JP3951333B2 - 異方導電性ゴムシートおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
表面実装LSIや電子回路基板の検査時に検査基板上に検査物の電極に対面させる位置に置き、表面実装LSIや電子回路基板と電気的に接続する事を目的とした弾性を有する異方導電性ゴムシートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装LSIや電子回路基板の検査時に電気絶縁材料内に厚み方向に導通部が貫通している異方性導電ゴムシートを検査基板上に置き、該異方性導電ゴムシートの導電部を検査物である表面実装LSIや電子回路基板の電極に対面させ、検査基板と検査物との間で挟み、圧縮した状態を保持しながら表面実装LSIや電子回路基板と電気的に接続して検査する方法が知られている。
【０００３】
近年、表面実装LSIや電子回路基板においては、電極寸法や電極間寸法の微細化、高密度化が進み、これに対応して異方性導電ゴムシートも導電部の形成等の微細化が求められるようになってきた。
このような微細化が進むことにより、異方性導電ゴムシートにおいては、弾性体の面積と導通部との面積比比が小さくなり、歪みに対しての弾性体が支える面積当たりの荷重負荷が大きくなってしまい、弾力性が低下する。
又、異方性導電ゴムシートの導電部を高密度化しようとすると異方性導電ゴムシートの導電部と絶縁部を明確に区別し製造する為には、成形時の粒子の配向性が重要な要素となり、その向上には異方性導電ゴムシートの薄層化が効果的であり、そうせざるを得なかった。しかし、これらの結果は永久圧縮歪み率が低下し、耐久性の悪化が顕著になってくる難点があった。
【０００４】
さらに、異方性導電ゴムシートと接する表面実装LSIや電子回路基板のバンプ形状も高さ方向に対してある程度のバラツキがある。このためバンプ形状によっては部分的に高い歪みを受ける部分があり、異方性導電ゴムシートには該バンプ形状の高さのバラツキを充分に吸収できる弾性を有することが課題とされている。
これらの問題を解決しようとした場合、低硬度の電気絶縁材料を用いれば、改善する方向にへ向かう事は知見として得られている。しかし、低硬度の電気絶縁材料を用いると、異方性導電ゴムシートが圧縮されたときに、異方性導電ゴムシート全体の歪みが大きく、電気絶縁材料部でその歪みを支えられないことから、導通部のゆがみを招き、安定した導通が得られないことがあった。
さらに、繰り返し圧縮もしくは高圧縮をすると電気絶縁材料の変形に伴って粒子が位置ずれを起こし、電気絶縁材料の粒子との保持力が弱まり導通部より粒子が脱落し耐久性が低下する場合があった。
【０００５】
一方、異方導電性ゴムシートの材料として硬度の高い電気絶縁材料を用いて板厚の厚い低弾性を目的とした異方導電性ゴムシートを作製することにより、一定の歪み量に対する歪み率を下げ、異方導電性ゴムシート全体の歪みを小さくし、繰り返し圧縮もしくは高圧縮等による異方導電性ゴムシートの変形を抑え、導通部よりの粒子の脱落などによる耐久性の低下を和らげることもできる。
しかし、この構造は、異方導電性ゴムシートの隣合う最近接の導電部の中心から中心までの間隔に対する導電ゴムシート厚さ比が大きいため、シート製作時の導電部の粒子の配向性が劣る傾向が見られ、非導電部への導電粒子の分散も見られ、結果として導通抵抗が上昇する現象が見られることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様に、導電部が高密度化して配置された異方導電性ゴムシートにおいて、繰り返し圧縮もしくは高圧縮を行っても異方導電ゴムシート全体の歪みを小さくして変形抑え、耐久性の低下を和らげると共に導通抵抗を上昇させずに安定した導通を得る事は、従来の技術では非常に難しい問題であり、この課題の解決がもとめられていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これら従来の問題点を解決する手段として、例えば硬度の高い電気絶縁材料を用いても、電気絶縁材料内に厚み方向に導電部が貫通している異方導電性ゴムシートを２層以上積層し一体化することにより、導電部の間隔が高密度でありながら、充分な弾性を有し、繰り返し圧縮等による耐久性が優れた異方導電性ゴムシートが得られることを見いだし本発明に達した。
すなわち本発明の異方導電性ゴムシートは、シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が厚み方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートを、２層以上積層し一体化されてなり、
隣合う最近接の導電部の中心から中心までの間隔（ピッチ）の１．１倍以上の厚さを有することを特徴とする。
上述の発明における好ましい一態様では、異質の異方導電性ゴムシートどうしが積層されている。
上述の発明における好ましい一態様では、積層された異方導電性ゴムシートのうち少なくとも一のシートの硬度が他のシートの硬度とは異なっている。
上述の発明における好ましい一態様では、３層以上の異方導電性ゴムシートが積層されてなり、最外層の硬度および強度が、内層の硬度および強度とは異なっている。
本発明の異方導電性ゴムシートは、シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が厚み方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートが、電子回路を挟んで、その両側に積層されてなり、
異方導電性ゴムシートから電気的導通を外部端子へ取れるように一体化した構造を有することを特徴とする。
また本発明の異方導電性ゴムシートは、シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が厚み方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートが、金属網を挟んで、その両側に積層されてなり、
異方導電性ゴムシートから電気的導通を外部端子へ取れるように一体化した構造を有することを特徴とする。
本発明の異方導電性ゴムシートの製造方法は、絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にして、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、
このようにして得られた異方導電性ゴムシートの上に、前記導電性粒子を配合した組成物をシート状に積層し、
該組成物に対して厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、
これにより、複数の異方導電性ゴムシートが積層一体化された異方導電性ゴムシートを得ることを特徴とする。
上述の発明における好ましい一態様では、予め製造した異方導電性シートの上面と下面の両方に前記導電性粒子を配合した組成物を積層し、
該組成物に対して厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで異方導電性シートを製造する。
本発明の異方導電性ゴムシートの製造方法は、絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、これにより異方導電性ゴムシートを作製し、
このようにして得られた複数の異方導電性ゴムシートを、互いに貼り合わせることにより、電気絶縁材料内に厚み方向に導電性粒子が配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートを得ることを特徴とする。
本発明の異方導電性ゴムシートの製造方法は、絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、これにより異方導電性ゴムシートを作製し、
このようにして得られた２枚の異方導電性ゴムシートに、シリコーンを薄く塗り、異方導電性ゴムシートの導電部を電極の位置に合わせて電子回路基板に貼り付けて圧接し、
高温でシリコーンを架橋することにより、２枚の異方導電性ゴムシートと電子回路基板とを一体化することを特徴とする。
【発明の実施形態】
【０００８】
従来の低弾性を目的とした１層式の厚い異方導電性ゴムシートは、導通部のピッチに対してのシート厚さ比が大きく、シート製作時の粒子の配向性が劣る傾向があり、導電部の導通抵抗が上昇する現象が見られる。
本発明はこれらの難点を解決したもので、積層したシート構造とすることにより、２層以上の各層の厚みの合計で一枚の異方導電性ゴムシートとしている。このため導通部のピッチに対して、各層のシート厚さ比が小さく製作でき、シート製作時の粒子の配向性が劣る現象を軽減する効果が得られる。その結果、従来の低弾性を目的とした１層式の厚い異方導電性ゴムシートよりも導通抵抗が向上する。
本発明は、電気絶縁材料内に厚み方向に導電性粒子が並んだ導電部を複数個有する異方導電性ゴムシートであって、隣合う最近接の導電部の中心から中心までの間隔に対する厚さの比が１．１倍以上であるものである。この比は１．１以上であり、好ましくは１．２〜１０、さらに好ましくは１．３〜５、特に好ましくは１．４〜４である。かかる異方導電性ゴムシートの導電部の間隔（ピッチ）としては、導電部どうしが最も近接したものについて、その各導電部の中心から中心までの間隔である。また、厚さとしては、例えば多層シートの場合はその合計厚さであり、中間に回路基板などの中間層がある場合はそれを除いた異方導電性ゴムシートの合計厚さである。
【０００９】
さらに、異方導電性ゴムシートが圧縮されたときに、一定の歪み量に対するシートの歪み率を下げられる為、繰り返し圧縮もしくは高圧縮をすると電気絶縁材料の変形に伴って導通部のパス中の粒子が位置ずれを起こし、電気絶縁材料の粒子への保持力が弱まりパス中より粒子が脱落し耐久性が低下する可能性も少なくなる。
また、電気絶縁材料部で導通部を支るので、導通部の歪みも少なく、ゆがみを抑え、安定した導通が得られる様になる。
【００１０】
【作用】
表面実装LSIや電子回路基板の検査時に電気絶縁材料内に厚み方向に導通部が貫通している異方導電性ゴムシートを検査基板上で、検査物である表面実装LSIや電子回路基板の電極に対面させた位置に置き、検査基板と検査物との間で挟み、圧縮した状態を保持しながら表面実装LSIや電子回路基板と電気的に接続する事を目的とした異方導電性ゴムシートを２層以上に積層させ、最終的に一体に製作された異方導電性ゴムシートである。
【００１１】
本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を図１に示す。異方導電性ゴムシート２は基材となるシリコーンゴム等の電気絶縁性材料と導通部となるニッケル-金メッキ粒子４で形成しており、導通部は異方導電性ゴムシート内で配向され厚み方向に貫通する構造になっている。同様に異方導電性ゴムシート３も基材となるシリコーンゴム等の電気絶縁性材料と導通部となるニッケル-金メッキ粒子５で形成しており、導通部は異方導電性ゴムシート内で配向され厚み方向に貫通する構造になっている。この異方導電性ゴムシート２及び３を、その導電部４および５が重なるように位置を合わせて２層以上に積層した異方導電性ゴムシート１で、その導電部表面６及び７を表面実装LSIや電子回路基板の電極部に接触して導通する。
【００１２】
異方導電性ゴムシートは例えば次のような方法で製造することができる。
絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を混入した組成物を製造し、その組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
硬化させることで導通部となる粒子を保持固定する。このようにして得られた異方導電性ゴムシートの上に上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、上記と同様にして異方導電性ゴムシートを製造して積層することで目的とする異方導電性ゴムシートを製造することができる。この積層は２回以上繰り返してもよい。
なお、平行磁場を作用させる際には、磁場強度の異なる部分を有する磁極板を用いることによって、硬化後のシート中の導電性粒子に粗密状態を生じさせて導電部と絶縁部が存在する異方導電性シートを形成することができる。
また、図２のように、予め製造した異方導電性シートの上面と下面の両方に上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造することもできる。また、図３のように、予め製造した２枚の異方導電性シートの間に、上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造することもできる。
また他の方法として、別々に製造した異方導電性ゴムシートを、接着剤の存在下で、あるいは非存在下ではりあわせるなどの方法により、複合化して製造することができる。接着剤としては、シリコーンゴムなどが好適に使用できる。
さらに図８のように中間層として回路基板等を有するものでもよい。
本発明の異方導電性ゴムシートの各層における導電部の間隔は同じであっても善いが、図４のように各層ごとに導電部の間隔を変化させてもよい。
積層は多層にする程全体としての厚さが厚くなり、一定量の歪みに対するシートの歪み率を抑えられる。
【００１３】また、一製作で厚い異方導電性ゴムシートを製作するよりも、１層の厚みを薄くし製作した方が粒子の配向性も良好となるので、これを多層に積層させることで電気特性が良好な異方導電性ゴムシートを得ることができる。
本発明の異方導電性ゴムシートは導電ゴムシートの各層の硬度については特に制限はなく、適宜変化させてもよい。また、導通部の太さの径及びピッチ等についても、表面実装LSIや電子回路基板の電極部形状及び配列により、個々に対応が可能である。
本発明の異方導電性ゴムシートは、同質の異方導電性ゴムシートを積層してもよいが、異質の異方導電性ゴムシートどうしを積層することも有効である。例えば、１層目と２層目の硬度や弾性率を変えたり、３層以上にして外層の硬度や強度を変え、あるいはゴム質重合体の種類を変えて耐久性、耐熱性、対候性などを向上させたり、内層より外層を軟らかくして被検査基板等の電極を傷つけることを防止することもできる。
【００１４】
上記ゴム状重合体としては、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ，ＮＢＲ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、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、エチレンプロピレンジエン共重合体などが挙げられる。
耐候性の必要な場合は共役ジエン系ゴム以外のゴム状重合体が好ましく、特に成形加工性および電気特性の点からシリコーンゴムが好ましい。
【００１５】
ここでシリコーンゴムについてさらに詳細に説明する。
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ー1secで105ポアズ以下のものが好ましく、縮合型、付加型、ビニル基やヒドロキシル基含有型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。
これらのうちビニル基含有シリコーンゴムとしては、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、例えば引き続き溶解−沈澱の繰り返しによる分別を行うことにより得ることができる。
【００１６】
この 成分の分子量（標準ポリスチレン換算重量平均分子量）は10,000〜40,000であるものが好ましい。
なお、 上記ゴム状重合体の分子量分布指数（標準ポリスチレン換算重量平均分子量と標準ポリスチレン換算数平均分子量との比（以下「Ｍw ／Ｍn 」と記す）は、得られる導電性エラストマーの耐熱性の点から２ 以下が好ましい。
【００１７】
導電性粒子としては、例えばニッケル、鉄、コバルトなどの磁性を示す金属粒子またはこれらの合金の粒子もしくはこれらを含有する粒子に貴金属を含有させるか、またはこれらの芯粒子に貴金属をメッキなどにより被覆したもの、非磁性金属粒子もしくはガラスビーズなどの無機質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、これらにニッケル、コバルトなどの導電性磁性体を含有もしくは被覆し貴金属を被覆したもの、あるいは導電性磁性体と貴金属の両方を被覆した粒子などを挙げることができる。
貴金属としては、金、銀、パラジウム、ロジウムなどが挙げられ、好ましくは金、銀である。
これらの中ではニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に金や銀などの貴金属を被覆した粒子が好ましい。 また、金の被覆と銀の被覆の両方を併用したものが好ましい。
芯粒子の表面への貴金属の被覆方法については特に制限はないが、例えば化学メッキ、無電解メッキなどにより行うことができる。
【００１８】
また、導電性粒子の粒子径は1〜1000μｍであることが好ましく、さらに好ましくは2〜500μｍ、より好ましくは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、さらに好ましくは1.01〜7、より好ましくは1.05〜5、特に好ましくは1.1〜4である。
また、導電性粒子の含水率は５％以下が好ましく、さらに好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下である。
また、導電性粒子の表面積は1〜200ｍ2が好ましく、さらに好ましくは２〜１５０ｍ2、より好ましくは５〜１００ｍ2、特に好ましくは１０〜８０ｍ2である。
この導電性粒子の形状は特に限定されるものではないが、上記（ａ）成分および（ｂ）成分またはそれらの混合物に対する分散の容易性から球状、星形状あるいはこれらが凝集した塊状であることが好ましい。
【００１９】
本発明において、導電性粒子は、ゴム状重合体100重量部に対して30〜1000重量部、好ましくは50〜750 重量部の割合で用いられる。この割合が30重量部未満の場合には、得られる異方導電性ゴムシートは、使用時にも電気抵抗値が十分に低くならず、従って良好な接続機能を有しないものとなり、また 1,000重量部を超えると硬化されたエラストマーが脆弱になって異方導電性ゴムシートとして使用することが困難となる。
本発明の異方導電性ゴムシートには、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、未硬化時におけるチクソ性が確保され、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、硬化後におけるゴムシートの強度が向上する。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明の具体例をしめす。
実施例１
［異方導電性ゴムシートの製造］
電気的絶縁材料として硬度が４０度のシリコーンゴムを用い、粒子表面に粒子の３重量％の金メッキをしたニッケル粒子を７重量％となる割合で混合し、成形材料組成物を調製した。ニッケル粒子の平均粒子径は４０μｍであった。
次に図５に示すような金型を用い、上記の割合で調製した成形材料組成物を金型の下型の溝に流し込んだ。この金型は表面実装LSIや電子回路基板の電極部に対応したパターンの強磁性体部２８とそれ以外の非磁性体２９とが上型２５下型２６の対向磁極からなる一対の平坦な磁極板２４で、且つ異方導電性ゴムシートに必要な厚さに応じてスペーサー２７を有するものである。 次に、真空下で脱泡した後、その上に上型を被せ成形品の厚さ方向に加圧力と電磁石による平行磁場を作用させ成形した。成形は、室温にて厚さ方向の４０００ガウスの平行磁場で、１００℃で１時間架橋を行い、一層目の異方導電性ゴムシートを作製した。
次に、上記金型において下型に異方導電性ゴムシートが残るように上型を下型より取り外し、２層目の作製に移る。まず、１層目と同じ割合でシリコーンゴムと導電性磁性体粒子とを混合して組成物を調製する。この組成物を下型に残っている１層目の異方導電性ゴムシートの上にシート状に広げ、真空脱法する。これ以降は１層目と同じ方法により、積層された異方導電性ゴムシートを作製した。導電部のピッチは１．２７ｍｍであり、厚さは２ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は１．５７であった。
以上のようにして製造した異方導電性ゴムシートの使用例を図６に示す。表面実装LSI７と検査基板８上との間に、上記で製造した異方導電性ゴムシート９を電極位置合わせをして挟み固定した。これを加圧圧縮した状態で保持し、検査基板８の電極１０より異方導電性ゴムシート９の導電部１１を通じて表面実装LSI７の電極１２へ導通させ、表面実装LSI７の動作検査を行った。
この使用例に沿って表面実装LSI７の動作検査を行った構成を図９に示す。検査は検査物の加圧機構３２にて検査ヘッド３０へ検査物３３、導電ゴムシート３１及び検査基板３４を加圧する構成で電気的検査を行った。その結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２１】
実施例２
電子回路基板１３を検査物とし、電気的導通試験を行う場合の実施例である。
実施例１と同様にして、異方導電性ゴムシートを製造した。次に、得られた異方導電性ゴムシートを、図７に示す構成により電気的導通試験を行った。すなわち、電子回路基板１３と検査基板１４上との間に電極位置合わせをして、上記異方導電性ゴムシート１５を挟み固定した。これを加圧圧縮した状態で保持し、検査基板１４の電極１６より異方導電性ゴムシート１５の導電部１７を通じて電子回路基板１３の電極１８へ導通させ、電子回路基板１３の動作検査を行った結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２２】
実施例３
図８に示すように導電ゴムシート１９及び２０の間に例えば電子回路基板もしくは金属網等の電気的導通の取れる板２１を挟み、異方導電性ゴムシート１９もしくは２０から電気的導通を外部端子２２へ取れる様に一体化した構造を有する異方導電性ゴムシート２３およびその使用例である。
異方導電性ゴムシートの作製方法は、まず実施例１の手順に従って１層目を作製する。この工程を２回繰り返し異方導電性ゴムシートを２枚作製する。その２枚の異方導電性ゴムシートに、シリコーンを薄く塗り、異方導電性ゴムシートの導電部を電極の位置に合わせて電子回路基板もしくは金属網等の電気的導通の取れる板に貼り付け、上下に導電ゴムシートを貼り付けた状態で圧接し、高温槽に放置しシリコーンを架橋し、図８に示す異方導電性ゴムシートを作製した。
導電部のピッチは１．２１ｍｍであり、厚さは２．２ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は１．８であった。
この異方導電性ゴムシートについて、実施例１と同様にして電子回路基板の動作検査を行った結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２３】
実施例４
実施例３と同様の製作方法で３枚の異方導電性ゴムシートを作製し、導電部が対応するようにこれらを貼りあわせて、異方導電性ゴムシートを製造した。この異方導電性ゴムシートの導電部のピッチは０．８ｍｍであり、厚さは１．８ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は２．２５であった。
異方導電性ゴムシートを、実施例３と同様に電気的導通を外部端子２２へ取れる様にした場合、および図１のように電気的導通を外部端子にとらない構造で一体化した場合について、実施例１と同様にして電子回路基板の動作検査を行った結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２４】
実施例５
図２および図３に示す方法で異方導電性ゴムシートを製造した。
まず図２に示すように、予め製造した異方導電性シートの上面と下面の両方に上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造した。
また別に図３のように、予め製造した２枚の異方導電性シートの間に、上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造した。
得られた異方導電性ゴムシートの導電部のピッチは０．８ｍｍであり、厚さは１．２ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は１．５であった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の異方導電性ゴムシートは、表面実装LSIや電子回路基板との電気的接続の際に、低い圧縮荷重で電気的に安定した接続が得られると共に、繰り返し圧縮もしくは高圧縮荷重下においても圧縮接続に対する耐久性が優れている。 また、複数存在する導電部どうしの間隔が狭く高密度に配置された異方導電性ゴムシートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を示す模式図
【図２】本発明の異方導電性ゴムシートの製造法の一例を示す模式図
【図３】本発明の異方導電性ゴムシートの製造法の一例を示す模式図
【図４】本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を示す模式図
【図５】本発明の異方導電性ゴムシートの製造に用いた金型の一例を示す模式図
【図６】本発明の異方導電性ゴムシートを用いたＩＣ等の電気的検査の構成の一例を示す模式図
【図７】本発明の異方導電性ゴムシートを用いた回路基板等の電気的検査の構成の一例を示す模式図
【図８】本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を示す模式図
【図９】本発明の異方導電性ゴムシートを用いたＬＳＩ等の電気的検査の構成の一例を示す模式図
【符号の説明】
Ａ 導電性粒子含有ゴム組成物
１、１５、２３ 積層異方導電性ゴムシート
２、３、９、１９、２０ 異方導電性ゴムシート
４、５、１１、１７ 導電部
６、７ 導電部表面
８、１３、１４、２１、３４ 検査基板（回路基板）
１０、１２、１６、１８ 電極
２２ 外部端子
２４ 磁性板
２５ 上型
２６ 下型
２７ スペーサー
２８ 強磁性体部
２９ 非磁性体部
３０ 検査ヘッド
３２ 加圧機構
３３ 検査物
【発明の属する技術分野】
表面実装LSIや電子回路基板の検査時に検査基板上に検査物の電極に対面させる位置に置き、表面実装LSIや電子回路基板と電気的に接続する事を目的とした弾性を有する異方導電性ゴムシートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
表面実装LSIや電子回路基板の検査時に電気絶縁材料内に厚み方向に導通部が貫通している異方性導電ゴムシートを検査基板上に置き、該異方性導電ゴムシートの導電部を検査物である表面実装LSIや電子回路基板の電極に対面させ、検査基板と検査物との間で挟み、圧縮した状態を保持しながら表面実装LSIや電子回路基板と電気的に接続して検査する方法が知られている。
【０００３】
近年、表面実装LSIや電子回路基板においては、電極寸法や電極間寸法の微細化、高密度化が進み、これに対応して異方性導電ゴムシートも導電部の形成等の微細化が求められるようになってきた。
このような微細化が進むことにより、異方性導電ゴムシートにおいては、弾性体の面積と導通部との面積比比が小さくなり、歪みに対しての弾性体が支える面積当たりの荷重負荷が大きくなってしまい、弾力性が低下する。
又、異方性導電ゴムシートの導電部を高密度化しようとすると異方性導電ゴムシートの導電部と絶縁部を明確に区別し製造する為には、成形時の粒子の配向性が重要な要素となり、その向上には異方性導電ゴムシートの薄層化が効果的であり、そうせざるを得なかった。しかし、これらの結果は永久圧縮歪み率が低下し、耐久性の悪化が顕著になってくる難点があった。
【０００４】
さらに、異方性導電ゴムシートと接する表面実装LSIや電子回路基板のバンプ形状も高さ方向に対してある程度のバラツキがある。このためバンプ形状によっては部分的に高い歪みを受ける部分があり、異方性導電ゴムシートには該バンプ形状の高さのバラツキを充分に吸収できる弾性を有することが課題とされている。
これらの問題を解決しようとした場合、低硬度の電気絶縁材料を用いれば、改善する方向にへ向かう事は知見として得られている。しかし、低硬度の電気絶縁材料を用いると、異方性導電ゴムシートが圧縮されたときに、異方性導電ゴムシート全体の歪みが大きく、電気絶縁材料部でその歪みを支えられないことから、導通部のゆがみを招き、安定した導通が得られないことがあった。
さらに、繰り返し圧縮もしくは高圧縮をすると電気絶縁材料の変形に伴って粒子が位置ずれを起こし、電気絶縁材料の粒子との保持力が弱まり導通部より粒子が脱落し耐久性が低下する場合があった。
【０００５】
一方、異方導電性ゴムシートの材料として硬度の高い電気絶縁材料を用いて板厚の厚い低弾性を目的とした異方導電性ゴムシートを作製することにより、一定の歪み量に対する歪み率を下げ、異方導電性ゴムシート全体の歪みを小さくし、繰り返し圧縮もしくは高圧縮等による異方導電性ゴムシートの変形を抑え、導通部よりの粒子の脱落などによる耐久性の低下を和らげることもできる。
しかし、この構造は、異方導電性ゴムシートの隣合う最近接の導電部の中心から中心までの間隔に対する導電ゴムシート厚さ比が大きいため、シート製作時の導電部の粒子の配向性が劣る傾向が見られ、非導電部への導電粒子の分散も見られ、結果として導通抵抗が上昇する現象が見られることがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の様に、導電部が高密度化して配置された異方導電性ゴムシートにおいて、繰り返し圧縮もしくは高圧縮を行っても異方導電ゴムシート全体の歪みを小さくして変形抑え、耐久性の低下を和らげると共に導通抵抗を上昇させずに安定した導通を得る事は、従来の技術では非常に難しい問題であり、この課題の解決がもとめられていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、これら従来の問題点を解決する手段として、例えば硬度の高い電気絶縁材料を用いても、電気絶縁材料内に厚み方向に導電部が貫通している異方導電性ゴムシートを２層以上積層し一体化することにより、導電部の間隔が高密度でありながら、充分な弾性を有し、繰り返し圧縮等による耐久性が優れた異方導電性ゴムシートが得られることを見いだし本発明に達した。
すなわち本発明の異方導電性ゴムシートは、シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が厚み方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートを、２層以上積層し一体化されてなり、
隣合う最近接の導電部の中心から中心までの間隔（ピッチ）の１．１倍以上の厚さを有することを特徴とする。
上述の発明における好ましい一態様では、異質の異方導電性ゴムシートどうしが積層されている。
上述の発明における好ましい一態様では、積層された異方導電性ゴムシートのうち少なくとも一のシートの硬度が他のシートの硬度とは異なっている。
上述の発明における好ましい一態様では、３層以上の異方導電性ゴムシートが積層されてなり、最外層の硬度および強度が、内層の硬度および強度とは異なっている。
本発明の異方導電性ゴムシートは、シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が厚み方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートが、電子回路を挟んで、その両側に積層されてなり、
異方導電性ゴムシートから電気的導通を外部端子へ取れるように一体化した構造を有することを特徴とする。
また本発明の異方導電性ゴムシートは、シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が厚み方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートが、金属網を挟んで、その両側に積層されてなり、
異方導電性ゴムシートから電気的導通を外部端子へ取れるように一体化した構造を有することを特徴とする。
本発明の異方導電性ゴムシートの製造方法は、絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にして、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、
このようにして得られた異方導電性ゴムシートの上に、前記導電性粒子を配合した組成物をシート状に積層し、
該組成物に対して厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、
これにより、複数の異方導電性ゴムシートが積層一体化された異方導電性ゴムシートを得ることを特徴とする。
上述の発明における好ましい一態様では、予め製造した異方導電性シートの上面と下面の両方に前記導電性粒子を配合した組成物を積層し、
該組成物に対して厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで異方導電性シートを製造する。
本発明の異方導電性ゴムシートの製造方法は、絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、これにより異方導電性ゴムシートを作製し、
このようにして得られた複数の異方導電性ゴムシートを、互いに貼り合わせることにより、電気絶縁材料内に厚み方向に導電性粒子が配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートを得ることを特徴とする。
本発明の異方導電性ゴムシートの製造方法は、絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、これにより異方導電性ゴムシートを作製し、
このようにして得られた２枚の異方導電性ゴムシートに、シリコーンを薄く塗り、異方導電性ゴムシートの導電部を電極の位置に合わせて電子回路基板に貼り付けて圧接し、
高温でシリコーンを架橋することにより、２枚の異方導電性ゴムシートと電子回路基板とを一体化することを特徴とする。
【発明の実施形態】
【０００８】
従来の低弾性を目的とした１層式の厚い異方導電性ゴムシートは、導通部のピッチに対してのシート厚さ比が大きく、シート製作時の粒子の配向性が劣る傾向があり、導電部の導通抵抗が上昇する現象が見られる。
本発明はこれらの難点を解決したもので、積層したシート構造とすることにより、２層以上の各層の厚みの合計で一枚の異方導電性ゴムシートとしている。このため導通部のピッチに対して、各層のシート厚さ比が小さく製作でき、シート製作時の粒子の配向性が劣る現象を軽減する効果が得られる。その結果、従来の低弾性を目的とした１層式の厚い異方導電性ゴムシートよりも導通抵抗が向上する。
本発明は、電気絶縁材料内に厚み方向に導電性粒子が並んだ導電部を複数個有する異方導電性ゴムシートであって、隣合う最近接の導電部の中心から中心までの間隔に対する厚さの比が１．１倍以上であるものである。この比は１．１以上であり、好ましくは１．２〜１０、さらに好ましくは１．３〜５、特に好ましくは１．４〜４である。かかる異方導電性ゴムシートの導電部の間隔（ピッチ）としては、導電部どうしが最も近接したものについて、その各導電部の中心から中心までの間隔である。また、厚さとしては、例えば多層シートの場合はその合計厚さであり、中間に回路基板などの中間層がある場合はそれを除いた異方導電性ゴムシートの合計厚さである。
【０００９】
さらに、異方導電性ゴムシートが圧縮されたときに、一定の歪み量に対するシートの歪み率を下げられる為、繰り返し圧縮もしくは高圧縮をすると電気絶縁材料の変形に伴って導通部のパス中の粒子が位置ずれを起こし、電気絶縁材料の粒子への保持力が弱まりパス中より粒子が脱落し耐久性が低下する可能性も少なくなる。
また、電気絶縁材料部で導通部を支るので、導通部の歪みも少なく、ゆがみを抑え、安定した導通が得られる様になる。
【００１０】
【作用】
表面実装LSIや電子回路基板の検査時に電気絶縁材料内に厚み方向に導通部が貫通している異方導電性ゴムシートを検査基板上で、検査物である表面実装LSIや電子回路基板の電極に対面させた位置に置き、検査基板と検査物との間で挟み、圧縮した状態を保持しながら表面実装LSIや電子回路基板と電気的に接続する事を目的とした異方導電性ゴムシートを２層以上に積層させ、最終的に一体に製作された異方導電性ゴムシートである。
【００１１】
本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を図１に示す。異方導電性ゴムシート２は基材となるシリコーンゴム等の電気絶縁性材料と導通部となるニッケル-金メッキ粒子４で形成しており、導通部は異方導電性ゴムシート内で配向され厚み方向に貫通する構造になっている。同様に異方導電性ゴムシート３も基材となるシリコーンゴム等の電気絶縁性材料と導通部となるニッケル-金メッキ粒子５で形成しており、導通部は異方導電性ゴムシート内で配向され厚み方向に貫通する構造になっている。この異方導電性ゴムシート２及び３を、その導電部４および５が重なるように位置を合わせて２層以上に積層した異方導電性ゴムシート１で、その導電部表面６及び７を表面実装LSIや電子回路基板の電極部に接触して導通する。
【００１２】
異方導電性ゴムシートは例えば次のような方法で製造することができる。
絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を混入した組成物を製造し、その組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
硬化させることで導通部となる粒子を保持固定する。このようにして得られた異方導電性ゴムシートの上に上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、上記と同様にして異方導電性ゴムシートを製造して積層することで目的とする異方導電性ゴムシートを製造することができる。この積層は２回以上繰り返してもよい。
なお、平行磁場を作用させる際には、磁場強度の異なる部分を有する磁極板を用いることによって、硬化後のシート中の導電性粒子に粗密状態を生じさせて導電部と絶縁部が存在する異方導電性シートを形成することができる。
また、図２のように、予め製造した異方導電性シートの上面と下面の両方に上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造することもできる。また、図３のように、予め製造した２枚の異方導電性シートの間に、上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造することもできる。
また他の方法として、別々に製造した異方導電性ゴムシートを、接着剤の存在下で、あるいは非存在下ではりあわせるなどの方法により、複合化して製造することができる。接着剤としては、シリコーンゴムなどが好適に使用できる。
さらに図８のように中間層として回路基板等を有するものでもよい。
本発明の異方導電性ゴムシートの各層における導電部の間隔は同じであっても善いが、図４のように各層ごとに導電部の間隔を変化させてもよい。
積層は多層にする程全体としての厚さが厚くなり、一定量の歪みに対するシートの歪み率を抑えられる。
【００１３】また、一製作で厚い異方導電性ゴムシートを製作するよりも、１層の厚みを薄くし製作した方が粒子の配向性も良好となるので、これを多層に積層させることで電気特性が良好な異方導電性ゴムシートを得ることができる。
本発明の異方導電性ゴムシートは導電ゴムシートの各層の硬度については特に制限はなく、適宜変化させてもよい。また、導通部の太さの径及びピッチ等についても、表面実装LSIや電子回路基板の電極部形状及び配列により、個々に対応が可能である。
本発明の異方導電性ゴムシートは、同質の異方導電性ゴムシートを積層してもよいが、異質の異方導電性ゴムシートどうしを積層することも有効である。例えば、１層目と２層目の硬度や弾性率を変えたり、３層以上にして外層の硬度や強度を変え、あるいはゴム質重合体の種類を変えて耐久性、耐熱性、対候性などを向上させたり、内層より外層を軟らかくして被検査基板等の電極を傷つけることを防止することもできる。
【００１４】
上記ゴム状重合体としては、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、ＳＢＲ，ＮＢＲ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、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、エチレンプロピレンジエン共重合体などが挙げられる。
耐候性の必要な場合は共役ジエン系ゴム以外のゴム状重合体が好ましく、特に成形加工性および電気特性の点からシリコーンゴムが好ましい。
【００１５】
ここでシリコーンゴムについてさらに詳細に説明する。
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ー1secで105ポアズ以下のものが好ましく、縮合型、付加型、ビニル基やヒドロキシル基含有型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。
これらのうちビニル基含有シリコーンゴムとしては、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、例えば引き続き溶解−沈澱の繰り返しによる分別を行うことにより得ることができる。
【００１６】
この 成分の分子量（標準ポリスチレン換算重量平均分子量）は10,000〜40,000であるものが好ましい。
なお、 上記ゴム状重合体の分子量分布指数（標準ポリスチレン換算重量平均分子量と標準ポリスチレン換算数平均分子量との比（以下「Ｍw ／Ｍn 」と記す）は、得られる導電性エラストマーの耐熱性の点から２ 以下が好ましい。
【００１７】
導電性粒子としては、例えばニッケル、鉄、コバルトなどの磁性を示す金属粒子またはこれらの合金の粒子もしくはこれらを含有する粒子に貴金属を含有させるか、またはこれらの芯粒子に貴金属をメッキなどにより被覆したもの、非磁性金属粒子もしくはガラスビーズなどの無機質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、これらにニッケル、コバルトなどの導電性磁性体を含有もしくは被覆し貴金属を被覆したもの、あるいは導電性磁性体と貴金属の両方を被覆した粒子などを挙げることができる。
貴金属としては、金、銀、パラジウム、ロジウムなどが挙げられ、好ましくは金、銀である。
これらの中ではニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に金や銀などの貴金属を被覆した粒子が好ましい。 また、金の被覆と銀の被覆の両方を併用したものが好ましい。
芯粒子の表面への貴金属の被覆方法については特に制限はないが、例えば化学メッキ、無電解メッキなどにより行うことができる。
【００１８】
また、導電性粒子の粒子径は1〜1000μｍであることが好ましく、さらに好ましくは2〜500μｍ、より好ましくは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、さらに好ましくは1.01〜7、より好ましくは1.05〜5、特に好ましくは1.1〜4である。
また、導電性粒子の含水率は５％以下が好ましく、さらに好ましくは３％以下、より好ましくは２％以下、特に好ましくは１％以下である。
また、導電性粒子の表面積は1〜200ｍ2が好ましく、さらに好ましくは２〜１５０ｍ2、より好ましくは５〜１００ｍ2、特に好ましくは１０〜８０ｍ2である。
この導電性粒子の形状は特に限定されるものではないが、上記（ａ）成分および（ｂ）成分またはそれらの混合物に対する分散の容易性から球状、星形状あるいはこれらが凝集した塊状であることが好ましい。
【００１９】
本発明において、導電性粒子は、ゴム状重合体100重量部に対して30〜1000重量部、好ましくは50〜750 重量部の割合で用いられる。この割合が30重量部未満の場合には、得られる異方導電性ゴムシートは、使用時にも電気抵抗値が十分に低くならず、従って良好な接続機能を有しないものとなり、また 1,000重量部を超えると硬化されたエラストマーが脆弱になって異方導電性ゴムシートとして使用することが困難となる。
本発明の異方導電性ゴムシートには、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、未硬化時におけるチクソ性が確保され、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、硬化後におけるゴムシートの強度が向上する。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明の具体例をしめす。
実施例１
［異方導電性ゴムシートの製造］
電気的絶縁材料として硬度が４０度のシリコーンゴムを用い、粒子表面に粒子の３重量％の金メッキをしたニッケル粒子を７重量％となる割合で混合し、成形材料組成物を調製した。ニッケル粒子の平均粒子径は４０μｍであった。
次に図５に示すような金型を用い、上記の割合で調製した成形材料組成物を金型の下型の溝に流し込んだ。この金型は表面実装LSIや電子回路基板の電極部に対応したパターンの強磁性体部２８とそれ以外の非磁性体２９とが上型２５下型２６の対向磁極からなる一対の平坦な磁極板２４で、且つ異方導電性ゴムシートに必要な厚さに応じてスペーサー２７を有するものである。 次に、真空下で脱泡した後、その上に上型を被せ成形品の厚さ方向に加圧力と電磁石による平行磁場を作用させ成形した。成形は、室温にて厚さ方向の４０００ガウスの平行磁場で、１００℃で１時間架橋を行い、一層目の異方導電性ゴムシートを作製した。
次に、上記金型において下型に異方導電性ゴムシートが残るように上型を下型より取り外し、２層目の作製に移る。まず、１層目と同じ割合でシリコーンゴムと導電性磁性体粒子とを混合して組成物を調製する。この組成物を下型に残っている１層目の異方導電性ゴムシートの上にシート状に広げ、真空脱法する。これ以降は１層目と同じ方法により、積層された異方導電性ゴムシートを作製した。導電部のピッチは１．２７ｍｍであり、厚さは２ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は１．５７であった。
以上のようにして製造した異方導電性ゴムシートの使用例を図６に示す。表面実装LSI７と検査基板８上との間に、上記で製造した異方導電性ゴムシート９を電極位置合わせをして挟み固定した。これを加圧圧縮した状態で保持し、検査基板８の電極１０より異方導電性ゴムシート９の導電部１１を通じて表面実装LSI７の電極１２へ導通させ、表面実装LSI７の動作検査を行った。
この使用例に沿って表面実装LSI７の動作検査を行った構成を図９に示す。検査は検査物の加圧機構３２にて検査ヘッド３０へ検査物３３、導電ゴムシート３１及び検査基板３４を加圧する構成で電気的検査を行った。その結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２１】
実施例２
電子回路基板１３を検査物とし、電気的導通試験を行う場合の実施例である。
実施例１と同様にして、異方導電性ゴムシートを製造した。次に、得られた異方導電性ゴムシートを、図７に示す構成により電気的導通試験を行った。すなわち、電子回路基板１３と検査基板１４上との間に電極位置合わせをして、上記異方導電性ゴムシート１５を挟み固定した。これを加圧圧縮した状態で保持し、検査基板１４の電極１６より異方導電性ゴムシート１５の導電部１７を通じて電子回路基板１３の電極１８へ導通させ、電子回路基板１３の動作検査を行った結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２２】
実施例３
図８に示すように導電ゴムシート１９及び２０の間に例えば電子回路基板もしくは金属網等の電気的導通の取れる板２１を挟み、異方導電性ゴムシート１９もしくは２０から電気的導通を外部端子２２へ取れる様に一体化した構造を有する異方導電性ゴムシート２３およびその使用例である。
異方導電性ゴムシートの作製方法は、まず実施例１の手順に従って１層目を作製する。この工程を２回繰り返し異方導電性ゴムシートを２枚作製する。その２枚の異方導電性ゴムシートに、シリコーンを薄く塗り、異方導電性ゴムシートの導電部を電極の位置に合わせて電子回路基板もしくは金属網等の電気的導通の取れる板に貼り付け、上下に導電ゴムシートを貼り付けた状態で圧接し、高温槽に放置しシリコーンを架橋し、図８に示す異方導電性ゴムシートを作製した。
導電部のピッチは１．２１ｍｍであり、厚さは２．２ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は１．８であった。
この異方導電性ゴムシートについて、実施例１と同様にして電子回路基板の動作検査を行った結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２３】
実施例４
実施例３と同様の製作方法で３枚の異方導電性ゴムシートを作製し、導電部が対応するようにこれらを貼りあわせて、異方導電性ゴムシートを製造した。この異方導電性ゴムシートの導電部のピッチは０．８ｍｍであり、厚さは１．８ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は２．２５であった。
異方導電性ゴムシートを、実施例３と同様に電気的導通を外部端子２２へ取れる様にした場合、および図１のように電気的導通を外部端子にとらない構造で一体化した場合について、実施例１と同様にして電子回路基板の動作検査を行った結果、十分な性能を持って電気的導通及びショートの検査が行えた。また、長時間使用したが、導通不良や劣化が無く、長期間にわたって繰り返し検査をすることができた。
【００２４】
実施例５
図２および図３に示す方法で異方導電性ゴムシートを製造した。
まず図２に示すように、予め製造した異方導電性シートの上面と下面の両方に上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造した。
また別に図３のように、予め製造した２枚の異方導電性シートの間に、上記導電性粒子を配合した組成物を積層し、その厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、硬化させることで異方導電性シートを製造した。
得られた異方導電性ゴムシートの導電部のピッチは０．８ｍｍであり、厚さは１．２ｍｍであり、ピッチに対する厚さの比は１．５であった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の異方導電性ゴムシートは、表面実装LSIや電子回路基板との電気的接続の際に、低い圧縮荷重で電気的に安定した接続が得られると共に、繰り返し圧縮もしくは高圧縮荷重下においても圧縮接続に対する耐久性が優れている。 また、複数存在する導電部どうしの間隔が狭く高密度に配置された異方導電性ゴムシートが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を示す模式図
【図２】本発明の異方導電性ゴムシートの製造法の一例を示す模式図
【図３】本発明の異方導電性ゴムシートの製造法の一例を示す模式図
【図４】本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を示す模式図
【図５】本発明の異方導電性ゴムシートの製造に用いた金型の一例を示す模式図
【図６】本発明の異方導電性ゴムシートを用いたＩＣ等の電気的検査の構成の一例を示す模式図
【図７】本発明の異方導電性ゴムシートを用いた回路基板等の電気的検査の構成の一例を示す模式図
【図８】本発明の異方導電性ゴムシートの構成の一例を示す模式図
【図９】本発明の異方導電性ゴムシートを用いたＬＳＩ等の電気的検査の構成の一例を示す模式図
【符号の説明】
Ａ 導電性粒子含有ゴム組成物
１、１５、２３ 積層異方導電性ゴムシート
２、３、９、１９、２０ 異方導電性ゴムシート
４、５、１１、１７ 導電部
６、７ 導電部表面
８、１３、１４、２１、３４ 検査基板（回路基板）
１０、１２、１６、１８ 電極
２２ 外部端子
２４ 磁性板
２５ 上型
２６ 下型
２７ スペーサー
２８ 強磁性体部
２９ 非磁性体部
３０ 検査ヘッド
３２ 加圧機構
３３ 検査物
Claims (3)
- シリコーンゴムからなる電気絶縁材料内に、磁性を有する導電性粒子が磁場により厚さ方向に配列した複数個の導電部が貫通している異方導電性ゴムシートが、電子回路基板を挟んでその両側に積層され、これらが一体化されてなることを特徴とする異方導電性ゴムシート。
- 異方導電性ゴムシートから電気的導通を外部端子へ取れるように一体化した構造を有することを特徴とする請求項１に記載の異方導電性ゴムシート。
- 絶縁性のゴム状重合体に磁性を有する導電性粒子を配合した組成物を製造し、
該組成物をシート状にしてその厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、
その後、該組成物を硬化させることで導電性粒子を保持固定し、これにより異方導電性ゴムシートを作製し、
このようにして得られた２枚の異方導電性ゴムシートに、シリコーンを薄く塗り、異方導電性ゴムシートの導電部を電極の位置に合わせて電子回路基板に貼り付けて圧接し、
高温でシリコーンを架橋することにより、２枚の異方導電性ゴムシートと電子回路基板とを一体化することを特徴とする異方導電性ゴムシートの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01447497A JP3951333B2 (ja) | 1997-01-10 | 1997-01-10 | 異方導電性ゴムシートおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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