(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟性を有する樹脂より成るコア部を具備し、導電膜との密着性が上記コア部の樹脂より優れたシェル部が上記コア部の表面を覆うように重合形成され、上記シェル部表面にＮｉメッキが施され、そのＮｉメッキ表面にＡｕメッキ、Ｃｕメッキ、Ｓｎメッキのいずれかが施された上記導電膜が形成されていることを特徴とする電気コネクタ用球状接点。
【請求項２】
請求項１に記載される電気コネクタ用球状接点において、コア部とシェル部が明瞭な界面を有することを特徴とする電気コネクタ用球状接点。
【請求項３】
請求項１に記載される電気コネクタ用球状接点において、コア部とシェル部の界面をコア部材料の組成からシェル部材料の組成に徐々に変化する傾斜組成構造とすることを特徴とする電気コネクタ用球状接点。
【請求項４】
請求項１ないし３に記載される電気コネクタ用球状接点において、コア部を架橋ポリアクリル酸エステル系樹脂或は架橋ポリメタクリル酸エステル系樹脂により構成し、シェル部をポリスチレン系樹脂により構成することを特徴とする電気コネクタ用球状接点。
【請求項５】
請求項１ないし３に記載される電気コネクタ用球状接点において、コア部をアクリル酸エステルとスチレンの架橋共重合樹脂或はメタクリル酸エステルとスチレンの架橋共重合樹脂により構成し、シェル部をポリスチレン系樹脂により構成することを特徴とする電気コネクタ用球状接点。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、電気コネクタ用球状接点に関し、特に、ランド・グリッド・アレイ、ＩＣチップ或は可撓性印刷配線基板その他隣接する接続端子相互が極く接近している一方の電気装置を配線基板、サブキャリアその他の他方の電気装置に接続する電気コネクタにおいて使用される電気コネクタ用球状接点に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、球状接点が使用される電気コネクタについて図４を参照して説明しておく。ここに示される電気コネクタ３７は合成樹脂フィルム３１を具備し、この合成樹脂フィルム３１に電気装置の接続端子に対応する貫通孔３２を複数穿設し、球状接点５をこの貫通孔３２に嵌合せしめたものである。球状接点５はその表面に導電膜２が形成され、貫通孔３２内において絶縁樹脂層３６を介して合成樹脂フィルム３１に固定される。そして、球状接点５の上部および下部は合成樹脂フィルム３１の表面より少し突出している。
【０００３】
ここで、一方の電気装置の接続端子を合成樹脂フィルム３１の上表面において球状接点５に圧接せしめると共に、他方の電気装置の接続端子を合成樹脂フィルム３１の下表面において球状接点５に圧接せしめることにより、両電気装置は球状接点５の導電膜２を介して電気的に接続されるに到る。
次に、上述の通りの電気コネクタにおいて使用される球状接点の従来例を図５を参照して説明する。図５に示される球状接点５は、液晶ガラスパネルにドライバーＩＣを接続する場合に接点として使用される。この球状接点５は、例えばスチレン−ジビニルベンゼン系、アクリル酸アルキル系、メタクリル酸アルキル系の如き合成樹脂より成る球状樹脂１に導電膜２をメッキ、蒸着或はスパッタリングその他の薄膜形成技術によって形成したものであり、導電膜２の材料としてはＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ｃｕの如き金属材料が使用される。
【０００４】
上述の如く、従来の球状接点５に使用される球状樹脂１は単一相の高分子合成樹脂により構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の球状接点５の球状樹脂１には、適度な柔軟性と導電膜の密着性の良好さとが要求される。ここで、球状樹脂１に適度な柔軟性が要求されるのは、球状樹脂１が硬いと安定な接触抵抗を得るために大きな接触荷重を必要とし、接点数が多くなったときに必要な接触荷重を確保することが困難になるからである。
【０００６】
従来の球状接点５に使用される各種の合成樹脂について、柔軟性と導電膜の密着性との間には表１に示される如き相関関係がある。
【０００７】
【表１】
0003574976.tif 000002
【０００８】
即ち、架橋ポリスチレン系合成樹脂は導電膜のメッキ性は良好であるが、硬質である。架橋ポリアクリル酸エステルおよび架橋ポリメタクリル酸エステルはアルキル基の種類によって広範囲に硬さの調整が可能であるが、導電膜のメッキ性は不良である。そして、これらの共重合物は両者の特性を合わせ持つが、導電膜のメッキ性および柔軟性の双方共に充分であるとはいい難く、両特性のバランスをとることは困難である。
【０００９】
上述の通り、硬さと導電膜の密着性の両者について満足すべき特性の得られる樹脂が存在しないために、単一相の高分子合成樹脂のみにより形成された従来の球状樹脂１は上述の特性の内の何れかを犠牲にしなければならない。
この発明は、球状樹脂１をコア部とシェル部の二重構造とするか、或はコア部とシェル部の傾斜組成構造とすることにより従来の球状樹脂１の欠点を除去した電気コネクタ用球状接点を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願発明の電気コネクタ用球状接点５は、柔軟性を有する樹脂より成るコア部３を具備し、導電膜２との密着性がコア部３の樹脂より優れたシェル部４がコア部３の表面を覆うように重合形成され、シェル部４表面にＮｉメッキが施され、そのＮｉメッキ表面にＡｕメッキ、Ｃｕメッキ、Ｓｎメッキのいずれかが施された導電膜２が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、コア部とシェル部の界面をコア部材料の組成からシェル部材料の組成に徐々に変化する傾斜組成構造とする電気コネクタ用球状接点を構成した。
更に、コア部３を架橋ポリアクリル酸エステル系樹脂或は架橋ポリメタクリル酸エステル系樹脂により構成し、シェル部４をポリスチレン系樹脂により構成する電気コネクタ用球状接点５を構成した。
【００１２】
そして、コア部３をアクリル酸エステルとスチレンの架橋共重合樹脂或はメタクリル酸エステルとスチレンの架橋共重合樹脂により構成し、シェル部４をポリスチレン系樹脂により構成する電気コネクタ用球状接点５をも構成した。
【００１３】
【実施例】
この発明の実施例を図１、図２を参照して説明する。
この発明の電気コネクタ用球状接点の球状樹脂１は、図１に示される如く、コア部３およびシェル部４より成る二重構造を有している。コア部３を構成する材料としては柔軟性を有する樹脂、例えばメタクリル酸アルキルを使用し、コア部３を覆うシェル部４を構成する材料として導電膜のメッキ密着性が良好な樹脂、例えばスチレンを使用するものである。球状樹脂１は、図２に示される如く、コア部３とシェル部４の界面をコア部材料の組成からシェル部材料の組成に徐々に変化する傾斜組成構造とすることもできる。球状樹脂１を上述の通りに構成し、シェル部４表面に導電膜のメッキ２を形成することにより、適度な柔軟性と良好な導電膜メッキ密着性とを有する球状接点５を構成することができる。
【００１４】
ここで、コア部３を構成する架橋ポリ（メタ）アクリル酸エステル系樹脂は２官能基以上の多官能基モノマーを含む（メタ）アクリル酸エステルの懸濁重合により作成される。
（メタ）アクリル酸エステルとしては、炭素数１〜１２のアルコールのアクリル酸エステル、炭素数４〜１４のアルコールのメタクリル酸エステルの内から１種或は数種を併用するのが好適であるが、耐加水分解を考慮するとアクリル酸エステルよりメタクリル酸エステルの方がより好適である。
【００１５】
多官能基モノマーとしては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼンその他の架橋性モノマーが使用される。
エステルの選択、多官能基モノマーの添加量は要望される柔軟性、耐熱性を考慮して決められる。特に多官能基モノマーの添加量は耐熱性に大きく影響すると考えられるが、柔軟性とのバランスを考慮すれば０．  １〜１５重量％    が好適であるが、０．  ５〜５重量％がより好適である。懸濁重合については公知の技術、条件が適用される。
【００１６】
シェル部４は、懸濁状態下において予め作成されたコア部３の表面層でジビニルベンゼンその他のスチレン系モノマーを重合することにより形成される。これを具体的に説明すると、油溶性重合開始剤をコア粒子表面に吸着・吸収させ、その分解速度と後から供給されるスチレンモノマーの粒子内への拡散速度との間の関係から粒子表面層近傍においてのみ重合させる。この様にして形成させたシェル層４とコア層３とは接着が良好なものとなる。
【００１７】
ここにおいて使用される油溶性重合開始剤としては、過酸化ベンゾイル、ｔ−ブチルパーオキシオクトエイトその他の有機過酸化物、２，２′−アゾビスイソブチロニトリルその他のアゾ化合物が使用される。なお、コア部表面にシェル部を形成する際の形成条件により、コア部とシェル部との間の界面を比較的明瞭な境界を有する二重構造のものとすることができるし、或はコア部材料の組成からシェル部材料の組成に徐々に変化する傾斜組成構造とすることもできる。
【００１８】
シェル部４のポリスチレンは硬質であるため、コア部３の変形に追従しきれない場合も起り得るが、この場合は、例えば先に例示した（メタ）クリル酸エステルを少量共重合させることにより対処することができる。
シェル部４とコア部３との間の寸法重量比率は柔軟性、導電膜のメッキ性に影響を及ぼす。理想的な比率は粒子表面が全面ポリスチレンで覆われ且つ薄層という条件を満足し、シェル部／コア部＝１／５〜１／１という重量比の範囲内のものである。
【００１９】
なお、粒子の製造方法は上述の方法に限定されるものではなく、例えばシェル部４の形成方法は、
▲１▼  油溶性重合開始剤をスチレンモノマーの一部或は全部に添加する方法、
▲２▼  油溶性重合開始剤に代えて過硫酸塩その他の水溶性重合開始剤を使用する方法、
▲３▼  溶剤で溶解したポリスチレンをコア表面に吸着させた後、溶剤を蒸発させてポリスチレンを皮膜化する方法、
▲４▼  高速気流中の衝撃力によりコア表面にポリスチレン微粒子を打ち込み固定し、更にポリスチレン微粒子を軟化・溶融させてコア表面を膜状に包み込む“ハイブリダイゼーション法”その他の機械的方法、
を採用することができる。
【００２０】
そして、シェル４の表面には導電膜２が形成される。導電膜２の材料としては例えばＮｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ｓｎ、Ｎｉ／Ｃｕが使用される。
この発明を更に具体的に説明する。
ステンレス製２リットルのオートクレーブに、過酸化ベンゾイル１ｇを溶解したラウリルメタクリレート４９５ｇ、エチレングリコールジメタクリレート５ｇからなる混合モノマー、および第三リン酸カルシウム１０ｇ、ラウリル硫酸ナトリウム０．０５ｇを含んだ水１リットルを仕込み、空間部を窒素置換した後に、３５０ｒｐｍの攪拌、９０℃に保持した状態において２時間加熱し、その後１０５℃に加熱して１時間重合させた後３０℃まで冷却し、平均粒子径約２００μｍのコア粒子を含む懸濁液を得た。
【００２１】
コア作成に引き続いて、懸濁液攪拌下においてｔ−ブチルパーオキシオクトエイト３ｇを１０分間に亘って添加し、１時間に亘って吸着・吸収させた後、再び９０℃に加熱した。そして、これにスチレンモノマー２００ｇを５時間に亘って添加し、添加終了後９０℃で２時間加熱し、１０５℃で２時間加熱して重合を完結させた。重合完了後３０℃まで冷却し、水洗、固液分離、乾燥して平均粒子径２２０μｍの粒子を得た。
【００２２】
なお、球状樹脂１の寸法は、必ずしも実施例に例示した寸法に限定するものではない。
以上の如くして構成された球状樹脂１について、その荷重と変位の関係は図３に示される通りである。図３によると、平均粒子径２５８．  ７μｍの球状樹脂１を粒子径の１０％である２５．  ８７μｍ変位させるに必要な荷重は０．  ２８ｇであり、約８０μｍ変位させるのに必要な荷重は２ｇであり、球状樹脂１が非常に柔らかいことがわかる。
【００２３】
比較例Ａとして架橋ポリスチレン系の単一相の高分子合成樹脂のみで形成される一重構造の球状樹脂１を作成した。比較例Ａの成分を以下に示す。
スチレン                                  …  ９５％
架橋性モノマー（ジビニルベンゼン）          …    ５％
この比較例Ａの球状樹脂１の荷重と変位の関係を図６に示す。図６によると、粒子径１９５．１μｍの球状樹脂１を粒子径の約１０％である１９．５２μｍ変位させるのに必要な荷重は９８．６０ｇ、約７０μｍ変位させるのに必要な荷重は２００ｇであり、この発明による球状樹脂１と比較して非常に硬い。
【００２４】
比較例Ｂとしてアクリル酸アルキル−スチレン系共重合体の単一相の高分子合成樹脂のみで形成される一重構造の球状樹脂１を作成した。比較例Ｂの成分は下記の通りである。
アクリル酸ブチル                          …  ５０％
スチレン                                  …  ４０％
架橋性モノマー（ジビニルベンゼン）          …  １０％
この比較例Ｂの球状樹脂１の荷重と変位の関係を図７に示す。図７より、平均粒子径２０９．６μｍの球状樹脂１を粒子径の約１０％である２１．０２μｍ変位させるのに必要な荷重は４７．９７ｇ、約９２μｍ変位させるのに必要な荷重は２００ｇであり、この発明による球状樹脂１と比較して非常に硬い。
【００２５】
弾性球の圧縮特性は以下の式で表すことが出来る。
0003574976.tif 000003
ここで  Ｆ：弾性球に加わる荷重［ｋｇｆ  ］
Ｓ：弾性球の変位［ｍｍ］
Ｅ：弾性球のヤング率［ｋｇ／ｍｍ２  ］
Ｒ：弾性球の半径［ｍｍ］
σ：弾性球のポアソン比
上式より硬さを評価する指標として次のＫ値を定義する。
【００２６】
0003574976.tif 000004
この式より上記球状樹脂１を粒子径の１０％変形させたときのＫ値を求め、比較すると以下の様になる。
【００２７】
この発明の球状樹脂（コア／シェル二重構造）  ：Ｋ＝０．４［  ｋｇｆ／ｍｍ２  ］
比較例Ａの球状樹脂（一重構造）                ：Ｋ＝２４６［  ｋｇｆ／ｍｍ２  ］
比較例Ｂの球状樹脂（一重構造）              ：Ｋ＝１０３［  ｋｇｆ／ｍｍ２  ］
すなわち粒子径の１０％まで変形させたときの本発明の一実施例の球状樹脂１の硬さは、比較例Ａの球状樹脂１の硬さに比べ約６００分の１、比較例Ｂの球状樹脂１の硬さに比べ約２５０分の１である。
【００２８】
この様にして得られた球状樹脂１の表面に、無電解メッキ法により導電膜２（Ｎｉ−Ａｕ）  を形成して球状接点５を構成した。導電膜２の厚さは以下に示される様にに何れもほぼ同様としたが、必ずしもこの厚さに限定するものではない。
【００２９】
【表２】
0003574976.tif 000005
【００３０】
導電膜２が形成された球状接点５の変形量と接触抵抗の関係を４端子法により測定した結果、二重構造の球状接点の変形量に対する接触抵抗と、一重構造の球状接点の変形量に対する接触抵抗はほぼ一致し、同様の電気的特性が得られ、例えば粒子径の５０％まで変形させたときの接触抵抗値は何れも約２００ｍΩであった。
【００３１】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明による球状接点の球状樹脂はコア部およびシェル部より成る二重構造を有し、コア部に柔軟性を有する樹脂を使用すると共にシェル部に導電膜の密着性の良い樹脂を使用するものであり、或はコア部とシェル部の界面を傾斜組成構造のものとすることにより、適度な柔軟性と良好な導電膜の密着性を持たせることができ、この球状樹脂の表面に導電膜を形成することにより電気コネクタの球状接点として理想的な特性を発揮するものが構成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるコア部およびシェル部より成る二重構造の球状接点の断面を示す図。
【図２】この発明によるコア部とシェル部の界面が傾斜構造である球状接点の断面を示す図。
【図３】この発明の一実施例であるコア部およびシェル部より成る二重構造の球状接点の荷重と変位の関係を示す図。
【図４】球状接点が使用される電気コネクタを説明する図。
【図５】従来の球状接点の断面を示す図。
【図６】一重構造球状接点（比較例Ａ）の荷重と変位の関係を示す図。
【図７】一重構造球状接点（比較例Ｂ）の荷重と変位の関係を示す図。
【符号の説明】
１  球状樹脂
２  導電膜
３  コア部
４  シェル部
５  球状接点
３１  樹脂フィルム
３２  貫通孔
３６  絶縁樹脂層
３７  電気絶縁用コネクタ
【図１】
0003574976.tif 000006
【図２】
0003574976.tif 000007
【図３】
0003574976.tif 000008
【図４】
0003574976.tif 000009
【図５】
0003574976.tif 000010
【図６】
0003574976.tif 000011
【図７】
0003574976.tif 000012