(57)【要約】【課題】良好な貼り付き防止性及び固着防止性を有する電気コネクタを提供する。【解決手段】一般単位式：（Ｒ１Ｑ）ａＲ２ｂＳｉ（ＮＲ３）（４−ａ−ｂ）／２　（式中、Ｒ１は同じでも異なってもよく、パーフルオロアルキル基もしくはパーフルオロアルキルエーテル基を表し、Ｒ２及びＲ３は同じでも異なってもよく、水素原子または置換もしくは非置換の１価の炭化水素基を表し、Ｑは同じでも異なってもよく、２価の有機基を表し、ａは１〜３の整数を表し、ｂは０〜２の整数を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）で表される単位からなるオルガノシラザン重合体と、これを溶解することが可能な有機溶剤とを必須成分として含有する硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆してなることを特徴とする電気コネクタ。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の一般単位式［１］：
（Ｒ１Ｑ）ａＲ２ｂＳｉ（ＮＲ３）（４−ａ−ｂ）／２　　　［１］
（式中、Ｒ１は同じでも異なってもよく、パーフルオロアルキル基もしくはパーフルオロアルキルエーテル基を表し、Ｒ２及びＲ３は同じでも異なってもよく、水素原子または置換もしくは非置換の１価の炭化水素基を表し、Ｑは同じでも異なってもよく、２価の有機基を表し、ａは１〜３の整数を表し、ｂは０〜２の整数を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
で表される単位からなるオルガノシラザン重合体と、これを溶解することが可能な有機溶剤とを必須成分として含有する硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆してなることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
下記の一般単位式［１］：
（Ｒ１Ｑ）ａＲ２ｂＳｉ（ＮＲ３）（４−ａ−ｂ）／２　［１］
（式中、Ｒ１は同じでも異なってもよく、パーフルオロアルキル基もしくはパーフルオロアルキルエーテル基を表し、Ｒ２及びＲ３は同じでも異なってもよく、水素原子または置換もしくは非置換の１価の炭化水素基を表し、Ｑは同じでも異なってもよく、２価の有機基を表し、ａは１〜３の整数を表し、ｂは０〜２の整数を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
で表される単位、及び下記の一般単位式［２］：
Ｒ２ｃＳｉ（ＮＲ３）（４−ｃ）／２　［２］
（式中、Ｒ２及びＲ３は前記のとおりである。ｃは１〜３の整数を表す。）
で表される単位からなり、一般単位式［１］と［２］のモル比が［１］／［２］＝９５／５〜５０／５０であるオルガノシラザン共重合体と、これを溶解することが可能な有機溶剤とを必須成分として含有する硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆してなることを特徴とする電気コネクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気コネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気コネクタは、産業用・民生用電子機器、オーディオ機器、携帯電話、情報端末機器、制御機器等を構成する各種の実装基板（例えば、プリント回路基板やフレキシブルプリント回路基板）、半導体パッケージ、液晶ディスプレイ、電池、電気音響部品、小型電子部品等の電気的な接続に使用されている。
一般に、電気コネクタは、電子機器等と接続する導体金属及びそれを支持する絶縁体から構成されているが、電子機器等の形式、性能に応じて、実装方式が異なるため、非常に多くの種類のものが開発されている。
例えば、図１に例示したように、導電性シリコーンゴムからなる導電接点素子１を絶縁性基板２に支持させた電気コネクタが、主に実装基板とＬＧＡタイプからなる半導体パッケージの接続に使用されている。
また、図２に例示したように、絶縁性シリコーンゴム３と導電性シリコーンゴム４を交互に積層配列したゼブラ型の電気コネクタや、図３に例示したように、絶縁性シリコーンゴム３に金属細線５を均一な間隔で一列に埋設させた電気コネクタが、主に液晶ディスプレイの液晶パネルと実装基板の接続に使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１に例示した電気コネクタを、長期間、圧縮した状態で使用していると、半導体パッケージの電極に導電接点素子が貼り付いて、固着してしまうという不都合が生じる場合がある。そのため、半導体パッケージの故障やバージョンアップ等により、半導体パッケージを交換する必要がある際に、電極に固着した電気コネクタを電極から剥がすと、該電気コネクタが破壊されてしまい、繰返し使用することができない。
また、図２、３に例示した電気コネクタにおいても、液晶パネルや実装基板に貼り付きやすいため、取り扱いが容易ではなく、組立作業性、交換作業性が悪いという問題がある。
すなわち、従来の電気コネクタは、電極等に貼り付きやすく、また、長期間の接続によって固着する場合があり、再利用性、作業性等の点で劣るという問題点があった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題は、実装基板の電極、実装基板、ソルダレジスト、ガラスパネル、ＩＴＯ電極等に対して、良好な貼り付き防止性、及び固着防止性を有する電気コネクタを提供することにある。
【０００４】
【課題が解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、所定の硬化性皮膜形成剤組成物を電気コネクタの表面に被覆すれば、上記課題が解決できることを見出し、かかる知見に基づき、本発明を完成した。
すなわち、請求項１に係る本発明は、
下記の一般単位式［１］：
（Ｒ１Ｑ）ａＲ２ｂＳｉ（ＮＲ３）（４−ａ−ｂ）／２　　　［１］
（式中、Ｒ１は同じでも異なってもよく、パーフルオロアルキル基もしくはパーフルオロアルキルエーテル基を表し、Ｒ２及びＲ３は同じでも異なってもよく、水素原子または置換もしくは非置換の１価の炭化水素基を表し、Ｑは同じでも異なってもよく、２価の有機基を表し、ａは１〜３の整数を表し、ｂは０〜２の整数を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
で表される単位からなるオルガノシラザン重合体と、これを溶解することが可能な有機溶剤とを必須成分として含有する硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆してなることを特徴とする電気コネクタである。
【０００５】
また、請求項２に係る本発明は、
下記の一般単位式［１］：
（Ｒ１Ｑ）ａＲ２ｂＳｉ（ＮＲ３）（４−ａ−ｂ）／２　［１］
（式中、Ｒ１は同じでも異なってもよく、パーフルオロアルキル基もしくはパーフルオロアルキルエーテル基を表し、Ｒ２及びＲ３は同じでも異なってもよく、水素原子または置換もしくは非置換の１価の炭化水素基を表し、Ｑは同じでも異なってもよく、２価の有機基を表し、ａは１〜３の整数を表し、ｂは０〜２の整数を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３の整数である。）
で表される単位、及び下記の一般単位式［２］：
Ｒ２ｃＳｉ（ＮＲ３）（４−ｃ）／２　［２］
（式中、Ｒ２及びＲ３は前記のとおりである。ｃは１〜３の整数を表す。）
で表される単位からなり、一般単位式［１］と［２］のモル比が［１］／［２］＝９５／５〜５０／５０であるオルガノシラザン共重合体と、これを溶解することが可能な有機溶剤とを必須成分として含有する硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆してなることを特徴とする電気コネクタである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の電気コネクタは、所定の硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆してなることを特徴とし、該硬化性皮膜形成剤組成物が硬化して得られる硬化皮膜を、少なくとも電極等との接続部分の表面に有するものである。
かかる特徴を有することにより、本発明は、金、銀、ニッケル、パラジウム、スズ、ハンダ等、特には、金の材質からなる電極や実装基板等に対して、優れた貼り付き防止性、固着防止性を発揮する。
【０００７】
本発明の電気コネクタにおいて、該硬化性皮膜形成剤組成物の必須成分であるオルガノシラザン（共）重合体は、請求項１に係る本発明では、一般単位式［１］で表される単位からなり、請求項２に係る本発明では、一般単位式［１］及び［２］で表される単位からなる。
一般単位式［１］中、Ｒ１は同じでも異なってもよく、パーフルオロアルキル基もしくはパーフルオロアルキルエーテル基を表す。このパーフルオロアルキル基としては、炭素原子数が１〜２０のものが好ましく、具体的にはＣ８Ｆ１７−等が挙げられる。中でも炭素原子数が４〜１０のものが特に好ましい。
一方、パーフルオロアルキルエーテル基としては、炭素原子数が２〜３５のものが好ましく、例えば、Ｆ［ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｏ］ｅＣＦ（ＣＦ３）−（ｅは１〜１０の整数を表す）で表されるものが挙げられる。中でも炭素原子数が５〜２０のものが特に好ましい。
【０００８】
一般単位式［１］中、Ｒ２及びＲ３は同じでも異なってもよく、水素原子または置換もしくは非置換の１価の炭化水素基を表す。かかる置換もしくは非置換の１価の炭化水素基としては、炭素原子数が１〜１０のものが好ましく、特に好ましくは１〜６である。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、及びこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換されたもの等が挙げられる。中でもＲ２としてはメチル基が好ましく、Ｒ３としては水素原子が好ましい。
【０００９】
一般単位式［１］中、Ｑは同じでも異なってもよく、２価の有機基を表す。かかる２価の有機基としては、炭素原子数が２〜５のものが好ましく、具体的には−ＣＨ２ＣＨ２−、−（ＣＨ２）３−等のアルキレン基、−ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＨ２−等の酸素原子を含有するエーテル基等が挙げられる。
また、ａは１〜３の整数を表し、ｂは０〜２の整数を表す。ただし、ａ＋ｂは１〜３の整数である。
【００１０】
一方、一般単位式［２］中、Ｒ２及びＲ３は前記のとおりである。また、ｃは１〜３の整数を表す。
請求項２に係る本発明においては、オルガノシラザン共重合体中、前記の一般単位式［１］で表される単位と［２］で表される単位との存在割合は、モル比：（一般単位式［１］で表される単位／一般単位式［２］で表される単位）が９５／５〜５０／５０の範囲であり、特には、９０／１０〜６０／４０の範囲が好ましい。
該モル比が上記範囲外にある場合、得られる硬化皮膜が有する貼り付き防止性及び固着防止性が低下してしまうことがある。
【００１１】
前記オルガノシラザン（共）重合体を得る方法としては、例えば、請求項１に係る本発明では、下記の一般式［３］：（Ｒ１Ｑ）ａＲ２ｂＳｉＸ（４−ａ−ｂ）（式中、Ｘはハロゲン原子を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｑ　、ａ及びｂは前記のとおり）で表されるオルガノハロシランを、請求項２に係る本発明では、さらに、下記の一般式［４］：Ｒ２ｃＳｉＸ（４−ｃ）（式中、Ｒ２、ｃ及びＸは前記のとおり）で表されるオルガノハロシランの混合物を、有機溶剤中で一般式：Ｒ３ＮＨ２（ここでＲ３は前記のとおり）で表されるアンモニアまたは１級アミンと反応させる方法が挙げられる。
上記の一般式［３］で表されるオルガノハロシランとしては、具体的には、下記の表１に掲げたものが例示される。
【００１２】
【表１】
2004063183.tif 000002
【００１３】
また、上記の一般式［４］で表されるオルガノハロシランとしては、具体的には、ＣＨ３ＳｉＣｌ３、（ＣＨ３）２ＳｉＣｌ２、ＰｈＳｉＣｌ３、ＰｈＭｅＳｉＣｌ２（式中、Ｐｈはフェニル基を表し、Ｍｅはメチル基を表す）で表されるもの等が挙げられる。
【００１４】
硬化性皮膜形成剤組成物の必須成分である有機溶剤は、前記したオルガノシラザン（共）重合体を溶解することが可能なものであれば、いずれも使用することができる。そのような有機溶剤としては、フッ化炭化水素が好ましい。かかるフッ化炭化水素としては、具体的には、例えば、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、ジクロロモノフルオロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、ブロモクロロトリフルオロエタン、ｍ−ヘキサフルオロキシレン等が挙げられる。
【００１５】
前記有機溶剤には、フッ化炭化水素以外の有機溶剤を、前記オルガノシラザン（共）重合体に対する溶解性が低下しない範囲で、フッ化炭化水素と併用することができる。フッ化炭化水素以外の有機溶剤としては、例えば、ジクロロエタン、トリクロロエタン、メチレンクロライド等の塩化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、シクロヘキサン、石油エーテル等の飽和炭化水素等が挙げられる。
【００１６】
前記有機溶剤は、前記オルガノシラザン（共）重合体を合成する際の溶媒として使用することができ、該オルガノシラザン（共）重合体を合成した後に、該有機溶剤を加えることにより、目的とする硬化性皮膜形成剤組成物を得ることができる。
【００１７】
本発明の電気コネクタは、前記オルガノシラザン（共）重合体と有機溶剤を含有する硬化性皮膜形成剤組成物を、通常の電気コネクタの表面に被覆することにより得られる。被覆する方法としては、硬化性皮膜形成剤組成物中に電気コネクタを浸漬したり、硬化性皮膜形成剤組成物を電気コネクタ表面に塗布したりする方法が挙げられる。
【００１８】
本発明の電気コネクタは、前記の硬化性皮膜形成剤組成物を表面に被覆している限り、図１〜３に示した電気コネクタのほか、あらゆるタイプの電気コネクタを含み、限定されないが、特には、図１に示したタイプの電気コネクタが、電極との接触面積が大きい点で好適である。
図１に示したタイプの電気コネクタは、導電接点素子１が絶縁性基板２に支持された構造を有し、この導電接点素子は、絶縁性エラストマ材料に導電粒子を配合した導電性組成物からなる。
該絶縁性エラストマ材料は、硬化前に流動性を有し、硬化されることにより架橋構造を形成する各種のエラストマ（常温付近でゴム状弾性を有するものの総称）が好ましい。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム、ポリブタジエンゴム、ポリイソプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ポリエステル系ゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、天然ゴム等、及びこれらの独立及び連泡の発泡体等が挙げられる。これらの中では、電気絶縁性、耐熱性、圧縮永久歪、加工性等に優れているシリコーンゴムが好ましい。
【００１９】
また、前記導電粒子としては、少なくとも表面が金属で被覆されているものであればよく、粒状あるいはフレーク状のものが挙げられる。例えば、金、銀、銅、プラチナ、パラジウム、ニッケル、アルミニウム等の金属単体あるいはこれらの合金からなる粒状もしくはフレーク状の粒子のほか、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、これらの焼成品、カーボン、セラミックス、シリカ等の無機材料を核材として、その表面を前記金属により、めっき、蒸着、スパッタ等の方法で被覆したものが挙げられる。
前記導電粒子は、粒状あるいはフレーク状のものを単独で使用するほか、混合して使用することができる。特には、抵抗やコストの観点から、粒状あるいはフレーク状の銀粒子が好ましい。
【００２０】
前記絶縁性基板としては、ガラスエポキシや公知のエンジニアリングプラスチック、例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＩ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、液晶ポリマー、ポリイミドが挙げられる。特には耐熱性があり、熱膨張係数が小さいポリイミドが最適である。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例により、本発明の実施態様について具体的に説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能である。
【００２２】
［実施例１］
オルガノシラザン重合体を合成するために、原料として下記の化学式で表される含フッ素トリクロロシラン：Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３５５．７ｇ（９．６×１０−２モル）を、トリクロロトリフルオロエタン２００ｍｌと一緒に反応容器に仕込んだ。この反応容器の溶液を５℃に冷却した後、液温を２０℃に保ちながら、該溶液にアンモニアガスを２時間吹き込んだ。その後、加熱、還流を３０分間行って、該溶液中に溶解していた過剰のアンモニアを除去した。再び該溶液を５℃に冷却した後、副生物である塩化アンモニウムを該溶液より濾別して、無色透明なオルガノシラザン重合体を得た。そして、このオルガノシラザン重合体を、トリクロロトリフルオロエタンで１重量％に希釈し、硬化性皮膜形成剤組成物を得た。
シリコーンゴムに銀粉末を配合して絶縁性の基板上に一体化させて１１５６個（３４個×３４個）配列の導電接点素子とした電気コネクタを、上記で得られた硬化性皮膜形成組成物中に浸漬させてから、１２０℃で３０分間硬化させて、硬化皮膜を形成させ、本発明の電気コネクタを得た。
次に、実装基板とＬＧＡタイプからなる半導体パッケージの間に、この電気コネクタを狭持させた状態で、導電接点素子１個当り６０ｇｆの荷重をかけ、８５℃、９５％ＲＨ環境下に１６８時間放置後、半導体パッケージに固着した電気コネクタの固着強度を、図４に示すような１８０°剥離試験により、３４個の導電接点素子を同時に剥離することにより求めた。その結果、固着強度は０．８２Ｎであった。
【００２３】
［実施例２］
オルガノシラザン共重合体を合成するために、原料として下記の化学式で表される含フッ素トリクロロシラン：Ｃ８Ｆ１７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣｌ３５５．７ｇ（９．６×１０−２モル）及びジクロロジメチルシラン４．１ｇ（３．２×１０−２モル）を、トリクロロトリフルオロエタン２００ｍｌと一緒に反応容器に仕込んだ。この反応容器の溶液を５℃に冷却した後、液温を２０℃に保ちながら、該溶液にアンモニアガスを２時間吹き込んだ。その後、加熱、還流を３０分間行って、該溶液中に溶解していた過剰のアンモニアを除去した。再び該溶液を５℃に冷却した後、副生物である塩化アンモニウムを該溶液より濾別して、無色透明なオルガノシラザン共重合体を得た。なお、前記の式［１］で表される単位と式［２］で表される単位とのモル比は、７４／２６であった。そして、このオルガノシラザン共重合体を、トリクロロトリフルオロエタンで１重量％に希釈し、硬化性皮膜形成剤組成物を得た。
シリコーンゴムに銀粉末を配合して絶縁性の基板上に一体化させて１１５６個（３４個×３４個）配列の導電接点素子とした電気コネクタを、上記で得られた硬化性皮膜形成組成物中に浸漬させてから、１２０℃で３０分間硬化させて、硬化皮膜を形成させ、本発明の電気コネクタを得た。
次に、実装基板とＬＧＡタイプからなる半導体パッケージの間に、この電気コネクタを狭持させた状態で、導電接点素子１個当り６０ｇｆの荷重をかけ、８５℃、９５％ＲＨ環境下に１６８時間放置後、半導体パッケージに固着した電気コネクタの固着強度を、図４に示すような１８０°剥離試験により、３４個の導電接点素子を同時に剥離することにより求めた。その結果、固着強度は０．４７Ｎであった。
【００２４】
［比較例］
実施例１で使用した電気コネクタと同型の電気コネクタに硬化皮膜を形成させないで、実施例１と同様の評価を実施したところ、固着強度は４．７Ｎであった。
【００２５】
（評価）
上記結果から明らかなように、本発明の電気コネクタは、従来の電気コネクタに比べて、半導体パッケージへの固着強度が大幅に低下し、貼り付き防止性及び固着防止性を有することがわかった。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の電気コネクタは、所定の硬化性皮膜形成組成物を表面に被覆しているため、実装基板の電極、実装基板、ソルダレジスト、ガラスパネル、ＩＴＯ電極等に対して、良好な貼り付き防止性及び固着防止性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気コネクタの一例を示す断面説明図である。
【図２】電気コネクタの一例を示す断面説明図である。
【図３】電気コネクタの一例を示す断面説明図である。
【図４】１８０°剥離試験を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１　導電接点素子　　　　　　　５　金属細線
２　絶縁性基板
３　絶縁性シリコーンゴム
４　導電性シリコーンゴム
【図１】
2004063183.tif 000003
【図２】
2004063183.tif 000004
【図３】
2004063183.tif 000005
【図４】
2004063183.tif 000006