説明

電気コネクタ

【課題】 導電パターンが物理的に破壊されるおそれを排除し、部分的な導通不良や高抵抗値変化を抑制できる電気コネクタを提供する。
【解決手段】 回路基板に電気的に接続されるZIFハウジング2と、透明導電酸化膜基板に導電パターン12の一端部を介し電気的に接続されるヒートシールコネクタ10とを備え、ZIFハウジング2にヒートシールコネクタ10を挿入してその導電パターン12の他端部14にZIFハウジング2の導電コンタクト3を圧接することにより、回路基板と透明導電酸化膜基板を電気的に接続する電気コネクタであって、導電パターン12の他端部14を二層構造に形成して下層を導電パターン12とする。そして、導電パターン12を覆う上層をカーボンペースト15とし、カーボンペースト15を、粒径0.001〜10μmのカーボンブラック16と、粒径5〜50μmの導電粒子17とから調製する。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等からなる表示体と回路基板、BGA等の半導体パッケージと回路基板との電気的な接続等に使用される電気コネクタに関し、より詳しくは、電気コネクタの一部を形成するヒートシールコネクタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、回路基板と透明導電酸化膜基板とを電気的に接続する場合には、様々な電気コネクタが使用されるが、その一つとしてZIF(Zero InsertForce)コネクタを使用するタイプがあげられる。ZIFコネクタは、図示しないが、回路基板に電気的に接続されるZIFハウジングを備え、このZIFハウジングに透明導電酸化膜基板に接続されたヒートシールコネクタが挿抜自在に挿入されることにより、回路基板と透明導電酸化膜基板とが電気的に接続される。ZIFハウジングは、その正面が開口した略中空箱形に形成され、内部上方又は内部下方に回路基板と電気的に接続した複数の導電コンタクトが並設されており、各導電コンタクトがヒートシールコネクタに電気的に圧接する。
【0003】ヒートシールコネクタは、その表面に複数の導電パターンが並設され、各導電パターンの一端部が透明導電酸化膜基板に異方導電性接着剤を介して電気的に接続され、各導電パターンの他端部が導電コンタクトに圧接される。この導電パターンは、金や白金を除く金属成分で形成される場合には、他端部が導電性のカーボンブラック粉末を含有するカーボンペーストによりコートされ、このカーボンペーストが表面酸化や硫化を有効に抑制防止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のヒートシールコネクタは以上のように構成され、各導電パターンの他端部がカーボンペーストにより単にコートされるだけなので、各導電パターン他端部の表面酸化や硫化を抑制防止することはできるものの、ZIFハウジングにヒートシールコネクタが挿抜される際、圧接する導電コンタクトにより導電パターンの他端部が物理的に破壊されるおそれが少なくない。さらに、種々の環境下に放置されることにより、カーボンペーストが変形や流動に追従することができず、その結果、部分的な導通不良や高抵抗値変化が生じるという問題がある。
【0005】本発明は、上記に鑑みなされたもので、導電パターンが物理的に破壊されるおそれを排除し、部分的な導通不良や高抵抗値変化を抑制することができる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】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、第一の電気接合物に電気的に接続される被挿入体と、第二の電気接合物に導電パターンを介して電気的に接続されるヒートシールコネクタとを備え、上記被挿入体に該ヒートシールコネクタを挿入してその導電パターンに被挿入体の導電コンタクトを接触させることにより、上記第一、第二の電気接合物を電気的に接続するものであって、上記導電パターンの少なくとも導電コンタクトとの接触部分を二層構造に形成してその下層を導電パターンに形成し、この導電パターンを覆う上層を導電保護層とするとともに、この導電保護層を第一、第二の複数の導電材により形成して第一の導電材の硬度よりも第二の導電材の硬度を高くし、第一の導電材から第二の導電材を突出させ、この第二の導電材に上記導電コンタクトを接触させるようにしたことを特徴としている。
【0007】なお、上記導電保護層をカーボンペーストとし、上記第一の導電材を粒径0.001〜10μmのカーボンブラックとするとともに、上記第二の導電材を粒径5〜50μmの導電粒子とすることが好ましい。また、上記導電粒子を、カーボン粒子、表面を金属メッキしたカーボン粒子、金属粒子、表面を金属メッキしたプラスチック粒子、あるいはセラミック粒子とすることが好ましい。
【0008】ここで、特許請求の範囲における第一、第二の電気接合物には、少なくとも液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)等からなる表示体、フレキシブル基板、プリント回路基板、透明導電酸化膜基板等からなる各種の回路基板、BGA等の半導体パッケージが含まれる。ヒートシールコネクタの導電パターンは、複数が主であるが、何らこれに限定されるものではなく、単数でも良い。また、第一、第二の導電材の大きさは、第一の導電材が小さく、第二の導電材が第一の導電材よりも大きいことが好ましい。
【0009】請求項1記載の発明によれば、第一の導電材からなる導電保護層に化学的に安定で砕けにくい第二の導電材を添加し、第一の導電材から硬い第二の導電材を突出させるので、この第二の導電材に導電コンタクトが接触することとなる。したがって、ヒートシールコネクタの導電パターンの表面酸化や硫化等を防ぐことができるだけでなく、導電パターンの導電コンタクトとの接触部分が導電コンタクトにより損傷するのを抑制防止することができる。
【0010】
【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電気コネクタは、図1ないし図7に示すように、第一の電気接合物である回路基板1の周縁部に電気的に嵌合接続されるZIFハウジング2と、図示しない駆動回路付きの透明導電酸化膜基板(第二の電気接合物)に複数の導電パターン12の一端部13を介して電気的に接続されるヒートシールコネクタ10とを備え、各導電パターン12の他端部14を二層構造に形成してその下層を導電パターン12とするとともに、この導電パターン12を覆う上層をカーボンペースト15とし、このカーボンペースト15を、小さなカーボンブラック16と大きな導電粒子17とから調製するようにしている。
【0011】ZIFハウジング2は、図1や図2に示すように、所定の樹脂を使用して正面が開口した略中空箱形に形成され、内部に透明導電酸化膜基板のヒートシールコネクタ10の他端部が挿抜自在に挿入されることにより、回路基板1と透明導電酸化膜基板とを電気的に接続する。このZIFハウジング2は、その内部上方に回路基板1と電気的に接続する断面略V字形の導電コンタクト3が所定のピッチで複数並設され、弾性を有する各導電コンタクト3の屈曲部がヒートシールコネクタ10の他端部に対向する。ZIFハウジング2の開口正面は、その上方にヒートシールコネクタ10用の係止部4が下方に向けて突設され、下方にはヒートシールコネクタ10を搭載するスライダ5がスライド可能に挿入される。
【0012】ヒートシールコネクタ10は、図1ないし図7に示すように、スライダ5上に搭載される絶縁性のフィルム11と、このフィルム11の表面に所定のピッチで並設される複数の導電パターン12と、フィルム11の表面中央部に任意に貼着されて複数の導電パターン12の中央部を被覆する絶縁膜18とを備え、フィルム11の一端部上における複数の導電パターン12が透明導電酸化膜基板に異方導電性接着剤19により電気的に接着される。
【0013】フィルム11は、所定の材料を使用して10〜50μmの厚さを有する断面板形に成形され、可撓性を有している。このフィルム11の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンナフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー等が好適に使用される。また、各導電パターン12は、金や白金を除いた材料、例えば銅、錫、半田等の金属をエッチングしたもの、有機バインダー中にカーボン粉末や金属粉末等の導電性粒子を混合して溶剤に溶解した導電ペースト等からなり、スクリーン印刷やグラビア印刷等の方法で細長い線条に形成される。
【0014】カーボンペースト15は、上記したように微細なカーボンブラック16と導電粒子17とから調製され、スクリーン印刷やグラビア印刷等の方法で細長い線条に形成される。カーボンブラック16と導電粒子17とは、粉末状のカーボンブラック16の硬度よりも導電粒子17の硬度が大きく設定され、この硬い多数の導電粒子17がカーボンブラック16中から上方向に突出し、導電パターン12の他端部14に導電コンタクト3が食い込んで破壊するのを有効に規制する。カーボンブラック16と導電粒子17の混合比は、カーボンブラック16が0.1〜30容量部、好ましくは1〜15容量部が良い。これに対し、カーボンブラック16に含有される導電粒子17は、0.1〜50容量部、好ましくは5〜20容量部が良い。
【0015】カーボンブラック16の粒径としては、0.001〜10μmの範囲から選択されるが、0.1〜5μmの範囲が最適である。また、導電粒子17としては、カーボン粒子、表面を金属メッキしたカーボン粒子、金、銀、銀メッキ銅、ニッケル、パラジウム、ステンレス、真鍮、半田、アルミニウムからなる金属粒子、表面を金属メッキしたプラスチック粒子、あるいはセラミック粒子が使用される。この導電粒子17の粒径は、5〜50μmの範囲から選択されるが、10〜30μmの範囲が最適である。
【0016】絶縁膜18としては、例えばポリアミド系、ポリエステル系等の合成樹脂、各種合成ゴム類、又はその混合物をベースに、必要に応じて硬化剤、加硫剤、劣化防止剤等の添加物を加えたものをスクリーン印刷したもの、あるいはポリエステル、塩化ビニル等のフィルムにアクリル系樹脂等の粘着材を貼着したもの等があげられる。これらは、必要とされる絶縁性、表面保護性、コスト等の兼ね合いにより選択される。
【0017】異方導電性接着剤19は、絶縁性接着剤と多数の導電粒子とが混合されることにより調製され、フィルム11の表面一端部、あるいはフィルム11の全表面にスクリーン印刷やグラビア印刷法等で接着される。絶縁性接着剤と導電粒子の混合比は、0.1〜30容量部、好ましくは1〜15容量部とされる。絶縁性接着剤は、加熱と加圧により接着性を発現するものであれば、熱可塑性タイプと熱硬化性タイプのいずれでも良い。また、ポリアミド系、ポリエステル系等の合成樹脂類や各種合成ゴム類、又はその混合物をベースに、必要に応じて硬化剤、加硫剤、劣化防止剤、粘着付与材等の添加物が加えられる。
【0018】異方導電性接着剤19の導電粒子は、金、銀、半田、銅等の金属、カーボン粒子、高分子核材、カーボン粒子に金属を被覆したもの等があげられる。この導電粒子の粒径は、特に限定されるものではないが、5〜150μmの範囲から選択されることが好ましい。
【0019】上記構成において、回路基板1と透明導電酸化膜基板とを電気的に接続する場合には、透明導電酸化膜基板にヒートシールコネクタ10の一端部、換言すれば、各導電パターン12の一端部13を異方導電性接着剤19により接着し、ZIFハウジング2の内部に異方導電性接着剤19の塗布されていないヒートシールコネクタ10の他端部を挿入してこれをZIFハウジング2の係止部4とスライダ5とに挟持させれば、各導電パターン12の他端部14を覆うカーボンペースト15の導電粒子17に導電コンタクト3が電気的に圧接し、回路基板1と透明導電酸化膜基板とを電気的に接続することができる。
【0020】上記構成によれば、化学的に安定で潰れにくい大きな導電粒子17を多数添加し、小さなカーボンブラック16から剛性に優れる導電粒子17を導電パターン12とは反対側の方向に突出させるので、カーボンペースト15に導電コンタクト3がある程度食い込むものの、圧接する導電コンタクト3により導電パターン12の他端部14が物理的に破壊されるおそれをきわめて有効に排除することができる。また、従来例同様、導電パターン12の他端部14の表面酸化や硫化を抑制防止することができる。
【0021】また、環境変化(例えば、夏季野外や車内等)にかかわらず、カーボンペースト15が変形や流動に追従することがなく、部分的な導通不良や高抵抗値変化が生じるのを実に有効に抑制防止することができる。さらに、粒度分布のそろった導電粒子17を添加すれば、小径のカーボンブラック16のみでは不可能だった導電コンタクト3と導電粒子17との直接接触が可能となり、安定した電気的接続の信頼性を著しく向上させることができる。
【0022】なお、上記実施形態では、フィルム11を単に示したが、なんらこれに限定されるものではなく、例えばフィルム11の他端部裏面に補強板を貼着しても良い。また、上記実施形態では、第一の導電材をカーボンブラック16とし、第二の導電材を導電粒子17としたが、同様の作用効果が期待できるのであれば、他の材料を使用しても良い。また、異方導電手段として異方導電性接着剤19を使用したが、なんらこれに限定されるものではない。例えば、導電パターン12を形成する導電ペーストに上記した絶縁性接着剤を形成しても良い。この場合、導電パターン12から突出する導電粒子を選択することとなるが、この導電粒子の突出量は3〜30μmが好ましい。またこの場合、導電パターン12に対する導電粒子の混合比は、0.1〜30容量部、好ましくは1〜15容量部が良い。
【0023】
【実施例】以下、本発明に係る電気コネクタの実施例を比較例と共に説明する。
実施例先ず、厚さ25μmのポリエステルフィルムからなるフィルムの表面に、所定のピッチで複数の導電パターンをスクリーン印刷により印刷し、各導電パターンの他端部上にカーボンペーストをスクリーン印刷により印刷固化させて各導電パターンの他端部を完全に被覆した。導電パターンとしては、ポリエステル系合成樹脂10重量部に鱗片状の銀粒子70重量部を混合した導電ペーストを使用した。また、カーボンペーストは、粒径0.1〜5μmのカーボンブラック粉末7重量部と平均粒径20μmの金メッキしたカーボン粒子10重量部を混合したペーストとした。
【0024】次いで、異方導電性接着剤に劣化防止剤5重量部を添加して絶縁性接着剤を調製し、この絶縁性接着剤100容量部に対して突起状のカーボン粒子を8容量部混合したものを各導電パターンの一端部に塗布し、フィルムの表面中央部に絶縁膜を形成して複数の導電パターンの中央部を被覆した。異方導電性接着剤は、カルボキシル編成スチレン‐エチレン‐スチレン共重合体100重量部、テルペンフェノール系粘着付与材50重量部、平均粒径20μmの金メッキしたカーボン粒子3重量部を混合してなる。
【0025】次いで、フィルムの他端部裏面に厚さ210μmのポリエステルシートからなる補強板を貼着し、ABS樹脂にビクトリア刃を埋めた抜き型で外形を整え、図2のようなヒートシールコネクタを作製した。
【0026】こうしてヒートシールコネクタを作製したら、このヒートシールコネクタの一端部の異方導電性接着剤に、面積抵抗50Ω/□の透明導電酸化膜基板(ITO)の接続端子を150℃、30kgf/cm2、12秒の条件で熱圧着し、ヒートシールコネクタの他端部をZIFハウジングに挿入した。そして、この状態で60℃、95%RHの高温高湿雰囲気中、及び85℃の高温雰囲気中に、0、240、500、1000時間放置した後の導通抵抗値について測定し、測定結果を表1、表2にまとめた。
【0027】比較例基本的には実施例と同様だが、各導電パターンの他端部を被覆するカーボンペーストを、平均粒径0.1〜5μmのカーボンブラック粉末7重量部のみから調製した。そして、実施例同様、60℃、95%RHの高温高湿雰囲気中、及び85℃の高温雰囲気中に、0、240、500、1000時間放置した後の導通抵抗値について測定し、測定結果を表1、表2にまとめた。
【0028】
【表1】


【0029】
【表2】


【0030】表1、表2から明らかなように、実施例のヒートシールコネクタは、過酷な環境下で1000時間放置した後でも、導通抵抗値が僅かに増したに過ぎなかった。これに対し、比較例のヒートシールコネクタは、時間の経過と共に導通抵抗値が増し、終にはオープンに至った。
【0031】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電パターンの導電コンタクトとの接続部分が物理的に破壊されるおそれを排除し、しかも、導電パターンの部分的な導通不良や高抵抗値変化を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す全体斜視図である。
【図2】本発明に係る電気コネクタの実施形態を示す要部断面説明図である。
【図3】本発明に係る電気コネクタの実施形態におけるヒートシールコネクタを示す平面図である。
【図4】図3のIV‐IV線断面図である。
【図5】図3のV‐V線断面図である。
【図6】本発明に係る電気コネクタの実施形態におけるヒートシールコネクタの他端部を示す要部断面図である。
【図7】本発明に係る電気コネクタの実施形態における接続時のヒートシールコネクタの一端部を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1 回路基板(第一の電気接合物)
2 ZIFハウジング(被挿入体)
3 導電コンタクト
10 ヒートシールコネクタ
12 導電パターン
13 一端部
14 他端部
15 カーボンペースト(導電保護層)
16 カーボンブラック(第一の導電材)
17 導電粒子(第二の導電材)
19 異方導電性接着剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】 第一の電気接合物に電気的に接続される被挿入体と、第二の電気接合物に導電パターンを介して電気的に接続されるヒートシールコネクタとを備え、上記被挿入体に該ヒートシールコネクタを挿入してその導電パターンに被挿入体の導電コンタクトを接触させることにより、上記第一、第二の電気接合物を電気的に接続する電気コネクタであって、上記導電パターンの少なくとも導電コンタクトとの接触部分を二層構造に形成してその下層を導電パターンに形成し、この導電パターンを覆う上層を導電保護層とするとともに、この導電保護層を第一、第二の複数の導電材により形成して第一の導電材の硬度よりも第二の導電材の硬度を高くし、第一の導電材から第二の導電材を突出させ、この第二の導電材に上記導電コンタクトを接触させるようにしたことを特徴とする電気コネクタ。
【請求項2】 上記導電保護層をカーボンペーストとし、上記第一の導電材を粒径0.001〜10μmのカーボンブラックとするとともに、上記第二の導電材を粒径5〜50μmの導電粒子とした請求項1記載の電気コネクタ。
【請求項3】 上記導電粒子を、カーボン粒子、表面を金属メッキしたカーボン粒子、金属粒子、表面を金属メッキしたプラスチック粒子、あるいはセラミック粒子とした請求項2記載の電気コネクタ。

【図4】
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【図5】
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【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2003−123883(P2003−123883A)
【公開日】平成15年4月25日(2003.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2001−314205(P2001−314205)
【出願日】平成13年10月11日(2001.10.11)
【出願人】(000190116)信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Fターム(参考)】