DE112018004593T5

DE112018004593T5 - Elektrischer verbinder und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE112018004593T5
Application number: DE112018004593.5T
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Tsuchiya; Atsuya Shimizu
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-08-06
Also published as: US11482801B2; CN111201675B; JP7089534B2; WO2019078295A1; JPWO2019078295A1; US20200321144A1; KR20200066310A; CN111201675A; TW201933685A

Abstract

Ein elektrischer Verbinder (10) wird zwischen einem Verbindungsanschluss einer ersten Vorrichtung und einem Verbindungsanschluss einer zweiten Vorrichtung angeordnet und verbindet diese Verbindungsanschlüsse elektrisch. Der elektrische Verbinder (10) weist eine Harzschicht (20) und eine Vielzahl von Metalldrähten (30) auf, die sich in einer Dickenrichtung durch die Harzschicht (20) erstrecken und die auf Oberflächen, die mit den Verbindungsanschlüssen verbunden werden sollen, eine rechteckige Form haben. Zumindest erste Seiten der rechteckigen Form der Metalldrähte sind entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet. Die Länge kurzer Seiten der rechteckigen Formen beträgt weniger als 5 µm.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Verbinder und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 19. Oktober 2017 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-202475 , deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Hintergrund
Ein herkömmlicher elektrischer Verbinder, der zum Verbinden elektrischer/elektronischer Komponenten verwendet wird, hat einen Aufbau, in dem eine Vielzahl von Metalldrähten, die von einem Edelmetall bedeckt sind, in den Längen- und Breitenrichtungen der Ebene einer isolierenden Silikonkautschuklage in im Wesentlichen gleichen Intervallen angeordnet sind. Die Metalldrähte erstrecken sich in der Dickenrichtung diagonal durch die isolierende Silikonkautschuklage hindurch (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1).
Es ist auch ein elektrischer Verbinder bekannt, der anstelle von Metalldrähten mit Metallbändern versehen ist, die eine lineare Form und eine Dicke von 0,02 mm bis 0,1 mm haben, die ein Abmessungsverhältnis (Dicke/Breite) haben, das in einem Bereich zwischen 0,2 bis 0,6 eingestellt ist, und die auf eine Weise angeordnet sind, dass sie gegenüber der Oberfläche um einen Winkel zwischen 45 Grad und 85 Grad geneigt sind (siehe zum Beispiel Patentliteratur 2).
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP H06- 251 848 A
Patentliteratur 2: JP 2002 - 008 749 A

Kurzdarstellung
Technisches Problem
In dem in Patentliteratur 1 offenbarten elektrischen Verbinder sind die Metalldrähte verhältnismäßig steif, da die Metalldrähte einen Durchmesser zwischen 10 µm bis 50 µm haben. Es ist eine Last auf einem bestimmten Niveau oder höher erforderlich, um einen elektrisch stabilen Kontakt zwischen den Metalldrähten und den zu prüfenden Elektroden erreichen. Wenn jedoch eine übermäßige Last aufgebracht wird, können die Elektroden durch die Metalldrähte beschädigt werden. Auch wenn die Metalldrähte bei dem Versuch, das Problem mit der Absicht anzugehen, die Aufbringung einer übermäßigen Last zu vermeiden, während zwischen den Metalldrähten und den zu prüfenden Elektroden ein stabiler Kontakt sichergestellt wird, diagonal angeordnet werden, um den Metalldrähten gewisse Federeigenschaften zu verleihen, ist es schwierig, eine Beschädigung der zu prüfenden Elektroden ganz auszuschließen. Wenn die Größen der Vorrichtungen reduziert werden, nimmt darüber hinaus die Fläche der zu prüfenden Elektroden und das Rastermaß zwischen den Elektroden ab, wobei elektrische Verbinder mit herkömmlichen Metalldrahtgrößen keine solchen Größenreduzierungen erreichen können.
Des Weiteren ist es auch für den in Patentliteratur 2 offenbarten elektrischen Verbinder, der wie zuvor beschrieben die Metallbänder verwendet, schwierig, eine Beschädigung der zu prüfenden Elektroden ganz auszuschließen und solche Größenreduzierungen der Vorrichtung zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht der oben beschriebenen Situation und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen elektrischen Verbinder und ein Verfahren zu dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, die dazu im Stande sind, eine Beschädigung der zu prüfenden Elektroden zu unterdrücken und eine Reduzierung der Rastermaßgröße und eine erhöhte Dichte zu erreichen.
Lösung des Problems

[1] Elektrischer Verbinder, der zwischen einem Verbindungsanschluss einer ersten Vorrichtung und einem Verbindungsanschluss einer zweiten Vorrichtung angeordnet wird und so konfiguriert ist, dass er die Verbindungsanschlüsse elektrisch verbindet, wobei der elektrische Verbinder Folgendes aufweist: eine Harzschicht; und eine Vielzahl von Metalldrähten, die sich in einer Dickenrichtung durch die Harzschicht erstrecken und die auf Oberflächen, die mit den Verbindungsanschlüssen verbunden werden sollen, jeweils eine rechteckige Form haben, wobei zumindest erste Seiten der rechteckigen Formen der Metalldrähte entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind und kurze Seiten der rechteckigen Formen eine Länge von weniger als 5 µm haben.
[2] Elektrischer Verbinder nach [1], wobei lange Seiten der rechteckigen Formen eine Länge von kleiner oder gleich 150 µm haben.
[3] Elektrischer Verbinder nach [1] oder [2], wobei die Metalldrähte ein Rastermaß in einer Richtung der langen Seite der rechteckigen Formen von kleiner oder gleich 0,2 mm haben.
[4] Elektrischer Verbinder nach einen von [1] bis [3], wobei die Metalldrähte ein Rastermaß in einer Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Formen von kleiner oder gleich 0,2 mm haben.
[5] Elektrischer Verbinder nach einem von [1] bis [4], wobei sich die Metalldrähte bezüglich der Dickenrichtung diagonal durch die Harzschicht erstrecken.
[6] Elektrischer Verbinder nach einem von [1] bis [5], wobei Enden der Metalldrähte aus mindestens einer von einer Hauptfläche und einer anderen Hauptfläche der Harzschicht herausragen.
[7] Elektrischer Verbinder nach einem von [1] bis [6], wobei auf Enden der Metalldrähte eine Auflageschicht ausgebildet ist.
[8] Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Bereitstellen einer Auflageschicht auf einer Oberfläche eines Grundmaterials; Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, durch Laserbearbeitung der Auflageschicht; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Metalldrähte auf der einen Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine zweite unvernetzte Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
[9] Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Bereitstellen einer Auflageschicht auf einer Oberfläche eines Grundmaterials; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Auflageschicht geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Auflageschicht auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleibt; Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, durch Laserbearbeitung der Auflageschicht; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten unvernetzten Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
[10] Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem Metallnanopaste auf eine Oberfläche eines Grundmaterials aufgebracht wird; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Metalldrähte auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten unvernetzten Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
[11] Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Aufbringen von Flüssigsilikonkautschuk auf eine Oberfläche einer Siliciumwaferform, die ein Siliciumwafer ist, wobei die eine Oberfläche mit einer Vielzahl von bandartigen Nuten versehen ist, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, und der Flüssigsilikonkautschuk auf eine solche Weise aufgebracht wird, dass der Flüssigsilikonkautschuk ins Innere der Nuten gelangt, und dann Vulkanisieren des Flüssigsilikonkautschuks, um eine Silikonkautschukform mit einer Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen zu erzielen, die den Nuten entsprechen; Bereitstellen von Vorläufern einer Vielzahl von Metalldrähten, indem eine Metallnanopaste auf die Vorsprünge der Silikonkautschukform aufgebracht wird; Kleben einer Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Vorläufer der Metalldrähte, die auf den Vorsprüngen der Silikonkautschukform ausgebildet wurden, und dann Übertragen der Vorläufer der Metalldrähte auf die eine Oberfläche der ersten unvernetzten Kautschuklage; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem die erste unvernetzte Kautschuklage vulkanisiert wird, und dann Ausbilden der Metalldrähte, die auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem die Vorläufer der Metalldrähte gebrannt werden; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten unvernetzten Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
[12] Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem ein Grundmaterial verwendet wird, das auf einer Oberfläche des Grundmaterials ein Linien- und Raum-Resistmuster hat, das bandartige Nuten aufweist, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, um in den Nuten, wo die eine Oberfläche des Grundmaterials frei liegt, eine Auflageschicht auszubilden; Entfernen des Resistmusters, das auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Metalldrähte auf der ersten Kautschuklage zurückbleiben; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der ersten Kautschuklagen mit einem dazwischenliegenden Klebstoff auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen elektrischen Verbinder und ein Verfahren zur dessen Herstellung zur Verfügung zu stellen, die dazu imstande sind, eine Beschädigung der zu prüfenden Elektroden zu unterdrücken und eine Reduzierung der Rastermaßgröße und eine erhöhte Dichte zu erreichen.
Figurenliste

1 stellt eine schematische Konfiguration eines elektrischen Verbinders gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dar, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in (a) ist.
2 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
3 ist eine Schnittansicht, die schematisch das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt.
4 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
5 ist eine Schnittansicht, die schematisch das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.
6 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
7 ist eine Schnittansicht, die schematisch das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
8 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
9 ist eine Schnittansicht, die schematisch das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt.
10 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß (Komprimierungsausmaß) eines Laminats und einer auf einen elektrischen Verbinder aufgebrachten Last darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß Beispiel 1 verwendet wurde.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß (Komprimierungsausmaß) des Laminats und einer auf einen elektrischen Verbinder aufgebrachten Last darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß einem Vergleichsbeispiel verwendet wurde.
12 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß (Komprimierungsausmaß) des Laminats und einem Widerstand zwischen einer Messsonde und einem Verbindungsanschluss darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel oder dem Vergleichsbeispiel verwendet wurde.
13 ist ein Rasterelektronenmikroskopbild einer Kontaktoberfläche zwischen dem elektrischen Verbinder und einem Kupferfolienband in Beispiel 1.
14 ist ein Rasterelektronenmikroskopbild einer Kontaktoberfläche zwischen dem elektrischen Verbinder und einem Kupferfolienband in dem Vergleichsbeispiel.
15 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein Laminat darstellt, das durch das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß Beispiel 3 (fünftes Ausführungsbeispiel) angefertigt wurde.
16 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer auf einen elektrischen Verbinder aufgebrachten Last und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß Beispiel 2 verwendet wurde.
17 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer auf einen elektrischen Verbinder aufgebrachten Last und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß Beispiel 3 verwendet wurde.
18 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Komprimierungsausmaß des Laminats und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß Beispiel 2 oder Beispiel 3 verwendet wurde.
19 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Komprimierungsausmaß des Laminats und der auf den elektrischen Verbinder aufgebrachten Last darstellt, als der elektrische Verbinder gemäß Beispiel 2 oder Beispiel 3 verwendet wurde.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Es werden nun einige erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele eines elektrischen Verbinders und eines Verfahrens zu dessen Herstellung erläutert.
Die Ausführungsbeispiele werden im Einzelnen erläutert, um ein besseres Verständnis des Wesens der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, und sie sollen den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung daher, sofern nichts anderes angegeben wird, keinesfalls einschränken.
Erstes Ausführungsbeispiel
[Elektrischer Verbinder]
1 stellt eine schematische Konfiguration eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dar, wobei (a) eine Draufsicht ist und (b) eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in (a) ist.
Wie in 1 dargestellt ist, weist ein elektrischer Verbinder 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Harzschicht 20 und eine große Anzahl von Metalldrähten 30 auf, die sich in der Dickenrichtung durch die Harzschicht 20 erstrecken. Die Metalldrähte 30 haben auf einer Hauptfläche (Deckfläche) 20a und der anderen Hauptfläche (Bodenfläche) 20b der Harzschicht 20 jeweils eine rechteckige Form. Zumindest erste Seiten der rechteckigen Formen sind entlang einer X-Richtung in gleichen Intervallen angeordnet. Die kurzen Seiten der rechteckigen Formen der Metalldrähte 30 haben eine Länge von weniger als 5 µm.
Bei der vorliegenden Erfindung muss nicht jeder der vier Innenwinkel der „rechteckigen Form“ genau 90 Grad betragen, und die „rechteckige Form“ kann als eine lineare Form mit gewisser Dicke angesehen werden. In einem solchen Fall entspricht die Länge der langen Seite der rechteckigen Form der Länge der linearen Form, und die Länge der kurzen Seite der rechteckigen Form entspricht der Dicke der linearen Form.
Der elektrische Verbinder 10 wird zwischen einem nicht dargestellten Verbindungsanschluss einer ersten Vorrichtung und einem nicht dargestellten Verbindungsanschluss einer zweiten Vorrichtung angeordnet, und er ist so konfiguriert, dass er diese Verbindungsanschlüsse elektrisch verbindet. Die eine Hauptfläche 20a des elektrischen Verbinders 10 dient als eine erste Verbindungsfläche zur einen Vorrichtung, und die andere Hauptfläche 20b dient als eine zweite Verbindungsfläche zur anderen Vorrichtung. In dem elektrischen Verbinder 10 sind die Metalldrähte 30 Elemente, um den Verbindungsanschluss der ersten Vorrichtung und den Verbindungsanschluss der zweiten Vorrichtung elektrisch zu verbinden.
Beispiele der Vorrichtungen schließen ein Halbleiterpaket, eine Leiterplatte, einen Siliciumwafer, ein passives Bauelement, ein Flüssigkristallmodul und einen Sensor ein.
Die Harzschicht 20 wird angefertigt, indem eine Reihe einer Vielzahl von elastischen Körpern 21 der gleichen Form in einer ersten Richtung (der in 1(a) dargestellten Y-Richtung) mit dazwischenliegenden Haftschichten 40 verbunden (laminiert) wird. Die Anzahl der in Reihe verbundenen elastischen Körper 21, das heißt die Länge der Harzschicht 20 in der ersten Richtung (Laminierrichtung), ist nicht auf eine bestimmte Anzahl beschränkt und kann passend abhängig von der Anzahl, der Größe (Fläche) oder des Rastermaßes der zu prüfenden Elektroden eingestellt werden. Die Länge der Harzschicht 20 kann zum Beispiel 1 mm bis 250 mm betragen. Die Länge der Harzschicht 20 in einer zweiten Richtung (der Länge in der X-Richtung in 1(a)) ist nicht auf eine bestimmte Länge beschränkt und kann passend abhängig von der Anzahl, der Größe (Fläche) oder dem Rastermaß der zu prüfenden Elektroden eingestellt werden und sie kann zum Beispiel 1 mm bis 250 mm betragen. In der Erläuterung hier sind die X-Richtung und die Y-Richtung zueinander senkrecht.
Die elastischen Körper 21 müssen nicht mit den dazwischenliegenden Haftschichten 40 laminiert werden, und es ist auch möglich, unter Verwendung des später beschriebenen Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Verbinders einen elektrischen Verbinder 10 ohne die Haftschichten 40 herzustellen. Die Metalldrähte 30 sind in den elastischen Körpern 21 eingebettet.
Die Metalldrähte 30 sind entlang der Mittellinie der Richtung der langen Seite der elastischen Körper 21 (in der X-Richtung in 1(a)) in gleichen Intervallen angeordnet.
Die elastischen Körper 21 sind außerdem in Reihe auf eine solche Weise verbunden, dass die in den elastischen Körpern 21 eingebetteten Metalldrähte 30 bei Betrachtung in der X-Richtung parallel zueinander verlaufen und bei Betrachtung in der Y-Richtung übereinander positioniert sind. Als eine Abwandlung können die Metalldrähte 30 bei Betrachtung aus der Y-Richtung zueinander versetzt (nicht übereinander) angeordnet sein. Die Weise, in der die Metalldrähte 30 in der Y-Richtung übereinander angeordnet sind, kann während der Herstellung beruhend auf der Anordnung der zu verbindenden Verbindungsanschlüsse der Vorrichtung angepasst werden.
Die Dicke der Harzschicht 20 (die in 1(b) dargestellte Länge in der Z-Richtung), das heißt der Abstand zwischen der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b, ist zum Beispiel größer oder gleich 0,01 mm und kleiner oder gleich 10 mm, wobei es unter dem Gesichtspunkt, die Dicke zu reduzieren, vorzuziehen ist, dass die Dicke größer oder gleich 0,03 mm und kleiner oder gleich 5 mm ist.
Eine Länge L₁ der kurzen Seite der rechteckigen Form des Metalldrahts 30 auf der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b ist vorzugsweise größer oder gleich 0,1 µm und kleiner als 5 µm, besser noch größer oder gleich 0,05 µm und kleiner als 4 µm, noch besser größer oder gleich 0,1 mm und kleiner als 3 µm und am besten größer oder gleich 0,3 µm und kleiner als 2 µm.
Wenn die Länge L₁ der kurzen Seite der rechteckigen Form des Metalldrahts 30 kleiner als 5 µm ist, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der zu prüfenden Elektroden zu verringern und eine elektrische Verbindung mit Elektroden kleinen Rastermaßes herzustellen. Wenn die Länge L₁ der kurzen Seite ferner größer oder gleich 0,01 µm ist, kann die Haltbarkeit des elektrischen Verbinders verbessert werden, während eine Beschädigung des Metalldrahts 30 unterdrückt wird.
Eine Länge L₂ der langen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte 30 auf der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b der Harzschicht 20 ist vorzugsweise größer oder gleich 0,01 µm und kleiner als 150 µm, besser noch größer oder gleich 0,05 µm und kleiner als 100 µm und noch besser größer oder gleich 0,1 µm und kleiner als 50 µm.
Wenn die Länge L₂ der langen Seite der rechteckigen Form des Metalldrahts 30 kleiner oder gleich 150 µm ist, kann leicht eine elektrische Verbindung mit Elektroden kleinen Rastermaßes hergestellt werden. Wenn die Länge L₂ der langen Seite größer oder gleich 0,01 µm ist, kann die Haltbarkeit des elektrischen Verbinders verbessert werden, während eine Beschädigung des Metalldrahts 30 unterdrückt wird.
Das Verhältnis L_1/2 der Länge L₁ der kurzen Seite der rechteckigen Form bezüglich der Länge L₂ der langen Seite der Metalldrähte 30 beträgt zum Beispiel vorzugsweise 0,01 bis 0,7, besser noch 0,01 bis 0,6 und noch besser 0,02 bis 0,5.
Wenn L₁/L₂ größer oder gleich der Untergrenze des oben genannten Bereichs ist, wird die Haltbarkeit des Metalldrahts 30 und des elektrischen Verbinders 10 verbessert. Wenn L₁/L₂ kleiner oder gleich der Obergrenze des oben genannten Bereichs ist, ist es möglich, die Vorrichtung mit einer geringen Kompressionskraft stabil zu verbinden und eine Beschädigung der Elektroden der zu verbindenden Vorrichtung zu verhindern.
Es ist vorzuziehen, dass die Metalldrähte 30 eine Fläche belegen, die kleiner oder gleich 25% der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b der Harzschicht 20 ist. Des Weiteren kann die Untergrenze der Fläche, die von den Metalldrähten 30 in der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b der Harzschicht 20 belegt wird, auf 0,06% oder mehr oder 0,14% oder mehr eingestellt werden.
Wenn die Metalldrähte 30 eine Fläche belegen, die kleiner oder gleich 25% der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b der Harzschicht 20 ist, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der zu prüfenden Elektroden zu verringern.
Auf der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b der Harzschicht 20 ist ein Rastermaß P₁ zwischen den Metalldrähten 30 in einer Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte 30 vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2 mm, besser noch kleiner oder gleich 0,05 mm und noch besser kleiner oder gleich 0,03 mm. Des Weiteren kann die Untergrenze des Rastermaßes P₁ zwischen den Metalldrähten 30 in der Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte 30 auf 0,001 mm oder mehr eingestellt sein.
Wenn das Rastermaß P₁ zwischen den Metalldrähten 30 in der Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Form kleiner oder gleich 0,2 mm ist, kann leicht eine elektrische Verbindung mit Elektroden kleinen Rastermaßes hergestellt werden.
Auf der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b der Harzschicht 20 ist ein Rastermaß P₂ zwischen den Metalldrähten 30 in einer Richtung der langen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte 30 vorzugsweise kleiner oder gleich 0,2 mm, besser noch kleiner oder gleich 0,05 mm und noch besser kleiner oder gleich 0,03 mm. Des Weiteren kann die Untergrenze des Rastermaßes P₂ zwischen den Metalldrähten 30 in der Richtung der langen Seite der rechteckigen Form des Metalldrahts 30 auf 0,02 mm oder mehr eingestellt sein.
Wenn das Rastermaß P₂ zwischen den Metalldrähten 30 in der Richtung der langen Seite der rechteckigen Form kleiner oder gleich 0,2 mm ist, kann leicht eine elektrische Verbindung mit Elektroden kleinen Rastermaßes hergestellt werden.
Das Material der elastischen Körper 21, das die Harzschicht 20 bildet, ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, solange das Material elastische und isolierende Eigenschaften hat, und Beispiele davon schließen Silikonkautschuk, Fluorkautschuk, Polybutadienkautschuk, Polyisoprenkautschuk, Polyurethankautschuk, Chloroprenkautschuk, Polyesterkautschuk, StyrolButadien-Copolymerkautschuk und Naturkautschuk ein. Unter diesen Alternativen ist Silikonkautschuk vorzuziehen, da Silikonkautschuk hochelastisch und hochgradig wärmebeständig ist.
Beispiele des Materials der Metalldrähte 30 schließen Gold, Platin, Silber, Kupfer, Nickel, Rhodium, Palladium, Schwarz-Ruthenium und Legierungen davon ein. Gold, Platin, Silber und Kupfer, die ein hohes Standard-Elektrodenpotential haben, sind vorzuziehen, und Gold und Silber, die weniger hart sind, sind noch mehr vorzuziehen. Der Metalldraht 30 kann einen Aufbau haben, der ein oder mehr Schichten des gleichen Materials oder einer Vielzahl von Materialien aufweist.
Der Klebstoff, der in der Haftschicht 40 verwendet wird, ist nicht auf einen bestimmten Klebstoff beschränkt, sondern es ist möglich, einen Klebstoff aus einem Material zu verwenden, das das gleiche wie das der elastischen Körper 21 ist, oder einen Klebstoff aus einem Material zu verwenden, das von denen der elastischen Körper 21 verschieden ist. Beispiele des Klebstoffs schließen Silikonklebstoff, modifizierten Silikonklebstoff, Naturlatexkautschukklebstoff, Urethanklebstoff, Polyvinylchloridklebstoff, Chloroprenkautschukklebstoff, Nitrilkautschukklebstoff, Nitrocelluloseklebstoff, Phenolklebstoff, Polyimidklebstoff und Polyvinylalkoholklebstoff ein. Unter diesen Klebstoffen ist Flüssigsilikonkautschuk, der leicht als ein dünner Film aufgebracht werden kann, vorzuziehen. Der Flüssigsilikonkautschuk befindet sich, wenn er aufgebracht wird, im flüssigen Zustand, aber wenn die Flüssigkeit vernetzt, wird sie zu weniger flüssigem oder festem Silikonkautschuk.
Der elektrische Verbinder 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Harzschicht 20 und eine große Anzahl der Metalldrähte 30 auf, die sich in der Dickenrichtung durch die Harzschicht 20 erstrecken. Die Metalldrähte 30 haben auf den Oberflächen, die mit dem Verbindungsanschluss der ersten Vorrichtung und dem Verbindungsanschluss der zweiten Vorrichtung verbunden werden sollen, jeweils eine rechteckige Form. Zumindest erste Seiten der rechteckigen Formen sind in gleichen Intervallen angeordnet. Die kurzen Seiten der rechteckigen Formen haben eine Länge von weniger als 5 µm. Wenn die Verbindungsanschlüsse der mit dem elektrischen Verbinder 10 zu verbindenden Vorrichtungen mit den Metalldrähten 30 verbunden werden, wird daher von den Metalldrähten 30 keine übermäßige Kraft auf den Verbindungsanschluss der Vorrichtung aufgebracht und es ist möglich, eine Beschädigung des Verbindungsanschlusses zu verhindern. Wenn die Metalldrähte 30 verwendet werden, die eine rechteckige Verbindungsfläche haben, kann zudem eine hochdichte Vorrichtung verbunden werden. Da der elektrische Verbinder 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit den Metalldrähten 30 versehen ist, deren rechteckige Form eine Länge der kurzen Seite von weniger als 5 µm hat, ist es zudem möglich, eine große Oberfläche sicherzustellen und hervorragende Hochfrequenzeigenschaften zu erreichen.
Die Metalldrähte 30, die sich durch den elektrischen Verbinder 10 erstrecken, können sich in der Dickenrichtung (Längsrichtung) entweder senkrecht oder diagonal zu der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b erstrecken.
Wenn die Metalldrähte 30 bezüglich der Dickenrichtung des elektrischen Verbinders 10 diagonal orientiert sind, ist es vorzuziehen, dass der spitze Winkel, der zwischen dem Metalldraht 30 und der Normalen zu der einen Oberfläche 20a ausgebildet ist, größer als 0° und kleiner oder gleich 60° ist, besser noch größer oder gleich 1° und kleiner oder gleich 45° ist und noch besser größer oder gleich 10° und kleiner oder gleich 30° ist. Mit einem solchen Winkelbereich kann mit einer geringen Last leicht eine stabile Verbindung erreicht werden, und es ist möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Anschlusses der zu verbindenden Vorrichtung zu verringern. Dieser Winkel wird passend abhängig von der Anordnung der Verbindungsanschlüsse auf den zwei damit zu verbindenden Vorrichtungen eingestellt. Dieser Winkel wird ermittelt, indem auf einem Querschnitt in der Dickenrichtung des elektrischen Verbinders 10 fünf oder mehr Metalldrähte 30 untersucht werden, indem unter Verwendung von Mitteln wie eines Digitalmikroskops, die eine Untersuchung mit einer Vergrößerung ermöglichen, ein Bild der Metalldrähte 30 aufgenommen wird, indem beruhend auf dem aufgenommenen Bild Messungen vorgenommen werden und indem ein Mittelwert der Messungen herangezogen wird.
Die Enden der im elektrischen Verbinder 10 enthaltenen Metalldrähte 30 können aus zumindest einer der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b herausragen. Ein „Ende eines Metalldrahts“ entspricht einem Bereich, der gemessen von der Spitze des Metalldrahts gleich 1/4 der Gesamtlänge des Metalldrahts ist. Wenn die Enden der Metalldrähte 30 aus der Hauptfläche herausragen, ist der Überstand nicht auf ein bestimmtes Maß beschränkt und wird beruhend auf der Form, Anordnung und dergleichen der Verbindungsanschlüsse der zwei Vorrichtungen, die über den elektrischen Verbinder 10 elektrisch miteinander verbunden werden, passend eingestellt.
Wenn die Enden der Metalldrähte 30 des elektrischen Verbinders 10 aus der einen Hauptfläche 20a oder der anderen Hauptfläche 20b herausragen, ist es möglich, dass diese herausragenden Enden durch Aufbringen einer Metallisierung eine Auflageschicht haben. Das Material der Auflageschicht ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, und es wird abhängig von dem Material der Metalldrähte 30 passend gewählt. Mit der Auflageschicht nimmt die Oberfläche (Querschnittsfläche) des Endes des Metalldrahts 30 zu, und somit nimmt die Fläche zu, mit der das Ende des Metalldrahts 30 mit dem Verbindungsanschluss der verbundenen Vorrichtung in Kontakt gebracht wird. Es ist daher möglich, zwischen ihnen eine stabile elektrische Verbindung zu halten.
[Herstellungsverfahren für elektrischen Verbinder]
Ein Verfahren zur Herstellung des elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet einen Schritt, in dem auf einer Oberfläche eines Grundmaterials eine Auflageschicht bereitgestellt wird (nachstehend als „Schritt A1“ bezeichnet); einen Schritt, in dem durch Laserbearbeitung der Auflageschicht eine große Anzahl von (das heißt eine Vielzahl von) Metalldrähten bereitgestellt wird, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind (nachstehend als „Schritt B1“ bezeichnet); einen Schritt, in dem eine erste Kautschuklage bereitgestellt wird, indem eine Oberfläche einer ersten tonartigen Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt C1“ bezeichnet); einen Schritt, in dem das Grundmaterial durch Nassätzen entfernt wird, sodass die Metalldrähte auf der einen Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben (nachstehend als „Schritt D1“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein elastischer Körper, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, ausgebildet wird, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine zweite tonartige Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt E1“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein Laminat ausgebildet wird, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte, die in einem ersten elastischen Körper enthalten sind, und diejenigen, die in einem zweiten elastischen Körper enthalten sind, parallel zueinander positioniert sind, wenn diese elastischen Körper laminiert werden (nachstehend als „Schritt F1“ bezeichnet); und einen Schritt, in dem das Laminat senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte geschnitten wird (nachstehend als „Schritt G1“ bezeichnet).
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 2(a) bis 2(d) und 3(a) bis 3(c) erläutert. In den 2 und 3 sind die Elemente, die die gleichen wie diejenigen sind, die in 1 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und überflüssige Erläuterungen von ihnen werden weggelassen.
Wie in 2(a) dargestellt ist, wird auf einer Oberfläche 50a eines Grundmaterials 50 eine Auflageschicht 60 bereitgestellt (Schritt A1).
Die Auflageschicht 60 wird im Schritt A1 auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 durch galvanische oder stromlose Abscheidung ausgebildet.
Das Grundmaterial 50 ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, solange die Auflageschicht 60 darauf durch galvanische oder stromlose Abscheidung ausgebildet werden kann. Wie in 2(a) dargestellt ist, kann als das Grundmaterial 50 zum Beispiel ein Laminat einer ersten Schicht 51 aus Kupfer, Messing oder einer Kupferlegierung wie Phosphorbronze und Nickelsilber und einer zweiten Schicht 52 aus Nickel oder Zink verwendet werden. Es ist auch möglich, eine dieser Metalllegierungen oder einen wasserlöslichen Film mit einer auf einer Oberfläche vorgesehenen Goldauflage-, Platinauflage-, Silberauflage-, Kupferauflage-, Nickelauflage-, Rhodiumauflage-, Palladiumauflage- oder Schwarz-Rutheniumauflageschicht zu verwenden. Ein Beispiel des wasserlöslichen Films ist Polyvinylalkohol.
Als das Material der Auflageschicht 60 kann zum Beispiel ein Metall wie Gold, Platin, Silber, Kupfer, Nickel oder eine Legierung davon verwendet werden.
Wie in 2(b) dargestellt ist, wird auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 durch Laserbearbeitung der Auflageschicht 60 eine große Anzahl von Metalldrähten 30 ausgebildet, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind (Schritt B1).
Die Wellenlänge des bei der Laserbearbeitung verwendeten Lasers ist nicht auf eine bestimmte Wellenlänge beschränkt, solange die Auflageschicht 60 bearbeitet werden kann. Im Schritt B1 wird beim Ausbilden der Metalldrähte 30 durch Bearbeitung der Auflageschicht 60 ein Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm oder 355 nm verwendet, wodurch leicht ein stark reflektierendes Material wie Gold oder Kupfer bearbeitet werden kann, was die zu bearbeitende Oberfläche weniger leicht aufheizen lässt und was eine feinere Mikrobearbeitung als die erlaubt, die mit einer fundamentalen Welle bei einer Wellenlänge von 1064 nm erreicht wird.
Wie in 2(c) dargestellt ist, wird dann eine erste Kautschuklage 71a ausgebildet, indem eine Oberfläche 71a der ersten tonartigen Kautschuklage 71 auf die Metalldrähte 30 geklebt wird, die auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 ausgebildet wurden, und die erste tonartige Kautschuklage 71 dann vulkanisiert wird (Schritt C1).
Die erste tonartige Kautschuklage 71 ist nicht auf eine bestimmte Art beschränkt und Beispiele von ihr schließen tonartigen Silikonkautschuk, tonartigen Fluorkautschuk, tonartigen Polybutadienkautschuk, tonartigen Polyisoprenkautschuk, tonartigen Polyurethankautschuk, tonartigen Chloroprenkautschuk, tonartigen Polyesterkautschuk, tonartigen Styrol-Butadien-Copolymerkautschuk und tonartigen Naturkautschuk ein, die durch Wärme, Licht oder Bestrahlung mit elektromagnetischen Wellen vulkanisiert und vernetzt werden.
Die tonartige Kautschuklage wird erzielt, indem zu einer mahlbaren Masse ein Vulkanisationsmittel und notwendige Additive zugegeben werden und die Masse geknetet wird.
Ein bestimmtes Beispiel des tonartigen Silikonkautschuks schließt ein, was eine Kautschukmasse genannt wird, etwa KE-174-U, erhältlich von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Die Härte des vernetzten tonartigen Silikonkautschuks (Durometer A) ist vorzugsweise größer oder gleich 20 und besser noch größer oder gleich 30. Die Obergrenze dieser Härte ist vorzugsweise auf kleiner oder gleich 90 eingestellt. Wenn die Härte innerhalb dieses Bereichs liegt, ist es möglich, dem elektrischen Verbinder eine passende Steifigkeit zu verleihen.
Die Härte wird entsprechend dem in JIS K 6249:2003 spezifizierten Verfahren gemessen.
Die Dicke der ersten tonartigen Kautschuklage 71 ist nicht auf eine bestimmte Dicke beschränkt und sie wird abhängig von der erforderlichen Dicke der Harzschicht 20, die durch Verbinden der elastischen Körper 21 aus den ersten tonartigen Kautschuklagen 71 ausgebildet wird, passend eingestellt. Die Dicke kann zum Beispiel 0,0005 mm bis 0,5 mm betragen. Die Lage kann auch als ein Film bezeichnet werden.
Die erste Kautschuklage 71A wird im Schritt C1 ausgebildet, indem die erste tonartige Kautschuklage 71 erhitzt und vulkanisiert wird.
Wie in 2(d) dargestellt ist, wird das Grundmaterial 50 dann durch Nassätzen entfernt, sodass die Metalldrähte 30 auf der einen Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A zurückbleiben (Schritt D1).
Wenn als das Grundmaterial 50 Kupfer verwendet wird, wird das Grundmaterial 50, auf dem die Metalldrähte 30 ausgebildet sind und das die erste Kautschuklage 71 angeklebt hat, in Eisen(III)-chloridlösung getaucht. Wenn als das Grundmaterial 50 ein wasserlöslicher Film verwendet wird, wird das Grundmaterial 50, auf dem die Metalldrähte 30 ausgebildet sind und das die erste Kautschuklage 71 angeklebt hat, in Wasser getaucht. Auf diese Weise wird das Grundmaterial 50 entfernt.
Das Grundmaterial 50 wird im Schritt D1 durch Nassätzen entfernt, sodass die Metalldrähte 30 auf der einen Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A zurückbleiben. Mit anderen Worten werden die Metalldrähte 30 auf die eine Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A übertragen.
Wie in 3(a) dargestellt ist, wird dann eine zweite Kautschuklage 72A ausgebildet, indem die zweite tonartige Kautschuklage 72 auf eine Weise auf die eine Oberfläche 71a der erste Kautschuklage 71A geklebt wird, dass sie die Metalldrähte 30 bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage 72 dann vulkanisiert wird. Auf diese Weise wird der elastische Körper 21 ausgebildet, der die erste Kautschuklage 71A, die Metalldrähte 30 und die zweite Kautschuklage 72A umfasst (Schritt E1).
Es ist vorzuziehen, als die zweite tonartige Kautschuklage 72 die gleiche Art an Lage wie die erste tonartige Kautschuklage 71 zu verwenden.
Es ist auch vorzuziehen, die Dicke der zweiten tonartigen Kautschuklage 72 auf die Dicke einzustellen, die die gleiche wie die der ersten tonartigen Kautschuklage 71 ist.
Die zweite Kautschuklage 72A wird im Schritt E1 ausgebildet, indem die zweite tonartige Kautschuklage 72 erhitzt und vulkanisiert wird.
Wie in 3(b) dargestellt ist, wird dann ein Laminat 80 ausgebildet, indem eine Vielzahl der elastischen Körper 21, die als Ergebnis der Schritte A1 bis E1 erzielt wurden, auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte 30 in einer Ansicht aus einer Richtung gesehen, die sich senkrecht mit einer Laminierrichtung der elastischen Körper 21 schneidet, parallel verlaufen und in einer Ansicht in der Laminierrichtung der elastischen Körper 21 an eine Position übereinander gelangen (Schritt F1).
Beispiele des Verfahrens zum Laminieren der elastischen Körper 21 schließen ein Verfahren, das einen Klebstoff 90 verwendet, und ein Verfahren ein, bei dem die elastischen Körper 21 chemisch verbunden werden, indem die Oberflächen der elastischen Körper 21 durch Aufbringung einer Oberflächenbehandlung wie Corona-Entladung oder Vakuum-Ultraviolettbestrahlung aktiviert werden.
Als der Klebstoff 90 kann der gleiche oder ein ähnlicher Klebstoff wie der in der Haftschicht 40 verwendet werden.
Bestimmte Beispiele des Flüssigsilikonkautschuks, der ein Beispiel des Klebstoffs ist, schließen diejenigen ein, die infolge einer Additionsreaktion thermisch vernetzen, z. B. KE-1935-A und KE-1935-B, erhältlich von Shin-Etsu Chemical Co. Ltd.
Die Viskosität des unvernetzten Flüssigsilikonkautschuks ist deutlich geringer als die der tonartigen Silikonmasse, und sie ist zum Beispiel vorzugsweise kleiner oder gleich 500 Pa·s, besser noch kleiner oder gleich 200 Pa·s und noch besser kleiner oder gleich 100 Pa·s.
Die Konzentration ([g/cm³] bei 23°C) des unvernetzten Flüssigsilikonkautschuks ist vorzugsweise geringer als die des tonartigen Silikonkautschuks und sie ist zum Beispiel vorzugsweise kleiner als 1,10, vorzugsweise kleiner oder gleich 1,06 und noch besser kleiner oder gleich 1,03. Die Untergrenze dieser Konzentration ist üblicherweise größer oder gleich 1,00. Wenn die Konzentration innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, kann der Flüssigsilikonkautschuk problemlos aufgebracht werden.
Die Härte des vernetzten Flüssigsilikonkautschuks (Durometer A) ist vorzugsweise größer oder gleich 20 und besser noch größer oder gleich 30. Die Obergrenze dieser Härte beträgt vorzugsweise 90 oder weniger. Wenn die Härte innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, ist es möglich, dem elektrischen Verbinder eine passende Steifigkeit zu verleihen.
Die Viskosität, die Konzentration und die Härte werden entsprechend dem in JIS K 6249:2003 spezifizierten Verfahren gemessen.
Das sich aus Schritt F1 ergebende Laminat 80 wird dann senkrecht oder diagonal zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 (das heißt bezüglich der Papierfläche in 3(c) in der Tiefenrichtung) geschnitten (Schritt G1). Wenn das Laminat 80 senkrecht geschnitten wird, wird die Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 in dem elektrischen Verbinder 10 senkrecht zu der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b sein. Wenn das Laminat 80 diagonal geschnitten wird, wird die Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 in dem elektrischen Verbinder 10 diagonal zu der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b und auch diagonal zur Dickenrichtung des elektrischen Verbinders 10 sein.
Auf diese Weise wird, wie in 3(c) dargestellt ist, der elektrische Verbinder 10 erzielt.
In dem Herstellungsverfahren gemäß dem oben erläuterten ersten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, anstelle der ersten und zweiten tonartigen Kautschuklagen Kautschuklagen aus Flüssigsilikon zu verwenden. Wenn Kautschuklagen aus Flüssigsilikon verwendet werden, ist es vorzuziehen, Lagen aus halbvernetztem Flüssigsilikon oder Lagen, die sich durch Ausbilden weniger flüssigen Flüssigsilikons ergeben, zu verwenden.
Zweites Ausführungsbeispiel
[Herstellungsverfahren für elektrischen Verbinder]
Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet einen Schritt, in dem eine Auflageschicht auf einer Oberfläche eines Grundmaterials bereitgestellt wird (nachstehend als „Schritt A2“ bezeichnet); einen Schritt, in dem eine erste Kautschuklage bereitgestellt wird, indem eine Oberfläche einer ersten tonartigen Kautschuklage auf die Auflageschicht geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde, und die erste tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt B2“ bezeichnet); einen Schritt, in dem das Grundmaterial durch Nassätzen entfernt wird, sodass die Auflageschicht auf der einen Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleibt (nachstehend als „Schritt C2“ bezeichnet); einen Schritt, in dem durch Laserbearbeitung der Auflageschicht eine große Anzahl von (das heißt eine Vielzahl von) Metalldrähten bereitgestellt wird, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind (nachstehend als „Schritt D2“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein elastischer Körper, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, ausgebildet wird, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten tonartigen Kautschuklage auf eine Weise auf eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt E2“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein Laminat ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von elastischen Körpern auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte, die in einem ersten elastischen Körper enthalten sind, und diejenigen, die in einem zweiten elastischen Körper enthalten sind, parallel zueinander positioniert sind, wenn diese elastischen Körper laminiert werden (nachstehend als „Schritt F2“ bezeichnet); und einen Schritt, in dem das Laminat senkrecht oder diagonal zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte geschnitten wird (nachstehend als „Schritt G2“ bezeichnet).
Anstelle der ersten und zweiten tonartigen Kautschuklagen ist es auch möglich, Kautschuklagen aus Flüssigsilikon zu verwenden. Wenn Kautschuklagen aus Flüssigsilikon verwendet werden, ist es vorzuziehen, Lagen aus halbvernetztem Flüssigsilikon oder Lagen, die sich durch Ausbilden weniger flüssigen Flüssigsilikons ergeben, zu verwenden.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 4(a) bis 4(d) und 5(a) bis 5(c) erläutert. In den 4 und 5 sind die Elemente, die die gleichen wie diejenigen sind, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und überflüssige Erläuterungen von ihnen werden weggelassen.
Wie in 4(a) dargestellt ist, wird eine Auflageschicht 60 auf einer Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 bereitgestellt (Schritt A2).
Die Auflageschicht 60 wird im Schritt A2 auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt A1 durch galvanische oder stromlose Abscheidung ausgebildet.
Wie in 4(b) dargestellt ist, wird dann die erste Kautschuklage 71A ausgebildet, indem auf die Auflageschicht 60, die auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 ausgebildet ist, eine Oberfläche 71a der ersten tonartigen Kautschuklage 71 geklebt wird und die erste tonartige Kautschuklage 71 dann vulkanisiert wird (Schritt B2).
Die erste tonartige Kautschuklage 71 wird im Schritt B2 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt C1 vulkanisiert.
Wie in 4(c) dargestellt ist, wird das Grundmaterial 50 dann durch Nassätzen entfernt, sodass die Auflageschicht 60 auf der einen Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A zurückbleibt (Schritt C2).
Das Grundmaterial 50 wird im Schritt C2 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt D1 durch Nassätzen entfernt.
Wie in 4(d) dargestellt ist, wird dann auf der einen Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A durch Laserbearbeitung der Auflageschicht 60 eine große Anzahl der Metalldrähte 30 ausgebildet, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind (Schritt D2).
Die Auflageschicht 60 wird im Schritt D2 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt B1 laserbearbeitet.
Wie in 5(a) dargestellt ist, wird dann die zweite Kautschuklage 72A ausgebildet, indem die zweite tonartige Kautschuklage 72 auf eine Weise auf die eine Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A geklebt wird, dass sie die Metalldrähte 30 bedeckt, und indem die zweite tonartige Kautschuklage 72 dann vulkanisiert wird. Auf diese Weise wird der elastische Körper 21 ausgebildet, der die erste Kautschuklage 71A, die Metalldrähte 30 und die zweite Kautschuklage 72A umfasst (Schritt E2).
Der elastische Körper 21 wird im Schritt E2 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt E1 ausgebildet.
Wie in 5(b) dargestellt ist, wird dann ein Laminat 80 ausgebildet, indem eine Vielzahl der elastischen Körper 21, die als Ergebnis der Schritte A2 bis E2 erzielt wurden, auf eine solche Weise laminiert werden, dass die Metalldrähte 30 in einer Ansicht in einer Richtung gesehen, die sich senkrecht mit der Laminierrichtung der elastischen Körper 21 schneidet, parallel zueinander sind und dass die Metalldrähte 30 in der Ansicht entlang der Laminierrichtung der elastischen Körper 21 an eine Position übereinander gelangen (Schritt F2).
Das Laminat 80 wird im Schritt F2 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt F1 ausgebildet.
Das sich aus dem Schritt F2 ergebende Laminat 80 wird senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 (das heißt bezüglich der Papierfläche in 5(c) in der Tiefenrichtung) geschnitten (Schritt G2).
Auf diese Weise wird, wie in 5(c) dargestellt ist, der elektrische Verbinder 10 erzielt.
Drittes Ausführungsbeispiel
[Herstellungsverfahren für elektrischen Verbinder]
Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet einen Schritt, in dem eine große Anzahl von (das heißt eine Vielzahl von) Metalldrähten bereitgestellt wird, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem eine Metallnanopaste auf eine Oberfläche eines Grundmaterials aufgebracht wird (nachstehend als „Schritt A3“ bezeichnet); einen Schritt, in dem eine erste Kautschuklage bereitgestellt wird, indem eine Oberfläche einer ersten tonartigen Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt B3“ bezeichnet); einen Schritt, in dem das Grundmaterial durch Nassätzen entfernt wird, sodass die Metalldrähte auf der einen Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben (nachstehend als „Schritt C3“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein elastischer Körper ausgebildet wird, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten tonartigen Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt D3“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein Laminat ausgebildet wird, indem eine Vielzahl von elastischen Körpern auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte, die in einem ersten elastischen Körper enthalten sind, und diejenigen, die in einem zweiten elastischen Körper enthalten sind, parallel zueinander positioniert sind, wenn diese elastischen Körper laminiert werden (nachstehend als „Schritt E3“ bezeichnet); und einen Schritt, in dem das Laminat senkrecht oder diagonal zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte geschnitten wird (nachstehend als „Schritt F3“ bezeichnet).
Anstelle der ersten und zweiten tonartigen Kautschuklagen ist es auch möglich, Kautschuklagen aus Flüssigsilikon zu verwenden. Wenn Kautschuklagen aus Flüssigsilikon verwendet werden, ist es vorzuziehen, Lagen aus halbvernetztem Flüssigsilikon oder Lagen, die sich durch Ausbilden weniger flüssigen Flüssigsilikons ergeben, zu verwenden.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 6(a) bis 6(c) und 7(a) bis 7(c) erläutert. In den 6 und 7 sind die Elemente, die die gleichen wie diejenigen sind, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und überflüssige Erläuterungen von ihnen werden weggelassen.
Wie in 6(a) dargestellt ist, wird eine große Anzahl von Metalldrähten ausgebildet, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem auf die eine Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 Metallnanopaste aufgebracht wird (Schritt A3).
Im Schritt A3 werden als ein Verfahren, um die Metalldrähte 30 auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 auszubilden, auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 mit der Metallnanopaste über zum Beispiel elektrostatische Entladung dünne Linien 30A gezogen. Zu diesem Zeitpunkt wird auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 auf eine Weise eine große Anzahl von dünnen Linien 30A ausgebildet, dass sie entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind.
Ein Beispiel der Metallnanopaste sind nanogroße Metallpartikel aus Metall wie Gold, Platin, Silber, Kupfer, Nickel oder einer Legierung davon (die einen mittleren Partikeldurchmesser von weniger als 1 nm bis 1 µm haben), die in Bindemittelharz verteilt sind. Als die Metallnanopaste kann ein kommerziell erhältliches Produkt verwendet werden.
Diese dünne Linien 30A werden dann wie auch das Grundmaterial 50 gebrannt und in die Metalldrähte 30 umgewandelt. Als die Brenntemperatur ist es vorzuziehen, eine Temperatur zu verwenden, bei der das Grundmaterial 50 nicht durch Verbrennen beschädigt wird und sie beträgt zum Beispiel 150 bis 400°C oder so. Das Grundmaterial 50 besteht vorzugsweise aus einem Material, das beim Brennen nicht beschädigt wird.
Wie in 6(b) dargestellt ist, wird dann die erste Kautschuklage 71A ausgebildet, indem die eine Oberfläche 71a der ersten tonartigen Kautschuklage 71 auf die Metalldrähte 30, die auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 ausgebildet sind, geklebt wird und die erste tonartige Kautschuklage 71 dann vulkanisiert wird (Schritt B3).
Die erste tonartige Kautschuklage 71 wird im Schritt B3 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt C1 vulkanisiert.
Wie in 6(c) dargestellt ist, wird das Grundmaterial 50 durch Nassätzen entfernt, sodass die Metalldrähte 30 auf der einen Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A zurückbleiben (Schritt C3).
Das Grundmaterial 50 wird im Schritt C3 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt D1 durch Nassätzen entfernt.
Wie in 7(a) dargestellt ist, wird die zweite Kautschuklage 72A dann erhalten, indem die zweite tonartige Kautschuklage 72 auf eine Weise auf die eine Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A geklebt wird, dass sie die Metalldrähte 30 bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage 72 dann vulkanisiert wird. Auf diese Weise wird der elastische Körper 21 ausgebildet, der die erste Kautschuklage 71A, die Metalldrähte 30 und die zweite Kautschuklage 72A umfasst (Schritt D3).
Der elastische Körper 21 wird im Schritt D3 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt E1 ausgebildet.
Wie in 7(b) gezeigt ist, wird dann ein Laminat 80 ausgebildet, indem eine Vielzahl der elastischen Körper 21, die als Ergebnis der Schritte A3 bis D3 erzielt wurden, auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte 30 in einer Ansicht in einer Richtung gesehen, die sich senkrecht mit der Laminierrichtung der elastischen Körper 21 schneidet, parallel verlaufen und in der Ansicht entlang der Laminierrichtung der elastischen Körper 21 an eine Position übereinander gelangen (Schritt E3).
Das Laminat 80 wird im Schritt E3 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt F1 ausgebildet.
Das sich aus dem Schritt E3 ergebende Laminat 80 wird dann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 (das heißt bezüglich der Papierfläche in 7(c) in der Tiefenrichtung) geschnitten (Schritt F3).
Auf diese Weise wird, wie in 7(c) dargestellt ist, der elektrische Verbinder 10 erzielt.
Viertes Ausführungsbeispiel
[Herstellungsverfahren für elektrischen Verbinder]
Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet einen Schritt, in dem Flüssigsilikonkautschuk auf eine Oberfläche einer Siliciumwaferform aufgebracht wird, die ein Siliciumwafer ist, wobei die eine Oberfläche mit einer großen Anzahl von (das heißt einer Vielzahl von) bandartigen Nuten versehen ist, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, und der Flüssigsilikonkautschuk auf eine solche Weise aufgebracht wird, dass der Flüssigsilikonkautschuk auf der Siliciumwaferform ins Innere der Nuten gelangt, und der Flüssigsilikonkautschuk dann vulkanisiert wird, um eine Silikonkautschukform mit Vorsprüngen und Vertiefungen zu erhalten, die den Nuten der Silikonkautschukform entsprechen (nachstehend als „Schritt A4“ bezeichnet); einen Schritt, in dem Vorläufer einer Vielzahl von Metalldrähten bereitgestellt werden, indem Metallnanopaste auf die Vorsprünge der Silikonkautschukform aufgebracht wird (nachstehend als „Schritt B4“ bezeichnet); einen Schritt, in dem eine Oberfläche einer ersten tonartigen Kautschuklage auf die Vorläufer der Metalldrähte, die auf den Vorsprüngen der Silikonkautschukform ausgebildet wurden, geklebt wird und die Vorläufer der Metalldrähte auf eine Oberfläche der ersten tonartigen Kautschuklage übertragen werden (nachstehend als „Schritt C4“ bezeichnet); einen Schritt, in dem eine erste Kautschuklage bereitgestellt wird, indem die erste tonartige Kautschuklage vulkanisiert wird, und auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage eine große Anzahl von (das heißt eine Vielzahl von) Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, ausgebildet wird, indem die Vorläufer der Metalldrähte gebrannt werden (nachstehend als „Schritt D4“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein elastischer Körper, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, ausgebildet wird, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten tonartigen Kautschuklage auf eine Weise auf eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt E4“ bezeichnet); einen Schritt, in dem ein Laminat ausgebildet wird, in dem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte, die in einem ersten elastischen Körper enthalten sind, und diejenigen, die in einem zweiten elastischen Körper enthalten sind, parallel zueinander positioniert sind, wenn diese elastischen Körper laminiert werden (nachstehend als „Schritt F4“ bezeichnet); und einen Schritt, in dem das Laminat senkrecht oder diagonal zu der Richtung in der Erstreckungsrichtung der Metalldrähte geschnitten wird (nachstehend als „Schritt G4“ bezeichnet).
Anstelle der ersten und zweiten tonartigen Kautschuklagen ist es auch möglich, Kautschuklagen aus Flüssigsilikon zu verwenden. Wenn Kautschuklagen aus Flüssigsilikon verwendet werden, ist es vorzuziehen, Lagen aus halbvernetztem Flüssigsilikon oder Lagen, die sich durch Ausbilden weniger flüssigen Flüssigsilikons ergeben, zu verwenden.
Das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 8(a) bis 8(d) und 9(a) bis 9(e) erläutert. In den 8 und 9 sind die Elemente, die die gleichen wie diejenigen sind, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und überflüssige Erläuterungen von ihnen werden weggelassen.
Wie in 8(a) dargestellt ist, wird auf einer Oberfläche 100a eines Siliciumwafers 100 eine Siliciumwaferform 110 ausgebildet, indem eine große Anzahl von bandartigen Nuten 101 ausgebildet wird, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind.
Beispiele für das Verfahren, um die Nuten 101 auf dem Siliciumwafer 100 auszubilden, schließen Ätzen mittels eines sauren Ätzmittels, das eine Verdünnung von Flusssäure und Salpetersäure mit reinem Wasser oder Essigsäure ist, oder eines alkalischen Ätzmittels, das eine Verdünnung von Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid mit reinem Wasser ist, und Trockenätzen mittels Plasma ein.
Wie in 8(b) dargestellt ist, wird Flüssigsilikonkautschuk 200 auf eine solche Weise auf die eine Oberfläche 110a der Siliciumwaferform 110 aufgebracht, dass der Flüssigsilikonkautschuk 200 auf der Siliciumwaferform 110 ins Innere der Nuten 101 gelangt, und der Flüssigsilikonkautschuk 200 wird dann vulkanisiert, um, wie in 8(c) dargestellt ist, eine Silikonkautschukform 210 mit Vorsprüngen 212 und Vertiefungen 211 zu erhalten, die den Nuten 101 der Siliciumwaferform 110 entsprechen (Schritt A4).
Der Flüssigsilikonkautschuk 200 wird im Schritt A4 erhitzt und vulkanisiert.
Wie in 8(d) dargestellt ist, werden dann auf den Vorsprüngen 212 der Silikonkautschukform 210 mit Metallnanopaste Vorläufer 300 der Metalldrähte ausgebildet (Schritt B4).
Im Schritt B4 ist es möglich, als ein Verfahren, um auf der Silikonkautschukform 210 auf den Vorsprüngen 212 die Vorläufer 300 der Metalldrähte auszubilden, ein Verfahren zu verwenden, in dem die Vorläufer 300 der Metalldrähte, indem sie übertragen werden, auf den Vorsprüngen 212 der Silikonkautschukform 210 gezogen werden.
Wie in 9(a) dargestellt ist, wird dann auf die Vorläufer 300 der Metalldrähte, die auf den Vorsprüngen 212 auf der Silikonkautschukform 210 ausgebildet sind, eine Oberfläche 71a der ersten tonartigen Kautschuklage 71 geklebt und es werden die Vorläufer 300 der Metalldrähte auf die eine Oberfläche 71a der ersten tonartigen Kautschuklage 71 übertragen (Schritt C4).
Die erste Kautschuklage 71A wird dann ausgebildet, indem die erste tonartige Kautschuklage 71 vulkanisiert wird. Indem die Vorläufer 300 der Metalldrähte gebrannt werden, wird zudem, wie in 9(b) dargestellt ist, auf einer Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A eine große Anzahl der Metalldrähte 30 bereitgestellt, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind (Schritt D4).
Wenn die Vorläufer im Schritt D4 gebrannt werden, kann gleichzeitig die erste tonartige Kautschuklage 71 erhitzt und vulkanisiert werden. Eine bevorzugte Temperatur zum Brennen der Vorläufer beträgt zum Beispiel 150 bis 250°C oder so.
Wie in 9(c) dargestellt ist, wird dann die zweite Kautschuklage 72A ausgebildet, indem die zweite tonartige Kautschuklage 72 auf eine solche Weise auf die eine Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A geklebt wird, dass sie die Metalldrähte 30 bedeckt, und die zweite tonartige Kautschuklage 72 dann vulkanisiert wird. Auf diese Weise wird der elastische Körper 21 ausgebildet, der die erste Kautschuklage 71A, die Metalldrähte 30 und die zweite Kautschuklage 72A umfasst (Schritt E4).
Der elastische Körper 21 wird im Schritt E4 auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt E1 ausgebildet.
Wie in 9(d) dargestellt ist, wird dann ein Laminat 80 ausgebildet, indem eine Vielzahl der elastischen Körper 21, die als Ergebnis der Schritte A4 bis E4 erzielt wurden, auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte 30 an eine Position übereinander gelangen (Schritt F4).
Im Schritt F4 wird auf die gleiche Weise wie im oben beschriebenen Schritt F1 ein Laminat 80 ausgebildet.
Das sich aus dem Schritt F4 ergebende Laminat 80 wird dann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 geschnitten (Schritt G4).
Auf diese Weise wird, wie in 9(e) dargestellt ist, der elektrische Verbinder 10 erzielt.
Fünftes Ausführungsbeispiel
[Herstellungsverfahren für elektrischen Verbinder]
Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beinhaltet einen Schritt, in dem auf einer Oberfläche eines Grundmaterials, das mit einem Linien- und Raum-Resistmuster (L/S-Resistmuster) versehen ist, in dem bandartige Nuten entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, eine Vielzahl von Metalldrähten ausgebildet wird, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem in den Nuten, wo die eine Oberfläche des Grundmaterials frei liegt, eine Auflageschicht ausgebildet wird (nachstehend als „Schritt A5“ bezeichnet); einen Schritt, in dem das Resistmuster von der einen Oberfläche des Grundmaterials entfernt wird (nachstehend als „Schritt B5“ bezeichnet); einen Schritt, in dem eine erste Kautschuklage bereitgestellt wird, indem eine Oberfläche einer ersten unvulkanisierten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste unvulkanisierte Kautschuklage dann vulkanisiert wird (nachstehend als „Schritt C5“ bezeichnet); und einen Schritt, in dem das Grundmaterial durch Nassätzen entfernt wird, sodass die Metalldrähte auf der einen Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben (nachstehend als „Schritt D5“ bezeichnet).
Die unvulkanisierte Kautschuklage kann aus tonartigem Silikon oder Flüssigsilikon bestehen. Wenn Flüssigsilikon verwendet werden soll, ist es vorzuziehen, halbvernetztes Flüssigsilikon oder weniger flüssiges Flüssigsilikon zu verwenden.
Das im Schritt A5 verwendete Grundmaterial kann ein beliebiges Grundmaterial mit Leitfähigkeit sein, das ermöglicht, dass auf einer Oberfläche von ihm eine Auflageschicht bereitgestellt wird, und das durch Nassätzen, das im folgenden Schritt D5 durchgeführt wird, entfernt werden kann. Ein Beispiel des Grundmaterials schließt das für Schritt A1 erläuterte Grundmaterial ein. Es wird ein Grundmaterial mit dem L/S-Resistmuster verwendet, das zuvor auf einer Oberfläche von ihm ausgebildet wurde. Die eine Oberfläche des Grundmaterials liegt zur Bodenfläche der Nuten frei, die durch die Räume in dem L/S-Muster definiert werden. Indem auf der frei liegenden einen Oberfläche durch ein übliches galvanisches oder stromloses Abscheidungsverfahren eine Auflageschicht ausgebildet wird, ist es möglich, innerhalb der Nuten die Metalldrähte zu erzielen, die sich entlang der Längsrichtung der Nuten erstrecken. Indem das Rastermaß der Räume in dem L/S-Muster eingestellt wird, ist es möglich, das Rastermaß zwischen den auszubildenden Metalldrähten einzustellen. Indem die Dicke der Auflageschicht eingestellt wird, ist es zudem möglich, die Dicke der Metalldrähte einzustellen. Unter dem Gesichtspunkt, einen Kurzschluss zwischen den ausgebildeten Metalldrähten zu verhindern, ist es vorzuziehen, dass das Resistmuster eine Dicke hat, die größer als die Dicke der Auflageschicht ist.
Das Resistmuster, das auf dem Grundmaterial bereitgestellt wurde, das im Schritt A5 verwendet wird, kann in diesem Schritt mittels eines üblichen Verfahrens ausgebildet werden, oder es ist auch möglich, ein Grundmaterial mit einem gewünschten Resistmuster zu kaufen, das darauf im Voraus ausgebildet wurde.
Mit dem oben beschriebenen Schritt A5 ist es möglich, auf einer Oberfläche des Grundmaterials eine Vielzahl von Metalldrähten auszubilden, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind.
Das Resistmuster wird im Schritt B5 von der einen Oberfläche des Grundmaterials, wo die Metalldrähte und das Resistmuster angeordnet sind, entfernt. Als ein Verfahren, um es entfernen, ist aufgrund seiner Einfachheit Nassätzen vorzuziehen, bei dem das Grundmaterial in ein Lösungsmittel getaucht wird, das das aus Harz bestehende Resist auflösen kann. Die Metalldrähte, die im Schritt A5 ausgebildet wurden, bleiben bei entferntem Resist auf der einen Oberfläche des Grundmaterials zurück.
Als Ergebnis des oben beschriebenen Schritts B5 wird, wie in 2(b) dargestellt ist, das Grundmaterial 50 erhalten, das auf der einen Oberfläche 50a mit den Metalldrähten 30 versehen ist.
Wie in 2(c) dargestellt ist, wird dann die erste Kautschuklage 71A erhalten, indem eine Oberfläche 71a der ersten unvulkanisierten Kautschuklage 71 auf die Metalldrähte 30 geklebt wird, die auf der einen Oberfläche 50a des Grundmaterials 50 ausgebildet sind, und die erste unvulkanisierte Kautschuklage 71 dann vulkanisiert wird (Schritt C5). Wie in 2(d) dargestellt ist, wird das Grundmaterial 50 dann durch Nassätzen entfernt, sodass die Metalldrähte 30 auf der einen Oberfläche 71a der ersten Kautschuklage 71A zurückbleiben (Schritt D5).
Die sich an den Schritt D5 anschließenden Schritte werden auf die gleiche Weise wie in den Schritten E1 bis G1 des Herstellungsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt, es ist aber auch möglich, auf die unten erläuterte Weise Schritte E5 bis F5 durchzuführen, die davon verschieden sind.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Vielzahl von sich aus dem Schritt D5 ergebenden Kautschuklagen 71A vorbereitet, und es wird ein Laminat 80 ausgebildet, indem eine erste Kautschuklage 71A, wie in 15 dargestellt ist, über den Klebstoff 90 auf eine solche Weise auf eine zweite Kautschuklage 71A laminiert wird, dass die eine Oberfläche 71a der ersteren, wo die Metalldrähte 30 vorhanden sind, der anderen Seite der letzteren, wo die Metalldrähte 30 nicht vorhanden sind, zugewandt ist (Schritt E5).
In 15 sind die Elemente, die die gleichen wie diejenigen sind, die in den 1 bis 3 dargestellt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und überflüssige Erläuterungen von ihnen werden weggelassen.
15 stellt ein Beispiel dar, in dem anstelle der Kautschuklagen 71A die Grundmaterialien 50 mit den Metalldrähten 30 auf die obersten und untersten Schichten des Laminats 80 laminiert werden. Diese Schichten der Grundmaterialien 50 werden anschließend durch Ätzen entfernt, und wenn die Metalldrähte 30 freigelegt sind, wird auf ihrer Oberfläche eine Isolierschicht ausgebildet, indem der Klebstoff 90 aufgebracht wird. Allerdings ist es auch möglich, nur die Kautschuklagen 71A über den Klebstoff 90 zu laminieren, ohne dass das Grundmaterial 50 bereitgestellt wird.
Was die Dicke des Klebstoffs 90 im Laminat 80 betrifft, kann zum Beispiel eine Dicke verwendet werden, die der der zweiten unvulkanisierten Kautschuklage 72 entspricht, die im ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird.
Der Klebstoff 90 wird abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffs 90 gegebenenfalls mittels eines weithin bekanntem Verfahrens wie Erhitzen und Trocknen vulkanisiert und vernetzt.
Das sich aus dem Schritt E5 ergebende Laminat 80 wird dann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte 30 (das heißt bezüglich der Papierfläche in 15 in der Tiefenrichtung) geschnitten (Schritt F1).
Auf diese Weise wird ein beabsichtigter elektrischer Verbinder (z. B. ein elektrischer Verbinder, der der gleiche wie derjenige ist, der in 3(c) dargestellt ist) erhalten.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist einfacher als das erste Ausführungsbeispiel, da es mit keinem Schritt einhergeht, in dem die elastischen Körper 21 unter Verwendung des zweiten unvulkanisierten Silikonkautschuks bereitgestellt werden.
Mit dem oben erläuterten Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen ist es möglich, einen elektrischen Verbinder 10 zu erzielen, bei dem von den Metalldrähten 30 keine übermäßige Kraft auf den Verbindungsanschluss einer mit dem elektrischen Verbinder 10 zu verbindenden Vorrichtung aufgebracht wird und eine Beschädigung des Verbindungsanschlusses verhindert wird und mit dem eine hochdichte Vorrichtung kleinen Rastermaßes verbunden werden kann. Mit dem Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß den ersten bis fünften Ausführungsbeispielen kann außerdem leicht ein elektrischer Verbinder 10 kleinen Rastermaßes hergestellt werden, der mit dünnen Metalldrähten 30 versehen ist.
Des Weiteren kann das Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders gemäß diesen Ausführungsbeispielen einen Schritt beinhalten, in dem Enden der Metalldrähte 30 aus mindestens einer der einen Hauptfläche 20a und der anderen Hauptfläche 20b des elektrischen Verbinders 10 herausragen gelassen werden (Herausrageschritt).
Als ein Verfahren, um die Enden der Metalldrähte 30 aus der Hauptfläche herausragen zu lassen, ist zum Beispiel ein Verfahren verfügbar, in dem ein Teil der Harzschicht, die die Hauptfläche des elektrischen Verbinders 10 bildet, durch Laserätzen, chemisches Ätzen oder maschinelle Bearbeitung abgeschabt wird.
Wenn auf den herausragenden Enden der Metalldrähte 30 eine Auflageschicht ausgebildet werden soll, kann jedes bekannte galvanische oder stromlose Abscheidungsverfahren verwendet werden.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nun genauer mittels einiger Beispiele und eines Vergleichsbeispiels erläutert, wobei der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung jedoch nicht auf die unten beschriebenen Beispiele beschränkt ist.
[Beispiel 1]
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird ein Beispiel der vorliegenden Erfindung erläutert.
Es wurde eine vergoldete Platte angefertigt, indem auf die Oberfläche eines Grundmaterials, das eine 50 µm dicke Kupferplatte war, eine 0,5 µm dicke Nickelauflageschicht aufgebracht wurde und indem auf die Oberfläche der Nickelauflageschicht auf dem Grundmaterial eine 0,5 µm dicke Goldauflageschicht aufgebracht wurde.
Auf einer Oberfläche der vergoldeten Platte wurde dann in einem Rastermaß von 200 µm eine Vielzahl von streifenförmigen Metalldrähten mit einer Breite von 50 µm ausgebildet, indem die Goldauflageschicht der vergoldeten Platte durch Laserbearbeitung der Goldauflageschicht entfernt wurde. In diesem Beispiel wurde ein Laser mit einer Wellenlänge von 532 nm verwendet.
In 100 Masseteile einer mahlbaren Masse (Produktnummer: KE-174-U, erhältlich von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) wurden 0,6 Masseteile eines Vulkanisationsmittels (Produktnummer: C-19A, erhältlich von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 2,5 Masseteile eines anderen Vulkanisationsmittels (Produktnummer: C-19B) und 1 Masseteil eines Silankopplungsmittels (Produktnummer: KBM-403, erhältlich von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) zugegeben und geknetet, um eine erste tonartige Silikonkautschuklage zu erhalten.
Diese erste tonartige Silikonkautschuklage wurde dann in einer Dicke von 85 µm ausgebildet.
Eine Oberfläche der ersten tonartigen Silikonkautschuklage wurde dann auf die Metalldrähte geklebt, die auf der vergoldeten Platte ausgebildet waren, und die tonartige Silikonkautschuklage wurde dann 40 Minuten lang bei einer Temperatur von 135°C erhitzt, um eine erste Silikonkautschuklage zu erhalten.
Das Grundmaterial wurde dann entfernt, indem die vergoldete Platte mit den darauf ausgebildeten Metalldrähten und der aufgeklebten ersten Silikonkautschuklage in die Eisen(III)-chloridlösung getaucht wurde. Auf diese Weise wurden die Metalldrähte auf die eine Oberfläche der ersten Silikonkautschuklage übertragen.
Eine zweite tonartige Silikonkautschuklage mit dem gleichen Aufbau und der gleichen Dicke wie die erste tonartige Silikonkautschuklage wurde dann auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Silikonkautschuklage geklebt, dass sie die Metalldrähte bedeckte, und die zweite tonartige Silikonkautschuklage wurde dann 40 Minuten lang bei einer Temperatur von 135°C erhitzt und vulkanisiert, um die zweite Silikonkautschuklage zu erhalten. Auf diese Weise wurde eine Vielzahl von elastischen Körpern ausgebildet, von denen jeder die erste Silikonkautschuklage, die zweite Silikonkautschuklage und die dazwischenliegenden Metalldrähte umfasste.
Es wurde dann ein Laminat ausgebildet, indem die elastischen Körper mit dazwischenliegendem Flüssigsilikonkautschuk auf eine solche Weise laminiert wurden, dass die in den elastischen Körpern eingebetteten metallischen Drähte übereinander und parallel zueinander positioniert waren. In diesem Beispiel wurde der Flüssigsilikonkautschuk auf der Klebefläche des elastischen Körpers durch Siebdruck mit einer Dicke von 30 µm aufgebracht. Nachdem die elastischen Körper mit dem dazwischenliegenden Flüssigsilikonkautschuk laminiert worden waren, wurde das Laminat 40 Minuten lang bei einer Temperatur von 135°C erhitzt und vulkanisiert.
Das sich ergebende Laminat wurde dann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte geschnitten, um einen elektrischen Verbinder mit einer Dicke von 300 µm zu erhalten, genau wie der in 1 dargestellte Verbinder.
In dem elektrischen Verbinder dieses Beispiels betrug die Länge der kurzen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte auf einer Schnittstelle 0,5 µm und die Länge der langen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte auf der Schnittstelle 0,05 mm (50 µm). Die Gesamtfläche der Metalldrähte pro 5 mm² der Schnittstelle betrug 0,003125 mm². Das Rastermaß zwischen den Metalldrähten in der Richtung der langen Seite der rechteckigen Form auf der Schnittstelle (entspricht P₂ in 1) betrug 0,2 mm, und das Rastermaß zwischen den Metalldrähten in der Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Form auf der Schnittstelle (entspricht P₁ in 1) betrug 0,2 mm. Die Schnittstelle ist hier eine Hauptfläche des elektrischen Verbinders und die Fläche, mit der die Vorrichtung gekoppelt (verbunden) wird.
[Beispiel 2]
Eine Oberfläche einer ersten tonartigen Silikonkautschuklage, die die gleiche wie die im Beispiel 1 war, wurde auf die Goldauflageschicht einer vergoldeten Platte geklebt, die auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 angefertigt wurde, und die erste tonartige Silikonkautschuklage wurde dann 40 Minuten lang bei einer Temperatur von 135°C erhitzt, um eine erste Silikonkautschuklage zu erhalten.
Das Grundmaterial wurde dann entfernt, indem die vergoldete Platte mit der auf der Goldauflageschicht geklebten ersten Silikonkautschuklage in die Eisen(III)-chloridlösung getaucht wurde. Dadurch wurde die Goldauflageschicht auf die eine Oberfläche der ersten Silikonkautschuklage übertragen.
Die Goldauflageschicht, die auf der einen Oberfläche der erzielten ersten Silikonkautschuklage frei lag, wurde dann mit einem Laser (mit einer Wellenlänge von 532 nm) bestrahlt und dann mit einem Rastermaß von 50 µm (entspricht P₂ in 1) in Streifen mit einer Breite von 25 µm (entspricht L₂ in 1) bearbeitet. Eine zweite tonartige Silikonkautschuklage wurde dann auf eine Weise auf die bearbeitete eine Oberfläche der ersten Silikonkautschuklage geklebt, dass sie die Metalldrähte bedeckte, und auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 vulkanisiert, um einen elastischen Körper zu erhalten. Es wurde dann ein vulkanisiertes Laminat erhalten, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 laminiert wurde. Indem das Laminat senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte geschnitten (in Scheiben geschnitten) wurde, wurde ein elektrischer Verbinder mit einer Dicke von 150 µm erhalten.
In dem elektrischen Verbinder in diesem Beispiel betrug die Länge der kurzen Seite der rechteckigen Form des Metalldrahts auf der Schnittstelle 0,5 µm, und die Länge der langen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte auf der Schnittstelle betrug 0,025 mm (25 µm). Die Gesamtfläche der Metalldrähte pro 5 mm² der Schnittstelle betrug 0,025 mm². Das Rastermaß zwischen den Metalldrähten auf der Schnittstelle in der Richtung der langen Seite der rechteckigen Form (entspricht P₂ in 1) betrug 0,05 mm, und das Rastermaß zwischen den Metalldrähten in der Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Form auf der Schnittstelle (entspricht P₁ in 1) betrug 0,05 mm. Um das Rastermaß P₁ kleiner als das in Beispiel 1 zu machen, wurden die Dicken der Silikonkautschuklagen und die Dicke, mit der der Flüssigsilikonkautschuk aufgebracht wurde, kleiner als im Beispiel 1 eingestellt.
[Beispiel 3]
Nachdem auf der Oberfläche einer 50 µm dicken Kupferplatte mittels eines gewöhnlichen Verfahrens ein L/S-Resistmuster ausgebildet worden war, wurde auf der Oberfläche, wo das Kupfer frei lag, eine 0,5 µm dicke Nickelauflageschicht ausgebildet und obenauf wurde eine 0,5 µm dicke Goldauflageschicht aufgelegt. Das Resistmuster wurde dann entfernt, um eine vergoldete Platte zu erhalten, auf der mit einem Rastermaß von 20 µm auf der Oberfläche der Kupferplatte eine Vielzahl von streifenförmigen Metalldrähten mit einer Breite von 10 µm ausgebildet waren.
Nachdem eine Oberfläche einer ersten tonartigen Silikonkautschuklage, die die gleiche wie im Beispiel 1 war, auf die Metalldrähte auf der vergoldeten Platte geklebt worden war, wurde die erste tonartige Silikonkautschuklage 40 Minuten lang bei einer Temperatur von 135°C erhitzt, um eine erste Silikonkautschuklage zu erhalten.
Das Grundmaterial wurde dann entfernt, indem die vergoldete Platte mit der aufgeklebten ersten Silikonkautschuklage in die Eisen(III)-chloridlösung getaucht wurde. Auf diese Weise wurden die Metalldrähte auf die eine Oberfläche der ersten Silikonkautschuklage übertragen.
Es wurde eine Vielzahl der ersten Silikonkautschuklagen mit den darauf übertragenen Metalldrähten angefertigt, und es wurde ein Laminat erhalten. Dieses Laminat enthielt eine vergoldete Platte, die oben auf einer gewünschten Anzahl von Paaren des Flüssigsilikonkautschuks und der ersten Silikonkautschuklage platziert war, wobei unterhalb der Schichten über den Flüssigsilikonkautschuk eine weitere vergoldete Platte platziert wurde (siehe 15). In diesem Laminat waren die Metalldrähte auf eine Weise, in der sie in einer Ansicht entlang der Laminierrichtung und entlang der Ebenenrichtung der Lage, die sich senkrecht mit der Laminierrichtung schnitt, übereinander angeordnet waren, in gleichen Intervallen angeordnet.
Die Grundmaterialien auf den obersten und untersten Flächen des Laminats wurden dann mittels der Eisen(III)-chloridlösung entfernt. Eine zweite tonartige Silikonkautschuklage, die die gleiche wie die im Beispiel 1 war, wurde dann auf eine Weise aufgeklebt, dass sie die frei liegenden Metalldrähte bedeckte, und das gesamte Laminat wurde dann vulkanisiert.
Das Laminat wurde dann senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Metalldrähte auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 geschnitten (in Scheiben geschnitten), und es wurde ein elektrischer Verbinder mit einer Dicke von 150 µm erhalten.
In dem elektrischen Verbinder dieses Beispiels betrug die Länge der kurzen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte auf der Schnittstelle 0,5 µm, die Länge der langen Seite der rechteckigen Form der Metalldrähte auf der Schnittstelle betrug 0,010 mm (10 µm), und die Fläche der Metalldrähte pro 5 mm² der Schnittstelle betrug 0,0625 mm². Das Rastermaß zwischen den Metalldrähten in der Richtung der langen Seite der rechteckigen Form (entspricht P₂ in 1) auf der Schnittstelle betrug 0,020 mm, und das Rastermaß zwischen den Metalldrähten in der Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Form (entspricht P₁ in 1) betrug 0,020 mm. Das Rastermaß P₁ wurde abhängig von der Dicke eingestellt, mit der der Flüssigsilikonkautschuk aufgebracht wurde.
[Vergleichsbeispiel]
Eine erste Harzschicht, die aus Silikonkautschuk bestand und eine Dicke von 85 µm hatte, wurde auf einem Polyethylenterephthalat-Grundmaterial ausgebildet, und dann wurde auf einer Oberfläche der ersten Harzschicht entlang derselben Richtung eine große Anzahl von leitenden Elementen parallel zueinander angeordnet, wobei dazwischen ein Intervall sichergestellt wurde.
Als die leitenden Elemente wurden leitende Elemente verwendet, die einen zylinderförmigen Kern, der aus Messing bestand und einen Durchmesser von 39,6 µm hatte, und eine Nickelauflageschicht und eine Goldauflageschicht enthielten, die auf der Außenumfangsfläche des Kerns vorgesehen waren, wobei die Nickelauflageschicht eine Dicke von 0,1 µm hatte und die Goldauflageschicht eine Dicke von 0,1 µm hatte.
Auf der einen Oberfläche der ersten Harzschicht, auf der die große Anzahl von leitenden Elementen angeordnet war, wurde mit einer Dicke von 85 µm eine zweite Harzschicht ausgebildet, die aus Silikonkautschuk bestand. Dadurch wurde die zweite Harzschicht mit der ersten Harzschicht integriert und die leitenden Elemente wurden zwischen der ersten Harzschicht und der zweiten Harzschicht fixiert. Auf diese Weise wurde eine leitende Elemente enthaltende Lage erhalten.
Es wurde dann ein Laminat der die leitenden Elemente enthaltenden Lagen ausgebildet, indem eine Vielzahl der die leitenden Elemente enthaltenden Lagen laminiert wurde, wobei die leitenden Elemente in einer Weise angeordnet wurden, dass sie in die gleiche Richtung wiesen.
Das Laminat wurde dann maschinell senkrecht zu der Richtung, in der sich die leitenden Elemente erstreckten, in eine Dicke von 300 µm geschnitten, um einen elektrischen Verbinder zu erhalten, der Durchgangslöcher hatte, mit denen die in Scheiben geschnittenen leitenden Elemente gekoppelt waren.
In dem elektrischen Verbinder des Vergleichsbeispiels betrug der Durchmesser der leitenden Elemente auf der Schnittstelle 40 µm, und die Gesamtfläche der leitenden Elemente pro 5 mm² der Schnittstelle betrug 0,123663706 mm². Das Rastermaß zwischen den leitenden Elementen in der Richtung der langen Seite der Schnittstelle betrug 0,2 mm, und das Rastermaß zwischen den leitenden Elementen in der Richtung der kurzen Seite der Schnittstelle betrug 0,25 mm.
[Bewertung 1]
Jeder der elektrischen Verbinder des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels wurde dann zwischen einer Messsonde, die eine Kupferfläche hatte, auf der eine Nickelauflage und Goldauflage aufgebracht waren, und die einen Durchmesser von 1,0 mm hatte, und einem Substrat, das einen vergoldeten Verbindungsanschluss hatte, angeordnet, und es wurde ein Laminat (Testkörper) erhalten.
Um den Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss auf dem Substrat zu messen, wurde mit der Messsonde und dem Verbindungsanschluss ein Widerstandsmessgerät (Produktname: RM3545-01, erhältlich von HIOKI E.E. Corporation) verbunden.
In diesem Zustand wurde der Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss gemessen, während das Laminat in der Dickenrichtung komprimiert wurde, und es wurde eine Beziehung zwischen dem Ausmaß, um das das Laminat verdrängt wurde (das Komprimierungsausmaß: das Ausmaß, um das das Laminat in der Dickenrichtung komprimiert wurde) und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss untersucht. Das Ausmaß der Laminatverdrängung entspricht dem Ausmaß der Verdrängung des elektrischen Verbinders.
Als das Laminat komprimiert wurde, wurde zudem mittels eines automatischen Lastprüfgeräts (Produktname: MAX-1KN-S-1, erhältlich von Japan Instrumentation System Co. Ltd.) die auf das Laminat aufgebrachte Last gemessen, um die Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß des Laminats und der Last zu untersuchen.
Laut den oben beschriebenen Ergebnissen wurde eine Beziehung zwischen dem Widerstand der Messsonde und dem Verbindungsanschluss des Substrats und der auf den elektrischen Verbinder aufgebrachten Last untersucht. Die sich ergebende Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß des Laminats und der Last, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders gemäß Beispiel 1 erhalten wurde, ist in 10 dargestellt. Die sich ergebende Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß des Laminats und der Last, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders des Vergleichsbeispiels erhalten wurde, ist in 11 dargestellt. Die sich ergebende Beziehung zwischen dem Verdrängungsausmaß des Laminats und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels erhalten wurde, ist in 12 dargestellt.
Beruhend auf den Ergebnissen in den 10 und 12 betrug das Komprimierungsausmaß, das den Widerstand stabilisierte, 0,02 mm oder so für sowohl Beispiel 1 als auch das Vergleichsbeispiel, wobei die Last zu diesem Zeitpunkt 0,8 N für Beispiel 1 und 4,76 N für das Vergleichsbeispiel betrug. Mit anderen Worten war die Last, bei der der Widerstand im Vergleichsbeispiel stabilisiert wurde, mehr als zweimal so hoch wie die im Beispiel 1. Mit Beispiel 1 ist es daher möglich, die Last zu verringern, die auf die zu prüfende Elektrode aufgebracht wird, und eine Beschädigung der Elektrode zu unterdrücken.
Auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 wurde auch für die elektrischen Verbinder des Beispiels 2 und des Beispiels 3 ein Laminat angefertigt, es wurde eine Beziehung zwischen dem Komprimierungsausmaß des Laminats (dem Verdrängungsausmaß) und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss untersucht, und es wurde eine Beziehung zwischen dem Komprimierungsausmaß des Laminats und der Last untersucht.
Als Ergebnis dessen betrug das Komprimierungsausmaß, das den Widerstand stabilisierte, im Beispiel 2 0,008 mm und im Beispiel 3 0,005 mm. Des Weiteren betrug die Last zum Zeitpunkt dieser Stabilisierung im Beispiel 2 0,62 N und im Beispiel 3 0,3 N.
Da laut den Ergebnissen der obigen Untersuchungen der Widerstand im Beispiel 2 und Beispiel 3 mit einem kleineren Komprimierungsausmaß als im Beispiel 1 stabilisiert wurde, kann die Last, die auf die zu prüfenden Elektroden aufgebracht wird, sogar noch mehr verringert werden, und die Beschädigung der Elektroden kann im Beispiel 2 und Beispiel 3 noch mehr verringert werden.
[Beurteilung 2]
Jeder der elektrischen Verbinder des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels wurde zwischen einer Messsonde, die eine Kupferoberfläche mit darauf aufgebrachter Nickelauflage und Goldauflage und einen Durchmesser von 1,0 mm hatte, und einem Glassubstrat angeordnet, das mit einem Kupferfolienband verbunden war, das eine 35 µm dicke Kupferschicht und einen 25 µm dicken leitenden Klebstoff enthielt, und in Richtung der Kupferschicht wurde ein Laminat (Testkörper) ausgebildet.
In diesem Zustand wurde das Laminat in der Dickenrichtung komprimiert.
Die Kontaktfläche zwischen dem elektrischen Verbinder und dem Kupferfolienband wurde mittels eines Rasterelektronenmikroskops untersucht, wobei im Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel eine Last von 8 N aufgebracht wurde. Das Rasterelektronenmikroskopbild des Beispiels 1 ist in 13 dargestellt, und das Rasterelektronenmikroskopbild des Vergleichsbeispiels ist in 14 dargestellt.
In Beispiel 1 gab es laut dem in 13 dargestellten Ergebnis keine sichtbare Schädigung, die durch die Metalldrähte des elektrischen Verbinders auf dem Kupferfolienband hervorgerufen wurde. Im Gegensatz dazu gab es im Vergleichsbeispiel laut dem in 14 dargestellten Ergebnis eine sichtbare Schädigung, die durch die Metalldrähte des elektrischen Verbinders auf dem Kupferfolienband hervorgerufen wurde.
Die elektrischen Verbinder des Beispiels 2 und Beispiel 3 wurden auch auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 mit dem Kupferfolienband in Kontakt gebracht, während das Laminat komprimiert wurde. Die Kontaktoberfläche wurde dann mittels eines Rasterelektronenmikroskops untersucht, und es gab keine Schädigung, die durch die leitenden Elemente dieser elektrischen Verbinder hervorgerufen wurde.
[Beurteilung 3]
Unter Verwendung der elektrischen Verbinder des Beispiels 2 und Beispiel 3 wurde ein Laminat (Testkörper) angefertigt, das das gleiche wie bei Beurteilung 1 war, außer dass die Messsonde in Beurteilung 1 durch eine Messsonde mit einem Durchmesser von 0,14 mm ersetzt wurde, und das auf die gleiche Weise wie in Beurteilung 1 mit einem Widerstandsmessgerät und einem automatischen Lastprüfgerät verbunden wurde.
In diesem Zustand wurde der Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss gemessen, während das Laminat in der Dickenrichtung komprimiert wurde, und es wurde eine Beziehung zwischen dem Komprimierungsausmaß des Laminats (dem Verdrängungsausmaß) und dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss untersucht. Die Messung wurde fortgesetzt, bis die auf das Laminat aufgebrachte Last 0,15 N erreichte, und es wurde eine Beziehung zwischen dem Komprimierungsausmaß des Laminats und der Last untersucht.
Beruhend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen wurde eine Beziehung zwischen dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss des Substrats und der auf den elektrischen Verbinder aufgebrachten Last untersucht. Die sich ergebende Beziehung zwischen dem Widerstand zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss bezüglich der auf das Laminat aufgebrachten Last, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders des Beispiels 2 erhalten wurde, ist in 16 dargestellt. Die sich ergebende Beziehung des Widerstands zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss bezüglich der auf das Laminat aufgebrachten Last, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders des Beispiels 3 erhalten wurde, ist in 17 dargestellt. Die sich ergebende Beziehung des Komprimierungsausmaßes des Laminats bezüglich des Widerstands zwischen der Messsonde und dem Verbindungsanschluss, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders des Beispiels 2 oder Beispiels 3 erhalten wurde, ist in 18 dargestellt. Die sich ergebende Beziehung des Komprimierungsausmaßes des Laminats bezüglich der auf das Laminat aufgebrachten Last, die unter Verwendung des elektrischen Verbinders des Beispiels 2 oder Beispiels 3 erhalten wurde, ist in 19 dargestellt.
Da die zu prüfenden Elektroden in Beispiel 2 und Beispiel 3 laut den in den 16 bis 19 dargestellten Ergebnissen stabil mit einer kleineren Drucklast als in Beispiel 1 verbunden werden können, ist klar, dass die Last, die auf die zu prüfenden Elektroden aufgebracht wird, noch weiter verringert werden kann und eine Schädigung der Elektroden noch weiter unterdrückt werden kann.
Da in dem elektrischen Verbinder gemäß Beispiel 1 das Rastermaß zwischen den Metalldrähten bezüglich der Messsonde mit dem Durchmesser von 0,14 mm äußerst weit ist, erforderte es viel Zeit und Aufwand, die Messsonde mit den Metalldrähten des elektrischen Verbinders gemäß Beispiel 1 in Kontakt zu bringen. Die Messungen mittels der elektrischen Verbinder des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels scheiterten daher bei Verwendung der Messsonde mit dem Durchmesser von 0,14 mm.
Bezugszeichenliste

10: elektrischer Verbinder
20: Harzschicht
21: elastischer Körper
30: Metalldraht
30A: dünne Linie
40: Haftschicht
50: Grundmaterial
51: erste Schicht
52: zweite Schicht
60: Auflageschicht
71: erste tonartige Kautschuklage
71A: erste Kautschuklage
72: zweite tonartige Kautschuklage
72A: zweite Kautschuklage
80: Laminat
90: Klebstoff
100: Siliciumwafer
101: Nut
110: Siliciumwaferform
200: Flüssigsilikonkautschuk
210: Silikonkautschukform
211: Vertiefung
212: Vorsprung
300: Metalldrahtvorläufer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017202475 [0001]
JP H06251848 A [0003]
JP 2002 [0003]
JP 008749 A [0003]

Claims

Elektrischer Verbinder, der zwischen einem Verbindungsanschluss einer ersten Vorrichtung und einem Verbindungsanschluss einer zweiten Vorrichtung angeordnet wird und so konfiguriert ist, dass er die Verbindungsanschlüsse elektrisch verbindet, wobei der elektrische Verbinder Folgendes umfasst: eine Harzschicht; und eine Vielzahl von Metalldrähten, die sich in einer Dickenrichtung durch die Harzschicht erstrecken und die auf Oberflächen, die mit den Verbindungsanschlüssen verbunden werden sollen, jeweils eine rechteckige Form haben, wobei zumindest erste Seiten der rechteckigen Formen der Metalldrähte entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind und kurze Seiten der rechteckigen Formen eine Länge von weniger als 5 µm haben.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1, wobei lange Seiten der rechteckigen Formen eine Länge von kleiner oder gleich 150 µm haben.
Elektrischer Verbinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Metalldrähte ein Rastermaß in einer Richtung der langen Seite der rechteckigen Formen von kleiner oder gleich 0,2 mm haben.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Metalldrähte ein Rastermaß in einer Richtung der kurzen Seite der rechteckigen Formen von kleiner oder gleich 0,2 mm haben.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sich die Metalldrähte bezüglich der Dickenrichtung diagonal durch die Harzschicht erstrecken.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei Enden der Metalldrähte aus mindestens einer von einer Hauptfläche und einer anderen Hauptfläche der Harzschicht herausragen.
Elektrischer Verbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei auf Enden der Metalldrähte eine Auflageschicht ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Auflageschicht auf einer Oberfläche eines Grundmaterials; Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, durch Laserbearbeitung der Auflageschicht; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Metalldrähte auf der einen Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine zweite unvernetzte Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Auflageschicht auf einer Oberfläche eines Grundmaterials; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Auflageschicht geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Auflageschicht auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleibt; Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang der gleichen Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, durch Laserbearbeitung der Auflageschicht; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten unvernetzten Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang der gleichen Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem Metallnanopaste auf eine Oberfläche eines Grundmaterials aufgebracht wird; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Metalldrähte auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben; Ausbilden eines elastischen Körpers, der die erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten unvernetzten Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Aufbringen von Flüssigsilikonkautschuk auf eine Oberfläche einer Siliciumwaferform, die ein Siliciumwafer ist, wobei die eine Oberfläche mit einer Vielzahl von bandartigen Nuten versehen ist, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, und der Flüssigsilikonkautschuk auf eine solche Weise aufgebracht wird, dass der Flüssigsilikonkautschuk ins Innere der Nuten gelangt, und dann Vulkanisieren des Flüssigsilikonkautschuks, um eine Silikonkautschukform mit einer Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen zu erzielen, die den Nuten entsprechen; Bereitstellen von Vorläufern einer Vielzahl von Metalldrähten, indem Metallnanopaste auf die Vorsprünge der Silikonkautschukform aufgebracht wird; Kleben einer Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Vorläufer der Metalldrähte, die auf den Vorsprüngen der Silikonkautschukform ausgebildet wurden, und dann Übertragen der Vorläufer der Metalldrähte auf die eine Oberfläche der ersten unvernetzten Kautschuklage; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem die erste unvernetzte Kautschuklage vulkanisiert wird, und dann Ausbilden der Metalldrähte, die auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem die Vorläufer der Metalldrähte gebrannt werden; Ausbilden eines elastischen Körpers, der eine erste Kautschuklage, die Metalldrähte und eine zweite Kautschuklage umfasst, wobei die zweite Kautschuklage ausgebildet wird, indem eine Oberfläche einer zweiten unvernetzten Kautschuklage auf eine Weise auf die eine Oberfläche der ersten Kautschuklage geklebt wird, dass sie die Metalldrähte bedeckt, und die zweite unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der elastischen Körper auf eine solche Weise laminiert wird, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.
Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Verbinders, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer Vielzahl von Metalldrähten, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, indem ein Grundmaterial verwendet wird, das auf einer Oberfläche des Grundmaterials ein Linien- und Raum-Resistmuster hat, das bandartige Nuten aufweist, die entlang derselben Richtung in gleichen Intervallen angeordnet sind, um in den Nuten, wo die eine Oberfläche des Grundmaterials frei liegt, eine Auflageschicht auszubilden; Entfernen des Resistmusters, das auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurde; Bereitstellen einer ersten Kautschuklage, indem eine Oberfläche einer ersten unvernetzten Kautschuklage auf die Metalldrähte geklebt wird, die auf der einen Oberfläche des Grundmaterials bereitgestellt wurden, und die erste unvernetzte Kautschuklage dann vulkanisiert wird; Entfernen des Grundmaterials, sodass die Metalldrähte auf einer Oberfläche der ersten Kautschuklage zurückbleiben; Ausbilden eines Laminats, indem eine Vielzahl der ersten Kautschuklagen mit einem dazwischenliegenden Klebstoff auf eine solche Weise laminiert werden, dass die Metalldrähte parallel zueinander positioniert sind; und Schneiden des Laminats senkrecht oder diagonal zu einer Erstreckungsrichtung der Metalldrähte.