(57)【要約】【課題】被接続体に行列状に配列された多数の電極の接触面高さのばらつきや配列基板に歪みがあっても接触が確実で製造容易な電気接続シートの実現。【解決手段】絶縁材の円筒表面に、帯状に全周する円筒面電極３を軸方向に所定間隔を置いて複数設け、電極間の円筒部には、円筒軸を含む平面と円筒表面との交線に沿って貫通孔４を設けた電極ユニット１を、基材シート８の両面に粘着体シートを張り合わせた、厚さが電極ユニットの直径より薄い絶縁性枠体６に、前記電極ユニットの直径よりも小さい幅で、電極ユニットが嵌め込める長さの貫通長穴９を１又は複数本平行に設け、この貫通長穴９に、前記円筒面電極３が表裏面で突出し、前記貫通孔が絶縁性枠体の平面に対し垂直方向を向くように装着する。【選択図】図３
2008204859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（イ）の電極ユニットを下記（ロ）の絶縁性枠体の貫通長穴へ該枠体の表裏両面から円筒面電極が突出するように嵌め込んだことを特徴とする電気接続シート。
（イ）  絶縁材からなる円筒の表面に、所定幅で周面を全周する円筒面電極を円筒軸方向に所定の間隔を置いて複数有し、電極と電極の間および端の電極の外側の円筒部には、円筒表面と円筒軸を含む平面との両表面の交線に沿って並ぶ貫通孔が設けられている電極ユニット
（ロ）  基材シートの厚さは前記電極ユニットの直径寸法よりも薄く、前記電極ユニットの直径寸法よりも小さい幅で前記電極ユニットが入る長さの貫通長穴が１又は複数本平行に設けられている絶縁性枠体
【請求項２】
請求項１記載の電気接続シートにおいて、（イ）の電極ユニットに代えて下記（ハ）の電極ユニットを備えたことを特徴とする電気接続シート。
（ハ）  絶縁材からなる円筒の表面に所定幅で、円筒軸方向断面で見た場合の２分の１円弧を越える円弧周面に渡る円弧面電極を円筒軸方向に間隔を置いて複数有し、電極と電極の間および端の電極の外側の円筒部には、電極がない円弧部分を横に向けて軸方向で見た場合の上下方向に貫通する貫通孔が設けられている電極ユニット
【請求項３】
絶縁材からなる円筒の中空部に弾性体を充填したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電極接続シート。
【請求項４】
絶縁材からなる円筒の中空部にワイヤ素線を挿通し、その両端が絶縁性枠体の貫通長穴の両端に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気接続シート。
【請求項５】
絶縁性枠体の貫通長穴と直交する方向に１又は複数の長穴が平行に設けられている薄膜シートで、電極ユニットの電極部分は長穴から突出し、電極ユニットの貫通孔部分には薄膜シートの長穴以外の部分が来るようにして、片面又は両面が覆われたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気接続シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極が狭ピッチで行列状に配列された回路基板同士や、基板とＩＣ、ＬＳＩ等の半導体チップ間において、半田を用いないで接続する技術の分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
このような技術の最新の例としては、弾性エラストマーの円筒の表面に金属薄膜を形成したうえで、円筒軸方向に、電極の間隔に合わせた間隔を置いて円周方向にリング溝を設けるというものが知られている。
図７は、弾性エラストマー円筒１６を用いた接続手段を示す２面図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は軸方向で見た図、（ｃ）は接続状態を示す図である。
弾性エラストマー円筒１６は、ブタジエン系共重合体、クロロプレン重合体、ポリウレタン、シリコンゴム等を使用して形成されている。
【０００３】
この弾性エラストマー円筒１６の表面に、まず銀、白金、銅などの表面金属薄膜１７を形成し、次いで、円筒軸方向に、接続相手である電極の間隔を合わせてリング溝１８を切って行く。表面金属薄膜１７は表面だけに存在するからリング溝１８によって導通は遮断されリング溝１８によって区切られた区分毎に絶縁されている。
【０００４】
従って、（ｃ）に示すように、上側被接続体と下側被接続体の対応する電極を各区分に押し当てることにより、上下の電極が接続されることになる（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００１−２３７５０号公報（段落［００１２］、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術には、各区分毎の変形における独立性が乏しいという問題がある。
例えば、図７の（ｃ）において上側被接続体の中央の電極が、両隣の電極よりも突出している場合、その区分のエラストマ円筒は、両隣の区分よりも押し下げられることになる。しかしこの押し下げは、繋がっている両隣の区分のエラストマ円筒をも中央の区分程ではないにしても下の方へ引っ張り込む。
【０００６】
従って、両隣の電極と対応するエラストマ円筒上の金属薄膜との圧接が弱くなったり、場合によっては離れて導通しなくなる可能性があるという問題がある。この問題は電極間のピッチが狭くなる程大きくなる。
同様の問題は、被接続体である回路基板に歪みがある場合にも発生しうる問題である。
【０００７】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、被接続体の電極間の高さにばらつきがあっても、また、被接続体である回路基板に歪みがあっても、各電極と対応する円筒体の区分との接圧が他の区分へ影響を与えない電気接続シートを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するために以下の各構成を有する。
本発明の基本構成である第１の構成は、下記（イ）の電極ユニットを下記（ロ）の絶縁性枠体の貫通長穴へ該枠体の表裏両面から円筒面電極が突出するように嵌め込んだことを特徴とする電気接続シートである。
（イ）  絶縁材からなる円筒の表面に、所定幅で周面を全周する円筒面電極を円筒軸方向に所定の間隔を置いて複数有し、電極と電極の間および端の電極の外側の円筒部には、円筒表面と円筒軸を含む平面との両表面の交線に沿って並ぶ貫通孔が設けられている電極ユニット
（ロ）  基材シートの厚さは前記電極ユニットの直径寸法よりも薄く、前記電極ユニットの直径寸法よりも小さい幅で前記電極ユニットが入る長さの貫通長穴が１又は複数本平行に設けられている絶縁性枠体
【０００９】
本発明の第２の構成は、前記第１の構成の電気接続シートにおいて、（イ）の電極ユニットに代えて下記（ハ）の電極ユニットを備えたことを特徴とする電気接続シートである。
（ハ）  絶縁材からなる円筒の表面に所定幅で、円筒軸方向断面で見た場合の２分の１円弧を越える円弧周面に渡る円弧面電極を円筒軸方向に間隔を置いて複数有し、電極と電極の間および端の電極の外側の円筒部には、電極がない円弧部分を横に向けて軸方向で見た場合の上下方向に貫通する貫通孔が設けられている電極ユニット
【００１０】
本発明の第３の構成は、前記第１の構成又は第２の構成において、絶縁材からなる円筒の中空部に弾性体を充填したことを特徴とする電極接続シートである。
【００１１】
本発明の第４の構成は、前記第１の構成又は第２の構成において、絶縁材からなる円筒の中空部にワイヤ素線を挿通し、その両端が絶縁性枠体の貫通長穴の両端に固定されていることを特徴とする電気接続シートである。
【００１２】
本発明の第５の構成は、前記第１の構成ないし第４の構成のいずれか１つの構成において、絶縁性枠体の貫通長穴と直交する方向に１又は複数の長穴が平行に設けられている薄膜シートで、電極ユニットの電極部分は長穴から突出し、電極ユニットの貫通孔部分には薄膜シートの長穴以外の部分が来るようにして、片面又は両面が覆われたことを特徴とする電気接続シートである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の構成においては、電極ユニットの円筒面電極と隣の円筒面電極の間に、円筒軸を含む平面と円筒表面との交線に沿って貫通孔が設けられているので、或る円筒電極面が接続相手方の電極によって押されてへこんでもその円筒電極の隣は貫通孔であるために、貫通孔を隔てた隣の円筒電極まではへこみが伝わらない。即ち、隣の円筒電極面をへこみに引き込まない。各円筒電極面は、接続相手方の電極に押された具合によってそれぞれ独自のへこみ変形をし、隣の円筒電極面に影響を与えないという効果がある。
【００１４】
従って、接続相手方の電極の行列において電極の高さに不揃いがあっても、更には電極が配列されている基板に歪みがあっても円筒面電極はそれぞれに応じて接触するという効果がある。即ち、隣の円筒電極面のへこみに引きずられ接触不良を起こすということが少なくなる。電極のピッチが狭い場合には一層効果が大きくなる。
また、絶縁体からなる円筒は多数の電極に対して共通に一体的に形成されているので、製造上の作業効率が上がるという効果もある。
【００１５】
本発明の第２の構成は、第１の構成と同じ効果を有する他に、電極が円筒の円周全部に設けられているのではなく、或る円弧範囲には電極がなく且つ、円筒の軸方向でみて電極がない部分を横を向けたときに円筒の貫通孔が上下方向に貫通するようになっているので、円弧面電極への被接続体の電極の接触は、上下方向からということになる。そして、電極の数が多い場合には横に近接して電極ユニットを平行に並べることになるが、横面には電極がないから、高密度実装で、仮に電極ユニット同士が接触し合うことがあっても電極同士は接触せず問題を生じない。
即ち、円筒上の電極が全周ではなく一部電極がない部分を設けることによって高密度実装が可能になるという効果がある。
【００１６】
第３の構成は、円筒の中空部に弾性体、例えばシロキサン系樹脂から成るゴムを充填することにより、円筒形の潰れ故障が回避できるという効果がある。
また、ゴムの弾性率を自在に変えることにより、荷重−変位特性を所望の即ち電極１区分の押圧変形が隣の電極部分に影響を与えないようにすることができる。
【００１７】
第４の構成は、円筒の中空部にワイヤ素線を挿通するというものである。円筒に貫通孔を形成した後は屈曲し易くなるがワイヤ素線が通っていることによって、屈曲しにくくまた屈曲を直し真直ぐにすることができ製造工程において取扱い易く、また、ワイヤ素線を、絶縁性枠体の貫通長穴の長手方向両端に固定することができ電極ユニット脱落を防止できるという効果がある。
【００１８】
第５の構成では、本発明の電気接続シートを、並んでいる電極ユニットの電極部分は突出できるように長穴のあいた薄膜シートの長穴のあいていない部分で、電極ユニットの貫通孔部分を押さえるように覆っているので、電極ユニットが絶縁性枠体から脱落することがないという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、電極ユニットの１つの円筒面電極が相手方被接続体の電極によって、接触のために押されてへこむように変形したときに、その変形が隣の円筒面電極に影響を与えないようにするのが大きな目的であるから、その観点からすれば、電極と電極の間に設けられる貫通孔は角形孔としその円筒軸方向の長さは電極の間隔一杯とするのが最良である。
【００２０】
また、貫通孔の切れ込みが上と下に見えるように、円筒形を側面から見た場合の貫通孔切れ込み深さは、絶縁性枠体の表面より引っ込むような深さとするのが最良である。それは、被接続体の電極以外の部分が貫通孔のへりを押さないようにするためである。
【００２１】
更に、角形貫通孔の辺縁のうち、円筒軸方向の辺縁の厚み切口面は、円筒の半径方向の面となるように切るのが切口面積が最も少なくなり、１つの電極部分の押圧変形を隣の電極部へ伝えにくくなり、最良である。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の電気接続シートの実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明電気接続シートの構成を示す電極ユニットの３面図である。（ａ）は貫通孔４が上下になるようにして横長側面から見た側面図である。（ｂ）は（ａ）の図を上から見た平面図、（ｃ）は（ａ）の図を右から円筒軸方向で見た図である。
円筒２の表面に、図示していない被接続体の電極間隔に合わせた間隔で円筒面電極３が円筒の全周に渡って設けられている。この円筒面電極３は、スパッタリング法、乾式めっき法、湿式めっき法又は浸漬法などによって形成される。
そして、この円筒面電極３と同３の間、および円筒面電極３の円筒軸方向外側に貫通孔４が設けられている。
円筒２の材料としては、弾性絶縁材（弾性エラストマー）を用いる。
又、弾性材ではないポリイミド等を用いることもでき、この場合にはチューブ形状の復元力を利用して、弾性性能を引き出すようにする。
【００２３】
このように貫通孔４が設けられているので、図１の（ａ）において、例えば、真中の円筒面電極３に対し、上下から、図示されていない被接続体の電極によって押圧された場合、円筒２は弾性を有することから上下とも円筒軸の方へ向かってへこむように変形する。
しかし、この変形は、円筒面電極３の左右に貫通孔４があるために左右の円筒面電極３には伝わらず影響を及ぼさない。これはどの円筒面電極から見ても言えることは明らかである。要するに、各円筒面電極は変形の独立性を有していることになる。
【００２４】
従って、各円筒面電極は、接続相手である被接続体の各電極の高さに応じた変形をすることになる。従って、電極面の高さにばらつきのある被接続体であっても確実な接触が得られる。このことは、被接続体である回路基板に歪みがあった場合にも言えることである。
【００２５】
図２は、図１の電極ユニット１を、平面的に並べて保持するための絶縁性枠体６の３面図である。
（ａ）は積層面示す図、（ｂ）は（ａ）を上から見た平面図、（ｃ）は（ｂ）を右方から見た積層図を示す図である。
絶縁性枠体６は図２の（ａ）、（ｃ）から分かる通り基材シート８を両面から粘着体層７で挟んだ積層体となっている。
基材シート８としては、ポリイミドフィルムやアラミドフィルムなどの薄くて伸展性の低いフィルムを用いる。そして、絶縁性枠体６には、電極ユニット１を嵌め込んで保持するための貫通長穴９が平行に設けられている。その幅Ｗは、電極ユニット１を嵌め込んだときにしっかり保持されるように電極ユニット１の直径より少し小さくしてある。長さＬはほぼ電極ユニット１の長さと同じである。貫通長穴９は、必要に応じて複数本平行に設ける。
なお、粘着体層７に弾性を有するものを用いた場合には、基材シート８は電極ユニット１の弾性を有する円筒２に少し喰い込むとともに粘着体層７はその弾性によって電極ユニット１の円筒２に沿うように変形し円筒２表面に粘着する。
【００２６】
図３は、図１の電極ユニット１を図２の絶縁性枠体６の貫通長穴９に嵌め込み保持させたときの３面図である。
この嵌合保持は、電極ユニット１の貫通孔４が絶縁性枠体の表裏面に（ａ）のように対称に現れるように装着する。（ａ）はこのように装着した状態の円筒長手方向を横にして積層面を見た図、（ｂ）は（ａ）を上から見た平面図、（ｃ）は（ｂ）を右方から見た積層面図である。図示されていない被接続体の電極から受ける押圧力は（ａ）の上下の矢印のようになる。
（ｂ）には電極ユニットが１本しか示されていないが、これが平行に多数並ぶことにより円筒面電極３の配列はマトリクス状になる。
被接続体の電極配列のピッチが小さくなると、電極ユニット１の円筒面電極３の間隔も、絶縁性枠体６の貫通長穴９の間隔（図２）も狭くして行くことになる。
【００２７】
図４は、電極ユニット１の円筒面電極が円周全部に渡るのではなく、一部無電極円弧面１１がある場合を示した図である。図４のように、貫通孔４が上下に来るようにした場合その横向きの部分に電極を設けない無電極円弧面１１を設けることにより、被接続体の電極間ピッチが小さくなってそれに応じて電極ユニット間の間隔が狭くせざるを得ないときに、外力その他の原因により電極ユニット同士が接触した場合でも電極間の導通を防止できる。
【００２８】
図５は、電極ユニット１を絶縁性枠体に装着した後、その脱落を防止するために薄膜シート１２を貼り付けた場合の図である。
図５では、絶縁性枠体に４列の電極ユニットが平行に装着されている場合に、絶縁性枠体の貫通長穴９と直交する方向で、各電極ユニットの円筒面電極３の位置を通る長穴１３を設けた薄膜シート１２を、電極ユニット装着後の絶縁性枠体に貼着している。これによって各電極ユニットの円筒面電極３の部分は薄膜シート１２の面より突出するが貫通孔４の部分は薄膜シートによって押さえられることになり、薄膜シート１２が張られている側へ電極ユニットが脱落するのを防止できる。この薄膜シートは電極ユニットの脱落の可能性のある側のみに張るだけでもよいし、また、両面に張ってもよい。
【００２９】
以上の実施例においては、電極ユニット１の円筒２内はなにも入っていない中空部５（図１参照）であるが、この中空部に、例えばシロキサン系樹脂からなる合成ゴム等の弾性体を充填することにより、各円筒面電極の押圧による変形の独立性を維持しつつ、電極ユニット取扱い時の腰の弱さを補ったり、或いは円筒形の潰れ易さを補ったりすることができる。この場合、貫通孔４は充填弾性体をも貫通するようにしておく。
【００３０】
また、中空部５に細いワイヤ素線を挿入しておくことによって、電極ユニット取扱い時の腰の弱さや腰折れを防ぐことができ取扱い易くなる。
更に、電極ユニット１を絶縁性枠体６に装着した際、ワイヤの両端を絶縁性枠体６の貫通長穴９の両端壁に固定することにより電極ユニットの脱落を防止することができる。
また、ワイヤ素線の挿入と弾性体の充填の両方を行うようにしてもよい。
【００３１】
図６は、電極ユニット１の中空部５の中心軸部分にワイヤ素線を置いて弾性体を充填した場合の断面図である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明電気接続シートの構成をなす電極ユニットの３面図である。
【図２】図１の電極ユニットを平面的に並べて保持するための絶縁性枠体の３面図である。
【図３】図１の電極ユニットを図２の絶縁性枠体の貫通長穴に嵌め込み保持させたときの３面図である。
【図４】円筒面電極が円周全部に渡るのではなく一部無電極円弧面を有する電極ユニットの整列図である。
【図５】電極ユニットを絶縁性枠体に装着した後その段落を防止するための薄膜シートを貼り付けた場合の平面図である。
【図６】電極ユニットの中空部の中心軸部分にワイヤ素線を置いて弾性体を充填した場合の断面図である。
【図７】従来の弾性エラストマー円筒を用いた接続手段の２面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  電極ユニット
２  円筒
３  円筒面電極
４  貫通孔
５  中空部
６  絶縁性枠体
７  粘着体層
８  基材シート
９  貫通長穴
１０  円弧面電極
１１  無電極円弧面
１２  薄膜シート
１３  長穴
１４  ワイヤ素線
１５  弾性体
１６  弾性エラストマー円筒
１７  表面金属薄膜
１８  リング溝
１９  孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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