JP2007157553A - 異方導電性フィルムおよび接続対象物の電極構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 信号源や受信部に特性インピーダンスを整合させた異方導電性フィルム、および同じく特性インピーダンスを整合させた接続対象物の電極構造を提供する。
【解決手段】 絶縁性フィルム１１に貫通導体１２が配設されている異方導電性フィルム１であって、貫通導体１２が、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路となるように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、高速な電気伝送に適した異方性導電性フィルムおよび接続対象物の電極構造に関するものである。

各種素子の接続などに使用される異方導電性フィルムには、主に以下の２種類のタイプがある。

I．貫通導体タイプ：図２６に例示したように絶縁性フィルム１１中に厚み方向に伸びた貫通導体１２が並んでいる（たとえば特許文献１〜４参照）。

II．導電性粒子接触タイプ：図２７に例示したように絶縁性フィルム１１中に金属粒子等の導電性粒子１３が分散しており、厚み方向に圧力をかけることでその部分の導電性粒子１３同士が接触し導通する（たとえば特許文献５〜７参照）。

これらの異方導電性フィルム１は、導電部としての貫通導体１２または導電性粒子１３を介してフィルム厚み方向にのみ導電性を有し、たとえばフィルム表裏に位置する半導体素子や回路基板等の接続対象物を電気的に接続して、接続対象物間の電気信号伝送を可能にする。

ところで、高速な電気伝送を達成するためには、信号の出力源から信号が伝播する伝送線路を経て受信部まで、全体の特性インピーダンスが整合していること、つまり、
信号源の出力インピーダンス＝伝送線路の特性インピーダンス＝受信部の入力インピーダンス
となっていることが必要である。

伝送線路のどこかに特性インピーダンスの不連続点が存在すると、信号の反射が起こり、受信部まで正確に信号を伝播することができないからである。

したがって、この条件を満たすことで、信号源から出力される電力はすべて受信側で消費されるので、受信側に最大の電力を伝送でき、信号の誤りも生じることがなく、たとえば、信号の波長と比べて伝送線路の長さを無視できない場合、言いかえると伝送線路を分布定数回路として扱う必要がある場合は、特に重要な条件となる。

また、反射による信号劣化の影響は信号の伝送速度が大きくなる程顕著になり、伝送速度が100Mbpsを超える場合は、信号波長が短くなるため、伝送線路の特性インピーダンスを整合させることがより一層重要になる。

通常、信号源の出力インピーダンスや受信部の入力インピーダンスがシングル線路なら特性インピーダンス50Ω、差動線路なら差動特性インピーダンス100Ωとされている場合が多い。この場合は伝送線路の特性インピーダンスをシングル線路なら特性インピーダンス50Ω、差動線路なら差動特性インピーダンス100Ωで整合させる。
特開２００４−３３５４５０号公報 特開２００２−２０８４４８号公報 特開２００１−３５１９４４号公報 特許第３１７９５０３号公報 特開２００３−３３１９５１号公報 特開平１１−３２６９３５号公報 特開平１１−５４５５５号公報

しかしながら、従来の異方導電性フィルム１は、貫通導体１２や導電性粒子１３による導電部を持ち、伝送線路を形成できるが、特性インピーダンスの整合は考慮されていない。

たとえば、上記タイプIの異方導電性フィルムには、接続対象物の電極に対応させて貫通導体を配置しているものもあるが（特許文献１〜４参照）、信号源の出力インピーダンス、受信部の入力インピーダンス、伝送線路の特性インピーダンスの整合を具現したものではない。

上記タイプIIの異方導電性フィルムでは、圧力をかけた部分が伝送線路となるため、伝送線路の特性インピーダンスは圧力がかかる部分の形状によって変化する。しかし、信号の送受信部分は出力インピーダンスおよび入力インピーダンスを考慮していても、押圧される側である異方導電性フィルムの特性インピーダンスを考慮した電極配置にはなっていないため、押圧されて形成される伝送線路の特性インピーダンスも整合していない（特許文献５〜７参照）。なお、特許文献５には、金属粒子が多数鎖状に繋がってなる金属粉末を膜厚方向に配向させて充填することで、異方導電膜のインピーダンスを低レベルに維持して高周波信号の通過を可能ならしめる旨が記載されているが、信号源から伝送線路を経て受信部までに至る特性インピーダンスの整合に関する記載ではない。特許文献５は高周波信号通過のために接続抵抗を低減することを目的としているだけである。正確にデジタル信号を伝送するためには、接続抵抗を低減することよりも伝送線路全体の特性インピーダンスを整合させることが重要である。

したがって、いずれのタイプであっても、従来の異方導電性フィルムは、特性インピーダンスがなんら制御されておらず、信号源としての接続対象物および受信部としての接続対象物の間において特性インピーダンスの不整合点となっている。その結果、信号源から受信部まで最大の電力を伝えることができず、100Mbps以上の伝送速度で信号伝送しようとする場合、信号劣化の原因となっている。デジタル信号の誤りを誘発し、場合によっては機器の誤動作を引き起こすおそれもある。

そこで、以上のとおりの事情に鑑み、本願発明は、信号源や受信部に特性インピーダンスを整合させた異方導電性フィルム、ならびに同じく特性インピーダンスを整合させた接続対象物の電極構造およびそれを用いた接続対象物を提供することを課題としている。

本願発明は、上記の課題を解決するものとして、第１には、絶縁性フィルムに貫通導体が配設されている異方導電性フィルムであって、貫通導体が、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路となるように配置されていることを特徴とする。

第２には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つ同軸構造状に配置されていることを特徴とする。

第３には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記特性インピーダンスを持つように、シグナル線として機能する前記貫通導体の周囲にグランド線として機能する前記貫通導体が配置されていることを特徴とする。

第４には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つマイクロストリップライン構造状に配置されていることを特徴とする。

第５には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つストリップライン構造状に配置されていることを特徴とする。

第６には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つ平行２線構造状に配置されていることを特徴とする。

第７には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つコプレーナ線路構造状に配置されていることを特徴とする。

第８には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つストリップ構造状に配置されていることを特徴とする。

第９には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つスラブライン構造状に配置されていることを特徴とする。

第１０には、前記異方導電性フィルムにおいて、前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つグランド面付きワイヤ線路構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。

また、この出願の発明は、第１１には、絶縁性フィルムに導電性粒子が分散されている異方導電性フィルムによって電気的接続される接続対象物の電極構造であって、電極が、異方導電性フィルムの特性インピーダンスと信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスとが整合するように配置されていることを特徴とする。

第１２には、前記電極構造において、シグナル線として機能する前記電極の周囲にグランド線として機能する前記電極が配置されていることを特徴とする。

そして、この出願の発明は、第１３には、前記電極構造を有する接続対象物であることを特徴としている。

上記第１〜第１０の発明によれば、上記のとおりに貫通導体を配置させることで、送信側および受信側と伝送線路である異方導電性フィルムとの特性インピーダンスの整合をとることができるようになり、100Mbps以上の高速伝送に特に好適な貫通導体タイプの異方導電性フィルムが実現される。

すなわち、本願発明の発明者等は、異方導電性フィルムの貫通導体の配置パターンによって特性インピーダンス整合を図るという従来にはない全く新しい技術思想を見出し、これに基づいてなされた本願発明は、同軸ケーブルパターン、シグナル線／グランド線パターン、マイクロストリップラインパターン、ストリップラインパターンなどといった、特性インピーダンスを整合させた配置パターンとすることで、信号源から異方導電性フィルムを経て受信部までに至る信号伝送において、特性インピーダンスの不整合点が無く信号の反射が起こらないため、正確な高速伝送を実現することができる。

また、上記第１１〜第１３の発明によれば、上記のとおりに半導体素子等の接続対象物における電極を配置させることで、導電性粒子接触タイプの異方導電性フィルムを伝送線路として介在させた場合であっても、信号源としての接続対象物および受信部としての接続対象物を特性インピーダンスの不整合点なしに電気的接続して、100Mbps以上の高速伝送を可能ならしめることができる。

導電性粒子接触タイプの異方導電性フィルムでは、圧力がかかる部分の形状によって伝送線路の特性インピーダンスが変化するために、異方導電性フィルム側で特性インピーダンスを制御することができない。そこで、接続対象物側の電極配置によって特性インピーダンスを制御することで、信号源から受信部までの特性インピーダンス整合を実現しており、よって高速伝送が必要な箇所に異方導電性フィルムを使用することが可能になる。

［貫通導体タイプの異方導電性フィルムに関する実施形態１］
図１は、本願発明の一実施形態を示したものである。

本実施形態の異方導電性フィルム１では、絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した貫通導体１２が、絶縁性フィルム１１中にて、特性インピーダンスが制御された同軸構造状に配置されている。

より具体的には、一つの円柱状の貫通導体１２ａと、それを中心に取り囲む円筒状の貫通導体１２ａ’とによって、それぞれシグナル線およびグランド線（＝リターンパス）として機能する同軸構造を形成しており、この同軸構造（同軸ケーブル構造とも呼べる）は、特性インピーダンスが制御されて、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路として機能する。

特性インピーダンスの制御では、図２に例示した同軸構造において、所定の特性インピーダンスとなるように、絶縁材である絶縁性フィルム１１の比誘電率ε_r、外側導体である貫通導体１２ａ’の内径b、および内側導体である貫通導体１２ａの外径aを決定する。また、特性インピーダンスを所定の範囲内に制御することにより、接合点での電圧反射係数を所定の範囲内に制御することができる。

さらに説明すると、同軸構造の特性インピーダンスZcは、図２において、絶縁材の比誘電率ε_r、外側導体の内径b、および内側導体の外径aを変数として、次の近似式で与えられる。

たとえば、特性インピーダンスZcを50Ωに整合させるためには、絶縁材の比誘電率ε_rが3.5の場合は、外側導体内径 b / 内側導体外径 a = 4.76とすればよい。

さらには、整合目標50Ωに対し許容幅±20%で制御する、つまり50Ω±10Ωで制御する場合の外側導体内径 b / 内側導体外径 aの許容範囲は、表１で与えられる。またグラフ化したものが図３である。

ここで、たとえば図４に例示したように、特性インピーダンス50Ωの伝送線路と特性インピーダンスZcの伝送線路を接続した接合点での電圧反射係数Γは、次式で与えられる。

完全に整合した場合、すなわちZc=50(Ω)の場合は、電圧反射係数＝0となる。

したがって、外側導体内径 b / 内側導体外径 aを表１ならびに図３の範囲に制御することによって、電圧反射係数を＋0.09〜−0.11の範囲に抑えることができる。

上記の例では50Ωに整合させることを目標にした場合を説明しているが、重要な点は、
信号源の出力インピーダンス＝伝送線路の特性インピーダンス＝受信部の入力インピーダンス
とすることである。

従来、信号源の出力インピーダンスや受信部の入力インピーダンスが50Ωとされているケースが多いため、上記説明では50Ω整合を例に挙げた。信号源の出力インピーダンスや受信部の入力インピーダンスが50Ωでない場合は、適宜、整合するよう伝送線路になる異方導電性フィルム１の特性インピーダンスを適切な値に設計すればよい。

以上のとおりに特性インピーダンスが制御された同軸構造状の配置パターンの貫通導体１２は、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路となる。

ここで、信号源は、受信部に対して何等かの電気信号を発するもの、受信部（その種類に従って受信体、受信部材、受信デバイスなどと呼ぶこともできる）は、信号源から発せられた電気信号を受信するものであり、それぞれ異方導電性フィルム１の表裏面に圧着等により接合されて、異方導電性フィルム１中の上記貫通導体１２で成る伝送線路を介して電気信号の送受を行う。

たとえば、半導体チップ、面発光レーザ等の受発光素子、回路基板、電子部品、同軸ケーブル、電気コネクタ、コンタクトプローブなどを対象とすることができ、それらが具備する電極や配線などが貫通導体１２により電気的接続されることとなる。これらは総称して接続対象物と呼べる。

本実施形態では、接続される信号源および受信部も同軸構造状の電極や配線を持つものでも良いし、そうでなくても良い。形状が同じか異なるかは問題ではなく、伝送線路の構造が決定すれば決定される特性インピーダンスが信号源の出力インピーダンスや受信部の入力インピーダンスと整合しており、かつシグナル線およびグランド線(＝リターンパス)が相互に接続されていれば良い。

以上の異方導電性フィルム１によれば、図２６に例示したような従来の異方導電性フィルム１に比べて、信号源から伝送線路である異方導電性フィルム１を経て受信部までの全体の特性インピーダンスが整合し、正確且つ高速な信号伝送、特に100Mbps以上の高速伝送が可能になる。

これにより、たとえば、チップ間や層間の高密度且つ高速な信号伝送を可能にする可撓性のあるインターポーザとして利用することもできる。

［貫通導体タイプの異方導電性フィルムに関する実施形態２］
図５は、本願発明の別の一実施形態を示したものである。

本実施形態の異方導電性フィルム１では、シグナル線として機能する貫通導体１２ｂの周囲に、グランド線として機能する貫通導体１２ｂ’が配置されている。

より具体的には、貫通導体１２ｂは、同軸構造におけるシグナル線と同じ位置に配置された一つの円柱状の導体であり、貫通導体１２ｂ’は、貫通導体１２ｂを囲むように同軸構造におけるグランド線と同じ位置に配置された複数の円柱状の導体であり、それぞれシグナル線およびグランド線(＝リターンパス)を形成して、同軸構造に類似した配置パターンとなっている。

そして、この配置パターンの貫通導体１２ｂ，１２ｂ’は、実施形態１と同様に、絶縁性フィルム１１の比誘電率、貫通導体１２ｂの外径，各貫通導体１２ｂ’の外径、貫通導体１２ｂ’全体のグランド線としての内径などの適切な設計により特性インピーダンスが制御されて、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路となる。

本実施形態では、貫通導体１２を同軸構造に類似した配置パターンとしているので、接続される信号源および受信部も同軸構造に類似した電極や配線を持つものとしてもよいし、していなくてもよい。特性インピーダンスが整合し、相互に接続されていることが重要である。

以上の異方導電性フィルム１によれば、実施形態１と同様に、信号源の出力インピーダンス＝伝送線路の特性インピーダンス＝受信部の入力インピーダンスとなって、100Mbps以上の正確且つ高速な信号伝送が可能になり、可撓性のあるインターポーザとしても利用できる。

［貫通導体タイプの異方導電性フィルムに関する実施形態３］
図６および図７は、各々、貫通導体１２がマイクロストリップライン構造状およびストリップライン構造状に配置された一実施形態を示したものである。

マイクロストリップライン構造とは、シグナル線の下層をグランド面（＝リターンパス）として利用する構造であり、プリント配線板の最表層および最裏層にシグナル線を配線する場合に、この構造を利用する場合が多い。図６では、絶縁性フィルム１１にて、このマイクロストリップライン構造を形成するようにシグナル線として機能する板状の貫通導体１２ｃおよびグランド線として機能する一つの板状の貫通導体１２ｃ’が配置されている。

ストリップライン構造とは、シグナル線の上層と下層をグランド面（＝リターンパス）として利用する構造であり、多層プリント配線板の内層にシグナル線を配線する場合に、この構造を利用する場合が多い。図７では、絶縁性フィルム１１にて、このストリップラン構造を形成するようにシグナル線として機能する板状の貫通導体１２ｃおよびシグナル線として機能する一対の平行板状の貫通導体１２ｃ’が配置されている。

これらマイクロストリップライン構造およびストリップライン構造についても、上述した同軸構造と同様に、ライン幅や絶縁材の比誘電率などの構造パラメータを決定することで、特性インピーダンスを制御することができる。

より具体的には、特性インピーダンスの制御では、所定の特性インピーダンスとなるように、図６のマイクロストリップライン構造、図７のストリップライン構造において、絶縁性フィルム１１の比誘電率ε_r、貫通導体１２ｃの幅wおよび厚さt、貫通導体１２ｃ，１２ｃ’間の距離h、貫通導体１２ｃ’間の距離h'などを決定する。また、特性インピーダンスを所定の範囲内に制御することにより、接合点での電圧反射係数を所定の範囲内に制御することができる。

上記各パラメータが決定すると、近似的に特性インピーダンスを算出することができる。近似式はいろいろ知られているが、マイクロストリップライン構造における一例を数３、ストリップライン構造における一例を数４に示す（鈴木茂夫，”電子技術者のための高周波設計の勘所”，日刊工業新聞社出版を参照）。

（lnは底をeとする対数を表す。）
但し、実際に作製する場合は、これの近似式には含まれない要素によって特性インピーダンスが変化することがある。たとえば導体表面の粗さによって特性インピーダンスが変化したり、実際に作製される導体の形状は必ずしも理想的な形状にはならず、製造条件によっては断面が長方形ではなく台形や楕円形になり、特性インピーダンスが変化することがある。これらの違いによって、特性インピーダンスが上記の近似式から得られる値と必ずしも厳密に一致するとは限らない。細かな調整は、異方導電性フィルム１の材料や作製工程の特徴等を考慮に入れて調整されるべき事柄である。

そして、近似式による特性インピーダンスZcが信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスと整合するように、各構造パラメータを調整し決定して、貫通導体１２ｃ，１２ｃ’を配置することで、特性インピーダンスの不連続点のない高速信号伝送が実現される。

本実施形態における信号源および受信部は、マイクロストリップライン構造、ストリップライン構造に対応したものでもよいし、それぞれシグナル線およびグランド線(＝リターンパス)に接続できる構造に対応したものでもよい。電極は同じ形状であってもよいし、同じ形状でなくてもよい。

［貫通導体タイプの異方導電性フィルムに関する他の実施形態］
本願発明における貫通導体タイプの異方導電性フィルムについては、上述した構造以外にも、以下のような様々な構造が考えられる。

・平行２線構造（図８参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した２本の円柱状の貫通導体１２ｄ，１２ｄ’が、互いに平行に配置されている。一方がシグナル線、他方がグランド線となる。

・コプレーナ線路構造（図９参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した３つの板状の貫通導体１２ｅ，１２ｅ’が、コプレーナ線路を形成するように配置されている。真ん中がシグナル線、両側がグランド線となる。

・グランド面付きコプレーナ線路構造（図１０参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した４つの板状の貫通導体１２ｆ，１２ｆ’，１２ｆ”が、グランド面を備えたコプレーナ線路を形成するように配置されている。上記図９の構造に長尺板のグランド線（貫通導体１２ｆ”）を追加したコプレーナ線路構造の一種である。

・グランド面に挟まれたコプレーナ線路構造（図１１参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した５つの板状の貫通導体１２ｇ，１２ｇ’，１２ｇ”が、グランド面に挟まれたコプレーナ線路を形成するように配置されている。上記図９の構造に１対の長尺平行板のグランド線（貫通導体１２ｆ”）を追加したコプレーナ線路構造の一種である。

・シールド付きコプレーナ線路構造（図１２参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した３つの板状の貫通導体１２ｈ，１２ｈ’およびそれらを囲む断面長方形の角筒状の貫通導体１２ｈ”が、シールドを備えたコプレーナ線路を形成するように配置されている。上記図９の構造にシールドとなる角筒導体（貫通導体１２ｈ”）を追加したコプレーナ線路構造の一種である。

・ストリップ中心導体の同軸線路構造（図１３参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した１つの板状の貫通導体１２ｉおよびそれを囲む円筒状の貫通導体１２ｉ’が、ストリップ中心の同軸線路を形成するように配置されている。中心導体をシグナル線として機能するストリップとした同軸構造の一種である。

・円筒中心導体の正方形同軸線路構造（図１４参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した１つの円柱状の貫通導体１２ｊおよびそれを囲む断面正方形の角筒状の貫通導体１２ｊ’が、中心導体が円筒の正方形同軸線路を形成するように配置されている。円筒導体のシグナル線および正方形角筒導体のグランド線を持つ同軸構造の一種である。

・正四角柱中心導体の正方形同軸線路構造（図１５参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した１つの正四角柱状の貫通導体１２ｋおよびそれを囲む断面正方形の角筒状の貫通導体１２ｋ’が、中心導体が正四角柱の正方形同軸線路を形成するように配置されている。正四角柱導体のシグナル線および正方形角筒導体のグランド線を持つ同軸構造の一種である。

・長方形同軸線路構造（図１６参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した１つの板状の貫通導体１２ｌおよびそれを囲む断面長方形の角筒状の貫通導体１２ｌ’が、長方形同軸線路を形成するように配置されている。ストリップ中心導体のシグナル線および方形角筒導体のグランド線を持つ同軸構造の一種である。

・ストリップの対向ペア構造（図１７参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した２つの板状の貫通導体１２ｍ，１２ｍ’が、互いの長辺を対向させて、ストリップの対向ペアを形成するように配置されている。一方をシグナル線、他方をグランド線としたストリップ構造の一種である。

・ストリップの隣接ペア構造（図１８参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した２つの板状の貫通導体１２ｎ，１２ｎ’が、互いの短辺を対向させて、ストリップラインの隣接ペアを形成するように配置されている。一方をシグナル線、他方をグランド線としたストリップ構造の一種である。

・シールド付き平行２線構造（図１９参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した２つの円柱状の貫通導体１２ｏおよびそれを囲む円筒状の貫通導体１２ｏ’が、シールドされた平行２線路を形成するように配置されている。上記図８の構造にシールドとなる円筒導体を追加した平行２線構造の一種である。

・グランド線に囲まれた伝送線路構造（図２０参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した１つの円柱状の貫通導体１２ｐおよびそれを囲む４つの円柱状の貫通導体１２ｐ’が、グランド線に囲まれた伝送線路を形成するように配置されている。中央の貫通導体１２ｐが伝送線路（＝シグナル線）、周りの貫通導体１２ｐ’がグランド線となる。上記図５の構造よりもグランド線の本数を少なくした同軸構造に類似した構造といえる。

・スラブライン構造（図２１参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した、互いの長辺を対向させた一対の平行板状の貫通導体１２ｑ’およびそれらに挟まれた１つの円柱状の貫通導体１２ｑが、スラブラインを形成するように配置されている。

・グランド面付きワイヤ線路構造（図２２参照）
絶縁性フィルム１１を厚さ方向に貫通した１つの円柱状の貫通導体１２ｒおよび一つの板状の貫通導体１２ｒ’が、グランド面を備えたワイヤ状線路を形成するように配置されている。

なお、構造名称は文献によって異なることもあり（たとえばBrian C. Wadell, "Transmission Line Design Handbook", Artech House Publisherを参照）、上記の呼び方には限定されない。

また、「グランド線」「グランド面」は、シグナルの「リターンパス」と呼ぶこともできる。

また、各図では、主に導体の配置を上下や左右に対称にしているが、必ずしも対称である必要はなく、場合によって非対称にすることも可能である。

また、シグナル線を２本備えた差動伝送線路とすることも可能である。

特性インピーダンスを算出する近似式もいろいろ提案されており、参考値として予め特性インピーダンスを推定し制御することが可能である。

また、様々な形状や設計のサンプルを作製、実測することによって、特性インピーダンスを測定し、実際の異方導電性フィルム１の特性インピーダンス制御を行えることは言うまでもない。

またさらには、特性インピーダンスの予測や制御に、電磁界シミュレータなどのシミュレーションソフトを利用することも可能である。

そして、いずれの構造においても、それぞれ必要な構造パラメータを調整して、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路となるように貫通導体１２（貫通導体１２ａ−１２ｒ’を含む。以下同じ）を配置することで、100Mbps以上の高速信号伝送を実現することができる。

［貫通導体に関する他の実施形態］
以上の各実施形態における貫通導体１２については、たとえば図２３（ａ）（ｂ）に例示したように、その端部を絶縁性フィルム１１から突出させて、出っ張りを設けた形態も可能であり、この場合も同様に特性インピーダンスを整合させた高速伝送が実現される。

また、上記各種形態の貫通導体１２は、たとえば、予め必要な形状に成形された導電体を絶縁性フィルム１１に埋設する、絶縁性フィルム１１に形成された貫通孔に導電材を充填するなど、種々の方法により成形でき、特に成形方法の限定はない。また材料の限定も無い。但し、伝送損失が少なくなるよう抵抗率の低い金属、特に金、銀、銅、アルミニウムを用いることが好ましい。

［導電性粒子接触タイプの異方導電性フィルムに関する実施形態］
図２４は、本願発明における導電性粒子接触タイプの異方導電性フィルムの一実施形態を示したものである。

本実施形態では、絶縁性フィルム１１中に導電性粒子１３が分散されている異方導電性フィルム１によって電気的接続される接続対象物としての半導体素子２において、異方導電性フィルム１の特性インピーダンスと信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスとが整合するように、シグナル線として機能する電極２１ａの周囲にグランド線として機能する電極２１ａ’が配置されている。

より具体的には、電極２１ａは、同軸構造におけるシグナル線と同じ位置に配置された一つの円柱状の電極体であり、電極２１ａ’は、電極２１ａを囲むように同軸構造におけるグランド線と同じ位置に配置された複数の円柱状の電極体であり、それぞれシグナル線とグランド線(＝リターンパス)を形成して、同軸構造に類似した電極構造となっている。この電極を異方導電性フィルム１に押しあてることによって、異方導電性フィルム１中で電極部分に相当する所に存在する導電性粒子１３が接触することにより、導電性が発現する。この時の特性インピーダンスが、信号源の出力インピーダンスや受信部の入力インピーダンスと整合するように予め電極２１ａ，２１ａ’の配置を設計しておく。

この電極構造によれば、図２７の従来例に比べて、信号源から伝送線路である異方導電性フィルム１を経て受信部までの全体の特性インピーダンスが整合して、正確且つ高速な信号伝送、特に100Mbps以上の高速伝送が可能になる。

ここでは、半導体素子２は、受信部に対して信号を発する信号源および信号源からの信号を受ける受信部のいずれにもなり得る。したがって、たとえば信号源としての半導体素子２が異方導電性フィルム１の一方の面（図２４では下面）に接合された場合、異方導電性フィルム１のもう一方の面（図２４では上面）には受信部としての他の接続対象物が接合されて、信号源から伝送経路を経て受信部へと導通する特性インピーダンス不連続点のない信号経路が形成されることとなる。

なお、電極２１ａ，２１ａ’については、たとえば図２５に例示したように、その端部を素子基板から突出させて、出っ張りを設けた形態も可能であり、この場合も同様に特性インピーダンスを整合させた高速伝送が実現される。

［接続対象物］
以上の本願発明において、異方導電性フィルム１は、たとえば半導体素子や回路装置等の機能検査にも用いることができるので、本願発明でいう接続対象物にはこの検査対象物も含まれる。

実際、検査対象物は異方導電性フィルム１を介して電気的接続されることになるので、接続対象物とも呼べる。

また、ここでいう接続とは、取れないように接着あるいは固定された状態であってもよいし、一時的に導電性を得るように接触された状態でもよい。

本願発明の貫通導体タイプの一実施形態を示した斜視図。 同軸構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 外側導体内径b/内側導体外径aの許容範囲の一例を示した図。 伝送線路の接合部について説明するための模式図。 本願発明の貫通導体タイプの一実施形態を示した斜視図。 マイクロストリップライン構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 ストリップライン構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 平行２線構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 コプレーナ線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 グランド面付きコプレーナ線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 グランド面に囲まれたコプレーナ線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 シールド付きコプレーナ線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 ストリップ中心の同軸線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 円筒中心導体の正方形同軸線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 正四角柱中心導体の正方形同軸線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 長方形同軸線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 ストリップの対向ペア構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 ストリップの隣接ペア構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 シールド付き平行２線構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 グランド線に囲まれた伝送線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 スラブライン構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 グランド面付きワイヤ線路構造について説明するための異方導電性フィルム上面の模式図。 （ａ）（ｂ）は、各々、本願発明の貫通導体タイプの一実施形態を示した斜視図。 本願発明の導電性粒子接触タイプの一実施形態を示した斜視図。 本願発明の導電性粒子接触タイプの一実施形態を示した斜視図。 貫通導体タイプの従来例を示した斜視図。 導電性粒子接触タイプの従来例を示した斜視図。

符号の説明

１ 異方導電性フィルム
１１ 絶縁性フィルム
１２，１２ａ−１２ｒ’ 貫通導体
１３ 導電性粒子
２ 半導体素子
２１，２１ａ，２１ａ’ 電極

Claims (13)

1. 絶縁性フィルムに貫通導体が配設されている異方導電性フィルムであって、貫通導体が、信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスに整合した特性インピーダンスを持つ伝送線路となるように配置されていることを特徴とする異方導電性フィルム。
2. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つ同軸構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
3. 前記特性インピーダンスを持つように、シグナル線として機能する前記貫通導体の周囲にグランド線として機能する前記貫通導体が配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
4. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つマイクロストリップライン構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
5. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つストリップライン構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
6. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つ平行２線構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
7. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つコプレーナ線路構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
8. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つストリップ構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
9. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つスラブライン構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
10. 前記貫通導体が、前記特性インピーダンスを持つグランド面付きワイヤ線路構造状に配置されていることを特徴とする請求項１記載の異方導電性フィルム。
11. 絶縁性フィルムに導電性粒子が分散されている異方導電性フィルムによって電気的接続される接続対象物の電極構造であって、電極が、異方導電性フィルムの特性インピーダンスと信号源の出力インピーダンスおよび受信部の入力インピーダンスとが整合するように配置されていることを特徴とする接続対象物の電極構造。
12. シグナル線として機能する前記電極の周囲にグランド線として機能する前記電極が配置されていることを特徴とする請求項１１記載の接続対象物の電極構造。
13. 請求項１１または１２記載の電極構造を有することを特徴とする接続対象物。