JP3675301B2

JP3675301B2 - Anisotropic conductive sheet

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Publication number: JP3675301B2
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Authority: JP
Inventors: 直史安田
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Current assignee: JSR Corp
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Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-05-17
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子部品などの回路装置相互間の電気的接続や、プリント回路基板、半導体集積回路などの回路装置の検査装置におけるコネクターとして好ましく用いられる異方導電性シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
異方導電性シートは、厚み方向にのみ導電性を示すもの、または厚み方向に加圧されたときに厚み方向にのみ導電性を示す加圧導電性導電部を有するものであり、ハンダ付けあるいは機械的嵌合などの手段を用いずにコンパクトな電気的接続を達成することが可能であること、機械的な衝撃やひずみを吸収してソフトな接続が可能であることなどの特長を有するため、このような特長を利用して、例えば電子計算機、電子式デジタル時計、電子カメラ、コンピューターキーボードなどの分野において、回路装置、例えばプリント回路基板とリードレスチップキャリアー、液晶パネルなどとの相互間の電気的な接続を達成するためのコネクターとして広く用いられている。
【０００３】
また、プリント回路基板や半導体集積回路などの回路装置の電気的検査においては、検査対象である回路装置の一面に形成された被検査電極と、検査用回路基板の表面に形成された検査用電極との電気的な接続を達成するために、回路装置の被検査電極領域と検査用回路基板の検査用電極領域との間に異方導電性シートを介在させることが行われている。
【０００４】
従来、このような異方導電性シートとしては、種々の構造のものが知られており、例えば特開昭５１−９３３９３号公報等には、金属粒子をエラストマー中に均一に分散して得られる異方導電性シート（以下、これを「分散型異方導電性シート」ともいう。）が開示され、また、特開昭５３−１４７７７２号公報等には、導電性磁性体粒子をエラストマー中に不均一に分布させることにより、厚み方向に伸びる多数の導電路形成部と、これらを相互に絶縁する絶縁部とが形成されてなる異方導電性シート（以下、これを「偏在型異方導電性シート」ともいう。）が開示され、更に、特開昭６１−２５０９０６号公報等には、導電路形成部の表面と絶縁部との間に段差が形成された偏在型異方導電性シートが開示されている。
これらの異方導電性シートにおいては、弾性高分子物質よりなる基材中に導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されており、多数の導電性粒子の連鎖によって導電路が形成される。
【０００５】
そして、分散型異方導電性シートにおいては、導電性粒子が面方向に分散した状態で含有されており、接続すべき回路装置の電極によって適宜の個所が厚み方向に加圧されたときに、当該加圧された個所において厚み方向の抵抗値が減少して導電路が形成されるため、当該異方導電性シートと回路装置との位置合わせが不要であり、従って、電気的接続作業を容易に行うことができる利点がある。
然るに、分散型異方導電性シートは、厚み方向に押圧されることにより、厚み方向に圧縮されて面方向に伸びるよう変形するため、接続すべき回路装置の電極のピッチが小さいものである場合には、形成される導電路間の絶縁性が十分に確保されず、その結果、所要の電気的接続を達成することが困難である、という問題がある。
以上において、形成される導電路間の絶縁性を確保するためには、異方導電性シート中の導電性粒子の含有割合を小さくする手段や、異方導電性シートに作用される加圧力を小さくする手段が考えられるが、このような手段では、当該異方導電性シートの厚み方向に良好な導電性が得られない。
【０００６】
一方、偏在型異方導電性シートにおいては、例えば接続すべき回路装置の電極に対応するパターンに従って厚み方向に伸びる多数の導電路形成部が形成されており、これらの導電路形成部は絶縁部によって相互に絶縁されているため、電極のピッチが小さい回路装置に対しても所要の電気的接続を達成することができる利点がある。
然るに、偏在型異方導電性シートと回路装置との電気的接続作業においては、偏在型異方導電性シートを回路装置に対して特定の位置関係をもって保持固定することが必要であり、回路装置の電極のピッチが小さくなるに従って偏在型異方導電性シートの位置合わせおよび保持固定が困難となる、という問題がある。
【０００７】
更に、従来の異方導電性シートにおいては、以下のような問題がある。
半導体集積回路などの回路装置の電気的検査においては、回路装置の潜在的欠陥を発現させるため、バーンイン試験やヒートサイクル試験が行われているが、このような試験においては、一旦は異方導電性シートと回路装置との良好な電気的接続状態が実現された場合であっても、温度変化による熱履歴を受けると、熱膨張の程度が回路装置を構成する材料と異方導電性シートを構成する材料との間で大きく異なるため、電気的接続状態が変化して安定な接続状態が維持されない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、接続すべき回路装置の電極のピッチが小さいものである場合にも、所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、良好な電気的接続状態が維持される異方導電性シートを提供することにある。
本発明の他の目的は、接続すべき回路装置に対する位置合わせ作業が不要で、接続すべき回路装置の電極のピッチが小さいものである場合にも、所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、良好な電気的接続状態が維持される異方導電性シートを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の異方導電性シートは、絶縁性の弾性高分子物質中に導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなる異方導電性シート本体と、
この異方導電性シート本体の周縁部を保持する保持部材とよりなり、
前記異方導電性シート本体は、その面方向に伸張された状態で保持部材に保持されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の異方導電性シートにおいては、前記異方導電性シート本体が互いに交差する複数の方向に伸張されていることが好ましい。
また、前記異方導電性シート本体の伸張率が５〜１００％であることが好ましい。
また、前記異方導電性シート本体の厚みが、伸張されていない状態において０．０３〜０．５ｍｍであることが好ましい。
また、前記異方導電性シート本体における導電性粒子の厚み方向に並ぶ数が３〜２０個であることが好ましい。
また、前記異方導電性シート本体を構成する弾性高分子物質は、１５０℃における圧縮永久歪みが３５％以下の液状シリコーンゴム硬化物であることが好ましい。
また、前記異方導電性シート本体を構成する弾性高分子物質は、引き裂き強度が７ｋＮ／ｍ以上の液状シリコーンゴム硬化物であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の異方導電性シートにおいては、前記異方導電性シート本体における導電性粒子は、面方向に分散された状態で含有されていることが好ましい。このような異方導電性シートにおいては、前記異方導電性シート本体における導電性粒子の割合が、体積分率で５〜３０％であることが好ましい。
【００１２】
【作用】
（１）異方導電性シート本体がその面方向に伸張されることにより、厚み方向に並ぶ導電性粒子による連鎖間の離間距離が長くなると共に、当該異方導電性シート本体にはその厚み方向に縮むよう応力が作用するため、一の連鎖を形成する導電性粒子同士が接近して当該導電性粒子間の電気的接続性が高くなる。従って、形成される導電路間の絶縁性が高く、しかも、小さい加圧力で良好な導電性が得られるので、接続すべき回路装置の電極のピッチが小さいものである場合にも、所要の電気的接続が確実に達成される。
（２）異方導電性シート本体がその面方向に伸張されているため、温度変化による熱履歴を受けた場合には、異方導電性シート本体の面方向においては、当該異方導電性シート本体に作用する伸張力が変化するだけで寸法変化が生じることが少ない。従って、温度変化による熱履歴を受けた場合であっても、良好な電気的接続状態が確実に維持される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の異方導電性シートについて詳細に説明する。
図１は、本発明の異方導電性シートの一例における構成を示す説明用断面図である。この異方導電性シート１は、絶縁性の弾性高分子物質中に導電性粒子が含有されてなる異方導電性シート本体１０と、この異方導電性シート本体１０の周縁部を保持する保持部材２０とにより構成され、保持部材２０は、矩形の枠状のフレーム板２１と、異方導電性シート本体１０の周縁部を挟持するチャック２２とにより構成されており、チャック２２は、フレーム板２１の内縁部に固定されている。
【００１４】
異方導電性シート本体１０においては、図２に示すように、絶縁性の弾性高分子物質Ｅ中に導電性粒子Ｐが当該異方導電性シート本体１０の厚み方向に並ぶよう配向しており、これにより、導電性粒子Ｐの連鎖Ｃが厚み方向に伸びるよう形成されている。また、導電性粒子Ｐは、異方導電性シート本体１０の面方向に分散された状態で含有されている。このような異方導電性シート本体１０は、その横方向（図１において左右方向）および縦方向（図１において紙面に垂直な方向）の２方向に伸張された状態で、保持部材２０のチャック２２に挟持されている。
そして、伸張された状態の異方導電性シート本体１０は、図３に示すように、伸張されていない状態と比較して、当該異方導電性シート本体１０中の導電性粒子Ｐの連鎖Ｃの各々の離間距離が長くなっており、また、当該連鎖Ｃの各々においては、隣接する導電性粒子Ｐ同士が互いに接近した状態である。
【００１５】
異方導電性シート本体１０の伸張率は、伸張方向の各々において、５〜１００％であることが好ましく、より好ましくは１０〜５０％である。ここで、「伸張率」とは、常温において、伸張されていない状態の長さをＬ₀とし、伸張された状態の長さをＬとしたとき、式：〔（Ｌ−Ｌ₀）／Ｌ₀〕×１００（％）により算出される値をいう。
この伸張率が５％以上であれば、異方導電性シート本体１０の熱膨張による寸法変化の影響が小さいので好ましい。一方、この伸張率が１００％以下であれば、異方導電性シート本体１０における導電性粒子の連鎖による導電路が不安定になることが少なく、抵抗値も小さくなり好ましい。
【００１６】
また、異方導電性シート本体１０の厚みは、伸張されていない状態（図２に示す状態）において０．０３〜０．５ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．０５〜０．３ｍｍである。この厚みが０．０３ｍｍ以上であれば、異方導電性シート本体１０の機械的強度が低下することが少なく、耐久性か良好となるので好ましい。一方、この厚みが０．５ｍｍ以下であれば、伸張した異方導電性シート本体１０の歪みが、当該当該異方導電性シート本体１０全体に均一なものとなりやすく好ましい。
【００１７】
異方導電性シート本体１０を構成する弾性高分子物質Ｅとしては、架橋構造を有する高分子物質が好ましい。架橋高分子物質を得るために用いることのできる硬化性の高分子物質用材料としては、種々のものを用いることができ、その具体例としては、ポリブタジエンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどの共役ジエン系ゴムおよびこれらの水素添加物、スチレン−ブタジエン−ジエンブロック共重合体ゴム、スチレン−イソプレンブロック共重合体などのブロック共重合体ゴムおよびこれらの水素添加物、クロロプレン、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムなどが挙げられる。
以上において、得られる異方導電性シート本体１０に耐候性が要求される場合には、共役ジエン系ゴム以外のものを用いることが好ましく、特に、成形加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
【００１８】
シリコーンゴムとしては、液状シリコーンゴムを架橋または縮合したものが好ましい。液状シリコーンゴムは、その粘度が歪速度１０^-1ｓｅｃで１０⁵ポアズ以下のものが好ましく、縮合型のもの、付加型のもの、ビニル基やヒドロキシル基を含有するものなどのいずれであってもよい。具体的には、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコーン生ゴム、メチルフェニルビニルシリコーン生ゴムなどを挙げることができる。
【００１９】
これらの中で、ビニル基を含有する液状シリコーンゴム（ビニル基含有ポリジメチルシロキサン）は、通常、ジメチルジクロロシランまたはジメチルジアルコキシシランを、ジメチルビニルクロロシランまたはジメチルビニルアルコキシシランの存在下において、加水分解および縮合反応させ、例えば引続き溶解−沈殿の繰り返しによる分別を行うことにより得られる。
また、ビニル基を両末端に含有する液状シリコーンゴムは、オクタメチルシクロテトラシロキサンのような環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として例えばジメチルジビニルシロキサンを用い、その他の反応条件（例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量）を適宜選択することにより得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化ｎ−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば８０〜１３０℃である。
【００２０】
一方、ヒドロキシル基を含有する液状シリコーンゴム（ヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサン）は、通常、ジメチルジクロロシランまたはジメチルジアルコキシシランを、ジメチルヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランの存在下において、加水分解および縮合反応させ、例えば引続き溶解−沈殿の繰り返しによる分別を行うことにより得られる。
また、環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として、例えばジメチルヒドロクロロシラン、メチルジヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランなどを用い、その他の反応条件（例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量）を適宜選択することによっても得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化ｎ−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば８０〜１３０℃である。
【００２１】
液状シリコーンゴムとしては、その硬化物の１５０℃における圧縮永久歪みが３５％以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは２０％以下である。この圧縮永久歪みが３５％以下である場合には、異方導電性シート本体１０はその厚み方向に繰り返して圧縮させたときの耐久性が良好なものとなり好ましい。また、液状シリコーンゴムとしては、その硬化物の２３℃における引き裂き強度が７ｋＮ／ｍ以上のものを用いることが好ましく、より好ましくは１０ｋＮ／ｍ以上である。この引き裂き強度が７ｋＮ／ｍ以上である場合には、異方導電性シート本体１０はその厚み方向に繰り返して圧縮させたときの耐久性が良好なものとなり好ましい。
ここで、液状シリコーンゴム硬化物の圧縮永久歪みおよび引き裂き強度は、ＪＩＳＫ６２４９に準拠した方法によって測定することができる。
【００２２】
このような弾性高分子物質は、その分子量Ｍｗ（標準ポリスチレン換算重量平均分子量をいう。）が１００００〜４００００のものであることが好ましい。また、得られる異方導電性シート本体１０の耐熱性の観点から、分子量分布指数（標準ポリスチレン換算重量平均分子量Ｍｗと標準ポリスチレン換算数平均分子量Ｍｎとの比Ｍｗ／Ｍｎの値をいう。）が２．０以下のものが好ましい。
【００２３】
以上において、異方導電性シート本体１０を得るためのシート成形材料中には、高分子物質用材料を硬化させるための硬化触媒を含有させることができる。このような硬化触媒としては、有機過酸化物、脂肪酸アゾ化合物、ヒドロシリル化触媒などを用いることができる。
硬化触媒として用いられる有機過酸化物の具体例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ビスジシクロベンゾイル、過酸化ジクミル、過酸化ジターシャリーブチルなどが挙げられる。
硬化触媒として用いられる脂肪酸アゾ化合物の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。
ヒドロシリル化反応の触媒として使用し得るものの具体例としては、塩化白金酸およびその塩、白金−不飽和基含有シロキサンコンプレックス、ビニルシロキサンと白金とのコンプレックス、白金と１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサンとのコンプレックス、トリオルガノホスフィンあるいはホスファイトと白金とのコンプレックス、アセチルアセテート白金キレート、環状ジエンと白金とのコンプレックスなどの公知のものが挙げられる。
硬化触媒の使用量は、高分子物質用材料の種類、硬化触媒の種類、その他の硬化処理条件を考慮して適宜選択されるが、通常、高分子物質用材料１００重量部に対して３〜１５重量部である。
【００２４】
また、シート成形材料中には、必要に応じて、通常のシリカ粉、コロイダルシリカ、エアロゲルシリカ、アルミナなどの無機充填材を含有させることができる。このような無機充填材を含有させることにより、当該シート成形材料のチクソトロピー性が確保され、その粘度が高くなり、しかも、導電性粒子の分散安定性が向上すると共に、得られる異方導電性シート本体１０の強度が高くなる。
このような無機充填材の使用量は、特に限定されるものではないが、多量に使用すると、磁場による導電性粒子の配向を十分に達成することができなくなるため、好ましくない。
また、シート成形材料の粘度は、温度２５℃において１０００００〜１００００００ｃｐの範囲内であることが好ましい。
【００２５】
基材中に含有される導電性粒子としては、磁場を作用させることによって容易に異方導電性シート本体１０の厚み方向に並ぶよう配向させることができる観点から、磁性を示す導電性粒子を用いることが好ましい。このような導電性粒子の具体例としては、ニッケル、鉄、コバルトなどの磁性を示す金属の粒子若しくはこれらの合金の粒子またはこれらの金属を含有する粒子、またはこれらの粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に金、銀、パラジウム、ロジウムなどの導電性の良好な金属のメッキを施したもの、あるいは非磁性金属粒子若しくはガラスビーズなどの無機物質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に、ニッケル、コバルトなどの導電性磁性体のメッキを施したもの、あるいは芯粒子に、導電性磁性体および導電性の良好な金属の両方を被覆したものなどが挙げられる。
これらの中では、強磁性体よりなる粒子例えばニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に導電性の良好な金属、特に金のメッキを施したものを用いることが好ましい。
芯粒子の表面に導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば化学メッキまたは電解メッキにより行うことができる。
【００２６】
導電性粒子として、芯粒子の表面に導電性金属が被覆されてなるものを用いる場合には、良好な導電性が得られる観点から、粒子表面における導電性金属の被覆率（芯粒子の表面積に対する導電性金属の被覆面積の割合）が４０％以上であることが好ましく、さらに好ましくは４５％以上、特に好ましくは４７〜９５％である。
また、導電性金属の被覆量は、芯粒子の０．５〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは３〜２５重量％、特に好ましくは４〜２０重量％である。被覆される導電性金属が金である場合には、その被覆量は、芯粒子の２．５〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは３〜２０重量％、さらに好ましくは３．５〜１７重量％である。
【００２７】
また、導電性粒子の粒子径は、１〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜５００μｍ、さらに好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは１０〜２００μｍである。
また、導電性粒子の粒子径分布（Ｄｗ／Ｄｎ）は、１〜１０であることが好ましく、より好ましくは１．０１〜７、さらに好ましくは１．０５〜５、特に好ましくは１．１〜４である。
このような条件を満足する導電性粒子を用いることにより、当該導電性粒子間には十分な電気的接触が得られる。
また、導電性粒子の形状は、特に限定されるものではないが、高分子物質形成材料中に容易に分散させることができる点で、球状のもの、星形状のものあるいはこれらが凝集した２次粒子による塊状のものであることが好ましい。
【００２８】
また、導電性粒子の含水率は、５％以下であることが好ましく、より好ましくは３％以下、さらに好ましくは２％以下、とくに好ましくは１％以下である。このような条件を満足する導電性粒子を用いることにより、高分子物質用材料を硬化処理する際に気泡が生ずることが防止または抑制される。
【００２９】
また、導電性粒子として、その表面がシランカップリング剤などのカップリング剤で処理されたものを適宜用いることができる。導電性粒子の表面がカップリング剤で処理されることにより、当該導電性粒子と弾性高分子物質との接着性が高くなり、その結果、得られる異方導電性シート本体１０は、繰り返しの使用における耐久性が高いものとなる。
カップリング剤の使用量は、導電性粒子の導電性に影響を与えない範囲で適宜選択されるが、導電性粒子表面におけるカップリング剤の被覆率（導電性芯粒子の表面積に対するカップリング剤の被覆面積の割合）が５％以上となる量であることが好ましく、より好ましくは上記被覆率が７〜１００％、さらに好ましくは１０〜１００％、特に好ましくは２０〜１００％となる量である。
【００３０】
異方導電性シート本体１０には、導電性粒子が体積分率で５〜３０％、好ましくは７〜２７％、特に好ましくは１０〜２５％となる割合で含有されていることが好ましい。この割合が５％以上である場合には、厚み方向に十分に電気抵抗値の小さい導電路が形成されるので好ましい。一方、この割合が３０％以下である場合には、得られる異方導電性シート本体１０は必要な弾性を有するものとなるので好ましい。
【００３１】
また、異方導電性シート本体１０においては、その厚み方向に並ぶ導電性粒子Ｐの数（厚み方向に導電路を形成するための導電性粒子Ｐの数。以下、「導電路形成粒子数」ともいう。）が３〜２０個であることが好ましく、より好ましくは５〜１５個である。この導電路形成粒子数が３個以上である場合には、異方導電性シート本体１０の抵抗値のばらつきが小さくなり好ましい。一方、導電路形成粒子数が２０個以下である場合には、異方導電性シート本体１０の伸張時または圧縮時に、導電性粒子の連鎖による導電路の変形が大きくならず、抵抗値の上昇を招くことが少なく好ましい。
【００３２】
また、異方導電性シート本体１０には、弾性高分子物質の絶縁性を損なわない範囲で帯電防止剤を含有させることができる。
かかる帯電防止剤としては、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンの脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオシキエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル等の非イオン系帯電防止剤；
アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、アルキルホスフェート等のアニオン系帯電防止剤；
テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩等のカチオン系帯電防止剤；
アルキルペタイン、イミダゾリン型両性化合物等の両性帯電防止剤
などを用いることができる。
【００３３】
このような帯電防止剤を異方導電性シート本体１０中に含有させることにより、当該異方導電性シート本体１０の表面に電荷が蓄積されることが防止または抑制されるので、例えば異方導電性シートを回路装置の電気的検査に使用する場合において、検査時に異方導電性シート本体１０から電荷が放電されることによる不具合を防止することができると共に、一層小さい加圧力で良好な導電性を得ることができる。
以上のような効果を確実に発揮させるためには、異方導電性シート本体１０を形成する弾性高分子物質よりなる基材の体積固有抵抗が１×１０⁹〜１×１０¹³Ω・ｃｍとなるよう、帯電防止剤を含有させることが好ましい。
【００３４】
上記のような異方導電性シート本体１０は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、硬化されて弾性高分子物質となる液状の高分子物質用材料中に、磁性を示す導電性粒子が分散されてなる流動性のシート成形材料を調製し、図４に示すように、このシート成形材料を金型５０のキャビティ内に注入してシート成形材料層１０Ａを形成する。
ここで、金型は、それぞれ矩形の強磁性体板よりなる上型５１および下型５２が、矩形の枠状のスペーサー５３を介して互いに対向するよう配置されて構成され、上型５１の下面と下型５２の上面との間にキャビティが形成されている。
【００３５】
次いで、上型５１の上面および下型５２の下面に、例えば一対の電磁石を配置し、当該電磁石を作動させることにより、シート成形材料層１０Ａの厚み方向に平行磁場を作用させる。その結果、シート成形材料層１０Ａにおいては、当該シート成形材料層１０Ａ中に分散されている導電性粒子Ｐが、図５に示すように、面方向に分散された状態を維持しながら厚み方向に並ぶよう配向する。
そして、この状態において、シート成形材料層１０Ａを硬化処理することにより、弾性高分子物質中に導電性粒子Ｐが、厚み方向に並ぶよう配向した状態でかつ面方向に分散された状態で含有されてなる異方導電性シート本体１０が製造される。
【００３６】
以上において、シート成形材料層１０Ａの硬化処理は、平行磁場を作用させたままの状態で行うこともできるが、平行磁場の作用を停止させた後に行うこともできる。
シート成形材料１０Ａに作用される平行磁場の強度は、平均で２００〜１５０００ガウスとなる大きさが好ましい。
また、シート成形材料層１０Ａに平行磁場を作用させる手段としては、電磁石の代わりに永久磁石を用いることもできる。永久磁石としては、上記の範囲の平行磁場の強度が得られる点で、アルニコ（Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金）、フェライトなどよりなるものが好ましい。
シート成形材料層１０Ａの硬化処理は、使用される材料によって適宜選定されるが、通常、加熱処理によって行われる。具体的な加熱温度および加熱時間は、シート成形材料層１０Ａを構成する高分子物質用材料などの種類、導電性粒子Ｐの移動に要する時間などを考慮して適宜選定される。
【００３７】
本発明の異方導電性シートは、半導体集積回路などの回路装置の電気的検査に好適に用いることができる。以下、本発明の異方導電性シートを使用して回路装置の電気的検査を行う場合について説明する。
回路装置の電気的検査においては、図６に示すように、被検査回路装置５の被検査電極６と対掌なパターンに従って配置された検査用電極３１を表面に有する検査用回路基板３０が用意される。そして、この検査用回路基板３０の表面上に、異方導電性シート１が配置され、この異方導電性シート１上に、被検査回路装置５が、その被検査電極６が検査用回路基板３０の検査用電極３１の上方に位置されるよう配置される。ここで、被検査回路装置５としては、プリント回路基板、半導体集積回路装置（ＩＣ、ＬＳＩ）、表面に多数の集積回路が形成されたウエハなどが挙げられる。
【００３８】
次いで、例えば検査用回路基板３０を被検査回路装置５に接近する方向に移動させることにより、異方導電性シート１が被検査回路装置５と検査用回路基板３０とにより加圧された状態となり、その結果、異方導電性シート１の異方導電性シート本体１０においては、被検査回路装置５の被検査電極６と検査用回路基板３０の検査用電極３１との間に導電性粒子の連鎖による導電路が形成され、これにより、被検査回路装置５の被検査電極６と検査用回路基板３０の検査用電極３１との電気的接続が達成される。
そして、被検査回路装置５における潜在的欠陥を発現させるため、環境温度を所定の温度例えば１５０℃に上昇させ、この状態で、当該被検査回路装置５について所要の電気的検査が行われる。
【００３９】
このような異方導電性シート１によれば、異方導電性シート本体１０がその面方向に伸張されることにより、厚み方向に並ぶ導電性粒子Ｐによる連鎖Ｃ間の離間距離が長くなると共に、当該異方導電性シート本体１０にはその厚み方向に縮むよう応力が作用するため、一の連鎖Ｃを形成する導電性粒子Ｐ同士が接近して当該導電性粒子Ｐ間の電気的接続性が高くなる。従って、形成される導電路間の絶縁性が高く、しかも、小さい加圧力で良好な導電性が得られるので、接続すべき回路装置の電極のピッチが小さいものである場合にも、所要の電気的接続を確実に達成することができる。
また、異方導電性シート本体１０がその面方向に伸張されているため、温度変化による熱履歴を受けた場合には、異方導電性シート本体１０の面方向においては、当該異方導電性シート本体１０に作用する伸張力が変化するだけで熱膨張が生じることがない。従って、温度変化による熱履歴を受けた場合であっても、良好な電気的接続状態が確実に維持される。
また、異方導電性シート本体１０においては、導電性粒子Ｐが当該異方導電性シート本体１０の面方向に分散された状態で含有されており、加圧された個所において厚み方向の抵抗値が減少して導電路が形成されるため、接続すべき回路装置との位置合わせが不要であり、従って、電気的接続作業を容易に行うことができる。
【００４０】
以上のような異方導電性シート１は、電子計算機、電子式デジタル時計、電子カメラ、コンピューターキーボードなどの分野において、例えばプリント回路基板とリードレスチップキャリアー、液晶パネルなどとの相互間の電気的な接続を達成するためのコネクターとして好適なものであり、また、プリント回路基板、半導体集積回路装置、表面に多数の集積回路が形成されたウエハなどの回路装置の電気的検査において、検査対象である回路装置の一面に形成された被検査電極と、検査用回路基板の表面に形成された検査用電極との電気的な接続を達成するためコネクターとして好適なものである。
【００４１】
本発明の異方導電性シートは、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
（１）異方導電性シート本体は、いわゆる分散型のものに限られず、導電性粒子が密に充填された、厚み方向に伸びる多数の導電路形成部と、これらを相互に絶縁する、導電性粒子が全く或いは殆ど存在しない絶縁部とが形成されてなる偏在型のものであってもよい。
（２）保持部材は、異方導電性シート本体を面方向に伸張した状態で保持し得るものであれば、図１に示すものに限定されず、種々の構成を採用することができる。
（３）異方導電性シート本体の伸張方向は２方向（二軸）に限定されず、１方向であってもよい。また、例えば異方導電性シート本体の平面形状が円形である場合には、その半径方向における３方向以上に伸張されていてもよい。
【００４２】
（４）図７に示すように、本発明の異方導電性シート１は、その保持部材２５が、検査用回路基板３０に一体的に設けられた構成であってもよい。具体的に説明すると、この異方導電性シート１０は枠状のフレーム板からなり、その内縁部には、異方導電性シート本体１０の周縁部を挟持するチャック部２６が形成され、その外縁部には、検査用回路基板３０に固定される固定部２７が形成されている。そして、異方導電性シート本体１０が、横方向（図７において左右方向）および縦方向（図７において紙面に垂直な方向）の２方向に伸張された状態で、保持部材２５のチャック部２６に挟持され、この状態で、保持部材２５の固定部２７が検査用回路基板３０に固定されている。
このような構成によれば、異方導電性シート１０の保持部材２５が検査用回路基板３０に一体的に設けられているため、回路装置の電気的検査において、高い取扱い性が得られる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の異方導電性シートの具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４４】
〈実施例１〉
〔シート成形材料の調製〕
二液型の付加型液状シリコーンゴムのＡ液とＢ液とを等量となる割合で混合した。この混合物１００重量部に平均粒子径が３０μｍの導電性粒子２００重量部を添加して混合した後、減圧による脱泡処理を行うことにより、シート成形材料を調製した。
以上において、付加型液状シリコーンゴムとしては、Ａ液およびＢ液の粘度がそれぞれ５０００Ｐで、その硬化物の１５０℃における圧縮永久歪（ＪＩＳＫ６２４９に準拠した測定方法）が７％、２３℃における引き裂き強度（ＪＩＳ
Ｋ６２４９に準拠した測定方法）が３０ｋＮ／ｍのものを用いた。
また、導電性粒子としては、ニッケル粒子を芯粒子とし、この芯粒子に無電解金メッキが施されてなるもの（平均被覆量：芯粒子の重量の８重量％となる量）を用いた。
【００４５】
〔異方導電性シート本体の製造〕
それぞれ厚みが１０ｍｍの矩形の鉄板よりなる上型および下型と、厚みが０．１ｍｍの矩形の枠状のスペーサーとよりなる金型を用い、以下のようにして異方導電性シート本体を製造した。
金型のキャビティ内に、調製したシート成形材料を注入し、減圧による脱泡処理を行うことにより、当該金型内にシート成形材料層を形成した。
そして、シート成形材料層に対して、電磁石によって厚み方向に５０００ガウスの平行磁場を作用させながら、１００℃、１．５時間の条件で当該シート成形材料層の硬化処理を行い、更に、金型から離型した後に、２００℃、４時間の条件でポストキュアを行うことにより、厚みが０．１２ｍｍの矩形の異方導電性シート本体を製造した。
得られた異方導電性シート本体における導電性粒子の割合は、体積分率で２０％であった。
【００４６】
上記の異方導電性シート本体をその縦方向および横方向の２方向に伸張し、この状態で、当該異方導電性シート本体の周辺部を保持部材に保持させることにより、本発明の異方導電性シートを製造した。異方導電性シート本体の伸張率は、縦方向が１５％、横方向が１５％で、伸張された状態における厚みが０．０９ｍｍであった。
【００４７】
〈実施例２〉
二液型の付加型液状シリコーンゴムのＡ液とＢ液とを混合する前に、これらのＡ液およびＢ液の各々に、当該Ａ液および当該Ｂ液の各々の１００重量部に対して５重量部のナトリウムアルカンスルホネート〔Ｃ_nＨ_2n+1ＳＯ₃Ｎａ（ｎ＝１２〜２０）〕が溶解されたエタノール溶液を添加して混合した後、これらの各々に対して真空脱気処理を行ってエタノールを除去したこと以外は、実施例１と同様にしてシート成形材料を調製し、厚みが０．１２ｍｍの矩形の異方導電性シート本体を製造し、この異方導電性シート本体が、縦方向および横方向にそれぞれ伸張率が１５％で伸張され、伸張された状態における厚みが０．０９ｍｍである本発明の異方導電性シートを製造した。
【００４８】
〈比較例１〉
実施例１と同様にして調製したシート成形材料を、実施例１で使用した金型内に注入し、減圧による脱泡処理を行うことにより、当該金型内にシート成形材料層を形成した。
そして、シート成形材料層に対して、電磁石によって厚み方向に５０００ガウスの平行磁場を作用させながら、１００℃、１．５時間の条件で当該シート成形材料層の硬化処理を行い、更に、金型から離型した後に、２００℃、４時間の条件でポストキュアを行うことにより、厚みが０．１２ｍｍの矩形の分散型異方導電性シートを製造した。
得られた分散型異方導電性シートにおける導電性粒子の割合は、体積分率で２０％であった。
【００４９】
〈比較例２〉
図８に示す構成の異方導電性シート製造用金型を作製した。この金型６０は、上型６１、下型６６および枠状のスペーサー６５により構成され、上型６１および下型６６の各々においては、それぞれ厚みが５ｍｍの鉄製の基板６２，６７上に、厚みが０．２ｍｍで径が０．２５ｍｍの円板状の複数の強磁性体部６３，６８が、０．５ｍｍのピッチで並ぶよう形成され、この強磁性体部６３，６８が形成された個所以外の個所には、厚みが０．２５ｍｍの感放射線性樹脂よりなる非磁性体部６４，６９が形成されている。また、スペーサー６５の厚みは０．２ｍｍである。
そして、この金型内に、実施例１と同様にして調製したシート成形材料を注入し、減圧による脱泡処理を行うことにより、当該金型内にシート成形材料層を形成した。
そして、シート成形材料層に対して、電磁石によって厚み方向に５０００ガウスの平行磁場を作用させながら、１２０℃、１．５時間の条件で当該シート成形材料層の硬化処理を行い、更に、金型から離型した後に、２００℃、４時間の条件でポストキュアを行うことにより、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を相互に絶縁する絶縁部とよりなる偏在型異方導電性シートを製造した。
この偏在型異方導電性シートは、径が０．２５ｍｍの円形の導電路形成部が、０．５ｍｍのピッチで配列されてなるものであって、絶縁部の厚みが０．２５ｍｍ、導電路形成部の厚みが０．３５ｍｍであり、導電路形成部が絶縁部の両面の各々から突出した状態（それぞれの突出高さが０．０５ｍｍ）に形成されてなるものであった。また、導電路形成部における導電性粒子の割合は、体積分率で２５％であった。
【００５０】
〔異方導電性シートの評価〕
実施例１〜２および比較例１〜２で得られた異方導電性シートについて、以下のようにして、その電気的特性の評価を行った。
（１）厚み方向の電気抵抗（初期導電性）の評価：
電極径が０．２５ｍｍである真鍮に金メッキを施した円柱状電極を、上下に精密移動が可能なＺ軸テーブルにロードセルと接続した状態で取り付けると共に、このＺ軸テーブルの下方に設けられたＸＹテーブル上に設置された、真鍮に金メッキを施した平板電極上に、実施例１〜２および比較例１〜２に係る異方導電性シートの各々を載置し、次いで、Ｚ軸テーブルを下方に移動させることにより、異方導電性シートに円柱状電極によって加圧し、当該異方導電性シートに３ｇ、５ｇ、１０ｇ、１５ｇの定荷重を加えて測定状態とした。そして、室温で、円柱状電極と平板電極との間の電気抵抗の測定を４端子法により行った。電気抵抗の測定は、ＸＹテーブルを移動させて合計で２０個所について行い、その平均値を求めた。
【００５１】
（２）形成される導電路間の電気抵抗（初期絶縁性）の評価：
Ｌ−Ｓ（１００μｍ−１００μｍ、電極サイズが２ｍｍ長のものが２０個）の櫛形基板をＸＹテーブル上に設置し、この櫛形基板上に実施例１〜２および比較例１に係る異方導電性シートの各々を配置し、更にこの異方導電性シート上に厚みが５０μｍの絶縁性ＰＥＴフィルムを配置した後、Ｚ軸テーブルにロードセルと接続した状態で取り付けられた断面が５ｍｍ角の真鍮製の角柱状押圧子によって、絶縁性ＰＥＴフィルムを加圧し、２．５ｋｇ、５ｋｇ、１０ｋｇの荷重を加えて測定状態とした。そして、室温で、１００Ｖの印加電圧により櫛形基板における隣接する電極間の電気抵抗の測定を行った。電気抵抗の測定は、ＸＹテーブルを移動させて合計で２０個所について行い、電気抵抗の値が１００ＭΩ未満のものの個数を求めた。
【００５２】
（３）温度上昇させたときの電気抵抗の変化：
ＸＹテーブル上に、熱絶縁板、アルミ板埋め込みヒーター、平板電極（櫛型基板）および異方導電性シートをこの順で配置して測定状態を達成し、アルミ板埋め込みヒーターにより異方導電性シートの表面温度が１５０℃になるまで加熱した後、電気抵抗の測定を行ったこと以外は、上記（１）および（２）の方法と同様にして、厚み方向の電気抵抗および形成される導電路間の電気抵抗の評価を行った。
以上、結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】

【００５４】
【発明の効果】
本発明の異方導電性シートによれば、異方導電性シート本体がその面方向に伸張されることにより、厚み方向に並ぶ導電性粒子による連鎖間の離間距離が長くなると共に、当該異方導電性シート本体にはその厚み方向に縮むよう応力が作用するため、一の連鎖を形成する導電性粒子同士が接近して当該導電性粒子間の電気的接続性が高くなる。従って、形成される導電路間の絶縁性が高く、しかも、小さい加圧力で良好な導電性が得られるので、接続すべき回路装置の電極のピッチが小さいものである場合にも、所要の電気的接続を確実に達成することができる。
また、異方導電性シート本体がその面方向に伸張されているため、温度変化による熱履歴を受けた場合には、異方導電性シート本体の面方向においては、当該異方導電性シート本体に作用する伸張力が変化するだけで寸法変化が生じることが少ない。従って、温度変化による熱履歴を受けた場合であっても、良好な電気的接続状態が確実に維持される。
また、導電性粒子が異方導電性シート本体の面方向に分散された状態で含有されることにより、当該異方導電性シート本体においては、加圧された個所において厚み方向の抵抗値が減少して導電路が形成されるため、接続すべき回路装置との位置合わせが不要であり、従って、電気的接続作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異方導電性シートの一例における構成を示す説明用断面図である。
【図２】伸張されていない状態の異方導電性シート本体を示す説明用断面図である。
【図３】伸張された状態の異方導電性シート本体を示す説明用断面図である。
【図４】金型内にシート成形材料層が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図５】シート成形材料層中の導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態を示す説明用断面図である。
【図６】本発明の異方導電性シートが、検査対象である回路装置と検査用回路基板との間に介在された状態を示す説明用断面図である。
【図７】本発明の異方導電性シートが検査用回路基板に一体的に設けられた構成を示す説明用断面図である。
【図８】比較例２で使用した異方導電性シート製造用金型の構成を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
１異方導電性シート
５被検査回路装置
６被検査電極
１０異方導電性シート本体
１０Ａシート成形材料層
２０保持部材
２１フレーム板
２２チャック
２５保持部材
２６チャック部
２７固定部
３０検査用回路基板
３１検査用電極
５０金型
５１上型
５２下型
５３スペーサー
６０金型
６１上型
６２基板
６３強磁性体部
６４非磁性体部
６５スペーサー
６６下型
６７基板
６８強磁性体部
６９非磁性体部
Ｅ弾性高分子物質
Ｐ導電性粒子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an anisotropic conductive sheet preferably used as an electrical connection between circuit devices such as electronic components and a connector in an inspection device for circuit devices such as a printed circuit board and a semiconductor integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
An anisotropic conductive sheet is one that exhibits conductivity only in the thickness direction, or has a pressure-conductive conductive portion that exhibits conductivity only in the thickness direction when pressed in the thickness direction. Because it has features such as being able to achieve a compact electrical connection without using means such as mechanical fitting, and being able to make a soft connection by absorbing mechanical shocks and strains. Using such features, in the field of electronic computers, electronic digital watches, electronic cameras, computer keyboards, etc., circuit devices such as printed circuit boards and leadless chip carriers, liquid crystal panels, etc. Widely used as a connector to achieve electrical connection.
[0003]
In electrical inspection of circuit devices such as printed circuit boards and semiconductor integrated circuits, electrodes to be inspected formed on one surface of the circuit device to be inspected and electrodes for inspection formed on the surface of the circuit substrate for inspection In order to achieve the electrical connection, an anisotropic conductive sheet is interposed between the inspection electrode region of the circuit device and the inspection electrode region of the inspection circuit board.
[0004]
Conventionally, as such an anisotropic conductive sheet, those having various structures are known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-93393 and the like obtain metal particles uniformly dispersed in an elastomer. An anisotropic conductive sheet (hereinafter also referred to as a “dispersed anisotropic conductive sheet”) is disclosed, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-147772 discloses conductive magnetic particles in an elastomer. By anisotropic distribution, an anisotropic conductive sheet (hereinafter referred to as “unevenly-distributed anisotropic conductive material” formed with a number of conductive path forming portions extending in the thickness direction and insulating portions that insulate them from each other is formed. In addition, JP-A-61-250906 discloses an unevenly distributed anisotropic conductive sheet in which a step is formed between the surface of the conductive path forming portion and the insulating portion. Is disclosed.
In these anisotropic conductive sheets, conductive particles are contained in a base material made of an elastic polymer substance so that they are aligned in the thickness direction, and a conductive path is formed by a chain of a large number of conductive particles. Is done.
[0005]
And in the dispersion-type anisotropic conductive sheet, the conductive particles are contained in a state dispersed in the plane direction, and when appropriate portions are pressed in the thickness direction by the electrodes of the circuit device to be connected, Since the resistance value in the thickness direction is reduced and the conductive path is formed at the pressed portion, the alignment between the anisotropic conductive sheet and the circuit device is unnecessary, and therefore, the electrical connection work is easy. There are advantages that can be made.
However, when the dispersed anisotropic conductive sheet is compressed in the thickness direction and deformed so as to extend in the plane direction when pressed in the thickness direction, the pitch of the electrodes of the circuit device to be connected is small. However, there is a problem that insulation between the conductive paths to be formed is not sufficiently ensured, and as a result, it is difficult to achieve a required electrical connection.
In the above, in order to ensure the insulation between the formed conductive paths, means for reducing the content ratio of the conductive particles in the anisotropic conductive sheet and the pressure applied to the anisotropic conductive sheet are set. Although means for reducing the size can be considered, such means cannot provide good conductivity in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet.
[0006]
On the other hand, in the unevenly distributed anisotropic conductive sheet, for example, a number of conductive path forming portions extending in the thickness direction are formed according to a pattern corresponding to the electrode of the circuit device to be connected, and these conductive path forming portions are insulating portions. Therefore, there is an advantage that a required electrical connection can be achieved even for a circuit device having a small electrode pitch.
However, in the electrical connection work between the unevenly distributed anisotropic conductive sheet and the circuit device, it is necessary to hold and fix the unevenly distributed anisotropic conductive sheet with a specific positional relationship with the circuit device. There is a problem that it becomes difficult to align and hold and fix the unevenly distributed anisotropic conductive sheet as the electrode pitch decreases.
[0007]
Furthermore, the conventional anisotropic conductive sheet has the following problems.
In an electrical inspection of a circuit device such as a semiconductor integrated circuit, a burn-in test or a heat cycle test is performed in order to develop a potential defect of the circuit device. In such a test, anisotropic conduction is once performed. Even when a good electrical connection state between the conductive sheet and the circuit device is realized, if the thermal history due to the temperature change is received, the degree of thermal expansion of the material constituting the circuit device and the anisotropic conductive sheet Since it differs greatly between the constituent materials, the electrical connection state changes and a stable connection state is not maintained.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and its object is to reliably achieve the required electrical connection even when the pitch of the electrodes of the circuit device to be connected is small. It is another object of the present invention to provide an anisotropic conductive sheet that can maintain a good electrical connection state even when subjected to a thermal history due to a temperature change.
It is another object of the present invention to reliably achieve a required electrical connection even when the positioning operation for the circuit device to be connected is unnecessary and the pitch of the electrodes of the circuit device to be connected is small. In addition, it is an object of the present invention to provide an anisotropic conductive sheet that maintains a good electrical connection state even when it receives a thermal history due to a temperature change.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The anisotropic conductive sheet of the present invention is an anisotropic conductive sheet main body that is contained in an insulating elastic polymer material in a state in which conductive particles are aligned in the thickness direction;
It consists of a holding member that holds the peripheral edge of the anisotropic conductive sheet body,
The anisotropic conductive sheet main body is held by a holding member in a state of being stretched in the surface direction.
[0010]
In the anisotropic conductive sheet of the present invention, it is preferable that the anisotropic conductive sheet main body is extended in a plurality of directions intersecting each other.
Moreover, it is preferable that the expansion | extension rate of the said anisotropically conductive sheet main body is 5 to 100%.
The anisotropic conductive sheet main body preferably has a thickness of 0.03 to 0.5 mm when not stretched.
Moreover, it is preferable that the number in the thickness direction of the electroconductive particle in the said anisotropically conductive sheet main body is 3-20 pieces.
The elastic polymer material constituting the anisotropic conductive sheet main body is preferably a liquid silicone rubber cured product having a compression set at 150 ° C. of 35% or less.
The elastic polymer material constituting the anisotropic conductive sheet main body is preferably a liquid silicone rubber cured product having a tear strength of 7 kN / m or more.
[0011]
Moreover, in the anisotropic conductive sheet of this invention, it is preferable that the electroconductive particle in the said anisotropic conductive sheet main body is contained in the state disperse | distributed to the surface direction. In such an anisotropic conductive sheet, the proportion of conductive particles in the anisotropic conductive sheet main body is preferably 5 to 30% in terms of volume fraction.
[0012]
[Action]
(1) The anisotropic conductive sheet main body is stretched in the surface direction, so that the distance between the chains by the conductive particles arranged in the thickness direction is increased, and the anisotropic conductive sheet main body has a thickness direction. Since the stress acts so as to shrink, the conductive particles forming one chain approach each other, and the electrical connectivity between the conductive particles becomes high. Accordingly, the insulation between the conductive paths formed is high, and good conductivity can be obtained with a small applied pressure. Therefore, even when the pitch of the electrodes of the circuit device to be connected is small, the required electrical Connection is reliably achieved.
(2) Since the anisotropic conductive sheet main body is stretched in the surface direction, the anisotropic conductive sheet main body in the surface direction of the anisotropic conductive sheet main body when subjected to a thermal history due to a temperature change. Dimensional changes are less likely to occur only by changing the stretching force acting on the body. Therefore, even when a thermal history due to a temperature change is received, a good electrical connection state is reliably maintained.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the anisotropic conductive sheet of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of an example of the anisotropic conductive sheet of the present invention. The anisotropic conductive sheet 1 includes an anisotropic conductive sheet main body 10 in which conductive particles are contained in an insulating elastic polymer material, and a holding portion that holds the peripheral edge of the anisotropic conductive sheet main body 10. The holding member 20 includes a rectangular frame-shaped frame plate 21 and a chuck 22 that sandwiches the peripheral edge of the anisotropic conductive sheet main body 10. The chuck 22 is a frame plate. 21 is fixed to the inner edge portion.
[0014]
In the anisotropic conductive sheet body 10, as shown in FIG. 2, the conductive particles P are oriented in the insulating elastic polymer substance E so as to be aligned in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet body 10. Thus, the chain C of the conductive particles P is formed to extend in the thickness direction. The conductive particles P are contained in a state of being dispersed in the surface direction of the anisotropic conductive sheet main body 10. The anisotropic conductive sheet main body 10 has a chuck for the holding member 20 in a state where the anisotropic conductive sheet main body 10 is extended in two directions, that is, a horizontal direction (left and right direction in FIG. 1) and a vertical direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 22.
The stretched anisotropic conductive sheet main body 10 has a chain C of conductive particles P in the anisotropic conductive sheet main body 10 as shown in FIG. In each of the chains C, adjacent conductive particles P are close to each other.
[0015]
The stretching ratio of the anisotropic conductive sheet body 10 is preferably 5 to 100%, more preferably 10 to 50% in each of the stretching directions. Here, the “stretch rate” is the length of the unstretched state at room temperature. ₀ And when the length of the stretched state is L, the formula: [(LL ₀ ) / L ₀ ] A value calculated by x100 (%).
If the stretch rate is 5% or more, the influence of dimensional change due to thermal expansion of the anisotropic conductive sheet body 10 is small, which is preferable. On the other hand, when the elongation ratio is 100% or less, the conductive path due to the chain of conductive particles in the anisotropic conductive sheet main body 10 is less likely to become unstable, and the resistance value is also reduced.
[0016]
Further, the thickness of the anisotropic conductive sheet main body 10 is preferably 0.03 to 0.5 mm, more preferably 0.05 to 0.3 mm, when the anisotropic conductive sheet body 10 is not stretched (the state shown in FIG. 2). is there. If the thickness is 0.03 mm or more, the mechanical strength of the anisotropic conductive sheet body 10 is less likely to decrease, and the durability becomes favorable. On the other hand, if this thickness is 0.5 mm or less, the distortion of the stretched anisotropic conductive sheet main body 10 tends to be uniform throughout the anisotropic conductive sheet main body 10, which is preferable.
[0017]
As the elastic polymer substance E constituting the anisotropic conductive sheet body 10, a polymer substance having a crosslinked structure is preferable. Various materials can be used as the curable polymer material that can be used to obtain a crosslinked polymer material. Specific examples thereof include polybutadiene rubber, natural rubber, polyisoprene rubber, styrene- Conjugated diene rubbers such as butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and hydrogenated products thereof, block copolymers such as styrene-butadiene-diene block copolymer rubber, styrene-isoprene block copolymer Examples thereof include rubber and hydrogenated products thereof, chloroprene, urethane rubber, polyester rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, and ethylene-propylene-diene copolymer rubber.
In the above, when weather resistance is required for the anisotropically conductive sheet body 10 to be obtained, it is preferable to use a material other than the conjugated diene rubber, and in particular, from the viewpoint of molding processability and electrical characteristics, the silicone rubber Is preferably used.
[0018]
As the silicone rubber, those obtained by crosslinking or condensing liquid silicone rubber are preferable. Liquid silicone rubber has a viscosity of 10 ^-1 10 in sec ^Five Poise or less is preferable, and any of a condensation type, an addition type, a vinyl group or a hydroxyl group-containing one may be used. Specific examples include dimethyl silicone raw rubber, methyl vinyl silicone raw rubber, methyl phenyl vinyl silicone raw rubber, and the like.
[0019]
Among these, liquid silicone rubber containing vinyl groups (vinyl group-containing polydimethylsiloxane) usually hydrolyzes dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylvinylchlorosilane or dimethylvinylalkoxysilane. And a condensation reaction, for example, followed by fractionation by repeated dissolution-precipitation.
In addition, the liquid silicone rubber containing vinyl groups at both ends is obtained by anionic polymerization of a cyclic siloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane in the presence of a catalyst, using, for example, dimethyldivinylsiloxane as a polymerization terminator, and other reaction conditions. It can be obtained by appropriately selecting (for example, the amount of cyclic siloxane and the amount of polymerization terminator). Here, as the catalyst for anionic polymerization, alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130 ° C.
[0020]
On the other hand, a liquid silicone rubber containing hydroxyl groups (hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane) usually undergoes hydrolysis and condensation reaction of dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylhydrochlorosilane or dimethylhydroalkoxysilane. For example, and fractionation by repeated dissolution-precipitation.
In addition, cyclic siloxane is anionically polymerized in the presence of a catalyst, and dimethylhydrochlorosilane, methyldihydrochlorosilane, dimethylhydroalkoxysilane or the like is used as a polymerization terminator, and other reaction conditions (for example, the amount of cyclic siloxane and polymerization termination). It can also be obtained by appropriately selecting the amount of the agent. Here, as the catalyst for anionic polymerization, alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130 ° C.
[0021]
As the liquid silicone rubber, it is preferable to use a cured product whose compression set at 150 ° C. is 35% or less, and more preferably 20% or less. When the compression set is 35% or less, the anisotropic conductive sheet main body 10 is preferable because it has good durability when compressed repeatedly in the thickness direction. As the liquid silicone rubber, it is preferable to use a cured product having a tear strength at 23 ° C. of 7 kN / m or more, more preferably 10 kN / m or more. In the case where the tear strength is 7 kN / m or more, the anisotropic conductive sheet main body 10 is preferable because it has good durability when repeatedly compressed in the thickness direction.
Here, the compression set and tear strength of the liquid silicone rubber cured product can be measured by a method based on JIS K 6249.
[0022]
Such an elastic polymer substance preferably has a molecular weight Mw (referred to as a standard polystyrene equivalent weight average molecular weight) of 10,000 to 40,000. Further, from the viewpoint of heat resistance of the anisotropically conductive sheet body 10 to be obtained, the molecular weight distribution index (refers to the value of the ratio Mw / Mn between the standard polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw and the standard polystyrene equivalent number average molecular weight Mn). Those of 2.0 or less are preferred.
[0023]
In the above, the sheet molding material for obtaining the anisotropic conductive sheet body 10 can contain a curing catalyst for curing the polymer material. As such a curing catalyst, an organic peroxide, a fatty acid azo compound, a hydrosilylation catalyst, or the like can be used.
Specific examples of the organic peroxide used as the curing catalyst include benzoyl peroxide, bisdicyclobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide and ditertiary butyl peroxide.
Specific examples of the fatty acid azo compound used as the curing catalyst include azobisisobutyronitrile.
Specific examples of what can be used as a catalyst for the hydrosilylation reaction include chloroplatinic acid and salts thereof, platinum-unsaturated siloxane complex, vinylsiloxane and platinum complex, platinum and 1,3-divinyltetramethyldisiloxane. And the like, a complex of triorganophosphine or phosphite and platinum, an acetyl acetate platinum chelate, a complex of cyclic diene and platinum, and the like.
The amount of the curing catalyst used is appropriately selected in consideration of the type of polymer substance material, the type of curing catalyst, and other curing treatment conditions, and is usually 3 to 100 parts by weight of the polymer substance material. 15 parts by weight.
[0024]
Moreover, in a sheet molding material, inorganic fillers, such as normal silica powder, colloidal silica, airgel silica, an alumina, can be contained as needed. By including such an inorganic filler, the thixotropic property of the sheet molding material is ensured, the viscosity thereof is increased, and the dispersion stability of the conductive particles is improved, and the anisotropic conductive sheet to be obtained is obtained. The strength of the main body 10 is increased.
The amount of such inorganic filler used is not particularly limited, but if it is used in a large amount, it is not preferable because the orientation of the conductive particles by the magnetic field cannot be sufficiently achieved.
The viscosity of the sheet molding material is preferably in the range of 100,000 to 1,000,000 cp at a temperature of 25 ° C.
[0025]
As the conductive particles contained in the substrate, conductive particles exhibiting magnetism are used from the viewpoint that they can be easily aligned in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet main body 10 by applying a magnetic field. It is preferable. Specific examples of such conductive particles include metal particles exhibiting magnetism such as nickel, iron and cobalt, particles of these alloys, particles containing these metals, or these particles as core particles. The core particles are made by plating the surface of the core particles with a metal having good conductivity such as gold, silver, palladium, rhodium, or non-magnetic metal particles, inorganic particles such as glass beads, or polymer particles. Examples include those obtained by plating the surface of particles with a conductive magnetic material such as nickel or cobalt, or those in which core particles are coated with both a conductive magnetic material and a metal having good conductivity.
Among these, it is preferable to use particles made of a ferromagnetic material, for example, nickel particles as core particles and the surfaces thereof plated with a metal having good conductivity, particularly gold.
The means for coating the surface of the core particles with the conductive metal is not particularly limited, and can be performed by, for example, chemical plating or electrolytic plating.
[0026]
When using conductive particles whose core particles are coated with a conductive metal, from the viewpoint of obtaining good conductivity, the conductive metal coverage on the particle surface (relative to the surface area of the core particles). The ratio of the conductive metal coating area) is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, and particularly preferably 47 to 95%.
The coating amount of the conductive metal is preferably 0.5 to 50% by weight of the core particle, more preferably 1 to 30% by weight, still more preferably 3 to 25% by weight, and particularly preferably 4 to 20%. % By weight. When the conductive metal to be coated is gold, the coating amount is preferably 2.5 to 30% by weight of the core particles, more preferably 3 to 20% by weight, still more preferably 3.5. ˜17% by weight.
[0027]
Moreover, it is preferable that the particle diameter of electroconductive particle is 1-1000 micrometers, More preferably, it is 2-500 micrometers, More preferably, it is 5-300 micrometers, Most preferably, it is 10-200 micrometers.
Moreover, it is preferable that the particle diameter distribution (Dw / Dn) of electroconductive particle is 1-10, More preferably, it is 1.01-7, More preferably, it is 1.05-5, Most preferably, it is 1.1- 4.
By using conductive particles satisfying such conditions, sufficient electrical contact can be obtained between the conductive particles.
The shape of the conductive particles is not particularly limited, but is spherical, star-shaped, or secondary in which they are aggregated in that they can be easily dispersed in the polymer material-forming material. It is preferable that it is a lump of particles.
[0028]
The water content of the conductive particles is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 2% or less, and particularly preferably 1% or less. By using conductive particles satisfying such conditions, bubbles are prevented or suppressed from occurring when the polymer material is cured.
[0029]
Moreover, as the conductive particles, particles whose surfaces are treated with a coupling agent such as a silane coupling agent can be appropriately used. By treating the surface of the conductive particles with a coupling agent, the adhesion between the conductive particles and the elastic polymer substance is increased. As a result, the anisotropic conductive sheet body 10 obtained is used repeatedly. Durability is high.
The amount of the coupling agent used is appropriately selected within a range that does not affect the conductivity of the conductive particles, but the coupling agent coverage on the surface of the conductive particles (the coupling agent relative to the surface area of the conductive core particles). The ratio of the covering area) is preferably 5% or more, more preferably 7-100%, more preferably 10-100%, particularly preferably 20-100%. .
[0030]
The anisotropic conductive sheet body 10 preferably contains conductive particles in a volume fraction of 5 to 30%, preferably 7 to 27%, particularly preferably 10 to 25%. A ratio of 5% or more is preferable because a conductive path having a sufficiently small electric resistance value is formed in the thickness direction. On the other hand, when this ratio is 30% or less, the anisotropic conductive sheet main body 10 to be obtained has a necessary elasticity, which is preferable.
[0031]
In the anisotropic conductive sheet main body 10, the number of conductive particles P arranged in the thickness direction (the number of conductive particles P for forming a conductive path in the thickness direction. Hereinafter, "the number of conductive path forming particles"). 3) is preferably 3-20, and more preferably 5-15. When the number of the conductive path forming particles is 3 or more, the variation in the resistance value of the anisotropic conductive sheet main body 10 is preferably reduced. On the other hand, when the number of conductive path forming particles is 20 or less, the deformation of the conductive path due to the chain of conductive particles does not increase when the anisotropic conductive sheet body 10 is stretched or compressed, and the resistance value increases. Is preferable.
[0032]
Further, the anisotropic conductive sheet main body 10 can contain an antistatic agent as long as the insulating property of the elastic polymer substance is not impaired.
Examples of such antistatic agents include N, N-bis (2-hydroxyethyl) alkylamine, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene alkylamine fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, and polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester. Nonionic antistatic agents such as polyoxyethylene fatty alcohol ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyethylene glycol fatty acid esters;
Anionic antistatic agents such as alkyl sulfonates, alkyl benzene sulfonates, alkyl sulfates, alkyl phosphates;
Cationic antistatic agents such as tetraalkylammonium salts and trialkylbenzylammonium salts;
Amphoteric antistatic agents such as alkyl petines and imidazoline-type amphoteric compounds
Etc. can be used.
[0033]
By containing such an antistatic agent in the anisotropic conductive sheet main body 10, it is possible to prevent or suppress charge accumulation on the surface of the anisotropic conductive sheet main body 10. When the conductive sheet is used for the electrical inspection of the circuit device, it is possible to prevent problems caused by the discharge of the electric charge from the anisotropic conductive sheet main body 10 at the time of the inspection and to have good conductivity with a smaller pressure. Can be obtained.
In order to reliably exhibit the above effects, the volume resistivity of the base material made of an elastic polymer material forming the anisotropic conductive sheet body 10 is 1 × 10. ⁹ ~ 1x10 ¹³ It is preferable to contain an antistatic agent so that it becomes Ω · cm.
[0034]
The anisotropic conductive sheet body 10 as described above can be manufactured, for example, as follows.
First, a fluid sheet molding material in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in a liquid polymer material that is cured to become an elastic polymer material is prepared. As shown in FIG. The sheet molding material is injected into the cavity of the mold 50 to form the sheet molding material layer 10A.
Here, the mold is configured such that an upper mold 51 and a lower mold 52 each made of a rectangular ferromagnetic plate are arranged so as to face each other via a rectangular frame-shaped spacer 53. A cavity is formed between the lower mold 52 and the upper surface of the lower mold 52.
[0035]
Next, for example, a pair of electromagnets are arranged on the upper surface of the upper mold 51 and the lower surface of the lower mold 52, and the electromagnets are operated to apply a parallel magnetic field in the thickness direction of the sheet molding material layer 10A. As a result, in the sheet molding material layer 10A, in the thickness direction, the conductive particles P dispersed in the sheet molding material layer 10A are dispersed in the surface direction as shown in FIG. Orient to line up.
In this state, the sheet molding material layer 10A is cured, so that the conductive particles P are contained in the elastic polymer substance so as to be aligned in the thickness direction and dispersed in the plane direction. An anisotropic conductive sheet body 10 is manufactured.
[0036]
In the above, the curing process of the sheet molding material layer 10A can be performed with the parallel magnetic field applied, but can also be performed after the parallel magnetic field is stopped.
The intensity of the parallel magnetic field applied to the sheet molding material 10A is preferably 200 to 15000 gauss on average.
As a means for applying a parallel magnetic field to the sheet molding material layer 10A, a permanent magnet can be used instead of an electromagnet. The permanent magnet is preferably made of alnico (Fe—Al—Ni—Co alloy), ferrite, or the like in that a parallel magnetic field strength in the above range can be obtained.
The curing treatment of the sheet molding material layer 10A is appropriately selected depending on the material to be used, but is usually performed by heat treatment. The specific heating temperature and heating time are appropriately selected in consideration of the type of polymer material constituting the sheet molding material layer 10A, the time required to move the conductive particles P, and the like.
[0037]
The anisotropic conductive sheet of the present invention can be suitably used for electrical inspection of circuit devices such as semiconductor integrated circuits. Hereinafter, a case where an electrical inspection of a circuit device is performed using the anisotropic conductive sheet of the present invention will be described.
In the electrical inspection of the circuit device, as shown in FIG. 6, an inspection circuit board 30 having an inspection electrode 31 arranged on the surface in accordance with a pattern opposite to the inspection electrode 6 of the circuit device 5 to be inspected is prepared. Is done. An anisotropic conductive sheet 1 is arranged on the surface of the circuit board 30 for inspection, and the circuit device 5 to be inspected and the electrode 6 to be inspected are connected to the circuit board for inspection on the anisotropic conductive sheet 1. It arrange | positions so that it may be located above the 30 electrodes 31 for a test | inspection. Here, examples of the circuit device 5 to be inspected include a printed circuit board, a semiconductor integrated circuit device (IC, LSI), a wafer on which a large number of integrated circuits are formed, and the like.
[0038]
Next, for example, the anisotropic conductive sheet 1 is pressed by the circuit device under test 5 and the circuit board 30 for inspection by moving the circuit board 30 for inspection in a direction approaching the circuit device 5 under test. As a result, in the anisotropic conductive sheet main body 10 of the anisotropic conductive sheet 1, the conductive particles are interposed between the test electrode 6 of the circuit device 5 to be tested and the test electrode 31 of the test circuit board 30. A conductive path is formed by a chain, and thereby, an electrical connection between the inspected electrode 6 of the circuit device 5 to be inspected and the inspecting electrode 31 of the inspecting circuit board 30 is achieved.
Then, in order to develop a potential defect in the circuit device under test 5, the environmental temperature is raised to a predetermined temperature, for example, 150 ° C., and in this state, a required electrical inspection is performed on the circuit device under test 5.
[0039]
According to such an anisotropic conductive sheet 1, the anisotropic conductive sheet main body 10 is stretched in the surface direction, so that the separation distance between the chains C by the conductive particles P arranged in the thickness direction is increased. Since the anisotropic conductive sheet main body 10 is subjected to stress so as to shrink in the thickness direction, the conductive particles P forming one chain C come close to each other and the electrical connectivity between the conductive particles P is reached. Becomes higher. Accordingly, the insulation between the conductive paths formed is high, and good conductivity can be obtained with a small applied pressure. Therefore, even when the pitch of the electrodes of the circuit device to be connected is small, the required electrical Connection can be reliably achieved.
Further, since the anisotropic conductive sheet body 10 is stretched in the surface direction, when the anisotropic conductive sheet body 10 is subjected to a thermal history due to a temperature change, the anisotropic conductive sheet body 10 in the surface direction of the anisotropic conductive sheet body 10 Thermal expansion does not occur only by changing the stretching force acting on the sheet body 10. Therefore, even when a thermal history due to a temperature change is received, a good electrical connection state is reliably maintained.
Further, in the anisotropic conductive sheet main body 10, the conductive particles P are contained in a state of being dispersed in the surface direction of the anisotropic conductive sheet main body 10, and the resistance value in the thickness direction at the pressed portion. As a result, the conductive path is formed, so that alignment with the circuit device to be connected is unnecessary, and therefore, the electrical connection work can be easily performed.
[0040]
The anisotropic conductive sheet 1 as described above is used in the fields of electronic computers, electronic digital watches, electronic cameras, computer keyboards, etc., for example, between the printed circuit board and leadless chip carrier, liquid crystal panel, etc. It is suitable as a connector for achieving a simple connection, and is also an object to be inspected in an electrical inspection of a circuit device such as a printed circuit board, a semiconductor integrated circuit device, or a wafer on which a large number of integrated circuits are formed. It is suitable as a connector in order to achieve electrical connection between an electrode to be inspected formed on one surface of a circuit device and an inspection electrode formed on the surface of the circuit board for inspection.
[0041]
The anisotropic conductive sheet of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
(1) The anisotropically conductive sheet main body is not limited to a so-called dispersion type, and a plurality of conductive path forming portions extending in the thickness direction, in which conductive particles are densely packed, and conductive materials that insulate them from each other. An uneven distribution type in which an insulating part in which no or almost no conductive particles are present may be formed.
(2) The holding member is not limited to that shown in FIG. 1 as long as it can hold the anisotropic conductive sheet main body in a state of being stretched in the surface direction, and various configurations can be adopted.
(3) The extension direction of the anisotropic conductive sheet body is not limited to two directions (biaxial), and may be one direction. For example, when the plane shape of the anisotropic conductive sheet body is circular, the anisotropic conductive sheet body may be extended in three or more radial directions.
[0042]
(4) As shown in FIG. 7, the anisotropic conductive sheet 1 of the present invention may have a configuration in which the holding member 25 is integrally provided on the circuit board 30 for inspection. More specifically, the anisotropic conductive sheet 10 is composed of a frame-shaped frame plate, and a chuck portion 26 that sandwiches the peripheral edge portion of the anisotropic conductive sheet main body 10 is formed on the inner edge thereof, and the outer edge thereof. In the part, a fixing part 27 fixed to the inspection circuit board 30 is formed. Then, the anisotropic conductive sheet main body 10 is stretched in two directions of the horizontal direction (left-right direction in FIG. 7) and the vertical direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 7), and the chuck portion 26 of the holding member 25. In this state, the fixing portion 27 of the holding member 25 is fixed to the inspection circuit board 30.
According to such a configuration, since the holding member 25 of the anisotropic conductive sheet 10 is integrally provided on the circuit board 30 for inspection, high handleability can be obtained in the electrical inspection of the circuit device.
[0043]
【Example】
Hereinafter, although the specific Example of the anisotropic conductive sheet of this invention is described, this invention is not limited to these.
[0044]
<Example 1>
[Preparation of sheet molding material]
The liquid A and the liquid B of the two-pack type addition type liquid silicone rubber were mixed at an equal ratio. After adding and mixing 200 parts by weight of conductive particles having an average particle diameter of 30 μm to 100 parts by weight of this mixture, a sheet molding material was prepared by performing a defoaming process under reduced pressure.
In the above, as addition type liquid silicone rubber, the viscosities of liquid A and liquid B are 5000 P, respectively, and the cured product has a compression set at 150 ° C. (measurement method based on JIS K6249) of 7% and tearing at 23 ° C. Strength (JIS
A measuring method based on K 6249) of 30 kN / m was used.
As the conductive particles, nickel particles were used as core particles, and the core particles were subjected to electroless gold plating (average coating amount: an amount that is 8% by weight of the weight of the core particles).
[0045]
[Manufacture of anisotropic conductive sheet body]
Using an upper mold and a lower mold made of a rectangular iron plate each having a thickness of 10 mm and a mold made of a rectangular frame spacer having a thickness of 0.1 mm, an anisotropic conductive sheet body is manufactured as follows. did.
The prepared sheet molding material was poured into the mold cavity, and defoaming treatment was performed under reduced pressure to form a sheet molding material layer in the mold.
Then, the sheet molding material layer is cured at 100 ° C. for 1.5 hours while a 5000 gauss parallel magnetic field is applied in the thickness direction by an electromagnet to the sheet molding material layer, After releasing from the mold, post-curing was performed at 200 ° C. for 4 hours to produce a rectangular anisotropically conductive sheet body having a thickness of 0.12 mm.
The ratio of the conductive particles in the obtained anisotropic conductive sheet main body was 20% in volume fraction.
[0046]
The anisotropic conductive sheet main body is stretched in two directions, the vertical direction and the horizontal direction, and the peripheral portion of the anisotropic conductive sheet main body is held by the holding member in this state, whereby the anisotropic of the present invention is achieved. A conductive sheet was produced. The stretch ratio of the anisotropic conductive sheet main body was 15% in the vertical direction and 15% in the horizontal direction, and the thickness in the stretched state was 0.09 mm.
[0047]
<Example 2>
Before mixing the liquid A and the liquid B of the two-component addition type liquid silicone rubber, 5 parts of each of the liquid A and the liquid B is added to 100 parts by weight of the liquid A and the liquid B. Parts by weight of sodium alkanesulfonate [C _n H _{2n + 1} SO _Three After adding an ethanol solution in which Na (n = 12 to 20)] was added and mixing, each of these was vacuum degassed to remove the ethanol, and the same as in Example 1. A sheet molding material is prepared to produce a rectangular anisotropic conductive sheet main body having a thickness of 0.12 mm, and the anisotropic conductive sheet main body is stretched at a stretching ratio of 15% in the vertical and horizontal directions. An anisotropic conductive sheet of the present invention having a thickness of 0.09 mm in the stretched state was produced.
[0048]
<Comparative example 1>
The sheet molding material prepared in the same manner as in Example 1 was poured into the mold used in Example 1 and subjected to defoaming treatment under reduced pressure to form a sheet molding material layer in the mold.
Then, the sheet molding material layer is cured at 100 ° C. for 1.5 hours while a 5000 gauss parallel magnetic field is applied in the thickness direction by an electromagnet to the sheet molding material layer, After releasing from the mold, post-cure was performed at 200 ° C. for 4 hours to produce a rectangular dispersed anisotropic conductive sheet having a thickness of 0.12 mm.
The ratio of the conductive particles in the obtained dispersed anisotropic conductive sheet was 20% in terms of volume fraction.
[0049]
<Comparative example 2>
A mold for manufacturing an anisotropic conductive sheet having the configuration shown in FIG. 8 was produced. The mold 60 is constituted by an upper mold 61, a lower mold 66, and a frame-shaped spacer 65, and each of the upper mold 61 and the lower mold 66 has a thickness on iron substrates 62 and 67 having a thickness of 5 mm. Is formed such that a plurality of disk-like ferromagnetic parts 63 and 68 having a diameter of 0.2 mm and a diameter of 0.25 mm are arranged at a pitch of 0.5 mm, and the ferromagnetic parts 63 and 68 are formed. Nonmagnetic parts 64 and 69 made of a radiation-sensitive resin having a thickness of 0.25 mm are formed at locations other than. The thickness of the spacer 65 is 0.2 mm.
And the sheet molding material prepared like Example 1 was inject | poured in this metal mold | die, and the sheet | seat molding material layer was formed in the said metal mold | die by performing the defoaming process by pressure reduction.
Then, the sheet molding material layer is cured at 120 ° C. for 1.5 hours while a 5000 gauss parallel magnetic field is applied in the thickness direction to the sheet molding material layer by an electromagnet. After being released from the mold, post-curing is performed at 200 ° C. for 4 hours, thereby forming a plurality of conductive path forming portions extending in the thickness direction and insulating portions that insulate these conductive path forming portions from each other. An unevenly distributed anisotropic conductive sheet was produced.
This unevenly distributed anisotropic conductive sheet is formed by arranging circular conductive path forming portions having a diameter of 0.25 mm at a pitch of 0.5 mm, and having an insulating portion thickness of 0.25 mm. The thickness of the forming portion was 0.35 mm, and the conductive path forming portion was formed so as to protrude from both surfaces of the insulating portion (each protruding height was 0.05 mm). Moreover, the ratio of the electroconductive particle in an electroconductive path formation part was 25% in the volume fraction.
[0050]
[Evaluation of anisotropic conductive sheet]
About the anisotropically conductive sheet obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the electrical property was evaluated as follows.
(1) Evaluation of electrical resistance (initial conductivity) in the thickness direction:
A cylindrical electrode with gold plating on brass with an electrode diameter of 0.25 mm is attached in a state where it is connected to a load cell on a Z-axis table capable of precise movement up and down, and XY provided below this Z-axis table Each of the anisotropic conductive sheets according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 is placed on a flat plate electrode that is placed on a table and plated with brass and then the Z-axis table is moved downward. The anisotropic conductive sheet was pressed with a cylindrical electrode, and a constant load of 3 g, 5 g, 10 g, and 15 g was applied to the anisotropic conductive sheet to obtain a measurement state. And the measurement of the electrical resistance between a cylindrical electrode and a flat plate electrode was performed by the 4 terminal method at room temperature. The electrical resistance was measured at a total of 20 locations by moving the XY table, and the average value was obtained.
[0051]
(2) Evaluation of electrical resistance (initial insulation) between formed conductive paths:
A comb substrate of LS (100 μm-100 μm, 20 electrodes having a length of 2 mm) is placed on an XY table, and anisotropic conductivity according to Examples 1-2 and Comparative Example 1 is placed on the comb substrate. Each of the sheets is arranged, and further, an insulating PET film having a thickness of 50 μm is arranged on the anisotropic conductive sheet, and then a cross section attached to the load cell on the Z-axis table is made of a brass having a 5 mm square. The insulating PET film was pressurized with a prismatic press, and a load of 2.5 kg, 5 kg, and 10 kg was applied to obtain a measurement state. And the electrical resistance between the adjacent electrodes in a comb-shaped board | substrate was measured by the applied voltage of 100V at room temperature. The electrical resistance was measured at a total of 20 locations by moving the XY table, and the number of electrical resistance values less than 100 MΩ was determined.
[0052]
(3) Change in electrical resistance when the temperature is increased:
A heat insulating plate, an aluminum plate embedded heater, a flat plate electrode (comb substrate) and an anisotropic conductive sheet are arranged in this order on the XY table to achieve the measurement state, and the anisotropic conductive sheet is achieved by the aluminum plate embedded heater. The electrical resistance in the thickness direction and the conductive path formed are the same as in the above methods (1) and (2), except that the electrical resistance is measured after heating until the surface temperature reaches 150 ° C. The electrical resistance was evaluated.
The results are shown in Table 1.
[0053]
[Table 1]

[0054]
【The invention's effect】
According to the anisotropic conductive sheet of the present invention, the anisotropic conductive sheet main body is stretched in the surface direction, so that the separation distance between the chains due to the conductive particles arranged in the thickness direction becomes long, and the anisotropic Since stress acts on the conductive sheet main body so as to shrink in the thickness direction, the conductive particles forming one chain come close to each other and the electrical connectivity between the conductive particles becomes high. Accordingly, the insulation between the conductive paths formed is high, and good conductivity can be obtained with a small applied pressure. Therefore, even when the pitch of the electrodes of the circuit device to be connected is small, the required electrical Connection can be reliably achieved.
In addition, since the anisotropic conductive sheet main body is stretched in the surface direction, the anisotropic conductive sheet main body in the surface direction of the anisotropic conductive sheet main body in the case of receiving a thermal history due to a temperature change. The dimensional change is less likely to occur only by changing the extension force acting on the. Therefore, even when a thermal history due to a temperature change is received, a good electrical connection state is reliably maintained.
In addition, since the conductive particles are contained in a state of being dispersed in the surface direction of the anisotropic conductive sheet main body, the resistance value in the thickness direction is reduced in the pressurized portion in the anisotropic conductive sheet main body. Thus, since the conductive path is formed, alignment with the circuit device to be connected is unnecessary, and therefore, the electrical connection work can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an example of an anisotropic conductive sheet of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an anisotropic conductive sheet main body in an unstretched state.
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing an anisotropic conductive sheet body in an extended state.
FIG. 4 is an explanatory sectional view showing a state in which a sheet molding material layer is formed in a mold.
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which conductive particles in a sheet molding material layer are oriented in the thickness direction.
FIG. 6 is an explanatory sectional view showing a state in which the anisotropic conductive sheet of the present invention is interposed between a circuit device to be inspected and an inspection circuit board.
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration in which the anisotropic conductive sheet of the present invention is integrally provided on an inspection circuit board.
8 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of a mold for manufacturing an anisotropic conductive sheet used in Comparative Example 2. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Anisotropic conductive sheet
5 Circuit device under test
6 Inspected electrode
10 Anisotropic conductive sheet body
10A Sheet molding material layer
20 Holding member
21 Frame board
22 Chuck
25 Holding member
26 Chuck part
27 Fixed part
30 Circuit board for inspection
31 Electrode for inspection
50 mold
51 Upper mold
52 Lower mold
53 Spacer
60 mold
61 Upper mold
62 substrates
63 Ferromagnetic part
64 Non-magnetic part
65 spacer
66 Lower mold
67 substrates
68 Ferromagnetic part
69 Non-magnetic part
E Elastic polymer material
P conductive particles

Claims

絶縁性の弾性高分子物質中に導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなる異方導電性シート本体と、
この異方導電性シート本体の周縁部を保持する保持部材とよりなり、
前記異方導電性シート本体は、その面方向に伸張された状態で保持部材に保持されていることを特徴とする異方導電性シート。An anisotropic conductive sheet main body that is contained in an insulating elastic polymer substance in a state in which conductive particles are aligned in the thickness direction;
It consists of a holding member that holds the peripheral edge of the anisotropic conductive sheet body,
The anisotropic conductive sheet main body is held by a holding member in a state of being stretched in the surface direction.

異方導電性シート本体が互いに交差する複数の方向に伸張されていることを特徴とする請求項１に記載の異方導電性シート。The anisotropic conductive sheet according to claim 1, wherein the anisotropic conductive sheet main body is extended in a plurality of directions intersecting each other.

異方導電性シート本体の伸張率が５〜１００％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異方導電性シート。The anisotropic conductive sheet according to claim 1 or 2, wherein the stretch ratio of the anisotropic conductive sheet main body is 5 to 100%.

異方導電性シート本体の厚みが、伸張されていない状態において０．０３〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の異方導電性シート。The anisotropic conductive sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the anisotropic conductive sheet main body has a thickness of 0.03 to 0.5 mm in an unstretched state.

異方導電性シート本体における導電性粒子の厚み方向に並ぶ数が３〜２０個であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の異方導電性シート。The anisotropic conductive sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the number of conductive particles arranged in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet main body is 3 to 20.

異方導電性シート本体を構成する弾性高分子物質は、１５０℃における圧縮永久歪みが３５％以下の液状シリコーンゴム硬化物であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の異方導電性シート。6. The elastic polymer material constituting the anisotropic conductive sheet main body is a liquid silicone rubber cured product having a compression set at 150 ° C. of 35% or less. Anisotropic conductive sheet.

異方導電性シート本体を構成する弾性高分子物質は、引き裂き強度が７ｋＮ／ｍ以上の液状シリコーンゴム硬化物であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の異方導電性シート。The anisotropic polymer material according to any one of claims 1 to 6, wherein the elastic polymer material constituting the anisotropic conductive sheet body is a liquid silicone rubber cured product having a tear strength of 7 kN / m or more. Conductive sheet.

異方導電性シート本体における導電性粒子は、面方向に分散された状態で含有されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の異方導電性シート。The anisotropic conductive sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the conductive particles in the anisotropic conductive sheet main body are contained in a state of being dispersed in a plane direction.

異方導電性シート本体における導電性粒子の割合が、体積分率で５〜３０％であることを特徴とする請求項８に記載の異方導電性シート。The anisotropic conductive sheet according to claim 8, wherein the proportion of the conductive particles in the anisotropic conductive sheet main body is 5 to 30% in terms of volume fraction.