JPH0197382A - 異方導電性コネクターおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は異方導電性コネクター、特には非導電性高分子
物質よりなるシート部材中に金属線または金属繊維を配
向させてなる、フラットパッケージ型ＩＣ、リードレス
チップキャリア型ＩＣ、フレキシブルプリント基板など
の電気的接続用に有用とされる異方導電性コネクターお
よびその製造方法に関するものである。

（従来の技術） リードレスＩＣ、ハイブリッジ回路などの回路間の接続
には非等方導電性シート条複合材料が使用されており、
この非等方導電性シート条複合材料については、可塑化
状態にある非導電性高分子物質と導電性繊維物質とを混
合して可塑化混合物とし、これを一定方向に流動させて
塑性変形させて導電性繊維を非導電性高分子物質の連続
相中にほぼ一定方向に配向させ、この高分子物質を硬化
させてから硬化物を導電性繊維物質の配向方向とほぼ垂
直な面に沿ってスライスしてなる、非導電性高分子物質
のシート中に多数本の導電性繊維物質をその一部が貫通
するように、シートの厚み方向に分散、配向させてなる
ものが知られている（特公昭５６−６０８３号公報参照
）。

しかし、この特公昭５６−６０８３号のものは金ｈｌｋ
繊維の混合、分散工程で繊維の短繊維化が起こり、結果
においてはその繊維長がポワソン分布、とくにはロジン
ラムラー線図で得られる分布に従うようになるので、こ
のような金属繊維を含有する高分子物質を硬化させ、こ
れを金属繊維の配向方向と垂直の面でスライスして得ら
れる非等方導電性シートは、その切断近傍に金属繊維の
端部が存在していてもこれがスライス刃で切断されずに
引き抜かれるようになったり、切断面がシー（・と同−
而になるものもあるので、この金属繊維は長短のバラツ
キをもつものとなるし、また、スライス刃が金属繊維を
切断するとき周囲の非導電性高分子物質を変形させてこ
のまメスライスされるために、金属繊維が非導電性高分
子中に潜ったり、突出したりするというバラツキをもつ
ものとなる。

そのため、この種の異方導電性コネクターを電極間に圧
接挾持して使用すると、圧接荷重が繊維長の長い金属繊
維部分に集中し、この繊維の近傍に存在するシート表面
と同じ高さに切断されている金属繊維などは電気的接続
のための圧接力を充分に受けることができず、したがっ
てこの部分では導通が不確実となったり、不安定なもの
になるという不利が生じる。

また、特開昭４７−３９２６号公報には弾性体シートの
両表面に貫通して金属線に設けたコネクターが開示され
ているが、これは金属線端部に各々に独立してメツキが
施されており、これら複数の金属線が」１下の電子回路
の電極面に挾持されて上下の電Ｆｉ！、間を接続するも
のであり、さらに特開昭５３−３３３９０号公報には金
属短繊維が複数本の集合を形成しており、この集合が規
則的に配列されているが各々の金属短繊維が独立して接
続に寄与するものが開示されている。

なお、この特開昭４．７−３９２６号、特開昭５３−３
３３９０号公報のものは電極に接する線の数は複数本で
あるが、接触面積が小さいために接触抵抗が高く、通常
マイクロ素子においては接続回路抵抗（接続回路抵抗＝
接続抵抗子金属線の抵抗で、この接続回路抵抗の大部分
は接触抵抗である。）は定格価の２〜３倍のマージンに
よって設計されているが、電子機器の小型化から最低限
の電極面積しかとられていないので、接続されている素
子からの突然の過電流（ラッシュ電流）によって複数本
のうち最も電流の流れやすい線に集中して電流が流れ、
したがってその接触部が焼損し、つぎの過電流によって
別の繊維の接触部が焼損するという現象がくり返し起こ
り、最後には導通が不良に到るという不利、不具合があ
った。

（発明の構成） 本発明はこのような不利を解決した異方導電性コネクタ
ーおよびその製造方法に関するものであり、このコネク
ターは非導電性高分子物質よりなるシー１へ部材中に、
複数本の束ねた金属線状体を貫通配置し、シー１一部材
表面に金属線を露出させ、露出した束ねられた複数本の
金属線同志をメッキブリッジによって継なぐようにして
なることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは非導電性高分子物質からなるシ
ート部材に金属線または金属繊維を配向させた異方導電
性コネクターの改良について種々検討した結果、電気的
に接続させるべき電極体面の接続に当って、第２図に示
した非導電性高分子物質からなるシート状部材１１に金
属繊維１２をその厚さ方向に配向させた従来公知の異方
導電性コネクターでは、これを例えば第３図に示したよ
うに２枚のプリント配線基板１３、］−３′の間に金属
箔導体１４．１４′を介して圧接挾持させると、この金
属繊維１２が長短のバラツキのものであるため導通が不
確実、不安定なものとなり、接触面積が小さいために接
続回路抵抗における接触抵抗が高いものとなるのである
が、この異方導電性コネクターを第１−図に示したよう
に非導電性高分子物質からなるシート部材］の中に複数
本の金属繊維を束ねた線状体２を貫通配置し、このシー
トを貫通した線状体２の頭部および底部に線状体２の各
金属線の頭部をブリッジ一体化するようにメツキ３を施
してなるものとすると、複数本束ねられた線状体の接触
部が線状体２の各金属線の集合体として接続に確実に作
用し、従来公知の異方導電性コネクターと比較すると、
シート部材表面に設けられた線材の接触面積が同じ場合
に本発明におけるシートは単独線が接触するものと比較
すると線材の太さが細く、線材断面積の総和も小さいこ
とから電極間に圧接挾持して使用すると圧縮時の荷重が
低く、圧接操作も容易となり、接触安定性も向上する。

また、これを複数本束ねた従来公知のコネクターと比較
すると、電極間に圧接挾持した場合の接触面積が大きく
、複数本が集合体として確実に作用するため、各線の電
導性にバラツキがなく、突入電流などによる線の焼損な
どの現象が生じなくなり、さらには圧接挾持する場合の
荷重が各線に分散されて均等に作用するために圧接によ
る線材の曲がり、折れなどの塑性変形が防止される。

なお、このスライス加工は成形ブロック化したものを線
状体に対し垂直にスライスするのであるが、このとき従
来の非導電性高分子物質中の金属線または繊維が単数水
であり、これによって導電部が形成されるシートではス
ライス加工時にこの高分子物質が変形するためにスライ
ス後に金属線または繊維がシート表面から内部に潜り込
んだ状態となり、シート表面に露出しない状態となって
しまうのであるが、本発明のようにこの線状体を複数本
を束ねた金属線または金属繊維とすると切削加工時に少
なくとも１本は金属線または金属繊維と隣接しているた
めにこれが高分子物質を補強し、局部的に硬くなって切
削性がよくなってこの金属線または金属繊維の少なくと
も１本はシート表面に露出した状態でスライスされると
いう効果の与えられることを見出し、こ＼に使用する線
状体の構造、配置、メツキ方法などについての研究を進
めて本発明を完成させた。

本発明の異方導電性コネクターを構成するマトリックス
材としての非導電性高分子物質、これに配向される金属
線または金属繊維は公知のものでよい。したがってこの
非導電性高分子物質としてはポリエステル、ポリ塩化ビ
ニル、ポリメチルメタフリレート、ポリオレフィン、ポ
リアミド、ポリカーボネート、ポリスチロールなどの熱
可塑性高分子物質、不飽和ポリエステル、ポリウレタン
、オルガノポリシロキサン、フェノール、尿素、メラミ
ン、グアナミンなどの熱硬化性高分子物質、さらには天
然ゴム、各種合成ゴムなどのゴム状弾性体などを挙げる
ことができるが、これらは補強用充填剤、可塑剤、顔料
、染料、硬化剤、安定剤などを配合して使用される。ま
た、この金属線または金属繊維としては本発明のコネク
ターがこの金属線または金属繊維の導電性にもとすくも
のであることから、１０−４Ωの以下の電気抵抗率を有
するものとする必要があり、これには金、銅、ニッケル
、黄銅、リン青銅、アルミニウムなどから作られた金属
線または金属繊維が例示される。しかし、この金属線ま
たは金属繊維については非導電性高分子物質中に配列配
合もしくは分散配合されたとき、および積層−硬化一体
化されたときに加えられる曲げ応力、剪断応力に対して
剛性を示し、またスライス加工時の切削性もよいという
ことから、黄銅、リン青銅などの合金が好ましいものと
される。こ＼に使用される金属線または金属繊維は本発
明ではこの複数本を束ねた線状体として使用され、これ
は金属線または金属繊維を少なくとも２本、好ましくは
３〜６本を束ねたものとすることが必要とされ、この本
数は圧接挾持する電極の電極面積、隣接電極間隔、電極
巾、コネクターの要求電気特性などによって適宜選定す
ればよいが、束ねる本数が増えると微少面積間への接続
対応がとれなくなるので、この点も考えておくことがよ
い。

また、本発明のコネクターは上記したように線状体頭部
にメツキが施されるが、この線状体の線径は現実的には
メツキ処理が可能である１　０　／７ｍ以上のもの、好
ましくは１０〜５０μＭ　の線径のものとすることがよ
く、この線状体の中の金属線または金属繊維の隣接線間
距離は各線、各繊維間にメツキのブリッジが生じるよう
に０．１ｍｍ以下、好ましくは、３０μ「以下とするこ
とがよい。なお、メツキ処理方法は、半田、ニッケル、
金などを化学メツキ法、電気メツキ法、またはモールデ
ィング方法などで行なえばよい。

こ＼に使用される金属線または金属繊維は導電性高分子
物質との接着性を改善するためにその表面をシランカッ
プリング剤によってカップリング処理しておくことが望
ましく、このシランカップリング剤としてはγ−グリシ
ドキシプロピルトリメ１〜キシシラン、Ｎ−β（アミノ
エチル）γ−アミノプロピル１−リメトキシシランなど
が例示される。

本発明の異方導電性コネクターはこの非導電性高分子物
質からなるシート部材にこの線状体を貫通配置したもの
であるが、この線状体の貫通配置はこの線状体を高分子
物質に配向させてからこれを硬化させ、これを線状体の
配向方向に対して直角の方向にスライスすることによっ
て得ることができる。この線状体の配向は非導電性高分
子物質中に金属繊維の線状体を混合し、ついでこの混合
物を押出成形機、射出成形機を用いて棒状、シー１−状
に成形すればよく、線状体はこの成形時に成形機出口の
プレー１〜やダイス通過時にその流路方向に配向される
が、この線状体の配合量は非導電性高分子物質に対し０
．１〜２０容量％、好ましくは０．５〜１０容量％とす
ればよい。しかし、これは金属線を複数本束ねた線状体
を多数平行配列し、これを平行配列した状態で非導電性
高分子物質中にディッピングするか埋め込みなどの方法
で配置してもよく、この場合、平行配列させる線状体の
数および線状体の配列間隔は圧接挾持される電極の電極
面積、隣接電極間隔、電極ｒｌｒ、コネクターの要求電
気特性などにより適宜定めればよし）。

本発明の異方導電性コネクターはこの線状体を配合させ
た高分子物質を加熱などによって硬化させたのち、これ
をスライスし、ついでシー１〜を貫通している線状体の
頭部に金属線または金属繊維をブリッジするようにメツ
キすることによって得ることができ、これによれば線状
体が複数本の金属線または金属繊維を束ねたもので、こ
の金属線または金属繊維の頭部がメッキブリッジされて
おリ、この線状体が一つの集合体として電気的に作用よ
るため、市況したように接触安定性、均一性、低荷重性
が得られ、電極間の圧接挾持作用が容易にかつ高い信頼
性で行なわれるという効果が得られる。

つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は重量部を
示したものである。

実施例 シリコーンゴムコンパウンドＫ　Ｅ　−１，７１Ｕ〔信
越化学工業■製部品名）１００部に、直径３０７１ｍの
銅合金製金属繊維をシリコーン系粘着剤で３本束ねたの
ち、長さ３０ｍにカットしたもの６５部とシリコーンゴ
ム加硫剤Ｃ−２〔同社商品名〕２部とをミキシングロー
ルで混練し、ゴム押出機を用いて直径５ｍの丸棒として
押出し、オーブン中で１７０℃に１０分間加熱加硫した
ところ、線状体が押し出し方向に配向された成形品が得
られた。

ついで、この丸棒をその垂直方向に対して直角に０．２
ｎｎの厚さにスライスして異方導電性シートを作り、こ
のシー１へを貫通している線状体の頭部に厚さ０．３μ
ｍの金メッキブリッジを施して異方導電性コネクターを
作った。

つぎにこの異方電導性コネクターの上に直径０・８ＷＩ
Ｉφの端面を金メツキした金属製ロン上置き、このロン
ドに分銅を重ねてこれに荷重（圧力）を加え（第４図参
照）、この荷重を変化させたときの抵抗値変化を測定し
たところ、この場合には接触面積が拡大し、金属繊維長
のバラツキもなく、金属繊維の非導電性高分子物質への
潜り込みもないことから第５図Ａ曲線に示したように低
荷重領域でも抵抗値が低く安定するという結果が得られ
たが、比較のために上記における金属繊維の３本束ねを
施さないものは第５図Ｃ曲線に示したように抵抗値が高
く、これは荷重の増加と共に抵抗が漸減するという結果
を示した。

実施例２ シリコーンゴムＫＥ１９３０　（信越化学工業■商品名
〕を１．５０Ｘ１．５０Ｘ０．２ｎｎの金型内に充填し
、これに線径３０μ■の銅合金製金属線を長さ１、５０
　ｍｍにカッ１−シたものを３本束ねた線状体を隣接線
状体間隔が０．２ｍｍとなるように７５０本平行きせた
ものを浸漬して１５０℃で５分間加熱させたところ、線
状体が平行配列されたシートが得られた。

ついで、このシートを複数枚重ね合わせ、上記したシリ
コーンゴムと用いて接着一体化させてブロックを成形し
、このブロックを線状体に対して垂直方向に０．５ｍｍ
の厚さでスライスしたのち、このシートを貫通している
線状態の頭部に厚さ０゜３μｍの金メツキをして各線状
体の各線がブリッジするようにして異方導電性コネクタ
ーを作った。

つぎにこのようにして得た異方導電性コネクターを用い
て第４図に示した装置を用いてその抵抗値を測定したと
ころ、このものは第５図Ｂ曲線のような結果を示した。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ）、ｂ）は本発明の異方導電性コネクターの縦
断面図、ｃ）ｄ）図はこの斜視図を示したものであり、
第２図はこれを電極間に圧接挾持したものの縦断面図、
第３図は第１図ａ）の要部拡大図、第４図はコネクター
の抵抗値測定方法を示す縦断面図、第５図は実施例、比
較例の測定結果グラフを示したものである。 １．１１・・・シート部材、　　　　２・・・線状体、
３・・・メッキブリッジ　　　１２・・金属繊維、１３
．１３’・・プリント配線基板、 １４．１４′・・・金属箔導体。 ＝ベ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非導電性高分子物質よりなるシート部材中に、複数
   本の束ねた金属線状体を貫通配置し、シート部材表面に
   金属線を露出させ、露出した束ねられた複数本の金属線
   同志をメッキブリッジによって継なぐようにしてなるこ
   とを特徴とする異方導電性コネクター。 ２、非導電性高分子物質の中に配線方向が一定となるよ
   うに多数の束ねられた金属線が配向されたブロックを、
   金属線に対し垂直にスライスして得たシート部材の表面
   に露出した束ねられた複数本の金属線同志を継なぐよう
   にメッキブロックすることを特徴とする異方導電性コネ
   クターの製造方法。