JPS61179014A - Manufacture of anisotropic conductive elastomer sheet - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、シートの一方向にのみ導電性を有する異方導
電性エラストマーシートの製造力−に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to the ability to manufacture anisotropically conductive elastomer sheets having conductivity in only one direction of the sheet.

従来、多数本の導電性線条がシート面に対して実質的に
垂直方向に配向した異方導電性エラストマーシートは、
電気接点を著しく小さくｔ、、ｍ動などの外力に対する
電気的接続の安定性に優れている等多くの特長を有して
いる。そのためカメラ。Conventionally, anisotropically conductive elastomer sheets in which a large number of conductive filaments are oriented substantially perpendicular to the sheet surface,
It has many features such as extremely small electrical contacts and excellent electrical connection stability against external forces such as motion. Hence the camera.

電子時計、電卓等の精密小形機器、およびその他極めて
限られたスペースに収納される回路素子相互のコネクタ
ー材料として多岐にわたって利用されている。It is used in a wide variety of applications as a connector material between small precision devices such as electronic watches and calculators, and other circuit elements housed in extremely limited spaces.

このような機能を有するものとしては。As something with this kind of function.

■絶縁性ゴムシートと、導電性微粒子を配合した導電性
ゴムシートとを交互に多数積層接着したのち、それを積
層面に対して直角にスライスしたもの。■Multiple insulating rubber sheets and conductive rubber sheets containing conductive fine particles are alternately laminated and adhered, and then sliced at right angles to the laminated surfaces.

■ニジストマーシートの中に、シートに圧縮力が加わっ
た時にのみ粒子間の接触が行なわれるように調節さ九た
量の導電性微粒子を添加したもの。(2) A Nidistomer sheet in which conductive fine particles are added in a controlled amount so that contact between the particles occurs only when compressive force is applied to the sheet.

■磁性を有する導電性線条を液状ゴム中に分散し、磁界
をかけて前記線条をシートの厚み方向に林立させ、その
状態でゴムを硬化させたもの等が知られている。(2) It is known that magnetically conductive filaments are dispersed in liquid rubber, a magnetic field is applied to make the filaments stand up in the thickness direction of the sheet, and the rubber is cured in this state.

しかし、前記■ならびに■については、電極の配置形態
に制限があり、圧縮力の依存性が大きい。However, regarding the above-mentioned methods (1) and (2), there are restrictions on the arrangement of the electrodes, and they are highly dependent on the compressive force.

一方、■については、製造工程上、導電性線条の密度が
せいぜい５〜１０本／ｍｅ”　と余り多くとれず、また
場所により密度にムラが生じる欠点があった。On the other hand, as for (1), due to the manufacturing process, the density of the conductive filaments was at most 5 to 10 lines/me'', which was not very high, and the density was uneven depending on the location.

このような従来技術の欠点を解消するため、特開昭５６
−２１６２号公報に記載されているような発明が提案さ
れている。すなわち、この発明は。In order to eliminate such drawbacks of the conventional technology, Japanese Patent Laid-Open No. 56
An invention as described in Publication No. 2162 has been proposed. In other words, this invention.

ゴムシート中に多数本の導電性細線がたわめられて埋設
され、この導電性細線の末端がゴムシート面に露出し、
かつ実質的に直線状に配列しており、しかもゴムシート
内部のたわめられた導電性細線のたわみ方向が同一で、
隣接する導電性細線が互に実質的に平行になっているこ
とを特徴とするものである。A large number of conductive thin wires are bent and buried in the rubber sheet, and the ends of these conductive thin wires are exposed on the rubber sheet surface.
and are arranged substantially in a straight line, and the bending directions of the bent conductive thin wires inside the rubber sheet are the same,
It is characterized in that adjacent conductive thin wires are substantially parallel to each other.

しかし、この発明の異方導電性エラストマーシートは、
ゴムシート中に導電性細線がたわんだ状態で埋設された
構成になっているから、導通路密度に限界があり、更に
導電性細線の末端がゴムシート面に露出しているため、
前記末端が長期間においては外部の環境に汚染されて、
電気的に性能が不安定になる欠点がある。However, the anisotropically conductive elastomer sheet of this invention
Since the thin conductive wires are buried in the rubber sheet in a bent state, there is a limit to the density of conductive paths, and furthermore, the ends of the thin conductive wires are exposed on the rubber sheet surface.
Over a long period of time, the end becomes contaminated by the external environment,
The disadvantage is that electrical performance becomes unstable.

前述のような機能を有するエラストマーシートの理想的
な形態は、シートの中にシート面と垂直方向に導通路が
相互に独立に、かつ無数に密度ムラがなくできるだけ整
列配置されており、また１本１本の導通路の直径が例え
ば５０μｍ以下というようにできるだけ小さいこと、な
らびに前記導電性繊維の端部が外部の環境に汚染される
ことなく信頼性の高い電気的性能を維持することである
。The ideal form of an elastomer sheet having the above-mentioned functions is one in which conductive paths are arranged in the sheet in a direction perpendicular to the sheet surface in countless numbers independently of each other and as aligned as possible without uneven density. The diameter of a single conductive path is as small as possible, for example, 50 μm or less, and the ends of the conductive fibers are not contaminated by the external environment and maintain highly reliable electrical performance. .

（発明の目的） 本発明は前述の点に鑑みなされたものであり。(Purpose of the invention) The present invention has been made in view of the above points.

上記理想形態にできるだけ近ずけたシートの厚み方向に
のみ導電路を有する異方導電性エラストマーシートの製
造方法を提出することを目的とするものである。The object of the present invention is to provide a method for manufacturing an anisotropically conductive elastomer sheet having conductive paths only in the thickness direction of the sheet, which approaches the ideal form as much as possible.

（発明の概要） 前述の目的を達成するため１本発明は、導電性繊維を縦
糸に絶縁性繊維を横糸にしてなるネットの表面に絶縁層
が形成され、これを所定枚数積層して一体に接合し、そ
の複合体を前記縦糸の長さ方向に対して垂直な方向にス
ライスすることを特徴とするものである。(Summary of the Invention) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has an insulating layer formed on the surface of a net made of conductive fibers as warp threads and insulating fibers as weft threads, and a predetermined number of these layers are laminated to form an integral structure. It is characterized by joining and slicing the composite in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the warp yarns.

（発明の実施例） 次に本発明の実施例について図とともに説明する。第１
図に示す如く、導電性繊維を縦糸１に、絶縁性繊維を横
糸２にして織り込んだものからなるネットの両面に、エ
ラストマーの絶縁層３を形成し、ついでこれを複数積層
方向（Ｘ方向）に貼合わせた繊維−二ラストマー複合体
を、前記導電性繊維に実質に垂直な面方向（Ｙ方向）に
スライスすることを基本的に特徴とする。(Embodiments of the Invention) Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
As shown in the figure, an insulating layer 3 of elastomer is formed on both sides of a net made of conductive fibers as warp threads 1 and insulating fibers as weft threads 2, and then multiple layers are laminated in the direction of lamination (X direction). The basic feature is that the fiber-dialastomer composite bonded to the conductive fibers is sliced in a plane direction (Y direction) substantially perpendicular to the conductive fibers.

本発明において縦糸に用いる導電性繊維１としては、例
えばステンレス、ニッケル、銅などの金属繊維および炭
素繊維などがある。In the present invention, the conductive fibers 1 used for the warp include, for example, metal fibers such as stainless steel, nickel, and copper, and carbon fibers.

また横糸に用いる絶縁性繊維２としては、綿や麻等の天
然繊維、ガラスやアルミナ等の無機繊維。Insulating fibers 2 used for the weft include natural fibers such as cotton and linen, and inorganic fibers such as glass and alumina.

さらには金属繊維にエナメル、ゴム、プラスチックス等
の絶縁物を被覆した複合繊維等がある。すなわち、縦糸
である導電性繊維相互の電気絶縁性が図れる繊維材料な
ら何でもよく、ネットを製造する際に縦糸１と横糸２の
テンションのバランスがとれるように材料の組み合せを
考えればよく、特定の材料に制限する必要はない。Furthermore, there are composite fibers in which metal fibers are coated with insulating materials such as enamel, rubber, and plastics. In other words, any fiber material can be used as long as it can provide electrical insulation between the conductive fibers, which are the warp threads.When manufacturing the net, the combination of materials can be considered so that the tension between the warp threads 1 and the weft threads 2 can be balanced. There is no need to limit the material.

またマトリックスとして使用するニジストマー材料とし
ては、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ネオプレンゴム
など本発明により得られるエラストマーシートの使用目
的に合致するならば５種々の材料が使用できる。Further, as the nidistomer material used as the matrix, five different materials can be used, such as silicone rubber, urethane rubber, and neoprene rubber, as long as they meet the intended use of the elastomer sheet obtained by the present invention.

本発明によって得られる異方感電性エラストマーシート
の製造方法は、従来のものに比較して性能上ならびに製
造上において多くの特長を有し−Ｃいる。The method for producing an anisotropic electrosensitive elastomer sheet obtained by the present invention has many advantages in terms of performance and production compared to conventional methods.

すなわち、従来の異方厚電性エラストマーシートの製造
方法は、材料独自のバラツキや導電体の姿勢コントロー
ルに難点を有し、均一な性能をもつ製品を多量に生産す
る上で大きなネックとなっていた。In other words, the conventional method for manufacturing anisotropic thick electrically conductive elastomer sheets has problems with inherent variations in the material and difficulty controlling the posture of the conductor, which is a major bottleneck in producing large quantities of products with uniform performance. Ta.

しかし本発明によれば、縦糸である導電性繊維が横糸で
ある絶縁性繊維により固定され、しかも導電性繊維相互
の絶縁が保証されるために、シートの生産性を著しく高
めることができる。また本発明によって得られる異方導
電性エラストマーシ−トは、不使用時は導電性繊維の端
部は僅かに絶縁性エラストマー中に埋没されて保護され
た状態になっているから、外部の環境によって汚染され
ることがなく、加圧時には導電性繊維の端部が絶縁性エ
ラストマーシートから露出するので、信頼性の高い接点
部としての性能が得られる。However, according to the present invention, the conductive fibers, which are the warp threads, are fixed by the insulating fibers, which are the weft threads, and the insulation between the conductive fibers is ensured, so that the productivity of the sheet can be significantly increased. Furthermore, in the anisotropically conductive elastomer sheet obtained by the present invention, when not in use, the ends of the conductive fibers are slightly buried in the insulating elastomer and are protected from the external environment. Since the end portions of the conductive fibers are exposed from the insulating elastomer sheet when pressurized, highly reliable performance as a contact portion can be obtained.

さらに多数回の繰返し圧縮を受ける使用方法においても
、耐久性の点で極めて有利である。すなわち、エラスト
マーシートが多数回の繰り返し圧縮を受けた時、電気的
接触の信頼性の劣下は、少なくとも２つの要因によって
引き起こされると考えられる。その１つはエラストマー
の弾性の低下であり、他の１つは導電体（特に導電性繊
維）の変形である。これら２つの要因は、エラストマー
シートに圧接される回路素子の端子とエラストマーシー
トの導通路の接触圧力を経時的に低下させ、従って前記
局部的な接触抵抗値が徐々に高くなることにより発生す
るものである。Furthermore, it is extremely advantageous in terms of durability even when used in applications where it is subjected to repeated compression many times. That is, when the elastomer sheet is subjected to repeated compression many times, it is believed that the deterioration in the reliability of electrical contact is caused by at least two factors. One of these is a decrease in the elasticity of the elastomer, and the other is a deformation of the conductor (particularly the conductive fiber). These two factors occur because the contact pressure between the terminals of the circuit elements that are pressed into contact with the elastomer sheet and the conductive path of the elastomer sheet decreases over time, and the local contact resistance value gradually increases. It is.

しかし、本発明の異方導電性エラストマーシートは、導
電体が電気的には独立しながらも機械的には面体として
作用するために、前述のように局部的にストレスがかか
つてもエラストマーシート内部において分散が起こり、
また横糸によって補強されるために導電性繊維側々の変
形が起こりにくい。従って本発明の異方導電性エラスト
マーシートは、多数回の繰り返し使用においても、また
長期間の継続的使用においても電気接続の確実性が失わ
れにくく、また通常は導電性繊維の端部が僅かに絶縁性
エラストマーシート中に埋没されており、外部の環境に
よって汚染されることがないので、信頼性の高い接点部
としての性能が維持できる。However, in the anisotropic conductive elastomer sheet of the present invention, the conductors are electrically independent but mechanically act as a face piece, so even if stress is locally applied as described above, the inside of the elastomer sheet is Dispersion occurs in
Furthermore, since the conductive fibers are reinforced by the weft threads, deformation of the sides of the conductive fibers is less likely to occur. Therefore, the anisotropically conductive elastomer sheet of the present invention does not easily lose reliability of electrical connection even when used repeatedly many times or continuously for a long period of time. Since it is embedded in an insulating elastomer sheet and is not contaminated by the external environment, it maintains its performance as a highly reliable contact section.

以上説明したように１本発明によって得られる異方導電
性エラストマーシートの製造方法は、従来技術の欠点を
解消しながら、エラストマーシートの信頼性をいっそう
高め、低コストで高い生産性を有する。As explained above, the method for producing an anisotropically conductive elastomer sheet obtained by the present invention further improves the reliability of the elastomer sheet while eliminating the drawbacks of the prior art, and has high productivity at low cost.

（発明の実施例） 以下１本発明の実施例について図とともに説明する。(Example of the invention) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施例 第１図ならびに第２図に示すように、縦糸ｌにステンレ
ス線（ＳＵＳ３１６　４！径０．０３Ｒ１）。Example As shown in FIGS. 1 and 2, the warp 1 is made of stainless steel wire (SUS316 4! diameter 0.03R1).

横糸２にガラス繊維（Ａｌ径ｏ、ｏｓ＋＋＋ｍ）を用い
た２００Ｘ２００ｎｗｎの平織ネットをつくる。A plain weave net of 200 x 200 nwn is made using glass fiber (Al diameter o, os+++m) as the weft thread 2.

このネットの縦糸Ｉの長さ方向に５〜６　ｋｇのテンシ
ョンをかけた状態でネット両面に、紫外線硬化形成状シ
リコーンゴム３をローうで厚み２０μｍ程度に均一に塗
布し、２ＫＷオゾン発生形水銀紫外線灯で１０秒間紫外
線露光し、シリコーンゴム３を硬化した。このようにし
て得られたネット−ゴム複合体の平面に改めて加熱硬化
形波状シリコーンゴム３をローラで厚み２０μｍ程度に
均一に塗布し、前記ネット−ゴム複合体と別に用意した
シリコーンゴムシート５（厚み０．４ｍｍ）を交互・に
５０枚積層し、１０ｋｇ／ｃａｔの加圧下で１３０℃。With a tension of 5 to 6 kg applied to the longitudinal direction of the warp I of this net, ultraviolet curable silicone rubber 3 was applied uniformly to a thickness of about 20 μm by waxing on both sides of the net, and 2KW ozone-generating mercury was applied. The silicone rubber 3 was cured by exposure to ultraviolet light for 10 seconds using an ultraviolet lamp. A heat-cured wavy silicone rubber 3 is once again applied uniformly to a thickness of about 20 μm on the plane of the net-rubber composite thus obtained, and a silicone rubber sheet 5 (prepared separately from the net-rubber composite) is applied. 50 sheets (thickness: 0.4 mm) were alternately laminated at 130°C under a pressure of 10 kg/cat.

３時間加熱硬化した。It was heated and cured for 3 hours.

得られたネット−ゴム複合体ブロックを、前記縦糸１の
長さ方向に対して垂直なＹ方向に、厚みＩｎｎにスライ
スして異方導電性エラストマーシートを得た。このシー
トの導通路密度は約２０本／ＩＩｗ１１２であった。The obtained net-rubber composite block was sliced into a thickness Inn in the Y direction perpendicular to the longitudinal direction of the warp 1 to obtain an anisotropically conductive elastomer sheet. The conductive path density of this sheet was approximately 20 conductive paths/IIw112.

（発明の効果） 前記の実施例から明らかなように、本発明によれば、導
通路密度が従来のものに比較して２〜４倍程度高くなり
、しかも導通路密度にムラが生じないで極めて生産性良
く、異方導電性エラストマーシートを製造することがで
きる。(Effects of the Invention) As is clear from the above embodiments, according to the present invention, the conductive path density is approximately 2 to 4 times higher than that of the conventional one, and there is no unevenness in the conductive path density. Anisotropically conductive elastomer sheets can be manufactured with extremely high productivity.

絶ｌ＃層を形成する際、前記ネットの導電性繊維に対し
てその長さ方向にテンションをかけた状態　。When forming the absolute layer, tension is applied to the conductive fibers of the net in the longitudinal direction.

でネット−エラストマー複合体ブロックを形成するよう
にしたが、これは導電性繊維の配向性を整えるためであ
る。A net-elastomer composite block was formed using the following steps, in order to adjust the orientation of the conductive fibers.

更に他の効果としては絶縁層がエラストマーで形成され
ているため、得られたネット−エラストマー複合体ブロ
ックは導電性繊維のテンションによって、エラストマー
絶縁層が導電性繊維の長さ方向に圧縮される。この状態
下において、導電性繊維の長さ方向に対して垂直な方向
にスライスすると導電性繊維のテンションから解放され
て膨張し、相対的に導電性繊維の端部は僅かにエラスト
マー絶縁層に埋没した形態になる。これにより前述のよ
うに外部の環境から保護されるとともに、前記の形態で
固定接点面上に直接配設することも可能となり、スイッ
チの構成が簡略化される。Another effect is that since the insulating layer is made of an elastomer, in the obtained net-elastomer composite block, the elastomer insulating layer is compressed in the longitudinal direction of the conductive fibers due to the tension of the conductive fibers. Under this condition, when the conductive fibers are sliced in a direction perpendicular to their length, they are released from the tension and expand, and the ends of the conductive fibers are relatively slightly buried in the elastomer insulation layer. It becomes a form. This not only protects the switch from the external environment as described above, but also allows it to be directly disposed on the fixed contact surface in the form described above, thereby simplifying the configuration of the switch.

なお本発明では、縦糸に導電性繊維、横糸に絶縁性繊維
を用いたが、製造方法によっては縦糸と横糸を逆にして
も構わない。In the present invention, conductive fibers are used for the warp and insulating fibers are used for the weft, but the warp and weft may be reversed depending on the manufacturing method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の実施例に係る異方導電性エラストマー
シートの製造工程を説明するための斜視図、第２図はそ
のシートの要部拡大断面図である。 １・・・・・・縦糸、２・・・・・・横糸、３・・・・
・・絶縁層、５・・・−・・シリコーンゴムシー１−　
。 血 第１　図 第２図FIG. 1 is a perspective view for explaining the manufacturing process of an anisotropically conductive elastomer sheet according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the sheet. 1... Warp, 2... Weft, 3...
...Insulating layer, 5...-Silicone rubber seal 1-
. Blood Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）導電性繊維を縦糸に絶縁性繊維を横糸にしてなる
ネットの表面に絶縁層が形成され、これを所定枚数積層
して一体に接合し、その複合体を前記縦糸の長さ方向に
対して垂直な方向にスライスすることを特徴とする異方
導電性エラストマーシートの製造方法。(1) An insulating layer is formed on the surface of a net made of conductive fibers in the warp and insulating fibers in the weft, and a predetermined number of these are laminated and joined together, and the composite is formed in the longitudinal direction of the warp. A method for producing an anisotropically conductive elastomer sheet, characterized by slicing it in a direction perpendicular to its surface.