JPS6182609A - 弾性通電素子 - 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） 本発明は弾性通電素子、特には振動または変性を伴なう
各種回路素子と基板とをハンダ付けまたは導電性接着剤
で電気的にかつ機械的に接続できるようにした弾性通電
素子に関するものである。

（従来の技術） シリコーンゴムはこれを構成するオルガノポリシロキサ
ンの特異な骨格からすぐれた電気絶縁性、＃熱性、耐寒
性、耐候性をもっているため種々の分野に応用されてお
り、導電性付与剤を添加した導電性シリコーンゴムは静
電防止あるいは帯電防止用から卓上計算機、パーソナル
コンピューターなどのキーボードや電磁波シールド用の
高導電性領域にまで広範囲に使用されている。しかし、
この導電性シリコーンゴムで成形したキーボード接点や
コネクターをハンダ付けまたは導電性接着剤で配線接続
しようとしても、これにはオルガノポリシロキサン自体
のもつ離型性のために接続が難しいという不利がある。

またキーボード接点などに使われている導電性シリコー
ンゴムはオン、オフの感知だけに使用されるものであり
、使用電流も微弱であるために比較的高抵抗のものであ
ってもよいが、ミリアンペア領域の電流を流す通電素子
などに使用するときに電流損失が大きく、発熱によって
抵抗値が変化するという問題点がある。

他方、各種電子機器についてはその回路組立工程に低コ
スト化、量産化１品質安定化ということから自動組立装
置が取り込まれているが、水晶発振器やｆｌ音波振動子
、ストレートゲージなどのように機械的に振動したり変
位するもので、そこに電圧を印加したり、取り出すよう
にした運動回転素子を基板に接続する場合には、これを
手作業で金属スプリングに接続するか、あるいは有機高
分子弾性体に素子をのせてその運動を吸収できるように
して基板に固定し、ついで金属細線で電気的に接続する
という方法がとられているので、運動吸収と電気的接続
とを容易に行なえる弾性通電素子の提供が強く要望され
ている。

（発明の構成） 本発明は前記したような不利全解決すると共に上記した
要望に応える弾性通電素子に関するものであり、これは
導電性シリコーンゴムに金属層を複合させて端子を取り
出せるようにしたことを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは運動吸収と共に電気接続が容易
に行なえる弾性通電素子について種々検町 討した結果、導電性付与剤を充填した低抵抗値のシリコ
ーンゴムに金属層を複合させれば、このシリコーンゴム
が低モジュラス、高変形性のものであることから運動回
転素子の運動を充分に吸収することができるし、かつこ
の金属層の存在によってハンダ付あるいは導電性接着剤
によってこれを容易に基板に電気的に接続できるという
ことを見出し、自動組立ラインに応用できることができ
ることを確認して本発明を完成させた。

本発明の弾性通電素子を構成する導電性シリコーンゴム
はオルガノポリシロキサンに導電性付与剤としてのカー
ボンブラック、グラファイト粉。

カーボン繊維、金属粉、金属短繊維、すすやインジウム
の酸化物、あるいはガラス、マイカ、アルミナなどのよ
うな無機粉末や短繊維などに金、銀、ニッケル、アルミ
ニウムなどの金属をコーティングした複合導電粉を充填
したものであるが、ミリアンペア領域の電流を流す素子
を作る場合にはこれを体積抵抗率が１０００層以下のも
のとすることがよい。

つ また、ここに使用される金属層はハンダ付けあるいは導
電性接着剤によって基板と電気的に接続可能なものであ
ればよく、これには金、銀、銅。

鉄、アルミニウム、ニッケルなどの金属類、ステンレス
鋼、黄銅などの金属類あるいは金属または非金属の表面
を前記金属または合金類でメッキ処理したものとすれば
よいが、この形状は最終的に得られる成形品の用途に応
じて任意のものを選択することができる。

本発明の弾性通電素子は例えば上記した未硬化の導電性
シリコーンゴムを所定の形状に成形してからこれに上記
した金属層を載置するか、あるいはこの金属層の間に導
電性シリコーンゴムを装入し、ついで加熱または加圧加
熱してシリコーンゴムを硬化させればよく、これによれ
ば硬化したシリコーンゴムと金属層とが強固に一体化さ
れた弾性通電素子を得ることができるが、この素子の製
造に当っては導電性シリコーンゴムとして自己接着性の
シリコーンゴムを使用すること、またゴム表面と金属の
表面をプライマー処理すること、導電性シリコーンゴム
接着剤層を塗布して金属層とシリコーンゴム層との接着
を強固なものとすることが肝要である。

本発明の弾性通電素子の形状、構造は導電性シリコーン
ゴムに金属層が複合化されている限り任意とされるが、
これは通常シリコーンゴム成形体の上下面、あるいは対
向する２面に金属箔などの金属層を接合一体化させたも
のとされる。

つぎに本発明の弾性通電素子を添付の図面にもとづいて
説明する。第１図、第２図はそれぞれ円柱状、直方体の
導電性シリコーンゴム成形体２の上下面に金属箔ｌを複
合一体化したもの、第３図は円柱状の導電性シリコーン
ゴム２の外側を絶縁性シリコーンゴム４で被覆した成形
品の上下面を導電性シリコーンゴム３で被覆し、ここに
金属箔ｌを複合一体化したもの、第４図は円筒状の導電
性シリコーンゴム成形体２の外面に金属箔ｌを対向して
複合一体化したもの、また第５図は円柱状の絶縁性シリ
コーンゴム４の内部に金属細線５を一体化した成形品の
上下面を導電性シリコーンゴム３で被覆し、ここに金属
箔ｌを複合一体化したものである。

上記のようにして得られた本発明の弾性通電素子は主材
が低モジュラス、高変形性の導電性シリコーンゴムであ
ることから運動回転素子と接続されたときにその運動エ
ネルギーを充分吸収し得るし、シリコーンゴムが耐熱性
のすぐれたものであるので金属性基材とのハンダ付けな
どによって障害をうけるおそれはなく、さらにはこの体
積抵抗率もこのシリコーンゴムを導電性とするために添
加する導電性付与剤の種類、添加量によって１０−４〜
１０−３Ω−ｃｌまで下げることができ、この抵抗値は
経時変化もほとんどないので各種電子機器の接続用とし
て有用とされるが、特には水銀発振器、ａ　音波発振子
、ストレートゲージのような運動回転素子の基板への接
続に適している。

つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
示したものである。

実施例１ 導電性シリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ−３８０１Ｕ
　［信越化学工業（株）裂開品名、体積抵抗率７Ωｃｍ
ｌｌｏＯ部に接着付与剤として式で示されるアルコキシ
ミラ７０．５部と硬化触媒としての２．５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン０．８部
を添加して均一に混合した。

つぎにこの導電性シリコーンゴムコンノくランドを膜厚
４０ｐｍの２枚の銅箔の間に厚さが２鳳■になるように
介在させ、ついで１７０℃、５０Ｋｇ／ｃ層２の条件下
で１０分間加圧加熱して硬化成形し、両面に銅箔を接着
させたシートを作り、このシートから直径２Ｉの円柱状
態を打抜き、第１図に示したような弾性通電素子を作成
した。

実施例２ シリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ−５２０Ｕ［信越化
学工業（株）製部品名］ｌＯＯ部に導電性付与剤として
のガラスピーズに銀をコーティングしたシルバーガラス
ピーズ−Ｓ　−３０００−３３（東芝へロティー二社製
商品名）２５０部を添加し２木ロールで混合したのち、
接着付与剤として式％式％） ・で示されるアルコキシシラン０．２部および硬化触媒
としての２．５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）ヘキサン０．８部を添加して均一に混合した
。

つぎにこの導電性シリコーンゴムを実施例１と同様に処
理して両面を銅張りとしたシートを成形し、このシート
を２ｍ■ｘ２鳳層角に切断して第２図に示したような弾
性通電素子を作った。

実施例３ シリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ−５２０Ｕ（前出）
１’ＯＯ部にシルバーガラスピーズ・Ｓ−３０００−３
３（前出）２５０部を配合したコンパウンドと、シリコ
ーンゴムコンパウンド・ＫＥ−９５１Ｕ［信越化学工業
（株）裂開品名］　　１００部に硬化触媒としての２．
４−ジグロルベンゾイルパーオキサイド０．８部を添加
混合したコンパウンドとを１口径４ｃｍｍφの２色押出
し機を用いて押出し速度５ｍ／分、加硫炉温度４５０℃
、滞留時間１５秒の条件で押出し、内側が直径１．４ｍ
■の導電層、外側が肉厚０．３薦薦の絶縁層であるｚＩ
＃のシリコーンゴム線を成形すると共に、液状シリコー
ンゴムＫＥ−１９３５［信越化学工業（株）製部品名］
１００部にシルバーガラスピーズ・Ｓ−３０００−３３
２５０部と実施例２で使用した接着付与剤としてのアル
コキシシラン０．２を混合して液状の導電性シリコーン
ゴム接着剤を作った。

つぎに、上記のシリコーンゴム線を長さ２部腸に切断し
、この上下面に直径２ｍｍの円形に打抜いた膜厚４ｐｍ
の銅箔に上記の液状導電性シリコーンゴム接着剤を塗布
したものをはりつけ、微少の圧力をかけて１７０℃で１
０分間加熱したところ、銅　　　′箔が接着一体化した
第３図に示したような弾性通電素子が得られた。

実施例４ 導電性シリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ−３８０部Ｍ
Ｕ　［信越化学工業（株）裂開品名、体積抵抗率３ΩＣ
璽１１００部に塩化白金酸のイソプロピルアルコール溶
液（白金として２％含有）　０．０３部。

アセチレンアルコール０．０３部および式で示されるメ
チルハイドロジエンポリシロキサン１．０部を添加混合
し、これを口径４０■層φの押出し機を用いて押出し速
度４ｍ／分、加硫炉温度４５０℃、滞留時間２０秒の条
件で押出し、内径２ｍｍ、肉厚０．５　ａｍの導電性シ
リコーンゴムチューブを成形した。

また、パテ状導電性シリコーンゴムコンパウンド・ＫＥ
−１９４２［信越化学工業（株）製部品名、体積抵抗率
８Ωｃｍｌ１００部に接着付与剤として実施例１で使用
したアルコキシシラン０．５部と式で示されるメチルハ
イドロジエンポリシロキサン０．２部を混合してパテ状
導電性シリコーンゴム接着剤を作った。

つぎにこの導電性シリコーンゴム接着剤を巾１１にスラ
イスした膜厚４０４ｍの銅箔に塗布し、これを上記で得
た導電性シリコーンゴムチューブ外面の向い合う２ケ所
にはりつけ、微小の圧力をかけ２００℃で１０分間加熱
処理したところ、′Ｉ！４箔が導電性シリコーンゴムチ
ューブに接着一体化したので、これを長さ２＋ｓ■に切
断して第４図に示したような弾性通電素子を作成した。

実施例５ シリコーンゴムコンパウンド・Ｋ　Ｅ　−１５５１Ｕ　
［信越化学工業（株）製部品名］　１００部に硬化触媒
２．４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド０゜７部を
添加混合し、これを口径４０謬諺φの押出し機を用い、
直径０．５■■の銅線を芯線として押出し速度５ｍ／分
、加硫炉温度４５０℃、滞留時ｔ■１５秒の条件で押出
し、中心に銅線の入った直径２ｍｍのシリコーンゴム線
を作成した。

つぎにこれを長さ２ｍｍに切断し、この上下面に直径２
■に打抜いた膜厚４０ｕＬｍの銅箔に実施例３で使用し
た導電性シリコーンゴム接着剤を塗布したものをはりつ
け、微小の圧力をかけ１７０℃で１０分間加熱処理した
ところ、銅箔が接着一体化した第５図に示したような弾
性通電素子が得られた。

応用例 実施例１〜５で得られた弾性通電素子について、そのヤ
ング率、抵抗値、ハンダ耐熱性および抵抗の経時変化を
測定したところ、第１表に示したとおりの結果が得られ
た。

また、これらはいずれも第１表に示したように基板にハ
ンダづけしたときに剥離しなかったが、比較のために実
施例１で使用した導電性シリコーンゴムコンパウンド・
ＫＥ−３６０ＩＵの硬化成形品を基板にハンダ付けおよ
び導電性接着剤Φドータイト［藤倉化成（株）製部品名
］で接続したところ、このものはわづかな力で剥離した
。

なお、体積抵抗率が７ΩＣ１１である導電性シリコーン
ゴムコンパウンド・ＫＥ−３６０ＩＵを使用した実施例
１の弾性通電素子について測定電流と素子抵抗の関係を
しらべたところ、第６図に示した結果が得られ、これか
ら１ミリアンペア以上の電流を流す場合には発熱によっ
て抵抗の低下がみられるので、ミリアンペア領域の電流
を流す場合には体積抵抗率が１００ｃｍ以下の導電性シ
リコーンゴムを使用すべきことが判った。

（注）本等・・２６０℃ｘ３０秒で銅箔の剥離を測定木
本・・・１００℃ｘ　１．０００時間後の素子抵抗

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は実施例１〜５で得られた弾性通電素子
を示したもので、それぞれａ）図はその上面図、ｂ）は
その縦断面図であり、第６図は実施例１で得られた弾性
通電素子の測定電流と素子抵抗との関係グラフを示した
ものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性シリコーンゴムに金属層を複合させてなるこ
   とを特徴とする弾性通電素子。 ２、導電性シリコーンゴムが体積抵抗率１０Ω−ｃｍ以
   下の導電性を有するものである特許請求の範囲第１項記
   載の弾性通電素子。