JPH10247536A - 異方導電性シートおよびその製造方法 - Google Patents
異方導電性シートおよびその製造方法Info
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- JPH10247536A JPH10247536A JP5015197A JP5015197A JPH10247536A JP H10247536 A JPH10247536 A JP H10247536A JP 5015197 A JP5015197 A JP 5015197A JP 5015197 A JP5015197 A JP 5015197A JP H10247536 A JPH10247536 A JP H10247536A
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Abstract
ときにも、所要の電気的接続が確実に達成される異方導
電性シートおよびその製造方法を提供すること。 【解決手段】 異方導電性シートは、それぞれ厚み方向
に伸びる多数の貫通孔が形成された、弾性高分子物質よ
りなる絶縁性シート体と、絶縁性シート体の貫通孔に、
当該貫通孔内に充填された状態で一体的に設けられた弾
性高分子物質中に導電性粒子が含有されてなる導電路素
子とを具えてなる。製造方法は、それぞれ厚み方向に伸
びる多数の貫通孔が形成された絶縁性シート体の表面
に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質形成材
料中に導電性粒子が分散されてなる流動性の導電路素子
用材料を塗布することにより、絶縁性シート体の貫通孔
内に充填された状態の導電路素子用材料層を形成して硬
化処理を行うことにより、導電路素子を形成する工程を
有する。
Description
どの回路素子相互間の電気的接続やプリント基板の検査
装置におけるコネクターとして好ましく用いられる異方
導電性シートに関するものである。
方向にのみ導電性を示すもの、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示す加圧導電性導電
部を有するものであり、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、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
ーとして広く用いられている。
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。
シートとしては、種々の構造のものが知られており、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、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、更に、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。
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。
ラストマーシートは、以下のような問題があることが判
明した。従来、偏在型異方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。図14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、当該強磁性体部分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、当該強磁性体部分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、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。
上面および下型85の下面に一対の電磁石83,88を
配置して当該電磁石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、当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、更に厚み方向に並
ぶよう配向する。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16に示すように、厚み方
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。
μm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。然るに、このような上型80および下型8
5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17に示すように、上型80および下型85の各
々において、或る強磁性体部分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
ために、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86
a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。そのため、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り、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、その結果、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。
トにおいては、下記のような問題がある。異方導電性エ
ラストマーシートを構成する弾性高分子物質としては、
一般に、シリコーンゴムが用いられているが、このシリ
コーンゴム中には、低分子量のもの(オイル状のもの)
が含有されている。そして、このような異方導電性エラ
ストマーシートを例えば回路基板の検査に長時間使用す
ると、異方導電性エラストマーシートの表面に低分子量
のシリコーンがブリードアウトし、これにより、検査対
象である回路基板およびその被検査電極の表面が汚染さ
れる。その結果、当該回路基板を実装する際に、ボンデ
ィングを行うことができなかったり、電気的接続を達成
することができなかったりする、という問題が生ずる。
な事情に基づいてなされたものであり、本発明の第1の
目的は、接続すべき電極の配置ピッチが極めて小さく、
しかも、当該シートの厚みが大きいものであるときに
も、所要の電気的接続を確実に達成することのできる異
方導電性シートを提供することにある。本発明の第2の
目的は、接続される電子部品およびその電極の表面を汚
染することのない異方導電性シートを提供することにあ
る。本発明の第3の目的は、上記の異方導電性シートを
有利に製造することができる方法を提供することにあ
る。
トは、それぞれ厚み方向に伸びる多数の貫通孔が形成さ
れた、弾性高分子物質よりなる絶縁性シート体と、この
絶縁性シート体の貫通孔に、当該貫通孔内に充填された
状態で一体的に設けられた弾性高分子物質中に導電性粒
子が含有されてなる導電路素子とを具えてなることを特
徴とする。
電路素子は、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粒子が分散されてなる導電路素子
用材料が硬化処理されてなるものであることが好まし
い。また、絶縁性シート体には、その一面を覆うよう絶
縁性樹脂層が設けられ、導電路素子には、前記絶縁性シ
ート体の一面側における一端面を覆うよう金属層が設け
られていることが好ましい。
上記の構成の異方導電性シートを製造する方法であっ
て、それぞれ厚み方向に伸びる多数の貫通孔が形成され
た、弾性高分子物質よりなる絶縁性シート体の表面に、
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
に導電性粒子が分散されてなる流動性の導電路素子用材
料を塗布することにより、当該絶縁性シート体の貫通孔
の各々に当該貫通孔内に充填された状態の導電路素子用
材料層を形成し、この導電路素子用材料層の硬化処理を
行うことにより、導電路素子を形成する工程を有するこ
とを特徴とする。
いては、減圧された雰囲気下において、絶縁性シート体
の一面側における貫通孔の各々の開口が密閉された状態
で、当該絶縁性シート体の他面に導電路素子用材料を塗
布した後、雰囲気圧を上昇させることにより、当該絶縁
性シート体の貫通孔の各々に当該貫通孔内に充填された
状態の導電路素子用材料層を形成することことが好まし
い。
て詳細に説明する。図1は、本発明の異方導電性シート
の一例における要部の構成を示す説明用断面図である。
この異方導電性シート10においては、特定のパターン
に従って厚み方向に貫通して伸びる多数の貫通孔21が
形成された絶縁性シート体20が設けられている。この
絶縁性シート体20の貫通孔21における特定のパター
ンは、接続すべき電極のパターンに対応するパターンで
ある。この絶縁性シート体20の貫通孔21の各々に
は、導電路素子30が当該貫通孔21内に充填された状
態で当該絶縁性シート体20と一体的に設けられてお
り、導電路素子30の各々は互いに実質的に独立した状
態とされている。図示の例における導電路素子30は、
その上面が絶縁性シート体20の上面から僅かに突出し
た状態に形成されている。
いては、絶縁性シート体20の上面を覆うよう、絶縁性
樹脂層25が設けられており、導電路素子30の上面を
覆うよう、金属層35が設けられている。絶縁性樹脂層
25の厚みは、導電路素子30における絶縁性シート体
20の上面からの突出高さと同等の大きさである。
性高分子物質により構成されている。かかる弾性高分子
物質を得るために用いることのできる硬化性の高分子物
質形成材料としては、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、アクリロニトリル−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
−イソプ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、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
とが好ましい。
性高分子物質E中に導電性粒子Pが含有されて構成さ
れ、好ましくは弾性高分子物質E中に導電性粒子Pが厚
み方向に並んだ状態に配向されており、この導電性粒子
Pにより、当該導電路素子30の厚み方向に導電路が形
成される。この導電路素子30は、厚み方向に加圧され
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、加圧導電路素子とすることもできる。また、導電路
素子30の導電路は、導電路素子30の厚み方向と垂直
な断面において、その全領域にわたって形成されてもよ
く、その一部の領域例えば中央領域のみに形成されても
よい。
物質となる高分子物質形成材料中に導電性粒子が分散さ
れてなる流動性の導電路素子用材料が硬化処理されるこ
とにより形成される。導電路素子用材料に用いられる高
分子物質形成材料としては、種々のものを用いることが
でき、その具体例としては、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、アクリロニトリル−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−イソプ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。以上において、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。
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。
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。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。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10000〜40000の
ものであることが好ましい。また、得られる導電路素子
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2.0以下のものが好ましい。
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。
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。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10000〜40000のものである
ことが好ましい。また、得られる導電路素子の耐熱性の
観点から、分子量分布指数が2.0以下のものが好まし
い。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。
分子物質形成材料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。 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。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。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。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。
としては、後述する方法により当該粒子を容易に配向さ
せることができる観点から、導電性磁性体粒子を用いる
ことが好ましい。この導電性磁性体粒子の具体例として
は、鉄、コバルト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、当該芯粒子の表
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、当該芯粒子の表面に、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。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
ことが好ましく、特に、金および銀の両方が被覆されて
いるものが好ましい。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。
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。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。
0μmであることが好ましく、より好ましくは2〜50
0μm、さらに好ましくは5〜300μm、特に好まし
くは10〜200μmである。また、導電性粒子の粒子
径分布(Dw/Dn)は、1〜10であることが好まし
く、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。この
ような条件を満足する導電性粒子を用いることにより、
得られる導電路素子30は、加圧変形が容易なものとな
り、また、当該導電路素子30において導電性粒子間に
十分な電気的接触が得られる。また、導電性粒子の形状
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。
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、導電路素子用材料
層を硬化処理する際に、当該導電路素子用材料層内に気
泡が生ずることが防止または抑制される。
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。導電性粒子の表面がカップリング剤
で処理されることにより、当該導電性粒子と弾性高分子
物質との接着性が高くなり、その結果、得られる導電路
素子30は、繰り返しの使用における耐久性が高いもの
となる。カップリング剤の使用量は、導電性粒子の導電
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。
料に対して体積分率で30〜60%、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30%未満の場合には、十分に電気抵抗値の小さい
導電路素子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、得られる導電路素子は脆弱な
ものとなりやすく、導電路素子として必要な弾性が得ら
れないことがある。
通常のシリカ粉、コロイダルシリカ、エアロゲルシリ
カ、ナ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、当
該導電路素子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路素子の
強度が高くなる。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、磁場による導電性粒子
の配向を十分に達成することができなくなるため、好ま
しくない。また、導電路素子用材料の粘度は、温度25
℃において100000〜1000000cpの範囲内
であることが好ましい。そして、以上のような導電路素
子用材料が硬化処理されることにより、導電路素子30
が形成される。
ては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル
樹脂、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂、P
TFE(ポリテトラフルオロエチレン)樹脂などを用い
ることができる。また、絶縁性樹脂25の厚みの大きさ
は、例えば0.01〜0.2mmであり、好ましくは
0.02〜0.15mmである。
銅、金、ロジウム、白金、パラジウム、ニッケルまたは
それらのメッキあるいはそれらの合金などを用いること
ができる。また、金属層35の厚みの大きさは、例えば
0.001〜0.2mmであり、好ましくは0.01〜
0.15mmである。
ば次のようにして回路基板の検査に使用される。回路基
板の検査においては、図3に示すように、被検査回路基
板1の被検査電極2と対掌なパターンに従って配置され
た接続用電極4を表面に有し、接続用電極4に電気的に
接続された、例えばピッチが2.54mm、1.80m
m若しくは1.27mmの格子点配列に従って配置され
た端子電極5を裏面に有する検査用回路基板3が用いら
れる。そして、この検査用回路基板3の表面上に、異方
導電性シート10が、その他面側における導電路素子の
他端が接続用電極4上に位置されるよう配置され、この
異方導電性シート10上に、被検査回路基板1が、その
被検査電極2が当該異方導電性シート10の金属層35
上に位置されるよう配置される。
回路基板1に接近する方向に移動させることにより、異
方導電性シート10が被検査回路基板1と検査用回路基
板3とにより加圧された状態となり、この加圧力によ
り、異方導電性シート10の導電路素子30にその厚み
方向に伸びる導電路が形成され、その結果、被検査回路
基板1の被検査電極2と検査用回路基板3の接続用電極
4との間の電気的接続が達成され、この状態で所要の検
査が行われる。
ば、絶縁性シート体20に形成された多数の貫通孔21
に導電路素子30が一体的に設けられているので、当該
絶縁性シート体20の貫通孔21のパターンに応じて導
電路素子30の配置パターンが決定される。そして、絶
縁性シート体20の貫通孔21の形成は、そのピッチが
極めて小さくても容易に行うことができる。従って、被
検査基板1の被検査電極2の配置ピッチが極めて小さい
ときにも、絶縁性シート体20に被検査基板1の被検査
電極2の配置パターンに対応するパターンの貫通孔21
を形成することにより、当該被検査基板1の被検査電極
2の配置パターンに対応するパターンに従って導電路素
子30が配置され、しかも、導電路素子30の各々は、
絶縁性シート体20によって互いに絶縁された状態で設
けられているので、配置ピッチが極めて小さい被検査電
極2を有する被検査基板1に対しても、所要の電気的接
続を確実に達成することができる。
板1に接触する一面を覆うよう絶縁性樹脂層25が設け
られており、しかも、導電路素子30には、被検査基板
1の被検査電極2に接触する一端面を覆うよう金属層3
5が設けられているので、被検査基板1および被検査電
極2の表面に絶縁性シート体20および導電路素子30
が接触することがなく、その結果、絶縁性シート体20
および導電路素子30を構成する弾性高分子物質中に含
有される低分子量成分により、被検査基板1および被検
査電極2の表面が汚染されることがない。
法について説明する。本発明の製造方法においては、
(1)それぞれ厚み方向に伸びる多数の貫通孔が形成さ
れた、弾性高分子物質よりなる絶縁性シート体を作製す
る第1工程と、(2)この絶縁性シート体の一面に、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
導電性粒子が分散されてなる流動性の導電路素子用材料
を塗布することにより、当該絶縁性シート体の貫通孔の
各々に当該貫通孔内に充填された状態の導電路素子用材
料層を形成する第2工程と、(3)導電路素子用材料層
の硬化処理を行うことにより、当該絶縁性シート体の貫
通孔内に充填された状態で一体的に設けられた、弾性高
分子物質中に導電性粒子が含有されてなる導電路素子を
形成する第3工程とにより、上記のような異方導電性シ
ートを製造することができる。以下、図1に示す構成の
異方導電性シート10を製造する場合について説明す
る。
に示すように、それぞれ厚み方向に伸びる多数の貫通孔
21が形成された、弾性高分子物質よりなる絶縁性シー
ト体20と、この絶縁性シート体20の一面を覆うよう
設けられた絶縁性樹脂層25と、この絶縁性樹脂層25
の表面に設けられた、金属層形成材層である金属薄層3
5Aとからなる複合体40を作製する工程である。具体
的には、図4に示すように、一面に金属薄層35を有す
る絶縁性樹脂フィルム25Aを用意し、この絶縁性樹脂
フィルム25Aにおける金属薄層35が形成されていな
い他面に、図5に示すように、弾性高分子物質よりなる
絶縁性シート体20を一体的に設けることにより、絶縁
性シート体20の一面に絶縁性樹脂層25および金属薄
層35Aがこの順で積層されてなる積層体40Aが得ら
れる。
を行うことにより、図6に示すように、絶縁性シート体
20および絶縁性樹脂層25を貫通すると共に金属薄層
35Aを貫通しない穴部41を形成し、これにより、多
数の貫通孔21が形成された絶縁性シート体20と、こ
の絶縁性シート体20の一面を覆うよう設けられた絶縁
性樹脂層25と、この絶縁性樹脂層25の表面に設けら
れた金属薄層35Aとからなる複合体40が得られる。
この複合体40においては、絶縁性シート体20の一面
側における貫通孔21の開口の各々が、絶縁性樹脂層2
5を介して金属薄層35Aにより密閉された状態であ
る。
ルム25A上に絶縁性シート体20を一体的に設ける手
段としては、絶縁性樹脂フィルム25A上に、硬化され
て弾性高分子物質となる高分子物質形成材料を塗布して
硬化させる手段、絶縁性樹脂フィルム25Aと絶縁性シ
ート体20と加熱圧着させる手段などを利用することが
できる。また、積層体40Aの穴加工を行うための手段
としては、レーザー加工による手段、ドライエッチング
による手段などを利用することができる。
図8に示すように、絶縁性シート体20の貫通孔21を
含む複合体40の穴部41に当該穴部41内に充填され
た状態の導電路素子用材料層30Aを形成する工程であ
る。具体的には、図7に示すように、複合体40におけ
る絶縁性シート体20の他面に、前述の導電路素子用材
料を塗布することにより、複合体40の穴部41の各々
の内部に導電路素子用材料を充填し、これにより、図8
に示すように、穴部41の各々に導電路素子用材料層3
0Aを形成する。その後、必要に応じて、絶縁性シート
体20の他面に付着した導電路素子用材料をスキージな
どにより除去する。以上において、導電路素子用材料を
塗布する手段としては、スクリーン印刷などの印刷によ
る手段を用いることができる。
×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、複合体40に
おける絶縁性シート体20の他面に導電路素子用材料を
塗布した後、雰囲気圧を上昇させて例えば常圧にするこ
とにより、導電路素子用材料層30Aを形成することが
好ましい。このような方法によれば、雰囲気圧を上昇さ
せることにより、複合体40における穴部41内の圧力
との差により、当該穴部41内に導電路素子用材料を高
密度に充填されるので、導電路素子用材料層30A中に
気泡が生ずることを防止することができる。
図10に示すように、複合体40の穴部41内に充填さ
れた状態の導電路素子用材料層30Aを硬化処理するこ
とにより、当該複合体40における絶縁性シート体20
の貫通孔内に充填された状態で一体的に設けられた導電
路素子30を形成する工程である。具体的には、図9に
示すように、穴部41内に導電路素子用材料層30Aが
形成された複合体40を、一対の電磁石45,46の間
に配置し、この電磁石45,46を作動させることによ
り、導電路素子用材料層30Aの厚み方向に平行磁場が
作用し、その結果、導電路素子用材料層30A中に分散
されていた導電性粒子が当該導電路素子用材料層30A
の厚み方向に配向する。そして、この状態において、導
電路素子用材料層30Aを硬化処理することにより、図
10に示すように、絶縁性シート体20の貫通孔21を
含む複合体40の穴部41内に導電路素子30が形成さ
れる。
料層30Aの硬化処理は、平行磁場を作用させたままの
状態で行うこともできるが、平行磁場の作用を停止させ
た後に行うこともできる。導電路素子用材料層30Aに
作用される平行磁場の強度は、平均で200〜1000
0ガウスとなる大きさが好ましい。
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。加熱により導電路素子用材料層
30Aの硬化処理を行う場合には、電磁石45,46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、導電路素子用材料層30Aを構成する高分子物
質形成材料などの種類、導電性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。
11に示すように、金属薄層35Aの表面における導電
路素子30が位置する個所に、レジスト層42を形成
し、金属薄層35Aにおけるレジスト層42が形成され
ていない部分を、エッチングにより除去した後、レジス
ト層42を剥離させることにより、図1に示す構成の異
方導電性シート10が製造される。
20の貫通孔21内に充填された状態の導電路素子用材
料層30Aを硬化処理することにより、絶縁性シート体
20の貫通孔21内に充填された状態で一体的に設けら
れた導電路素子30が確実に形成されるので、本発明に
係る異方導電性シート10を有利に製造することができ
る。
本発明においては、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。例えば、本発明の
異方導電性シートにおいては、絶縁性樹脂層25および
金属層35は必須のものではない。
に金属よりなる突出部36を設けることができる。この
ような突出部36を設ける場合には、突出部36の厚み
は、10〜500μmであることが好ましく、さらに好
ましくは20〜300μmである。このような構成によ
れば、導電路素子30の一端面上に金属層35を介して
当該異方導電性シート10の表面から突出する突出部3
6が設けられているので、被検査回路基板1の被検査電
極2と導電路素子30との電気的接続を更に確実に達成
することができる。
0の他端面を覆うよう金属層37を設けることができ
る。このような構成によれば、導電路素子30の他端面
が検査用回路基板3の接続用電極4に接触することがな
いので、導電路素子30を構成する弾性高分子物質中に
含有される低分子量成分によって検査用回路基板3の接
続用電極4の表面が汚染されることを確実に防止するこ
とができる。
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
が最小で40μm、配置ピッチが最小で80μmの多数
の被検査電極が形成された回路基板を検査するための異
方導電性シート(10)を下記のようにして製造した。
ーンゴム「1206RTV(信越化学(株)製)」に、
下記の導電性粒子を体積分率で33%となる割合で添加
して混合することにより、導電路素子用材料を調製し
た。
ル粒子を芯粒子として用い、この芯粒子に、その重量の
4重量%の金を化学メッキにより被覆したもの。
いては、硬化触媒として「Cat−RQ(信越化学
(株)製」を、付加型シリコーンゴムの4重量%となる
割合で使用した。
りなる金属薄層(35)を有する厚みが60μmのポリ
イミド製の絶縁性樹脂フィルム(25A)を用意し、こ
の絶縁性樹脂フィルム(25A)における金属薄層35
が形成されていない他面に、下記の高分子物質形成用組
成物を塗布することにより、厚みが0.275mmの絶
縁性シート体形成層を形成し、この絶縁性シート体形成
層に対して100℃で1時間の硬化処理を行うことによ
り、絶縁性シート体(20)の一面に絶縁性樹脂層(2
5)および金属薄層(35A)がこの順で積層されてな
る積層体(40A)を得た(図4および図5参照)。
を用いて穴加工を行うことにより、絶縁性シート体(2
0)および絶縁性樹脂層(25)を貫通すると共に金属
薄層(35A)を貫通しない穴部(41)を形成し、こ
れにより、検査対象である回路基板の被検査電極に対応
するパターンに従って多数の貫通孔(21)が形成され
た絶縁性シート体(20)と、この絶縁性シート体(2
0)の一面を覆うよう設けられた絶縁性樹脂層(25)
と、この絶縁性樹脂層(25)の表面に設けられた金属
薄層(35A)とからなる複合体(40)を得た(図6
参照)。
雰囲気下において、上記の複合体(40)における絶縁
性シート体(20)の他面に、調製した導電路素子用材
料をスクリーン印刷により塗布した後、雰囲気圧を上昇
させて常圧にすることにより、複合体(40)の穴部
(41)の各々の内部に導電路素子用材料を充填し、こ
れにより、穴部(41)の各々に導電路素子用材料層
(30A)を形成した(図7および図8参照)。その
後、絶縁性シート体(20)の他面に付着した導電路素
子用材料をスキージにより除去した。
用材料層(30A)が形成された複合体40を、ヒータ
ーを具えた一対の電磁石(45,46)の間に配置し、
この電磁石(45,46)を作動させることにより、導
電路素子用材料層(30A)の厚み方向に平均で500
0ガウスの平行磁場が作用ながら、100℃で1時間の
加熱処理を行うことにより、複合体(40)の穴部(4
1)内に導電路素子(30)を形成した。
A)の表面における導電路素子(30)が位置する個所
に、レジスト層(42)を形成し、金属薄層(35A)
におけるレジスト層(42)が形成されていない部分
を、エッチングにより除去した後、レジスト層(42)
を剥離させることにより、図1に示す構成の異方導電性
シート(10)を製造した。
査回路基板(1)と検査用回路基板(3)との間に介在
させ(図3参照)、被検査回路基板(1)の被検査電極
(2)と検査用回路基板(3)の接続用電極(4)との
間の電気的接続状態を調べたところ、すべての被検査電
極(2)および接続用電極(4)の間の電気的な接続が
十分に達成されていることが確認された。また、被検査
回路基板(1)の検査を100回繰り返して行い、その
直後における被検査回路基板(1)を観察したところ、
当該被検査回路基板(1)およびその被検査電極(2)
の表面の汚染は認められなかった。
ピッチが最小で80μmの多数の被検査電極が形成され
た回路基板を検査するための偏在型異方導電性エラスト
マーシートを図14および図15に従って製造した。な
お、異方導電性エラストマー材料としては、付加型シリ
コーンゴム「1206RTV(信越化学(株)製)」
に、実施例1で使用したものと同様の導電性粒子を体積
分率で15%となる割合で添加し、硬化触媒として「C
at−RQ(信越化学(株)製」を、付加型シリコーン
ゴムの4重量%となる割合で加えたものを使用した。ま
た、異方導電性エラストマー形成材料層の硬化処理は、
加熱温度が100℃、加熱時間が1時間,平行磁場が平
均で5000ガウスの条件で行った。
トを、被検査回路基板と検査用回路基板との間に介在さ
せ、被検査回路基板の被検査電極と検査用回路基板の接
続用電極との間の電気的接続状態を調べたところ、ピッ
チが100μm以下で配置された被検査電極と接続用電
極と間の電気的な接続は達成されていたが、隣接する接
続用電極の間の絶縁性が確保されていない個所があっ
た。また、被検査回路基板の検査を100回繰り返して
行い、その直後における被検査回路基板を観察したとこ
ろ、当該被検査回路基板およびその被検査電極(2)の
表面にオイル状の成分による汚染が認められた。
縁性シート体に形成された多数の貫通孔に導電路素子が
一体的に設けられているので、当該絶縁性シート体の貫
通孔のパターンに応じて導電路素子の配置パターンが決
定される。そして、絶縁性シート体の貫通孔の形成は、
そのピッチが極めて小さくても容易に行うことができ
る。従って、接続すべき電極の配置ピッチが極めて小さ
いときにも、絶縁性シート体に、接続すべき電極の配置
パターンに対応するパターンの貫通孔を形成することに
より、当該電極の配置パターンに対応するパターンに従
って導電路素子が配置され、しかも、導電路素子の各々
は、絶縁性シート体によって互いに絶縁された状態で設
けられているので、配置ピッチが極めて小さい電極に対
しても、所要の電気的接続を確実に達成することができ
る。
よう絶縁性樹脂層を設けると共に、導電路素子に、前記
絶縁性シート体の一面側における一端面を覆うよう金属
層を設ける構成によれば、電子部品およびその電極に絶
縁性シート体および導電路素子が接触することがないた
め、絶縁性シート体および導電路素子を構成する弾性高
分子物質中に含有される低分子量成分によって電子部品
およびその電極の表面が汚染されることを確実に防止す
ることができる。
体の貫通孔内に充填された状態の導電路素子用材料層を
硬化処理することにより、絶縁性シート体の貫通孔内に
充填された状態で一体的に設けられた導電路素子が確実
に形成されるので、本発明の異方導電性シートを有利に
製造することができる。
を示す説明用断面図である。
説明用断面図である。
板と検査用回路基板との間に介在された状態を示す説明
図である。
用いられる、一面に金属薄層を有する絶縁性樹脂フィル
ムを示す説明用断面図である。
ト体が一体的に形成されてなる積層体を示す説明用断面
図である。
体を示す説明用断面図である。
態を示す説明用断面図である。
た状態を示す説明用断面図である。
に平行磁場を作用させた状態を示す説明用断面図であ
る。
れた状態を示す説明用断面図である。
示す説明用断面図である。
構成をその一部を拡大して示す説明用断面図である。
ける構成を示す説明用断面図である。
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示
す説明用断面図である。
場を作用させた状態を示す説明用断面図である。
における構成を示す説明用断面図である。
れる磁場の方向を示す説明用断面図である。
シート 20 絶縁性シート体 21 貫通孔 25 絶縁性樹脂層 25A 絶縁性
樹脂フィルム 30 導電路素子 30A 導電路
素子用材料層 35 金属層 35A 金属薄
層 36 突出部 37 金属層 40 複合体 40A 積層体 41 穴部 42 レジスト
層 45,46 電磁石 80 一方の型
(上型) 85 他方の型(下型) 81,81a,
81b 強磁性部分 82 非磁性体部分 86,86a,
86b 強磁性部分 87 非磁性体部分 90 異方導電
性エラストマーシート 90A 異方導電性エラストマー形成材料 91 導電路形成部 82 絶縁部 E 弾性高分子物質 P 導電性粒子
Claims (3)
- 【請求項1】 それぞれ厚み方向に伸びる多数の貫通孔
が形成された、弾性高分子物質よりなる絶縁性シート体
と、 この絶縁性シート体の貫通孔に、当該貫通孔内に充填さ
れた状態で一体的に設けられた弾性高分子物質中に導電
性粒子が含有されてなる導電路素子とを具えてなること
を特徴とする異方導電性シート。 - 【請求項2】 絶縁性シート体には、その一面を覆うよ
う絶縁性樹脂層が設けられ、導電路素子には、前記絶縁
性シート体の一面側における一端面を覆うよう金属層が
設けられていることを特徴とする請求項1に記載の異方
導電性シート。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の異方導
電性シートを製造する方法であって、 それぞれ厚み方向に伸びる多数の貫通孔が形成された、
弾性高分子物質よりなる絶縁性シート体の表面に、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
電性粒子が分散されてなる流動性の導電路素子用材料を
塗布することにより、当該絶縁性シート体の貫通孔の各
々に当該貫通孔内に充填された状態の導電路素子用材料
層を形成し、この導電路素子用材料層の硬化処理を行う
ことにより、導電路素子を形成する工程を有することを
特徴とする異方導電性シートの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP05015197A JP3257433B2 (ja) | 1997-03-05 | 1997-03-05 | 異方導電性シートの製造方法および異方導電性シート |
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