JP2003123883A - 電気コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電パターンが物理的に破壊されるおそれを
排除し、部分的な導通不良や高抵抗値変化を抑制できる
電気コネクタを提供する。 【解決手段】 回路基板に電気的に接続されるＺＩＦハ
ウジング２と、透明導電酸化膜基板に導電パターン１２
の一端部を介し電気的に接続されるヒートシールコネク
タ１０とを備え、ＺＩＦハウジング２にヒートシールコ
ネクタ１０を挿入してその導電パターン１２の他端部１
４にＺＩＦハウジング２の導電コンタクト３を圧接する
ことにより、回路基板と透明導電酸化膜基板を電気的に
接続する電気コネクタであって、導電パターン１２の他
端部１４を二層構造に形成して下層を導電パターン１２
とする。そして、導電パターン１２を覆う上層をカーボ
ンペースト１５とし、カーボンペースト１５を、粒径
０．００１〜１０μｍのカーボンブラック１６と、粒径
５〜５０μｍの導電粒子１７とから調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレ
イ、プラズマディスプレイ等からなる表示体と回路基
板、ＢＧＡ等の半導体パッケージと回路基板との電気的
な接続等に使用される電気コネクタに関し、より詳しく
は、電気コネクタの一部を形成するヒートシールコネク
タに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、回路基板と透明導電酸化膜基板と
を電気的に接続する場合には、様々な電気コネクタが使
用されるが、その一つとしてＺＩＦ(Ｚｅｒｏ Ｉｎｓ
ｅｒｔＦｏｒｃｅ)コネクタを使用するタイプがあげら
れる。ＺＩＦコネクタは、図示しないが、回路基板に電
気的に接続されるＺＩＦハウジングを備え、このＺＩＦ
ハウジングに透明導電酸化膜基板に接続されたヒートシ
ールコネクタが挿抜自在に挿入されることにより、回路
基板と透明導電酸化膜基板とが電気的に接続される。Ｚ
ＩＦハウジングは、その正面が開口した略中空箱形に形
成され、内部上方又は内部下方に回路基板と電気的に接
続した複数の導電コンタクトが並設されており、各導電
コンタクトがヒートシールコネクタに電気的に圧接す
る。

【０００３】ヒートシールコネクタは、その表面に複数
の導電パターンが並設され、各導電パターンの一端部が
透明導電酸化膜基板に異方導電性接着剤を介して電気的
に接続され、各導電パターンの他端部が導電コンタクト
に圧接される。この導電パターンは、金や白金を除く金
属成分で形成される場合には、他端部が導電性のカーボ
ンブラック粉末を含有するカーボンペーストによりコー
トされ、このカーボンペーストが表面酸化や硫化を有効
に抑制防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のヒートシールコ
ネクタは以上のように構成され、各導電パターンの他端
部がカーボンペーストにより単にコートされるだけなの
で、各導電パターン他端部の表面酸化や硫化を抑制防止
することはできるものの、ＺＩＦハウジングにヒートシ
ールコネクタが挿抜される際、圧接する導電コンタクト
により導電パターンの他端部が物理的に破壊されるおそ
れが少なくない。さらに、種々の環境下に放置されるこ
とにより、カーボンペーストが変形や流動に追従するこ
とができず、その結果、部分的な導通不良や高抵抗値変
化が生じるという問題がある。

【０００５】本発明は、上記に鑑みなされたもので、導
電パターンが物理的に破壊されるおそれを排除し、部分
的な導通不良や高抵抗値変化を抑制することができる電
気コネクタを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、第一の電気接合物に
電気的に接続される被挿入体と、第二の電気接合物に導
電パターンを介して電気的に接続されるヒートシールコ
ネクタとを備え、上記被挿入体に該ヒートシールコネク
タを挿入してその導電パターンに被挿入体の導電コンタ
クトを接触させることにより、上記第一、第二の電気接
合物を電気的に接続するものであって、上記導電パター
ンの少なくとも導電コンタクトとの接触部分を二層構造
に形成してその下層を導電パターンに形成し、この導電
パターンを覆う上層を導電保護層とするとともに、この
導電保護層を第一、第二の複数の導電材により形成して
第一の導電材の硬度よりも第二の導電材の硬度を高く
し、第一の導電材から第二の導電材を突出させ、この第
二の導電材に上記導電コンタクトを接触させるようにし
たことを特徴としている。

【０００７】なお、上記導電保護層をカーボンペースト
とし、上記第一の導電材を粒径０．００１〜１０μｍの
カーボンブラックとするとともに、上記第二の導電材を
粒径５〜５０μｍの導電粒子とすることが好ましい。ま
た、上記導電粒子を、カーボン粒子、表面を金属メッキ
したカーボン粒子、金属粒子、表面を金属メッキしたプ
ラスチック粒子、あるいはセラミック粒子とすることが
好ましい。

【０００８】ここで、特許請求の範囲における第一、第
二の電気接合物には、少なくとも液晶ディスプレイ(Ｌ
ＣＤ)、プラズマディスプレイ(ＰＤＰ)等からなる表示
体、フレキシブル基板、プリント回路基板、透明導電酸
化膜基板等からなる各種の回路基板、ＢＧＡ等の半導体
パッケージが含まれる。ヒートシールコネクタの導電パ
ターンは、複数が主であるが、何らこれに限定されるも
のではなく、単数でも良い。また、第一、第二の導電材
の大きさは、第一の導電材が小さく、第二の導電材が第
一の導電材よりも大きいことが好ましい。

【０００９】請求項１記載の発明によれば、第一の導電
材からなる導電保護層に化学的に安定で砕けにくい第二
の導電材を添加し、第一の導電材から硬い第二の導電材
を突出させるので、この第二の導電材に導電コンタクト
が接触することとなる。したがって、ヒートシールコネ
クタの導電パターンの表面酸化や硫化等を防ぐことがで
きるだけでなく、導電パターンの導電コンタクトとの接
触部分が導電コンタクトにより損傷するのを抑制防止す
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における電気
コネクタは、図１ないし図７に示すように、第一の電気
接合物である回路基板１の周縁部に電気的に嵌合接続さ
れるＺＩＦハウジング２と、図示しない駆動回路付きの
透明導電酸化膜基板(第二の電気接合物)に複数の導電パ
ターン１２の一端部１３を介して電気的に接続されるヒ
ートシールコネクタ１０とを備え、各導電パターン１２
の他端部１４を二層構造に形成してその下層を導電パタ
ーン１２とするとともに、この導電パターン１２を覆う
上層をカーボンペースト１５とし、このカーボンペース
ト１５を、小さなカーボンブラック１６と大きな導電粒
子１７とから調製するようにしている。

【００１１】ＺＩＦハウジング２は、図１や図２に示す
ように、所定の樹脂を使用して正面が開口した略中空箱
形に形成され、内部に透明導電酸化膜基板のヒートシー
ルコネクタ１０の他端部が挿抜自在に挿入されることに
より、回路基板１と透明導電酸化膜基板とを電気的に接
続する。このＺＩＦハウジング２は、その内部上方に回
路基板１と電気的に接続する断面略Ｖ字形の導電コンタ
クト３が所定のピッチで複数並設され、弾性を有する各
導電コンタクト３の屈曲部がヒートシールコネクタ１０
の他端部に対向する。ＺＩＦハウジング２の開口正面
は、その上方にヒートシールコネクタ１０用の係止部４
が下方に向けて突設され、下方にはヒートシールコネク
タ１０を搭載するスライダ５がスライド可能に挿入され
る。

【００１２】ヒートシールコネクタ１０は、図１ないし
図７に示すように、スライダ５上に搭載される絶縁性の
フィルム１１と、このフィルム１１の表面に所定のピッ
チで並設される複数の導電パターン１２と、フィルム１
１の表面中央部に任意に貼着されて複数の導電パターン
１２の中央部を被覆する絶縁膜１８とを備え、フィルム
１１の一端部上における複数の導電パターン１２が透明
導電酸化膜基板に異方導電性接着剤１９により電気的に
接着される。

【００１３】フィルム１１は、所定の材料を使用して１
０〜５０μｍの厚さを有する断面板形に成形され、可撓
性を有している。このフィルム１１の材料としては、特
に限定されるものではないが、例えばポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、
ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルフ
ァイド、ポリブチレンナフタレート、ポリアリレート、
液晶ポリマー等が好適に使用される。また、各導電パタ
ーン１２は、金や白金を除いた材料、例えば銅、錫、半
田等の金属をエッチングしたもの、有機バインダー中に
カーボン粉末や金属粉末等の導電性粒子を混合して溶剤
に溶解した導電ペースト等からなり、スクリーン印刷や
グラビア印刷等の方法で細長い線条に形成される。

【００１４】カーボンペースト１５は、上記したように
微細なカーボンブラック１６と導電粒子１７とから調製
され、スクリーン印刷やグラビア印刷等の方法で細長い
線条に形成される。カーボンブラック１６と導電粒子１
７とは、粉末状のカーボンブラック１６の硬度よりも導
電粒子１７の硬度が大きく設定され、この硬い多数の導
電粒子１７がカーボンブラック１６中から上方向に突出
し、導電パターン１２の他端部１４に導電コンタクト３
が食い込んで破壊するのを有効に規制する。カーボンブ
ラック１６と導電粒子１７の混合比は、カーボンブラッ
ク１６が０．１〜３０容量部、好ましくは１〜１５容量
部が良い。これに対し、カーボンブラック１６に含有さ
れる導電粒子１７は、０．１〜５０容量部、好ましくは
５〜２０容量部が良い。

【００１５】カーボンブラック１６の粒径としては、
０．００１〜１０μｍの範囲から選択されるが、０．１
〜５μｍの範囲が最適である。また、導電粒子１７とし
ては、カーボン粒子、表面を金属メッキしたカーボン粒
子、金、銀、銀メッキ銅、ニッケル、パラジウム、ステ
ンレス、真鍮、半田、アルミニウムからなる金属粒子、
表面を金属メッキしたプラスチック粒子、あるいはセラ
ミック粒子が使用される。この導電粒子１７の粒径は、
５〜５０μｍの範囲から選択されるが、１０〜３０μｍ
の範囲が最適である。

【００１６】絶縁膜１８としては、例えばポリアミド
系、ポリエステル系等の合成樹脂、各種合成ゴム類、又
はその混合物をベースに、必要に応じて硬化剤、加硫
剤、劣化防止剤等の添加物を加えたものをスクリーン印
刷したもの、あるいはポリエステル、塩化ビニル等のフ
ィルムにアクリル系樹脂等の粘着材を貼着したもの等が
あげられる。これらは、必要とされる絶縁性、表面保護
性、コスト等の兼ね合いにより選択される。

【００１７】異方導電性接着剤１９は、絶縁性接着剤と
多数の導電粒子とが混合されることにより調製され、フ
ィルム１１の表面一端部、あるいはフィルム１１の全表
面にスクリーン印刷やグラビア印刷法等で接着される。
絶縁性接着剤と導電粒子の混合比は、０．１〜３０容量
部、好ましくは１〜１５容量部とされる。絶縁性接着剤
は、加熱と加圧により接着性を発現するものであれば、
熱可塑性タイプと熱硬化性タイプのいずれでも良い。ま
た、ポリアミド系、ポリエステル系等の合成樹脂類や各
種合成ゴム類、又はその混合物をベースに、必要に応じ
て硬化剤、加硫剤、劣化防止剤、粘着付与材等の添加物
が加えられる。

【００１８】異方導電性接着剤１９の導電粒子は、金、
銀、半田、銅等の金属、カーボン粒子、高分子核材、カ
ーボン粒子に金属を被覆したもの等があげられる。この
導電粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、５
〜１５０μｍの範囲から選択されることが好ましい。

【００１９】上記構成において、回路基板１と透明導電
酸化膜基板とを電気的に接続する場合には、透明導電酸
化膜基板にヒートシールコネクタ１０の一端部、換言す
れば、各導電パターン１２の一端部１３を異方導電性接
着剤１９により接着し、ＺＩＦハウジング２の内部に異
方導電性接着剤１９の塗布されていないヒートシールコ
ネクタ１０の他端部を挿入してこれをＺＩＦハウジング
２の係止部４とスライダ５とに挟持させれば、各導電パ
ターン１２の他端部１４を覆うカーボンペースト１５の
導電粒子１７に導電コンタクト３が電気的に圧接し、回
路基板１と透明導電酸化膜基板とを電気的に接続するこ
とができる。

【００２０】上記構成によれば、化学的に安定で潰れに
くい大きな導電粒子１７を多数添加し、小さなカーボン
ブラック１６から剛性に優れる導電粒子１７を導電パタ
ーン１２とは反対側の方向に突出させるので、カーボン
ペースト１５に導電コンタクト３がある程度食い込むも
のの、圧接する導電コンタクト３により導電パターン１
２の他端部１４が物理的に破壊されるおそれをきわめて
有効に排除することができる。また、従来例同様、導電
パターン１２の他端部１４の表面酸化や硫化を抑制防止
することができる。

【００２１】また、環境変化(例えば、夏季野外や車内
等)にかかわらず、カーボンペースト１５が変形や流動
に追従することがなく、部分的な導通不良や高抵抗値変
化が生じるのを実に有効に抑制防止することができる。
さらに、粒度分布のそろった導電粒子１７を添加すれ
ば、小径のカーボンブラック１６のみでは不可能だった
導電コンタクト３と導電粒子１７との直接接触が可能と
なり、安定した電気的接続の信頼性を著しく向上させる
ことができる。

【００２２】なお、上記実施形態では、フィルム１１を
単に示したが、なんらこれに限定されるものではなく、
例えばフィルム１１の他端部裏面に補強板を貼着しても
良い。また、上記実施形態では、第一の導電材をカーボ
ンブラック１６とし、第二の導電材を導電粒子１７とし
たが、同様の作用効果が期待できるのであれば、他の材
料を使用しても良い。また、異方導電手段として異方導
電性接着剤１９を使用したが、なんらこれに限定される
ものではない。例えば、導電パターン１２を形成する導
電ペーストに上記した絶縁性接着剤を形成しても良い。
この場合、導電パターン１２から突出する導電粒子を選
択することとなるが、この導電粒子の突出量は３〜３０
μｍが好ましい。またこの場合、導電パターン１２に対
する導電粒子の混合比は、０．１〜３０容量部、好まし
くは１〜１５容量部が良い。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係る電気コネクタの実施例を
比較例と共に説明する。 実施例 先ず、厚さ２５μｍのポリエステルフィルムからなるフ
ィルムの表面に、所定のピッチで複数の導電パターンを
スクリーン印刷により印刷し、各導電パターンの他端部
上にカーボンペーストをスクリーン印刷により印刷固化
させて各導電パターンの他端部を完全に被覆した。導電
パターンとしては、ポリエステル系合成樹脂１０重量部
に鱗片状の銀粒子７０重量部を混合した導電ペーストを
使用した。また、カーボンペーストは、粒径０．１〜５
μｍのカーボンブラック粉末７重量部と平均粒径２０μ
ｍの金メッキしたカーボン粒子１０重量部を混合したペ
ーストとした。

【００２４】次いで、異方導電性接着剤に劣化防止剤５
重量部を添加して絶縁性接着剤を調製し、この絶縁性接
着剤１００容量部に対して突起状のカーボン粒子を８容
量部混合したものを各導電パターンの一端部に塗布し、
フィルムの表面中央部に絶縁膜を形成して複数の導電パ
ターンの中央部を被覆した。異方導電性接着剤は、カル
ボキシル編成スチレン‐エチレン‐スチレン共重合体１
００重量部、テルペンフェノール系粘着付与材５０重量
部、平均粒径２０μｍの金メッキしたカーボン粒子３重
量部を混合してなる。

【００２５】次いで、フィルムの他端部裏面に厚さ２１
０μｍのポリエステルシートからなる補強板を貼着し、
ＡＢＳ樹脂にビクトリア刃を埋めた抜き型で外形を整
え、図２のようなヒートシールコネクタを作製した。

【００２６】こうしてヒートシールコネクタを作製した
ら、このヒートシールコネクタの一端部の異方導電性接
着剤に、面積抵抗５０Ω／□の透明導電酸化膜基板(Ｉ
ＴＯ)の接続端子を１５０℃、３０ｋｇｆ／ｃｍ²、１２
秒の条件で熱圧着し、ヒートシールコネクタの他端部を
ＺＩＦハウジングに挿入した。そして、この状態で６０
℃、９５％ＲＨの高温高湿雰囲気中、及び８５℃の高温
雰囲気中に、０、２４０、５００、１０００時間放置し
た後の導通抵抗値について測定し、測定結果を表１、表
２にまとめた。

【００２７】比較例 基本的には実施例と同様だが、各導電パターンの他端部
を被覆するカーボンペーストを、平均粒径０．１〜５μ
ｍのカーボンブラック粉末７重量部のみから調製した。
そして、実施例同様、６０℃、９５％ＲＨの高温高湿雰
囲気中、及び８５℃の高温雰囲気中に、０、２４０、５
００、１０００時間放置した後の導通抵抗値について測
定し、測定結果を表１、表２にまとめた。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】表１、表２から明らかなように、実施例の
ヒートシールコネクタは、過酷な環境下で１０００時間
放置した後でも、導通抵抗値が僅かに増したに過ぎなか
った。これに対し、比較例のヒートシールコネクタは、
時間の経過と共に導通抵抗値が増し、終にはオープンに
至った。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電パタ
ーンの導電コンタクトとの接続部分が物理的に破壊され
るおそれを排除し、しかも、導電パターンの部分的な導
通不良や高抵抗値変化を抑制することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す全
体斜視図である。

【図２】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す要
部断面説明図である。

【図３】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
ヒートシールコネクタを示す平面図である。

【図４】図３のＩＶ‐ＩＶ線断面図である。

【図５】図３のＶ‐Ｖ線断面図である。

【図６】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
ヒートシールコネクタの他端部を示す要部断面図であ
る。

【図７】本発明に係る電気コネクタの実施形態における
接続時のヒートシールコネクタの一端部を示す要部断面
図である。

【符号の説明】

１ 回路基板(第一の電気接合物) ２ ＺＩＦハウジング(被挿入体) ３ 導電コンタクト １０ ヒートシールコネクタ １２ 導電パターン １３ 一端部 １４ 他端部 １５ カーボンペースト(導電保護層) １６ カーボンブラック(第一の導電材) １７ 導電粒子(第二の導電材) １９ 異方導電性接着剤

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の電気接合物に電気的に接続される
   被挿入体と、第二の電気接合物に導電パターンを介して
   電気的に接続されるヒートシールコネクタとを備え、上
   記被挿入体に該ヒートシールコネクタを挿入してその導
   電パターンに被挿入体の導電コンタクトを接触させるこ
   とにより、上記第一、第二の電気接合物を電気的に接続
   する電気コネクタであって、 上記導電パターンの少なくとも導電コンタクトとの接触
   部分を二層構造に形成してその下層を導電パターンに形
   成し、この導電パターンを覆う上層を導電保護層とする
   とともに、この導電保護層を第一、第二の複数の導電材
   により形成して第一の導電材の硬度よりも第二の導電材
   の硬度を高くし、第一の導電材から第二の導電材を突出
   させ、この第二の導電材に上記導電コンタクトを接触さ
   せるようにしたことを特徴とする電気コネクタ。
2. 【請求項２】 上記導電保護層をカーボンペーストと
   し、上記第一の導電材を粒径０．００１〜１０μｍのカ
   ーボンブラックとするとともに、上記第二の導電材を粒
   径５〜５０μｍの導電粒子とした請求項１記載の電気コ
   ネクタ。
3. 【請求項３】 上記導電粒子を、カーボン粒子、表面を
   金属メッキしたカーボン粒子、金属粒子、表面を金属メ
   ッキしたプラスチック粒子、あるいはセラミック粒子と
   した請求項２記載の電気コネクタ。