JPH03216972A - 低抵抗エラスチックコネクター及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエラスチックコネクター、特に各種精密電子回
路用であって、低い導通抵抗値を要求される回路に適し
た改良されたエラスチックコネクターに関する。

［従来の技術］ 近年、電子部品の小形化、回路の小形化に伴いこれらを
相互に接続するコネクターとして、導電ゴムと絶縁ゴム
を交互に積層した積層型コネクターや絶縁ゴム中に導電
性線条体を相互に隔離して配列し、導電性線条体が絶縁
ゴムを厚み方向に貫通したコネクターが、電子時計、カ
メラ、ビデオカメラ、液晶テレビ、通信機器、情報機器
、半導体検査装置等に広く用いられている。

次に図面を用いて従来技術を説明する。第９図〜第１５
図は従来技術を示すものである。

前記第９図において、１は液晶表示装置と回路板の接続
に用いられる積層型コネクターであり、一般的にはゴム
コネクター（ゼブラコネクター、インターコネクター、
エラスチックコネクター等の商品名）として製造販売が
広く行われている。

この積層型コネクター１において、２は導電性ゴム部、
３は電気絶縁性ゴム部であり、導電性ゴム部２には通常
カーボン粒子を混合したシリコンゴム、電気絶縁性ゴム
部３にはシリコンゴムが用いられることが多い。また、
導電ゴム部２の電気抵抗値を下げるため、導電性の金属
粒子を混合したシリコンゴムを用いることもある。

前記積層型コネクター１は、一般に積層方向にのみ電気
絶縁性なので、第１１図の液晶表示装置７の電極部８の
ように、線状電極の接続は可能であるが、第１２図の回
路板９のように、電極１０を面状に分散して構成した半
導体デバイスや回路板の接続には不向きである。

他の従来例を示す第１０図において、４は電気絶縁性シ
リコンゴム６に、金属細線などの導電性線条状体５を厚
み方向に配向して貫通せしめたコネクターであって、エ
ラスチックコネクター、フジポリコネクター（富士高分
子工業株式会社製）などの商品名で製造販売されている
。

このコネクター４は、シートの厚み方向にのみ導電性で
、面方向には絶縁性のため、第１２図の９に示す面状に
分布して配設された電極部１０を有する半導体デバイス
や回路板を他の回路板に対向させ、相対向する電極間で
電気接続を取る用途には好適であり、半導体デバイスと
回路板との実装、半導体デバイスの製品検査、回路板間
の接続などに用いられ、上述した電子機器（カメラ、通
信機器等）に組み込まれて使用されている。

次に第１３図は、第１０図の部分断面図、第１４図はこ
れを回路板９、９の間に圧接挟持して電気接続を行なっ
た部分断面図である。ここで第１４図の１０、１０は回
路板９、９に各々構成された電極部である。第１４図で
コネクター４は、圧接挟持を行なうための圧縮を受けて
いるので、導電性線条は若干のたわみを示す。コネクタ
ー４は、導電性線条体５の各々の線径を大きくしたり、
あるいは特開昭５９−１０１７８２号公報に示されるご
とく、線条体の表面に金などの良導体を被覆する等の方
法で、ある程度電気抵抗値を下げることができ、また導
電性線条体の密度を上げることで電気抵抗値を下げるこ
ともできる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記した従来技術は、以下に述べる制約
や限界がある。

すなわち、接続における電気抵抗値は、導電性線条体の
内部を電気導通するための内部導通抵抗と、導電性線条
体と接続すべき電極（例えば第１４図の１０、１０）の
接触抵抗から成り、電気抵抗値が既にかなり低い領域で
は、内部導通抵抗はもちろんのこと、接触抵抗をも低く
することが必要である。

また第１５図に示すように、導電性線条体の密度を増大
せしめた場合は、導電性線条体が相互に干渉したり、導
電性線条体の長さもある程度のバラツキがあるため、近
傍の長い線条体が電極に接触すると、相対的に短い線条
体が接触不可になるなどの物理的限界があり、導電性線
条体を増加せしめたことによる所期の低抵抗化効果を必
ずしも得ることができなかった。

第１６図は、上記現象を示す概念図であり、従来技術で
は導電性線条体の密度を上げても、それに比例して導電
抵抗値が下がらないという課題があった。すなわち、第
１６図の曲線のＢ部の抵抗値を低《することが低抵抗化
を計る上で必要である。第１６図で導通抵抗値および導
電性線条体密度は、単位電極面積（ｍｍ２）当たりの抵
抗値（Ω）及び密度（本数）を示す。市場で製造販売さ
れているエラスチックコネクター、エラストマーコネク
ターの第１６図に例示したＢ部の導通抵抗値は、おおむ
ね０．２〜０．０５（Ω／ｍｍ２）のものが多い。

これらのコネクターは、導通抵抗値や、接続可能な電極
群の微細さなどに各々微妙な特徴を有しており、その抵
抗値は、接続すべき電極の寸法、電極間の距離によるが
、時計用の積屓型コネクターで、接続される電極当り５
０〜５０００Ω、カメラ等の回路間接続に使用される導
電性線条体ｈ通型コネクターで、接続される１電極当り
０．２〜１０Ωの導電抵抗値を有している。

これらのコネクターは、液晶ディスプレイと回路板、あ
るいは小電流信号用の回路板用の接続には一応その目的
を達してはいるが、例えば駆動用回路板の接続、ＬＳＩ
（大規模集積回路）高速演算素子を用いた回路の接続、
ＬＳＩチップキャリアやＩＣのフラットパッケージの製
品機能検査などの低い電気導通抵抗を要求される分野に
は充分その需要を満たすには至っていない。

本発明は、前記した従来技術の課題を解決するため、細
密なピッチの接続が可能で、かつ従来のコネクターより
も接続抵抗値が低いエラスチックコネクター及びその製
造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するため、本発明は下記の構成からなる
。

［（１）電気絶縁性ゴムシートと、前記電気絶縁性ゴム
シートの厚み方向に配向して貫通し、かつゴムシート表
面端末部を突出した多数の導電性線条体と、少なくとも
一方の電気絶縁性ゴムシート表面に所定のパターンに形
成された導電性物質膜からなる電極部を有し、かつ前記
電極部と導電性線条体の突出部分が電気的に接続一体化
されてなることを特徴とする低抵抗エラスチックコネク
ター。

■　低抵抗エラスチックコネクターを製造する方法であ
って、少なくとも下記のＡ〜Ｄ工程からなることを特徴
とする低抵抗エラスチックコネクターの製造方法。

Ａ：複数の長尺導電性線条体を一定方向に揃えて樹脂で
固め、これを所定の長さに切断し、その後樹脂を除去し
て線条体を得る工程。

Ｂ：前記線条体と未硬化エラストマーを混合し、該混合
体に磁場をかけ、線条体を厚み方向に配向し、しかる後
、未硬化エラストマーを硬化させる工程。

Ｃ：硬化したエラストマー表面から露出した複数の線条
体表面、または該線条体表面とエラストマー表面に、蒸
着、スパッタリングまたはメッキから選ばれる少なくと
も一手段を用いて導電性物質膜を形成し、上記線条体と
導電性物質膜とを電気的に一体化する工程。

Ｄ：前記導電性物質膜を所定のパターンにエッチングし
、電極部を形成する工程。」 ［作用］ 前記した本発明の構成によれば、電気絶縁性ゴムシート
から突出した導電性線条体の部分に、所定のパターンに
面状に導電性物質膜を蒸着、スパッタ、メッキなどの方
法により設けて電極部としたので、導電性線条体と電極
部とは、単なる接触ではなく強固にかつ電気的に接続一
体化される。

すなわち、固定一体化ができる。

さらに、前記電極部が一定の面積を有するため外部回路
の電極部と、広い面積で確実な接触を得ることができる
。

従って、半導体実装分野等で増えてきたパッド・グリッ
ド・アレイ方式の矩形状の電極を面状に構成したデバイ
スや、ＱＦＰ（４方向フラットパッケージ）などの回路
板に適したコネクターとすることができる。

また、前記した本発明方法の構成によれば、前記した本
発明のコネクターを効率よく合理的に製造することがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明のコネクターを一実施例を用いてさらに具
体的に説明する。なお、本発明は下記の一実施例に限定
されるものではない。

本発明によるコネクターは、第１図に示すようにエラス
チックコネクター１４の所定の部分に導電性物質膜から
なるコネクター電極部１１−　１１′を構成したもので
あり、前記コネクター電極部１１−　　１１＝と導電性
線条体５とは単なる接触ではなく、導電性線条体５の電
気絶縁性エストラマ−６表面から突出している部分の端
面及び側面にわたり、コネクター電極部１１゜　１１−
と強固に一体化されているものである。

第２図に、本発明の低抵抗エラスチックコネクターを電
気接続に使用した場合の概念図を示す。

９、９は接続すべき回路、１０、１０はそれら回路に構
成されている各々の電極部であり、電極部１０、１０と
コネクター電極部１１−　　１１−は、広い面積に確実
な接触を得ることができる。

またコネクター１４の両表面に構成されたコネクター電
極１１”　　１１”間の接続は、各々に食い込み、一体
化されている導電性線条体５により確実で良好な電気導
通状態が保たれている。

本発明において６に例示する電気絶縁性ゴムは、シリコ
ンゴムが耐熱性、耐候性などの電子部品としての信頼性
の上から最も好ましいがこれに限定されるものではない
。すなわちゴム弾性を有するものであればいかなるもの
でもよい。

また導電性線条体５は、以下に述べる製法上から強磁性
であることが好ましく、鉄、ステンレス、炭素繊維、ニ
ッケルなどを用いることができる。

かつ導通抵抗値を低く保つためこれらに銅、銀、金等が
被覆されていることがより好ましい。

コネクター電極部１１−　　１１−は、蒸着、スパッタ
、メッキなどの方法で異方導電ゴムシートの表面に形成
することができるが、導通抵抗値を低くするため、銅、
銀、金、ニッケルなどの金属から選ぶことが好ましい。

さらに信頼性の観点から、コネクター電極部１１−、１
１′の主材料として銅を使用し、さらに外表面に金メッ
キ、さらにはニッケル及び金メッキを施すのが好ましい
。導電性線条体５とコネクター電極部１１−　　１１−
とは、上記銅等の材料を電気絶縁性ゴムシートから導電
性線条体５の端末部が突出した異方導電体ゴムシート表
面にスパッタ、蒸着、メッキなどの方法で形成すること
ができるが、さらに接着性を上げるためにクロム、ニッ
ケル等を下地金属として使用することが好ましい。

また、導電性線条体５は、圧接挟持による接続使用時の
たわみの容易さから、０．００５〜０．１５０ｍｍの直
径を有する線条体が好ましく、圧接挟持の量は電気絶縁
性ゴムシート部の厚みの５〜３０％が好ましい。導電性
線条体５の存在密度は、製法上の制約があるが、単位面
積当たり少なくとも５（本／ｍｍ２）以上、好ましくは
１０（本／ｍｍ２）以上が良い。コネクター電極部１１
”、１１−の厚みは、導電性線状体５のゴムシート表面
からの突出部分の長さより厚い必要があり、また所定の
機械的強度を有することも必要なため、少なくとも５μ
ｍ以上、好ましくは８μｍ以上でかつ導電性線条体５の
突出長さより長（為ことか必要である。

また、導電性線条体５は、コネクター電極部１１−　　
１１−と接合一体化されるもの以外に存在しても、接続
使用時に接続すべき部品側に電極がなくとも問題にはな
らない。

但し、後述する方法でコネクター電極構成部にのみ導電
性線条体５を存在させることも可能であり、コスト面、
接続時の耐湿性の観点からはコネクター電極構成部にの
み線条体を存在させるのが、より好ましい。

コネクター電極構成部にのみ導電性線条体５を存在させ
る方法は、磁場をかけて未硬化エラストマーを硬化させ
る前に、磁場に強弱をつけて、強い磁場の所に導電性線
条体５を集中させて行なうことができる。この方法で導
電性線条体５の集中を行なうには、コネクター電極構成
前に本工程を行なうため以下に述べる電極構成の工程実
施時に所定の電極構成が行ないうるように位置合わせが
必要であるが、コスト面及び導電性線条体５の集中によ
る低抵抗化（有効な導電性線条体５の比率を上げる）の
ためには、より好ましい場合がある。

充分な機械強度を得るためには、導電性線条体５の突出
長さ５μｍ以上、コネクター電極部１１′の厚みが８μ
ｍ以上の構成が好ましい。

次に本発明の製造方法を説明する。

まずＡ工程として、第４図に示す強磁性導電性線条体１
６を同一方向に引揃え、樹脂で固めてブロック物１７を
製作する。

次にブロック物１７をスライスして、所定の厚みを有す
るスライスピース１８（第５図参照）を製作する。

次にスライスピース１８の樹脂部分を溶解して、導電性
線状物を得て、これに無電解メッキを施す。

この無電解メッキは、施さなくても製造可能であるが、
低い導通抵抗値を得るためニッケルメッキ／金メッキ、
銅メッキ／金メッキ、またはニッケルメッキ／銅メッキ
／金メッキを施すのが好ましい。

次にＢ工程として、導電性線条体５と未硬化エラストマ
ー１９とを混合して、枠体２１、樹脂板、またはフイル
ム２０で形成される空間に充填してカプセル２２を作成
（第６図参照）する。

第７図に示すように、カプセル２２に磁場を掛け、強磁
性導電性線条体を磁場の方向に配向させ、そのまま未硬
化エラストマーを硬化させる。第６図に示すように樹脂
板２０の未硬化エラストマー１９との接着剤側に軟質の
樹脂を塗布しておき、かつ第７図に示す成型枠の中で、
導電性線条体を配向した状態でプレスし、その状態で未
硬化エラストマーを硬化させることにより、ゴムシート
表面から導電性線条体端末部が突出した異方導電性ゴム
シートを得る。

なお、本発明で用いる電気絶縁性エラストマーには、シ
リコンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、天然ゴムなど
の各種エラストマーを用いられるが、温度安定性、耐候
性、経時変化などの観点からシリコンゴムが最も好まし
い。

次にＣ工程として、該シートに、銅などの導電性物質を
スパッタ、ないし蒸着で表面に付与し、第３図で示した
中間構造物１３を得る。導電性物質膜１１、１１は、さ
らにその膜圧を増大させるためスパッタ、ないしは蒸着
後にメッキすることがコスト面からも好ましい。

また、導電性物質膜１１、１１と導電性線条体５との接
着一体化をさらに強固に行うために、あらかじめ導電性
線条体５の突出部に表面活性化処理を行っておくのが好
ましい。

しかる後Ｄ工程として、導電性物質膜１１”、１１−の
外表面に、フォトレジスト／エッチング法（フォトレジ
スト塗布／マスキング／露光／現像／未露光フォトレジ
スト除去／エッチング）の処理を行って、所定の電極部
を残したコネクター電極２３を有する本発明のエラスチ
ックコネクター（たとえば第８図に例示する形状のもの
）を得る。

但し、コネクター電極は片側の表面のみに形成すること
も可能である。

次に本発明のコネクターの性能結果について説明する。

本発明における体積固有抵抗値の測定は以下の方法によ
り求めた。

電極板には、ガラス繊維混入エポキシ基板に銅電極（厚
み３５μｍ）を形成し、その表面に金メッキ（厚さ約０
．３μｍ）を施した寸法０．３ｍｍＸ０．３ｍｍ　（縦
×横）のものを使用し、相対向する電極間に試料をマト
リックス部の厚みの５％だけ圧縮して扶持した。その後
、電極間に１０ｍＶの直流電圧を引加して、その抵抗値
をデジタルマルチメータにより測定した。

以下、データを用いてより具体的に説明する。

実施例１ ステンレス繊維（直径２５μｍ）を長さ０．５ｍｍに切
断し、パラジウムによる表面活性化処理を行った後、全
表面に厚さ１μｍの銅メッキを施し、更にニッケルによ
ってこれを被覆し、その上に０．３μｍの金メッキを施
した。これらのメッキは全て無電解メッキによるもので
、銅については、Ｃｕｌ２．５重量％及びカセイソーダ
１２．５重量％を含有する薬液を用いて常温で処理した
。

ニッケルについてはＮｉを０．　　５重量％含有する薬
液を用いて８０℃で、金についてはＡｕを０．３重量％
含有する薬液を用いて９５℃で処理をした。その後、該
線条体をシリコンゴム原液中にシリコンゴム重量の６重
量％で混合し、５０００ガウスの磁場をかけて成型し、
１ｍｍ２当たり３０本の密度で該線条体を配向、埋設し
た厚み０．５ｍｍの異方導電体を得た。これを、幅１５
０ｍｍ×長さ１５０ｍｍのシートに切断し、片面ずつ、
当初ニッケルで導電性薄膜を０．２５μｍｍ厚で表面に
スパッタ処理で形成し、更に銅をスパッタ処理して、導
電性薄膜の厚みを０．５０μｍｍと増大せしめた。

更に、銅の電気メッキをその表面に施して導電性薄膜層
の厚みを１８μｍｍに増大せしめ、更に０．３μｍｍの
金メッキを外表面に施した。

次に前述のフォトレジスト／エッチング法で、表面導電
性薄膜層を、ピッチ０．６ｍｍ，幅及び長さＱ，３ｍｍ
の面状に分布配列するコネクター電極部を残して、エッ
チング除去、洗浄し、これを幅８ｍｍＸ長さ１２ｍｍｘ
厚み０．５４ｍｍに切断して、第８図（一部断面図は第
１図）に示す低抵抗エラスチックコネクターを得た。

該コネクターの前述の測定法により、０．３ｍｍ角の電
極を用いて測定した結果、電極間電気抵抗値Ｒ＝０．２
５Ω／電極（すなわち、０．２５Ω／０．０９ｍｍ２）
であった。

以上の通り、本発明の一実施例によれば、低抵抗エラス
チックコネクターであることが確認できた。

［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、電気絶縁性ゴムシートか
ら突出した導電性線条体の部分に、所定のパターンに面
状に導電性物質膜を蒸着、スパッタ、メッキから選ばれ
る少なくとも一手段により設けて電極部としたので、導
電性線条体と電極部とは、単なる接触ではなく強固にか
つ電気的に接続一体化されるという効果を発揮できる。

さらに、前記電極部が一定の面積を有するため外部回路
の電極部と、広い面積で確実な接触を得ることができる
という効果を達成できる。

従って、半導体実装分野等で増えてきたパッド・グリッ
ド・アレイ方式の矩形状の電極を面状に構成したデバイ
スや、ＱＦＰ　（４方向フラットパッケージ）などの回
路板に適したコネクターとすることかできる。

また、前記した本発明方法の構成によれば、前記した本
発明のコネクターを効率よく合理的に製造することがで
きるという効果を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のエラスチックコネクターを
示す断面図、第２図は第１図のエラスチックコネクター
の使用方法の一例を示す断面図、第３図は本発明の一実
施例の中間構造物を示す図、第４図ないし第７図は本発
明の一実施例の製造工程を示す図、第８図は本発明の一
実施例のエラスチックコネクターを示す斜視図、第９図
ないし第１０図は、従来のコネクターを示す斜視図、第
１６図は導電性線条体の密度変化による抵抗値を示す図
である。 ５：導電性線条体 ６：電気絶縁性ゴム ９：接続すべき回路 １０：電極部 １１′：導電性物質膜からなるコネクター電極部１４：
エラスチックコネクター １４ エラスチックコネクター 第４図 第５図 ２ｎ 第６図 第７図 第８図 ２３．コネクター電極 １　積層型コネクター ２　導電性ゴム部 ４．コネクター ５　導電性線条体 第 １ １ 図 第１ ２ 図 ４、コネクター ５ｚ導電性線条体 ９・回路板 １０：電極 第１ ５１５ｇ３ ６図 手続補正書坊式） 平成２年４月２６８ １．事件の表示 平成２年特許願第１３２９２号 ２．発明の名称 低抵抗エラスチックコネクター及びその製造方法３．補
正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　名古屋市中区千代田五丁目２１番１１号名称　富
士高分子工業株式会社 代表取締役社長　　岡　本　　義 ４．代理人 住所　〒５３０大阪市北区西天満４丁目９番２号５．補
正命令の日付　平成２年４月２４日（手続補正指令書発
送日） ７．補正の内容 明細書の第２１頁第１２〜１４行の［第９図ないし第１
０図は、従来のコネクターを示す斜視図、第１６図は」
を、 「第９図及び第１０図は、従来のコネクターを示す斜視
図、第１１図及び第１２図は従来のコネクターが使われ
る部品または装置の概略斜視図、第１３図は第１０図の
部分断面図、第１４図及び第１５図は従来のコネクター
の使用時における接続状態を説明した部分断面図、第１
６図は」と補正する。 ■ 『

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気絶縁性ゴムシートと、前記電気絶縁性ゴムシ
   ートの厚み方向に配向して貫通し、かつゴムシート表面
   端末部を突出した多数の導電性線条体と、少なくとも一
   方の電気絶縁性ゴムシート表面に所定のパターンに形成
   された導電性物質膜からなる電極部を有し、かつ前記電
   極部と導電性線条体の突出部分が電気的に接続一体化さ
   れてなることを特徴とする低抵抗エラスチックコネクタ
   ー。（２）低抵抗エラスチックコネクターを製造する方
   法であって、少なくとも下記のＡ〜Ｄ工程からなること
   を特徴とする低抵抗エラスチックコネクターの製造方法
   。 Ａ：複数の長尺導電性線条体を一定方向に揃えて樹脂で
   固め、これを所定の長さに切断し、その後樹脂を除去し
   て線条体を得る工程。 Ｂ：前記線条体と未硬化エラストマーを混合し、該混合
   体に磁場をかけ、線条体を厚み方向に配向し、しかる後
   、未硬化エラストマーを硬化させる工程。 Ｃ：硬化したエラストマー表面から露出した複数の線条
   体表面、または該線条体表面とエラストマー表面に、蒸
   着、スパッタリングまたはメッキから選ばれる少なくと
   も一手段を用いて導電性物質膜を形成し、上記線条体と
   導電性物質膜とを電気的に一体化する工程。 Ｄ：前記導電性物質膜を所定のパターンにエッチングし
   、電極部を形成する工程。