(57)【要約】 【課題】導通抵抗が安定し、電子部品の動作が安定するゼブラコネクタを提供する。  【解決手段】本発明の電気コネクタは導電性エラストマー層と絶縁性エラストマー層とが交互に配列されたゼブラコネクタであって、導電性エラストマー層を形成する銀粒子のタップ密度・比表面積を特定の範囲にしたものが好ましい。【選択図】  無し【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性エラストマ層と絶縁性エラストマ層とをその接合面が互いに平行となるように交互に、かつ多重に積層した電気コネクタであって、前記導電性エラストマ層の導電性部材としてのシリコーンゴム組成物が下記(A)〜(C)からなることを特徴とする電気コネクタ。
(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)
（但し、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)タップ密度が2.0ｇ/ｃｍ3以下で比表面積が0.7ｍ2/ｇ以下の粒状銀粉末
300〜700  重量部
(C)硬化剤                                      上記(A)成分を硬化させ得る量
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、LCD（液晶ディスプレイ）と回路基板との接続、電子部品と回路基板との接続、あるいは電子回路基板間の接続に用いられる電気コネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子回路基板間等を接続するのに、Ｕ字型金属線コネクタに替えて、シリコーンゴム組成物に導電粉末を配合したコネクタを使用することが検討されてきた。このコネクタは、導電性エラストマ層と絶縁性エラストマ層とをゼブラ状に積層させている（ゼブラコネクタ）ため、接触が安定しており、点接触になり難く、接続不良になりにくい。ゼブラコネクタの導電性エラストマ層にはシリコーンゴムに金属粉末が配合されたシリコーンゴム組成物が使用され、シリコーンゴム組成物に配合される金属粉末は、通常、抵抗やコストの観点から銀粉末が多用されている。銀粉末は、硝酸銀水溶液をヒドラジン、ホルムアルデヒド、アスコルビン酸等の還元剤により還元して得られた還元銀粉末、硝酸銀水溶液を電気分解により陰極上に析出して得られた電解銀粉末、1000℃以上に加熱溶融した溶融銀を水中または不活性ガス中に噴霧して得られたアトマイズ銀粉末とに分類される。これらの銀粉末の形状は、粒状、フレーク状、樹枝状、不定形状に分けられるが、一般的に粒状の銀粉末は粉末同士が凝集しやすく、シリコーンゴムに配合した場合に、その分散状態により抵抗値が変動しやすく、抵抗値が不安定になるため、フレーク状の銀粉末と組み合わせて使用されことが多い。（特許文献１参照）
しかし、フレーク状の銀粉末は、一般的に銀粉末を粉砕する際に、ラウリン酸，ミリスチン酸，パルミチン酸，ステアリン酸，オレイン酸等の飽和または不飽和の高級脂肪酸、金属石鹸、高級脂肪族アミン、ポリエチレンワックスなどで処理する方法があるが、これらの方法はシリコーンゴムに添加した際加硫阻害を引き起こす可能性がある。また上述した処理を施さない銀粉末は、シリコーンゴムに添加した場合抵抗値が不安定になることが知られている。
このような導電性シリコーンゴム組成物を多重積層して積層ブロック体とし、これを適宜スライス等して得られたゼブラコネクタは、導通抵抗が不安定あるいはばらつきが大きく、電子部品の動作が安定しないという問題があった。
本発明は上記に鑑みなされたもので、導電性シリコーンゴム組成物を多重積層して積層ブロック体を成形した場合に導通抵抗が安定しているゼブラコネクタを提供すること目的とする。
【特許文献１】特開２０００−２００６３６号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明は粒状の銀粉末のタップ密度を2.0ｇ/ｃｍ3以下、比表面積が0.7ｍ2/ｇ以下に規定することにより、より分散性にすぐれ、凝集が少なく、導電性シリコーンゴム組成物を多重積層して積層ブロック体を成形する場合に導通抵抗が安定することを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち請求項1記載の発明においては、上記課題を達成するため
(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)
（但し、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)タップ密度が  2.0ｇ/ｃｍ3以下で比表面積が0.7ｍ2/ｇ以下の粒状銀粉末
300〜700  重量部
(C)硬化剤                                      上記(A)成分を硬化させ得る量
を含有してなることを特徴としている。
以下、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。先ず導電性シリコーンゴム組成物の第１必須成分の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。
【０００４】
R1nSiO(4-n)/2                   (1)
（但し、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。）
ここで、上記式中、R1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、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、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、または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、シアノ基などで置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基などから選択される同一又は異種の好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜8の非置換又は置換の1価炭化水素基である。この場合、R1は脂肪族不飽和基（アルケニル基）を少なくとも2個有していることが必要であるが、R1中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。上記式(1)の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が、分子構造の異なる1種又は2種以上の混合物であってもよい。
【０００５】
更に、上記オルガノポリシロキサンは平均重合度が100〜10,000であることが好ましい。
【０００６】
次に、本発明の金属粉末について詳細に説明する。
【０００７】
通常、銀粉末の凝集を示す定数として、タップ密度（ISO3953-1977）と比表面積(BET法)が上げられる。本発明に用いられる銀粉末のタップ密度は2.0ｇ/ｃｍ3以下でBET比表面積は0.7ｍ2/ｇ以下である。なお、その下限は適宜選定されるが、タップ密度は0.05ｇ/ｃｍ3以上、特に0.1ｇ/ｃｍ3以上であることが好ましく、BET比表面積は0.05ｍ2/ｇ以上、特に0.1ｍ2/ｇ以上であることが好ましい。
このような銀粉末としては、市販品としてシルベストF20（（株）徳力化学研究所製）が挙げられる。
本発明の銀粉末の粒径は特に限定されないが、粒径は0.05〜100μmの範囲が好ましく、その平均粒径は1〜10μmの範囲が好ましい。なお、低抵抗の導電性シリコーンゴムを形成するためには完全に独立した分散ではなく、銀の粉末が部分的に連結していることが望ましい。
本発明で用いる原料銀粉末の製造方法は、特に限定されないが、例えば電解法、粉砕法、熱処理法、アトマイズ法、還元法等が挙げられる。これらの中で還元法が、還元方法をコントロールすることにより、タップ密度とBET比表面積の何れも小さい銀粉末を得ることができる。
銀粉末は上記数値範囲を満たす範囲で粉砕して用いてもよく、銀粉末を粉砕する場合の装置は特に限定されず、例えば、スタンプミル、ボールミル、振動ミル、ハンマーミル、圧延ローラ、乳鉢等の公知の装置が挙げられる。
銀粉末はオルガノポリシロキサン100重量部に対し300〜700重量部配合される。特に400〜600重量部が好ましい。300重量部未満では配合量が少なく安定した抵抗が得られず、700重量部を超えると導電性シリコーンゴムの機械的物性が低下し、弾性が低下、圧縮永久歪特性が悪化する。
【０００８】
また、導電性材料としては、導電性カーボンブラック、導電性亜鉛華、導電性酸化チタンのうち1種又は2種以上を併用してもよい。
【０００９】
ここで、導電性カーボンブラックとしては、通常導電性ゴム組成物に常用されているものが使用し得、例えばアセチレンブラック、コンダクティブファーネスブラック（ＣＦ）、スーパーコンダクティブファーネスブラック（ＳＣＦ）、エクストラコンダクティブファーネスブラック（ＸＣＦ）、コンダクティブチャンネルブラック（ＣＣ）、1500℃程度の高温で熱処理されたファーネスブラックやチャンネルブラック等を挙げることができる。具体的には、アセチレンブラックとしては電化アセチレンブラック（電気化学社製），シャウニガンアセチレンブラック（シャウニガンケミカル社製）等が、コンダクティブファーネスブラックとしてはコンチネックスＣＦ（コンチネンタルカーボン社製），バルカンＣ（キャボット社製）等が、スーパーコンダクティブファーネスブラックとしてはコンチネックスＳＣＦ（コンチネンタルカーボン社製），バルカンＳＣ（キャボット社製）等が、エクストラコンダクティブファーネスブラックとしては旭ＨＳ-５００（旭カーボン社製），バルカンＸＣ-７２（キャボット社製）等が、コンダクティブチャンネルブラックとしてはコウラックスＬ（デグッサ社製）等が例示され、また、ファーネｗスブラックの一種であるケッチェンブラックＥＣ及びケッチェンブラックＥＣ-６００ＪＤ（ケッチェンブラックインターナショナル社製）を用いることもできる。なお、これらのうちでは、アセチレンブラックが不純物含有率が少ない上、発達した二次ストラクチャー構造を有することから導電性に優れており、本発明において特に好適に用いられる。なおまた、その卓越した比表面積から低充填量でも優れた導電性を示すケッチェンブラックＥＣやケッチェンブラックＥＣ-６００ＪＤ等も好ましく使用できる。
【００１０】
更に、白色導電性酸化チタンとしては、例えばＥＴ-５００Ｗ（石原産業（株）製）を挙げることができる。この場合、基本組成はＴｉＯ2・ＳｎＯ2にＳｂをドープしたものとすることが好ましい。なお、添加量は上述した導電性亜鉛華の添加量と同様である。
上記ゴム組成物には、必要に応じてシリカヒドロゲル（含水けい酸）、シリカエアロゲル（無水けい酸-煙霧質シリカ）などの補強性シリカ充填剤、クレイ、炭酸カルシウム、ケイソウ土、二酸化チタン等の充填剤、低分子シロキサンエステル、シラノール例えばジフェニルシランジオール等の分散剤、酸化鉄、酸化セリウム、オクチル酸鉄等の耐熱性向上剤、接着性や成形加工性を向上させるための各種カーボンファンクショナルシラン、難燃性を付与させるハロゲン化合物を添加混合してもよい。
また用途に応じて微粉末シリカを添加しても良い。比表面積が５０ｍ2／ｇ以上、好ましくは１００〜３００ｍ2／ｇである必要がある。比表面積が５０ｍ2／ｇに満たないと十分な凝集防止効果をえることができない。微粉末シリカとしては、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、オルガノポリシロキサ、アルコキシシランなどで疎水化したものも好適に用いられる
また熱伝導性を付与するために、アルミナ、石英紛、ＢＮ紛を添加しても良い。
【００１１】
上記シリコーンゴムを硬化させるためには硬化剤が使用されるが、その硬化剤としては、通常導電性シリコーンゴムの加硫に使用されるラジカル反応、付加反応、縮合反応等を利用して加硫、硬化させるものであれば、その硬化機構に制限はなく、従来公知の種々の硬化剤を用いることができる。例えば、オルガノポリシロキサンがアルケニル基を含む場合は、ジ-ｔ-ブチルパーオキサイド，２，５-ジメチル-２，５-ジ（ｔ-ブチルパーオキシ）ヘキサン等のアルキル過酸化物、ジクミルパーオキサイド等のアラルキル過酸化物等の有機過酸化物が挙げられるほか、付加反応硬化剤として、一分子中に少なくともけい素原子に結合した水素原子を２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金系触媒が挙げられる。また、オルガノポリシロキサンが水酸基を含む場合、縮合硬化剤として、多官能のアルコキシシラン又はシロキサンと有機金属酸塩等が使用できる。なお、硬化剤の添加量は、通常の導電性シリコーンゴムと同様でよい。
【００１２】
ここで、特許請求の範囲における電気コネクタとは、各種の電気電子機器、OA機器、携帯電話、情報端末機器の電気的な接続に使用される。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。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成からなる本発明の電気コネクタは導通抵抗のばらつきが小さく、安定した接続状態が得られ、カラー液晶モジュールやプラズマディスプレイモジュール等の接続にも好適に用いることができる。また、導通抵抗値が小さいため、高速伝送特性が必要とされる半導体パッケージの接続、あるいは半導体パッケージが搭載された回路基板の接続にも十分使用できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。
本発明のコネクタを構成する一方の絶縁性エラストマ層を形成するエラストマは、形状的に安定し、自重で甚だしく変形したり、硬化後、塑性変形しない弾性材料であればよく、これには天然ゴム、ブタジエン−スチレン、アクリロニトリル−ブタジエン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、エチレン−プロピレン、エチレン−プロピレン−ジエン等の各共重合体ゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリサルファイドゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ポリイソブチルゴム等の合成ゴム類のほか、ポリエステルエラストマ等の熱可塑性エラストマ、塑性化塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
これらの内では、時効特性、電気特性、耐熱性、圧縮永久歪、加工性等に優れ、価格的にも安定しているシリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴム類としては、通常、ジメチル、メチルフェニル、メチルビニル等の各ポリシロキサン類、シリカのような充填剤を配合して適当なレオロジー特性が付与されたハロゲン化ポリシロキサン類等が挙げられる。本発明のコネクタの製造方法は、上記導電性材料を用いて形成した低抵抗の導電性エラストマ層と絶縁性エラストマ層とを交互に積層し硬化し、ゼブラコネクタ状にスライス後、裁断して製造する。
コネクタの硬度を、好ましくは５０〜９０°Ｈ、特に好ましくは６０〜８０°Ｈとすることによって、電子回路基板間等の接続の際、圧縮率が２〜１０％と極めて小さい値でも均一な接続が可能になり、圧縮による座屈をほとんどなくすことができ、確実で安定した
接続状態が得られ、機器に与える負荷が小さくなり、携帯機器等の小型軽量化が達成される。このコネクタとなる導電性エラストマ層及び絶縁性エラストマ層は、印刷法やカレンダー法等を用いて製造されるが、安定した生産性を考慮すると、カレンダー法により積層するのが好ましい。
例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に絶縁性エラストマ層をカレンダーで薄膜に製膜して設け、加熱硬化した後、この絶縁性エラストマ層上に導電性エラストマ層をカレンダーで薄膜に製膜し、得られた積層薄膜をポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、これを同順に多数枚積層して積層ブロック体とし、加熱硬化一体化させ、スライス後、裁断してコネクタとする。なお、本発明のコネクタは、このような製法に限定されるものではなく、さまざまな製法で製造することが可能である。また、本発明における硬度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３（ＩＳＯ  ７６１９）に規程されている試験方法で行われる。
【実施例】
【００１５】
〔実施例1〜2、比較例1〜2〕
ベースフィルムとしての厚さ０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、絶縁性シリコーンゴムコンパウンド（商品名：ＫＥ９７１Ｕ、信越化学工業（株）製）（硬化剤としてＣ−１９Ａ／Ｂ（商品名、信越化学工業（株）製）を使用）を厚さ０．０５ｍｍとなるようにカレンダーで分だしし、２００℃の加熱炉中で硬化して絶縁性エラストマ層を形成した。
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８０００のメチルビニルポリシロキサン100重量部に粒状の銀粉末Ａ（平均粒径7．3μｍ、タップ密度1.4ｇ/ｃｍ3、比表面積  0.6ｍ2/ｇ：シルベストＦ２０（（株）徳力化学研究所製））を450重量部と上記のメチルビニルポリシロキサンと銀粉末Ａの混合物100重量部に対しジクミルパーオキサイドを0.5重量部配合し、導電性シリコーンゴム組成物を調整した。
この導電性シリコーンゴム組成物を、先に形成した絶縁性エラストマ層上に厚さ０．０５ｍｍとなるようにカレンダーで分だしして導電層を形成した。この積層物をベースフィルムから剥離して、同順に多数枚積層して積層ブロック体とし、加熱一体化処理（処理条件：１６０℃、１０時間）後、積層面に対して直角にスライスし、さらに後熱処理して（処理条件：１６５℃、２時間）、硬度を６５°Ｈ（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３）とし、所定のサイズに裁断してゼブラ状のコネクタを製造した（実施例１）。
導電性シリコーンゴム組成物をメチルビニルポリシロキサン100重量部に粒状の銀粉末Ａ（平均粒径7．3μｍ、タップ密度1.4ｇ/ｃｍ3、比表面積  0.6ｍ2/ｇ：シルベストＦ２０（（株）徳力化学研究所製））を500重量部と上記のメチルビニルポリシロキサンと銀粉末Ａの混合物100重量部に対しジクミルパーオキサイドを0.5重量部配合し、導電性シリコーンゴム組成物を調整したものに代えて、同様に絶縁性エラストマ上に形成、硬化し、積層ブロック体とし、所定のサイズに裁断してゼブラ状のコネクタを製造した（実施例２）。
比較例として、導電性シリコーンゴム組成物をメチルビニルポリシロキサン100重量部に粒状の銀粉末Ｂ（タップ密度  1.7ｇ/ｃｍ3、比表面積  1.5ｍ2/ｇ:ＡｇＣ−Ｂｏ（福田金属箔粉工業（株）製））を500重量部と上記のメチルビニルポリシロキサンと銀粉末Ｂの混合物100重量部に対しジクミルパーオキサイドを0.5重量部配合し、導電性シリコーンゴム組成物を調整したものに代えて、同様に絶縁性エラストマ上に形成、硬化し、積層ブロック体とし、所定のサイズに裁断してゼブラ状のコネクタを製造した（比較例２）。
導電性シリコーンゴム組成物をメチルビニルポリシロキサン100重量部に粒状の銀粉末Ｃ（タップ密度  3ｇ/ｃｍ3、比表面積  1.7ｍ2/ｇ:ＡｇＣ−Ｄ（福田金属箔粉工業（株）製））を500重量部と上記のメチルビニルポリシロキサンと銀粉末Ｂの混合物100重量部に対しジクミルパーオキサイドを0.5重量部配合し、導電性シリコーンゴム組成物を調整したものに代えて、同様に絶縁性エラストマ上に形成、硬化し、積層ブロック体とし、所定のサイズに裁断してゼブラ状のコネクタを製造した（比較例２）。
実施例１〜２および比較例１〜２の組成と、各々得られたゼブラ状コネクタの導通抵抗値を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2005100884.tif 000002