导电连接件、其制造方法与使用方法
【专利摘要】一种导电连接件，其包含绝缘弹性体与导电弹性体。导电连接件肖氏硬度为5度至90度、其防水能力高达水中压力值0.1公斤力/平方厘米，且永久压缩歪度约10%～20%，长时间压缩应用下，仍具有良好的反弹性、防水及导电功能。
【专利说明】导电连接件、其制造方法与使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种导电连接件、其制造方法与其使用方法。特别是，本发明是涉及一种导电连接件，其包含由液态高分子材料熟化所形成的导电弹性体、其制造方法与其使用方法。本发明的导电连接件，可作为小尺寸电子零件组(electronic part set)中的导电连接件使用。
【背景技术】
[0002]电子零件组中的各单一零件，是分散在零件组中的各处，且各单一零件通常为非弹性体材料，所以各单一零件的间会有大小不一的缝隙，因此具有导电连接功能的弹性体材料可被用于填补缝隙及导通电路。目前市面上具导电连接功能的产品，一般以传统的聚对酞酸乙二酯系的材料制成的导电布，或导电布内包裹聚胺基甲酸酯系的泡棉(foam)，但因泡绵与聚对酞酸乙二酯(polyethylene terephthalate)材料的导电布(electricallyconductive fabric)不具反弹性,经长时间压缩应用后容易产生永久变形,此外,市面上的导电连接功能产品，一般皆以固态材料制成固态产品，且其为达到降低电阻率，必须填充大量的导电添加剂(additives)，但导电添加剂含量越多，通常固态弹性体材料硬度越高，而填入小尺寸的模具时操作越显困难，因此成型后导电连接件的形状及尺寸受到限制，例如一般暴露出的面积最小约为50平方毫米。
【发明内容】
[0003]由于上述的缺点，本发明于是提出一种导电连接件，其由固态的绝缘弹性体材料与液态的导电弹性体材料熟化而成。此绝缘弹性体材料以固态聚硅氧烷高分子(polysiloxane)为基底材料，而此导电弹性体材料则以液态聚硅氧烷高分子为基底材料，同时绝缘弹性体与导电弹性体却分别具有极高与极低的电阻率。液态聚硅氧烷高分子的导电弹性体材料具有优选的流动性，可将其注入较小尺寸的空间中，因此成型后的导电弹性体，导电弹性体材料暴露出来的面积可以小至50?0.5平方毫米。此外，导电连接件的肖氏(Shore Hardness type A)硬度为 5 度至90 度左右，防水能力(water-resistant ability)可达水中压力值0.1公斤力/平方厘米,永久压缩歪度(compression set)约10%至20%,适合用来填满电子零件组的缝隙。
[0004]本发明首先提出一种导电连接件。该导电连接件包含彼此粘合在一起的绝缘弹性体与导电弹性体。绝缘弹性体包含一空穴(cavity)与至少一开口(opening),以及以第一聚娃氧烧高分子材料为基底的第一娃胶基底材料(first silicone - rubber-basedmaterial)。第一硅胶基底材料包含占绝缘弹性体总重99.99%?10%的第一聚硅氧烷高分子材料和0.01%?10%的架桥剂(curing agent)。导电弹性体填入绝缘弹性体的开口中与填满空穴，其包含以第二聚硅氧烷高分子材料为基底的第二硅胶基底材料。第二硅胶基底材料包含占导电弹性体总重10%-94.99%的第二聚硅氧烷高分子材料，0.01%?10%的一白金架桥剂(platinum curing agent)和5%_80%的导电添加剂。[0005]在本发明另一实施方式中，第一娃胶基底材料包含过氧化物架桥剂(peroxidescuring agent)与白金架桥剂其中的至少一种。
[0006]在本发明另一实施方式中，第一硅胶基底材料或第二硅胶基底材料更可视情况独立地包含娃藻土(diatomite)、钦白粉(titanium dioxide)、氧化招(aluminum oxide)、氮化硼(boron nitride)、氮化招(aluminum nitride)、氧化锌(zinc oxide)、氢氧化招(aluminum hydroxide)、氧化续(magnesium oxide)、二氧化娃(silicon oxide)及娃油(silicone oil)其中的至少一种。
[0007]在本发明另一实施方式中，导电添加剂包含银包玻璃粉、碳化镍与奈米碳管其中的至少一种。
[0008]在本发明另一实施方式中，绝缘弹性体材料的体积电阻率(volume resistivity)大于IO12欧姆*厘米。
[0009]在本发明另一实施方式中，导电弹性体材料的体积电阻率小于0.5欧姆*厘米。
[0010]在本发明另一实施方式中，导电连接件在水中压力达0.1公斤力/平方厘米，仍可达到防水功能。
[0011]在本发明另一实施方式中，导电连接件的肖氏硬度为5度至90度。
[0012]在本发明另一实施方式中，绝缘弹性体材料为长条状(long strips)，而导电弹性体材料为复数个孤立岛状多点结构。
[0013]在本发明另一实施方式中，导电连接件依据ASTM D 395的永久压缩歪度为10%?20%。
[0014]本发明其次提出一种制造导电连接件的方法。首先，提供一固态绝缘弹性体材料，其包含以固态聚硅氧烷高分子材料为基底的第一硅胶基底材料。其次，提供一液态导电弹性体材料，其包含以液态聚硅氧烷高分子材料为基底的第二硅胶基底材料，混合第二硅胶基底材料与导电添加剂而成为液态导电弹性体材料。然后，熟化液态导电弹性体材料得到导电弹性体，并同时使其与固态绝缘弹性体材料物理性或化学性结合而得到导电连接件。
[0015]在本发明另一实施方式中，第一娃胶基底材料更包含过氧化物架桥剂，与白金架桥剂其中的至少一种，过氧化物架桥剂与白金架桥剂的总重占绝缘弹性体总重的0.01%?10%。
[0016]在本发明另一实施方式中，第二娃胶基底材料更包含白金架桥剂。
[0017]在本发明另一实施方式中，第一硅胶基底材料或第二硅胶基底材料更可视情况独立地包含娃藻土、钛白粉、氧化招、氮化硼、氮化招、氧化锌、氢氧化招、氧化镁、二氧化娃及硅油其中的至少一种。
[0018]在本发明另一实施方式中，更包含复合(compounding)第二娃胶基底材料而成为所述导电弹性体材料的步骤。
[0019]在本发明另一实施方式中，导电添加剂包含银包玻璃粉(silver coated glassbeads)、碳化镇(nickel carbide)与奈米碳管(carbon nanotube)其中的至少一种。
[0020]在本发明另一实施方式中，导电弹性体的体积电阻率小于0.5欧姆*厘米。
[0021]在本发明另一实施方式中，熟化液态导电弹性体材料前，先在80°C至220°C的温度与20公斤力/平方厘米至200公斤力/平方厘米的压力下，预先熟化固态绝缘弹性体材料而得到绝缘弹性体，绝缘弹性体包含空穴与至少一开口，任一开口的面积可为50?0.5平方毫米。
[0022]在本发明另一实施方式中，将液态导电弹性体材料填入绝缘弹性体其中至少一开口与填满空穴。
[0023]在本发明另一实施方式中，在80°C至220°C的温度与20公斤力/平方厘米至200公斤力/平方厘米的压力下，熟化液态导电弹性体材料得到导电弹性体。
[0024]本发明又提出一种使用导电连接件的方法。首先，提供前述的导电连接件。其次，又提供电子零件组(electronic part set),其具有缝隙。然后,压合导电连接件以填满缝隙。
[0025]在本发明一实施方式中，使用液态导电弹性体材料制备的导电连接件，其导电弹性体不被绝缘弹性体所包围而暴露出的其中一单面的面积，可为50~0.5平方毫米，优选可为30~0.5平方毫米，更佳可为10~0.5平方毫米，特佳可小至0.5平方毫米。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1至图6所示为本发明制造导电连接件的方法的一种优选实施例。
[0027]图7所示为本发明制造导电连接件的一种优选实施例。
[0028]图8所示为本发明制造导电连接件的另一种优选实施例。
[0029]图9至图10所示为本发明导电连接件形状的优选实施例。
[0030]图11所示为测试本发明导电连接件防水特性的设备。
[0031]图12至图13所示为使用本发明导电连接。
[0032]其中，附图标记说明如下:
[0033]
【权利要求】
1.一种导电连接件，其特征在于，包含: 一绝缘弹性体，其具有一空穴及至少一开口，包含: 一第一硅胶基底材料，其包含占所述绝缘弹性体总重99.99%~10%的第一聚硅氧烷高分子材料，和占所述绝缘弹性体总重0.01%~10%的一架桥剂，其中所述至少一开口面积为50~0.5平方毫米；以及 一导电弹性体，其填入所述绝缘弹性体的所述至少一开口中与填满所述空穴，并包含: 一第二硅胶基底材料，其包含占所述导电弹性体总重10%-94.99%的第二聚硅氧烷高分子材料，和占所述导电弹性体总重0.01%~10%的一白金架桥剂；以及 一导电添加剂占所述导电弹性体总重5%-80%。
2.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述架桥剂包含过氧化物架桥剂与白金架桥剂其中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述第一硅胶基底材料更包含硅藻土、钛白粉、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌、氢氧化铝、氧化镁、二氧化硅与硅油其中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述第二硅胶基底材料更包含硅藻土、钛白粉、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌、氢氧化铝、氧化镁、二氧化硅及硅油其中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述导电添加剂包含银包玻璃粉、碳化镍与奈米碳管其中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述绝缘弹性体的体积电阻率大于IO12欧姆*厘米，且所述导电弹性体的体积电阻率小于0.5欧姆*厘米。
7.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述导电弹性体不被所述绝缘弹性体包围的一单面面积为50~0.5平方毫米。
8.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，其肖氏硬度为5度至90度。
9.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，所述绝缘弹性体为长条状，而所述导电弹性体为多个孤立岛状多点结构。
10.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，依据ASTMD 395的永久压缩歪度为 10% ~20%ο
11.根据权利要求1所述的导电连接件，其特征在于，其防水能力水中压力值最高达0.1公斤力/平方厘米。
12.一种制造导电连接件的方法，其特征在于，包含: 提供一固态绝缘弹性体材料，所述固态绝缘弹性体材料包含一第一硅胶基底材料，所述第一硅胶基底材料包含一固态聚硅氧烷高分子材料； 提供一液态导电弹性体材料，该液态导电弹性体材料包含一第二硅胶基底材料与一导电添加剂，所述第二硅胶基底材料包含一液态聚硅氧烷高分子材料；以及 熟化所述液态导电弹性体材料，使所述液态导电弹性体材料与所述固态绝缘弹性体材料结合，而得到一导电连接件。
13.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，所述第一硅胶基底材料更包含过氧化物架桥剂与白金架桥剂其中的至少一种。
14.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，所述第一硅胶基底材料更包含硅藻土、钛白粉、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌、氢氧化铝、氧化镁、二氧化硅及硅油其中的至少一种。
15.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，所述第二硅胶基底材料更包含占所述导电弹性体材料总重0.01%~10%的白金架桥剂。
16.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，所述第二硅胶基底材料可包含硅藻土、钛白粉、氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化锌、氢氧化铝、氧化镁、二氧化硅及硅油其中的至少一种。
17.根据权利要求16所 述的制造导电连接件的方法，其特征在于，更包含: 复合第二硅胶基底材料而成为所述液态导电弹性体材料。
18.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，所述导电添加剂包含银包玻璃粉、碳化镍与奈米碳管其中的至少一种。
19.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，更包含在80°C至220°C的温度与20公斤力/平方厘米至200公斤力/平方厘米的压力下，熟化所述固态绝缘弹性体材料而得到一绝缘弹性体，所述绝缘弹性体包含一空穴与至少一开口，所述至少一开口的面积为50~0.5平方毫米。
20.根据权利要求19所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，所述液态导电弹性体材料，填入所述至少一开口中与填满所述空穴。
21.根据权利要求12所述的制造导电连接件的方法，其特征在于，在80°C至220°C的温度与20公斤力/平方厘米至200公斤力/平方厘米的压力下，熟化所述液态导电弹性体材料使其与所述绝缘弹性体结合。
22.一种使用导电连接件的方法，包含: 提供一导电连接件，包含: 一绝缘弹性体，其具有一空穴及至少一开口，并包含: 一第一硅胶基底材料，其包含占所述绝缘弹性体总重99.99%~10%的第一聚硅氧烷高分子材料和占所述绝缘弹性体总重0.01%~10%的一架桥剂，其中所述至少一开口面积为50~0.5平方毫米；以及 一导电弹性体，其填入所述绝缘弹性体的所述至少一开口中与填满所述空穴，并包含: 一第二硅胶基底材料，其包含占所述导电弹性体总重10%-94.99%的第二聚硅氧烷高分子材料，和占所述导电弹性体总重0.01%~10%的一白金架桥剂；以及 一导电添加剂占所述导电弹性体总重5%-80% ； 提供一电子零件组，其具有一缝隙；以及 压合所述导电连接件以填满所述缝隙。
23.根据权利要求22所述的使用导电连接件的方法，其特征在于，所述导电添加剂包含银包玻璃粉、碳化镍与奈米碳管其中的至少一种。
24.根据权利要求22所述的使用导电连接件的方法，其特征在于，所述导电连接件防水能力可达水中压力值0.1公斤力/平方厘米。
25.根据权利要求22所述的使用导电连接件的方法，其特征在于，所述导电连接件依据ASTM D 395的永久压缩歪度为10%~20%。
26.根据权利要求22所述的使用导电连接件的方法，其特征在于，所述导电弹性体不被所述绝缘弹性体包围的一单面面积为50~0.5平方毫米。
27.根据权利要求2 2所述的使用导电连接件的方法，其特征在于，所述导电连接件填满所述电子零件组缝隙时，所述电子零件组与所述导电弹性体接触的面积至少为0.5平方毫米。
【文档编号】H01R43/20GK103928781SQ201410012117
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2013年1月10日
【发明者】王鹏程, 蔡渊顺, 陈逸伦 申请人:先锋材料科技股份有限公司