JP2002324600A - 異方導電性コネクターおよびその応用製品 - Google Patents

異方導電性コネクターおよびその応用製品

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JP2002324600A JP2002030621A JP2002030621A JP2002324600A JP 2002324600 A JP2002324600 A JP 2002324600A JP 2002030621 A JP2002030621 A JP 2002030621A JP 2002030621 A JP2002030621 A JP 2002030621A JP 2002324600 A JP2002324600 A JP 2002324600A
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    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/007Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for elastomeric connecting elements

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続すべき回路装置の電極のピッチが小さい
ものであっても、当該回路装置に対する位置合わせおよ
び保持固定を容易に行うことができ、しかも、全ての導
電部について、良好な導電性が確実に得られると共に隣
接する導電部との絶縁性が確実に得られる異方導電性コ
ネクターおよびその応用製品の提供。 【解決手段】 上記の課題は、厚み方向に伸びる異方導
電膜配置用孔が形成されたフレーム板と、当該異方導電
膜配置用孔内に配置され、その周辺部に支持された弾性
異方導電膜とよりなり、弾性異方導電膜は、磁性を示す
導電性粒子が含有された厚み方向に伸びる複数の導電部
およびこれらを相互に絶縁する絶縁部よりなる機能部
と、機能部の周縁に一体に形成され、前記異方導電膜配
置用孔の周辺部に固定された被支持部とよりなり、被支
持部には、磁性を示す導電性粒子が含有されていること
を特徴とする異方導電性コネクターによって解決され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば回路装置相
互間の電気的接続を行うために用いられる異方導電性コ
ネクターおよびその応用製品に関し、更に詳しくは、半
導体集積回路装置やプリント回路基板などの回路装置の
電気的検査を行うために用いられるコネクターとして好
適な異方導電性コネクターおよびその応用製品に関す
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
装置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、電気回路部品の被検査電極領域
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61−25
0906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。そして、偏在型異方導電性エラスト
マーシートは、接続すべき回路装置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
べき電極の配列ピッチすなわち隣接する電極の中心間距
離が小さい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
る。
【0005】このような偏在型異方導電性エラストマー
シートにおいては、接続すべき回路装置との電気的接続
作業において、当該電気回路部品に対して特定の位置関
係をもって保持固定することが必要である。然るに、異
方導電性エラストマーシートは柔軟で容易に変形しやす
いものであって、その取扱い性が低いものであり、しか
も、近年、電気製品の小型化あるいは高密度配線化に伴
い、これに使用される回路装置は、電極数が増加し、電
極の配列ピッチが一層小さくなって高密度化する傾向に
あるため、回路装置相互間の電気的接続や、回路装置の
電気的検査における検査電極との電気的接続を行う際
に、偏在型異方導電性エラストマーシートの位置合わせ
および保持固定が困難になりつつある。また、回路装置
の電気的検査においては、潜在的欠陥を有する回路装置
を選別するために、検査対象である回路装置を所定の温
度に加熱した状態でその電気的検査を実行するバーンイ
ン試験やヒートサイクル試験が行われているが、このよ
うな試験においては、一旦は回路装置と偏在型異方導電
性エラストマーシートとの所要の位置合わせおよび保持
固定が実現された場合であっても、温度変化による熱履
歴を受けると、熱膨張および熱収縮による応力の程度
が、検査対象である回路装置を構成する材料と偏在型異
方導電性エラストマーシートを構成する材料との間で異
なるため、電気的接続状態が変化して安定な接続状態が
維持されない、という問題がある。
【0006】このような問題を解決するため、開口を有
する金属製のフレーム板と、このフレーム板の開口に配
置され、その周縁部が当該フレーム板の開口縁部に支持
された異方導電性シートとよりなる異方導電性コネクタ
ーが提案されている(特開平11−40224号公報参
照)。
【0007】この異方導電性コネクターは、一般に、以
下のようにして製造される。図18に示すように、上型
80およびこれと対となる下型85よりなる異方導電性
エラストマーシート成形用の金型を用意し、この金型内
に、開口91を有するフレーム板90を位置合わせして
配置すると共に、硬化処理によって弾性高分子物質とな
る高分子物質形成材料中に磁性を示す導電性粒子が分散
されてなる成形材料を、フレーム板90の開口91およ
びその開口縁部を含む領域に供給して成形材料層95を
形成する。ここで、成形材料層95に含有されている導
電性粒子Pは、当該成形材料層95中に分散された状態
である。上記の金型における上型80および下型85の
各々は、成形すべき異方導電性エラストマーシートの導
電部のパターンに対応するパターンに従って形成された
複数の強磁性体層81,86と、これらの強磁性体層8
1,86が形成された個所以外の個所に形成された非磁
性体層82,87とからなる成形面を有し、対応する強
磁性体層81,86が互いに対向するよう配置されてい
る。
【0008】そして、上型80の上面およひ下型85の
下面に例えば一対の電磁石を配置してこれを作動させる
ことにより、成形材料層95には、上型80の強磁性体
層81とこれに対応する下型85の強磁性体層86との
間の部分すなわち導電部となるべき部分において、それ
以外の部分より大きい強度の磁場が当該成形材料層95
の厚み方向に作用される。その結果、成形材料層95中
に分散されている導電性粒子Pは、当該成形材料層95
における大きい強度の磁場が作用されている部分、すな
わち上型80の強磁性体層81とこれに対応する下型8
5の強磁性体層86との間の部分に集合し、更には厚み
方向に並ぶよう配向する。そして、この状態で、成形材
料層95の硬化処理を行うことにより、導電性粒子Pが
厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有された複数の導
電部と、これらの導電部を相互に絶縁する絶縁部とより
なる異方導電性エラストマーシートが、その周縁部がフ
レーム板の開口縁部に支持された状態で成形され、以て
異方導電性コネクターが製造される。
【0009】このような異方導電性コネクターによれ
ば、異方導電性エラストマーシートが金属板に支持され
ているため、変形しにくくて取扱いやすく、また、予め
支持体に位置決め用マーク(例えば孔)を形成すること
により、回路装置の電気的接続作業において、当該回路
装置に対する位置合わせおよび保持固定を容易に行うこ
とができ、しかも、支持体を構成する材料として熱膨張
率の小さいものを用いることにより、異方導電性シート
の熱膨張および熱収縮が支持体によって規制されるた
め、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、良好な電
気的接続状態が安定に維持される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな異方導電性コネクターにおいては、以下のような問
題を有するため、例えば導電部が微細でピッチが小さい
異方導電性シート、例えば幅が1.5mm以下でピッチ
が3mm以下の多数の導電部が形成された異方導電性シ
ートを有する異方導電性コネクターであって、当該異方
導電性シートの導電部の各々が均一な導電性を有するも
のを確実に作製することが困難であることが判明した。
異方導電性エラストマーシートの成形工程において、成
形材料層95の厚み方向に磁場を作用させた際には、当
該成形材料層95における導電部となるべき部分のうち
内側に位置する部分、例えば図18において符号Xで示
す部分(以下、「導電部形成部分X」という。)には、
当該導電部形成部分Xおよびその周囲に存在する導電性
粒子Pが集合する。然るに、導電部となるべき部分のう
ち最も外側に位置する部分、例えば図18において符号
Yで示す部分(以下、「導電部形成部分Y」という。)
には、当該導電部形成部分Yおよびその周囲に存在する
導電性粒子Pが集合するだけでなく、フレーム板90の
上方および下方に存在する導電性粒子Pも集合する。そ
の結果、導電部形成部分Yにおいて形成される導電部
は、導電性粒子Pが過剰に含有された状態となるため、
隣接する導電部との絶縁性が得られず、これらの導電部
を有効に利用することができない。また、導電部形成部
分Yにおいて形成される導電部の導電性粒子Pの量が過
剰となることを抑制するため、成形材料中における導電
性粒子の含有量を少なくする手段も考えられるが、その
他の導電部例えは導電部形成部分Xにおいて形成される
導電部における導電性粒子の含有量が過小となるため、
当該導電部において良好な導電性が得られない。
【0011】本発明は、以上のような事情に基づいてな
されたものであって、その第1の目的は、接続すべき回
路装置の電極のピッチが小さいものであっても、当該回
路装置に対する位置合わせおよび保持固定を容易に行う
ことができ、しかも、全ての導電部について、良好な導
電性が確実に得られると共に隣接する導電部との絶縁性
が確実に得られる異方導電性コネクターを提供すること
にある。本発明の第2の目的は、上記の目的に加えて、
更に、温度変化による熱履歴などの環境の変化に対して
も良好な電気的接続状態が安定に維持される異方導電性
コネクターを提供することにある。本発明の第3の目的
は、検査対象である回路装置の被検査電極のピッチが小
さいものであっても、当該回路装置に対する位置合わせ
および保持固定を容易に行うことができ、しかも、各被
検査電極に対する接続信頼性の高いプローブ部材を提供
することにある。本発明の第4の目的は、検査対象であ
る回路装置の被検査電極のピッチが小さいものであって
も、当該回路装置に対する位置合わせおよび保持固定を
容易に行うことができ、しかも、各被検査電極に対する
接続信頼性の高い回路装置の電気的検査装置を提供する
ことにある。本発明の第5の目的は、回路装置間の接続
信頼性の高い導電接続構造体を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の異方導電性コネ
クターは、厚み方向に伸びる異方導電膜配置用孔が形成
されたフレーム板と、このフレーム板の異方導電膜配置
用孔内に配置され、当該異方導電膜配置用孔の周辺部に
支持された弾性異方導電膜とよりなり、前記弾性異方導
電膜は、磁性を示す導電性粒子が密に含有されてなる厚
み方向に伸びる複数の導電部およびこれらの導電部を相
互に絶縁する絶縁部よりなる機能部と、この機能部の周
縁に一体に形成され、前記フレーム板における異方導電
膜配置用孔の周辺部に固定された被支持部とよりなり、
当該被支持部には、磁性を示す導電性粒子が含有されて
いることを特徴とする。
【0013】本発明の異方導電性コネクターにおいて
は、前記フレーム板は、少なくとも異方導電膜配置用孔
の周辺部が磁性を示すものであることが好ましい。この
ような異方導電性コネクターにおいては、前記フレーム
板における異方導電膜配置用孔の周辺部は、その飽和磁
化が0.1wb/m2 以上であることが好ましい。ま
た、前記フレーム板が磁性体により構成されていること
が好ましい。また、本発明の異方導電性コネクターにお
いては、前記フレーム板の線熱膨張係数が3×10-5
K以下であることが好ましい。また、前記フレーム板に
は、接続すべき回路装置の電極領域に対応して複数の異
方導電膜配置用孔が形成され、これらの異方導電膜配置
用孔の各々に弾性異方導電膜が配置されていてもよい。
【0014】本発明のプローブ部材は、回路装置の電気
的検査に用いられるプローブ部材であって、検査対象で
ある回路装置の被検査電極のパターンに対応するパター
ンに従って検査電極が表面に形成された検査用回路基板
と、この検査用回路基板の表面に配置された上記の異方
導電性コネクターとを具えてなることを特徴とする。
【0015】本発明のプローブ部材においては、前記異
方導電性コネクターの表面に、絶縁性シートと、この絶
縁性シートをその厚み方向に貫通して伸び、被検査電極
のパターンに対応するパターンに従って配置された複数
の電極構造体とよりなるシート状コネクターが配置され
ていてもよい。
【0016】本発明の回路装置の電気的検査装置は、上
記のプローブ部材を具えてなり、当該プローブ部材を介
して、検査対象である回路装置の被検査電極に対する電
気的接続が達成されることを特徴とする。
【0017】本発明の回路装置の電気的検査装置におい
ては、検査対象である回路装置を加熱する加熱手段を有
し、当該加熱手段によって前記回路装置が所定の温度に
加熱された状態で、当該回路装置の電気的検査が実行さ
れるものであってもよい。
【0018】本発明の導電接続構造体は、上記の異方導
電性コネクターによって電気的に接続されてなることを
特徴とする。
【0019】
【作用】上記の異方導電性コネクターは、その弾性異方
導電膜の形成において、成形材料層における被支持部と
なる部分に例えば磁場を作用させることによって当該部
分に導電性粒子が存在したままの状態で、当該成形材料
層の硬化処理を行うことにより得られるため、成形材料
層における被支持部となる部分すなわちフレーム板にお
ける異方導電膜配置用孔の周辺部の上方および下方に位
置する部分に存在する導電性粒子が、導電部となる部分
に集合することがなく、その結果、得られる弾性異方導
電膜における導電部のうち最も外側に位置する導電部
に、過剰な量の導電性粒子が含有されることが防止され
る。従って、成形材料層中の導電性粒子の含有量を少な
くする必要もないので、弾性異方導電膜の全ての導電部
において、良好な導電性が確実に得られると共に隣接す
る導電部との絶縁性が確実に得られる。また、弾性異方
導電膜における熱による面方向の膨張がフレーム板によ
って規制されるため、フレーム板を構成する材料として
線熱膨張係数の小さいものを用いることにより、温度変
化による熱履歴を受けた場合にも、接続すべき回路装置
に対する良好な電気的接続状態が安定に維持される。
【0020】
〔異方導電性コネクター〕
【0021】図1は、本発明に係る異方導電性コネクタ
ーの一例を示す平面図であり、図2は、図1に示す異方
導電性コネクターにおける弾性異方導電膜を拡大して示
す説明用断面図である。この異方導電性コネクターは、
厚み方向に伸びる異方導電膜配置用孔11が中央に形成
された全体が枠状のフレーム板10を有し、このフレー
ム板10の異方導電膜配置用孔11内には、厚み方向に
導電性を有する弾性異方導電膜20が、当該フレーム板
10の当該異方導電膜配置用孔11の周辺部に支持され
た状態で配置されている。また、この例におけるフレー
ム板10には、接続すべき回路装置に対する位置決めを
行うための位置決め孔16が形成されている。弾性異方
導電膜20は、その基材が弾性高分子物質よりなり、接
続すべき回路装置の電極のパターンに対応するパターン
に従って配置された厚み方向に伸びる複数の導電部22
と、この導電部22の各々の周囲に形成され、当該導電
部22の各々を相互に絶縁する絶縁部23とよりなる機
能部21を有し、当該機能部21は、フレーム板10の
異方導電膜配置用孔11に位置するよう配置されてい
る。図示の例では、導電部22の各々は格子点位置に配
列されている。この機能部21の周縁には、フレーム板
10における異方導電膜配置用孔11の周辺部に固定支
持された被支持部25が、当該機能部21に一体に連続
して形成されている。具体的には、この例における被支
持部25は、二股状に形成されており、フレーム板10
における異方導電膜配置用孔11の周辺部を把持するよ
う密着した状態で固定支持されている。
【0022】弾性異方導電膜20の機能部21における
導電部22には、図2に示すように、磁性を示す導電性
粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有さ
れている。これに対して、絶縁部23は、導電性粒子P
が全く或いは殆ど含有されていないものである。そし
て、弾性異方導電膜20における被支持部25には、導
電性粒子Pが含有されている。また、図示の例では、弾
性異方導電膜20における機能部21の両面には、導電
部22およびその周辺部分が位置する個所に、それ以外
の表面から突出する突出部24が形成されている。
【0023】フレーム板10の厚みは、その材質によっ
て異なるが、20〜600μmであることが好ましく、
より好ましくは40〜400μmである。この厚みが3
0μm未満である場合には、異方導電性コネクターを使
用する際に必要な強度が得られず、耐久性が低いものと
なりやすく、また、当該フレーム板10の形状が維持さ
れる程度の剛性が得られず、異方導電性コネクターの取
扱い性が低いものとなる。一方、厚みが200μmを超
える場合には、異方導電膜配置用孔11に形成される弾
性異方導電膜20は、その厚みが過大なものとなって、
導電部22における良好な導電性および隣接する導電部
22間における絶縁性を得ることが困難となることがあ
る。
【0024】フレーム板10を構成する材料としては、
当該フレーム板10が容易に変形せず、その形状が安定
に維持される程度の剛性を有するものであれば特に限定
されず、例えば、金属材料、セラミックス材料、樹脂材
料などの種々の材料を用いることができ、フレーム板1
0を例えば金属材料により構成する場合には、当該フレ
ーム板10の表面に絶縁性被膜が形成されていてもよ
い。フレーム板10を構成する金属材料の具体例として
は、鉄、銅、ニッケル、クロム、コバルト、マグネシウ
ム、マンガン、モリブデン、インジウム、鉛、パラジウ
ム、チタン、タングステン、アルミニウム、金、白金、
銀などの金属またはこれらを2種以上組み合わせた合金
若しくは合金鋼などが挙げられる。フレーム板10を構
成する樹脂材料の具体例としては、液晶ポリマー、ポリ
イミド樹脂などが挙げられる。
【0025】また、フレーム板10は、後述する方法に
より、弾性異方導電膜20における被支持部25に導電
性粒子Pを容易に含有させることができる点で、少なく
とも異方導電膜配置用孔11の周辺部すなわち弾性異方
導電膜20を支持する部分が磁性を示すもの、具体的に
はその飽和磁化が0.1wb/m2 以上のものであるこ
とが好ましく、特に、当該フレーム板10の作製が容易
な点で、フレーム板10全体が磁性体により構成されて
いることが好ましい。このようなフレーム板10を構成
する磁性体の具体例としては、鉄、ニッケル、コバルト
若しくはこれらの磁性金属の合金またはこれらの磁性金
属と他の金属との合金若しくは合金鋼などが挙げられ
る。
【0026】また、フレーム板10を構成する材料とし
てはは、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のものを用
いることが好ましく、より好ましくは2×10-5〜1×
10 -6/K、特に好ましくは6×10-6〜1×10-6
である。このような材料の具体例としては、インバーな
どのインバー型合金、エリンバーなどのエリンバー型合
金、スーパーインバー、コバール、42合金などの磁性
金属の合金または合金鋼などが挙げられる。
【0027】弾性異方導電膜20の全厚(図示の例では
導電部22における厚み)は、50〜3000μmであ
ることが好ましく、より好ましくは70〜2500μ
m、特に好ましくは100〜2000μmである。この
厚みが50μm以上であれば、十分な強度を有する弾性
異方導電膜20が確実に得られる。一方、この厚みが3
000μm以下であれば、所要の導電性特性を有する導
電部22が確実に得られる。突出部24の突出高さは、
その合計が当該突出部24における厚みの10%以上で
あることが好ましく、より好ましくは20%以上であ
る。このような突出高さを有する突出部24を形成する
ことにより、小さい加圧力で導電部22が十分に圧縮さ
れるため、良好な導電性が確実に得られる。また、突出
部24の突出高さは、当該突出部24の最短幅または直
径の100%以下であることが好ましく、より好ましく
は70%以下である。このような突出高さを有する突出
部24を形成することにより、当該突出部24が加圧さ
れたときに座屈することがないため、所期の導電性が確
実に得られる。また、被支持部25の厚み(図示の例で
は二股部分の一方の厚み)は、5〜600μmであるこ
とが好ましく、より好ましくは10〜500μm、特に
好ましくは20〜400μmである。また、被支持部2
5は二股状に形成されることは必須のことではなく、フ
レーム板10の一面のみに固定されていてもよい。
【0028】弾性異方導電膜20を構成する弾性高分子
物質としては、架橋構造を有する耐熱性の高分子物質が
好ましい。かかる架橋高分子物質を得るために用いるこ
とができる硬化性の高分子物質形成材料としては、種々
のものを用いることができ、その具体例としては、シリ
コーンゴム、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、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、軟質液状エポキシゴムなどが挙げ
られる。これらの中では、シリコーンゴムが、成形加工
性および電気特性の点で好ましい。
【0029】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
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。
【0030】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、得られる弾性異方導
電膜20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以下のものが好ましい。
【0031】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。
【0032】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10000〜400
00のものであることが好ましい。また、得られる弾性
異方導電膜20の耐熱性の観点から、分子量分布指数が
2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。
【0033】高分子物質形成材料中には、当該高分子物
質形成材料を硬化させるための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、高分子物質形成材料の種類、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。
【0034】弾性異方導電膜20における導電部22お
よび被支持部25に含有される導電性粒子Pとしては、
後述する方法によって、当該弾性異方導電膜20を形成
するための成形材料中において当該導電性粒子Pを容易
に移動させることができる観点から、磁性を示すものを
用いることが好ましい。このような磁性を示す導電性粒
子Pの具体例としては、鉄、ニッケル、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、例えば無電解メッキにより行うこ
とができる。
【0035】導電性粒子P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2.5
〜50重量%であることが好ましく、より好ましくは3
〜45重量%、さらに好ましくは3.5〜40重量%、
特に好ましくは5〜30重量%である。
【0036】また、導電性粒子Pの粒子径は、1〜50
0μmであることが好ましく、より好ましくは2〜40
0μm、さらに好ましくは5〜300μm、特に好まし
くは10〜150μmである。また、導電性粒子Pの粒
子径分布(Dw/Dn)は、1〜10であることが好ま
しく、より好ましくは1〜7、さらに好ましくは1〜
5、特に好ましくは1〜4である。このような条件を満
足する導電性粒子Pを用いることにより、得られる弾性
異方導電膜20は、加圧変形が容易なものとなり、ま
た、当該弾性異方導電膜における導電部22において導
電性粒子P間に十分な電気的接触が得られる。また、導
電性粒子Pの形状は、特に限定されるものではないが、
高分子物質形成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。
【0037】また、導電性粒子P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、特に好ましくは1%以下であ
る。このような条件を満足する導電性粒子Pを用いるこ
とにより、後述する製造方法において、成形材料層を硬
化処理する際に、当該成形材料層内に気泡が生ずること
が防止または抑制される。
【0038】また、導電性粒子P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P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P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
弾性異方導電膜20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P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Pの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20〜10
0%となる量である。
【0039】機能部21の導電部22における導電性粒
子Pの含有割合は、体積分率で10〜60%、好ましく
は15〜50%となる割合で用いられることが好まし
い。この割合が10%未満の場合には、十分に電気抵抗
値の小さい導電部22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、得られる導電部2
2は脆弱なものとなりやすく、導電部22として必要な
弾性が得られないことがある。また、被支持部25にお
ける導電性粒子Pの含有割合は、弾性異方導電膜20を
形成するための成形材料中の導電性粒子の含有割合によ
って異なるが、弾性異方導電膜20における導電部22
のうち最も外側に位置する導電部22に、過剰な量の導
電性粒子Pが含有されることが確実に防止される点で、
成形材料中の導電性粒子の含有割合と同等若しくはそれ
以上であることが好ましく、また、十分な強度を有する
被支持部25が得られる点で、体積分率で30%以下で
あることが好ましい。
【0040】高分子物質形成材料中には、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、
得られる成形材料のチクソトロピー性が確保され、その
粘度が高くなり、しかも、導電性粒子Pの分散安定性が
向上すると共に、硬化処理されて得られる弾性異方導電
膜20の強度が高くなる。このような無機充填材の使用
量は、特に限定されるものではないが、あまり多量に使
用すると、後述する製造方法において、磁場による導電
性粒子Pの移動が大きく阻害されるため、好ましくな
い。
【0041】上記の異方導電性コネクターは、例えば以
下のようにして製造することができる。先ず、異方導電
膜配置用孔11が形成された磁性金属よりなるフレーム
板10を作製する。ここで、フレーム板10の異方導電
膜配置用孔11を形成する方法としては、例えばエッチ
ング法などを利用することができる。
【0042】また、図3に示すように、弾性異方導電性
膜成形用の金型60を用意する。この金型60について
具体的に説明すると、この金型60は、上型61および
これと対となる下型65が互いに対向するよう配置され
て構成されている。上型61においては、基板62の下
面に、成形すべき弾性異方導電性膜20の導電部22の
配置パターンに対掌なパターンに従って強磁性体層63
が形成され、この強磁性体層63以外の個所には、非磁
性体層64が形成されており、これらの強磁性体層63
および非磁性体層64によって成形面が形成されてい
る。また、上型61の成形面には、成形すべき弾性異方
導電膜20における突出部24に対応して凹所64aが
形成されている。一方、下型65においては、基板66
の上面に、成形すべき弾性異方導電膜20の導電部22
の配置パターンと同一のパターンに従って強磁性体層6
7が形成され、この強磁性体層67以外の個所には、非
磁性体層68が形成されており、これらの強磁性体層6
7および非磁性体層68によって成形面が形成されてい
る。また、下型65の成形面には、成形すべき弾性異方
導電膜20における突出部24に対応して凹所68aが
形成されている。
【0043】上型61および下型65の各々における基
板62,66は、強磁性体により構成されていることが
好ましく、このような強磁性体の具体例としては、鉄、
鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金、ニッケル、コバ
ルトなどの強磁性金属が挙げられる。この基板62,6
6は、その厚みが0.1〜50mmであることが好まし
く、表面が平滑で、化学的に脱脂処理され、また、機械
的に研磨処理されたものであることが好ましい。
【0044】また、上型61および下型65の各々にお
ける強磁性体層63,67を構成する材料としては、
鉄、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金、ニッケル、
コバルトなどの強磁性金属を用いることができる。この
強磁性体層63,67は、その厚みが10μm以上であ
ることが好ましい。この厚みが10μm以上であれば、
成形材料層20Aに対して、十分な強度分布を有する磁
場を作用させることができ、この結果、当該成形材料層
20Aにおける導電部22となるべき部分に導電性粒子
を高密度に集合させることができ、良好な導電性を有す
る導電部22が得られる。
【0045】また、上型61および下型65の各々にお
ける非磁性体層64,68を構成する材料としては、銅
などの非磁性金属、耐熱性を有する高分子物質などを用
いることができるが、フォトリソグラフィーの手法によ
り容易に非磁性体層64,68を形成することができる
点で、放射線によって硬化された高分子物質を好ましく
用いることができ、その材料としては、例えばアクリル
系のドライフィルムレジスト、エポキシ系の液状レジス
ト、ポリイミド系の液状レジストなどのフォトレジスト
を用いることができる。
【0046】次いで、硬化処理によって弾性高分子物質
となる高分子物質形成材料中に磁性を示す導電性粒子が
分散されてなる、弾性異方導電膜成形用の成形材料を調
製する。そして、図4に示すように、下型65の成形面
上に、スペーサー69aを介してフレーム板10を位置
合わせして配置すると共に、このフレーム板10上に、
スペーサー69bを介して上型61を位置合わせして配
置することにより、上型61と下型65との間に、成形
空間を形成すると共に、この成形空間内に成形材料を充
填して成形材料層20Aを形成する。この成形材料層2
0Aにおいては、導電性粒子Pは成形材料層20A全体
に分散された状態で含有されている。
【0047】その後、上型61における基板62の上面
および下型65における基板66の下面に例えば一対の
電磁石を配置してこれを作動させることにより、上型6
1および下型65が強磁性体層63,67を有するた
め、上型61の強磁性体層63とこれに対応する下型6
5の強磁性体層67との間においてその周辺領域より大
きい強度を有する磁場が形成される。その結果、成形材
料層20Aにおいては、当該成形材料層20A中に分散
されていた導電性粒子Pが、図5に示すように、上型6
1の強磁性体層63とこれに対応する下型65の強磁性
体層67との間に位置する導電部22となるべき部分に
集合して厚み方向に並ぶよう配向する。以上において、
フレーム板10が磁性金属よりなるため、上型61およ
び下型65の各々とフレーム板10との間においてその
付近より大きい強度の磁場が形成される結果、成形材料
層20Aにおけるフレーム板10の上方および下方にあ
る導電性粒子Pは、上型61の強磁性体層63と下型6
5の強磁性体層67との間に集合せず、フレーム板10
の上方および下方に保持されたままとなる。
【0048】そして、この状態において、成形材料層2
0Aを硬化処理することにより、弾性高分子物質中に導
電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有さ
れてなる複数の導電部22が、導電性粒子Pが全く或い
は殆ど存在しない高分子弾性物質よりなる絶縁部23に
よって相互に絶縁された状態で配置されてなる機能部2
1と、この機能部21の周辺に連続して一体に形成され
た、弾性高分子物質中に導電性粒子Pが含有されてなる
被支持部25とよりなる弾性異方導電膜20が、フレー
ム板10の異方導電膜配置用孔11の周辺部に当該被支
持部25が固定された状態で形成され、以て異方導電性
コネクターが製造される。
【0049】以上において、成形材料層20Aにおける
導電部22となる部分および被支持部25となる部分に
作用させる外部磁場の強度は、平均で0.1〜2.5テ
スラとなる大きさが好ましい。成形材料層20A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。加熱により成形材料層
20Aの硬化処理を行う場合には、電磁石にヒーターを
設ければよい。具体的な加熱温度および加熱時間は、成
形材料層20Aを構成する高分子物質形成材料などの種
類、導電性粒子Pの移動に要する時間などを考慮して適
宜選定される。
【0050】このような異方導電性コネクターは、例え
ば片面プリント回路基板、両面プリント回路基板、多層
プリント回路基板等のプリント回路基板と、半導体チッ
プ、BGA、CSP等の表面実装型の半導体集積回路装
置、液晶表示素子などの電子部品との回路装置相互間の
電気的な接続を達成するためのコネクターとして使用す
ることができ、また、上記のプリント回路基板および電
子部品などの回路装置の電気的検査において、回路装置
とテスターとの間に介在されて両者の電気的な接続を達
成するためのコネクターとして使用することができる。
【0051】上記の異方導電性コネクターによれば、弾
性異方導電膜20には、導電部22を有する機能部21
の周縁に被支持部25が形成されており、この被支持部
25がフレーム板10の異方導電膜配置用孔11の周辺
部に固定されているため、変形しにくくて取扱いやす
く、しかも、フレーム板10には位置決め孔16が形成
されているため、接続すべき回路装置との電気的接続作
業において、当該回路装置に対する位置合わせおよび保
持固定を容易に行うことができる。
【0052】そして、上記の異方導電性コネクターは、
その弾性異方導電膜20の形成において、成形材料層に
おける被支持部25となる部分に例えば磁場を作用させ
ることによって当該部分に導電性粒子Pが存在したまま
の状態で、当該成形材料層の硬化処理を行うことにより
得られるため、成形材料層における被支持部25となる
部分すなわちフレーム板10における異方導電膜配置用
孔11の周辺部の上方および下方に位置する部分に存在
する導電性粒子Pが、導電部22となる部分に集合する
ことがなく、その結果、得られる弾性異方導電膜20に
おける導電部22のうち最も外側に位置する導電部22
(図1において一点鎖線で囲まれた導電部22)に、過
剰な量の導電性粒子Pが含有されることが防止される。
従って、成形材料層中の導電性粒子Pの含有量を少なく
する必要もないので、弾性異方導電膜20の全ての導電
部22について、良好な導電性が確実に得られると共に
隣接する導電部22との絶縁性が確実に得られ、全ての
導電部22を有効に利用することができる。
【0053】また、弾性異方導電膜20における熱によ
る面方向の膨張がフレーム板10によって規制されるた
め、フレーム板10を構成する材料として線熱膨張係数
の小さいものを用いることにより、温度変化による熱履
歴を受けた場合にも、接続すべき回路装置に対する良好
な電気的接続状態が安定に維持される。
【0054】図6は、本発明に係る異方導電性コネクタ
ーの他の例を示す平面図、図7は、図6に示す異方導電
性コネクターの一部を拡大して示す平面図、図8は、図
6に示す異方導電性コネクターにおける弾性異方導電膜
を拡大して示す平面図、図9は、図6に示す異方導電性
コネクターにおける弾性異方導電膜を拡大して示す説明
用断面図である。
【0055】図6に示す異方導電性コネクターは、例え
ば多数の集積回路が形成されたウエハを切断することに
よって得られる、複数(図示の例では4つ)の集積回路
(チップ)が連結されてなる回路装置について電気的検
査を行うために用いられるものであって、図7に示すよ
うに、それぞれ厚み方向に貫通して伸びる複数の異方導
電膜配置用孔11(破線で示す)が形成されたフレーム
板10を有する。このフレーム板10の異方導電膜配置
用孔11は、検査対象である回路装置の被検査電極が形
成された電極領域のパターンに対応して形成されてお
り、当該異方導電膜配置用孔11における面方向の形状
および寸法は、検査対象である回路装置の被検査電極の
寸法、ピッチおよびパターンに応じて設計される。フレ
ーム板10の各異方導電膜配置用孔11内には、厚み方
向に導電性を有する弾性異方導電膜20が、当該フレー
ム板10の当該異方導電膜配置用孔11の周辺部に支持
された状態で、かつ、隣接する弾性異方導電膜20と互
いに独立した状態で配置されている。また、この例にお
けるフレーム板10には、後述する回路装置の電気的検
査装置において、減圧方式の加圧手段を用いる場合に、
当該異方導電性コネクターとこれに隣接する部材との間
の空気を流通させるための空気流通孔15が形成され、
更に、検査対象である回路装置および検査用回路基板と
の位置決めを行うための位置決め孔16が形成されてい
る。
【0056】弾性異方導電膜20は、その基材が弾性高
分子物質よりなり、図8に示すように、厚み方向(図8
において紙面と垂直な方向)に伸びる複数の導電部22
と、この導電部22の各々の周囲に形成され、当該導電
部22の各々を相互に絶縁する絶縁部23とよりなる機
能部21を有し、当該機能部21は、フレーム板10の
異方導電膜配置用孔11に位置するよう配置されてい
る。この機能部21における導電部22は、検査対象で
ある回路装置の被検査電極のパターンに対応するパター
ンに従って配置され、当該回路装置の検査において、そ
の被検査電極に電気的に接続されるものである。機能部
21の周縁には、フレーム板10における異方導電膜配
置用孔11の周辺部に固定支持された被支持部25が、
当該機能部21に一体に連続して形成されている。具体
的には、この例における被支持部25は、二股状に形成
されており、フレーム板10における異方導電膜配置用
孔11の周辺部を把持するよう密着した状態で固定支持
されている。弾性異方導電膜20の機能部21における
導電部22には、図9に示すように、磁性を示す導電性
粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有さ
れている。これに対して、絶縁部23は、導電性粒子P
が全く或いは殆ど含有されていないものである。そし
て、弾性異方導電膜20における被支持部25には、導
電性粒子Pが含有されている。また、図示の例では、弾
性異方導電膜20における機能部21の両面には、導電
部22およびその周辺部分が位置する個所に、それ以外
の表面から突出する突出部24が形成されている。
【0057】フレーム板10および弾性異方導電膜20
を構成する材料は、前述の図1および図2に示す異方導
電性コネクターと同様であり、このような異方導電性コ
ネクターは、図1および図2に示す異方導電性コネクタ
ーと同様にして製造することができる。
【0058】上記の異方導電性コネクターによれば、図
1〜図4に示す異方導電性コネクターと同様の効果に加
え、更に次のような効果が得られる。すなわち、フレー
ム板10の異方導電膜配置用孔11の各々は、検査対象
である回路装置の被検査電極が形成された電極領域に対
応して形成されており、当該異方導電膜配置用孔11の
各々に配置される弾性異方導電膜20は面積が小さいも
のでよいため、個々の弾性異方導電膜20の形成が容易
である。しかも、面積の小さい弾性異方導電膜20は、
熱履歴を受けた場合でも、当該弾性異方導電膜20の面
方向における熱膨張の絶対量が少ないため、フレーム板
10を構成する材料として線熱膨張係数の小さいものを
用いることにより、弾性異方導電膜20の面方向におけ
る熱膨張がフレーム板によって確実に規制される。従っ
て、検査対象である回路装置全体が大面積のものであっ
ても、バーイン試験において良好な電気的接続状態を安
定に維持することができる。
【0059】また、フレーム板10に空気流通孔15が
形成されているため、後述する回路装置の電気的検査装
置において、プローブ部材を押圧する手段として減圧方
式によるものを利用した場合には、チャンバー内を減圧
したときに、異方導電性コネクターと検査用回路基板と
の間に存在する空気がフレーム板10の空気流通孔15
を介して排出され、これにより、異方導電性コネクター
と検査用回路基板とを確実に密着させることができるの
で、所要の電気的接続を確実に達成することができる。
【0060】〔回路装置の電気的検査装置〕図10は、
本発明に係る回路装置の電気的検査装置の一例における
構成の概略を示す説明用断面図である。この回路装置の
電気的検査装置は、例えば多数の集積回路が形成された
ウエハを切断することによって得られる、複数(図示の
例では4つ)の集積回路(チップ)が連結されてなる回
路装置の電気的検査を行うためのものであって、検査対
象である回路装置6の被検査電極7の各々とテスターと
の電気的接続を行うプローブ部材1を有する。このプロ
ーブ部材1においては、図11にも拡大して示すよう
に、検査対象である回路装置6の被検査電極7のパター
ンに対応するパターンに従って複数の検査電極31が表
面(図において上面)に形成された検査用回路基板30
を有する。この検査用回路基板30は支持台3上に固定
されており、この支持台3には、加熱手段(図示省略)
が接続されている。検査用回路基板30の表面には、図
6に示す構成の異方導電性コネクター2が、その弾性異
方導電膜20における導電部22の各々が検査用回路基
板30の検査電極31の各々に対接するよう設けられ、
この異方導電性コネクター2の表面(図において上面)
には、絶縁性シート41に検査対象である回路装置6の
被検査電極7のパターンに対応するパターンに従って複
数の電極構造体42が配置されてなるシート状コネクタ
ー40が、当該電極構造体42の各々が異方導電性コネ
クター2の弾性異方導電膜20における導電部22の各
々に対接するよう設けられている。また、プローブ部材
1の上方には、検査対象である回路装置6が保持される
ホルダー4が設けられており、このホルダー4には加熱
手段(図示省略)が接続されている。
【0061】検査用回路基板30を構成する基板材料と
しては、従来公知の種々の基板材料を用いることがで
き、その具体例としては、ガラス繊維補強型エポキシ樹
脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス繊維補強
型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドト
リアジン樹脂等の複合樹脂材料、ガラス、二酸化珪素、
アルミナ等のセラミックス材料などが挙げられる。ま
た、バーンイン試験を行うための電気的検査装置を構成
する場合には、線熱膨張係数が3×10-5/K以下のも
のを用いることが好ましく、より好ましくは1×10-7
〜1×10-5/K、特に好ましくは1×10-6〜6×1
-6/Kである。このような基板材料の具体例として
は、パイレックスガラス、石英ガラス、アルミナ、ベリ
リア、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素など
挙げられる。
【0062】プローブ部材1におけるシート状コネクタ
ー40について具体的に説明すると、このシート状コネ
クター40は、柔軟な絶縁性シート41を有し、この絶
縁性シート41には、当該絶縁性シート41の厚み方向
に伸びる複数の金属よりなる電極構造体42が、検査対
象である回路装置6の被検査電極7のパターンに対応す
るパターンに従って、当該絶縁性シート41の面方向に
互いに離間して配置されている。電極構造体42の各々
は、絶縁性シート41の表面(図において上面)に露出
する突起状の表面電極部43と、絶縁性シート41の裏
面に露出する板状の裏面電極部44とが、絶縁性シート
41の厚み方向に貫通して伸びる短絡部45によって互
いに一体に連結されて構成されている。
【0063】絶縁性シート41としては、絶縁性を有す
る柔軟なものであれば特に限定されるものではなく、例
えばポリイミド樹脂、液晶ポリマー、ポリエステル、フ
ッ素系樹脂などよりなる樹脂シート、繊維を編んだクロ
スに上記の樹脂を含浸したシートなどを用いることがで
きる。また、絶縁性シート41の厚みは、当該絶縁性シ
ート41が柔軟なものであれば特に限定されないが、1
0〜50μmであることが好ましく、より好ましくは1
0〜25μmである。
【0064】電極構造体42を構成する金属としては、
ニッケル、銅、金、銀、パラジウム、鉄などを用いるこ
とができ、電極構造体42としては、全体が単一の金属
よりなるものであっても、2種以上の金属の合金よりな
るものまたは2種以上の金属が積層されてなるものであ
ってもよい。また、電極構造体42における表面電極部
43および裏面電極部44の表面には、当該電極部の酸
化が防止されると共に、接触抵抗の小さい電極部が得ら
れる点で、金、銀、パラジウムなどの化学的に安定で高
導電性を有する金属被膜が形成されていることが好まし
い。
【0065】電極構造体42における表面電極部43の
突出高さは、回路装置6の被検査電極7に対して安定な
電気的接続を達成することができる点で、15〜50μ
mであることが好ましく、より好ましくは15〜30μ
mである。また、表面電極部43の径は、回路装置6の
被検査電極の寸法およびピッチに応じて設定されるが、
例えば30〜80μmであり、好ましくは30〜50μ
mである。電極構造体42における裏面電極部44の径
は、短絡部45の径より大きく、かつ、電極構造体42
の配置ピッチより小さいものであればよいが、可能な限
り大きいものであることが好ましく、これにより、異方
導電性コネクター2の弾性異方導電膜20における導電
部22に対しても安定な電気的接続を確実に達成するこ
とができる。また、裏面電極部44の厚みは、強度が十
分に高くて優れた繰り返し耐久性が得られる点で、20
〜50μmであることが好ましく、より好ましくは35
〜50μmである。電極構造体42における短絡部45
の径は、十分に高い強度が得られる点で、30〜80μ
mであることが好ましく、より好ましくは30〜50μ
mである。
【0066】シート状コネクター40は、例えば以下の
ようにして製造することができる。すなわち、絶縁性シ
ート41上に金属層が積層されてなる積層材料を用意
し、この積層材料における絶縁性シート41に対して、
レーザ加工、ドライエッチング加工等によって、当該絶
縁性シート41の厚み方向に貫通する複数の異方導電膜
配置用孔を、形成すべき電極構造体42のパターンに対
応するパターンに従って形成する。次いで、この積層材
料に対してフォトリソグラフィーおよびメッキ処理を施
すことによって、絶縁性シート41の異方導電膜配置用
孔内に金属層に一体に連結された短絡部45を形成する
と共に、当該絶縁性シート41の表面に、短絡部45に
一体に連結された突起状の表面電極部43を形成する。
その後、積層材料における金属層に対してフォトエッチ
ング処理を施してその一部を除去することにより、裏面
電極部44を形成して電極構造体42を形成し、以てシ
ート状コネクター40が得られる。
【0067】このような電気的検査装置においては、ホ
ルダー4の下面に検査対象である回路装置6が載置さ
れ、次いで、ホルダー4が下方に加圧されることによ
り、回路装置6の被検査電極7の各々によって、プロー
ブ部材1のシート状コネクター40の電極構造体42に
おける表面電極部43の各々が加圧される。この状態に
おいては、異方導電性コネクター2の弾性異方導電膜2
0における導電部22の各々は、検査用回路基板30の
検査電極31とシート状コネクター40の電極構造体4
2の表面電極部43とによって挟圧されて厚み方向に圧
縮されており、これにより、当該導電部22にはその厚
み方向に導電路が形成され、その結果、回路装置6の被
検査電極7と検査用回路基板30の検査電極31との電
気的接続が達成される。その後、加熱手段によって、支
持台3およびホルダー4を介して回路装置6が所定の温
度に加熱され、この状態で、当該回路装置6における複
数の集積回路の各々について所要の電気的検査が実行さ
れる。
【0068】このような電気的検査装置によれば、前述
の異方導電性コネクター2を有するプローブ部材1を介
して、検査対象である回路装置6の被検査電極7に対す
る電気的接続が達成されるため、被検査電極7のピッチ
が小さいものであっても、当該回路装置に対する位置合
わせおよび保持固定を容易に行うことができ、しかも、
各被検査電極に対する高い接続信頼性が得られる。ま
た、異方導電性コネクター2における弾性異方導電膜2
0は、それ自体の面積が小さいものであり、熱履歴を受
けた場合でも、当該弾性異方導電膜20の面方向におけ
る熱膨張の絶対量が少ないため、フレーム板10を構成
する材料として線熱膨張係数の小さいものを用いること
により、弾性異方導電膜20の面方向における熱膨張が
フレーム板によって確実に規制される。従って、大面積
の回路装置についてバーンイン試験を行う場合において
も、良好な電気的接続状態を安定に維持することができ
る。
【0069】図12は、本発明に係る回路装置の電気的
検査装置の他の例における構成の概略を示す説明用断面
図である。この電気的検査装置は、例えば多数の集積回
路が形成されたウエハを切断することによって得られ
る、複数(図示の例では4つ)の集積回路(チップ)が
連結されてなる回路装置の電気的検査を行うためのもの
であって、検査対象である回路装置6が収納される、上
面が開口した箱型のチャンバー46を有する。このチャ
ンバー46の側壁には、当該チャンバー46の内部の空
気を排気するための排気管47が設けられており、この
排気管47には、例えば真空ポンプ等の排気装置(図示
省略)が接続されている。チャンバー46上には、図1
0に示す電気的検査装置におけるプローブ部材1と同様
の構成のプローブ部材1が、当該チャンバー46の開口
を気密に塞ぐよう配置されている。具体的には、チャン
バー46における側壁の上端面上には、弾性を有するO
−リング48が密着して配置され、プローブ部材1は、
その異方導電性コネクター2およびシート状コネクター
40がチャンバー46内に収容され、かつ、その検査用
回路基板30における周辺部がO−リング48に密着し
た状態で配置されており、更に、検査用回路基板30
が、その裏面(図において上面)には設けられた加圧板
5によって下方に加圧された状態とされている。また、
チャンバー46および加圧板5には、加熱手段(図示省
略)が接続されている。
【0070】このような電気的検査装置においては、チ
ャンバー46の排気管47に接続された排気装置を駆動
させることにより、チャンバー46内が例えば1000
Pa以下に減圧される結果、大気圧によって、プローブ
部材1が下方に加圧される。これにより、O−リング4
8が弾性変形するため、プローブ部材1が下方に移動す
る結果、シート状コネクター40の電極構造体42にお
ける表面電極部43の各々によって、回路装置6の被検
査電極7の各々が加圧される。この状態においては、異
方導電性コネクター2の弾性異方導電膜20における導
電部22の各々は、検査用回路基板30の検査電極31
とシート状コネクター40の電極構造体42の表面電極
部43とによって挟圧されて厚み方向に圧縮されてお
り、これにより、当該導電部22にはその厚み方向に導
電路が形成され、その結果、回路装置6の被検査電極7
と検査用回路基板30の検査電極31との電気的接続が
達成される。その後、加熱器手段によって、チャンバー
46および加圧板5を介して回路装置6が所定の温度に
加熱され、この状態で、当該回路装置6における複数の
集積回路の各々について所要の電気的検査が実行され
る。
【0071】このような電気的検査装置によれば、図1
0に示す電気的検査装置と同様の効果が得られ、更に、
大型の加圧機構が不要であるため、検査装置全体の小型
化を図ることができると共に、検査対象である回路装置
6が大面積のものであっても、当該回路装置6全体を均
一な力で押圧することができる。しかも、異方導電性コ
ネクター2におけるフレーム板10には、空気流通孔1
5が形成されているため、チャンバー46内を減圧した
ときに、異方導電性コネクター2と検査用回路基板30
との間に存在する空気が、異方導電性コネクター2にお
けるフレーム板10の空気流通孔15を介して排出さ
れ、これにより、異方導電性コネクター2と検査用回路
基板30とを確実に密着させることができるので、所要
の電気的接続を確実に達成することができる。
【0072】〔導電接続構造体〕図13は、本発明に係
る導電接続構造体の一例における構成を示す説明用断面
図である。この導電接続構造体においては、回路基板5
5上に、例えば図1および図2に示す構成の異方導電性
コネクター2が、その弾性異方導電膜20の導電部22
が当該回路基板55の電極56上に位置するよう配置さ
れ、この異方導電性コネクター2上には、電子部品50
が、その電極51が当該異方導電性コネクター2の弾性
異方導電膜20における導電部22上に位置するよう配
置されている。そして、固定部材52によって、電子部
品50および異方導電性コネクター2が、当該弾性異方
導電膜20における導電部22が電子部品50の電極5
1と回路基板55の電極56とによって挟圧された状態
で、回路基板55に固定されていると共に、弾性異方導
電膜20の導電部22によって電子部品50の電極51
が回路基板55の電極56に電気的に接続されている。
57は、回路基板55に形成された位置決め用孔であ
り、フレーム板10の位置決め用孔16および回路基板
55の位置決め用孔57の各々には、固定部材52の脚
部が挿通されている。
【0073】電子部品50としては、表面実装型のもの
であれば特に限定されず種々のものを用いることがで
き、例えば、トランジスタ、ダイオード、ICチップ若
しくはLSIチップまたはそれらのパッケージ或いはM
CM(Multi ChipModule)などの半導
体装置からなる能動部品、抵抗、コンデンサ、水晶振動
子などの受動部品などが挙げられる。回路基板55とし
ては、片面プリント回路基板、両面プリント回路基板、
多層プリント回路基板など種々の構造のものを用いるこ
とができる。また、回路基板55は、フレキシブル基
板、リジッド基板、これらを組み合わせたフレックス・
リジッド基板のいずれであってもよい。
【0074】回路基板55としてフレキシルブル基板を
用いる場合において、当該フレキシブル基板を構成する
材料としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステ
ル、ポリスルホン等を用いることができる。回路基板5
5としてリジッド基板を用いる場合において、当該リジ
ッド基板を構成する材料としては、ガラス繊維補強型エ
ポキシ樹脂、ガラス繊維補強型フェノール樹脂、ガラス
繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレ
イミドトリアジン樹脂等の複合樹脂材料、二酸化珪素、
アルミナ等のセラミック材料を用いることができる。
【0075】電子部品50の電極51および回路基板5
5の電極56の材質としては、例えば金、銀、銅、ニッ
ケル、パラジウム、カーボン、アルミニウム、ITO等
が挙げられる。また、電子部品50の電極51および回
路基板55の電極56の厚みは、それぞれ0.1〜10
0μmであることが好ましい。また、電子部品50の電
極51および回路基板55の電極56の幅は、1〜50
0μmであることが好ましい。
【0076】以上のような導電接続構造体によれば、電
子部品50および回路基板55が前述の異方導電性コネ
クター2を介して電気的に接続されているため、電子部
品50の電極51の各々とこれに対応する回路基板55
の電極56の各々との間において、良好な電気的接続が
確実に達成されると共に、隣接する電極間の絶縁性が確
実に達成され、従って高い接続信頼性が得られる。
【0077】〔他の実施の形態〕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)異方導電性コネクターにおいては、弾性異方導電
膜20における突出部24は必須のものではなく、一面
または両面が平坦面のもの、或いは凹所が形成されたも
のであってもよい。また、弾性異方導電膜20における
導電部22の表面には、金属層が形成されていてもよ
い。 (2)異方導電性コネクターの製造において、フレーム
板10の基材として非磁性のものを用いる場合には、成
形材料層20Aにおける被支持部25となる部分に磁場
を作用させる方法として、当該フレーム板10における
異方導電膜配置用孔11の周辺部に磁性体をメッキして
または磁性塗料を塗布して磁場を作用させる手段、金型
60に、弾性異方導電膜20の被支持部25に対応して
強磁性体層を形成して磁場を作用させる手段を利用する
ことができる。また、成形材料層の形成において、スペ
ーサーを用いることは必須のことではなく、他の手段に
よって、上型および下型とフレーム板との間に弾性異方
導電膜成形用の空間を確保してもよい。
【0078】(3)プローブ部材において、シート状コ
ネクター40は、必須のものではなく、異方導電性コネ
クター2における弾性異方導電膜20が検査対象である
回路装置に接触して電気的接続を達成する構成であって
もよい。 (4)回路装置の電気的検査装置においては、検査対象
である回路装置は、複数の集積回路(チップ)が連結さ
れてなるものに限定されず、片面プリント回路基板、両
面プリント回路基板、多層プリント回路基板などのプリ
ント回路基板、半導体チップ、BGA、CSP、その他
の表面実装型の電子部品の電気的検査装置にも適用する
ことができる。
【0079】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
【0080】〈実施例1〉下記の条件に従って、フレー
ム板および異方導電膜成形用の金型を作製した。 〔フレーム板(10)〕 材質:コバール(飽和磁化1.4wb/m2 ),厚み:
0.4mm,異方導電膜配置用孔(11)の寸法:16
mm×16mm 〔金型(60)〕 基板(62,66):材質;鉄,厚み;6mm, 強磁性体層(63,67):材質;ニッケル,寸法;直
径1mm(円形),厚み0.1mm,配置ピッチ(中心
間距離);2mm,強磁性体層の数;64個)8個×8
個), 非磁性体層(64,68):材質;ドライフィルムレジ
ストを硬化処理したもの,凹所(64a,68a)の寸
法;直径1.1mm(円形),深さ0.4mm,凹所
(64a,68a)以外の部分の厚み;0.5mm(凹
所部分の厚み0.1mm)
【0081】付加型液状シリコーンゴム100重量部
に、平均粒子径が20μmの導電性粒子100重量部を
添加して混合し、その後、減圧による脱泡処理を施すこ
とにより、弾性異方導電膜成形用の成形材料を調製し
た。以上において、導電性粒子としては、ニッケルより
なる芯粒子に金メッキが施されてなるもの(平均被覆
量:芯粒子の重量の20重量%)を用いた。上記の金型
(60)の上型(61)および下型(65)の表面に、
調製した成形材料をスクリーン印刷によって塗布するこ
とにより、成形材料層(20A)を形成し、下型(6
5)の成形面上に、厚みが0.4mmのSUS304よ
りなる下型側のスペーサー(69a)を介して上記のフ
レーム板(10)を位置合わせして重ね、更に、このフ
レーム板(10)上に、厚みが0.4mmのSUS30
4よりなる上型側のスペーサー(69b)を介して上型
(61)を位置合わせして重ねた。そして、上型(6
1)および下型(65)の間に形成された成形材料層
(20A)に対し、強磁性体層(62,67)の間に位
置する部分に、電磁石によって厚み方向に2Tの磁場を
作用させながら、100℃、1時間の条件で硬化処理を
施すことにより、縦横の幅がそれぞれ22mmで、導電
部(22)の厚みが2.0mm、導電部(22)のピッ
チが2mm、絶縁部(23)の厚みが1.2mm、被支
持部(25)の厚み(二股部分の一方の厚み)が0.4
mmの弾性異方導電膜(20)を形成し、以て、異方導
電性コネクターを製造した。得られた異方導電性コネク
ターの弾性異方導電膜(20)における導電部(22)
中の導電性粒子の含有割合を調べたところ、体積分率で
30%であった。また、弾性異方導電膜(20)の被支
持部(25)を観察したところ、導電性粒子が存在して
いることが確認された。
【0082】〈実施例2〜4〉フレーム板(10)およ
び金型(60)を下記表1の条件に従って作製し、これ
らのフレーム板(10)、金型(60)および下記表1
に示す厚みのスペーサー(69a,69b)を用いて弾
性異方導電膜(20)を形成したこと以外は、実施例1
と同様にして異方導電性コネクターを製造した。形成し
た弾性異方導電膜(20)の寸法を下記表1に示す。得
られた異方導電性コネクターの弾性異方導電膜(20)
における導電部(22)中の導電性粒子の含有割合を調
べたところ、いずれも体積分率で30%であった。ま
た、弾性異方導電膜(20)の被支持部(25)を観察
したところ、いずれも導電性粒子が存在していることが
確認された。
【0083】
【表1】
【0084】〈比較例1〜4〉フレーム板(10)の材
質をSUS304(飽和磁化0.01wb/m2 )に変
更したこと以外は、実施例1〜4と同様にして異方導電
性コネクターを製造した。得られた異方導電性コネクタ
ーの弾性異方導電膜(20)の被支持部(25)を観察
したところ、いずれも導電性粒子が殆ど存在していない
ことが確認された。
【0085】〈比較例5〜8〉フレーム板(10)の材
質をSUS304(飽和磁化0.01wb/m2 )に変
更し、弾性異方導電膜成形用の成形材料として、下記の
ようにして調製されたものを用いたこと以外は、実施例
1〜4と同様にして異方導電性コネクターを製造した。 成形材料:付加型液状シリコーンゴム100重量部に、
平均粒子径が20μmの導電性粒子50重量部を添加し
て混合し、その後、減圧による脱泡処理を施すことによ
り、弾性異方導電膜成形用の成形材料を調製した。以上
において、導電性粒子としては、ニッケルよりなる芯粒
子に金メッキが施されてなるもの(平均被覆量:芯粒子
の重量の20重量%)を用いた。得られた異方導電性コ
ネクターの弾性異方導電膜(20)の被支持部(25)
を観察したところ、いずれも導電性粒子が殆ど存在して
いないことが確認された。
【0086】〔異方導電性コネクターの評価〕実施例1
〜4および比較例1〜8に係る異方導電性コネクターの
各々について、その性能評価を以下のようにして行っ
た。異方導電性コネクターの弾性異方導電膜における導
電部に対応するパターンに従って電極が形成された2つ
の電極板を用意し、一方の電極板上に異方導電性コネク
ターをその弾性異方導電膜における導電部の各々が当該
電極板の電極上に位置するよう位置合わせした状態で固
定し、この異方導電性コネクター上に、他方の電極板を
その電極の各々が当該異方導電性コネクターの弾性異方
導電膜における導電部上に位置するよう位置合わせした
状態で固定し、他方の電極板によって異方導電性コネク
ターの弾性異方導電膜をその導電部の厚み方向の歪み率
が25%となるよう加圧し、この状態で、当該導電部の
厚み方向の電気抵抗(以下、「導通抵抗」という。)お
よび隣接する導電部間の電気抵抗値(以下、「絶縁抵
抗」という。)を測定し、導通抵抗の平均値および最大
値、並びに絶縁抵抗の最小値を求めた。ここで、絶縁抵
抗が1kΩ以下のものについては、例えば回路装置の検
査において、実際上使用することが困難である。以上の
結果を下記表2に示す。
【0087】
【表2】
【0088】表2の結果から明らかなように、実施例1
〜4に係る異方導電性コネクターによれば、弾性異方導
電膜における導電部のピッチが小さいものであっても、
当該導電部には良好な導電性が得られると共に、隣接す
る導電部間には所要の絶縁性が得られることが確認され
た。
【0089】〈実施例5〉 (1)試験用回路装置の作製:直径が8インチのシリコ
ン(線熱膨張係数3.3×10-6/K)製のウエハ上
に、それぞれ寸法が20mm×20mmの正方形の集積
回路を合計で40個形成し、このウエハを切断すること
により、図14に示すように、複数の被検査電極領域
(一点鎖線で示す領域)を有する集積回路Lが縦横に2
つずつ合計4つ連結されてなる回路装置6を作製した。
この回路装置6に形成された集積回路Lの各々は、図1
5に拡大して示すように、合計で19の被検査電極領域
A1〜A19を有し、被検査電極領域A1〜A7および
A9〜A19の各々には、それぞれ縦方向(図15にお
いて上下方向)の寸法が70μmで横方向(図15にお
いて左右方向)が220μmの矩形の15個の被検査電
極(図示省略)が100μmのピッチで縦方向に一列に
配列されており、被検査電極領域A8には、それぞれ縦
方向の寸法が70μmで横方向の寸法が220μmの矩
形の30個の被検査電極(図示省略)が100μmのピ
ッチで縦方向に一列に配列されている。集積回路Lの各
々における被検査電極の総数は300個であり、回路装
置全体では1200個である。以下、この回路装置を
「試験用回路装置W」という。
【0090】(2)フレーム板:図16および図17に
示す構成に従い、下記の条件により、上記の試験用回路
装置Wにおける被検査電極領域に対応して形成された複
数の異方導電膜配置用孔を有するフレーム板を作製し
た。このフレーム板の材質はコバール(飽和磁化1.4
Wb/m2 ,線熱膨張係数5×10-6/K)で、その厚
みは、60μmである。被検査電極領域A1〜A7およ
びA9〜A19に対応する異方導電膜配置用孔(図17
において符号B1〜B7およびB9〜B19で示す。)
は、その縦方向(図17において上下方向)の寸法が1
700μmで横方向(図17において左右方向)の寸法
が600μmであり、被検査電極領域A8に対応する異
方導電膜配置用孔(図17において符号B8で示す。)
は、その縦方向の寸法が3260μmで横方向の寸法が
600μmである。矩形の空気流入孔の寸法は1500
μm×7500μmである。また、図17において示す
d1〜d10の寸法は、d1が2550μm、d2が2
400μm、d3が3620μm、d4が2600μ
m、d5が2867μm、d6が18500μm、d7
が250μm、d8が18500μm、d9が1000
μm、d10が1000μmである。
【0091】(3)スペーサー:下記の条件により、試
験用回路装置Wにおける被検査電極領域に対応して形成
された複数の貫通孔を有する弾性異方導電膜成形用のス
ペーサーを2枚作製した。これらのスペーサーの材質は
ステンレス(SUS304)で、その厚みは20μmで
ある。被検査電極領域A1〜A7およびA9〜A19に
対応する貫通孔は、その縦方向の寸法が2500μmで
横方向の寸法が1400μmであり、被検査電極領域A
8に対応する貫通孔は、その縦方向の寸法が4060μ
mで横方向の寸法が1400μmである。また、横方向
に隣接する貫通孔間の離間距離は1800μmであり、
縦方向に隣接する貫通孔間の離間距離は1500μmで
ある。
【0092】(4)金型:基本的に図3に示す構成に従
い、下記の条件により、弾性異方導電膜成形用の金型を
作製した。この金型における上型および下型は、それぞ
れ厚みが6mmの鉄よりなる基板を有し、この基板上に
は、試験用回路装置Wにおける被検査電極のパターンに
対応するパターンに従ってニッケルよりなる強磁性体層
が配置されている。具体的には、強磁性体層の各々の寸
法は50μm(縦方向)×200μm(横方向)×10
0μm(厚み)で、15個の強磁性体層が100μmの
ピッチで縦方向に一列に配列された領域(被検査電極領
域A1〜A7およびA9〜A19に対応する領域)の数
が18で、30個の強磁性体層が100μmのピッチで
縦方向に一列に配列された領域(被検査電極領域A8に
対応する領域)の数が1であり、基板全体で1200個
の強磁性体層が形成されている。また、非磁性体層は、
ドライフィルムレジストを硬化処理することによって形
成され、凹所の各々の寸法は、60μm(縦方向)×2
10μm(横方向)×25μm(深さ)で、凹所以外の
部分の厚みは75μm(凹所部分の厚み50μm)であ
る。
【0093】(5)弾性異方導電膜:上記のフレーム
板、スペーサーおよび金型を用い、以下のようにしてフ
レーム板に弾性異方導電膜を形成した。付加型液状シリ
コーンゴム100重量部に、平均粒子径が10μmの導
電性粒子35重量部を添加して混合し、その後、減圧に
よる脱泡処理を施すことにより、弾性異方導電膜成形用
の成形材料を調製した。以上において、導電性粒子とし
ては、ニッケルよりなる芯粒子に金メッキが施されてな
るもの(平均被覆量:芯粒子の重量の20重量%)を用
いた。上記の金型の上型および下型の表面に、調製した
成形材料をスクリーン印刷によって塗布することによ
り、形成すべき弾性異方導電膜のパターンに従って成形
材料層を形成し、下型の成形面上に、下型側のスペーサ
ーを介してフレーム板を位置合わせして重ね、更に、こ
のフレーム板上に、上型側のスペーサーを介して上型を
位置合わせして重ねた。そして、上型および下型の間に
形成された成形材料層に対し、強磁性体層の間に位置す
る部分に、電磁石によって厚み方向に2Tの磁場を作用
させながら、100℃、1時間の条件で硬化処理を施す
ことにより、フレーム板の異方導電膜配置用孔の各々に
弾性異方導電膜を形成し、以て、異方導電性コネクター
を製造した。以下、この異方導電性コネクターを「異方
導電性コネクターC1」という。
【0094】得られた弾性異方導電膜について具体的に
説明すると、試験用回路装置Wにおける被検査電極領域
A1〜A7およびA9〜A19に対応する弾性異方導電
膜の各々は、縦方向の寸法が2500μm、横方向の寸
法が1400μmである。弾性異方導電膜の各々におけ
る機能部には、15個の導電部が100μmのピッチで
縦方向に一列に配列されており、導電部の各々は、縦方
向の寸法が50μm、横方向の寸法が200μm、厚み
が150μmであり、機能部における絶縁部の厚みが1
00μmである。また、弾性異方導電膜の各々における
被支持部の厚み(二股部分の一方の厚み)は20μmで
ある。一方、試験用回路装置Wにおける被検査電極領域
A8に対応する弾性異方導電膜は、縦方向の寸法が40
60μm、横方向の寸法が1400μmである。弾性異
方導電膜の各々における機能部には、30個の導電部が
100μmのピッチで縦方向に一列に配列されており、
導電部の各々は、縦方向の寸法が50μm、横方向の寸
法が200μm、厚みが150μmであり、機能部にお
ける絶縁部の厚みが100μmである。また、弾性異方
導電膜の各々における被支持部の厚み(二股部分の一方
の厚み)は20μmである。
【0095】得られた異方導電性コネクターC1の弾性
異方導電膜の各々における導電部中の導電性粒子の含有
割合を調べたところ、全ての導電部について体積分率で
約30%であった。また、弾性異方導電膜の被支持部お
よび機能部における絶縁部を観察したところ、被支持部
には導電性粒子が存在していることが確認され、機能部
における絶縁部には導電性粒子がほとんど存在していな
いことが確認された。
【0096】(6)検査用回路基板:基板材料としてア
ルミナセラミックス(線熱膨張係数4.8×10-6
K)を用い、試験用回路装置Wにおける被検査電極のパ
ターンに対応するパターンに従って検査電極が形成され
た検査用回路基板を作製した。この検査用回路基板は、
全体の寸法が6cm×6cmの矩形であり、その検査電
極は、縦方向の寸法が50μmで横方向の寸法が200
μmである。以下、この検査用回路基板を「検査用回路
基板T」という。
【0097】(7)シート状コネクター:厚みが20μ
mのポリイミドよりなる絶縁性シートの一面に厚みが1
5μmの銅層が積層されてなる積層材料を用意し、この
積層材料における絶縁性シートに対してレーザ加工を施
すことによって、当該絶縁性シートの厚み方向に貫通す
る、それぞれ直径が30μmの1200個の貫通孔を、
試験用回路装置Wにおける被検査電極のパターンに対応
するパターンに従って形成した。次いで、この積層材料
に対してフォトリソグラフィーおよびニッケルメッキ処
理を施すことによって、絶縁性シートの貫通孔内に銅層
に一体に連結された短絡部を形成すると共に、当該絶縁
性シートの表面に、短絡部に一体に連結された突起状の
表面電極部を形成した。この表面電極部の径は40μm
であり、絶縁性シートの表面からの高さは20μmであ
った。その後、積層材料における銅層に対してフォトエ
ッチング処理を施してその一部を除去することにより、
60μm×210μmの矩形の裏面電極部を形成し、更
に、表面電極部および裏面電極部に金メッキ処理を施す
ことによって電極構造体を形成し、以てシート状コネク
ターを製造した。以下、このシート状コネクターを「シ
ート状コネクターM」という。
【0098】(8)試験1:厚みが2mmで縦横の寸法
が5cm×5cmの矩形の銅よりなる電極板を、電熱ヒ
ーターを具えた試験台に配置し、この電極板上に異方導
電性コネクターC1を配置した。次いで、この異方導電
製コネクター上に、検査用回路基板Tをその検査電極の
各々が当該異方導電性コネクターC1の導電部上に位置
するよう位置合わせして固定し、更に、検査用回路基板
Tを下方に12kgの荷重で加圧した。そして、室温
(25℃)下において、検査用回路基板Tにおける12
00個の検査電極の中から1個の検査電極を選択し、当
該選択された検査電極と他の検査電極との間の電気抵抗
を順次測定し、測定された電気抵抗値の2分の1の値を
異方導電性コネクターC1における導電部の電気抵抗
(以下、「導通抵抗」という。)として記録し、導通抵
抗が2Ω以上である導電部の数を求めた。ここで、導電
部の導通抵抗が2Ω以上のものについては、回路装置の
電気的検査において、これを実際上使用することが困難
である。また、試験台を120℃に加熱し、この状態で
1時間放置した後、上記と同様にして異方導電性コネク
ターC1における導電部の導通抵抗を測定し、導通抵抗
が2Ω以上である導電部の数を求めた。以上の結果を下
記表3に示す。
【0099】(9)試験2:試験用回路装置Wを、電熱
ヒーターを具えた試験台に配置し、この試験用回路装置
W上に、異方導電性コネクターC1をその導電部の各々
が試験用回路装置Wの被検査電極上に位置するよう位置
合わせして配置した。次いで、この異方導電製コネクタ
ー上に、検査用回路基板Tをその検査電極の各々が当該
異方導電性コネクターC1の導電部上に位置するよう位
置合わせして固定し、更に、検査用回路基板を下方に1
2kgの荷重で加圧した。そして、室温(25℃)下に
おいて、検査用回路基板における検査電極の各々に順次
電圧を印加すると共に、電圧が印加された検査電極と他
の検査電極との間の電気抵抗を、異方導電性コネクター
C1における導電部間の電気抵抗(以下、「絶縁抵抗」
という。)として測定し、絶縁抵抗が10MΩ以下であ
る導電部の数を求めた。ここで、導電部間の絶縁抵抗が
10MΩ以下のものについては、回路装置の電気的検査
において、これを実際上使用することが困難である。ま
た、試験台を120℃に加熱し、この状態で1時間放置
した後、上記と同様にして異方導電性コネクターC1に
おける導電部間の絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が10M
Ω以下である導電部の数を求めた。以上、結果を下記表
3に示す。
【0100】(10)試験3:厚みが2mmで縦横の寸
法が5cm×5cmの矩形の銅よりなる電極板を、電熱
ヒーターを具えた試験台に配置した。この電極板上に、
シート状コネクターMをその表面電極部が電極板に接す
るよう配置し、このシート状コネクター上に異方導電性
コネクターC1をその導電部がシート状コネクターMに
おける裏面電極部上に位置するよう位置合わせして配置
し、この異方導電製コネクター上に、検査用回路基板T
をその検査電極の各々が当該異方導電性コネクターC1
の導電部上に位置するよう位置合わせして固定し、更
に、検査用回路基板Tを下方に12kgの荷重で加圧し
た。そして、室温(25℃)および試験台を120℃に
加熱した状態において、上記(8)試験1と同様にし
て、異方導電性コネクターC1における導電部の導通抵
抗を測定し、導通抵抗が2Ω以上である導電部の数を求
めた。以上の結果を下記表3に示す。
【0101】(11)試験4:厚みが2mmで縦横の寸
法が5cm×5cmの矩形の銅よりなる電極板を、電熱
ヒーターを具えた試験台に配置した。この電極板上に、
シート状コネクターMをその表面電極部が電極板に接す
るよう配置し、このシート状コネクター上に異方導電性
コネクターC1をその導電部がシート状コネクターMに
おける裏面電極部上に位置するよう位置合わせして配置
し、この異方導電製コネクター上に、検査用回路基板T
をその検査電極の各々が当該異方導電性コネクターC1
の導電部上に位置するよう位置合わせして固定し、更
に、検査用回路基板Tを下方に12kgの荷重で加圧し
た。そして、室温(25℃)および試験台を120℃し
た状態において、上記(9)試験2と同様にして、異方
導電性コネクターC1における導電部間の絶縁抵抗を測
定し、絶縁抵抗が10MΩ以下である導電部の数を求め
た。以上、結果を下記表3に示す。
【0102】(12)試験5:上面が開口した内部の直
径が80mmで深さが2.2mmの円形の箱型のチャン
バーを作製した。このチャンバーには、その側壁に排気
管が設けられており、側壁の上端面に弾性を有するO−
リングが配置されている。このチャンバー内に、厚みが
2mmで縦横の寸法が5cm×5cmの矩形の銅よりな
る電極板を配置した。次いで、この電極板上に、シート
状コネクターMをその表面電極部が電極板に接するよう
配置し、このシート状コネクター上に異方導電性コネク
ターC1をその導電部がシート状コネクターMにおける
裏面電極部上に位置するよう位置合わせして配置し、こ
の異方導電製コネクター上に、検査用回路基板Tをその
検査電極の各々が当該異方導電性コネクターC1の導電
部上に位置するよう位置合わせして配置し、更に、検査
用回路基板T上に加圧板を配置して固定した。この状態
においては、チャンバー内に電極板、シート状コネクタ
ーMおよび異方導電性コネクターC1が収容され、チャ
ンバーの開口はO−リングを介して検査用回路基板Tに
塞がれており、電極板およびシート状コネクターM、シ
ート状コネクターMおよび異方導電性コネクターC1、
並びに異方導電性コネクターC1および検査用回路基板
が、互いに接触または僅かな圧力で圧接するよう、加圧
板によって調整されている。
【0103】そして、室温(25℃)下において、真空
ポンプによってチャンバーの排気管から内部の空気を排
気することにより、チャンバー内の圧力を1000Pa
とした。次いで、検査用回路基板Tにおける1200個
の検査電極の中から1個の検査電極を選択し、当該選択
された検査電極と他の検査電極との間の電気抵抗を順次
測定し、測定された電気抵抗値の2分の1の値を異方導
電性コネクターC1における導電部の導通抵抗として記
録し、導通抵抗が2Ω以上である導電部の数を求めた。
以上の操作が終了した後、チャンバーから、検査用回路
基板T、異方導電性コネクターC1およびシート状コネ
クターMを取外し、上記の操作を再度行い、導通抵抗が
2Ω以上である導電部の数を求めた。以上、結果を下記
表3に示す。
【0104】〈比較例9〉フレーム板の材質を、コバー
ルからステンレス(SUS304,飽和磁化0.01W
b/m2 ,線熱膨張係数1.7×10-5/K)に変更し
たこと以外は実施例1と同様にして異方導電性コネクタ
ーを製造した。以下、この異方導電性コネクターを「異
方導電性コネクターC2」という。この異方導電性コネ
クターC2における弾性異方導電膜(20)の被支持部
(25)および機能部(21)の絶縁部(23)を観察
したところ、被支持部(25)には導電性粒子が殆ど存
在しておらず、機能部(21)の絶縁部(23)には導
電性粒子が存在していることが確認された。異方導電性
コネクターC1の代わりに異方導電性コネクターC2を
用いたこと以外は同様にして実施例5における試験1お
よび試験2を行った。以上、結果を下記表3に示す。
【0105】
【表3】
【0106】表3の結果から明らかなように、実施例5
に係る異方導電性コネクターによれば、弾性異方導電膜
における導電部のピッチが小さいものであっても、当該
導電部には良好な導電性が得られると共に、隣接する導
電部間には所要の絶縁性が得られ、しかも、温度変化に
よる熱履歴などの環境の変化に対しても良好な電気的接
続状態が安定に維持されることが確認された。
【0107】
【発明の効果】本発明の異方導電性コネクターによれ
ば、弾性異方導電膜には、導電部を有する機能部の周縁
に被支持部が形成されており、この被支持部がフレーム
板の異方導電膜配置用孔の周辺部に固定されているた
め、変形しにくくて取扱いやすく、また、例えばフレー
ム板に位置決め用マークを形成することにより、接続す
べき回路装置との電気的接続作業において、当該回路装
置に対する位置合わせおよび保持固定を容易に行うこと
ができる。そして、本発明の異方導電性コネクターは、
その弾性異方導電膜の形成において、成形材料層におけ
る被支持部となる部分に例えば磁場を作用させることに
よって当該部分に導電性粒子が存在したままの状態で、
当該成形材料層の硬化処理を行うことにより得られるた
め、成形材料層における被支持部となる部分すなわちフ
レーム板における異方導電膜配置用孔の周辺部の上方お
よび下方に位置する部分に存在する導電性粒子が、導電
部となる部分に集合することがなく、その結果、得られ
る弾性異方導電膜における導電部のうち最も外側に位置
する導電部に、過剰な量の導電性粒子が含有されること
が防止される。従って、成形材料層中の導電性粒子の含
有量を少なくする必要もないので、弾性異方導電膜の全
ての導電部において、良好な導電性が確実に得られると
共に隣接する導電部との絶縁性が確実に得られる。ま
た、弾性異方導電膜における熱による面方向の膨張がフ
レーム板によって規制されるため、フレーム板を構成す
る材料として線熱膨張係数の小さいものを用いることに
より、温度変化による熱履歴を受けた場合にも、接続す
べき回路装置に対する良好な電気的接続状態が安定に維
持される。
【0108】本発明のプローブ部材によれば、上記の異
方導電性コネクターを有するため、検査対象である回路
装置の被検査電極のピッチが小さいものであっても、当
該回路装置に対する位置合わせおよび保持固定を容易に
行うことができ、しかも、各被検査電極に対して高い接
続信頼性が得られる。本発明の回路装置の電気的検査装
置によれば、上記の異方導電性コネクターを有するプロ
ーブ部材を介して、検査対象である回路装置の被検査電
極に対する電気的接続が達成されるため、被検査電極の
ピッチが小さいものであっても、当該回路装置に対する
位置合わせおよび保持固定を容易に行うことができ、し
かも、各被検査電極に対する高い接続信頼性が得られ
る。本発明の導電接続構造体によれば、上記の異方導電
性コネクターを介して電気的に接続されてなるため、高
い接続信頼性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る異方導電性コネクターの一例を示
す平面図である。
【図2】図1に示す異方導電性コネクターにおける弾性
異方導電膜を拡大して示す説明用断面図である。
【図3】弾性異方導電成形用の金型をその一部を拡大し
て示す説明用断面図である。
【図4】金型の上型と下型の間に成形材料層が形成され
た状態を示す説明用断面図である。
【図5】図4に示す成形材料層にその厚み方向に強度分
布を有する磁場が形成された状態を示す説明用断面図で
ある。
【図6】本発明に係る異方導電性コネクターの他の例を
示す平面図である。
【図7】図6に示す異方導電性コネクターの一部を拡大
して示す平面図である。
【図8】図6に示す異方導電性コネクターにおける弾性
異方導電膜を拡大して示す平面図である。
【図9】図6に示す異方導電性コネクターにおける弾性
異方導電膜を拡大して示す説明用断面図である。
【図10】本発明に係る回路装置の電気的検査装置の一
例における構成を示す説明用断面図である。
【図11】本発明に係るプローブ部材の一例における要
部の構成を示す説明用断面図である。
【図12】本発明に係る回路装置の電気的検査装置の他
の例における構成を示す説明用断面図である。
【図13】本発明に係る導電接続構造体の一例における
構成を示す説明用断面図である。
【図14】実施例で使用した試験用回路装置の上面図で
ある。
【図15】図14に示す回路装置における被検査電極領
域を示す説明図である。
【図16】実施例で作製したフレーム板の上面図であ
る。
【図17】図16に示すフレーム板の一部を拡大して示
す説明図である。
【図18】従来の異方導電性コネクターを製造する工程
において、金型内にフレーム板が配置されると共に、成
形材料層が形成された状態を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
1 プローブ部材 2 異方導電性コネクター 3 支持台 4 ホルダー 5 加圧板 6 回路装置 7 被検査電極 10 フレーム板 11 異方導電膜配置用孔 15 空気流通孔 16 位置決め孔 20 弾性異方導電膜 20A 成形材料層 21 機能部 22 導電部 23 絶縁部 24 突出部 25 被支持部 30 検査用回路基板 31 検査電極 41 絶縁性シート 40 シート状コネクター 42 電極構造体 43 表面電極部 44 裏面電極部 45 短絡部 46 チャンバー 47 排気管 48 O−リング 50 電子部品 51 電極 52 固定部材 55 回路基板 56 電極 57 位置決め用孔 60 金型 61 上型 62 基板 63 強磁性体層 64 非磁性体層 64a 凹所 65 下型 66 基板 67 強磁性体層 68 非磁性体層 68a 凹所 69a,69b スペーサー 80 上型 81 強磁性体層 82 非磁性体層 85 下型 86 強磁性体層 87 非磁性体層 90 フレーム板 91 開口 95 成形材料層 P 導電性粒子 X,Y 導電部形成部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 直井 雅也 東京都中央区築地2丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 井上 和夫 東京都中央区築地2丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 2G003 AG07 AG08 AG12 AH05 2G011 AB06 AB08 AC14 AE01 AF04 5E023 AA05 BB22 BB30 DD26 EE31 HH06 HH23 HH28

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚み方向に伸びる異方導電膜配置用孔が
    形成されたフレーム板と、このフレーム板の異方導電膜
    配置用孔内に配置され、当該異方導電膜配置用孔の周辺
    部に支持された弾性異方導電膜とよりなり、 前記弾性異方導電膜は、磁性を示す導電性粒子が密に含
    有されてなる厚み方向に伸びる複数の導電部およびこれ
    らの導電部を相互に絶縁する絶縁部よりなる機能部と、
    この機能部の周縁に一体に形成され、前記フレーム板に
    おける異方導電膜配置用孔の周辺部に固定された被支持
    部とよりなり、当該被支持部には、磁性を示す導電性粒
    子が含有されていることを特徴とする異方導電性コネク
    ター。
  2. 【請求項2】 フレーム板は、少なくとも異方導電膜配
    置用孔の周辺部における飽和磁化が0.1Wb/m2
    上であることを特徴とする請求項1に記載の異方導電性
    コネクター。
  3. 【請求項3】 フレーム板全体が飽和磁化が0.1Wb
    /m2 以上の磁性体により構成されていることを特徴と
    する請求項1に記載の異方導電性コネクター。
  4. 【請求項4】 フレーム板の線熱膨張係数が3×10-5
    /K以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3
    のいずれかに記載の異方導電性コネクター。
  5. 【請求項5】 フレーム板には、接続すべき回路装置の
    電極領域に対応して複数の異方導電膜配置用孔が形成さ
    れ、これらの異方導電膜配置用孔の各々に弾性異方導電
    膜が配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求
    項4のいずれかに記載の異方導電性コネクター。
  6. 【請求項6】 回路装置の電気的検査に用いられるプロ
    ーブ部材であって、 検査対象である回路装置の被検査電極のパターンに対応
    するパターンに従って検査電極が表面に形成された検査
    用回路基板と、 この検査用回路基板の表面に配置された、請求項1乃至
    請求項5のいずれかに記載の異方導電性コネクターとを
    具えてなることを特徴とするプローブ部材。
  7. 【請求項7】 異方導電性コネクターの表面に、絶縁性
    シートと、この絶縁性シートをその厚み方向に貫通して
    伸び、被検査電極のパターンに対応するパターンに従っ
    て配置された複数の電極構造体とよりなるシート状コネ
    クターが配置されていることを特徴とする請求項6に記
    載のプローブ部材。
  8. 【請求項8】 請求項6または請求項7に記載のプロー
    ブ部材を具えてなり、当該プローブ部材を介して、検査
    対象である回路装置の被検査電極に対する電気的接続が
    達成されることを特徴とする回路装置の電気的検査装
    置。
  9. 【請求項9】 検査対象である回路装置を加熱する加熱
    手段を有し、当該加熱手段によって前記回路装置が所定
    の温度に加熱された状態で、当該回路装置の電気的検査
    が実行されることを特徴とする請求項8に記載の回路装
    置の電気的検査装置。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記
    載の異方導電性コネクターによって電気的に接続されて
    なることを特徴とする導電接続構造体。
JP2002030621A 2001-02-09 2002-02-07 異方導電性コネクターおよびその応用製品 Expired - Lifetime JP3788361B2 (ja)

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