(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一、第二の電気接合物を電気的に接続する長さ２０ｍｍ以上の圧接型コネクタの製造方法であって、
基材シート上にシーティングしたゴム材料を加熱加硫して第一の絶縁性ゴムシートを２５〜５０μｍの厚さに形成し、この加熱硬化した第一の絶縁性ゴムシート上に別のゴム材料を厚さ５０〜１５０μｍにシーティングして未加硫の第二の絶縁性ゴムシートを積層形成する工程と、
未加硫の第二の絶縁性ゴムシートの表面に複数本の導電細線を所定のピッチで配列してその余剰部分を除去して整え、第一、第二の絶縁性ゴムシートと複数本の導電細線とを加熱して一次加硫し、その後、第一の絶縁性ゴムシートから基材シートを剥離して二次加硫することにより、第一、第二の絶縁性ゴムシートを７５〜２００μｍの厚さに加硫接着して第一の絶縁性ゴムシートの厚さを２５μｍ以上、第二の絶縁性ゴムシートの厚さを５０μｍ以上とするとともに、第二の絶縁性ゴムシートの表面に複数本の導電細線を加硫接着して中間体を形成し、この中間体を所定の大きさに形成する工程と、
成形用下型内に中間体を断面略Ｕ字形にセットしてその複数本の導電細線を下向きとし、中間体の第一の絶縁性ゴムシート上にエラストマー材料をセットし、成形用下型内に成形用上型を型締めして加圧加熱することにより、エラストマー材料を発泡させて第一の絶縁性ゴムシートに密着する弾性の絶縁性エラストマーを略ブロック形に形成する工程と、
成形用下型から一体化した中間体と絶縁性エラストマーとを取り出した後、この一体化した中間体と絶縁性エラストマーとにポストキュアを施して圧接型コネクタを製造する工程とを含んでなることを特徴とする圧接型コネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＯＧ、ＣＯＦ、ＴＡＢからなる液晶ディスプレイモジュールと回路基板、あるいは回路基板間の接続等に使用される圧接型コネクタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路基板間の電気的な接続には、金属コネクタが使用されているが、この金属コネクタには、様々なタイプがある。例えば、図４に示すタイプは、回路基板間に介在する断面略半小判形で弾性の絶縁性エラストマー５と、この絶縁性エラストマー５の湾曲した周面に断面略Ｕ字形に屈曲して加硫接着される絶縁性ゴムシート６と、この絶縁性ゴムシート６の表面に並設されて回路基板間を電気的に接続する複数本の導電細線３とから構成されている。また、これ以外にも、図示しないが、板形で弾性の絶縁性エラストマー５と、この絶縁性エラストマー５の表面に重ねて加硫接着される絶縁性ゴムシート６と、この絶縁性ゴムシート６の表面に並設されて回路基板間を電気的に接続する複数本の導電細線３とからなるタイプがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の金属コネクタは、以上のように絶縁性エラストマー５に単層の絶縁性ゴムシート６が単に加硫接着して成形されるだけなので、これら絶縁性エラストマー５と絶縁性ゴムシート６の伸び易さの相違から、成形後に長さ方向に反ってしまい(図５参照)、組み込み時の作業性を悪化させるという問題がある。特に、２０ｍｍ以上の長さの金属コネクタは、無視し難い程反るので、自動組み込みができず、作業の遅延化を招いて結果的に著しいコスト高になる。このような金属コネクタでは回路基板等との接続も不安定な状態になりやすいので、接続しても導通しないことが多く、品質上も問題である。
【０００４】
本発明は上記に鑑みなされたもので、製造後の反りを抑制防止し、組み込み時の作業性を向上させてコストを低減でき、しかも、電気接合物と安定して接続することのできる圧接型コネクタの製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を解決するため、第一、第二の電気接合物を電気的に接続する長さ２０ｍｍ以上の圧接型コネクタの製造方法であって、
基材シート上にシーティングしたゴム材料を加熱加硫して第一の絶縁性ゴムシートを２５〜５０μｍの厚さに形成し、この加熱硬化した第一の絶縁性ゴムシート上に別のゴム材料を厚さ５０〜１５０μｍにシーティングして未加硫の第二の絶縁性ゴムシートを積層形成する工程と、
未加硫の第二の絶縁性ゴムシートの表面に複数本の導電細線を所定のピッチで配列してその余剰部分を除去して整え、第一、第二の絶縁性ゴムシートと複数本の導電細線とを加熱して一次加硫し、その後、第一の絶縁性ゴムシートから基材シートを剥離して二次加硫することにより、第一、第二の絶縁性ゴムシートを７５〜２００μｍの厚さに加硫接着して第一の絶縁性ゴムシートの厚さを２５μｍ以上、第二の絶縁性ゴムシートの厚さを５０μｍ以上とするとともに、第二の絶縁性ゴムシートの表面に複数本の導電細線を加硫接着して中間体を形成し、この中間体を所定の大きさに形成する工程と、
成形用下型内に中間体を断面略Ｕ字形にセットしてその複数本の導電細線を下向きとし、中間体の第一の絶縁性ゴムシート上にエラストマー材料をセットし、成形用下型内に成形用上型を型締めして加圧加熱することにより、エラストマー材料を発泡させて第一の絶縁性ゴムシートに密着する弾性の絶縁性エラストマーを略ブロック形に形成する工程と、
成形用下型から一体化した中間体と絶縁性エラストマーとを取り出した後、この一体化した中間体と絶縁性エラストマーとにポストキュアを施して圧接型コネクタを製造する工程とを含んでなることを特徴としている。
【０００７】
ここで、特許請求の範囲における加硫硬化された第一の絶縁性ゴムシートの厚さは２５〜５０μｍが良く、未加硫の第二の絶縁性ゴムシートの厚さは５０〜１５０μｍが良い。これら第一、第二の絶縁性ゴムシートの加硫接着後の重なった厚さは７５〜２００μｍが良い。第一、第二の電気接合物には、少なくともＣＯＧ、ＣＯＦ、ＴＡＢからなる液晶ディスプレイモジュール、各種の回路基板や半導体パッケージ等が含まれる。また、絶縁性エラストマーの形状としては、断面略長方形、正方形、半円形、半楕円形、半小判形等があげられる。この絶縁性エラストマーは、略棒形でも略ブロック形でも良いし、長さの長短を特に問うものではない。断面略Ｕ字形には、断面Ｕ字形、断面Ｃ字形、断面コ字形、あるいはこれらに類似する形が含まれる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における圧接型コネクタは、図１に示すように、可撓性の絶縁性ゴムシート６を、相互に積層する第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２とし、第二の絶縁性ゴムシート２の表面長さ方向に複数本の導電細線３を所定のピッチで等間隔に並設して柔軟性の導電性ゴムシート４を製造するとともに、この導電性ゴムシート４を、図示しない上下の回路基板間に介在する略ブロック形で弾性の絶縁性エラストマー５の上面、正面、及び下面、換言すれば、周面の一部に、断面略Ｕ字形に屈曲して覆着し、圧接に基づき回路基板間を複数本の導電細線３で電気的に接続するようにしている。
【０００９】
第一の絶縁性ゴムシート１は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンニトリル等のようなポリエステルフィルムやポリイミドフィルム等のフィルム上に、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等から選択されたゴム材料がトッピング法等の一般的な方法により塗布・加硫されることで形成される。
【００１０】
第二の絶縁性ゴムシート２は、第一の絶縁性ゴムシート１上に、厚さ２５〜５０μｍ程度にプライマーを添加したクロロプレンゴム、シリコーンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等から選択したゴム材料をトッピング法等の一般的な方法により厚さ５０〜１５０μｍ程度に塗布されることで形成される。この厚さのバラツキは、好ましくは±５μｍ以下が良い。これは、厚さのバラツキ(Ｒｍａｘ)が１０μｍを超える場合には、導電細線３の配列ピッチが乱れやすくなるためである。ゴム材料は、上記種類の中から任意に選択されるが、耐環境特性や機械特性に優れるシリコーンゴムが最適である。このような第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２を得るためには、２〜３本のカレンダーロールで混練したゴム材料を、ＰＥＴ等の非収縮性(５％以下)の基材シート上に分出しする方法が良い。
【００１１】
第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２の厚みであるが、これらの積層した厚みは、厚すぎる(およそ２００μｍ以上)とＵ字形に屈曲する成形性が悪化し、収縮率・作業効率が低下する。また、(１)厚みの比は、第一の絶縁性ゴムシート１：第二の絶縁性ゴムシート２＝１：２よりも小さい方が好ましい。これは、大きくなると(第一の絶縁性ゴムシート１の割合が増えると)製品の長さ方向に反りが発生し、不良品となるからである。また、(２)第二の絶縁性ゴムシート２は厚さ５０μｍ程度以上が好ましい。したがって、第一の絶縁性ゴムシート１の厚さは２５μｍ程度以上が良い。
【００１２】
よって、第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２の厚みは、以下の４条件を同時に満たす必要がある。
▲１▼第一の絶縁性ゴムシート１は厚さ２５μｍ程度以上であること
▲２▼第二の絶縁性ゴムシート２は厚さ５０μｍ程度以上であること
▲３▼第一の絶縁性ゴムシート１：第二の絶縁性ゴムシート２＝１：２よりも小さい方が良い
▲４▼第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２を合わせた厚みは２００μｍ程度以下であること
【００１３】
各導電細線３としては、金、金合金、白金、銅、アルミニウム、アルミニウム‐ケイ素合金、真鍮、洋白、リン青銅、ベリリウム銅、ニッケル、モリブテン、タングステン、ステンレス等からなる金属細線、あるいはこれらに、金、金合金、ロジウム等の導電性と耐環境特性に優れる材料をメッキ加工した細線等を使用することができる。これらの中でも、優れた導電性と耐環境特性、低い接触特性を有する金属系や金メッキの金属細線が好ましく使用される。
【００１４】
導電細線３の径は、太すぎる場合には、細かい配線ピッチのものが得られなくなり、円弧形に成形する場合には、導電細線３の曲げ弾性が強すぎて金型に沿って円弧形に形成し難い。逆に、径が小さすぎる場合、配線時に断線しやすくなる。そこで、導電細線３の太さは、成形しやすく取り扱いのしやすい３〜５００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍ、より好ましくは１５〜５０μｍの範囲で選択される。また、未加硫の絶縁性ゴムシート上に導電細線３の３０〜８０％、好ましくは４０〜６０％が埋設される太さが良い。
【００１５】
絶縁性エラストマー５は、各種のエラストマー材料、例えばブタジエン‐スチレン、ブタジエン‐アクリロニトリル、ブタジエン‐イソブチレン等のブタジエン系共重合体、クロロプレン重合体、塩化ビニル‐酢酸ビニル共重合体、ポリウレタン、シリコーンゴム等から選択して成形される。これらの中でも、エラストマー材料としては、耐熱性、耐寒性、耐候性、電気絶縁性に優れ、無毒でもあるシリコーンゴムが好ましい。
【００１６】
次に、圧接型コネクタの製造方法について説明すると、先ず、シリコーンゴム材料を調製し、このシリコーンゴム材料を長尺の基材シート上にシーティングして加熱加硫し、第一の絶縁性ゴムシート１を作製する。こうして第一の絶縁性ゴムシート１を作製したら、別のシリコーンゴム材料を調製し、このシリコーンゴム材料を第一の絶縁性ゴムシート１上にシーティングして第二の絶縁性ゴムシート２を積層する。
【００１７】
次いで、第二の絶縁性ゴムシート２表面の長手方向に複数本の導電細線３を平行になるよう所定のピッチで並べて配列し、この複数本の導電細線３の余剰部分を除去する。複数本の導電細線３を整えたら、第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２、導電細線３からなる中間体をオーブン中で加熱して一次加硫し、第一の絶縁性ゴムシート１から基材シートを剥離してオーブン中で再度加熱して二次加硫し、第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２を加硫接着するとともに、第二の絶縁性ゴムシート２の表面に複数本の導電細線３を加硫接着する(図２(ａ)参照)。そして、一体化した中間体を、複数本の導電細線３を横切るよう切断して所定の大きさに形成する(図２(ｂ)参照)。
【００１８】
次いで、絶縁性エラストマー５となる立体のスポンジシリコーンゴム材料７を調製して所定の大きさに形成(図２(ｃ)参照)する。こうしてスポンジシリコーンゴム材料７を所定の大きさに形成したら、用意しておいた成形用下型１０内に中間体を断面Ｕ字形にセットしてその複数本の導電細線３を下向きにするとともに、第一の絶縁性ゴムシート１上にスポンジシリコーンゴム材料７をセットし、成形用下型１０に成形用上型１１を型締めして加圧加熱(図２(ｄ)参照)し、スポンジシリコーンゴム材料７を発泡させて第一の絶縁性ゴムシート１に密着する絶縁性エラストマー５を形成し、型開きした成形用下型１０から取り出す。
【００１９】
そして、所定の条件でポストキュアーを行い、図２(ｅ)に示す長い一応の圧接型コネクタを作製し、その後、圧接型コネクタを所定の長さに切断して略ブロック形にすれば、完全な圧接型コネクタを製造することができる。
こうして圧接型コネクタを製造したら、上下の回路基板に圧接型コネクタを挟持させ、上方の回路基板を圧下押圧すれば、回路基板間を複数本の導電細線３で電気的、かつソフトに導通接続することができる。
【００２０】
上記構成によれば、絶縁性エラストマー５と第二の絶縁性ゴムシート２の間に第一の絶縁性ゴムシート１が介在して支持機能、補強機能を発揮するので、絶縁性エラストマー５と第二の絶縁性ゴムシート２の伸び易さの相違から、圧接型コネクタが成形後に長さ方向に反るのを防止あるいは抑制することができる。したがって、組み込み時の作業性を著しく向上させることができる。特に、圧接型コネクタが２０ｍｍ以上の長さでも反ることがないので、自動組み込みが可能になり、作業の円滑化、迅速化、容易化を通じて大幅なコスト削減を図ることができる。さらに反りの抑制防止により、回路基板等とも安定した状態で接続することができるので、接続により確実な導通を得ることが可能になる。
【００２１】
次に、図３は請求項４記載の発明の実施形態を示すもので、この場合には、可撓性の絶縁性ゴムシート６を、加硫接着により相互に積層する第一、第二の絶縁性ゴムシート１、２とし、第二の絶縁性ゴムシート２の表面長さ方向に複数本の導電細線３を所定のピッチで等間隔に並設して柔軟性の導電性ゴムシート４を製造するとともに、この導電性ゴムシート４を、板形で弾性の絶縁性エラストマー５上に積層して加硫接着し、水平な一対の回路基板間を複数本の導電細線３で電気的に接続するようにしている。
その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、圧接型コネクタの多様化が大いに期待できるのは明らかである。
【００２２】
なお、上記実施形態では絶縁性エラストマー５の背面には特に何も形成していないが、絶縁性エラストマー５の背面にエラストマー製の補強板や支持板等を接着しても良い。また、請求項３記載の発明の実施形態における一対の回路基板、換言すれば、第一、第二の電気接合物は、上下方向又は直角方向に設けられれば良い。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明に係る圧接型コネクタの実施例を比較例と共に説明する。
実施例
先ず、シリコーンゴムコンパウンドＫＥ‐９８１Ｕ[信越化学工業株式会社製商品名]１００重量部に、加硫剤Ｃ‐１９Ａ、Ｂ[信越化学工業株式会社製  商品名]をそれぞれ０．３重量部、２．５重量部添加配合してシリコーンゴム材料を調製し、このシリコーンゴム材料をカレンダーロールによりＰＥＴシートからなる非伸縮性で長尺の基材シート上に厚さ５０μｍにシーティングして加熱加硫し、第一の絶縁性ゴムシートを作製した。
【００２４】
次いで、シリコーンゴムコンパウンドＫＥ‐１５３Ｕ[信越化学工業株式会社製  商品名]１００重量部に、加硫剤Ｃ‐１９Ａ、Ｂ[信越化学工業株式会社製  商品名]をそれぞれ０．５重量部、０．２５重量部、シランカップリング剤ＫＢＭ４０３[信越化学工業株式会社製  商品名]１．０重量部添加配合してシリコーンゴム材料を調製し、このシリコーンゴム材料をカレンダーロールにより第一の絶縁性ゴムシート上に厚さ１００μｍにシーティングして第二の絶縁性ゴムシートを積層した。
【００２５】
次いで、第二の絶縁性ゴムシート表面に金メッキを施した真鍮線からなる線径４０μｍの導電細線を所定のピッチで並べて配列し、この複数本の導電細線の余剰部分を除去して整えた。この複数本の導電細線の配列に際しては、ピッチ１００μｍで導電細線を３０ｍｍ配列したら０．４ｍｍずらし、その後、引き続きピッチ１００μｍで導電細線を３０ｍｍ配列するという作業を繰り返し、第二の絶縁性ゴムシートの全表面に複数本の導電細線を配列した。
【００２６】
次いで、第一、第二の絶縁性ゴムシート、導電細線からなる中間体を１２０℃のオーブン中で３０分間加熱して一次加硫し、第一の絶縁性ゴムシートから基材シートを剥離して１９５℃のオーブン中で４時間加熱して二次加硫し、第一、第二の絶縁性ゴムシートを加硫接着するとともに、第二の絶縁性ゴムシートの表面に複数本の導電細線を加硫接着した。そして、一体化した中間体を、複数本の導電細線を横切るよう切断して幅８．０ｍｍ、長さ３００ｍｍの大きさに形成した。
【００２７】
次いで、シリコーンゴムコンパウンドＫＥ‐１５１Ｕ[信越化学工業株式会社製  商品名]１００重量部に、加硫剤Ｃ‐１、Ｃ‐３[信越化学工業株式会社製  商品名]０．５重量部、２．０重量部、発泡剤２，２‐アゾビスイソブチロニトリル１．８重量部を添加配合して絶縁性エラストマーとなる立体のスポンジシリコーンゴム材料を調製し、このスポンジシリコーンゴム材料をカレンダーロールにより所定の厚さにシーティングし、所定の大きさとした。
【００２８】
次いで、成形用下型内に中間体を断面Ｕ字形にセットしてその複数本の導電細線を下向きにするとともに、第一の絶縁性ゴムシート上にスポンジシリコーンゴム材料をセットし、成形用下型に成形用上型を型締めして１０ｋｇ／ｃｍ2の加圧下において１７５℃、５分間加熱し、スポンジシリコーンゴム材料を発泡させて第一の絶縁性ゴムシートに密着する絶縁性エラストマーを形成し、成形用下型から取り出した。
【００２９】
そして、２００℃、１時間の条件でポストキュアーを行い、±３００ｍｍの一応の圧接型コネクタを作製したところ、長さ方向の面に対する曲りは０．３ｍｍであった。この圧接型コネクタを導電細線の配列されていない０．４ｍｍずらした上記個所で切断して略ブロック形に形成し、圧接型コネクタを作製した。この圧接型コネクタの長さ方向の面に対する曲りは殆どなかった。
【００３０】
作製した圧接型コネクタは、長さ方向に対する反りが殆どないので、組み込み時の作業性を著しく向上させることができた。また、自動組み込み装置による自動組み込みが可能になり、作業の円滑化、迅速化、容易化を通じてコスト削減を図ることができた。また、液晶ディスプレイと回路基板、回路基板同士を安定した状態で接続することができ、接続により回路の確実な導通を得ることが可能になった。
【００３１】
比較例
図４に示す従来の金属コネクタの場合、長いときには長さ方向に対する反りが発生し、組み込み時の作業性が実に悪かった。具体的には、長さ３０ｍｍ、厚み２ｍｍの金属コネクタの場合、長さ方向の面に対する反りは３ｍｍにも及んだ。また、液晶ディスプレイと回路基板、回路基板同士を安定した状態で接続することがきわめて困難であり、接続しても回路の導通を得ることが殆ど不可能であった。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、絶縁性エラストマーと第二の絶縁性ゴムシートの間に第一の絶縁性ゴムシートが介在して支持機能、補強機能を発揮するので、絶縁性エラストマーと第二の絶縁性ゴムシートの伸び易さの相違から、圧接型コネクタが成形後に長さ方向に反るのを防止あるいは抑制することができる。したがって、組み込み時の作業性を向上させることができる。特に、圧接型コネクタが２０ｍｍ以上の長さでも反ることがないので、自動組み込みが可能になり、作業の円滑化、迅速化、容易化を通じてコスト削減を図ることができる。さらに、反りの抑制防止により、回路基板等とも安定した状態で接続することができるので、接続により確実な導通を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明に係る圧接型コネクタの実施形態を示す斜視図である。
【図２】    本発明に係る圧接型コネクタの製造方法の実施形態を示す説明図で、(ａ)図は第一、第二の絶縁性ゴムシートを加硫接着し、第二の絶縁性ゴムシートに導電細線を加硫接着した状態を示す斜視図、(ｂ)図は第一、第二の絶縁性ゴムシート、及び導電細線からなる中間体をカットして所定の大きさに形成した状態を示す斜視図、(ｃ)図はスポンジシリコーンゴム材料を調製した状態を示す斜視図、(ｄ)図は成形用下型に中間体をセットしてその導電細線を下向きにし、第一の絶縁性ゴムシート上にスポンジシリコーンゴム材料をセットし、成形用下型に成形用上型を型締めした状態を示す断面図、(ｅ)図は長尺の圧接型コネクタを示す斜視図である。
【図３】    本発明に係る圧接型コネクタの他の実施形態を示す斜視図である。
【図４】    従来の金属コネクタを示す斜視図である。
【図５】    従来の金属コネクタの問題点を示す斜視図である。
【符号の説明】
１          第一の絶縁性ゴムシート
２          第二の絶縁性ゴムシート
３          導電細線
４          導電性ゴムシート
５          絶縁性エラストマー
６          絶縁性ゴムシート
７          スポンジシリコーンゴム材料
【図１】
0004024029.tif 000002
【図２】
0004024029.tif 000003
【図３】
0004024029.tif 000004
【図４】
0004024029.tif 000005
【図５】
0004024029.tif 000006