JPH0714570U - 低抵抗エラスチックコネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 本考案は絶縁性エラスチック部材に金属細
線を配列してなる、アナログ回路、デジタル回路などの
電子回路、および電子部品間の接続に有用とされる低抵
抗エラスチックコネクタの提供を目的とするものであ
る。 【構成】 本考案の低抵抗エラスチックコネクタ１
は、図１に示したように絶縁性エラスチック部材２の厚
み方向に配向して、これを貫通するように多数の金属細
線３を、被接続部材の電極ピッチと同一の間隔で埋設
し、被接続部材の電極部と相対する部分に、電極の延出
方向に沿って４本数で埋設されていることを特徴とする
ものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は低抵抗エラスチックコネクタ、特には低い接続抵抗値や高い電流容量 を必要とする、アナログ回路基板や高周波のデジタル回路基板間を、低い圧縮荷 重で圧接接続するのに好適とされる低抵抗エラスチックコネクタに関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

各種精密電子機器内の回路基板間を接続するためのコネクタについては（ａ） 導電性シリコーンゴムシートと電気絶縁性シリコーンゴムシートとを交互に積層 した積層型コネクタ、（ｂ）電気絶縁性シリコーンゴム部材の厚み方向に配向さ れた金属細線を多数、ランダムに貫通埋設したコネクタ、などが知られており、 これらは電子部品の小型軽量化、アセンブリーコストの低減、無ハンダ接続、リ ペア性などの要求を満たすものであることから、時計、カメラ、液晶テレビ、通 信機器、情報機器などの民生用および産業用の電子機器の各種回路基板間の接続 に広く使用されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、この積層型コネクタについてはこの導電性シリコーンゴムシートが電 気絶縁性シリコーンゴムに導電性カーボンブラックなどの導電性フィラーを添加 分散させたものであることから、これが 0.4Ω・cm程度の体積固有抵抗値を得る のが限界で、それ以下の体積固有抵抗値を得ようとすると導電性カーボンブラッ クをかなり高充填しなければならず、したがって加工性が低下したり、導電性シ リコーンゴムの硬度が高くなって、圧縮接続の際の圧縮荷重が大きくなってしま うという問題点があり、これにはまた得られるコネクタが接続抵抗値の高いもの となり、低い接続抵抗値や電流容量を必要とするアナログ回路基板や高周波のデ ジタル回路基板などの接続には使用することができないという問題点もある。

【０００４】 また、コネクタについては導電性シリコーンゴムの導電性フィラーとして高導 電性の粒状の金属系フィラーを使用して低抵抗化を図ったものもあるが、これも この金属系フィラーを高充填しないと導電性が発現されないためにコストが高く なるし、材料強度が著しく低下するために圧縮による接続抵抗値が上昇したり、 不安定になるという問題点がある。

【０００５】 前記した（ｂ）の絶縁性シリコーンゴムシートに金属細線を多数、ランダムに 貫通埋設したものにはこのような問題点はないが、このものは通常電気絶縁性シ リコーンゴム上に金属細線を配列したのち、この金属配線側に同様のシート状の 電気絶縁性シリコーンゴムを張り合わせて一体化成形し、さらに得られた複合シ ートの両面に電気絶縁性エラストマーからなるサポート部材を張り合わせたのち 、金属細線と垂直な方向に切断するという方法で製造されるが、これは金属細線 を電気絶縁性（以下単に絶縁性とする）シリコーンゴムシート上に配列できるピ ッチは 100μｍ程度が限界のために、被接続部材の一電極当りに接続できる金属 細線が少数本となり、低い接続抵抗値や電流容量を必要とする場合には対応でき ず、特に被接続部材の電極幅が小さくなるほどこの問題は大きくなり、さらには １電極に接触する金属細線の本数がある電極に対しては１本、別のある電極に対 しては５〜６本というように一定でないために各電極での接続抵抗値がばらつき 、接続に関与しない非電極部にも金属細線が存在するので、圧縮接続の際の荷重 にも不利なものになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案はこのような不利、問題点を解決した低抵抗エラスチックコネクタに関 するものであり、これは絶縁性エラスチック部材の厚み方向に配向して、それを 貫通するように多数の金属細線を埋設してなるエラスチックコネクタにおいて、 この金属細線が被接続部材の電極ピッチと同一の間隔で埋設され、かつ被接続部 材の電極部と相対する部分のみに埋設されていること、好ましくはこの金属細線 が各電極の延出方向に沿って配列され、複数かつ一定の本数であることを特徴と するものである。

【０００７】 すなわち、本考案者はアナログ回路やデジタル回路などの接続にも使用できる エラスチックコネクタを開発すべく種々検討した結果、これを電気絶縁性エラス トマー部材の厚み方向に配向して多数の金属細線を埋設するが、この金属細線の 間隔を被接続部材の電極ピッチと同一の間隔とすると共に、この金属細線の被接 続部材の電極部と相対する部分の金属細線が複数で、かつ一定の本数（一つの電 極に当接される金属線の数が最小最大差で６本、好ましくは２本、より好ましく は等しくする）埋設されているようにしたところ、このエラスチックコネクタが 上記したような従来の欠点、問題点を解決して、低い接続抵抗値や電流容量を必 要とするアナログ回路基板や高周波のデジタル回路基板間などの接続に使用でき るうえ、圧接接続の際の荷重を小さくできる低抵抗エラスチックコネクタになる ということを見出し、この製造方法などについての検討も進めて本考案を完成さ せた。 以下にこれをさらに詳述する。

【０００８】 本考案の低抵抗エラスチックコネクタを構成する絶縁性エラスチック部材とし てはシリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴ ム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポ リエチレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム 、アクリルゴムなどが例示されるがこれは物性上からはシリコーンゴムとするこ とが好ましい。

【０００９】 また、ここに使用される金属細線としては銅線、ニッケル線、アルミニウム線 、金線、ステンレス線、タングステン線、黄銅線、真ちゅう線、リン青銅線、ベ リリウム銅線、モリブデン線などが例示されるが、これは良好な導電性を有し、 比較的安価な真ちゅう線、リン青銅線が好ましい。またこの線径は５〜 100μｍ のものが好適に用いられるが、細くなりすぎると電極との接触が不安定となり、 太くなると圧接接続の際の荷重が大きくなるということから線径が20〜40μｍの ものとすることがより好ましい。

【００１０】 本考案の低抵抗エラスチックコネクタは図１に示されたものとされる。 図１の（ａ）は本考案の低抵抗エラスチックコネクタの平面図、（ｂ）は（ａ ）のＸ−Ｘに沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図を示したもの であるが、このエラスチックコネクタ１は絶縁性エラスチック部材２の厚み方向 にこれを貫通するように金属細線３が一定の間隔で多数本埋設されており、これ には接着剤５によってサポート部材４が接着されていて、この金属細線３は図１ （ｂ）に示されているように絶縁性エラスチック部材２の中に平行に埋設されて おり、これは図１（ｃ）に示したように絶縁性エラスチック部材２の中に金属細 線３が一定の間隔で平行に埋設されていて、この外側には接着剤５によってサポ ート部材４が接着されているが、この金属細線は被接続部材の電極ピッチと同一 の間隔で埋設されており、これは電極の延出方向［図１（ｂ）の矢印方向］に沿 って埋設されていて、これは図に示したように複数のものが一定の本数で一列に 埋設されている。

【００１１】 なお、図１では一列のものを示したが、これは圧接接続の荷重が大きくなりす ぎない限り二列であってもよいけれども、なるべくは一列とするのがよい。 サポート部材４は被接続部材を圧接接続する際に、金属細線３を含む絶縁性エ ラスチック部材２の部分を保持すると同時に、金属細線３の被接続部材の電極へ の接触を安定にするもので、前記絶縁性エラスチック部材と同様の材料が用いら れるが、接続には直接関与しない部分なので、圧接接続する際の荷重を小さくす るために低硬度の材料、好適には20〜40°Ｈのものが使用される。

【００１２】 この本考案の低抵抗エラスチックコネクタは対象とする被接続部材の電極部間 に配置され、この電極間を導通させるのであるが、これは例えば図２に示したよ うに使用される。図２は本考案のエラスチックコネクタの使用状態を示したもの で、（ａ）、（ｂ）はこのエラスチックコネクタ１と被接続部材としての回路基 板との配置図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示したものである。 本考案のエラスチックコネクタ１は図２（ａ）に示したように、その金属細線 ３が回路基板６の電極７に相対するように位置合わせされるが、この上下基板間 の電気的接続はこの上下の基板間を圧縮挟持するようにすればよい。しかし、こ の場合この圧縮量を一定にして接続を安定化させるためには図２（ｂ）に示した ようにこの上下基板の間にベゼル（ハウジング）８を設けることがよく、この図 ２（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図は図２（ｃ）に示したようになる。

【００１３】 この本考案の低抵抗コネクタの製造は例えば図３（ａ）〜（ｉ）に示した方法 で行えばよい。 すなわち、図３（ａ）は絶縁性エラスチック部材２に金属細線３を一定間隔で 埋設したものの平面図であるが、これは図３（ｂ）に示したように基材９の上に カレンダー成形機を用いたトッピング加工で電気絶縁性シリコーンゴムシート10 を成形し、ついでこの電気絶縁性シリコーンゴムシート10の上に金属細線３を一 定間隔で埋設し、配列固定させればよいが、この金属細線のピッチは電気絶縁性 シリコーンゴムシート層の厚みを変えることによって被接続部材の任意の電極ピ ッチに対応させることができる。この図３（ｂ）に示されたものはこれに電気絶 縁性エラストマー層をラミネートすると図３（ｃ）に示したようなものとなるが 、これから両面の基材９を取り除くと図３（ｄ）に示した第１の複層シート11が 得られる。

【００１４】 この図３（ｄ）に示された第一の複合シート11はこれを金属細線３の導電方向 を揃えて例えば付加反応タイプのシリコーンゴムからなる接着剤５を用いて図３ （ｅ）に示したように多数積層し、これをカッター12で積層方向に垂直に、かつ 金属細線の導電方向と平行な方向に切断すると図３（ｆ）に示したような第２の 複合シート13が得られるので、これに接着剤５を用いてサポート部材４を積層す ると図３（ｇ）に示したものが得られるが、このものはこれから基材９を取り除 いたのちに図３（ｈ）に示したようにカッター12で金属細線の導電方向と平行に 切断して所定の幅のものとし、ついでこれを図３（ｉ）に示したようにカッター 12で金属細線の導電方向と垂直に押し切り切断して所定の高さとすれば、金属細 線の端部が電気絶縁性シリコーンゴムの表面より突出したものとなり、圧縮接続 の際の電極との接触性が向上し、安定した接続が可能となる本考案のエラスチッ クコネクタを得ることができる。

【００１５】

【実施例】

つぎに本考案の実施例をあげる。 実施例 第１工程 厚みが50μｍで、表面をサンドブラストしてＲａが 0.8とし、そ の表面を界面活性剤で処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートの サンドブラスト加工面上に、硬度が50°Ｈであるシリコーンゴムコンパウンド・ ＫＥ-153Ｕ［信越化学工業（株）製商品名］ 100重量部に、付加加硫系加硫剤・ Ｃ−19Ａ［信越化学工業（株）製商品名］ 0.5重量部、同・Ｃ−19Ｂ［信越化学 工業（株）製商品名］ 2.5重量部およびシランカップリング剤・ＫＢＭ-403［信 越化学工業（株）製商品名］ 1.0重量部を添加し、混練して得たシリコーンゴム 組成物を、カレンダー成形機により0.49mmの厚さに部出しし、ついでこの部出し したシリコーンゴム組成物の上に、直径40μｍの黄銅細線に順にＮｉを 0.4μｍ 、Ａｕ−Ｃｏ合金を 0.4μｍの厚さのめっき加工しためっき細線を、 0.1mm間隔 で配列したのち、前記したと同様のＰＥＴシート上に厚み0.49mmに部出ししたシ リコーンゴム組成物をラミネートし、６kgf/cm² で８分間加圧脱泡し、 120℃で 加熱成形し、成形後両面のＰＥＴシートを剥離除去することにより、第１の複合 シートを得た。

【００１６】 第２工程 第１の複合シートの片面に、室温硬化性接着剤ＫＥ−1934Ａ／Ｂ ［信越化学工業（株）製商品名］をスクリーン印刷法により20μｍの厚さに塗布 し、得られた接着剤層付きシートを、導電性細線の導電方向を揃えて60枚積層し 、真空脱泡後に 120℃、４時間、0.03kgf/cm² の条件で加熱成形し、積層体を得 た。

【００１７】 第３工程 つぎに積層体を、材質がＳＫＨ−２で刃先角度が18°であるカッ ター刃を用いて、めっき細線の導電方向と平行にかつ積層方向と垂直に 1.0mmの 厚みに押し切りスライス加工を行い、第２の複合シートを得た。 第４工程 つぎに厚みが 100μｍで第１工程で使用しものと同様の仕様のＰ ＥＴシートのサンドブラスト加工面側に、硬度が35°である液状シリコーンゴム ・ＫＥ−1983ＢＬＡ／Ｂ［信越化学工業（株）製商品名］を厚み 1.5mmに形成し 、 130℃で30秒間加熱成形しサポート部材を作製した。さらにこのサポート部材 の表面に第２工程で使用したものと同様の接着剤をスクリーン印刷法により20μ ｍの厚みに塗布し、これを第２の複合シートに貼り合わせ、真空脱泡後に 120℃ で加熱一体化成形した。

【００１８】 この成形体をカッター刃による押し切りにより、めっき細線の導電方向と平行 に幅25mm、垂直に高さ３mmの寸法に切断し、めっき細線のピッチが 1.0mm、めっ き細線密度が10本／電極、長さ25mm×高さ３mm×幅 4.0mmのエラスチックコネク タを作製し、このようにして得られたエラスチックコネクタを、 1.0mmピッチ（ 0.5mm 幅）のＡｕめっき電極を有する基板間に、電極部分とめっき細線が相対す るように位置合わせしたのち10％の圧縮率で圧接挟持し、このときの接続抵抗値 の測定を四端子法により行ったところ、図４に示したように非常に低抵抗でばら つきの少ない接続が得られることが確認された。また、この接続回路に電流を流 したときの温度上昇を測定したところ、大幅な温度上昇が発生しないことが確認 された。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は低抵抗エラスチックコネクタに関するものであり、これは前記したよ うに絶縁性エラスチック部内の厚み方向に配向して、それを貫通するように多数 の金属細線を埋設してなるエラスチックコネクタにおいて、この金属細線が被接 続部材の電極ピッチと同一の間隔で埋設され、かつ被接続部材の電極部と相対す る部分のみ、電極の延出方向に沿って埋設、好ましくは複数かつ一定の本数で埋 設されていることを特徴とするものであるが、このものは低い接続抵抗値や電流 容量を必要とするアナログ回路基板や高周波のデジタル回路基板などの接続に使 用することができ、圧縮接続の際の荷重を小さくすることができるという有利性 が与えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本考案の低抵抗エラスチックコネクタ
の平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｃ）
はそのＹ−Ｙ線に沿う断面図を示したものである。

【図２】（ａ）は本考案の低抵抗エラスチックコネクタ
と被接続部材としての回路基板との接続のための配置を
示す縦断面図、（ｂ）はこれにベゼル（ハウジング）を
用いたものの縦断面図、（ｃ）はそのＸ−Ｘ線に沿う断
面図を示したものである。

【図３】（ａ）〜（ｉ）は本考案の低抵抗エラスチック
コネクタの工程順の製造工程図を示したものである。

【図４】本考案の実施例で得られたエラスチックコネク
タの接続抵抗値の分布状態のグラフを示したものであ
る。

【符号の説明】１ …エラスチックコネクタ、 ２，10…電気絶縁性エラ
スチック部材、３…金属細線、 ４…サポ
ート部材、５…接着剤、 ６…回路基
板、７…基板電極、 ８…ベゼル、９…基
材、 11…第１の複合シート、12…カ
ッター刃、 13…第２の複合シート。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性エラスチック部材の厚み方向に配向
   して、これを貫通するように多数の金属細線を埋設して
   なるエラスチックコネクタにおいて、この金属細線が被
   接続部材の電極ピッチと同一の間隔で埋設され、かつ被
   接続部材の電極部と相対する部分のみに埋設されている
   ことを特徴とする低抵抗エラスチックコネクタ。