JPH09549U - エラスチックコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 低抵抗、低荷重で接続信頼性の高いエラスチ
ックコネクタを提供する。 【解決手段】 間隔をおいて同一方向に配列された金メ
ッキ細線２が貫通、保持された絶縁性エラスチック部材
３と、ゴム硬度が40°Ｈ〜80°Ｈで金メッキ細線２を相
手電極に押しつけるためのサポート用絶縁性エラスチッ
ク部材５とが交互多重に配置され、かつ押し切りによっ
て絶縁性エラスチック部材３から突出し、斜めに屈曲し
た金メッキ細線２の端部７を有する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エラスチックコネクタ、特には、電子部品基板間のアナログ回路や デジタル回路の接続にも使用することができるエラスチックコネクタに関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、エラスチックコネクタは、絶縁性のシリコーンエラスチックシートと導 電部としての導電性のシリコーンエラスチックシートとを交互に、かつ平行に積 層することによって製造されている。そして、このエラスチックコネクタは、シ リコーンエラスチックシートが電気的特性にすぐれていることから、各種回路の 接続用などに広汎に使用されている。しかしながら、導電性のシリコーンエラス チックシートが導電性付与剤としてカーボンブラックを用いているため、その導 電部分の体積抵抗率が 0.2Ωcm以上と高く、抵抗値のバラツキも大きい。そのた め、低抵抗で電流量が必要とされるアナログ回路やデジタル回路には使用できな いという問題があった。 他方、金属線を配列、多層化したブロックを作製し、これを回転刃でスライス し、ブロックより突出した金属線の端部に金メッキを施したエラスチックコネク タも知られていて、基板間の接続やＩＣ検査用として使用されている（特開昭 6 1-133586号公報参照）。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記カーボンブラックを用いた導電性のシリコーンエラスチックシートにおい て体積抵抗率を 0.4Ωcm以下にするには、カーボンブラックを高充填しなければ ならなくなり、その結果、導電性シリコーンエラスチックシートのゴム硬度が高 くなり、圧縮使用に適さなくなる。しかも、この場合、電流を１mA以上流すと発 熱して50℃以上の温度上昇が起るため、エラスチックコネクタとしても不適格な ものとなる。また、導電性付与剤を金属系充填剤としたものでは、エラスチック シートのゴム硬度が高くなって、15％圧縮接続時の応力が15kg/cm²以上となるた め圧縮使用に適さなくなるほか、導電の機構がカーボンブラックの場合と同様に 金属系充填剤同士の直接接触によって得られているため、繰り返しの圧縮接続時 の信頼性に問題があった。

【０００４】 一方、金属線を導電部とする異方導電タイプのエラスチックコネクタでは、回 転刃によるスライスで厚み精度を出していた。そのため、金属線の端部が平坦に 切断され、接続時に高い荷重で圧接する必要があった。また、その端部のみに金 メッキ処理を施して接続抵抗の安定化と低減化を図る方法もあるが、接続信頼性 が十分でなく、しかも、端部のみの金メッキ加工費は高く、製品になるまでのリ ードタイムも長くなるという問題もあった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案者は、このような問題を解決し、アナログ回路やデジタル回路などの接 続にも使用できるエラスチックコネクタを開発すべく、鋭意研究を重ねた結果、 従来公知のエラスチックコネクタにおける導電部を金メッキ細線からなるものと し、また、金メッキ細線の端部を押し切りにより突出させ、かつ斜めに屈曲させ た構造にすれば、接触の安定性が向上すること、さらに、導電部の接触圧力を金 メッキ細線のバネ性のみでなく、金メッキ細線が貫通している絶縁性エラスチッ ク部材とサポート用絶縁性エラスチック部材とを交互に配置して多層とし、これ ら両方の部材の弾性を利用することで、接続の長期信頼性が得られることを見い だし、本考案を完成するに至った。 すなわち、本考案は、間隔をおいて同一方向に配列された金メッキ細線が貫通 、保持された絶縁性エラスチック部材と、ゴム硬度が40°Ｈ〜80°Ｈで金メッキ 細線を相手電極に押しつけるためのサポート用絶縁性エラスチック部材とが交互 多重に配置され、かつ押し切りによって絶縁性エラスチック部材から突出し、斜 めに屈曲した金メッキ細線の端部を有していることを特徴とするエラスチックコ ネクタである。

【０００６】 以下、本考案のエラスチックコネクタを例示した図面に基づいて詳細に説明す る。図１（ａ）はその正面図、図１（ｂ）は金メッキ細線部分における部分拡大 断面平面図である。このエラスチックコネクタ１は、図１（ａ）に示したように 、複数の金メッキ細線２を同一方向に適宜の間隔、好ましくは等間隔で配列、貫 通させてなる絶縁性プラスチック部材３の片側に、接着剤４で絶縁性エラスチッ ク部材３とはゴム硬度の異なるサポート用絶縁性エラスチック部材５を接着し、 これを多重に積層した構造のものである。

【０００７】 絶縁性エラスチック部材３中の金メッキ細線２は、図１（ｂ）に示すような直 線状のほか、弓状、円弧状、Ｓ字状または波線状などの屈曲状、特には、図２に 例示したように、くの字状に曲げたものとしてもよい。これにより金メッキ細線 ２の圧縮接続時の応力を低減させることができる。

【０００８】 金メッキ細線２は、銅合金系などの金属細線に純金またはＡｕ−Ｃｏ、Ａｕ− Ｐｄなどの金合金でメッキをしたものとすればよい。金メッキ細線２の線径は、 圧縮荷重を考慮すると細い方がよいが、細線化のコストを考慮して20〜50μｍφ とするのがよい。メッキ厚は、接触抵抗と導通抵抗、さらに、コストとのバラン スを考慮し、0.05〜 0.4μｍの範囲とすればよい。

【０００９】 上記金メッキ細線２は、エラスチックコネクタ１を電気回路の接続に使用した 場合に、回路部分との接触抵抗を低減、安定化させるため、図１（ｂ）に示した ように、金メッキ細線２の金メッキ部分６が絶縁性エラスチック部材３の表面か ら突出し、かつその端部７が斜めに屈曲されていることが必要である。 金メッキ細線２の端部７を、絶縁性エラスチック部材３の表面から突出させ、 かつ斜めに屈曲させるには、押し切りカッター刃で押し切りするのがよく、回転 刃やワイヤーなどによる剪断では、金メッキ細線の切り口が平坦になって、目的 の形状のものが得られない。金メッキ細線２の端部７が絶縁性エラスチック部材 ３の表面より突出し斜めに屈曲していると、金メッキ部分と相手電極の接する部 分の面積が広くなって、接触抵抗が低減、安定化し、突出部分が相手電極に入り 込む状態となって接触面積を大きくするほか、相手電極の表面にある酸化膜やフ ラックスなどの絶縁層を突き破る能力が付与されることから、基板などの表面に 特別な表面処理を行う必要がなくなる。

【００１０】 本考案のエラスチックコネクタ１で使用される絶縁性エラスチック部材３およ びサポート用絶縁性エラスチック部材５の原料としては、シリコーンゴム、スチ レンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソ プレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレンプロ ピレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、アクリルゴムなどが例示 されるが、物性上からはシリコーンゴムが好ましい。

【００１１】 絶縁性エラスチック部材３およびサポート用絶縁性エラスチック部材５のゴム 硬度については、それぞれ異なるようにし、具体的には、20°Ｈ〜80°Ｈの範囲 で選択する。絶縁性エラスチック部材３のゴム硬度は、絶縁性エラスチック部材 ３は金メッキ細線２を保持する部材であり、圧縮時に金メッキ細線を屈折ないし 屈曲し易くするために柔らかい方がよい。 それに対して、サポート用絶縁性エラスチック部材５のゴム硬度は、圧縮され て屈折ないし屈曲された金メッキ細線をゴムの反撥弾性で相手電極に押しつけ、 接触を均一、安定化させる役割をもっているので硬い方がよい。

【００１２】 次に、本考案のエラスチックコネクタ１の製造方法の一例を図３（ａ）〜（ｉ ）に基づいて説明する。まず、図３（ａ）に示したように、フィルム、例えば、 ポリエステルフィルム８の上に、絶縁性エラスチック部材３、例えば、シリコー ンゴムを分出しする。ポリエステルフィルム８は、厚さが25〜 125μｍで熱収縮 率が 0.5％以下である低収縮率タイプのものが好ましく、また、表面にＲａが 0 .2〜0.8 のシボを有するものとすれば原料の分出し性が向上する。さらに、分出 し表面に界面活性剤を塗布しておけば後述する、ポリエステルフィルム８の剥離 作業の効率が向上する。

【００１３】 次に、ポリエステルフィルム８上に分出しされた絶縁性エラスチック部材３の 上に、図３（ｂ）に示したように金メッキ細線２を適宜の間隔で同一方向に配置 した後、この上から図３（ａ）で使用したのと同じ絶縁性エラスチック部材３を 分出ししたポリエステルフィルム８を、図３（ｃ）に示したように対向させて重 ね合せ、エアー抜きを行う。その後、 110〜 150℃で15〜30分間加熱して２枚の 絶縁性エラスチック部材３、３を硬化一体化させてから、図３（ｄ）に示したよ うに、両面のポリエステルフィルム８を剥離する。

【００１４】 次に、図３（ｅ）に示したように、絶縁性エラスチック部材３の両面に接着剤 で塗布層４を形成してから、その片面に図３（ｆ）に示したようにサポート用絶 縁性エラスチック部材５を接着すると、本考案のエラスチックコネクタの一列部 分９が得られる。そして、他面に別の一列部分９を反復積層し、最後にサポート 用絶縁性エラスチック部材５を接着した後、 120〜 150℃で４時間加熱して硬化 を完了させると、図３（ｇ）に示したブロック10が得られる。なお、サポート用 絶縁性エラスチック部材５を絶縁性エラスチック部材３に接着するための接着剤 は公知のものでよく、特には、熱硬化性の接着剤が好ましい。

【００１５】 最後に、ブロック10を図３（ｈ）に示したように、スライス刃11で金メッキ細 線２に垂直な方向にスライスすると、図３（ｉ）に示したように本考案のエラス チックコネクタ１が得られる。

【００１６】

【実施例】

本考案の具体的態様を実施例および比較例を挙げて説明する。 実施例 厚さが50μｍで熱収縮率が 0.5％であり、表面をサンドブラストしてＲａを 0 .8とし、その表面を界面活性剤で処理したポリエステルフィルムの表面に、硬化 後の硬度が50°Ｈであるシリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ-153Ｕ［信越化学工 業（株）製商品名］ 100重量部に、付加加硫系加硫剤・Ｃ−19Ａ［信越化学工業 （株）製商品名］ 0.5重量部、同・Ｃ−19Ｂ［同社製商品名］ 2.5重量部および シランカップリング剤・ＫＢＭ-403［信越化学工業（株）製商品名］ 1.0重量部 を添加し、混練して得たシリコーンゴム組成物を 0.1mm厚さに分出しした。

【００１７】 次に、この分出ししたシリコーンゴム組成物の上に、直径40μｍの黄銅細線に Ａｕ−Ｃｏ合金を 0.4μｍの厚さにメッキした金メッキ細線を 0.1mm間隔で配列 した。そして、この上に、上記と同様にして得られたポリエステルフィルム上に シリコーンゴム組成物を分出したものをラミネートし、６kgf/cm² で８分間加圧 エージングした。その後、 120℃で15分間加熱成形し、成形後ポリエステルフィ ルムを剥離したところ、金メッキ細線が貫通した絶縁性エラスチック部材が得ら れた。そして、この片面に室温硬化性接着剤・ＫＥ−1934Ａ／Ｂ［信越化学工業 （株）製商品名］をスクリーン印刷法で30μｍの厚さに塗布した。

【００１８】 他方、厚さが 100μｍで先に使用したものと同様の仕様であるポリエステルフ ィルムの表面に、硬化後の硬度が70°Ｈであるシリコーンコンパウンド・ＫＥ-9 71ＵＳ［信越化学工業（株）製商品名］ 100重量部に、加硫剤・Ｃ−８［信越化 学工業（株）製商品名］２重量部、着色剤・ＫＥ−Color Ｗ［信越化学工業（株 ）製商品名］２重量部を添加し、混練して得たシリコーン組成物を厚さ 0.3mmに 分出しし、先に使用したポリエステルフィルムと同様の仕様のフィルムを重ね、 180℃、５分間、５kgf/cm² の条件で加熱プレス成形し、成形後ポリエステルフ ィルムを剥離してサポート用絶縁性エラスチック部材を作製した。これを、上記 接着剤付き絶縁性エラスチック部材の接着剤塗布面に貼り合わせてエラスチック コネクタの一列部分を作製した。

【００１９】 次に、この一列部分を多重に積層して約40mmの高さとし、真空脱泡後に、 120 ℃、４時間、0.03kgf/cm² の条件で加熱成形して成形されたブロックを、材質が ＳＫＨ−２で、刃先角度が18°であるスライス刃で 0.3mmの厚さに押し切りした ところ、金メッキ細線の先端が突出し斜めに屈曲した本考案のエラスチックコネ クタが得られた。

【００２０】 このエラスチックコネクタを、上記のスライス刃の代わりに回転刃でスライス し、メッキをして得られた厚さ 0.3mmのコネクタと比較して、電極面積 0.40mm² のボールグリッド電極基板における荷重と接続抵抗値の関係を調べたところ、図 ４に示した結果が得られた。また、これらの圧縮量と荷重との関係を調べたとこ ろ、図５に示した結果が得られた。両方の結果から、本考案の実施例で得られた エラスチックコネクタは、比較例のものに比べて、低抵抗、低荷重で接続し、基 板に組込み圧接したとき、基板への負担を抑えて接続できることが確認された。

【００２１】

【考案の効果】

本考案のエラスチックコネクタは、前記した構成を有するため、低抵抗、低荷 重で接続でき、接続信頼性が高い。また、絶縁性エラスチック部材およびサポー ト用絶縁性エラスチック部材の厚さ、大きさを変えることにより、エラスチック コネクタを薄型化、小型化することもできるので、アナログ回路やデジタル回路 の接続にも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 いずれも本考案のエラスチックコネクタに係
り、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその金メッキ細線部
分における部分拡大断面平面図である。

【図２】 図１（ｂ）における金メッキ細線の別の態様
を示した拡大断面平面図である。

【図３】 いずれも本考案のエラスチックコネクタの製
造過程を工程順に示すもので、（ａ）〜（ｇ）は縦断面
図、（ｈ）〜（ｉ）は斜視図である。

【図４】 実施例で得られた本考案のエラスチックコネ
クタと比較例のエラスチックコネクタについての荷重と
接続抵抗値との関係を示すグラフである。

【図５】 実施例で得られた本考案のエラスチックコネ
クタと比較例のエラスチックコネクタについての圧縮量
と荷重との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…エラスチックコネクタ、 ２…金メッ
キ細線、３…絶縁性エラスチック部材、 ４
…塗布層、５…サポート用絶縁性エラスチック部材、
６…金メッキ部分、７…端部、
８…ポリエステルフィルム、９…一列部分、
10…ブロック、11…スライス
刃。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔をおいて同一方向に配列された金メ
   ッキ細線が貫通、保持された絶縁性エラスチック部材
   と、ゴム硬度が40°Ｈ〜80°Ｈで金メッキ細線を相手電
   極に押しつけるためのサポート用絶縁性エラスチック部
   材とが交互多重に配置され、かつ押し切りによって絶縁
   性エラスチック部材から突出し、斜めに屈曲した金メッ
   キ細線の端部を有していることを特徴とするエラスチッ
   クコネクタ。