JP4336908B2

JP4336908B2 - Method for producing anisotropic conductive sheet

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Publication number: JP4336908B2
Application number: JP28353798A
Authority: JP
Inventors: 杉郎下田
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: JP2000100254A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異方導電性シートおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
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有するもの、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有するものである。異方導電性エラストマーシートは、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、回路素子、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あるいは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として広く用いられている。
【０００３】
また、プリント基板などの回路基板の電気的検査においては、検査対象である回路基板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接続用電極との電気的な接続を達成するために、回路基板の被検査電極領域と検査用回路基板の接続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いる。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（以下、これを「分散型異方導電性エラストマーシート」という。）が開示されている。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（以下、これを「偏在型異方導電性エラストマーシート」という。）が開示されている。さらに、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偏在型異方導電性エラストマーシートが開示されている。
【０００５】
そして、偏在型異方導電性エラストマーシートは、回路基板等の電極パターンと対掌のパターンに従って導電路形成部が形成されているため、分散型異方導電性エラストマーシートに比較して、接続すべき電極が小さいピッチで配置されている回路基板などに対しても電極間の電気的接続を高い信頼性で達成することができる点で、有利である。
【０００６】
従来、遍在型導電性エラストマーシートは、例えば、次のようにして製造される。
【０００７】
すなわち、図２０に示すように、例えば検査対象である回路基板の被検査電極と同一のパターンに従って強磁性体部分８１が配置されると共に、該強磁性体部分８１以外の部分に非磁性体部分８２が配置されてなる一方の型（以下、「上型」という。）８０と、検査対象である回路基板の被検査電極と対掌のパターンに従って強磁性体部分８６が配置されると共に、該強磁性体部分８６以外の部分に非磁性体部分８７が配置されてなる他方の型（以下、「下型」という。）８５とを用いる。そして、上型８０と下型８５との間に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料中に導電性磁性体粒子が分散されてなる異方導電性エラストマー形成材料層９０Ａを形成する。
【０００８】
次いで、図２１に示すように、上型８０の上面および下型８５の下面に一対の電磁石８３，８８を配置して該電磁石８３，８８を作動させることにより、上型８０の強磁性体部分８１からこれに対応する下型８５の強磁性体部分８６に向かう方向に平行磁場を作用させる。その結果、異方導電性エラストマー形成材料層９０Ａにおいては、該異方導電性エラストマー形成材料層９０Ａ中に分散されていた導電性磁性体粒子が、上型８０の強磁性体部分８１と下型８５の強磁性体部分８６との間に位置する部分に集合し、更に厚さ方向に並ぶよう配向する。
【０００９】
そして、この状態で、異方導電性エラストマー形成材料層９０Ａに対して例えば加熱による硬化処理を行うことにより、図２２に示すように、厚さ方向に伸びる多数の導電路形成部９１と、これらを相互に絶縁する絶縁部９２とが形成されてなる偏在型異方導電性エラストマーシート９０が製造される。
【００１０】
ところで、極めて小さい電極間隔（ピッチ）例えば１００μｍ以下のピッチで被検査電極が配置された検査対象回路基板に対応する偏在型異方導電性エラストマーシートを例えば３００μｍの厚さで製造する場合には、当然のことながら強磁性体部分８１，８６が極めて小さいピッチで配置された上型８０および下型８５を用いることが必要である。
【００１１】
しかし、このような上型８０および下型８５を用い、上述のようにして例えば厚みが３００μｍの偏在型異方導電性エラストマーシートを製造する場合には、図２３に示すように、上型８０および下型８５の各々において、ある強磁性体部分８１ａ，８６ａとこれに隣接する強磁性体部分８１ｂ，８６ｂとの離間距離が小さく、しかも、上型８０および下型８５の間隔が大きい。そのため、上型８０の強磁性体部分８１ａからこれに対応する下型８５の強磁性体部分８６ａに向かう方向（矢印Ｘで示す）のみならず、例えば上型８０の強磁性体部分８１ａからこれに対応する下型８５の強磁性体部分８６ａに隣接する強磁性体部分８６ｂに向かう方向（矢印Ｙで示す）にも磁場が作用することとなる。その結果、異方導電性エラストマー形成材料層９０Ａにおいて、導電性磁性体粒子を、上型８０の強磁性体部分８１ａとこれに対応する下型８５の強磁性体部分８６ａとの間に位置する部分に集合させることが困難となる。そして、上型８０の強磁性体部分８１ａと下型８５の強磁性体部分８６ｂとの間に位置する部分にも導電性磁性体粒子が集合してしまい、所期の偏在型異方導電性エラストマーシートが得られない。
【００１２】
また、上述の製造方法によれば、導電性磁性体粒子を磁場配向させるための上下一組の金型が必要であり、これがコストを上げる一因となっていた。
【００１３】
また、従来の異方導電性エラストマーシートの製造法においては、マトリックス材料として、硬化されて弾性高分子物質となる低粘度高分子物質に使用が限定されるため、使用できる材料種に制約があった。そのため、接続すべき電極が形成された基板の材質、あるいは厚み方向の寸法精度に対応して、低熱膨張係数および最適な硬度を有する異方導電性エラストマーシートの製造が極めて困難であった。
【００１４】
特に、接続すべき電極が形成された基板と遍在型異方導電性シートとの熱膨張係数の差が大きい場合、前記電極のパターンが微細、かつ高密度である時、温度変化により前記電極と前記遍在型異方導電性シートの導電部との間で位置ずれが発生し、この結果、電気接続の信頼性が低下するといった問題が発生する。
【００１５】
たとえば、異方導電性シートと接続される回路基板（被接続体）がガラス、シリコン、ガラスエポキシなどの低熱膨張係数を有する材料である場合、高い接続信頼性を得るためには前記異方導電性シートの熱膨張係数が小さいことが望まれる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、接続すべき導電部が微細でかつ高密度に形成されている場合でも、前記導電部が形成された被接続体の材質などに応じて高い接続信頼性を有する電気的接続が可能な異方導電性シートを提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、磁場配向時に磁場を制御するための型を必要とせず、上述の異方導電性シートを簡易な方法で製造することができる製造方法を提供することにある。
【００２３】
【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、以下の工程（ａ）〜（ｃ）を含む製造方法によって得られる。
【００２４】
（ａ）絶縁性シート体に、その厚さ方向に貫通孔を形成する工程、
（ｂ）硬化されて弾性高分子物質となる流動性物質中に導電性磁性体粒子が分散された導電部形成用材料を、前記絶縁性シート体上に塗布した後、前記導電性磁性体粒子に磁気引力を作用させて前記導電部形成用材料を前記貫通孔中に充填する工程、および
（ｃ）前記導電部形成用材料の硬化処理を行う工程。
【００２５】
本発明の製造方法によれば、絶縁性シート体にあらかじめ貫通孔を形成し、これに導電部形成用材料を充填するため、磁場配向によって導電性磁性体粒子を導電部を形成するための所定領域に集める必要がない。したがって、磁力線を集中させるための型を要せず、この点で製造装置のコストを大幅に低減できる。さらに、磁力線を集中させるための型を要しないことにより、この型の精度から規定される導電部のピッチの制約がないので、高密度で微細なパターンの導電部を形成することができる。
【００２６】
さらに好ましくは、磁気引力により導電部形成用材料を貫通孔内に強制的に引き込むことにより、アスペクト比の大きい貫通孔内への導電部形成用材料の充填が可能であり、この点からも高密度で微細なパターンの導電部を形成することができる。
【００２７】
この製造方法においては、前記工程（ｂ）の後に、前記絶縁性シート体の厚さ方向に磁場を形成することにより、前記貫通孔内に充填された導電部形成用材料中の導電性磁性体粒子を前記厚さ方向に配向させる工程を有することが望ましい。導電性磁性体粒子を配向させる利点については、前述のとおりである。
【００２８】
また、前記工程（ｂ）は、減圧状態で行われることが望ましい。この工程を減圧状態で行うことにより、貫通孔への導電部形成用材料の充填がより確実に行われる。
【００２９】
本発明の異方導電性シートは、前述した回路素子のコネクタ、回路基板の検査装置と該回路基板との間に介在される検査用コネクタをはじめとし、回路基板検査用アダプタ装置などに適用できる。回路基板検査用アダプタ装置は、たとえば、被検査回路基板の被検査電極および検査装置の電極に対応する導電部が基板の両面にそれぞれ形成された、ピッチ変換機能を有するアダプタ本体と、このアダプタ本体に一体的に設けられた本発明の異方導電性シートとから構成されることが好ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
（異方導電性シートの構造）
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一例を模式的に示す断面図である。
【００３２】
異方導電性シート３０は、絶縁性シート体３２と、この絶縁性シート体３２に形成された導電部４０とを有する。
【００３３】
導電部４０は、絶縁性シート体３２の厚さ方向に形成された、貫通孔３４内に充填されている。そして、導電部４０は、弾性高分子層４２と、この弾性高分子層４２内に分散された導電性磁性体粒子４４とを有する。導電性磁性体粒子４４は、絶縁性シート体３２の厚さ方向に配向する状態で充填されている。これらの導電性磁性体粒子４４により、絶縁性シート体３２の厚さ方向に導電路が形成される。また、導電部４０は、その一方の端部が絶縁性シート体３２の表面より突出した状態で形成されている。導電部４０が絶縁性シート体３２の表面より突出することにより、回路基板などの被接続部との電気的接続をより確実に行うことができる。
【００３４】
導電部４０は、絶縁性シート体３２の厚さ方向に加圧されて圧縮されたときに抵抗値が減少して導電路が形成される、加圧導電素子とすることもできる。
【００３５】
この異方導電性シート３０によれば、導電部４０が、絶縁性シート体３２に形成された貫通孔３４内に形成されることから、貫通孔３４の相互の間隔を狭めることにより、極めて小さなピッチの導電路を形成することができる。従って、接続すべき導電部（以下、これを「被接続部」という。）のピッチが極めて小さいときにも、この被接続部のピッチに対応させた導電部４０を形成することができる。そして、各導電部４０の相互は、絶縁性シート体３２によって電気的に確実に分離される。
【００３６】
（各部材の材料）
異方導電性シート３０を構成する絶縁性シート体３２は、シート加工が可能である絶縁性材料でかつ熱膨張係数が１０^-4／℃以下であればよい。絶縁性シート体の熱膨張係数は前記異方導電性シートと接続される被接続部（電極）が形成された基板（被接続体）の熱膨張係数と同じか、あるいは近似していることが好ましい。例えば被接続体の材料がガラス、シリコン、ガラスエポキシ樹脂である場合、絶縁性シート体の熱膨張係数は、好ましくは５×１０^-5／℃以下、特に好ましくは２×１０^-5〜１×１０^-7／℃であることが好ましい。
【００３７】
絶縁性シート体の材料の具体例としては、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂；ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル樹脂；塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルニトリル樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリオキシメチレンなどの熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３８】
特に、低熱膨張係数を有する絶縁性シート体を得るためには、上記材料とガラス、アラミド樹脂など低熱膨張係数を有する材料で形成された織布やメッシュ板との複合材料が好ましい。
【００３９】
また、絶縁性シート体３２にエラストマー材料を使用する場合は、通常、エラストマー材料の熱膨張係数は１０^-4／℃より大きいので、前記織布、メッシュ板、ガラス繊維などとの複合材料とすることが好ましい。
【００４０】
前記エラストマー材料の具体例としては、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、アクリルニトリル・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・イソブチ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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１０，０００〜４０，０００のものであることが好ましい。また、異方導電性シート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以下のものが好ましい。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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１０，０００〜４０，０００のものであることが好ましい。また、異方導電性シートの耐熱性の観点から、分子量分布指数が２以下のものが好ましい。
【００４９】
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。
【００５０】
高分子物質形成材料には、これを硬化させるための硬化触媒を含有させることができる。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
また、異方導電性シート３０の貫通孔３４内に充填された導電部４０は、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材料中に導電性磁性体粒子が分散された導電部形成用材料が硬化処理されて形成される。高分子物質形成材料としては、上述した絶縁性シート体３２を形成するためのエラストマー材料と同様のものを例示することができる。
【００５６】
導電部形成用材料に用いられる導電性磁性体粒子の具体例としては、鉄、コバルト、ニッケルなどの磁性を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、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、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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無電解メッキにより行うことができる。
【００５９】
導電性磁性体粒子として、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。
【００６０】
また、導電性金属の被覆量は、芯粒子の２．５〜５０重量％であることが好ましく、より好ましくは３〜３０重量％、さらに好ましくは３．５〜２５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３〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは３．５〜１５重量％、さらに好ましくは３〜２０重量％、特に好ましくは４．５〜１０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３〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは４〜２５重量％、さらに好ましくは５〜２３重量％、特に好ましくは６〜２０重量％である。更に、被覆される導電性金属として金と銀の両方を用いる場合には、金の被覆量は、芯粒子の０．１〜５重量％であることが好ましく、より好ましくは０．２〜４重量％、さらに好ましくは０．５〜３重量％であり、銀の被覆量は、芯粒子の３〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは４〜２５重量％、さらに好ましくは５〜２０重量％である。
【００６１】
また、導電性磁性体粒子の粒子径は、１〜１，０００μｍ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。
【００６２】
また、導電性磁性体粒子の粒子径分布（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。
【００６３】
このような条件を満足する導電部形成用材料を用いることにより、得られる導電部４０は、加圧変形が容易なものとなり、また、該導電部４０において導電性磁性体粒子間に十分な電気的接触が得られる。
【００６４】
また、導電性磁性体粒子の形状は、特に限定されるものではないが、高分子物質用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。
【００６５】
また、導電性磁性体粒子の含水率は、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磁性体粒子を用いることにより、後述する製造方法において、導電部形成用材料層を硬化処理する際に、該導電部形成用材料層内に気泡が生ずることが防止または抑制される。
【００６６】
また、導電性磁性体粒子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。導電性磁性体粒子の表面がカップリング剤で処理されることにより、該導電性磁性体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４０は、繰り返しの使用における耐久性が高いものとなる。
【００６７】
カップリング剤の使用量は、導電性磁性体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、導電性磁性体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。
【００６８】
このような導電性磁性体粒子は、高分子物質用材料に対して体積分率で１０〜６０％、好ましくは３５〜５０％となる割合で用いられることが好ましい。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。
【００６９】
導電部形成用材料中には、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、該導電部形成用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、導電性磁性体粒子の分散安定性が向上すると共に、硬化処理されて得られる導電部の強度が高くなる。
【００７０】
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、あまり多量に使用すると、後述する製造方法において、磁場による導電性磁性体粒子の配向を十分に達成することができなくなる。
【００７１】
また、導電部形成用材料の粘度は、温度２５℃において１０，０００〜１０００，０００ｃｐの範囲内であることが好ましい。
【００７２】
そして、以上のような導電部形成用材料が硬化処理されることにより、導電部４０が形成される。
【００７３】
（異方導電性シートの製造方法）
つぎに、本実施の形態の異方導電性シートの製造方法について、図２から図８を参照しながら説明する。
【００７４】
（１）まず、図２に示すように、基板１０上に絶縁性シート体３２を形成する。この工程では、絶縁性シート体３２は、例えば基板１０の表面に、高分子物質形成材料を塗布し、これを硬化することにより形成することができる。あるいは、絶縁性シート体３２は、高分子材料を塗布，硬化する代わりに、高分子物質からなる絶縁性シート体を圧着，接着あるいは熱圧着等により基板１０の表面に一体化させて形成してもよい。基板１０としては、特に限定されないが、ガラス、樹脂などのシートあるいは板を用いることができる。
【００７５】
ついで、絶縁性シート体３２上に、剥離層７０を形成する。この剥離層７０は、導電部４０の突出高さに対応した厚みを有する。
【００７６】
剥離層７０の材料としては、例えばポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などのポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリオキシメチレン等の熱可塑性樹脂などが用いられる。
【００７７】
（２）ついで、図３に示すように、絶縁性シート体３２および剥離層７０の積層体において、後の工程で形成される導電部４０に対応する位置に貫通孔３４を形成する。
【００７８】
貫通孔３４を形成する手段としては、レーザー加工、ドリルによる機械的加工、フォトリソグラフィーおよびエッチングによるフォトリソグラフィー加工などを利用することができ、特に簡易な方法で微細、高密度かつ高アスペクトの貫通孔を形成できるレーザ加工による手段が好ましい。
【００７９】
（３）ついで、図４および図５に示すように、硬化されて弾性高分子物質となる流動性物質中に導電性磁性体粒子が分散されたペースト状の導電部形成用材料３６を、上記工程（２）で形成された貫通孔３４内に充填する。
【００８０】
導電部形成用材料３６を貫通孔３４に充填するには、まず図４に示すように、導電部形成用材料３６を剥離層７０上に塗布する。導電部形成用材料を塗布する手段としては、ロール塗布、ブレード塗布などの手段を用いることができる。
【００８１】
ついで、塗布された導電部形成用材料３６を磁気引力によって貫通孔３４内に充填する。具体的には、図５に示すように、導電部形成用材料３６が塗布された剥離層７０と反対側の、基板１０の表面側に磁石５０を設置することにより、この磁石５０の磁気引力により導電性磁性体粒子を含む導電部形成用材料を貫通孔３４内に引き込む。磁石５０は、その磁気引力により導電部形成用材料を貫通孔内に導入できればよく、その形状や配置は特に限定されない。例えば、磁石５０は、図５に示すように、一方の磁極面が基板１０の面に対向する状態で設置されてもよいし、あるいは磁極が線状の棒状磁石を基板１０に対して走査させてもよい。
【００８２】
また、この工程においては、例えば１×１０^-3ａｔｍ以下、好ましくは１×１０^-4〜１×１０^-5ａｔｍに減圧された雰囲気下において、剥離層７０の表面に導電部形成用材料３６を塗布した後、雰囲気圧を上昇させて例えば常圧にすることが望ましい。このことにより、貫通孔３４内により確実に導電部形成用材料を充填でき、さらに充填された導電部形成用材料に気泡が生ずることを防止することができる。
【００８３】
この工程においては、磁気引力によって貫通孔３４内に導電性磁性体粒子を引き込むことにより、貫通孔３４内に確実に導電部形成用材料を充填することができる。そして、磁気引力によって強制的に導電部形成用材料を貫通孔３４内に引き込むことにより、アスペクト比の大きな貫通孔であっても導電部形成用材料の充填を達成することができる。
【００８４】
（４）ついで、剥離層７０の表面に残留した導電部形成用材料をスキージ等により除去することができる。
【００８５】
これらの工程によって、図６に示すように、絶縁性シート体３２および剥離層７０に形成された貫通孔３４内に導電部形成用材料の充填部３８が形成される。
【００８６】
（５）ついで、絶縁性シート体３２の厚さ方向に磁場を形成することにより、貫通孔３４内に充填された導電部形成用材料中の導電性磁性体粒子を前記厚さ方向に配向させる。
【００８７】
具体的には、図７に示すように、基板１０，充填部３８を有する絶縁性シート体３２，および剥離層７０を一対の電磁石６２および６４の間に配置する。そして、電磁石６２，６４を作動させることにより、導電部形成用材料が充填された充填部３８の厚さ方向に平行磁場が作用する。その結果、充填部３８中に分散されていた導電性磁性体粒子が絶縁性シート体３２の厚さ方向に配向し、導電部４０が形成される。
【００８８】
このとき、導電部形成用材料の充填部３８に作用される平行磁場の強度は、平均で２００〜２０，０００ガウスとなる大きさが好ましい。
【００８９】
（６）前記工程（５）において前記導電性磁性体粒子の磁場配向とともに、あるいはそれに引き続いて、導電部形成用材料の流動性物質を硬化させることにより弾性高分子層を形成する。導電部形成用材料の硬化処理は、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。加熱により導電部形成用材料の硬化処理を行う場合には、電磁石６２，６４にヒーターを設ければよい。具体的な加熱温度および加熱時間は、導電部形成用材料を構成する高分子物質形成材料などの種類、導電性磁性体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。
【００９０】
（７）そして、以上の工程が終了した後、図８に示す積層体を取り出し、基板１０および剥離層７０を剥離することにより、例えば図１に示す構成の異方導電性シート３０が製造される。
【００９１】
上述の製造方法では、絶縁性シート体３２にあらかじめ貫通孔３４を形成し、これに導電部形成用材料を充填するため、磁場配向によって導電性磁性体粒子を導電部を形成するための所定領域に集める必要がなく、単に磁場配向によって導電性磁性体粒子の配向が達成できればよい。したがって、磁力線を集中させるための型を要せず、この点で製造装置のコストを大幅に低減できる。さらに、磁力線を集中させるための型を要しないことは、この型の精度から規定される導電部のピッチの制約がないので、高密度で微細なパターンの導電部を形成することができる。
【００９２】
また、この製造方法においては、磁気引力によって貫通孔３４内に導電性磁性体粒子を引き込むことにより、導電部４０を形成できる。そして、磁気引力によって強制的に導電部形成用材料を貫通孔３４内に引き込むことにより、アスペクト比の大きな貫通孔であっても導電部形成用材料を確実に充填できる。
【００９３】
［第２の実施の形態］
（異方導電性シートの構造）
図９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一例を模式的に示す断面図である。
【００９４】
異方導電性シート３０は、絶縁性シート体３２と、この絶縁性シート体３２に形成された導電部４０と、この導電部４０の下端に形成された電極部３１とを有する。本実施の形態では、第１の実施の形態と、電極部３１を有する点で異なる。
【００９５】
導電部４０は、絶縁性シート体３２の厚さ方向に形成された、貫通孔３４内に充填されている。そして、導電部４０は、弾性高分子層４２と、この弾性高分子層４２内に分散された導電性磁性体粒子４４とを有する。導電性磁性体粒子４４は、絶縁性シート体３２の厚さ方向に配向する状態で充填されている。これらの導電性磁性体粒子４４により、絶縁性シート体３２の厚さ方向に導電路が形成される。また、導電部４０は、その上端部が絶縁性シート体３２の表面より突出した状態で形成されている。導電部４０が絶縁性シート体３２の表面より突出することにより、回路基板などの被接続部との電気的接続をより確実に行うことができる。
【００９６】
導電部４０は、絶縁性シート体３２の厚さ方向に加圧されて圧縮されたときに抵抗値が減少して導電路が形成される、加圧導電素子とすることもできる。
【００９７】
電極部３１は、絶縁性シート体３２の表面に露出して形成されている。また、電極部３１は、少なくとも回路基板などの被接続部に対応する所定のパターンで形成され、かつ、強磁性および導電性を有する材料から構成されている。そして、電極部３１の相互は絶縁性シート体３２によって相互に電気的に分離されている。
【００９８】
この異方導電性シート３０によれば、導電部４０が、絶縁性シート体３２に形成された貫通孔３４内に形成されることから、貫通孔３４の相互の間隔を狭めることにより、極めて小さなピッチの導電路を形成することができる。従って、被接続部のピッチが極めて小さいときにも、この被接続部のピッチに対応させた導電部４０を形成することができる。そして、各導電部４０の相互は、絶縁性シート体３２によって電気的に確実に分離される。
【００９９】
さらに、電極部３１を磁性体によって形成することにより、後に詳述するように、導電性磁性体粒子４４を磁場で配向させる場合に、電極部３１が磁極（磁石）になるため、導電性磁性体粒子４４の配向をより確実に行うことができる。
【０１００】
本実施の形態の異方導電性シート３０を構成する各部材の材料は、第１の実施の形態で例示したものを例示できる。
【０１０１】
（異方導電性シートの製造方法）
つぎに、本実施の形態の異方導電性シートの製造方法について、図１０から図１７を参照しながら説明する。
【０１０２】
（１）まず、図１０に示すように、基板１０の一方の面上において、少なくとも回路基板などの被接続部に対応する所定のパターンで、強磁性および導電性を有する電極部３１を形成する。この導電部３１は、後の磁場配向において、磁場を制御する機能を有する。
【０１０３】
（２）ついで、図１１に示すように、基板１０上に絶縁性シート体３２を形成する。絶縁性シート体３２は、第１の実施の形態で述べたと同様の方法で形成できる。ついで、絶縁性シート体３２上に、剥離層７０を形成する。この剥離層７０は、導電部４０の突出高さに対応した厚みを有する。
【０１０４】
剥離層７０の材料としては、第１の実施の形態で述べたと同様のものを例示できる。
【０１０５】
（３）ついで、図１２に示すように、絶縁性シート体３２および剥離層７０の積層体において、後の工程で形成される導電部４０に対応する位置に、電極部３１に連続する貫通孔３４を形成する。
【０１０６】
貫通孔３４を形成する手段としては、第１の実施の形態で述べたと同様な手段を用いることができる。
【０１０７】
（４）ついで、図１３および図１４に示すように、硬化されて弾性高分子物質となる流動性物質中に導電性磁性体粒子が分散されたペースト状の導電部形成用材料３６を、上記工程（３）で形成された貫通孔３４内に充填する。
【０１０８】
導電部形成用材料３６を貫通孔３４に充填するには、まず図１３に示すように、導電部形成用材料３６を剥離層７０上に塗布する。導電部形成用材料を塗布する手段としては、ロール塗布、ブレード塗布などの手段を用いることができる。
【０１０９】
ついで、塗布された導電部形成用材料３６を磁気引力によって貫通孔３４内に充填する。具体的には、図１４に示すように、導電部形成用材料３６が塗布された剥離層７０と反対側の、基板１０の表面側に磁石５０を設置することにより、この磁石５０の磁気引力により導電性磁性体粒子を含む導電部形成用材料を貫通孔３４内に引き込む。この工程で、磁石５０あるいは導電部形成材料の充填条件などは、第１の実施の形態で述べたと同様である。
【０１１０】
この工程においては、磁気引力によって貫通孔３４内に導電性磁性体粒子を引き込むことにより、貫通孔３４内に確実に導電部形成用材料を充填することができる。そして、磁気引力によって強制的に導電部形成用材料を貫通孔３４内に引き込むことにより、アスペクト比の大きな貫通孔であっても導電部形成用材料の充填を達成することができる。
【０１１１】
（５）ついで、剥離層７０の表面に残留した導電部形成用材料をスキージ等により除去することができる。
【０１１２】
これらの工程によって、図１５に示すように、絶縁性シート体３２および剥離層７０に形成された貫通孔３４内に導電部形成用材料の充填部３８が形成される。
【０１１３】
（６）ついで、絶縁性シート体３２の厚さ方向に磁場を形成することにより、貫通孔３４内に充填された導電部形成用材料中の導電性磁性体粒子を前記厚さ方向に配向させる。
【０１１４】
具体的には、図１６に示すように、基板１０，電極部３１と充填部３８とを有する絶縁性シート体３２，および剥離層７０を一対の電磁石６２および６４の間に配置する。そして、電磁石６２，６４を作動させることにより、導電部形成用材料が充填された充填部３８の厚さ方向に平行磁場が作用し、特に、磁極として機能する導電部３１に磁力線が集中する。その結果、充填部３８中に分散されていた導電性磁性体粒子が絶縁性シート体３２の厚さ方向に配向し、導電部４０が形成される。
【０１１５】
このとき、導電部形成用材料の充填部３８に作用される平行磁場の強度は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１６】
（７）前記工程（６）において前記導電性磁性体粒子の磁場配向とともに、あるいはそれに引き続いて、導電部形成用材料の流動性物質を硬化させることにより弾性高分子層を形成する。導電部形成用材料の硬化処理は、第１の実施の形態と同様である。
【０１１７】
（８）そして、以上の工程が終了した後、図１７に示す積層体を取り出し、基板１０および剥離層７０を剥離することにより、例えば図９に示す構成の異方導電性シート３０が製造される。
【０１１８】
本実施の形態の製造方法でも、第１の実施の形態で述べたと同様な作用効果を有する。
【０１１９】
（異方導電性シートの変形例）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
【０１２０】
例えば、図１８に示す異方導電性シート３０においては、導電部４０を絶縁性シート体３２の表面から突出させないで、両者の表面がほぼ同じ面を構成するように形成している。このような異方導電性シート３０は、上記の実施の形態の製造方法で、剥離層７０を設けないことにより得ることができる。また、図示しないが、導電部を絶縁性シート体より窪ました状態で形成することもできる。このような異方導電性シート３０は、上記の実施の形態の製造方法で、絶縁性シート体３２の表面に剥離層７０を設けないことにより得ることができる。なお、図１８において、図１に示す部材と実質的に同様の機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１２１】
さらに、例えば図１９に示す異方導電性シート３０においては、導電部４０の上端部および下端部の両者を絶縁性シート体３２の表面から突出させている。このような異方導電性シート３０は、上記の実施の形態の製造方法で、剥離層７０を絶縁性シート体３２の上面および下面に設けることにより得ることができる。なお、図１９において、図１に示す部材と実質的に同様の機能を有する部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１２２】
また、上記の実施の形態で、剥離層７０および基板１０の少なくとも一方を残すこともできる。この場合、剥離層７０あるいは基板１０を耐熱性および機械的強度の優れ、かつ熱膨張係数が小さい樹脂で形成すれば、寸法安定性や熱安定性のよい異方導電性シートを得ることができる点で好ましい。これらの剥離層７０および基板１０は、必要に応じて、例えば使用時などの適宜の時期に剥離することもできる。
【０１２３】
【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を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図４】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図５】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図６】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図７】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図８】図１に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る異方導電性シートを模式的に示す断面図である。
【図１０】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１１】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１２】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１３】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１４】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１５】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１６】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１７】図９に示す異方導電性シートの製造方法の一工程を模式的に示す断面図である。
【図１８】本発明の異方導電性シートの変形例を模式的に示す断面図である。
【図１９】本発明の異方導電性シートの他の変形例を模式的に示す断面図である。
【図２０】従来の異方導電性エラストマーシートを製造するために用いられる一方の型と他方の型との間に、異方導電性エラストマー形成材料層が形成された状態を模式的に示す断面図である。
【図２１】異方導電性エラストマー形成材料層に平行磁場を作用させた状態を模式的に示す断面図である。
【図２２】従来の異方導電性エラストマーシートの一例における構成を模式的に示す断面図である。
【図２３】従来の異方導電性エラストマーシートの形成材料層に作用される磁場の方向を示す断面図である。
【符号の説明】
１０基板
３０異方導電性シート
３１電極部
３２絶縁性シート体
３４貫通孔
３８充填部
４０導電部
４２弾性高分子層
４４導電性磁性体粒子
５０磁石
６２，６４電磁石
７０剥離層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an anisotropic conductive sheet and a method for producing the same.
[0002]
[Background]
An anisotropic conductive elastomer sheet has conductivity only in the thickness direction, or has conductivity only in the thickness direction when pressed in the thickness direction. Anisotropically conductive elastomer sheet can achieve a compact electrical connection without using soldering or mechanical fitting, and soft connection by absorbing mechanical shock and strain Therefore, it is possible to use circuit elements such as printed circuit boards and leadless in the fields of electronic computers, electronic digital watches, electronic cameras, computer keyboards, and the like. It is widely used as a connector for achieving electrical connection with a chip carrier or a liquid crystal panel.
[0003]
Further, in an electrical inspection of a circuit board such as a printed circuit board, an electrical connection between an electrode to be inspected formed on one surface of a circuit board to be inspected and a connection electrode formed on the surface of the circuit board for inspection In order to achieve the connection, an anisotropic conductive elastomer sheet is interposed between the inspected electrode region of the circuit board and the connecting electrode region of the circuit board for inspection.
[0004]
Conventionally, as such an anisotropically conductive elastomer sheet, those having various structures are known. For example, JP-A-51-93393 discloses an anisotropic conductive elastomer sheet obtained by uniformly dispersing metal particles in an elastomer (hereinafter referred to as “dispersed anisotropic conductive elastomer sheet”). Is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-147772 and the like disclose that a plurality of conductive path forming portions extending in the thickness direction by distributing conductive magnetic particles non-uniformly in an elastomer and insulation that insulates them from each other. An anisotropic conductive elastomer sheet (hereinafter, referred to as an “unevenly anisotropic conductive elastomer sheet”) is disclosed. Further, JP-A-61-250906 discloses an unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet in which a step is formed between the surface of the conductive path forming portion and the insulating portion.
[0005]
The unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet is connected in comparison with the dispersed anisotropic conductive elastomer sheet because the conductive path forming portion is formed in accordance with the electrode pattern of the circuit board and the opposite pattern. It is advantageous in that the electrical connection between the electrodes can be achieved with high reliability even for a circuit board or the like in which the electrodes to be arranged are arranged at a small pitch.
[0006]
Conventionally, a ubiquitous conductive elastomer sheet is produced, for example, as follows.
[0007]
That is, as shown in FIG. 20, for example, the ferromagnetic portion 81 is arranged according to the same pattern as the inspection target electrode of the circuit board to be inspected, and the non-magnetic portion is provided in a portion other than the ferromagnetic portion 81. The ferromagnetic portion 86 is arranged in accordance with one pattern (hereinafter referred to as “upper mold”) 80 in which 82 is disposed, and the pattern of the electrode to be inspected and the palm of the circuit board to be inspected. The other type (hereinafter referred to as “lower type”) 85 in which the nonmagnetic part 87 is arranged in a part other than the ferromagnetic part 86 is used. An anisotropic conductive elastomer forming material layer 90A in which conductive magnetic particles are dispersed in a polymer material forming material that is cured to become an elastic polymer material is interposed between the upper mold 80 and the lower mold 85. Form.
[0008]
Next, as shown in FIG. 21, a pair of electromagnets 83, 88 are arranged on the upper surface of the upper mold 80 and the lower surface of the lower mold 85, and the electromagnets 83, 88 are actuated. A parallel magnetic field is applied in a direction from 81 to the corresponding ferromagnetic portion 86 of the lower die 85. As a result, in the anisotropic conductive elastomer forming material layer 90A, the conductive magnetic particles dispersed in the anisotropic conductive elastomer forming material layer 90A are separated from the ferromagnetic portion 81 of the upper mold 80 and the lower mold. They are gathered at a portion located between the 85 ferromagnetic portions 86 and further aligned in the thickness direction.
[0009]
Then, in this state, the anisotropic conductive elastomer forming material layer 90A is subjected to a curing treatment by heating, for example, thereby, as shown in FIG. 22, a large number of conductive path forming portions 91 extending in the thickness direction, and these An unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet 90 formed with insulating portions 92 that insulate each other is manufactured.
[0010]
By the way, when manufacturing an unevenly anisotropic anisotropic conductive elastomer sheet corresponding to a circuit board to be inspected in which electrodes to be inspected are arranged with a very small electrode interval (pitch), for example, a pitch of 100 μm or less, for example, with a thickness of 300 μm, As a matter of course, it is necessary to use the upper die 80 and the lower die 85 in which the ferromagnetic portions 81 and 86 are arranged at an extremely small pitch.
[0011]
However, when an unevenly distributed anisotropic conductive elastomer sheet having a thickness of 300 μm, for example, is manufactured using the upper mold 80 and the lower mold 85 as described above, as shown in FIG. In each of the lower mold 85, the distance between the ferromagnetic parts 81a and 86a and the adjacent ferromagnetic parts 81b and 86b is small, and the distance between the upper mold 80 and the lower mold 85 is large. Therefore, not only the direction from the ferromagnetic part 81a of the upper die 80 toward the corresponding ferromagnetic part 86a of the lower die 85 (indicated by the arrow X) but also the ferromagnetic part 81a of the upper die 80, for example. The magnetic field also acts in the direction (indicated by arrow Y) toward the ferromagnetic portion 86b adjacent to the ferromagnetic portion 86a of the lower mold 85 corresponding to. As a result, in the anisotropic conductive elastomer forming material layer 90A, the conductive magnetic particles are located between the ferromagnetic portion 81a of the upper mold 80 and the corresponding ferromagnetic portion 86a of the lower mold 85. It becomes difficult to gather into parts. The conductive magnetic particles also gather at a portion located between the ferromagnetic portion 81a of the upper die 80 and the ferromagnetic portion 86b of the lower die 85, and the desired unevenly distributed anisotropic conductivity. An elastomer sheet cannot be obtained.
[0012]
Further, according to the above-described manufacturing method, a pair of upper and lower molds for orienting the conductive magnetic particles in a magnetic field is necessary, which has been a factor in increasing costs.
[0013]
Further, in the conventional method for producing an anisotropic conductive elastomer sheet, the use of a low-viscosity polymer material that is cured and becomes an elastic polymer material is limited as a matrix material. It was. Therefore, it has been extremely difficult to produce an anisotropic conductive elastomer sheet having a low thermal expansion coefficient and optimum hardness in accordance with the material of the substrate on which the electrodes to be connected are formed or the dimensional accuracy in the thickness direction.
[0014]
In particular, when the difference in thermal expansion coefficient between the substrate on which the electrode to be connected is formed and the omnidirectional anisotropic conductive sheet is large, when the electrode pattern is fine and high density, the electrode changes due to temperature change. And a misalignment between the omnidirectional anisotropic conductive sheet and the conductive portion of the omnidirectional anisotropic conductive sheet, resulting in a problem that reliability of electrical connection is lowered.
[0015]
For example, when the circuit board (connected body) connected to the anisotropic conductive sheet is a material having a low coefficient of thermal expansion such as glass, silicon, glass epoxy, etc., the anisotropic conductive material is used to obtain high connection reliability. The thermal expansion coefficient of the adhesive sheet is desired to be small.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an electrical connection having high connection reliability depending on the material of the connected body on which the conductive portion is formed even when the conductive portion to be connected is formed in a fine and high density. The object is to provide an anisotropic conductive sheet capable of achieving the above.
[0017]
Another object of the present invention is to provide a production method capable of producing the above-mentioned anisotropic conductive sheet by a simple method without requiring a mold for controlling the magnetic field during magnetic field orientation.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The anisotropic conductive sheet of the present invention is produced by a manufacturing method including the following steps (a) to (c).can get.
[0024]
(A) forming a through hole in the thickness direction in the insulating sheet body;
(B) After applying a conductive part forming material in which conductive magnetic particles are dispersed in a fluid substance that is cured to become an elastic polymer substance, on the insulating sheet,Magnetic conducting force is applied to the conductive magnetic particles to form the conductive part forming material.Filling the through hole; and
(C) A step of curing the conductive part forming material.
[0025]
According to the manufacturing method of the present invention, in order to form through holes in the insulating sheet body in advance and fill the conductive portion forming material with the through holes, a predetermined method for forming the conductive portions from the conductive magnetic particles by magnetic field orientation is provided. There is no need to gather in the area. Therefore, a mold for concentrating the lines of magnetic force is not required, and the cost of the manufacturing apparatus can be greatly reduced in this respect. Furthermore, since a mold for concentrating the lines of magnetic force is not required, there is no restriction on the pitch of the conductive parts defined by the precision of the mold, so that a conductive part with a high density and a fine pattern can be formed.
[0026]
More preferably, by forcibly pulling the conductive part forming material into the through hole by magnetic attraction, it is possible to fill the through hole having a large aspect ratio with the conductive part forming material. It is possible to form a conductive portion having a fine pattern with a high density.
[0027]
In this manufacturing method, after the step (b), by forming a magnetic field in the thickness direction of the insulating sheet body, the conductive magnetic body in the conductive portion forming material filled in the through holes. It is desirable to have a step of orienting the particles in the thickness direction. The advantages of orienting the conductive magnetic particles are as described above.
[0028]
The step (b) is preferably performed in a reduced pressure state. By performing this step in a reduced pressure state, the through hole is filled with the conductive portion forming material more reliably.
[0029]
The anisotropic conductive sheet of the present invention can be applied to the above-described circuit element connector, circuit board inspection apparatus and inspection connector interposed between the circuit board, circuit board inspection adapter apparatus, and the like. . An adapter device for inspecting a circuit board includes, for example, an adapter main body having a pitch conversion function in which conductive parts corresponding to an inspected electrode of an inspected circuit board and an electrode of the inspection apparatus are formed on both surfaces of the board, and the adapter main body It is preferable to be comprised from the anisotropic conductive sheet of this invention provided integrally.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0031]
[First Embodiment]
(Structure of anisotropic conductive sheet)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the anisotropic conductive sheet according to the first embodiment of the present invention.
[0032]
The anisotropic conductive sheet 30 includes an insulating sheet body 32 and a conductive portion 40 formed on the insulating sheet body 32.
[0033]
The conductive portion 40 is filled in the through hole 34 formed in the thickness direction of the insulating sheet body 32. The conductive portion 40 includes an elastic polymer layer 42 and conductive magnetic particles 44 dispersed in the elastic polymer layer 42. The conductive magnetic particles 44 are filled in a state of being oriented in the thickness direction of the insulating sheet body 32. These conductive magnetic particles 44 form a conductive path in the thickness direction of the insulating sheet body 32. Further, the conductive portion 40 is formed in a state where one end thereof protrudes from the surface of the insulating sheet body 32. Since the conductive portion 40 protrudes from the surface of the insulating sheet body 32, electrical connection with a connected portion such as a circuit board can be more reliably performed.
[0034]
The conductive portion 40 may be a pressure conductive element in which a resistance value is reduced to form a conductive path when pressed and compressed in the thickness direction of the insulating sheet body 32.
[0035]
According to this anisotropic conductive sheet 30, since the conductive portion 40 is formed in the through hole 34 formed in the insulating sheet body 32, it is extremely small by reducing the interval between the through holes 34. A conductive path having a pitch can be formed. Therefore,Conductive parts to be connected (hereinafter referred to as “connected parts”)Even when the pitch of the conductive portion 40 is extremely small, the conductive portion 40 corresponding to the pitch of the connected portion can be formed. The conductive portions 40 are electrically separated from each other by the insulating sheet body 32.
[0036]
(Material of each member)
The insulating sheet body 32 constituting the anisotropic conductive sheet 30 is an insulating material capable of sheet processing and has a thermal expansion coefficient of 10.^-Four/ ° C or less. The thermal expansion coefficient of the insulating sheet body is the same as or close to the thermal expansion coefficient of the substrate (connected body) on which the connected portion (electrode) connected to the anisotropic conductive sheet is formed. preferable. For example, when the material of the connected body is glass, silicon, or glass epoxy resin, the thermal expansion coefficient of the insulating sheet is preferably 5 × 10.^-Five/ ° C. or less, particularly preferably 2 × 10^-Five~ 1x10^-7/ ° C is preferred.
[0037]
Specific examples of the insulating sheet material include thermosetting resins such as polyimide resins and epoxy resins; polyester resins such as polyethylene terephthalate resins and polybutylene terephthalate resins; vinyl chloride resins, polystyrene resins, polyacrylonitrile resins, and alkyds. Examples thereof include thermoplastic resins such as resin, acrylic resin, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyamide, and polyoxymethylene.
[0038]
In particular, in order to obtain an insulating sheet having a low thermal expansion coefficient, a composite material of the above material and a woven fabric or a mesh plate formed of a material having a low thermal expansion coefficient such as glass or aramid resin is preferable.
[0039]
Further, when an elastomer material is used for the insulating sheet body 32, the thermal expansion coefficient of the elastomer material is usually 10.^-FourSince it is higher than / ° C., a composite material with the woven fabric, mesh plate, glass fiber or the like is preferable.
[0040]
Specific examples of the elastomer material include polybutadiene rubber, natural rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, conjugated diene rubber such as acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, and hydrogenated products thereof; styrene・ Block copolymer rubbers such as butadiene / diene block copolymer rubber, styrene / isobutylene block copolymer and hydrogenated products thereof; chloroprene, urethane rubber, polyester rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber, ethylene / propylene copolymer Examples thereof include polymer rubber and ethylene / propylene / diene copolymer rubber.
[0041]
When weather resistance is required for the anisotropically conductive sheet to be obtained, it is preferable to use a material other than the conjugated diene rubber, and in particular, from the viewpoint of molding processability and electrical properties, it is preferable to use silicone rubber. .
[0042]
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.
[0043]
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.
[0044]
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.
[0045]
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 heat resistance of the anisotropic conductive sheet, 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. The following are preferred.
[0046]
On the other hand, a liquid silicone rubber containing hydroxyl groups (hydroxyl group-containing polydimethylsiloxane) usually undergoes hydrolysis and condensation reaction of dimethyldichlorosilane or dimethyldialkoxysilane in the presence of dimethylhydrochlorosilane or dimethylhydroalkoxysilane. For example, and fractionation by repeated dissolution-precipitation.
[0047]
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, the 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.
[0048]
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 anisotropic conductive sheet, those having a molecular weight distribution index of 2 or less are preferable.
[0049]
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.
[0050]
The polymer substance-forming material can contain a curing catalyst for curing it. As such a curing catalyst, an organic peroxide, a fatty acid azo compound, a hydrosilylation catalyst, or the like can be used.
[0051]
Specific examples of the organic peroxide used as the curing catalyst include benzoyl peroxide, bisdicyclobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide and ditertiary butyl peroxide.
[0052]
Specific examples of the fatty acid azo compound used as the curing catalyst include azobisisobutyronitrile.
[0053]
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.
[0054]
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.
[0055]
In addition, the conductive portion 40 filled in the through hole 34 of the anisotropic conductive sheet 30 is formed as a conductive portion in which conductive magnetic particles are dispersed in a polymer material forming material that is cured to become an elastic polymer material. The material is cured and formed. Examples of the polymer material forming material include the same materials as the elastomer material for forming the insulating sheet 32 described above.
[0056]
Specific examples of the conductive magnetic particles used for the conductive part forming material include particles of metal such as iron, cobalt, nickel, or alloys thereof, or particles containing these metals; or these Particles made into core particles, and the surface of the core particles plated with a metal having good conductivity such as gold, silver, palladium, rhodium; or non-magnetic metal particles or inorganic substance particles such as glass beads or polymer particles The core particles are coated with a conductive magnetic material such as nickel or cobalt; or the core particles are coated with both a conductive magnetic material and a metal with good conductivity. Etc.
[0057]
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 or silver.
[0058]
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 electroless plating.
[0059]
In the case of using the conductive magnetic particles having the surface of the core particles coated with a conductive metal, from the viewpoint of obtaining good conductivity, the conductive metal coverage on the particle surface (of the core particles) The ratio of the conductive metal coating area to the surface area) is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, and particularly preferably 47 to 95%.
[0060]
The coating amount of the conductive metal is preferably 2.5 to 50% by weight of the core particles, more preferably 3 to 30% by weight, still more preferably 3.5 to 25% by weight, and particularly preferably 4%. -20% by weight. When the conductive metal to be coated is gold, the coating amount is preferably 3 to 30% by weight of the core particles, more preferably 3.5 to 15% by weight, and further preferably 3 to 20%. % By weight, particularly preferably 4.5 to 10% by weight. When the conductive metal to be coated is silver, the coating amount is preferably 3 to 30% by weight of the core particles, more preferably 4 to 25% by weight, and further preferably 5 to 23%. % By weight, particularly preferably 6 to 20% by weight. Furthermore, when both gold and silver are used as the conductive metal to be coated, the gold coating amount is preferably 0.1 to 5% by weight of the core particles, more preferably 0.2 to 4%. The coating amount of silver is preferably 3 to 30% by weight of the core particles, more preferably 4 to 25% by weight, and still more preferably 5 to 5% by weight. 20% by weight.
[0061]
The particle diameter of the conductive magnetic particles is preferably 1 to 1,000 μm, more preferably 2 to 500 μm, still more preferably 5 to 300 μm, and particularly preferably 10 to 200 μm.
[0062]
The particle size distribution (Dw / Dn) of the conductive magnetic particles is preferably 1 to 10, more preferably 1.01 to 7, still more preferably 1.05 to 5, and particularly preferably 1. 1-4.
[0063]
By using the conductive part forming material satisfying such conditions, the obtained conductive part 40 can be easily deformed under pressure, and sufficient electric power can be provided between the conductive magnetic particles in the conductive part 40. Contact is obtained.
[0064]
In addition, the shape of the conductive magnetic particles is not particularly limited, but spherical particles, star-shaped particles, or agglomerates of these particles can be easily dispersed in the polymer material. It is preferable that it is a lump with secondary particles.
[0065]
The water content of the conductive magnetic 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 magnetic particles satisfying such conditions, bubbles may be generated in the conductive part forming material layer when the conductive part forming material layer is cured in the manufacturing method described later. Prevented or suppressed.
[0066]
Moreover, what processed the surface of the electroconductive magnetic body particle with coupling agents, such as a silane coupling agent, can be used suitably. By treating the surface of the conductive magnetic particles with a coupling agent, the adhesion between the conductive magnetic particles and the elastic polymer substance is increased. As a result, the conductive portion 40 obtained is used repeatedly. Durability is high.
[0067]
The amount of the coupling agent used is appropriately selected within the range that does not affect the conductivity of the conductive magnetic particles, but the coupling agent coverage on the surface of the conductive magnetic particles (relative to the surface area of the conductive core particles). The ratio of the coupling agent coating area) is preferably 5% or more, more preferably 7 to 100%, more preferably 10 to 100%, and particularly preferably 20 to 100%. Is the amount.
[0068]
Such conductive magnetic particles are preferably used in a volume ratio of 10 to 60%, preferably 35 to 50% with respect to the polymer material. When this ratio is less than 10%, a conductive part having a sufficiently small electric resistance value may not be obtained. On the other hand, when this ratio exceeds 60%, the obtained conductive part tends to be fragile, and the elasticity required for the conductive part may not be obtained.
[0069]
In the conductive part forming material, an inorganic filler such as normal silica powder, colloidal silica, aerogel silica, alumina, or the like can be contained as necessary. By including such an inorganic filler, the thixotropy of the material for forming a conductive part is ensured, the viscosity thereof is increased, and the dispersion stability of the conductive magnetic particles is improved and the hardening treatment is performed. The strength of the conductive part obtained in this way is increased.
[0070]
The amount of the inorganic filler used is not particularly limited, but if it is used too much, the orientation of the conductive magnetic particles by the magnetic field cannot be sufficiently achieved in the production method described later. .
[0071]
The viscosity of the conductive part forming material is preferably in the range of 10,000 to 1,000,000 cp at a temperature of 25 ° C.
[0072]
Then, the conductive part 40 is formed by curing the conductive part forming material as described above.
[0073]
(Method for producing anisotropic conductive sheet)
Next, a method for manufacturing the anisotropic conductive sheet according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0074]
(1) First, as shown in FIG. 2, the insulating sheet body 32 is formed on the substrate 10. In this step, the insulating sheet body 32 can be formed, for example, by applying a polymer substance forming material to the surface of the substrate 10 and curing it. Alternatively, the insulating sheet body 32 is formed by integrating an insulating sheet body made of a polymer substance on the surface of the substrate 10 by pressure bonding, adhesion or thermocompression bonding instead of applying and curing the polymer material. Also good. Although it does not specifically limit as the board | substrate 10, Sheet | seats or plates, such as glass and resin, can be used.
[0075]
Next, a release layer 70 is formed on the insulating sheet body 32. The release layer 70 has a thickness corresponding to the protruding height of the conductive portion 40.
[0076]
Examples of the material of the release layer 70 include thermosetting resins such as polyimide resins and epoxy resins, polyester resins such as polyethylene terephthalate resins and polybutylene terephthalate resins, vinyl chloride resins, polystyrene resins, polyacrylonitrile resins, polyethylene resins, A thermoplastic resin such as polypropylene resin, acrylic resin, polybutadiene resin, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyamide, or polyoxymethylene is used.
[0077]
(2) Next, as shown in FIG. 3, in the laminated body of the insulating sheet body 32 and the release layer 70, a through hole 34 is formed at a position corresponding to the conductive portion 40 formed in a later step.
[0078]
As a means for forming the through-hole 34, laser processing, mechanical processing by a drill, photolithography and photolithography processing by etching, etc. can be used, and a fine, high-density and high-aspect through-hole can be obtained by a particularly simple method. A means by laser processing capable of forming is preferable.
[0079]
(3) Next, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, a paste-like conductive part forming material 36 in which conductive magnetic particles are dispersed in a fluid substance that is cured to become an elastic polymer substance, The through holes 34 formed in the step (2) are filled.
[0080]
In order to fill the through hole 34 with the conductive part forming material 36, first, as shown in FIG. 4, the conductive part forming material 36 is applied onto the release layer 70. As means for applying the conductive part forming material, means such as roll application and blade application can be used.
[0081]
Next, the applied conductive part forming material 36 is filled into the through holes 34 by magnetic attraction. Specifically, as shown in FIG. 5, the magnet 50 is installed on the surface side of the substrate 10 on the side opposite to the release layer 70 to which the conductive portion forming material 36 is applied. Thus, the conductive part forming material including the conductive magnetic particles is drawn into the through hole 34. The magnet 50 only needs to be able to introduce the conductive portion forming material into the through hole by its magnetic attraction, and its shape and arrangement are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 5, the magnet 50 may be installed in a state where one magnetic pole surface faces the surface of the substrate 10, or scans the substrate 10 with a bar magnet having a linear magnetic pole. May be.
[0082]
In this step, for example, 1 × 10^-3atm or less, preferably 1 × 10^-Four~ 1x10^-FiveIn an atmosphere reduced to atm, it is desirable to apply the conductive part forming material 36 to the surface of the release layer 70 and then raise the atmospheric pressure to, for example, normal pressure. As a result, the conductive part forming material can be reliably filled in the through-hole 34, and further, bubbles can be prevented from being generated in the filled conductive part forming material.
[0083]
In this step, the conductive part forming material can be reliably filled in the through hole 34 by drawing the conductive magnetic particles into the through hole 34 by magnetic attraction. Then, by forcibly pulling the conductive part forming material into the through hole 34 by magnetic attraction, filling of the conductive part forming material can be achieved even for a through hole having a large aspect ratio.
[0084]
(4) Next, the conductive part forming material remaining on the surface of the release layer 70 can be removed with a squeegee or the like.
[0085]
By these steps, as shown in FIG. 6, the filling portion 38 of the conductive portion forming material is formed in the through hole 34 formed in the insulating sheet body 32 and the release layer 70.
[0086]
(5) Next, by forming a magnetic field in the thickness direction of the insulating sheet 32, the conductive magnetic particles in the conductive portion forming material filled in the through holes 34 are oriented in the thickness direction. .
[0087]
Specifically, as shown in FIG. 7, the substrate 10, the insulating sheet body 32 having the filling portion 38, and the release layer 70 are disposed between a pair of electromagnets 62 and 64. Then, by operating the electromagnets 62 and 64, a parallel magnetic field acts in the thickness direction of the filling portion 38 filled with the conductive portion forming material. As a result, the conductive magnetic particles dispersed in the filling portion 38 are oriented in the thickness direction of the insulating sheet 32, and the conductive portion 40 is formed.
[0088]
At this time, the intensity of the parallel magnetic field applied to the filling portion 38 of the conductive portion forming material is preferably 200 to 20,000 gauss on average.
[0089]
(6) In the step (5), the elastic polymer layer is formed by curing the fluid substance of the conductive part forming material together with or subsequently to the magnetic field orientation of the conductive magnetic particles. The curing treatment of the conductive part forming material is appropriately selected depending on the material used, but is usually performed by heat treatment. When the conductive part forming material is cured by heating, the electromagnets 62 and 64 may be provided with a heater. The specific heating temperature and heating time are appropriately selected in consideration of the type of polymer substance forming material constituting the conductive part forming material, the time required to move the conductive magnetic particles, and the like.
[0090]
(7) Then, after the above steps are completed, the laminated body shown in FIG. 8 is taken out, and the substrate 10 and the release layer 70 are peeled, whereby the anisotropic conductive sheet 30 having the structure shown in FIG. The
[0091]
In the manufacturing method described above, the through-hole 34 is formed in the insulating sheet 32 in advance, and the conductive portion forming material is filled therein, so that the predetermined region for forming the conductive portion with the conductive magnetic particles by magnetic field orientation is used. It is sufficient that the orientation of the conductive magnetic particles can be achieved simply by magnetic field orientation. Therefore, a mold for concentrating the lines of magnetic force is not required, and the cost of the manufacturing apparatus can be greatly reduced in this respect. Further, the fact that a mold for concentrating the magnetic field lines is not required does not restrict the pitch of the conductive parts defined by the precision of the mold, so that a conductive part with a high density and a fine pattern can be formed.
[0092]
Further, in this manufacturing method, the conductive portion 40 can be formed by drawing conductive magnetic particles into the through hole 34 by magnetic attraction. Then, by forcibly pulling the conductive part forming material into the through hole 34 by magnetic attraction, the conductive part forming material can be reliably filled even in the case of a through hole having a large aspect ratio.
[0093]
[Second Embodiment]
(Structure of anisotropic conductive sheet)
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an example of the anisotropic conductive sheet according to the second embodiment of the present invention.
[0094]
The anisotropic conductive sheet 30 includes an insulating sheet body 32, a conductive portion 40 formed on the insulating sheet body 32, and an electrode portion 31 formed on the lower end of the conductive portion 40. This embodiment is different from the first embodiment in that the electrode portion 31 is provided.
[0095]
The conductive portion 40 is filled in the through hole 34 formed in the thickness direction of the insulating sheet body 32. The conductive portion 40 includes an elastic polymer layer 42 and conductive magnetic particles 44 dispersed in the elastic polymer layer 42. The conductive magnetic particles 44 are filled in a state of being oriented in the thickness direction of the insulating sheet body 32. These conductive magnetic particles 44 form a conductive path in the thickness direction of the insulating sheet body 32. The conductive portion 40 is formed in a state where the upper end portion protrudes from the surface of the insulating sheet body 32. Since the conductive portion 40 protrudes from the surface of the insulating sheet body 32, electrical connection with a connected portion such as a circuit board can be more reliably performed.
[0096]
The conductive portion 40 may be a pressure conductive element in which a resistance value is reduced to form a conductive path when pressed and compressed in the thickness direction of the insulating sheet body 32.
[0097]
The electrode portion 31 is formed exposed on the surface of the insulating sheet body 32. The electrode portion 31 is formed of a material having at least a predetermined pattern corresponding to a connected portion such as a circuit board, and is made of a material having ferromagnetism and conductivity. The electrode portions 31 are electrically separated from each other by the insulating sheet body 32.
[0098]
According to this anisotropic conductive sheet 30, since the conductive portion 40 is formed in the through hole 34 formed in the insulating sheet body 32, it is extremely small by reducing the interval between the through holes 34. A conductive path having a pitch can be formed. Therefore, even when the pitch of the connected parts is extremely small, the conductive part 40 corresponding to the pitch of the connected parts can be formed. The conductive portions 40 are electrically separated from each other by the insulating sheet body 32.
[0099]
Further, by forming the electrode portion 31 with a magnetic material, as will be described in detail later, when the conductive magnetic particles 44 are oriented with a magnetic field, the electrode portion 31 becomes a magnetic pole (magnet). The orientation of the body particles 44 can be performed more reliably.
[0100]
The material of each member constituting the anisotropic conductive sheet 30 of the present embodiment can be exemplified by those exemplified in the first embodiment.
[0101]
(Method for producing anisotropic conductive sheet)
Next, a method for manufacturing the anisotropic conductive sheet of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 17.
[0102]
(1) First, as shown in FIG. 10, the electrode part 31 having ferromagnetism and conductivity is formed on one surface of the substrate 10 with a predetermined pattern corresponding to at least a connected part such as a circuit board. . The conductive portion 31 has a function of controlling the magnetic field in the subsequent magnetic field orientation.
[0103]
(2) Next, as shown in FIG. 11, an insulating sheet body 32 is formed on the substrate 10. The insulating sheet body 32 can be formed by the same method as described in the first embodiment. Next, a release layer 70 is formed on the insulating sheet body 32. The release layer 70 has a thickness corresponding to the protruding height of the conductive portion 40.
[0104]
Examples of the material of the release layer 70 include the same materials as described in the first embodiment.
[0105]
(3) Next, as shown in FIG. 12, in the laminated body of the insulating sheet 32 and the release layer 70, a through hole continuous to the electrode portion 31 at a position corresponding to the conductive portion 40 formed in a later step. 34 is formed.
[0106]
As a means for forming the through hole 34, the same means as described in the first embodiment can be used.
[0107]
(4) Next, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, the paste-like conductive part forming material 36 in which conductive magnetic particles are dispersed in a fluid substance that is cured to become an elastic polymer substance is prepared as described above. The through holes 34 formed in the step (3) are filled.
[0108]
In order to fill the through hole 34 with the conductive portion forming material 36, first, as shown in FIG. 13, the conductive portion forming material 36 is applied onto the release layer 70. As means for applying the conductive part forming material, means such as roll application and blade application can be used.
[0109]
Next, the applied conductive part forming material 36 is filled into the through holes 34 by magnetic attraction. Specifically, as shown in FIG. 14, the magnet 50 is installed on the surface side of the substrate 10 on the side opposite to the release layer 70 to which the conductive portion forming material 36 is applied. Thus, the conductive part forming material including the conductive magnetic particles is drawn into the through hole 34. In this step, the filling conditions of the magnet 50 or the conductive part forming material are the same as those described in the first embodiment.
[0110]
In this step, the conductive part forming material can be reliably filled in the through hole 34 by drawing the conductive magnetic particles into the through hole 34 by magnetic attraction. Then, by forcibly pulling the conductive part forming material into the through hole 34 by magnetic attraction, filling of the conductive part forming material can be achieved even for a through hole having a large aspect ratio.
[0111]
(5) Next, the conductive portion forming material remaining on the surface of the release layer 70 can be removed with a squeegee or the like.
[0112]
By these steps, as shown in FIG. 15, the filling portion 38 of the conductive portion forming material is formed in the through hole 34 formed in the insulating sheet body 32 and the release layer 70.
[0113]
(6) Next, by forming a magnetic field in the thickness direction of the insulating sheet 32, the conductive magnetic particles in the conductive part forming material filled in the through holes 34 are oriented in the thickness direction. .
[0114]
Specifically, as shown in FIG. 16, the substrate 10, the insulating sheet body 32 having the electrode portion 31 and the filling portion 38, and the release layer 70 are disposed between a pair of electromagnets 62 and 64. When the electromagnets 62 and 64 are operated, a parallel magnetic field acts in the thickness direction of the filling portion 38 filled with the conductive portion forming material, and the magnetic lines of force concentrate particularly on the conductive portion 31 that functions as a magnetic pole. As a result, the conductive magnetic particles dispersed in the filling portion 38 are oriented in the thickness direction of the insulating sheet body 32, and the conductive portion 40 is formed.
[0115]
At this time, the strength of the parallel magnetic field applied to the filling portion 38 of the conductive portion forming material is the same as that in the first embodiment.
[0116]
(7) In the step (6), the elastic polymer layer is formed by curing the fluid substance of the conductive part forming material together with the magnetic field orientation of the conductive magnetic particles or subsequently. The curing process of the conductive part forming material is the same as that in the first embodiment.
[0117]
(8) Then, after the above steps are completed, the laminated body shown in FIG. 17 is taken out, and the substrate 10 and the release layer 70 are peeled, whereby the anisotropic conductive sheet 30 having the structure shown in FIG. 9 is manufactured. The
[0118]
The manufacturing method of the present embodiment also has the same operational effects as described in the first embodiment.
[0119]
(Modified example of anisotropic conductive sheet)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
[0120]
For example, in the anisotropic conductive sheet 30 shown in FIG. 18, the conductive portion 40 is formed so as not to protrude from the surface of the insulating sheet body 32 so that both surfaces constitute substantially the same surface. Such an anisotropic conductive sheet 30 can be obtained by not providing the release layer 70 in the manufacturing method of the above embodiment. Moreover, although not shown in figure, it can also form in the state in which the electroconductive part was depressed from the insulating sheet body. Such an anisotropic conductive sheet 30 can be obtained by not providing the release layer 70 on the surface of the insulating sheet 32 in the manufacturing method of the above embodiment. In FIG. 18, members having substantially the same functions as those shown in FIG.
[0121]
Further, for example, in the anisotropic conductive sheet 30 shown in FIG. 19, both the upper end portion and the lower end portion of the conductive portion 40 are protruded from the surface of the insulating sheet body 32. Such an anisotropic conductive sheet 30 can be obtained by providing the release layer 70 on the upper and lower surfaces of the insulating sheet 32 by the manufacturing method of the above-described embodiment. In FIG. 19, members having substantially the same functions as those shown in FIG.
[0122]
In the above embodiment, at least one of the release layer 70 and the substrate 10 can be left. In this case, if the release layer 70 or the substrate 10 is formed of a resin having excellent heat resistance and mechanical strength and a small coefficient of thermal expansion, an anisotropic conductive sheet having good dimensional stability and thermal stability can be obtained. This is preferable. The peeling layer 70 and the substrate 10 can be peeled off at an appropriate time, for example, when in use, if necessary.
[0123]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an anisotropic conductive sheet according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing one step of a method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG.
3 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 1. FIG.
4 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for producing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for producing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 1. FIG.
6 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for producing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 1. FIG.
7 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 1. FIG.
8 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for producing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing an anisotropic conductive sheet according to a second embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for producing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
11 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
12 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
13 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
14 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
15 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG.
16 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for manufacturing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
17 is a cross-sectional view schematically showing one step of the method for producing the anisotropic conductive sheet shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a modification of the anisotropic conductive sheet of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing another modification of the anisotropic conductive sheet of the present invention.
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a state in which an anisotropic conductive elastomer-forming material layer is formed between one mold and the other mold used for manufacturing a conventional anisotropic conductive elastomer sheet. FIG.
FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a parallel magnetic field is applied to the anisotropic conductive elastomer forming material layer.
FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing a configuration in an example of a conventional anisotropically conductive elastomer sheet.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing the direction of a magnetic field applied to a forming material layer of a conventional anisotropically conductive elastomer sheet.
[Explanation of symbols]
10 Substrate
30 Anisotropic conductive sheet
31 Electrode section
32 Insulating sheet body
34 Through hole
38 Filling part
40 Conductive part
42 Elastic polymer layer
44 Conductive magnetic particles
50 magnets
62, 64 electromagnet
70 release layer

Claims

A method for producing an anisotropic conductive sheet comprising the following steps (a) to (c).
(A) forming a through hole in the thickness direction in the insulating sheet body;
(B) A conductive part forming material in which conductive magnetic particles are dispersed in a fluid material that is cured to become an elastic polymer substance is applied on the insulating sheet, and then the conductive magnetic particles. And a step of filling the through hole with the conductive part forming material by applying a magnetic attraction force to (c), and a step of curing the conductive part forming material.

In claim 1 ,
After the step (b), by forming a magnetic field in the thickness direction of the insulating sheet body, the conductive magnetic particles in the conductive portion forming material filled in the through-holes are moved in the thickness direction. The manufacturing method of an anisotropically conductive sheet which has the process to orientate.

In claim 1 or 2 ,
The said process (b) is a manufacturing method of an anisotropically conductive sheet performed in a pressure-reduced state.