(57)【要約】【課題】安定した導通抵抗が得られ、また、繰り返して使用しても、導通抵抗の上昇を抑制・防止することができる導電接点素子及び電気コネクタを提供する。【解決手段】下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する導電性シリコーンゴム組成物を硬化・成形してなる導電接点素子である。（Ａ）下記平均組成式（１）で示され、脂肪族不飽和基を少なくとも２個有するオルガノポリシロキサンＲ１ｎＳｉＯ（４−ｎ）／２…………（１）（Ｂ）無機粒子又は有機樹脂粒子からなる基材粒子の表面が金属メッキ層で被覆されてなる導電化粒子（Ｃ）硬化剤【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する導電性シリコーンゴム組成物を硬化・成形してなることを特徴とする導電接点素子。
（Ａ）下記平均組成式（１）で示され、脂肪族不飽和基を少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン…………１００重量部
Ｒ１ｎＳｉＯ（４−ｎ）／２…………（１）
（式中、Ｒ１は同一又は異種の非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ｎは１．９８〜２．０２の正数である。）
（Ｂ）無機粒子又は有機樹脂粒子からなる基材粒子の表面が金属メッキ層で被覆されてなる導電化粒子…………９０〜８００重量部
（Ｃ）硬化剤………上記（Ａ）成分を硬化させ得る量
【請求項２】
前記基材粒子の表面が、ケイ素系化合物を介して金属メッキ層で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の導電接点素子。
【請求項３】
前記基材粒子の表面に形成される金属メッキ層が、２層に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の導電接点素子。
【請求項４】
前記導電化粒子の比表面積が１ｍ２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の導電接点素子。
【請求項５】
前記導電性シリコーンゴム組成物全体に占める前記導電化粒子の体積分率が２５〜７５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の導電接点素子。
【請求項６】
前記導電化粒子の基材粒子がシリカであり、該シリカ上にニッケルメッキ層を介して金メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の導電接点素子。
【請求項７】
第一、第二の電気的接合物を電気的に導通する電気コネクタであって、第一、第二の電気的接合物の間に介在する絶縁性の基板と、この基板に支持されて、第一、第二の電気的接合物の電極間を接続する請求項１〜６のいずれかに記載の導電接点素子とを含んで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、各種電気電子機器の電気的接続、例えば、ＬＧＡやＢＧＡからなるエリア・アレイ型の半導体パッケージを実装基板に接続する場合等に使用される導電接点素子及び電気コネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＬＧＡやＢＧＡからなる半導体パッケージは、実装基板上に直接半田付けされたり、板ばね、コイルスプリング、コイルスプリングにより上下動する可動ピン等により実装基板に接続されたり、あるいは、絶縁性の基板に複数の導電性エラストマー素子を貫通支持させた電気コネクタ等により実装基板に接続される。
ところが、近年、半導体パッケージの高性能、高機能化に伴い、外部接続端子数が増加してきているので、接続信頼性の観点から半田による一括接続が困難になってきている。また、電気信号の高速化に伴い、従来の板ばねやコイルスプリング等では接続距離が長いため、インダクタンス成分が大きくなり、高速の信号伝達に支障をきたすようになってきている。そのため、絶縁性の基板に複数の導電性エラストマー素子を貫通支持させた電気コネクタが注目されてきている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第３，６８０，０３７号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，０５０，７５６号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電気コネクタを構成する材料としては、金属粉末を配合したシリコーンゴム組成物が好適に用いられ、シリコーンゴム組成物に配合される金属粉末は、通常、電気抵抗やコストの観点から、銀粉末が多用されている。
しかし、一般的に、銀粉末は凝集しやすいため、シリコーンゴムに配合した場合に、均一な分散状態を得ることが容易ではなく、そのため、シリコーンゴムの抵抗値が変動しやすいといった問題があった。したがって、このような銀粉末を配合した導電性シリコーンゴム組成物を金型で成形して得られた電気コネクタを用いて、半導体パッケージを実装した場合、導通抵抗が不安定となり、結果として半導体パッケージ等の動作が安定しないという問題があった。
更に、実装基板に対して半導体パッケージを繰り返し実装することにより、上記電気コネクタの圧縮を繰り返すと、導電性シリコーンゴム組成物中の銀粉末の凝集構造や連鎖が破壊されて、導通抵抗が著しく上昇し、繰り返し使用できないという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、安定した導通抵抗が得られ、また、繰り返して使用しても、導通抵抗の上昇を抑制・防止することができる導電接点素子及び電気コネクタを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、無機粒子又は有機樹脂粒子からなる基材粒子の表面が金属メッキ層で被覆されてなる導電化粒子が配合されたシリコーンゴム組成物を導電接点素子及び電気コネクタの材料とすることにより、導電化粒子の凝集が少なく、分散性に優れるため、金型で成形した場合に導通抵抗が安定し、たとえ、繰り返し使用しても、導通抵抗の上昇を抑制・防止することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の導電接点素子は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）成分を含有する導電性シリコーンゴム組成物を硬化・成形してなることを特徴とするものである。
（Ａ）下記平均組成式（１）で示され、脂肪族不飽和基を少なくとも２個有するオルガノポリシロキサン…………１００重量部
Ｒ１ｎＳｉＯ（４−ｎ）／２…………（１）
（式中、Ｒ１は同一又は異種の非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ｎは１．９８〜２．０２の正数である。）
（Ｂ）無機粒子又は有機樹脂粒子からなる基材粒子の表面が金属メッキ層で被覆されてなる導電化粒子…………９０〜８００重量部
（Ｃ）硬化剤…………上記（Ａ）成分を硬化させ得る量
【０００８】
なお、前記導電性シリコーンゴム組成物において、前記基材粒子の表面が、ケイ素系化合物を介して金属メッキ層で被覆されていること、前記基材粒子の表面に形成される金属メッキ層が、２層に形成されていること、前記導電化粒子の比表面積が１ｍ２／ｇ以下のものであること、前記導電性シリコーンゴム組成物全体に占める前記導電化粒子の体積分率が２５〜７５％であることが各々好ましい。更に、前記導電化粒子の基材粒子がシリカであり、該シリカ上にニッケルメッキ層を介して金メッキ層が形成されていることが特に好ましい。
【０００９】
また、本発明の電気コネクタは、第一、第二の電気的接合物を電気的に導通する電気コネクタであって、第一、第二の電気的接合物の間に介在する絶縁性の基板と、この基板に支持されて、第一、第二の電気的接合物の電極間を接続する本発明の導電接点素子とを含んでなることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の導電接点素子と電気コネクタは、各種電気電子機器、ＯＡ機器、携帯電話、情報端末機器の電気的な接続、具体的には、これら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、小型電子部品の電気的な接続に使用される。
【００１１】
以下、まず、本発明の導電接点素子を形成する導電性シリコーンゴム組成物について説明する。
導電性シリコーンゴム組成物の（Ａ）成分であるオルガノポリシロキサンは、下記平均組成式（１）で示されるものである。
Ｒ１ｎＳｉＯ（４−ｎ）／２…………（１）
（式中、Ｒ１は同一又は異種の非置換又は置換の１価炭化水素基であり、ｎは１．９８〜２．０２の正数である。）
【００１２】
ここで、上記平均組成式（１）中、Ｒ１はメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、プロピニル基、ブテニル基、ヘキセニ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、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等や、これらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基等で置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基等から選択される同一又は異種の、好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは１〜８の、非置換又は置換の１価炭化水素基である。特に好ましくはメチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基である。
【００１３】
この場合、Ｒ１の脂肪族不飽和基の含有量は０．００１〜２０モル％、特に０．０２５〜５モル％であることが好ましい。また、ｎは１．９８〜２．０２の正数である。上記平均組成式（１）で示されるオルガノポリシロキサンは、基本的には直鎖状であることが好ましい。また、このオルガノポリシロキサンは、単一種のものであっても、分子構造の異なる２種以上の混合物であってもよい。更に、上記オルガノポリシロキサンは、平均重合度が１００〜２０，０００、特に３，０００から１０，０００であることが好ましい。
【００１４】
次に、（Ｂ）成分は、基材粒子の表面が金属メッキ層で被覆された導電性粒子であり、これは基材粒子として無機粒子（無機質充填剤）又は有機樹脂粒子を使用し、その表面を金属メッキすることにより得られる。
無機粒子としては、シリカ、二酸化チタン、アルミナ、マイカ、硫酸バリウム、カーボンブラック等が挙げられ、中でもシリカ、アルミナ、特には球状シリカ、球状アルミナや、カーボンブラックが好ましい。更に、カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等が挙げられるが、ケッチェンブラック、アセチレンブラックが好ましい。
【００１５】
基材粒子として無機粒子を利用し、更にその内でシリカを利用する場合、原料シリカは、二酸化ケイ素で構成される粉体で、高い耐熱性を持っている。無機粒子の形状は、粉末状、繊維状、フレーク状等、特に制限されないが、メッキする金属（好ましくは、ニッケル、金）の使用量を最少にし、シリコーンゴム等に高充填するためには、同一粒径では最も比表面積の低くなる球状が望ましい。このようなシリカは、クロルシランを燃焼させたり、アルコキシシランを加水分解したり、ガス化した金属ケイ素を酸化したり、石英粉末を溶融したりして容易に得ることができる。比表面積を低くするためには、内部に表面に繋がる空洞を持たないものが望ましく、そのため溶融石英が好適に用いられる。
【００１６】
有機樹脂粒子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、スチレン・アクリロニトリル共重合体、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、アミノ樹脂、フッ素樹脂、ニトリル系樹脂等が挙げられ、これらの中では特にポリメチルメタクリレートが好ましく、有機樹脂粒子の形状は、球状の粒子であることが好ましい。
上記基材粒子（無機粒子又は有機樹脂粒子）の平均粒径は適宜選択されるが、０．０１〜１，０００μｍ、特には０．０１〜２０μｍとすることが好ましい。平均粒径が小さすぎると、比表面積が高くなるため、メッキ金属量が多くなり、高価になる場合があり、逆に、平均粒径が大きすぎると、シリコーンゴム組成物に対する配合性が低下する。
【００１７】
上記基材粒子（無機粒子又は有機樹脂粒子）にメッキする金属としては、金、銀、ニッケル、パラジウム、銅又はこれらの合金等が例示され、これら金属の単層メッキ層であっても、これら金属メッキ層が２層又はそれ以上積層形成された多層メッキ層であってもよい。これらの中では、ニッケル、金が好ましく、特に上記基材粒子（無機粒子又は有機樹脂粒子）上にニッケルメッキ層を介して金メッキ層が形成された構造を有するものが好ましい。
【００１８】
更に、金属メッキ層と基材粒子との密着性を向上させるために、基材粒子と金属メッキ層との間にケイ素系化合物を挿入することが好ましい。基材粒子と金属メッキ層との間にケイ素系化合物を挿入した場合も、２層又はそれ以上積層形成された多層メッキ層であることが好ましい。例えば、基材粒子とニッケルメッキ層との間にケイ素系化合物を挿入し、更にニッケルメッキ層に金メッキ層をメッキした基材粒子−ケイ素系化合物−ニッケルメッキ−金メッキの４層構造を有するものが特に好ましい。
【００１９】
基材粒子と金属メッキ層との間に挿入するケイ素系化合物としては、還元性を有するケイ素系高分子が挙げられる。還元作用を持つケイ素系化合物としては、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシランのような接着性を有するシランカップリング剤のほか、Ｓｉ−Ｓｉ結合あるいはＳｉ−Ｈ結合を有するポリシラン、ポリカルボシラン、ポリシロキサン、ポリシラザンを使用することができ、中でも上に例示するシランカップリング剤や、ポリシランあるいはケイ素原子に直接結合した水素原子を有するポリシロキサンが好適に用いられる。
【００２０】
このうち、ポリシランとしては、主鎖にＳｉ−Ｓｉ結合を持つ下記一般式（２）で表される高分子化合物が挙げられる。
（Ｒ２ｍＲ３ｋＸｐＳｉ）ｑ…………（２）
上記一般式（２）中、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ水素原子、非置換又は置換の１価炭化水素基であり、Ｒ２とＲ３とは互いに同一であっても異なっていてもよいが、上記１価炭化水素基としては、脂肪族、脂環式又は芳香族の１価炭化水素基が用いられる。
【００２１】
上記脂肪族又は脂環式の１価炭化水素基としては、炭素数１〜１２、特に１〜６のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基等が挙げられる。
また、芳香族の１価炭化水素基としては、炭素数６〜１４、特に６〜１０のものが好適であり、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基等が挙げられる。なお、置換の脂肪族、脂環式又は芳香族の１価炭化水素基としては、上記に例示した非置換の１価炭化水素基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、アミノアルキル基等で置換したもの、例えば、モノフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ｍ−ジメチルアミノフェニル基等が挙げられる。
【００２２】
上記一般式（２）中、Ｘは、Ｒ２と同様の基もしくはハロゲン原子、アルコキシ基、酸素原子又は窒素原子であり、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の、好ましくは炭素数１〜４のもの、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。Ｘとしては、これらの中でも通常メトキシ基、エトキシ基が好適に用いられる。
上記一般式（２）中、ｍは０．１≦ｍ≦１、好ましくは０．５≦ｍ≦１、ｋは０．１≦ｋ≦１、好ましくは０．５≦ｋ≦１、ｐは０≦ｐ≦０．５、好ましくは０≦ｐ≦０．２であり、かつ１≦ｍ＋ｋ＋ｐ≦２．５、好ましくは１．５≦ｍ＋ｋ＋ｐ≦２を満足する数であり、ｑは２≦ｑ≦１００，０００、好ましくは１０≦ｑ≦１０，０００の範囲の整数である。
【００２３】
また、ケイ素原子に直接結合した水素原子（Ｓｉ−Ｈ基）を有するケイ素系化合物は、ケイ素原子に直接結合した水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであれば特に制限されないが、側鎖にＳｉ−Ｈ基、主鎖にＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を持つ下記一般式（３）で表されるポリシロキサンが好適に用いられる。
（Ｒ４ａＲ５ｂＨｃＳｉＯｄ）ｅ…………（３）
上記一般式（３）中、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ水素原子、置換もしくは非置換の１価炭化水素基、アルコキシ基又はハロゲン原子であり、Ｒ４とＲ５とは互いに同一であっても異なっていてもよいが、上記１価炭化水素基としては、脂肪族、脂環式又は芳香族の１価炭化水素基が用いられる。
【００２４】
上記一般式（３）のＲ４、Ｒ５に適する脂肪族又は脂環式の１価炭化水素基としては、炭素数１〜１２、特に１〜６のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基等が挙げられる。芳香族の１価炭化水素基としては、炭素数６〜１４、特に６〜１０のものが好適であり、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基等が挙げられる。
置換の脂肪族、脂環式又は芳香族の１価炭化水素基としては、上記に例示した非置換の１価炭化水素基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、アルコキシ基、アミノ基、アミノアルキル基等で置換したもの、例えば、モノフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ｍ−ジメチルアミノフェニル基等が挙げられる。
【００２５】
このうち、アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基等の炭素数１〜４のものが好適であり、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられ、通常メトキシ基、エトキシ基が好適に用いられる。
上記一般式（３）中、ａは０．１≦ａ≦１、好ましくは０．５≦ａ≦１、ｂは０．１≦ｂ≦１、好ましくは０．５≦ｂ≦１、ｃは０．０１≦ｃ≦１、好ましくは０．１≦ｃ≦１であり、かつ１≦ａ＋ｂ＋ｃ≦２．５、好ましくは１≦ａ＋ｂ＋ｃ≦２．２を満足する数である。ｄは１≦ｄ≦１．５である。ｅは２≦ｅ≦１００，０００、好ましくは１０≦ｅ≦１０，０００の範囲の整数である。
【００２６】
基材粒子表面にケイ素系化合物の層を形成するには、ケイ素系化合物を溶媒に溶解させ、この中に基材粒子を投入混合した後に溶媒を除くことで、基材粒子の表面にケイ素系化合物の層を形成することができる。ケイ素系化合物を溶解させる溶媒としては、水、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられ、中でも水が好適に用いられる。
【００２７】
ケイ素系化合物の層の厚さは、好ましくは０．００１〜１μｍ、特に好ましくは０．０１〜０．１μｍである。０．００１μｍより薄いと、基材粒子を完全に覆うことができなくなるため、基材粒子表面に金属メッキされない部分ができる虞がある。また、１μｍより厚いと、ケイ素系化合物の量が多くなって高価となる。
なお、上記基材粒子粉体は、ケイ素系化合物処理により疎水性となるため、金属塩を溶解させる溶媒との親和性が低下し、液中に分散しないため、金属塩還元反応の効率が低下することがある。このことによって起こる金属塩還元反応の効率の低下は、界面活性剤を添加することによって防ぐことができる。そのような界面活性剤としては、発泡を起こさず、表面張力のみを下げるものが望ましい。該界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤を用いることができる。
【００２８】
陰イオン界面活性剤としては、スルホン酸塩系、硫酸エステル塩系、カルボン酸塩系、リン酸エステル塩系のものを用いることができる。また、陽イオン界面活性剤としては、アンモニウム塩系、アルキルアミン塩系、ピリジニウム塩系のものを用いることができる。両イオン界面活性剤としては、ベタイン系、アミノカルボン酸系、アミンオキシド系のものを用いることができる。非イオン界面活性剤としては、エーテル系、エステル系、シリコーン系のものを用いることができる。例えば、サーフィノール１０４、４２０、５０４（商品名、日信化学工業（株）製）等の非イオン界面活性剤を好適に用いることができる。これらの界面活性剤は、金属塩溶液１００重量部に対して０．０００１〜１０重量部、特に０．００１〜１重量部、とりわけ０．０１〜０．５重量部の範囲で使用することができる。
【００２９】
表面にケイ素系化合物の層を形成した基材粒子は、次に、該ケイ素系化合物の層の外側に金属メッキ層を形成するために、金属塩を含む溶液で処理し、ケイ素系化合物の層上に該金属の金属コロイドを析出させる。この処理は、ケイ素系化合物の層を形成した基材粒子の表面を、金属塩を含む溶液と接触させるもので、ケイ素系化合物の還元作用により、ケイ素系化合物の層の表面に金属コロイドを析出させて、金属被膜を形成させる。なお、金属コロイドは、金属メッキ層を形成する際に触媒として作用する。
金属コロイドの被膜を形成させる金属としては、パラジウム、金、銀等が挙げられる。金属塩を溶解させる溶媒としては、水、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール等のアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
【００３０】
金属塩の濃度は、塩を溶解させる溶媒によって異なるが、０．０１％〜塩の飽和溶液までが好ましい。濃度が０．０１％未満では、得られた金属コロイドのメッキ触媒としての効果が十分でない場合があり、飽和溶液を超えると、固体塩が析出する場合がある。なお、溶媒が水の場合は、金属塩の濃度が０．０１〜２０％、特に０．１〜５％の範囲であることが好ましい。
ケイ素系化合物の層を形成した上記基材粒子を、室温〜７０℃の温度で０．１〜１２０分、より好ましくは１〜１５分程度、金属塩溶液に浸漬することにより、金属コロイド処理した基材粒子が作製される。
【００３１】
次に、金属コロイド処理した基材粒子に対して、無電解メッキを行い、金属メッキ層を形成して、導電化粒子を作製する。例えば、上記基材粒子表面に無電解ニッケルメッキを行うことにより、ニッケルメッキ層が形成される。無電解ニッケルメッキ液は、通常、硫酸ニッケル、塩化ニッケル等の水溶性ニッケル金属塩、次亜リン酸ナトリウム、ヒドラジン、水素化ホウ素ナトリウム等の還元剤、酢酸ナトリウム、フェニレンジアミンや酒石酸ナトリウムカリウムのような錯化剤等を含むものであり、市販品を用いることもできる。
【００３２】
無電解ニッケルメッキ法としては、無電解ニッケルメッキ液中に上記基材粒子を投入してメッキを行うバッチ法か、水に分散させた上記基材粒子にメッキ液を滴下する滴下法を用いる。ニッケルメッキ層の厚さは、好ましくは０．０１〜１０μｍ、特に好ましくは０．１〜２μｍである。０．０１μｍより薄いと、シリカを完全に覆い、かつ十分な硬度や強度が得られにくくなる場合がある。また、１０μｍより厚いと、ニッケルの量が多くなり、かつ比重が高くなるため、配合時に問題となることがある。特に好ましくは、上記無電解ニッケルメッキ後、金メッキを行い、上記ニッケルメッキ層上に金メッキ層を形成する。この場合、金メッキ液としては、電気金メッキ液でも無電解金メッキ液でもよく、公知の組成のもの、あるいは市販の金メッキ液を用いることができるが、中でも無電解金メッキ液が好ましい。公知の組成の金メッキ液を用いる場合は、金メッキ法としては、常法に従って行うことができる。
【００３３】
金メッキ層の厚さは、好ましくは０．００１〜１μｍ、特に好ましくは０．０１〜０．１μｍである。０．００１μｍ未満では、抵抗率が高くなるため、配合時に十分な導電性が得られにくくなる虞があり、また、１μｍを超えると、金の量が多くなって高価となる。
導電化粒子の抵抗値は１×１０−３Ω・ｍ以下、より好ましくは１×１０−４Ω・ｍ以下、更に好ましくは５×１０−５Ω・ｍ以下である。
【００３４】
導電性シリコーンゴム組成物全体に占める導電化粒子の体積分率は、２５〜７５％（体積％）の範囲が好ましく、特に３０〜６０％が好ましい。体積分率が２５％未満では導電性が不十分となることがあり、７５％を超えると加工性が悪くなることがある。
また、得られた導電化粒子の比表面積は、１ｍ２／ｇ以下が好ましい。比表面積が１ｍ２／ｇを超えると、導電性シリコーンゴム組成物に対する分散性が低下する虞がある。
導電化粒子の配合割合は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００重量部に対し９０〜８００重量部であり、特に１００〜５００重量部が好ましい。導電化粒子の配合量が９０重量部より少ないと十分な導電性を付与し得ないことがあり、８００重量部より多いと加工性に問題が生じる場合がある。
【００３５】
（Ｃ）成分の硬化剤としては、例えば、既知のオルガノハイドロジェンポリシロキサン／白金系触媒（付加反応用硬化剤）又は有機過酸化物触媒を使用し得る。
白金系触媒としては公知のものが使用できる。具体的には、白金元素単体、白金化合物、白金複合体、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール化合物、アルデヒド化合物、エーテル化合物、各種オレフィン類とのコンプレックス等が例示される。白金系触媒の添加量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンに対し白金原子として１〜２，０００ｐｐｍの範囲とすることが望ましい。
【００３６】
一方、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、ケイ素原子に直結した水素原子を少なくとも２個以上有するものであれば特に制限されず、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよいが、下記平均組成式（４）で表されるものが好ましい。特に重合度が３００以下のものが好ましい。
Ｒ６ｆＨｇＳｉＯ（４−ｆ−ｇ）／２…………（４）
（上記平均組成式（４）中、Ｒ６はＲ１と同様の非置換又は置換の１価炭化水素基で、好ましくは脂肪族不飽和結合を有さないものである。ｆ、ｇは、０≦ｆ＜３、０＜ｇ＜３、０＜ｆ＋ｇ＜３の数である。）
【００３７】
具体的には、ジメチルハイドロジェンシリル基で末端が封鎖されたジオルガノポリシロキサン、ジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位及び末端トリメチルシロキシ単位との共重合体、ジメチルハイドロジェンシロキサン単位（Ｈ（ＣＨ３）２ＳｉＯ０．６単位）とＳｉＯ２単位とからなる低粘度流体、１，３，５，７−テトラハイドロジェン−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１−プロピル−３，５，７−トリハイドロジェン−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，５−ハイドロジェン−３，７−ジヘキシル−１，３，５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン等が例示される。
【００３８】
この硬化剤としてのオルガノハイドロジェンポリシロキサンの添加量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンの脂肪族不飽和量（アルケニル基）に対して、ケイ素原子に直結した水素原子が５０〜５００モル％となる割合で用いることが望ましい。
また、有機過酸化物触媒としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｐ−メチルベンゾイルパーオキサイド、ｏ−メチルベンゾイルパーオキサイド、２，４−ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−ビス（２，５−ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート等が挙げられる。有機過酸化物触媒の添加量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００重量部に対して０．１〜５重量部とすればよい。
【００３９】
導電接点素子を形成する導電性シリコーンゴム組成物には、上記必須成分に加え、任意成分として、本発明の効果を妨げない範囲で、必要に応じ、補強性シリカ粉末を添加してもよい。補強性シリカ粉末は、機械的強度の優れたシリコーンゴムを得るために添加されるものであるが、この目的のためには、比表面積が５０ｍ２／ｇ以上、好ましくは１００〜３００ｍ２／ｇのものであることが好ましい。比表面積が５０ｍ２／ｇに満たないと硬化物の機械的強度が十分でないことがある。このような補強性シリカとしては、例えば、煙霧質シリカ、沈降シリカ等が挙げられ、また、これらの表面をクロロシランやヘキサメチルジシラザン等の有機ケイ素化合物で疎水化したものも好適に用いられる。
【００４０】
補強性シリカ粉末の添加量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００重量部に対して３〜７０重量部、特に１０〜５０重量部とすることが好ましく、３重量部未満では添加量が少なすぎて補強効果が得られない場合があり、７０重量部を超えると加工性が悪くなり、また、機械的強度が低下してしまう虞が生じる。また、（Ｂ）成分の導電化粒子と併用して、従来から知られている導電性カーボンブラック、導電性亜鉛華、導電性酸化チタン、導電性無機酸化物等の導電剤、増量剤としてシリコーンゴムパウダー、ベンガラ、粉砕石英、炭酸カルシウム等の充填剤を添加してもよい。
【００４１】
導電性シリコーンゴム組成物には、必要に応じて、着色剤、耐熱性向上剤等の各種添加剤や反応制御剤、離型剤あるいは充填剤用分散剤等を添加することができる。この充填剤用分散剤としては、ジフェニルシランジオール、各種アルコキシシラン、カーボンファンクショナルシラン、シラノール基含有低分子量シロキサン等が使用され得るが、それらは、本発明の効果を損なわないように、最小限の添加量に止めることが好ましい。更に、本発明に使用されるシリコーンゴム組成物を難燃性・耐火性にするために、白金含有材料、白金化合物と二酸化チタン、白金と炭酸マンガン、白金とγ−Ｆｅ２０３、フェライト、マイカ、ガラス繊維、ガラスフレーク等の公知の添加剤を添加してもよい。
【００４２】
更に、本発明の導電接点素子をスポンジ状にする場合は、導電性シリコーンゴム組成物に、無機、有機の発泡剤を添加してもよい。有機発泡剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、ジニトロペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルフォンヒドラジド、アゾジカルボナミド等が例示され、その添加量は、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００重量部に対し１〜１０重量部の範囲が好適である。
本発明の作製に使用する導電性シリコーンゴム組成物は、上記した成分を２本ロール、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダ）等のゴム混練機を用いて均一に混合し、必要に応じて熱処理を施すことにより、得ることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明について更に詳細に説明する。本発明の電気コネクタは、図１、図２に例示したように、対向する第一、第二の電気的接合物である実装基板１とＬＧＡタイプからなる半導体パッケージ１０との間に介在する絶縁性の基板２０と、実装基板１と半導体パッケージ１０の複数の電極２、１１間を電気的に接続する弾性の導電接点素子２２とを備えており、導電接点素子２２は、基板２０内に所定のピッチで配列、貫通支持され、前述した導電性シリコーンゴム組成物２３の硬化物で形成される。なお、図１は、本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの実施形態を示す模式説明図、図２は、本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの実施形態を示す斜視説明図である。
【００４４】
第一、第二の電気的接合物の間に介在し、導電接点素子２２を支持する絶縁性の基板２０は、図１、図２に示すように、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、ポリイミド等）を用いて薄い平面略正方形に形成され、ＸＹ方向に導電接点素子２２用の複数の貫通孔２１が穿孔される。
この絶縁性の基板２０の材質としては、耐熱性に優れる点から、エンジニアリングプラスチックが好ましく、特に寸法安定性と熱膨張係数が小さい点から、ポリイミドが好ましい。
絶縁性の基板２０の厚さは、強度や取り扱い作業性の点から、２５μｍ〜３ｍｍ、好ましくは５０〜２００μｍである。また、複数の貫通孔２１は、通常、基板２０のＸＹ方向に０．５〜１．２７ｍｍのピッチで並設され、各貫通孔２１の径は０．２５〜０．８ｍｍである。
【００４５】
導電接点素子２２は、例えば、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上記導電性シリコーンゴム組成物２３を金型３０に充填して、一対の切頭円錐が組み合わされた断面略算盤玉形に成形して製造される。導電接点素子２２は、実装基板１と半導体パッケージ１０との間に介在した状態で圧縮されるので、そのゴム硬さ（ＪＩＳ  Ｋ６２５３  デュロメータ硬さタイプＡ）は、通常、５０〜８０、好ましくは６０〜８０である。その理由は、導電接点素子２２のゴム硬さが５０未満の場合には、十分な反発荷重が得られず、安定した接続が期待できないからであり、逆に８０を超える場合には、圧縮に要する荷重が大きくなり、実装基板１や半導体パッケージ１０を損傷させる虞があるからである。
【００４６】
本発明の電気コネクタを製造する場合には、例えば、まず、半導体パッケージの電極１１に対応するように、基板２０に複数の貫通孔２１をマトリックス状に穿孔する。次に、各導電接点素子２２の成形に必要十分な量の前記導電性シリコーンゴム組成物２３を基板２０上に重ねて配置し、これらを上下型からなる金型３０にセット（図３（ａ）参照）し、その後、金型３０を型締めして加圧加熱成形（図３（ｂ）参照）すれば、基板２０の複数の貫通孔２１に導電性シリコーンゴム組成物２３がそれぞれ充填され、基板２０と導電接点素子２２とが一体化した本発明の電気コネクタを製造することができる（図３（ｃ）参照）。
【００４７】
上記実施形態では、導電接点素子として、一対の切頭円錐が組み合わされた断面略算盤玉形（図４（ａ）参照）に成形したものを示したが、本発明の導電接点素子の形状は、なんらこれに限定されるものではなく、実装基板１や半導体パッケージ１０の電極の形状、導通接続時の荷重等により適宜選択される。例えば、導電接点素子を太い断面略柱形（円柱形でもよいし、角柱形でもよい）（図４（ｂ）参照）に形成したり、細い断面略柱形（図４（ｃ）参照）に形成したり、あるいは断面各小判形（図４（ｄ）参照）に形成することができる。また、導電接点素子２２を断面略円形あるいは略楕円形（図５（ａ）参照）に形成したり、導電接点素子２２の平坦な上下両端部の周縁をそれぞれ丸めたり（図５（ｂ）参照）することもできる。更に、導電接点素子２２を断面略八角形（図５（ｃ）参照）に形成したり、導電接点素子２２の周面の一部をカーブさせたり（図５（ｄ）参照）することも可能である。また、導電接点素子２２の上下の形状は同一であっても、別形状（非対称）であってもよい。特には電気抵抗と荷重の観点から、図４（ａ）に示すような一対の切頭円錐が組み合わされた断面略算盤玉形が好ましい。
【００４８】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４９】
（実施例）
ＰＰＨＳ（フェニルハイドロジェンポリシラン）５ｇをトルエン６５ｇに溶解させた溶解液に、平均粒径１０μｍの球状シリカ：ＵＳ−１０（商品名、三菱レーヨン（株）製）を１００ｇ加え、１時間攪拌した後、８０℃の温度、４５ｍｍＨｇの圧力でトルエンを６５ｇ留去して乾燥させ、ＰＰＨＳ処理球状シリカを得た。こうして得られたＰＰＨＳ処理球状シリカは疎水化されており、水に投入すると表面に浮いた。
次に、界面活性剤としてサーフィノール５０４  （商品名、日信化学工業（株）製）の０．５％水溶液５０ｇに、ＰＰＨＳ処理球状シリカ１００ｇを投入し、攪拌、分散して、シリカ−水分散体を調製した。そして、このシリカ−水分散体に１％ＰｄＣｌ２水溶液を７０ｇ添加して、３０分攪拌後、濾過、水洗いして、パラジウム処理を行い、ＰＰＨＳ処理球状シリカの表面にパラジウムコロイドが付着したパラジウムコロイド析出シリカを得た。
次に、ニッケルメッキ用還元液として、次亜リン酸ナトリウム２．０モル、酢酸ナトリウム１．０モル、グリシン０．５モルの混合溶液１００ｇを用い、消泡剤：ＫＳ−５３８（商品名、信越化学工業（株）製）と共に、上記パラジウムコロイド析出シリカをニッケルメッキ用還元液中に分散させ、攪拌しながら、このニッケルメッキ還元液中に、イオン交換水で希釈した水酸化ナトリウム２．０モルを空気ガスと同伴させて滴下し、また、同時にイオン交換水で希釈した硫酸ニッケル１．０モルを窒素ガスと同伴させて滴下して、上記シリカ表面全面に金属ニッケルを析出させ、ニッケルメッキ層を形成した。このニッケルメッキ層の厚さは０．２５μｍであった。
次に、このニッケルメッキ層を形成したシリカを、金メッキ液：Ｋ−２４Ｎ（商品名、高純度化学研究所製）１００ｇ中に分散させ、該シリカ表面に金を析出させ、金メッキ層を形成した。この金メッキ層を形成した球状のシリカ（導電化粒子）の比表面積は０．４ｍ２／ｇ、比重２．３９、金メッキ層の厚さは０．０３μｍであった。
ジメチルシロキサン単位９９．８５モル％とメチルビニルシロキサン単位０．１５モル％とからなる平均重合度が約８，０００のメチルビニルポリシロキサン１００重量部に、上記導電化粒子を、表１に示した量（重量部）だけ添加し、得られたシリコーンゴムコンパウンド１００重量部に対して、硬化剤としてジクミルパーオキサイドであるＣ−８Ａ（商品名、信越化学工業（株）製）を０．４重量部添加・混練して、導電性シリコーンゴム組成物を調製した。
次に、調製した導電性シリコーンゴム組成物を、複数の貫通孔を有する厚さ１００μｍのポリイミドからなる絶縁性の基板の略中央部に配置し、上下型からなる金型で１６０℃、５分間の成形条件で加熱加圧成形し、基板と複数の導電接点素子とが一体化された電気コネクタを製造した（図３参照）。複数の貫通孔は、０．５ｍｍ径の貫通孔をＸＹ方向共に１ｍｍピッチで１１５６個（３４個×３４個）穿孔することにより設けた。また、各導電接点素子については、一対の切頭円錐が組み合わされた断面略算盤玉形状とし、断面略算盤玉形状の高さは１ｍｍ、切頭円錐の縮径端部の径は０．５ｍｍ、切頭円錐の拡径端部は０．６ｍｍであり、基板の表裏面からそれぞれ０．４５ｍｍ突出させるようにした。
こうして製造された電気コネクタを、実装基板とＬＧＡタイプからなる半導体パッケージの間に挟持させ、２０％の圧縮量にて実装基板と半導体パッケージとを該電気コネクタで導通させて導通抵抗を測定したところ、表１に示す初期抵抗値が得られた。また、圧縮作業を１００回繰り返したところ、１００回圧縮後の抵抗値は、表１に示すように、初期抵抗値に比べて僅かな変化であることが確認された。
【００５０】
（比較例１、２）
比較例として、表１に示したように、実施例に比べて金メッキシリカの配合量が少ない導電性エラストマコンパウンド（比較例１）、及び金属メッキシリカに替えて、銀粉末４５０重量部を添加した導電性エラストマコンパウンド（比較例２）を製造した。
実施例と同様にして、これらの導電性エラストマコンパウンドから、それぞれ電気コネクタを製造し、実施例と同様に評価したところ、比較例１では金メッキシリカの添加量が少ないため、不導通となり、接点素子及び電気コネクタとしての機能が得られなかった。
また、比較例２では、初期抵抗値のバラツキが大きく、また、圧縮作業を１００回繰り返したところ、１００回圧縮後の抵抗値は初期抵抗値に比べて大幅に上昇してしまい、良好な結果を得ることができなかった。
【００５１】
【表１】
2004311047.tif 000002
【００５２】
【発明の効果】
本発明の電気コネクタは、上記（ａ）〜（ｃ）成分を含有する導電性シリコーンゴム組成物により成形した導電接点素子を有するので、導電接点素子を金型で成形する場合にも、導通抵抗が大きく変化したり、導通抵抗が不安定になることがなく、安定した導通抵抗が得られ、実装時に電気的接合物の動作を安定させることができるとともに、電気的接合物を継続して長期接続することができる。更に、実装基板等の第一の電気的接合物に対して、半導体パッケージ等の第二の電気的接合物を繰り返し実装するために、電気コネクタの圧縮を繰り返し行っても、導通抵抗値の上昇が実に小さく、しかも、外部ノイズの影響を受けにくいので、信号伝達の高速化に十分対応することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの実施形態を示す模式説明図である。
【図２】本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの実施形態を示す斜視説明図である。
【図３】本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの実施形態における製造方法を示す説明図で、（ａ）図は基板上に導電性シリコーンゴム組成物を重ねて金型にセットした状態を示す図、（ｂ）図は（ａ）図の金型を型締めして加圧加熱成形した状態を示す図、（ｃ）図は基板と導電接点素子とが一体化した電気コネクタを取り出す状態を示す図である。
【図４】本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの他の実施形態を示す説明図で、（ａ）図は断面略算盤玉型の導電接点素子を示す図、（ｂ）図は太い断面略柱形の導電接点素子を示す図、（ｃ）図は細い断面略柱形の導電接点素子を示す図、（ｄ）図は断面略小判形の導電接点素子を示す図である。
【図５】本発明に係る導電接点素子及び電気コネクタの他の実施形態を示す説明図で、（ａ）図は断面略円形の導電接点素子を示す図、（ｂ）図は上下両端部の周縁をそれぞれ面取りした状態を示す図、（ｃ）図は断面略八角形の導電接点素子を示す図、（ｄ）図は導電接点素子の周面を一部湾曲させた状態を示す図である。
【符号の説明】
１…実装基板（第一の電気的接合物）
２…実装基板の電極
１０…半導体パッケージ（第二の電気的接合物）
１１…半導体パッケージの電極
２０…基板
２１…貫通孔
２２…導電接点素子
２３…導電性シリコーンゴム組成物
３０…金型
【図１】
2004311047.tif 000003
【図２】
2004311047.tif 000004
【図３】
2004311047.tif 000005
【図４】
2004311047.tif 000006
【図５】
2004311047.tif 000007