JP4374651B2 - Method for producing anisotropic conductive sheet - Google Patents

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電気的検査に用いられるコネクターとして好適な異方導電性シートの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
異方導電性エラストマーシートは、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エラストマー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エラストマーシートとしては、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エラストマーシート（以下、これを「分散型異方導電性エラストマーシート」という。）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エラストマーシート（以下、これを「偏在型異方導電性エラストマーシート」という。）が開示され、更に、特開昭６１−２５０９０６号公報等には、導電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エラストマーシートが開示されている。
【０００５】
そして、偏在型異方導電性エラストマーシートは、回路基板等の電極パターンと対掌のパターンに従って導電部が形成されているため、分散型異方導電性エラストマーシートに比較して、接続すべき電極が小さいピッチで配置されている回路装置などに対しても電極間の電気的接続を高い信頼性で達成することができる点で、有利であり、特に、導電部が絶縁部から突出する状態に形成されてなるものは、被検査電極に対する接触が確実に行われるため、より好ましい。
【０００６】
而して、例えばＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｌｉｄ Ａｒｒａｙ）などの半導体集積回路には、半田バンプと称される突起状電極が形成されており、このような突起状電極を有する回路装置の電気的検査において、高い接続信頼性を得るためには、大きい厚みを有する異方導電性シートを用いることが肝要である。
しかしながら、上記の異方導電性シートにおいては、導電部に形成される導電路は、多数の導電性粒子によるものであって、連続した一体の導体によるものではないため、シートの厚みが大きい場合には、導電部の電気抵抗が大きくなる結果、所要の導電性が得られない、という問題があった。
【０００７】
一方、異方導電性シートとしては、弾性高分子材料よりなるシート体中に厚み方向に貫通して伸びる金属線が設けられてなるものが知られている。このような異方導電性シートによれば、導電路が連続した一体の導体である金属線により形成されているため、厚みが大きくても高い導電性が得られる。
然るに、このような異方導電性シートにおいては、導電路を形成する金属線が剛性を有するものであるため、シート体の弾性が損なわれる結果、高い接続信頼性を得ることが困難となる。また、厚み方向に大きい押圧力が加わると、金属線が破損して断線するため、所要の導電性を維持することができない、という問題がある。
【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り、その目的は、厚みが大きくても高い導電性を有し、しかも、高い接続信頼性が得られる異方導電性シートを有利にかつ確実に製造することができる方法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の製造方法は、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電部が、絶縁部によって相互に絶縁された状態で配置されてなり、前記導電部の各々は、弾性高分子材料よりなる基材と、この基材に厚み方向に貫通して伸びるよう設けられた筒状の金属部材とを有してなる異方導電性シートを製造する方法であって、
金型内に、形成すべき導電部に対応して並ぶよう、複数の金属部材用パイプを配置し、当該金型内に硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質用材料を注入して当該高分子物質用材料を硬化処理する工程を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の異方導電性シートの製造方法においては、前記金属部材用パイプとして、形成すべき金属部材より大きい肉厚を有するものを用い、前記金型内に注入された高分子物質用材料を硬化処理した後、前記金属部材用パイプの内面をエッチング処理することにより、金属部材を形成することが好ましい。
【００１５】
【作用】
本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートによれば、連続した一体の導体である金属部材によって導電路が形成されているため、厚みが大きくても高い導電性が確実に得られる。しかも、金属部材は筒状であるため、弾性高分子材料よりなる基材に追従して弾性的に変形するので、十分な弾性を有する導電部が得られ、その結果、高い接続信頼性が得られる。
また、金属部材の筒孔内に弾性高分子材料よりなる芯材を設けることにより、金属部材が基材から剥離することが防止されるため、耐久性の高い導電部が得られる。
更に、芯材として、導電性粒子を含有する弾性高分子材料よりなるものを用いることにより、仮に金属部材に破損などの故障が生じたとしても、当該芯材における導電性粒子による導電路を介して電気的接続が維持されるので、長い使用寿命が得られる。
このように、厚みが大きくても高い導電性を有し、しかも、十分な弾性を有する導電部が形成された異方導電性シートを、回路装置の電気的検査に用いることにより、検査対象である回路装置が突起状電極を有するものであっても、接続信頼性が高くて所要の電気的検査を確実に実行することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈異方導電性シート〉
（１）第１の実施の形態：
図１は、本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートの第１の実施の形態における要部の構成を示す説明用断面図である。この異方導電性シート１０は、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電部１１と、これらの導電部１１を相互に絶縁する絶縁部１６とにより構成されている。
【００１７】
導電部１１の各々においては、絶縁性の弾性高分子材料よりなる基材１２に、その厚み方向に貫通して伸びるよう、筒状の金属部材１３が設けられ、この金属部材１３の筒孔内には、絶縁性の弾性高分子材料よりなる芯材１４が設けられている。図示の例における導電部１１の各々は、その上面および下面が絶縁部１６の上面および下面から突出した状態に形成されており、当該異方導電性シート１０の面方向に沿って、接続すべき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。
【００１８】
金属部材１３の肉厚ｄは、２〜３００μｍであることが好ましく、さらに３〜１００μｍが好ましく、特に５〜５０μｍであることが好ましい。金属部材１３の肉厚ｄが２μｍ未満である場合には、当該金属部材１３の強度が低いものとなるため、早期に破損しやすくなる。一方、金属部材１３の肉厚ｄが３００μｍを超える場合には、当該金属部材１３は弾性的に変形しにくいものとなるため、十分な弾性を有する導電部１１が得られないことがある。
また、金属部材１３の外径は、導電部１１の径に応じて適宜選定されるが、通常０．０２〜４ｍｍ、好ましくは０．１〜１ｍｍである。
【００１９】
導電部１１の厚みは、０．１ｍｍ以上、特に０．３〜５ｍｍであることが好ましく、これにより、当該導電部１１に接続される電極が突起状のものであっても、高い接続信頼性が確実に得られる。
また、図示の例のように、導電部１１を絶縁部１６から突出した状態に形成する場合には、その突出高さは導電部１１の厚みの２５％以下、特に５〜１５％であることが好ましい。
また、導電部１１の径は、例えば０．０２〜１ｍｍであり、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍである。
【００２０】
導電部１１における基材１２および芯材１４を構成する絶縁性の弾性高分子材料としては、架橋構造を有する高分子物質からなるものを用いることが好ましい。架橋高分子物質を得るための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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
このようなビニル基含有ポリジメチルシロキサンは、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。以下同じ。）が１００００〜４００００のものであることが好ましい。また、得られる導電路素子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。以下同じ。）が２．０以下のものが好ましい。
【００２３】
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。
このようなヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサンは、その分子量Ｍｗが１００００〜４００００のものであることが好ましい。また、得られる導電路素子の耐熱性の観点から、分子量分布指数が２．０以下のものが好ましい。
本発明においては、上記のビニル基含有ポリジメチルシロキサンおよびヒドロキシル基含有ポリジメチルシロキサンのいずれか一方を用いることもでき、両者を併用することもできる。
【００２４】
導電部１１における金属部材１３を構成する材料としては、真鍮、銅、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、燐青銅、ニッケル、金、銀、パラジウムなどを用いることができる。また、金属部材１３は、異なる種類の金属層が半径方向（肉厚方向）に積層されてなるものであってもよい。
【００２５】
絶縁部１６は、絶縁性の弾性高分子材料により構成されており、図示の例では、導電部１１における基材１２に一体に形成されている。
絶縁部１６の厚みは、例えば０．０５〜１０ｍｍ、好ましくは０．２〜５ｍｍである。
絶縁部１６を構成する絶縁性の弾性高分子材料としては、前述の導電部１１における基材１２および芯材１４を構成する弾性高分子材料として例示したものと同様のものを用いることができる。
【００２６】
上記の異方導電性シートは、例えば以下のような方法によって製造することができる。 図２は、本発明の異方導電性シートの製造方法に用いられる金型の一例を示す説明用断面図である。
この金型２０においては、それぞれ形成すべき導電部１１に対応して開口２１Ｈ，２２Ｈが形成された一方の型板２１および他方の型板２２が、互いに対向するよう配置され、一方の型板２１と他方の型板２２との間には、成形空間を形成するための枠状のスペーサー２３が、一方の型板２１および他方の型板２２の周辺部に沿って配置されている。このスペーサー２３には、金型２０内に高分子物質用材料を注入するための注入孔（図示省略）が形成されている。
【００２７】
そして、図３に示すように、目的とする金属部材１３の肉厚ｄより大きい肉厚Ｄを有し、目的とする金属部材１３より大きい全長を有する複数の金属部材用パイプ１３Ａを用意し、これらの金属部材用パイプ１３Ａの各々を一方の型板２１および他方の型板２２の開口２１Ｈ，２２Ｈに挿通させることにより、金型２０内に、形成すべき導電部１１に対応して並ぶよう、金属部材用パイプ１３Ａを配置する。
次いで、スペーサ２３の注入孔から金型２０内に高分子物質用材料を注入することにより、図４に示すように、金型２０内に高分子物質用材料層１０Ａを形成する。そして、高分子物質用材料層１０Ａの硬化処理を行うことにより、図５に示すように、導電部の基材１２および絶縁部１６が一体に形成される。
【００２８】
以上において、金属部材用パイプ１３Ａとしては、エッチング可能な材料、例えば真鍮、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレンス（ＳＵＳ）、燐青銅などよりなる筒状体の外周面に、エッチングされにくい材料、例えば金、銀、パラジウムなどがメッキされてなるものを用いることが好ましい。このような金属部材用パイプ１３Ａを用いることにより、後述するエッチング処理によって所要の肉厚ｄを有する金属部材ｄを確実に形成することができる。
また、金属部材用パイプ１３Ａは、その外周面がプライマーによって処理されていることが好ましく、これにより、基材１２に対して密着性の高い金属部材１３が得られる。
【００２９】
金属部材用パイプ１３Ａの肉厚Ｄは、好ましくは５〜３００μｍ、さらに好ましくは１０〜２００μｍ特に好ましくは３０〜１５０μｍであることが好ましい。この肉厚Ｄが５μｍ未満である場合には、当該金属部材用パイプ１３Ａは、変形しやすくて取扱性の低いものとなるため、金属部材用パイプ１３Ａを金型２０内に配置する作業が煩雑となるため、好ましくない。一方、この肉厚Ｄが３００μｍを超える場合には、当該金属部材用パイプ１３Ａの内径が小さいものとなるため、後述するエッチング処理において、均一な厚みを有する金属部材１３を形成することが困難となることがあり、また、金属部材１３の形成に要する時間が長くなるため、好ましくない。
【００３０】
高分子物質用材料中には、必要に応じて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、高分子物質形成材料１００重量部に対して３〜１５重量部である。
【００３１】
高分子物質用材料の粘度は、温度２５℃において１０００００〜１００００００ｃｐの範囲内であることが好ましい。
また、高分子物質用材料中には、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、当該高分子物質用材料のチクソトロピー性が確保されると共に、その粘度を上記の範囲に調整することができ、更に、無機充填材が補強材として作用するため、強度の高い異方導電性シートが得られる。
【００３２】
高分子物質用材料層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、高分子物質用材料層１０Ａに用いられる高分子物質用材料などの種類などを考慮して適宜選定される。
【００３３】
次いで、図６に示すように、金属部材用パイプ１３Ａの両端面を研磨することにより、当該金属部材用パイプ１３Ａにおける型板の開口から突出する部分を除去し、更に金属部材用パイプ１３Ａの内面をエッチング処理することにより、図７に示すように、所要の肉厚を有する筒状の金属部材１３が形成される。
そして、金属部材１３の内面をプライマーによって処理した後、図８に示すように、金属部材１３の筒孔内に高分子物質用材料を充填して高分子物質用材料層１４Ａを形成し、当該高分子物質用材料層１４Ａの硬化処理を行うことにより、図９に示すように、芯材１２が形成されて導電部１１が形成される。この高分子物質用材料層１４Ａの硬化処理の条件は、前述の高分子物質用材料層１０Ａの硬化処理の条件と同様である。
その後、金型２０を離型させることにより、図１に示す構成の異方導電性シートが得られる。
【００３４】
上記の異方導電性シート１０においては、接続すべき電極に、当該異方導電性シート１０における導電部１１を接触させ、あるいは更に押圧して当該導電部１１を変形させることにより、当該導電部１１における金属部材１３を介して、所要の電気的接続が達成される。このとき、導電部１１における金属部材１３は、基材１２に追従して弾性的に変形する。
而して、このような異方導電性シート１０によれば、連続した一体の導体である金属部材１３によって導電路が形成されているため、厚みが大きくても高い導電性を確実に得られる。しかも、金属部材１３は筒状であるため、弾性高分子材料よりなる基材１２に追従して容易に弾性的に変形するので、十分な弾性を有する導電部が得られ、その結果、高い接続信頼性が得られる。
また、金属部材１３の筒孔内に弾性高分子材料よりなる芯材１４が設けられているため、導電部１１に押圧力が加わっても、金属部材１３が基材１２から剥離することがなく、その結果、耐久性の高い導電部１１が得られる。
【００３５】
（２）第２の実施の形態：
図１０は、本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートの第２の実施の形態における要部の構成を示す説明用断面図である。この異方導電性シート１０においては、導電部１１における金属部材１３の筒孔内に導電性粒子を有する弾性高分子材料よりなる芯材（以下、「導電性芯材」という）１５が設けられている。この例においては、導電性芯材１５を構成する弾性高分子材料中の導電性粒子は、厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されている。その他の具体的構成は、前述の第１の実施の形態に係る異方導電性シート１０と同様である。
【００３６】
導電性芯材１５に用いられる導電性粒子としては、後述する方法により当該粒子を適宜の方向に容易に配向させることができる観点から、導電性磁性体粒子を用いることが好ましい。この導電性磁性体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、ニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に金や銀などの導電性の良好な金属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無電解メッキにより行うことができる。
【００３７】
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３．５〜１５重量％、特に好ましくは４〜１０重量％である。また、被覆される導電性金属が銀である場合には、その被覆量は、芯粒子の３〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは４〜４０重量％、さらに好ましくは５〜３０重量％、特に好ましくは６〜２０重量％である。
【００３８】
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（重量平均粒子径Ｄｗ／数平均粒子径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、得られる導電性芯材１５は、加圧変形が容易なものとなり、また、当該導電性芯材１５において導電性粒子間に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、高分子物質用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。
【００３９】
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、後述する製造方法において、高分子物質用材料を硬化処理する際に、当該高分子物質用材料内に気泡が生ずることが防止または抑制される。
【００４０】
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、得られる導電性芯材１５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。
【００４１】
このような導電性粒子は、導電性芯材１５中に体積分率で３０〜６０％、特に３５〜５０％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３０％未満である場合には、十分に電気抵抗値の小さい導電性基材１５が得られないことがある。一方、この割合が６０％を超える場合には、得られる導電性基材１５は脆弱なものとなりやすく、必要な弾性が得られないことがある。
【００４２】
上記の異方導電性シート１０は、例えば以下の方法によって製造することができる。
先ず、図２に示す金型２０を用い、前述の第１の実施の形態と同様にして基材１２、金属部材１３および絶縁部１６を形成し（図３〜図７参照）、更に金属部材１３の内面をプライマーによって処理した後、図１１に示すように、金属部材１３の筒孔内に導電性粒子を含有してなる高分子物質用材料層（以下、「導電性高分子物質用材料層」という。）１５Ａを形成する。この導電性高分子物質用材料層１５Ａを形成する方法としては、導電性粒子を含有してなる高分子物質用材料を金属部材１３の筒孔内に充填する方法、金属部材１３の筒孔内に導電性粒子を充填した後、更に当該金属部材１３の筒孔内に高分子物質用材料を充填する方法などを利用することができる。
【００４３】
次いで、図１２に示すように、金型２０の一方の型板２１の上面に一方の磁極板３０を配置すると共に、他方の型板２２の下面に他方の磁極板３５を配置し、更に、一方の磁極板３０の上面および他方の磁極板３５の下面に一対の電磁石３１，３６を配置する。
ここで、一方の磁極板３０は、目的とする導電部１１の配置パターンに対掌なパターンに従って強磁性体部分Ｍが形成され、この強磁性体部分Ｍ以外の部分には非磁性体部分Ｎが形成されており、当該強磁性体部分Ｍが金属部材１３の上方に位置するよう配置される。
また、他方の磁極板３５は、目的とする導電部１１の配置パターンと同一のパターンに従って強磁性体部分Ｍが形成され、この強磁性体部分Ｍ以外の部分には非磁性体部分Ｎが形成されており、当該強磁性体部分Ｍが金属部材１３の下方に位置するよう配置される。
【００４４】
一方の磁極板３０および他方の磁極板３５の各々における強磁性体部分Ｍを構成する材料としては、鉄、ニッケル、コバルトまたはこれらの合金などを用いることができる。
また、一方の磁極板３０および他方の磁極板３５の各々における非磁性体部分Ｎを構成する材料としては、銅などの非磁性金属、ポリイミドなどの耐熱性樹脂などを用いることができる。
【００４５】
そして、電磁石３１，３６を作動させることにより、一方の磁極板３０の強磁性体部分Ｍからこれに対応する他方の磁極板３５の強磁性体部分Ｍに向かう方向に平行磁場が作用する。その結果、導電性高分子物質用材料１５Ａにおいては、導電性磁性体粒子が、磁力によって移動して厚み方向に並ぶよう配向する。
そして、この状態において、導電性高分子物質用材料１５Ａの硬化処理を行うことにより、図１３に示すように、弾性高分子材料中に導電性磁性体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導電性芯材１５が形成され、以て導電部１１が形成される。
そして、金型２０を離型させることにより、図１０に示す構成の異方導電性シート１０が得られる。
【００４６】
以上において、導電性高分子物質用材料１５Ａ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。
導電性高分子物質用材料１５Ａに作用される平行磁場の強度は、平均で２００〜１００００ガウスとなる大きさが好ましい。
また、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。このような永久磁石としては、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。
【００４７】
導電性高分子物質用材料１５Ａ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。加熱により導電性高分子物質用材料１５Ａの硬化処理を行う場合には、電磁石３１，３６にヒーターを設ければよい。具体的な加熱温度および加熱時間は、導電性高分子物質用材料層１５Ａに用いられる高分子物質用材料などの種類、導電性磁性体粒子の移動に要する時間などを考慮して適宜選定される。
【００４８】
このような異方導電性シートによれば、前述の第１の実施の形態に係る異方導電性シートと同様の効果が得られると共に、更に、以下のような効果が得られる。
すなわち、金属部材１３の筒孔内に導電性芯材１５が設けられているため、仮に長時間の使用によって金属部材１３に破損などの故障が生じたとしても、当該導電性芯材１５における導電性粒子による導電路を介して電気的接続を維持することができ、その結果、長い使用寿命が得られる。
【００４９】
〈回路装置の電気的検査装置〉
図１４は、本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートを用いた回路装置の電気的検査装置の一例における要部の構成を、検査対象である回路装置と共に示す説明図である。
この図において、１は検査対象である回路装置であって、その表面には、被検査電極である多数の突起状電極２が形成されている。
４０は検査用回路基板であって、その上面には、検査対象である回路装置１の突起状電極２と対掌なパターンに従って配置された多数の検査電極４１が形成され、その下面には、例えばピッチが２．５４ｍｍ、１．８０ｍｍ若しくは１．２７ｍｍの格子点配列に従って配置された多数の端子電極４２が形成されており、検査電極４１は、内部配線４３を介して端子電極４２に電気的に接続されている。
５０は、それぞれ格子点位置に配置された複数の検査ピン５１を有する検査ヘッドであって、検査用回路基板４０の下方に、異方導電性シート４５を介して配置されている。この異方導電性シート４５としては、従来公知の種々の構成のものを用いることができる。 そして、検査用回路基板４０の上面には、図１０に示す構成の異方導電性シート１０が配置されている。
【００５０】
上記の回路装置の電気的検査装置においては、異方導電性シート１０上に、回路装置１が、その被検査電極２が検査用回路基板４０の検査電極４１の上方に位置されるよう配置され、その後、検査ヘッド５０を接近する方向（図示の例では上方）に移動させることにより、異方導電性シート１０が回路装置１に圧接される。その結果、検査用回路基板４０の検査電極４１の各々が、異方導電性シート１０の導電部１１を介して、対応する回路装置１の突起状電極２の各々に電気的に接続され、この状態で回路装置１について所要の電気的検査が行われる。
【００５１】
このような回路装置の電気的検査装置によれば、厚みが大きくても高い導電性を有し、しかも、十分な弾性を有する導電部１１が形成された異方導電性シート１０を使用しているため、検査対象である回路装置１が突起状電極２を有するものであっても、接続信頼性が高くて所要の電気的検査を確実に実行することができる。
【００５２】
本発明は、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）絶縁部１６は、導電部１１における基材１２と別体のものであってもよい。この場合には、絶縁部１６を構成する弾性高分子材料は、基材１２を構成する弾性高分子材料と同一の種類のものであっても異なる種類のものであってもよい。
（２）第１の実施の形態において、芯材１４は必須のものではない。但し、前述したように、金属部材１３の剥離を防止する観点から、芯材１４を設けることが好ましい。
（３）第２の実施の形態において、導電性芯材１５中の導電性粒子は、弾性高分子材料中に不規則に分散された状態で含有されていてもよく、或いは、当該異方導電性シート１０の面方向に並ぶよう配向した状態で含有されていてもよい。
（４）本発明の異方導電性シートの用途は、回路装置の電気的検査装置に限定されず、電子部品などの回路装置相互間の電気的接続、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利用することができる。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１に記載の異方導電性シートの製造方法によれば、連続した一体の導体である金属部材によって導電路が形成されているため、厚みが大きくても高い導電性が確実に得られる。しかも、金属部材は筒状であるため、弾性高分子材料よりなる基材に追従して弾性的に変形するので、十分な弾性を有する導電部が得られ、その結果、高い接続信頼性が得られる異方導電性シートを有利にかつ確実に製造することができる。
請求項２に記載の異方導電性シートの製造方法によれば、導電部における基材に所要の肉厚を有する金属部材を確実にかつ容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートの第１の実施の形態に係る異方導電性シートの要部の構成を示す説明用断面図である。
【図２】本発明の異方導電性シートの製造方法に用いられる金型の一例を示す説明用断面図である。
【図３】金型内に金属部材用パイプが配置された状態を示す説明用断面図である。
【図４】金型内に高分子物質用材料が注入された状態を示す説明用断面図である。
【図５】高分子物質用材料が硬化処理されて絶縁部および導電部の基材が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図６】金属部材用パイプの両端が研磨されて金型から突出する部分が除去された状態を示す説明用断面図である。
【図７】金属部材用パイプの内面がエッチング処理されて金属部材が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図８】金属部材の筒孔内に高分子物質用材料が充填された状態を示す説明用断面図である。
【図９】金属部材の筒孔内に芯材が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図１０】 本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートの第２の実施の形態に係る異方導電性シートの要部の構成を示す説明用断面図である。
【図１１】金属部材の筒孔内に導電性高分子物質用材料が充填された状態を示す説明用断面図である。
【図１２】導電性高分子物質用材料に平行磁場を作用させた状態を示す説明用断面図である。
【図１３】金属部材の筒孔内に導電性芯材が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図１４】 本発明の製造方法によって得られる異方導電性シートを用いた回路装置の電気的検査装置の一例における要部の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 回路装置 ２ 突起状電極
１０ 異方導電性シート
１０Ａ 高分子物質用材料層
１１ 導電部 １２ 基材
１３ 金属部材 １３Ａ 金属部材用パイプ
１４ 芯材
１４Ａ 高分子物質用材料層
１５ 導電性芯材
１５Ａ 導電性高分子物質用材料層
１６ 絶縁部 ２０ 金型
２１ 一方の型板 ２１Ｈ 開口
２２ 他方の型板 ２２Ｈ 開口
２３ スペーサー ３０ 一方の磁極板
３１ 電磁石 ３５ 他方の磁極板
３５ 電磁石 Ｍ 強磁性体部分
Ｎ 非磁性体部分 ４０ 検査用回路基板
４１ 検査電極 ４２ 端子電極
４３ 内部配線 ４５ 異方導電性シート
５０ 検査ヘッド ５１ 検査ピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an anisotropic conductive sheet suitable as a connector used for electrical connection between circuit devices such as electronic components and electrical inspection of circuit devices such as printed circuit boards and semiconductor integrated circuits.Related to the manufacturing methodIs.
[0002]
[Prior art]
An anisotropic conductive elastomer sheet has conductivity only in the thickness direction, or has a pressure-conductive conductive portion that shows conductivity only in the thickness direction when pressed in the thickness direction, and is soldered. Or it has the features that it is possible to achieve a compact electrical connection without using mechanical fitting or other means, and that a soft connection is possible by absorbing mechanical shock and strain. Therefore, using such features, for example, in the fields 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. It is widely used as a connector for achieving 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 an electrical connection, an anisotropic conductive elastomer sheet is interposed between the inspected electrode region of the circuit device and the inspecting electrode region of the inspecting circuit board.
[0004]
Conventionally, such anisotropic conductive elastomer sheets are known in various structures. For example, JP-A-51-93393 discloses that metal particles are uniformly dispersed in an elastomer. An anisotropic conductive elastomer sheet (hereinafter referred to as “dispersed anisotropic conductive elastomer sheet”) is disclosed, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-147772 discloses conductive magnetic particles as an elastomer. An anisotropic conductive elastomer sheet (hereinafter referred to as "unevenly distributed anisotropic") in which a large number of conductive parts extending in the thickness direction and insulating parts that insulate them from each other are formed by unevenly distributing them inside. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-250906 discloses an unevenly anisotropic anisotropic guide in which a step is formed between the surface of the conductive portion and the insulating portion. Sex elastomer sheet is disclosed.
[0005]
Since the unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet has a conductive portion formed according to the pattern of the electrode pattern of the circuit board and the like, the electrode to be connected as compared with the dispersed anisotropic conductive elastomer sheet This is advantageous in that the electrical connection between the electrodes can be achieved with high reliability even for a circuit device or the like arranged at a small pitch, and in particular, in a state where the conductive portion protrudes from the insulating portion. What is formed is more preferable because contact with the electrode to be inspected is reliably performed.
[0006]
Thus, for example, in a semiconductor integrated circuit such as BGA (Ball Glid Array), a protruding electrode called a solder bump is formed. In an electrical inspection of a circuit device having such a protruding electrode, In order to obtain high connection reliability, it is important to use an anisotropic conductive sheet having a large thickness.
However, in the above anisotropic conductive sheet, the conductive path formed in the conductive portion is due to a large number of conductive particles, not a continuous integral conductor, and therefore the sheet thickness is large. Has a problem that required electrical conductivity cannot be obtained as a result of an increase in electrical resistance of the conductive portion.
[0007]
On the other hand, as the anisotropic conductive sheet, a sheet body is known which is provided with a metal wire extending through in the thickness direction in a sheet body made of an elastic polymer material. According to such an anisotropic conductive sheet, since the conductive path is formed by the metal wire which is a continuous integral conductor, high conductivity can be obtained even if the thickness is large.
However, in such an anisotropic conductive sheet, since the metal wire forming the conductive path has rigidity, the elasticity of the sheet body is impaired, and as a result, it becomes difficult to obtain high connection reliability. Further, when a large pressing force is applied in the thickness direction, the metal wire is broken and disconnected, so that there is a problem that required conductivity cannot be maintained.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
  The present invention has been made based on the above circumstances,Its purpose isAn anisotropic conductive sheet that has high conductivity even when the thickness is large and that provides high connection reliability.TheTo provide a method that can be manufactured advantageously and reliably.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  Anisotropic conductive sheet of the present inventionManufacturing methodAre arranged in a state where a plurality of conductive portions extending in the thickness direction are insulated from each other by an insulating portion.BecomeEach of the conductive portions includes a base material made of an elastic polymer material and a cylindrical metal member provided to extend through the base material in the thickness direction.A method of manufacturing an anisotropic conductive sheet,
  In the mold, a plurality of pipes for metal members are arranged so as to correspond to the conductive portions to be formed, and a polymer substance material that is cured into an elastic polymer substance is injected into the mold. It has the process of carrying out the hardening process of the said material for polymeric substances.
[0012]
In the method for producing an anisotropic conductive sheet of the present invention, the metal member pipe having a larger thickness than the metal member to be formed is used, and the material for the polymer substance injected into the mold is used. After the curing treatment, it is preferable to form the metal member by etching the inner surface of the metal member pipe.
[0015]
[Action]
  Of the present inventionObtained by manufacturing methodAccording to the anisotropic conductive sheet, since the conductive path is formed by the metal member which is a continuous integral conductor, high conductivity can be reliably obtained even if the thickness is large. Moreover, since the metal member is cylindrical, it is elastically deformed following the base material made of an elastic polymer material, so that a conductive part having sufficient elasticity is obtained, and as a result, high connection reliability is obtained. It is done.
  Moreover, since the core member made of an elastic polymer material is provided in the cylindrical hole of the metal member, the metal member is prevented from peeling from the base material, and thus a highly durable conductive portion can be obtained.
  Furthermore, even if a failure such as breakage occurs in the metal member by using an elastic polymer material containing conductive particles as the core material, the core material passes through the conductive path by the conductive particles. Thus, a long service life can be obtained.
  In this way, an anisotropic conductive sheet having a conductive part having high conductivity even with a large thickness and having sufficient elasticity is used for electrical inspection of a circuit device. Even if a certain circuit device has a projecting electrode, the connection reliability is high and a required electrical inspection can be performed reliably.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<Anisotropic conductive sheet>
(1) First embodiment:
  FIG. 1 illustrates the present invention.Of the anisotropic conductive sheet obtained by the manufacturing methodIt is sectional drawing for description which shows the structure of the principal part in 1st Embodiment. The anisotropic conductive sheet 10 includes a plurality of conductive portions 11 that extend in the thickness direction and insulating portions 16 that insulate the conductive portions 11 from each other.
[0017]
In each of the conductive portions 11, a cylindrical metal member 13 is provided on a base material 12 made of an insulating elastic polymer material so as to penetrate and extend in the thickness direction. Is provided with a core 14 made of an insulating elastic polymer material. Each of the conductive portions 11 in the illustrated example is formed such that the upper and lower surfaces thereof protrude from the upper and lower surfaces of the insulating portion 16 and should be connected along the surface direction of the anisotropic conductive sheet 10. They are arranged according to a pattern corresponding to the electrode pattern.
[0018]
The thickness d of the metal member 13 is preferably 2 to 300 μm, more preferably 3 to 100 μm, and particularly preferably 5 to 50 μm. When the thickness d of the metal member 13 is less than 2 μm, the strength of the metal member 13 is low, so that the metal member 13 is easily damaged early. On the other hand, when the thickness d of the metal member 13 exceeds 300 μm, the metal member 13 is not easily elastically deformed, and thus the conductive portion 11 having sufficient elasticity may not be obtained.
Moreover, although the outer diameter of the metal member 13 is suitably selected according to the diameter of the electroconductive part 11, it is 0.02-4 mm normally, Preferably it is 0.1-1 mm.
[0019]
The thickness of the conductive portion 11 is preferably 0.1 mm or more, and particularly preferably 0.3 to 5 mm. Thereby, even if the electrode connected to the conductive portion 11 has a protruding shape, high connection reliability. Is definitely obtained.
Further, when the conductive portion 11 is formed so as to protrude from the insulating portion 16 as in the illustrated example, the protruding height is 25% or less, particularly 5 to 15% of the thickness of the conductive portion 11. Is preferred.
Moreover, the diameter of the electroconductive part 11 is 0.02-1 mm, for example, Preferably it is 0.05-0.5 mm.
[0020]
As the insulating elastic polymer material constituting the base material 12 and the core material 14 in the conductive portion 11, it is preferable to use a material made of a polymer material having a crosslinked structure. Various materials can be used as the curable polymer material for obtaining the crosslinked polymer material. Specific examples thereof include polybutadiene rubber, natural rubber, polyisoprene rubber, and styrene-butadiene copolymer. Rubber, conjugated diene rubbers such as acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and hydrogenated products thereof, block copolymer rubbers such as styrene-butadiene-diene block copolymer rubber, styrene-isoprene block copolymer, and the like Examples include hydrogenated products, 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 to be obtained, it is preferable to use a material other than conjugated diene rubber, and in particular, silicone rubber is used from the viewpoint of molding processability and electrical characteristics. It is preferable.
[0021]
As the silicone rubber, those obtained by crosslinking or condensing liquid silicone rubber are preferable. Liquid silicone rubber has a viscosity of 10^-110 in sec^FivePoise 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.
[0022]
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.
Such a vinyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw (referred to as a standard polystyrene equivalent weight average molecular weight; the same shall apply hereinafter) having a molecular weight of 10,000 to 40,000. Further, from the viewpoint of heat resistance of the obtained conductive path element, the molecular weight distribution index (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. The same shall apply hereinafter) is 2. 0.0 or less is preferable.
[0023]
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.
Such a hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw of 10,000 to 40,000. Further, from the viewpoint of heat resistance of the obtained conductive path element, those having a molecular weight distribution index of 2.0 or less are preferable.
In the present invention, either one of the above-mentioned vinyl group-containing polydimethylsiloxane and hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane can be used, or both can be used in combination.
[0024]
As a material constituting the metal member 13 in the conductive portion 11, brass, copper, stainless steel (SUS), aluminum, phosphor bronze, nickel, gold, silver, palladium, or the like can be used. The metal member 13 may be formed by stacking different types of metal layers in the radial direction (thickness direction).
[0025]
The insulating portion 16 is made of an insulating elastic polymer material, and is integrally formed with the base material 12 in the conductive portion 11 in the illustrated example.
The thickness of the insulating part 16 is, for example, 0.05 to 10 mm, preferably 0.2 to 5 mm.
As the insulating elastic polymer material constituting the insulating portion 16, the same materials as those exemplified as the elastic polymer material constituting the base material 12 and the core material 14 in the conductive portion 11 can be used.
[0026]
  Said anisotropic conductive sheet can be manufactured by the following methods, for example. FIG. 2 shows the anisotropic conductive sheet of the present invention.Manufacturing methodIt is sectional drawing for description which shows an example of the metal mold | die used for.
  In this mold 20, one mold plate 21 and the other mold plate 22 in which openings 21H and 22H are formed corresponding to the conductive portions 11 to be formed are arranged so as to face each other, and one mold plate is provided. A frame-shaped spacer 23 for forming a molding space is disposed between the one mold plate 21 and the other mold plate 22 between the first mold plate 21 and the other mold plate 22. The spacer 23 has an injection hole (not shown) for injecting a polymer material into the mold 20.
[0027]
Then, as shown in FIG. 3, a plurality of metal member pipes 13 </ b> A having a wall thickness D larger than the wall thickness d of the target metal member 13 and having a total length larger than the target metal member 13 are prepared, By inserting each of these metal member pipes 13A through the openings 21H and 22H of one mold plate 21 and the other mold plate 22, they are arranged in the mold 20 corresponding to the conductive portions 11 to be formed. The metal member pipe 13A is disposed.
Next, a polymer material material 10A is formed in the mold 20 by injecting a polymer material into the mold 20 from the injection hole of the spacer 23 as shown in FIG. Then, by performing the curing process on the polymer material layer 10A, as shown in FIG. 5, the base material 12 and the insulating part 16 of the conductive part are integrally formed.
[0028]
In the above, as the metal member pipe 13A, an etchable material, for example, a material that is difficult to be etched, such as gold, is formed on the outer peripheral surface of a cylindrical body made of brass, copper, aluminum, nickel, stainless steel (SUS), phosphor bronze, or the like. It is preferable to use a material plated with silver, palladium or the like. By using such a metal member pipe 13A, a metal member d having a required thickness d can be reliably formed by an etching process described later.
Moreover, it is preferable that the outer peripheral surface of the metal member pipe 13 </ b> A is treated with a primer, whereby the metal member 13 having high adhesion to the base material 12 is obtained.
[0029]
The thickness D of the metal member pipe 13A is preferably 5 to 300 μm, more preferably 10 to 200 μm, and particularly preferably 30 to 150 μm. When the wall thickness D is less than 5 μm, the metal member pipe 13A is easily deformed and has low handleability. Therefore, the work of arranging the metal member pipe 13A in the mold 20 is complicated. Therefore, it is not preferable. On the other hand, when the thickness D exceeds 300 μm, the inner diameter of the metal member pipe 13A is small, and it is difficult to form the metal member 13 having a uniform thickness in the etching process described later. In addition, the time required for forming the metal member 13 becomes longer, which is not preferable.
[0030]
The polymer material can contain a curing catalyst as necessary. 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. 15 parts by weight.
[0031]
The viscosity of the polymer material is preferably in the range of 100,000 to 1,000,000 cp at a temperature of 25 ° C.
In addition, the polymer material may contain an inorganic filler such as ordinary silica powder, colloidal silica, airgel silica, and alumina as necessary. By containing such an inorganic filler, the thixotropy of the polymer material can be ensured, the viscosity can be adjusted to the above range, and the inorganic filler acts as a reinforcing material. Therefore, an anisotropic conductive sheet with high strength is obtained.
[0032]
The curing treatment of the polymer 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 used for the polymer material layer 10A.
[0033]
Next, as shown in FIG. 6, by polishing both end faces of the metal member pipe 13A, portions protruding from the opening of the template in the metal member pipe 13A are removed, and the inner surface of the metal member pipe 13A is further removed. By etching, a cylindrical metal member 13 having a required thickness is formed as shown in FIG.
And after processing the inner surface of the metal member 13 with a primer, as shown in FIG. 8, the polymer material is filled in the cylindrical hole of the metal member 13 to form the polymer material layer 14A. By performing the curing process of the polymer material layer 14A, the core member 12 is formed and the conductive portion 11 is formed as shown in FIG. The conditions for the curing treatment of the polymer substance material layer 14A are the same as those for the polymer substance material layer 10A described above.
Thereafter, the mold 20 is released to obtain an anisotropic conductive sheet having the configuration shown in FIG.
[0034]
In the anisotropic conductive sheet 10, the conductive part 11 is deformed by bringing the conductive part 11 in the anisotropic conductive sheet 10 into contact with or further pressing the electrode to be connected. The required electrical connection is achieved via the metal member 13 in FIG. At this time, the metal member 13 in the conductive portion 11 is elastically deformed following the base material 12.
Thus, according to the anisotropic conductive sheet 10, since the conductive path is formed by the metal member 13 that is a continuous and integral conductor, high conductivity can be reliably obtained even when the thickness is large. . In addition, since the metal member 13 has a cylindrical shape, it easily deforms elastically following the base material 12 made of an elastic polymer material, so that a conductive portion having sufficient elasticity can be obtained. Reliability is obtained.
Further, since the core member 14 made of an elastic polymer material is provided in the cylindrical hole of the metal member 13, the metal member 13 does not peel from the base material 12 even when a pressing force is applied to the conductive portion 11. As a result, a highly durable conductive part 11 is obtained.
[0035]
(2) Second embodiment:
  FIG. 10 illustrates the present invention.Of the anisotropic conductive sheet obtained by the manufacturing methodIt is sectional drawing for description which shows the structure of the principal part in 2nd Embodiment. In the anisotropic conductive sheet 10, a core material (hereinafter referred to as “conductive core material”) 15 made of an elastic polymer material having conductive particles is provided in the cylindrical hole of the metal member 13 in the conductive portion 11. ing. In this example, the conductive particles in the elastic polymer material that constitutes the conductive core material 15 are contained in an aligned state in the thickness direction. Other specific configurations are the same as those of the anisotropic conductive sheet 10 according to the first embodiment described above.
[0036]
As the conductive particles used for the conductive core material 15, it is preferable to use conductive magnetic particles from the viewpoint that the particles can be easily oriented in an appropriate direction by a method described later. Specific examples of the conductive magnetic particles include particles of metals such as nickel, iron, cobalt, etc., particles of alloys thereof, particles containing these metals, or particles containing these metals 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. For example, the surface of the particles may be plated with a conductive magnetic material such as nickel or cobalt, or the core particles may be coated with both a conductive magnetic material and a metal having good conductivity.
Among these, it is preferable to use nickel particles as core particles and the surfaces thereof plated with a metal having good conductivity such as gold or silver.
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 electroless plating.
[0037]
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. -15% by weight, particularly preferably 4-10% by weight. When the conductive metal to be coated is silver, the coating amount is preferably 3 to 50% by weight of the core particle, more preferably 4 to 40% by weight, and further preferably 5 to 30%. % By weight, particularly preferably 6 to 20% by weight.
[0038]
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 size distribution (weight average particle diameter Dw / number average particle diameter Dn) of electroconductive particle is 1-10, More preferably, it is 1.01-7, More preferably, it is 1.05-5. Especially preferably, it is 1.1-4.
By using conductive particles that satisfy such conditions, the obtained conductive core material 15 can be easily deformed under pressure, and sufficient electrical power can be provided between the conductive particles in the conductive core material 15. Contact is obtained.
The shape of the conductive particles is not particularly limited, but is spherical, star-shaped, or secondary in which these particles are aggregated in that they can be easily dispersed in the polymer material. It is preferable that it is a lump of particles.
[0039]
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 in the polymer material when the polymer material is cured in the production method described below. The
[0040]
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, and as a result, the obtained conductive core material 15 is durable in repeated use. It becomes a thing with high property.
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%. .
[0041]
Such conductive particles are preferably contained in the conductive core material 15 at a volume fraction of 30 to 60%, particularly 35 to 50%. When this ratio is less than 30%, the conductive substrate 15 having a sufficiently small electric resistance value may not be obtained. On the other hand, when this ratio exceeds 60%, the obtained conductive substrate 15 tends to be fragile and the necessary elasticity may not be obtained.
[0042]
Said anisotropic conductive sheet 10 can be manufactured, for example with the following method.
First, using the mold 20 shown in FIG. 2, the base material 12, the metal member 13, and the insulating portion 16 are formed in the same manner as in the first embodiment described above (see FIGS. 3 to 7), and further the metal member. After the inner surface of 13 is treated with a primer, as shown in FIG. 11, a polymer material layer (hereinafter referred to as “conductive polymer material”) containing conductive particles in the cylindrical hole of metal member 13. 15A "is formed. As a method of forming the conductive polymer substance material layer 15A, a method of filling a polymer substance material containing conductive particles into the cylindrical hole of the metal member 13, For example, a method of filling the material for the polymer substance into the cylindrical hole of the metal member 13 after the conductive particles are filled in can be used.
[0043]
Next, as shown in FIG. 12, one magnetic pole plate 30 is disposed on the upper surface of one mold plate 21 of the mold 20, and the other magnetic pole plate 35 is disposed on the lower surface of the other mold plate 22. A pair of electromagnets 31 and 36 are arranged on the upper surface of one magnetic pole plate 30 and the lower surface of the other magnetic pole plate 35.
Here, one magnetic pole plate 30 is formed with a ferromagnetic portion M according to a pattern opposite to the intended arrangement pattern of the conductive portions 11, and a portion other than the ferromagnetic portion M has a nonmagnetic portion N. Are formed, and the ferromagnetic part M is disposed above the metal member 13.
The other magnetic pole plate 35 has a ferromagnetic portion M formed in accordance with the same pattern as the arrangement pattern of the target conductive portion 11, and a nonmagnetic portion N is formed in a portion other than the ferromagnetic portion M. The ferromagnetic material portion M is disposed below the metal member 13.
[0044]
As a material constituting the ferromagnetic portion M in each of the one magnetic pole plate 30 and the other magnetic pole plate 35, iron, nickel, cobalt, or an alloy thereof can be used.
Moreover, as a material which comprises the nonmagnetic part N in each of the one magnetic pole plate 30 and the other magnetic pole plate 35, a nonmagnetic metal such as copper, a heat resistant resin such as polyimide, or the like can be used.
[0045]
When the electromagnets 31 and 36 are operated, a parallel magnetic field acts in a direction from the ferromagnetic part M of one magnetic pole plate 30 toward the corresponding ferromagnetic part M of the other magnetic pole plate 35. As a result, in the conductive polymer substance material 15A, the conductive magnetic particles are aligned by moving in a thickness direction by a magnetic force.
In this state, the conductive polymer substance material 15A is subjected to the curing process so that the conductive magnetic particles are aligned in the thickness direction in the elastic polymer material as shown in FIG. The conductive core material 15 contained is formed, and thus the conductive portion 11 is formed.
And the anisotropic conductive sheet 10 of the structure shown in FIG. 10 is obtained by releasing the metal mold | die 20. FIG.
[0046]
In the above, the curing process of the conductive polymer substance material 15A 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 conductive polymer substance material 15A is preferably 200 to 10,000 gauss on average.
In addition, as a means for applying a parallel magnetic field, a permanent magnet can be used instead of an electromagnet. Such a permanent magnet is preferably made of alnico (Fe—Al—Ni—Co alloy), ferrite, or the like in that the strength of the parallel magnetic field in the above range can be obtained.
[0047]
The curing treatment of the conductive polymer substance material 15A is appropriately selected depending on the material to be used, but is usually performed by heat treatment. In the case where the conductive polymer substance material 15A is cured by heating, the electromagnets 31 and 36 may be provided with a heater. The specific heating temperature and heating time are appropriately selected in consideration of the type of polymer material used for the conductive polymer material layer 15A, the time required to move the conductive magnetic particles, and the like. .
[0048]
According to such an anisotropic conductive sheet, the same effects as those of the anisotropic conductive sheet according to the first embodiment described above can be obtained, and further, the following effects can be obtained.
That is, since the conductive core material 15 is provided in the cylindrical hole of the metal member 13, even if a failure such as breakage occurs in the metal member 13 due to long-term use, the conductive core material 15 is not electrically conductive. The electrical connection can be maintained through the conductive path by the conductive particles, resulting in a long service life.
[0049]
<Electrical inspection equipment for circuit devices>
  FIG. 14 shows the present invention.An anisotropic conductive sheet obtained by the manufacturing method ofIt is explanatory drawing which shows the structure of the principal part in an example of the electrical inspection apparatus of a circuit apparatus with the circuit apparatus which is a test object.
  In this figure, reference numeral 1 denotes a circuit device to be inspected, on which a large number of protruding electrodes 2 that are electrodes to be inspected are formed.
  40 is a circuit board for inspection, and on its upper surface, a large number of inspection electrodes 41 arranged according to a pattern opposite to the protruding electrodes 2 of the circuit device 1 to be inspected are formed. For example, a large number of terminal electrodes 42 arranged in accordance with a lattice point arrangement with a pitch of 2.54 mm, 1.80 mm, or 1.27 mm are formed, and the inspection electrode 41 is electrically connected to the terminal electrode 42 via the internal wiring 43. It is connected to the.
  Reference numeral 50 denotes an inspection head having a plurality of inspection pins 51 arranged at lattice point positions, and is arranged below the inspection circuit board 40 via an anisotropic conductive sheet 45. As this anisotropic conductive sheet 45, those having various conventionally known configurations can be used. An anisotropic conductive sheet 10 having the configuration shown in FIG. 10 is arranged on the upper surface of the inspection circuit board 40.
[0050]
In the electrical inspection device for a circuit device described above, the circuit device 1 is arranged on the anisotropic conductive sheet 10 so that the electrode 2 to be inspected is positioned above the inspection electrode 41 of the circuit board 40 for inspection. Then, the anisotropic conductive sheet 10 is pressed against the circuit device 1 by moving the inspection head 50 in the approaching direction (upward in the illustrated example). As a result, each of the inspection electrodes 41 of the inspection circuit board 40 is electrically connected to each of the protruding electrodes 2 of the corresponding circuit device 1 via the conductive portion 11 of the anisotropic conductive sheet 10. In the state, the required electrical inspection is performed on the circuit device 1.
[0051]
According to such an electrical inspection device for a circuit device, the anisotropic conductive sheet 10 having a high conductivity even when the thickness is large and having a conductive portion 11 having sufficient elasticity is used. Therefore, even if the circuit device 1 to be inspected has the protruding electrode 2, the connection reliability is high and the required electrical inspection can be performed reliably.
[0052]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
(1) The insulating part 16 may be separate from the base material 12 in the conductive part 11. In this case, the elastic polymer material constituting the insulating portion 16 may be the same type as or different from the elastic polymer material constituting the substrate 12.
(2) In the first embodiment, the core material 14 is not essential. However, as described above, it is preferable to provide the core material 14 from the viewpoint of preventing the metal member 13 from peeling off.
(3) In 2nd Embodiment, the electroconductive particle in the electroconductive core material 15 may be contained in the state disperse | distributed irregularly in the elastic polymer material, or the said anisotropic conductivity. It may be contained in an oriented state so as to be aligned in the surface direction of the adhesive sheet 10.
(4) The use of the anisotropic conductive sheet of the present invention is not limited to an electrical inspection device for a circuit device, but an electrical connection between circuit devices such as electronic components, for example, a printed circuit board and a leadless chip carrier, It can be used as a connector for achieving electrical connection with a liquid crystal panel or the like.
[0053]
【The invention's effect】
  The anisotropic conductive sheet according to claim 1.Manufacturing methodAccording to the above, since the conductive path is formed by the metal member which is a continuous integral conductor, high conductivity can be reliably obtained even when the thickness is large. Moreover, since the metal member is cylindrical, it is elastically deformed following the base material made of an elastic polymer material, so that a conductive part having sufficient elasticity is obtained, and as a result, high connection reliability is obtained. BeAn anisotropic conductive sheet can be produced advantageously and reliably.
  The anisotropic conductive sheet according to claim 2.Manufacturing methodAccording toA metal member having a required thickness can be reliably and easily formed on the base material in the conductive portion.
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]The anisotropic conductive sheet obtained by the production method of the present inventionIt is sectional drawing for description which shows the structure of the principal part of the anisotropically conductive sheet which concerns on 1st Embodiment.
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing an example of a mold used in the method for producing an anisotropic conductive sheet of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a state in which a metal member pipe is arranged in a mold.
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a polymer material is injected into a mold.
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which the base material for the insulating portion and the conductive portion is formed by curing the polymer material.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view illustrating a state where both ends of the metal member pipe are polished and portions protruding from the mold are removed.
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a metal member is formed by etching the inner surface of a metal member pipe.
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a polymeric substance material is filled in a cylindrical hole of a metal member.
FIG. 9 is an explanatory sectional view showing a state in which a core material is formed in a cylindrical hole of a metal member.
FIG. 10The anisotropic conductive sheet obtained by the production method of the present inventionIt is sectional drawing for description which shows the structure of the principal part of the anisotropically conductive sheet which concerns on 2nd Embodiment.
FIG. 11 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a conductive polymer substance material is filled in a cylindrical hole of a metal member.
FIG. 12 is an explanatory sectional view showing a state in which a parallel magnetic field is applied to a conductive polymer substance material.
FIG. 13 is an explanatory sectional view showing a state in which a conductive core material is formed in a cylindrical hole of a metal member.
FIG. 14 shows the present invention.An anisotropic conductive sheet obtained by the manufacturing method ofIt is explanatory drawing which shows the structure of the principal part in an example of the electrical inspection apparatus of a circuit apparatus.
[Explanation of symbols]
1 circuit device 2 protruding electrode
10 Anisotropic conductive sheet
10A Polymer material layer
11 Conductive part 12 Base material
13 Metal member 13A Pipe for metal member
14 Core material
14A Material layer for polymer substance
15 Conductive core material
15A Material layer for conductive polymer
16 Insulation part 20 Mold
21 One template 21H Opening
22 Other template 22H Opening
23 Spacer 30 One pole plate
31 Electromagnet 35 Other pole plate
35 Electromagnet M Ferromagnetic part
N Non-magnetic part 40 Inspection circuit board
41 Inspection electrode 42 Terminal electrode
43 Internal wiring 45 Anisotropic conductive sheet
50 Inspection head 51 Inspection pin

Claims (2)

それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電部が、絶縁部によって相互に絶縁された状態で配置されてなり、前記導電部の各々は、厚み方向に貫通して伸びるよう設けられた筒状の金属部材を有してなる異方導電性シートを製造する方法であって、
金型内に、形成すべき導電部に対応して並ぶよう、複数の金属部材用パイプを配置し、当該金型内に硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質用材料を注入して当該高分子物質用材料を硬化処理する工程を有することを特徴とする異方導電性シートの製造方法。 A plurality of conductive parts extending in the thickness direction, respectively, become disposed in a state of being insulated from each other by an insulating portion, each of said conductive portion, the cylindrical metal member provided so as to extend through in the thickness direction A method for producing an anisotropic conductive sheet comprising:
In the mold, a plurality of pipes for metal members are arranged so as to correspond to the conductive portions to be formed, and a polymer substance material that is cured into an elastic polymer substance is injected into the mold. A method for producing an anisotropic conductive sheet, comprising a step of curing the material for a polymer substance. 金属部材用パイプとして、形成すべき金属部材より大きい肉厚を有するものを用い、金型内に注入された高分子物質用材料を硬化処理した後、前記金属部材用パイプの内面をエッチング処理することにより、金属部材を形成する工程を有す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の製造方法。A pipe having a larger thickness than the metal member to be formed is used as the pipe for the metal member, and after curing the polymer material injected into the mold, the inner surface of the metal member pipe is etched. The method for producing an anisotropic conductive sheet according to claim 1, further comprising a step of forming a metal member.

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