CN1943081A - 各向异性导电膜制造用模具及各向异性导电膜的制造方法 - Google Patents

各向异性导电膜制造用模具及各向异性导电膜的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种各向异性导电膜制造用模具及各向异性导电膜的制造方法,可制造出即使在应形成的导电路径形成部的间距很小的情况下,仍具有呈所需导电性能的导电路径形成部,可有效获得相邻的导电路径形成部之间所需的绝缘性的各向异性导电膜。本发明的各向异性导电膜制造用模具,其特征在于:是用于制造具有多个导电路径形成部和绝缘部的各向异性电膜制造用模具,该导电路径形成部由在绝缘性的弹性高分子物质中含有在厚度方向上定向排列的呈磁性的导电性颗粒,该绝缘部由将上述导电路径形成部彼此绝缘的具有绝缘性的弹性高分子物质构成,该模具具有基板、和按照与所述导电路径形成部的图形对应的图形配置在该基板上的强磁性体层,所述基板由弱磁性体材料构成。

Description

各向异性导电膜制造用模具及 各向异性导电膜的制造方法
技术领域
本发明涉及各向异性导电膜制造用模具及各向异性导电膜的制造方法,更具体而言,尤其涉及用于制造能够用于在晶片上形成的集成电路、通过切割该晶片获得的集成电路、组件IC、印刷电路板等电路装置的电性能检查的各向异性导电膜的各向异性导电膜的制造用模具以及各向异性导电膜(sheet)的制造方法。
背景技术
由于各向异性导电弹性膜具有仅在厚度方向上呈导电性,或具有当在厚度方向上施加压力时仅呈现厚度方向上的导电性的加压导电性导电部,不用焊接或机械性装配等手段,即可实现紧密性电气连接,可通过吸收机械性冲击及变形,进行软性连接等特性,因而利用该特征例如在电子计算机、电子式数字时钟、电子摄像机、电子计算机键盘等领域内,被广泛用于电路装置、例如用于实现印刷电路板和无引线芯片载体、液晶面板等的相互间的电气连接的连接件。
此外,在组件IC、MCM等半导体集成电路装置、形成集成电路的硅片、印刷电路板等的电路装置的电气性检查之中,为了实现在作为检查对象的电路装置的一面上形成的被检查电极和在检查用电路板的表面上形的检查用电极间的电气性连接,可通过使各向异性导电弹性膜介于作为检查对象的电路装置的受检查电极区域和检查用电路板的检查用电极区域之间来进行。
多年来,作为此种各向异性导电弹性膜,采用了多种结构,例如专利文献1中即公示出通过使呈磁性的导电颗粒以在厚度方向上定向排列的状态分散在弹性体中而获得的各向异性导电膜(下文称之为“分散型各向异性导电膜”),此外,专利文献2等处还公示出通过使呈磁性的导电颗粒以不均匀状态分布在弹性体中,形成在厚度方向上延伸的许多导电路径形成部,以及将各部彼此绝缘的绝缘部的各向异性导电膜(下文称之为“偏置型各向异性导电”),还有,专利文献3等处还公示出在导电路径形成部的表面和绝缘部之间呈阶梯形的偏置型各向异性导电膜。
在这些各向异性导电弹性膜之中,偏置型各向异性导电膜由于是按照与应连接的电极图形对应的图形形成导电路径形成部的,在相邻的导电路径形成部之间形成了绝缘部,因而较之分散型各向异性导电膜,即使在应连接的电极以很小间距配置的情况下仍能实现高可靠性的电气连接,在这一点上更为有利。
为了制造出此种偏置型各向异性导电膜,多年来一直使用具有图10所示构成的特殊的各向异性导电膜制造用模具。该各向异性导电膜制造用模具采用相向配置上模90及与之对应的下模95的构成,在上模90的成形面(图10中为下面)和下模95的成形面(图10中为上面)之间形成模腔。上模90在强磁性体基板91的下面按照与应制造的各向异性导电膜的导电路径形成部的配置图形对称的图形形成强磁性体层92,在该强磁性体层92以外的位置上形成弱磁性体层93。另一方面,下模95在强磁性体层96的上面按照与应制造的各向异性导电膜的导电路径形成部的配置图形相同的图形形成强磁性体层97,在该强磁体层97以外的位置上形成弱磁性体层98。
并且,使用此种各向异性导电膜制造用模具,采用以下方法即可获得偏置型各向异性导电膜。
首先,如图11所示,在各向异性导电膜制造用模具内形成导电性材料层80,其由呈磁性的导电颗粒P分散在硬化后构成弹性高分子物质的高分子成型材料中而构成。接着,通过在上模90的上面以及下模95的下面配置一对电磁铁(未图示),使之作动,使比其余部分更大强度的磁场作用于位于导电性材料层80中的上模90的强磁性体层92和下模95的强磁性体层97之间的部分。其结果是,分散在导电性材料层80中的导电性颗粒P,集中到位于上模90的强磁性体层92和下模95的强磁性体层97之间的部分,即集中到构成导电路径形成部的部分上的同时,在厚度方向上定向排列。在此状态下,通过进行导电性材料层80的硬化处理即可获得偏置型各向异性导电膜。
然而,现已证明,现用的各向异性导电膜制造用膜具存在以下问题:
(1)在使磁场作用于导电性材料层80的工序中,由于通过付与强磁性体基板91、96本身具有作为磁极的功能,磁场经弱磁性体层93、98也作用于构成导电性材料层80中的绝缘部的部分,因而存在于构成导电性材料层80中的绝缘部的部分中的导电性颗粒P很可能不向构成导电路径形成部的部分移动而残留下来。其结果是不仅无法形成具有所需绝缘性能的绝缘部,还无法形成含有所需量的导电性颗粒的导电路径形成部。因此而难以获得呈所需导电性能的各向异性导电模。此种现象在导电路径形成部的间距越小时越显著。
(2)要想制造出以很小的外加压力而呈现出很高的导电性的各向异性导电膜,关键在于使磁场作用于导电性材料层的工序中在厚度方向,即垂直于导电性材料层表面的方向上形成导电颗粒的连锁。
然而,由于在使磁场作用的所述导电性材料层中,导电性颗粒是以均匀分散状态存在于该导电性材料层中的,因而即使使磁场作用于导电性材料层的厚度方向,仍然如图12所示,导电性颗粒P的连锁不仅存在于导电性材料层80的厚度方向,同时也形成在倾斜于厚度方向的方向上。并且由于在该状态下,磁力特性稳定,每个导电性颗粒均受到磁力的约束,因而即使继续进行磁场作用,导电性颗粒也不会移动到在厚度方向上形成连锁。而在该状态下通过对导电性材料层80的硬化处理所获得的各向异性导电膜由于导电性颗粒的连锁在倾斜于厚度方向倾斜的方向上也形成了连锁,因而很难用很小的外加压力而获得很高的导电性。
此外,当使磁场作用于导电性材料层80时,由于滞留在构成绝缘部的部分上的导电颗粒P与其它导电性颗粒P相连,因而如图13所示,在上模90的强磁性体层92和与之对应的下模95的强磁性体层97相邻的强磁性体层97之间形成导电性颗粒P的连锁,其结果是很难获得确保相邻的导电路径形成部间所需的绝缘性的各向异性导电膜。此种现象在导电路径形成部的间距越小时越显著。
为了解决这些问题,本发明申请人曾提出下述各向异性导电膜的制造方法:在使磁场作用于导电性材料层的工序中,停止磁场对导电性材料层的作用后,再次使与磁力线的方向相反的磁场作用于该导电性材料层(参照专利申请2004-30180号说明书)。
若采用此种制造方法,由于针对导电性材料层的磁场作用暂时停止,在该停止状态下,导电性材料层中的各个导电性颗粒不再受磁力的约束而解除限制。并且由于通过使与磁力线的方向相反方向的磁场再次在厚度方向上作用于导电性材料层,在该动作的触发下,导电性颗粒重新开始移动,因而可在更加忠实于导电性材料层的厚度方向的方向上形成导电性颗粒的连锁。
然而,在此种制造方法之中,由于使与磁力线的方向反向的磁场作用于导电性材料层,各向异性导电膜制造用模具中的上模及下模的各自的强磁性体基板发生运动,由此产生了图14所示的上模及下模间的位置偏移。所以,在获得的各向异性导电膜之中,由于在倾斜于厚度方向的方向上形成延伸的导电路径形成部。其结果是很难获得所需的导电性。此外,还存在因上模及下模各自的强磁性体基板运动,空气进入该各向异性导电膜制造用模具内,所获得的各向异性导电膜中容易产生气泡的问题。
专利文献1:特开昭51-93393号公报
专利文献2:特开昭53-147772号公报
专利文献3:特开昭61-250906号公报
发明内容
本发明正是根据上述情况提出来的,其第1目的是提供一种各向异性导电膜制造用模具,该模具用于制造具有含有导电性颗粒的多个导电路径形成部、以及将这些导电路径形成部彼此绝缘的绝缘部的各向异性导电膜,可制造出具有即使在应形成的导电路径形成部的间距很小的情况下,仍呈所需导电性能的导电路径形成部,可确保相邻的导电路径形成部之间所需的绝缘性的各向异性导电膜。
本发明的第2目的是提供一种各向异性导电膜的制造方法,可制造出具有即使在应形成的导电路径形成部的间距很小的情况下,仍呈所需导电性能的导电路径形成部,可确保相邻的导电路径形成部之间所需的绝缘性的各向异性导电膜。
本发明的各向异性导电膜制造用模具,其特征在于:是用于制造具有多个导电路径形成部和绝缘部的各向异性导电膜制造用模具,该导电路径形成部由在绝缘性的弹性高分子物质中含有在厚度方向上定向排列的呈磁性的导电性颗粒构成,该绝缘部由将上述导电路径形成部彼此绝缘的具有绝缘性的弹性高分子物质构成,该模具具有基板、和强磁性体层其按照与所述导电路径形成部的图形对应的图形配置在该基板上,所述基板由弱磁性体材料构成。
本发明的各向异性导电膜制造用模具,其特征在于:可适用于下述各向异性导电膜的制造方法:在各向异性导电膜制造用模具内形成导电性材料层,其通过在硬化后即构成绝缘性的弹性高分子物质的液态高分子成型材料中,含有导电性颗粒而构成;具有通过使磁场经该各向异性导电膜制造用模具中的强磁性体层在该导电性材料层的厚度方向上作用于该导电性材料层,通过使导电性颗粒集中于构成该导电路径形成部的部分,定向排列在该导电性材料层的厚度方向上的工序;在该工序之中,至少进行一次停止磁场对所述导电性材料层的作用之后再次使磁场作用于该导电性材料层的操作。
在本发明的各向异性导电膜制造用模具之中,基板最好由线性热胀系数为1×10-7~1×10-5K-1的弱磁性体材料构成。
此外,最好在基板表面形成金属膜。
本发明的制造各向异性导电膜的方法,该各向异性导电膜具有多个导电路径形成部,其由在绝缘性的弹性高分子物质中含有在厚度方向上定向排列的呈磁性的导电性颗粒构成,以及将这些导电路径形成部彼此绝缘的,由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部;其特征在于,具有下述工序;使用上述各向异性导电膜制造用模具,通过在该各向异性导电膜制造用模具内形成固化后构成绝缘性的弹性高分子物质的液态的高分子成型材料中含有导电性颗粒构成的导电性材料层,对于该导电性材料层,通过使磁场经该各向异性导电膜制造用模具中的强磁性体层在厚度方向上作用于该导电性材层的,通过使导电性颗粒集中于构成该导电路径形成部的部分,定向排列在该导电性材料层的厚度方向上。
在该工序中,停止磁场对所述导电性材料层的作用之后,使磁场作用于该导电性材料层的操作再度进行至少1次。
在本发明的各向异性导电膜的制造方法之中,在停止磁场对导电性材料层的作用之后,再度使磁场作用于该导电性材料层的操作之中,再度作用于导电性材料层的磁场的磁力线方向最好与停止前的磁场的磁力线的方向相反。
此外,在本发明的各向异性导电膜的制造方法之中,在停止磁场对导电性材料层的作用之后,最好反复进行再次使磁场作用于该导电性材料层的操作再度反复进行。
此外,使磁场作用于该导电性材料层的操作最好进行五次以上。
若采用本发明的各向异性导电膜制造用模具,由于基板是用弱磁性体材料构成的,当使磁场作用于导电性材料层时,可将作用于构成该导电性材料层中的绝缘部的部分的磁场强度控制得足够小,可将存在于构成该绝缘部的部分上的导电性颗粒有效集中到构成导电路径形成部的部分上,其结果是不仅可形成完全或几乎没有导电性颗粒的绝缘部,还可形成含有所需量的导电性颗粒的导电路径形成部。因此,可制造出即使应形成的导电路径形成部的间距很小,仍具有呈所需的导电性的导电路径形成部,可有效获得在相邻的导电路径形成部之间具有所需绝缘性的各向异性导电膜。
此外,在使磁场作用于导电性材料层的工序之中,当用于停止磁场对导电性材料层的作用之后,使磁场再次作用于该导电性材料层的各向异性导电膜的制造方法中的情况下即使在使与磁力线的方向相反方向的磁场作用于导电性材料层时,由于强磁性体基板不运动,不会产生位置偏移,因而可形成在忠实于厚度方向的方向上延伸的导电路径形成部,可制造出具有呈所需的导电性的导电路径形成部的各向异性导电膜。此外,由于可避免空气进入各向异性导电膜制造用模具内,因而可防止产生气泡造成的废品。
若采用本发明的各向异性导电膜的制造方法,由于暂时停止磁场对导电性材料层的作用,因而可使导电性材料层中的每个导电性颗粒不受磁力的约束而解除限制。并且由于通过使磁场再次作用于导电性材料层的厚度方向,在该动作的触发下,导电性颗粒再次开始移动,因可在更忠实于导电性材料层的厚度方向的方向上形成导电性颗粒的连锁。
如上所述,由于可在倾斜于厚度方向的方向上抑制形成导电性颗粒的连锁,因而可制造出即使施加很小的外压力,仍呈电阻值低,且稳定的导电性的各向异性导电膜。
此外,由于可防止形成连接相邻的导电路径形成部间的导电性颗粒的连锁,因而可制造出即使导电路径形成部的间距很小,仍能确保相邻的导电路径形成部之间所需的绝缘性的各向异性导电膜。
还有,由于各向异性导电膜制造用模具的基板是由弱磁性体材料构成的,因而即使在使与磁力线的方向反向的磁场作用于导电性材料层时,由于强磁性体基板不运动,不会产生位置偏移,因而可形成在忠实于厚度方向的方向上延伸的导电路径形成部,制造出具有呈所需导电性的导电路径形成部的各向异性导电膜。此外,由于可避免空气进入各向异性导电膜制造模具内,因而可防止产生气泡造成的废品。
附图说明
图1是表示用本发明的各向异性导电膜制造用模具获得的各向异性导电膜的例示中的构成的说明用剖面图。
图2是放大显示图1所示的各向异性导电膜的关键部位的说明用剖面图。
图3是表示制造图1所示的各向异性导电膜时使用的各向异性导电膜制造用模具的构成的说明用剖面图。
图4是表示在图1所示的各向异性导电膜制造用模具中的上模及下模的成形面上涂布了导电性材料的状态的说明用剖面图。
图5是表示在各向异性导电膜制造用模具的模腔内形成导电性材料层的状态的说明用剖面图。
图6是表示各向异性导电膜制造用模具被安装在电磁铁装置上的状态的说明用剖面图。
图7是表示停止前的磁场中的磁力线方向的说明用剖面图。
图8是表示再度作用的磁场中的磁力线方向的说明用剖面图。
图9是表示导电性材料层中的导电性颗粒集中的构成导电路径形成部的部分,定向排列在厚度方向上的状态的说明用剖面图。
图10是表示现用的各向异性导电膜制造用模具例示中的构成的说明用剖面图。
图11是表示在图10所示的各向异性导电膜制造用模具中的上模与下模间形成导电性材料层的状态的说明用剖面图。
图12表示在倾斜于厚度方向的方向上形成导电性材料层中的导电性颗粒的连锁的状态的说明用剖面图。
图13表示在上模的强磁性体层和与之对应的下模的强磁性体相邻的强磁性体层之间形成了导电性颗粒的连锁的状态的说明用剖面图。
图14是表示上模及下模间产生位置偏移状态的说明用剖面图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的实施方式。
图1是表示用本发明的各向异性导电膜制造用模具获得的各向异性导电膜的例示中的构成的说明用剖面图。
该各向异性导电膜10由下述各部分构成:
多个导电路径形成部11,其按照应连接的电极,例如作为检查对象的电路装置的被检查电极图形所对应的图形配置,分别朝厚度方向延伸;
绝缘部12,其将这些导电路径形成部11彼此绝缘。
各导电路径形成部11,正如图2的放大图的所示,是通过在绝缘性的弹性高分子物质E中以在厚度方向上定向排列的状态含有导电性颗粒P构成的,通过在厚度方向上加压即可形成由厚度方向上的导电颗粒P的连锁构成的导电路径。在图示的例中,各导电路径形成部11上分别形成从绝缘部12的两面向外突出的突出部13、14。与之相对应,绝缘部12由绝缘性的弹性高分子物质构成,其中完全或几乎不含有导电性颗粒P,在厚度方向及面方向上不呈导电性。
此外,在该例的各向异性导电膜之中,在绝缘部12的周边部分上设有整体形成的框状支架板15。
此处的导电路径形成部11中的导电颗粒P的含有比例最好是体积比的10~60%,如能达到15%~50%的范围内则更好。当该比例低于10%的情况下,往往无法获得电阻值足够小的导电路径形成部11。另外,当该比例超过60%的情况下,获得的导电路径形成部11容易发脆,往往无法获得导电路径形成部11的所需的弹性。
此外,导电路径形成部11的间距通常在60~500μm的范围内,当制造该间距为200μm以下的各向异性导电膜10时,本发明的制造方法极为有效。
图3是表示本发明的各向异性导电膜制造用模具的例示中的构成的说明用剖面图。该各向异性导电膜制造用模具通过各自的成形面彼此相向配置构成上模50及与之相对的下模55,在上模50的成形面(图3中为下面)和下模55的成形面(图3中为上面)之间形成膜腔。
上模50在基板51的下面上按照与应制造的各向异性导电模10的导电路径形成部11的配置图形对称的图形形成强磁性体层52,在该强磁性体层52以外的位置上,形成具有比该强磁性体层52的厚度更大厚度的弱磁性体层53,这样即可在上模50的成形面上的强磁性体层52所处的位置上形成用于形成各向异性导电膜10中的突出部13的突出部用凹陷52a。此外,在弱磁性体层53的表面上形成用于形成模腔的模腔用凹陷53a。
另外,在下模55的基板56的上面,按照与应制造的各向异性导电膜10的导电路径形成部11的配置图形相同的图形形成强磁性体层57,在该强磁性体层57以外的位置上形成具有比该强磁性体层57的厚度更大厚度的弱磁性体层58,这样即可在下模55的成形面上的强磁性体层57所处于位置上形成用于形成各向异性导电膜10中的突出部14的突出部用凹陷57a。此外,在弱磁性体层58的表面上形成用于形成模腔的模腔用凹陷58a。
作为构成上模50及下模55各自的基板51、56的材料,可使用弱磁性体材料。弱磁性体材料可以是常磁性体材料及反磁性体材料中的任意一种。作为具体的弱磁性体材料有:氧化铝、氧化铍、碳化硅、氮化铝、氟金云母等陶瓷,普鲁士蓝玻璃、燧石玻璃、Pyrex(注册商标)耐热玻璃等玻璃材料,铜、铝、钨、钼等弱磁性的金属材料。
此外,作为目的的各向异性导电膜的连接对象是硅片上形成的集成电路等的情况下,由于要求该各向异性导电膜具有很高的尺寸精度及要求导电路径形成部具有很高的位置精度,因而,作为构成基板51、56的弱磁性体材料最好使用线性热胀系数为1×10-7~1×10-5K-1的材料。若对此种弱磁性体材料加以举例,则陶瓷类的有氧化铝(4.8×10-6K-1)、氧化铍(4.31×10-6K-1)、碳化硅(3.7×10-6K-1)、氮化铝(4.5×10-6K-1)、氟金云母(8.0×10-6K-1),玻璃材料有普鲁士蓝玻璃(8×10-6~10×10-6K-1)、燧石玻璃(8×10-6~9×10-6K-1)、Pyrex(注册商标)玻璃(2.8×10-6K-1)、金属材料有钨(4.8×10-6K-1)、钼(5.6×10-6K-1)。
此外,基板51、56其厚度最好为0.1~50mm,表面最好平滑且径化学脱脂处理,并经过机械性研磨处理的。
此外,在基板51、56的表面上,最好便于使用电解电镀形成强磁性体层52、57,形成单一或者种类各不相同的多种金属膜(图示省略)。
形成金属膜的材料既可以是弱磁性体,也可以是强磁性体,其具体例有:铜、镍、钴、金、银、钯、铑、铂等。
此外,作为形成金属膜的手段可利用无电镀膜法。
此外,当作为形成金属膜的材料使用强磁性体的情况下,出于抑制磁场作用的影响的考虑,该金属膜的厚度最好在30μm以下,若能在20μm以下则更理想。该厚度过大的情况下,由于在后述的各向异性导电膜的制造方法之中,使与磁力线的方向反向的磁场作用于导电性材料时,有可能因基板51、56运动,在上模50及下模55间产生位置偏差,因而并不理想。
作为构成上模50及下模55各自的强磁性体层52、57的材料,可使用铁、铁-镍合金、铁-钴合金、镍、钴、镍-钴合金等强磁性金属。该强磁性体层52、57,其厚度最好在10μm以上。该厚度低于10μm的情况下,很难使具有足够强度分布的磁场作用于各向异性导电膜制造用模具内形成的导电性材料层,由于其结果是很难使导电性颗粒高密度地集中到该导电性材料层中的应形成导电路径形成部的部分上,因而往往无法获得具有很好的各向异性导电特性的膜。
作为在基板51、56的表面上形成强磁性体层52、57的方法,可使用电解电镀法。
此外,作为构成上模50及下模55各自的弱磁性体层53、58的材料,虽可使用铜等弱磁性金属、和具有耐热性的高分子物质,但由于使用光致蚀刻技术很容易形成弱磁性体层53、58,因而最好使用可被电磁波固化的高分子物质,作为该材料可使用诸如丙烯类的干膜抗蚀剂、环氧类的液状抗蚀剂、聚亚胺类的液状抗蚀剂等光致抗蚀剂。
并使用上述各向异性导电膜制造用模具,经下述各道工序即可制造出各向异性导电膜:
工序(a-1)在各向异性导电膜制造用模具内,形成导电性材料层,其通过在固化后即构成绝缘性的弹性高分子物质的液状高分子形成型材料之中含有导电性颗粒而构成;
工序(b-1)通过(使磁场)经该各向异性导电层制造用模具中的强磁性体层在该导电性材料层的厚度方向上作用于所述导电性材料层,使导电性颗粒集中于构成该导电路径形成部的部分上,定向排列在该导电性材料层的厚度方向上;
工序(c-1)在停止磁场对所述导电性材料层的作用之后,或在继续实施磁场作用的同时,实施该导电性材料层的固化处理。
下面具体说明各工序。
工序(a-1):
在工序(a-1)之中,首先通过使导电性颗粒分散到固化后即构成绝缘性的弹性高分子物质的液状的高分子成型材料中,调制出导电性材料。
作为用于调制导电性材料的高分子物质形成材料,可使用多种物质,作为其具体用例有:
硅橡胶、聚丁二烯橡胶、天然橡胶,聚异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物橡胶、丙烯腈脯-丁二烯共聚物橡胶等共轭二烯系橡胶及其氢化产物、苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等的嵌段共聚物橡胶及其氢化产物、氯丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶、聚酯橡胶、表氯醇橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、软质液状环氧橡胶等。
在这些材料之中,从耐久性、成形加工性、电特性等角度考虑,以硅橡胶最好。
作为硅橡胶,最好是交联或缩合的液状硅橡胶。液状硅橡胶可以是缩合型、加成型、含有乙烯基或羟基的等中的任意一种。具体而言,有:二甲基硅橡胶生胶、甲基乙烯基硅橡胶生胶、甲基苯基乙烯基硅橡胶生胶等。
此外,作为加成型的液状硅橡胶,是通过乙烯基和Si-H键反应固化,可使用含有乙烯基及硅一氢键二者的聚硅氧烷构成的一液型(单组成分型),以及由含有乙烯基的聚硅氧烷和含有Si-H键的聚硅氧烷构成的二液型(双组分型)中的任意一种,但最好使用二液型的加成型液状硅橡胶。
其中,含有乙烯基的液状硅橡胶(含乙烯基的聚二甲基硅氧烷)通常可通过使二甲基二氯硅烷或二甲基二烷氧基硅烷在二甲基乙烯基氯硅烷或二甲基乙烯基烷氧基硅烷存在的条件下,进行加水分解及缩合反应,例如,可通过反复进行连续溶解-沉淀的分级来获得。
此外,两端含有乙烯基的液状硅橡胶,还可通过在催化剂存在的条件下,将八甲基环四硅氧烷之类的环硅氧烷阴离子聚合,作为聚合终止剂使用诸如二甲基二乙烯基硅氧烷,适当选择其它反应条件(例如,环硅氧烷的量及聚合终止剂的量)获得。此处,作为阴离子聚合的催化剂,可使用氢氧化四甲铵以及氢氧化n-丁基鏻等碱或它们的硅烷醇化物溶液等,反应温度为例如80~130℃。
此种含乙烯基聚二甲基硅氧烷,其分子量Mw(指标准聚苯乙烯换算重均分子量。下文同)最好在10000~40000之间。此外,从所获得的各向异性导电膜10的耐热性角度考虑,分子量分布指数(指标准聚苯乙烯换算重均分子量Mw和标准聚苯乙烯换算数平均分子量Mn之比,Mw/Mn的值。下文同)最好在2以下。
另外,含有羟基的液状硅橡胶(含羟基聚二甲基硅氧烷)通常可通过使二甲基二氯硅烷或二甲基二烷氧基硅烷在二甲基氢化氯硅烷或二甲基氢化硅氧烷存在的条件下,进行加水分解及缩合反应,例如,可通过反复进行连续溶解-沉淀的分级来获得。
此外,还可在催化剂存在的条件下,将环硅氧烷阴离子聚合,作为聚合终止剂可使用诸如二甲基氢化氯硅烷、甲基二氢化氯硅烷或二甲基氢化烷氧基硅烷等,适当选择其它反应条件(例如,环硅氧烷的量及聚合终止剂的量)获得。此处,作为阴离子聚合催化剂,可使用氢氧化四甲铵以及氢氧化n-丁基鏻等碱或它们的硅烷醇化物溶液等,反应温度为80~130℃。
此种含羟基聚二甲基硅氧烷,其分子量Mw最好在10000~40000的范围内。此外,从获得的各向异性导电膜10的耐热性角度考虑,分子量分布指数最好在2以下。
在本发明之中,既可使用上述含乙烯基聚二甲基硅氧烷以及含羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种,也可二者一并使用。
此外,当制造电路装置的探针试验或强化试验等中使用的各向异性导电膜10的情况下,作为液状硅橡胶,最好使用硬化产物在150℃下的压缩永久变形为10%以下的,如能达到8%以下进而达到6%以下则更好。该压缩永久变形超过10%的情况下,当多次反复使用获得的各向异性导电膜10时,或在高温环境下反复使用时,导电路径形成部11上易产生永久性变形,由于导电路径形成部11中的导电性颗粒的连锁发生错乱,往往很难维持所需的导电性。
此处的液状硅橡胶的固化产物的压缩永久性变形可利用JIS K6249中规定的方法进行测定。
此外,作为液状硅橡胶,最好使用其固化产物在23℃时的硬度计A硬度为10~60的,如能达到15~60,进而达到20~60的则更好。当该硬度计A硬度不足10的情况下,加压时易使导电路径形成部11彼此绝缘的绝缘部12出现过度变形,往往难以维持导电路径形成部11间所需的绝缘性。另外,当该硬度计A硬度超过60的情况下,由于为了使导电路径形成部11产生适当的变形需施加相当大的负载性外加压力,因而容易使受检对象物产生变形及损坏。
此处的液状硅橡胶的固化产物的硬度计A硬度,可利用JIS K6249中规定的方法进行测定。
此外,作为液状硅橡胶,最好使用其固化产物在23℃时的扯裂强度为8kN/m以上的,如能达到10kN/m以上,进而达到15kN/m以上以及20kN/m以上则更好。该扯裂强度低于8kN/m的情况下,当对各向异性导电膜施加过度的变形时,易引起耐久性下降。
此处的液状硅橡胶的固化产物的扯裂强度,可利用JIS K6249中规定的方法进行测定。
此外,作为液状硅橡胶,最好使用23℃时的扯裂强度为8kN/m以上的,如能达到10kN/m以上,以及15kN/m以上,特别是20kN/m以上则更好。当该扯裂强度低于8kN/m的情况下,各向异性导电膜10容易过度变形,使耐久性降低。此处的液状硅橡胶的固化产物的扯裂强度,可利用JIS K 6249中规定的方法进行测定。
此外,作为液状硅橡胶,最好使用23℃时的粘度为100~1250Pa·s的,如能达到150~800Pa·s,以及250~500Pa·s则更好。当该粘度低于100Pa·s的情况下,在获得的导电性材料中,该液状硅橡胶中的导电性颗粒易出现沉降,无法得到良好的储藏稳定性,此外,在后述的工序(b-1)之中当使磁场在厚度方向上作用于导电性材料层时,导电性颗粒不能定向排列在厚度方向上,往往难以均匀的形成导电性颗粒的连锁。另外,当该粘度超过1250Pa·s的情况下,由于获得的导电性材料粘度过高,往往难以在各向异性导电膜制造用模具内形成导电性导电层,此外,即使使磁场在厚度方向上作用于导电性材料层,导电性颗粒也无法充分移动,因而往往难以使导电性颗定向排列的厚度方向上。
此处的液状硅橡胶的粘度可利用B型粘度计进行测定。
在高分子物质成型材料之中,可含有用来使该高分子物质成型材料固化的固化催化剂。作为此种固化催化剂,可使用有机过氧化物、脂肪酸偶氮化合物、羟氢化硅烷化催化剂等。
可作为固化催化剂使用的有机过氧化物的具体例有:过氧化苯甲酰、过氧化双二环苯甲酰、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基等。
可作为固化催化剂使用的脂肪酸偶氮化合物的具体例有偶氮二异丁腈等。
可作为氢化硅烷化反应催化剂使用的具体例有氯铂酸及其盐,含有铂-不饱和基的硅氧烷络合物、乙烯硅氧烷和铂的络合物、铂和1、3-二乙烯基四甲基二硅氧烷的络合物、亚磷酸三有机酯或三有机基膦和铂的络合物、乙酰乙酸盐铂螯合物、环双烯和铂的络合物等。
固化催化剂的使用量可在考虑到高分子物质成型材料的种类、固化催化剂的种类、其它固化处理条件的基础上适当选择,但通常为相对于高分子物质成型材料100重量份的3~15重量份。
高分子物质成型材料可以由其中含有普通的SiO2粉、胶态SiO2、气凝胶硅、铝氧粉等无机填充材料的材料等构成。通过含有此类无机填充材料,可确保获得的导电性材料的摇溶性,提高其粘度,并且在提高导电性颗粒P的分散稳定性的同时还可提高固化处理后获得的各向异性导电膜10的强度。
此类无机填充材料的使用量并无特殊限制,但由于如果大量使用会在后述的工序(b-1)中极大地阻碍磁场作用下的导电性颗粒P的移动,因而并不理想。
作为用来调制导电性材料的导电性颗粒可使用呈磁性的材料,作为具体用例有:铁、镍、钴等呈磁性的金属颗粒及其合金的颗粒或含有这些金属的颗粒、或以这些颗粒为粒芯,在该粒芯表面镀敷上金、银、钯、铑等导电性良好的金属,或者以弱磁性金属颗粒或玻璃珠等无机物颗粒或聚合物颗粒为粒芯,在该粒芯表面电镀上镍、钴等导电性磁性体,或在粒芯上被覆导电性磁性体及导电性良好的金属二者的颗粒等。
在上述之中,最好使用以镍颗粒为粒芯,在其表面电镀了金、银等导电性良好的金属的颗粒。
作为在粒芯表面被覆导电性金属的手段并无特殊限定,例如可利用无电镀膜法进行。
当作为导电性颗粒使用在粒芯表面被覆了导电性金属的颗粒的情况下,从可获得良好的导电性能的角度考虑,颗粒表面上的导电性金属的被覆率(与粒芯的表面积对应的导电性金属的被覆面积的比例)最好在40%以上,如能达到45%以上,进而达到47~95%以上则更好。
此外,导电性金属被覆量最好是粒芯重量的2.5~50%,如能达到3~30%,进而达到3.5~25%,以及4~20%则更好。当被覆的导电性金属是金的情况下,其被覆量最好是粒芯重量的3~30%,如能达到3.5~25%,进而达到40~20%则更好。此外,被覆的导电性金属是银的情况下,其被覆量最好是颗粒重量的3~30%,如能达到4~25%,进而达到5~23%以及6~20%则更好。
此外,导电性颗粒的粒径最好是1~500μm,如能达到2~300μm,进而达到3~200μm以及5~150μm则更好。
此外,导电性颗粒的粒径分布(Dw/Dn),最好是1~10,如能达到1~7,进而达到1~5,特别达到1~4则更好。
通过使用满足该条件的导电性颗粒,更容易使获得的各向导性导电膜10加压变形,此外,在该各向异性导电膜10中的导电路径形成部11之中,各导电性颗粒P间可获得足够的电接触。
此外,导电性颗粒的形状并无特殊限定,但出于便于分散在高分子物质成型材料之中的考虑,最好是球形的,星形的或二者凝集而成的二次颗粒的块状体。
此外,导电性颗粒的含水率最好在5%以下,如能达到3%以下,进而达到2%以下及1%以下则更好。通过使用满足此种条件的导电性颗粒,在后述的工序(c-1)之中固化处理导电性材料层时,可防止或抑制该导电性材料层内产生气泡。
采用丝网印刷之类的方法在图3所示的各向异性导电膜制造用模具中的上模50的成形面及下模55的成形面中的任意一方或两方上涂布此种导电性材料,然后如图4所示,使涂布了导电性材料的上模50经支架板15与涂布了导电性材料的下模55重合,即可在各向异性导电膜制造用模具中的上模50及下模55之间的模腔内形成高分子成型材料中含有导电性颗粒P的导电性材料层10A。在该导电性材料层10A中,如图5所示,导电性颗粒P在该导电性材料层10A中处于分散状态。
在以上之中,作为构成支架板15的材料,可使用金属材料、陶瓷材料、树脂材料等各种材料,作为其具体用例有:铁、铜、镍、铬、钴、镁、锰、钼、铟、铅、钯、钛、钨、铝、金、铂、银等金属或组合了其中两种以上的合金或合金钢等金属材料,以及氮化硅、碳化硅、氧化铝等陶瓷材料,芳族聚酰胺树脂、芳族聚酰胺无纺布增强型环氧树脂、芳族聚酰胺无纺布增强聚酰亚胺树脂、芳族聚酰胺无纺布增强型双马来酰亚胺三嗪树脂等树脂材料。
此外,当制造强化试验中使用的各向异性导电膜10的情况下,作为构成支架板15的材料,最好使用线性热胀系数与构成作为检查对象的晶片的材料的线性热胀系数相同或近似的,具体而言,当构成晶片的材料是硅的情况下,最好使用线性热胀系数为1.5×10-4/K以下的如能使用3×10-6~8×10-6/K的则更好,作为其具体用例有:因瓦等因瓦合金,恒弹性镍铬弹簧钢等恒弹性镍铬弹簧钢型合金、超级因瓦、科瓦铁镍钴合金、42合金等金属材料、芳族聚酰胺无纺布增强型有机树脂材料。
此外,支架板15的厚度可以是0.02~1mm,最好是0.05~0.25mm。
工序(b-1):
在工序(b-1)之中,对于工序(a-1)中形成的导电性材料层10A,经各向异性导电膜制造用模具中的强磁性体层52、57,通过(使磁场)作用于该导电性材料层10A的厚度方向,使导电性颗粒集中于构成该导电路径形成部的部分,定向排列在该导电性材料层10A的厚度方向上。
若加以详细说明,则如图6所示,准备具有上侧电磁铁61及下侧电磁铁65,各自的磁极62、66彼此相向配置的电磁铁装置60,在该电磁铁装置60中的上侧电磁铁61的磁极62和下侧电磁铁65的磁极66之间配置模腔内形成了导电性材料层10A的各向异性导电膜制造用模具。接着通过使电磁铁装置60作动,可在上模50的强磁性体层52和与之对应的下模55的强磁性体层57之间,形成比上模50的弱磁性体层53和下模55的弱磁性体层58之间强度更大的磁场。也就是说,通过使比其余部分更大强度的磁场作用于构成导电路径形成部的部分,使分散在导电性材料层10A中的导电性颗粒P集中到构成导电路径形成部的部分,使之定向排列在该导电性材料层10A的厚度方向上。
此处作用于导电性材料层10A的磁场强度最好是构成平均0.02~2.5T的大小。
此外,该工序(b-1)最好在不促进导电性材料层10A的固化的条件下,例如室温下进行。
并且在该工序(b-1)之中,暂时停止针对导电性材料层10A的磁场作用,然后,至少进行一次再次使磁场作用于导电性材料层10A的操作(下文将该操作称之为“再作动操作”)该再作动操作,具体而言,在停止电磁铁装置60的作动之后,通过再次使电磁铁装置60作动来进行。
在该再作动操作之中,停止针对导电性材料层10A的磁场作用之后,到再次使磁场作用于导电性材料层10A的时间(下文称之为“作动停止时间”)虽可在考虑到导电性材料层10A的粘度、导电性材料层10A中的导电性颗粒的比例、导电性颗粒的平均粒径等因素后适当设定,但最好在200秒钟以下,如能达到60秒种以下则更好。
当该作动停止时间过长的情况下,由于工序(b-1)所占用的时间过长,会使整个制造工序的生产效率变得极低的同时,由于液状高分子物质成型材料已开始固化,导电性材料层10A的粘度发生变化,往往无法获得满意的效果。
此外,在再作动操作之中,再次作用于导电性材料层的磁场,其磁力线的方向既可与停止前的磁场的磁力线的方向相同,也可以是与停止前的磁场的磁力线的方向相反方向的,但从残留磁场的影响少的角度考虑,最好是与停止前的磁场的磁力线方向相反方向的。
此外,当使磁力线的方向与停止前的磁场的磁力线相反方向的磁场作用的情况下,该磁场的强度最好与停止前的磁场强度相同。
要想使磁力线的方向与停止前的磁场的磁力线方向相反方向的磁场起作用时,只要变更电磁铁装置60中的上模电磁铁61的磁极62的极性以及下模电磁铁65的磁极66的极性即可。
若加以详细说明,则最初使磁场作用于导电性材料层10A时,例如,上模电磁铁61的磁极62为N极以及下模电磁铁65的磁极66为S极的条件下,使电磁铁装置60作动。在该状态下,由于上模50的强磁体层52具有N极功能,下模55的强磁性体层57具有S极的功能,因而如图7所示,作用于导电性材料层10A的磁场中的磁力线的方向,从上模50的强磁性体层52朝向与其对应的下模55的强磁性体层57的方向即为自上而下的方向。采用此法使磁场以作用于导电性材料层10A的状态经过规定时间之后,暂时停止电磁铁装置60的作动。然后,在上模电磁铁61的磁极62为S极以及下模电磁铁65的磁极66为N极的条件下,再次使电磁铁装置60作动。在该状态下,由于上模50的强磁性体层52具有S极的功能,下模55的强磁性体层57具有N极的功能,因而如图8所示,作用于导电性材料层10A的磁场中的磁力线的方向成为从下模55的强磁性体层57到与之对应的上模50的强磁性体层52的方向,即自下而上的方向。
若采用此种方法,当停止电磁铁装置60的作动时,由于即使产生了残留磁场,仍可通过使电磁铁装置60的再度作动而消磁,因而可减少残留磁场的影响。
此外,再作动操作在工序(b-1)之中至少进行1次,但最好反复进行多次,具体而言,再作动操作的次数最好在5次以上,如能达到10~500次则更好。
当再作动操作次数过少的情况下,由于导电性材料层10A中的各个导电性颗粒P从磁力的约束中解放出来的机会较少,导电性颗粒P再次开始移动的机会自然也少,因而难以在厚度方向上形成更忠实于该方向的导电颗粒P的连锁,其结果是很难有效防止在获得的各向异性导电膜之中,形成连接相邻的导电路径形成部的导电性颗粒P的连锁。
如上所述,当反复进行再作动操作的情况下,在使磁场作用于导电性材料层之后到停止磁场对该导电性材料层的作用之前的时间(下文称之为“再作动时间”)虽可在考虑到导电性材料层10A的粘度、导电性材料层10A中的导电性颗粒的比例,导电性颗粒的平均粒径等条件下适当设定,但最好在10~300秒钟之间,如能达到10~200秒钟则更好。
当该再作动时间过小的情况下,由于无法形成高强度的磁场,因而导电性材料层10A中的导电性颗粒P无法充分移动,其结果是往往难以在导电性材料层10A的厚度方向上形成更忠实于该方向的导电性颗粒P的连锁。另外,当再作动时间过大的情况下,由于工程(b-1)所需时间过长,从而使制造工序的整体生产效率极低的同时,由于液状高分子物质成型材料已开始固化,导电性材料层10A的粘度发生了变化,往往无法获得理想的效果。
采用以上方法,在工序(b-1)之中,正如图9所示,即可在上模50的强磁性体层52和与之对应的下模55的强磁性体层57之间的部分,即在构成导电路径形成部的部分上,以定向排列在厚度方向上的状态形成含有密集的导电性颗粒P的导电性材料层10A。
工序(c-1)
在工序(c-1)之中,对于在构成导电路径形成部的部分上,以定向排列在厚度方向上的状态含有密集的导电性颗粒的导电性材料层实施固化处理。
导电性材料层10A的固化处理既可在停止磁场对该导电性材料层10A的作用之后进行,也可在磁场作用于导电性材料层10A的同时进行,但最好边使磁场作用边进行。
此外,导电性材料层10A的固化处理因使用的材料不同而有所差异,但通常可通过加热处理进行。具体的加热温度及加热时间可在考虑到构成导电性材料层10A的高分子物质成型材料的种类等因素的前提下适当设定。
并且可通过在结束导电性材料层10A的固化处理之后,例如冷却到室温,从各向异性导电膜制造用模具中取出,即可获得图1及图2所示的各向异性导电膜10。
若采用上述各向异性导电膜制造用模具以及各向异性导电膜的制造方法,则可获得下述效果。
也就是说,由于上模50的基板51以及下模55的基板56分别由弱磁性体材料构成,因而当使磁场作用于导电性材料层10A时,由于可将作用于构成该导电性材料层10A中的绝缘部的部分上的磁场强度设定得很小,存在于构成该绝缘部的部分上的导电性颗粒P可有效集中到构成导电路径形成部的部分上,其结果是可形成完全或几乎不存在导电性颗粒P的绝缘部12的同时,可形成含有所需数量的导电颗粒P的导电路径形成部11。因而可制造出具有即使应形成的导电路径形成部11的间距很小,仍呈所需的导电性的导电路径形成部11,可在相邻的导电路径形成部11之间有效获得所需的绝缘性的各向异性导电膜10。
此外,作为构成基板51、56的材料,由于通过使用线性热胀系数在特定范围内的材料,即使在用来固化处理导电性材料层10A的加热处理之中,基板51、56的热胀很少,因而可制造出膜整体尺寸精度及导电路径形成部的位置精度很高的各向异性导电膜。
此外,由于暂时停止磁场对导电性材料层10A的作用,因而可在该停止状态下,将导电性材料层10A中的各个导电性颗粒P从磁力的约束中解放出来。并且通过使磁场再次作用于导电性材料层10A的厚度方向,由于在该动作的触发下,导电性颗粒再次开始移动,因而对于导电性材料层10A的厚度方向能在更加忠实的方向上形成导电性颗粒P的连锁。
如上所述,由于可抑制厚度方向的倾斜方向上的导电性颗粒P的连锁,因而即使用很小的外加压力加压,仍可呈现电阻值低且稳定的导电性能,并且由于可防止形成连接相邻导电路径形成部11之间的导电性颗粒P的连锁,因而可制造出即使导电路径形成部11的间距很少,仍可确保相邻导电路径形成部11间所需的绝缘性的各向异性导电膜10。
还有,即使在使磁力线的方向为反向的磁场作用于导电性材料层10A时,由于利用该磁力可使上模50的基板51及下模55的基板56毫不运动,不会在上模50及下模55间产生位置偏移,因而可在忠实于厚度方向上延伸的导电路径形成部11,其结果是可制造出具有呈所需导电性的导电路径形成部11的各向异性导电膜10。此外,由于可避免空气进入各向异性导电膜制造用模具内,因而可抑制产生由气泡造成的废品。
(实施例)
(1)各向异性导电膜制造用模具的制作:
按照图3所示的构成,制作了具有下述规格的各向异性导电膜制造用模具。
上模50及下模55具有基板(51、56),其分别在由厚度为6mm的氟金云母构成的基板材料表面依次形成厚度为3μm的镍膜及厚度为5μm的铜膜;在各基板(51、56)的表面利用电解电镀分别形成由镍-钴构成的2000个矩形的强磁性体层(52、57),强磁性体层(52、57)各自的尺寸为40μm(宽)×100μm(长)×50μm(厚),配置间距为80μm。此外,在形成基板(51、56)的表面上的强磁性体层(52、57)以外的区域内形成固化处理干膜抗蚀剂后构成的弱磁性体层(53、58)。形成弱磁性体层(53、58)中的模腔用凹陷(53a、58a)的部分的厚度为80μm,其余部分的厚度为90μm。
(2)支架板的制作:
按以下规格制作了支架板。
支架板的材料为42合金,尺寸为 250mm×250mm×0.03mm的矩形,在其整个表面上分别形成纵横排列的100个 1.6mm×0.3mm的矩形开口。
(3)工序(a-1):
在100重量份的加成型液状硅橡胶之中,添加 140重量份平均粒径为8.7μm的导电性颗粒,混合后通过减压性脱气处理调制出导电性材料。
采用丝网印刷法,在上述各向异性导电膜制造用模具中的上模的成形面以及下模的成形面上涂布该导电性材料,然后通过使支架板及上模自下而上地重合到下模上,在上模及下模之间的模腔内形成导电性材料层。
在以上的方法之中,作为导电性颗粒,使用了以镍颗粒为粒芯,在该粒芯上实施了无电镀金的颗粒(平均被覆量:粒芯重量的25wt%的量)。
此外,作为加成型液状硅橡胶使用了A液的粘度为250Pa·s,B液粘度为250Pa·s的二液型,固化产物150℃下的永久性压缩变形为5%,固化产物的硬度计A硬度为35,固化产物的扯裂强度为25kN/m的材料。
此外,采用下述方法测定了上述加成型液状硅橡胶及其固化产物的特性。
(i)付加型液状硅橡胶的粘度:
使用B型粘度计测定了23±2℃下的粘度。
(ii)硅橡胶固化产物的压缩永久变形:
以等量比例搅拌混合二液型加成型液状硅橡胶中的A液和B液。接着,将该混合物倒入各向异性导电膜制造用模具,对该混合物实施减压脱气处理之后,通过在120℃30分钟的条件下实施固化处理制作出由厚度为12.7 mm、直径为29 mm的硅橡胶固化产物构成的圆柱体,对该圆柱体,在200℃、4小时的条件下进行后固化处理。将用此法获得的圆柱体作为试片,按照JIS K 6249规定的方法,测定了150±2℃时的压缩永久变形。
(iii)硅橡胶固化产物的扯裂强度:在与上述(ii)相同的条件下,通过进行加成型液状硅橡胶的固化处理及后固化化处理,制作出厚度为2.5 mm的膜。采用冲裁法从该膜上制作出月牙的试片,按照JIS K6249号规定的方法测定了23±2℃时的扯裂强度。
(iv)硬度计A硬度:
使采用与上述(iii)相同的方法制作出的膜重叠5片,将获得的重叠体作为试片使用,按照JIS K 6249规定的方法测定了23±2℃时的硬度计A硬度。
(4)工序(b-1):
准备具有上侧电磁铁及下侧电磁铁,且各自的磁极彼此相向配置的电磁铁装置,将形成了上述导电性材料层的各向异性导电膜制作模具安装在该电磁铁装置中的上侧电磁铁的磁极和下侧电磁铁的磁极之间。接着在室温下通过使电磁铁装置作动15秒钟,使1.6T强度的磁场作用于导电性材料层中的构成导电路径形成部的部分,进而边合计进行200次再作动操作,边使磁场作用于构成导电路径形成部的部分。此处的再作动操作的条件是作动停止时间5秒钟,再作动时间15秒钟,再度作用的磁场的磁力线的方向与停止前的磁场的磁力线的方向相反,使磁场再次作用于导电性材料层中的构成导电路径形成部的部分时的该磁场的强度均为1.6T。
(5)工序(c-1)
在把各向异性导电膜制造用模具安装在电磁铁装置中的上侧电磁铁的磁极和下侧电磁铁的磁极之间的状态下,通过使该电磁铁装置作动,边使1.6T强度的磁场作用于导电性材料层中的构成导电路径形成部的部分,边以100℃2小时的条件进行该导电性材料的固化处理,继而在冷却到室温之后,通过从各向异性导电膜制造用模具中取出,制造出支架板整体性设置在绝缘部周缘部分上的各向异性导电膜。
在获得的各向导性导电膜之中,以80μm的间距配置了2000个矩形的导电路径形成部,导电路径形成部的尺寸为40μm×100μm,厚度为110μm,从绝缘部的两面突出的高度分别为30μm,绝缘部的厚度为50μm。
此外,对导电路径形成部中的导电性颗粒的含有比例进行调查的结果为,在所有的导电路径形成部上均为体积比的约30%。
(实施例2)
按照图3所示构成,制作了下述规格的各向异性导电膜制作用模具。
上模50及下模55具有分别在由厚度为6mm的Pyrex(注册商标)耐热玻璃构成的基板表面采用溅射法依次层叠厚度为0.5μm的镍膜及厚度为5μm的铜膜的基板(51、56),在各基板(51、56)表面上利用电解电镀分别形成由镍-钴构成的2000个矩形的强磁性体层(52、57)。强磁性体层(52、57)各自的尺寸为40μm(宽)×100μm(长)×50μm(厚),配置间隔为80μm。此外,在形成基板(51、56)表面上的强磁性体层(52、57)以外的区域内形成固化处理干膜抗蚀剂后构成的弱磁性体层(53、58),形成弱磁性体层(53、58)中的模腔用凹陷(53a、58a)的部分的厚度为80μm,其余部分的厚度为90μm。
除使用了该各向异性导电膜制造用模具之外,采用与实施例1相同的方法制作了各向异性导电膜。
在获得的各向异性导电膜之中以80μm的间距配置了2000个矩形的导电路径形成部,导电路径形成部其尺寸为40μm×100μm,厚度为110μm,从绝缘部的两面上突出的高度分别为30μm,绝缘部的厚度为50μm。
此外,调查导电路径形成部中的导电颗粒的含有比例的结果为,全部导电路径形成部均为体积比的约30%。
(实施例3)
按照图3所示构成,制作了下述规格的各向异性导电膜。
上模50及下模55分别具有在由厚度为6mm的钼构成的基板材料表面,采用溅射法形成的依次层叠厚度为0.5μm的镍膜及厚度为5μm的铜膜后构成的基板(51、56),在各基板(51、56)的表面采用电解电镀法分别形成由镍-钴构成的2000个矩形的强磁性体层(52、57)。强磁性体层(52、57)各自的尺寸为40μm(宽)×100μm(长)×50μm(厚),配置间距为80μm。此外,在形成基板(51、56)的表面上的强磁性体层(52、57)以外的区域内形成固化处理干膜抗蚀剂后构成的弱磁性体层(53、58)。形成弱磁性体层(53、58)中的模腔用凹陷(53a、58a)的部分的厚度为80μm,其余部分的厚度为90μm,除使用了该各向异性导电膜制造用模具之外,采用与实施例1相同的方法制作了各向异性导电膜。
在获得的各向异性导电膜之中,以80μm的间距配置了2000个矩形的导电路径形成部,导电路径形成部的尺寸为40μm×100μm,厚度为110μm,从绝缘部的两面突出的高度分别为30μm,绝缘部的厚度为50μm。
此外,调查导电路形成部中的导电性颗粒的含有比例的结果为,所有导电路径形成部均为体积比的约30%。
(比较例1)
除使用了由强磁性体的42合金构成的基板之外,制作了与实施例1相同规格的各向异性导电膜制造用模具,除使用了该各向异性导电膜制造用模具之外,采用与实施例1相同的方法制造了各向异性导电膜。
在获得的各向异性导电膜之中,以80μm的间距配置了2000个矩形的导电路径形成部,导电路径形成部的尺寸为40μm×100μm,厚度为110μm,从绝缘部两面突出的高度分别为30μm,绝缘部的厚度为50μm。
此外,调查导电路径形成部中的导电性颗粒的含有比例的结果为,所有导电路径形成部均为体积比的约30%。
(各向异性导电膜的评价)
针对用实施例1~3以及比较例1获得的各向异性导电膜进行了下述评价。
导电路径形成部的导电性:
在将各向异性导电膜的所有导电路径形成部,均以厚度方向的变形率为20%的条件加压的状态下,测定了该导电路径形成部各自的厚度方向上的电阻值,其结果示于表1。
导电路径形成部间的绝缘性:
在将各向异性导电膜的所有导电路径形成部,均以其厚度方向的偏差率20%的条件加压的状态下,测定相邻的各导电路径形成部间的电阻值,求出该值不足1MΩ的个数,其结果示于表1。
表1
        导电路径形成部的电阻值(Ω)   相邻的导电路径形成部之间的电阻值不足1MΩ的数量(个)
  最大值   最小值   平均值
  实施例1   0.76   0.21   0.52   0
  实施例2   0.73   0.24   0.55   0
  实施例3   0.71   0.19   0.49   0
  比较例1   0.66   0.32   0.51   216
从表1的结果可知,若采用实施例1~3,具有即使用很小的外加压力加压,仍呈电阻值低且稳定的导电性能的导电路径形成部,并且确认所获得的各向异性导电膜具有相邻的导电路径形成部之间所需的绝缘性。与之相反,用比较例1获得的各向异性导电膜,在一部分导电路径形成部上与相邻的导电路径形成部间的电阻值小,在这一点上,用实施例1~3获得的各向异性导电膜和用比较例1获得的方向异性导电膜的差别一目了然。
图中标号说明
10、各向异性导电膜,10A、导电性材料层,11、导电路径形成部,12、绝缘部,13、14、突出部,15、支架板,50、上模,51、基板,52、强磁性体层,52a、突出部用凹陷,53、弱磁性体层,53a、模腔用凹陷,55、下模,56、基板,57、强磁性体层,57a、突出部用凹陷,58、弱磁性体层,58a、模腔用凹陷,60、电磁铁装置,61、上侧电磁铁,62、磁极,65、下侧电磁铁,66、磁极,80、导电性材料层,90、上模,91、强磁性体基板,92、强磁性体层,93、弱磁性体层,95、下模,96、强磁性体基板,97、强磁性体层,98、弱磁性体层,P、导电性颗粒,E、弹性高分子物质。

Claims (8)

1、一种各向异性导电膜制造用模具,其特征在于:是用于制造具有多个导电路径形成部和绝缘部的各向异性电膜制造用模具,该导电路径形成部由在绝缘性的弹性高分子物质中含有在厚度方向上定向排列的呈磁性的导电性颗粒构成,该绝缘部由将上述导电路径形成部彼此绝缘的具有绝缘性的弹性高分子物质构成,
该模具具有基板、和按照与所述导电路径形成部的图形对应的图形配置在该基板上的强磁性体层,所述基板由弱磁性体材料构成。
2、根据权利要求1所述的各向异性导电膜制造用模具,其特征在于,用于下述各向异性导电膜的制造方法:在该各向异性导电膜制造用模具内形成导电性材料层,该导电性材料层是通过在固化后才构成绝缘性的弹性高分子物质的液态高分子成型材料中含有导电性颗粒而构成;具有下述步骤:通过使磁场经该各向异性导电膜制造用模具中的强磁性体层在该导电性材料层的厚度方向上作用于该导电性材料层,通过使导电性颗粒集中于构成该导电路径形成部的部分、定向排列在该导电性材料层的厚度方向上的工序;在该工序之中,至少进行一次停止磁场对所述导电性材料层的作用之后再次使磁场作用于该导电性材料层的操作。
3、根据权利要求1或2所述的各向异性导电膜制造用模具,其特征在于:基板由线性热胀系数为1×10-7~1×10-5K-1的弱磁性体材料构成。
4、根据权利要求1至3任一项所述的各向异性电膜制造用模具,其特征在于:在基板的表面上形成有金属膜。
5、一种制造各向异性导电膜的方法,该各向异性导电膜具有:多个导电路径形成部,由在绝缘性的弹性高分子物质中含有在厚度方向上定向排列的呈磁性的导电性颗粒构成;以及将这些导电路径形成部彼此绝缘的、由绝缘性的弹性高分子物质构成的绝缘部,
其特征在于,具有下述工序;使用权利要求1至4任一项所述的各向异性导电膜制造用模具,在该各向异性导电膜制造用模具内形成导电性材料层,该导电性材料层由固化后才构成绝缘性弹性高分子物质的液态的高分子成型材料中含有导电性颗粒而组成,对于该导电性材料层,通过使磁场经该各向异性导电膜制造用模具中的强磁性体层在厚度方向上作用于该导电性材层,通过使导电性颗粒集中于构成该导电路径形成部的部分、定向排列在该导电性材料层的厚度方向上;
在该工序中,停止磁场对所述导电性材料层的作用之后,使磁场作用于该导电性材料层的操作再度进行至少1次。
6、根据权利要求5所述的各向异性导电膜的制造方法,其特征在于:在停止磁场对导电性材料层的作用之后,再度使磁场作用于该导电性材料层的操作之中,再度作用于导电性材料层的磁场的磁力线方向与停止前的磁力线的方向相反。
7、根据权利要求5或6所述的各向异性导电膜的制造方法,其特征在于:在停止磁场对导电性材料层的作用之后,使磁场作用于该导电性材料层的操作再度反复进行。
8、根据权利要求7所述的各向异性导电膜的制造方法,其特征在于:在停止磁场对导电性材料层的作用之后,使磁场作用于该导电性材料层的操作再度反复进行5次以上。
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