JP3675812B1 - 異方導電性コネクターおよび回路装置の検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 異方導電性コネクターの表面に潤滑剤を塗布する。検査用回路基板と、検査対象である回路装置とを電気的に接続するために用いられる異方導電性コネクターの少なくとも検査対象の回路装置と接触する側の表面に潤滑剤を塗布して回路装置の検査を行う。
【選択図】 図1
Description
加し、各々の導電路形成部の電気抵抗値がばらつくことにより、後続の回路装置の検査が困難となる、という問題がある。
すなわち、異方導電性シートを形成する弾性高分子物質、例えばシリコーンゴムは高い温度で接着性を帯びるため、当該異方導電性シートは、高温環境下において回路装置によって加圧された状態で長時間放置されると、当該回路装置に接着し、これにより、検査が終了した回路装置を未検査の回路装置に交換する作業を円滑に行うことができず、その結果、回路装置の検査効率が低下する。特に、異方導電性シートが大きい強度で回路装置に接着した場合には、当該異方導電性シートを損傷させることなしに回路装置から剥離することが困難となるため、当該異方導電性シートをその後の検査に供することができない。
少なくとも検査対象である回路装置と接触する側の表面に、潤滑剤が塗布されていることを特徴とする。
本発明の回路装置の検査方法は、検査対象である回路装置の被検査電極と、検査用回路基板の検査電極とを異方導電性コネクターを挟んで電気的に接続して電気的検査を行う回路装置の検査方法であって、
少なくとも検査対象である回路装置と接触する側の表面に潤滑剤が塗布された異方導電性コネクターを用いて、回路装置の被検査電極側の表面と、異方導電性コネクターの潤滑剤が塗布された表面とを接触させて電気的検査を行うことを特徴とする。
上記の検査方法において、潤滑剤は、アルキルスルホン酸の金属塩であることが好ましい。
たは抑制されるため、長期間にわたって安定した導電性が得られる。
図1、図2および図3は、本発明の異方導電性コネクターの一例における構成を示す説明図であり、図1は平面図、図2は図1のA−A断面図、図3は部分拡大断面図である。この異方導電性コネクター10は、矩形の異方導電膜10Aと、この異方導電膜10Aを支持する矩形の板状の支持体71とにより構成され、全体としてシート状に形成されている。
図示の例では、複数の導電路形成部11のうち当該異方導電膜10Aにおける周縁部以外の領域に形成されたものが、接続対象電極、例えば検査対象である回路装置1における被検査電極に電気的に接続される有効導電路形成部12とされ、当該異方導電部10Aにおける周縁部に形成されたものが、接続対象電極に電気的に接続されない無効導電路形成部13とされており、有効導電路形成部12は、接続対象電極のパターンに対応するパターンに従って配置されている。
そして、異方導電膜10Aを構成する弾性高分子物質のデュロメータA硬さは、好ましくは30〜70、より好ましくは35〜65である。
また、デュロメータA硬さが70より過大である場合には、高い導電性を有する導電路形成部か得られないことがある。
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法、スパッタリング法、蒸着法などが用いられている。
しくは45%以上、特に好ましくは47〜95%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。
、より好ましくは10〜30%となる割合である。
支持体71を構成する材料としては、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用いることが好ましく、より好ましくは2×10-5〜1×10-6/K、特に好ましくは6×10-6〜1×10-6/Kである。
金属材料としては、金、銀、銅、鉄、ニッケル、コバルト若しくはこれらの合金などを用いることができる。
リウム、1−ヘプタデカンスルホン酸カリウム、1−オクタデカンスルホン酸カリウム、1−ノナデカンスルホン酸カリウム、1−エイコサンデカスルホン酸カリウム、1−デカンスルホン酸リチウム、1−ウンデカンスルホン酸リチウム、1−ドデカンスルホン酸リチウム、1−トリデカンスルホン酸リチウム、1−テトラデカンスルホン酸リチウム、1−ペンタデカンスルホン酸リチウム、1−ヘキサデカンスルホン酸リチウム、1−ヘプタデカンスルホン酸リチウム、1−オクタデカンスルホン酸リチウム、1−ノナデカンスルホン酸リチウム、1−エイコサンデカスルホン酸リチウムおよびこれらの異性体を挙げることができる。
これらの化合物は、1種類を単独で使用してもよく、2複類以上を組み合わせて使用してもよい。
図6は、本発明の異方導電性コネクターを製造するために用いられる金型の一例における構成を示す説明用断面図である。この金型は、上型50およびこれと対となる下型55が、互いに対向するよう配置されて構成され、上型50の成形面(図6において下面)と下型55の成形面(図6において上面)との間に成形空間59が形成されている。
用いることができる。この強磁性体基板51、56は、その厚みが0.1〜50mmであることが好ましく、表面が平滑で、化学的に脱脂処理され、また、機械的に研磨処理されたものであることが好ましい。
上記の金型を用い、例えば、次のようにして異方導電性コネクター10が製造される。
次いで、図8に示すように、成形材料を上型50の成形面上にスペーサー54aにより形成される空間内に充填することにより、第1の成形材料層61aを形成し、一方、成形材料を、下型55、スペーサー54bおよび支持体71によって形成される空間内に充填することにより、第2の成形材料層61bを形成する。
次いで、上型50における強磁性体基板51の上面および下型55における強磁性体基板56の下面に配置された電磁石(図示せず)を作動させることにより、強度分布を有する平行磁場、すなわち上型50の強磁性体層52とこれに対応する下型55の強磁性体層57との間において大きい強度を有する平行磁場を第1の成形材料層61aおよび第2の成形材料層61bの厚み方向に作用させる。その結果、第1の成形材料層61aおよび第2の成形材料層61bにおいては、各成形材料層中に分散されていた導電性粒子が、上型50の各々の強磁性体層52とこれに対応する下型55の強磁性体層57との間に位置する導電路形成部11となるべき部分に集合すると共に、各成形材料層の厚み方向に並ぶよう配向する。
電性粒子が全くあるいは殆ど存在しない絶縁性の弾性高分子物質よりなる絶縁部15とを有する異方導電膜10Aが形成される。
この異方導電性コネクターの一面側(同図において上側)に潤滑剤を塗布して、潤滑剤層40を設けることにより、図1〜図3に示す構成の異方導電性コネクター10が製造される。
各成形材料層に作用される平行磁場の強度は、平均で20,000〜1,000,000μTとなる大きさが好ましい。
この回路装置の検査装置には、ガイドピン9を有する検査用回路基板5が設けられている。この検査用回路基板5の表面(図1において上面)には、検査対象である回路装置1における半球形状のハンダボール電極2のパターンに対応するパターンに従って検査用電極6が形成されている。
永久的な変形や、磨耗による変形が生じることが抑制され、ハンダボール電極2の電極物質が導電性粒子に移行することが防止または抑制されるため、多数の回路装置1について連続して検査を行なった場合でも、長期間にわたって安定した導電性が得られる。
(1)本発明の異方導電性コネクターを回路装置の電気的検査に用いる場合において、検査対象である回路装置の被検査電極は、半球形状のハンダボール電極に限られず、例えばリード電極や平板状の電極であってもよい。
(2)異方導電性コネクターに支持体を設けることは必須ではなく、異方導電膜のみよりなるものであってもよい。
(3)本発明の異方導電性コネクターを回路装置の電気的検査に用いる場合において、異方導電膜は、検査用回路基板に一体的に接着されていてもよい。このような構成によれば、異方導電膜と検査用回路基板との間の位置ずれを確実に防止することができる。
(4)潤滑剤は異方導電性コネクターの両面に塗布されていてもよい。
(5)本発明の異方導電性コネクターは、導電路形成部が一定のピッチで配置され、一部の導電路形成部が被検査電極に電気的に接続される有効導電路形成部とされ、その他の導電路形成部が被検査電極に電気的に接続されない無効導電路形成部とされていてもよい。
。
(6)本発明の異方導電性コネクターにおいては、補強材を含有させることができる。かかる補強材としては、メッシュ若しくは不織布よりなるものを好適に用いることができる。
<実施例>
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔付加型液状シリコーンゴム〕
以下の実施例および比較例において、付加型液状シリコーンゴムとしては、A液の粘度が500Pa・s、B液の粘度が500Pa・sである二液型のものであって、硬化物の圧縮永久歪みが6%、デュロメータA硬さ42、引裂強度が30kN/mのものを使用した。
(1)付加型液状シリコーンゴムの粘度:
B型粘度計により、23±2℃における粘度を測定した。
(2)シリコーンゴム硬化物の圧縮永久歪み:
二液型の付加型液状シリコーンゴムにおけるA液とB液とを等量となる割合で攪拌混合した。次いで、この混合物を金型に流し込み、当該混合物に対して減圧による脱泡処理を行った後、120℃、30分間の条件で硬化処理を行うことにより、厚みが12.7mm、直径が29mmのシリコーンゴム硬化物よりなる円柱体を作製し、この円柱体に対して
、200℃、4時間の条件でポストキュアを行った。このようにして得られた円柱体を試験片として用い、JIS K 6249に準拠して150±2℃における圧縮永久歪みを測定した。
(3)シリコーンゴム硬化物の引裂強度:
上記(2)と同様の条件で付加型液状シリコーンゴムの硬化処理およびポストキュアを行うことにより、厚みが2.5mmのシートを作製した。このシートから打ち抜きによってクレセント形の試験片を作製し、JIS K 6249に準拠して23±2℃における引裂強度を測定した。
(4)シリコーンゴム硬化物のデュロメータ硬さ:
上記(3)と同様にして作製されたシートを5枚重ね合わせ、得られた積重体を試験片として用い、JIS K 6249に準拠して23±2℃におけるデュロメータA硬さを測定した。
〈実施例1〉
(a)支持体および金型の作製:
下記の条件に従って、図4に示す構成の支持体および図6に示す構成の異方導電膜成形用の金型を作製した。
〔支持体〕
支持体(71)は、材質がSUS304、厚みが0.1mm、開口部(73)の寸法が17mm×10mmで、四隅に位置決め穴(72)を有する。
〔金型〕
強磁性体基板(51,56)は、材質が鉄で、厚みが6mmである。
付加型液状シリコーンゴム100重量部に、平均粒子径が30μmの導電性粒子60重量部を添加して混合し、その後、減圧による脱泡処理を施すことにより、第1の成形材料を調製した。以上において、導電性粒子としては、ニッケルよりなる芯粒子に金メッキが施されたもの(平均被覆量:芯粒子の重量の20重量%)を用いた。
(c)異方導電膜の形成:
上記の金型の上型(50)の成形面に、縦横の寸法が20mm×13mmの開口部が形成された厚み0.2mmのスペーサー(54a)を位置あわせして配置し、調製した成形材料をスクリーン印刷によって塗布することにより、厚みが0.2mmの第1の成形材料層(61a)を形成した。
製した成形材料をスクリーン印刷によって塗布することにより、下型(55)、スペーサー(54b)および支持体(71)によって形成される空間内に、厚みが0.3mmの第2の成形材料層(61b)を形成した。
そして、上型(50)と下型(55)の間に形成された各成形材料層に対し、強磁性体層(52,57)の間に位置する部分に、電磁石によって厚み方向に2Tの磁場を作用させながら、100℃、1時間の条件で硬化処理を施すことにより、異方導電膜(10A)を形成した。
得られた異方導電性コネクター(10)における異方導電膜(10A)は、縦横の寸法が20mm×13mmの矩形で、288個(12個×24個)の導電路形成部(11)を有し、各導電路形成部(11)の直径が0.45mm、導電路形成部(11)の配置ピッチ(中心間距離)が0.8mmのものである。
《潤滑剤の塗布》
ナトリウムアルカンスルホネート(CnH2n+1SO3Na(n=12〜20))の0.5wt%のメタノール溶液を作成した。
〔異方導電性コネクターの評価〕
潤滑剤を塗布した異方導電性コネクターB1について、その性能評価を以下のようにして行った。
このテスト用の回路装置(3)は、直径が0.4mmで、高さが0.3mmのハンダボール電極(2)(材質:鉛フリーハンダ)を合計で72個有するものであり、それぞれ36個のハンダボール電極(2)が配置された2つの電極群が形成され、各電極群においては、18個のハンダボール電極(2)が0.8mmのピッチで直線状に並ぶ列が合計で2列形成されており、これらのハンダボール電極のうち2個ずつが、回路装置(3)内の配線(8)によって互いに電気的に接続されている。回路装置(3)内の配線数は合計で36本である。
《繰り返し耐久性》
図16に示すように、異方導電性コネクター(10)における支持体(71)の位置決め穴に、検査用回路基板(5)のガイドピン(9)を挿通させることにより、当該異方導電性コネクター(10)を検査用回路基板(5)上に位置決めして配置し、この異方導電性コネクター(10)上に、テスト用の回路装置(3)を配置し、これらを加圧治具(図示せず)によって固定し、この状態で、恒温槽(7)内に配置した。
〔数1〕
R1=V1/I1
ここで、電気抵抗値R1には、2つの導電路形成部の電気抵抗値の他に、テスト用の回路装置(3)の電極間における電気抵抗値および検査用回路基板の外部端子間の電気抵抗値が含まれている。
そして回路装置(3)内における36本の配線のうち、1つの測定配線の電気抵抗値R1に1Ωより大きい値が測定された測定回数(電流印加回数)を記録した。
〈比較例1〉
潤滑剤を塗布した異方導電性コネクターB1のかわりに、潤滑剤を塗布していない異方導電性コネクターA1を用いて、実施例1と同様に繰り返し耐久性を評価した。
導電路形成部の変形状態:
導電路形成部の表面を目視により観察し、ほとんど変形が生じていない場合を○、微細な変形が認められる場合を△、大きな変形が認められる場合を×として評価した。
導電性粒子への電極物質の移行状態:
導電路形成部中の導電性粒子の色を目視により観察し、変色がほとんどない場合を○、僅かに灰色に変色した場合を△、ほとんど灰色または黒色に変色した場合を×として評価した。
2 ハンダボール電極
3 テスト用の回路装置
5 検査用回路基板
6 検査用電極
7 恒温槽
8 配線
9 ガイドピン
10 異方導電性コネクター
10A 異方導電膜
11 導電路形成部
11a 突出部分
12 有効導電路形成部
13 無効導電路形成部
15 絶縁部
40 潤滑剤層
50 上型
51 強磁性体基板
52 強磁性体層
53 非磁性体層
54a,54b スペーサー
55 下型
56 強磁性体基板
57 強磁性体層
57a 凹部空間
58 非磁性体層
59 成形空間
61a 第1の成形材料層
61b 第2の成形材料層
71 支持体
72 位置決め穴
73 開口部
101 異方導電性コネクター
110 電圧計
115 直流電源
116 定電流制御装置
Claims (5)
- 検査対象である回路装置の被検査電極に対応して配置された検査用電極を有する検査用回路基板と、検査対象である回路装置とを電気的に接続するために用いられる異方導電性コネクターであって、
少なくとも検査対象である回路装置と接触する側の表面に、潤滑剤が塗布されていることを特徴とする異方導電性コネクター。 - 潤滑剤が、アルキルスルホン酸の金属塩であることを特徴とする請求項1に記載の異方導電性コネクター。
- 検査対象である回路装置の被検査電極と、検査用回路基板の検査電極とを異方導電性コネクターを挟んで電気的に接続して電気的検査を行う回路装置の検査方法であって、
少なくとも検査対象である回路装置と接触する側の表面に潤滑剤が塗布された異方導電性コネクターを用いて、回路装置の被検査電極側の表面と、異方導電性コネクターの潤滑剤が塗布された表面とを接触させて電気的検査を行うことを特徴とする回路装置の検査方法。 - 検査対象である回路装置の被検査電極が、ハンダ突起電極であることを特徴とする請求項3に記載の回路装置の検査方法。
- 潤滑剤が、アルキルスルホン酸の金属塩であることを特徴とする請求項3または4に記載の回路装置の検査方法。
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