JPH069378Y2

JPH069378Y2 - 導電性エラストマー複合シート

Info

Publication number: JPH069378Y2
Application number: JP1988052229U
Authority: JP
Inventors: 峰夫藤村; 考吉戸塚; 正樹永田
Original assignee: 日本合成ゴム株式会社
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2003-04-20
Also published as: JPH01155610U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、導電性エラストマー複合シート、詳しくは、
例えばフィルムキャリアーに実装された集積回路素子の
電気的接続および検査に好ましく用いることができる導
電性エラストマー複合シートに関するものである。

〔従来の技術〕

加圧状態でまたは無加圧状態のままで厚み方向に導電路
を形成する導電性エラストマーシートは、ハンダ付けあ
るいは機械的嵌合などの手段を用いずにコンパクトな電
気的接続を達成することが可能であること、機械的な衝
撃やひずみを吸収してソフトな接続が可能であることな
どの特長を有し、これを利用して、例えば電子計算機、
電子式デジタル時計、電子カメラ、コンピュータキーボ
ードなどの分野において、回路素子、例えばプリント回
路基板とリードレスチップキャリアー、液晶パネルなど
との相互間を電気的に接続するためのコネクターとして
広く用いられている。

従来、この種の導電性エラストマーシートとしては、例
えば（イ）特開昭５１−９３３９３号公報に開示されている
ような、金属粒子をエラストマー中に均一に分散して得
られるタイプのもの、（ロ）特開昭５３−１４７７７２号公報および特開昭５
４−１４６８７３号公報に開示されているような、導電
性磁性粒子をエラストマー中に不均一に分布させたタイ
プのもの、（ハ）特開昭６１−２５０９０６号公報に開示されてい
るような、導電路形成部の表面と絶縁部の表面との間に
段差が形成されたものが知られている。

しかし、これらの導電性エラストマーシートにおいては
種々の問題がある。すなわち、上記(イ)の導電性エラス
トマーシートにおいては、金属粒子がエラストマー中に
均一に分散しているために導通部における電気抵抗が大
きくて導電性が不十分であり、一方絶縁部における電気
抵抗が小さくて十分な耐電圧性を得ることができない問
題を有する。

上記(ロ)の導電性エラストマーシートにおいては、上記
(イ)の導電性エラストマーシートにおける問題点につい
ては改善されているが、シートの表面が平滑であるた
め、これを多接点のコネクターとして用いる場合には、
コネクターの表面全体に均一に圧力を加える必要があ
り、高度の接続信頼性を得るためには接続方法に工夫が
必要であるという問題を有する。

上記(ハ)の導電性エラストマーシートにおいては、これ
らの問題は解決されているが、接続すべき電極のパター
ンが例えばピッチ0.5mm以下のような微細な状態になっ
た場合や、集積回路部品のバーンインテストのように使
用温度が100℃以上も変化する場合には、エラストマー
シートの本質的な性質である柔軟性や大きな熱膨張係数
のために、接続されるべき電極とエラストマーシートの
導電部との位置合せが難しく、また温度変化によって位
置ズレが生じ易いという問題を有する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、従来の導電性エラストマーシートが有する以
上のような問題点を解決し、位置決めが容易であり、か
つ接続されるべき電極パターンが微細なものであって
も、また大きな温度変化を受ける場合にも寸法の安定性
が高くて信頼性の高い電気的接続を達成することがで
き、導電性が良好であり、しかも製造が容易な導電性エ
ラストマー複合シートを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の導電性エラストマー複合シートは、位置決め用
孔および接続部用開口を有する支持フィルムと、導電路
領域を有し、当該導電路領域の周囲が、前記支持フィル
ムの接続部用開口の内周縁に一体的に結合されて設けら
れた導電性エラストマーシートとよりなり、前記支持フィルムの線膨張率が５×10^-5／℃以下であ
り、前記導電性エラストマーシートの導電路領域には、加圧
状態でまたは無加圧状態のままで厚み方向に導電路を形
成する複数の導電路形成部とこれら導電路形成部の相互
間を絶縁する絶縁部とが形成されていることを特徴とす
る。

以下、本考案について具体的に説明する。

第１図および第２図は本考案の一実施例に係る導電性エ
ラストマー複合シートの説明用平面図およびそのII−II
線断面図である。この例における導電性エラストマー複
合シート（以下、単に「複合シート」という）Ｔは、導
電性エラストマー１が、支持フィルム２に一体的に結合
されて形成されている。支持フィルム２は、側縁部に貫
通して形成された複数の位置決め用孔21と、同様に貫通
して形成された接続部用開口22とを有しており、導電性
エラストマーシート１は、この接続部用開口22にその導
電路領域Ｃが位置されて当該接続部用開口22が塞がれる
と共に、この導電路領域Ｃ以外の導電性エラストマーシ
ート１の部分は前記支持フィルム２上に形成される。そ
して前記位置決め用孔21と接続部用開口22との相互の位
置関係、形態および寸法は、接続されるべき回路部品の
電極の形態および位置関係に応じたものとされる。

この支持フィルム２に一体的に結合されて形成された導
電性エラストマーシート１の導電路領域Ｃにおいては、
厚み方向に伸びる多数の導電路形成部11が形成され、そ
の相互間には絶縁部12が形成されている。そして前記導
電路形成部11は、絶縁部12の表面および裏面より僅かに
突出した状態とされるのが好ましい。

本考案においては、導電性エラストマーシート１は、支
持フィルム２における接続部用開口22によって当該導電
性エラストマーシート１の導電路領域Ｃが露出されてそ
れが覆われたり切断されたりすることがない状態で、導
電性エラストマーシート１の導電路領域Ｃの周囲が支持
フィルム２における接続部用開口22の内周縁に一体的に
結合された状態に形成されればよい。従って、第２図に
示したように、導電路領域Ｃの周囲が支持フィルム２に
おける接続部用開口22の内周縁に埋没された状態の構成
のみでなく、第３図に示すように、導電路領域Ｃの周囲
が支持フィルム２における接続部用開口22の内周縁の上
面側に接合された状態、または第４図に示すように、支
持フィルム２が導電性エラストマーシート１の全体と適
合する接続部用開口22を有し、導電性エラストマーシー
ト１が当該接続部用開口22の内周縁に保持された状態の
構成とすることも可能である。

前記支持フィルム２の厚さは、導電性エラストマーシー
ト１の厚さの20％以上、特に20〜200％であることが望
ましく、具体的には通常20〜300μｍ程度である。この
厚さが20％を下回ると、導電性エラストマーシート１の
形成時における硬化収縮あるいは熱収縮による応力のた
め、複合シートＴにたわみ等の変形が生じ易くなる。

支持フィルム２としては、線膨張率が５×10^-5／℃以下
の材質よりなるものが用いられ、例えばポリイミド、エ
ポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、これらのガラ
ス繊維若しくはガラス布との複合フィルム、またはガラ
スと耐熱樹脂との複合フィルムを好適に用いることがで
きる。この支持フィルム２の線膨張率が過大であるとき
は、導電性エラストマーシート１を形成する時に寸法の
バラツキが生じ、得られる複合シートＴは、温度変化に
対する接続信頼性の低いものになる。

上述のような構成を有する複合シートＴは、以下に述べ
る方法によって有利に製造することができる。

すなわち、導電性磁性体粒子と、架橋によって高分子弾
性体となる粘性高分子（以下、「未架橋高分子」とい
う。）との混合物を調製し、この混合物を、位置決め用
孔および接続部用開口を有する支持フィルムの導電性エ
ラストマーシート形成部に塗布・充填し、その後、未架
橋高分子の架橋処理と同時にまたは架橋処理の前に、前
記接続部用開口に対応する領域における前記混合物に、
導電路形成部11のパターンに対応して厚み方向において
磁力線が平行な磁場（以下、「平行磁場」という。）を
作用させて導電性磁性体粒子を磁場の作用している部分
に集合させる。このような方法により、導電性磁性体粒
子が高密度で分布する導電路形成部11と導電性磁性体粒
子がほとんど存在しないかもしくは低密度で分布する絶
縁部12とを形成することができ、かつ、導電路形成部11
と絶縁部12とからなる導電性エラストマーシート１と、
支持フィルム２とが一体に接合された複合シートＴを得
ることができる。

以上において、混合物に平行磁場を作用させる時間は、
未架橋高分子が架橋反応によって硬化するのに要する程
度の時間とされる。

第５図は上述の方法において用いられる磁極板３の例を
示し、この磁極板３は、製造されるべき導電性エラスト
マーシート１の導電路形成部11のパターンに対応したパ
ターンで複数の強磁性体31（斜線を付して示す。）が配
置され、この強磁性体31の相互間に、導電性エラストマ
ーシート１の絶縁部12に対応するパターンで非磁性体32
が設けられた構成を有する。

そして第６図に示すように、この磁極板３，３を位置決
めガイド51A，51Bを有する金型５Ａおよび５Ｂの対向面
に配置し、更に両金型５Ａと５Ｂとの間に導電性磁性体
粒子と未架橋高分子との混合物Ｍ並びに支持フィルム２
を挟み、この状態で電磁石４を作動させて強磁性体31を
介して混合物Ｍに平行磁場を作用させた後または作用さ
せながら未架橋高分子の架橋処理を行う。これにより、
混合物Ｍが架橋されると同時に導電路形成部11および絶
縁部12が形成され、導電性エラストマーシートが形成さ
れると同時にこの導電性エラストマーシート１と支持フ
ィルム２との一体化が達成されて複合シートＴが製造さ
れる。ここにおいて強磁性体31の幅は、通常20〜500μ
ｍ、非磁性体32の幅は、通常20〜1000μｍであり、この
強磁性体と非磁性体との段差は、通常10〜50μｍであ
る。また、対向する磁極板３，３の間に図示しないスペ
ーサを介挿することにより、複合シートＴの厚みを調整
することができる。

このような製造方法に用いられる磁極板３は、強磁性体
と非磁性体とを交互に積層し、非磁性体中に強磁性体を
埋め込み、あるいは強磁性体中に非磁性体を埋め込むこ
とにより、形成することができる。

また、磁極板の強磁性体を構成する材料としては、磁場
の作用により残留磁気を生じないものが好ましく、特に
軟鉄が好ましい。非磁性体としては、強磁性を示さない
材料、例えば銅、真ちゅう、アルミニウムなどを挙げる
ことができる。

上記方法において用いられる導電性磁性体粒子として
は、例えば鉄、ニッケル、コバルトなどの金属もしくは
これらの合金の粒子、またはこれらの粒子に金、銀、パ
ラジウム、ロジウムなどのメッキをしたもの、あるいは
非磁性金属粒子、ガラスビーズなどの無機質粒子または
ポリマー粒子にニッケル、コバルトなどの導電性強磁性
体のメッキを施したものなどを挙げることができる。こ
れらのうち、鉄、ニッケルまたはこれらの合金の粒子が
好ましく、また接触抵抗が小さいなどの良好な電気的特
性を有する点および耐候性すなわち温度、湿度などの環
境の変化によって特性が変化しにくい点から、金メッキ
された粒子を好ましく用いることができる。

導電性磁性体粒子の粒径は、好ましくは0.01〜200μｍ
であるが、導電性エラストマーシートの柔軟性などの点
で考慮すると、より好ましくは１〜100μｍである。

導電性磁性体粒子と未架橋高分子との混合物全体に対す
る導電性磁性体粒子の混合割合は、体積分率で３〜40％
であることが好ましい。導電性磁性体粒子の混合割合が
３％より小さいと導電路形成部の電気的抵抗が大きくな
る問題があり、導電性磁性体粒子の混合割合が40％より
大きいと導電性エラストマーシートの硬度が大きくなっ
て柔軟性が不十分となり、また絶縁部の電気的抵抗が小
さくなって耐電圧性が低下するという問題を有する。

また、未架橋高分子としては、例えばポリブタジエン、
天然ゴム、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重
合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴ
ム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、ウレタンゴ
ム、ポリエステル系ゴム、クロロプレンゴム、エピクロ
ルヒドリンゴム、シリコーンゴムなどを挙げることがで
き、耐候性が要求される場合には非ジエン系ゴムが好ま
しい。

未架橋高分子を架橋するために用いられる架橋剤は特に
限定されるものではなく、一般的に使用される架橋剤を
用いることができ、その使用量も一般的な使用量、例え
ば未架橋高分子100重量部に対して３〜15重量部程度で
よい。

〔実施例〕

以下本考案の実施例について説明するが、本考案がこれ
らによって限定されるものではない。

実施例１平均粒径70μｍのニッケル粒子（シェリット社製）を８
体積分率(％)と、10重量％の架橋剤を含有する室温硬化
型シリコーンゴム「KE 1300 RTV」（信越化学社製）9
2体積分率(％)とを20分間混合し、この混合物を支持フ
ィルムの導電性エラストマーシート形成部に塗布・充填
したものについて、第６図に示す構造の装置を用いて20
00ガウスの平行磁場を作用させながら、100℃で１時間
にわたって架橋処理を行い、シリコーンゴムを硬化させ
て、大きさが35mm×35mm、厚みが0.2mmの複合シートを
製造した。

前記支持フィルムとしては、両側縁に位置決め用孔を形
成し、かつ接続部用開口を形成した厚さ80μｍ、線膨張
率が５×10^-5／℃以下のポリイミドフィルムを用いた。
また金型の一部を形成する磁極板３としては、第５図に
示す構成を有し、非磁性体32の幅が0.15mm、強磁性体31
の幅が0.10mm、非磁性体32と強磁性体31との段差が0.01
mmのものを用いた。

この複合シートについて、その成形収縮率、接続すべき
電極への位置合わせ精度および電気抵抗値を以下の方法
で調べた。

成形収縮率金型５Ａ上に寸法基準点を決め、その金型で形成された
複合シートの寸法基準点に対応する点間の寸法を測定
し、金型からの収縮率を求めた。

位置合せ精度 0.25mmピッチ（ライン間距離0.125mm）の平行パターン
を有する基板に位置決め基準ピンを取り付け、これに複
合シートの位置決め用孔を挿入することにより位置合わ
せし、基板のパターン中心と、該パターンに相当する複
合シートのパターン中心とのズレの大きさを測定した。

電気抵抗値上記位置合わせ精度の測定に用いた基板の一対を上下に
対向させ、その間に複合シートを挟んでその導電路領域
に50ｇ／mm²の圧力を印加し、対向する電極全20組の間
の電気抵抗値を、室温および125℃において測定した。

比較例１実施例１で用いたものと同じ装置を用い、支持フィルム
を用いずに厚み調整用スペーサーを用いて、厚み0.2mm
の導電性エラストマーシートを製造し、実施例１と同様
の試験に供した。

以上の測定の結果を第１表および第２表に示す。

第１表および第２表より明らかなように、本考案の複合
シートは、成形収縮が極めて小さく寸法精度の高いもの
である。また、接続されるべき回路素子と導電部との位
置合わせを高精度にかつ容易に行うことができ、更に室
温および高温における接続信頼性を格段に優れたものと
することができる。

〔考案の効果〕

本考案の複合シートは、導電性エラストマーシートの導
電路領域の周囲が支持フィルムにおける接続部用開口の
内周縁に一体的に結合されることにより、線膨張率が５
×10^-5／℃以下の支持フィルムに導電性エラストマーシ
ートが組合せられて複合化されているため、当該導電路
領域における寸法安定性が大きくて導電性エラストマー
シート成形時の成形収縮を確実に小さく抑制することが
できて寸法精度の高い製品を得ることができ、しかも製
造が容易であり、更に回路部品の微細なパターンの電極
の電気的接続における位置合わせを高精度かつ容易に行
うことができて高い信頼性を得ることができ、導電性が
良好であり、また大きな温度変化に対しても安定で熱変
形が少ないので高温度での接続信頼性にも優れており、
従って半導体集積回路部品のコネクターおよびバーンイ
ンテスト用のコネクターとして好適に用いることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の導電性エラストマー複合シートの一例
を示す説明用平面図、第２図は第１図のII−II線断面
図、第３図および第４図は本考案の他の構成を示す断面
図、第５図は本考案の導電性エラストマー複合シートを
形成するために用いられる磁極板の説明用斜視図、第６
図は本考案の導電性エラストマー複合シートの製造方法
に用いられる装置についての説明用断面図である。Ｔ…導電性エラストマー複合シート１…導電性エラストマーシート２…支持フィルム、21…位置決め用孔 22…接続部用開口、Ｃ…導電路領域 11…導電路形成部、12…絶縁部３…磁極板、31…強磁性体 32…非磁性体、５Ａ，５Ｂ…金型 51A，51B…位置決めガイド４…電磁石、Ｍ…混合物

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】接続部用開口を有する支持フィルムと、導
電路領域を有し、当該導電路領域の周囲が、前記支持フ
ィルムの接続部用開口の内周縁に一体的に結合されて設
けられた導電性エラストマーシートとよりなり、前記支持フィルムの線膨張率が５×10^-5／℃以下であ
り、前記導電性エラストマーシートの導電路領域には、加圧
状態でまたは無加圧状態のままで厚み方向に導電路を形
成する複数の導電路形成部とこれら導電路形成部の相互
間を絶縁する絶縁部とが形成されていることを特徴とす
る導電性エラストマー複合シート。