(57)【要約】【課題】  イオンマイグレーションの発生を抑制することができるとともに、導電率の低下を抑えることができること。【解決手段】  所定数の貫通孔６が設けられた基材１と、該貫通孔内に配設された導電体３，４，５とを有し、前記導電体３，４，５は前記基材１の両面に露出する一対の第１の導電体３，４と、一対の該第１の導電体３，４間に挟まれた第２の導電体５とを有し、一対の前記第１の導電体３，４は銀粒子を含まない導電粒子を含有し、前記第２の導電体５は少なくとも銀粒子を含む導電粒子を含有する。【選択図】  図２
2008130452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続対象物と接続する電気接続部材において、
所定数の貫通孔が形成されている基材と、該貫通孔内に配設されている導電体とを有し、
前記導電体は、前記基材の両面に露出する一対の第１の導電体と、一対の該第１の導電体間に挟まれている第２の導電体とを有し、
一対の前記第１の導電体は、銀粒子を含まない導電粒子を含有し、前記第２の導電体は少なくとも銀粒子を含む導電粒子を含有することを特徴とする電気接続部材。
【請求項２】
前記第２の導電体は、少なくとも銀粒子を含む導電粒子を含有する導電樹脂からなり、該導電樹脂は弾性を有することを特徴とする請求項１記載の電気接続部材。
【請求項３】
前記基材には、前記貫通孔から前記基材の表面より上へ突出するように一対の前記第１の導電体が配設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の電気接続部材。
【請求項４】
前記基材は、弾性を有することを特徴とする請求項１乃至３記載の電気接続部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続対象物と接続する電気接続部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術としては、導電体として付加型液状シリコーン樹脂と銀微粒子とからなる導電性エラスストマーとを使用している。導電体の導電性エラストマーには、導電性を実現させるために、銀の微粒子を用いている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３４０００５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に銀は水分によりイオンマイグレーションを発生しやすい材料としてよく知られている。銀の微粒子を含有した導電性エラストマーを使用すると、イオンマイグレーションが発生し、隣接端子間で短絡が発生するという問題がある。
【０００５】
上記問題の解決策としては、銀以外の金属微粒子を含有した導電性エラストマーを用いることが想定されるが、銀以外の微粒子を用いた導電性エラスストマーでは、導電率が低くなってしまうという問題がある。
【０００６】
それ故に、本発明の課題は、イオンマイグレーションの発生を抑制することができるとともに、導電率の低下を抑えることができる電気接続部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、接続対象物と接続する電気接続部材において、所定数の貫通孔が形成されている基材と、該貫通孔内に配設されている導電体とを有し、前記導電体は、前記基材の両面に露出する一対の第１の導電体と、一対の該第１の導電体間に挟まれている第２の導電体とを有し、一対の前記第１の導電体は、銀粒子を含まない導電粒子を含有し、前記第２の導電体は、少なくとも銀粒子を含む導電粒子を含有することを特徴とする電気接続部材であることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基材の表裏面に露出する部分には、銀以外の導電性粒子を含有した第１の導電体を用いていることから、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる電気接続部材を提供できる。
【０００９】
さらに、本発明によれば、外気に露出しない導電率の高い銀粒子を含有した第２の導電体を第１の導電体により外気に触れないように貫通孔に配設していることから、導電率の低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の電気接続部材は、接続対象物と接続する電気接続部材において、所定数の貫通孔が形成されている基材と、該貫通孔内に配設されている導電体とを有し、前記導電体は、前記基材の両面に露出する一対の第１の導電体と、一対の該第１の導電体間に挟まれている第２の導電体とを有し、一対の前記第１の導電体は銀粒子を含まない導電粒子を含有し、前記第２の導電体は少なくとも銀粒子を含む導電粒子を含有することにより実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１及び図２は、本発明に係る電気接続部材の実施例１を示している。図２は、図１に示した電気接続部材の断面を示している。
【００１２】
図１及び図２を参照して、電気接続部材１０は、絶縁性の基材１と、所定数が基材１に配設されている導電体２とを有する。
【００１３】
基材１は、板形状に形成されており、弾性を有するものである。基材１には、表面１ａと表面１ａに対向している裏面１ｂとの間を貫通する複数の貫通孔６が形成されている。貫通孔６には導電体２が配設されている。
【００１４】
導電体２は、一対の第１の導電体３，４と、第２の導電体５とからなる。第１および第２の導電体３，４，５は、三層構造に重ね合わされており、中間層としての第２の導電体５が一対の第１の導電体３，４間に挟まれている。
【００１５】
基材１の貫通孔６には、図２に示した上側の第１の導電体３の上面が基材１の表面１ａにおいて露出するように配設されている。また、基材１の貫通孔６には、下側の第１の導電体４の下面が基材１の裏面１ｂにおいて露出するように配設されている。図１及び図２に示した上側の第１の導電体３の露出面は、基材１の表面１ａと同じ高さの面となっている。
【００１６】
第２の導電体５は、外気に触れないように貫通孔６内に配設されている。一対の第１の導電体３，４は、銀粒子を含まない導電粒子を含有している導電樹脂ペーストで基材１との密着性が良好な材料である。第２の導電体５は、少なくとも銀粒子を含む導電粒子を含有している導電樹脂ペーストであり、導電樹脂ペーストは弾性を有するものである。
【００１７】
第２の導電体５は、イオンマイグレーションを起こしやすい銀粒子を含有しているが、貫通孔６内で第１の導電体３，４によって外気にさらされないように封止されているので、耐イオンマイグレーション特性を向上させることが可能である。
【００１８】
一般に、銀以外の粒子を含有した導電樹脂ペーストは、銀粒子を含有した導電樹脂ペーストよりも導体抵抗が高くなる。また、電気接続部材１０のすべてが銀粒子を含む導電粒子を含有している導電樹脂ペーストである場合には、導体抵抗が低くなるが、導電樹脂ペーストが表面に露出しているので外気に触れることからイオンマイグレーションが起きてしまう。
【００１９】
したがって、実施例１における電気接続部材１０では、導電率の低い材料を第１の導電体３，４のみに使用し、第２の導電体５には導電率の高い銀粒子を含有した導電樹脂ペーストを使用していることにより、電気接続部材１０自体の導体抵抗を低く抑えることができる。
【００２０】
基材１は、フィルム、若しくはシート等の弾性を有する絶縁体であり、基材１の材料を成形加工性や電気特性等を考慮すると、シリコーン系ゴムを採用することが好ましい。基材１の貫通孔６は、図１に示したように四角形の孔の他、多角形の孔でもよく、さらに円形の孔、楕円形の孔のいずれであってもよい。
【００２１】
第１の導電体３，４の導電粒子は、金、ニッケルなどの単体金属粒子や、金、ニッケルなどの金属の二種類以上からなる合金粒子を採用する。さらに、第１の導電体３，４の導電粒子は、樹脂粒子を金属の薄層によって被覆した粒子、カーボン粒子やカーボン繊維、カーボン粒子と金属粒子とを組み合わせたものなどを採用することができる。
【００２２】
第２の導電体５は、第１の導電体３，４より導電率が高く、第１導電体３，４よりも柔らかく、弾性を有する基材１よりも硬い導電樹脂ペーストであり、基材１との密着性が良好な材料である。第２の導電体５は、シリコーン樹脂中に銀粒子が混合されている導電樹脂ペーストによって構成されることが好ましい。
【００２３】
図３は、図１及び図２に示した電気接続部材の第１変形例であり、上側の第１の導電体３の上側部分が基材１の表面１ａより上に突出した部分をもっている。図４は、図１及び図２に示した電気接続部材の第２変形例であり、上側の第１の導電体３の上側部分が基材１の表面１ａより上に突出した部分をもっており、下側の第１の導電体４の下側部分が基材１の裏面１ｂより上に突出した部分をもっている。
【００２４】
上述したように、一対の第１の導電体３，４は、基材１の貫通孔６から基材１の表裏面１ａ，１ｂより上へ突出させるように基材１に配設する構成としてもよい。
【００２５】
以下、電気接続部材１０の製造方法を説明する。図５乃至図７は、図４に示した電気接続部材１０の製造方法の製造工程を示している。
【００２６】
始に、電気接続部材１０は、図５に示したように、基材１の表裏面１ａ，１ｂ間を貫通するように間隔をもって所定数の貫通孔６を形成する。貫通孔６をもつ基材１の具体的な形成方法としては、真空注型、ナノインプリントなどの型を用いて形成することができる。
【００２７】
次に、図６に示すように、基材１の貫通孔６には、貫通孔６に対応した突起を有する治具（図示せず）を用いて、基材１を治具の上に載せた状態で第２の導電体５を充填する。貫通孔６に第２の導電体５を充填するには、印刷法、ディスペンス法などを用いることが好ましい。さらに、図７に示すように、第１の導電体３，４を貫通孔６の隙間に且つ基材１の表裏面１ａ，１ｂから突出するように充填し形成する。第１の導電体３，４の形成方法としては、図５の工程と同様に、印刷法、ディスペンス法などを用いることが好ましい。
【００２８】
なお、図１及び図２によって説明した電気接続部材１０、もしくは図３，４によって説明した第１及び第２変形例における電気接続部材１０は、いずれも図５乃至図７によって説明した製造工程と同じ製造方法によって製造することが可能である。
【００２９】
図８乃至図１０は、図７に示した電気接続部材１０を用いて接続対象物である電子部品１１と、接続対象物である配線基板１２とを接続する方法を示している。
【００３０】
電子部品１１には、図９に示すように、上側の第１の導電体３に一対一に対応する複数の端子１３が電子部品１１の一面から突出するように配設されている。配線基板１２には、図８に示すように、下側の第１の導電体４に一対一に対応する複数の電極１４が配線基板１２の一面から突出するように配設されている。
【００３１】
まず、配線基板１２は、図示しない基台上に載置され、図８に示したように電極１４と所定位置で電気接続部材１０の下側の第１の導電体４とをアライメントして配置する。次に、電子部品１１の端子１３は、図９に示したように、所定位置で電気接続部材１０の上側の第１の導電体３上をアライメントされて配置される。その後、所定の圧力を加えて図９に示すように電子部品１１と配線基板１２とを接続する。
【００３２】
図１０に示す別の実施例では、電子部品１１を導電体２の上側の第１の導電体３上に搭載した後は、電子部品１１と配線基板１２と間に電気接続部材１０が挟まれて実装された状態となる。この状態において、図１０に矢印によって示したように所定の圧力Ｆで電子部品１１を下方へ加圧すると、導電体２を介して電子部品１１と配線基板１２とが電気的に接続される。
【００３３】
図１０に示した電子部品１１と配線基板１２と間に電気接続部材１０を実装した状態では、電子部品１１の端子１３と配線基板１２の電極１４とにより、第２の導電体５が基板１の表裏面１ａ，１ｂと直交する方向の基板１の厚さ方向に圧縮される。第２の導電体５は、圧縮された際に、図８に示した厚さ方向の長さＬ１から図１０に示した厚さ方向の長さＬ２へと圧縮され変形し、厚さ方向で寸法が短くなる。このとき、第２の導電体５は厚さ方向と交差する方向へ膨出するので、周囲の柔らかい基材１を押し出す。
【００３４】
したがって、基材１の形状変化と、基材１自体が加圧の際に厚さ方向に圧縮されることにより、基材１が電子部品１１の端子１３及び配線基板１２の電極１４の段差による隙間をシールするように変形する。電気接続部材１０は、隙間をシールするように変形するので、イオンマイグレーションの発生要因である水分の浸入を困難にすることで、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。例えば、電子部品１１と配線基板１２とに貫通孔を設け、ボルトとナットで接続状態を維持する。
【００３５】
なお、図１乃至図３に示した電気接続部材１０は、図８乃至図１０によって説明した電子部品１１と配線基板１２とを接続する方法と同じ方法により接続することが可能である。
【００３６】
即ち、電気接続部材１０は、第１の導電体３，４を第２の導電体５よりも硬い材料とし、基材１を第２の導電体５よりも柔らかい材料に選定することにより、接続対象物によって基材１及び第１の導電体３，４を押圧すれば、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の接続部材は、電子回路基板と電子回路基板、各種ＩＣパッケージと電子回路基板との電気的に接続する用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る電気接続部材の実施例１を示す斜視図である。
【図２】図１に示した電気接続部材のII-II線断面図である。
【図３】図１及び図２に示した電気接続部材の第１変形例を示す断面図である。
【図４】図１及び図２に示した電気接続部材の第２変形例を示す断面図である。
【図５】図４に示した電気接続部材の製造方法を説明するための基材を示した断面図である。
【図６】図５に示した基材に第２の導電体を配設した状態の断面図である。
【図７】図６に示した基材に第１の導電体を配設して電気接続部材とした状態を示す断面図である。
【図８】図７に示した電気接続部材を配線基板に搭載した状態を示す断面図である。
【図９】図８に示した電気接続部材を搭載した配線基板の電気接続部材に電子部品を搭載して接続した状態を示す断面図である。
【図１０】配線基板と電子部品との間で電気接続部材を加圧し、基材を変形させた別の実施例を示す配線基板と電子部品とを接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    基材
１ａ    表面
１ｂ    裏面
２    導電体
３,４    第１の導電体
５    第２の導電体
６    貫通孔
１１    電子部品
１２    配線基板
１３    端子
１４    電極
【図１】
2008130452.tif 000003
【図２】
2008130452.tif 000004
【図３】
2008130452.tif 000005
【図４】
2008130452.tif 000006
【図５】
2008130452.tif 000007
【図６】
2008130452.tif 000008
【図７】
2008130452.tif 000009
【図８】
2008130452.tif 000010
【図９】
2008130452.tif 000011
【図１０】
2008130452.tif 000012