによって複数個の配線基板、異方性導電部材及び機能性ブロックを挟持し、これらを圧縮保持することで、前記複数個の配線基板を電気的に接続する配線基板間接続方法。
【請求項１４】
複数個の実装部品を表面実装した複数個の個別機能モジュール基板と、各個別機能モジュール基板間に配置された異方性導電部材と、前記異方性導電部材と別体であって、前記異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように、前記異方性導電部材と同一平面上に配置された機能性ブロックと、前記複数個の個別機能モジュール基板を挟むように配置された１対の保持ブロックと、を有し、
前記複数個の個別機能モジュール基板は、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で圧縮保持されることによって前記異方性導電部材により相互に電気的に接続されている、回路基板モジュール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として電気・通信分野において電子機器類に搭載されるフレキシブルプリント配線基板及びリジットプリント配線基板等の、プリント配線が施された複数個の配線基板を積層し、互いに接続保持した構造を有する回路基板装置に関する。さらに、これらの配線基板同士を互いに接続するための配線基板間接続方法及び回路基板モジュール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、例えば携帯電話装置、ＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）端末及びその他多くの電子機器は、プリント配線が施され多くの電子部品が実装されたプリント配線基板を限られたスペースの中に複数個搭載している。そして、電子機器の薄型化及び省スペース化に伴い、プリント配線基板の小型化を具現するために、これら複数個のプリント配線基板を積層し、互いに接続保持する方法として様々な技術が開示されている。【０００３】
図１は特開平８−９６８７０号公報に開示されたプリント基板の接続構造を示す模式的断面図である。この図に示される技術を詳述すると、基部１３０１に埋設されて設けられた第１の弾性部材１３０３の上に、基部１３０１に設けられた案内棒部材１３０２によって位置決めされながら第１のプリント基板１３０４、第２のプリント基板１３０５及び第３のプリント基板１３０６が積層される。そして、これらの上から中間板部材１３０７がネジによって基部１３０１に対して固定される。更に、この中間板部材１３０７の上から案内棒部材１３０２によって位置決めされながら第４のプリント基板１３０８、第５のプリント基板１３０９及び第６のプリント基板１３１０が積層される。この上からこれらのプリント基板の導電パターンを有する部分に対応する部位に弾性部材１３１１が配置され、この弾性部材１３１１の上から基板押さえ板１３１２がネジによって中間板部材１３０７に対して固定される。これにより、弾性部材１３０３及び弾性部材１３１１の反発弾性力で第１のプリント基板１３０４、第２のプリント基板１３０５及び第３のプリント基板１３０６が導電パターン同士の接触により接続され、同様に弾性部材１３０３及び弾性部材１３１１の反発弾性力で第４のプリント基板１３０８、第５のプリント基板１３０９及び第６のプリント基板１３１０が導電パターン同士の接触により接続されている。【０００４】
また、図２は特開平８−３０７０３０号公報に開示されたプリント基板の接続構造を示す模式的断面図である。この図に開示された技術を詳述すると、剛体である基板地板１４０５に、表面に導体１４０２が形成された片面フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible  Printed  Circuit）１４０１が実装され、この上に、裏面に導体１４０４、表面に導体１４０９が形成された両面ＦＰＣ１４０３が積層される。この上からこれらのプリント基板の導電パターンを有する部分に対応する部位に、弾性部材である異方性導電ゴム１４０６が配置される。更に、この上から剛体であり裏面に導体１４１０が形成された片面ハード基板（ＰＷＢ：Printed  Wired  Board）１４０７が積層される。この片面ＰＷＢ１４０７を基板地板１４０５に対してネジ１４０８の締め付けで押さえて、これらの配線基板一面に均一な圧力をかけることで、異方性導電ゴム１４０６が充分に押し潰されて導電性を発現する。これにより、片面ＦＰＣ１４０１の表面に形成された導体１４０２と両面ＦＰＣ１４０３の裏面に形成された導体１４０４とが導電され、かつ、両面ＦＰＣ１４０３の表面に形成された導体１４０９と片面ＰＷＢ１４０７の裏面に形成された導体１４１０とが導通される。【０００５】
また、図３は特開２００１−２４４５９２号公報に開示されたフレキシブル回路基板の圧接方法を示す模式的分解斜視図である。この図に開示された技術を詳述すると、本体基部に取付部１５０１が設けられており、取付部１５０１の中央に凹部１５０１ａが形成されている。この凹部１５０１ａに圧接ゴム１５０２が取り付けられる。この上に、フレキシブル回路基板１５０３、１５０４、及び１５０５並びにフレキシブル回路基板１５０３に設けられた舌片１５０６が積層され、かつ、取付部１５０１に形成されたピン１５０７ａ及び１５０７ｂを介して本体基部に位置決めされる。凸部が形成された圧接金具１５０８を凸部が圧接ゴム１５０２に対峙するようにねじ部材１５０９によって取り付けることにより、弾性変形した圧接ゴム１５０２の弾性力と圧接金具１５０８の凸部との押圧とにより、積層されたフレキシブル回路基板１５０３、１５０４及び１５０５並びに舌片１５０６に形成された接点パターンがそれぞれ接触により導通状態となる。【０００６】
また、図４は特開２００２−８７４９号公報に開示された電気コネクタを用いた接続構造を示す模式的断面図である。この図に開示された接続構造を詳述すると、位置決めピン１６０３が立設された金属製のバックアッププレート１６０１の上に、バックアッププレート１６０１よりも大きい外形を有し、表面の中央部に複数個の電極１６０５がマトリックスに配列された実装回路基板１６０４が位置決めされて水平に搭載される。この上に嵌合プレート１６０８が積層されている。この嵌合プレート１６０８の中央に形成された矩形の開口部１６０９には、電気コネクタ１６１２が形成され嵌合プレート１６０８の厚さよりも０．０５乃至０．１ｍｍ厚い絶縁性の弾性シート１６１３が収容されている。【０００７】
電気コネクタ１６１２は、弾性シート１６１３の表面に弾性変形可能な複数個の弾性接続子１６１４を並べて、半導体パッケージ１６３０の搭載方向に突出させたものである。各弾性接続子１６１４に複数本の金属リボン１６１５が内蔵されてその両端部が突出するか又は露出している。この上から位置決めプレート１６１７が積層され、この上から開口部１６２２を有する位置決めホルダ１６２１が積層される。そして、位置決めホルダ１６２１、位置決めプレート１６１７、嵌合プレート１６０８、実装回路基板１６０４及びバックアッププレート１６０１が複数本のボルトの螺締めで一体化される。その後、開口部１６２２に、裏面に複数個の電極１６３１が形成された半導体パッケージ１６３０が収容されて圧縮される。これにより電気コネクタ１６１２の弾性シート１６１３が圧縮変形し、相対向する実装回路基板１６０４と半導体パッケージ１６３０とが電気的に接続される。【０００８】
また、図５は特開２００３−７７５５９号公報に開示された異方導電性コネクタの応用製品を示す模式的断面図である。この図に開示された異方導電性コネクタの応用製品を詳述すると、回路基板１７５５上に、異方導電性コネクタ１７０２が、その弾性異方導電膜１７２０の導電部１７２２が回路基板１７５５の電極１７５６上に位置するよう配置される。この異方導電性コネクタ１７０２上に電子部品１７５０が、その電極１７５１が異方導電性コネクタ１７０２の弾性異方導電膜１７２０における導電部１７２２上に位置するよう配置されている。異方導電性コネクタ１７０２は中央に開口が形成されたフレーム板１７１０を有し、この開口内に、厚さ方向に導電性を有する弾性異方導電膜１７２０がフレーム板１７１０の開口縁部に支持された状態で配置されている。また、フレーム板１７１０の周縁部には複数個の位置決め用孔１７１６が形成されている。【０００９】
弾性異方導電膜１７２０は、電子部品１７５０の電極１７５１のパターンに対応するパターンに従って配置された厚さ方向に延びる複数個の導電部１７２２と、各導電部１７２２の周囲に形成され各導電部１７２２を相互に絶縁する絶縁部１７２３よりなる機能部を有する。この機能部は、フレーム板１７１０の開口に位置するよう配置されている。この機能部の周縁には、フレーム板１７１０における開口縁部に固定支持された被支持部が機能部に連続して形成されている。【００１０】
上述のように回路基板１７５５、異方導電性コネクタ１７０２及び電子部品１７５０が積層される。そして、この上から固定部材１７５２の脚部が位置決め孔１７１６及び回路基板１７５５に形成された位置決め用穴１７５７に貫通され、電子部品１７５０及び異方導電性コネクタ１７０２が、弾性異方導電膜１７２０における導電部１７２２が電子部品１７５０の電極１７５１と回路基板１７５５の電極１７５６とによって狭圧された状態で回路基板１７５５に固定される。これにより弾性異方導電膜１７２０の導電部１７２２が導電性を発揮し、電子部品１７５０の電極１７５１と回路基板１７５５の電極１７５６とが電気的に接続される。【００１１】
しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。特開平８−９６８７０号公報に開示された技術では、プリント基板同士の接続が導電パターン同士の接触により行われており、この接触圧は、回路基板装置の上下最外層に配置された弾性部材の弾性力のみで発生する。そのため、導電パターンの端子形状、特に厚さ及び面積等のばらつきにより接触面積が安定せず、電気抵抗値が不安定である。【００１２】
また、外力等によりプリント配線基板が変形した場合、プリント配線基板の変形を弾性部材に伝達させない構造ではない。そのため、弾性部材もプリント配線基板の変形に伴い変形し、弾性力、即ち接触圧が変動し、電気抵抗値が不安定になる。【００１３】
更に、弾性部材が埋設された基部と基板押え板とを回路基板装置の上下最外層に配置する構造であることから、この構造を有する電子機器の薄型化及び省スペース化に伴うコンパクト化を具現することは困難である。更に、複数個のプリント配線基板の接続構造が、中間板部材を挟んで複数個のコネクト層に電気的に分断されているため、これらの複数個のコネクト層間を電気的に接続するために別途接続構造が必要である。特にプリント配線基板の積層数を増加させる場合、この構造を有する電子機器の薄型化及び省スペース化に伴うコンパクト化を具現することは困難である。【００１４】
また、特開平８−３０７０３０号公報に開示された技術では、複数個のプリント配線基板同士の接続が、異方性導電ゴムの弾性力を利用した導電パターン同士の接触と、片面ハード基板の押圧力を利用した導電パターン同士の接触を組み合わせることにより行われている。そのため、接触接続部の導電パターンの端子形状、特に厚さ及び面積等のばらつきにより接触面積が安定せず、電気抵抗値が不安定である。特に、接触接続部を複数層設ける場合、このばらつきは重畳され、電気抵抗値が更に不安定になる。【００１５】
また、外力等によりプリント配線基板が変形した場合、プリント配線基板の変形を異方性導電ゴムに伝達させない構造ではない。そのため、異方性導電ゴムもプリント配線基板の変形に伴い変形し、弾性力、即ち接触圧が変動し、電気抵抗値が不安定になり、断線する虞もある。【００１６】
更に、異方性導電ゴムの弾性力を利用してプリント配線基板同士の接続を行っている箇所においては、プリント配線基板と異方性導電ゴムとの線膨張率差によりプリント配線基板の接続部と異方性導電ゴムとの間に大きなずれが生じ、電気抵抗値が不安定になり、信号短絡又は断線といった障害を発生させる虞もある。この問題は、特に携帯電話のような小型電子機器に要求される保管温度保証範囲である−４０乃至８０℃の環境温度の変化が生じた場合に起こりうる。【００１７】
また、特開２００１−２４４５９２号公報に開示された技術では、複数個のプリント配線基板同士の接続が圧接ゴムの弾性力を利用した導電パターン同士の接触により行われている。そのため、接触接続部の導電パターンの端子形状、特に厚さ及び面積等のばらつきにより接触面積が安定せず、電気抵抗値が不安定である。特に、接触接続部を複数層設ける場合、このばらつきは重畳され、電気抵抗値が更に不安定になる。【００１８】
また、外力等によりプリント配線基板が変形した場合、プリント配線基板の変形を圧接ゴムに伝達させない構造ではないため、圧接ゴムもプリント配線基板の変形に伴い変形し、弾性力、即ち接触圧が変動し、電気抵抗値が不安定になり、断線する虞もある。【００１９】
また、積層するプリント配線基板の数を増加させた場合、導電パターン同士の接触により導通を確保するための大きな加圧力を発生させるために、圧接ゴム硬度を上昇させるか又は圧接ゴムを大きくして弾性力を増加させる必要がある。よって、この構造を有する電子機器の薄型化及び省スペース化に伴うコンパクト化を具現することは困難である。【００２０】
また、特開２００２−８７４９号公報に開示された技術では、実装回路基板と半導体パッケージとの接続が、弾性接続子の弾性力及びこの弾性接続子に埋め込まれた金属リボンを利用して行われている。これは、外力等により実装回路基板及び半導体パッケージが変形した場合、実装回路基板及び半導体パッケージの変形を弾性接続子に伝達させない構造ではない。そのため、弾性接続子も実装回路基板及び半導体パッケージの変形に伴い変形し、弾性力、即ち接触圧が変動し、電気抵抗値が不安定になり、断線する虞もある。【００２１】
また、特開２００３−７７５５９号公報に開示された技術では、回路基板の電極と電子部品の電極との接続が、フレーム板の開口縁部に支持された弾性異方導電膜を狭圧することによって行われている。そのため、弾性異方導電膜を狭圧した際に、この弾性異方導電膜により反発力が発生するため、この反発力による変形を防ぐためには積層方向の厚さを大きくせざるを得ない。つまり、この構造を有する電子機器の薄型化及び省スペース化に伴うコンパクト化を具現することは困難である。
【発明の開示】
【００２２】
本発明の目的は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、各配線基板間を電気的に接続する異方性導電部材の圧縮率を最適な範囲に制御し、配線基板の積層数が増加した場合でも異方性導電部材の反発弾性力のばらつきを抑制することにある。また、静的な外力等が印加された場合でも配線基板の変形及び異方性導電部材の反発弾性力の変動を抑制すること、環境温度が変化した場合であっても異方性導電部材の線膨張を抑制して配線基板間の電気的接続の安定性を維持すること、また、異方性導電部材の圧縮方向における反発弾性力を低減し、薄型化を実現することにある。
【００２３】
本発明に係る回路基板装置は、複数個の配線基板と、各配線基板間に配置された異方性導電部材と、その異方性導電部材と別体であって、異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように、異方性導電部材と同一平面上に配置された機能性ブロックと、複数個の配線基板を挟むように配置された１対の保持ブロックと、を有し、その複数個の配線基板は、１対の保持ブロックに挟持された状態で圧縮保持されることによって異方性導電部材により相互に電気的に接続されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る回路基板装置は、機能性ブロックが異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように配置されていることによって、機能性ブロックが異方性導電部材の圧縮率を最適範囲に制御し、配線基板の積層数が増加した場合でも、複数個の異方性導電部材の圧縮率が一定である。そのため反発弾性力のばらつきが抑制され、配線基板間の電気的接続の安定性が高い回路基板装置を得ることができる。また、静的な外力等が印加された場合においても、配線基板間に配置された機能性ブロックが各配線基板の変形を抑制し、これにより異方性導電部材の反発弾性力の変動を抑制するため、配線基板間の電気的接続の安定性が高い。また、環境温度が変化した場合においても、機能性ブロックの配置方向において機能性ブロックが異方性導電部材の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、配線基板間の電気的接続安定性が高い回路基板装置を得ることができる。また、機能性ブロックが異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように配置されていることによって、１対の保持ブロックを圧縮保持することによって異方性導電部材が圧縮されたときに、圧縮方向における異方性導電部材による反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。その結果、保持ブロックの厚さを大きくする必要がなく、薄型の回路基板装置を実現することができる。
【００２５】
上記の機能性ブロックの形状は、異方性導電部材が嵌入される開口部を備えた額縁状とすることができる。但し、額縁状とは、厳密な四辺形の枠形状である必要はなく、異方性導電部材を取り囲む形状を有していればよい。即ち、開口部に異方性導電部材が嵌入されることで、異方性導電部材が圧縮されたときに、配線基板との接触面の面積が開口部の内部において広がることで、異方性導電部材によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。また、環境温度が変化した場合においても、機能性ブロックが異方性導電部材の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。
【００２６】
また、上記の機能性ブロックの形状は、異方性導電部材の３辺を取り囲むＵ字状とすることもできる。但し、Ｕ字状とは、厳密な「Ｕ」の字の形状である必要はなく、異方性導電部材の３辺を取り囲む形状を有するか、又は異方性導電部材の対向する２辺を規制できる形状を有していればよい。これにより、異方性導電部材が圧縮されたときに、配線基板との接触面の面積が異方性導電部材に規制されていない１辺または２辺において広がることで、異方性導電部材によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。また、環境温度が変化した場合においても、機能性ブロックが異方性導電部材の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。
【００２７】
また、上記の機能性ブロックとして、異方性導電部材の対向する２辺の位置を規制する２個のブロックを用いることもできる。これにより、異方性導電部材が圧縮されたときに、配線基板との接触面の面積が異方性導電部材に規制されていない２辺において広がることで、異方性導電部材によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。また、環境温度が変化した場合においても、機能性ブロックが異方性導電部材の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。
【００２８】
上記の複数個の配線基板としては、多層フレキシブルプリント配線基板、多層リジットプリント配線基板、両面フレキシブルプリント配線基板、両面リジットプリント配線基板、片面フレキシブルプリント配線基板及び片面リジットプリント配線基板からなる群から選択された配線基板を使用することができる。
【００２９】
上記の異方性導電部材としては、その導電材料が金線、銅線、真ちゅう線、リン青銅線、ニッケル線及びステンレス線からなる群から選択された金属細線又は金属粒子、金メッキ粒子、銀メッキ粒子及び銅メッキ粒子からなる群から選択された導電性粒子からなり、絶縁部が絶縁性エラスチック樹脂材料からなるものを使用することができる。
【００３０】
本発明に係る回路基板装置は、異なる厚さを有する異方性導電部材を任意に選択し、搭載することができる。これにより、各配線基板上の実装部品の高さに応じて任意に配線基板間距離を選択することが可能になり、各配線基板上に搭載できる実装部品の選択の幅が広がる。また、配線基板上の実装部品同士の接触等による不具合を発生させる虞が減少する。
【００３１】
また、機能性ブロックと１対の保持ブロックとの合成固有周期を、抑制する瞬間的な信号断線時間以下にすることが好ましい。これにより、回路基板装置に落下衝撃力等のインパルス的な外力が印加され、配線基板の変形が発生した場合においても、異方性導電部材の反発弾性力の信号断線時間内での変動が発生しないため、瞬間的な信号断線が発生する虞が減少する。
【００３２】
上記の複数個の配線基板は、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で、ネジ止めによって圧縮保持されてもよい。
【００３３】
上記の複数個の配線基板は、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で、爪係止によって圧縮保持されてもよい。
【００３４】
上記の保持ブロックは、前記異方性導電部材の圧縮方向に向かって凸状に湾曲している形状とすることができる。これにより、１対の保持ブロックを圧縮保持することによって異方性導電部材が圧縮されたときに、この１対の保持ブロックが、異方性導電部材の圧縮方向に向かって凹となる変形をもたらす圧力を受けたとしても、各配線基板と異方性導電部材との接続面内において異方性導電部材の反発弾性力の変動が発生する虞が減少する。
【００３５】
また、上記の機能性ブロックは、前記異方性導電部材側が薄くなるように厚さが変化している形状とすることができる。この場合、１対の保持ブロックを圧縮保持することによって異方性導電部材が圧縮されたときに、異方性導電部材による反発弾性力が機能性ブロックの厚さが減少した端部にかかる。これにより、異方性導電部材の圧縮方向に向かって凸となるモーメントが作用し、保持ブロックの変形を抑制することができる。その上、各配線基板と異方性導電部材との接続面内において異方性導電部材の反発弾性力の変動が発生する虞が減少する。
【００３６】
本発明に係る配線基板間接続方法は、第１の保持ブロックの上に第１の配線基板を配置し、第１の配線基板上に異方性導電部材及び機能性ブロックを配置し、異方性導電部材及び機能性ブロックの上に第２の配線基板を配置し、同様に任意の個数の配線基板を異方性導電部材及び機能性ブロックを介して配置し、最上層の配線基板上に第２の保持ブロックを配置し、第１の保持ブロックと第２の保持ブロックとによって複数個の配線基板、異方性導電部材及び機能性ブロックを挟持し、これらを圧縮保持することで、複数個の配線基板を電気的に接続することを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る回路基板モジュール装置は、複数個の実装部品が表面に実装された複数個の個別機能モジュール基板と、各個別機能モジュール基板間に配置された異方性導電部材と、その異方性導電部材と別体であって、異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように、異方性導電部材と同一平面上に配置された機能性ブロックと、複数個の個別機能モジュール基板を挟むように配置された１対の保持ブロックと、を有する。そして、複数個の個別機能モジュール基板が、前記１対の保持ブロックに挟持された状態で圧縮保持されることによって異方性導電部材により相互に電気的に接続されることを特徴とする。
【００３８】
以上説明したように本発明によれば、機能性ブロックが異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように配置されていることによって、機能性ブロックが異方性導電部材の圧縮率を最適範囲に制御し、配線基板の積層数が増加した場合でも、複数個の異方性導電部材の反発弾性力のばらつきが抑制される。そのため、配線基板間の電気的接続の安定性が高い回路基板装置を得ることができる。また、静的な外力等が印加された場合においても、機能性ブロックが配線基板の変形を抑制し、異方性導電部材の反発弾性力の変動を抑制するため、配線基板間の電気的接続の安定性が高い。また、環境温度が変化した場合においても、機能性ブロックの配置方向において機能性ブロックが異方性導電部材の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、配線基板間の電気的接続安定性が高い回路基板装置を得ることができる。
【００３９】
更に、機能性ブロックと１対の保持ブロックとの合成固有周期を、抑制する瞬間的な信号断線時間以下にすれば、回路基板装置に落下衝撃力等のインパルス的な外力が印加されて配線基板の変形が発生した場合においても、異方性導電部材の反発弾性力の信号断線時間内での変動が発生しないため、瞬間的な信号断線が発生する虞が減少する。
【００４０】
また、機能性ブロックが異方性導電部材の一方向の両側に又はこれを囲むように配置されていることによって、１対の保持ブロックを圧縮保持することによって異方性導電部材が圧縮されたときに、異方性導電部材による反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。その結果、保持ブロックの厚さを大きくする必要がなく、薄型の回路基板装置を実現することができる。
【００４１】
また、各配線基板間の信号接続を、機能性ブロックと、同一平面上に機能性ブロックに一方向の両側を挟まれるように又は囲まれるように配置された異方性導電部材を圧縮することによって行うため、更なる薄型化及び省スペース化を実現し得る回路基板装置、配線基板間接続方法及び回路基板モジュール装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】特開平８−９６８７０号公報に開示されたプリント基板の接続構造を示す模式的断面図である。
【図２】特開平８−３０７０３０号公報に開示されたプリント基板の接続構造を示す模式的断面図である。
【図３】特開２００１−２４４５９２号公報に開示されたフレキシブル回路基板の圧接方法を示す模式的分解斜視図である。
【図４】特開２００２−８７４９号公報に開示された電気コネクタを用いた接続構造を示す模式的断面図である。
【図５】特開２００３−７７５５９号公報に開示された異方導電性コネクタの応用製品を示す模式的断面図である。
【図６ａ】本発明の第１実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図６ｂ】図６ａにおけるＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図である。
【図８】異方性導電部材１０５を示す模式的斜視図である。
【図９】機能性ブロック１０６を示す模式的斜視図である。
【図１０】保持ブロック１０７を示す模式的斜視図である。
【図１１ａ】本発明の第２実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図１１ｂ】図１１ａにおけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る回路基板装置の異方性導電部材１０５の圧縮率と直流電気抵抗値の関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック３０６を示す模式的斜視図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック４０６を示す模式的斜視図である。
【図２０ａ】本発明の第５実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図２０ｂ】図２０ａにおけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック８０１を示す模式的斜視図である。
【図２２】本発明の第５実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック８０２を示す模式的斜視図である。
【図２３】本発明の第５実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック８０３を示す模式的斜視図である。
【図２４ａ】本発明の第６実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図２４ｂ】図２４ａにおけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２５】本発明の第６実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図である。
【図２６】本発明の第７実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図２７】本発明の第７実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解断面図である。
【図２８】本発明の第８実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図２９】本発明の第８実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解断面図である。
【図３０】本発明の第９実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図である。
【図３１】本発明の第９実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１実施形態について説明する。図６ａは本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図６ｂは図６ａにおけるＡ−Ａ線断面図、図７は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図、図８は異方性導電部材１０５を示す模式的斜視図、図９は機能性ブロック１０６を示す模式的斜視図、図１０は保持ブロック１０７を示す模式的斜視図である。【００４４】
図６ａ，６ｂに示すように、本実施形態に係る回路基板装置は保持ブロック１０８と保持ブロック１０７との間に、表面に電極端子１１２が設けられた第４の配線基板１０４と、裏面に電極端子１０９ｂ、表面に電極端子１０９ａが設けられた第１の配線基板１０１と、裏面に電極端子１１０ｂ、表面に電極端子１１０ａが設けられた第２の配線基板１０２と、裏面に電極端子１１１が設けられた第３の配線基板１０３とが、各配線基板同士の間に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されている。そして、これらが、挟持治具（図示せず）等により各配線基板の間に配置された異方性導電部材１０５を機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮する圧力が付加され、保持されている。これにより、本実施形態に係る回路基板装置が構成されている。【００４５】
保持ブロック１０８は金属材料を基材としている。そして、保持ブロック１０８には、図７に示すように位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂが設けられている。第４の配線基板１０４には位置決め貫通穴１１６ａ及び１１６ｂが設けられており、第４の配線基板１０４の表面には信号接続用の電極端子１１２が設けられている。第４の配線基板１０４の上に第１の配線基板１０１が、異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されており、電極端子１１２は、この第１の配線基板１０１の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ｂと１対１で対応している。【００４６】
第４の配線基板１０４と第１の配線基板１０１との間に配置される異方性導電部材１０５は絶縁性エラスチック樹脂材料を基材としている。その上、異方性導電部材１０５には、第４の配線基板１０４の表面に設けられた電極端子１１２及び第１の配線基板１０１の裏面に設けられた電極端子１０９ｂの夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に金属細線が埋め込まれている。【００４７】
また、機能性ブロック１０６は金属材料を基材としている。そして、機能性ブロック１０６には、位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂが設けられ、また、異方性導電部材１０５が嵌入される額縁状の形状の開口部として貫通窓１２０が形成されている。この貫通窓１２０は、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに各配線基板との接触面における広がり量と若干のマージンとを考慮して、異方性導電部材１０５の外形よりも大きく形成されている。そして、この貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれる。また、異方性導電部材１０５の厚さは機能性ブロック１０６の厚さよりも大きく形成されているため、異方性導電部材１０５が圧縮されていないときは、機能性ブロック１０６に形成された貫通窓１２０に嵌め込まれた異方性導電部材１０５の表面及び裏面の少なくとも一方が機能性ブロック１０６の表面又は裏面よりも外側に位置している。【００４８】
第１の配線基板１０１には位置決め用貫通穴１１３ａ及び１１３ｂが設けられている。第１の配線基板１０１の裏面に第４の配線基板１０４の電極端子１１２と１対１で対応した信号接続用の電極端子１０９ｂが、表面には信号接続用の電極端子１０９ａが設けられている。第１の配線基板１０１の上に第２の配線基板１０２が、異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されており、電極端子１０９ａは、この第２の配線基板１０２の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ｂと１対１で対応している。【００４９】
第１の配線基板１０１と第２の配線基板１０２との間に配置される異方性導電部材１０５は絶縁性エラスチック樹脂材料を基材としている。その上、異方性導電部材１０５には、第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ及び第２の配線基板１０２の裏面に設けられた電極端子１１０ｂの夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に金属細線が埋め込まれている。【００５０】
第２の配線基板１０２には位置決め用貫通穴１１４ａ及び１１４ｂが設けられている。第２の配線基板１０２の裏面に第１の配線基板１０１の電極端子１０９ａと１対１で対応した信号接続用の電極端子１１０ｂが、表面には信号接続用の電極端子１１０ａが設けられている。第２の配線基板１０２の上に第３の配線基板１０３が、異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されており、電極端子１１０ａは、この第３の配線基板１０３の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１１と１対１で対応している。【００５１】
第２の配線基板１０２と第３の配線基板１０３との間に配置される異方性導電部材１０５は絶縁性エラスチック樹脂材料を基材としている。その上、異方性導電部材１０５には、第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ及び第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１の夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に金属細線が埋め込まれている。【００５２】
第３の配線基板１０３には位置決め用貫通穴１１５ａ及び１１５ｂが設けられている。第３の配線基板１０３の裏面には第２の配線基板１０２の電極端子１１０ａと１対１で対応した信号接続用の電極端子１１１が設けられている。また、保持ブロック１０７は保持ブロック１０８と同様の形状を有し、保持ブロック１０８と同様に金属材料を基材とし、位置決め用貫通穴１１８ａ及び１１８ｂを有している。【００５３】
次に、本実施形態に係る回路基板装置の配線基板間接続方法について説明する。図７に示すように、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０８に設けられた位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂを嵌合させる。そして、この上から位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに第４の配線基板１０４に設けられた位置決め貫通穴１１６ａ及び１１６ｂを嵌合させる。そして、更にこの上から位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂを嵌合させる。【００５４】
機能性ブロック１０６の貫通窓１２０には異方性導電部材１０５が嵌め込まれている。貫通窓１２０は、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに各配線基板との接触面における広がり量と若干のマージンとを考慮して、異方性導電部材１０５の外形よりも大きく形成されている。これにより、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５が貫通窓１２０の内部において、各配線基板との接触面の面積が大きくなるように広がる。これにより、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。また、この異方性導電部材１０５には、第４の配線基板１０４の表面に設けられた電極端子１１２及び第１の配線基板１０１の裏面に設けられた電極端子１０９ｂの夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に金属細線が埋め込まれている。【００５５】
機能性ブロック１０６の上から更に位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、第１の配線基板１０１に設けられた位置決め用貫通穴１１３ａ及び１１３ｂを嵌合させる。これにより、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６が、第４の配線基板１０４と第１の配線基板１０１とによって挟持される。このとき、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０８に設けられた位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂ、第４の配線基板１０４に設けられた位置決め貫通穴１１６ａ及び１１６ｂ、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、並びに第１の配線基板１０１に設けられた位置決め用貫通穴１１３ａ及び１１３ｂが嵌合され、夫々が精確に位置決めされる。【００５６】
同様に、第１の配線基板１０１の上から位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂを嵌合させる。この機能性ブロック１０６の貫通窓１２０には異方性導電部材１０５が嵌め込まれている。貫通窓１２０は、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに各配線基板との接触面における広がり量と若干のマージンとを考慮して、異方性導電部材１０５の外形よりも大きく形成されている。これにより、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５が貫通窓１２０の内部において、各配線基板との接触面の面積が大きくなるように広がる。これにより、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。この異方性導電部材１０５には、第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ及び第２の配線基板１０２の裏面に設けられた電極端子１１０ｂの夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に金属細線が埋め込まれている。【００５７】
機能性ブロック１０６の上から更に位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、第２の配線基板１０２に設けられた位置決め用貫通穴１１４ａ及び１１４ｂを嵌合させる。これにより、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６が、第１の配線基板１０１と第２の配線基板１０２とによって挟持される。このとき、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０８に設けられた位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂ、第４の配線基板１０４に設けられた位置決め貫通穴１１６ａ及び１１６ｂ、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、第１の配線基板１０１に設けられた位置決め用貫通穴１１３ａ及び１１３ｂ、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、並びに第２の配線基板１０２に設けられた位置決め用貫通穴１１４ａ及び１１４ｂが嵌合され、夫々が精確に位置決めされる。【００５８】
更に同様に、第２の配線基板１０２の上から位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂを嵌合させる。この機能性ブロック１０６に形成された貫通窓１２０には異方性導電部材１０５が嵌め込まれている。貫通窓１２０は、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに各配線基板との接触面における広がり量と若干のマージンとを考慮して、異方性導電部材１０５の外形よりも大きく形成されている。これにより、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５が貫通窓１２０の内部において、各配線基板との接触面の面積が大きくなるように広がる。これにより、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。この異方性導電部材１０５には、第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ及び第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１の夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に金属細線が埋め込まれている。【００５９】
機能性ブロック１０６の上から更に位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、第３の配線基板１０３に設けられた位置決め用貫通穴１１５ａ及び１１５ｂを嵌合させる。これにより、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６が、第２の配線基板１０２と第３の配線基板１０３とによって挟持される。更にこの上から位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０７に設けられた位置決め用貫通穴１１８ａ及び１１８ｂを嵌合させる。【００６０】
このとき、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０８に設けられた位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂ、第４の配線基板１０４に設けられた位置決め貫通穴１１６ａ及び１１６ｂ、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、第１の配線基板１０１に設けられた位置決め用貫通穴１１３ａ及び１１３ｂ、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、第２の配線基板１０２に設けられた位置決め用貫通穴１１４ａ及び１１４ｂ、機能性ブロック１０６に設けられた位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、第３の配線基板１０３に設けられた位置決め用貫通穴１１５ａ及び１１５ｂ、並びに保持ブロック１０７に設けられた位置決め用貫通穴１１８ａ及び１１８ｂが嵌合され、夫々が精確に位置決めされる。【００６１】
この状態で、挟持治具（図示せず）等により保持ブロック１０７と保持ブロック１０８との間に圧力を付加し、各配線基板の間に配置された異方性導電部材１０５を機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮し、この状態を保持する。これにより、第４の配線基板１０４の表面に設けられた信号接続用の電極端子１１２と第１の配線基板１０１の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ｂとが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続され、第１の配線基板１０１の表面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ａと第２の配線基板１０２の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ｂとが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続され、第２の配線基板１０２の表面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ａと第３の配線基板１０３の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１１とが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続される。【００６２】
ここで、本実施形態に係る回路基板装置では、この回路基板装置に静的な外力が印加された場合はもとより、落下衝撃力のようなインパルス的な外力が印加された場合においても瞬間的な信号断線を発生させないために、機能性ブロック１０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが瞬間的な信号断線抑制時間以下になるよう計算し、各寸法を決定することができる。【００６３】
図８に示すように、異方性導電部材１０５の長手方向の幅をＷ１、短手方向の幅をＬ１、厚さ方向の幅をＨ１とする。また、図９に示すように、機能性ブロック１０６の長手方向の幅をＷ２、短手方向の幅をＬ２、厚さ方向の幅をＨ２、貫通窓１２０の長手方向の幅をＷ２１、短手方向の幅をＬ２１、機能性ブロック１０６の長手方向においてその一端から貫通窓１２０までの距離をＷ２２とする。また、図１０に示すように、保持ブロック１０７の長手方向の幅をＷ３、短手方向の幅をＬ３、厚さ方向の幅をＨ３とする。また、上述のように、保持ブロック１０８は、保持ブロック１０７と同様の形状を有している。【００６４】
例えば、本実施形態に係る回路基板装置において１μｓｅｃ以上の信号断線を発生させないためには、機能性ブロック１０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下になるよう下記数式１によって計算し、各部の寸法を決定すればよい。ここで、λは片持ち梁の特性方程式の一次解でλ＝１．８７５１、Ｅ及びρは機能性ブロック１０６の材質のヤング率及び密度、Ｉは機能性ブロック１０６の長手方向においてその一端から貫通窓１２０までの距離Ｗ２２における断面二次モーメントで  Ｉ＝Ｗ２２×Ｈ２３／１２、Ａは断面積の総和でＡ＝Ｗ２２×Ｈ、Ｈ＝３×Ｈ２＋２×Ｈ３である。【００６５】
【数１】
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次に、上述の如く構成された本実施形態に係る回路基板装置の動作について説明する。本実施形態に係る回路基板装置では、配線基板間に、異方性導電部材１０５が嵌合された機能性ブロック１０６が配置されて積層されている。このことにより、静的な外力等が印加された場合においても、機能性ブロック１０６が配線基板の変形を抑制し、異方性導電部材１０５の反発弾性力の変動を抑制するので、配線基板間の電気的接続の安定性が高い。【００６６】
また、機能性ブロック１０６の貫通窓１２０が、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに各配線基板との接触面における広がり量δと若干のマージンとを考慮して、異方性導電部材１０５の外形よりも大きく形成されている。このことにより、保持ブロック１０７及び１０８を圧縮保持することによって異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。【００６７】
また、異方性導電部材１０５が、機能性ブロック１０６に備えられた貫通窓１２０に嵌合されている。このため、環境温度が変化した場合においても、異方性導電部材１０５を取り囲む機能性ブロック１０６が異方性導電部材１０５の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。【００６８】
また、機能性ブロック１０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下になるよう計算されて構成されている。このため、静的な外力が印加された場合はもとより落下衝撃力のようなインパルス的な外力が印加された場合においても１μｓｅｃ以上の信号断線が起こらない。【００６９】
本実施形態に係る回路基板装置は、配線基板の積層数を４層とした例であるが、これに限定されるものではなく、任意の積層数を選択することができる。機能性ブロック１０６の貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌合されていることによって、機能性ブロック１０６が異方性導電部材１０５の圧縮率を最適な範囲に制御し、配線基板の積層数が増加した場合でも、各異方性導電部材１０５の反発弾性力のばらつきが抑制される。このため、配線基板間の電気的接続の安定性が高い回路基板装置を得ることができる。【００７０】
更に、異方性導電部材１０５は、絶縁性エラスチック樹脂材料を基材とし、金属細線が埋め込まれたものに限定されず、金属細線の替わりに金属粒子、金メッキ粒子又は銅メッキ粒子のいずれか一つを使用することもできる。また、機能性ブロック１０６並びに保持ブロック１０７及び１０８は金属材料を基材としているがこれに限定されるものではなく、樹脂材料又はセラミック材料が基材であるものを使用してもよい。ただし、機能性ブロック１０６並びに保持ブロック１０７及び１０８の各部寸法は、上記数式１に従ってその合成固有周期Ｔが瞬間的な信号断線抑制時間以下になるよう最適化する必要があることは言うまでもない。また、機能性ブロック１０６の形状は額縁状であるが、厳密な四辺形の枠形状である必要はない。異方性導電部材１０５が嵌入される開口部としての貫通窓１２０を備えたもので、この貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌入されることで、環境温度が変化した場合においても、異方性導電部材１０５を取り囲む機能性ブロック１０６が異方性導電部材１０５の線膨張を抑制するものであればよい。【００７１】
また、配線基板同士の位置決め、配線基板と保持ブロックとの位置決め及び各配線基板と機能性ブロック１０６との位置決めは、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに各配線基板、機能性ブロック１０６及び各保持ブロックに形成された位置決め用貫通穴を嵌合させる方法に限られない。各配線基板、機能性ブロック１０６及び各保持ブロック上にアライメントマークを形成し、このアライメントマークをＣＣＤ（Charge  Coupled  Devices）カメラで観察することによってこれらの位置決めをすることもできる。【００７２】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図１１ａは本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図１１ｂは図１１ａにおけるＡ−Ａ線断面図、図１２は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図、図１３は本実施形態に係る回路基板装置の異方性導電部材１０５の圧縮率と直流電気抵抗値の関係を示すグラフである。図１１乃至図１３において、図６乃至図１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【００７３】
上述の第１実施形態では、回路基板装置が挟持治具（図示せず）等により圧力を付加され、これにより、各配線基板の間に挟持された異方性導電部材１０５が機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮され、この状態が保持されていた。これに対し、本実施形態においては回路基板装置が挟持治具（図示せず）等ではなくネジ２０８ａ及び２０８ｂによって圧力を付加されている。それ以外は第１実施形態と同様の構造を有している。【００７４】
図１１ａ，１１ｂに示すように、本実施形態に係る回路基板装置では、保持ブロック１０８と保持ブロック１０７との間に、表面に電極端子１１２が設けられた第４の配線基板１０４と、裏面に電極端子１０９ｂ、表面に電極端子１０９ａが設けられた第１の配線基板１０１と、裏面に電極端子１１０ｂ、表面に電極端子１１０ａが設けられた第２の配線基板１０２と、裏面に電極端子１１１が設けられた第３の配線基板１０３とが、各配線基板同士の間に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されている。そして、第４の配線基板１０４の長手方向の両端にはネジ逃げ用貫通穴２０４ａ及び２０４ｂが、機能性ブロック１０６の長手方向の両端にはネジ逃げ用貫通穴２０５ａ及び２０５ｂが、第１の配線基板１０１の長手方向の両端にはネジ逃げ用貫通穴２０１ａ及び２０１ｂが、第２の配線基板１０２の長手方向の両端にはネジ逃げ用貫通穴２０２ａ及び２０２ｂが、第３の配線基板１０３の長手方向の両端にはネジ逃げ用貫通穴２０３ａ及び２０３ｂが、保持ブロック１０７の長手方向の両端にはネジ逃げ用貫通穴２０６ａ及び２０６ｂが夫々設けられている。【００７５】
ネジ２０８ａは、保持ブロック１０７に形成されたネジ逃げ用貫通穴２０６ａからネジ逃げ用貫通穴２０３ａ、２０５ａ、２０２ａ、２０５ａ、２０１ａ、２０５ａ及び２０４ａを通って、保持ブロック１０８の長手方向の両端に形成されたネジ締結用タップ穴２０７ａに締結される。また、同様に、ネジ２０８ｂは保持ブロック１０７に形成されたネジ逃げ用貫通穴２０６ｂからネジ逃げ用貫通穴２０３ｂ、２０５ｂ、２０２ｂ、２０５ｂ、２０１ｂ、２０５ｂ及び２０４ｂを通って、保持ブロック１０７の長手方向の両端に形成されたネジ締結用タップ穴２０７ｂに締結される。【００７６】
ネジ２０８ａ及び２０８ｂが、保持ブロック１０８に設けられたネジ締結用タップ穴２０７ａ及び２０７ｂに締結されることにより、各配線基板の間に挟持された異方性導電部材１０５を機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮する圧力が付加され、維持される。これにより、本実施形態に係る回路基板装置が構成されている。本実施形態における上記以外の構成は、上述の第１実施形態と同様である。【００７７】
次に、本実施形態に係る回路基板装置の配線基板間接続方法について説明する。図１２に示すように、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０８の位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂを嵌合させる。そして、上述の第１実施形態と同様に、保持ブロック１０８と、第４の配線基板１０４と、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６と、第１の配線基板１０１と、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６と、第２の配線基板１０２と、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６と、第３の配線基板１０３と、保持ブロック１０７とを、夫々精確に位置決めした状態で積層する。この状態でネジ２０８ａを、保持ブロック１０７に設けられたネジ逃げ用貫通穴２０６ａからネジ逃げ用貫通穴２０３ａ、２０５ａ、２０２ａ、２０５ａ、２０１ａ、２０５ａ及び２０４ａを通って、保持ブロック１０７の長手方向の一端に形成されたネジ締結用タップ穴２０７ａに締結する。また、同様に、ネジ２０８ｂを、保持ブロック１０７に設けられたネジ逃げ用貫通穴２０６ｂからネジ逃げ用貫通穴２０３ｂ、２０５ｂ、２０２ｂ、２０５ｂ、２０１ｂ、２０５ｂ及び２０４ｂを通って、保持ブロック１０７の長手方向の他方の一端に設けられたネジ締結用タップ穴２０７ｂに締結する。【００７８】
これにより、第４の配線基板１０４の表面に設けられた信号接続用の電極端子１１２と、第１の配線基板１０１の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ｂとが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続され、第１の配線基板１０１の表面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ａと第２の配線基板１０２の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ｂとが異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続され、第２の配線基板１０２の表面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ａと第３の配線基板１０３の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１１とが異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続される。これにより、本実施形態に係る回路基板装置が形成される。【００７９】
異方性導電部材１０５は、絶縁性エラスチック樹脂材料を基材とし、これに金属細線を埋め込んだ異方性導電部材を使用することができる。例えば絶縁性エラスチック樹脂材料としてゴム硬度５０度（ＪＩＳ−Ｋ−６２４９）のシリコーンゴムを使用することができる。また、金属細線は、第４の配線基板１０４上に設けられた電極端子１１２、第１の配線基板１０１の裏面に設けられた電極端子１０９ｂ、第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ、第２の配線基板１０２の裏面に設けられた電極端子１１０ｂ、第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ、第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１の夫々に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に埋め込まれている。例えば、金属細線にはＡｕメッキ処理を施した直径φ１２μｍのステンレス線からなる導電材料を使用することができ、例えば  Ｗ１＝４．２ｍｍ、Ｌ１＝１．２ｍｍ、Ｈ１＝０．３ｍｍとすることができる。【００８０】
図１３は本実施形態に係る回路基板装置の異方性導電部材１０５の厚さＨ１を機能性ブロック１０６の厚さＨ２まで圧縮したときにおける異方性導電部材１０５の抵抗値を示している。図１３より、異方性導電部材１０５が安定した電気抵抗値を有するのは、圧縮率が１０乃至４５％の範囲のときである。よって、例えばＨ２＝０．２５ｍｍとすることができる（圧縮率１６．７％）。【００８１】
また、異方性導電部材１０５の基材である絶縁性エラスチック樹脂材料は圧縮後も体積が変化しない性質を有している。そのため、絶縁性エラスチック樹脂材料の圧縮前後における関係性を示す下記数式２によって配線基板との接触面における広がり量δを算出するとδ＝０．１８０６２５ｍｍとなる。このことから、この広がり量δと若干のマージンを考慮し、Ｗ２１＝Ｗ１＋０．２ｍｍ＝４．４ｍｍ、Ｌ２１＝Ｌ１＋０．２ｍｍ＝１．４ｍｍ、Ｗ２＝７．４ｍｍとすることができる。【００８２】
【数２】
2007135879.tif 000004
機能性ブロック１０６は、例えば金属材料としてステンレスを使用することができる。図９に示すＬ２に関しては、静的な外力が印加された場合はもとより落下衝撃力のようなインパルス的な外力が印加されたときの瞬間的な信号断線、ここでは１μｓｅｃ以上の信号断線を発生させないために、機能性ブロック１０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下となるよう上記数式１によって計算し、Ｌ２＝２．３ｍｍとすることができる。ここで、Ｅ及びρはステンレスのヤング率及び密度で夫々Ｅ＝１９７ＧＰａ、ρ＝８０００ｋｇ／ｍ３、Ｉは機能性ブロック１０６の長手方向においてその一端から貫通窓１２０までの距離Ｗ２２における断面二次モーメントで  Ｉ＝Ｗ２２×Ｈ２３／１２、Ａは断面積の総和でＡ＝Ｗ２２×Ｈ、Ｈ＝３×Ｈ２＋２×Ｈ３である。【００８３】
保持ブロック１０７及び１０８は、同一の形状を有し、金属材料を基材とするブロックである。そして、保持ブロック１０７には位置決め用貫通穴１１８ａ及び１１８ｂ並びにネジ逃げ用貫通穴２０６ａ及び２０６ｂが、保持ブロック１０８には位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂ並びにネジ締結用タップ穴２０７ａ及び２０７ｂが夫々設けられている。【００８４】
保持ブロック１０７及び１０８は、例えばステンレスを使用することができる。そして、図１０に示す各寸法は、機能性ブロック１０６と同一寸法になるよう夫々Ｗ３＝７．４ｍｍ、Ｌ３＝２．３ｍｍとすることができる。また、保持ブロックの厚さＨ３は機能性ブロック１０６の幅Ｌ２を算出する際に上記数式１によって最適化することにより、Ｈ３＝０．５ｍｍとすることができる。【００８５】
例えば第１の配線基板１０１としてはＦＲ４を基材としたリジッドプリント配線基板、第２の配線基板１０２としてはポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板、第３の配線基板１０３としてはポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板、第４の配線基板１０４としてはポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板を使用することができる。【００８６】
また、例えば第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ及び裏面に設けられた電極端子１０９ｂ、第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ及び裏面に設けられた電極端子１１０ｂ、第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１、並びに第４の配線基板１０４の表面に設けられた電極端子１１２は、夫々、端子数を２５極、長手方向ピッチを０．３ｍｍ（Ｌ／Ｓ＝０．１５／０．１５）、短手方向のピッチを０．８ｍｍ、端子寸法を０．１５（Ｗ）×０．５（Ｌ）ｍｍとして形成することができる。そして、各端子の配置は千鳥配列（基板端部近傍端子を１２極、他方を１３極）とすることができる。【００８７】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る回路基板装置の動作について説明する。上述の第１実施形態では、回路基板装置が挟持治具（図示せず）等により圧力を付加され、これにより、各配線基板の間に挟持された異方性導電部材１０５が機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮され、この状態が保持されていた。これに対し、本実施形態においては回路基板装置が挟持治具ではなくネジによって圧力を付加されることで、異方性導電部材の圧縮状態が保持されている。そのため、上述の第１実施形態に係る回路基板装置と同様の動作及び作用に加え、本実施形態に係る回路基板装置は、配線基板の積層数が増加しても配線基板同士の導電パターン同士の接続安定性が更に優れており、また、更に薄型化及び省スペース化が可能である。【００８８】
本実施形態に係る回路基板装置は、第１の配線基板１０１にＦＲ４を基材としたリジッドプリント配線基板を使用し、第２の配線基板１０２及び第３の配線基板１０３及び第４の配線基板１０４にポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板を使用したものであるが、これに限定されるものではない。リジッドプリント配線基板及びフレキシブルプリント配線基板を任意に組み合わせることができる。配線基板の積層数も４層に限定されず、任意の積層数を選択することができる。【００８９】
更に、本実施形態では、異方性導電部材１０５に、絶縁性エラスチック樹脂材料を基材とし、これに金属細線が埋め込まれたものを使用し、その金属細線にはＡｕメッキ処理を施した直径φ１２μｍのステンレス線からなる導電材料を使用した例を示した。しかし、これに限定されず、金線、銅線、真鍮線、リン青銅線又はニッケル線のいずれか１つを使用することができ、またその直径もφ５乃至２０μｍの範囲であればよい。また、基材の絶縁性エラスチック樹脂材料に埋め込まれるものは金属細線に限定されず、金属細線の替わりに金属粒子、金メッキ粒子又は銅メッキ粒子のいずれか１つが埋め込まれているものを使用してもよい。また、絶縁性エラスチック樹脂材料にゴム硬度５０度（ＪＩＳ−Ｋ−６２４９）のシリコーンゴムを使用した例を示しているが、ゴム硬度２０乃至８０度の範囲であればよい。【００９０】
また、本実施形態においては、機能性ブロック１０６は、金属材料を基材としているが、これに限定されるものではなく、樹脂材料又はセラミック材料を使用することもできる。また、機能ブロック１０６の厚さＨ２を０．２５ｍｍとしているが、これに限定されるものではない。異方性導電部材１０５の安定した電気抵抗値が得られる１０乃至４５％の圧縮量を確保することができる厚さＨ２であれば、任意に設定することができる。【００９１】
また、保持ブロック１０７及び１０８は金属材料を基材としているが、これに限定されるものではなく、樹脂材料又はセラミック材料を使用することもできる。また、保持ブロックの厚さＨ３を０．５ｍｍとしているが、これに限定されるものではない。異方性導電部材１０５の安定した電気抵抗値が得られる１０乃至４５％の圧縮量を確保することができる厚さＨ３であれば、任意に設定することができる。ただし、機能性ブロック１０６並びに保持ブロック１０７及び１０８の各部寸法は、上記数式１及び２によって、その合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下となるよう最適化する必要があることは言うまでもない。【００９２】
また、配線基板同士の位置決め、配線基板と保持ブロックとの位置決め及び各配線基板と機能性ブロック１０６との位置決めは、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに各配線基板、機能性ブロック１０６及び各保持ブロックに形成された位置決め用貫通穴を嵌合させる方法に限られない。各配線基板、機能性ブロック１０６及び各保持ブロック上にアライメントマークを形成し、このアライメントマークをＣＣＤ（Charge  Coupled  Devices）カメラで観察することによってこれらの位置決めをすることもできる。【００９３】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図１４は本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図１５は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図、図１６は本実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック３０６を示す模式的斜視図である。図１４乃至図１６において、図６乃至図１３と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【００９４】
上述の第２実施形態では、機能性ブロック１０６は異方性導電部材１０５が嵌合される開口部として貫通窓１２０を備えた額縁状であり、この貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌合されている。これに対し、本実施形態においては、図１４乃至１６に示すように、機能性ブロック３０６は異方性導電部材１０５の３辺を取り囲むよう切り欠き３２０を備えたＵの字状であり、この切り欠き３２０に異方性導電部材１０５の３辺が取り囲まれている。それ以外は第２実施形態と同様の構造を有している。【００９５】
機能性ブロック３０６は金属材料を基材とし、切り欠き３２０を備えることによって異方性導電部材１０５の３辺を取り囲むＵの字状を有している。機能性ブロック３０６には、位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂ、並びにネジ逃げ用貫通穴２０５ａ及び２０５ｂが設けられている。そして、機能性ブロック３０６に異方性導電部材１０５の３辺が取り囲まれ、異方性導電部材１０５長手方向の１辺が機能性ブロック３０６の開口部において開放されている。これにより、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５がこの開口部において配線基板との接触面の面積が大きくなるように広がり、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。【００９６】
機能性ブロック３０６の厚さＨ４は、上述の第２実施例と同様に、図１３に示す異方性導電部材１０５の圧縮率と直流電気抵抗値の関係より、安定した電気抵抗値が得られる１０乃至４５％の圧縮量を確保するためＨ４＝０．２５ｍｍ、即ち圧縮率１６．７％とすることができる。【００９７】
また、異方性導電部材１０５の基材である絶縁性エラスチック樹脂材料は圧縮後も体積が変化しない性質を有している。本実施形態においては異方性導電部材１０５の長手方向の１辺が完全に開放されていることを考慮し、絶縁性エラスチック樹脂材料の圧縮前後での関係性を示す下記数式３によって各配線基板との接触面における開放辺方向への広がり量δを算出するとδ＝０．２４ｍｍとなる。このことから、この広がり量δと若干のマージンとを考慮しＷ４１＝Ｗ１＝４．２ｍｍ、Ｌ４１＝Ｌ１＋０．３ｍｍ＝１．５ｍｍ、Ｗ４＝７．２ｍｍとすることができる。【００９８】
【数３】
2007135879.tif 000005
機能性ブロック３０６は、例えば金属材料としてステンレスを使用することができる。図１６に示すＬ４に関しては、静的な外力が印加された場合はもとより落下衝撃力のようなインパルス的な外力が印加されたときの瞬間的な信号断線、ここでは１μｓｅｃ以上の信号断線を発生させないため、機能性ブロック３０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下となるよう下記数式４によって計算し、Ｌ４＝１．９５ｍｍとすることができる。ここで、λは片持ち梁の特性方程式の一次解でλ＝１．８７５１、Ｅ及びρはステンレスのヤング率及び密度で夫々Ｅ＝１９７ＧＰａ、ρ＝８０００ｋｇ／ｍ３、Ｉは機能性ブロック３０６の長手方向においてその一端から切り欠き３２０までの距離Ｗ４２における断面二次モーメントでＩ＝Ｗ４２×Ｈ４３／１２、Ａは断面積の総和でＡ＝Ｗ４２×Ｈ、Ｈ＝３×Ｈ４＋２×Ｈ３である。【００９９】
【数４】
2007135879.tif 000006
ここで、保持ブロック１０７及び１０８の厚さＨ３は、機能性ブロック３０６のＬ４を算出する際に上記数式４によって最適化されていることはいうまでもない。【０１００】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る回路基板装置の動作について説明する。本実施形態に係る回路基板装置では、機能性ブロック３０６が異方性導電部材１０５の３辺と接し、異方性導電部材１０５の残る１辺が開口部において開放されている。このことにより、保持ブロック１０７及び１０８を圧縮保持することによって異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。また、異方性導電部材１０５の３辺が機能性ブロック３０６に取り囲まれているので、環境温度が変化した場合においても、異方性導電部材１０５の３辺を取り囲む機能性ブロック３０６が異方性導電部材１０５の線膨張を抑制する。そのため、配線基板と異方性導電部材１０５との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。また、各配線基板間の電気接続媒体に異方性導電部材１０５を使用し、異方性導電部材１０５と同一平面上に機能性ブロック３０６を配置し、これらを保持ブロック１０７及び１０８によって挟持し圧縮保持していることにより、回路基板装置に対し、静的な外力印加が発生した場合、機能性ブロック３０６が各配線基板の変形及び配線基板間に配置されている異方性導電部材１０５の反発弾性力の変動を抑制する。そのため、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１０１】
また、落下衝撃力等のインパルス的な外力印加により配線基板の変形が発生した場合に、機能性ブロック３０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが瞬間的な信号断線抑制時間以下（本実施形態の例では１μｓｅｃ以下）になるよう計算されて設定されているので、信号断線抑制時間内での異方性導電部材１０５の反発弾性力の変動が発生しない。このため、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１０２】
更に、この回路基板装置では、機能性ブロック３０６により異方性導電部材１０５の圧縮率が最適な範囲に制御される。そのため、配線基板の積層数が増加した場合でも、各異方性導電部材１０５の反発弾性力のばらつきが抑制され、且つ、機能性ブロック３０６による配線基板の変形抑制及び異方性導電部材１０５の線膨張の抑制効果により直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１０３】
本実施形態においては、上述の第２実施形態の動作及び作用に加え、機能性ブロック３０６に貫通窓１２０ではなく切り欠き３２０を形成することにより、環境温度が変化した場合に、異方性導電部材１０５の温度変化による伸縮が最も大きい方向においてこの伸縮が抑制できるため、更に直流電気抵抗値の安定性が優れている。【０１０４】
本実施形態においては、機能性ブロック３０６の切り欠き３２０が配線基板外側方向に開口する向きに形成されている例を示しているが、これに限定されるものではない。配線基板内側方向に開口する向きに切り欠き３２０を配置しても同様の効果を得ることができる。また、機能性ブロック３０６の形状は、厳密な「Ｕ」の字の形状である必要はない。異方性導電部材１０５の３辺を取り囲むか又は異方性導電部材１０５の対向する２辺の位置を規制し、環境温度が変化した場合においても、異方性導電部材１０５を取り囲む機能性ブロック３０６が異方性導電部材１０５の線膨張を抑制するものであればよい。【０１０５】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図１７は本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図１８は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図、図１９は本実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック４０６を示す模式的斜視図である。図１７乃至図１９において、図６乃至図１６と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【０１０６】
上述の第２実施形態では、機能性ブロック１０６は異方性導電部材１０５が嵌合される開口部として貫通窓１２０を備えた額縁状であり、この貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌合されている。これに対し、本実施形態においては、図１７乃至１９に示すように、機能性ブロックは２個の機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂからなり、これらの機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂが異方性導電部材１０５の短手方向の２辺と接した状態で配置されている。それ以外は第２実施形態と同様の構造を有している。【０１０７】
機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂは異方性導電部材１０５の短手方向の２辺と平行になるよう形成された２つのブロックで、金属材料を基材としている。夫々には、位置決め用貫通穴１１７ａ及びネジ逃げ用貫通穴２０５ａ、位置決め用貫通穴１１７ｂ及びネジ逃げ用貫通穴２０５ｂが設けられている。異方性導電部材１０５の短手方向の２辺は機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂと接しており、長手方向の２辺は開放されている。これにより、異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５がこの開放された２辺において配線基板との接触面の面積が大きくなるように広がる。その結果、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐ。【０１０８】
機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂは、例えば金属材料としてステンレスを使用することができる。機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂの厚さＨ５は、上述の第２実施例と同様に、図１３に示す異方性導電部材１０５の圧縮率と直流電気抵抗値の関係より、安定した電気抵抗値が得られる１０乃至４５％の圧縮量を確保するためＨ５＝０．２５ｍｍ、即ち圧縮率１６．７％とすることができる。【０１０９】
また、異方性導電部材１０５の基材である絶縁性エラスチック樹脂材料は圧縮後も体積が変化しない性質を有している。しかし、本実施形態においては異方性導電部材１０５の長手方向の２辺が完全に開放されていることを考慮し、絶縁性エラスチック樹脂材料の圧縮前後での関係性を示す下記数式５によって各配線基板との接触面における開放辺方向への広がり量δを算出するとδ＝０．２４ｍｍとなる。このことから、圧縮後の異方性導電部材１０５の広がり量δと若干のマージンとを考慮し、且つ、静的な外力が印加された場合はもとより落下衝撃力のようなインパルス的な外力が印加されたときの瞬間的な信号断線、ここでは１μｓｅｃ以上の信号断線を発生させないために、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂと保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下となるよう下記数式６を用いて計算し、Ｌ５＝１．５ｍｍとすることができる。ここで、λは片持ち梁の特性方程式の一次解でλ＝１．８７５１、Ｅ及びρはステンレスのヤング率及び密度で夫々Ｅ＝１９７ＧＰａ、ρ＝８０００ｋｇ／ｍ３、Ｉは機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂの短手方向においての長さＷ５２における断面二次モーメントでＩ＝Ｗ５２×Ｈ５３／１２、Ａは断面積の総和でＡ＝Ｗ５２×Ｈ５、Ｈ＝３×Ｈ５＋２×Ｈ３である。また、Ｗ５１＝Ｗ１＝４．２ｍｍ、Ｗ５＝７．２ｍｍとすることができる。【０１１０】
【数５】
2007135879.tif 000007
【０１１１】
【数６】
2007135879.tif 000008
ここで、保持ブロック１０７及び１０８の厚さＨ３は、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂのＬ５を算出する際に上記数式６によって最適化されていることはいうまでもない。【０１１２】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る回路基板装置の動作について説明する。本実施形態に係る回路基板装置では、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂが、異方性導電部材１０５の対向する２辺の位置を規制し、異方性導電部材１０５の残る２辺が開放されている。このことにより、保持ブロック１０７及び１０８を圧縮保持することによって異方性導電部材１０５が圧縮されたときに、異方性導電部材１０５によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。【０１１３】
また、環境温度が変化した場合においても、異方性導電部材１０５の短手方向の２辺の位置を規制する機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂによって異方性導電部材１０５の線膨張が抑制される。そのため、配線基板と異方性導電部材１０５との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。【０１１４】
また、各配線基板間の電気接続媒体に異方性導電部材１０５を使用し、異方性導電部材１０５と同一平面上に機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂを配置し、これらを保持ブロック１０７及び１０８によって挟持し圧縮保持していることにより、回路基板装置に対し、静的な外力印加が発生した場合、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂが各配線基板の変形及び配線基板間に挟持されている異方性導電部材１０５の反発弾性力の変動が抑制される。そのため、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１１５】
また、落下衝撃力等のインパルス的な外力印加により配線基板の変形が発生した場合、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂと保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが瞬間的な信号断線抑制時間以下（本実施形態の例では１μｓｅｃ以下）になるよう計算されて設定されているので、信号断線抑制時間内での異方性導電部材１０５の反発弾性力の変動が発生しない。このため、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１１６】
更に、この回路基板装置では、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂにより異方性導電部材１０５の圧縮率が最適な範囲に制御される。そのため、配線基板の積層数が増加した場合でも、各異方性導電部材１０５の反発弾性力のばらつきが抑制され、且つ、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂによる配線基板の変形抑制及び異方性導電部材１０５の線膨張の抑制効果により直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１１７】
本実施形態においては、２個の機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂの２辺によって異方性導電部材１０５を挟持していることにより、環境温度が変化した場合、異方性導電部材１０５の温度変化による伸縮が最も大きい方向においてこの伸縮が抑制できる。そのため、第２実施形態に係る回路基板装置と比較して、特に直流電気抵抗値の安定性が優れている。更に、機能性ブロックを２個の個片４０６ａ及び４０６ｂに分割して形成していることにより、第２及び第３実施形態と比較して小型化及び軽量化に有利である。また、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂが異方性導電部材１０５の短手方向の２辺と平行になるよう形成されているため、長辺に沿う方向においては異方性導電部材１０５の圧縮後の寸法変化を考慮する必要がない。これにより、機能性ブロック４０６ａ及び４０６ｂを異方性導電部材１０５と各配線基板との位置決めにも利用することができる。【０１１８】
次に、本発明の第５実施形態について説明する。図２０ａは本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図２０ｂは図２０ａにおけるＡ−Ａ線断面図、図２１は本実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック８０１を示す模式的斜視図、図２２は本実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック８０２を示す模式的斜視図、図２３は本実施形態に係る回路基板装置の機能性ブロック８０３を示す模式的斜視図である。図２０乃至図２３において、図６乃至図１９と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【０１１９】
上述の第２実施形態では、各配線基板が、異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されており、各配線基板間に配置された異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６は全て同一の形状を有している。これに対し、本実施形態においては、図２０乃至２３に示すように、各配線基板間に配置される異方性導電部材の厚さが夫々異なっており、これに応じて機能性ブロック８０１，８０２，８０３の厚さも夫々異なっている。それ以外は第２実施形態と同様の構造を有している。【０１２０】
異方性導電部材８０１、８０２及び８０３は、絶縁性エラスチック樹脂材料を基材とし金属細線を埋め込んだ異方性導電部材である。そして、第１実施形態と同様に、金属細線は各配線基板の表裏面に形成された電極端子に対応する位置に、各配線基板の表裏面に対し、垂直方向に埋め込まれている。【０１２１】
例えば、異方性導電部材８０１、８０２及び８０３には、絶縁性エラスチック樹脂材料としてゴム硬度５０度（ＪＩＳ−Ｋ−６２４９）のシリコーンゴムを使用することができる。また、金属細線にはＡｕメッキ処理を施した直径φ１２μｍのステンレス線からなる導電材料を使用することができる。例えば、図２１〜２３にて、Ｗ６＝４．２ｍｍ、Ｌ６＝１．２ｍｍ、異方性導電部材８０１の厚さＨ６１、異方性導電部材８０２の厚さＨ６２及び異方性導電部材８０３の厚さＨ６３は夫々Ｈ６１＝０．１ｍｍ、Ｈ６２＝０．６ｍｍ、Ｈ６３＝０．３ｍｍとすることができる。【０１２２】
機能性ブロック８０４、８０５及び８０６は金属材料を基材とし、位置決め用貫通穴１１７ａ及び１１７ｂを有し、夫々異方性導電部材８０１、８０２及び８０３の外形に対応した貫通窓１２０が形成されることによって額縁状の形状を有している。そしてこの貫通窓１２０に夫々異方性導電部材８０１、８０２及び８０３が嵌め込まれている。機能性ブロック８０４、８０５及び８０６の厚さは、上述の第２実施形態と同様に、異方性導電部材８０１、８０２及び８０３が安定した電気抵抗値が得られる１０乃至４５％の圧縮量を確保するよう、最適化することができる。また、保持ブロック１０７及び１０８の各寸法も上述の第２実施形態と同様に最適化することができる。【０１２３】
次に、上述の如く構成された本実施形態に係る回路基板装置の動作について説明する。本実施形態に係る回路基板装置においては、各配線基板間の電気接続媒体に、夫々機能性ブロック８０４、８０５及び８０６の貫通窓１２０に嵌め込まれた異方性導電部材８０１、８０２及び８０３を使用する。そして、これらを保持ブロック１０７及び１０８によって挟持し、各配線基板間に挟持された異方性導電部材８０１、８０２及び８０３を夫々、機能性ブロック８０４、８０５及び８０６の厚さまで圧縮し、この状態で保持ブロック１０７の上からネジ２０８ａ及び２０８ｂを、保持ブロック１０８の長手方向の両端に設けられたネジ締結用タップ穴２０７ａに締結する。【０１２４】
本実施形態に係る回路基板装置では、異方性導電部材８０１、８０２及び８０３の夫々の厚さＨ６１、Ｈ６２及びＨ６３を変えて形成することで、各配線基板上の実装部品（図示せず）の高さに応じて任意に配線基板間距離を選択することが可能になる。これにより各配線基板上に搭載できる実装部品の選択の幅が広がる。また、配線基板上の実装部品同士の接触等による不具合を発生させることなく安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。更に、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現することができる。【０１２５】
次に、本発明の第６実施形態について説明する。図２４ａは本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図２４ｂは図２４ａにおけるＡ−Ａ線断面図、図２５は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解斜視図である。図２４及び図２５において、図６乃至図２３と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【０１２６】
上述の第１実施形態では、回路基板装置が挟持治具（図示せず）等により圧力を付加され、これにより、各配線基板の間に挟持された異方性導電部材１０５が機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮され、この状態が保持されていた。これに対し、本実施形態においては、回路基板装置が、挟持治具（図示せず）等ではなく保持ブロック１０７に形成された係止爪９０１ａ及び９０１ｂによって圧力を付加されており、また、長手方向において保持ブロック１０７よりも大きい形状を有する配線基板にこの係止爪９０１ａ及び９０１ｂを貫通させるための係止爪用貫通穴９０２ａ及び９０２ｂが形成されている。それ以外は第１実施形態と同様の構造を有している。【０１２７】
本実施形態に係る回路基板装置では、図２４及び図２５に示すように、保持ブロック１０７の長手方向の両端部に係止爪９０１ａ及び９０１ｂが形成されている。そして、長手方向において保持ブロック１０７よりも大きい形状を有する第１の配線基板１０１の、保持ブロック１０７の係止爪９０１ａ及び９０１ｂに対応する部位に係止爪用貫通穴９０２ａ及び９０２ｂが形成されている。そして、上述の第１実施形態と同様に、保持ブロック１０８、第４の配線基板１０４、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６、第１の配線基板１０１、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６、第２の配線基板１０２、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６、および第３の配線基板１０３が、夫々、精確に位置決めされた状態で積層される。この上から保持ブロック１０７が積層されるときに、保持ブロック１０７の長手方向の両端部に形成された係止爪９０１ａ及び９０１ｂは、第１の配線基板１０１に形成された係止爪用貫通穴９０２ａ及び９０２ｂを貫通し、最下層に位置する保持ブロック１０８の裏面に係止される。このとき、係止爪９０１ａ及び９０１ｂの配線基板積層方向における長さは、各配線基板間に挟持された異方性導電部材１０５が機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮され、この状態で保持されるために適した長さに設定されている。【０１２８】
次に、本実施形態に係る回路基板装置の配線基板間接続方法について説明する。図２５に示すように、位置決め治具１２２に設けられた位置決めピン１２１ａ及び１２１ｂに、保持ブロック１０８に設けられた位置決め用貫通穴１１９ａ及び１１９ｂを嵌合させる。そして、上述の第１実施形態と同様に、保持ブロック１０８、第４の配線基板１０４、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６、第１の配線基板１０１、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６、第２の配線基板１０２、貫通窓１２０に異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６、第３の配線基板１０３、および保持ブロック１０７を、夫々、精確に位置決めした状態で積層する。この状態で、保持ブロック１０７の長手方向の両端部に設けられた係止爪９０１ａ及び９０１ｂを、第１の配線基板１０１に設けられた係止爪用貫通穴９０２ａ及び９０２ｂに貫通させ、最下層に位置する保持ブロック１０８の裏面に係止させる。【０１２９】
このとき、係止爪９０１ａ及び９０１ｂの配線基板積層方向における長さが、各配線基板間に挟持された異方性導電部材１０５が機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮し、この状態で保持するために適した長さに設定されているので、異方性導電部材１０５は機能性ブロック１０６の厚さまで圧縮される。これにより、第４の配線基板１０４の表面に設けられた信号接続用の電極端子１１２と第１の配線基板１０１の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ｂとが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続され、第１の配線基板１０１の表面に設けられた信号接続用の電極端子１０９ａと第２の配線基板１０２の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ｂとが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続され、第２の配線基板１０２の表面に設けられた信号接続用の電極端子１１０ａと第３の配線基板１０３の裏面に設けられた信号接続用の電極端子１１１とが、異方性導電部材１０５の導電部を介して電気的に接続される。これにより、本実施形態に係る回路基板装置が形成される。【０１３０】
本実施形態に係る回路基板装置によれば、各配線基板１０１、１０２、１０３及び１０４にネジ逃げ用貫通穴を加工する工程が不要であり、且つ、保持ブロック１０８にネジ締結用タップ穴を加工する工程を削減することができる。更に、保持ブロック１０７の長手方向の両端部係止爪９０１ａ及び９０１ｂを設け、これによって回路基板装置の圧縮及び保持を行うため、挟持治具又はネジを必要とせず、部品点数が削減できる。そのため、回路基板装置の低コスト化及び軽量化に対して特に優れている。【０１３１】
次に、本発明の第７実施形態について説明する。図２６は本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図２７は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解断面図である。図２６及び図２７において、図６乃至図２５と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【０１３２】
本実施形態に係る回路基板装置では、図２７に示すように、異方性導電部材１０５を圧縮し、この状態で回路基板装置の保持を行う保持ブロック７０７及び７０８が異方性導電部材１０５の圧縮方向に向かって凸状に湾曲して形成されている。それ以外は第２実施形態と同様の構造を有している。【０１３３】
次に、上述の如く構成された本実施形態にかかる回路基板装置の動作について説明する。本実施形態に係る回路基板装置では、異方性導電部材１０５を圧縮し、この状態で回路基板装置の保持を行うときに、異方性導電部材１０５による反発弾性力により保持ブロック７０７及び７０８が、異方性導電部材の圧縮方向に向かって凹となる変形をもたらす圧力を受けたとしても、保持ブロック７０７及び７０８が異方性導電部材１０５の圧縮方向に向かって凸状に湾曲して形成されているので、各配線基板と異方性導電部材１０５との接続面内において異方性導電部材１０５の反発弾性力変動が発生しない。よって、本実施形態に係る回路基板は、直流電気抵抗値の安定性が特に優れている。【０１３４】
次に、本発明の第８実施形態について説明する。図２８は本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図２９は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解断面図である。図２８及び図２９において、図６乃至図２７と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【０１３５】
上述の第２実施形態では、各配線基板同士の間に、異方性導電部材１０５が嵌め込まれた機能性ブロック１０６を介して積層されており、各配線基板同士の間に配置された機能性ブロック１０６はその厚さが均一であった。これに対し、本実施形態では、異方性導電部材１０５が嵌め込まれるための貫通窓１２０が形成された機能性ブロック９０６の、ネジ逃げ用貫通穴２０５ａ及び２０５ｂよりも内側において、異方性導電部材１０５が嵌め込まれる貫通窓１２０が形成された方向に向かって徐々に厚さが減少する、即ち、異方性導電部材側が薄くなるよう形成されている。それ以外は第２実施形態と同様の構造を有している。【０１３６】
本実施形態に係る回路基板装置では、図２８及び図２９に示すように、保持ブロック１０８の直上に積層される第４の配線基板１０４と第１の配線基板１０１との間に配置された機能性ブロック９０６は、ネジ逃げ用貫通穴２０５ａ及び２０５ｂよりも内側において、異方性導電部材１０５が嵌め込まれる貫通窓１２０が形成された方向に向かって徐々に下部の厚さが減少するように形成されている。また、第１の配線基板１０１と第２の配線基板１０２との間に配置された機能性ブロック９０６は、ネジ逃げ用貫通穴２０５ａ及び２０５ｂよりも内側において、異方性導電部材１０５が嵌め込まれる貫通窓１２０が形成された方向に向かって徐々に上部の厚さが減少するように形成されている。保持ブロック１０８の直下に積層される第３の配線基板１０３と第２の配線基板１０２との間に配置された機能性ブロック９０６は、ネジ逃げ用貫通穴２０５ａ及び２０５ｂよりも内側において、異方性導電部材１０５が嵌め込まれる貫通窓１２０が形成された方向に向かって徐々に上部の厚さが減少するように形成されている。これにより、本実施形態に係る回路基板装置が構成されている。【０１３７】
次に、上述の如く構成された本実施例に係る回路基板装置の動作について説明する。異方性導電部材１０５を圧縮し、この状態で回路基板装置の保持を行うときに、異方性導電部材１０５による反発弾性力により保持ブロック１０７及び１０８が異方性導電部材１０５の圧縮方向に向かって凹となる変形をもたらす圧力を受けたとしても、機能性ブロック９０６の異方性導電部材１０５側が薄くなるように厚さが変化するよう形成されているので、異方性導電部材１０５による反発弾性力が、機能性ブロック９０６の厚さが減少した端部にかかる。これにより、異方性導電部材１０５の圧縮方向に向かって凸となるモーメントが矢印１１０１で示す方向に作用し、保持ブロック１０７及び１０８の変形を抑制することができる。また、各配線基板と異方性導電部材１０５との接続面内において異方性導電部材１０５の反発弾性力変動が発生しない。よって、本実施形態に係る回路基板装置は、直流電気抵抗値の安定性が特に優れている。【０１３８】
次に、本発明の第９実施形態について説明する。図３０は本実施形態に係る回路基板装置を示す模式的斜視図、図３１は本実施形態に係る回路基板装置の構成及び配線基板間接続方法を示す分解断面図である。図３０及び図３１において、図６乃至図２９と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。【０１３９】
本実施形態に係る回路基板装置では、上述の第２実施形態の第１の配線基板１０１、第２の配線基板１０２、第３の配線基板１０３及び第４の配線基板１０４上に予めＬＳＩ（Large  Scale  Integration：大規模集積回路）等の実装部品１２０５が表面実装され、これらの各配線基板が個別機能モジュール１２０１、１２０２、１２０３及び１２０４を形成している。それ以外は第２実施形態と同様の構造を有している。【０１４０】
本実施形態によれば、各配線基板上に予めＬＳＩ等の実装部品１２０５を表面実装し、個別機能を有する各個別機能モジュール１２０１、１２０２、１２０３及び１２０４を全て一箇所で積層して電気的に接続したので、電子機器の薄型化及び省スペース化に伴うコンパクト化を具現できる回路基板モジュールが得られる。【０１４１】
また、本実施形態における回路基板装置は上述の第２実施形態の構成を有するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、上述の第１及び第３乃至第８実施形態で説明したいずれの構造を選択しても、同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【０１４２】
以下、本発明の効果を実証するための実施例について説明する。本発明の効果について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。本発明の実施例として上述の第２実施形態に係る回路基板を以下のように作成した。【０１４３】
第１の配線基板１０１としてはＦＲ４を基材としたリジッドプリント配線基板、第２の配線基板１０２としてはポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板、第３の配線基板１０３としてはポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板、第４の配線基板１０４としてはポリイミドを基材とするフレキシブルプリント配線基板を使用した。【０１４４】
第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ及び裏面に設けられた電極端子１０９ｂ、第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ及び裏面に設けられた電極端子１１０ｂ、第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１、並びに第４の配線基板１０４の表面に設けられた電極端子１１２は、夫々、端子数を２５極、長手方向ピッチを０．３ｍｍ（Ｌ／Ｓ＝０．１５／０．１５）、短手方向のピッチを０．８ｍｍ、端子寸法を０．１５（Ｗ）×０．５（Ｌ）ｍｍとした。そして、各端子の配置は千鳥配列（基板端部近傍端子を１２極、他方を１３極）とした。【０１４５】
異方性導電部材１０５は、絶縁性エラスチック樹脂材料としてゴム硬度５０度（ＪＩＳ−Ｋ−６２４９）のシリコーンゴムを基材とし、これに金属細線としてＡｕメッキ処理を施した直径φ１２μｍのステンレス線からなる導電材料を埋め込むことで作成されている。異方性導電部材１０５の各寸法は、Ｗ１＝４．２ｍｍ、Ｌ１＝１．２ｍｍ、Ｈ１＝０．３ｍｍとした。【０１４６】
機能性ブロック１０６は、金属材料としてステンレスを使用したものであり、その厚さＨ２は、図１３に示すように異方性導電部材１０５が機能性ブロック１０６の厚さＨ２まで圧縮されたときに安定した電気抵抗値が得られる圧縮率１０乃至４５％の範囲であるＨ２＝０．２５ｍｍ（圧縮率１６．７％）とした。また、異方性導電部材１０５の基材である絶縁性エラスチック樹脂材料は圧縮後も体積が変化しない性質を有しているため、絶縁性エラスチック樹脂材料の圧縮前後における関係性を示す上記数式２によって配線基板との接触面における広がり量δを算出するとδ＝０．１８０６２５ｍｍとなる。このことから、機能性ブロック１０６の各寸法は、この広がり量δと若干のマージンを考慮し、  Ｗ２１＝Ｗ１＋０．２ｍｍ＝４．４ｍｍ、Ｌ２１＝Ｌ１＋０．２ｍｍ＝１．４ｍｍ、Ｗ２＝７．４ｍｍとした。【０１４７】
Ｌ２に関しては、静的な外力が印加された場合はもとより落下衝撃力のようなインパルス的な外力が印加されたときの瞬間的な信号断線、ここでは１μｓｅｃ以上の信号断線を発生させないために、機能性ブロック１０６と保持ブロック１０７及び１０８との合成固有周期Ｔが１μｓｅｃ以下となるよう上記数式１によって計算し、Ｌ２＝２．３ｍｍとした。ここで、Ｅ及びρはステンレスのヤング率及び密度で夫々Ｅ＝１９７ＧＰａ、ρ＝８０００ｋｇ／ｍ３、Ｉは機能性ブロック１０６の長手方向においてその一端から貫通窓１２０までの距離Ｗ２２における断面二次モーメントでＩ＝Ｗ２２×Ｈ２３／１２、Ａは断面積の総和でＡ＝Ｗ２２×Ｈ、Ｈ＝３×Ｈ２＋２×Ｈ３である。【０１４８】
保持ブロック１０７及び１０８には基材の金属材料としてステンレスを使用した。そして、図１０に示す各寸法は、機能性ブロック１０６と同一寸法になるよう夫々Ｗ３＝７．４ｍｍ、Ｌ３＝２．３ｍｍとした。また、保持ブロックの厚さＨ３は機能性ブロック１０６の幅Ｌ２を算出する際に上記数式１によって最適化することにより、Ｈ３＝０．５ｍｍとした。【０１４９】
そして、これらを上述の第２実施形態において説明した回路基板装置の配線基板間接続方法によって積層し、第４の配線基板１０４の表面に設けられた電極端子１１２、第１の配線基板１０１の裏面に設けられた電極端子１０９ｂ及び第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ、第２の配線基板１０２の裏面に設けられた電極端子１１０ｂ及び第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ、並びに第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１を夫々デイジーチェーンで連結した回路基板装置を１５台作成した。【０１５０】
また、比較例としては、機能性ブロック１０６を使用せず、各配線基板間の電気接続媒体に異方性導電部材１０５のみを使用し、第４の配線基板１０４の表面に設けられた電極端子１１２、第１の配線基板１０１の裏面に設けられた電極端子１０９ｂ及び第１の配線基板１０１の表面に設けられた電極端子１０９ａ、第２の配線基板１０２の裏面に設けられた電極端子１１０ｂ及び第２の配線基板１０２の表面に設けられた電極端子１１０ａ、並びに第３の配線基板１０３の裏面に設けられた電極端子１１１を夫々デイジーチェーンで連結した回路基板装置を１５台作成した。【０１５１】
上述の本実施例に係る回路基板装置と比較例の回路基板装置に対し、回路基板装置の電極端子と直角をなす両端辺を支持固定し、回路基板装置中心部に１９６Ｎを印加する３点曲げ試験と、回路基板装置を１．５ｍの高さから落下させる耐落下衝撃試験と、回路基板装置の外部環境温度−４０℃乃至＋８０℃の範囲で変動させる環境温度試験とを各試験５台ずつについて行った。【０１５２】
先ず、３点曲げ試験の評価結果を下記表１に示す。３点曲げ試験は、回路基板装置の電極端子と直角をなす両端辺を支持固定し、回路基板装置中心部に１９６Ｎを印加するものであり、３点曲げ試験前後の電気抵抗値変化率が±５０％以下であれば○、±５０％を超えれば×とした。電気抵抗値に関しては、３点曲げ試験前後において、４枚の各配線基板上の全電極端子が直列になる電極端子間で直流電気抵抗値を四探針法により測定した。【０１５３】
【表１】
2007135879.tif 000009
上記表１に示す通り、実施例１乃至５による４層積層の回路基板装置の場合、直流電気抵抗値の変化率は実施例１が１．３７％、実施例２が−１．３０％、実施例３が２．０３％、実施例４が０．２５％、実施例５が１．７５％である。これに対し、比較例１乃至５による４層積層の回路基板装置の場合、直流電気抵抗値の変化率は比較例１が∞％、比較例２が７７７．８６％、比較例３が３１．８６％、比較例４が∞％、比較例５が６２９．４１％である。これにより、各配線基板間に異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６を配置した本実施例に係る回路基板装置の方が、各配線基板間に異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６を配置しない比較例に係る回路基板装置よりも、静的な外力印加により配線基板の変形が発生した場合の直流電気抵抗値の安定性が高いことが実証された。【０１５４】
次に、耐落下衝撃試験の評価結果を下記表２に示す。耐落下衝撃試験は回路基板装置を１．５ｍの高さから落下させるものであり、耐落下衝撃試験前後の電気抵抗値変化率が±５０％以下で且つ１μｓｅｃ以上の瞬間的な断線がなければ○とし、それ以外は×とした。電気抵抗値に関しては、耐落下衝撃試験前後において、４枚の各配線基板上の全電極端子が直列になる電極端子間で直流電気抵抗値を四探針法により測定した。【０１５５】
【表２】
2007135879.tif 000010
上記表２に示す通り、実施例６乃至１０による４層積層の回路基板装置の場合、直流電気抵抗値の変化率は、実施例６が０．５２％、実施例７が１．２１％、実施例８が１．２３％、実施例９が４．５３％、実施例１０が０．５０％で且つ１μｓｅｃ以上の瞬間的な断線がないことが確認された。比較例６乃至１０による４層積層の回路基板装置の場合、直流電気抵抗値の変化率は比較例６が１７．９８％、比較例７が１４１．４１％、比較例８が∞％、比較例９が１３．３５％、比較例１０が８．６５％であり、全ての回路基板装置において１μｓｅｃ以上の瞬間的な断線が発生した。これにより、各配線基板間に異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６を配置した本実施例に係る回路基板装置の方が、各配線基板間に異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６を配置しない比較例に係る回路基板装置よりも、落下衝撃力等のインパルス的な外力印加により配線基板の変形が発生した場合の直流電気抵抗値の安定性が高いことが実証された。【０１５６】
次に、環境温度試験の評価結果を下記表３に示す。環境温度試験は回路基板装置の外部環境温度を−４０℃乃至＋８０℃の範囲で変動させるものであり、環境温度試験前後の電気抵抗値変化率が±５０％以下であれば○、±５０％を超えれば×とした。電気抵抗値に関しては、３点曲げ試験前後において、４枚の各配線基板上の全電極端子が直列になる電極端子間で直流電気抵抗値を四探針法により測定した。【０１５７】
【表３】
2007135879.tif 000011
上記表３に示す通り、実施例１１乃至１５による４層積層の回路基板装置の場合、直流電気抵抗値の変化率は実施例１１が３．４４％、実施例１２が１．９８％、実施例１３が３．５９％、実施例１４が３．３８％、実施例１５が１．２１％である。これに対し、比較例１１乃至１５による４層積層の回路基板装置の場合、直流電気抵抗値の変化率は比較例１１が１７．００％、比較例１２が２１．００％、比較例１３が１９６．１３％、比較例１４が４１４．２７％、比較例１５が２９２．７９％である。これにより、各配線基板間に異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６を配置した本実施例に係る回路基板装置の方が、各配線基板間に異方性導電部材１０５及び機能性ブロック１０６を配置しない比較例に係る回路基板装置よりも、環境温度が変化した場合において、直流電気抵抗値の安定性が高いことが実証された。【０１５８】
次に、各配線基板間の電気接続媒体として機能性ブロック１０６の貫通窓１２０に嵌め込まれた異方性導電部材１０５が使用された本発明に係る回路基板装置について、表裏面の電極端子をデイジーチェーンで連結できる評価基板を使用して２層積層、４層積層、６層積層及び８層積層の４種類を各種５台ずつ作成する。また、これを比較するため、機能性ブロック１０６を使用せず、各配線基板間の電気接続媒体に異方性導電部材１０５のみが使用された回路基板装置についても、上記評価基板を使用して２層積層、４層積層、６層積層及び８層積層の４種類を各種５台ずつ作成する。そして、上述の３種類の信頼性試験の中で最も厳しい、回路基板装置を１．５ｍの高さから落下させる耐落下衝撃試験を行い、１μｓｅｃ以上の瞬間的な断線が無ければ○とし、有れば×とした。電気抵抗値に関しては、各配線基板上の全電極端子が直列になる電極端子間で直流電気抵抗値を四探針法により測定した。【０１５９】
【表４】
2007135879.tif 000012
【０１６０】
【表５】
2007135879.tif 000013
【０１６１】
【表６】
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【０１６２】
【表７】
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上記表４乃至７に示す通り、本実施例に係る回路基板装置の場合、２層積層から８層積層のどの種類においても１μｓｅｃ以上の瞬間的な断線がないことが確認された。比較例の回路基板装置の場合は、２層積層の種類においては５台中２台が瞬間的な断線がない回路基板装置があったが、他の４層積層から８層積層のどの種類においても全ての回路基板装置において１μｓｅｃ以上の瞬間的な断線が発生した。このことから、機能性ブロック１０６を使用した本実施例に係る回路基板装置の方が、機能性ブロック１０６を使用していない比較例に係る回路基板装置よりも配線基板の積層数を増加させた場合でも直流電気抵抗値の安定性が高いことが実証された。【０１６３】
本発明に係る回路基板装置では、配線基板間に、異方性導電部材が嵌合された機能性ブロックが配置されて積層されている。このことにより、静的な外力等が印加された場合においても、機能性ブロックが配線基板の変形を抑制し、異方性導電部材の反発弾性力の変動を抑制するため、配線基板間の電気的接続の安定性が高い。【０１６４】
また、配線基板間の電気接続媒体に異方性導電部材を使用したので、この異方性導電部材が圧縮されたときに、異方性導電部材の配線基板との接触面の面積が広がり、異方性導電部材によって圧縮方向にかかる反発弾性力が過大になることを防ぐことができる。そのため、保持ブロックの厚さを大きくする必要がなく、薄型の回路基板装置を実現することができる。【０１６５】
また、環境温度が変化した場合においても、機能性ブロックが異方性導電部材の線膨張を抑制するため、配線基板と異方性導電部材との間に大きなずれが生じず、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。その上、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現できる。【０１６６】
また、機能性ブロックにより異方性導電部材の圧縮率が最適な範囲に制御されるため、更に配線基板の積層数を増加させた場合でも、各配線基板間における異方性導電部材の反発弾性力のばらつきが抑制され、且つ、機能性ブロックによる各配線基板の変形の抑制及び異方性導電部材の線膨張の抑制により、安定した配線基板間の電気的接続を得ることができる。その上、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現できる。【０１６７】
また、落下衝撃力等のインパルス的な外力印加により配線基板の変形が発生した場合においても、機能性ブロック及び１対の保持ブロックの合成固有周期Ｔが瞬間的な信号断線抑制時間以下になるように設計されていることにより、異方性導電部材の反発弾性力の信号断線抑制時間内での変動が発生しないようにすることができる。これにより、安定した配線基板間の電気的接続を得ることでき、また、直流電気抵抗値の安定性が高い回路基板装置を実現できる。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４ａ】
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【図２４ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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