JPH11204178A

JPH11204178A - 異方導電性シート

Info

Publication number: JPH11204178A
Application number: JP185998A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Inoue; 和夫井上; Masaya Naoi; 雅也直井
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的接続作業において、電極の配置ピッチ
が小さくても、電極に対する位置合わせが容易で、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の提
供。温度変化による熱履歴などの環境の変化に対しても
良好な電気的接続が安定に維持され、高い接続信頼性が
得られる異方導電性シートの提供。【解決手段】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
れた導電路素子とを具え、絶縁性シート体は、少なくと
も１つの弾性層と、少なくとも１つの剛性層とを有する
積層体よりなる。絶縁性シート体は、２つ以上の剛性層
を有し、当該絶縁性シート体の一面側および他面側の最
外層が剛性層であり、導電路素子は、絶縁性シート体の
少なくとも一面から突出する被押圧部を有することが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子部品な
どの回路素子相互間の電気的接続やプリント基板や半導
体素子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。

【０００２】

【従来の技術】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、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。

【０００３】また、プリント基板などの回路基板や、表
面に半球状の電極を有する回路素子、例えばＦＣ（Ｆｌ
ｉｐＣｈｉｐ）型、ＢＧＡ（ＢａｌｌＧｌｉｄＡ
ｒｒａｙ）型、ＣＳＰ（ＣｈｉｐＳｃａｌｅＰａｃ
ｋａｇｅ）型などの半導体素子の電気的検査において
は、検査対象である回路基板や回路素子の一面に形成さ
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と共に、被検査
電極の損傷を防止するために、回路基板や回路素子の被
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。

【０００５】一方、最近においては、半導体素子などの
回路素子の高機能化、高容量化に伴って電極数が増加
し、電極の配列ピッチすなわち隣接する電極の中心間距
離が小さくなって高密度化する傾向があり、また、この
ような回路素子を搭載するための回路基板においても同
様である。そして、かかる回路素子や回路基板の電気的
検査を行うためには、偏在型異方導電性エラストマーシ
ートが、回路素子等の電極パターンに対応するパターン
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素子などに対し
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】しかしながら、このような偏在型異方導電
性エラストマーシートにおいては、以下のような問題が
あることが判明した。偏在型異方導電性エラストマーシ
ートは、回路素子等との電気的接続作業において、当該
偏在型異方導電性エラストマーシートの導電路形成部
と、これに接続すべき電極との位置合わせを行うことが
必要である。然るに、偏在型異方導電性エラストマーシ
ートは、高い柔軟性を有するため、それ自体に大きな変
形やたわみが生じやすくて取扱いが不便であり、また、
シートの厚み方向のみならず面方向にも伸縮するため、
導電路形成部の各々の位置関係を維持した状態で電気的
作業を行うことができず、従って、高い精度で位置合わ
せを行うことが困難である。

【０００７】また、一旦は位置合わせが実現された場合
においても、温度変化による熱履歴の影響、すなわち熱
膨張および熱収縮などの影響を受けた場合には、エラス
トマーの本質的な性質である大きな熱膨張係数が災いし
て、温度変化による位置ずれが生じるため、安定な接続
状態が得られない、という問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
電気的接続作業において、接続すべき電極の配置ピッチ
が小さくても、当該電極に対する位置合わせが容易で、
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。本発明の他の目的
は、温度変化による熱履歴などの環境の変化に対しても
良好な電気的接続が安定に維持され、高い接続信頼性が
得られる異方導電性シートを提供することにある。

【０００９】

【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、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
た導電路素子とを具えてなり、前記絶縁性シート体は、
少なくとも１つの弾性層と、少なくとも１つの剛性層と
を有する積層体により構成されていることを特徴とす
る。

【００１０】本発明の異方導電性シートにおいては、前
記絶縁性シート体は、２つ以上の剛性層を有し、当該絶
縁性シート体の少なくとも一面側、好ましくは一面側お
よび他面側の最外層が剛性層であり、前記導電路素子
は、前記絶縁性シート体の少なくとも一面、好ましくは
一面および他面から突出する突出部を有することが好ま
しい。また、上記導電路素子は、弾性高分子物質中に導
電性粒子が含有されてなるものであることが好ましい。

【００１１】

【作用】上記の構成によれば、その骨格を構成する絶縁
性シート体が剛性層を有することにより、変形やたわみ
が極めて小さくて取扱いが良好となる。従って、電気的
接続作業において、接続すべき電極と導電路素子との位
置合わせを高い精度で容易に行うことができ、その結
果、所要の電気的接続を確実に達成することができる。
しかも、絶縁性シート体が弾性層を有することにより、
導電路素子が押圧されたときには、当該導電路素子にか
かる力が弾性層によって緩和されるので、高い耐久性が
得られる。

【００１２】また、絶縁性シート体の一面側および他面
側の最外層を剛性層により構成することにより、当該剛
性層によって被押圧部を有する導電路素子の位置が規制
される。従って、剛性層を構成する材料として、熱膨張
係数の小さいものを用いることにより、当該異方導電性
シート全体の温度変化に対する熱変形が小さいものとな
り、これにより、導電路素子の各々の位置関係が常に一
定の状態に維持されるので、温度変化による熱履歴など
の環境の変化に対しても良好な電気的接続状態を安定に
維持することができ、その結果、高い接続信頼性が得ら
れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の異方導電性シート
につ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１１
が形成された絶縁性シート体１０が設けられている。こ
の絶縁性シート体１０の貫通孔１１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１０の貫通孔１１の各々に
は、導電路素子２０が、当該貫通孔１１内に充填された
状態で当該絶縁性シート体１０と一体的に設けられてお
り、導電路素子２０の各々は互いに実質的に独立した状
態とされている。また、この導電路素子２０には、絶縁
性シート体１０の一面および他面の各々から突出する被
押圧部２１，２２が形成されている。

【００１４】絶縁性シート体１０は、剛性を有する絶縁
性材料よりなる２つの剛性層１２，１３と、これらの剛
性層１２，１３の間に設けられた、絶縁性の弾性高分子
物質よりなる弾性層１４との積層体により構成されてい
る。

【００１５】剛性層１２，１３を構成する絶縁性材料と
しては、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド等の機
械的強度の高い樹脂材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹
脂、ガラス繊維補強型ポリエステル樹脂、ガラス繊維補
強型ポリイミド樹脂等の複合樹脂材料、エポキシ樹脂等
にシリカ、アルミナ、ボロンナイトライド等の無機材料
をフィラーとして混入した複合樹脂材料などを用いるこ
とができるが、熱膨張係数が小さい点で、ガラス繊維補
強型エポキシ樹脂等の複合樹脂材料、ボロンナイトライ
ドをフィラーとして混入したエポキシ樹脂等の複合樹脂
材料が好ましい。

【００１６】弾性層１４を構成する弾性高分子物質とし
ては、架橋構造を有する高分子物質が好ましい。かかる
架橋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、シリコーンゴム、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、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、軟質液状エポキシゴムなどが挙げられる。

【００１７】図２に拡大して示すように、導電路素子２
０は、弾性高分子物質Ｅ中に導電性粒子Ｒ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
Ｒ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Ｒにより、当該導電路素子２０の厚み方向に導電
路が形成される。この導電路素子２０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２０の導電路は、導電路素子２０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。

【００１８】導電路素子２０における被押圧部２１，２
２の突出高さｈ１，ｈ２は、それぞれ当該異方導電性シ
ートの全厚Ｔの２５％以下、特に５〜１５％であること
が好ましい。また、異方導電性シートの全厚Ｔは、隣接
する導電路素子２０の中心間距離である配置ピッチｐの
２５０％以下、好ましくは１５０〜１００％であること
が好ましい。このような条件が充足されることにより、
接続すべき電極と導電路素子２０との電気的接続が確実
に達成されると共に、当該導電路素子２０に作用される
加圧力が変化した場合にも、それによる導電路素子２０
の導電性の変化が十分に小さく抑制される。

【００１９】導電路素子２０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、シリコーンゴム、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、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、軟質液状エポキシゴムなどが挙げられる。これらの
中では、シリコーンゴムが、成形加工性および電気特性
の点で好ましい。

【００２０】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。

【００２１】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。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
２０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。

【００２２】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。
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。

【００２３】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１００００〜４００
００のものであることが好ましい。また、得られる導電
路素子２０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。

【００２４】導電路素子用材料中には、上記のような高
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。

【００２５】導電路素子用材料に用いられる導電性粒子
Ｒ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、ニッケル、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。

【００２６】導電性粒子Ｒ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。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４〜２０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５〜２
３重量％、特に好ましくは６〜２０重量％である。

【００２７】また、導電性粒子Ｒの粒子径は、１〜１０
００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜５
００μｍ、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Ｒ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１〜７、さらに好ましくは１〜
５、特に好ましくは１〜４である。このような条件を満
足する導電性粒子Ｒを用いることにより、得られる導電
路素子２０は、加圧変形が容易なものとなり、また、当
該導電路素子２０において導電性粒子Ｒ間に十分な電気
的接触が得られる。また、導電性粒子Ｒ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。

【００２８】また、導電性粒子Ｒ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粒子Ｒ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。

【００２９】また、導電性粒子Ｒ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Ｒと弾性高
分子物質Ｅとの接着性が高くなり、その結果、得られる
導電路素子２０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
Ｒ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Ｒの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２０〜１０
０％となる量である。

【００３０】このような導電性粒子Ｒは、高分子物質用
材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２０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２
０は脆弱なものとなりやすく、導電路素子２０として必
要な弾性が得られないことがある。

【００３１】導電路素子用材料中には、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、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２
０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１００００〜１００００００ｃｐ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２
０が形成される。

【００３２】上記の異方導電性シートは、例えば以下の
ような第１工程〜第４工程を経由して製造することがで
きる。〔第１工程〕この第１工程は、最終的には図４に示すよ
うに、絶縁性の弾性高分子物質よりなる弾性層１４の上
面に、絶縁性材料よりなる剛性層１２および金属薄層１
６がこの順で積層され、更に、当該弾性層１４の下面に
絶縁性材料よりなる剛性層１３および金属薄層１７がこ
の順で積層されてなる中間積層体を作製する工程であ
る。具体的には、図３に示すように、弾性層用シート１
４Ａの上面に、剛性層形成用シート１２Ａが重ねられ、
更に、この剛性層形成用シート１２Ａの上面に金属箔１
６Ａが重ねられる。一方、弾性層用シート１４Ａの下面
に、剛性層形成用シート１３Ａが重ねられ、更に、この
剛性層形成用シート１３Ａの下面に金属箔１７Ａが重ね
られる。ここで、剛性層形成用シート１２Ａ，１３Ａと
しては、ガラス繊維補強型エポキシプリプレグ樹脂シー
ト、ポリイミドプリプレグ樹脂シート、エポキシプリプ
レグ樹脂シートなどを用いることができる。

【００３３】そして、この状態で、例えば真空プレス法
によって熱圧着処理することにより、剛性層形成用シー
ト１２Ａ，１３Ａが弾性層用シート１４Ａの上面および
下面を被着面として一体的に被着され、更に、当該剛性
層形成用シート１２Ａの上面および剛性層形成用シート
１３Ａに金属箔１６Ａ，１７Ａが一体的に被着されると
共に、剛性層形成用シート１２Ａ，１３Ａが硬化し、こ
れにより、図４に示すように、金属薄層１６、剛性層１
２、弾性層１４、剛性層１３および金属薄層１７が上か
らこの順で積層された中間積層体１０Ａが形成される。

【００３４】以上において、熱圧着処理における加熱温
度は、剛性層形成用シート１２Ａ，１３Ａの材質にもよ
るが、当該剛性層形成用シート１２Ａ，１３Ａが軟化し
て接着性を帯びる温度以上であることが必要であり、通
常、８０〜２５０℃、好ましくは１４０〜２００℃程度
である。また、熱圧着処理におけるプレス圧力は、例え
ば最高５〜５０ｋｇ／ｃｍ²程度であり、好ましくは２
０〜４０ｋｇ／ｃｍ²程度である。この熱圧着処理は、
常圧雰囲気下で行うことも可能であるが、実際上、例え
ば５〜１００Ｐａ、好ましくは１０〜５０Ｐａ程度の減
圧雰囲気下によるいわゆる真空プレス法によることが好
ましく、この場合には、剛性層形成用シート１２Ａ，１
３Ａと被着面との間に気泡が閉じ込められることが有効
に防止される。

【００３５】〔第２工程〕この第１工程は、図５および
図６に示すように、中間積層体１０Ａに、それぞれ厚み
方向に伸びる多数の貫通孔１１を形成すると共に、この
中間積層体１０Ａの貫通孔１１内に充填された状態の導
電路素子用材料層２０Ａを形成する工程である。具体的
には、図５に示すように、中間積層体１０Ａに対して穴
加工を施すことにより、当該中間積層体１０Ａに、それ
ぞれ厚み方向に貫通する多数の貫通孔１１を形成する。
ここで、中間積層体４０Ａの穴加工を行うための手段と
しては、例えば数値制御型ドリリング装置等によるドリ
ル加工による手段、レーザー加工による手段などを利用
することができる。

【００３６】次いで、中間積層体１０Ａの表面に、前述
の導電路素子用材料を塗布することにより、中間積層体
１０Ａの貫通孔１１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６に示すように、貫通孔１１の
各々に導電路素子用材料層２０Ａを形成する。その後、
必要に応じて、中間積層体１０Ａの表面に付着した不要
な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。

【００３７】〔第３工程〕この第３工程は、図７および
図８に示すように、中間積層体１０Ａの貫通孔１１内に
充填された状態の導電路素子用材料層２０Ａを硬化処理
することにより、中間積層体１０Ａの貫通孔１１内に充
填された状態で一体的に設けられた導電路素子２０を形
成すると共に、当該中間積層体１０Ａの金属薄層１６，
１７を除去し、以て図１に示す構成の異方導電性シート
が製造される工程である。具体的には、図７に示すよう
に、貫通孔１１内に導電路素子用材料層２０Ａが形成さ
れた中間積層体１０Ａを、一対の電磁石２５，２６の間
に配置し、この電磁石２５，２６を作動させることによ
り、導電路素子用材料層２０Ａ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２０Ａ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２０Ａ
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２０Ａを硬化処理することにより、図
８に示すように、中間積層体１０Ａの貫通孔１１内に導
電路素子２０が形成される。

【００３８】以上において、導電路素子用材料層２０Ａ
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２０Ａに作用される
平行磁場の強度は、平均で２００〜１００００ガウスと
なる大きさが好ましい。

【００３９】導電路素子用材料層２０Ａ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。加熱により導電路素子用材料層
２０Ａの硬化処理を行う場合には、電磁石２５，２６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２０Ａ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。

【００４０】そして、中間積層体１０Ａの金属薄層１
６，１７を、例えばエッチングにより除去することによ
り、図１に示すように、複数の貫通孔１１を有する絶縁
性シート体１０と、この絶縁性シート体１０の貫通孔１
１内に充填された、絶縁性シート体１０の上面および下
面の各々から突出する被押圧部２１，２２を有する導電
路素子２０とよりなる異方導電性シートが得られる。

【００４１】このような異方導電性シートは、例えば次
のようにして半導体素子などの回路素子の検査に使用さ
れる。回路素子の検査においては、図９に示すように、
検査対象である回路素子２の突起状の被検査電極３と対
掌なバターンに従って配置された接続用電極５が表面に
形成された検査用回路基板４が用いられる。そして、こ
の検査用回路基板４の表面上に、異方導電性シート１
を、その他面側における導電路素子２０の被押圧部２２
が接続用電極５上に位置するよう配置し、この異方導電
性シート１の一面上に、回路素子２を、その被検査電極
３が導電路素子２０の被押圧部２１上に位置するよう配
置する。

【００４２】そして、例えば回路素子２を検査用回路基
板４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１における導電路素子２０の被押圧部２１，２
２の各々が、回路素子２および検査用回路基板４に押圧
された状態となり、この押圧力によって、異方導電性シ
ート１の導電路素子２０にその厚み方向に伸びる導電路
が形成され、その結果、回路素子２の被検査電極３と検
査用回路基板４の接続用電極との間の電気的接続が達成
され、この状態で回路素子２の所要の電気的検査が行わ
れる。

【００４３】上記の異方導電性シートによれば、その骨
格を構成する絶縁性シート体１０が剛性層１２，１３を
有することにより、変形やたわみが極めて小さくて取扱
いが良好であるため、電気的接続作業において、接続す
べき電極と導電路素子２０との位置合わせを高い精度で
容易に行うことができ、その結果、所要の電気的接続を
確実に達成することができる。しかも、絶縁性シート体
１０が弾性層１４を有することにより、導電路素子２０
が押圧されたときには、当該導電路素子２０にかかる力
が弾性層１４によって緩和されるので、高い耐久性が得
られる。

【００４４】また、絶縁性シート体１０の一面側および
他面側の最外層が剛性層１２，１３により構成されてい
るため、当該剛性層１２，１３によって被押圧部２１，
２２を有する導電路素子２０の位置が規制されるので、
剛性層１２，１３を構成する材料として、熱膨張係数の
小さいものを用いることにより、当該異方導電性シート
全体の温度変化に対する熱変形が小さいものとなり、こ
れにより、導電路素子２０の各々の位置関係が常に一定
の状態に維持されるので、温度変化による熱履歴などの
環境の変化に対しても良好な電気的接続状態を安定に維
持することができ、その結果、高い接続信頼性が得られ
る。

【００４５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は図１に示す異方導電性シートに限定され
ず、種々の変更を加えることができる。例えば、絶縁性
シート体１０は、少なくとも１つの弾性層と、少なくと
も１つの剛性層とを有する積層体であれば、種々の構成
のものを用いることができる。具体的には、図１０に示
すように、絶縁性シート体１０は、剛性層１２の上面お
よび下面の各々に弾性層１４，１５が積層された積層体
により構成されていてもよい。また、絶縁性シート体１
０は、３層構成の積層体に限られず、２層構成または４
層以上の構成の積層体であってもよい。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の異方導電性シートによ
れば、その骨格を構成する絶縁性シート体が剛性層を有
することにより、変形やたわみが極めて小さくて取扱い
が良好であるため、電気的接続作業において、接続すべ
き電極と導電路素子との位置合わせを高い精度で容易に
行うことができ、その結果、所要の電気的接続を確実に
達成することができる。しかも、絶縁性シート体が弾性
層を有することにより、導電路素子が押圧されたときに
は、当該導電路素子にかかる力が弾性層によって緩和さ
れるので、高い耐久性が得られる。

【００４７】請求項２に記載の異方導電性シートによれ
ば、絶縁性シート体の一面側および他面側の最外層が剛
性層により構成されているため、当該剛性層によって被
押圧部を有する導電路素子の位置が規制されるので、剛
性層を構成する材料として、熱膨張係数の小さいものを
用いることにより、当該異方導電性シート全体の温度変
化に対する熱変形が小さいものとなり、これにより、導
電路素子の各々の位置関係が常に一定の状態に維持され
るので、温度変化による熱履歴などの環境の変化に対し
ても良好な電気的接続状態を安定に維持することがで
き、その結果、高い接続信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異方導電性シートの一例における構成
を示す説明用断面図である。

【図２】図１の異方導電性シートの一部を拡大して示す
説明用断面図である。

【図３】中間積層体を得るための部材の配置状態を示す
説明用断面図である。

【図４】中間積層体の構成を示す説明用断面図である。

【図５】中間積層体に貫通孔が形成された状態を示す説
明用断面図である。

【図６】中間積層体の貫通孔内に導電路素子用材料が形
成された状態を示す説明用断面図である。

【図７】中間積層体の貫通孔内に形成された導電路素子
用材料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。

【図８】中間積層体の貫通孔内に導電路素子が一体的に
形成された状態を示す説明用断面図である。

【図９】図１に示す異方導電性シートが、検査対象であ
る回路素子と検査用回路基板との間に介在された状態を
示す説明用断面図である。

【図１０】本発明の異方導電性シートの他の例における
構成を示す説明用断面図である。

【符号の説明】

１異方導電性シート２回路素子３被検査電極４検査用回路
基板５接続用電極１０絶縁性シー
ト体１０Ａ中間積層体１１貫通孔１２，１３剛性層１２Ａ，１３Ａ
剛性層形成用シート１４，１５弾性層１４Ａ弾性層
用シート１６，１７金属薄層１６Ａ，１７Ａ
金属箔２０導電路素子２０Ａ導電路
素子用材料層２１，２２被押圧部２５，２６電
磁石Ｅ弾性高分子物質Ｒ導電性粒子

Claims

【特許請求の範囲】

【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導電路素子とを具えてな
り、前記絶縁性シート体は、少なくとも１つの弾性層と、少
なくとも１つの剛性層とを有する積層体により構成され
ていることを特徴とする異方導電性シート。
【請求項２】絶縁性シート体は、２つ以上の剛性層を
有し、当該絶縁性シート体の一面側および他面側の最外
層が剛性層であり、導電路素子は、前記絶縁性シート体の少なくとも一面か
ら突出する被押圧部を有す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。