JPH11260518A - 異方導電性シートの製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導通部の絶縁不良の発生を防ぐことができ、
導通部の導通抵抗を低減でき、かつ大型の磁石を用いる
ことなく、面積の大きい異方導電性シートを作製するこ
とができる異方導電性シートの製造装置を提供すること
である。 【解決手段】 ベルトコンベア１４に乗せられた一対の
金型１８は、線状電磁石１０ａの線状電磁石磁極１２ａ
と線状電磁石１０ｂの線状電磁石磁極１２ｂとで形成さ
れた間隙部１３を、通過させられる。通過する際、線状
電磁石１０ａと線状電磁石１０ｂによって、一対の金型
１８に磁力を加えることにより、一対の金型１８で形成
された成形空間中のニッケル粒子を磁性体領域間に局在
化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気回路部品、
電気回路基板等の端子と電気的に接続される異方導電性
シートの製造方法及びその製造装置に関するものであ
る。

【０００２】

【背景技術】図２３（ａ）、（ｂ）は、異方導電性シー
トの斜視図であり、図２４は、図２３（ａ）で示す異方
導電性シートのＡ−Ａ線に沿って切断した断面図であ
る。図２３（ａ）、（ｂ）及び図２４を用いて、異方導
電性シートについて説明する。異方導電性シート１２０
は、例えばシリコーンゴムからなる絶縁性シート１２２
に、例えばニッケル粒子のような導電性磁性体粒子を積
層したものである導通部１２４を局所的に形成した構造
をしている。異方導電性シートの用途として、例えば次
のような用途がある。電極として半田ボールが用いられ
る半導体製品の電気的特性の検査をする際、検査用の探
針を半田ボールに直接接触させると、半田ボールが欠け
たり、凹んだりして、実装上の問題が生じる場合があ
る。よって、探針の代わりに異方導電性シートを用いて
半田ボールに接触させることのより、電極の破損や変形
を防いでいる。

【０００３】異方導電性シートの従来の製造方法を、図
２５を用いて説明する。金型１２６の主表面には、金型
磁極部１３６と非磁性体部１３８とが交互に設けられて
おり、金型１２８の主表面にも同様に、金型磁極部１３
７と非磁性体部１３９とが交互に設けられている。金型
１２６の主表面と金型１２８の主表面とが対向するよう
に金型１２６、１２８が配置され、そして周囲にスペー
サ１３４を配置することにより、成形空間１４０が形成
される。成形空間１４０に、例えば液状のシリコーンゴ
ムにニッケル粒子を分散した成形材料を入れる。そして
金型１２６、１２８を挟むように、平板型の電磁石１３
０、１３２を配置し、成形空間１４０に磁場を加え、ニ
ッケル粒子１４２が金型磁極部１３６と金型磁極部１３
７との間に集まるように、ニッケル粒子１４２を局在化
させ、その状態で成形材料を加熱硬化させて異方導電性
シートを製造していた。この製造技術は、特開昭５４−
１４６８７３号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の異方導電性シー
トの製造装置には二つの問題があり、まず、一番目の問
題を説明する。図２５を参照して、成形材料中のニッケ
ル粒子１４２が、金型磁極部１３６と金型磁極部１３７
との間に局在化する度合いは、電磁石１３０、１３２の
発生磁場の強度と、金型磁極部１３６と金型磁極部１３
７との間に形成された磁場勾配の大きさとの積に比例す
る。ここにおける発生磁場とは、ニッケル粒子１４２を
磁化させるための磁場をいい、磁場勾配とは、ニッケル
粒子１４２に力を作用し、ニッケル粒子１４２を移動さ
せるための勾配をいう。金型磁極部１３６、１３７のピ
ッチｐに対する金型磁極部１３６と金型磁極部１３７と
の間のギャプｇの比率が大きく、例えば１より大きくな
ると、磁場勾配の値はニッケル粒子１４２を局在化させ
るには不十分となり、ニッケル粒子１４２の局在化を良
好に行うことができない。このような状態で成形材料を
加熱硬化させて異方導電性シートを製造した場合、異方
導電性シートの導通部間の絶縁不良が発生する。これを
図２６、２７を用いて説明する。図２６は、導通部間に
絶縁不良が発生している異方導電性シートの部分平面図
であり、図２７は、図２６で示す異方導電性シートをＡ
−Ａ線に沿って切った部分断面図である。ニッケル粒子
１４２の局在化を良好に行うことができないと、導通部
１２４ａと導通部１２４ｂとの間の絶縁性シート１２２
中に、多数のニッケル粒子１４２が存在した状態の異方
導電性シートとなるので、導通パスが細くなり導通部の
導通抵抗が高くなる。また、異方導電性シートは、使用
時、両面が押圧されるので、このような異方導電性シー
トであると、導通部１２４ａと導通部１２４ｂとが電気
的に接続し、導通部１２４ａと導通部１２４ｂとの間に
絶縁不良が発生する。

【０００５】ここで、金型磁極部のピッチｐに対する金
型磁極部間のギャプｇの比率と、磁場勾配の大きさとの
関係を詳細に説明する。図２８は、図２５で示す平板型
の電磁石１３０、１３２を用いて一対の金型１２６、１
２８に磁力を加えている状態の部分断面図である。電磁
石１３０から電磁石１３２に向けて磁力線１４４が形成
されている。金型磁極部１３６、１３７のピッチｐに対
して、金型磁極部１３６、１３７の幅ｗは、ｐ／２であ
り、金型磁極部１３６、１３７の高さｈは、ｐ／４であ
る。電磁石１３０、１３２によって発生する最大磁場強
度を、０．５Ｔとして、金型磁極部間の中央において、
ｘ軸方向における磁束密度Ｂ（Ｔ）を、ｇ＝ｐ、ｇ＝２
ｐ、ｇ＝３ｐそれぞれの場合について測定した。その結
果が図２９のグラフである。磁束密度Ｂ（Ｔ）をｘで微
分した磁場勾配ｄＢ／ｄｘ（Ｔ／ｍ）が、図３０のグラ
フである。なお、ｘ＝０、ｐ、２ｐ・・５ｐは、各金型
磁極部の中央に対応している。図３０に示すように、ｇ
＝２ｐ、ｇ＝３ｐの場合、磁場勾配は極端に低い値とな
り、ニッケル粒子の局在化に問題を生じる。

【０００６】二番目の問題を説明する。平板型の磁石の
表面のうち、金型の主表面と対向する面の面積が、金型
の主表面の面積より小さいと、金型に均等に磁場が作用
せず、ニッケル粒子の局在化に問題を生じる。よって、
平板型の磁石の前記面積は、金型の主表面の面積以上で
なければならない。異方導電性シートの面積が大きくな
ると、平板型の磁石の前記面積もこれに対応して大きく
せざるおえない。したがって、面積の大きい異方導電性
シートを作製する場合、磁場強度を保持しつつ前記面積
を大きくするので、大型の磁石が必要となる。大型の磁
石は高価であり、異方導電性シートの製造コストを引き
上げていた。

【０００７】この発明は、かかる従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、この発明の目的は、導通
部の絶縁不良の発生を防ぐことができ、導通部の導通抵
抗を低減でき、かつ大型の磁石を用いることなく、面積
の大きい異方導電性シートを作製することができる異方
導電性シートの製造方法及びその製造装置を提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に従う異方導電
性シートの製造装置は、流動可能な硬化性材料に導電性
磁性体粒子を分散した成形材料が配置された成形空間
に、磁力を加えることにより、導電性磁性体粒子を局在
化させ、その後硬化性材料を硬化させて異方導電性シー
トを製造する装置であって、一対の金型、移動手段及び
磁力線発生手段を備えている。

【０００９】一対の金型は、非磁性体領域及び磁極とし
て機能する複数の磁性体領域を、その主表面に有し、か
つ対向して配置されることにより、磁性体領域及び非磁
性体領域を含む主表面によって、成形空間が形成される
ものである。移動手段は、金型を相対的に移動させるも
のである。磁力線発生手段は、相対的に移動してきた金
型の厚さ方向に磁力線を発生させ、かつ磁力線が通る空
間を、金型が通過する際、成形空間に磁力を加えること
により、導電性磁性体粒子を磁性体領域間に局在化させ
るこの発明に従う異方導電性シートの製造装置は、磁力
線が通る空間を金型が通過する際、成形空間に磁力を加
えることにより、導電性磁性体粒子を磁性体領域間に局
在化させている。つまり金型の主表面全体に一度に磁力
を加えるのではなく、最初、主表面のある部分に磁力を
加え、次に他の部分、その次にさらに他の部分、という
動作により金型の主表面全体に磁力を加えている。した
がって、磁石の表面のうち、金型の主表面と対向する面
の面積が、金型の主表面の面積より小さい磁石であって
も金型に磁力を均等に加えることができる。よって、こ
の発明に従う異方導電性シートの製造装置によれば、平
板型の磁石ではなく、線状磁石を用いることができる。
線状磁石の磁場勾配及び磁場強度は、平板型の磁石のそ
れらより大きいので、先ほど説明したｇ＞ｐの場合であ
っても、導電性磁性体粒子を磁性体領域間に良好に局在
化させることができるので、導通部間の絶縁不良の発生
を防ぐことができ、また導通部の導通抵抗を低減でき
る。

【００１０】線状磁石の磁場勾配及び磁場強度は、平板
型の磁石のそれらより大きい理由を詳細に説明する。

【００１１】（１）磁場勾配 従来は、平板型の磁石に
より金型に磁力を加えていた。金型の主表面の非磁性体
領域に、複数の磁性体領域が点在しているので、この磁
力により、磁性体領域に不均一磁場が発生し、不均一磁
場による磁場勾配で導電性磁性体粒子を磁性体領域間に
局在化させていた。平板型の磁石は磁場が均一なので、
平板型の磁石自体からは磁場勾配が発生しない。これに
対して、線状磁石は磁場が不均一なので、線状磁石自体
からも磁場勾配が発生し、金型の磁性体領域自体による
磁場勾配と線状磁石自体による磁場勾配との相乗効果で
磁場勾配は従来より大きくなる。

【００１２】（２）磁場強度 線状磁石の磁極は線状な
ので、反磁界の影響を受けにくい。よって、容易に導電
性磁性体粒子及び金型磁性体領域を飽和させるように、
磁場強度が上がる。

【００１３】また、この発明の従う異方導電性シートの
製造装置は、先ほど説明したように金型の主表面全体に
一度に磁力を加えるのではなく、最初、主表面のある部
分に磁力を加え、次に他の部分、その次にさらに他の部
分、という動作により金型の主表面全体に磁力を加えて
いる。したがって、線状磁石であっても面積の大きい異
方導電性シートを作製することができる。線状磁石は小
型なので、安価である。よって、異方導電性シートの製
造コストを下げることができる。なお、移動手段とし
て、例えば、ベルトコンベアを用い、金型をベルトコン
ベアに乗せて間隙部を通過させれば、多数の金型に連続
的に磁力を加えることができ、異方導電性シートを大量
に生産することができる。

【００１４】磁力線発生手段は、第１の磁極部を含む第
１の磁石と、第２の磁極部を含み、かつ第１の磁極部と
第２の磁極部とによって間隙部が形成されるように配置
された第２の磁石と、を含み、移動手段により金型が間
隙部を通過する際、成形空間に磁力を加えることによ
り、導電性磁性体粒子を磁性体領域間に局在化させる手
段が好ましい。磁性体領域の配置として、金型の主表面
において、非磁性体領域に複数の磁性体領域が点在して
いる配置が好ましい。

【００１５】線状磁石の一例として、移動の方向と同じ
方向における磁石の辺の長さが、移動の方向と同じ方向
における金型の辺の長さより小さい磁石がある。線状磁
石の他の例として、第１の磁極部と第２の磁極部との間
の距離に対する第１及び第２の磁極部の幅の比が、０よ
り大きく、かつ５より小さい、好ましくは０より大き
く、かつ１より小さい磁石がある。第１の磁石の高さ
は、第１の磁極部の幅以上、第２の磁石の高さは、同様
に第２の磁極部の幅以上が好ましい。硬化性材料の一例
として、熱硬化性樹脂がある。熱硬化性樹脂を硬化性材
料として用いる場合、硬化性材料を加熱して硬化させる
加熱手段をさらに備えることが好ましい。第１及び第２
の磁石に対して金型を相対的に移動させるとは、磁石を
固定し金型を移動させる場合、金型を固定し磁石を移動
させる場合又は金型及び磁石の両方を移動させる場合が
ある。第１及び第２の磁石として、例えば、電磁石や永
久磁石がある。

【００１６】この発明に従う異方導電性シートの製造方
法は、流動可能な硬化性材料に導電性磁性体粒子を分散
した成形材料が配置された成形空間に、磁力を加えるこ
とにより、導電性磁性体粒子を局在化させ、その後硬化
性材料を硬化させて異方導電性シートを製造する方法で
あって、磁力が存在している空間に対して成形空間を相
対的に移動させながら、導電性磁性体粒子を局在化させ
る。したがって、導通部の絶縁不良の発生を防ぐことが
でき、導通部の導通抵抗を低減でき、かつ大型の磁石を
用いることなく、面積の大きい異方導電性シートを作製
することができる。理由は、この発明に従う異方導電性
シートの製造装置の場合と同じである。

【００１７】この発明に使用できる成形材料は、導電性
磁性体粒子及び異方導電性シート製造時の磁場を掛ける
ときに該導電性磁性体粒子が金型磁極に集合することが
可能な程度に流動性を有し、その後、硬化する性質を有
する電気絶縁性の高分子材料からなる。導電性磁性体粒
子は、粒子として強磁性を有し、かつ少なくとも表面が
導電性を有するものである。すなわち、単体の強磁性金
属であっても複合粒子、すなわち混合物粒子であって
も、金属で被覆された有機または無機材料からなる被覆
粒子であってもよい。このような導電性磁性体粒子とし
て、例えば、ニッケル、鉄、コバルト等の強磁性を示す
金属の粒子もしくはこれらを含む合金の粒子、またはこ
れらの粒子に、金、銀、銅、錫、パラジウム、ロジウム
等をメッキ等により被覆したもの、非磁性金属粒子もし
くはガラスビーズ等の無機質粒子またはポリマー粒子
に、鉄、ニッケル、コバルト等の導電性強磁性金属のメ
ッキを施したもの等を挙げることができる。製造コスト
の低減化を図る観点からは、特に、ニッケル、鉄、また
は、これらの合金の粒子が好ましく、また導通抵抗が小
さいことの電気的特性を利用するソケット、コネクタ等
の用途で金メッキされた粒子を好ましく用いることがで
きる。さらに、導電性磁性体粒子としては、鉄等のウィ
スカー（ひげ結晶）、短繊維状の強磁性金属も用いられ
る。

【００１８】また、高分子材料として、シリコーンゴ
ム、エチレンプロピレン系ゴム、ウレタン系ゴム、フッ
素系ゴム、ポリエステル系ゴム、スチレンブタジェン系
ゴム、スチレンブタジェンブロック共重合体ゴム、スチ
レンイソプロピレンブロック共重合体ゴム、軟質エポキ
シ樹脂などがある。これらは異方導電性シート製造時の
温度において液状または流動性を有することが必要であ
る。好ましくは、例えば、熱硬化型のシリコーンゴムの
ように、常温で液状であり、加熱により硬化して固形ゴ
ムになるものである。常温で固体であっても、シート製
造時に流動性となり、異方導電性シート製造後は固体と
なるもの、例えば、軟質液状エポキシ樹脂、熱可塑性エ
ラストマー、熱可塑性軟質樹脂なども用いられる。な
お、異方導電性シート製造後は、架橋構造を有するもの
が耐熱性、耐久性等において好ましい。

【００１９】これらは、異方導電性シート状態におい
て、固体であるが、ゴム弾性を有するものが好ましい。
異方導電性シートの用途によっては、弾性が小さいもの
であってもよい。また、異方導電性シートの用途によっ
ては、接着性あるいは粘着性を有する材料であってもよ
い。これらの高分子材料は、前記の例示に限定されるも
のではなく、異方導電性シートとして用いられることが
従来から知られているもの、あるいは、前記材料と同等
ないし類似の機能を有する材料であれば特に限定される
ものではない。

【００２０】なお、この発明に従う異方導電性シート製
造方法及びその製造装置で製造される異方導電性シート
は、それ自体単独の製品として製造され、単独で取り扱
われるものを主に対象としている。しかしながら、この
発明により製造された異方導電性シートは、例えば、特
開平４−１５１８８９号公報に記載されているような、
回路基板と、該回路基板のリード電極領域の表面上に一
体的に形成された異方導電性コネクター層とからなる回
路基板装置に容易に適用することができ、この発明に従
う異方導電性シート製造方法もまた、該公報に記載の回
路基板装置の製造方法に容易に適用することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明に従う異方導電
性シートの製造装置の一実施例の原理構造を示す模式図
である。移動手段の一例であるベルトコンベア１４の上
には、一対の金型１８が乗っている。ベルトコンベア１
４の上方には、加圧回転子１６が配置されている。加圧
回転子１６とベルトコンベア１４とで一対の金型１８を
挟み、かつそれぞれが矢印方向に回転することにより、
一対の金型１８を矢印Ａ方向へ送出す。加圧回転子１６
及びベルトコンベア１４は、一対の金型１８を挟んだ
際、一対の金型１８を押圧し、成形空間を安定させる役
目も果たす。矢印Ａ方向に送出された一対の金型１８
は、まず、線状電磁石１０ａ及び１０ｂが配置された場
所へ送られる。線状電磁石１０ａは、その先端に線状電
磁石磁極１２ａを有する。線状電磁石１０ａが、第１の
磁極部を含む第１の磁石の一例である。線状電磁石１０
ｂも同様に、その先端に線状電磁石磁極１２ｂを有す
る。線状電磁石１０ｂが、第２の磁石の一例である。線
状電磁石１０ａは、線状電磁石１０ｂと対向して配置さ
れ、線状電磁石磁極１２ａと線状電磁石磁極１２ｂとで
間隙部１３が形成されている。間隙部１３をベルトコン
ベア１４が通るように、線状電磁石１０ａ及び１０ｂは
配置されている。なお、２１ａ、２１ｂはそれぞれ、金
型１８の移動の方向と同じ方向における線状電磁石磁極
１２ａ、１２ｂそれぞれの辺を示している。そして１９
は、金型１８の移動の方向と同じ方向における金型１８
の辺を示している。１２ａ及び１２ｂで示す辺の長さ
は、１９で示す辺の長さより小さい。

【００２２】ベルトコンベア１４に乗せられた一対の金
型１８は間隙部１３を通過する際、線状電磁石１０ａ及
び１０ｂによって磁力が加えられ、導電性磁性体粒子は
磁性体領域間に局在化させられる。線状電磁石磁極１２
ａ、１２ｂの２１ａ、２１ｂで示す辺の長さは、一対の
金型１８の１９で示す辺の長さより小さいので、一対の
金型１８の主表面のある部分に磁力を加え、次に他の部
分、その次に更に他の部分、という動作により一対の金
型１８の主表面全体に磁力を加えている。

【００２３】一対の金型１８は、間隙部１３を通過した
後、硬化用ヒータ２０が配置された場所へ送られる。導
電性磁性体粒子が磁性体領域間に局在化された状態で、
硬化性材料が硬化用ヒータ２０によって加熱硬化され、
異方導電性シートが完成する。

【００２４】この発明に従う異方導電性シートの製造装
置の他の実施例を図２を用いて説明する。図２は、この
発明の他の実施例の原理構造を示す模式図である。図１
で示す異方導電性シートの製造装置と同一部分について
は同一符号を付すことによりその説明を省略する。線状
電磁石１０ａは、非磁性体ドラム２２の円筒面の内側に
配置されている。非磁性体ドラム２２の円筒の内周面
が、線状電磁石磁極１２ａと接触した状態で、非磁性体
ドラム２２は矢印方向に回転する。一対の金型１８が、
間隙部１３を通過する際、一対の金型１８と線状電磁石
磁極１２ａとの間に何にもないと、一対の金型１８が線
状電磁石磁極１２ａに吸い付く可能性がある。よって非
磁性体ドラム２２により、一対の金型１８を加圧して成
形空間を保持しつつ、かつ一対の金型１８が線状電磁石
磁極１２ａに吸い付くのを防止している。間隙部１３を
通過した一対の金型１８は、硬化用ヒータ２０ａ、２０
ｂが配置された場所へ送られる。硬化用ヒータ２０ａ
は、硬化用ヒータ２０ｂと対向するように配置され、そ
の空間をベルトコンベア１４に乗った一対の金型１８が
通過していく。硬化用ヒータ２０ａには、小型電磁石２
４ａ、２６ａが間隔をあけて設けられている。硬化用ヒ
ータ２０ｂにも同様に、小型電磁石２４ａ、２６ｂが間
隔をあけて設けられている。線状電磁石１０ａ及び１０
ｂによって導電性磁性体粒子は磁性体領域間に局在化さ
せられ、その状態で直ちに硬化用ヒータ２０ａ及び２０
ｂが配置された場所に送られ、硬化性材料が加熱硬化さ
れる。しかし、硬化用ヒータ２０ａ及び２０ｂで硬化性
材料を加熱硬化しても、直ちに硬化しないので、局在化
している導電性磁性体粒子が再び分散する可能性があ
り、小型電磁石２４ａ、２４ｂ、２６ａ及び２６ｂで、
加熱硬化の際に再度一対の金型１８に磁力を加え、導電
性磁性体粒子の分散を防いでいる。なお、各加圧回転子
１６間には、板２８が設けられており、板２８は一対の
金型１８を押圧し、成形空間を安定させる役目を果た
す。

【００２５】図３は、この発明に従う異方導電性シート
の製造装置のさらに他の実施例の原理構造を示す模式図
である。図１及び図２で示す異方導電性シートの製造装
置は、一対の金型１８を移動させて、間隙部を通過させ
ていたが、この実施例では、磁石を移動させて、一対の
金型が間隙部を通過するようにしている。図３を用いて
詳細に説明する。一対の金型１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄが間隔をあけて、金型支持シート４４の上に乗せ
られている。金型支持シート４４の上方には、レール３
８ａが設けられ、下方にはレール３８ｂが設けられてい
る。レール３８ａには、矢印Ａ方向に移動させられる線
状電磁石４０ａが配置されており、レール３８ｂには、
矢印Ａ方向移動させられる線状電磁石４０ｂが配置され
ている。線状電磁石４０ａの線状電磁石磁極４８ａと線
状電磁石４０ｂの線状電磁石磁極４８ｂとで、間隙部４
６が形成される。線状電磁石４０ａ及び４０ｂが矢印Ａ
方向に移動したときに、間隙部４６が一対の金型１８ａ
〜１８ｄを順番に通過する。

【００２６】レール３８ａには、硬化用ヒータ４２ａが
配置され、レール３８ｂにも同様に、硬化用ヒータ４２
ｂが配置されている。硬化用ヒータ４２ａ及び４２ｂは
矢印Ａ方向に移動する。線状電磁石４０ａ及び４０ｂに
よって、導電性磁性体粒子を磁性体領域間に局在化させ
た後、硬化用ヒータ４２ａ及び４２ｂで硬化性材料を加
熱硬化させ、異方導電性シートを完成させる。

【００２７】次に、線状電磁石は平板型の電磁石に比
べ、磁場勾配が大きくなることを、図４を用いて説明す
る。図４は、線状電磁石を用いて一対の金型に磁力を加
えている状態の部分断面図である。線状電磁石の線状電
磁石磁極１２ａと線状電磁石磁極１２ｂとは、間隔Ｇを
あけて配置されている。線状電磁石磁極１２ａ及び１２
ｂの幅Ｗは、Ｇ／２である。線状電磁石磁極１２ａから
線状電磁石磁極１２ｂに向けて磁力線３６が形成されて
いる。線状電磁石磁極１２ａと線状電磁石磁極１２ｂと
で形成される間隙部を、一対の金型１８ａ、１８ｂが通
過している。金型１８ａの主表面には、金型磁極部３０
ａと非磁性体部３２ａとが交互に設けられており、金型
１８ｂの主表面にも同様に、金型磁極部３０ｂと非磁性
体部３２ｂとが交互に設けられている。金型１８ａの主
表面と金型１８ｂとの主表面とが対向するように金型１
８ａ、１８ｂが配置され、これにより成形空間３４が形
成される。成形空間３４には、液状のシリコーンゴムに
ニッケル粒子を分散した成形材料が入っている。液状の
シリコーンゴムが、成形条件下で流動可能な硬化性材料
の一例であり、ニッケル粒子が導電性磁性体粒子の一例
である。金型１８ａと金型１８ｂとのギャップはｇであ
る。金型磁極部３０ａ、３０ｂのピッチはｐである。金
型磁極部３０ａ、３０ｂの幅ｗは、ｐ／２であり、金型
磁極部３０ａ、３０ｂの高さｈは、ｐ／４である。線状
電磁石磁極１２ａ、１２ｂの中央で発生する最大磁場強
度を０．５Ｔとして、金型磁極部間の中央において、Ｘ
軸方向における磁束密度Ｂ（Ｔ）を、ｇ＝ｐ、ｇ＝２
ｐ、ｇ＝３ｐそれぞれの場合について測定した。その結
果が図５のグラフである。磁束密度Ｂ（Ｔ）をＸで微分
した磁場勾配ｄＢ／ｄｘ（Ｔ／ｍ）が、図６のグラフで
ある。なお、ｘ＝０、ｐ・・５ｐは、各金型磁極部の中
央に対応している。

【００２８】まず、図５及び図２９を参照して、金型磁
極間の磁束密度の最大値は、平板型の磁石、線状磁石共
に、０．５８Ｔとなるが、線状磁極が作る磁束密度は幅
方向に急激に減衰するために、磁束密度の最大値からの
減衰幅が大きく、この結果、図６及び図３０を参照し
て、磁場勾配の最大値は線状磁石を用いた場合の方が平
板型の磁石を用いた場合よりも大きくなるのである。図
６に示すように、ｇ＝２ｐの場合であっても磁場勾配の
絶対値が約２５０（Ｔ／ｍ）あり、ニッケル粒子の局在
化が可能となる。これに対し従来の平板型の電磁石で
は、図３０で説明したように、ｇ＝２ｐの場合、磁場勾
配は極端に低い値となり、ニッケル粒子の局在化に問題
を生じる。

【００２９】次に、電磁石に同じ量の励磁電流を流した
場合、線状磁石の方が平板型の磁石よりも磁場強度が大
きくなることを説明する。図７を参照して、線状電磁石
磁極１２ａと線状電磁石磁極１２ｂとで間隙部が形成さ
れるように、線状電磁石１０ａ、１０ｂが配置されてい
る。線状電磁石磁極１２ａと線状電磁石磁極１２ｂとの
間の距離はＧである。線状電磁石磁極１２ａ、１２ｂの
幅Ｗは２Ｇである。なお３６は磁力線を示している。

【００３０】図８を参照して、平板型の電磁石１３０の
磁極１３１ａと平板型の電磁石１３２の磁極１３１ｂと
で間隙部が形成されるように、平板型の電磁石１３０、
１３２が配置されている。磁極１３１ａと磁極１３１ｂ
との間の距離は、図７で示した線状電磁石の場合と同様
にＧである。磁極１３１ａ、１３１ｂの幅Ｗは、図７の
線状電磁石磁極１２ａ、１２ｂの１０倍である２０ｄで
ある。１４４は磁力線を示している。

【００３１】磁極間の中央において、ｘ軸方向における
磁束密度Ｂ（Ｔ）を、図７及び図８で示す電磁石それぞ
れの場合について測定した。励磁電流の値は同じであ
る。なおｘ＝０は、磁極の中央に対応している。結果を
図９のグラフで表す。磁極間距離、励磁電流が同じ場合
であっても、線状磁石の方が平板型の磁石よりも磁束密
度が大きくなる。磁束密度が大きくなるとは、磁場強度
が大きくなることを意味する。

【００３２】次に、この発明に用いることができる線状
磁石の形状について説明する。図１０は、この発明に用
いることができる線状電磁石の一例の模式図である。図
１で示す線状電磁石１０ａ、１０ｂと同じ構造なので、
構造の説明は省略する。なお、Ｈは磁極長さ、Ｇは磁極
間距離、Ｗは磁極幅を示している。図１１は、図１０で
示す線状電磁石１０ａ、ｂを矢印Ａ方向に沿って切断し
た断面図である。線状電磁石１０ａと線状電磁石１０ｂ
とによってＨ型の形状をした空間部が形成されている。
線状電磁石磁極１２ａと線状電磁石磁極１２ｂとで間隙
部１３が形成されている。

【００３３】図１２は、この発明に用いることができる
線状電磁石の他の例の模式図である。線状電磁石５０ａ
の磁極は、線状電磁石磁極５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５
２ｄに枝別れしており、線状電磁石５０ｂの磁極も同様
に、線状電磁石磁極５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄに
枝別れしている。線状電磁石磁極５２ａと５２ｂとの
間、５２ｂと５２ｃとの間、５２ｃと５２ｄの間には、
それぞれ加圧回転子１６が配置されている。隣り合う磁
極の距離Ｄは、磁極幅Ｗ以上であることが好ましい。隣
り合う磁極の距離Ｄが磁極幅Ｗ以下であると、磁極間磁
場分布の急峻性が小さくなり、磁場勾配が小さくなるか
らである。図１３は、図１２で示す線状電磁石の磁極部
の拡大図である。磁極間の中央で生じる磁束密度を、図
１４のグラフで表す。なお、ｘ＝０、ｐ、２ｐ、３ｐ
は、各磁極の中央と対応している。図１４を参照して、
磁束密度のピークは、各磁極の中央に対応するところで
生じる。磁束密度の値は、図１で示す線状電磁石の場合
と変わりはない。但し図１４で示すように、線状電磁石
が４対の磁極を持っている場合、磁束密度のピークは４
個所で発生する。よって一対の金型１８は、磁束密度が
ピークとなる４個所を通過するので、１個所を通過する
場合に比べ、導電性磁性体粒子の局在化を確実にするこ
とができる。

【００３４】図１５は、この発明に用いることができる
線状磁石のさらに他の例の模式図である。線状電磁石５
６ａの磁極は、線状電磁石磁極５８ａ、５８ｂに枝別れ
している。線状電磁石５６ｂの磁極も同様に、線状電磁
石磁極６０ａ、６０ｂに枝別れしている。これまでに説
明してきた線状電磁石との違いは、線状電磁石磁極５８
ａがＮ極であり、これと対向する線状電磁石磁極６０ａ
がＳ極である。また、線状電磁石磁極５８ｂがＳ極であ
り、これと対向する線状電磁石磁極６０ｂがＮ極であ
る。図１６は、図１５で示す線状電磁石の磁極部の拡大
図である。線状電磁石５６ａと線状電磁石５６ｂとの間
の中央で生じる磁束密度を図１７のグラフで示す。ｘ軸
の取り方は、図１３及び図１４の場合と同じであり説明
を省略する。磁束密度の値は、図１で示す線状電磁石の
場合と同じであるが、磁束密度のピークが２個所で発生
しており、かつ一方が正で他方が負である。磁束密度の
ピークが２個所で発生しているので、１個所で発生する
場合に比べ、導電性磁性体粒子の局在化を確実に行うこ
とができる。また、符号が逆の磁束密度のピークが発生
するので、一度磁化した粒子は、外部磁場（電磁石から
の磁場）が切れても残留磁化が残るため、粒子内部の磁
気モーメント（磁石）のＮ極とＳ極の向きは、ほぼ以前
の外部磁場方向に揃って向いている。そこに、向きが反
対の磁場を印加する事により、前記磁気モーメントはト
ルクを受ける。つまり、粒子が回転する力を受け、僅か
に動く。粒子を寄せ導電部に局在化させる力は、他の線
状磁極と変わらないが、磁場の向きを反転することによ
って粒子が動き、導電部に局在化した粒子の再配置がお
こり、より密な導電部を形成できるので、導通抵抗の低
減に寄与する。

【００３５】図１８は、この発明に用いることができる
線状電磁石のさらに他の例の模式図である。線状電磁石
６２ａの線状電磁石磁極６４ａと線状電磁石６２ｂの線
状電磁石磁極６４ｂとで間隙部が形成されるように、線
状電磁石６２ａ、６２ｂが配置されている。線状電磁石
磁極６４ａの表面は、半円筒状に凹んでおり、その部分
に、磁性体からできた円筒状の加圧回転子６６が回転自
在に配置されている。加圧回転子６６は、他の加圧回転
子１６と同様に一対の金型を矢印Ａ方向へ送出す働きの
ほか、線状電磁石６２ａの磁極の役割を果たしている。
図１８で示す線状電磁石の効果は図１で示す線状電磁石
の場合とほぼ同じである。すなわち、線状電磁石磁極の
先端の形状は、これまで説明してきたような、フラット
なものでもよいし、この例のように、円筒状でもよく、
制限がないという意味である。

【００３６】図１９は、この発明に用いることができる
線状電磁石のさらに他の例の模式図である。線状電磁石
６８ａの線状電磁石磁極７０と線状電磁石６８ｂの線状
電磁石磁極とが間隙部を形成するように、線状電磁石６
８ａ、６８ｂが配置されている。線状電磁石磁極７０の
表面には、間隔をあけて、磁性体からなる加圧回転子７
４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄが回転自在に配置されて
いる。加圧回転子７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄは、
通常の加圧回転子と同様の役割を果たすほか、線状電磁
石６８ａの磁極の役割を果たす。すなわち、線状電磁石
６８ａの磁極が４つに枝別れし、４つの磁極をもってい
るのと同様の構造である。線状電磁石６８ｂは、線状電
磁石磁極７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄの４つに枝別
れしている。図１９で示す線状電磁石の効果は、図１２
で示す線状電磁石の効果とほぼ同じである。

【００３７】（実施例） 次に、この発明の実施例を説
明する。

【００３８】導電性磁性体粒子からなる直径が約０．１
２５ｍｍφの円柱状導電部を、０．２５ｍｍピッチで正
方格子状に配列した縦４００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚さ
０．５ｍｍの異方導電性シートを作製した。

【００３９】まず、金型を以下のようにして製作した。
図２０を参照して、縦４２０ｍｍ、横４２０ｍｍ、厚さ
ｔ６ｍｍの２枚の鉄板８０ａ、８０ｂのそれぞれの片面
の領域の縦４００ｍｍ、横４００ｍｍに、直径ｄ（幅
ｗ）が約０．１２５ｍｍφ、高さｈが０．１ｍｍの円柱
状ニッケル磁極７５を、ピッチｐが０．２５ｍｍで正方
格子状に電解メッキにより形成し、磁極周辺部をエポキ
シ樹脂で、金型の磁極面側が平らになるように埋めて非
磁性体部８２形成し、一対の金型７６ａ、７６ｂを製作
した。

【００４０】また、厚さ０．５ｍｍ、外形４２０ｍｍ、
内形４００ｍｍの非磁性ステンレス製の正方形の枠１枚
を一対の金型７６ａ、７６ｂの間に挟み、異方導電性シ
ートの成形空間８４を作るためのスペーサとした。２枚
の金型７６ａ、７６ｂとスペーサには、相互間の正確な
位置合わせを行うために、位置合わせピン用の直径４ｍ
ｍφの穴を４隅に用意した。

【００４１】このようにして作製した２枚の金型７６
ａ、７６ｂとスペーサを用いて異方導電性シートを成形
した。熱硬化型シリコーンゴムに平均粒径２０μｍの金
メッキした導電性磁性体粒子となるニッケル粒子を１０
体積％の割合で混合し、均一に分散し、流動性成形材料
を調製し、上記スペーサで作られた一対の金型の間の成
形空間に充填した。上記成形材料が充填された一対の金
型を、図１で示す異方導電性シートの製造装置のベルト
コンベア１４に載せ、磁極間距離（図１０中のＧ）１４
ｍｍ、磁極幅（図１０中のＷ）１４ｍｍ、磁極長さ（図
１０中のＨ）４５０ｍｍであり、金型７６ａ、７６ｂの
ニッケル磁極と成形材料中のニッケル粒子をほぼ飽和さ
せる磁場１Ｔを発生する線状電磁石磁極１２ａ、１２ｂ
間を一定速度１００ｍｍ／分で通過させ、さらに、約１
２０度に設定された硬化用ヒータ２０を通過させ、取り
出し冷却した後、金型７６ａ、７６ｂを開き異方導電性
シートを得た。この異方導電性シートの部分断面の顕微
鏡写真の模式図を図２１（ａ）に示す。

【００４２】（比較例） 従来の装置は、実施例に使用
した大型金型のサイズに対応する大型電磁石を備えてい
ないため、比較例の金型の縦横は、実施例の金型の縦横
より小さいサイズの縦３００ｍｍ、横３００ｍｍとし
た。そして、電磁石は電磁石磁極のサイズが縦３５０ｍ
ｍ、横３５０ｍｍである既存の大型電磁石を使用した。
この電磁石と金型を用いて、比較用の異方導電性シート
を作製した。まず、金型を実施例と同様に以下のように
して製作した。縦３００ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ６ｍ
ｍの２枚の鉄板のそれそれの片面の領域の縦２８０ｍ
ｍ、横２８０ｍｍに直径が約０．１２５ｍｍφ、高さ
０．１ｍｍの円柱状ニッケル磁極を０．２５ｍｍピッチ
で正方格子状に電解メッキにより形成し、磁極周辺部を
エポキシ樹脂で、金型の磁極面側が平らになるように埋
めて非磁性体部を形成し、一対の金型を製作した。ま
た、厚さ０．５ｍｍ、外形３００ｍｍ、内形３００ｍｍ
の非磁性ステンレス製の正方形の枠１枚を一対の金型の
間に挟み、異方導電性シートの成形空間を作るためのス
ペーサとした。２枚の金型基板とスペーサには、相互間
の正確な位置合わせを行うために、位置合わせピン用の
直径４ｍｍφの穴を４隅に用意した。

【００４３】このようにして作製した２枚の金型とスペ
ーサを用いて異方導電性シートを成形した。熱硬化型シ
リコーンゴムに平均粒径２０μｍの金メッキした導電性
強磁性ニッケル粒子を１０体積％の割合で混合し、均一
に分散し、流動性成形材料を調製し、上記スペーサで作
られた一対の金型の間の成形空間に充填した。上記成形
材料が充填された金型を、図２５に示す１Ｔを発生する
電磁石１３０、１３２の磁極間にはさみ、十分な時間で
ある２時間放置後、取り出し、約１２０度に保たれたヒ
ータで３０分加熱し、冷却後金型を開き異方導電性シー
トを得た。この異方導電性シートの部分断面の顕微鏡写
真の模式図を図２１（ｂ）に示す。図２１（ａ）で示す
この発明の実施例で作製した異方導電性シートは、ニッ
ケル粒子８８が良好に局在化した状態で導通部８７ａ、
８７ｂが形成されていた。８６はシリコーンゴムであ
る。これに対して、図２１（ｂ）で示す比較例で作製し
た異方導電性シートは、ニッケル粒子９２が良好に局在
化していない状態で導通部９４ａ、９４ｂが形成されて
いた。すなわち導通部９４ａと導通部９４ｂとの間に多
数のニッケル粒子９３が存在していた。

【００４４】次に、実施例で得た異方導電性シートの各
導電部の厚さ方向への歪みに対する導通抵抗の平均値及
び比較例のそれを、図２２のグラフに示す。実施例で得
た異方導電性シートの各導電部の厚さ方向への歪みに対
する導通抵抗の平均値は、比較例のそれと比べ低い値と
なった。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従う異方導電性シートの製造装置の
一実施例の模式図である。

【図２】この発明に従う異方導電性シートの製造装置の
他の実施例の模式図である。

【図３】この発明に従う異方導電性シートの製造装置の
さらに他の実施例の模式図である。

【図４】線状電磁石を用いて一対の金型に磁力を加えて
いる状態の部分断面図である。

【図５】図４に示す金型の金型磁極部間の中央におい
て、ｘ軸方向における磁束密度Ｂ（Ｔ）を測定したグラ
フである。

【図６】図５に示すグラフの磁束密度Ｂ（Ｔ）を、ｘで
微分した磁場勾配ｄＢ／ｄｘ（Ｔ／ｍ）を示すグラフで
ある。

【図７】線状電磁石の一例の模式図である。

【図８】図７に示す線状電磁石と比較のために用いた電
磁石の模式図である。

【図９】図７に示す線状電磁石及び図８に示す電磁石の
ｘ軸方向における磁束密度Ｂ（Ｔ）を測定したグラフで
ある。

【図１０】この発明に従う異方導電性シートの製造装置
に用いることができる線状電磁石の一例の模式図であ
る。

【図１１】図１０に示す線状電磁石をＡ−Ａ線に沿って
切った断面図である。

【図１２】この発明に従う異方導電性シートの製造装置
に用いることができる線状電磁石の他の例の模式図であ
る。

【図１３】図１２に示す線状電磁石の磁極部の拡大図で
ある。

【図１４】図１２に示す線状電磁石のｘ軸方向における
磁束密度Ｂ（Ｔ）を測定したグラフである。

【図１５】この発明に従う異方導電性シートの製造装置
に用いることができる線状電磁石のさらに他の例の模式
図である。

【図１６】図１５に示す線状電磁石の磁極部の拡大図で
ある。

【図１７】図１５に示す線状電磁石のｘ軸方向における
磁束密度Ｂ（Ｔ）を測定したグラフである。

【図１８】この発明に従う異方導電性シートの製造装置
に用いることができる線状電磁石のさらに他の例の模式
図である。

【図１９】この発明に従う異方導電性シートの製造装置
に用いることができる線状電磁石のさらに他の例の模式
図である。

【図２０】この発明の実施例に用いた一対の金型の部分
断面図である。

【図２１】（ａ）は、この発明の実施例で作製した異方
導電性シートの部分断面の顕微鏡写真の模式図であり、
（ｂ）は、比較例で作製した異方導電性シートの部分断
面の顕微鏡写真の模式図である。

【図２２】実施例で得た異方導電性シートの各導電部の
厚さ方向への歪みに対する導通抵抗の平均値及び比較例
のそれを表すグラフである。

【図２３】（ａ）は、異方導電性シートの一例の斜視図
であり、（ｂ）は、異方導電性シートの他の例の斜視図
である。

【図２４】図２３（ａ）に示す異方導電性シートのＡ−
Ａ線に沿って切断した断面図である。

【図２５】従来の異方導電性シートの製造装置に用いら
れる電磁石間に一対の金型を置いた状態を示す図であ
る。

【図２６】導通部間に絶縁不良が発生している異方導電
性シートの部分平面図である。

【図２７】図２６で示す異方導電性シートをＡ−Ａ線に
沿って切った部分断面図である

【図２８】平板型の電磁石を用いて一対の金型に磁力を
加えている状態の部分断面図である。

【図２９】図２８に示す金型の金型磁極部間の中央にお
いて、ｘ軸方向における磁束密度Ｂ（Ｔ）を測定したグ
ラフである。

【図３０】図２９に示すグラフの磁束密度Ｂ（Ｔ）を、
ｘで微分した磁場勾配ｄＢ／ｄｘ（Ｔ／ｍ）を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂ、５
６ａ、５６ｂ、６２ａ、６２ｂ、６８ａ、６８ｂ 線状
電磁石 １２ａ、１２ｂ、４８ａ、４８ｂ、５２ａ、５２ｂ、５
２ｃ、５２ｄ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ、５８
ａ、５８ｂ、６０ａ、６０ｂ、６４ａ、６４ｂ、７０、
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ 線状電磁石磁極 １３、４６ 間隙部 １４ ベルトコンベア １８ 一対の金型 ３０ａ、３０ｂ 金型磁極部 ３２ａ、３２ｂ、８２ 非磁性体部 ３４、８４ 成形空間 ３８ａ、３８ｂ レール ７５ ニッケル磁極 ７６ａ、７６ｂ 金型 ８６、９０ シリコーンゴム ８８、９２、９３ ニッケル粒子 ８７ａ、８７ｂ、９４ａ、９４ｂ 導通部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流動可能な硬化性材料に導電性磁性体粒
   子を分散した成形材料が配置された成形空間に、磁力を
   加えることにより、前記導電性磁性体粒子を局在化さ
   せ、その後前記硬化性材料を硬化させて異方導電性シー
   トを製造する装置であって、 非磁性体領域及び磁極として機能する複数の磁性体領域
   を、その主表面に有し、かつ対向して配置されることに
   より、前記磁性体領域及び前記非磁性体領域を含む前記
   主表面によって、前記成形空間が形成される一対の金型
   と、 前記金型を相対的に移動させる移動手段と、 相対的に移動してきた前記金型の厚さ方向に磁力線を発
   生させ、かつ前記磁力線が通る空間を、前記金型が通過
   する際、前記成形空間に前記磁力を加えることにより、
   前記導電性磁性体粒子を前記磁性体領域間に局在化させ
   る磁力線発生手段と、 を備えたことを特徴とする異方導電性シートの製造装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記磁力線発生手段は、第１の磁極部を含む第１の磁石
   と、第２の磁極部を含み、かつ前記第１の磁極部と前記
   第２の磁極部とによって間隙部が形成されるように配置
   された第２の磁石と、を含み、 前記移動手段により、前記金型は前記間隙部を通過し、
   かつ前記金型が通過する際、前記成形空間に前記磁力を
   加えることにより、前記導電性磁性体粒子を前記磁性体
   領域間に局在化させる、異方導電性シートの製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記金型の前記主表面において、前記非磁性体領域に複
   数の前記磁性体領域が点在している、異方導電性シート
   の製造装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３において、 前記移動の方向と同じ方向における前記第１及び第２の
   磁極部の辺の長さは、前記移動の方向と同じ方向におけ
   る前記金型の辺の長さより小さい、異方導電性シートの
   製造装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２または３において、 前記第１の磁極部と前記第２の磁極部との間の距離に対
   する前記第１及び第２の磁極部の幅の比は、０より大き
   く、かつ５より小さい、異方導電性シートの製造装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５におい
   て、 前記硬化性材料は、熱硬化性樹脂を含み、 さらに、前記硬化性材料を加熱して硬化させる加熱手段
   を備えた異方導電性シートの製造装置。
7. 【請求項７】 流動可能な硬化性材料に導電性磁性体粒
   子を分散した成形材料が配置された成形空間に、磁力を
   加えることにより、前記導電性磁性体粒子を局在化さ
   せ、その後前記硬化性材料を硬化させて異方導電性シー
   トを製造する方法であって、 前記磁力が存在している空間に対して、前記成形空間を
   相対的に移動させながら、前記導電性磁性体粒子を局在
   化させることを特徴とする異方導電性シートの製造方
   法。