CN100550519C - 柔软性良导电层、各向异性导电片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供操作容易、且导电性优异的导电层以及使用将该导电层附着于导电性部件的基材的各向异性导电片。提供使用多层构成的导电层，即使是在由操作等使基材发生应变的情况下，也不发生破坏的、附着于该基材的柔软性良导电层。该柔软性良导电层具有可附着于由柔韧性材料构成的基材(24)的柔软性良导电层(25)，由至少一组由柔软材料构成的层(例如254)，以及与该柔软材料构成的层(例如254)电气连接的导电性良好的材料构成的层(例如256)构成良导电性的柔软性良导电层(25)。而且，该良导电层(25)适用于在非导电基体中分散导电性部件(24)的各向异性导电片(10)，该良导电层(25)与所述导电性部件(24)相接触。

Description

柔软性良导电层、各向异性导电片及其制造方法
技术领域
本发明是涉及操作容易、电气导电性优异的柔软性良导电层及使其的各向异性导电片。特别是涉及由多层构成的导电层，而且，还是关于使用该多层导电层、存在于基板等电路基板与各种电路部件之间，并将其导通的各向异性导电片。
背景技术
通过真空蒸镀等将导电性良好的金属在基板上作为导电性的层(以下称导电性层)而附着，给予基板以面方向的电导率，在一般的印刷基板中进行。这样的导电性层通常是由一层构成，由于印刷基板的刚性很高，所以在操作时通常不会发生所附着的导电性层的破坏。
但是，在附着导电性层的基板的刚性不充分的情况下，在操作中基板会因弯曲、扭曲、伸长、收缩等而发生应变，该应变传递到该导电层，有使该导电层变形、发生裂纹、直至破坏的情况。为此，认为会引起面方向上的电传导度不充分。
然而，伴随着最近的电子器械也小型化、薄型化，微细电路与电路之间的连接，微细部分与微细的电路之间的连接的必要性在飞跃增大，实行了将各向异性导电性弹性体片插在电子部件和电路基板之间而进行导通的方法。该各向异性导电弹性体片必须控制与其方向相关联的导电性与非导电性。
所谓各向异性导电弹性体片，是指仅一个方向上具有导电性的片。例如，作为各向异性导电弹性体片，有仅在其厚度方向上显示导电性的，也有在厚度方向上加压时才在其厚度方向上显示导电性的导电弹性体片。由于不采用焊接或机械嵌合等手段也能够达到紧密的电气连接，具有能够吸收机械冲击及应变进行软式连接的特长，所以，利用该特长，例如在手机、电子计算机、电子式数码手表、电子照相机、电脑等领域，作为电路装置，例如为了达到印刷电路基板与无线芯片载体，与液晶面板等相互电气连接的连接器而广泛应用。
而且，在印刷电路基板及半导体集成电路等电路装置的电器检查中，为了在作为检查对象的电路装置的至少一面上所形成的被检查电极与检查用电路基板的表面所形成的检查用电极之间达成电气连接，实行在电路装置的被检查电极区域与检查用电路基板的检查用电极区域之间存在有各向异性导电弹性体片的方法。
历来，作为这样的各向异性导电弹性体片，已知的有，将通过并排的金属细线在绝缘体上一体化而制作的各向异性导电块，沿与金属细线垂直的方向切成薄片而制作的导电弹性体片(特开2000-340037号公报)。
在这样的各向异性导电片中，由于是使用金属细线作为导电性层，所以对片的变形抵抗能力强，但是难以使金属细线之间的距离减小，难以确保近年来高集成电路基板及电子部件所要求的细距各向异性导电性。而且，金属细线在使用时受到压缩容易变形，重复使用时容易拔出，有不能充分保证各向异性导电膜的功能的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出，其目的在于提供即使基板刚性很低，即使是在通过操作使基材发生应变的情况下，也能够不被破坏的附着于该基材的柔软性良导电层。而且，使用该柔软性良导电层在导电方向构成高导电性且具有耐久性的各向异性导电片，满足近年来高集成电路基板及电子部件所要求的细距，且不易发生金属等导电材料的脱落。
为了解决以上的问题，在本发明中，是能够附着于由柔韧性材料构成的基材的柔软性良导电层，至少由一组柔软性材料构成的层，和与该柔软性材料构成的层电气接触的由导电性良好的材料构成的层构成柔软性良导电层。而且，该柔软性良导电层，适用于非导电性基体中存在有分散导电部件的各向异性导电片，使该柔软性良导电层与所述导电性部件相接触。
更具体地，本发明能够提供以下产品及方法。
(1)一种柔软性良导电层，其可附着在由柔韧性材料构成的基材上并且具有柔软性，其特征在于，具有由柔软材料构成的柔软层，以及由与该柔软层机械且电气连接的导电性良好的材料构成的良导电层，所述良导电层借助所述柔软层附着在所述基材上，在附着有所述柔软性良导电层的基材与所述柔软性良导电层之间，具有粘接层，该粘接层具有所述柔软性良导电层的良导电层和所述基材的中间的物理和化学性质。
(2)上述(1)中所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述柔软层由柔软的金属构成，所述良导电层由导电性良好的金属构成。
(3)上述(2)中所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述柔软的金属是铟、锡、铅或它们的合金，所述导电性良好的金属是铜、银、金或它们的合金。
(4)上述(1)～(3)中任一项所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述柔软材料的比电阻值，与所述导电性良好的材料的比电阻值相比，至少是两倍或两倍以上。
(5)一种在第一平面上扩展的各向异性导电片，将包含在所述第一平面中的第一方向作为X方向，将包含在所述第一平面中且与该X方向垂直的方向作为Y方向，将与所述X方向及Y方向垂直的方向作为Z方向的情况下，沿Z方向有规定的厚度，在所述第一平面内具有平行的正面与背面，其特征在于，具有在所述第一平面上扩展的非导电性基体、分散在该非导电性基体中由柔韧性材料构成的分散导电部分、以及与所述分散导电部分接触的权利要求1～4中任一项所述的柔软性良导电层，将所述分散导电部分用作由所述柔韧性材料构成的基材。
(6)上述(5)中所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述分散导电部分在所述Z方向上从所述各向异性导电片的正面向背面贯通，所述柔软性良导电层沿着所述分散导电部分的正面设置。
(7)上述(5)中所述的各向异性导电片，其特征在于，所述粘接层是由铟氧化锡构成。
(8)上述(5)中所述的各向异性导电片，其特征在于，所述非导电性基体是由非导电性弹性体构成，所述分散导电部分是由导电性弹性体构成。
(9)上述(5)中所述的各向异性导电片，其特征在于，所述分散导电部分比周围的所述非导电性基体突出。
(10)一种在第一平面上扩展的各向异性导电片，在将包含在所述第一平面中的第一方向作为X方向，将包含在所述第一平面中且与该X方向垂直的方向作为Y方向，将与所述X方向及Y方向垂直的方向作为Z方向的情况下，在Z方向有规定的厚度，在所述第一平面内具有平行的正面与背面，其特征在于，在Y方向上呈相互并排状态具有：在Y方向具有宽度且在X方向延伸的、具有导电性的导电性件和非导电性的非导电性件在X方向交互配置的条纹图案的薄长方形部件，以及在Y方向具有宽度且沿X方向延伸的由非导电性部件构成的非导电性薄长方形部件，其中，权利要求1～4中任一项所述的柔软性良导电层与所述导电性件接触，将所述导电性件用作由所述柔韧性材料构成的基材。
(11)一种制造可挠性各向异性导电片的方法，该可挠性各向异性导电片具有规定的厚度，并且在该厚度的表里分别具有规定的表面与背面，其特征在于，包含以下工序：向由导电性部件构成的导电片的表面附着柔软性良导电层、得到带有柔软性良导电层的导电片的层附着工序；将由该层附着工序所得到的带所述柔软性良导电层的导电片与非导电性的第一非导电片交互重叠而得到第一叠层体的第一叠层工序；将由该第一叠层工序所得到的所述第一叠层体切断为规定厚度而得到斑马纹状片的第一切断工序；将由该第一切断工序所得到的斑马纹状片与非导电性的第二非导电片交互重叠而得到第二叠层体的第二叠层工序；以及将由该第二叠层工序所得到的所述第二叠层体切断为规定厚度的第二切断工序，其中，所述第一叠层工序具有在片间施加偶合剂，使导电片与第一非导电片结合的工序。
在本发明中，提供能够附着于由柔韧性材料构成的基材的柔软性良导电层，由至少一组的由柔软性构成的层，以及与该柔韧柔软性材料构成的层电气接触的导电性良好的材料构成的层所组成的导电性柔软性良导电层。作为柔软性材料，可以考虑导电性高分子等有机材料、无机材料、金属材料等，作为良导电性部件，可以考虑石墨、导电性高分子等有机材料及无机材料、还可以考虑金属材料、或它们的混合物，但并不限于这些材料。这里，在构成材料全部是金属的情况下，也可以将柔软性良导电层称为金属层。这里，所谓由柔韧性材料构成的基板，可以是在操作时、组装或适用于适用部件时、或将柔软性导电层作为制品而使用时等，如果是只有一层的柔软性良导电层，能够变形到由其应变使柔软性良导电层有破损危险程度的基板。例如，由高分子材料及人造橡胶等材料构成的基板，就能够有这样程度的变形，而且，即使是由具有刚性的材料构成的基板，在厚度较薄的情况下，也能够进行这样的变形。一般地，基板是作为基材，可以包含导电性部件或导电性件等。
而且，所谓由柔软材料构成的层，是指对于基板等外部变形自身能够柔软地变形，不容易产生裂纹、破断、及电气断绝的由金属构成的层。而且，所谓由导电性良好的材料构成的层，可以是在使用电导率的环境下比上述柔软性材料的电导率高的材料构成的层。或者是，所述电导性良好的金属的电导率比所述柔软材料的电导率高，希望能够是2倍以上，更希望能够是5倍以上。之所以采用这样的材料的层的组合，是因为发现了并不是仅限于一种材料来满足柔软性与导电性。
例如，作为柔软性金属可以列举出的例子有铟、锡、铅、铟与锡的合金等，根据理化学词典(岩波书店)，铟柔软，其比电阻为8.4×10-6Ωcm，锡的比电阻为11.4×10-6Ωcm、铅的比电阻为20.8×10-6Ωcm。另一方面，作为导电性良好的金属可以列举出的例子有铜、银、金等纯金属以及它们的合金，同样根据理化学词典(岩波书店)，铜的比电阻为1.72×10-6Ωcm，银的比电阻为1.62×10-6Ωcm、金的比电阻为2.2×10-6Ωcm。所以，在柔软性金属的例子其比电阻是导电性良好金属的比电阻的倍数以上。
而且，与由柔软性材料构成的层相电气接触的由导电性良好的金属构成的层，例如，即使在由操作等使由导电性良好的金属构成的层破断，电不能越过所述破断部位而导通的情况下，电能够从接触的由柔软性材料构成的层流过，能够越过上述破断部位而流过即可。如上所述，由于柔软性金属的电导率低，所以一旦越过破断部位，电又向着上述由导电性良好的金属构成的层的破断部位传导。由于是这样的结构，所以由柔软性金属构成的层具有作为电气通道的冗长***的功能。还有，在层间有若干扩散的情况下，能够使层间的结合性提高，结果是可以认为能够使上述多层的功能得到提高。但是，如果过度进行这种扩散则变成完全混合的状态，会使多层的效果减少。
而且，在本发明中的特征为，在非导电性基体中分散有导电性部件的各向异性导电片中，上述柔软性良导电层与所述导电性部件相接触，所述由柔软性材料构成的基材是所述导电性部件。而且，所谓非导电性基体，是指由非导电性部件构成的片状基材，在面方向上使分散的导电性部件绝缘，保证作为各向异性导电片的整体在面方向上的绝缘性的材料。通常，该非导电性基体在各向异性导电片中全部相连(相连续)，形成各向异性导电片，但也可以是不连续。而且，导电性部件分散，意味着一个或一个以上的导电性部件在各向异性导电片的面方向上以相互隔离的状态而存在。这里，有“由柔韧性材料构成的基材是所述导电性部件”，也可以是所述柔软性良导电层直接附着于所述导电性部件。
而且，所谓在所述Z方向上从所述各向异性导电片的表面向背面贯通，意味着可以是导电性部件向片的厚度方向贯通，也可以是一个导电性部件从各向异性导电片的正反两侧的面露出，具有与正面及反面电气接触的功能。而且，柔软性良导电层与所述导电性件相接触，意味着柔软性良导电层与所述导电性件相电气接触。由于柔软性良导电层的导电性比所述导电性件的导电性高，所以在电流平行(并列)流过的情况下，柔软性良导电层的电导率成为作为整体而支配，结果是片的正面与反面之间的电阻值，在附着有柔软性良导电层的情况下变低。
而且，本发明的各向异性导电片的特征还可以是沿着这样在柔软性良导电层的厚度方向上贯通的导电性部件。就是说，在片的厚度方向上流过的电流并行，能够流过导电性部件与柔软性良导电层，片的厚度方向上的导电性，有被柔软性良导电层的电导率所支配的情况。所以，也有片的正面与背面之间的电阻值与柔软性良导电层的电阻值同等即可的情况。
而且，本发明的各向异性导电片特征还在于：具有导电性的导电性件与不具有导电性的非导电性件交互配置构成条纹花样的薄长方形部件，与由非导电性材料构成的非导电性件薄长方形部件交互配置而构成，柔软性良导电层与所述导电性部件相接触。所谓具有导电性，可以是意味着在具有该结构的各向异性导电片的导电方向上具有充分的导电性。通常希望连接端子之间的电阻为100Ω以下(更希望为10Ω以下，最希望为1Ω以下)。而且，所谓交互配置为条纹花样的薄长方形部件，可以是导电性部件与非导电性部件交互配置，使导电性部件与非导电性部件的颜色不同而容易看出条纹的细长部件也可，实际上没有必要看到条纹。这里，导电性部件可以包含导电性件，非导电性部件可以包含非导电性件，还有，上述交互配置，没有必要对薄长方形部件的整体进行，其中一部分为该状态即可。而且，所谓柔软性良导电层与导电件相接触，与上述同样是指电气接触。
而且，在本发明的各向异性导电片中，其特征还可以是到现在为止所述的柔软性良导电层是由粘接层与导电层构成。这里，粘接层是为了使柔软性良导电层与所述导电性部件接触，提高与导电性部件的紧密结合性的层即可。由于柔软性良导电层的导电层的物理、化学性质与导电性部件的物理、化学性质有很大不同，故具有导电层与导电性部件的中间的性质，通过与二者的结合而提高紧密结合性的功能。所以，所述粘接层还具有配置在与以该粘接层作为构成要素的柔软性良导电层相接触的导电性部件一侧的特征。例如，能够减少由于热膨胀系数的不同而引起的应变或吸收该应变。
而且，还可以具有在柔软性良导电层与非导电性基体相接触的情况下，所述粘接层配置在所述非导电性基体一侧的特征。这里，所谓与非导电性基体相接触，可以是意味着柔软性良导电层与非导电性基体相物理(机械地)接触。这是因为非导电性基体是绝缘性的。而且，所谓配置于非导电性基体一侧，可以是意味着粘接层位于导电层与非导电性基体之间。这里，粘接层是为了使柔软性良导电层与所述非导电性基体，提高与非导电性基体的紧密结合性的层即可。由于柔软性良导电层的导电层的物理、化学性质与导电性部件的物理、化学性质有很大不同，故具有导电层与导电性部件的中间的性质，通过使二者结合而提高紧密结合性的功能。所以，所述粘接层还具有，配置在与将该粘接层作为构成要素的柔软性良导电层相接触的导电性部件一侧的特征。例如，能够减少由于热膨胀系数的不同而引起的应变或吸收该应变。
这样的粘接层还可以具有由金属氧化物或金属构成的特征。作为金属氧化物的例子，有氧化铟、氧化锡、氧化钛、以及它们的混合物或化合物等，作为金属的例子可以列举出铬等。例如，该粘接层可以具有是由铟氧化锡(或氧化铟·氧化锡)构成的特征。铟氧化锡(或氧化铟·氧化锡)简称ITO，是具有高导电性的陶瓷材料。而且，所述导电层也可以是由导电性良好的金属构成。这是由于如果是具有比导电性部件高的电传导性的金属，在电流平行(并列)流过的情况下，作为整体的电阻是由该金属的电阻所支配。
进而，在本发明的各向异性导电片中，其特征还可以是非导电性基体由非导电性弹性体构成，导电性部件由导电性弹性体构成。
所谓导电性弹性体是指具有导电性的弹性体，可以是为了降低体积固有电阻(例如1Ω·cm以下)而混入导电性材料的弹性体。具体地，所谓弹性体，可以使用天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈、丁二烯-异丁烯等丁二烯共聚物或共扼二烯烃系橡胶及它们的加氢物、苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二嵌段共聚物等的嵌段共聚物橡胶及它们的加氢物、氯丁二烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚氨酯橡胶、聚酯类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、软质液状环氧树脂橡胶、硅橡胶或氟橡胶等。其中希望使用耐热性、耐寒性、耐药性、耐气候性、电绝缘性、以及安全性优异的硅橡胶。在这样的弹性体中，通过混入金、银、铜、镍、钨、铂、钯、其它纯金属、SUS、磷青铜、铍铜等金属粉末(也可以是薄片、小片、或箔等)，或碳等非金属粉末(也可以是薄片、小片、或箔等)等导电性物质，而构成导电性弹性体。
所谓非导电性弹性体，是指不导电的弹性体，具体地，可以是天然橡胶，聚异戊二烯橡胶、丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈、丁二烯-异丁烯等丁二烯共聚物或共扼二烯烃系橡胶及它们的加氢物、苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二嵌段共聚物等的嵌段共聚物橡胶及它们的加氢物、氯丁二烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚氨酯橡胶、聚酯类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、软质液状环氧树脂橡胶、硅橡胶或氟橡胶等。其中希望使用耐热性、耐寒性、耐药性、耐气候性、电绝缘性、以及安全性优异的硅橡胶。这些非导电性弹性体，由于通常体积电阻高(例如100V下为1MΩ·cm以上)，所以是非导电性。
可以使这些导电性弹性体与非导电性弹性体化学结合，也可以为了结合在它们之间施以偶合剂。这些结合材料是能够将这些部件结合的粘接剂，也包含市场上所销售的粘接剂。具体地，可以是硅烷系，铝系，钛酸盐系等接合剂，硅烷接合剂能够良好地使用。
而且，在本发明的各向异性导电片中，其特征还可以是，所述导电性部件与所述非导电性基体相比突出。这里，所谓突出，是指在各向异性导电片中，导电性部件的部位比非导电性基体部位要厚的情况；水平放置各向异性导电片时非导电性基体部位的上侧面的位置比导电性部件的上侧面的位置低的情况；及/或水平放置各向异性导电片时非导电性基体部位的下侧面的位置比导电性部件的下侧面的位置高的情况。这样，能够更确实地使电子部品及基板的端子电气连接。
进而，在本发明的各向异性导电片的制造方法中，包含以下工序：向由导电性部件构成的导电片的表面附着柔软性良导电层、得到带有柔软性良导电层的导电片(A)的工序；将由所述带有柔软性良导电层的导电片与非导电性部件构成的片(B)交互重叠而得到叠层体(C)的工序；将所述叠层体(C)切断为既定厚度而得到斑马线状片的工序；将所述斑马线状片与非导电性部件构成的片(D)交互重叠而得到叠层体(E)的工序；以及将所述叠层体(E)切断为规定厚度的工序。
这里，所述导电片，可以是单一种类的片，也可以是不同种类片的集合。例如，导电片可以是材质相同但厚度不同的片的集合。在由导电性部件构成的导电片的表面附着柔软性良导电层的工序中，柔软性良导电层可以附着于片的单面或双面。该柔软性良导电层可以由气相法、液相法、固相法中的任意一种或几种的组合而附着，特别希望的是气相法。作为气相法，可以列举出溅射法、蒸镀法等的PVD，以及CVD等方法。在柔软性良导电层是由粘接层与导电层构成时，各个层可以是由相同的方法所附着，也可以是由不同的方法所附着。
所述带有柔软性良导电层的导电片(A)与所述非导电片(B)，与上述导电片同样，可以是单一种类的片，也可以是不同种类片的集合。所谓交互重叠，意味着所述带有柔软性良导电层的导电片(A)与所述非导电片(B)按照任意的顺序相互不同地重叠，也可以进而在所述带有柔软性良导电层的导电片(A)与所述非导电片(B)之间夹持第三片、膜及其它部件。而且，在叠层各片的工序中，还可以在层间实施偶合剂，使层间结合。这样叠层所制作的叠层体(C)，是为了增大片之间的结合性，进一步促进片自身的硫化(cure)，或者是为了其它的目的而进行加热。
所述叠层体(C)，可以由超钢切割机、陶瓷切割机等的刃来切断，可以使用精细切割机等的砂轮来切断，可以使用锯等来切断，也可以由其它的切割机器及切割工具(包括激光切断机等非接触式切断装置)进行切割。还有，在切割过程中，为了防止过热、得到光洁的切割面、或为了其它目的可以使用切割油等切割流体，也可以进行干式切断。而且，可以是切割对象物单独旋转，也可以是与切割机器及工具共同旋转来进行切割，切割的各种条件当然可以根据所切割的所述叠层体(C)而进行适当的选择。所谓以既定的厚度切断，意味着为了得到具有预先决定的厚度的片而进行切断，既定的厚度并非一定是均匀的厚度，厚度可以根据片的部位而发生变化。
在将所述斑马纹状片与所述片(D)交互叠层而得到叠层体(E)的工序中，也可以与上述从片(A)与片(B)得到叠层体(C)的工序相同。而且，在将叠层体(E)切断为既定厚度的工序中，也与上述切断叠层体(C)的工序相同。
附图说明
图1是示意性地表示本发明一个实施例的多层柔软性良导电层的图。
图2是示意性地表示本发明另一个实施例的多层柔软性良导电层，说明其机理的截面图。
图3是在边界上以不同的示意性表示本发明实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的例的截面立体图。
图4是对图3中本发明的一个实施例的带有柔软性良导电层的各向异性导电片的左上部分进行放大的部分放大图。
图5是关于本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法，表示带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片。
图6是关于本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法，是带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片与非导电片的叠层工序的图解。
图7是关于本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法，是对图6中所叠层的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片与非导电片的叠层体的切断工序的图解。
图8是关于本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法，是对图7中切断的片与非导电片进行叠层的工序的图解。
图9是关于本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法，是对图8中进行叠层的叠层体进行切断工序的图解。
图10是表示在本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法中，制作AB片叠层体(C)与斑马纹状片的方法的流程。
图11是表示在本发明的一个实施例的带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的制造方法中，由斑马纹状片等制作各向异性导电片的方法的流程。
图12是本发明另一个实施例中带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的平面图。
图13是图12的本发明的另一实施例中带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的A-A截面图。
图14是图12的本发明的另一实施例中带有多层柔软性良导电层的各向异性导电片的B-B截面图。
具体实施方式
以下参照附图，举出本发明的实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，在实施例中作为本发明的最佳实施例列举的都是具体的材料与数值，所以本发明并不限于这些实施例。
图1是示意性地表示本发明一个实施例的将柔软性良导电层25附着在基材24的情况。基材24是由柔韧性材料所制作的基材，在本实施例中，是由导电性弹性体所制作，这样的弹性体，例如可以是由信越聚合物株式会社等制造。在本实施例中，是由信越聚合物株式会社制造的导电性硅橡胶。是在硅橡胶等弹性体基体中分散碳颗粒而赋予其导电性。
柔软性良导电层25，按照从离开基材24的表面的顺序由以下各层构成：结合层252，由柔软金属所制作的层(柔软层)254，由导电性良好的金属所制作的层(良导电层)256，由柔软金属所制作的层258，由导电性良好的金属所制作的层260，由柔软金属所制作的层262，以及结合层264。本实施例的结合层252、264都是由铟氧化锡所制作，但在其它的实施例中，两结合层也可以都是由不同的材料所制作，也可以一方的结合层是铟氧化锡，另一方结合层是不同的物质。这是由于结合层与基材24及柔软性良导电层的主要部分的物理特性相协调，提高其紧密结合性即可。
本实施例的由柔软金属所制作的层254、258、262全部由相同的材料所制作，但在其它的实施例中，也可以全部是不同的材料，而且，也可以一部分使用相同的材料。本实施例的由柔软金属所制作的层254、258、262是由铟所制作。还有，在其它实施例中，同样的结构中使用了铟锡合金。
本实施例的由导电性良好的金属所制作的层256、260全部由相同的材料所制作，但在其它的实施例中，也可以全部是不同的材料，而且，也可以一方使用不同的材料。本实施例的由导电性良好的金属所制作的层256、260是由铜所制作。
在本实施例中，与结合层252相邻配置了由柔软金属制作的层254，但考虑到基材的应变的影响，配置由柔软金属所制作层254，接着配置由导电性良好的由金属所制作层256更好。而且，由于由导电性良好的金属制作的层256进而被由柔软金属所制作的层258所夹持，所以能够更柔软地对应于基材24的应变。接着，因为具有由导电性良好的金属所制作的层260，与没有的情况相比，能够确保更高的导电性，进而，由于被由柔软金属所制作的层262所夹持，所以不仅能够更柔软地对应于基材24的应变，而且还能够更柔软地对应于结合层264的对面所可能存在的其它基材的应变。这样，由导电性良好的金属所制作的层与由柔软金属所制作的层构成的三明治结构，被认为是更好的实施形式。
本实施例的多层柔软性良导电层，是以基材24作为基板，由溅射附着结合层、柔软层、良导体层而制作，但也可以由其它的方法来制作。在本实施例中，基材24的厚度为50～70μm，结合层252的厚度约为500埃，柔软层254的厚度约为5000埃，良导电层256的厚度约为5000埃，柔软层258的厚度约为5000埃，良导电层260的厚度约为5000埃，柔软层262的厚度约为5000埃，结合层264的厚度约为500埃。这些厚度可以根据使用条件等而进行适当的选择。希望结合层的厚度约为50～2000埃，更希望为100～1000埃，希望柔软层的厚度约为500～20000埃，更希望为1000～10000埃，希望良导电层的厚度约为500～20000埃，更希望为1000～10000埃。
在本实施例中，由结合层及导电层构成的柔软性良导电层的导电层是由3层柔软层、2层良导电层构成，但可以认为层数的增加更有利于承受大的应变，所以应该根据使用条件而进行适当的选择。然而，由于层数过多时制造工序变得复杂，所以也不希望层数过多。
图2是示意性地表示本发明另一个实施例，是取出其一部分导电层的部分放大图。在该图中，从上向下顺次为柔软层2520、良导电层2522、柔软层2524、良导电层2526、柔软层2528、良导电层2530、柔软层2532、良导电层2534、柔软层2536的多层柔软性良导电层。这些柔软层可以全部是相同的材料，也可以是不同的材料，在本实施例中全部使用铟。对于良导电层可以全部是相同的材料，也可以是不同的材料，在本实施例中全部使用铜。
纵向进入的裂纹2600、2602、2604、2606、2608，由进入良导电层的裂纹而成为操作时基材周围产生应变的原因，例如，在单独横向拉伸该柔软性良导电层的情况下，该柔软性良导电层在纵向弯曲时，被认为在承受拉伸应力一侧等情况下就会产生这样应变。本实施例中的这些裂纹主要是由拉伸应力所产生的裂纹，进而向层内延续。所以，在图中横向流过该导电性层(例如2526)的电流，就由该裂纹(例如2602)而成为妨碍。此时，可以认为该层2526的上下的柔软层2524、2528，在裂纹2602的部位接受流过该层2526的电流，能够再一次回到该层2526。
图3是表示使用本发明的柔软性良导电层的实施例的各向异性导电片10。在左上方处是表示该各向异性导电片10的XYZ直角坐标系，本实施例的各向异性导电片10是薄长方形的片，但也可以适用于薄长方形以外的片。各向异性导电片10由非导电性部件构成的薄长方形部件12与导电性部件的导电性件24、28及非导电性部件的非导电性件22、26交互配置的条纹花样薄长方形部件14等进行交互配置而构成。由相邻的所述非导电性部件构成的薄长方形状部件12与条纹花样的薄长方形部件14用偶合剂来结合。条纹花样的薄长方形部件14由非导电性部件22、26等，导电性部件24、28等，以及分别与导电性部件24、28相接触的柔软性良导电层25、29构成。由这些非导电性材料构成的各种部件等为非导电性基体，由这些导电性材料构成的各种部件等为导电性部分或导电部分，在该导电部分分散的情况下，可以作为分散导电部分。所以，分散导电部分分散在非导电性基体中。在本实施例的各向异性导电片中，是使用信越聚合物株式会社制的硅橡胶作为导电性弹性体，使用三菱树脂株式会社制的硅橡胶及信越聚合物株式会社制的硅橡胶作为非导电性弹性体，偶合剂是使用信越聚合物株式会社制的偶合剂。进而，在柔软性良导电层中，使用图1所示的多层的柔软性良导电层。
在图3的左下处，表示了另一个实施例的各向异性导电片的边界的截面。在该实施例中，除了柔软性良导电层在导电性部件的两侧附着之外，其余都与上述实施例具有同样的结构。例如，在非导电性部件502相邻的导电性部件504的两侧附着有柔软性良导电层503、505，使片的厚度方向上的导电性进一步提高。
图4是对图3中的左上部分进行放大的部分放大图，详细地表示了两薄长方形状部件12、14。图3的由非导电性部件构成的薄长方形状部件12，在这里相当于薄长方形状部件20、40。图3的条纹花样的薄长方形部件14，由非导电性部件22、26等，导电性部件24、28等，以及柔软性良导电层25、29等构成的薄长方形状部件，相当于由非导电性部件42、46等，导电性部件44等，以及柔软性良导电层45等构成的薄长方形状部件。就是说，是在非导电性薄长方形状部件20的相邻处配置有由非导电性部件22、26等，导电性部件24、28等，以及柔软性良导电层25、29等构成的薄长方形状部件，与之相邻配置有非导电性的薄长方形部件40，进而与之相邻配置有由非导电性部件42、46等，导电性部件44等，以及柔软性良导电层45等构成的薄长方形状部件的结构。这些薄长方形状部件的厚度，在本实施形式中都大体相同(T)。如上所述，相邻的两薄长方形状部件由偶合剂而相互结合，构成条纹花样的薄长方形部件14的相邻的带有柔软性良导电层的导电性部件及非导电性部件也由偶合剂而相互结合，构成图3所示的一枚的片。这里，结合的偶合剂是非导电性，确保片的面方向上的非导电性。
最左上的柔软性良导电层25，由厚度分别为1t21-1及1t21-3的粘接层242、246，与厚度为1t21-2的导电层244构成。同样，其它的柔软性良导电层29、45，分别由粘接层282、286与导电层284，粘接层442、446与导电层444构成。在本实施例中，粘接层是配置在导电层的两侧，但在其它的实施例中也可以考虑仅在任意的一侧配置。但是，最好是这样的粘接层至少在导电性部件与导电层之间存在。
非导电性薄长方形状部件20、40等的宽度分别为t31、t32、...、t3k(k为自然数)，条纹花样的薄长方形部件14的宽度分别为t41、...、t4k(k为自然数)。这些宽度在本实施例中全部为同一，但在其它的实施例中，可以是全部同一，也可以是全部不同。这些宽度，能够在后述的本实施例的各向异性导电片的制造方法中容易地调整。而且，条纹花样的薄长方形部件14，由长度为1t11、...、1t1m(m为自然数)；2t11、2t12、2t13、...、21t1n(n为自然数)；...的非导电性部件22、26、...、42、46、...，导电性部件24、28、...、44、...，柔软性良导电层25、29、...、45、...构成。这些非导电性部件与导电性部件的长度在本实施例中全部为同一，但在其它的实施例中，可以是全部同一，也可以是全部不同。这些长度，能够在后述的本实施例的各向异性导电片的制造方法中容易地调整。还有，在本实施例中，条纹花样的薄长方形部件的导电性部件的长度约为50μm，非导电性部件的长度约为30μm，条纹花样的薄长方形部件的宽度为50μm，非导电性的薄长方形部件的宽度约50μm，在其它的实施例中，可以比这些长(或大)，也可以比这些短(或小)。
本实施形式的最左上的柔软性良导电层25，由连接于导电性部件24的粘接层242，连接于该粘接层242的导电层244，以及连接于该导电层244的粘接层246构成，粘接层246与非导电性部件26相连接。将形成与图1的各部分相对照，粘接层242相当于粘接层252，导电层244由柔软层254、258、262与良导电层256、260构成，粘接层246相当于粘接层264。
一般地，作为柔软性良导电层，希望导电性部件的长度(例如1t21)更薄，更希望在1/10之下，特别希望在1/50之下。在薄长方形状部件40等的宽度为0.1mm以上的长的情况下，希望导电薄层(金属制的情况下为金属层)的厚度为10μm以下。例如，在本实施形式中，粘接层242的厚度1t21-1约为500埃，导电层244的厚度1t21-2约为5000埃，粘接层246的厚度1t21-3约为500埃。
在本实施形式的情况下，重复的间隔相当于两个相邻的异种弹性体长度之和用2除所得的数值，即[(kt1m+kt2m)/2]或[(kt1m+kt2(m-1))/2]。这里，未考虑粘接层的厚度，是由于与通常这些长度相比特别小(在厚的情况下希望能够考虑)。作为各向异性导电片整体，可以使用这些数值的平均值，可以使用最小值，也可以使用片的必要的情况下的平均值或最小值。使用平均值的情况下，表示了作为片整体的细距性能，使用最小值时，是考虑了规定能够保证的最小端子间间隔。而且，在配置了比较均匀的导电性弹性体的情况下，在条纹花样的薄长方形部件中，还可以使用单位长度上导电性弹性体出现的次数及导电性弹性体的累计长度。在本实施例中，在使用平均或最小值时重复间隔约为40μm，单位长度上导电性弹性体的累计长度约为0.6mm/mm。
本实施例的各向异性导电片是将上述宽度与长度相加而表示其尺寸，但并不限于宽度及长度，而且也不限于厚度T。但是，在为了连接电路基板与电子部件的端子而使用的情况下，希望是与这些尺寸相匹配的大小。在这种情况下，通常是0.5～3.0cm×0.5～3.0cm，厚度为0.5～2.0mm。
从图5到图9中，对上述实施例的各向异性导电片的制造方法加以说明。在图5中，表示了柔软性良导电层250附着于其上的导电片71。该柔软性良导电层250可以由各种方法进行附着，在本实施例中是由溅射法所附着。就是说，以导电片71作为基板，调整与制作的柔软性良导电层的成分相一致的靶材，通过溅射装置而附着柔软性良导电层。由于本实施例的导电片为导电性弹性体，所以下工夫使基板的温度不上升过高即可。例如，可以使用磁控管溅射及离子束溅射等方法。
在图6中，表示了准备有附着有柔软性良导电层的导电片(A)70及非导电片(B)80，由这些将各片交互堆积而制作AB叠层体(C)90。在堆积中途的AB叠层体(C)90上，进而堆积非导电片(B)82，在其上堆积附着有柔软性良导电层的导电片(A)72。在这些片之间施以粘接剂，使层间结合。在堆积中途的AB叠层体(C)90的最下面，设置有非导电片(B)83，可以认为该片的厚度与图4中的1t11相当，接着上面的导电片(A)73的厚度与图4中的1t21相当，顺次地，片84、74、85、75的厚度，分别与图3及图4中的导电性件及非导电性件的长度相当。就是说，图3及图4的条纹花样薄长方形部件14中非导电性件及附着有柔软性良导电层的导电性件的长度，可以根据这些片的厚度的变化而自由地改变。同样地，薄长方形状非导电性部件40所夹持的条纹花样薄长方形部件的各种部件的长度(导电性件及非导电性件的长度)，与对应的非导电片(B)及导电片(A)的厚度相对应。通常这些厚度约为80μm以下，作为细距希望约为50μm以下。在本实施例中，将厚度调整为非导电性部件的长度约为30μm，导电性部件的长度约为50μm。
还有，在导电片(A)与非导电片(B)的交互堆积中，可以包含连续堆积2枚以上的导电片(A)，再堆积1枚以上的非导电片(B)的情况。而且，也包含连续堆积2枚以上的非导电片(B)，再堆积1枚以上的导电片(A)的情况。
图7是表示通过上述工序制作的AB叠层体(C)92进行切断的工序。AB叠层体(C)92由1-1切断线进行切断，使所得到的条纹花样的薄长方形片91的厚度为所希望的t4k(k为自然数)。该厚度t4k，相当于图3及图4中的t41。这样，图3及图4中的条纹花样薄长方形部件14的宽度就能够自由地调整，可以是全部同一，也可以是不同，通常为80μm以下，更希望为50μm以下。在本实施例中约为50μm。
图8是从上述工序所制作的斑马纹状片93及非导电片(D)80，由这些片交互堆积而制作斑马纹-D片叠层体(E)。在堆积中途的斑马D片叠层体(E)100上，进而堆积非导电片(D)84，在其上堆积斑马纹状片94。在这些片之间施以粘接剂，使层间结合。在堆积中途的斑马纹-D片叠层体(E)100的最下面，设置有非导电片(D)87，可以认为该片的厚度与图4中非导电性薄长方形部件12的宽度t31相当，接着上面的斑马纹状片97的厚度与图4中的t41相当，顺次地，非导电片(D)89的厚度，分别与图4中的t32相当。就是说，图3及图4的两种类的薄长方形部件12、14的宽度，可以根据这些片的厚度的变化而自由地改变。通常这些厚度约为80μm以下，作为细距希望约为50μm以下。在本实施例中，将非导电性薄长方形部件12的宽度调整为约30μm，将条纹花样薄长方形部件14的宽度调整为约50μm。
图9是表示对由上述工序制作的斑马纹-D片叠层体(E)102进行切断的工序。斑马D片叠层体(E)102由2-2切断线进行切断，使所得到的各向异性导电片104的厚度为所希望的T。所以，通常难以制作的薄各向异性导电片及厚各向异性导电片都能够容易地进行。通常约为1mm左右，薄的情况下可以为100μm以下(特别希望时为50μm以下)，也可以为数mm。在本实施形式中，约为1mm。
图10及图11是表示上述各向异性导电片的制造方法的流程图。图10表示斑马纹状片的制作工序。首先，将柔软性良导电层附着于导电片(A)(S-01)。在本实施例中是由溅射法仅在导电片的单侧制作柔软性良导电层。将这样附着有柔软性良导电层的导电片(A)为了在下一工序中使用而储存(S-02)。接着，将非导电片(B)放置在为了重叠的既定位置(S-03)。作为可自由选择的，在所述非导电片(B)上施以粘接剂(S-04)。在其上放置附着有柔软性良导电层的导电片(A)(S-05)。检测所叠层的AB片叠层体(C)的厚度(或高度)是否达到了所希望的厚度(或高度)(S-06)。如果达到了所希望(既定)的厚度，则进入第一切断工序(S-10)，如果未达到所希望的厚度(或高度)，则作为可自由选择的在所述导电片(A)上施以粘接剂(S-07)。将非导电片(B)置于其上(S-08)。检测所叠层的AB片叠层体(C)的厚度(或高度)是否达到了所希望的厚度(或高度)(S-09)。如果达到了所希望(既定)的厚度，则进入第一切断工序(S-10)，如果未达到所希望的厚度(或高度)，则回到上述S-04工序，作为可自由选择的在所述导电片(A)上施以粘接剂。在第一切断工序(S-10)中，可以是每次一枚，也可以是多枚同时切成斑马纹状片，将斑马纹状片进行保存(S-11)。
图11是表示由斑马纹状片与非导电性部件制作各向异性导电片的工序。首先，将非导电片(D)放置在为了重叠的既定位置(S-12)。作为可自由选择的，在所述非导电片(D)上施以粘接剂(S-13)。在其上放置斑马纹状片(S-14)。检测所叠层的斑马纹-D片层叠体(E)的厚度(或高度)是否达到了所希望的厚度(或高度)(S-15)。如果达到了所希望(既定)的厚度，则进入第二切断工序(S-19)。如果未达到所希望的厚度(或高度)，则作为可自由选择的在所述斑马纹状片上施以粘接剂(S-16)。将非导电片(D)置于其上(S-17)。检测所叠层的斑马纹-片叠层体(E)的厚度(或高度)是否达到了所希望的厚度(或高度)(S-18)。如果达到了所希望(既定)的厚度，则进入第二切断工序(S-19)，如果未达到所希望的厚度(或高度)，则回到上述S-13工序，作为可自由选择的在所述斑马纹状片上施以粘接剂。在第二切断工序(S-19)中，可以是每次一枚，也可以是多枚同时切成斑马纹状片(S-19)。
图12、图13、及图14是表示另一个实施例。在该实施例中，使用已经加硫的导电片与未加硫的非导电片，由上述方法制作了各向异性导电片110。图13及图14是表示该各向异性导电片110的A-A截面及B-B截面。从这些图可知，在片的表面，由于带有柔软性良导电层(125、129、133、149)的导电性部件124、128、132、148为凸的状态，比非导电性部件122、126、130、134、120、140、160突出，所以接触的信赖性高。成为这样的形状，是由于加热硫化时橡胶的收缩而造成。
以上，本发明的柔软性良导电层，即使是在良导电层中发生裂纹的情况下也不会丧失其良导电性。适用了本发明这样的柔软性良导电层的各向异性导电片，不仅能够在确保面方向上绝缘性的同时满足厚度方向上的高导电性，而且非导电性部件及导电性部件长度等尺寸能够自由地设计，能够达到高集成化所希望的细距。

Claims (11)

1.一种柔软性良导电层，其可附着在由柔韧性材料构成的基材上并且具有柔软性，其特征在于，具有由柔软材料构成的柔软层，以及由与该柔软层机械且电气连接的导电性良好的材料构成的良导电层，所述良导电层借助所述柔软层附着在所述基材上，
在附着有所述柔软性良导电层的基材与所述柔软性良导电层之间，具有粘接层，该粘接层具有所述柔软性良导电层的良导电层和所述基材的中间的物理和化学性质。
2.根据权利要求1所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述柔软层由柔软的金属构成，所述良导电层由导电性良好的金属构成。
3.根据权利要求2所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述柔软的金属是铟、锡、铅或它们的合金，所述导电性良好的金属是铜、银、金或它们的合金。
4.根据权利要求1所述的柔软性良导电层，其特征在于，所述柔软材料的比电阻值，与所述导电性良好的材料的比电阻值相比，至少是两倍或两倍以上。
5.一种在第一平面上扩展的各向异性导电片，将包含在所述第一平面中的第一方向作为X方向，将包含在所述第一平面中且与该X方向垂直的方向作为Y方向，将与所述X方向及Y方向垂直的方向作为Z方向的情况下，沿Z方向有规定的厚度，在所述第一平面内具有平行的正面与背面，其特征在于，具有在所述第一平面上扩展的非导电性基体、分散在该非导电性基体中由柔韧性材料构成的分散导电部分、以及与所述分散导电部分接触的权利要求1～4中任一项所述的柔软性良导电层，
将所述分散导电部分用作由所述柔韧性材料构成的基材。
6.根据权利要求5所述的各向异性导电片，其特征在于，所述分散导电部分在所述Z方向上从所述各向异性导电片的正面向背面贯通，所述柔软性良导电层沿着所述分散导电部分的正面设置。
7.根据权利要求5所述的各向异性导电片，其特征在于，所述粘接层是由铟氧化锡构成。
8.根据权利要求5所述的各向异性导电片，其特征在于，所述非导电性基体是由非导电性弹性体构成，所述分散导电部分是由导电性弹性体构成。
9.根据权利要求5所述的各向异性导电片，其特征在于，所述分散导电部分比周围的所述非导电性基体突出。
10.一种在第一平面上扩展的各向异性导电片，在将包含在所述第一平面中的第一方向作为X方向，将包含在所述第一平面中且与该X方向垂直的方向作为Y方向，将与所述X方向及Y方向垂直的方向作为Z方向的情况下，在Z方向有规定的厚度，在所述第一平面内具有平行的正面与背面，其特征在于，
在Y方向上呈相互并排状态具有：在Y方向具有宽度且在X方向延伸的、具有导电性的导电性件和非导电性的非导电性件在X方向交互配置的条纹图案的薄长方形部件，以及在Y方向具有宽度且沿X方向延伸的由非导电性部件构成的非导电性薄长方形部件，
其中，权利要求1～4中任一项所述的柔软性良导电层与所述导电性件接触，
将所述导电性件用作由所述柔韧性材料构成的基材。
11.一种制造可挠性各向异性导电片的方法，该可挠性各向异性导电片具有规定的厚度，并且在该厚度的表里分别具有规定的表面与背面，其特征在于，包含以下工序：
向由导电性部件构成的导电片的表面附着柔软性良导电层、得到带有柔软性良导电层的导电片的层附着工序；
将由该层附着工序所得到的带所述柔软性良导电层的导电片与非导电性的第一非导电片交互重叠而得到第一叠层体的第一叠层工序；
将由该第一叠层工序所得到的所述第一叠层体切断为规定厚度而得到斑马纹状片的第一切断工序；
将由该第一切断工序所得到的斑马纹状片与非导电性的第二非导电片交互重叠而得到第二叠层体的第二叠层工序；以及
将由该第二叠层工序所得到的所述第二叠层体切断为规定厚度的第二切断工序，
其中，所述第一叠层工序具有在片间施加偶合剂，使导电片与第一非导电片结合的工序。
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