JP2020091982A - 異方性導電シート - Google Patents

Abstract

【課題】カーボン線を狭ピッチで配置することができ、さらにカーボン線の位置ずれや脱落を抑制でき、半導体デバイス等の被検査物に対する正確な検査を繰り返し行うことができる異方性導電シートを提供する。【解決手段】弾性を有する絶縁層１と、絶縁層１の厚さ方向Ｙに貫通する複数のカーボン線２とを有する異方性導電シート１０であって、カーボン線２は、絶縁層１の厚さＴと同じ又は略同じ長さからなり、カーボン線２の外周にはプライマー層３が設けられているようにして上記課題を解決した。プライマー層３は、カーボン線上に金属めっき層３ａ及び樹脂層３ｂがその順で設けられた積層体である。【選択図】図２

Description

本発明は、カーボン線の位置ずれや脱落を抑制でき、半導体デバイス等の被検査物に対する正確な検査を繰り返し行うことができる異方性導電シートに関する。

異方性導電シートは、電気回路基板の電気的性能を検査する検査治具の電気接触子として、又は、電気回路基板と電子部品等との電気的接続を行う電気コネクタとして提案されている。異方性導電シートとしては種々のものが提案されているが、例えば、導電性を有する複数の金属線を、その長さ方向を絶縁シートの厚さ方向に向けて高密度に配置した構成の異方性導電シートが提案されている。

こうした形態の異方性導電シートが検査治具の電気接触子として用いられる場合には、異方性導電シートの金属線の端部（「金属線端部」という。）と電気回路基板等の電極部とが確実に接触するように、異方性導電シートは、電気回路基板等と検査治具側のピン端子との間の位置で押圧された状態で使用される。また、異方性導電シートが電気コネクタとして用いられる場合にも、異方性導電シートの金属線端部と電極部とが確実に接触するように、異方性導電シートは、電気回路基板等に対して押圧された状態で使用される。これらの場合において、金属線が硬い絶縁シートで強固に配置されていると、異方性導電シートから突出した金属線端部が電極部に強く押圧され、その押圧により折れ曲りが発生したり、折れ曲り部分で塑性変形したり、電極部が傷ついたりするおそれがある。

上記問題に対し、例えば特許文献１では、弾性を有する絶縁シートが用いられ、具体的には、弾性を有する絶縁シートと、絶縁シート内に含まれ、かつ、絶縁シートの厚み方向に長さ方向が平行に配置される複数の導電性を有する金属線とを有し、金属線は、ニッケルチタン合金製の芯材と、該芯材を０℃における比抵抗が、６．５×１０^−８Ω・ｍ以下の金属材料からなる層を含む１層以上の層からなる導電被覆層とを有する異方性導電シートが提案されている。

特開２０１２−２２８０５号公報

半導体デバイス等は日進月歩で集積化が進んでおり、それに伴ってその端子も狭ピッチ化している。被検査物の電気的性能を検査する検査治具においても、異方性導電シートを構成する金属線のピッチを狭くして、狭ピッチ化した端子に正確に接触させる必要がある。

しかし、金属線間がより狭ピッチ化した場合において、測定時に大きな荷重が異方性導電シートにかかると、たとえ弾性を有する絶縁シートを用いた場合であっても、その絶縁シート内に含まれる金属線が折れ曲がりやすくなって塑性変形を起こしやすい。そのため、金属線間を狭ピッチ化しすぎると、その折れ曲りや塑性変形によって金属線同士がショートしてしまうリスクが高まり、被検査物に対する正確な検査を繰り返し行えないおそれがある。

塑性変形を起こしにくい強固なピアノ線、真鍮線、ニッケルチタン線等の剛性のある金属線を使用することにより、折れ曲りや塑性変形の防止、金属線の細径化とその細径化に基づいた狭ピッチ化を可能としやすい。しかし、大きな荷重が異方性導電シートにかかると、剛性のある金属線が被検査物に傷を付けてしまったり、破損させてしまったりすることがあり、被検査物の正確な検査を繰り返し行えないおそれがある。

こうした問題に対し、剛性のある金属線に変えて柔軟なカーボン線を用いると、測定時に大きな荷重が異方性導電シートに加わった場合でも、その弾性や柔軟性によって被検査物に傷を付けたり破損したりすることを防ぐことができる。しかし、異方性導電シートを所望の厚さに切断する際、絶縁層からのカーボン線の抜け落ちや、切断面からのカーボン線の突出量のばらつき、カーボン線の長さのばらつき等が発生し易い。また、異方性導電シートに繰り返し応力が加わると、絶縁層からのカーボン線の位置ずれやカーボン線が脱落することも懸念される。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、カーボン線を狭ピッチで配置することができ、さらにカーボン線の位置ずれや脱落を抑制でき、半導体デバイス等の被検査物に対する正確な検査を繰り返し行うことができる異方性導電シートを提供することにある。

本発明に係る異方性導電シートは、弾性を有する絶縁層と、前記絶縁層の厚さ方向に貫通する複数のカーボン線とを有する異方性導電シートであって、前記カーボン線は、前記絶縁層の厚さと同じ又は略同じ長さからなり、前記カーボン線の外周にはプライマー層が設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、絶縁層が弾性を有しかつ柔軟なカーボン線を有するので、測定時に大きな荷重が異方性導電シートに加わった場合でも、その弾性や柔軟性によって被検査物に傷を付けたり破損したりすることを防ぐことができる。また、柔軟で細径化も容易なカーボン線を用いるので、測定時に大きな荷重が異方性導電シートに加わった場合でも、カーボン線が折れ曲がったり塑性変形を起こしたりすることがなく、カーボン線間を狭ピッチ化してもカーボン線同士がショートしてしまうリスクが小さく、正確に検査を行うことができる。また、カーボン線と絶縁層とは密着力（親和性）が低く、異方性導電シートを所望の厚さに切断する際に絶縁層からのカーボン線の抜け落ちや、切断面からのカーボン線の突出量のばらつき、カーボン線の長さのばらつき等が発生し易い。また、異方性導電シートに繰り返し応力が加わると、絶縁層からのカーボン線の位置ずれやカーボン線が脱落することが懸念され、特に薄い異方性導電シートでは、カーボン線と絶縁層との接触面積が小さく、両者の密着性をより高める必要がある。こうした課題や要請に対し、本発明では、カーボン線の外周にプライマー層を設けることにより、カーボン線と絶縁層との密着を高めることができ、異方性導電シートの切断時における絶縁層からのカーボン線の抜け落ちや、切断面からのカーボン線の突出量等のばらつきを抑制し、繰り返し応力が加わる使用時に、カーボン線が絶縁層から脱落したり位置ずれが発生したりするのを防止することができる。こうした本発明によれば、カーボン線の細径化、カーボン線間の狭ピッチ化、カーボン線の整列性向上、折れ曲りや塑性変形の防止、カーボン線の脱落防止等を実現でき、被検査物の電極部又は端子が狭ピッチ化した場合であっても、繰り返し正確に測定することができる。こうした異方性導電シートの使用は、被検査物の端子と異方性導電シートのカーボン線との位置合わせを正確にしなくても、被検査物の検査を繰り返し正確に行うことができる。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記プライマー層は、前記カーボン線上に金属めっき層及び樹脂層がその順で設けられた積層体である。この発明によれば、カーボン線上に金属めっき層が設けられているので、その金属めっき層上に樹脂層を密着性良く設けやすい。樹脂層は、カーボン線よりも弾性があり、絶縁層よりも弾性がないので、カーボン線と絶縁層とをプライマー層を介して密着性を高めることができ、使用時に剥離や脱落するのを抑制することができる。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記金属めっき層は、銅、ニッケル及び金から選ばれる１種又は２種以上で構成されためっき層であることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記金属めっき層の厚さが、０．５〜５μｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記樹脂層は、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂から選ばれる１種又は２種以上で構成されることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記樹脂層の厚さが、０．５〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記カーボン線は、直径が０．００１〜０．０５ｍｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記絶縁層は、熱硬化性樹脂であって、硬化後の圧縮弾性率が５Ｎ／ｍｍ^２以下である材料で形成されていることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記絶縁層を構成する材料が、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、及びウレタン樹脂から選ばれることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、前記絶縁層の厚さが、０．１〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る異方性導電シートにおいて、１検査パターンあたりの荷重が１０ｇｆ以下であることが好ましい。

本発明によれば、カーボン線を狭ピッチで配置することができ、半導体デバイス等の被検査物に対する正確な検査を繰り返し行うことができる異方性導電シートを提供することができる。また、プライマー層をカーボン線と絶縁層との間に設けることでカーボン線と絶縁層との密着を高めることができ、繰り返し応力を加える電気検査の使用時に、カーボン線が絶縁層から脱落するのを防止することができる。

本発明に係る異方性導電シートの一例を示す模式的な斜視図である。 本発明に係る異方性導電シートの一例を示す模式的な断面図である。 本発明に係る異方性導電シートの他の一例を示す模式的な断面図である。 本発明に係る異方性導電シートの模式的な平面図である。 異方性導電シートを構成するカーボン線の例を示す模式的な断面図である。 電気回路基板等の電極部と異方性導電シートとの接触態様を示す模式的な説明図である。

以下、本発明に係る異方性導電シートについて、図面を参照しつつ説明する。本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。なお、本願において「被検査物」とは、ＩＣ等の半導体デバイス等を総称する意味で使用している。また、異方性導電シートは異方導電性シートとも言う。

［異方性導電シート］
本発明に係る異方性導電シート１０は、図１〜図３に示すように、弾性を有する絶縁層１と、絶縁層１の厚さ方向Ｙに貫通する複数のカーボン線２とを有するものであり、そのカーボン線２は、絶縁層１の厚さと同じ又は略同じ長さからなり、カーボン線２の外周にはプライマー層３が設けられていることに特徴がある。

この異方性導電シート１０では、絶縁層１が弾性を有しかつカーボン線２が柔軟なカーボン線２を有するので、測定時に大きな荷重が異方性導電シート１０に加わった場合でもその弾性や柔軟性によって被検査物２０又は電極２１（図６を参照）に傷を付けたり破損したりすることを防ぐことができる。また、柔軟で細径化も容易なカーボン線２を用いるので、測定時に大きな荷重が異方性導電シート１０に加わった場合でも、カーボン線２が折れ曲がったり塑性変形を起こしたりすることがなく、カーボン線間２，２を狭ピッチ化してもカーボン線同士がショートしてしまうリスクが小さく、正確に検査を行うことができる。

また、カーボン線２と絶縁層１とは密着力（親和性）が低く、異方性導電シート１０に繰り返し応力が加わると、絶縁層１からカーボン線２が脱落することが懸念される。特に薄い異方性導電シート１０では、カーボン線２と絶縁層１との接触面積が小さく、両者の密着性をより高める必要がある。本発明では、カーボン線２の外周にプライマー層３が設けられているので、カーボン線２と絶縁層１との密着を高めることができ、繰り返し応力が加わる使用時に、カーボン線２が絶縁層１から脱落するのを防止することができる。

こうした本発明によれば、カーボン線２の細径化、カーボン線間２，２の狭ピッチ化、カーボン線２の整列性向上、折れ曲りや塑性変形の防止、カーボン線２の脱落防止等を実現でき、被検査物２０の電極部又は端子等が狭ピッチ化した場合であっても、繰り返し正確に測定することができる。こうした異方性導電シート１０の使用は、被検査物の端子と異方性導電シートのカーボン線との位置合わせを正確にしなくても、被検査物２０の検査を繰り返し正確に行うことができる

各構成について詳しく説明する。

（絶縁層）
絶縁層１は、図１〜図３に示すように、異方性導電シート１０を構成する弾性のあるシート状物である。この絶縁層１には、カーボン線２が厚さ方向Ｙに貫通して所定のピッチＰで多数設けられている。絶縁層１の材質は、絶縁性を有し且つゴムのように弾性のある材料であれば特に限定されない。ゴムのように弾性のある材料とは、繰り返し使用しても特性が変わらず、押したら押した分だけ元に戻る特性を持つ材料のことであり、圧縮弾性率が５Ｎ／ｍｍ^２以下、好ましくは２Ｎ／ｍｍ^２以下であれば、そうした特性を示すことができる。圧縮弾性率の下限はシート状物として機能する範囲であり、強いて言えば０．５Ｎ／ｍｍ^２とすることができる。具体的な材料としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることができる。

絶縁層１は、絶縁性を有しているが、上記材料で構成された場合には、体積抵抗率が１０^１２Ω・ｃｍ（導電率１０^-１２Ｓ／ｃｍ）以上、好ましくは１０^１３Ω・ｃｍ（導電率１０^-１３Ｓ／ｃｍ）以上であり、十分な絶縁性を有している。絶縁層１の厚さは特に限定されないが、近年の狭ピッチ対応の異方性導電シート１０を考慮した場合、０．１〜２ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜１ｍｍの範囲内であることがより好ましい。

（カーボン線）
カーボン線２は、図２及び図３に示すように、絶縁層１の厚さ方向Ｙに貫通して複数設けられている。図２及び図３において、Ｄ１は、カーボン線２の直径である。図３に示すように、カーボン線２の厚さ方向Ｙの両端には先端部４が設けられ、絶縁層１の面（先端部４以外の表面のこと。）から突出していてもよい。

カーボン線２は、図１〜図４に示すように、その複数が一定のピッチＰで規則的に設けられていることが好ましいが、不規則に設けられていてもよい。図４（Ａ）（Ｂ）に示すように規則的に設けられている場合におけるカーボン線２のピッチＰは、例えば、０．０５０ｍｍ以下であり、好ましくは０．０１８ｍｍ以下の狭ピッチであることが好ましい。

カーボン線２の直径Ｄ１は、こうした狭ピッチで配列することができるように、０．００１〜０．０５０ｍｍ程度の範囲内とすることが好ましい。ピッチＰは、カーボン線２の直径Ｄ１と後述のプライマー層３を設けた後の直径Ｄ３とによって規制されるので、カーボン線２のピッチＰを０．０５０ｍｍ以下であることにより例えばＩＣチップの電極パターンが０．０５５ｍｍピッチのもの等に対しても好ましく接触することができる。また、直径が０．０１８ｍｍ以下のカーボン線２を用いれば、カーボン線２を０．０１８ｍｍ以下の狭ピッチで設けることができ、例えばＩＣチップの電極パターンが０．０５５ｍｍピッチのもの等に対してもマルチコンタクトすることができるのでより好ましい。なお、マルチコンタクトとは、図６に示すように、導通を安定させ、確実にコンタクトさせるために、複数のカーボン線２の先端部４を一つの電極部等２１に接触させる方法であり、カーボン線２を狭ピッチ（例えば０．０１８ｍｍ以下）とし、且つ規則配置又は非規則配置しても、規則的な電極部２１に対する接触を安定的に行うことができ、正確な測定が可能になる。

カーボン線２は、従来の金属線に比べて柔軟性があるので、例えば測定時に大きな荷重が異方性導電シート１０に加わった場合でも、被検査物２０の電極部２１に傷を付けたり破損したりすることを防ぐことができる。さらに、測定時に大きな荷重が異方性導電シート１０に加わった場合でも、その柔軟性により、カーボン線２が折れ曲がったり塑性変形を起こしたりすることがなく、カーボン線間を狭ピッチ化してもカーボン線同士がショートしてしまうリスクが小さく、正確に検査を行うことができる。なお、カーボン線２の例としては、ポリアクリロニトリル等を挙げることができる。このカーボン線２は、炭素繊維、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等として容易に入手することができる。

カーボン線２の直径Ｄ１は、近年の狭ピッチ化の要請により、例えば０．００１〜０．０５ｍｍを好ましく挙げることができる。カーボン線２の長さは、図２及び図３に示すように、絶縁層１の厚さＴとの関係で決まり、例えば絶縁層１の厚さＴと同じで０．１〜２ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜１ｍｍの範囲内であることがより好ましい。特に、カーボン線２の長さは、絶縁層１の厚さと一致していることが好ましい。

（プライマー層）
プライマー層３は、カーボン線２の外周に設けられている。このプライマー層３は、カーボン線上に、金属めっき層３ａ及び樹脂層３ｂがその順で設けられた積層体である。カーボン線２の外周にプライマー層３が設けられることにより、カーボン線２と絶縁層１との密着を高めることができ、繰り返し応力が加わる使用時に、カーボン線２が絶縁層１から脱落するのを防止することができる。従来、カーボン線２と絶縁層１とは密着力（親和性）が低く、異方性導電シート１０に繰り返し応力が加わると、絶縁層１からカーボン線２が脱落することが懸念され、特に薄い異方性導電シート１０では、カーボン線２と絶縁層１との接触面積が小さく、両者の密着性をより高める必要があった。本発明では、プライマー層３を設けることにより、こうした課題を解決している。なお、図２及び図３において、Ｄ２は、カーボン線上に金属めっき層３ａが設けられた後の直径であり、Ｄ３は、その金属めっき層３ａ上に樹脂層３ｂが設けられた後の直径である。

金属めっき層３ａは、樹脂層３ｂとともにプライマー層３を構成するものであり、図２、図３及び図５に示すように、カーボン線２の外周に設けられている。金属めっき層３ａとしては、導電性の良い銅、ニッケル、及び金から選ばれるいずれか１種又は２種以上で構成されるめっき層を挙げることができる。例えば、銅めっき層、ニッケルめっき層、金めっき層、それらの合金めっき層等を挙げることができる。これらの金属めっき層３ａを０．５〜５μｍ程度の厚さ（図２及び図３中、［Ｄ２−Ｄ１］／２で表される。）で設けることにより、クラックが入らない程度の厚さで、カーボン線２の体積抵抗率を、被検査物の検査が可能な１Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０^−６Ω・ｃｍ以下とすることができる。なお、導電率で表せば、１Ｓ／ｃｍ〜１０^６Ｓ／ｃｍの範囲内ということができる。なお、上記したカーボン線２の導電率は、１０^２Ｓ／ｃｍ〜１０^４Ｓ／ｃｍの範囲内であるので、好ましくはカーボン線２の外周には上記した導電性の良い金属めっき層３ａが設けられていることが好ましい。

金属めっき層３ａの厚さは、カーボン線２の導電率とともに、カーボン線２のコシ（荷重）にも影響するので、それらを考慮して、上記範囲内で任意に設定することが好ましい。なお、銅めっき層はカーボン線２上に設けることが好ましく、金めっき層はカーボン線２の最表面位置に設けることが好ましい。これら銅、ニッケル、金等の金属めっき層３ａは、伸びやすい性質を備えるので、カーボン線２が座屈してもクラック等が入らないという利点がある。

樹脂層３ｂは、金属めっき層３ａとともにプライマー層３を構成するものであり、図２、図３及び図５に示すように、金属めっき層３ａの外周に最外層として設けられている。この樹脂層３ｂは、金属めっき層３ａとともに、カーボン線２と絶縁層１との密着を高めるように作用し、繰り返し応力が加わる使用時に、カーボン線２が絶縁層１から脱落するのを防止するという効果をもたらす。こうした効果により、従来の課題、すなわちカーボン線２と絶縁層１とは密着力（親和性）が低く、異方性導電シート１０を所望の厚さに切断する際に絶縁層１からのカーボン線２の抜け落ちや、切断面からのカーボン線２の突出量のばらつき、カーボン線２の長さのばらつき等が発生し易いという課題や、異方性導電シート１０に繰り返し応力が加わると絶縁層１からのカーボン線２の位置ずれやカーボン線２が脱落するという課題を解決することができる。特に薄い異方性導電シート１０では、カーボン線２と絶縁層１との接触面積が小さいことから、両者の密着性をより高める必要があったが、このプライマー層３を設けることにより、カーボン線２と絶縁層１との密着を高めることができ、異方性導電シート１０の切断時における絶縁層１からのカーボン線２の抜け落ちや、切断面からのカーボン線２の突出量等のばらつきを抑制でき、繰り返し応力が加わる使用時に、カーボン線２が絶縁層１から脱落したり位置ずれが発生したりするのを防止することができる。

樹脂層３ｂとしては特に限定されないが、例えばポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂から選ばれる１種又は２種以上であることが好ましい。こうした樹脂層３ｂは、カーボン線同士の距離が狭い場合やカーボン線を不規則に配列する場合でも、カーボン線間を確実に絶縁することができる。

樹脂層３ｂは、各種の方法で設けることができ、例えば電着塗装や焼き付け等の方法で設けることが好ましい。電着塗装で樹脂層３ｂを設ける場合、プライマー層３を構成する金属めっき層３ａが既に設けられているので、その金属めっき層３ａに通電して電着塗装することができるので好ましい。

樹脂層３ｂの厚さ（図２中、［Ｄ３−Ｄ２］／２で表される。）も特に限定されないが、例えば０．５〜１０μｍの範囲内の厚さで設けることが好ましい。電着塗装としては、エポキシ、ウレタン等からなる樹脂を、厚さ０．５〜１０μｍの範囲内で設けることができる。なお、樹脂層３ｂの耐電圧（直流）は、少なくとも０．１ｋＶ以上となるように設けられていることが好ましい。

こうして構成されるプライマー層３は、カーボン線２上に金属めっき層３ａを電気めっき等で密着性良く設けることができる。さらに、その金属めっき層３ａ上に樹脂層３ｂを電着塗装や焼付け塗装で密着性良く設けることができる。そして、その樹脂層３ｂ上にも、樹脂材料からなる絶縁層１を密着性良く設けることができる。こうした構成により、プライマー層３を介して、カーボン線２と絶縁層１との密着性を高めることができ、カーボン線２の脱落を防止することができる。

樹脂層３ｂは、カーボン線２よりも弾性があり、絶縁層１よりも弾性がない。例えば、カーボン線２（後述の実施例で使用するトレカ糸Ｔ７００ＳＣ−１２０００−５０Ｃ）の圧縮弾性率は、２５００００Ｎ／ｍｍ^２である。また、金属めっき層３ａを構成する金属の圧縮弾性率は、ニッケルが２０００００Ｎ／ｍｍ^２であり、金が８００００Ｎ／ｍｍ^２である。また、樹脂層３ｂの圧縮弾性率は、ポリアミド樹脂硬化エポキシ樹脂、アクリルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等で、１０〜２０Ｎ／ｍｍ^２である。また、絶縁層１の圧縮弾性率は、５Ｎ／ｍｍ^２以下である。したがって、弾性率の関係は、カーボン線≧金属めっき＞皮膜＞絶縁層となる。このように隣り合う層の弾性差を小さくすることは、層間の密着性を高めることができる。具体的には、カーボン線２と金属めっき層３ａとの密着、金属めっき層３ａと樹脂層３ｂとの密着、樹脂層３ｂと絶縁層１との密着をそれぞれ良好なものとすることができ、大きな弾性差による密着性の劣る層間を無くすことにより、全体として高い密着性高めることができる。

また、カーボン線２の外周に金属めっき層３ａと樹脂層３ｂを設けることにより、例えば、液状の絶縁材料の中にカーボン線２を並べ、絶縁材料を加熱硬化（約１００℃で架橋反応）させて絶縁層１を形成する際に、カーボン線２への悪影響（例えば、溶媒による浸食等、特性の劣化が生じやすいこと等）を防ぐことができる。

（突出した先端部）
突出した先端部４は、必須の構成ではなく、図３に示すように、異方性導電シート１０を構成する絶縁層１の面（先端部４以外の表面のこと。）から突出する形態として必要に応じて設けられる。この突出した先端部４を設ける場合は、絶縁層１の面から少しだけ突出させ、その先端部４を被検査物２０の電極部２１等に接触させることができる。両面から突出した先端部４は、上記したカーボン線２の両端部にめっき層４ａを設けて形成される。突出した高さＨ１，Ｈ２は、好ましくは１〜３μｍの範囲内とすることができる。なお、突出した先端部４が設けられていなくてもよく、その場合には、測定時に大きな荷重が異方性導電シート１０に加わると、弾性を有する絶縁層１が凹むので、カーボン線２が被検査物２０の電極部２１等に接触する。

先端部４を設ける場合、その先端部４を構成するめっき層４ａとしては、ニッケルめっき層及び金めっき層の一方又は両方を好ましく挙げることができる。ニッケルめっき層及び金めっき層の両方とは、ニッケルめっき層上に金めっき層を設ける。めっき層４ａの厚さＨ１，Ｈ２は、１〜３μｍの範囲内であることが好ましい。このめっき層４ａの厚さＨ１，Ｈ２は、カーボン線２の直径よりも小さいことが、突出した先端部４が折れ曲がったりせずに、力を正しく伝えるという観点から好ましい。

めっき層４ａは、電気めっき又は無電解めっきで形成される。めっき層４ａの形成は、カーボン線２が絶縁層１内に配列された状態で、絶縁層１の表面に露出した導電部（カーボン線２及び金属めっき層３ａ）に通電して電気めっきを行うか、その導電部を活性化処理して無電解めっきを行う。こうして、絶縁層１から突出する先端部４を形成することができる。

（異方性導電シート）
こうして形成された異方性導電シート１０は、通常は、図１に示すような縦寸法Ａ、横寸法Ｂ、絶縁層厚さＴで表される矩形形状のシートであるが、その形状は円形、楕円形、多角形等であってもよい。異方性導電シート１０の厚さは、シート状物である絶縁層１の厚さＴ、又は、その厚さＴに突出する先端部４の厚さＨ１，Ｈ２を加えた厚さとなり、例えば０．１〜２ｍｍの範囲内であり、好ましくは０．１〜１ｍｍの範囲内である。異方性導電シート１０の厚さが０．１ｍｍ未満では、図６に示すような態様で行われる測定時に、０．０２ｍｍのストローク量を確保することができないことがあり、その厚さが２ｍｍを超えると、カーボン線２が長くなりすぎ、良導電性の金属めっき層３ａによっても抵抗値を抑えることができないことがある。上記したストロークとは、被検査物２０の高さばらつき（半田バンプのばらつき等）を吸収するための長さであり、そのストローク量を確保したシート厚さ（例えば０．１ｍｍ）とすることにより、安定した接触抵抗を確保して正確な測定を行うことができる。

なお、図２及び図３において、Ｗ１は導電部（カーボン線２及び金属めっき層３ａ）間のギャップ（隙間）であり、Ｗ２は絶縁層１の幅である。

異方性導電シート１０に加わる荷重は、測定に要する荷重であり、被検査物２０へのダメージを考慮した場合には、１検査パターンあたり１０ｇｆ以下であることが好ましい。なお、１本あたりのカーボン線２の荷重に換算すると、５ｇｆ以下が好ましく、２ｇｆ以下であることがより好ましい。これは、マルチコンタクトした場合の例であり、複数本接触しても１検査パターンあたり１０ｇｆ以下にすることができる。

こうした異方性導電シート１０は、カーボン線２を狭ピッチで配置することができ、さらに図６に示すように、異方性導電シート１０の先端部４のピッチＰを、電極間のギャップ（隙間）Ｇよりも小さくすることにより、複数のカーボン線２の先端部４を一つの電極部等２１に接触させることが可能となり、被検査物２０の電極部（端子等）２１と異方性導電シート１０のカーボン線２との位置合わせを正確にしなくても、半導体デバイス等の被検査物の検査を繰り返し使用可能とすることができる。

実施例と比較例により本発明をさらに詳しく説明する。

［実施例１］
東レ株式会社製のトレカ糸（Ｔ７００ＳＣ−１２０００−５０Ｃ、線径０．００７ｍｍ）をカーボン線２として用い、このカーボン線２にプライマー層３を形成した。プライマー層３として、先ず、電気めっきで厚さ０．００１５ｍｍの銅めっき層３ａを設けて導体径０．０１ｍｍとし、さらにその銅めっき層３ａ上に、ウレタン樹脂からなる厚さ０．００２５ｍｍの樹脂層３ｂを電着塗装し、直径０．０１５ｍｍのプライマー層３付きカーボン線２を作製した。

得られたプライマー層３付きカーボン線２を１２０００本束ね、信越化学工業株式会社製のＫＥ−１８４２を絶縁層用材料として用いて固めて厚さ１ｍｍの絶縁層１とした。その絶縁層１の厚さ方向Ｙにはプライマー層３付きカーボン線２が貫通している。その後、ダイヤモンドカッターで１ｍｍの厚さＴに切断した。絶縁層１の両面に露出したプライマー層３付きカーボン線２の端面に、厚さ１．０μｍの金めっき層４ａを電気めっきで設けて、突出した先端部４とした。こうして実施例１の異方性導電シート１０（図３参照）を製造した。

［実施例２］
実施例１において、銅めっき層３ａを、ニッケルめっき層と金めっき層とをその順で形成した厚さ０．００３１ｍｍの金属めっき層３ａに変更した。それ以外は実施例１と同様にして、実施例２の異方性導電シート１０（図３参照）を製造した。

［実施例３］
実施例１において、樹脂層３ｂを電着塗装用樹脂であるエポキシ樹脂に変更した。それ以外は実施例１と同様にして、実施例３の異方性導電シート１０（図３参照）を製造した。

［実施例４］
実施例１において、ウレタン樹脂からなる樹脂層３ｂを焼付塗装で設けた。それ以外は実施例１と同様にして、実施例４の異方性導電シート１０（図３参照）を製造した。

［実施例５］
実施例１において、カーボン線２としてＣＮＴ（線径０．００７ｍｍ）に変更した。それ以外は実施例１と同様にして、実施例５の異方性導電シート１０（図３参照）を製造した。

［実施例６］
実施例１において、絶縁層１を信越化学工業株式会社製のＫＥ−１０９Ｅで形成した。それ以外は実施例１と同様にして、実施例６の異方性導電シート１０（図３参照）を製造した。

［比較例１］
実施例１において、プライマー層３を設けなかった。それ以外は実施例１と同じにして、比較例１の導電シートを製造した。

［比較例２］
実施例１において、プライマー層３のうち金属めっき層３ａは設けたが、樹脂層３ｂは設けなかった。それ以外は実施例１と同じにして、比較例２の導電シートを製造した。

［比較例３］
実施例１において、プライマー層３のうち樹脂層３ｂは設けたが、金属めっき層３ａは設けなかった。それ以外は実施例１と同じにして、比較例２の導電シートを製造した。

［測定と結果］
表１は、実施例１〜６及び比較例１〜３で得られたシートの密着性についての評価結果である。プライマー層３を設けた場合と設けない場合におけるカーボン線２と絶縁層１との密着性の評価は、得られた導電シートの初期の抵抗値と加圧試験後の抵抗値との差を測定した結果に基づいて行った。すなわち、その差が大きい場合は、導電シートからのカーボン線２の抜けや絶縁層内でのカーボン線２の位置ずれが生じて導通が不十分になることが確認されており、その差に基づいて密着性を評価した。

抵抗値の測定は、日置電機株式会社製の３５４１抵抗計を用いた。検査パターンとして、マイクロバンプが４００個あるテスト用パターンを用いた。この検査パターンでは、１検査パターン当たり３本のカーボン線２がマルチコンタクトする。先ず、１検査パターン毎の抵抗値を、スロトーク量０．１ｍｍで加圧して測定し、初期の抵抗値とした。次いで、各シートにストローク量０．１ｍｍで１００回加圧した後の抵抗値を測定し、加圧試験後の抵抗とした。初期の抵抗値（Ω）と加圧試験後の抵抗値（Ω）とその差（％）とを表１に示した。

この試験では、１検査パターン当たり３本のカーボン線２がマルチコンタクトするので、１本抜けで約＋５０％抵抗値が上昇し、２本抜けで約＋２００％抵抗値が上昇することになる。実施例１〜６の導電シートでは、差（％）は初期の抵抗値の＋５０％未満であり、カーボン線２の脱落や位置ずれによる導通不良は無かったものと認められた。一方、比較例１〜３の導電シートでは、差（％）は初期の抵抗値の＋５０％以上であり、１本以上の脱落や位置ずれによる導通不良があったものと認められた。これらの結果は、１検査パターン当たり３本のカーボン線２がマルチコンタクトする場合の結果であるが、この結果に基づく密着性の評価基準は、抵抗値から抜け本数を計算し、３本以上のマルチコンタクトの場合でも、１本でも抜け（導通不良）のある検査パターンがあればＮＧとする。

表１には、さらに、カーボン線２、金属めっき層３ａ、樹脂層３ｂ及びの絶縁層１の弾性率を示した。この弾性率は、公知文献から取得したものである。上記抵抗値の結果と弾性率との関係から、実施例１〜６の導電シートでは、絶縁層１の弾性率と、その絶縁層１に接する樹脂層３ｂとの弾性率の差が小さいため、密着性が高くなっていることが導かれる。一方、比較例１，２は、絶縁層１の弾性率と、その絶縁層１に接するカーボン線２又は金属めっき層３ａの弾性率との差が大きいため、密着性が低くなっていることが導かれる。また、比較例３は、絶縁層１の弾性率と、その絶縁層１に接する樹脂層３ｂの弾性率との差は小さいが、カーボン線２の弾性率と、そのカーボン線２に接する樹脂層３ｂの弾性率との差が、金属めっき層３ａの場合よりも大きく、密着性が低くなっていることが導かれる。

以上より、実施例１〜６の導電シートは、プライマー層３を設けることにより、カーボン線２と絶縁層１との間の密着性を高めることができた。一方、比較例１〜３の導電シートは、プライマー層３を設けておらず、カーボン線２と絶縁層１との間の密着性を十分に高めることができなかった。

１ 絶縁層
２ カーボン線
３ プライマー層（介在層）
３ａ 金属めっき層
３ｂ 樹脂層
４ 突出した先端部
４ａ めっき層
１０ 異方性導電シート
２０ 被検査物
２１ 電極部又は端子
Ａ 縦寸法
Ｂ 横寸法
Ｔ 絶縁層の厚さ
Ｐ カーボン線間のピッチ
Ｄ１ カーボン線の直径
Ｄ２ 導電部（カーボン線及び金属めっき層）の直径
Ｄ３ プライマー層が設けられたカーボン線の直径
Ｈ１，Ｈ２ 両端部のめっき層の厚さ
Ｗ１ 導電部間のギャップ（隙間）
Ｗ２ 絶縁層の幅
Ｙ 絶縁層の厚さ方向
Ｇ 電極間のギャップ（隙間）

Claims (11)

1. 弾性を有する絶縁層と、前記絶縁層の厚さ方向に貫通する複数のカーボン線とを有する異方性導電シートであって、前記カーボン線は、前記絶縁層の厚さと同じ又は略同じ長さからなり、前記カーボン線の外周にはプライマー層が設けられている、ことを特徴とする異方性導電シート。
2. 前記プライマー層は、前記カーボン線上に金属めっき層及び樹脂層がその順で設けられた積層体である、請求項１に記載の異方性導電シート。
3. 前記金属めっき層は、銅、ニッケル及び金から選ばれる１種又は２種以上で構成されためっき層である、請求項１又は２に記載の異方性導電シート。
4. 前記金属めっき層の厚さが、０．５〜５μｍの範囲内である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
5. 前記樹脂層は、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステルイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂から選ばれる１種又は２種以上で構成された、請求項１〜４のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
6. 前記樹脂層の厚さが、０．５〜１０μｍの範囲内である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
7. 前記カーボン線は、直径が０．００１〜０．０５ｍｍの範囲内である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
8. 前記絶縁層は、熱硬化性樹脂であって、硬化後の圧縮弾性率が５Ｎ／ｍｍ^２以下である材料で形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
9. 前記絶縁層を構成する材料が、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、及びウレタン樹脂から選ばれる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
10. 前記絶縁層の厚さが、０．１〜２ｍｍの範囲内である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の異方性導電シート。
11. １検査パターンあたりの荷重が１０ｇｆ以下である、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の異方性導電シート。