导电橡胶部件 技术领域 本发明涉及一种导电橡胶部件， 尤其是涉及用于将框体与印刷电路板电连接的金 属一体导电橡胶层叠体， 涉及在上述层叠体的至少一个面上一体形成了可软焊的金属被膜 的导电橡胶部件。
背景技术 近年来， 从手机等使用电波的仪器发射的电磁波导致电子仪器误动作以及对人体 的影响等电磁波损害已成为问题。作为该电磁波损害的对策之一， 在手机的树脂机体内侧 施加导电性金属的蒸镀膜层作为屏蔽对策。 金属蒸镀膜层是具有用于防止发射的电磁波噪 声向手机外辐射的效果的屏蔽层。 该导电屏蔽层多通过金属蒸镀法或导电性涂料的涂布等 来形成。该导电屏蔽层需要与印刷电路板电连接以使电位相同。因此， 现在采用如下等方 法： 将弹簧状的金属接点固定安装到印刷电路板上的电极上， 在组装机体的同时接触所述 导电屏蔽层， 取得电连接 ( 专利文献 1)。
此外， 还提出了如下等方法 ： 在导电性橡胶的一个面上一体形成金属箔等， 用导电 性胶粘剂或其他手段固定于印刷基板而取得电连接 ( 专利文献 2、 3)。
这种部件的导电性橡胶用在绝缘性橡胶中大量混入导电性填料而得到的导电性 橡胶制成， 这些导电橡胶由于大量混入导电性填料， 因此体积整体的橡胶部分变少， 导致橡 胶硬度提高， 初期的压缩负荷提高。并且同时， 容易失去橡胶弹性和复原性。此外， 作为橡 胶特性而言很重要的压缩永久变形性大幅牺牲， 长时间的压缩致使导电橡胶部件塌陷而丧 失复原性。 这些橡胶由于最终的回弹力差， 因此存在如下问题 ： 无法维持依靠回弹力维持的 电连接部。
另外， 将金属和弹性体这样物性明显不同的材质一体化后， 一般通过裁剪加工来 切成所需大小并使其对齐， 但由于是将由导电性橡胶和金属箔这样刚性、 杨氏模量等物性 不同的材质层叠得到的薄片切断， 因此存在如下问题 ： 在产品端部容易产生毛刺和翘曲。 通 过附图进行说明， 图 9 是现有的导电性橡胶 - 金属箔层叠体的截面图。在导电性橡胶 4 上 层叠导电胶粘层 5、 底涂层 6、 金属箔 7 后一体化。该层叠体 11 形成薄片， 至少一个端面被 切断， 在切断面出现毛刺和翘曲 8b。该毛刺和翘曲 8b 如箭头 b 所示， 大小为 80μm 以上， 在 回流焊安装 (reflow mounting) 时产生如下问题 ： 产品的倾斜安装这一导致通电异常的不 良现象的产生的可能性增高。
专利文献 1 ： 日本特开 2004-134241 号公报
专利文献 2 ： 日本特表 2002-510873 号公报
专利文献 3 ； 日本特开 2004-259488 号公报
发明内容 本发明为了解决目前的导电橡胶部件的课题而提供如下的导电橡胶部件， 其具有 良好的压缩荷性和良好的压缩永久变形性， 长期保持良好的压缩永久变形性， 因而能得到
稳定的电连接， 由于一体化的金属被膜的存在， 从而能在印刷电路板上等焊接， 且不易产生 毛刺和翘曲， 成本低， 生产效率高。
本发明的导电橡胶部件的特征在于其为下述层叠体， 其中， 导电性橡胶层和绝缘 性橡胶层交替平行地层叠， 且上述导电性橡胶层与绝缘性橡胶层的边界部分通过上述导 电性橡胶层与绝缘性橡胶层的交联反应而一体化， 上述导电性橡胶层的厚度为 0.01mm ～ -5 1.0mm 的范围， 且具有体积电阻率为 10 Ω·cm ～ 10kΩ·cm 的导电性， 上述绝缘性橡胶层 的厚度为 0.01mm ～ 1.0mm 的范围， 且具有体积电阻率为 1MΩ·cm ～ 1016Ω·cm 的电绝缘 性； 在上述层叠体的与导电性方向成直角的面中的至少一个面上， 一体形成有选自原子及 分子中的至少一种堆积而成的可软焊的金属被膜。
本发明能够制造作为橡胶部件而言具有良好的低载荷性和良好的压缩永久变形 性， 能得到长期稳定的电连接， 可焊接于印刷电路板上的带金属被膜的导电橡胶部件。 并且 生产成本低， 生产效率高。该带金属被膜的导电橡胶部件优选作为例如将印刷电路板与手 机的树脂机体内侧的导电面电导通的手段。此外， 即使在导电橡胶和金属被膜一体化后将 周边裁剪并按所需大小剪齐的情况下， 也不易从金属被膜发生毛刺， 从而能够提供在回流 焊安装时不易发生产品的倾斜安装这一导致通电异常的不良现象的导电橡胶部件。 附图说明 图 1 是本发明一个实施例的金属一体导电橡胶部件的立体图。
图 2 是本发明一个实施例的金属一体导电橡胶部件的截面图。
图 3 是本发明一个实施例的金属一体导电橡胶部件的表示溅射加工方法的概要 说明图。
图 4 是本发明一个实施例的金属一体导电橡胶部件的截面图。
图 5 是本发明另一个实施例的金属一体导电橡胶的一个侧面带支撑橡胶层的部 件的立体图。
图 6 是本发明又一个实施例的金属一体导电橡胶的两个侧面带支撑橡胶层的部 件的立体图。
图 7A 是用于收纳本发明一个实施例的金属一体导电橡胶部件的载带的截面图， 7B 是其俯视图。
图 8 是将本发明一个实施例的金属一体导电橡胶部件收纳于载带的说明图。
图 9 是现有的导电性橡胶 - 金属箔层叠体的截面图。
符号说明
1 导电性橡胶层
2 绝缘性橡胶层
3 金属被膜
4 导电性橡胶
5 导电胶粘层
6 底涂层
7 金属箔
8a、 8b 毛刺、 翘曲
9、 25 10、 11 12 13、 14 15 16 17 20 21 22 23 24 26 27 28导电橡胶层叠体 带金属被膜的导电橡胶部件 支撑橡胶层 带金属被膜的导电橡胶 ( 支撑型 ) 部件 载带 带金属被膜的导电橡胶部件的收纳部 输送孔 溅射装置 电源 靶材 冷却水 闸门 支撑器 氩 (Ar) 气 真空泵具体实施方式
构成本发明的导电橡胶部件的层叠体是以导电性橡胶层与绝缘性橡胶层交替平 行的方式层叠而成的层叠体， 且是两层的边界部分通过交联反应固化而一体形成的橡胶层 叠体。导电性橡胶层的体积电阻率为 10-5Ω· cm ～ 10kΩ· cm， 优选 10-4Ω· cm ～ 1kΩ· cm。 若在上述范围内， 则例如能将手机的树脂机体内侧的导电性金属蒸镀膜层与印刷电路板电 连接。所述导电性橡胶层的厚度为 0.01mm ～ 1mm 的范围， 优选为 0.01mm ～ 0.5mm 范围内。 若在上述范围内， 则能同样可靠地进行电连接。另一方的绝缘性橡胶层具有体积电阻率为 16 10MΩ·cm ～ 10 Ω·cm 的绝缘性， 优选为 100MΩ·cm ～ 1014Ω·cm。若在上述范围内， 则 能保持良好的低载荷性和良好的压缩永久变形性。上述绝缘性橡胶层的厚度为 0.01mm ～ 1mm 的范围， 优选为 0.01mm ～ 0.5mm 的范围。 若在上述范围内， 则能同样地保持良好的低载 荷性和良好的压缩永久变形性。
导电性橡胶的材料可以从丁二烯聚合物 (BR ： 根据 ASTM D1419 的分类。下面的 简称相同 )、 丁二烯· 苯乙烯共聚物 (SBR)、 丁二烯· 丙烯腈共聚物 (NBR)、 异戊二烯聚合 物 (IR)、 氯丁二烯聚合物 (CR)、 异丁烯· 二烯共聚物 (IIR)、 乙烯· 丙烯共聚物 (EPM)、 乙 烯·丙烯三元聚合物 (EPDM)、 氯磺化聚乙烯 (CSM)、 环硫烷聚合物 (T， alkylene sulfide polymer)、 烷基·硅氧烷缩合物 (Si)、 偏氟乙烯、 六氟丙烯共聚物 (FPM) 等有机合成橡胶等 中选择。优选烷基·硅氧烷缩合物、 以混炼硅橡胶 (silicone rubbercompound) 或液态硅 橡胶 (liquid silicone) 的形式市售的物质， 只要是通过固化变为橡胶弹性体的物质则均 可以。特别优选可混合导电性粉末且容易赋予导电性的烷基·硅氧烷缩合物、 硅橡胶。
硅橡胶如化学式 RnSiO(4-n)/2( 其中， 式中 R 是相同或不同种类的未取代或取代的 1 价烃基 ( 碳原子数为 1)， n 为 1.98 ～ 2.02 的正数。下同 ) 所示， 是具有至少 2 个脂肪族不 饱和基团的有机聚硅氧烷。
为了赋予导电性而在上述橡胶中混合的导电性填料的材质优选为将碳、 铜、 铜合金、 镍、 钛、 金、 银等加工成粒子状而得到的材料、 或其合金、 以及在核材的表面通过镀敷、 蒸镀等形成了金属导电层的导电性填料。平均粒径优选为 1.0μm ～ 50μm， 更优选为 4.2μm ～ 17.0μm 的范围。特别优选银涂敷玻璃粉且平均粒径为 1.0μm ～ 50μm。更优 选的平均粒径为 10μm 以下。该平均粒径可以使用例如崛场制作所激光衍射粒度测定器 (LA920)、 岛津制作所激光衍射粒度测定器 (SALD2100) 等来测定。
对于混合上述硅橡胶和导电性填料而得到的粘土状导电性橡胶混合物， 可以使用 作为固化剂的有机过氧化物或有机氢聚硅氧烷、 和铂催化剂的加成反应固化中的任一固化 机制， 最终是要选择能热固化且能够得到电稳定的体积电阻率的固化机制。 作为一个例子， 固化剂优选使用 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己烷， 进行自由基反应型固化。
绝缘性橡胶的材料可以从丁二烯聚合物 (BR ： 根据 ASTM D1419 的分类 )、 丁二 烯· 苯乙烯共聚物 (SBR)、 丁二烯· 丙烯腈共聚物 (NBR)、 异戊二烯聚合物 (IR)、 氯丁二烯聚 合物 (CR)、 异丁烯·二烯共聚物 (IIR)、 乙烯·丙烯共聚物 (EPM)、 乙烯·丙烯三元聚合物 (EPDM)、 氯磺化聚乙烯 (CSM ： 同 )、 环硫烷聚合物 (T)、 烷基· 硅氧烷缩合物 (Si)、 偏氟乙烯、 六氟丙烯共聚物 (FPM) 等有机合成橡胶等中选择， 只要是通过固化变为橡胶弹性体的物质 则均可以。优选烷基·硅氧烷缩合物、 以混炼硅橡胶或液态硅橡胶的形式市售的物质。硅 橡胶如化学式 RnSiO(4-n)/2( 其中， 式中 R 是相同或不同种类的未取代或取代的 1 价烃基 ( 碳 原子数为 1)， n 为 1.98 ～ 2.02 的正数 ) 所示， 是具有至少 2 个脂肪族不饱和基团的有机聚 硅氧烷。
此外， 作为上述绝缘橡胶的固化剂， 可以使用有机过氧化物或有机氢聚硅氧烷和 铂催化剂的加成反应固化中的任一固化机制， 最终是要选择能热固化且能够得到电稳定的 体积电阻率的固化机制。特别优选固化剂使用 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己 烷， 进行自由基反应型固化。能够得到以上的导电性橡胶层和绝缘性橡胶层交替平行地层 叠、 且两者的层的边界部分通过交联反应固化而一体化得到的橡胶层叠体。
优选在上述导电性橡胶层和绝缘性橡胶层的层叠体的至少一个侧面上配置了 JIS 硬度 (JIS K6253) 为 55 度以下的绝缘性支撑橡胶层。由此可以减少对层叠体的压缩载荷。
关于上述支撑橡胶的绝缘性， 优选体积电阻率为 10MΩ· cm ～ 1016Ω· cm。作为上 述支撑橡胶材料， 可以从丁二烯聚合物 (BR ： 根据 ASTM、 D1419 的分类 )、 丁二烯·苯乙烯共 聚物 (SBR)、 丁二烯· 丙烯腈共聚物 (NBR)、 异戊二烯聚合物 (IR)、 氯丁二烯聚合物 (CR)、 异 丁烯·二烯共聚物 (IIR)、 乙烯·丙烯共聚物 (EPM)、 乙烯·丙烯三元聚合物 (EPDM)、 氯磺化 聚乙烯 (CSM ： 同 )、 环硫烷聚合物 (T)、 烷基·硅氧烷缩合物 (Si)、 偏氟乙烯、 六氟丙烯共聚 物 (FPM) 等有机合成橡胶等中选择， 只要是通过固化变为橡胶弹性体的物质则均可以。优 选烷基·硅氧烷缩合物、 以混炼硅橡胶或液态硅橡胶的形式市售的物质。硅橡胶如化学式 RnSiO(4-n)/2( 其中， 式中 R 是相同或不同种类的未取代或取代的 1 价烃基 ( 碳原子数为 1)， n 为 1.98 ～ 2.02 的正数 ) 所示， 是具有至少 2 个脂肪族不饱和基团的有机聚硅氧烷。
此外， 作为上述支撑橡胶的固化剂， 可以使用有机过氧化物或有机氢聚硅氧烷和 铂催化剂的加成反应固化中的任一固化机制， 最终是要选择能热固化且能够得到电稳定的 体积电阻率的固化机制。特别优选固化剂使用 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己 烷， 进行自由基反应型固化。 由此， 能够得到支撑橡胶与绝缘性橡胶层以及导电橡胶的边界 部分通过交联反应固化而一体化得到的橡胶层叠体。在本发明中， 在上述导电橡胶层叠体的与导电方向成直角的面中的至少一个面上 安装有金属被膜。该金属被膜由原子或分子堆积而成。为使金属原子或金属分子堆积， 例 -4 如有溅射法、 蒸镀法、 离子镀法、 镀敷法等。 溅射法例如使靶材的周围为 10 ～ 10 Pa， 在基板 或真空容器 ( 接地 ) 与靶材之间施加数百 V ～数千 V 的电压， 制作等离子体， 溅射金属原子 和 / 或金属分子， 使上述金属原子和 / 或金属分子堆积在被放置于靶材附近的基板上。此 时的基板是上述导电橡胶层叠体。在本发明中， 优选该溅射法。关于蒸镀法、 离子镀法、 电 镀法， 其方法本身为众所周知， 可以使用公知的任意方法。
金属被膜的材质是选自金、 铂、 银、 铜、 镍、 钛、 铬、 铝、 钯中的任一金属或它们的合 金材料。 将这些材料优选使用溅射法安装于层叠体的与导电性方向成直角的面中的至少一 个面上。金属被膜的厚度优选为 0.05μm ～ 4μm， 更优选的厚度为 0.8μm ～ 1.2μm。
为了将金属被膜与层叠体牢固地一体化， 优选在导电性橡胶层叠体的金属被膜形 成面上涂布作为胶粘助剂的硅烷偶联剂。关于胶粘助剂的硅烷偶联剂， 优选以不影响层叠 体和金属被膜的导电性的程度进行涂布， 且得到其密合性提高作用。涂布于层叠体表面的 硅烷偶联剂会水解， 在硅醇基和金属被膜片表面的 M-OH(M 是硅或金属原子 ) 之间发生脱水 缩合反应， 使金属被膜片表面与导电橡胶键合。作为硅烷偶联剂， 可以使用通式为 YSiX3 所 示的物质。这里， X 为甲基或乙基、 Y 为碳原子数为 2 以上的脂肪族长链烷基， 代表性的有作 为硅烷偶联剂市售的乙烯基三乙氧基硅烷、 乙烯基三 (2- 甲氧基乙氧基 ) 硅烷、 3- 甲基丙烯 酰氧基丙基三甲氧基硅烷、 3- 环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、 N-2-( 氨基乙基 )-3- 氨基丙基 三甲氧基硅烷、 N- 苯基 3- 氨基丙基三甲氧基硅烷、 3- 巯基丙基三甲氧基硅烷、 3- 氯丙基三 甲氧基硅烷等。从中可以适当选择适合层叠体材质的硅烷偶联剂， 并可以使用 1 种或 2 种 以上混合使用。但那些损害层叠体与金属被膜间的导电性的物质并不适合。
优选上述施加有金属被膜的面与其反面处于平行关系， 且形状基本相同。若是这 样的形状， 则可以在向上述施加有金属被膜的面和其反面之间施加压缩载荷时， 均匀地施 加载荷。
上述金属被膜是选自金、 铂、 银、 铜、 镍、 钛、 铬、 铝及钯中的任一金属或它们的合 金， 这些金属或合金可以单层或 2 层以上地层叠。上述金属被膜优选采用溅射法来形成， 被 膜厚度为 0.05μm ～ 4μm、 平坦度为 0.05μm 以下。 若如上所述， 则容易通过吸附机和回流 焊 (solder reflow) 来进行表面安装。
上述带金属被膜的导电橡胶部件优选收纳于具备收纳部的载带中。由此， 能高效 地自动安装于印刷电路板上。
下面用附图进行说明。图 1 是本发明的一个实施例的带金属被膜的导电橡胶部件 10 的立体图， 图 2 为其截面图。在图 1 ～ 2 中， 导电性橡胶层 1 和绝缘性橡胶层 2 交替平行 地层叠。导电性橡胶层 1 和绝缘性橡胶层 2 的边界部分通过交联反应而一体化。即， 将两 橡胶在未硫化状态下层叠， 然后， 通过在加压下硫化， 使两层的边界部分通过硫化反应而一 体化。也就是说通过交联而自胶粘。如此得到导电橡胶层叠体 9。
用溅射法将金属被膜 3 与导电性橡胶层 1 的与导电性方向成直角的面中的至少一 个面一体化。导电性橡胶层和相邻的导电性橡胶层通过金属被膜 3 导通。
图 3 是本发明的一个实施例的溅射法的概要说明图。溅射装置 20 是用真空泵 28 使真空容器内的真空度达到 10 ～ 10-4Pa， 通过电源 21 向导电橡胶层叠体或真空容器 ( 接地 ) 与靶材 22 之间施加数百 V ～数千 V 的电压， 制作等离子体， 从被冷却水 23 冷却的靶材 22 内的金属溅射金属原子和 / 或金属分子， 开启闸门 24， 向被支撑器 26 支撑的导电橡胶层 叠体 25 的表面堆积上述金属原子和 / 或金属分子。此时， 向真空中注入氩 (Ar) 气 27， 一边 向成为被覆体的层叠体和金属块施加直流电压， 一边使离子化的氩与金属块碰撞， 使飞出 的金属材料在上述层叠体上形成金属被膜。
图 5 是本发明另一个实施例的将支撑橡胶层 12 配置于导电橡胶层叠体 9 的一个 侧面的带金属被膜的导电橡胶部件 13 的例子， 图 6 是又一个实施例的将支撑橡胶层 12 配 置于导电橡胶层叠体 9 的两个侧面的带金属被膜的导电橡胶部件 14 的例子。两图中的支 撑橡胶层 12 使用 JIS 硬度 (JIS K6253) 为 55 度以下的绝缘性橡胶。在上述导电性橡胶层 1 和绝缘性橡胶层 2 的层叠体 9 的侧面层叠未硫化状态的 JIS 硬度为 55 度以下的绝缘性 橡胶 12， 然后在加压下硫化， 使各层的边界部分通过硫化反应而一体化。即， 通过交联而自 胶粘。如此得到导电橡胶层叠体 13、 14。优选层叠体 9 的纵长 ( 高度 ) 为 50 ～ 200mm， 横 长为 50 ～ 200mm， 厚度 ( 宽 ) 为 50 ～ 200mm。支撑橡胶层 12 的厚度 ( 宽 ) 优选为 0.2 ～ 10mm， 更优选为 0.4 ～ 2.0mm 的范围。
图 7A 是用于收纳本发明的一个实施例的金属一体导电橡胶部件的载带 15 的截面 图， 图 7B 为其俯视图。在载带 15 上形成有用于收纳金属一体导电橡胶部件的收纳部 16。 另外， 以规定的间距形成输送孔 17， 并可自动供给。 图 8 是将本发明的一个实施例的金属一 体导电橡胶部件收纳于载带的说明图。金属一体导电橡胶部件 10 通过沿收纳部 16 的方向 ( 箭头方向 ) 落下而被收纳。 实施例
以下， 用实施例更具体地说明本发明。本发明不限于下述实施例。
( 实施例 1)
关于图 1 ～ 2 所示的导电性橡胶层和绝缘性橡胶层交替平行地层叠而成的层叠 体的导电性橡胶材料， 相对于电绝缘硅橡胶 KE530U( 产品名， 信越化学工业公司制 )100 重量份， 混合作为导电性填料的平均粒径为 20μm 的银涂敷玻璃粉 S3000( 产品名， 东芝 Ballotini 公司制 )300 重量份， 进而均匀地混炼作为硫化剂的含有 50 重量％ 2， 5- 二甲 基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己烷的硫化剂 RC-4( 产品名， Dow Corning Toray Silicone 株式会社制 )5 重量部。用 ASTMD991 法测定本混合物的体积电阻率， 结果为 0.07Ω·cm。 接着， 用轧制辊轧制， 制作厚 5mm 的轧制薄片。
接着， 关于绝缘橡胶材料， 将硅橡胶 SH861U( 产品名， Dow CorningToray Silicone 公司制 )100 重量部和含有 50 重量％ 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己烷的硫化 剂 RC-4( 产品名， Dow Corning Toray Silicone 株式会社制 )1 重量部均匀地混炼。根据 JIS-K6249， 测定本混合物的体积电阻率， 结果为 2×1014Ω·cm。接着， 用轧制辊轧制， 制作 厚度为 5mm 的轧制薄片。
将如上所述那样得到的两种类的导电橡胶和绝缘橡胶的轧制薄片互相贴合后， 使用轧制辊， 将厚度为 10mm 的贴合薄片轧制至厚度为 5mm。然后， 将轧制后的薄片分 成 2 等份后重叠形成 10mm 厚度， 然后反复进行数次的同样的轧制， 直至最终导电层的尺 寸为 0.05mm( 体积电阻率为 0.2Ω·cm 以下 )、 绝缘层的尺寸为 0.05mm( 体积电阻率为 100MΩ· cm 以上 )。2 层变 4 层， 4 层变 8 层， 8 层变 16 层， 16 层变 32 层 ... 这样反复轧制。
将如此制得的导电橡胶和绝缘橡胶的未固化的层叠体多层层叠， 并插入模具内， 一边向层叠、 高度方向进行 3％的压缩， 一边在 150℃下进行 4 小时的加热硫化， 得到固化层 叠体。
将该层叠体沿层叠方向垂直地按 2.5mm 的厚度裁剪成切片而得到切片体。接着， 放入热风循环式烘箱中， 经过 150 ℃下、 1 小时的 2 次硫化工序， 制成纵长为 10cm、 横长为 10cm、 厚度为 2.5mm 的切片体。
接着， 向上述切片层叠体的安装金属被膜的面上涂布硅烷偶联剂， 即用异丙醇将 3- 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷制成 10 重量％的溶液后涂布， 常温 (25℃ ) 下干燥 1 小时， 进行表面的密合前处理。
接着， 进行溅射加工。首先， 对切片体的一个面实施用金属薄板保护的对策， 完成 准备。按图 3 所示的方法， 在切片体的一个面形成厚度为 0.05μm 的镍被膜。
将如此得到的纵长为 10cm、 横长为 10cm、 厚度为 2.5mm 的带金属被膜的导电橡 胶薄片以金属被膜位于下侧的方式用两面胶固定于裁剪用板上， 用裁剪刀裁成宽 1mm、 长 3mm， 得到金属一体导电橡胶。用激光位移计测定得到的切断部分的毛刺· 翘曲 ( 图 4 的箭 头 a)， 结果为 8.6 ～ 1μm， 完全满足焊接表面安装部件的毛刺· 翘曲的容许值 80μm 以下。 图 4 所示的导电橡胶层 1 的厚度为 0.03mm， 绝缘橡胶层 2 的厚度为 0.07mm， 金属被膜 ( 镍 被膜 )3 的厚度为 0.05μm、 表面的平坦度在 20μm 以下。
对得到的金属一体导电橡胶的特性进行评价。 根据 JIS K 6262 的标准测定压缩永 久变形 ( 压缩率为 25％， 保持条件为 24 小时 )， 结果压缩永久变形值为 21％。与此相对， 图 9 所示的目前的导电橡胶 ( 金属箔一体导电橡胶 ) 在同条件下的压缩永久变形值为 41％。 另外， 本发明的实施例品在 10％压缩时的电阻值变化率为 8％， 在单独的导电橡胶 ( 不与绝 缘橡胶层叠 ) 的情况下， 10％压缩时的电阻值变化率为 23％。
将得到的产品在印刷基板的镀金电极 ( 纵长为 1.2mm， 横长为 3.2mm) 上进行回流 焊安装。 峰值温度为 250℃， 焊膏使用 Sn-3Ag-0.5Cu。 在本实施例品和印刷基板之间得到 6N 的焊接强度。 另外， 在印刷基板上进行回流焊安装后， 测定电流 1.0mA 时的电阻值为 0.8Ω。
( 实施例 2)
关于图 1 ～ 2 所示的导电橡胶层和绝缘橡胶层交替平行地层叠而成的层叠体的橡 胶材料， 相对于电绝缘性硅橡胶 KE530U( 产品名， 信越化学工业公司制 )100 重量份， 混合作 为导电性填料的平均粒径为 20μm 的银涂敷玻璃粉 S3000( 产品名， 东芝 Ballotini 公司 制 )300 重量份， 进而均匀混炼作为硫化剂的含有 50 重量％ 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基 过氧化 ) 己烷的硫化剂 RC-4( 产品名， Dow Corning Toray Silicone 株式会社制 )5 重量 部。用 ASTMD991 法测定本混合物的体积电阻率， 结果为 0.07Ω· cm。接着， 用轧制辊轧制， 制作厚 5mm 的轧制薄片。
关于绝缘橡胶材料， 将硅橡胶 SH861U( 产品名， Dow Corning ToraySilicone 公 司制 )100 重量部和含有 50 重量％ 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己烷的硫化 剂 RC-4( 产品名， Dow Corning Toray Silicone 株式会社制 )1 重量部均匀地混炼。根据 JIS-K6249， 测定本混合物的体积电阻率， 结果为 2×1014Ω·cm。接着， 用轧制辊轧制， 制作 厚度为 5mm 的轧制薄片。
将如上所述那样得到的两种类的导电橡胶和绝缘橡胶的轧制薄片互相贴合后，使用轧制辊， 将厚度为 10mm 的贴合薄片轧制至厚度为 5mm。然后， 将轧制后的薄片分成 2 等份后重叠， 形成 10mm 的厚度， 然后反复进行数次的同样的轧制， 直至最终导电层的尺 寸为 0.05mm( 体积电阻率为 0.2Ω·cm 以下 )、 绝缘层的尺寸为 0.05mm( 体积电阻率为 100MΩ· cm 以上 )。2 层变 4 层， 4 层变 8 层， 8 层变 16 层， 16 层变 32 层 ... 这样反复轧制。
将如此制得的导电橡胶和绝缘橡胶的未固化的层叠体多层层叠， 插入模具内， 一 边向层叠、 高度方向进行 3％的压缩， 一边在 150℃下进行 4 小时的加热硫化， 得到固化层叠 体。
将该层叠体沿层叠方向垂直地按 2.5mm 的厚度裁剪成切片而得到切片体。制成纵 长为 10cm、 横长为 10cm、 厚度为 1.0mm 的切片体。
接着， 关于支撑橡胶材料， 将硅橡胶 SH851U( 产品名， Dow CorningToray Silicone 株式会社制 )100 重量部和含有 50 重量％ 2， 5- 二甲基 -2， 5- 二 ( 叔丁基过氧化 ) 己烷的 硫化剂 RC-4( 产品名， Dow Corning Toray Silicone 株式会社制 )1 重量部均匀混炼。根 据 JIS-K6249， 测定本混合物的体积电阻率， 结果为 2×1014Ω· cm。接着， 用轧制辊轧制， 制 成厚度为 1.1mm 的轧制薄片， 冲裁成与上述切片相同的尺寸 ( 纵长为 10cm， 横长为 10cm)。
将如此制得的切片体和未固化的轧制薄片橡胶交替多层层叠， 插入模具内， 一边 向层叠、 高度方向进行 3％的压缩， 一边在 120℃下进行 1 小时的加热硫化， 得到固化层叠 体。 将该层叠体沿层叠方向垂直地按 2.0mm 的厚度裁剪成切片而得到切片体。接 着， 放入热风循环式烘箱， 经过 150℃下、 1 小时的 2 次硫化工序， 制成纵长为 10cm、 横长为 10cm、 厚度为 2.0mm 的切片体。
接着， 进行溅射加工。首先， 对切片体的一个面实施用金属薄板进行保护的对策， 完成准备。按图 3 所示的方法， 在切片体的一个面上形成厚度为 0.05μm 的镍被膜。
将如此得到的纵长为 10cm、 横长为 10cm、 厚度为 2.0mm 的带金属被膜的导电橡 胶薄片以金属被膜位于下侧的方式用两面胶固定于裁剪用板上， 用裁剪刀裁成宽 2mm、 长 3mm， 得到金属一体导电橡胶 ( 图 6)。用激光位移计测定得到的切断部分的毛刺· 翘曲 ( 图 4、 a)， 结果为 8.6 ～ 1μm， 完全满足焊接表面安装部件的毛刺·翘曲的容许值 80μm 以下。 图 4 所示的导电橡胶层 1 的厚度为 0.03mm， 绝缘橡胶层 2 的厚度为 0.07mm， 金属被膜 ( 镍 被膜 )3 的厚度为 0.05μm、 表面的平坦度在 20μm 以下。
对得到的金属一体导电橡胶的特性进行评价， 在相同尺寸下进行 20％压缩时， 带 金属被膜的导电橡胶 10( 不带部件支撑薄片的产品 ) 的载荷为 5.9N， 而带金属被膜的导电 橡胶 ( 支撑型 ) 部件 13 的载荷值降低为 3.3N。另外， 根据 JIS K 6262 的标准测定本发明 的实施例品的压缩永久变形 ( 压缩率为 25％， 保持条件为 24 小时 )， 结果压缩永久变形值 为 10％。此时的 10％压缩时的电阻值变化率为 8％。
将得到的产品在印刷基板的镀金电极 ( 纵长为 2.2mm， 横长为 3.2mm) 上进行回流 焊安装。峰值温度为 250℃， 焊膏使用 Sn-3Ag-0.5Cu。在本实施例品和印刷基板电极之间 得到 6N 的焊接强度。另外， 在印刷基板上进行回流焊安装后， 测定电流 1.0mA 时的电阻值 为 0.8Ω。
如上所述， 确定本实施例品具有下述优点。
(1) 由于是用压缩永久变形性良好的电绝缘性橡胶层夹持导电性橡胶层的结构，
因此具有高的压缩永久变形性。
(2) 通过将导电性橡胶层夹持在电绝缘性橡胶层之间， 使压缩永久变形性不易劣 化， 压缩接合时的回弹得以持续维持。其结果是， 产品的回弹弹性长期得以维持， 因此经时 的接触电阻的上升减少， 能得到稳定的电连接。
(3) 作为橡胶部件具有良好的低载荷性。
(4) 由于在产品的一个面一体形成可焊接的金属被膜， 因此能制成可在印刷电路 板上回流焊的金属被膜一体的导电橡胶部件。
本发明的金属一体导电橡胶部件用于手机内部等， 特别适合印刷电路板与壳体的 电连接或印刷电路板与施加了导电性金属蒸镀膜的框架内面的电连接。