JP2007193972A - コネクター装置、回路基板検査装置および導電接続構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】接続すべき電極がそのピッチが小さくて高密度に配置されているものであっても、小さいコストでかつ高い接続信頼性で電気的に接続することができるコネクター装置、これを具えた回路基板検査装置および導電接続構造体を提供する。
【解決手段】第１の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シート、第２の異方導電性エラストマーシートおよびピッチ変換ボードを有する複数のコネクターユニットが積重されてなり、複合導電性シートは、複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、絶縁性シートの貫通孔の各々に配置された剛性導体とを有し、剛性導体の各々は、絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、コネクター装置、このコネクター装置を具えた回路基板検査装置および導電接続構造体に関する。

従来、回路装置相互間、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、エラストマー中に導電性粒子が含有されてなる異方導電性エラストマーシートが用いられている。
また、プリント回路基板や半導体集積回路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、回路装置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。
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、例えば金属粒子をエラストマー中に均一に分散して得られるもの（特許文献１等参照）、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路形成部と、これらを相互に絶縁する絶縁部とが形成されてなるもの（特許文献２等参照）、導電路形成部の表面と絶縁部との間に段差が形成されたもの（特許文献３等参照）が知られている。

而して、このような異方導電性エラストマーシートによって、リードレスチップキャリアーなどの回路装置を回路基板に電気的に接続するためには、当該回路基板に当該回路装置の電極のパターンと対掌なパターンの電極を形成することが必要となる。
然るに、回路装置の電極がそのピッチが小さくて高密度に配置されている場合には、回路基板にも、ピッチが小さくて高密度に配置された電極を形成しなければならないため、当該回路基板としては、層数が多い多層のものが必要となり、従って、回路基板の製造コストが相当に高いものとなる、という問題がある。
また、回路基板の電気的検査において、異方導電性エラストマーシートによって、検査対象である回路基板を検査用回路基板に電気的に接続する場合には、検査用回路基板に検査対象である回路基板の被検査電極のパターンと対象なパターンの電極を形成することが必要となる。
然るに、検査対象である回路基板の被検査電極がそのピッチが小さくて高密度に配置されている場合には、検査用回路基板にも、ピッチが小さくて高密度に配置された電極を形成しなければならないため、当該検査用回路基板としては、層数が多い多層のものが必要となり。従って、検査用回路基板の製造コストが相当に高いものとなり、延いては、回路基板の検査コストが増大する、という問題がある。

特開昭５１−９３３９３号公報 特開昭５３−１４７７７２号公報 特開昭６１−２５０９０６号公報

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、接続すべき電極がそのピッチが小さくて高密度に配置されているものであっても、小さいコストでかつ高い接続信頼性で電気的に接続することができるコネクター装置を提供することにある。
本発明の第２目的は、回路基板の電気的検査を小さくコストでかつ高い信頼性で確実に実行することができる回路基板検査装置を提供することにある。
本発明の第３目的は、接続に要するコストが小さく、しかも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。

本発明のコネクター装置は、第１の異方導電性エラストマーシートと、この第１の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に配置された第２の異方導電性エラストマーシートと、この第２の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有する複数のコネクターユニットが積重されてなり、
前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
ピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第１の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第２の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明のコネクター装置においては、複合導電性シートの絶縁性シートの厚み方向における剛性導体の移動可能距離が５〜５０μｍであることが好ましい。
また、３個以上のコネクターユニットが積重されてなることか好ましい。
また、第１の異方導電性エラストマーシートおよび第２の異方導電性エラストマーシートの各々は、弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子による連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなることが好ましい。

本発明の回路基板検査装置は、上記のコネクター装置を具えてなることを特徴とする。

本発明の導電接続構造体は、上記のコネクター装置によって電気的に接続されてなることを特徴とする。

本発明のコネクター装置によれば、ピッチ変換ボードを有する複数のコネクターユニットが積重されているため、個々のコネクターユニットにおけるピッチ変換ボードを単層の配線板または層数の少ない多層の配線板によって構成することができ、このような配線板は高い歩留りで比較的容易に製造することができるので、コネクター装置全体の製造コストの低減化を図ることができる。しかも、接続対象である回路基板として、電極のピッチが小さくて高密度に配置されてなるもの、すなわち層数の多い多層のものを用いることが不要となる。
また、隣接するピッチ変換ボードの間には、第１の異方導電性エラストマーシート、剛性導体を有する複合導電性シートおよび第２の異方導電性エラストマーシートが積重されており、複合導電性シートの剛性導体は、絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされているため、第１の異方導電性エラストマーシートおよび第２の異方導電性エラストマーシートは剛性導体が移動することによって互いに連動して圧縮変形する結果、両者の有する凹凸吸収能が確実に発現されるので、隣接するピッチ変換ボードの間に高い接続信頼性が得られる。
従って、上記のコネクター装置によれば、小さいコストでかつ高い接続信頼性で電気的な接続を達成することができる。

本発明の回路基板検査装置によれば、コストが小さくかつ接続信頼性の高いコネクター装置を介して、回路基板５に対する電気的接続が達成されるため、回路基板の電気的検査を小さいコストでかつ高い信頼性で確実に実行することができる。

本発明の導電接続構造体によれば、コストが小さくかつ接続信頼性の高いコネクター装置を介して電気的に接続されていることにより、接続対象である回路基板として、層数の多い多層のものを用いることが不要となるため、導電接続構造体全体の製造コストの低減化を図ることができ、しかも、高い信頼性を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈コネクター装置〉
図１は、本発明に係るコネクター装置の一例における構成を示す説明用断面図であり、図２は、図１に示すコネクター装置の要部を拡大して示す説明用断面図である。
このコネクター装置１０は、複数のコネクターユニット１１が積重されて構成されている。
コネクターユニット１１の各々は，第１の異方導電性エラストマーシート１２と、この第１の異方導電性エラストマーシート１２上に配置された複合導電性シート１５と、この複合電極シート１５上に配置された第２の異方導電性エラストマーシート１３と、この第２の異方導電性エラストマーシート１３上に配置された、例えばプリント配線板よりなるピッチ変換ボード２０とにより構成されている。
このようなコネクター装置１０においては、コネクターユニット１１が３個以上積重されていることが好ましく、より好ましくは５個以上である。コネクターユニット１１の数が過小である場合には、ピッチ変換ボード２０を層数の多い多層配線板によって構成することが必要となるため、当該ピッチ変換ボード２０の歩留りが低下する結果、装置全体の製造コストが増大するため、好ましくない。

コネクターユニット１１における第１の異方導電性エラストマーシート１２および第２の異方導電性エラストマーシート１３の各々は、図３に示すように、絶縁性の弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子Ｐが、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子Ｐによる連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなるものである。
第１の異方導電性エラストマーシート１２および第２の異方導電性エラストマーシート１３の各々を形成する弾性高分子物質としては、架橋構造を有する高分子物質が好ましい。このような弾性高分子物質を得るために用いることの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、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、シリコーンゴム、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などが挙げられる。これらの中では、耐久性、成形加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
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 ポ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。
また、シリコーンゴムは、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１０，０００〜４０，０００のものであることが好ましい。また、得られる異方導電性エラストマーシートに良好な耐熱性が得られることから、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。

第１の異方導電性エラストマーシート１２および第２の異方導電性エラストマーシート１３の各々に含有される導電性粒子Ｐとしては、後述する方法により当該粒子を容易に厚み方向に並ぶよう配向させることができることから、磁性を示す導電性粒子が用いられる。このような導電性粒子の具体例としては、鉄、コバルト、ニッケルなどの磁性を有する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金属のメッキを施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、その表面に導電性の良好な金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、例えば化学メッキまたは電解メッキ法、スパッタリング法、蒸着法などが用いられている。

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ことから、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０．５〜５０質量％であることが好ましく、より好ましくは２〜３０質量％、さらに好ましくは３〜２５質量％、特に好ましくは４〜２０質量％である。被覆される導電性金属が金である場合には、その被覆量は、芯粒子の０．５〜３０質量％であることが好ましく、より好ましくは２〜２０質量％、さらに好ましくは３〜１５質量％である。

また、導電性粒子Ｐの数平均粒子径は、３〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは５〜１５μｍである。この数平均粒子径が過小である場合には、後述する製造方法において、導電性粒子Ｐを厚み方向に配向させることが困難となることがある。一方、この数平均粒子径が過大である場合には、分解能の高い異方導電性エラストマーシートを得ることが困難となることがある。
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１．０１〜７、さらに好ましくは１．０５〜５、特に好ましくは１．１〜４である。
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次粒子であることが好ましい。
また、導電性粒子Ｐとして、その表面がシランカップリング剤などのカップリング剤や潤滑剤で処理されたものを適宜用いることができる。カップリング剤や潤滑剤で粒子表面を処理することにより、得られる異方導電性エラストマーシートの耐久性が向上する。

このような導電性粒子Ｐは、異方導電性エラストマーシート中に体積分率で１０〜４０％、特に１５〜３５％となる割合で含有されていることが好ましい。この割合が過小である場合には、厚み方向に十分に高い導電性を有する異方導電性エラストマーシートが得られないことがある。一方、この割合が過大である場合には、得られる異方導電性エラストーシートは脆弱なものとなりやすく、異方導電性エラストマーシートとして必要な弾性が得られないことがある。

また、第１の異方導電性エラストマーシート１２および第２の異方導電性エラストマーシート１３の各々の厚みは、２０〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは２５〜７０μｍである。この厚みが過小である場合には、当該異方導電性エラストマーシートには十分な凹凸吸収能が得られないことがある。一方、この厚みが過大である場合には、当該異方導電性エラストマーシートには高い分解能が得られないことがある。

第１の異方導電性エラストマーシート１２は、以下のようにして製造することができる。
先ず、図４に示すように、それぞれシート状の一面側成形部材３５および他面側成形部材３６と、目的とする第１の異方導電性エラストマーシート１２の平面形状に適合する形状の開口３７Ｋを有すると共に当該第１の異方導電性エラストマーシート１２の厚みに対応する厚みを有する枠状のスペーサー３７とを用意すると共に、硬化されて弾性高分子物質となる液状の高分子物質形成材料中に導電性粒子が含有されてなる導電性エラストマー用材料を調製する。
そして、図５に示すように、他面側成形部材３６の成形面（図５において上面）上にスペーサー３７を配置し、他面側成形部材３６の成形面上におけるスペーサー３７の開口３７Ｋ内に、調製した導電性エラストマー用材料１２Ｂを塗布し、その後、この導電性エラストマー用材料１２Ｂ上に一面側成形部材３５をその成形面（図５において下面）が導電性エラストマー用材料１２Ｂに接するよう配置する。
以上において、一面側成形部材３５および他面側成形部材３６としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などよりなる樹脂シートを用いることができる。
また、一面側成形部材３５および他面側成形部材３６を構成する樹脂シートの厚みは、５０〜５００μｍであることが好ましく、より好ましくは７５〜３００μｍである。この厚みが５０μｍ未満である場合には、成形部材として必要な強度が得られないことがある。一方、この厚みが５００μｍを超える場合には、導電性エラストマー用材料層に所要の強度の磁場を作用させることが困難となることがある。

次いで、図６に示すように、加圧ロール３８ａおよび支持ロール３８ｂよりなる加圧ロール装置３８を用い、一面側成形部材３５および他面側成形部材３６によって導電性エラストマー用材料１２Ｂを挟圧することにより、当該一面側成形部材３５と当該他面側成形部材３６との間に、所要の厚みの導電性エラストマー用材料層１２Ａを形成する。この導電性エラストマー用材料層１２Ａにおいては、図７に拡大して示すように、導電性粒子Ｐが均一に分散した状態で含有されている。
その後、一面側成形部材３５の裏面および他面側成形部材３６の裏面に、例えば一対の電磁石を配置し、当該電磁石を作動させることにより、導電性エラストマー用材料層１２Ａの厚み方向に平行磁場を作用させる。その結果、導電性エラストマー用材料層１２Ａにおいては、当該導電性エラストマー用材料層１２Ａ中に分散されている導電性粒子Ｐが、図８に示すように、面方向に分散された状態を維持しながら厚み方向に並ぶよう配向し、これにより、それぞれ厚み方向に伸びる複数の導電性粒子Ｐによる連鎖が、面方向に分散した状態で形成される。
そして、この状態において、導電性エラストマー用材料層１２Ａ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、かつ、当該導電性粒子Ｐによる連鎖が面方向に分散された状態で含有されてなる第１の異方導電性エラストマーシート１２が製造される。

以上において、導電性エラストマー用材料層１２Ａの硬化処理は、平行磁場を作用させたままの状態で行うこともできるが、平行磁場の作用を停止させた後に行うこともできる。
導電性エラストマー用材料層１２Ａに作用される平行磁場の強度は、平均で０．０２〜２．５テスラとなる大きさが好ましい。
導電性エラストマー用材料層１２Ａ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。具体的な加熱温度および加熱時間は、導電性エラストマー用材料層１２Ａを構成する高分子物質用材料などの種類、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。

また、第２の異方導電性エラストマーシート１３は、第１の異方導電性エラストマーシート１２と同様の方法によって製造することができる。

コネクターユニット１１における複合導電性シート１５は、図９に示すように、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔１６Ｈが、後述するピッチ変換ボード２０の端子電極２２のパターンに対応するパターンに従って形成された絶縁性シート１６と、この絶縁性シート１６の各貫通孔１６Ｈに当該絶縁性シート１６の両面の各々から突出するよう配置された複数の剛性導体１７とにより構成されている。
剛性導体１７の各々は、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈに挿通された円柱状の胴部１７ａと、この胴部１７ａの両端の各々に一体に連結されて形成された、絶縁性シート１６の表面に露出する端子部１７ｂとにより構成されている。剛性導体１７における胴部１７ａの長さＬは、絶縁性シート１６の厚みｄより大きく、また、当該胴部１７ａの径ｒ２は、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの径ｒ１より小さいものとされており、これにより、当該剛性導体１７は、絶縁性シート１６の厚み方向に移動可能とされている。また、剛性導体１７における端子部１７ｂの径ｒ３は、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの径ｒ１より大きいものとされている。

絶縁性シート１６を構成する材料としては、液晶ポリマー、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアラミド樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型ポリエステル樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂等の繊維補強型樹脂材料、エポキシ樹脂等にアルミナ、ポロンナイトライド等の無機材料をフィラーとして含有した複合樹脂材料などを用いることができる。
また、コネクター装置１０を高温環境下で使用する場合には、絶縁性シート１６として、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^-6〜２×１０^-5／Ｋ、特に好ましくは１×１０^-6〜６×１０^-6／Ｋである。このような絶縁性シート１６を用いることにより、当該絶縁性シート１６の熱膨張による剛性導体１７の位置ずれを抑制することができる。
また、絶縁性シート１６の厚みｄは、１０〜２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１５〜１００μｍである。
また、絶縁性シート１６の貫通孔２６Ｈの径ｒ１は、２０〜２５０μｍであることが好ましく、より好ましくは３０〜１５０μｍである。

剛性導体１７を構成する材料としては、剛性を有する金属材料を好適に用いることができ、特に、後述する製造方法において、絶縁性シート１６に形成される金属薄層よりエッチングされにくいものを用いることが好ましい。このような金属材料の具体例としては、ニッケル、コバルト、金、アルミニウムなどの単体金属またはこれらの合金などを挙げることができる。
剛性導体１７における胴部１７ａの径ｒ２は、１８μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２５μｍ以上である。この径ｒ２が過小である場合には、当該剛性導体１７に必要な強度が得られないことがある。また、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの径ｒ１と剛性導体１７における胴部１７ａの径ｒ２との差（ｒ１−ｒ２）は、１μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは２μｍ以上である。この差が過小である場合には、絶縁性シート１６の厚み方向に対して剛性導体１７を移動させることが困難となることがある。
剛性導体１７における端子部１７ｂの径ｒ３は、接続すべき電極すなわちピッチ変換ボード２０における端子電極２２の径の７０〜１５０％であることが好ましい。また、剛性導体１７における端子部１７ｂの径ｒ３と絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの径ｒ１との差（ｒ３−ｒ１）は、５μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０μｍ以上である。この差が過小である場合には、剛性導体１７が絶縁性シート１６から脱落する恐れがある。
絶縁性シート１６の厚み方向における剛性導体１７の移動可能距離、すなわち剛性導体１７における胴部１７ａの長さＬと絶縁性シート１６の厚みｄとの差（Ｌ−ｄ）は、５〜５０μｍであることが好ましく、より好ましくは１０〜４０μｍである。剛性導体１７の移動可能距離が過小である場合には、コネクターユニット１１全体において、十分な凹凸吸収能を得ることが困難となることがある。一方、剛性導体１７の移動可能距離が過大である場合には、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈから露出する剛性導体１７の胴部１７ａの長さが大きくなり、検査に使用したときに、剛性導体１７の胴部１７ａが座屈または損傷するおそれがある。

上記の複合導電性シート１５は、例えば以下のようにして製造することができる。
先ず、図１０に示すように、絶縁性シート１６の一面に易エッチング性の金属層１８Ａが一体的に積層されてなる積層材料１５Ｂを用意し、この積層材料１５Ｂにおける金属層１８Ａに対して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、図１１に示すように、金属層１８Ａに接続すべき電極のパターンに対応するパターンに従って複数の開口１８Ｋを形成する。次いで、図１２に示すように、積層材料１５Ｂにおける絶縁性シート１６に、それぞれ金属層１８Ａの開口１８Ｋに連通して厚み方向に伸びる貫通孔１６Ｈを形成する。そして、図１３に示すように、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの内壁面および金属層１８Ａの開口縁を覆うよう、易エッチング性の筒状の金属薄層１８Ｂを形成する。このようにして、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔１６Ｈが形成された絶縁性シート１６と、この絶縁性シート１６の一面に積層された、それぞれ絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈに連通する複数の開口１８Ｋを有する易エッチング性の金属層１８Ａと、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの内壁面および金属層１８Ａの開口縁を覆うよう形成された易エッチング性の金属薄層１８Ｂとを有してなる複合積層材料１５Ａが製造される。
以上において、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈを形成する方法としては、レーザー加工法、ドリル加工法、エッチング加工法などを利用することができる。
金属層１８Ａおよび金属薄層１８Ｂを構成する易エッチング性の金属材料としては、銅などを用いることができる。
また、金属層１８Ａの厚みは、目的とする剛性導体１７の移動可能距離などを考慮して設定され、具体的には、５〜２５μｍであることが好ましく、より好ましくは８〜２０μｍである。
また、金属薄層１８Ｂの厚みは、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの径と形成すべき剛性導体１７における胴部１７ａの径とを考慮して設定される。
また、金属薄層１８Ｂを形成する方法としては、無電解メッキ法などを利用することができる。

そして、この複合積層材料１５Ａに対してフォトメッキ処理を施すことにより、絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈの各々に剛性導体１７を形成する。具体的に説明すると、図１４に示すように、絶縁性シート１６の一面に形成された金属層１８Ａの表面および絶縁性シート１６の他面の各々に、形成すべき剛性導体１７における端子部１７ｂのパターンに対応するパターンに従ってそれぞれ絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈに連通する複数のパターン孔１９Ｈが形成されたレジスト膜１９を形成する。次いで、金属層１８Ａを共通電極として電解メッキ処理を施して当該金属層１８Ａにおける露出した部分に金属を堆積させると共に、金属薄層１８Ｂの表面に金属を堆積させて絶縁性シート１６の貫通孔１６Ｈ内およびレジスト膜１９のパターン孔１９Ｈ内に金属を充填することにより、図１５に示すように、絶縁性シート１６の厚み方向に伸びる剛性導体１７を形成する。
このようにして剛性導体１７を形成した後、金属層１８Ａの表面からレジスト膜１９を除去することにより、図１６に示すように、金属層１８Ａを露出させる。そして、エッチング処理を施して金属層１８Ａおよび金属薄層１８Ｂを除去することにより、図１に示す複合導電性シート１５が得られる。

コネクターユニット１１におけるピッチ変換ボード２０の表面には、複数の接続用電極２１が適宜のパターンに従って形成されている。最上のコネクターユニット１１のピッチ変換ボード２０においては、接続すべき電極例えば検査対象である回路基板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ている。
また、ピッチ変換ボード２０の裏面には、複数の端子電極２２が形成されている。端子電極２２の各々は、基本的に、当該ピッチ変換ボード２０に係るコネクターユニット１１の直下に配置されたコネクターユニット１１におけるピッチ変換ボード２０の接続用電極１１のパターンに対応するパターンに従って配置されており、最下のコネクターユニット２１のピッチ変換ボード２０においては、接続すべき電極例えば回路基板検査装置における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ている。
そして、接続用電極２１の各々は、内部配線（図示省略）を介して端子電極２２に電気的に接続されている。
ピッチ変換ボード２０を構成する配線板の材料としては、従来公知の種々の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基板材料などが挙げられる。
また、ピッチ変換ボード２０は、従来公知のプリント配線板の製造方法を利用して製造することができる。

そして、コネクター装置１０においては、複数のコネクターユニット１１が積重されて厚み方向に加圧された状態で適宜の固定手段（図示省略）によって固定されており、これにより、コネクターユニット１１におけるピッチ変換ボード２０の端子電極２２は、第２の異方導電性エラストマーシート１３、複合導電性シート１５の剛性導体１７および第１の異方導電性エラストマーシート１２を介して、当該コネクターユニット１１の直下に配置されたコネクターユニット１１のピッチ変換ボード２０の接続用電極２１に電気的に接続されている。

このようなコネクター装置１０によれば、ピッチ変換ボード２０を有する複数のコネクターユニット１１が積重されているため、個々のコネクターユニット１１におけるピッチ変換ボード２０を単層の配線板または層数の少ない多層の配線板によって構成することができ、このような配線板は高い歩留りで比較的容易に製造することができるので、コネクター装置１０全体の製造コストの低減化を図ることができる。しかも、接続対象である回路基板として、電極のピッチが小さくて高密度に配置されてなるもの、すなわち層数の多い多層のものを用いることが不要となる。
また、隣接するピッチ変換ボード２０の間には、第１の異方導電性エラストマーシート１２、剛性導体１７を有する複合導電性シート１５および第２の異方導電性エラストマーシート１３が積重されており、複合導電性シート１５の剛性導体１７は、絶縁性シート１６に対してその厚み方向に移動可能とされているため、第１の異方導電性エラストマーシート１２および第２の異方導電性エラストマーシート１３は剛性導体１７が移動することによって互いに連動して圧縮変形する結果、両者の有する凹凸吸収能が確実に発現されるので、隣接するピッチ変換ボード２０の間に高い接続信頼性が得られる。
従って、上記のコネクター装置１０によれば、小さいコストでかつ高い接続信頼性で電気的な接続を達成することができる。

〈回路基板検査装置〉
図１７は、本発明に係る回路基板検査装置の一例における構成を示す説明図である。この回路基板検査装置は、両面に被検査電極６，７が形成されたプリント回路基板などの回路基板５について、例えばオープン・ショート試験を行うものであって、回路基板５を検査実行領域Ｅに保持するためのホルダー２を有し、このホルダー２には、回路基板５を検査実行領域Ｅにおける適正な位置に配置するための位置決めピン３が設けられている。検査実行領域Ｅの上方には、上部側検査ヘッド５０ａが配置され、この上部側検査ヘッド５０ａの上方には、上部側支持板５６ａが配置されており、上部側検査ヘッド５０ａは、支柱５４ａによって上部側支持板５６ａに固定されている。一方、検査実行領域Ｅの下方には、下部側検査ヘッド５０ｂが配置され、この下部側検査ヘッド５０ｂの下方には、下部側支持板５６ｂが配置されており、下部側検査ヘッド５０ｂは、支柱５４ｂによって下部側支持板５６ｂに固定されている。
上部側検査ヘッド５０ａは、板状の検査電極装置５１ａと、この検査電極装置５１ａの下面に固定されて配置された、図１に示すような構成のコネクター装置１０と、このコネクター装置１０の下面に配置された異方導電性エラストマーシート５５ａとにより構成されている。検査電極装置５１ａは、図１８に拡大して示すように、その下面にコネクター装置１０における端子電極２２と同一のピッチの格子点位置に配列された複数のピン状の検査電極５２ａを有し、これらの検査電極５２ａの各々は、電線５３ａによって、上部側支持板５６ａに設けられたコネクター５７ａに電気的に接続され、更に、このコネクター５７ａを介してテスターの検査回路（図示省略）に電気的に接続されている。
下部側検査ヘッド５０ｂは、板状の検査電極装置５１ｂと、この検査電極装置５１ｂの上面に固定されて配置された、図１に示すような構成のコネクター装置１０とこのコネクター装置１０の上面に配置された異方導電性エラストマーシート５５ｂとにより構成されている。検査電極装置５１ｂは、図１９に拡大して示すように、その上面にコネクター装置１０の端子電極２２と同一のピッチの格子点位置に配列された複数のピン状の検査電極５２ｂを有し、これらの検査電極５２ｂの各々は、電線５３ｂによって、下部側支持板５６ｂに設けられたコネクター５７ｂに電気的に接続され、更に、このコネクター５７ｂを介してテスターの検査回路（図示省略）に電気的に接続されている。

上部側検査ヘッド５０ａおよび下部側検査ヘッド５０ｂにおける異方導電性エラストマーシート５５ａ，５５ｂは、いずれも弾性高分子物質中に磁性を示す導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなるものである。このような異方導電性エラストマーシート５５ａ，５５ｂは、コネクター装置１０における第１の異方導電性エラストマーシートと同様の方法によって、製造することができる。

このような回路基板検査装置においては、検査対象である回路基板５がホルダー２によって検査実行領域Ｅに保持され、この状態で、上部側支持板５６ａおよび下部側支持板５６ｂの各々が回路基板５に接近する方向に移動することにより、当該回路基板５が上部側検査ヘッド５０ａおよび下部側検査ヘッド５０ｂによって挟圧される。
この状態においては、回路基板５の上面における被検査電極６は、上部側検査ヘッド５０ａにおける検査電極５２ａに、異方導電性エラストマーシート５５ａおよびコネクター装置１０を介して電気的に接続され、一方、回路基板５の下面における被検査電極７は、下部側検査ヘッド５０ｂにおける検査電極５２ｂに、異方導電性エラストマーシート５５ｂおよびコネクター装置１０を介して電気的に接続されている。そして、この状態で回路基板５について所要の電気的検査が行われる。

上記の回路基板検査装置によれば、製造コストが小さくかつ接続信頼性の高いコネクター装置１０を介して、回路基板５に対する電気的接続が達成されるため、回路基板５の電気的検査を小さいコストでかつ高い信頼性で確実に実行することができる。

〔導電接続構造体〕
図２０は、本発明に係る導電接続構造体の一例における要部の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、電子部品７１が、異方導電性エラストマーシート６０および図１に示すような構成のコネクター装置１０を介して回路基板７３上に配置され、コネクター装置１０が電子部品７１および回路基板７３に挟圧された状態で固定部材７５によって固定されており、コネクター装置１０によって電子部品７１の電極７２が回路基板７３の電極７４に電気的に接続されている。
電子部品７１としては、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ＭＣＭ（ＭｕｌｔｉＣｈｉｐＭｏｄｕｌｅ）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７３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７３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。

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。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。
電子部品７１の電極７２および回路基板７３の電極７４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７１の電極７２および回路基板７３の電極７４の厚みは、それぞれ０．１〜１００μｍであることが好ましい。

異方導電性エラストマーシート６０は、例えば絶縁性の弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子Ｐによる連鎖が面方向に分散した状態で含有されてなるものである。このような異方導電性エラストマーシート６０は、コネクター装置１０における第１の異方導電性エラストマーシート１２と同様の方法によって製造することができる。

以上のような導電接続構造体によれば、コネクター装置１０を介して、電子部品７１が回路基板７３に電気的に接続されていることにより、回路基板７３として、層数の多い多層のものを用いることが不要となるため、導電接続構造体全体の製造コストの低減化を図ることができ、しかも、電子部品７１と回路基板７３との電気的接続において、高い信頼性を得ることができる。

本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、コネクター装置における第１の異方導電性エラストマーおよび第２の異方導電性エラストマーシートとしては、厚み方向に伸びる複数の導電路形成部が絶縁部によって相互に絶縁されてなるものを用いることができる。
また、回路基板検査装置においては、オープン・ショート試験用のものに限定されず、電極間の配線の電気抵抗を測定するものとして構成することができる。

本発明に係るコネクター装置の一例における構成を示す説明用断面図である。 図１に示すコネクター装置の要部の構成を示す説明用断面図である。 異方導電性エラストマーシートの要部を拡大して示す説明用断面図である。 第１の異方導電性エラストマーシートを製造するための一面側成形部材、他面側成形部材およびスペーサーを示す説明用断面図である。 他面側成形部材の表面に導電性エラストマー用材料が塗布された状態を示す説明用断面図である。 一面側成形部材と他面側成形部材との間に導電性エラストマー用材料層が形成された状態を示す説明用断面図である。 図６に示す導電性エラストマー用材料層を拡大して示す説明用断面図である。 図６に示す導電性エラストマー用材料層に対して厚み方向に磁場を作用させた状態を示す説明用断面図である。 複合導電性シートの要部を拡大して示す平面図である。 複合導電性シートを製造するための積層材料の構成を示す説明用断面図である。 積層材料における金属層に開口が形成された状態を示す説明用断面図である。 積層材料における絶縁性シートに貫通孔が形成された状態を示す説明用断面図である。 複合積層材料の構成を示す説明用断面図である。 複合積層材料にレジスト膜が形成された状態を示す説明用断面図である。 複合積層材料における絶縁性シートの貫通孔に剛性導体が形成された状態を示す説明用断面図である。 複合積層材料からレジスト膜が除去された状態を示す説明用断面図である。 本発明に係る回路基板検査装置の一例における構成を示す説明図である。 図１７に示す回路基板検査装置における上部側検査ヘッドの検査電極装置を拡大して示す説明用断面図である。 図１７に示す回路基板検査装置における下部側検査ヘッドの検査電極装置を拡大して示す説明用断面図である。 本発明に係る導電接続構造体の一例における要部の構成を示す説明用断面図である。

符号の説明

２ ホルダー
３ 位置決めピン
５ 回路基板
６，７ 被検査電極
１０ コネクター装置
１１ コネクターユニット
１２ 第１の異方導電性エラストマーシート
１２Ａ 導電性エラストマー用材料層
１２Ｂ 導電性エラストマー用材料
１３ 第２の異方導電性エラストマーシート
１５ 複合導電性シート
１５Ａ 複合積層材料
１５Ｂ 積層材料
１６ 絶縁性シート
１６Ｈ 貫通孔
１７ 剛性導体
１７ａ 胴部
１７ｂ 端子部
１８Ａ 金属層
１８Ｂ 金属薄層
１８Ｋ 開口
１９ レジスト膜
１９Ｈ パターン孔
２０ ピッチ変換ボード
２１ 接続用電極
２２ 端子電極
３５ 一面側成形部材
３６ 他面側成形部材
３７ スペーサー
３７Ｋ 開口
３８ａ 加圧ロール
３８ｂ 支持ロール
３８ 加圧ロール装置
５０ａ 上部側検査ヘッド
５０ｂ 下部側検査ヘッド
５１ａ，５１ｂ 検査電極装置
５２ａ，５２ｂ 検査電極
５３ａ，５３ｂ 電線
５４ａ，５４ｂ 支柱
５５ａ，５５ｂ 異方導電性エラストマーシート
５６ａ 上部側支持板
５６ｂ 下部側支持板
５７ａ，５７ｂ コネクター
６０ 異方導電性エラストマーシート
７１ 電子部品
７２ 電極
７３ 回路基板
７４ 電極
７５ 固定部材

Claims (6)

1. 第１の異方導電性エラストマーシートと、この第１の異方導電性エラストマーシート上に配置された複合導電性シートと、この複合導電性シート上に配置された第２の異方導電性エラストマーシートと、この第２の異方導電性エラストマーシート上に配置された、表面に接続用電極を有すると共に裏面に端子電極を有する配線板よりなるピッチ変換ボードとを有する複数のコネクターユニットが積重されてなり、
   前記複合導電性シートは、それぞれ厚み方向に伸びる複数の貫通孔が形成された絶縁性シートと、この絶縁性シートの貫通孔の各々に、当該絶縁性シートの両面の各々から突出するよう配置された剛性導体とを有してなり、前記剛性導体の各々は、前記絶縁性シートの貫通孔に挿通された胴部の両端に、当該絶縁性シートの貫通孔の径より大きい径を有する端子部が形成されてなり、当該絶縁性シートに対してその厚み方向に移動可能とされており、
   ピッチ変換ボードの接続用電極の各々は、第１の異方導電性エラストマーシート、複合導電性シートの剛性導体および第２の異方導電性エラストマーシートを介して、直上に配置されたピッチ変換ボードの端子電極に電気的に接続されていることを特徴とするコネクター装置。
2. 複合導電性シートの絶縁性シートの厚み方向における剛性導体の移動可能距離が５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１に記載のコネクター装置。
3. ３個以上のコネクターユニットが積重されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコネクター装置。
4. 第１の異方導電性エラストマーシートおよび第２の異方導電性エラストマーシートの各々は、弾性高分子物質中に、磁性を示す導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向して連鎖が形成された状態で、かつ、当該導電性粒子による連鎖が面方向に分散した状態で含有されてな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コネクター装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコネクター装置を具えてなることを特徴とする回路基板検査装置。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコネクター装置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。

Images