(57)【要約】  【課題】長期間に渡り安定した電気的接続を達成するため、長期に渡る圧縮永久歪に耐え、かつシール性も高い異方導電性コネクタを提供する。  【解決手段】本考案の異方導電性圧接コネクタ(10)は、電気的絶縁ゴム層(2)と導電ゴム層(1)が交互に積層一体化され、所定の方向に通電する異方導電性コネクタ素子部(3)を含み、異方導電性コネクタ素子部(3)の側面の外周部分に、異方導電性コネクタ素子部(3)より相対的に圧縮永久歪率が低い電気的絶縁性のゴム状弾性体からなるサポート部(4)を一体化している。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
電気的絶縁ゴム層と導電ゴム層が交互に積層一体化され、所定の方向に通電する異方導電性コネクタ素子部を含む異方導電性コネクタであって、
前記異方導電性コネクタ素子部の側面の外周部分に、前記異方導電性コネクタ素子部より相対的に圧縮永久歪率が低い電気的絶縁性のゴム状弾性体からなるサポート部を一体化したことを特徴とする異方導電性圧接コネクタ。
【請求項２】
前記異方導電性コネクタ素子部は、圧縮率：２５％、温度：１００℃、時間：１５０時間経過後の圧縮永久歪率が３０％以上であり、前記サポート部は、圧縮率：２５％、温度：１００℃、時間：１５０時間経過後の圧縮永久歪率が１０％以下である請求項１に記載の異方導電性圧接コネクタ。
【請求項３】
前記異方導電性コネクタ素子部と前記サポート部の上面から見た面積比が、前記異方導電性コネクタ素子部：前記サポート部＝１：１〜１２の範囲である請求項１又は２に記載の異方導電性圧接コネクタ。
【請求項４】
前記異方導電性圧接コネクタは、圧縮率：２５％、温度：１００℃、時間：１５０時間経過後の圧縮永久歪率が１５％以下である請求項１〜３のいずれかに記載の異方導電性圧接コネクタ。
【請求項５】
前記異方導電性コネクタ素子部の導電ゴムは、ゴムに金属粉を配合した導電性材料である請求項１に記載の異方導電性圧接コネクタ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えば電子部品等の電気回路の接続に用いるゴムコネクタに関する。さらに詳しくは、液晶素子（ＬＣＤ）やエレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子等の画像表示素子のガラス配線基板と、ドライブ基板間等を電気的に接続するための異方導電性コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＣＤやＥＬ素子等の画像表示素子のガラス配線基板とドライブ基板間、又は前記ガラス配線基板とフレキシブルプリント基板間を電気的に接続するために異方導電性コネクタは用いられている。このコネクタは、絶縁ゴムと導電ゴムを相互に積層一体化した異方導電性コネクタや、絶縁ゴム中に金属細線を相互に隔離して配列し金属細線が絶縁ゴムを厚み方向に貫通した異方導電性シートなどがある（下記特許文献１）。
【０００３】
これらのゴムコネクタのうちは、絶縁ゴムと導電ゴムが相互に積層一体化された異方導電性コネクタの圧縮永久歪率は４０％程度（２５％圧縮・温度１００℃Ｘ１５０時間経過後）である。また、絶縁ゴム中に金属細線を相互に隔離して配列し金属細線が絶縁ゴムを厚み方向に貫通した異方導電性シートの圧縮永久歪率は２３％程度（２５％圧縮・１００℃Ｘ１５０時聞経過後）である。すなわち、圧縮永久歪率は大きい。接続部品の寸法公差、歪、たわみを吸収し且つ充分な回路基板の電極部への押し付けカを持たせた状態で向き合った電極部間にゴムコネクタを装着し、良好な電気的接続を得る為には、例えば自然状態での高さ方向の５〜３０％程度にゴムコネクタを圧縮した状態で電極部間に挟み電気的接続を取るのが通常であるが、圧縮永久歪率が大きいこれらのゴムコネクタは、特に屋外で使用する携帯電話などの機器類の電気的接続に使用するゴムコネクタとしては適当でない。
【０００４】
さらにこれらのゴムコネクタは、ゴムコネクタの電気接続に使用しない導電方向と平行な側面の２面の外周部分をスポンジ状ゴムや軟質ゴム等で作成されたシートを張り合わせた側面サポート型ゴムコネクタがある。スポンジ状ゴムは一般的に柔らかく圧縮変形しやすいが、軟質ゴムに比較して、シール性が低いために高湿度化では吸湿しやすいという問題があり、吸湿により電極部間の漏れ電流の増大が発生することもある。軟質ゴムは低硬度化、低圧縮力化する為にゴムの架橋密度を低下させたり、軟質化させるために可塑剤などを多く含む為、長期に渡る圧縮永久歪が低く安定したゴム材質を得る事が困難である。この様な側面サポート型ゴムコネクタは圧縮した状態で電極部間に挟みこんだ状態で経過時間と共にいわゆる「ヘタリ」現象が発生し、その結果、良好な電気的接続を長期間に渡り維持する事が出来ず、屋外で使用する機器類の内部接続に使用するゴムコネクタとしては問題があった。
【特許文献１】特公平２−１０５４９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のとおり、従来のゴムコネクタは、圧縮永久歪率が高く長期間の使用により歪んでしまい、長期に渡る安定した電気接続が困難であるという問題があった。
【０００６】
本考案は、長期間に渡り安定した電気的接続を達成するため、長期に渡る圧縮永久歪に耐え、かつシール性も高い異方導電性圧接コネクタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の異方導電性圧接コネクタは、電気的絶縁ゴム層と導電ゴム層が交互に積層一体化され、所定の方向に通電する異方導電性コネクタ素子部を含む異方導電性コネクタであって、前記異方導電性コネクタ素子部の側面の外周部分に、前記異方導電性コネクタ素子部より相対的に圧縮永久歪率が低い電気的絶縁性のゴム状弾性体からなるサポート部を一体化したことを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の異方導電性圧接コネクタは、異方導電性コネクタ素子部の側面の外周部分に、前記異方導電性コネクタ素子部より相対的に圧縮永久歪率が低い電気的絶縁性のゴム状弾性体からなるサポート部を一体化したことにより、長期に渡る圧縮永久歪に耐え、かつシール性も高い異方導電性コネクタを提供できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
本考案の異方導電性圧接コネクタは、電気的絶縁ゴム層と導電ゴム層が交互に積層一体化され、所定の方向に通電する異方導電性コネクタ素子部を含み、前記異方導電性コネクタ素子部の側面の外周部分に、前記異方導電性コネクタ素子部より相対的に圧縮永久歪率が低い電気的絶縁性のゴム状弾性体からなるサポート部を一体化している。以下、各要素について説明する。
（１）異方導電性コネクタ素子部の導電ゴム
異方導電性コネクタ素子部の導電ゴムは、例えばジメチルシリコーン生ゴム（ＡＳＴＭＤ１４１８（以下同じ）による表示：ＭＱ）、メチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフェニルシリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）、フロロシリコーン生ゴム（ＦＭＱ）に補強性充填材としてシリカ微粉末を充填し混合してシリコーンベースを作成する、シリコーン生ゴムは本質的に分子間引力が低く非結晶構造をとる為、シリコーン生ゴムを加硫した場合３〜５Ｋｇｆ／ｃｍ2程度の引っ張り強度しか得られないので、補強性充填材の選択は重要である。好ましくはメチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフェニルシリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）に、煙霧法で作成されたシリカ微粉末を添加して得られたシリコーンゴムベースが良い。補強性充填材はシリコーン生ゴム１００質量部に対して１０〜２５質量部添加するのが好ましい。これにより、引っ張り強度は３５〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2程度となる。
【００１０】
更にシリコーンベースを導電ゴムにする為に、カーボンブラック等の炭素粉末又は金属粉末を添加するのが好ましい。本考案の導電ゴムには、電極部間の電気的接続を行う異方導鷺性圧接コネクタとしての用途から、低電気抵抗のものを用いる。このために好ましくは、金属粉末の表面抵抗が１Ω／□以下の物がよく、具体的には金、銀、白金、銅、ニッケル、鉄、パラジュウム、コバルト、クロム等の金属類やステンレス等の合金類からなる粉末、又は電気抵抗を低減する為に表面を金、銀、等の貴金属で被覆した金属粉末を用いるのが好ましい。金属粉末の好ましい重量平均粒子径は１〜３０μｍの範囲である。また、金属粉末はシリコーンベース１００質量部に対して４００〜６００質量部添加するのが好ましい。これにより、導電ゴムの体積固有抵抗を１０-4Ω・ｃｍ以下とするのが好ましい。
【００１１】
以上のようにして、金属粉末を前記シリコーンベースの配合し導電性シリコーンゴムコンパウンドを得る。
（２）異方導電性コネクタ素子部の絶縁ゴム
異方導電性コネクタ素子部に使用する電気的絶縁ゴムは、ジメチルシリコーン生ゴム（ＡＳＴＭＤ１４１８による表示：ＭＱ）、メチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフェニルシリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）、フロロシリコーン生ゴム（ＦＭＱ）に補強性充填材、増量充填材を混合してシリコーンコンパウンドを作成する。好ましくはメチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフェニルシリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）に、補強性充填材として煙霧法で作成されたシリカ微粉末を添加して得られた絶縁性シリコーンゴムコンパウンドが良い。増量充填材は例えば珪藻土である。添加量は、シリコーン生ゴム１００質量部に対して、補強性充填材は１０〜３５質量部の範囲、増量充填材は１０〜４０質量部の範囲である。ゴムパウンドは既知の市販されているものでも良い。これにより、電気的絶縁ゴムの体積固有抵抗を１０14Ω・ｃｍ以上とするのが好ましい。
（３）異方導電性コネクタ素子部の作製
前記導電シリコーンコンゴムパウンド及び電気的絶緑シリコーンゴムコンパウンドを加硫させる為に、有機過酸化物をゴムパウンドに混合しシリコーンゴムストックを作成する。有機過酸化物としてはベンゾイルパーオキサイド、ビス−２，４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジターシャリブチルパーオキサイド、２，５−ジメチルー２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキサンなどをゴムコンパウンドに均一に分散混合する。
【００１２】
次に、導電シリコーンコンゴムパウンドと電気的絶縁シリコーンゴムコンパウンドをそれぞれ薄膜化し、相互に積層し加圧、加熱し、得られたブロック体を積層方向と垂直に切断し、異方導電性コネクタ素子部を作製する。
【００１３】
異方導電性圧接コネクタとしたときに、電気的絶縁ゴム層１層の厚さは１０〜１００μｍの範囲が好ましく、導電ゴム層ゴム層１層の厚さは３０〜１００μｍの範囲が好ましい。
【００１４】
このようにして圧縮率：２５％、温度：１００℃、時間：１５０時間経過後の圧縮永久歪率が３０％以上の異方導電性コネクタ素子部を得ることができる。
（４）サポート部
異方導電性コネクタ素子部の側面の外周部分に、前記異方導電性コネクタ素子部より相対的に圧縮永久歪率が低い電気的絶縁性のゴム状弾性体からなるサポート部が一体化されている。
【００１５】
サポート部の絶縁性ゴム状弾性体は、例えばイソプレンゴム（Ｒ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、クロロプレンアクリルゴム（ＣＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ・ＥＰＤＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ・ＡＮＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ・ＥＣＯ）等が挙げられる。なかでも電気絶縁性、良圧縮永久歪性の良好なシリコーンゴム（Ｑ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ・ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ），ウレタンゴム（Ｕ）、などが好ましい。この中でもシリコーンゴム（Ｑ）が電気絶縁性、良圧縮永久歪性の観点から最も良い。絶縁性ゴムはジメチルシリコーン生ゴム（ＡＳＴＭＤ１４１８による表示：ＭＱ）、メチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフェニルシリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）、フロロシリコーン生ゴム（ＦＭＱ）に補強性充填材、増量充填材を混合してシリコーンコンパウンドを作成する。好ましくはメチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルビニルフェニルシリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）に煙霧法で作成されたシリカ微粉末を添加して得られた良圧縮永久歪性の絶縁性シリコーンゴムコンパウンドが良い。増量充填材は例えば重量平均粒子径５〜２０μｍの石英粉末である。添加量は、シリコーン生ゴム１００質量部に対して、補強性充填材は１０〜３５質量部の範囲、増量充填材は１０〜７０質量部の範囲である。ゴムパウンドは既知の市販されているものでも良い。電気的絶縁ゴムの体積固有抵抗は１０14Ω・ｃｍ以上とするのが好ましい。
【００１６】
前記、絶縁性シリコーンゴムコンパウンドを加硫させる為に市販の有機過酸化物を混合しシリコーンゴムストックを作成する。有機過酸化物としてはベンゾイルパーオキサイド、ビス−２，４−ジクロルベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジターシャリブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキサンなどをゴムコンパウンドに均一に分散混合して作成する。
【００１７】
例えばメチルビニルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）と、重量平均粒子径５〜２０μｍの石英粉末を混合したシリコーンコンパウンドに、加硫剤として２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキサンなどをゴムコンパウンドに均一に分散混合して作製したゴムは、低圧縮永久歪率が特に優れている。
【００１８】
このようにして圧縮率：２５％、温度：１００℃、時間：１５０時間経過後の圧縮永久歪率が１０％以下のサポート部を得ることができる。
【００１９】
異方導電性コネクタ素子部と前記サポート部の上面から見た面積比は、前記異方導電性コネクタ素子部：前記サポート部＝１：１〜１２の範囲であることが好ましい。耐圧縮性を高く維持するためである。
【００２０】
異方導電性圧接コネクタは、圧縮率：２５％、温度：１００℃、時間：１５０時間経過後の圧縮永久歪率が１５％以下であることが好ましい。圧縮永久歪率が１５％以下であれば、ヘタリがなく、実用的に十分な長期耐圧縮性を高く維持できる。さらに好ましい圧縮永久歪率は１２％以下である。
【００２１】
本考案の異方導電性圧接コネクタは、長期に渡る圧縮永久歪に耐え、とくに屋外で使用する電気機器類の内部接続に適した異方導電性圧接コネクタである
また、電気回路基板間に配置し圧縮、圧接することにより、電気回路基板の電極どうしを電気的接続し、長期に渡る「ヘタリ」を改良し接続信頼性を高く維持できると共に、電極面のシール性も高い。
【００２２】
以下、本考案の異方導電性圧接コネクタを図面により説明する。図１は本発明の一実施形態における異方導電性圧接コネクタの斜視図である。この異方導電性圧接コネクタ１０は、導電ゴム層１と電気的絶縁ゴム層２とが交互に積層一体化され、上下方向に通電する異方導電性コネクタ素子部３と、その側面の外周部分のサポート部４とが一体化されている。異方導電性圧接コネクタ１０は、例えば縦１．０ｍｍ、横１．０ｍｍ、高さ２．０ｍｍ、サポート部４の厚さは０．５ｍｍ、異方導電性圧接コネクタは縦２．０ｍｍ、横２．０ｍｍ、高さ２．０ｍｍである。
【００２３】
図２は図１のＩ−Ｉ断面図である。中央部分に導電ゴム層１と電気的絶縁ゴム層２とが交互に積層一体化され、上下方向に通電する異方導電性コネクタ素子部３が配置され、その側面の外周部分にサポート部４が配置されている。
【００２４】
図３は実際のＬＣＤパネルに使用される異方導電性圧接コネクタの状態を示す断面図である。金属配線８付きのドライブ基板７の上に異方導電性圧接コネクタ１０をのせ、その上部に金属配線６付きのＬＣＤパネル基板５を固定配置し、次にドライブ基板７を押し上げて異方導電性圧接コネクタ１０を約１０〜２０％圧縮して固定する。Ｈ１は圧接前高さ、Ｈ２は圧接後高さである。
【００２５】
図４は異方導電性圧接コネクタの圧縮永久歪率の測定方法を示す断面図である。この測定方法はＪＩＳ  Ｋ６２６２の４に準じたもので、異方導電性圧接コネクタ１０の初期圧接前高さｔ0（単位：ｍｍ）を測定しておく。次にスペーサー１２ａ，１２ｂを有する圧縮治具１１に異方導電性圧接コネクタ１０を置き、前記コネクタの高さを２５％圧縮するためのスペーサーの高さｔ1（単位：ｍｍ）までボルトを締めて圧縮する。この治具で圧縮したまま１００℃、１５０時間オーブンに入れる。その後、取り出して圧縮治具を取り外し、室温で３０分後のコネクタの高さｔ2（単位：ｍｍ）を測定し、下記の式から圧縮永久歪率（％）を算出する。
圧縮永久歪率（Ｃｓ）＝［（ｔ0−ｔ2）／（ｔ0−ｔ1）］×１００
【実施例】
【００２６】
異方導電性コネクタ素子部は導電性シリコーンコンゴムパウンドと絶縁性シリコーンゴムコンパウンドをそれぞれ薄膜化し、相互に互いに積層し加圧、加熱し、得られたブロック体を積層方向と垂直に切断する製造方法によって得られた、縦１ｍｍ、横１ｍｍ、高さ１ｍｍの積層型コネクタ（フジポリコネクタＳ−Ｚシリーズ）を使用した。積層型コネクタの導電方向の圧縮永久歪率をＪＩＳ  Ｋ６２６２の４に順じて測定したところ３９％（１００℃Ｘ１５０時間後）であった。
【００２７】
次に異方導電性コネクタ素子の導電方向と平行な側面の外周部分に使用する電気絶緑性ゴムは、メチルビニルシリコーン生ゴム、１００質量部（東レダウコーニングシリコーン社製・製品名：ＣＦ−３１１０）にシリカ微粉末、２５質量部（Ｃａｂｏｔ社製、製品名（Ｃａｂ−０−Ｓｉｌ  ＭＳ７５）を加熱混合した後、石英粉末：６０質量部（Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ  Ｇｌａｓｓ  Ｓａｎｄ社製、製品名：Ｍｉｎ−Ｕ−Ｓｉｌ、平均粒子径５μｍ）を混合し絶縁性ゴムを作成した。
【００２８】
更に加硫剤として２，５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキサン、有効成分５０％に調整されたＲＣ−４加硫剤（製品名、東レダウコーニングシリコーン社製）を０．５質量部添加した配合物を、厚み１ｍｍのシート用金型に投入し１７０℃Ｘ１０分の一次加硫後、２００℃Ｘ４時間の二次加硫を行い、厚み１ｍｍの外周部分に使用する絶緑性ゴムのシートを得た。絶縁性ゴムシートの圧縮永久歪率をＪＩＳ  Ｋ６２６２の４に順じて測定したところ、４％（１００℃Ｘ１５０時間後）であった
次に異方導電性コネクタ素子の導電方向と平行な側面の外周部分に上記絶縁性ゴム（厚さ０．５ｍｍ）のシートを付加反応型シリコーン接着剤（東レダウコーニングシリコーン社製・製品名：ＣＹ５２−２３８）を用いて相互を張り合わせ、図１に示す異方導電性圧接コネクタを得た。このコネクタの大きさは、縦２ｍｍ、横２ｍｍ、高さ１ｍｍであった。本コネクタの圧縮永久歪率をＪＩＳ  Ｋ６２６２の４に順じて測定したところ、９％（１００℃Ｘ１５０時間後）であった。
【００２９】
また、温度６０℃、相対湿度９５％、１，５００時間の環境試験後においても短絡等の問題はまったく発生せず、シール性も良好であった。
【００３０】
（比較例１）
異方導電性コネクタ素子部は導電性シリコーンコンゴムパウンドと絶縁性シリコーンゴムコンパウンドをそれぞれ薄膜化し、相互に互いに積層し加圧、加熱した後得られたブロック体を積層方向と垂直に切断する製造方法によって得られた厚さ１ｍｍの積層型コネクタ（フジポリコネクタＳ−Ｚシリーズ）の導電方向と平行な側面の外周部分にＳＨ８５１Ｕゴムコンパウンド（製品名、東レダウコーニングシリコーン（株）製）にＲＣ−４加硫剤（製品名、東レダウコーニングシリコーン（株）製）を０．５質量部添加して配合物とし、この配合物を厚み１ｍｍのシート用金型に投入し、１７０℃Ｘ１０分の一次加硫後、２００℃Ｘ４時間の二次加硫を行い、厚み１．Ｏｍｍの外周部分に使用する絶縁性ゴムのシートを得た。絶縁性ゴムシートの圧縮永久歪率をＪＩＳＫ６２６２の４に順じて測定したところ、１８％（１００℃Ｘ１５０時間後）であった。
【００３１】
次に異方導電性コネクタ素子の導電方向と平行な側面の外周部分に上記絶縁性ゴムのシートを付加反応型シリコーン接着剤（東レダウコーニングシリコーン（株）製製品名：ＣＹ５２−２３８）を用いて相互を張り合わせ、異方導電性コネクタを得た。各部分の寸法は実施例１と同様とした。本コネクタの圧縮永久歪率をＪＩＳＫ６２６２の４に順じて測定したところ１８％（１００℃Ｘ１５０時闇後）であった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態における異方導電性圧接コネクタの斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における異方導電性圧接コネクタの使用方法を示す断面図である
【図４】同、圧縮永久歪率の測定方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  導電ゴム層
２  電気的絶縁ゴム層
３  異方導電性コネクタ素子部
４  サポート部
５  ＬＣＤパネル基板
６，８  金属配線
７  ドライブ基板
１０  異方導電性圧接コネクタ
１１  圧縮治具
１２ａ，１２ｂ  スペーサー
【図１】
0003105164.tif 000003
【図２】
0003105164.tif 000004
【図３】
0003105164.tif 000005
【図４】
0003105164.tif 000006