JPS62208509A - 異方導電性シ−ト製造用環状構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は環状構造体の製造方法に関する。より詳しくは
、各種電子部品等のコネクターとして有用である異方導
電性シートを製造するのに用いられる環状構造体の製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

厚み方向には電気を自由に流すが平面方向には電気的に
絶縁されている薄いシートは異方導電性シートと呼ばれ
ておりこれをはさんで圧着することで電気回路素子同志
をはんだの場合と同じように接続できるので各種のコネ
クタ一部材として有用であることはよく知られている。

従来公知異方導電性シートとしては下記のような各種の
シートが知られている。例えば、絶縁性エラストマー中
に、シートが圧縮された時初めて粒子間の接触が行われ
るように調整された量の、導電性粒子を添加して得たシ
ート；絶縁性エラストマーのマトリックス液をシート状
に保持してその中に一定長にカットした線状導電体を磁
界でシート厚み方向に配向させ、その後マトリックス液
を固化させて得たシート（例えば特開昭５３−３３３９
０号公報）；あるいは可塑化状態にある絶縁性エラスト
マー中に一定長にカットした線状導電体を分散させてか
らノズルより押し出すことにより絶縁エラストマー中に
線状導電体がほぼ一定方向に配向した棒状成形物をつく
り、その後、このようにして成形した棒状物を多数本積
み重ねてブロック状の成形物とし、それを線状導電体の
配向方向にほぼ垂直な面でスライスしてシート状物を得
るもの（特開昭５２−６５８９２号公報）等がある。

しかし前記従来公知の異方導電性シートはいずれもその
製造工程が煩雑で製品に至るまで多くの工程を要するの
で製造コストがどうしても高くなってしまう問題がある
。それに加えて製造工程中で導電粒子や線状導電体を絶
縁エラストマー中で完全に制御できないのでどうしても
そこから得られた異方導電性シートは導電体の密度をあ
まり高くできず結果的には電気導通密度の低いいわゆる
電気分解性能の劣るものしか得られなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのための本発明者らは上記問題点を解決できる製造方
法として織物製造工程における経糸糊付用整経技術を応
用した方法を提案した＝（特願昭５９−２０２０６７）
即ち、この方法は少くとも１本の線状導電体を走行させ
ながら液状絶縁物質を付与し液状絶縁物質を半硬化状態
に乾燥固化した後、積層巻取る方法により異方導電性の
ある環状構造体を製造し、その後前記環状構造体を線状
導電体に垂直な面で分割切断して異方導電性シートを得
るものである。

この製造方法は確かに前述の従来広による製造方法と比
較して絶縁物質中の線状導電体の配列ピッチが極めて細
かく電気分解性能の高い異方導電性シートが得られる利
点があるが、環状構造体を製造するにあたり線状導電体
に液状絶縁物質を付与した後、乾燥機で液状絶縁物質を
完全に固化させない、いわゆる半硬化の状態で環状に巻
取る必要があるために絶縁性物質を付与した線状導電体
群を重ね合わす際に、前工程で付した液状絶縁物質の硬
化状態により、環状構造体中における線状導電体の配列
ピッチが異ってくるという欠点が発生した。

即ち、半径Ｒの中空孔を有し半径方向の厚さｔを存する
環状構造体の断面で見た場合、硬化条件が適切な場合は
第２図（Ａ）に示すように線状導電体群１０は環状構造
体２０中で均一に積層されるが付与した液状絶縁物質の
硬化が不十分な場合は、第２図（Ｂ）に示すように線状
導電体群１゜は環状構造体２０の中央部に集中して積層
し、一方便化が十分すぎる場合は第２図（Ｃ）に示すよ
うに液状絶縁物質を付与した線状導電体群１ｏは巻取積
層後項状構造体２ｏの中で相互に接着されず層状になっ
て、均一な構造体が得られなくなる。

従って前記製造方法から得られる異方導電性を有する環
状構造体からは線状導電体の配列ピンチの均一な異方導
電性シートを工業的に生産するには、安定性を欠くとい
う問題点を有する。

本発明は前記製造方法における問題点を解決し、所望の
大きさと弾性を有し、且つ構成する線状導電体間の間隙
の全てが固体の絶縁性物質で充填されているとともに線
状導電体の配列間隔が極めて均一なる異方導電性シート
を裁断によって作ることができる環状構造体の製造方法
の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的はその軸線を含む任意の平面での断面形状
が実質的に正方形又は長方形であり、且つ前記平面に垂
直な方向に複数本の線状導電体が互いに絶縁物質を介し
て一体に集積されているように前記線状導電体が巻かれ
ている環状構造体を製造する方法であって、該製造方法
が下記ステップから成ることを特徴とする環状構造体の
製造方法によって達成される。

■　少くとも１本の走行する線状導電体に、粘稠な液体
状態の絶縁物質を、それぞれの線状導電体が絶縁物質で
被覆されるように、付与するステップと； ■　前記（１）のステップで絶縁物質が被覆された少く
とも１本の線状導電体を加熱するステップと； ■　前記（２）のステップで加熱された少くとも１本の
線状導電体のそれぞれの表面に粘稠な液体状態の接着性
物質を付与するステップと；■　前記（３）のステップ
で接着性物質が付与された少くとも１本の線状導電体を
層状又は綾振り状に巻取って環状構造体を形成するステ
ップと；■　前記（４）のステップ中あるいは前記（４
）のステップ終了後に行われる加熱処理ステップ。

前記（３）のステップで付与される接着性物質として前
記（１）のステップで付与される絶縁性物質と同一の物
質を用いてもよい。

以下本発明による環状構造体の製造方法を実施するため
の装置の一例および前記環状構造体から作られる異方導
電性構造体および異方導電性シートの一例を示す添付図
面を参照して本発明を詳述する。

第３図（Ａ）に環状構造体２ｏの斜視図を示す。

第３図（Ｂ）に環状構造体２ｏを該構造体中の複数の線
状導電体１０の配列方向と実質的に垂直な　面に沿って
分割切断して得た異方導電性構造体３０を示す。

第４図は、異方導電性構造体３ｏを拡大図示したもので
ある。

ここで異方導電性構造体３ｏは実質的に長方体の形状を
有し、２と３で示す面は僅かに湾曲している。しかし第
３図（Ａ）に示した例のように２の面の曲率半径は３０
ａ１以上あれば２と３とは実質的に平面である。ただし
第３図（Ａ）で示す環状構造体２０の中心孔の直径Ｒは
製造上の条件に応じて任意に選定すればよく、通常は前
記２と３で示す面を極力平面に近づけるためにＲの値を
１０Ｃ１１以上に選定すると好ましい。又環状構造体２
０の肉厚ｔは最終用途である異方尋電性シートの大きさ
等を考慮して任意に選定すればよい。

複数の線状導電体１０は前記面２．３に沿って平行して
異方導電性構造体を貫通しており且つ第４図に示すよう
に相互に規則正しく間隔をあけて配置されている。第４
図に示した異方導電性構造体３０を線状導電体ｌＯに沿
って切断して示す第４図から明らかなように、本発明に
係る異方導電性構造体３０では線状導電体１０の間の間
隙は固体の絶縁性物質５によって充填されており、絶縁
性物質５と線状導電体１０との接触部分６に空隙がない
。

異方導電性構造体３０は第３図（Ｂ）および第３図（Ｃ
）に示すように、線状導電体１０に直角方向に裁断する
ことによって第５図（Ａ）に示す異方導電性シート４０
が得られる。この異方導電性シート４０は第５図（Ｂ）
の断面図に示す如く、複数の線状導電体１１　、１２が
異方轟電性シート４０の厚さ方向に貫通して平行配列さ
れており且つ隣接する線状導電体１１　、１２間の間隙
が均一でかつ全て絶縁性物質５によって充填されている
。したがって異方導電性シート４０に弾力性を与えるた
めにシート４０の厚さを厚くしても導電繊維密度が低下
することなく且つ隣接する線状導電体間の絶縁破壊が生
ずることがない。前記環状構造体２０において用いられ
る線状導電体１０としては、例えば銅、アルミニウム、
ステンレス等の金属細線、カーボン繊維、グラファイト
繊維、導電性高分子材料よりなる合成繊維、合成繊維の
表面に金、銀、ニッケル等の導電性物質を塗布あるいは
鍍金したもの、あるいは導電性付与剤としてカーボンブ
ランク、金属粉末状物質又はグラファイト等を配合して
なる合成繊維等を用いることができる。

線状導電体の断面形状と太さには特に制限はなく用途に
応じて適正なものを選定すればよく、一応の目安として
は、円形の断面形状のものが多角形状のものに比べて、
表面積が少なく絶縁性物質との接着性を良くする上から
も好ましい。線状導電体の太さとしては直径３〜３００
μｍのものを用いることができるが、線状導電体の取扱
い性や最終製品としてコネクタに用いる場合の電気導通
密度を考慮すると直径３〜１００μｍのものを用いると
より好ましい。

次に線状導電体の通電レベルを体積抵抗率で示せば１０
−４Ω・１以下が好ましく、用途によってはさらに適切
な体積抵抗率を存する線状導電体を選定して用いればよ
い。

本発明に係る環状構造体およびそれを裁断して作られる
異方導電性シートに用いられる絶縁性物脂、ポリアミド
系樹脂、ＡＢＳ樹脂、シリコン系樹脂等熱硬化性樹脂又
は熱可塑性樹脂の何れかを用いることができる。しかし
電気的特性や圧縮に対する機械的特性等を考慮してシリ
コン系樹脂を用いるとより好ましい。

前記絶縁性物質中での線状導電体は規則正しい間隔で配
置されていることを要する。その間隔の大きさ、すなわ
ち充填密度は異方導電性シートの最終用途に応じて、隣
接する線状導電体同志が接触しない範囲で適宜選択すれ
ばよい。−例として示せば直径３０μｍの線状導電体を
用いた場合に１０〜５００本／ｒａｍ”の範囲の充填密
度で用いることができ、異方導電性シートの弾力性等の
機械的特性を充分に確保するためには１０〜２００本／
ｍ１Ｉｚの範囲で用いればよい。

本発明の環状構造体の製造方法を実施するための装置は
、第１図に示すように糸条整列工程部５０と液曙テ絶縁
物質付与工程部６０と乾燥工程部７０と液状絶縁物質再
付与工程部８０と巻取積層工程部９０を含んで成る。第
１図に示した環状構造体製造装置の一実施例においては
、前記糸条整列装置５０は線状導電体１０が巻付けられ
ている線状導電体パッケージの複数本が載置されている
クリール５１と、クリール５１から引出された複数本の
線状導電体を順位をつけて規則正しく配列する目板５２
と、目板の下流に配置されて複数本の線状導電体を概略
シート状に配列する曲成５３と、環状構造体の最終用途
に応じた所定の間隔に整列させてシート状線状導電体１
８を形成させるための筬５４を含んで成る。

又、第１図に示した環状構造体製造装置の一実施例にお
いては、前記絶縁性物質被覆装置６ｏは、前記シート状
線状体１８の走行面に近接して配置されたＴダイ６２を
具備してシート状線状導電体１８に粘調な液体状態の絶
縁性物質を付与する押出器６１からなる。

前記、乾燥工程部７０は、絶縁性物質被覆装置の下流に
配置されてシート状線状導電体１８上の絶縁性物質をほ
ぼ完全にあるいは完全に硬化させるもので、その内部に
電熱ヒーターと循環ファン（ともに図示せず）を具備し
ている。なお、乾燥機としては、非接触型であれば熱風
方式でも赤外線方式でもいずれでもよい。

前記液状絶縁物質再付与工程部８ｏは上下対になったフ
ィードロール８１、デリベリロール８３、液状絶縁物質
付着用ロール８２、並びに、液状絶縁物質用バス８４か
ら成る。フィードロール８１とデリベリロール８３の回
転比でシート状線状導電体の張力を調整するとともに、
液状絶縁物質付着用ロール８２　、８３のスクイズ圧で
絶縁物質の付着量をコントロールする。

前記巻取積層工程部９０は、巻取用ボビン９１を着脱可
能に保持する回転装置（図示せず）とその回転装置を駆
動する駆動装置を含んで成る。前記巻取用ボビン９１が
第７図に例示するように両側にフランジ９３　、９４を
有するボビンであると被覆後のシート状線状導電体１０
０を規則正しく巻取って端面の綺麗な環状構造体２ｏに
形成するのに役立つ。その際片方のフランジ９４を取外
し可能に形成し且つボビン９１の巻取部９２の外径を６
０〔にすることとより好ましい。

前記駆動装置に積層巻取中の環状構造体２０の外径変化
に関係なくシート状線状構造体１００の走行を一定速度
並びにトルク一定に保つように、前記回転装置の回転速
度を調節する変速機構（図示せず）が設けられていると
好ましい。

前述のように、本発明による製造方法では液状絶縁物質
被覆後のシート状線状逗電体１００は完全に硬化された
後、再び液状絶縁物質がその表面にうずく再付着された
状態で積層されて環状構造体２０が形成される。

環状構造体２０は前記ボビンが取外された後、加熱しな
がら約４８時間放置することにより、その間に絶縁性物
ｆ５が完全に硬化される。ただし前記加熱処理を巻取積
層工程部９０でシート状線状導電体を巻取りながら行っ
てもよい。

再付着された液状絶縁物質は未硬化の状態で積層された
後、完全に硬化されるので絶縁性物質の各層間は完全に
接合されることになる。

第１図を参照して説明した環状構造体の製造方法は、複
数の線状導電体を所定の間隔をあけて走行させながら絶
縁性物質を付与し、その後層状に巻取る方法であるが、
１本又は数本の線状導電体を走行させながら前記絶縁性
物質を２段に分けて付与して、その後所定の幅に綾振り
させながら巻取ってもよい。この場合においても最初に
付与された絶縁性物質が線状導電体と共に完全に硬化さ
れた後に２番目の絶縁性物質が付与されることが重要で
ある。

本発明による環状構造体の製造方法において２番目に用
いられる絶縁性物質としては通常、最初に付与された絶
縁性物質と同じ物質が用いられる。

しかし２番目の絶縁性物質は接着を主な目的とするので
、最終製品の異方導電性シートの絶縁性を阻害しないか
ぎり、他の接着性物質を用いてもよい。

又１番目の絶縁性物質を付与する手段および２番目の絶
縁性物質を付与する手段としては第１図に基づいて説明
した手段以外の手段を用いてもよい。例えば１番目の絶
縁性物質を付与するに際してドクタナイフを用いてもよ
く、又ディッピング方式で行ってもよい。

本発明による環状構造体の製造方法を実施するに際して
、当初のシート状線状導電体の幅を適切に選定したり又
は綾振りの幅を変えることにより環状構造体の幅Ｄ（第
３図（Ａ）参照）を任意に選定することができる。織布
工程における整経技術からす代ば２〜３ｍ迄の幅りは容
易に得ることができる。一方環状部の厚さｔ　（第３図
（Ａ））も巻取回数を変更することにより任意に選定す
ることができる。又環状構造体の内径Ｒも織布工程の部
分整経機からすれば２ｍ程度迄することは容易に可能で
ある。かくして本発明の製造方法によって得られた環状
構造体を用いれば所望に応じた大きさを有する異方導電
性シートを得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明による異方導電性を有する環状構造体の製
造方法に関する具体的実施例を示し、併せて比較例との
性能比較を示す。

ス」１医 第１図に示した製造装置に準じた装置を用いて下記の条
件で環状構造体を作り実施例とした。

・使用線状導電体・・・銅線（直径４０μｍφ）・給糸
方法・・・ボビン回転横取り ・クリール数・・・１０００本 ・ｖｉ４線配列筬ピッチ・・・１００μｎ＋（筬羽空間
率５０％）・液状シリコン種・・・東芝シリコン社製（
ＪＩＳ　３２１２）・液状シリコン付着率； 第１次液状シリコン付着率（第１図におけ＝０．８８ 第２次液状シリコン付着率（第１図におけ＝０．１０ ・乾燥機温度・・・１８０　”Ｃ ・　〃　長さ・・・１ｍ ・銅細線シートの巻取積層速度・・・１．０　ｍ　／分
・製造する環状構造体の大きさ 第３図における寸法記号を用いて、 Ｒ＝１５０　ｍｍ　　　　ｔ　＝１００　ｍｍＤ＝１０
０ｍｍ 環状構造体重量　　　１７．４６　ｋｇ上記条件で製造
した環状構造体を巻取装置用フランジボビンのついたま
ま設定温度１００℃の乾燥機に４８時間放置した後、フ
ランジボビンから取りはずした。

１較■ 第２次液状シリコン付着を省略するとともに乾燥機の設
定温度を８０℃に変更した以外は、実施例と同様な条件
で環状構造体を作り比較例とした。

次に得られた２つの環状構造体を第３図Ａ、第３図Ｂｅ
に示すように、環状構造体中に含まれる細線の分散状態
を知るために、第８図に示すように分割裁断する前の構
造体の直径方■◎とそれに垂直な方向Ｏ■についてｌｍ
ｍＸ１ｍｍの平面内に含まれる銅細線の数をそれぞれ均
等な間隔をおいて、１０カ所顕微鏡で拡大して測定した
ところ第１表のような結果が得られた。

第１表 第１表より本発明による製造方法で得られた異方導電性
を有する環状構造体は銅細線が構造体全体にわたって極
めて均一に分散配列していることが判明した。

従って、本発明による製造方法で得られた環状構造体か
ら得られた異方導電性シートは上下の電気導通性能がシ
ート面全体で極めて均一で有用であると云える。

〔発明の効果〕

本発明による環状構造体の製造方法は前述のように構成
されているので、本発明による方法を用いて作られた環
状構造体中には線状導電体が均一に配置されており、し
たがってこの環状構造体から作られた異方導電性シート
中での線状導電体の配列間隔を極めて均一にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による環状構造体の製造方法を実施する
ために用いられる装置の一例を示す斜視図であり、第２
図は本出願と同一の出願人により先に提出された環状構
造体の製造方法によって異なる条件によって作られた環
状構造体の断面図であり、第３図は環状構造体から異方
導電性構造体を経て異方導電性シートに至る過程を示す
斜視図であり、第４図は異方導電性構造体を拡大して示
す斜視図であり、第５図は異方導電性シートを示し、第
５図（Ａ）はその斜視図、第５図（Ｂ）はその断面図で
あり、第６図は異方導電性構造体を線状導電体に沿って
切断してその断面を示す斜視図であり、第７図は第１図
に示した装置の巻取積層工程部で用いられるボビンの断
面図であり、第８図は異方導電性構造体中の線状導電体
の配置の均一性を測定する方法を示す異方導電性構造体
の斜視図である。 ５・・・絶縁性物質、　　１ｏ・・・線状導電体、２０
・・・環状構造体、　３０・・・異方導電性構造体、４
０・・・異方導電性シート、 ５０・・・糸条整列工程部、 ５１・・・クリール、　　　５４・・・筬、６０・・・
絶縁性物質被覆装置、 ６１・・・押出機、　　　６２・・・Ｔダイ、７０・・
・乾燥工程部、 ８０・・・絶縁性物質被覆装置、 ８１・・・フィードロール、 ８２・・・絶縁性物質付着用ロール、 ８３・・・テリベリロール、　８４・・・バス、９０・
・・巻取積層工程部、 ９１・・・巻取用ボビン。 い− ＝０．５　　Ｇ　（Ａ） （Ｎ、　　ｓ　　―＜巳） 娼６図 藝７０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、その軸線を含む任意の平面での断面形状が実質的に
   正方形又は長方形であり、且つ前記平面に垂直な方向に
   複数本の線状導電体が互いに絶縁物質を介して一体に集
   積されているように前記線状導電体が巻かれている環状
   構造体を製造する方法であって、該製造方法が下記ステ
   ップから成ることを特徴とする環状構造体の製造方法； （１）少くとも１本の走行する線状導電体に、粘稠な液
   体状態の絶縁物質を、それぞれの線状導電体が絶縁物質
   で被覆されるように、付与するステップと； （２）前記（１）のステップで絶縁物質が被覆された少
   くとも１本の線状導電体を加熱するステップと； （３）前記（２）のステップで加熱された少くとも１本
   の線状導電体のそれぞれの表面に粘稠な液体状態の接着
   性物質を付与するステップと； （４）前記（３）のステップで接着性物質が付与された
   少くとも１本の線状導電体を層状又は綾振り状に巻取っ
   て環状構造体を形成するステップと；（５）前記（４）
   のステップ中あるいは前記（４）のステップ終了後に行
   われる加熱処理ステップ。 ２、前記（３）のステップで付与される接着性物質が前
   記（１）のステップで付与される絶縁性物質と同一の物
   質であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   方法。