JPH0676623A - 導電性ゲル - Google Patents

導電性ゲル

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JPH0676623A
JPH0676623A JP5174777A JP17477793A JPH0676623A JP H0676623 A JPH0676623 A JP H0676623A JP 5174777 A JP5174777 A JP 5174777A JP 17477793 A JP17477793 A JP 17477793A JP H0676623 A JPH0676623 A JP H0676623A
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conductive
polymer
coated mica
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Navin N Vyas
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い温度範囲に渡り、高い導電性を有し。内
部に一様に分散された導電性粒子を含む導電性ゲルを提
供すること。 【構成】 導電性ゲルは、導電性粒子として酸化物層の
ない銀片及び銀被覆マイカの組み合わせによる微粒子を
含む。導電性ゲルは架橋可能なポリマーに架橋用ポリマ
ーを加えて架橋し作成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性ゲル、特に個別の
絶縁されたワイヤ、印刷、回路板上のパターン、平板デ
ィスプレイ上の導体又はピングリッドアレイ等の多くの
導体の電気的相互接続に有効な導電性シリコーンゲルに
関する。
【0002】
【従来の技術】ローレットによる米国特許第4,770,641
号は導電性ゲルの初期の産業上の開発を開示している。
それらのゲルは切断が容易である点が利点となってい
る。ゲルは多くの導電性粒子が絶縁性のゲル様媒体に分
散されている高分子導体系からなる。導電性ゲルはメモ
リ特性を有し、関連する導体同士の相互接続する前にキ
ャビティ部に適合する。ゲルは液体状態ではなく、十分
コヒーレントで且つ粘性があるので、重力の影響により
キャビティ部から流れ出ることはない。ゲルはハウジン
グキャビティ及び相互接続に係る導体との間のインター
フェースにも適している。しかしながら、断線時におい
てゲルは本質的にもとの形状に戻りハウジングキャビテ
ィ内にとどまる。断線時にはゲルは導体に付着すること
はない。
【0003】カリムによる米国特許第4,406,827 号は導
電性ゲルに対する別のアプローチを示す。ゲルは金属電
極を生物体の間の低抵抗接触を実現するために、イオン
化された塩で飽和した水溶液、架橋可能な天然ゴム及び
分子を架橋する架橋物質を具える。架橋物質は、外部か
らの強化なしでもゲル状態を維持するための特に十分な
内部強度を導電性ゲルに与える。
【0004】中西による米国特許第4,845,457 号は、ゲ
ル化されたシリコーン樹脂を用いた変形可能な様々な抵
抗器に関する。そのゲルは基本的構成として決められた
混合比、すなわち20−50重量パーセント程度で導電性微
粒子が混合されており、基本的部材には外部力によって
物理的に破壊されたとき、1組の電極の間に多くの電気
的通路を形成されるよう基礎的部材に含まれる導電性フ
ァインパーティクルを互いに接触させるため、基礎的部
材の中に少なくとも1組の電極が設けられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来例の優れ
た特性を利用するが、導電性粒子の一様でない分布及び
機械的又は、熱的不安定性等の欠点や制限を解決するも
のである。
【0006】
【課題解決のための手段】本発明は架橋可能なポリマー
に架橋様ポリマーを加えると共に酸化物層のない銀片及
び銀被覆マイカの微粒子より成る導電性粒子を混合して
架橋することを特徴とする導電性ゲルに関する。
【0007】本発明のゲルは非流動性、自己回復特性を
具え、且つ熱的に安定である。すなわち、ゲルに含まれ
る銀片及び銀被覆マイカは温度によらず高い導電性を有
する。さらにそれらの銀片及び銀被覆マイカの独特な組
合わせにより、ゲルを攪拌することなく、粒子は均一な
状態となる。これにより均一な高導電性ゲルが提供され
る。本発明によるゲルの種々の特徴は以下の説明から理
解されよう。
【0008】本発明は好ましい体積抵抗率として約2.0m
Ωcm以下の値の導電性ゲルに関する。加えて、本発明
は、一様に分散された銀被覆マイカと酸化されていない
銀片との組合わせを具えた導電性シリコーンゲルに関す
る。また本発明におけるゲル非流動性で、自己回復性を
有し且つ熱的に安定であるという特性を有する。
【0009】
【実施例】基になる好ましいゲルは架橋されたポリシロ
キサンポリマーである。本発明を以下図面に従って証明
する。
【0010】図1は本発明のゲルを利用した例となる電
気的相互接続装置の分解斜視図である。
【0011】本発明は銀片及び銀被覆マイカからなる導
電性粒子を有する改良した導電性ゲルに関する。本発明
における導電性ゲルは硬化された時点で高導電性、高分
散性及び硫黄などの有害環境ガスの拡散に対する良好な
シール特性を示す。
【0012】好ましいゲルの製造には以下のような組成
をとる。 重量パーセント 対応重量 27.755 10.00 ポリマー (1) 1.387 0.50 活性化ポリマー (2) .361 0.13 触媒 (3) 46.07 16.60 銀片 24.424 8.80 銀被覆マイカ 100 % 36.03 全重量 (1) シリコーンインコーポレーションより市販され
ているビニル化ポリジメチル シロキサン(以下 157
Aという) (2) シリコーンインコーポレーションより市販され
ている架橋ポリマー(以下157 Bという) (3) シリコーンインコーポレーションより市販され
ているジクロロジカルボニル白金(II) (以下157 Zと
いう)
【0013】主要なゲルの成分は、ポリマー及び活性化
ポリマーであり、これらの成分は以下のような構成式で
表される。
【化1】
【化2】
【0014】最後に基となるゲルを形成する微小成分と
して触媒がある。触媒の構造式は以下のとおりである。
【化3】
【0015】この改良シリコーンの開発過程において、
予想外にも銀片及び銀被覆マイカの組合せが広い温度範
囲で且つ経時変化なく高い導電率を維持するゲルを形成
することが判明した。本発明で使用される銀片は、典型
的なものは15ミクロンを形成することが判明した。本発
明で使用される銀片は、典型的なものは15ミクロン程度
で、その密度は基となるゲルが1.0g/cm3であるのに対し
て10.5g/cm3 であるので、実験によれば銀片はゲルを攪
拌しなければ基となるゲルの中に沈下又は沈澱するよう
であった。銀被覆マイカは、約44ミクロン以下のふるい
にかけられたサイズを有し、銀成分の量により約4.5 か
ら6.8g/cm3程度の密度を有するが、その低密度のために
ゲル内に浮遊するがゲル上に浮く。
【0016】これらの導電性の粒子を別個に使用する場
合は難点があるが、重量比で銀片と銀被覆マイカの全体
の60-75 %、好ましくは銀片と銀被覆マイカを約2:1
の比としてそれらを混合することで難点を克服すること
ができる。すなわち、粒子は相互に平衡状態を保ちなが
ら作用するものである。後述するように、そのような状
態においてゲルは架橋されゲル内の一様な分布を実現す
るものである。
【0017】前述のように銀片と銀被覆マイカとの関係
は重要な要件であるが、加えて別の工程が銀片の状態に
要求される。一般にそれらの銀片は供給業者から購入時
に有機金属塩で被覆されてしまう。それらの塩は約27℃
を超えた温度では不安定であり、高分子ゲルの完全な架
橋を阻害する。従って、塩の除去が要求されていた。本
発明においては銀片はアルコールケトン溶液内で事前線
上された後、一定の温度で攪拌された高温のシュウ溶液
中でエッチングされる。銀片はその後純水で洗浄され、
真空中120 ℃で乾燥される。これらの工程により、酸化
されていない表面の荒れた銀片が生成される。それらの
エッチングされた銀片によって、粒子間、即ち銀と銀、
銀とマイカ間のより優れた接触が得られる。実際にゲル
がエッチングされない銀片より製造され、架橋された場
合には、以下に示すように架橋された後、おそらくは粒
子間拙速における減衰と思われるが、導電性の損失が見
られた。
【0017】導電性の粒子と調合されたゲルについての
説明に戻すと、調合されたゲルは2.5 分間密封されたポ
リエチレン容器内でヘリウム雰囲気、350RPMの回転速度
をもって回転し混合される。ヘリウム雰囲気は、架橋さ
れたゲルの導電性を減衰させる空気の流入及び銀片の酸
化を防ぐものである。最終混合物はクリーム上に固化さ
れているが、完全な固形物ではない。粘度はブルックフ
ィールドRV粘度計によりスピンドル#7を使用し4RP
M で測実すると約400,000CPSであった。ゲルは25℃で約
6時間の間に化学的に架橋反応する。しかしながら、空
気循環式の簡易オーブンを使用すれば175 ℃で15分間に
化学架橋反応が起きる。
【0018】以下の図面は重合反応を示している。この
反応においてビニル化ポリジメチルシロキサンはXとY
がそれぞれ1:2の比であり、後でジクロロジカルボニ
ル白金触媒による媒介を受ける。
【化4】
【0019】図1は、本発明による銀及び銀マイカ含有
ポリシロキサン架橋ポリマーを利用した電気的相互接続
の実施例を示している。そのような例はアスチョッティ
による米国特許第5,037,312 号にさらに詳しく述べられ
ているように、弾性物質体内に保持される導電性ゲルを
構成する面領域内の多重導電路を相互接続するための電
気コネクタに関係する。図1の分解斜視図のように、コ
ネクタ組立体10はプリント回路板12、導電性及び弾性を
持つグリッドアレイ30、チップキャリア18及びヒートシ
ンク24とを具える。図面中の回路板は、特に複雑な電気
回路の利用のための多層プリント回路板を示している。
実施のためのこれらの構成部材は互いに接せられ、構成
部材の端部の開口を通し、止め具によってねじ止めする
図面の28のような固定手段によって固定されている。多
層回路板12は一連の導電パッド14を具えている。導電パ
ッドは回路板の上側表面にそれぞれ位置に列状に広がっ
ており、12の内部の導電層と相互接続されているが、そ
れは効果的な機能を得るため別の要素と相互接続するた
めのものである。チップキャリア18は、図面の22に破線
で示すパッドのような列状の導電性パッドを下部表面に
具えているセラミック又はプラスチック基板21のような
基板上の中央に取付けられたLSI回路を有する。20内
の様々な回路は、トレース(図示せず)により様々なパ
ッド22に接続される。ヒートシンク24はチップ20の熱を
伝導し、その表面のフィンを通して放熱する。
【0020】チップキャリア18のパッド22は回路板12上
のパッド14の中心に従って中心の位置を決め、典型的な
場合には酸化物のない表面を提供する。チップキャリア
18と回路板12の間には、弾性材料により形成されたグリ
ッドアレイコネクタ30及び銀と銀被覆マイカが充填され
ている本発明の架橋されたポリシロクサンポリマーを受
容するための複数の受容開口38とが具えられる。コネク
タ30の本体の外周の角には回路板12の開口16、ヒートシ
ンク24の開口26に対応した開口が具えられ、この開口を
ねじが通され構成部材を相互に及び回路板に固定するも
のである。コネクタの本体は弾性体でモールドされてお
り、開口32を囲む33、及びコネクタの外端部34に固定さ
れた別のスペーサ35のような一連のスペーサ群を具え
る。これらのスペーサはチップキャリア18のパッド22と
回路板12のパッド14との間の間隔をコネクタ30の圧縮量
を制限することで制御する。
【0021】図1は単に本発明の導電性ゲルによる特徴
的な性質の利点を生じる電気的相互接続の1例として示
したにすぎない。
【0022】本発明のゲルは、流動性が抑えられ、自己
回復特性を有し、且つ熱的に安定であり電気コネクタ等
の応用に適していることを利点としている。すなわち、
銀片及び銀被覆マイカを利用したゲルは広い温度範囲で
高い導電性を示す。別の利点として、銀片及び銀被覆マ
イカの独特の組合わせにより、ゲルの攪拌なしで粒子を
ゲル内に一様に分散させていることがある。これにより
高導電性かつ一様な導電性を有するゲルが容易に形成さ
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゲルを利用した1例の電気的相互接続
装置を示す分解図及び斜視図を示す。
【符号の説明】
12 プリント回路板 14 導電パッド 16 (回路板内)開口 18 チップキャリア 20 チップ 22 パッド 24 ヒートシンク 26 (ヒートシンク内)開口 28 ねじ 30 グリッドアレイコネクタ 33 (開口32を含む)スペーサ 35 (コネクタ外縁部の)スペーサ 38 ポリマー受容開口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 架橋可能なポリマーに架橋用ポリマーを
    加えると共に酸化物層のない銀片及び銀被覆マイカの微
    粒子より成る導電性粒子を混合して架橋することを特徴
    とする導電性ゲル。
JP5174777A 1992-06-22 1993-06-22 導電性ゲル Pending JPH0676623A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US90225592A 1992-06-22 1992-06-22
US07/902255 1992-06-22

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JPH0676623A true JPH0676623A (ja) 1994-03-18

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JP5174777A Pending JPH0676623A (ja) 1992-06-22 1993-06-22 導電性ゲル

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JP (1) JPH0676623A (ja)
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