A conductive elastomer, a method of making this

申请号 JP52041498 申请日 1996-12-03 公开(公告)号 JP2002514342A 公开(公告)日 2002-05-14
申请人 トーマス アンド ベッツ インターナショナル インコーポレイテッド; 发明人 グッドウィン,ジョナサン,ダブリュー; クロッツァー,デビッド,アール.; デドナト,デービッド,エー.; ミチャウド,アーサー,ジー.;
摘要 Several different types of electrically conductive elastomers are disclosed along with the methods for their fabrication. In one particular embodiment, a layered composition is disclosed which comprises a substrate, a first layer, and a second layer. The substrate is formed of a non-conductive elastic material and it has an outer surface. The first layer, which is formed with a non-conductive elastic material, is grafted to the outer surface of the substrate. The second layer, which is formed with a non-conductive elastic material having a quantity of conductive flakes interspersed therein, is grafted to an outer surface of the first layer. The second layer can further be formed with a quantity of rounded or jagged conductive particles interspersed in the non-conductive elastic material such that some of the conductive particles are present along an outer surface of the second layer. Alternatively, a quantity of rounded or jagged conductive particles may be imbedded in an outer surface of the second layer.
权利要求
  • 【特許請求の範囲】 1. 以下を備える積層構成体: 外表面を有し、電気不導通性マテリアルから形成されている基体; 前記基体の前記外表面の少なくとも一部に接合され、電気不導通性マテリアルから形成されている第1の層;及び 前記基体の前記外表面の少なくとも一部に接合され、外表面を有していて、導電性フレークが内部に散在している電気不導通性エラスチックマテリアルから形成されている第2の層。 2. 前記第1の層と前記第2の層との接合がサーマルプロセスにより行われる請求項1に規定の積層構成体。 3. 前記第1の層と前記第2の層との接合がシングルプロセスにより行われる請求項1に規定の積層構成体。 4. 前記導電性フレークがソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項1に規定の積層構成体。 5. 前記導電性フレークが導電性マテリアルでで被覆された半導電性マテリアルで形成されている請求項1に規定の積層構成体。 6. 前記導電性フレークが導電性マテリアルでで被覆された不導電性マテリアルで形成されている請求項1に規定の積層構成体。 7. 前記第2の層がさらに、前記導電性粒子のものが前記第2の層の前記外表面にそって存在するように、前記電気不導通性エラスチックマテリアル内に散在する導電性粒子をもつように形成されている請求項1に規定の積層構成体。 8. 前記導電性粒子は、外表面が丸くなっていて、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を押し除くようになっている請求項7に規定の積層構成体。 9. 前記丸くなっている導電性粒子の平均粒子サイズは、50μmが代表的なものである請求項8に規定の積層構成体。 10. 前記導電性粒子は、外表面がぎざぎざになっており、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を突き刺し貫通するようになっている請求項7に規定の積層構成体。 11. 前記ぎざぎざの導電性粒子の平均粒子サイズは、40μmが代表的なものである請求項10に規定の積層構成体。 12. 前記導電性粒子は、ソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項7に規定の積層構成体。 13. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆された半導電性マテリアルで形成されている請求項7に規定の積層構成体。 14. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆された電気不導通性マテリアルで形成されている請求項7に規定の積層構成体。 15. 前記第2の層の前記外表面の少なくとも一部に確り嵌められた導電性粒子をさらに備える請求項1に規定の積層構成体。 16. 前記導電性粒子は、外表面が丸くなっていて、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を押し除くようになっている請求項15に規定の積層構成体。 17. 前記丸くなっている導電性粒子の平均粒子サイズは、50μmが代表的なものである請求項16に規定の積層構成体。 18. 前記導電性粒子は、外表面がぎざぎざになっており、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を突き刺し貫通するようになっている請求項15に規定の積層構成体。 19. 前記ぎざぎざの導電性粒子の平均粒子サイズは、40μmが代表的なものである請求項18に規定の積層構成体。 20. 前記導電性粒子は、ソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項15に規定の積層構成体。 21. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆された半導電性マテリアルで形成されている請求項15に規定の積層構成体。 22. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆された電気不導通性マテリアルで形成されている請求項15に規定の積層構成体。 23. エラスチックの導電性相互接続エレメントであり、前記エラスチックの導電性相互接続エレメントは、長くなった形状をもち、前記エラスチックの導電性相互接続エレメントは、導電性フレークと導電性粉末顆粒とが内部に散在する電気不導通性エラスチックマテリアルで形成されているもの。 24. 前記導電性フレークは、ソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項23に規定の積層構成体。 25. 前記導電性フレークは、導電性マテリアルで被覆された半導電性マテリアルで形成されている請求項23に規定の積層構成体。 26. 前記導電性フレークは、導電性マテリアルで被覆された電気不導通性マテリアルで形成されている請求項23に規定の積層構成体。 27. 前記導電性粉末顆粒は、ソリッドの導電性マテリアルから形成されている請求項23に規定の積層構成体。 28. 前記エラスチックの導電性相互接続エレメントは、さらに、前記導電性粒子のものが前記エラスチックの導電性相互接続エレメント外表面にそって存在するように、前記電気不導通性エラスチックマテリアル内に散在する導電性粒子をもつように形成されている請求項23に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 29. 前記導電性粒子は、外表面が丸くなっていて、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を押し除くようになっている請求項28に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 30. 前記丸くなっている導電性粒子の平均粒子サイズは、50μmが代表的なものである請求項29に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 31. 前記導電性粒子は、外表面がぎざぎざになっており、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を突き刺し貫通するようになっている請求項28に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 32. 前記ぎざぎざの導電性粒子の平均粒子サイズは、40μmが代表的なものである請求項31に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 33. 前記導電性粒子は、ソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項28に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 34. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆された半導電性マテリアルで形成されている請求項28に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 35. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆された電気不導通性マテリアルで形成されている請求項28に規定のエラスチックの導電性相互接続エレメント。 36. 導電性面を有するエラスチックの積層構成体を製造する方法であり、 前記方法は、以下の工程を備えるもの: 外表面を有し、電気不導通性エラスチックマテリアルで形成されている基体を調製し; 前記基体の前記外表面の少なくとも一部に第1の層を施す工程で、前記第1の層は、電気不導通性のエラスチックのまてりあるで形成されており; 前記第1の層の外表面の少なくとも一部に第2の層を施す工程で、前記第2の層は、外表面を有し、導電性フレークが内部に散在している電気不導通性エラスチックマテリアルで前記第2の層が形成されており; 前記基体、前記第1の層及び前記第2の層をサーマルプロセスで処理し、前記第1の層を前記基体に接合し、前記第2の層を前記第1の層に接合する工程。 37. 前記第2の層は、前記電気不導通性エラスチックマテリアル内に導電性粒子が散在されて形成され、前記導電性粒子の一部は、前記第2の層の前記外表面にそって存在するようにされる請求項36に規定の方法。 38. 前記基体、前記第1の層及び前記第2の層を前記サーマルプロセスで処理するに先立ち、導電性粒子を前記第2の層の前記外表面の少なくとも一部に付与し、前記導電性粒子を前記第2の層の前記外表面にしっかりはめ込む工程をさらに備える請求項36に規定の方法。 39. 以下を備える電気相互接続デバイス: それぞれ対向する面をもつ基体で、前記それぞれ対向する面の間を貫通形成された複数の開口を有して、電気不導通性マテリアルで形成されている基体;及び 前記複数の開口内に位置する対応する複数のエラスチックの相互接続エレメントで、各前記エラスチックの導電性相互接続エレメントは、前記基体の前記それぞれ対向する面の間に延びており、各前記エラスチックの導電性相互接続エレメントは、導電性フレークと導電性粉末顆粒とが内部に散在する電気不導通性エラスチックマテリアルで形成されている前記エレメント。 40. 前記基体は、電気不導通性のリジッドなマテリアルで形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 41. 前記基体は、電気不導通性のフレキシブルなマテリアルで形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 42. 前記基体は、電気不導通性のエラスチックなマテリアルで形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 43. 前記導電性フレークは、ソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 44. 前記導電性フレークは、導電性マテリアルで被覆された半導電性マテリアルで形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 45. 前記導電性フレークは、導電性マテリアルで被覆された電気不導通性マテリアルで形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 46. 前記導電性粉末顆粒は、ソリッドの導電性マテリアルから形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 47. 各前記エラスチックの導電性相互接続エレメントは、さらに、前記導電性粒子のものが前記エラスチックの導電性相互接続エレメント外表面にそって存在するように、前記電気不導通性エラスチックマテリアル内に散在する導電性粒子をもつように形成されている請求項39に規定の電気相互接続デバイス。 48. 前記導電性粒子は、外表面が丸くなっていて、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を押し除くようになっている請求項47に規定の電気相互接続デバイス。 49. 前記丸くなっている導電性粒子の平均粒子サイズは、50μmが代表的なものである請求項48に規定の電気相互接続デバイス。 50. 前記導電性粒子は、外表面がぎざぎざになっており、相手側の導電面に形成された酸化物又は他の汚染物を突き刺し貫通するようになっている請求項47に規定の電気相互接続デバイス。 51. 前記ぎざぎざの導電性粒子の平均粒子サイズは、40μmが代表的なものである請求項50に規定の電気相互接続デバイス。 52. 前記導電性粒子は、ソリッドの導電性マテリアルで形成されている請求項47に規定の電気相互接続デバイス。 53. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆されている半導電性マテリアルで形成されている請求項47に規定の電気相互接続デバイス。 54. 前記導電性粒子は、導電性マテリアルで被覆されている不導電性マテリアルで形成されている請求項47に規定の電気相互接続デバイス。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 名称 導電性エラストマーと、これを作る方法関連出願の相互参照この特許出願は、1994年8月23日出願の米国特許出願第08/ 294,370号及び1994年12月2日出願の米国特許出願第08/348 ,574号の一部継続出願である。 発明の分野本発明は、導電デバイス、さらに詳しくは、導電性エラストマーと、 その製造方法に関する。 発明の背景集積回路の発展により、集積回路のパッケージサイズが小さくなる一方、集積回路と該回路が位置する回路基板との間の電気的相互接続を行う電気リード線の数が増加した。 集積回路ごとの電気リード線の数が増えるにつれ、電気リード線のサイズが小さくなり、より間隔が密になり、これによって、集積回路を回路板に装着する困難性が増えた。 この問題を克服する一つの方法は、集積回路パッケージの周囲まわりに配置された電気リード線を集積回路パッケージの底面に配置の電気接点に替え、リード線なし(リードレス)の集積回路パッケージを形成することである。 これらの電気接点は、一般的には、小さな突起形状又は”ボール”形状のもので、 グリッド配列アターンで間隔をあけて配列されているものである。 これら底面電気接点をもつ集積回路パッケージは、リードレス集積回路ソケット内又は集積回路パッケージを保持する装着デバイス内に配置される。 装着デバイスは、グリッド配列パタンーンになって間隔をおいている複数の当接する電気接点を有し、これらは、集積回路の電気接点と整合し、集積回路パッケージと、装着デバイスが位置する回路板との間に電気を導通させる。 リードレス集積回路パッケージに生じる一つの問題点は、リードレス集積回路パッケージの電気接点と装着デバイスの相手になる電気接点とが酸化され、これによって接点抵抗が増え、したがって、集積回路パッケージの電気接点と装着デバイスの相手になる電気接点との間の電気導通が低下する点である。 リードレス集積回路パッケージを装着する際の挿入で、通常、この酸化物をある程度除去し、これによって電気接触を改善する。 しかしながら、リードレス集積回路パッケージは、一般的には、電気接点の酸化物を取り除くようには、装着デバイスに挿入されるものではなく、そして、リードレス集積回路パッケージは、 装着デバイスに直接はんだ付けされるものではないから、電気接点に酸化物が蓄積し、電気接触不良になる。 リードレス集積回路パッケージに生じる他の問題点は、装着デバイスの電気接点が回路板に直接はんだ付けされた電気接点に電気導通する点である。 このため、装着デバイスを交換又は除去することが必要の場合、装着デバイスのはんだ付け部分を外さなければならない。 産業面で普通に知られているように、 通常、交換が必要な箇所にに対してのはんだ付けを繰り返し行い、はんだの除去を繰り返し行うことは、回路板の品質を損ねてしまう。 このように、はんだ付けなしの電気接続スキームが望ましい。 電子又は電気デバイス及び回路を製造する場合、導電パスと接点領域は、プリント回路基板を製造するような場合、通常、化学エッチング及びフォトリソグラフィック技術及びめっき技術により設けられ、これによって、例えば、 回路基板に電気接点又は電気接点領域が設けられる。 このような製造技術は、周知のもので、広く使用されている。 しかしながら、これらの技術には、いくつものプロセスステップと特別の製造設備が必要で、製造プロセスのコストと複雑さ、結果としてのプロダクツのコストと複雑さに影響してしまう。 このように、より単純な製造技術が嘱望される。 発明の概要本発明は、幾つかのタイプの導電性エラストマーと、これを作る方法とを企図しているものである。 一つの実施例においては、本発明は、積層されたコンポジションとして実現されるもので、該コンポジションは、外面をもつ電気不導通性のエラスチックマテリアルからなる基体;前記基体の外面にグラフトされた第1の層で、電気不導通性のエラスチックマテリアルから形成された第1の層;及び第1の層にグラフトされた第2の層であり、電気不導通性のエラスチックマテリアルから形成されていて、しかも相当量の導電性フレークが内部に散在している第2の層を備えるものである。 前記第2の層は、電気不導通性のマテリアル中に散在し、この散在の態様が第2の層の外面にそって、いくつかの導電性粒子が存在するようになる態様で散在する丸い又はぎざぎざになった導電性粒子でさらに形成される。 また別に、相当量の丸くなった、又は、ぎざぎざになった導電性マテリアルを前記第2の層に埋めこんでもよい。 他の実施例においては、本発明は、長細くなった形状で、相当量の導電性フレークと相当量の導電性粉末粒が内部に散在している電気不導通性マテリアルで形成されたエラスチック通電相互接続エレメントとして実現される。 このエラスチック通電相互接続エレメントは、丸くなった、又は、ぎざぎざになった相当量の導電性粒子が電気不導通性エラスチックマテリアルの内部に散在し、前記導電性粒子の内ののあるものを前記エラスチック通電相互接続エレメントの外面にそって存在させるように形成されることができる。 さらに別の実施例においては、本発明は、それぞれ対向する面を有し、複数の孔がそれぞれ対向する面の間に伸びるように形成されている電気不導通性の基板;及び前記複数の孔の内部に位置する対応する複数のエラスチック導通性相互接続エレメントを備える電気不導通性の基板を備える電気相互接続体として実現されるもので、前記基板においては、各エラスチック導電性相互接続エレメントは、前記基板のそれぞれ対向する面の間に延び、そして各エラスチック導電性相互接続エレメントは、内部に相当量の導電性フレークと相当量の導電性粉末顆粒とが散在している電気不導通性エラスチックマテリアルで作られている。 本発明は、上記した構成ものを製造する方法を含み、該方法は、新規な製造プロセスにより、それら自体ユニークなものである。 したがって、本発明の主たる目的は、電気導通性のエラストマー類と、これらを作る方法とを提供することにある。 上記の主たる目的ならびに本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付の図面と共に読解すべき以下の詳細な記述から直ちに明らかになる。 図面の簡単な記述本発明のより完全な理解を容易にするために、ここで添付の図面を参照する。 これらの図面は、本発明を限定するものとされるべきものではなく、例示のみのものである。 図1は、本発明によるエラスチック導電層を有する積層された構成体の断面図である。 図2は、本発明によるエラスチック導電層を有する電話又は計算器のキイパッドの断面図である。 図3は、本発明によるエラスチック導電層と、押しくぼませる粒子とを有する積層構成体の断面図である。 図4は、本発明によるエラスチック導電層と、突き刺し粒子とを有する積層構成体の断面図である。 図5は、本発明による押しくぼませる粒子をもつエラスチック導電層を有する積層構成体の断面図である。 図6は、本発明による突き刺し粒子をもつエラスチック導電層を有する積層横成体の断面図である。 図7は、本発明によるエラスチック導電層を有する押しボタンスイッチの断面図である。 図8は、本発明によるエラスチック通電相互接続エレメントを有する相互接続デバイスの断面図である。 図9は、図8に示したエラスチック通電相互接続エレメントの一つの断面図である。 図10は、本発明によるエラスチック通電相互接続エレメントを成形する射出装置の断面図である。 図11は、本発明による導電性の押しくぼませる粒子をもつエラスチック通電相互接続エレメントの断面図である。 図12は、本発明による導電性の突き刺し粒子をもつエラスチック通電相互接続エレメントの断面図である。 発明の詳細な記述図1を参照すると、エラスチックの基体12、エラスチックのプライマー層14及びエラスチックの導電層16を備える積層構成体10の断面が示されている。 エラスチックの基体12は、例えば、シリコンラバー又はフルオロシリコンラバーのような多様のエラスチックマテリアルズの一つで作られる。 エラスチックのプライマー層14も例えば、シリコンラバー又はフルオロシリコンラバーのような多様のエラスチックマテリアルズの一つで作られる。 エラスチックの導電層16は、エラスチックマテリアルと相当量の導電性フレーク20との混合ものからなる。 エラスチックマテリアル18は、例えば、シリコンラバー又はフルオロシリコンラバーのような多様のエラスチックマテリアルズの一つで作られる。 導電性フレーク20は、例えば、銀、ニッケル又は炭素のような導電性マテリアルズ又は半導電性マリアルズの種々様々のタイプのもので作られる。 また別に、導電性フレーク20は、導電性マテリアルズ、半導電性マテリアルズ又は、例えば銀、ニッケル又は炭素のような他の導電性又は半導電性マテリアルズで被覆されているか、或は、それらのマテリアルズが内部に散在している絶縁性マテリアルズで作られる。 導電性フレークのサイズは、要求される導電性レベルに応じて変わる。 積層構成体10は、エラスチックの基板12を完全にキュアリングさせた状態で開始になるのが通例である熱融合(サーマルグラフト)プロセスにより作られる。 ついで、エラスチックのプライマー層14をスプレイコーティング又は他の既知の手段によりエラスチックの基板12に被着する。 積層構造体全体をサーマルサイクルに付し、これによって、エラスチックのプライマー層14を完全にキュアーさせ、エラスチックの基板12に接合させ、そして、導電層16 を完全にキュアーさせ、エラスチックのプライマー層14に接合させる。 このサーマルグラフトプロセスの間、エラスチックのプライマー層14のポリマー鎖がエラスチックの基板12のポリマー鎖にグラフトし、強力な接合を形成する。 同様に、エラスチックの導電層16におけるポリマー鎖がエラスチックのプライマー層14におけるポリマー鎖にグラフトし、強力な接合を形成する。 このサーマルグラフトプロセスによって、エラスチックの基板12の面をエッチングしたり、又は、その他の前処理の必要がなくなる。 エラスチックの基板12の厚さには、大まかには制限がない。 エラスチックのプライマー層14とエラスチックの導電層16とを組み合わせたものの厚みは、0.5ミルから10ミルの間が代表的なものである。 大まかに言えば、 エラスチックの導電層16は、エラスチックのプライマー層14の2倍の厚みである。 エラスチックマテリアルズすべてのデュロメーターレートは、ショアーA スケールで40から80の間のレンジにあるのが代表的なものである。 上記した特性をすべて有するエラスチックの導電層16の抵抗は、プリント回路基板におけるSn/Pbトレースにエラスチック導電層16の面を押接することによって行われた測定の間、20〜30mohmの範囲にあることが示されている。 エラスチックの導電層16のエラスチックマテリアル18内に懸架されている導電性フレーク20は、エラスチックの導電層16が膨張又は圧縮されて変形するときでも、抵抗が低く、これは、導電性フレーク20の表面領域が、 そのような変形が生じたとしても、隣接する導電性フレーク20の間で電気的に接触するに充分な大きさを有しているからである。 例えば、エラスチックの導電層16が長さ方向に膨張している間、エラスチックの導電層16の長さは、長くなる一方、エラスチックの導電層16の厚さは、薄くなる。 この厚さが薄くなることで、隣接する導電性フレーク20は、互いに密着し合い、これによって、隣接の導電性フレーク20の広い表面領域は,フィジカルに、そしてしたがって、 電気的に、互いに接触する蓋然性が高くなる。 長さが長くなることは、導電性フレーク20が横方向に動くことになり、これによって、隣接の導電性フレーク2 0の広い表面領域が互いに擦れたり、すれたりし、その結果、隣接の導電性フレーク20の間にフィジカルの、そしてしたがって、電気的の接触が保たれる。 上記の積層構成体10の有用な一つの特定の応用面は、電話器又は計算機のキイパッドであり、ここでは、キイパッドのキイを押すことで電気導通がなされなければならない。 このようなキイパッドを例えばシリコンラバーやフルオロシリコンラバーのようなエラスチックのマテリアルで構成するとすると、エラスチックの導電層は、上記したプロセスによりエラスチックのマテリアルの面にグラフトすることができる。 したがって、前記キイパッドのキイを相手となる導電デバイス、例えばプリント回路基板の導電性トレースのようなものに対し押せば、前記エラスチックの導電層と前記導電トレースとの間に電気が導通することになる。 図2を参照すると、内部にキイ104を形成したエラスチックのカバー102を備える電話機又は計算機のキイパッド100の断面が示されている。 カバー102のカバー102の下側、各キイ104の下で、エラスチックのプライマー層106がエラスチックのカバー102に接合され、エラスチックの導電層108がエラスチックのプライマー層106に接合されている。 プリント回路基板110が全体のカバー102の下に位置し、導電トレース112がキイ104の下のプリント回路基板110に形成されている。 かくして、例えば、人の指114からエラスチックのカバー102のキイ104の一つに力Fが加えられると、エラスチックの導電層108は、導電トレース11 2の対応する一つと電気的に接触することになる。 図3を参照すると、図1に記載した積層構成体10に類似しているが、エラスチックの導電層16の面に導電性の押しくぼませる粒子32をしっかりはめ込んである積層構成体30の断面が示してある。 該導電性の押しくぼませる粒子32は、前記サーマルサイクル(熱処理)に先立ってエラスチックの導電層16の面に施されるものであり、その結果、該粒子32は、前記導電層が完全にキュアーすると、エラスチックの導電層16にしっかり保持される。 導電性の押しくぼませる粒子32の押しくぼませるのインデントする形態によって、エラスチックの導電層16に接触すべき導電面に形成される絶縁性酸化物が押し退けられ、この結果、導電面とエラスチックの導電層16との間に改善された電気接続が形成される。 前記導電性の押しくぼませる粒子32は、相手の導電面に存在する繊維及び粒子のような他の汚染物を押し退ける点に注目すべきである。 導電性の押しくぼませる粒子32は、例えば、銀、ニッケル又は炭素のような種々様々のタイプの導電性又は半導電性マテリアルズで作られる。 また別に、導電性の押しくぼませる(インデンティング)粒子32は、導電性マテリアルズ、半導電性マテリアルズ、又は、例えば銀、ニッケル又は炭素のような他の導電性又は半導電性マテリアルズで被覆されているか、或は、それらのマテリアルズが内部に散在している絶縁性マテリアルズで作られる。 導電性の押しくぼませる粒子32の代表的な平均粒子サイズは50μmである。 図4を参照すると、図1に記載した積層構成体10に類似しているが、エラスチックの導電層16の面に導電性の突き刺し(ピアシング)粒子42をしっかりはめ込んである積層構成体40の断面が示してある。 導電性突き刺し粒子42は、前記サーマルサイクル(熱処理)に先立ってエラスチックの導電層1 6の面に施されるものであり、その結果、該粒子42は、前記導電層が完全にキュアーすると、エラスチックの導電層16にしっかり保持される。 導電性の突き刺し粒子42の突き刺し作用によって、エラスチックの導電層16に接触すべき導電面に形成される絶縁性酸化物が突き刺されて該粒子が貫通し、この結果、導電面とエラスチックの導電層16との間に改善された電気接続が形成される。 前記導電性の突き刺し粒子42は、相手の導電面に存在する繊維及び粒子のような他の汚染物を突き刺し貫通する点に注目すべきである。 導電性の押しくぼませる粒子32と同様に、導電性の突き刺し粒子4 2は、例えば、銀、ニッケル又は炭素のような種々様々のタイプの導電性又は半導電性マテリアルズで作られる。 また別に、導電性の突き刺し粒子42は、導電性マテリアルズ、半導電性マテリアルズ、又は、例えば銀、ニッケル又は炭素のような他の導電性又は半導電性マテリアルズで被覆されているか、或は、それらのマテリアルズが内部に散在している絶縁性マテリアルズで作られる。 導電性の突き刺し粒子32の代表的な平均粒子サイズは40μmである。 図5を参照すると、図1に記載した積層構成体10に類似しているが、エラスチックのマテリアル18、導電性フレーク20及び導電性の押しくぼませる粒子32を備えるエラスチックの導電層52をもつ積層構成体50の断面が示されている。 この積層構成体50を作るには、導電性の押しくぼませる粒子3 2をエラスチックマテリアル18と導電性フレーク20と共にエラスチックのプライマー層14にデポジットする。 エラスチックの導電層52における導電性の押しくぼませる粒子32の分布域は、エラスチックの導電層52の面に近接して示されており、これは、エラスチックの導電層52を施す間、導電性の押しくぼませる粒子32が導電性フレーク20よりもエラスチックのプライマー層14から離れやすいからである。 当然なことであるが、導電性の押しくぼませる粒子3 2にとって、このような位置は、それらの機能(例えば、相手の導電面の酸化物を押し除く)の面で好ましい。 エラスチックの導電層52における導電性の押しくぼませる粒子32の量は、該粒子の適正な機能を確実にさせるために、代表的には、僅か5重量%ノミナルを必要とする。 図6を参照すると、図1に記載した積層構成体10に類似しているが、エラスチックのマテリアル18、導電性フレーク20及び導電性の突き刺し粒子42を備えるエラスチックの導電層62をもつ積層構成体60の断面が示されている。 この積層構成体60を作るには、導電性の突き刺し粒子42をエラスチックマテリアル18と導電性フレーク20と共にエラスチックのプライマー層1 4にデポジットする。 エラスチックの導電層62における導電性の突き刺し粒子42の分布域は、エラスチックの導電層62の面に近接して示されており、これは、エラスチックの導電層62を施す間、導電性の突き刺し粒子42が導電性フレーク20よりもエラスチックのプライマー層14から離れやすいからである。 当然なことであるが、導電性の突き刺し粒子42にとって、このような位置は、 それらの機能(例えば、相手の導電面の酸化物を突き刺し貫通する)の面で好ましい。 エラスチックの導電層62における導電性の突き刺し粒子42の量は、該粒子の適正な機能を確実にさせるために、代表的には、僅か5重量%ノミナルを必要とする。 このポイントで、注目すべき点は、上記した積層構成体10,30, 40,50及び60のすべてにおけるエラスチックの基体12を例えば、熱可塑性プラスチックス・ポリイミド(商標captonとして知られている)又はポリアミド(商標nylonとして知られている)のような単にフレキシブルのものに代替できる点である。 エラスチックのプライマー層14は、上記した態様で、そのようなフレキシブルな基体に対しグラフト接合され、それと共にエラスチックの導電層18をエラスチックのプライマー層14にグラフトする。 フレキシブルの基体である点を除いて、上記した積層構成体10,3 0,40,50及び60の一つに類似した積層構成体の有用な応用面は、電気導通を押しボタンスイッチを押すことで行う押しボタンスイッチである。 そのようなスイッチのボタンを例えばポリイミド又はポリアミド・サーマルプラスチックのようなフレキシブルのマテリアルで作ると、上記したプロセスによりエラスチックの導電層をエラスチックのマテリアルの面にグラフトできる。 かくて、そのようなスイッチのボタンを金属接点のような相手の導電デバイスに対し押すと、 エラスチックの導電層と金属接点との間に電気が通電することになる。 図7を参照すると、リコイルスプリング204内蔵のハウジング20 2とボタンアクチュエーター206とを備える押しボタンスイッチ200の断面が示されている。 ハウジング202は、その内部へアクセスする金属接点208 を設けている。 ボタンアクチェーター206は、例えば、ポリイミド又はポリアミドのようなフレキシブルのサーマルプラスチックマテリアルで作られている。 エラスチックのプライマー層210は、ボタンアクチュエータ−206の底部接触面に接合され、エラスチックの導電層212は、エラスチックのプライマー層21 0に接合されている。 ボタンアクチュエーター206へ力Fが加えられると、エラスチックの導電層212は、金属接点208と電気接触し、これによってスイッチ200が閉成される。 このポイントで注目すべき点は、上記した積層構成体10,30,4 0,50,60のいずれも図2の電話機又は計算機のキイパッド100又は図7 の押しボタンスイッチ200に利用でき、又は、エラスチックの導電層の使用が有用になる種々の他のデバイスに利用できる点である。 また注目すべき点は、上記した積層構成体10,30,40,50, 60のすべてに用いられているエラスチックの導電層16,52,62,108 ,212が電界又は磁界とのシールド又は接地目的その他の導電プレーンの付与に有用な点である。 さらに詳しくは、上記エラスチックの導電層15,52,6 2,108,212における導電性フレーク20の密度及びグルーピングは、極めて効果があるシールド層又は接地層になるものである。 上記したエラスチックの導電層15,52,62,108,212は、また、プリント回路基板の導電トレースに対し、エラスチックの導電層15,52,62,108,212を押し付けることにより、前記導電トレースとの電気接続形成に使用される。 図8を参照すると、開口78を配列形成した絶縁基体72を備える相互接続デバイス70の断面が示されている。 エラスチックの導電性相互接続エレメント74が各開口78内に配置されている。 このような相互接続デバイス70 は、例えば、リードレス集積回路パッケージの電気接点と、プリント回路基板の電気接点とを電気的に接続するために用いられるものである。 これら電気接点は、ボール又はランドグリッド配列バラエティを有している。 図9を参照すると、エラスチックの導電性相互接続エレメント74の断面が示されている。 エラスチックの導電性相互接続エレメント74は、エラスチックマテリアル18、導電性フレーク20及び導電性粉末顆粒78の混合物からなる。 導電性粉末顆粒76は、例えば、銀、ニッケル又は炭素のような導電性又は半導電性マテリアルズから作られる。 導電性粉末顆粒76のサイズは、要求される導電性のレベルに応じて変わる。 導電性粉末顆粒76により導電性フレーク20の間に導電ブリッジが形成され、これによって、エラスチックの相互接続エレメント74の電気導通性が高まる。 そのような電気導通性を高めるために、エラスチックマテリアル18 と導電性フレーク20との混合物に加えるべき導電性粉末顆粒76の量は、要求される導通性のレベルに応じて変わる。 図10を参照すると、絶縁基体72の開口78内にエラスチックの導電性相互接続エレメント74を形成するための射出装置80の断面が示されている。 該装置80は、射出経路84を内部に形成した上型82と下型86を備えている。 エラスチックマテリアル18、導電性フレーク20及び導電性粉末顆粒7 6の混合物は、経路84を経て流れ、上型82と下型86との問の空隙及び絶縁基体72の開口78に充填される。 前記混合物は、初めには加熱されているが、 その後冷却されてキュアーする。 冷却により前記混合物は、膨張し、この結果、 エラスチックの導電性相互接続エレメント74は、開口78内に確実に位置する注目すべき点は、前記相互接続エレメントの領域における上型82と下型86の形状を相互接続エレメントの特定の応用面(例えば、相互接続ランドグリッド配列接点又は相互接続ボールグリッド配列接点)に応じて変えることができる点である。 図11を参照すると、図9に示したエラスチックの導電性相互接続エレメント74に類似しているが、エラスチックのマテリアル18、導電性フレーク20及び導電性の粉末顆粒76の混合物に導電性の押しくぼませる粒子32をもつエラスチックの導電性相互接続エレメント90の断面が示されている。図5 に記載したエラスチックの導電層52と同様に、導電性相互接続エレメント90 における導電性の押しくぼませる粒子32の量は、それらの適正な機能を確保するために、代表的には、僅か5重量%ノミナルが必要である。注目すべき点は、 導電性の押しくぼませる粒子32を、エラスチックの導電性相互接続エレメントの表面のみに対し、該エレメントが成形され、しかもそれがキュアーする前に、 添加することができる点である。図12を参照すると、図9に示したエラスチックの導電性相互接続エレメント74に類似しているが、エラスチックのマテリアル18、導電性フレーク20及び導電性の粉末顆粒76の混合物に導電性の突き刺し粒子42をもつエラスチックの導電性相互接続エレメント110の断面が示されている。図6に記載したエラスチックの導電層62と同様に、導電性相互接続エレメント90における導電性の突き刺し粒子42の量は、それらの適正な機能を確保するために、 代表的には、僅か5重量%ノミナルが必要である。注目すべき点は、導電性の突き刺し粒子42を、エラスチックの導電性相互接続エレメントの表面のみに対し、該エレメントが成形され、しかもそれがキュアーする前に、添加することができる点である。本発明は、ここに記載の特定の実施例による範囲に限定されるものではない。実際に、ここに記載のものに加えて、本発明の種々のモディフィケーションは、前記の記述と添付の図面から当業者にとり明らかなものである。かくてそのようなモディフィケーションは、添付の請求の範囲の範囲に入るべきものである。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミチャウド,アーサー,ジー. アメリカ合衆国 02740 マサチューセッ ツ州 ニュー ベッドフォード コリンズ ストリート 13 (72)発明者 デドナト,デービッド,エー. アメリカ合衆国 01747 マサチューセッ ツ州 ホープデール カットラー ストリ ート 12

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