CN100466884C - 各向异性导电薄板及其制造方法 - Google Patents

各向异性导电薄板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种各向异性导电薄板及其制造方法。在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内非均匀分布高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位(1a)，通过使该导电颗粒非均匀分布而形成实质非导电部位(1b)，使导电部位(1a)和非导电部位(1b)固化成一体而形成各向异性导电部件(1)。通过使导电部位(1a)和非导电部位(1b)交互重叠地叠层各向异性导电部件(1)而获得第1叠层体(10)，将第1叠层体(10)按照规定的厚度切片而获得斑纹状薄板(11)，将交替叠层了斑纹状薄板(11)和弹性体薄板(12)的第2叠层体(20)按照规定的厚度切片而获得导电部位(1a)呈矩阵状配置的各向异性导电薄板(2)。

Description

各向异性导电薄板及其制造方法
技术领域
本发明涉及介于印刷电路板等的电路板与各种电路部件之间的各向异性导电薄板及其制造方法。
背景技术
随着最近电子设备的小型化和薄型化，在细微电路之间的连接、细微部分和细微电路的连接等的必要性不断增大。作为该连接方法，使用软焊接合技术和各向异性导电粘接剂。而且，也可以使用使各向异性导电弹性体薄板介于电子部件与电路板之间来使之导通的方法。
各向异性导电弹性体薄板是指在某个方向具有导电性的弹性体薄板。一般，具有仅在厚度方向呈现导电性的弹性体薄板，或者在厚度方向加压时仅在厚度方向呈现导电性的弹性体薄板等。
各向异性导电弹性体薄板由于具有不使用软焊或者机械嵌合等的方法就能实现紧凑电连接，并可吸收机械冲击和应力变形来实现软连接的特征，因而在例如液晶显示器、移动电话、电子计算机、电子式数字时钟、电子照相机、计算机等的领域中被广泛使用。
而且，还可作为用于实现电路装置、例如印刷电路板和无引线芯片载体、液晶面板等的相互间的电连接的连接部件被广泛使用。
而且，在印刷电路板和半导体集成电路等的电路装置的电路检查中，为了实现在作为检查对象的电路装置的至少一面所形成的被检查电极与在检查用电路板的表面所形成的检查用电极的电连接，使各向异性导电弹性体薄板介于电路装置的被检查电极区域和检查用电路板的检查用电极区域之间。
以往，作为这种各向异性导电弹性体薄板(以下简称为各向异性导电薄板)，一般是通过将采用绝缘体使并列配置的金属细线一体化所制成的各向异性导电块在与金属细线成直角的方向切成薄薄板来获得(例如，参照特开2000-340037号公报)。
而且，导电部件使用由导电无纺布和导电橡胶形成的导电部件，为了获得低电阻、低压缩的各向异性导电连接部件，发明了一种各向异性导电连接部件(实质是各向异性导电薄板)(例如，参照特开平6-45025号公报)，该各向异性导电连接部件是将使斑纹状薄板和绝缘橡胶状体按照斑纹状薄板的导电体层的排列方向交互叠层而形成的块体切成薄片来获得，该斑纹状薄板由采用导电无纺布和导电橡胶状体形成的导电体层和绝缘橡胶状体构成。
然而，特开2000-340037号公报所记载的各向异性导电薄板由于使用金属细线，因而减小金属细线间的距离是困难的，难以确保近年的高集成电路板和电子部件所要求的微小间距的各向异性导电性。而且，金属细线由于使用的压缩力等容易压曲，重复使用容易脱落，不能充分保证作为连接部件的各向异性导电薄板的功能。
而且，特开平6-45025号公报揭示的各向异性导电薄板包含以下步骤：获得成为采用导电无纺布和导电橡胶状体形成的导电体层的导电薄板的步骤；将在上述步骤所获得的导电薄板和绝缘橡胶状体多个叠层来获得斑纹状块的步骤；以及将在上述步骤所获得的斑纹状块在叠层方向切片来获得斑纹状薄板的步骤。
并且，特开平6-45025号公报所记载的各向异性导电薄板包含以下步骤：在上述步骤所获得的斑纹状薄板上通过叠层多个绝缘橡胶状体来获得矩阵状块的步骤；以及对在上述步骤所获得的矩阵状块在与其叠层方向成直角的方向进行切片的步骤。
如上所述，如果能减少和省略经过多个步骤所获得的各向异性导电薄板的制造步骤，即，通过提高生产性，则可降低各向异性导电薄板的制造成本。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种在呈平面状扩展的在厚度方向上具有导电性的各向异性导电薄板及其制造方法，即一种通过改善制造步骤而制成的各向异性导电薄板及其制造方法。
发明者为了达到上述目的，通过在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内非均匀分布含有高密度的比该基体成分(或者基本成分)比重大的导电颗粒的导电部位，发明了以下新型各向异性导电薄板及其制造方法。
(1)一种各向异性导电薄板，在厚度方向上具有导电性，其薄板面呈平面状扩展，并具有规定的厚度；该各向异性导电薄板包含：具有相同的规定的厚度，并且在其厚度方向具有导电性的多个各向异性导电部件，上述多个各向异性导电部件被配置成使偶联的薄板整体具有均等的厚度，各个各向异性导电部件具有在薄板面的规定的方向上连续变化的厚度方向导电性，在该各向异性导电薄板的薄板面上，具有非连续存在的具有厚度方向导电性的区域。
(2)根据(1)所述的各向异性导电薄板，上述各向异性导电部件包含非导电弹性体和导电颗粒，该非导电弹性体构成基体，该导电颗粒分散在该基体中，上述非导电弹性体通过使流动性的基本成分非流动化或者固化来形成；上述导电颗粒的比重比上述流动性的基本成分大。
(3)根据(1)或(2)所述的各向异性导电薄板，还包括含由非导电弹性体形成的非导电部件；该非导电部件具有与该各向异性导电薄板的厚度相同的规定的厚度；上述各向异性导电部件和上述非导电部件相互偶联。
(4)根据(1)至(3)中的任何一项所述的各向异性导电薄板，上述各向异性导电部件的在薄板面的规定的方向连续变化的厚度方向导电性为从非导电性向导电性变化。
(5)根据(1)至(4)中的任何一项所述的各向异性导电薄板，上述各向异性导电部件利用导电颗粒在流动性的基本成分中沉淀来使导电性连续变化。
(6)一种各向异性导电薄板的制造方法，用于制造在厚度方向上具有导电性，其薄板面呈平面状扩展的各向异性导电薄板，该制造方法包括：获得具有规定的厚度的各向异性导电薄板的步骤，该各向异性导电薄板包含：具有在厚度方向从非导电性向导电性呈连续变化的导电性的部分；通过将多个上述各向异性导电薄板叠层并固化，来获得各向异性导电薄板叠层体的步骤；以及通过将上述各向异性导电薄板叠层体按照规定的厚度切片，来获得斑纹状薄板的步骤；在获得上述各向异性导电薄板的步骤中，在使流动性的基本成分非流动化或者固化时，使分散在该基本成分中的比该基本成分比重高的导电颗粒的密度分布通过该导电颗粒的沉淀，而在上述厚度方向上连续变化。
(7)根据(6)所述的各向异性导电薄板的制造方法，还包括通过将上述斑纹状薄板和由非导电弹性体形成的非导电薄板交互叠层并固化，来获得混合薄板叠层体的步骤；以及通过将上述混合薄板叠层体按照规定的厚度切片，来获得存在至少在该规定的厚度方向上具有导电性的区域的各向异性导电薄板的步骤。
此处，具有“良导电性”是与实质具有导电性同义，然而是为了与单纯表示性质的导电性区别开而使用。因此，如果导电性高，则可认为是良导电性。并且，使厚度方向位置对齐是指把各部件配置成使所偶联的薄板作为整体具有大致均等的规定的厚度。并且，具有良导电性的区域是指在该区域(或者规定的面积)中，在厚度方向具有导电性。
(8)一种各向异性导电薄板，在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，该各向异性导电薄板由具有规定的厚度并在该厚度方向具有导电性的多个各向异性导电部件构成；使上述多个各向异性导电部件间化学偶联；上述多个各向异性导电部件包含：导电部位，可利用混入到形成该各向异性导电部件的基体的非导电弹性体内的导电颗粒，在上述厚度方向具有导电性；以及非导电部位，利用上述非导电弹性体，在上述厚度方向和平面方向具有非导电性；上述导电部位和上述非导电部位实质连续接合；上述多个各向异性导电部件内所包含的上述导电颗粒的比重比在其成形时具有流动性的非导电基本成分大。
(9)一种各向异性导电薄板，在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位非均匀分布；在上述成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，与非导电部位实质连续接合，使该导电部位和该非导电部位一体固化，使各向异性导电部件成型；获得为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层和接合后的第1叠层体；将该第1叠层体按照规定的厚度切片，使上述导电部位呈斑纹状配置。
(10)一种各向异性导电薄板，在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位非均匀分布；在上述成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，与非导电部位实质连续接合，使该导电部位和该非导电部位一体固化，使各向异性导电部件成型；获得为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层和接合后的第1叠层体；将该第1叠层体按照规定的厚度切片，获得斑纹状薄板；将使该斑纹状薄板和非导电弹性体薄板交互叠层和偶联后的第2叠层体按照规定的厚度切片，使上述导电部位呈矩阵状配置。
(11)根据(8)至(10)中的任何一项所述的各向异性导电薄板，其特征在于，具有上述导电部位的非导电薄板，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内，比该基体成分比重大的导电颗粒沉淀，使高密度含有该导电颗粒的导电部位非均匀分布。
(12)根据(8)至(11)中的任何一项所述的各向异性导电薄板，其特征在于，具有上述导电部位的非导电薄板，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内，依靠离心力非均匀分布比该基体成分比重大的导电颗粒，使高密度含有该导电颗粒的导电部位非均匀分布。
(13)一种各向异性导电薄板的制造方法，该各向异性导电薄板在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，该制造方法包括：第1步骤，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位非均匀分布；第2步骤，在上述成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，与非导电部位实质连续接合，使该导电部位和该非导电部位一体固化，使各向异性导电部件成型；第3步骤，为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层，获得第1叠层体；以及第4步骤，将在上述第3步骤所获得的第1叠层体按照规定的厚度切片，获得斑纹状薄板。
(14)根据(13)所述的各向异性导电薄板的制造方法，其特征在于，还包括：第5步骤，将在上述第4步骤所获得的斑纹状薄板和非导电弹性体薄板交互叠层，获得第2叠层体；以及第6步骤，将在上述第5步骤所获得的第2叠层体按照规定的厚度切片。
根据(8)所述的发明，其特征可以在于，“一种各向异性导电薄板，在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，该各向异性导电薄板由具有规定的厚度并在该厚度方向具有导电性的多个各向异性导电部件构成；使上述多个各向异性导电部件间化学偶联；上述多个各向异性导电部件包含：导电部位，可利用混入到形成该各向异性导电部件的基体的非导电弹性体内的导电颗粒，在上述厚度方向具有导电性；以及非导电部位，利用上述非导电弹性体，在上述厚度方向和平面方向具有非导电性；上述导电部位和上述非导电部位实质连续接合；上述多个各向异性导电部件内所包含的上述导电颗粒的比重比在其成形时具有流动性的非导电基本成分大。”
本发明的各向异性导电薄板呈平面状扩展，在呈平面状扩展的方向是非导电性，可以在与上述呈平面状扩展的方向成大约直角的多个方向，即厚度方向具有导电性。
所谓具有导电性是指，能够实质上流过电流，或者电阻充分小。而且，在具有导电性的情况下，通常连接的端子间的电阻优选小于等于100Ω(更优选小于等于10Ω，更好是小于等于1Ω)。所谓非导电性是指实质上不流过电流，或者是电阻充分大。
在本发明中，非导电薄板由非导电弹性体形成，上述非导电弹性体是指没有导电性的弹性体，或者是电阻充分大的弹性体。
作为非导电弹性体的例子，更具体地说，使用：天然橡胶，聚异戊二烯橡胶，丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈、丁二烯-异丁烯等的丁二烯共聚物和共轭二烯烃系橡胶及其加氢物，苯乙烯-丁二烯-二烯烃块共聚物橡胶，苯乙烯-异戊二烯块共聚物等的块共聚物橡胶及其加氢物，氯丁二烯聚合物，氯乙烯-醋酸乙烯共聚物，聚氨酯橡胶，聚酯系橡胶，表氯醇橡胶，乙烯-丙烯共聚物橡胶，乙烯-丙烯-二烯烃共聚物橡胶，软质液状环氧橡胶，硅橡胶，或者氟橡胶等。其中，适合使用耐热性、耐寒性、耐药品性、耐候性、电绝缘性、以及安全性优良的硅橡胶。这种非导电弹性体，通常由于体积电阻高(例如，100V时，大于等于1MΩ·cm)，因而是非导电性。
为了获得各向异性导电部件，例如可采用以下方法。作为用于保持各向异性导电部件的外形的成形材料，使作为导电要素的导电颗粒与在其成形时具有流动性的成为基体(或者具有流动性的基本成分)的非导电弹性体混合。利用重力和/或离心力，根据该弹性体和导电颗粒的比重差，在该混合体中施加导电颗粒的密度浓淡。即，可根据导电颗粒的沉淀，在薄板下方使导电颗粒非均匀分布后固化，获得各向异性导电部件。
将通过使导电颗粒在导电部位非均匀分布来使该非导电弹性体实质成为非导电部位的具有导电部位的非导电体在叠层方向切片，可获得各向异性导电部件(具有导电部位的非导电薄板部件)。
这种各向异性导电部件，由于导电部位和非导电部位存在于部件面，因而如果使它们与厚度方向一致来偶联，则适合于各向异性导电薄板。而且，如果使上述导电部位并列配置，则可获得所谓的斑纹薄板(各向异性导电斑纹薄板)。另一方面，如果使上述导电部位纵横配置，则可获得所谓的矩阵薄板(各向异性导电矩阵薄板)。
根据(9)所述的发明，其特征可以在于，“一种各向异性导电薄板，在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位非均匀分布；在上述成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，与非导电部位实质连续接合，使该导电部位和该非导电部位一体固化，使各向异性导电部件成型；获得为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层和接合后的第1叠层体；将该第1叠层体按照规定的厚度切片，使上述导电部位呈斑纹状配置。”
根据(10)所述的发明，其特征可以在于，“一种各向异性导电薄板，在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位非均匀分布；在上述成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，与非导电部位实质连续接合，使该导电部位和该非导电部位一体固化，使各向异性导电部件成型；获得为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层和接合后的第1叠层体；将该第1叠层体按照规定的厚度切片，获得斑纹状薄板；将使该斑纹状薄板和非导电弹性体薄板交互叠层和偶联后的第2叠层体按照规定的厚度切片，使上述导电部位呈矩阵状配置。”
而且，本发明的其他特征在于，“上述具有导电部位的非导电薄板，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内，比该基体成分比重大的导电颗粒沉淀，使高密度含有该导电颗粒的导电部位非均匀分布。”
在本发明中，与成为基体的具有流动性的非导电基体成分的比重不同的导电颗粒可以使用比非导电基体成分比重大的沉淀颗粒。在本发明中，使具有流动性的非导电弹性体与上述沉淀颗粒(导电颗粒)混合，使该非导电弹性体反应固化。
在非导电弹性体固化前，使上述沉淀颗粒(导电颗粒)沉淀，即，使上述沉淀颗粒(导电颗粒)非均匀分布，形成高密度含有沉淀颗粒(导电颗粒)的导电部位。
可以对具有流动性的非导电弹性体的固化时间或者沉淀颗粒粒径(导电颗粒粒径)进行合适调整，随着沉淀颗粒(导电颗粒)的密度在最下层最高、并从最下层达到上层，降低沉淀颗粒(导电颗粒)的密度，形成导电部位。
在非导电弹性体内使沉淀颗粒(导电颗粒)沉淀，当非导电弹性体实质成为非导电部位时，为了使导电部位和非导电部位的边界更明确，或者为了更迅速形成导电部位，向具有流动性的非导电弹性体和沉淀颗粒(导电颗粒)的混合体积极施加振动，可以加快沉淀颗粒(导电颗粒)的沉淀速度。
并且，本发明的其他特征是，“上述具有导电部位的非导电薄板，在具有流动性的非导电弹性体内，比该非导电弹性体比重大的导电颗粒依靠离心力非均匀分布，形成高密度含有该导电颗粒的导电部位。”
为了使导电部位和非导电部位的边界更明确，或者为了更迅速形成导电部位，可以使离心力作用于具有流动性的非导电弹性体和比该非导电弹性体比重大的导电颗粒的混合体，形成高密度含有该导电颗粒的导电部位。
当使离心力作用于固化前具有流动性的非导电弹性体和比该非导电基体成分比重大的导电颗粒的混合体来获得各向异性导电部件时，可以使上述混合体呈薄板状形成，使旋转成型机内包含该薄板状混合体，在使该旋转成型机旋转的同时，使薄板状混合体固化反应。然后，通过将固化后的薄板状部件按照规定的长度切断，可获得各向异性导电部件。
在下一步骤，将通过导电颗粒的沉淀或离心力所获得的各向异性导电部件在使导电部位和非导电部位叠层的方向切断，导电部位和非导电部位的各自厚度成为在最终产品的各向异性导电薄板中具有贯通表背面的矩形面积的导电区域或者非导电区域中的一方的宽度。或者，决定导电区域间的一方的间距。
因此，在最终产品的各向异性导电薄板中，为了使导电区域或者非导电区域成为可求出的一方的宽度，或者为了使导电区域间的一方的间距成为可求出的间距，有必要预先设定导电部位和非导电部位的各自厚度。
在本发明中，在具有流动性的非导电弹性体内利用比重差使导电颗粒非均匀分布来获得导电部位。另一方面，非导电部位是通过使导电颗粒非均匀分布来获得的分离层。将这样获得的具有导电部位的非导电薄板在导电颗粒的沉淀方向或者离心分离方向切断，使该切断面现出，以便贯通各向异性导电薄板的表背面。
对于这种各向异性导电薄板，在与各向异性导电薄板的平面平行的方向，导电部位和成为分离层的非导电部位的边界不一定明确。即，由于导电部位和上述成为分离层的非导电部位在与各向异性导电薄板的平面平行的方向根据导电颗粒的密度差进行区分，因而在导电部位和非导电部位的边界，即使电阻值的差陡峭，如导电薄板和非导电薄板使用非导电物质接合的情况那样，在该边界，导电部件和非导电部件物理断绝，电阻值的差并不明显。
然而，需要指出的是，在根据本发明的各向异性导电薄板的厚度方向，该导电部位的导电颗粒的密度是均匀的。而且，通过使非导电弹性体高密度含有例如银颗粒等的呈现低电阻值的导电颗粒，可期待的是，使呈现体积电阻率是10-5Ω·Cm左右的导电性的例如厚度大于等于1mm厚的各向异性导电薄板成为可能。
作为具有流动性的非导电弹性体的例子，列举出硫化前的配合橡胶、加温后的热可塑性弹性体等，使导电颗粒与这种具有流动性的非导电弹性体混合，并且如上所述，在使这些导电颗粒非均匀分布来形成导电部位之后，可通过硫化或者回到常温使之固化，获得具有弹力性的各向异性导电部件。
作为与具有流动性的非导电弹性体混合的导电颗粒，可以使用金、银、铜、镍、钨、白金、钯、其他纯金属、SUS、磷青铜、铍铜等的金属颗粒，如果是要求电阻值低的特性，则优选使用金颗粒或银颗粒。这些导电颗粒的粒径和混合比率可以根据具有流动性的非导电弹性体的粘度和所要求的电阻值来合适选择。而且，可以使用在金、银以外的导电金属颗粒上覆盖有金或银的导电颗粒。
使这样获得的各向异性导电部件成型，可以为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层来化学偶联，因此可以在这些薄板部件间施加偶联剂，使薄板部件间化学偶联。这种偶联剂是使这些部件偶联的偶联剂，可以包含普通市场销售的粘接剂。具体地说，可以是硅烷系、铝系、钛酸盐系的偶联剂，良好使用硅烷偶联剂。
对于根据本发明的各向异性导电薄板的制造方法，其特征可以在于，“一种各向异性导电薄板的制造方法，该各向异性导电薄板在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，其特征在于，该制造方法包含以下步骤：第1步骤，在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使高密度含有比该基体成分比重大的导电颗粒的导电部位非均匀分布；第2步骤，在上述成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，与非导电部位实质连续接合，使该导电部位和该非导电部位一体固化，使各向异性导电部件成型；第3步骤，为使上述导电部位和上述非导电部位交互而将上述各向异性导电部件多片叠层，获得第1叠层体；以及第4步骤，将在上述第3步骤所获得的第1叠层体按照规定的厚度切片，获得斑纹状薄板。”
为使导电部位和非导电部位交互而叠层可以意味着，使多个各向异性导电部件按照任意顺序相互不同地叠层。而且，为使导电部位由非导电部位夹持，可以使具有非导电性的弹性体薄板叠层在终端部的导电部位上。
而且，在将多个各向异性导电部件叠层的第3步骤中，可以在各向异性导电部件间施加偶联剂，使该薄板部件间化学偶联。这种叠层制成的第1叠层体可以为了增大薄板部件间的偶联性、为了进一步推进薄板部件自身的固化，或者为了其他目的而进行加热等。
在第4步骤中，可将在第3步骤所获得的第1叠层体在使导电部位和非导电部位叠层的方向切断，获得使导电部位和非导电部位交互并列配置的所谓的斑纹薄板(各向异性导电斑纹薄板)。
并且，对于根据本发明的各向异性导电薄板的制造方法，其特征可以在于，“一种各向异性导电薄板的制造方法，该各向异性导电薄板在呈平面状扩展的厚度方向具有导电性，该制造方法还包含：第5步骤，将在上述第4步骤所获得的斑纹状薄板和非导电弹性体薄板交互叠层，获得第2叠层体；以及第6步骤，将在上述第5步骤所获得的第2叠层体按照规定的厚度切片。”
而且，将在上述第4步骤所获得的斑纹状薄板和非导电弹性体交互叠层可以意味着，将上述斑纹状薄板和上述非导电弹性体薄板按照任意顺序相互不同地叠层，然而可以把不同厚度的非导电弹性体薄板夹入在斑纹状薄板间。并且，可以使成为辅助的非导电弹性体薄板与第2叠层体中的一个侧面偶联。
而且，在将斑纹状薄板和非导电弹性体薄板叠层的第5步骤中，与上述一样，可以在薄板间施加偶联剂，使薄板间化学偶联。这种叠层制成的第2叠层体可以为了增加薄板间的偶联性、为了进一步推进薄板部件自身的固化，或者为了其他目的而进行加热等。
在第6步骤中，将在第5步骤所获得的第2叠层体在导电部位和非导电部位的叠层方向切片，可获得在使导电部位具有非导电性的弹性体薄板上纵横配置有导电部位的所谓的矩阵薄板(各向异性导电矩阵薄板)。
对于上述第1叠层体和上述第2叠层体，可使用超钢切割器、陶瓷切割器等的刀具进行切片，使用细切割器那样的磨具进行切片，使用锯那样的切断器具进行切片，使用其他的切削设备和切断器具(可以包含激光切断机那样的非接触型切断装置)进行切片。
而且，在切片过程中，为了防止过热，为了呈现美观的切断面，或者为了其他目的，可以使用切削油等的切削流体，也可以干式切片。而且，可以使切断对象物(例如工件)单独或者与切削设备/器具一起旋转等移动来切片，当然，切片用的各种条件需对应上述第1叠层体或上述第2叠层体来合适选择。
所谓按照规定的厚度切片是指，切成具有预先决定的厚度的薄板部件，规定的厚度并不一定是均匀的，可以根据薄板部件的使用状态改变厚度。
本发明的各向异性导电薄板具有各向异性导电部件，该各向异性导电部件使导电部位和非导电部位一体固化，该导电部位在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使比该基体成分比重大的导电颗粒非均匀分布，该非导电部位在该非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布而实质连续形成。
这种各向异性导电部件，导电部位和非导电部位在厚度方向密度均匀，适合于各向异性导电薄板，如果使导电部位并列配置，则可获得所谓的各向异性导电斑纹薄板。另一方面，如果使导电部位纵横配置，则可获得所谓的各向异性导电矩阵薄板。因此，可提供能将以往那样的以下步骤简化成一个步骤来提高生产性的各向异性导电薄板及其制造方法，这些步骤是：获得导电薄板的步骤，获得非导电薄板的步骤，以及将该导电薄板和非导电薄板叠层的步骤。
对于本发明的其他特征和各种效果，通过结合以下优选实施例和附图的说明，将会进一步加深理解。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的各向异性导电薄板的外观的立体图。
图2是表示本发明第2实施方式的各向异性导电薄板的外观的立体图。
图3是表示经过本发明的实施例的各向异性导电薄板的制造方法的第1步骤和第2步骤所获得的各向异性导电部件的立体图。
图4是表示本发明第1实施例的各向异性导电薄板的制造方法的将在第2步骤所获得的各向异性导电部件多片叠层的第3步骤、以及将该叠层体按照规定的厚度切片的第4步骤的立体图。
图5是表示本发明第2实施例的各向异性导电薄板的制造方法的将在第2步骤所获得的各向异性导电部件多片叠层的第3步骤、以及将该叠层体按照规定的厚度切片的第4步骤的立体图。
图6是表示本发明第2实施例的各向异性导电薄板的制造方法的将在第4步骤所获得的斑纹状薄板和预先准备好的非导电弹性体薄板交互叠层的第5步骤的立体图。
图7是表示本发明第2实施例的各向异性导电薄板的制造方法的将在第5步骤所获得的第2叠层体按照规定的厚度切片的第6步骤的立体图。
图8是表示采用本发明第2实施例的各向异性导电薄板的制造方法所获得的各向异性导电薄板2的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施例进行说明。然而，本发明不限于本实施例，在本发明的范围内可进行各种变形和变更的设计。
以下，参照附图对本发明的最佳实施方式进行说明。
图1是表示本发明第1实施方式的各向异性导电薄板的外观的立体图。在图1的实施方式中，各向异性导电薄板11呈平面状扩展而形成矩形形状，在厚度方向具有导电性。
在图1的第1实施方式中，矩形薄板部件1c将导电部位1a和非导电部位1b一体形成，成为各向异性导电部件。导电部位1a在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内不均匀分布比该非导电基体成分比重大的导电颗粒，并高密度含有该导电颗粒。非导电部位1b在该非导电弹性体内不均匀分布上述导电颗粒，实质形成非导电部位。另外，导电颗粒的不均匀分布是指在各向异性导电薄板11的平面方向(与平面大约平行的方向)上的不均匀分布。
在图1的实施方式中，薄板部件1c把导电部位1a和非导电部位1b交互地排成一列。多个薄板部件1c间被施加偶联剂来相互偶联。而且，后述的本实施例的各向异性导电薄板的制造方法，是通过使导电部位1a和非导电部位1b相互交替地叠层多片各向异性导电部件而获得偶联后的第1叠层体，然后将该第1叠层体以规定的厚度进行切片，来获得所谓的各向异性导电斑纹薄板。
在图1的实施方式中，为使导电部位1a由非导电部位1b夹持，在末端部的导电部位1a配置有长方形的非导电弹性体薄板24，薄板部件1c和弹性体薄板24使用偶联剂化学偶联。
根据本发明第1实施例的弹性体薄板24，非导电弹性体使用三菱树脂株式会社制的硅橡胶和信越聚合物株式会社制的硅橡胶等，偶联剂使用信越聚合物株式会社制的硅烷偶联剂。
在图1中，各向异性导电薄板11的导电部位1a呈斑纹状配置。而且，导电部位1a是贯通各向异性导电薄板11的表背面间的贯通区域。薄板部件1c将导电颗粒混入到具有流动性的非导电基体内，利用比重差使导电颗粒呈非均匀分布来获得导电部位1a。另一方面，非导电部位1b是通过使导电颗粒呈非均匀分布而获得的分离层。将这样获得的各向异性导电部件在导电颗粒的沉淀方向或者离心分离方向切断，露出贯通各向异性导电薄板11的表背面的导电部位1a和非导电部位1b的切断面。
在图1中，成为斑纹薄板的各向异性导电薄板11在其厚度方向，其导电部位1a的导电颗粒的密度是均匀的。而且，通过使非导电弹性体高密度含有例如银颗粒等的呈现低电阻值的导电颗粒，可期待获得具有极低体积电阻率的导电性的例如厚度在1mm以上的各向异性导电薄板(各向异性导电斑纹薄板)。
在图1中，对于多个薄板部件1c和长方形弹性体薄板24，这些长方形部件的厚度在本实施例中大约为同一厚度“t”。因此，各向异性导电薄板11的厚度是“t”。
如上所述，相邻的两长方形部件使用偶联剂相互偶联，为使导电部位1a和非导电部位1b交互而呈一列配置的多个薄板部件1c也使用偶联剂来偶联，构成图1所示的1块斑纹薄板。此处，进行偶联的偶联剂是非导电性，使薄板面方向的非导电性得到保证。
薄板部件1c的一个宽度(纵宽)是W1，构成薄板部件1c的导电部位1a和非导电部位1b的一个宽度(纵宽)各自被分配为Wa和Wb。这些多个薄板部件1c中的W1、Wa、Wb的宽度在本实施例中完全相同，然而在其他实施例中也可以完全不同。而且，在后述的本实施例的各向异性导电薄板的制造方法中，该W1、Wa、Wb的宽度可容易调整。
而且，在本发明的第1实施例中，长方形弹性体薄板24中的一个宽度(纵宽)与薄板部件1c中的非导电部位1b的一个宽度(纵宽)Wb相同，弹性体薄板24的另一宽度(横宽)与薄板部件1c的另一宽度(横宽)相同。
通过这样构成，图1的实施例所示的各向异性导电薄板11的两翼由非导电弹性体包围。而且，图1的实施例所示的各向异性导电薄板11是将导电部位1a在XY坐标上以PY的等间隔来配置的所谓的斑纹薄板。
图2是表示本发明中的第2实施方式的各向异性导电薄板的外观立体图。在图2的实施方式中，各向异性导电薄板2呈平面状扩展而形成矩形形状，在厚度方向具有导电性。
在图2的第2实施方式中，矩形薄板部件1d将导电部位1a和非导电部位1b一体形成，成为各向异性导电部件。导电部位1a在成为基体的具有流动性的非导电弹性体内使比该非导电基体成分比重大的导电颗粒非均匀分布，并高密度含有该导电颗粒。非导电部位1b在该非导电弹性体内使上述导电颗粒非均匀分布，实质形成非导电部位。另外，使导电颗粒非均匀分布是指在各向异性导电薄板2的平面方向(与平面大约平行的方向)上的非均匀分布。
在图2的实施方式中，薄板部件1d把导电部位1a和非导电部位1b相互交替排列成一列。多个薄板部件1d间被施加偶联剂来相互偶联，构成长方形的斑纹状薄板21。
而且，在后述的本实施例的各向异性导电薄板的制造方法中，该斑纹状薄板21为使导电部位1a和非导电部位1b相互交替地将成为各向异性导电部件的薄板部件1d多片叠层和偶联，获得第1叠层体。将该第1叠层体按照规定的厚度切片而获得斑纹状薄板，将该斑纹状薄板和非导电弹性体薄板交互叠层和偶联，将第2叠层体按照规定的厚度切片，获得所谓的各向异性导电矩阵薄板。
在图2的实施方式中，在斑纹状薄板21间配置有长方形的非导电弹性体薄板22，斑纹状薄板21和弹性体薄板22使用偶联剂来偶联。而且，如图2所示，在两端的斑纹状薄板21内配置有长方形的非导电弹性体薄板22，并且，为了堵塞缘端的导电部位1a，配置有成为辅助部件的非导电弹性体薄板23，这些弹性体薄板22和23也使用偶联剂来偶联。
对于本发明第2实施例的各向异性导电薄板，非导电弹性体使用三菱树脂株式会社制的硅橡胶和信越聚合物株式会社制的硅橡胶等，偶联剂使用信越聚合物株式会社制的硅烷偶联剂。
在图2中，各向异性导电薄板2的导电部位1a呈矩阵状配置。而且，导电部位1a是贯通各向异性导电薄板2的表背面间的贯通区域。薄板部件1d将导电颗粒混入到具有流动性的非导电基体内，利用比重差使导电颗粒非均匀分布来获得导电部位1a。另一方面，非导电部位1b是通过使导电颗粒非均匀分布所获得的分离层。将这样获得的各向异性导电部件在导电颗粒的沉淀方向或者离心分离方向切断，使导电部位1a和非导电部位1b的切断面现出，以便贯通各向异性导电薄板2的表背面。
在图2中，各向异性导电薄板2在其厚度方向，其导电部位1a的导电颗粒的密度是均匀的。而且，通过使非导电弹性体高密度含有例如银颗粒等的呈现低电阻值的导电颗粒，可期待获得具有极低体积电阻率的导电性的例如厚度在1mm以上的各向异性导电薄板(各向异性导电矩阵薄板)。
在图2中，对于长方形的斑纹状薄板21、长方形的弹性体薄板22、以及长方形的弹性体薄板23，这些长方形部件的厚度在本实施例中大致为同一厚度“t”。因此，各向异性导电薄板2的厚度是“t”。
如上所述，相邻的两长方形部件使用偶联剂相互偶联，使导电部位1a和非导电部位1b相互交替地呈一列配置的多个薄板部件1d也使用偶联剂来偶联，构成图2所示的1块矩阵薄板。此处，进行偶联的偶联剂是非导电性，使薄板面方向的非导电性得到保证。
薄板部件1d的一个宽度(纵宽)是W1，另一宽度(横宽)是D1。而且，构成薄板部件1d的导电部位1a和非导电部位1b的一个宽度(纵宽)各自被分配为Wa和Wb。这些多个薄板部件1d中的W1、D1、Wa、Wb的宽度在本实施例中完全相同，然而可以在其他实施例中完全不同。而且，在后述的本实施例的各向异性导电薄板的制造方法中，该W1、D1、Wa、Wb的宽度可容易调整。
而且，在本实施例中，弹性体薄板24的一个宽度(纵宽)与斑纹状薄板21的一个宽度(纵宽)相同，弹性体薄板22的另一宽度(横宽)完全相同。并且，弹性体薄板23的一个宽度(纵宽)与非导电部位1b的一个宽度(纵宽)Wb相同，弹性体薄板23的另一宽度(横宽)与各向异性导电薄板2的另一宽度(横宽)相同。
通过这样构成，图2的实施例所示的各向异性导电薄板2的侧周围由非导电弹性体包围。而且，图2的实施例所示的各向异性导电薄板2是将导电部位1a在XY坐标上以PY和PY的等间隔来配置的所谓的矩阵薄板。
下面，对上述实施例的各向异性导电薄板的制造方法进行说明。首先，结合图3的立体图对经过第1步骤和第2步骤所获得的各向异性导电部件进行说明。
在图3的实施方式中，准备了具有薄长方体状凹部的模具1k。使把导电颗粒(例如，银颗粒)和固化剂与液状硅橡胶混合后的混合体流入到该模具1k内。重要的是，上述混合体将具有比成为基体的液状硅橡胶的比重大的比重的导电颗粒混合。而且，根据需要，可以把增强剂和增粘剂添加到上述混合体内。
流入到模具1k内的上述混合体经过一定时间，比重比成为液状硅橡胶大的导电颗粒沉淀，在上述混合体的下层形成有高密度含有导电颗粒的导电部位1a。然后，通过导电颗粒沉淀，在上述混合体的下层使导电部位1a非均匀分布，上述混合体的上层形成有实质不含有导电颗粒的非导电部位1b。
优选在上述混合体固化前，形成高密度含有导电颗粒的导电部位1a，可以通过实验等预先求出上述混合体的固化时间和导电颗粒的沉淀时间。
在上述混合体内使导电颗粒沉淀，形成高密度含有导电颗粒的导电部位1a的第1步骤中，为了使导电部位1a和非导电部位1b的边界更明确，或者为了更迅速形成导电部位1a，可以向流入有上述混合体的模具1k积极施加振动，加快导电颗粒的沉淀速度。
而且，在上述第1步骤中，为了使导电部位1a和非导电部位1b的边界更明确，或者为了更迅速形成导电部位1a，可以使离心力作用于具有流动性的非导电弹性体和比该非导电弹性体比重大的导电颗粒的上述混合体，形成高密度含有该导电颗粒的导电部位1a。
这样获得的导电部位1a，其叠层深度可以认为与图1所示的导电部位1a的一个宽度(纵宽)Wa相当，在图3所示的步骤所获得的非导电部位1b的层厚可以认为与图1所示的非导电部位1b的一个宽度(纵宽)Wb相当。
上述液状硅橡胶可以使用室温固化型硅橡胶，也可以使用热固型硅橡胶。室温固化型硅橡胶与热固型硅橡胶相比，固化时间长，根据与导电颗粒的沉淀速度的关系，合适选择任何一方。在使用热固型硅橡胶的情况下，将上述混合体与模具1k一起加热。
另外，取代液状硅橡胶，可以把导电颗粒与硫化前的配合橡胶混合，在导电颗粒沉淀后，使该配合橡胶硫化和固化。
在这样使导电部位1a和非导电部位1b一体固化来使各向异性导电部件1成型的第2步骤后，从模具1k中取出各向异性导电部件1，转到下一步骤。另外，从模具1k中取出的各向异性导电部件1可以在将表背面研磨后，转到下一步骤。
图4是表示将在第2步骤所获得的各向异性导电部件1多片叠层的第3步骤、以及将该叠层体按照规定的厚度切片的第4步骤的立体图。
在图4的第1实施方式中，为了使导电部位1a和非导电部位1b交互，将各向异性导电部件1多片叠层。并且，预先准备了非导电弹性体薄板14，将各向异性导电部件1叠层在该弹性体薄板14上，使其与末端部的导电部位1a对接。
在多个各向异性导电部件1间、以及各向异性导电部件1和弹性体薄板14间施加偶联剂，使多个各向异性导电部件1和弹性体薄板14偶联来获得第1叠层体10。
在后面的第4步骤中，将在第3步骤所获得的第1叠层体10沿着使多个各向异性导电部件1叠层的A-A方向切片，使得成为规定的厚度t。通过在第4步骤将第1叠层体10切片，使具有厚度t的将导电部位1a和非导电部位1b成组的薄板部件1c呈斑纹状配置，获得图1所示的各向异性导电薄板11。
图5是表示将在第2步骤所获得的各向异性导电部件1多片叠层的第3步骤、以及将该叠层体按照规定的厚度切片的第4步骤的立体图。
在图5的第2实施方式中，为了使导电部位1a和非导电部位1b交互叠层，将各向异性导电部件1多片叠层。向各向异性导电部件1施加偶联剂，使多个各向异性导电部件1偶联来获得第1叠层体10a。
在后面的第4步骤中，将在第3步骤所获得的第1叠层体10a沿着使多个各向异性导电部件1叠层的A-A方向切断，使得成为规定的厚度t。通过在第4步骤将第1叠层体10a切断，获得具有厚度t的将导电部位1a和非导电部位1b成组的薄板部件1c多块叠层的斑纹状薄板11a。这样获得的斑纹状薄板11a，其厚度t可以认为与图2所示的斑纹状薄板21的另一宽度(横宽)D1相当。
图6是表示将在第4步骤所获得的斑纹状薄板11a和预先准备好的非导电弹性体薄板12交互叠层的第5步骤的立体图。在图6的第2实施方式中，在叠层途中的第2叠层体20(参照后述的图7)上进一步叠层有斑纹状薄板11a，在其上叠层有非导电弹性体薄板12。
在该斑纹状薄板11a和弹性体薄板12之间施加有偶联剂，使多个斑纹状薄板11a和多个弹性体薄板12偶联。在图6的实施方式中，还准备了非导电弹性体薄板13，在将斑纹状薄板11a和弹性体薄板12交互叠层后的第2叠层体20(参照后述的图7)的侧面，使用偶联剂将该弹性体薄板13偶联。
这样，将斑纹状薄板11a和弹性体薄板12交互叠层后的厚度可以认为与图2中的各向异性导电薄板2的另一宽度(横宽)相当，包含弹性体薄板13的厚度可以认为与图2中的各向异性导电薄板2的一个宽度(纵宽)相当。
图7是表示将在第5步骤所获得的第2叠层体20按照规定的厚度切片的第6步骤的立体图。在图7的实施方式中，将在第5步骤所获得的第2叠层体20沿着使多个斑纹状薄板11a和弹性体薄板12叠层的A-A方向切片，使得成为规定的厚度t。通过在第6步骤将第2叠层体20切片，获得将具有厚度t的使导电部位1a和非导电部位1b一体形成的矩形薄板部件1c多块叠层的各向异性导电薄板2。而且，图7所示的各向异性导电薄板2是在非导电薄板上纵横配置有导电部位1a的所谓的矩阵薄板。
在图7所示的第6步骤中，如上所述，导电部位1a的导电颗粒密度在厚度方向是均匀的。而且，通过使固化前具有流动性的非导电弹性体高密度含有例如银颗粒等的呈现低电阻值的导电颗粒，可期待获得使呈现体积电阻率是10-5Ω·Cm左右的导电性的例如厚度大于等于1mm厚的各向异性导电薄板(各向异性导电矩阵薄板)。
图8是采用本发明的实施例的各向异性导电薄板的制造方法所获得的各向异性导电薄板2的立体图。图8所示的各向异性导电薄板2与图2所示的各向异性导电薄板2的构成和结构相同，然而图8所示的各向异性导电薄板2的导电部位1a是正方形，导电部位1a的横间距PY和纵间距PX相同，相对之下，图2所示的各向异性导电薄板2的导电部位1a是纵长的长方形，导电部位1a的横间距PY和纵间距PX不同。
图1所示的各向异性导电薄板11和图2所示的具有纵长的导电部位1a的各向异性导电薄板2，例如，可考虑用作边缘连接部件和将具有呈线状排列的引线的IC连接的连接部件。
另一方面，图8所示的具有使横间距PY和纵间距PX相同来排列的导电部位1a的各向异性导电薄板2，例如，可考虑用作具有呈矩阵状配置的焊盘的印刷电路板和BGA(Ball Grid Array：球栅阵列)型封装IC的端子连接用连接部件。

Claims (7)

1.一种各向异性导电薄板，在厚度方向上具有导电性，其薄板面呈平面状扩展，并具有规定的厚度；
该各向异性导电薄板包括：具有相同的规定的厚度，并且在其厚度方向具有导电性的多个各向异性导电部件，
上述多个各向异性导电部件被配置成使偶联的薄板整体具有均等的厚度，
各个各向异性导电部件具有在薄板面的规定的方向上连续变化的厚度方向导电性，
在该各向异性导电薄板的薄板面上，具有非连续存在的具有厚度方向导电性的区域。
2.根据权利要求1所述的各向异性导电薄板，
上述各向异性导电部件包含非导电弹性体和导电颗粒，该非导电弹性体构成基体，该导电颗粒分散在该基体中，
上述非导电弹性体通过使流动性的基本成分非流动化或者固化来形成；
上述导电颗粒的比重比上述流动性的基本成分大。
3.根据权利要求1或2所述的各向异性导电薄板，
还包括由非导电弹性体形成的非导电部件；
该非导电部件具有与该各向异性导电薄板的厚度相同的规定的厚度；
上述各向异性导电部件和上述非导电部件相互偶联。
4.根据权利要求1或2所述的各向异性导电薄板，上述各向异性导电部件的在薄板面的规定的方向连续变化的厚度方向导电性为从非导电性向导电性变化。
5.根据权利要求2所述的各向异性导电薄板，上述各向异性导电部件利用导电颗粒在流动性基本成分中的沉淀，来使导电性连续变化。
6.一种各向异性导电薄板的制造方法，用于制造在厚度方向上具有导电性，其薄板面呈平面状扩展的各向异性导电薄板，
该制造方法包括：
获得具有规定的厚度的各向异性导电薄板的步骤，该各向异性导电薄板包含：具有在厚度方向从非导电性向导电性呈连续变化的导电性的部分；
通过将多个上述各向异性导电薄板叠层并固化，来获得各向异性导电薄板叠层体的步骤；以及
通过将上述各向异性导电薄板叠层体按照规定的厚度切片，来获得斑纹状薄板的步骤；
在获得上述各向异性导电薄板的步骤中，在使流动性的基本成分非流动化或者固化时，使分散在该基本成分中的比该基本成分比重高的导电颗粒的密度分布通过该导电颗粒的沉淀，而在上述厚度方向上连续变化。
7.根据权利要求6所述的各向异性导电薄板的制造方法，还包括：
通过将上述斑纹状薄板和由非导电弹性体形成的非导电薄板交互叠层并固化，来获得混合薄板叠层体的步骤；以及
通过将上述混合薄板叠层体按照规定的厚度切片，来获得存在至少在该规定的厚度方向上具有导电性的区域的各向异性导电薄板的步骤。
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