CN110337760B - 电连接器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器(10)，配置在第一器件的连接端子与第二器件的连接端子之间，将它们电连接，其包括：弹性体(20)，具有在第一面和第二面开口的多个贯通孔(21)；以及一根以上的碳纳米管纱线(30)，与各个贯通孔(21)接合。

Description

电连接器及其制造方法
技术领域
本发明涉及电连接器及其制造方法。本申请基于2017年4月11日在日本申请的日本特愿2017-078405号主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
在进行表面安装型的半导体封装件和电路基板的检查的情况下，或者在将表面安装型的半导体封装件与电路基板进行连接的情况下，使用压接型的连接器。作为这样的连接器，例如已知有如下的压接型连接器：将使多条导电线(导电部件)的朝向一致并相互保持绝缘地布线的多个片材以使导电线的朝向固定的方式进行层叠，将所得到的多个层叠物使导电线的朝向一致并以一定的角度呈阶梯状地排列层叠一体化，从而形成为块体，将所得到的块体粘合在分片用基板面，用与该基板面平行且横穿导电线的平行的两个面进行切断，由此得到压接型连接器(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第2787032号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1所记载的压接型连接器存在如下问题：在与器件的连接端子连接时，从压接型连接器的导电部件对该连接端子施加过剩的力，导致连接端子损坏的问题。
本发明的目的在于，提供一种不会从电连接器的导电部件对与电连接器连接的器件的连接端子施加过剩的力，能够进行稳定的连接的电连接器及其制造方法。
用于解决问题的手段
[1]一种电连接器，其配置在第一器件的连接端子与第二器件的连接端子之间，将它们电连接，所述电连接器包括：弹性体，其具有在第一面和第二面开口的多个贯通孔；以及一根以上的碳纳米管纱线，与各个所述贯通孔接合。
[2]根据[1]所述的电连接器，其中，所述贯通孔相对于所述弹性体的厚度方向倾斜地贯通。
[3]根据[1]或[2]所述的电连接器，其中，所述碳纳米管纱线的至少一部分从所述弹性体的所述第一面和所述第二面中的至少一方突出。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的电连接器，其中，在所述碳纳米管纱线的表面形成有镀层。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的电连接器，其中，在所述弹性体的所述第一面及所述第二面中的至少一方，具有所述弹性体及所述碳纳米管纱线在所述弹性体的厚度方向上部分地突出的突出部。
[6]根据[5]所述的电连接器，其中，在所述弹性体的所述第一面及所述第二面中的至少一方，在厚度比所述突出部薄的区域层叠有树脂制的片状部件。
[7]一种电连接器的制造方法，包括：将多个碳纳米管纱线使所述多个碳纳米管纱线的长度方向的朝向一致且以任意的间隔配置在由弹性体构成的第一树脂层的第一面上；通过在所述第一树脂层的第一面上形成由弹性体构成的第二树脂层，从而形成含碳纳米管纱线片材；将多个所述含碳纳米管纱线片材使各所述含碳纳米管纱线片材中的所述碳纳米管纱线的长度方向的朝向一致地进行层叠，形成所述含碳纳米管纱线片材的层叠体；以及沿相对于所述碳纳米管纱线的长度方向垂直的方向或倾斜的方向切断所述层压体，得到电连接器。
[8]根据[7]所述的电连接器的制造方法，其中，包括：使所述电连接器中的所述碳纳米管纱线的至少一部分从所述电连接器的第一面及第二面中的至少一方突出。
[9]根据[7]或[8]所述的电连接器的制造方法，其中，包括：从所述电连接器的第一面及第二面中的至少一个面，沿厚度方向去除所述弹性体的一部分及所述碳纳米管纱线的一部分，由此形成所述弹性体及所述碳纳米管纱线在所述电连接器的厚度方向上部分地突出的突出部。
[10]根据[9]所述的电连接器的制造方法，其中，包括：在形成所述突出部之后，在所述突出部以外的区域层叠树脂制的片状部件。
发明效果
根据本发明，能够提供一种不会从电连接器的导电部件对与电连接器连接的器件的连接端子施加过剩的力，耐热性优异，能够进行稳定的连接的电连接器及其制造方法。
附图说明
图1为表示第一实施方式的电连接器的概略结构的图，(a)为俯视图，(b)为(a)中的区域α的放大图，(c)是沿(a)的A-A线的剖视图。
图2为表示第一实施方式的电连接器的制造方法的概略的立体图。
图3为表示第二实施方式的电连接器的概略结构的剖视图。
图4为表示第三实施方式的电连接器的概略结构的剖视图。
图5为表示第三实施方式的电连接器的制造方法的概略的剖视图。
图6为表示第四实施方式的电连接器的概略结构的剖视图。
图7为表示第四实施方式的电连接器的制造方法的概略的剖视图。
图8为将探针连接到实施例1的电连接器时的结果。
图9为压入了实施例1的电连接器的铜箔的表面的电子显微镜像。
图10为将探针连接到实施例2的电连接器时的结果。
图11为压入了实施例2的电连接器的铜箔的表面的电子显微镜像。
图12为将探针连接到比较例1的电连接器时的结果。
图13为压入了比较例1的电连接器的铜箔的表面的电子显微镜像。
图14为将探针连接到比较例2的电连接器时的结果。
图15为压入了比较例2的电连接器的铜箔的表面的电子显微镜像。
具体实施方式
以下，参照附图具体地进行说明，但为了便于说明，图的尺寸与实际不同。另外，在本说明书中，关于“下限值～上限值”的数值范围，除非特别说明是其他的含义，否则是指“下限值以上、上限值以下”的数值范围。另外，在本说明书中，“厚度”是使用数字显微镜等放大观察单元来观察测定对象的截面，测定5处的厚度，并进行平均而得到的值。
以下的实施方式是为了更好地理解发明的主旨而具体说明的方式，只要没有特别指定，则并不限定本发明。
(第一实施方式)
[电连接器]
如图1所示，本实施方式的电连接器10包括复合体40，该复合体40具有弹性体20和碳纳米管纱线(以下，简称为“CNT纱线”)30。
电连接器10配置在省略图示的第一器件的连接端子与省略图示的第二器件的连接端子之间，用于将它们电连接。在电连接器10中，CNT纱线30是进行第一器件的连接端子与第二器件的连接端子的电连接的导电部件。作为器件，例如可举出半导体封装件、电路基板。
弹性体20具有在其厚度方向上贯通的多个贯通孔21。贯通孔21在弹性体20的作为第一面的一个主面20a和作为第二面的另一个主面20b开口。在各贯通孔21的内壁接合有一根以上的CNT纱线30。
与单个贯通孔21接合的CNT纱线30的根数例如可以设为1～10根。从降低单个贯通孔21中的电阻的观点和获得柔软性的观点出发，所述根数优选为1～3根，更优选为1根或2根，进一步优选为1根。
弹性体20中设置CNT纱线30的位置，即弹性体20中的贯通孔21的配置并无特别限定，可根据通过与贯通孔21接合的CNT纱线30电连接的2个器件的连接端子的配置等适当调整。为了使电连接器10均匀地变形(挠曲)，在弹性体20中，优选以等间隔设置CNT纱线30及贯通孔21。
弹性体20中的CNT纱线30的数量、即弹性体20中的贯通孔21的数量并无特别限定，可根据通过与贯通孔21接合的CNT纱线30电连接的2个器件的连接端子的配置、CNT纱线30对所需连接端子的按压力等适当调整。
贯通孔21相对于弹性体20的厚度方向垂直或倾斜地贯通弹性体20。
在贯通孔21相对于弹性体20的厚度方向倾斜地贯通弹性体20的情况下，贯通孔21相对于弹性体20的厚度方向的角度优选为10°～85°。一个主面20a与各贯通孔21所成的夹角优选为15°～80°，另一个主面20b与各贯通孔21所成的夹角优选为15°～80°。贯通孔21相对于弹性体20的厚度方向的角度以及上述各夹角可根据通过与贯通孔21接合的CNT纱线30电连接的2个器件的连接端子的配置等适当调整。
电连接器10所具有的各通孔21的取向既可以彼此相同，也可以不同。
各贯通孔21相对于所述厚度方向的角度、所述夹角是基于利用数字显微镜等放大观察单元观察弹性体20的沿厚度方向的截面而得到的图像来测量的。
作为贯通孔21的与长度方向垂直的截面的形状，例如可举出圆形、椭圆形、多边形、其他的不规则形状等。
贯通孔21的孔径是包含贯通孔21的与长度方向垂直的截面形状的轮廓的最小圆的直径，可根据与贯通孔21接合的CNT纱线30的直径(外径)适当调整。贯通孔21的孔径例如优选为1μm～100μm。各贯通孔21的形状和孔径既可以彼此相同，也可以不同。
各贯通孔21的形状和孔径是根据利用数字显微镜等放大观察单元观察所述截面而得到的图像来测量的。
弹性体20为片状的部件，作为其尺寸，例如可举出俯视时纵×横＝0.3cm×0.3cm～50cm×50cm。
弹性体20的厚度优选为0.03mm～1.0mm。电连接器10的厚度与弹性体20的厚度相等。
弹性体20的厚度是在除突出部以外的区域中，测定5处的厚度并进行平均而得到的值。
CNT纱线30与弹性体20的贯通孔21接合。贯通孔21通过弹性体20原本具有的弹性力来保持CNT纱线30。由此，CNT纱线30配置为相对于弹性体20的厚度方向垂直或倾斜地贯通弹性体20。贯通孔21的取向同与该贯通孔21接合的CNT纱线30的取向一致。
CNT纱线30的两端部中的至少一方、即至少一部分优选在接合于贯通孔21的状态下，从弹性体20的一个主面20a及另一个主面20b中的至少一方突出。CNT纱线30更优选在接合于贯通孔21的状态下，其一个端部30a从弹性体20的一个主面20a突出，其另一个端部30b从弹性体20的另一个主面20b突出。在CNT纱线30的端部没有突出的情况下，优选为，在CNT纱线30接合于贯通孔21的状态下，其一个端部30a的最表面(端面)或前端至少与弹性体20的一个主面20a存在于同一面上，其另一个端部30b的最表面(端面)或前端至少与弹性体20的另一个主面20b存在于同一面上。
CNT纱线30的一个端部30a及另一个端部30b从弹性体20突出的突出量(突出长度)并无特别限定，可根据通过电连接器10电连接的2个器件的连接端子的形状、配置等适当调整。作为所述突出量，例如可列举出0.01mm～0.1mm左右。所述突出量是基于利用数字显微镜等放大观察单元观察一个主面20a或另一个主面20b而得到的图像来测量的。
相邻的2个贯通孔21之间的间隔、即相邻的2个CNT纱线30的中心间距离(间距)并无特别限定，可根据通过电连接器10电连接的2个器件的连接端子的配置等适当调整。所述中心间距离(图1的(b)中的P1、P2)优选为4μm～200μm。在与单个贯通孔21接合的CNT纱线30为一根的情况下，所述中心间距离相当于相邻的2个贯通孔21的中心间距离。所述中心间距离是基于利用数字显微镜等放大观察单元观察一个主面20a或另一个主面20b而得到的图像来测量的。
作为弹性体20的材料，只要是在形成了弹性体20的情况下具有弹性的材料，则并无特别限定，例如可举出丙烯腈-丁二烯橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、乙烯-氯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚氨酯橡胶等合成橡胶等。其中，从高弹性、耐热性优异的观点出发，优选为硅橡胶。
作为CNT纱线30，只要能够将2个器件的连接端子彼此电连接，则并无特别限定。
CNT纱线30是将碳原子如网眼那样结合并形成为筒状的碳纳米管(CNT)进行捻合而成的线状的要素。
构成CNT纱线30的CNT既可以是单壁碳纳米管(SWCNT)，也可以是多壁碳纳米管(MWNT)。
CNT纱线30的直径(外径)并无特别限定，但优选为1μm～100μm。
CNT纱线30的捻数、即构成CNT纱线30的CNT的根数并无特别限定，但优选为5根～100万根。
构成CNT纱线30的CNT的直径(外径)并无特别限定，但优选为0.4nm～300nm。CNT的长度并无特别限定，但优选为50μm～1mm。
所述CNT纱线和CNT的直径、长度基于利用电子显微镜或数字显微镜等放大观察单元进行观察而得到的图像来测量。
由于单壁碳纳米管的导电性高，因此在将电连接器10用于高频电流用途的器件彼此的连接的情况下，CNT纱线30优选由单壁碳纳米管构成。
由于构成CNT纱线30的CNT彼此沿长度方向预先取向，因此CNT纱线30的电阻值低。
作为碳纳米管的特征，主要列举下述(1)～(6)。
(1)细、轻、强。
(2)为铝的大约一半的重量，具有钢的100倍的拉伸强度，硬度为金刚石的大约2倍。
(3)不易断裂，复原性优异，富有柔软性。
(4)具有高为铜的大约1000倍的电流密度抗性(在结构上能承受高密度的电荷量的性质)。
(5)能够传递铜的约10倍的热量，在空气中具有750℃左右的耐热性，在真空中具有2300℃左右的耐热性。
(6)耐药品性优异，化学性稳定，与大多数药品不发生反应并且不可溶，也不溶于热硫酸。
根据本实施方式的电连接器10，具备复合体40，该复合体40具有：在厚度方向上具有多个贯通孔21的弹性体20；以及与贯通孔21接合并将2个器件的连接端子电连接的CNT纱线30。因此，通过更小的力，使具有弹性体20和富有柔软性的CNT纱线30的复合体40在弹性体20的厚度方向上变形(挠曲)。由此，在连接于电连接器10的器件的连接端子与CNT纱线30连接时，不会从CNT纱线30对器件的连接端子施加过剩的力，能够防止该连接端子的损坏。另外，根据本实施方式的电连接器10，由于CNT纱线30具有耐热性，因此即使在高温环境下，也能够通过CNT纱线30稳定地电连接2个器件的连接端子。
[电连接器的制造方法]
本实施方式的电连接器的制造方法包括：在由弹性体构成的第一树脂层的第一面上，将多个CNT纱线以使各个CNT纱线的长度方向与第一树脂层的第一面平行的方式，使各个CNT纱线的长度方向的朝向一致，并以任意的间隔并列地配置之后，在第一树脂层的第一面上形成由弹性体构成的第二树脂层，由此将第二树脂层与第一树脂层一体化，并且将CNT纱线固定在第一树脂层与第二树脂层之间，形成含CNT纱线片材的工序(以下，称为“工序A”)；将多个含CNT纱线片材以使各个CNT纱线中的CNT纱线的长度方向的取向一致的方式进行层叠，形成含CNT纱线片材的层叠体的工序(以下称为“工序B”)；以及将层叠体在与CNT纱线延伸的方向(长度方向)垂直的方向或倾斜的方向上切断，得到电连接器的工序(以下称为“工序C”)。另外，工序A包括后述的工序A-1和工序A-2。
下面，参照图2的(a)～图2的(d)，说明本实施方式的电连接器的制造方法。图2的(a)～图2的(d)为表示本实施方式的电连接器的制造方法的概略的立体图。在图2中，对与图1所示的本实施方式中的电连接器相同的结构标注相同的符号，并省略重复的说明。
如图2的(a)所示，在形成于基材500上的第一树脂层600的作为第一面的一个面600a上，将多个CNT纱线30按使CNT纱线30的长度方向与第一树脂层600的一个面600a平行、并且使各个CNT纱线30彼此的长度方向的朝向一致的方式，以任意的间隔并排设置(工序A-1)。
多个CNT纱线30的长度方向配置为与基材500的长度方向垂直的方向。
作为基材500，使用在形成含CNT纱线片材后，能够容易地从含CNT纱线片材剥离的基材。作为基材500的材料，例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等树脂材料。
作为第一树脂层600的材料，可举出与弹性体20的材料相同的材料。
作为在基材500上形成第一树脂层600的方法，例如可举出将由上述材料构成的片状或薄膜状的部件粘贴在基材500上，或者通过交联将成为上述材料的液状或糊状的材料涂布在基材500上，通过加热、加湿或光照射等进行固化而形成涂膜的方法。在基材500上粘贴片状或薄膜状的部件的情况下，可以使用粘接剂，也可以通过表面处理使该部件的粘接面活化而化学结合在基材500上。
第一树脂层600的厚度并无特别限定，但优选为2μm～100μm。
接着，如图2的(b)所示，在配置有多个CNT纱线30的第一树脂层600的一个面600a上，形成第二树脂层700。由此，能够将第二树脂层700与第一树脂层600一体化，并且将CNT纱线30固定在第一树脂层600与第二树脂层700之间。通过第二树脂层700的形成，能得到含CNT纱线片材800(工序A-2)。
作为第二树脂层700的材料，可举出与第一树脂层600的材料相同的材料。
作为在第一树脂层600上形成第二树脂层700的方法，可例示与在基材500上形成第一树脂层600的方法同样的方法。
第二树脂层700的厚度并无特别限定，但优选为2μm～100μm。
接着，如图2的(c)所示，将多张含CNT纱线片材800按使各个含CNT纱线片材800中的CNT纱线30的长度方向的朝向相互一致的方式进行层叠，形成含CNT纱线片材800的层叠体900(工序B)。
在工序B中，优选的是，不仅使CNT纱线30的朝向一致，而且还使CNT纱线30的配置一致来层叠多张含CNT纱线片材800。
在工序B中，所谓使CNT纱线30的配置一致，是指在从层叠体900的主面900a观察层叠体900时，多张含CNT纱线片材800各自所含的CNT纱线30彼此重合。在图2的(c)中，例示了所有的CNT纱线30重合的情况，但一部分CNT纱线30也可以不重叠。
在工序B中，在将含CNT纱线片材800沿其厚度方向层叠的情况下，除了形成最下层的含CNT纱线片材800之外，从含CNT纱线片材800剥离基材500。
为了层叠含CNT纱线片材800，可以使用粘接剂，也可以通过表面处理使含CNT纱线片材800彼此的粘接面活化，由此将含CNT纱线片材800彼此化学结合。
在使用粘接剂的情况下，优选使用材料与第一树脂层600相同的粘接剂。
接着，如图2的(d)所示，将层叠体900以成为任意厚度的方式，在与CNT纱线30的长度方向(延伸的方向)垂直的方向上进行切断，得到图1所示的电连接器10(工序C)。
在工序C中，作为切断层叠体900的方法，例如可使用激光加工、切削等机械加工等。
在以上的工序A～工序C之后，若从层叠体900剥离基材500，则得到图1所示的电连接器10。
在本实施方式中，例示了将层叠体900在与CNT纱线30延伸的方向垂直的方向上进行切断的情况，但本发明并不限定于此。在步骤C中，也可以将层叠体在相对于CNT纱线延伸的方向倾斜的方向上进行切断。
根据本实施方式的电连接器的制造方法，仅变更从层叠体900切断的厚度，就能够容易地获得具有所需厚度的电连接器10。
本实施方式的电连接器的制造方法也可以在切断层叠体900的工序C之后，具有使CNT纱线30的至少一部分从层叠体900的一个主面900b及另一主面900c中的至少一方突出的工序。
在所述突出的工序中，作为使CNT纱线30的至少一个端部从层叠体900的一个主面900b及另一个主面900c中的至少一方突出的方法，例如，可使用通过激光蚀刻、化学蚀刻、切削等机械加工，在层叠体900的一个主面900b及另一个主面900c中的至少一方，切削各主面的一部分的方法。在这些方法中，弹性体20比CNT纱线30优先被去除，从而CNT纱线30的一个端部以在弹性体20的表面突出的状态残留。
(第二实施方式)
[电连接器]
图3为表示本实施方式的电连接器的概略结构的剖视图。另外，在图3中，对与图1所示的第一实施方式的电连接器相同的结构标注相同的符号，并省略重复的说明。
如图3所示，本实施方式的电连接器100具备：复合体40，其具有弹性体20和CNT纱线30。
在本实施方式的电连接器100中，在CNT纱线30的表面形成有镀层50。
镀层50的材料并无特别限定，例如可举出金、镍、锡、铜等。镀层50的层数既可以为1层，也可以为2层或3层。镀层50所覆盖的CNT纱线30的面积优选为CNT纱线30的整个表面的5～100％。
根据本实施方式的电连接器100，由于在CNT纱线30的表面形成有镀层50，因此能够降低CNT纱线30的表面的电阻。另外，在将电连接器100用于高频电流用途的器件彼此的连接时，高频电流容易流经形成于CNT纱线30的表面的镀层50。
在本实施方式中，CNT纱线30的至少一部分也优选为在接合于贯通孔21的状态下，从弹性体20的一个主面20a及另一主面20b中的至少一方突出，更优选为从两者的主面突出。
[电连接器的制造方法]
本实施方式的电连接器的制造方法除了在上述第一实施方式的电连接器的制造方法的工序A中，使用预先在表面形成有镀层50的CNT纱线30以外，与上述第一实施方式的电连接器的制造方法相同。
作为在CNT纱线30的表面形成镀层50的方法，例如可使用电解镀敷、无电解镀敷等。也可以使用形成有镀层的市售的CNT纱线。
根据本实施方式的电连接器的制造方法，由于使用预先在表面形成有镀层50的CNT纱线30，因此能得到适合于高频电流用途的器件彼此的连接的电连接器100。
(第三实施方式)
[电连接器]
图4为表示本实施方式的电连接器的概略结构的剖视图。另外，在图4中，对与图1所示的第一实施方式的电连接器相同的结构标注相同的符号，并省略重复的说明。
如图4所示，本实施方式的电连接器200具备：复合体40，其具有弹性体20和CNT纱线30。
在本实施方式的电连接器200中，复合体40在弹性体20的一个主面20a侧，具有弹性体20和CNT纱线30向弹性体20的厚度方向(在图4中为纸面的上方)部分地突出的突出部61。由此，本实施方式的电连接器200在弹性体20的一个主面20a侧具有由突出部61和厚度比突出部61薄的区域(以下，称为“薄层部”)62形成的凹凸面。
突出部61的配置、数量并无特别限定，可根据与电连接器200连接的器件的连接端子的形状等适当调整。更详细而言，在器件中的设置有连接端子的面形成凹凸，连接端子凹陷的情况下，能够适当调整突出部61的配置或数量，使得与该连接端子对应。作为一例，相对于电连接器200的主面的总面积的、突出部61的合计的面积能够设为5～95％，其中所述电连接器200的主面的总面积由俯视时包含弹性体20的突出部61的一个主面20a或另一个主面20b以及各贯通孔21的截面的合计构成。
所述面积基于利用数字显微镜等放大观察单元观察电连接器200的一个主面而得到的图像来测量。
作为在厚度方向上切断电连接器200时的突出部61的截面形状，例如可列举出矩形、梯形、平行四边形及将这些多边形的角去掉的形状。
突出部61的高度例如优选为2～60μm，更优选为10～30μm。在该范围内，能够提高电子器件相对于凹陷电极的连接的稳定性。设置于电连接器200的多个突出部61的高度既可以彼此相同，也可以不同。突出部61的高度基于利用数字显微镜等放大观察单元观察在厚度方向上切断电连接器200的截面而得到的图像来测量。
根据本实施方式的电连接器200，复合体40在弹性体20的一个主面20a侧具有向弹性体20的厚度方向突出的突出部61。因此，即使与电连接器200连接的器件的连接端子凹陷，通过使突出部61抵靠该凹陷，也能够稳定地保持CNT纱线30与器件的连接端子的电连接状态。
在本实施方式中，例示了复合体40在弹性体20的一个主面20a侧具有向弹性体20的厚度方向突出的突出部61的情况，但也可以在两个主面侧具有向弹性体20的厚度方向突出的突出部61。设置于各主面的突出部61的高度既可以彼此相同，也可以不同。
在本实施方式中，CNT纱线30的至少一部分也优选为在接合于贯通孔21的状态下，从弹性体20的一个主面20a及另一主面20b中的至少一方突出，更优选为从两方的主面突出。
在本实施方式中，也可以在CNT纱线30的表面形成有镀层。
[电连接器的制造方法]
本实施方式的电连接器的制造方法具有：上述第一实施方式的电连接器的制造方法的工序A～工序C；以及从在工序C中得到的电连接器的第一面及第二面中的至少一个面沿厚度方向去除由弹性体及CNT纱线构成的复合体的一部分，由此形成所述弹性体及所述CNT纱线向所述电连接器的厚度方向部分地突出的突出部的工序(以下，称为“工序D”)。
在此，片状的电连接器的第一面和第二面是相互对置的主面。
以下，参照图5的(a)、图5的(b)，说明本实施方式的电连接器的制造方法。图5的(a)、图5的(b)为表示本实施方式的电连接器的制造方法的概略的剖视图。在图5中，对与图2所示的第一实施方式的电连接器的制造方法相同的结构标注相同的符号，并省略重复的说明。
在本实施方式的电连接器的制造方法中，通过上述第一实施方式的电连接器的制造方法的工序A～工序C，如图5的(a)所示，得到切断成任意厚度的层叠体900(相当于构成图1所示的电连接器10的复合体40)。
接着，如图5的(b)所示，从层叠体900的一个主面900a侧(弹性体20的一个主面20a侧)，沿厚度方向去除由弹性体20和CNT纱线30构成的层叠体900(复合体40)的一部分，由此在层叠体900(复合体40)形成弹性体20和CNT纱线30向弹性体20的厚度方向部分地突出的突出部61(工序D)。
在工序D中，作为去除层叠体900(复合体40)的方法，例如可使用激光蚀刻、切削等机械加工等。
通过以上的工序A～工序D，得到图4所示的电连接器200。
根据本实施方式的电连接器的制造方法，能够制作出即使与电连接器200连接的器件的连接端子凹陷，也能够稳定地保持CNT纱线30与器件的连接端子的电连接状态的电连接器200。
在本实施方式中，例示了在工序D中，在复合体40的弹性体20的一个主面20a侧，形成向弹性体20的厚度方向突出的突出部61的情况，但是也可以在两个主面侧，形成向弹性体20的厚度方向突出的突出部61。
在本实施方式的电连接器的制造方法中，在工序D之后，也可以具有使CNT纱线30的一个端部30a和另一个端部30b从弹性体20的一个主面20a和另一个主面20b突出的工序。
(第四实施方式)
[电连接器]
图6为表示本实施方式的电连接器的概略结构的剖视图。在图6中，对与图1所示的第一实施方式和图4所示的第三实施方式的电连接器相同的结构标注相同的符号，并省略重复的说明。
如图6所示，本实施方式的电连接器300具备：复合体40，其具有弹性体20和CNT纱线30。
在本实施方式的电连接器300中，复合体40在弹性体20的一个主面20a侧，具有向弹性体20的厚度方向(在图6中为纸面的上方)突出的突出部61和厚度比突出部61薄的薄层部62，在薄层部62层叠有树脂制的片状部件70。
作为一例，相对于电连接器300的主面的总面积而言的片状部件70的合计的面积能够设为10～90％，其中该电连接器300的主面的总面积由在俯视时弹性体20露出的一个主面20a或另一个主面20b、各片状部件70的面积以及各贯通孔21的截面的合计构成。
所述面积基于利用数字显微镜等放大观察单元观察电连接器300的一个主面或另一个主面而得到的图像来测量。
在薄层部62中，CNT纱线30的一个端部30a的最表面(端面)至少与片状部件70的表面(上表面)70a存在于同一面上，优选从片状部件70的表面(上表面)70a突出。
片状部件70的厚度并无特别限定，可根据复合体40所要求的弹性适当调整。片状部件70的厚度优选为0.01mm～0.5mm。
作为片状部件70的材料，优选为在制成片状部件70时具有耐热性和尺寸稳定性的材料，例如可举出聚酰亚胺(PI)、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸、聚丁二烯、聚苯醚(PPE)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)等。其中，从耐热性和尺寸稳定性优异的观点出发，优选为PI、PPS、PEEK、LCP。
片状构件70也可以是由这些树脂构成的无纺布。若为无纺布，则散热性提高，故而优选。
根据本实施方式的电连接器300，由于在薄层部62层叠有树脂制的片状部件70，因此由复合体40和片状部件70构成的层叠体与仅为复合体40的情况相比，耐热性和尺寸稳定性更优异，从而能够更稳定地保持CNT纱线30与连接于电连接器200的器件的连接端子的电连接状态。
在本实施方式中，例示了复合体40在弹性体20的一个主面20a侧具有向弹性体20的厚度方向突出的突出部61和薄层部62，并且在薄层部62层叠有树脂制的片状部件70的情况，但是也可以在两个主面侧，具有向弹性体20的厚度方向突出的突出部61和薄层部62，并且在两侧的薄层部62叠层有树脂制的片状部件70。另外，也可以在突出部61上层叠树脂制的片状部件70。
在本实施方式中，CNT纱线30的至少一部分也优选为在接合于贯通孔21的状态下，从弹性体20的一个主面20a及另一主面20b中的至少一方突出，更优选为从两者的主面突出。另外，优选为CNT纱线30的至少一个端部从各主面所具备的片状部件70突出。
在本实施方式中，也可以在CNT纱线30的表面形成有镀层。
[电连接器的制造方法]
本实施方式的电连接器的制造方法具有：上述第一实施方式的电连接器的制造方法的工序A～工序C；上述形成突出部的工序(工序D)；以及在形成突出部的工序D之后，在弹性体的一个主面侧，在去除了复合体的一部分的区域即在突出部以外的区域(薄膜部)层叠树脂制的片状部件(以下，称为“工序E”)。
以下，参照图7的(a)～图7的(c)，说明本实施方式的电连接器的制造方法。图7的(a)～图7的(c)为表示本实施方式的电连接器的制造方法的概略的剖视图。在图7中，对与图2所示的第一实施方式的电连接器的制造方法以及图5所示的第三实施方式的电连接器的制造方法相同的结构标注相同的符号，并省略重复的说明。
在本实施方式的电连接器的制造方法中，通过上述第一实施方式的电连接器的制造方法的工序A～工序C，如图7的(a)所示，得到切断成任意厚度的层叠体900(相当于构成图1所示的电连接器10的复合体40)。
接着，如图7的(b)所示，从层叠体900的一个主面900b侧(弹性体20的一个主面20a侧)，沿厚度方向去除由弹性体20和CNT纱线30构成的层叠体900(复合体40)的一部分，由此在层叠体900(复合体40)形成弹性体20和CNT纱线30向弹性体20的厚度方向部分地突出的突出部61(工序D)。
接着，如图7的(c)所示，在弹性体20的一个主面20a侧，在去除了层叠体900(复合体40)的一部分的区域，即在厚度比突出部61薄的薄层部62层叠树脂制的片状部件70(工序E)。
在工序E中，作为层叠片状部件70的方法，例如可使用通过粘接剂贴合片状部件70的方法、通过基于准分子照射的表面处理来贴合片状部件70的方法等。
在工序E中，作为贴合片状部件70时的定位方法，例如可举出在层叠体900中的未配置CNT纱线30的部分或片状部件70的端部附近示出定位的记号(标记)而通过图像识别来定位的方法、在层叠体900设置定位用的凸部或凹部而进行嵌合的方法等。
通过以上的工序A～工序E，得到图6所示的电连接器300。
根据本实施方式的电连接器的制造方法，能够选择由与弹性体20不同的散热性优异的材料构成的片状部件70，并粘贴于弹性体20的薄层部62。
在本实施方式中，例示了在工序D中，在复合体40的弹性体20的一个主面20a侧，形成向弹性体20的厚度方向突出的突出部61的情况，但是也可以在两个主面侧，形成向弹性体20的厚度方向突出的突出部61。
在本实施方式中，例示了在工序E中，在弹性体20的一个主面20a侧，在薄层部62层叠树脂制的片状部件70的情况，但是也可以在两个主面侧，在薄层部62层叠树脂制的片状部件70。
在本实施方式的电连接器的制造方法中，也可以在工序D或工序E之后，具有使CNT纱线30的一个端部30a和另一个端部30b中的至少一方从弹性体20的一个主面20a和另一个主面20b中的至少一方突出的工序。另外，也可以具有使CNT纱线30的两个端部中的至少一方从各主面的片状部件70突出的工序。使CNT纱线30的端部从片状部件70突出的方法只要与使CNT纱线30的端部从所述主面突出的方法相同即可。
实施例
[实施例1]
在PET片材上通过压延成形而形成了硅橡胶制的厚度为0.04mm的第一树脂层和第二树脂层。在第一树脂层上，将10根CNT纱线(直径为40μm，拉伸强度为300N/mm2，电阻率为1.7×10-3Ω·cm)按使相互的长度方向的朝向一致的方式，以0.1mm的间隔并列配置。为了不破坏该配置，将第二树脂层以使硅橡胶与所配置的CNT纱线接触的方式贴合在第一树脂层上，得到厚度为0.08mm的含CNT纱线片材。在此所使用的硅橡胶的橡胶硬度按照JISK6253-3：2012，用硬度计的A型测定时为30。
准备9片含CNT纱线片材，去除最下层的PET片材以外的PET片材，并以使CNT纱线在层叠方向上重叠的方式使长度方向的朝向一致，得到层得有9片含CNT纱线片材的层叠体。此时，层叠体中的含CNT纱线片材彼此通过硅橡胶制的粘接剂层(厚度为0.02mm)粘接。
相对于上述层叠体所含的各CNT纱线的长度方向垂直地插入刀刃，得到如图1所示的厚度为0.5mm的电连接器。
制作出的电连接器的在图1中所示的间距P1为0.1mm，间距P2为0.1mm。
[实施例2]
除了(a)使用在表面具有铜镀层的CNT纱线(直径为15μm±2μm，拉伸强度为620N/mm2，电阻率为1.1×10-5Ω·cm)、(b)间距P1为0.2mm且间距P2为0.1mm、以及(c)电连接器的厚度为0.3mm以外，设为与实施例1同样，从而得到了图1所示的电连接器。
[比较例1]
除了(a)使用从表面起依次具有金镀层和镍镀层的黄铜制导线(直径为40μm，拉伸强度为790N/mm2，电阻率为7.0×10-6Ω·cm)、以及(b)使用所述橡胶硬度为50的硅橡胶以外，设为与实施例1同样，从而得到了图1所示的电连接器。
[比较例2]
除了(a)使用所述橡胶硬度为30的硅橡胶、以及(b)从所述层叠体切出电连接器时通过相对于与黄铜制导线的长度方向正交的方向以27°的角度插入刀刃而得到黄铜制导线与主面的垂线的夹角为27°的电连接器以外，设为与比较例1同样，从而得到图1所示的电连接器。
<评价方法1>
在玻璃基板的表面粘贴由厚度为35μm的铜层和厚度为25μm的导电性粘接剂构成的铜箔带，实施例和比较例的电连接器的第一面以与铜层接触的方式载置在铜层上。相对于在第一面的相反侧的第二面露出的CNT纱线的前端，压入圆筒状的导电性端子的直径为1mm的前端部之后，观察铜层的表面。
<评价方法2>
将实施例和比较例的电连接器配置在直径为1.0mm的镀金的探针和具有镀金的连接端子的基板之间，形成测试装置。
另外，为了测定探针与基板之间的电阻值，在探针和基板连接电阻测定器(商品名：RM3545-01，日置电机公司制)。
在该状态下，在将电连接器在其厚度方向以移动速度0.05mm/分的条件进行压缩的同时，测定探针与基板之间的电阻值，研究电连接器的位移量(电连接器在厚度方向上被压缩的量)与探针和基板之间的电阻值的关系。
另外，在对电连接器进行压缩时，通过自动载荷测定机(商品名：MAX-1KN-S-1，日本计测系统公司制造)测定施加于电连接器的载荷，研究电连接器的位移量与载荷的关系。
在该连接状态下，测定由压入引起的第二面的下沉的位移量所需的载荷和上述导通中的电阻值。
<结果1>
对于实施例1的结果，如图8的曲线图所示，在位移量为0.04mm～0.3mm的区间中，电阻值稳定，连接稳定。另外，在测试后取下电连接器并用电子显微镜观察铜层的表面时，没有CNT纱线刺扎的伤痕(图9)。由于压入时的载荷最大为2.5N，因此确认了没有从电连接器的CNT纱线向铜层施加过剩的力。
<结果2>
对于实施例2的结果，如图10的曲线图所示，在位移量为0.03mm～0.09mm的区间中，电阻值平稳地推移，连接大体稳定。另外，在测试后取下电连接器，用电子显微镜观察铜层的表面时，没有CNT纱线刺扎的伤痕(图11)。由于压入时的载荷最大为0.85N，因此确认了没有从电连接器的CNT纱线向铜层施加过剩的力。
<结果3>
对于比较例1的结果，如图12的曲线图所示，在位移量为0.02mm～0.3mm的区间中，电阻值稳定，连接稳定。但是，在测试后取下电连接器，用电子显微镜观察铜层的表面时，可清楚地确认到金属导电线刺扎的深的伤痕以纵10个×横9个的排列形成(图13)。由于压入时的载荷最大为14.5N，因此确认了从电连接器的金属导电线向铜层施加了过剩的力，造成了不可逆的损伤。
<结果4>
对于比较例2的结果，如图14的曲线图所示，在位移量为0.04mm～0.3mm的区间中，电阻值稳定，连接稳定。但是，在测试后取下电连接器，用电子显微镜观察铜层的表面时，可清楚地确认到金属导电线刺扎的相对较浅的伤痕以纵10个×横9个的排列形成(图15)。由于压入时的载荷最大为5N，因此确认了从电连接器的金属导电线向铜层施加了过剩的力，造成了不可逆的损伤。
由以上结果可知，实施例1～2的电连接器能够在电连接时充分地压入，并且没有对所连接的电子器件的电极造成损伤的风险。值得注意的是，在施加了2.5N的载荷的实施例1中，没有对电极造成损伤。可知CNT纱线不易损伤电极。
另一方面，在比较例1的电连接器中，在压入的初始阶段(位移量小于0.1mm)施加高载荷，由此对电极造成损伤，难以避免电极的损伤。在比较例2的电连接器中，负载与压入的位移量成比例地升高，示出了施加超过5N的更大的载荷的可能性。难以通过手动操作以0.1mm为单位调整电极相对于电连接器的压入程度，很可能会损伤电极。
产业上的可利用性
本发明的电连接器能够在将电子器件彼此连接时不损伤器件的连接端子，稳定地进行连接。
符号说明
10、100、200、300 电连接器
20 弹性体
21 贯通孔
30 碳纳米管纱线(CNT纱线)
40 复合体
50 镀层
61 突出部
62 薄层部
500 基材
600 第一树脂层
700 第二树脂层
800 含CNT纱线片材
900 层叠体。

Claims (6)

1.一种电连接器，其配置在第一器件的连接端子与第二器件的连接端子之间，将它们电连接，所述电连接器具备：
弹性体，其具有在第一面和第二面开口的多个贯通孔；以及
一根以上的碳纳米管纱线，与各个所述贯通孔接合，
与单个所述贯通孔接合的碳纳米管纱线的根数为1～10根，
在所述弹性体的所述第一面和所述第二面中的至少一方，具有所述弹性体以及所述碳纳米管纱线在所述弹性体的厚度方向上部分地突出的突出部，
在所述弹性体的所述第一面和所述第二面中的至少一方，在厚度比所述突出部薄的区域层叠有树脂制的片状部件。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其中，
所述贯通孔相对于所述弹性体的厚度方向倾斜地贯通。
3.根据权利要求1或2所述的电连接器，其中，
所述碳纳米管纱线的至少一部分从所述弹性体的所述第一面和所述第二面中的至少一方突出。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其中，
在所述碳纳米管纱线的表面形成有镀层。
5.一种电连接器的制造方法，包括如下工序：
将多个碳纳米管纱线按照使所述多个碳纳米管纱线的长度方向的朝向一致的方式以任意的间隔配置在由弹性体构成的第一树脂层的第一面上；
通过在所述第一树脂层的第一面上形成由弹性体构成的第二树脂层，从而形成含碳纳米管纱线片材；
将多个所述含碳纳米管纱线片材按照使各含碳纳米管纱线片材中的所述碳纳米管纱线的长度方向的朝向一致的方式进行层叠，形成所述含碳纳米管纱线片材的层叠体；
沿相对于所述碳纳米管纱线的长度方向垂直的方向或倾斜的方向切断所述层叠体，得到电连接器；
从所述电连接器的第一面及第二面中的至少一个面，沿厚度方向去除所述弹性体的一部分及所述碳纳米管纱线的一部分，由此形成所述弹性体及所述碳纳米管纱线在所述电连接器的厚度方向上部分地突出的突出部；以及
在形成所述突出部之后，在所述突出部以外的区域层叠树脂制的片状部件，
所述电连接器具备：弹性体，具有在第一面和第二面开口的多个贯通孔；以及一根以上的碳纳米管纱线，与各个所述贯通孔接合，
与单个所述贯通孔接合的碳纳米管纱线的根数为1～10根。
6.根据权利要求5所述的电连接器的制造方法，其中，包括如下工序：
使所述电连接器中的所述碳纳米管纱线的至少一部分从所述电连接器的第一面及第二面中的至少一方突出。
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