JP3903662B2

JP3903662B2 - Anisotropic conductive sheet and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3903662B2
Application number: JP26343899A
Authority: JP
Inventors: 裕一春田
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: JP2001084842A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子部品などの回路装置相互間の電気的接続や、プリント回路基板、半導体集積回路などの回路装置の検査装置におけるコネクターとして好ましく用いられる異方導電性シートおよびその製造方法に関する。
【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。
【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異方導電性エラストマーシートが開示され、更に、特開昭６１−２５０９０６号公報等には、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異方導電性エラストマーシートが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、異方導電性シートは、厚み方向に導電性を有するものであるが、面方向においては絶縁性を有するものであるため、その使用方法や使用環境によっては、当該異方導電性シートの表面に静電気が生じて帯電し、種々の問題が生じる。
例えば、異方導電性シートを回路装置の電気的検査に用いる場合には、異方導電性シートの表面に静電気が生じて帯電すると、当該静電気による引力によって、異方導電性シートに検査対象である回路装置が張りつくため、検査作業を円滑に行うことが困難となる。また、異方導電性シートの表面に高い電圧の静電気が蓄積されると、作業者の安全性の確保の点で不都合であり、特に、極めて高い電圧の静電気が蓄積されたときには、当該静電気が放電することによって、検査装置、異方導電性シートあるいは検査対象である回路装置に故障が生じることがある。
このような理由から、回路装置の電気的検査においては、定期的にあるいは異方導電性シートの表面に静電気の発生が観察されたときに必要に応じて、検査作業を中断し、除電ブラシなどを用いて異方導電性シートの除電作業を行うことが必要であり、そのため、検査効率が低下する、という問題がある。
【０００６】
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、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができる異方導電性シートを提供することにある。
本発明の第２の目的は、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができる異方導電性シートを製造することができる方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の異方導電性シートは、厚み方向に伸びる複数の導電部と、これらの導電部を囲むよう形成された絶縁部と、この絶縁部を囲むよう形成された、面方向に半導電性を示す半導電部とを有してなり、
前記導電部は、その厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有された導電性粒子により構成され、
前記半導電部は、弾性高分子物質よりなる基材中に導電性有機物質よりなる半導電性付与物質が含有されてなり、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができるものであることを特徴とする。
【００１３】
本発明の異方導電性シートにおいては、導電性有機物質が脂肪族スルホン酸塩であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の異方導電性シートの製造方法は、貫通孔または開口が形成された、半導電性を示す半導電部用シートを用意し、この半導電部用シートにおける貫通孔または開口内に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子が含有されてなる導電部用材料層を形成し、この導電部用材料層に対して、平行磁場または強度分布を有する平行磁場を当該導電部用材料層の厚み方向に作用させると共に、当該導電部用材料層を硬化処理する工程を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の異方導電性シートの製造方法は、硬化されて弾性高分子物質となる高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子が含有されてなる導電部用材料層を形成し、この導電部用材料層に対して、平行磁場または強度分布を有する平行磁場を当該導電部用材料層の厚み方向に作用させると共に、当該導電部用材料層を硬化処理することにより、導電部または導電部とこの導電部を囲む絶縁部とを形成し、その後、この導電部または絶縁部を囲むよう、硬化性の高分子形成材料中に半導電性付与物質が含有されてなる半導電部用材料層を形成し、当該半導電部用材料を硬化処理する工程を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の異方導電性シートの製造方法は、硬化されて弾性高分子物質となる高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子および半導電性付与物質が含有されてなるシート成形材料層を形成し、このシート成形材料層に対して、平行磁場を当該シート成形材料層の厚み方向に作用させると共に、当該シート成形材料層を硬化処理する工程を有することを特徴とする。
【００１８】
【作用】
本発明の異方導電性シートによれば、表面において面方向に半導電性を示す半導電部を有するため、当該半導電部を接地することにより、当該半導電部を介して除電され、その結果、表面に静電気が生じて帯電することが防止または抑制される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。この異方導電性シート１０においては、それぞれ厚み方向に伸びる複数の柱状の導電部１１が、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面方向に沿って配置され、これらの導電部１１の各々を取り囲むよう、半導電部１２が形成されている。
【００２０】
この例における導電部１１は、弾性高分子物質よりなる基材中に、導電性粒子が当該異方導電性シート１０の厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されて構成されている。
【００２１】
導電部１１の基材を構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。架橋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。
以上において、得られる異方導電性シートに耐候性が要求される場合には、共役ジエン系ゴム以外のものを用いることが好ましく、特に、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、得られる導電路素子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２．０以下のものが好ましい。
【００２４】
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。
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１００００〜４００００のものであることが好ましい。また、得られる導電路素子の耐熱性の観点から、分子量分布指数が２．０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。
【００２５】
本発明においては、高分子物質形成材料を硬化させるために適宜の硬化触媒を用いることができる。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。
【００２６】
また、導電部１１の基材中には、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、導電部１１を形成するための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、導電性粒子の分散安定性が向上すると共に、高い強度を有する導電部１１が得られる。
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、多量に使用すると、磁場による導電性粒子の配向を十分に達成することができなくなるため、好ましくない。
【００２７】
導電部１１の基材中に含有される導電性粒子としては、磁場を作用させることによって容易に異方導電性シート１０の厚み方向に並ぶよう配向させることができる観点から、磁性を示す導電性粒子を用いることが好ましい。このような導電性粒子の具体例としては、ニッケル、鉄、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、例えば化学メッキまたは電解メッキにより行うことができる。
【００２８】
導電性粒子として、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０．５〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは１〜３０重量％、さらに好ましくは３〜２５重量％、特に好ましくは４〜２０重量％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２．５〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは３〜２０重量％、さらに好ましくは３．５〜１５重量％、特に好ましくは４〜１０重量％である。また、被覆される導電性金属が銀である場合には、その被覆量は、芯粒子の３〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは４〜４０重量％、さらに好ましくは５〜３０重量％、特に好ましくは６〜２０重量％である。
【００２９】
また、導電性粒子の粒子径は、１〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜５００μｍ、さらに好ましくは５〜３００μｍ、特に好ましくは１０〜２００μｍである。
また、導電性粒子の粒子径分布（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。
このような条件を満足する導電性粒子を用いることにより、得られる導電部１１は、加圧変形が容易なものとなり、また、当該導電性粒子間に十分な電気的接触が得られる。
また、導電性粒子の形状は、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。
【００３０】
また、導電性粒子の含水率は、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、とくに好ましくは１％以下である。このような条件を満足する導電性粒子を用いることにより、高分子物質形成材料を硬化処理する際に気泡が生ずることが防止または抑制される。
【００３１】
また、導電性粒子として、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、得られる導電部１１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２０〜１００％となる量である。
【００３２】
導電部１１には、導電性粒子が体積分率で１０〜５０％、好ましくは２０〜４０％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１０％未満の場合には、十分に電気抵抗値の小さい導電部１１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１１は脆弱なものとなりやすく、導電部として必要な弾性が得られないことがある。
また、導電部１１の厚み方向における電気抵抗は、当該導電部１１を厚み方向に加圧した状態において、１００ｍΩ以下であることが好ましい。
【００３３】
半導電部１２は、面方向に半導電性を示すものであって、高分子物質よりなる基材中に半導電性付与物質が含有されることによって、或いは半導電性を示す高分子物質によって構成されている。
ここで、「半導電性」とは、体積固有抵抗が１０^-7〜１０⁴Ωｍの値を示すものをいい、異方導電性シートの厚さとのかねあいで、表面固有抵抗が１０^-1〜１０¹⁰Ω／□の値を示すものをいう。
【００３４】
半導電部１２の基材を構成する高分子物質としては、前述の導電部１１の基材を構成する弾性高分子物質として例示したものを用いることができ、その他に、種々の熱可塑性樹脂や、放射線、熱、イオン、酸などによって硬化し得る硬化性樹脂を用いることもできる。
【００３５】
半導電部１２の基材中に含有される半導電性付与物質としては、それ自体導電性または半導電性を示す物質（以下、「自己導電性物質」ともいう。）、吸湿することによって導電性または半導電性が発現される物質（以下、「吸湿導電性物質」ともいう。）などを用いることができる。
自己導電性物質としては、一般的には、金属結合により導電性を示す物質、余剰電子の移動によって電荷の移動が起こるもの、空孔の移動によって電荷の移動が起こるもの、イオンを生成し、そのイオンが電荷を運ぶもの、主鎖に沿ってπ結合を持ち、その相互作用により導電性を示す物質、側鎖にある基の相互作用によって電荷の移動を起こす物質などから選択して用いることができる。具体的には、白金、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、鉄、アルミウニム、マンガン、亜鉛、錫、鉛、インジウム、モリブデン、ニオブ、タンタル、クロムなどを含む金属粒子；二酸化銅、酸化亜鉛、酸化錫などの導電性金属酸化物；ゲルマニウム、珪素、インジウム燐、硫化亜鉛などの半導電性物質；カーボンブラック、グラファイトなどの炭素系の物質；第４級アンモニウム塩、アミン系化合物などの陽イオンを生成する物質；脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩などの陰イオンを生成する物質；ベタインなどの陽イオンおよび陰イオンの両方を生成する物質；ポリアセチレン系ポリマー、アクリル系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー、複素環ポリマー、ラダーポリマー、ネットワークポリマー、イオン性ポリマーなどの導電性高分子物質などを用いることができる。以上において、イオンを生成する物質は、界面活性剤として総称されることもある。また、ポリアセチレン系ポリマー、アクリル系ポリマー、ポリフェニレン系ポリマー、ラダーポリマー、ネットワークポリマーなどのポリマーにおいては、金属イオンなどをドープすることによって導電性をコントロールすることも可能である。
吸湿導電性物質としては、一般的には、吸湿性の大きい物質であることが好ましく、極性の大きい基である、水酸基やエステル基などを持つ物質であることが好ましい。具体的には、クロルポリシロキサン、アルコキシシラン、アルコキシポリシラン、アルコキシポリシロキサンなどの珪素化合物；導電性ウレタン、ポリビニルアルコールまたはその共重合体などの高分子物質、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルなどのアルコール系界面活性剤、多糖類などを用いることができる。また、これらのうち、導電性高分子物質は、半導電部１２を構成する基材として用いることができる。
【００３６】
この例における異方導電性シート１０は、隣接する導電部１１同士が半導電部１２によって接続された状態にあるため、当該半導電部１２の表面固有抵抗が１０⁵〜１０¹⁰であることが好ましく、特に１０⁶〜１０⁸Ω／□であることが好ましい。表面固有抵抗が１０⁵Ω／□未満である場合には、隣接する導電部１１間における所要の絶縁性が得られないことがある。一方、表面固有抵抗が１０¹⁰Ω／□を超える場合には、当該異方導電性シート１０の表面の帯電を十分にまたは防止または抑制することが困難となることがある。
また、同様の理由により、異方導電性シート１０の厚みが例えば１ｍｍであるときには、半導電部１２の電気伝導度（体積固有抵抗の逆数）は、１０^-3〜１０^-5Ω^-1ｍ^-1であることが好ましい。
【００３７】
このような異方導電性シート１０は、例えば以下の方法（イ）乃至方法（ハ）のいずれかの方法によって製造することができる。
【００３８】
〔方法（イ）〕
この方法（イ）においては、図２に示すような金型が用いられる。この金型は、上型５０およびこれと対となる下型５５が、枠状のスペーサー５４を介して互いに対向するよう配置されて構成されている。
上型５０においては、強磁性体基板５１の下面に、目的とする異方導電性シート１０の導電部１１の配置パターンに対掌なパターンに従って強磁性体部分５２が形成され、この強磁性体部分５２以外の個所には非磁性体部分５３が形成されている。
一方、下型５５においては、強磁性体基板５６の上面に、目的とする異方導電性シート１０の導電部１１の配置パターンと同一のパターンに従って強磁性体部分５７が形成され、この強磁性体部分５７以外の個所には非磁性体部分５８が形成されている。
上型５０および下型５５の各々における強磁性体基板５１，５６および強磁性体部分５２，５７を構成する材料としては、鉄、ニッケル、コバルトまたはこれらの合金などを用いることができる。
また、上型５０および下型５５の各々における非磁性体部分５３，５８を構成する材料としては、銅などの非磁性金属、ポリイミドなどの耐熱性樹脂などを用いることができる。
【００３９】
そして、この方法（イ）においては、上記の金型を用い、次のようにして異方導電性シート１０が製造される。
先ず、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および半導電性付与物質が分散されてなる流動性のシート成形材料を調製し、図３に示すように、このシート成形材料を金型内に注入してシート成形材料層１０Ａを形成する。
次いで、図４に示すように、上型５０における強磁性体基板５１の上面および下型５５における強磁性体基板５６の下面に一対の電磁石５９Ａ，５９Ｂを配置し、当該電磁石５９Ａ，５９Ｂを作動させることにより、強度分布を有する平行磁場、すなわち上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間において大きい強度を有する平行磁場をシート成形材料層１０Ａの厚み方向に作用させる。その結果、シート成形材料層１０Ａにおいては、当該シート成形材料層１０Ａ中に分散されている導電性粒子が、上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間に位置する部分に集合すると共に、厚み方向に並ぶよう配向する。
【００４０】
そして、この状態において、シート成形材料層１０Ａを硬化処理することにより、図５に示すように、上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間に配置された、弾性高分子物質中に導電性粒子が密に充填された導電部１１と、弾性高分子物質中に半導電性物質が含有され、導電性粒子が全くあるいは殆ど存在しない半導電部１２とよりなる異方導電性シート１０が製造される。
【００４１】
以上において、シート成形材料層１０Ａ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。
シート成形材料１０Ａに作用される平行磁場の強度は、平均で２００〜１００００ガウスとなる大きさが好ましい。
また、平行磁場を作用させる手段としては、電磁石の代わりに永久磁石を用いることもできる。永久磁石としては、上記の範囲の平行磁場の強度が得られる点で、アルニコ（Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金）、フェライトなどよりなるものが好ましい。
シート成形材料層１０Ａ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、シート成形材料層１０Ａを構成する高分子物質形成材料などの種類、導電性粒子の移動に要する時間などを考慮して適宜選定される。
【００４２】
〔方法（ロ）〕
この方法（ロ）においては、図６に示すように、例えば弾性高分子物質、熱可塑性樹脂または硬化性樹脂中に半導電性付与物質が含有されてなる、あるいは半導電性を示す高分子物質よりなる半導電部用シート１０Ｂを用意し、この半導電部用シート１０Ｂに、図７に示すように、形成すべき導電部１１のパターンに対応するパターンに従って複数の貫通孔１１Ｈを形成する。
ここで、半導電部用シート１０Ｂに貫通孔１１Ｈを形成する手段としては、レーザー加工による手段、パンチなどを用いた打ち抜きによる手段、ドリル加工による手段などを利用することができる。
一方、高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子が分散されてなる流動性の導電部用材料を調製し、この導電部用材料を半導電部用シート１０Ｂに貫通孔１１Ｈ内に充電することにより、図８に示すように、当該貫通孔１１Ｈ内に導電部用材料層１１Ａを形成する。
【００４３】
その後、この導電部用材料層１１Ａに対して、電磁石または永久磁石によって平行磁場を当該導電部用材料層１１Ａの厚み方向に作用させることにより、当該導電部用材料層１１Ａ中に分散されている導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向する。
そして、この状態において、導電部用材料層１１Ａ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が厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなる導電部１１が形成され、以て、図１に示す構成の異方導電性シート１０が製造される。
【００４４】
〔方法（ハ）〕
この方法（ハ）においては、先ず、例えば図２に示すような金型を用意し、図９に示すように、上型５０の強磁性体部分５２と、下型５５の強磁性体部分５７との間に、高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子が分散されてなる導電部用材料層１１Ａを形成する。このような導電部用材料層１１Ａを形成するためには、上型５０の強磁性体部分５２および下型５５の強磁性体部分５７のいずれか一方または両方の表面に、導電部用材料を塗布した後、上型５０および下型５５を重ね合わせればよい。導電部用材料を塗布する手段としては、スクリーン印刷などの印刷法を利用することができる。
次いで、金型内に形成された導電部用材料層１１Ａに対して、電磁石または永久磁石によって平行磁場を当該導電部用材料層１１Ａの厚み方向に作用させることにより、当該導電部用材料層１１Ａ中に分散されている導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向する。そして、この状態において、導電部用材料層１１Ａを硬化処理することにより、図１０に示すように、上型５０の強磁性体部分５２と、下型５５の強磁性体部分５７との間に、弾性高分子物質中に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導電部１１が形成される。
【００４５】
そして、金型内に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料または硬化性樹脂材料中に半導電性付与物質が含有されてなる半導電部用材料を注入することにより、図１１に示すように、上型５０の非磁性体部分５３と下型５５の非磁性体部分５８との間に、導電部１１を取り囲むよう、半導電部用材料層１２Ａが形成される。その後、半導電部用材料層１２Ａを硬化処理することにより、弾性高分子物質または硬化性樹脂中に導電性付与物質が含有されてなる半導電部１２が形成され、以て図１に示す構成の異方導電性シート１０が製造される。
【００４６】
以上のような異方導電性シート１０によれば、面方向に半導電性を示す半導電部１２が、導電部１１の各々を取り囲むよう形成されているため、当該半導電部１２を接地することにより、当該半導電部１２を介して除電され、その結果、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができる。
【００４７】
〔第２の実施の形態〕
図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。この異方導電性シート１０においては、それぞれ厚み方向に伸びる複数の柱状の導電部１１が小さいピッチで高い密度で配置された高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが形成され、この高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃには、導電部１１を取り囲むよう絶縁部１３が形成されている。そして、高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃにおける絶縁部１３を取り囲むよう、半導電部１２が形成されている。
絶縁部１３を構成する材料としては、前述の導電部１１の基材を構成する弾性高分子物質として例示したものを用いることができ、その他に、種々の熱可塑性樹脂や、放射線、熱、イオン、酸などによって硬化し得る硬化性樹脂を用いることもできる。
また、導電部１１および半導電部１２の構成は、前述の第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
このような異方導電性シート１０においては、半導電部１２とこれに最も接近した導電部１１との間の離間距離ｄが５ｍｍ以下であることが好ましく、特に、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。この離間距離ｄが１０ｍｍを超える場合には、導電部１１と半導電部１２との間に面積の大きい領域が形成されるため、当該領域において静電気が生じて帯電しやすくなる。一方、この離間距離が過小である場合には、半導電部１２の材質によっては、面方向における所要の絶縁性が得られないことがある。
また、同様の理由により、高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃにおける隣接する導電部１１間における離間距離Ｄは、３ｍｍ以下、特に、０．１〜１ｍｍであることが好ましい。
【００４９】
このような異方導電性シート１０は、例えば以下の方法（ニ）または方法（ホ）によって製造することができる。
【００５０】
〔方法（ニ）〕
この方法（ニ）においては、図６に示すように、弾性高分子物質、熱可塑性樹脂または硬化性樹脂中に半導電性付与物質が含有されてなる、あるいは半導電性を示す高分子物質よりなる半導電部用シート１０Ｂを用意し、この半導電部用シート１０Ｂに、図１３に示すように、形成すべき高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに対応するパターンに従って複数の開口１１Ｋを形成する。
ここで、半導電部用シート１０Ｂに開口１１Ｋを形成する手段としては、前述の方法（ロ）における半導電部用シート１０Ｂに貫通孔１１Ｈを形成する手段と同様の手段を利用することができる。
次いで、図１４に示すように、半導電部用シート１０Ｂの開口１１Ｋ内に、高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子が分散されてなる流動性の導電部用材料を充電することにより、当該開口１１Ｋ内に導電部用材料層１１Ａを形成すると共に、当該導電部用材料層１１Ａが形成された半導電部用シート１０Ｂを、図２に示す金型内に配置する。
【００５１】
その後、この導電部用材料層１１Ａに対して、電磁石または永久磁石によって強度分布を有する平行磁場、すなわち上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間において大きい強度を有する平行磁場を当該導電部用材料層１１Ａの厚み方向に作用させることにより、導電部用材料層１１Ａ中に分散されている導電性粒子が、上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間に位置する部分に集合すると共に、厚み方向に並ぶよう配向する。
そして、この状態において、導電部用材料層１１Ａを硬化処理することにより、上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間に配置された、弾性高分子物質中に導電性粒子が密に充填された導電部１１が形成されると共に、導電性粒子が全くあるいは殆ど存在しない弾性高分子物質よりなる絶縁部１３が導電部１１を取り囲むよう形成され、以て図１２に示す異方導電性シート１０が得られる。
【００５２】
〔方法（ホ）〕
この方法（ホ）においては、先ず、例えば図２に示すような金型を用意し、図１５に示すように、上型５０と下型５５との間において、形成すべき高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに対応する領域に、高分子形成材料中に磁性を示す導電性粒子が分散されてなる導電部用材料層１１Ａを形成する。このような導電部用材料層１１Ａを形成するためには、上型５０および下型５５のいずれか一方または両方の表面における形成すべき高密度導電部領域１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに対応する領域に、流動性の導電部用材料を塗布した後、上型５０および下型５５を重ね合わせればよい。導電部用材料を塗布する手段としては、スクリーン印刷などの印刷法を利用することができる。
【００５３】
次いで、金型内に形成された導電部用材料層１１Ａに対して、電磁石または永久磁石によって強度分布を有する平行磁場、すなわち上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間において大きい強度を有する平行磁場を当該導電部用材料層１１Ａの厚み方向に作用させることにより、導電部用材料層１１Ａ中に分散されている導電性粒子が、上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間に位置する部分に集合すると共に、厚み方向に並ぶよう配向する。
そして、この状態において、導電部用材料層１１Ａを硬化処理することにより、図１６に示すように、上型５０の強磁性体部分５２とこれに対応する下型５５の強磁性体部分５７との間に配置された、弾性高分子物質中に導電性粒子が密に充填された導電部１１が形成されると共に、導電性粒子が全くあるいは殆ど存在しない弾性高分子物質よりなる絶縁部１３が形成される。
【００５４】
その後、図１７に示すように、金型内に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料または硬化性樹脂材料中に半導電性付与物質が含有されてなる流動性の半導電部用材料を注入することにより、絶縁部１３を取り囲むよう半導電部用材料層１２Ａを形成し、この半導電部用材料層１２Ａを硬化処理することにより、弾性高分子物質または硬化性樹脂中に導電性付与物質が含有されてなる半導電部１２が形成され、以て図１２に示す異方導電性シート１０が製造される。
【００５５】
以上のような異方導電性シート１０によれば、前述の第１の実施の形態に係る異方導電性シート１０と同様の効果が得られると共に、絶縁部１３が導電部１１を取り囲むよう形成されているため、隣接する導電部１１間における所要の絶縁性を確実に達成することができる。
【００５６】
〔第３の実施の形態〕
図１８は、本発明の第３の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。
この異方導電性シート１０においては、それぞれ厚み方向に伸びる複数の柱状の導電部１１が、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面方向に沿って配置され、これらの導電部１１の各々を取り囲むよう、筒状の絶縁部１３が形成されており、この絶縁部１３を取り囲むよう、半導電部１２が形成されている。
ここで、半導電部１２とこれに最も接近した導電部１１との間の離間距離ｄは、前述の第２の実施の形態と同様である。
このような異方導電性シート１０は、前述の第２の実施の形態における方法（ニ）または方法（ホ）に準じて製造することができる。
そして、この第３の実施の形態に係る異方導電性シート１０によれば、前述の第２の実施の形態に係る異方導電性シート１０と同様の効果が得られる。
【００５７】
〔第４の実施の形態〕
図１９は、本発明の第４の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。この異方導電性シート１０は、面方向に半導電性を示すシート基体１４中に、導電性粒子が当該シート基体１４全体にわたってその厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されて構成されており、シート基体１４は、弾性高分子物質中に半導電性付与物質が含有されて構成されている。この異方導電性シート１０は、例えばシート基体１４の表面における任意の個所を厚み方向に加圧することにより、当該加圧した個所において導電性粒子によって導電路が形成されるものである。
【００５８】
このような構成の異方導電性シート１０においては、導電性粒子がシート基体１４中に体積分率で３〜３０％、特に５〜１５％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３％未満である場合には、十分に電気抵抗の小さい導電路を形成することが困難となることがある。一方、この割合が５０％を超える場合には、得られる異方導電性シート１０は脆弱なものとなったり、面方向にも導電性を示すようになって必要とされる異方導電性を示さなくなったりすることがある。
【００５９】
この異方導電性シート１０においては、シート基体１４の表面固有抵抗が１０⁶〜１０¹⁰Ω／□であることが好ましく、特に１０⁷〜１０⁹Ω／□であることが好ましい。表面固有抵抗が１０⁶Ω／□未満である場合には、例えばシート基体１４の表面を加圧することによって形成される導電路間間における所要の絶縁性が得られないことがある。一方、表面固有抵抗が１０¹⁰Ω／□を超える場合には、当該異方導電性シート１０の表面の帯電を十分にまたは防止または抑制することが困難となることがある。
また、同様の理由により、シート基体１４の電気伝導度（体積固有抵抗の逆数）は、１０^-4〜１０^-6Ω^-1ｍ^-1であることが好ましい。
【００６０】
このような異方導電性シート１０は、例えば以下の方法によって製造することができる。
先ず、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および半導電性付与物質が分散されてなる流動性のシート成形材料を調製し、このシート成形材料を強磁性体よりなる磁性板の表面に塗布することにより、シート成形材料層を形成する。ここで、半導電性付与物質としては、非磁性のものが用いられる。
次いで、形成されたシート成形材料層に対して、電磁石または永久磁石によって平行磁場をシート成形材料層の厚み方向に作用させる。その結果、シート成形材料層においては、当該シート成形材料層中に分散されている導電性粒子が、厚み方向に並ぶよう配向する。
そして、この状態において、シート成形材料層を硬化処理することにより、シート基体１４が形成され、以て、図１９に示す構成の異方導電性シート１０が製造される。
【００６１】
以上のような異方導電性シート１０によれば、シート基体１４が面方向に半導電性を示すものであり、従って、シート基体１４全体が半導電部となるため、当該シート基体１４を接地することにより、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができる。
【００６２】
《異方導電性シートの使用方法》
本発明の異方導電性シートは、回路装置の電気的検査に好適に用いることができる。以下、上記の第１の実施の形態異方導電性シート１０を使用して回路装置の電気的検査を行う場合について説明する。
回路装置の電気的検査においては、図２０に示すように、検査対象である回路装置（以下、「被検査回路装置」ともいう。）１の被検査電極２と対掌なパターンに従って配置された接続用電極４１を表面に有し、接続用電極４１に配線部４３を介して電気的に接続された、例えばピッチが２．５４ｍｍ、１．８０ｍｍ若しくは１．２７ｍｍの格子点配列に従って配置された端子電極４２を裏面に有するコネクター板４０が用意される。そして、このコネクター板４０の表面上に、異方導電性シート１０が、その導電部１１が接続用電極４１上に位置されるよう配置され、この異方導電性シート１０上に、被検査回路装置１が、その被検査電極２が当該異方導電性シート１０の導電部１１上に位置されるよう配置される。ここで、異方導電性シート１０における半導電部１２は適宜の手段により接地されている。
【００６３】
そして、例えばコネクター板４０を被検査回路装置１に接近する方向に移動させることにより、異方導電性シート１０が被検査回路装置１とコネクター板４０とにより加圧された状態となり、この加圧力により、異方導電性シート１０の導電部１１にその厚み方向に伸びる導電路が形成され、その結果、被検査回路装置１の被検査電極２とコネクター板４０の接続用電極４１との間の電気的接続が達成され、この状態で所要の電気的検査が行われる。
そして、被検査回路装置１の電気的検査が終了した後、この被検査回路装置１が別の被検査回路装置に交換され、当該被検査回路装置に対して、上記と同様の操作を繰り返すことによって電気的検査が行われる。
【００６４】
而して、本発明の異方導電性シート１０を用いることにより、多数の回路装置の電気的検査を連続して行っても、当該異方導電性シート１０の表面に静電気が生じて帯電することが防止または抑制されるので、検査作業を中断して異方導電性シート１０の除電作業を行うことが不要となり、その結果、高い時間的効率で、多数の回路装置の電気的検査を行うことができる。
【００６５】
本発明の異方導電性シートは、上記の実施の形態に限定されるものではなく種々の変更を加えることが可能である。
例えば、厚み方向に伸びる複数の導電部を有する異方導電性シートを構成する場合には、図２１に示すように、導電部１１が半導電部１２の表面から突出した状態に形成されていてもよい。
また、図２２に示すように、異方導電性シート１０は、例えば回路装置の電気的検査に用いられるコネクター板４０の表面に一体的に設けられたものであってもよい。
【００６６】
【発明の効果】
本発明の異方導電性シートによれば、面方向に半導電性を示す半導電部を有するため、当該半導電部を接地することにより、当該半導電部を介して除電され、その結果、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができる。従って、本発明の異方導電性シートを、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用いる場合には、検査作業を中断して異方導電性シートの除電作業を行うことが不要となるため、高い時間的効率で、回路装置の電気的検査を行うことができる。
【００６７】
本発明の異方導電性シートの製造方法によれば、表面に静電気が生じて帯電することを防止または抑制することができる異方導電性シートを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。
【図２】本発明の異方導電性シートを製造するために用いられる金型の一例における構成を示す説明用断面図である。
【図３】図２に示す金型内にシート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４】シート成形材料層に磁場を作用させた状態を示す説明用断面図である。
【図５】シート形成材料層が硬化処理されて導電部および半導電部が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図６】半導電部用シートを示す説明用断面図である。
【図７】半導電部用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。
【図８】半導電部用シートの貫通孔内に導電部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９】金型内に導電部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１０】金型内において導電部が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図１１】金型内において導電部を取り囲むよう半導電部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１２】本発明の第２の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。
【図１３】半導電部用シートに開口が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図１４】半導電部用シートの貫通孔内に導電部用材料層が形成され、当該半導電部用シートが金型内に配置された状態を示す説明用断面図である。
【図１５】金型内に導電部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１６】金型内において導電部およびこれを取り囲む絶縁部が形成された状態を示す説明用断面図である。
【図１７】金型内において絶縁部を取り囲むよう半導電部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１８】本発明の第３の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る異方導電性シートの構成を示す説明用断面図である。
【図２０】第１の実施の形態に係る異方導電性シートが、検査対象である回路装置とコネクター板との間に介在された状態を示す説明用断面図である。
【図２１】半導電部の表面から突出した状態で導電部が形成された本発明に係る異方導電性シートの一例における構成を示す説明用断面図である。
【図２２】コネクター板の表面に一体的に設けられた本発明に係る異方導電性シートの一例における構成を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
１回路装置２被検査電極
１０異方導電性シート１０Ａシート成形材料層
１０Ｂ半導電部用シート
１１導電部１１Ａ導電部用材料層
１１Ｈ貫通孔１１Ｋ開口
１２半導電部１２Ａ半導電部用材料層
１３絶縁部１４シート基体
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ高密度導電部領域
４０コネクター板４１接続用電極
４２端子電極４３配線部
５０上型５１強磁性体基板
５２強磁性体部分５３非磁性体部分
５４スペーサー５５下型
５６強磁性体基板５７強磁性体部分
５８非磁性体部分５９Ａ，５９Ｂ電磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention relates to an electrical connection between circuit devices such as electronic components, and an inspection device for circuit devices such as printed circuit boards and semiconductor integrated circuits.As a connectorThe present invention relates to an anisotropic conductive sheet preferably used and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
An anisotropic conductive elastomer sheet has conductivity only in the thickness direction, or has a pressure-conductive conductive portion that shows conductivity only in the thickness direction when pressed in the thickness direction, and is soldered. Or it has the features that it is possible to achieve a compact electrical connection without using mechanical fitting or other means, and that a soft connection is possible by absorbing mechanical shock and strain. Therefore, using such features, for example, in the fields of electronic computers, electronic digital watches, electronic cameras, computer keyboards, etc., circuit devices such as printed circuit boards and leadless chip carriers, liquid crystal panels, etc. It is widely used as a connector for achieving electrical connection.
[0003]
In electrical inspection of circuit devices such as printed circuit boards and semiconductor integrated circuits, electrodes to be inspected formed on one surface of the circuit device to be inspected and electrodes for inspection formed on the surface of the circuit substrate for inspection In order to achieve an electrical connection, an anisotropic conductive elastomer sheet is interposed between the inspected electrode region of the circuit device and the inspecting electrode region of the inspecting circuit board.
[0004]
Conventionally, such anisotropic conductive elastomer sheets are known in various structures. For example, JP-A-51-93393 discloses that metal particles are uniformly dispersed in an elastomer. An anisotropic conductive elastomer sheet is disclosed, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-147772 and the like disclose a number of conductive paths extending in the thickness direction by unevenly distributing conductive magnetic particles in the elastomer. An anisotropic conductive elastomer sheet in which a forming portion and an insulating portion that insulates the insulating portion from each other are formed is disclosed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-250906 discloses that the surface of the conductive path forming portion is insulated. An anisotropic conductive elastomer sheet in which a step is formed between the two is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the anisotropic conductive sheet has conductivity in the thickness direction, but has insulating properties in the plane direction, so depending on the method of use and usage environment, the anisotropic conductive sheet Static electricity is generated on the surface and charged, causing various problems.
For example, when an anisotropic conductive sheet is used for electrical inspection of a circuit device, if the static electricity is generated on the surface of the anisotropic conductive sheet and charged, the anisotropic conductive sheet is subject to inspection by the attractive force due to the static electricity. Since a certain circuit device sticks, it becomes difficult to perform the inspection work smoothly. Also, if high voltage static electricity is accumulated on the surface of the anisotropic conductive sheet, it is inconvenient in terms of ensuring the safety of the worker. Especially when extremely high voltage static electricity is accumulated, the static electricity By discharging, a failure may occur in the inspection device, the anisotropic conductive sheet, or the circuit device to be inspected.
For this reason, in the electrical inspection of circuit devices, the inspection work is interrupted regularly or when static electricity is observed on the surface of the anisotropic conductive sheet, and a static elimination brush, etc. There is a problem that it is necessary to carry out static elimination work on the anisotropic conductive sheet using the, so that the inspection efficiency is lowered.
[0006]
The present invention has been made based on the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide an anisotropic conductive sheet that can prevent or suppress charging due to generation of static electricity on the surface. There is to do.
The second object of the present invention is to provide a method capable of producing an anisotropic conductive sheet capable of preventing or suppressing the occurrence of static electricity on the surface and charging.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  The anisotropic conductive sheet of the present invention includes a plurality of conductive portions extending in the thickness direction, and theseAn insulating portion formed so as to surround the conductive portion, and a semiconductive portion formed so as to surround the insulating portion and exhibiting semiconductivity in a plane direction;Having
  The conductive portion is composed of conductive particles contained in an aligned state in the thickness direction,
  The semiconductive portion includes a base material made of an elastic polymer material containing a semiconductivity imparting material made of a conductive organic material, and can prevent or suppress charging due to generation of static electricity on the surface. It is characterized by being.
[0013]
  In the anisotropic conductive sheet of the present invention,The conductive organic material is preferably an aliphatic sulfonate.
[0015]
Also, the method for producing an anisotropic conductive sheet of the present invention provides a semiconductive part sheet having a semiconductive property in which a through hole or an opening is formed, and the inside of the through hole or opening in the semiconductive part sheet is prepared. And forming a conductive part material layer in which conductive particles exhibiting magnetism are contained in a polymer forming material that is cured to be an elastic polymer substance, and a parallel magnetic field or A parallel magnetic field having an intensity distribution is applied in the thickness direction of the conductive part material layer, and the conductive part material layer is cured.
[0016]
Moreover, the method for producing an anisotropic conductive sheet of the present invention forms a conductive part material layer in which conductive particles exhibiting magnetism are contained in a polymer forming material that is cured to become an elastic polymer substance, By applying a parallel magnetic field or a parallel magnetic field having an intensity distribution to the conductive part material layer in the thickness direction of the conductive part material layer, and curing the conductive part material layer, the conductive part or For a semiconductive part in which a conductive part and an insulating part surrounding the conductive part are formed, and then a semiconductive imparting substance is contained in a curable polymer forming material so as to surround the conductive part or the insulating part It has the process of forming a material layer and carrying out the hardening process of the said material for semiconductive parts.
[0017]
Also, the method for producing an anisotropic conductive sheet of the present invention is a sheet molding material comprising a polymer-forming material that is cured to become an elastic polymer substance, containing conductive particles exhibiting magnetism and a semiconductivity-imparting substance. And forming a layer, applying a parallel magnetic field to the sheet molding material layer in the thickness direction of the sheet molding material layer, and curing the sheet molding material layer.
[0018]
[Action]
According to the anisotropic conductive sheet of the present invention, since it has a semiconductive portion that exhibits semiconductivity in the surface direction on the surface, by grounding the semiconductive portion, the charge is eliminated through the semiconductive portion, As a result, static electricity is prevented or suppressed from being charged on the surface.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of the anisotropic conductive sheet according to the first embodiment of the present invention. In this anisotropic conductive sheet 10, a plurality of columnar conductive portions 11 extending in the thickness direction are arranged along the plane direction according to a pattern corresponding to the pattern of electrodes to be connected, and each of the conductive portions 11 is arranged. A semiconductive portion 12 is formed so as to surround the.
[0020]
The conductive portion 11 in this example is configured to be contained in a base material made of an elastic polymer substance in a state in which conductive particles are aligned in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet 10.
[0021]
As the elastic polymer material constituting the base material of the conductive portion 11, a polymer material having a crosslinked structure is preferable. Various materials can be used as the curable polymer material-forming material that can be used to obtain a crosslinked polymer material. Specific examples thereof include polybutadiene rubber, natural rubber, polyisoprene rubber, styrene- Conjugated diene rubbers such as butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and hydrogenated products thereof, block copolymers such as styrene-butadiene-diene block copolymer rubber, styrene-isoprene block copolymer Examples thereof include rubber and hydrogenated products thereof, chloroprene, urethane rubber, polyester rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, and ethylene-propylene-diene copolymer rubber.
In the above, when weather resistance is required for the anisotropically conductive sheet to be obtained, it is preferable to use a material other than conjugated diene rubber, and in particular, silicone rubber is used from the viewpoint of molding processability and electrical characteristics. It is preferable.
[0022]
As the silicone rubber, those obtained by crosslinking or condensing liquid silicone rubber are preferable. Liquid silicone rubber has a viscosity of 10^-110 in sec^FivePoise or less is preferable, and any of a condensation type, an addition type, a vinyl group or a hydroxyl group-containing one may be used. Specific examples include dimethyl silicone raw rubber, methyl vinyl silicone raw rubber, methyl phenyl vinyl silicone raw rubber, and the like.
[0023]
Among these, liquid silicone rubber containing vinyl groups (vinyl group-containing polydimethylsiloxane) usually hydrolyzes dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylvinylchlorosilane or dimethylvinylalkoxysilane. And a condensation reaction, for example, followed by fractionation by repeated dissolution-precipitation.
In addition, the liquid silicone rubber containing vinyl groups at both ends is obtained by anionic polymerization of a cyclic siloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane in the presence of a catalyst, using, for example, dimethyldivinylsiloxane as a polymerization terminator, and other reaction conditions. It can be obtained by appropriately selecting (for example, the amount of cyclic siloxane and the amount of polymerization terminator). Here, as the catalyst for anionic polymerization, alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130 ° C.
Such a vinyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw (referred to as a standard polystyrene equivalent weight average molecular weight; the same shall apply hereinafter) having a molecular weight of 10,000 to 40,000. Further, from the viewpoint of the heat resistance of the obtained conductive path element, the molecular weight distribution index (the value of the ratio Mw / Mn between the standard polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw and the standard polystyrene equivalent number average molecular weight Mn. The same shall apply hereinafter) is 2. 0.0 or less is preferable.
[0024]
On the other hand, a liquid silicone rubber containing hydroxyl groups (hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane) usually undergoes hydrolysis and condensation reactions of dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylhydrochlorosilane or dimethylhydroalkoxysilane. For example, and fractionation by repeated dissolution-precipitation.
In addition, cyclic siloxane is anionically polymerized in the presence of a catalyst, and dimethylhydrochlorosilane, methyldihydrochlorosilane, dimethylhydroalkoxysilane or the like is used as a polymerization terminator, and other reaction conditions (for example, amount of cyclic siloxane and polymerization termination). It can also be obtained by appropriately selecting the amount of the agent. Here, as the catalyst for anionic polymerization, alkali such as tetramethylammonium hydroxide and n-butylphosphonium hydroxide or silanolate solution thereof can be used, and the reaction temperature is, for example, 80 to 130 ° C.
Such a hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane preferably has a molecular weight Mw of 10,000 to 40,000. Further, from the viewpoint of heat resistance of the obtained conductive path element, those having a molecular weight distribution index of 2.0 or less are preferable.
In the present invention, either one of the above-mentioned vinyl group-containing polydimethylsiloxane and hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane can be used, or both can be used in combination.
[0025]
In the present invention, an appropriate curing catalyst can be used for curing the polymer substance-forming material. As such a curing catalyst, an organic peroxide, a fatty acid azo compound, a hydrosilylation catalyst, or the like can be used.
Specific examples of the organic peroxide used as the curing catalyst include benzoyl peroxide, bisdicyclobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide and ditertiary butyl peroxide.
Specific examples of the fatty acid azo compound used as the curing catalyst include azobisisobutyronitrile.
Specific examples of what can be used as a catalyst for the hydrosilylation reaction include chloroplatinic acid and salts thereof, platinum-unsaturated siloxane complex, vinylsiloxane and platinum complex, platinum and 1,3-divinyltetramethyldisiloxane. And the like, a complex of triorganophosphine or phosphite and platinum, an acetyl acetate platinum chelate, a complex of cyclic diene and platinum, and the like.
The amount of the curing catalyst used is appropriately selected in consideration of the type of polymer substance-forming material, the type of curing catalyst, and other curing conditions, but usually 3 to 100 parts by weight of the polymer substance-forming material. 15 parts by weight.
[0026]
Moreover, in the base material of the electroconductive part 11, inorganic fillers, such as normal silica powder, colloidal silica, airgel silica, an alumina, can be contained as needed. By including such an inorganic filler, the thixotropy of the material for forming the conductive portion 11 is ensured, the viscosity is increased, and the dispersion stability of the conductive particles is improved, and the strength is high. The conductive part 11 having the following is obtained.
The amount of such inorganic filler used is not particularly limited, but if it is used in a large amount, it is not preferable because the orientation of the conductive particles by the magnetic field cannot be sufficiently achieved.
[0027]
As the conductive particles contained in the base material of the conductive part 11, the conductive particles exhibiting magnetism from the viewpoint that they can be easily aligned in the thickness direction of the anisotropic conductive sheet 10 by applying a magnetic field. It is preferable to use particles. Specific examples of such conductive particles include metal particles exhibiting magnetism such as nickel, iron and cobalt, particles of these alloys, particles containing these metals, or these particles as core particles. The core particles are formed by plating the surface of the core particles with a metal having good conductivity such as gold, silver, palladium, rhodium, or non-magnetic metal particles or inorganic particles such as glass beads or polymer particles. Examples include those obtained by plating the surface of particles with a conductive magnetic material such as nickel or cobalt, or those in which core particles are coated with both a conductive magnetic material and a metal having good conductivity. Among these, it is preferable to use nickel particles as core particles and the surfaces thereof plated with a metal having good conductivity such as gold.
The means for coating the surface of the core particles with the conductive metal is not particularly limited, and can be performed by, for example, chemical plating or electrolytic plating.
[0028]
When using conductive particles whose core particles are coated with a conductive metal, from the viewpoint of obtaining good conductivity, the conductive metal coverage on the particle surface (relative to the surface area of the core particles). The ratio of the conductive metal coating area) is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, and particularly preferably 47 to 95%.
The coating amount of the conductive metal is preferably 0.5 to 50% by weight of the core particle, more preferably 1 to 30% by weight, still more preferably 3 to 25% by weight, and particularly preferably 4 to 20%. % By weight. When the conductive metal to be coated is gold, the coating amount is preferably 2.5 to 30% by weight of the core particles, more preferably 3 to 20% by weight, still more preferably 3.5. -15% by weight, particularly preferably 4-10% by weight. When the conductive metal to be coated is silver, the coating amount is preferably 3 to 50% by weight of the core particle, more preferably 4 to 40% by weight, and further preferably 5 to 30%. % By weight, particularly preferably 6 to 20% by weight.
[0029]
Moreover, it is preferable that the particle diameter of electroconductive particle is 1-1000 micrometers, More preferably, it is 2-500 micrometers, More preferably, it is 5-300 micrometers, Most preferably, it is 10-200 micrometers.
Moreover, it is preferable that the particle diameter distribution (Dw / Dn) of electroconductive particle is 1-10, More preferably, it is 1.01-7, More preferably, it is 1.05-5, Most preferably, it is 1.1- 4.
By using conductive particles satisfying such conditions, the obtained conductive portion 11 is easily deformed under pressure, and sufficient electrical contact is obtained between the conductive particles.
The shape of the conductive particles is not particularly limited, but is spherical, star-shaped, or secondary in which they are aggregated in that they can be easily dispersed in the polymer material-forming material. It is preferable that it is a lump of particles.
[0030]
The water content of the conductive particles is preferably 5% or less, more preferably 3% or less, still more preferably 2% or less, and particularly preferably 1% or less. By using conductive particles that satisfy such conditions, bubbles are prevented or suppressed from occurring when the polymer material-forming material is cured.
[0031]
Moreover, as the conductive particles, particles whose surfaces are treated with a coupling agent such as a silane coupling agent can be appropriately used. By treating the surface of the conductive particles with a coupling agent, the adhesiveness between the conductive particles and the elastic polymer substance is increased, and as a result, the obtained conductive portion 11 has durability in repeated use. It will be expensive.
The amount of the coupling agent used is appropriately selected within a range that does not affect the conductivity of the conductive particles, but the coupling agent coverage on the surface of the conductive particles (the coupling agent relative to the surface area of the conductive core particles). The ratio of the covering area) is preferably 5% or more, more preferably 7-100%, more preferably 10-100%, particularly preferably 20-100%. .
[0032]
The conductive part 11 preferably contains conductive particles in a volume fraction of 10 to 50%, preferably 20 to 40%. When this ratio is less than 10%, the conductive part 11 having a sufficiently small electric resistance value may not be obtained. On the other hand, when this ratio exceeds 60%, the obtained conductive part 11 tends to be fragile, and the elasticity necessary for the conductive part may not be obtained.
The electrical resistance in the thickness direction of the conductive portion 11 is preferably 100 mΩ or less in a state where the conductive portion 11 is pressed in the thickness direction.
[0033]
The semiconductive portion 12 exhibits semiconductivity in the surface direction, and is contained by a semiconductivity imparting substance in a base material made of a polymer substance or by a polymer substance exhibiting semiconductivity. It is configured.
Here, “semiconductive” means that the volume resistivity is 10^-7-10^FourIt means the value showing Ωm, and the surface resistivity is 10 in relation to the thickness of the anisotropic conductive sheet.^-1-10^TenIt means the value showing Ω / □ value.
[0034]
As the polymer material constituting the base material of the semiconductive part 12, those exemplified as the elastic polymer substance constituting the base material of the conductive part 11 can be used, and in addition, various thermoplastic resins and A curable resin that can be cured by radiation, heat, ions, acid, or the like can also be used.
[0035]
As the semiconductivity-imparting substance contained in the base material of the semiconductive part 12, a substance that itself exhibits conductivity or semiconductivity (hereinafter also referred to as “self-conductive substance”), which conducts by absorbing moisture. A substance that exhibits the property or semiconductivity (hereinafter, also referred to as “moisture-absorbing conductive substance”) or the like can be used.
In general, self-conducting substances include substances that exhibit conductivity through metal bonds, those that cause movement of charges due to movement of surplus electrons, those that cause movement of charges due to movement of vacancies, ions that generate, Select from ions that carry charges, substances that have a π bond along the main chain and show conductivity due to their interaction, and substances that cause charge transfer due to the interaction of groups in the side chain. Can do. Specifically, metal particles containing platinum, gold, silver, copper, nickel, cobalt, iron, aluminum, manganese, zinc, tin, lead, indium, molybdenum, niobium, tantalum, chromium, etc .; copper dioxide, zinc oxide, Conductive metal oxides such as tin oxide; semiconductive materials such as germanium, silicon, indium phosphorus, and zinc sulfide; carbon-based materials such as carbon black and graphite; cations such as quaternary ammonium salts and amine-based compounds Substances that produce anions such as aliphatic sulfonates, higher alcohol sulfates, higher alcohol ethylene oxide addition sulfates, higher alcohol phosphates, higher alcohol ethylene oxide addition phosphates; betaines Substances that generate both cations and anions, such as polyacetate Ren-based polymer, acryl-based polymers, polyphenylene-based polymers, heterocyclic polymers, rudder polymers, network polymers, and a conductive polymer material such as an ionic polymer. In the above, the substance which produces | generates ion may be named generically as surfactant. In addition, in a polymer such as a polyacetylene polymer, an acrylic polymer, a polyphenylene polymer, a ladder polymer, and a network polymer, the conductivity can be controlled by doping a metal ion or the like.
In general, the hygroscopic conductive substance is preferably a substance having high hygroscopicity, and is preferably a substance having a hydroxyl group or an ester group, which is a group having high polarity. Specifically, silicon compounds such as chloropolysiloxane, alkoxysilane, alkoxypolysilane, and alkoxypolysiloxane; polymer materials such as conductive urethane, polyvinyl alcohol or copolymers thereof, higher alcohol ethylene oxide, polyethylene glycol fatty acid ester, Alcohol surfactants such as polyhydric alcohol fatty acid esters, polysaccharides and the like can be used. Of these, the conductive polymer material can be used as a base material constituting the semiconductive portion 12.
[0036]
Since the anisotropic conductive sheet 10 in this example is in a state where the adjacent conductive portions 11 are connected by the semiconductive portion 12, the surface specific resistance of the semiconductive portion 12 is 10.^Five-10^TenIs preferred, in particular 10⁶-10⁸It is preferable that it is Ω / □. Surface resistivity is 10^FiveIf it is less than Ω / □, the required insulation between the adjacent conductive portions 11 may not be obtained. On the other hand, the surface resistivity is 10^TenWhen it exceeds Ω / □, it may be difficult to sufficiently or prevent or suppress the charging of the surface of the anisotropic conductive sheet 10.
For the same reason, when the thickness of the anisotropic conductive sheet 10 is, for example, 1 mm, the electrical conductivity (reciprocal of the volume resistivity) of the semiconductive portion 12 is 10^-3-10^-FiveΩ^-1m^-1It is preferable that
[0037]
Such an anisotropic conductive sheet 10 can be manufactured, for example, by any one of the following methods (A) to (C).
[0038]
[Method (I)]
In this method (a), a mold as shown in FIG. 2 is used. The mold is configured by arranging an upper mold 50 and a lower mold 55 that is paired with the upper mold 50 so as to face each other with a frame-shaped spacer 54 interposed therebetween.
In the upper mold 50, a ferromagnetic portion 52 is formed on the lower surface of the ferromagnetic substrate 51 according to a pattern opposite to the arrangement pattern of the conductive portions 11 of the target anisotropic conductive sheet 10. A non-magnetic portion 53 is formed at a place other than the portion 52.
On the other hand, in the lower mold 55, a ferromagnetic portion 57 is formed on the upper surface of the ferromagnetic substrate 56 according to the same pattern as the arrangement pattern of the conductive portions 11 of the target anisotropic conductive sheet 10. A non-magnetic part 58 is formed at a place other than the body part 57.
As a material constituting the ferromagnetic substrates 51 and 56 and the ferromagnetic portions 52 and 57 in each of the upper mold 50 and the lower mold 55, iron, nickel, cobalt, alloys thereof, or the like can be used.
Moreover, as a material which comprises the nonmagnetic body parts 53 and 58 in each of the upper mold | type 50 and the lower mold | type 55, heat resistant resins, such as nonmagnetic metals, such as copper, a polyimide, etc. can be used.
[0039]
And in this method (A), the anisotropic conductive sheet 10 is manufactured as follows using the above-mentioned mold.
First, a fluid sheet molding material is prepared in which conductive particles exhibiting magnetism and a semiconductivity-imparting substance are dispersed in a polymer substance-forming material that becomes an elastic polymer substance by curing, and is shown in FIG. Thus, the sheet molding material is injected into the mold to form the sheet molding material layer 10A.
Next, as shown in FIG. 4, a pair of electromagnets 59A and 59B are disposed on the upper surface of the ferromagnetic substrate 51 in the upper die 50 and the lower surface of the ferromagnetic substrate 56 in the lower die 55, and the electromagnets 59A and 59B are operated. Accordingly, a parallel magnetic field having an intensity distribution, that is, a parallel magnetic field having a large intensity between the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the corresponding ferromagnetic part 57 of the lower die 55 is applied to the sheet molding material layer. It acts in the thickness direction of 10A. As a result, in the sheet molding material layer 10A, the conductive particles dispersed in the sheet molding material layer 10A cause the ferromagnetic portion 52 of the upper mold 50 and the ferromagnetic portion of the lower mold 55 corresponding thereto. In addition to being gathered at a portion located between the two and 57, they are aligned in the thickness direction.
[0040]
In this state, by curing the sheet molding material layer 10A, the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the corresponding ferromagnetic part 57 of the lower die 55 are obtained as shown in FIG. An electrically conductive portion 11 in which conductive particles are densely packed in an elastic polymer material, and a semiconductive material contained in the elastic polymer material with no or almost no conductive particles disposed therebetween. An anisotropic conductive sheet 10 including the conductive portion 12 is manufactured.
[0041]
In the above, the curing process of the sheet molding material layer 10A can be performed with the parallel magnetic field applied, but can also be performed after the parallel magnetic field is stopped.
The intensity of the parallel magnetic field applied to the sheet molding material 10A is preferably 200 to 10000 gauss on average.
In addition, as a means for applying a parallel magnetic field, a permanent magnet can be used instead of an electromagnet. The permanent magnet is preferably made of alnico (Fe—Al—Ni—Co alloy), ferrite, or the like in that a parallel magnetic field strength in the above range can be obtained.
The curing treatment of the sheet molding material layer 10A is appropriately selected depending on the material to be used, but is usually performed by heat treatment. The specific heating temperature and heating time are appropriately selected in consideration of the type of the polymer substance forming material constituting the sheet molding material layer 10A, the time required to move the conductive particles, and the like.
[0042]
[Method (b)]
In this method (b), as shown in FIG. 6, for example, an elastic polymer material, a thermoplastic resin or a curable resin contains a semiconductivity-imparting material, or a semiconducting polymer material. A semiconductive portion sheet 10B is prepared, and a plurality of through holes 11H are formed in the semiconductive portion sheet 10B according to a pattern corresponding to the pattern of the conductive portion 11 to be formed, as shown in FIG.
Here, as a means for forming the through hole 11H in the semiconductive portion sheet 10B, a laser processing means, a punching means using a punch, a drilling means, or the like can be used.
On the other hand, a fluid conductive part material is prepared in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in a polymer-forming material, and this conductive part material is charged into the through hole 11H in the semiconductive part sheet 10B. Thereby, as shown in FIG. 8, 11 A of conductive part material layers are formed in the said through-hole 11H.
[0043]
Thereafter, the conductive part material layer 11A is dispersed in the conductive part material layer 11A by applying a parallel magnetic field to the conductive part material layer 11A in the thickness direction of the conductive part material layer 11A by an electromagnet or a permanent magnet. The conductive particles are oriented in the thickness direction.
In this state, the conductive part material layer 11A is cured to form the conductive part 11 that is contained in the elastic polymer substance so that the conductive particles are aligned in the thickness direction. Thus, the anisotropic conductive sheet 10 having the configuration shown in FIG. 1 is manufactured.
[0044]
[Method (C)]
In this method (c), first, for example, a mold as shown in FIG. 2 is prepared. As shown in FIG. 9, the ferromagnetic part 52 of the upper mold 50 and the ferromagnetic part 57 of the lower mold 55 are prepared. In between, the conductive part material layer 11A in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in the polymer forming material is formed. In order to form such a conductive part material layer 11A, a conductive part material is applied to the surface of one or both of the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the ferromagnetic part 57 of the lower die 55. After the application, the upper mold 50 and the lower mold 55 may be overlapped. A printing method such as screen printing can be used as the means for applying the conductive part material.
Next, by applying a parallel magnetic field to the conductive part material layer 11A formed in the mold with an electromagnet or a permanent magnet in the thickness direction of the conductive part material layer 11A, the conductive part material layer 11A is formed. The conductive particles dispersed therein are aligned in the thickness direction. In this state, the conductive part material layer 11A is cured, so that the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the ferromagnetic part 57 of the lower die 55 are interposed as shown in FIG. Thus, the conductive portion 11 is formed which is contained in the elastic polymer substance in a state in which the conductive particles are aligned in the thickness direction.
[0045]
Then, by injecting a semiconducting part material containing a semiconducting imparting substance in a polymer material forming material or a curable resin material that is cured to become an elastic polymer substance into a mold, 11, a semiconductive portion material layer 12 </ b> A is formed between the nonmagnetic portion 53 of the upper mold 50 and the nonmagnetic portion 58 of the lower mold 55 so as to surround the conductive portion 11. Thereafter, the semiconductive portion material layer 12A is cured to form the semiconductive portion 12 in which the conductivity-imparting substance is contained in the elastic polymer material or the curable resin, and the configuration shown in FIG. The anisotropic conductive sheet 10 is manufactured.
[0046]
According to the anisotropic conductive sheet 10 as described above, since the semiconductive portion 12 that exhibits semiconductivity in the surface direction is formed so as to surround each of the conductive portions 11, the semiconductive portion 12 is grounded. As a result, the charge is eliminated through the semiconductive portion 12, and as a result, the surface can be prevented or suppressed from being charged with static electricity.
[0047]
[Second Embodiment]
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of the anisotropic conductive sheet according to the second embodiment of the present invention. In this anisotropic conductive sheet 10, high-density conductive portion regions 15A, 15B, and 15C are formed in which a plurality of columnar conductive portions 11 extending in the thickness direction are arranged at a high density with a small pitch. In the partial regions 15A, 15B, and 15C, an insulating portion 13 is formed so as to surround the conductive portion 11. A semiconductive portion 12 is formed so as to surround the insulating portion 13 in the high density conductive portion regions 15A, 15B, and 15C.
As the material constituting the insulating portion 13, those exemplified as the elastic polymer substance constituting the base material of the conductive portion 11 described above can be used. Besides, various thermoplastic resins, radiation, heat, ions A curable resin that can be cured by an acid or the like can also be used.
The configurations of the conductive portion 11 and the semiconductive portion 12 are the same as those in the first embodiment described above.
[0048]
In such an anisotropic conductive sheet 10, the distance d between the semiconductive portion 12 and the conductive portion 11 closest to the semiconductive portion 12 is preferably 5 mm or less, and particularly 0.1 to 2 mm. It is preferable. When the separation distance d exceeds 10 mm, a region having a large area is formed between the conductive portion 11 and the semiconductive portion 12, so that static electricity is generated in the region and it is easy to be charged. On the other hand, if the separation distance is too small, the required insulation in the surface direction may not be obtained depending on the material of the semiconductive portion 12.
For the same reason, the separation distance D between the adjacent conductive portions 11 in the high-density conductive portion regions 15A, 15B, and 15C is preferably 3 mm or less, particularly 0.1 to 1 mm.
[0049]
Such an anisotropic conductive sheet 10 can be manufactured, for example, by the following method (d) or method (e).
[0050]
[Method (d)]
In this method (d), as shown in FIG. 6, an elastic polymer material, a thermoplastic resin, or a curable resin contains a semiconductivity-imparting material, or a polymer material exhibiting semiconductivity. A semiconductive portion sheet 10B is prepared, and a plurality of openings 11K are formed in the semiconductive portion sheet 10B according to a pattern corresponding to the high density conductive portion regions 15A, 15B, and 15C to be formed, as shown in FIG. Form.
Here, as the means for forming the opening 11K in the semiconductive portion sheet 10B, the same means as the means for forming the through hole 11H in the semiconductive portion sheet 10B in the above-described method (b) can be used. .
Next, as shown in FIG. 14, by charging a fluid conductive part material in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in the polymer forming material in the opening 11K of the sheet 10B for semiconductive part, The conductive portion material layer 11A is formed in the opening 11K, and the semiconductive portion sheet 10B on which the conductive portion material layer 11A is formed is placed in the mold shown in FIG.
[0051]
Thereafter, a parallel magnetic field having an intensity distribution by an electromagnet or a permanent magnet, that is, the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the corresponding ferromagnetic part 57 of the lower die 55 with respect to the conductive part material layer 11A, The conductive particles dispersed in the conductive part material layer 11A are caused to act on the ferromagnetic material of the upper mold 50 by applying a parallel magnetic field having a large strength between them in the thickness direction of the conductive part material layer 11A. They are gathered at a portion located between the portion 52 and the corresponding ferromagnetic portion 57 of the lower die 55, and oriented so as to be aligned in the thickness direction.
In this state, the conductive part material layer 11A is cured to be disposed between the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the corresponding ferromagnetic part 57 of the lower die 55. A conductive portion 11 in which conductive particles are closely packed in an elastic polymer material is formed, and an insulating portion 13 made of an elastic polymer material having no or almost no conductive particles is formed so as to surround the conductive portion 11. Thus, the anisotropic conductive sheet 10 shown in FIG. 12 is obtained.
[0052]
[Method (e)]
In this method (e), first, for example, a mold as shown in FIG. 2 is prepared. As shown in FIG. 15, a high-density conductive part region to be formed between the upper mold 50 and the lower mold 55 is formed. In a region corresponding to 15A, 15B, 15C, a conductive portion material layer 11A is formed, in which conductive particles exhibiting magnetism are dispersed in a polymer forming material. In order to form such a conductive part material layer 11A, a region corresponding to the high-density conductive part regions 15A, 15B, and 15C to be formed on the surface of one or both of the upper die 50 and the lower die 55 is formed. After the fluid conductive part material is applied, the upper mold 50 and the lower mold 55 may be overlapped. A printing method such as screen printing can be used as the means for applying the conductive part material.
[0053]
Next, a parallel magnetic field having an intensity distribution by an electromagnet or a permanent magnet, that is, the ferromagnetic part 52 of the upper mold 50 and the lower mold 55 corresponding thereto is applied to the conductive part material layer 11A formed in the mold. By applying a parallel magnetic field having a high strength to the ferromagnetic portion 57 in the thickness direction of the conductive part material layer 11A, the conductive particles dispersed in the conductive part material layer 11A are They are gathered at a portion located between the ferromagnetic portion 52 of the mold 50 and the corresponding ferromagnetic portion 57 of the lower die 55 and are aligned so as to be aligned in the thickness direction.
In this state, the conductive part material layer 11A is hardened, so that the ferromagnetic part 52 of the upper die 50 and the corresponding ferromagnetic part 57 of the lower die 55 are obtained as shown in FIG. A conductive portion 11 is formed in which an electrically conductive particle is densely packed in an elastic polymer material, and an insulating portion 13 made of an elastic polymer material having no or almost no electrically conductive particles is disposed between them. It is formed.
[0054]
Thereafter, as shown in FIG. 17, a fluid semiconductive material in which a semiconductivity-imparting substance is contained in a polymer material forming material or a curable resin material that is cured into an elastic polymer material in a mold. By injecting the part material, a semiconductive part material layer 12A is formed so as to surround the insulating part 13, and the semiconductive part material layer 12A is cured to thereby form an elastic polymer substance or a curable resin. Thus, the semiconductive portion 12 containing the conductivity imparting substance is formed, and thus the anisotropic conductive sheet 10 shown in FIG. 12 is manufactured.
[0055]
According to the anisotropic conductive sheet 10 as described above, the same effect as the anisotropic conductive sheet 10 according to the first embodiment described above can be obtained, and the insulating portion 13 is formed so as to surround the conductive portion 11. Therefore, the required insulation between the adjacent conductive portions 11 can be reliably achieved.
[0056]
[Third Embodiment]
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating the configuration of an anisotropic conductive sheet according to the third embodiment of the present invention.
In this anisotropic conductive sheet 10, a plurality of columnar conductive portions 11 extending in the thickness direction are arranged along the plane direction according to a pattern corresponding to the pattern of electrodes to be connected, and each of the conductive portions 11 is arranged. A cylindrical insulating portion 13 is formed so as to surround the insulating portion 13, and a semiconductive portion 12 is formed so as to surround the insulating portion 13.
Here, the separation distance d between the semiconductive portion 12 and the conductive portion 11 closest to the semiconductive portion 12 is the same as in the second embodiment.
Such an anisotropic conductive sheet 10 can be manufactured according to the method (d) or the method (e) in the second embodiment described above.
And according to the anisotropic conductive sheet 10 which concerns on this 3rd Embodiment, the effect similar to the anisotropic conductive sheet 10 which concerns on the above-mentioned 2nd Embodiment is acquired.
[0057]
[Fourth Embodiment]
FIG. 19 is an explanatory cross-sectional view illustrating a configuration of an anisotropic conductive sheet according to the fourth embodiment of the present invention. The anisotropic conductive sheet 10 is configured to be contained in a sheet base 14 that exhibits semiconductivity in the surface direction in a state in which conductive particles are aligned in the thickness direction over the entire sheet base 14. The sheet base 14 is configured by containing a semiconductivity imparting substance in an elastic polymer substance. The anisotropic conductive sheet 10 is formed by, for example, pressing an arbitrary portion on the surface of the sheet base 14 in the thickness direction so that a conductive path is formed by the conductive particles at the pressed portion.
[0058]
In the anisotropic conductive sheet 10 having such a configuration, it is preferable that the conductive particles are contained in the sheet base 14 at a volume ratio of 3 to 30%, particularly 5 to 15%. When this ratio is less than 3%, it may be difficult to form a conductive path having a sufficiently small electric resistance. On the other hand, when this ratio exceeds 50%, the anisotropic conductive sheet 10 to be obtained becomes fragile or exhibits anisotropic conductivity required to show conductivity also in the surface direction. May not be shown.
[0059]
In the anisotropic conductive sheet 10, the surface specific resistance of the sheet base 14 is 10⁶-10^TenΩ / □ is preferred, especially 10⁷-10⁹It is preferable that it is Ω / □. Surface resistivity is 10⁶If it is less than Ω / □, for example, the required insulation between the conductive paths formed by pressurizing the surface of the sheet substrate 14 may not be obtained. On the other hand, the surface resistivity is 10^TenWhen it exceeds Ω / □, it may be difficult to sufficiently or prevent or suppress the charging of the surface of the anisotropic conductive sheet 10.
For the same reason, the electrical conductivity (reciprocal of the volume resistivity) of the sheet base 14 is 10^-Four-10^-6Ω^-1m^-1It is preferable that
[0060]
Such an anisotropic conductive sheet 10 can be manufactured, for example, by the following method.
First, a flowable sheet molding material is prepared in which conductive particles exhibiting magnetism and a semi-conductivity imparting substance are dispersed in a polymer substance-forming material that becomes an elastic polymer substance by curing treatment, and this sheet molding material Is applied to the surface of a magnetic plate made of a ferromagnetic material to form a sheet molding material layer. Here, a non-magnetic substance is used as the semiconductivity imparting substance.
Next, a parallel magnetic field is applied to the formed sheet molding material layer in the thickness direction of the sheet molding material layer by an electromagnet or a permanent magnet. As a result, in the sheet molding material layer, the conductive particles dispersed in the sheet molding material layer are aligned in the thickness direction.
In this state, the sheet base material 14 is formed by curing the sheet molding material layer, and thus the anisotropic conductive sheet 10 having the configuration shown in FIG. 19 is manufactured.
[0061]
According to the anisotropic conductive sheet 10 as described above, the sheet base 14 exhibits semiconductivity in the surface direction. Therefore, the entire sheet base 14 becomes a semiconductive portion, and thus the sheet base 14 is grounded. By doing so, it is possible to prevent or suppress the occurrence of static electricity on the surface and charging.
[0062]
<Usage of anisotropic conductive sheet>
The anisotropic conductive sheet of the present invention can be suitably used for electrical inspection of circuit devices. Hereinafter, the case where the electrical inspection of the circuit device is performed using the anisotropic conductive sheet 10 according to the first embodiment will be described.
In the electrical inspection of the circuit device, as shown in FIG. 20, the circuit device is arranged in accordance with a pattern opposite to the electrode 2 to be inspected 1 of the circuit device to be inspected (hereinafter also referred to as “circuit device to be inspected”). The connection electrode 41 is provided on the surface, and is electrically connected to the connection electrode 41 via the wiring portion 43. For example, the pitch is 2.54 mm, 1.80 mm, or 1.27 mm. A connector plate 40 having a terminal electrode 42 on the back surface is prepared. On the surface of the connector plate 40, the anisotropic conductive sheet 10 is arranged so that the conductive portion 11 is positioned on the connection electrode 41. On the anisotropic conductive sheet 10, the circuit under test is arranged. The apparatus 1 is arranged so that the electrode 2 to be inspected is positioned on the conductive portion 11 of the anisotropic conductive sheet 10. Here, the semiconductive portion 12 in the anisotropic conductive sheet 10 is grounded by an appropriate means.
[0063]
Then, for example, by moving the connector plate 40 in a direction approaching the circuit device 1 to be inspected, the anisotropic conductive sheet 10 is pressed by the circuit device 1 to be inspected and the connector plate 40, and this pressure is applied. Thus, a conductive path extending in the thickness direction is formed in the conductive portion 11 of the anisotropic conductive sheet 10, and as a result, between the electrode 2 to be inspected 1 of the circuit device 1 to be tested and the connection electrode 41 of the connector plate 40. An electrical connection is achieved and the required electrical inspection is performed in this state.
After the electrical inspection of the circuit device under test 1 is completed, the circuit device under test 1 is replaced with another circuit device under test, and the same operation as described above is repeated for the circuit device under test. An electrical inspection is performed.
[0064]
Thus, by using the anisotropic conductive sheet 10 of the present invention, even if electrical inspection of a large number of circuit devices is continuously performed, static electricity is generated on the surface of the anisotropic conductive sheet 10 to be charged. Therefore, it is not necessary to interrupt the inspection work and perform the static elimination work on the anisotropic conductive sheet 10, and as a result, perform electrical inspection of a large number of circuit devices with high time efficiency. be able to.
[0065]
  The anisotropic conductive sheet of the present invention isIn formIt is possible to add various changes without being limited.
  For example, in the case of forming an anisotropic conductive sheet having a plurality of conductive portions extending in the thickness direction, the conductive portion 11 is formed so as to protrude from the surface of the semiconductive portion 12 as shown in FIG. Also good.
  Further, as shown in FIG. 22, the anisotropic conductive sheet 10 may be integrally provided on the surface of a connector plate 40 used for electrical inspection of a circuit device, for example.
[0066]
【The invention's effect】
According to the anisotropic conductive sheet of the present invention, since it has a semiconductive portion that exhibits semiconductivity in the surface direction, by grounding the semiconductive portion, the charge is eliminated through the semiconductive portion, and as a result, It is possible to prevent or suppress the occurrence of static electricity on the surface and charging. Therefore, when the anisotropic conductive sheet of the present invention is used for electrical inspection of circuit devices such as printed circuit boards and semiconductor integrated circuits, the inspection work is interrupted and the anisotropic conductive sheet is neutralized. Therefore, electrical inspection of the circuit device can be performed with high time efficiency.
[0067]
According to the method for producing an anisotropic conductive sheet of the present invention, an anisotropic conductive sheet capable of preventing or suppressing the occurrence of static electricity on the surface and charging can be easily produced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view illustrating a configuration of an anisotropic conductive sheet according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an example of a mold used for manufacturing the anisotropic conductive sheet of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a state in which a sheet molding material layer is formed in the mold shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a magnetic field is applied to a sheet molding material layer.
FIG. 5 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a conductive portion and a semiconductive portion are formed by curing a sheet forming material layer.
FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a semiconductive portion sheet.
FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a through hole is formed in the semiconductive portion sheet.
FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a conductive part material layer is formed in a through hole of a semiconductive part sheet.
FIG. 9 is an explanatory sectional view showing a state in which a conductive part material layer is formed in a mold.
FIG. 10 is an explanatory sectional view showing a state where a conductive portion is formed in a mold.
FIG. 11 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a semiconductive portion material layer is formed so as to surround a conductive portion in a mold.
FIG. 12 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an anisotropic conductive sheet according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which an opening is formed in the semiconductive portion sheet.
FIG. 14 is an explanatory cross-sectional view showing a state where a conductive part material layer is formed in a through hole of a semiconductive part sheet and the semiconductive part sheet is arranged in a mold.
FIG. 15 is an explanatory cross-sectional view showing a state where a conductive part material layer is formed in a mold.
FIG. 16 is an explanatory sectional view showing a state in which a conductive portion and an insulating portion surrounding the conductive portion are formed in the mold.
FIG. 17 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which a semiconductive portion material layer is formed so as to surround an insulating portion in a mold.
FIG. 18 is an explanatory sectional view showing a configuration of an anisotropic conductive sheet according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an anisotropic conductive sheet according to a fourth embodiment of the present invention.
20 is an explanatory cross-sectional view showing a state in which the anisotropic conductive sheet according to the first embodiment is interposed between a circuit device to be inspected and a connector plate. FIG.
FIG. 21 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an example of an anisotropic conductive sheet according to the present invention in which a conductive portion is formed in a state protruding from the surface of a semiconductive portion.
FIG. 22 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of an example of the anisotropic conductive sheet according to the present invention provided integrally on the surface of the connector plate.
[Explanation of symbols]
1 Circuit device 2 Electrode to be inspected
10 Anisotropic conductive sheet 10A Sheet molding material layer
10B Semiconductive part sheet
11 Conductive part 11A Conductive part material layer
11H Through hole 11K Opening
12 Semiconductive part 12A Material layer for semiconductive part
13 Insulating part 14 Sheet base
15A, 15B, 15C High density conductive area
40 Connector plate 41 Electrode for connection
42 Terminal electrode 43 Wiring part
50 Upper mold 51 Ferromagnetic substrate
52 Ferromagnetic part 53 Non-magnetic part
54 Spacer 55 Lower mold
56 Ferromagnetic substrate 57 Ferromagnetic part
58 Non-magnetic part 59A, 59B Electromagnet

Claims

A plurality of conductive portions extending in the thickness direction, an insulating portion formed so as to surround these conductive portions, and a semiconductive portion which is formed so as to surround this insulating portion and which exhibits semiconductivity in a plane direction. Become
The conductive portion is composed of conductive particles contained in an aligned state in the thickness direction,
The semiconductive portion includes a base material made of an elastic polymer material containing a semiconductivity imparting material made of a conductive organic material, and can prevent or suppress charging due to generation of static electricity on the surface. An anisotropic conductive sheet characterized by being a thing.

The anisotropic conductive sheet according to claim 1, wherein the conductive organic substance is an aliphatic sulfonate.

A method for producing the anisotropic conductive sheet according to claim 1,
A semiconductive part sheet having a semiconductivity having a through hole or an opening is prepared, and a polymer forming material that is cured into an elastic polymer substance in the through hole or opening in the semiconductive part sheet the thickness of the conductive particles exhibiting magnetism to form a material layer for a conductive portion formed by containing, relative to the conductive portion material layer, the conductive portion material layer parallel magnetic field having parallel field or intensity distribution in the A method for producing an anisotropic conductive sheet, characterized by having a step of curing the conductive part material layer while acting in a direction.

A method for producing the anisotropic conductive sheet according to claim 1,
Forming a conductive part material layer in which conductive particles exhibiting magnetism are contained in a polymer forming material that is cured to become an elastic polymer substance. A parallel magnetic field or intensity distribution is formed on the conductive part material layer. The conductive part and the insulating part surrounding the conductive part are formed by applying a parallel magnetic field having a thickness in the thickness direction of the conductive part material layer and curing the conductive part material layer. Forming a semiconductive part material layer containing a semiconductive imparting substance in a curable polymer forming material so as to surround the insulating part, and curing the semiconductive part material; A method for producing an anisotropic conductive sheet, which is characterized.

A plurality of conductive portions extending in the thickness direction, and a semiconductive portion which is formed so as to surround each of the conductive portions and which exhibits semiconductivity in the plane direction, the conductive portion in the thickness direction It is composed of conductive particles contained in an aligned state, and the semiconductive portion includes a base material made of an elastic polymer material containing a semiconductivity imparting material made of a conductive organic material, and has a surface. A method of manufacturing an anisotropic conductive sheet that can prevent or suppress the occurrence of static electricity and charging ,
Through hole or opening is formed by preparing a semiconductive portions sheet showing a semiconductive, the through hole or the opening in the semiconductive part sheet, polymer forming material is cured the elastic polymeric substance A conductive part material layer containing conductive particles exhibiting magnetism is formed, and a parallel magnetic field or a parallel magnetic field having an intensity distribution is applied to the conductive part material layer in the thickness of the conductive part material layer. A method for producing an anisotropic conductive sheet, characterized by having a step of curing the conductive part material layer while acting in a direction.

A plurality of conductive portions extending in the thickness direction, and a semiconductive portion which is formed so as to surround each of the conductive portions and which exhibits semiconductivity in the plane direction, the conductive portion in the thickness direction It is composed of conductive particles contained in an aligned state, and the semiconductive portion includes a base material made of an elastic polymer material containing a semiconductivity imparting material made of a conductive organic material, and has a surface. A method of manufacturing an anisotropic conductive sheet that can prevent or suppress the occurrence of static electricity and charging,
Forming a conductive part material layer in which conductive particles exhibiting magnetism are contained in a polymer forming material that is cured to become an elastic polymer substance. A parallel magnetic field or intensity distribution is formed on the conductive part material layer. The conductive part is formed in a thickness direction of the conductive part material layer, and the conductive part material layer is cured to form a conductive part. forming a semi-conductive portion material layer semiconductive imparting substance in a polymer-forming material is formed by containing, in the anisotropic conductive sheet and a step of curing the semiconducting portion material Production method.