JP2000207958A - 異方導電性シ―ト製造用金型およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電部と絶縁部の配列が複雑なパターンを有
し、隣接する導電部の中心間距離が小さい異方導電性シ
ートを製造できる金型を提供する。 【解決手段】 磁性金属よりなる基板の表面に沿って、
金属よりなる磁性体部分と非磁性体部分とが交互に配列
されて構成され、前記非磁性体部分は放射線および／ま
たは熱によって硬化された耐熱性の高分子物質よりな
り、表面が親水化処理されていることを特徴とする異方
導電性シート製造用金型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリント回路基
板などを検査対象としてその電気的性能を検査するた
め、当該検査対象回路基板と電気的検査装置との間の電
気的接続を達成するために用いられる異方導電性シート
を製造するための金型およびその製法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】異方導電性シートは、その特徴から、電
気的な接続を達成するための部材として種々の用途にお
いて有用であり、例えば、微細化されたパターン電極を
有するプリント回路基板等の電気的検査のためのコネク
ターとして好適である。

【０００３】異方導電性シートは、シートの厚さ方向に
伸びる導電部が絶縁部により絶縁された状態で配置され
てなるものであるが、従来においては種々の構造のもの
が知られている。例えば加圧異方導電性シートとして
は、導電部に導電性粒子が比較的密に分散されてなり、
しかもそのような導電部が絶縁性エラストマー中に絶縁
部の表面から突出するように形成された構造のものが知
られている。

【０００４】上記のような構造の異方導電性シートの製
造方法としては、金型の成形空間内に、磁性を有する導
電性粒子と高分子材料との混合物からなる成形材料の層
を形成し、前記金型の上型成形面と前記成形材料の層の
上面との間に間隙が形成された状態で、当該成形材料の
層に磁場を当該層の厚さ方向に作用させ、その磁力の作
用によって金型の特性を利用して導電性粒子を移動させ
ながら成形材料を流動させてその上面の外形を変化さ
せ、その状態で硬化する方法が知られている。

【０００５】上記の異方導電性シートの製造方法におい
て用いられる金型は、各々全体の形状がほぼ平板状の互
いに対応する上型と下型の２枚一組で構成されたもので
あり、上型および下型が電磁石に装着可能に構成される
か、もしくは電磁石と一体的に構成されて、前記成形材
料の層に磁場を作用させながら当該成形材料の層を加熱
硬化することができる構造のものである。また、成形材
料の層に磁場を作用させて適正な位置に導電部となる突
出部を形成するために、金型の上型または上型と下型
は、鉄、ニッケル等の強磁性体からなる基板上に、金型
内の磁場に強度分布を生じさせるための鉄、ニッケル等
からなる強磁性体部分と、銅等の非磁性体金属からなる
非磁性体部分とをモザイク状に配列した層（以下「モザ
イク層」という。）を有する構成のものであり、金型の
上型および下型の成形面は、平坦であるかもしくは異方
導電性シートの突出部の突出高さに比べてわずかな凹凸
を有するものである。

【０００６】これらの金型は前記成形材料の層が形成さ
れた成形面の全体に電磁石によって強度分布を有する磁
場を形成できるものである。また、モザイク層における
強磁性体部分と非磁性体部分の配置、形状等は、作製し
ようとする異方導電性シートに基づいて決定される。す
なわち、異方導電性シートの導電部に相当する箇所に強
磁性体部分が配置され、その強磁性体部分の形状が導電
部の断面形状に適合したものである。

【０００７】以上のようなモザイク層を有する金型は、
例えば、強磁性体の板から非磁性体部分を構成すべき部
分を切削もしくはエッチング等の方法により除去し、形
成された除去部分に樹脂を流し込むかもしくは銅をメッ
キする等の方法で非磁性体を充填してモザイク層を形成
することにより製造される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
金型の製造において、エッチングの方法によってモザイ
ク層を形成する場合には、サイドエッチングが生じるた
めに、強磁性体部分のピッチ、すなわち隣接する強磁性
体部分の中心間距離が小さくて例えば０．３ｍｍ以下で
あるようなモザイク層を形成することは相当に困難であ
る、という問題がある。また、切削の方法によってモザ
イク層を形成する場合には、エッチングの方法に比較し
て、隣接する強磁性体部分の中心間距離が小さい、例え
ば０．１ｍｍ程度のモザイク層を形成することが可能で
あるが、強磁性体部分と非磁性体部分の配列が複雑なモ
ザイク層を形成するためには、手間や時間がかかりす
ぎ、従って、得られる金型は製造コストの高いものとな
る、という問題がある。さらに、強磁性体部分と非磁性
体部分の配列が非常に複雑なモザイク層を形成すること
が困難である、という問題がある。

【０００９】以上のような理由により、強磁性体部分と
非磁性体部分の配列が複雑で微細化されたモザイク層を
有する金型、すなわち、導電部の配列が複雑で隣接する
導電部の中心間距離が小さいようなパターンを有する異
方導電性シートを製造することが可能な金型を、容易に
製作することは困難であった。そこで、本発明の目的
は、強磁性体部分と非磁性体部分の配列が複雑で微細化
されたモザイク層の形成が容易で、所望の異方導電性シ
ートを製造することができる金型を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性金属より
なる基板の表面に沿って、金属よりなる磁性体部分と非
磁性体部分とが交互に配列されて構成され、前記非磁性
体部分は放射線および／または熱によって硬化された耐
熱性の高分子物質よりなり、表面が親水化処理されてい
ることを特徴とする異方導電性シート製造用金型を提供
するものである。また、本発明は、磁性金属よりなる基
板の表面に沿って、金属よりなる磁性体部分と非磁性体
部分とが交互に配列されて構成され、前記非磁性体部分
は高分子物質を放射線および／または熱によって硬化
し、かつその硬化の前および／または後に表面を親水化
処理することを特徴とする異方導電性シート製造用金型
の製法を提供するものである。

【００１１】

【作用】このような構成によれば、非磁性体部分をフォ
トリソグラフィー、レーザーエッチング、プラズマエッ
チングなどの手法によって形成することが可能であり、
その後、例えばメッキなどによって強磁性体部分を容易
に形成することが可能である。このため、強磁性体部分
と非磁性体部分の配列が複雑で微細化されたパターンで
あっても、きわめて容易にかつ確実にモザイク層を形成
することができ、所望の異方導電性シートを製造するこ
とができる。

【００１２】

【実施例】図４は、本発明の異方導電性シート製造用金
型の具体的構成を示す説明図である。この図において、
１は磁性金属よりなる基板であり、この基板１上に、モ
ザイク層を形成する非磁性体部分２と強磁性体部分３と
が設けられている。そして、非磁性体部分２は、強磁性
体部分３と同一の厚みを有する第１の非磁性体層２ａ
と、この第１の非磁性体層２ａ上に設けられた第２の非
磁性体層２ｂとよりなり、これら第１の非磁性体層２ａ
および第２の非磁性体層２ｂはいずれも放射線および／
または熱によって硬化された高分子物質よりなるものと
されている。かかる非磁性体層を形成する高分子物質
は、耐アルカリ性に優れたものが好ましく、また耐熱性
の優れたものであることが好ましい。また、放射線や熱
により硬化するものであることが好ましい。放射線とし
ては、紫外線、赤外線、可視光線、電磁波などが挙げら
れるが、好ましいのは紫外線である。さらにかかる高分
子物質は、親水性の置換基が導入しやすいものであるこ
とが好ましい。かかる高分子物質としては、硬化処理後
に高分子主鎖中に、炭素―炭素二重結合、アリル位炭素
に結合した水素、３級炭素に結合した水素およびエポキ
シ結合、の群から選ばれた少なくとも一種が多く残存す
る構造であることが好ましい。これらの内では，硬化処
理後に高分子主鎖中に炭素―炭素二重結合および／また
はアリル位炭素に結合した水素を多く残存する構造であ
ることがより好ましい。これらの具体的な例としては、
アクリル系のドライフイルム型永久レジストやエポキシ
系の液状レジストなどが好ましい例として挙げられる。

【００１３】上記のような構成の金型は、次のような方
法によって製造される。 （１）非磁性体層２ａの形成 図１に示すように、磁性金属よりなる基板１上に強磁性
体部分が形成されるべき部分を残した状態で第１の非磁
性体層２ａが形成される。 非磁性体層２ａを形成する
方法として、フォトリソグラフィー、レーザーエッチン
グ、プラズマエッチングなどの手法を用いることがで
き、この場合には、基板１上に、後述するフォトレジス
トをラミネート、スクリーン印刷、スピンコート、アプ
リケーター塗工などの方法により塗工し、その上に、図
５に示すように、強磁性体部分３に対応するパターンを
有する放射線遮光部５を有するフィルムマスク６をかぶ
せて放射線を照射し、その後これを現像することによっ
て、非磁性体層２ａを形成することができる。かかる非
磁性体の表面は、親水化される。親水化する方法として
は、酸素および／またはフッ素ガス、四フッ化炭素など
のプラズマ照射、オゾンや紫外線等によるフォトクリー
ナー処理、コロナ放電処理、研磨や酸化等による表面粗
化と界面活性剤吸着による処理、過マンガン酸塩による
酸化やスルホン化等による化学的修飾などが挙げられ
る。これらの中では、酸素および／またはフッ素ガス、
四フッ化炭素などのプラズマ照射により、デスミアおよ
び表面の親水化処理を行うことが特に好ましい。また、
デスミアが不要な場合は、プラズマアッシャーやオゾン
アッシャーなどにより表面の親水化を行うことができ
る。

【００１４】基板１は、例えば、鉄、鉄−ニッケル合
金、鉄−コバルト合金、ニッケル、コバルトなどの強磁
性金属により構成される。基板１は、厚さが０．１ｍｍ
〜５０ｍｍであることが好ましく、表面が平滑で、化学
的に脱脂処理され、また、機械的に研磨処理されたもの
であることが好ましい。第１の非磁性体層２ａは、放射
線によって硬化された高分子物質により構成され、その
材料としては、例えば、アクリル系のドライフィルムレ
ジスト、エポキシ系の液状レジストなどのフォトレジス
トが挙げられる。第１の非磁性体層２ａの厚さは１０μ
ｍ以上であることが好ましい。

【００１５】（２）強磁性体部分の形成 図２に示すように、基板１上の第１の非磁性体層２ａが
形成されていない部分に強磁性体部分３を形成する。強
磁性体部分３の形成方法としては、例えば、電解鍍金法
を用いることができる。強磁性体部分３を形成した後、
強磁性体部分３の表面を研磨することによって、図３に
示すように、表面を平坦な状態とする。

【００１６】強磁性体部分３は、例えば、鉄、鉄−ニッ
ケル合金、鉄−コバルト合金、ニッケル、コバルトなど
の強磁性金属により構成される。強磁性体部分３の厚さ
は１０μｍ以上であることが好ましい。強磁性体部分３
の厚さが１０μｍ未満のときには、異方導電性シートを
製造する際に、充分な強度分布を有する磁場を作用させ
ることが困難となり、この結果、後述する図７に示す工
程において、金型の成形空間内の強磁性体部分３にはさ
まれた部分、すなわち導電部を形成すべき部分に成形材
料中の導電性粒子を高密度に集合させることが困難とな
るため、得られるシートは良好な異方導電性を有するも
のとならない。

【００１７】（３）第２の非磁性体層２ｂの形成 図３に示した状態のものに、前述の第１の非磁性体層２
ａの形成と同様の処理を施すことにより、第１の非磁性
体層２ａ上に第２の非磁性体層２ｂを形成すると、図４
に示すように、第１の非磁性体層２ａと第２の非磁性体
層２ｂとにより構成される非磁性体部分２と、強磁性体
部分３とによるモザイク層が形成される。

【００１８】第２の非磁性体層２ｂを構成する材料とし
ては、第１の非磁性体層２ａと同様の範囲から選ぶこと
ができ、第１の非磁性体層２ａと同じ種類のものを用い
ることができるが、層間の接続が保たれるものであれ
ば、第１の非磁性体層２ａと異なる種類のものを用いる
ことができる。また、第２の非磁性体層２ｂの厚さは、
製作しようとする異方導電性シートに基づいて設計され
るが、１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜２
００μｍとなる範囲で設計される。

【００１９】以上のような方法によれば、非磁性体部分
２と強磁性体部分３の配列が複雑で微細化されたパター
ンであっても、この配列に合わせたパターンを有するフ
ィルムマスク６を製作することによって、モザイク層を
容易に形成することが可能である。また、非極性体部分
２の表面が親水化されているため、微細なパターンに対
してもメッキが容易に付きやすい。さらに、図４に示す
ように、非磁性体部分２の厚さを強磁性体部分３の厚さ
よりも大きくすることによって、図８に示すような、絶
縁部１７に対して突出した導電部１６を有する異方導電
性シートを確実に製造することができる。

【００２０】以下、本発明の具体例について説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。 〔金型製作例〕縦１０ｍｍ、横１５ｍｍ、厚み１．６ｍ
ｍの軟鉄板からなる基板に、アクリル系のドライフィル
ムレジスト（７５μｍ厚）をドライフィルムラミネータ
によってラミネートした。この表面に、パルス炭酸ガス
レーザー加工機で１ショット当たり１．２ｍＪ／ｃｍ²
の強度で、穴径が直径０．１ｍｍになるように各点それ
ぞれ１２ショット照射した。１５０℃で３０分架橋後、
酸素・四フッ化炭素混合プラズマアッシャーで、６０分
処理することにより、図１に示すように表面が親水化さ
れた非磁性体層を形成した。

【００２１】基板の非磁性体層が形成されていない面
を、メッキ用リード電極部として利用する部分を残して
レジストテープでマスキングし、その後、スルファミン
酸鉄を主剤とする鉄メッキ浴中で、温度６０℃、電流値
４Ａ／ｄｍ2 の条件で８時間、メッキ処理することによ
って、図２に示すように強磁性体部分を形成した。その
後、ラッピング装置によって、研磨剤としてダイヤモン
ド砥粒コンパウンドを用いて、８０ｒｐｍで３０分間、
表面を研磨し、図３に示すように表面を平坦な状態とし
た後、水洗乾燥した。

【００２２】非磁性体層および強磁性体部分が形成され
た面に、エポキシ系の液状レジストをスクリーン印刷機
よって１２０メッシュのスクリーン版を介して塗布して
乾燥した。乾燥後の塗布層の厚さは３０μｍであった。
この表面に、前回と同一のフィルムマスクを位置合わせ
して設置し、プリント基板用紫外線照射装置により超高
圧水銀灯を光源として２４５ｍＪ／ｃｍ2 の露光量で密
着露光した後、現像液として１％炭酸ナトリウム水溶液
（溶液温度３０℃）を用いて２分間スプレー現像するこ
とによって、非磁性体層を形成し、図４に示すような金
型の下型を得た。

【００２３】このようにして得られた金型の下型の非磁
性体部分に、メタルハライドを光源とするベルトコンベ
アー式の紫外線照射装置（オーク製作所製）により、１
５００ｍＪ／ｃｍ2 の露光量で紫外線を照射した後、１
５０℃の熱風乾燥機にて３０分間加熱することによっ
て、非磁性体部分のポストキュアを行った。

【００２４】上記の方法と同様にして、非磁性体部分と
強磁性体部分の配列が上記の下型と鏡像関係にあるパタ
ーンを有する上型を得た。

【００２５】〔異方導電性シート製造例〕金型製作例に
よって得られた金型の上型および下型の成形面に、フッ
素系離型剤をスプレー塗工した。次いで、図６に示すよ
うに、枠状スペーサーとして厚さ７０μｍのポリイミド
シート７を用い、平均粒径４０μｍのニッケル粒子が２
５体積％となる割合で混合された室温硬化型シリコーン
ゴム組成物よりなる成形材料８を注入し、金型の上型を
位置合わせして重ね合わせ、図７に示すように、平行磁
場磁極板９を有する加熱装置１０によって、３０００ガ
ウスの磁場を作用させた状態で１２０℃で３０分間加熱
した後、脱型し、図８に示すように、外周がポリイミド
シート７と一体化された、絶縁部１７に対して突出した
導電部１６を有する異方導電性シート１１を得た。この
シートの厚さは１９０μｍ、導電部の中心間距離は２５
０μｍ、表面の突起高さは３０μｍであった。

【００２６】〔異方導電性シートの評価〕異方導電性シ
ート製造例で得られた異方導電性シートについて、図９
に示すように、抵抗測定器１２（日置電機社製「ミリオ
ームハイテスター」）、短絡板１３、プローブピン１
４、リード線１５により構成された抵抗測定装置を用い
て、各導電部１６の抵抗測定を行ったところ、全導電部
とも完全な導通が得られ、その抵抗値は１５ｍΩ〜３３
ｍΩの範囲内にあり、非常に低いものであった。また、
図１０に示すように、隣接する導電部間の短絡抵抗を測
定したところ、その抵抗値はいずれも２ＭΩ以上であ
り、良好な絶縁抵抗を示した。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の異
方導電性シート製造用金型は、非磁性体部分が放射線に
よって硬化された高分子物質により構成されているの
で、フォトリソグラフィー、レーザーエッチング、プラ
ズマエッチングなどの手法によって非磁性体部分を形成
することが可能であり、その後、例えばメッキなどによ
って強磁性体部分を形成することが可能なため、強磁性
体部分と非磁性体部分の配列が複雑で微細化されたパタ
ーンであっても、モザイク層の形成が容易なものとな
る。また、本発明の金型によれば、導電部と絶縁部の配
列が複雑なパターンを有し、隣接する導電部の中心間距
離が小さく、しかも、良好な異方導電性を有するシート
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例においてフォトリソグラフィーの手法に
より非磁性体層が形成された状態を示す説明図である。

【図２】実施例において電解鍍金法により強磁性体部分
が形成された状態を示す説明図である。

【図３】実施例において非磁性体層および強磁性体部分
が形成された表面を研磨した後の状態を示す説明図であ
る。

【図４】実施例に係る金型の具体的構成を示す説明図で
ある。

【図５】実施例に係る金型の強磁性体部分に対応するパ
ターンを有する放射線遮光部を有するフィルムマスクの
説明図である。

【図６】実施例において金型に異方導電性シート材料を
注入した状態を示す説明図である。

【図７】実施例における異方導電性シート製造装置の構
成を示す説明図である。

【図８】実施例において製作した異方導電性シートの説
明図である。

【図９】実施例において作製した異方導電性シートの導
電部の抵抗を測定する装置の構成を示す説明図である。

【図１０】実施例において作製した異方導電性シートの
導電部間の抵抗を測定する装置の構成を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 基板 ２ａ 第１の非
磁性体層 ２ｂ 第２の非磁性体層 ２ 非磁性体
部分 ３ 強磁性体部分 ４ 放射線透
過部 ５ 放射線遮光部 ６ フィルム
マスク ７ ポリイミドシート ８ 成形材料 ９ 平行磁場磁極板 １０ 加熱装置 １１ 異方導電性シート １２ 抵抗測定
器 １３ 短絡板 １４ プローブ
ピン １５ リード線 １６ 導電部 １７ 絶縁部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性金属よりなる基板の表面に沿って、
   金属よりなる磁性体部分と非磁性体部分とが交互に配列
   されて構成され、 前記非磁性体部分は放射線および／または熱によって硬
   化された耐熱性の高分子物質よりなり、表面が親水化処
   理されていることを特徴とする異方導電性シート製造用
   金型。
2. 【請求項２】 磁性金属よりなる基板の表面に沿って、
   金属よりなる磁性体部分と非磁性体部分とが交互に配列
   されて構成され、 前記非磁性体部分は高分子物質を放射線および／または
   熱によって硬化し、かつその硬化の前および／または後
   に表面を親水化処理することを特徴とする異方導電性シ
   ート製造用金型の製法。
3. 【請求項３】 親水化処理を、酸素および／またはフッ
   素ガスのプラズマ照射により行うことを特徴とする請求
   項２記載の異方導電性シート製造用金型の製法。