(57)【要約】本発明は、基板等の回路基板と各種の回路部品との間に介在し、これらを導通させる異方導電シート及びその製造方法に関するものであり、近年の高集積回路基板や電子部品が要求するファインピッチの異方性導電シートを提供する。非導電性マトリックス中に導電性部材が点在する異方導電シートにおいて、前記導電性部材（例えば、（２４））がシート（１０）の厚み方向に貫通しており、導電補助層（例えば、（２５））が前記導電性部材（例えば、（２４））に接触しているようにする。
2003079496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の平面に広がる異方導電シートであって、前記第１の平面に含まれる第１の方向をＸ方向とし、このＸ方向に直交し前記第１の平面に含まれる方向をＹ方向とし、前記Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とした場合に、Ｚ方向に所定の厚みを有し、前記第１の平面に略平行な表面及び裏面を有する異方導電シートにおいて、前記第１の平面に広がる非導電性マトリックスと、この非導電性マトリックス中に点在する導電性ピースと、前記点在する導電性ピースに接する導電補助層と、を含み、前記点在する導電性ピースがＺ方向に延び、前記異方導電シートの表面から裏面に貫通していることを特徴とする異方導電シート。
【請求項２】
前記導電補助層が前記点在する導電性ピースに沿って前記異方導電シートの表面から裏面に貫通していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の異方導電シート。
【請求項３】
第１の平面に広がる異方導電シートであって、前記第１の平面に含まれる第１の方向をＸ方向とし、このＸ方向に直交し前記第１の平面に含まれる方向をＹ方向とし、前記Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とした場合に、Ｚ方向に所定の厚みを有し、前記第１の平面に略平行な表面及び裏面を有する異方導電シートにおいて、Ｙ方向に巾を持ちＸ方向に延びる縞模様の短冊状部材であって、導電性を有する導電性ピース及び非導電性の非導電性ピースをＸ方向に交互に配置した縞模様の短冊状部材と、Ｙ方向に巾を持ちＸ方向に延びる非導電性部材からなる非導電性短冊状部材と、を相互にＹ方向に並んだ状態で含み、前記縞模様の短冊状部材において、導電補助層を前記導電性ピースに接触させつつ、該導電性ピースと非導電性ピースとの間に配置したことを特徴とする異方導電シート。
【請求項４】
前記導電補助層が接着層と導電層とからなることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の異方導電シート。
【請求項５】
前記接着層を、前記導電補助層の前記導電性ピース側に配置することを特徴とする請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載の異方導電シート。
【請求項６】
前記接着層がインジウム酸化スズからなることを特徴とする請求の範囲第４項又は第５項に記載の異方導電シート。
【請求項７】
前記導電層が導電性のよい材料からなることを特徴とする請求の範囲第４項から第６項のいずれかに記載の異方導電シート。
【請求項８】
前記非導電性マトリックスが非導電性エラストマーからなり、前記点在する導電性ピースが導電性エラストマーからなることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の異方導電シート。
【請求項９】
前記非導電性ピース及び前記非導電性短冊状部材が非導電性エラストマーからなり、前記導電性ピースが導電性エラストマーからなることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の異方導電シート。
【請求項１０】
前記点在する導電性ピース又は前記導電性ピースが周りに比べ、Ｚ方向に沿って突出していることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項のいずれかに記載の異方導電シート。
【請求項１１】
所定の厚みを有すると共にこの厚みの表及び裏にそれぞれ所定の表面及び裏面を有する可撓性の異方導電シートを製造する方法であって、導電性部材からなる導電性シート（Ａ）の表面に導電補助層を付け、導電補助層付き導電性シート（Ａ）を得る層付着工程と、この層付着工程で得られた前記導電補助層付き導電性シート（Ａ）と非導電性シート（Ｂ）とを交互に積み重ねてＡＢシート積層体（Ｃ）を得るＡＢシート積層工程と、このＡＢシート積層工程で得られた前記ＡＢシート積層体（Ｃ）を所定の厚さで切断してゼブラ状シートを得る第１の切断工程と、この第１の切断工程で得られた前記ゼブラ状シートと非導電性シート（Ｄ）とを交互に積み重ねてゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を得るゼブラ−Ｄシート積層工程と、このゼブラ−Ｄシート積層工程で得られた前記ゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を所定の厚さで切断する第２の切断工程と、を含む異方導電シートを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、基板等の回路基板と各種の回路部品との間に介在し、これらを導通させる異方導電シート及びその製造方法に関する。
背景技術
最近の電子機器も小型化・薄型化に伴い、微細な回路同士の接続、微細部分と微細な回路の接続等の必要性が飛躍的に増大してきている。その接続方法として、半田接合技術や、異方性の導電接着剤が使用されている。また、異方導電性エラストマーシートを電子部品と回路基盤との間に介在させ、導通させる方法も行われている。
ここで、異方導電性エラストマーシートには、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ものがある。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。従って、例えば、携帯電話、電子計算機、電子式デジタル時計、電子カメラ、コンピューターなどの分野において、回路装置、例えばプリント回路基板とリードレスチップキャリア、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として広く用いられている。
また、プリント回路基板や半導体集積回路などの回路装置の電気的検査においては、検査対象である回路装置の少なくとも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検査用電極との電気的な接続を達成するために、回路装置の被検査電極領域と検査用回路基板の検査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。
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、並置された金属細線を絶縁体で一体化することにより作成された異方導電ブロックを金属細線に直角の方向に薄く切断することにより作成したものがある（特開２０００−３４００３７号公報等参照）。
しかし、このような異方性導電膜では、金属細線を用いるため、導電率は高いものの、金属細線間の距離を小さくすることが困難で、近年の高集積された回路基板や電子部品が要求するファインピッチの異方性の導電性を確保することが難しい。また、金属細線は使用による圧縮力等で座屈しやすかったり、使用を繰り返すと抜けやすくなり、異方性導電膜の機能が十分に担保されないことがある。
そこで、本発明では、厚み方向に高い導電率を持ちつつ、近年の高集積回路基板や電子部品が要求するファインピッチで、かつ、金属等の導電部材の脱落がないような異方導電シートを提供する。
発明の開示
本発明においては、非導電性マトリックス中に導電性部材が点在する異方導電シートにおいて、前記導電性部材がシートの厚み方向に貫通しており、導電補助層が前記導電性部材に接触しているようにしたものである。
より具体的には、本発明は、以下のようなものを提供する。
（１）  第１の平面に広がる異方導電シートであって、前記第１の平面に含まれる第１の方向をＸ方向とし、このＸ方向に直交し前記第１の平面に含まれる方向をＹ方向とし、前記Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とした場合に、Ｚ方向に所定の厚みを有し、前記第１の平面に略平行な表面及び裏面を有する異方導電シートにおいて；  前記第１の平面に広がる非導電性マトリックスと；  この非導電性マトリックス中に点在する導電性ピースと；  前記点在する導電性ピースに接する導電補助層と；  を含み；  前記点在する導電性ピースがＺ方向に延び、前記異方導電シートの表面から裏面に貫通していることを特徴とする異方導電シート。
（２）  前記導電補助層が前記点在する導電性ピースに沿って前記異方導電シートの表面から裏面に貫通していることを特徴とする上記（１）に記載の異方導電シート。
（３）  第１の平面に広がる異方導電シートであって、前記第１の平面に含まれる第１の方向をＸ方向とし、このＸ方向に直交し前記第１の平面に含まれる方向をＹ方向とし、前記Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とした場合に、Ｚ方向に所定の厚みを有し、前記第１の平面（Ｘ−Ｙ平面）に略平行な表面及び裏面を有する異方導電シートにおいて；  Ｙ方向に巾を持ちＸ方向に延びる縞模様の短冊状部材であって、導電性を有する導電性ピース及び非導電性の非導電性ピースをＸ方向に交互に配置した縞模様の短冊状部材と；  Ｙ方向に巾を持ちＸ方向に延びる非導電性部材からなる非導電性短冊状部材と；  を相互にＹ方向に並んだ状態で含み；  前記縞模様の短冊状部材において、導電補助層を前記導電性ピースに接触させつつ、該導電性ピースと非導電性ピースとの間に配置したことを特徴とする異方導電シート。
（４）  前記導電補助層が接着層と導電層とからなることを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載の異方導電シート。
（５）  前記接着層を、前記導電補助層の前記導電性ピース側に配置することを特徴とする上記（１）から（４）のいずれかに記載の異方導電シート。
（６）  前記接着層がインジウム酸化スズからなることを特徴とする上記（４）又は（５）に記載の異方導電シート。
（７）  前記導電層が導電性のよい材料からなることを特徴とする上記（４）から（６）のいずれかに記載の異方導電シート。
（８）  前記非導電性マトリックスが非導電性エラストマーからなり、前記点在する導電性ピースが導電性エラストマーからなることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の異方導電シート。
（９）  前記非導電性ピース及び前記非導電性短冊状部材が非導電性エラストマーからなり、前記導電性ピースが導電性エラストマーからなることを特徴とする上記（３）に記載の異方導電シート。
（１０）  前記点在する導電性ピース又は前記導電性ピースがその周りに比べ、Ｚ方向に沿って突出していることを特徴とする上記（１）から（９）のいずれかに記載の異方導電シート。
（１１）  所定の厚みを有すると共にこの厚みの表及び裏にそれぞれ所定の表面及び裏面を有する可撓性の異方導電シートを製造する方法であって、導電性部材からなる導電性シート（Ａ）の表面に導電補助層を付け、導電補助層付き導電性シート（Ａ）を得る層付着工程と、この層付着工程で得られた前記導電補助層付き導電性シート（Ａ）と非導電性シート（Ｂ）を交互に積み重ねてＡＢシート積層体（Ｃ）を得るＡＢシート積層工程と、このＡＢシート積層工程で得られた前記ＡＢシート積層体（Ｃ）を所定の厚さで切断してゼブラ状シートを得る第１の切断工程と、この第１の切断工程で得られた前記ゼブラ状シートと非導電性シート（Ｄ）とを交互に積み重ねてゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を得るゼブラ−Ｄシート積層工程と、このゼブラ−Ｄシート積層工程で得られた前記ゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を所定の厚さで切断する第２の切断工程と、を含む異方導電シートを製造する方法。
本発明では、非導電性マトリックス中に導電性部材が点在する異方導電シートにおいて、前記導電性部材がシートの厚み方向に貫通しており、導電補助層が前記導電性部材に接触していることを特徴とする。ここで、非導電性マトリックスとは、非導電性の材料でできたシート基材で、点在する導電性ピースをシートの面方向（Ｘ−Ｙ面内方向）において絶縁し、異方導電シート全体として面方向で非導電性を担保するものである。通常、この非導電性マトリックスは、異方導電シートにおいて全てつながっており（連続している）、異方導電シートを形作っているが、連続していなくてもよい。また、点在する導電性ピースとは、１又はそれ以上の導電性部材からなる導電性ピースが、シートの面方向において、相互に隔たれた状態で存在することを意味してよい。
導電性材料からなる点在する導電性ピースが異方導電シートの表面から裏面に貫通しているとは、シートの厚み方向に貫通していることを意味してよく、また、１つの導電性ピースが異方導電シートの表と裏の両側に顔を出していることを意味してよく、また、電気的に表側と裏側を接続する機能を有していてよい。導電補助層が前記導電性部材に接触するとは、導電補助層が前記導電性部材と電気的に接続されていることを意味してよい。導電補助層は、前記導電性部材よりも導電性が高いため、平行して（並列で）電気が流れる場合は、導電補助層の電気伝導度が全体として支配的になる。結果として、シートの表と裏の間の抵抗値が、導電補助層を付けた場合の方が低くなり、シートの表と裏の間の抵抗値が、導電補助層の抵抗値と同等になることもある。ここで、導電補助層が金属材料からなる場合は、メタル層と呼ぶことができる。メタル層の場合、メタル層全体が１種類の金属からなる場合を含んでいてよい。
また、本発明にかかる異方導電シートは、ある平面に広がり、その平面に平行な２つの方向であるＸ方向とＹ方向、及び、これらに直交するＺ方向により、シートの特徴を把握できる。異方導電シートの厚みはＺ方向に延び、縞模様の短冊状部材はＹ方向に巾を持ちつつＸ方向に延び、かつ、導電性を有する導電性部材からなる導電性ピース及び非導電性の非導電性部材からなる非導電性ピースをＸ方向に交互に配置する。また、非導電性短冊状部材は、Ｙ方向に巾を持ちＸ方向に延びる。これらの縞模様の短冊状部材と非導電性短冊状部材は、Ｙ方向に並んでおり、この状態で異方導電シートに含まれている。導電補助層は、縞模様の短冊状部材の中で、前記導電性ピースに接触させつつ該導電性ピースと非導電性ピースとの間に配置されている。
導電性を有するというのは、かかる構成を有する異方導電シートの導電方向において十分な導電性を持たせることができるような導電性を有することを意味してよく、通常接続される端子間の抵抗が１００Ω以下（より好ましくは１０Ω以下、更に好ましくは１Ω以下）であることが好ましい。また、縞模様の短冊状部材とは、導電性部材と非導電性部材が交互に配置され、仮に導電性部材と非導電性部材の色が違えば縞模様に見えるであろうＸ方向に細長い部材であってよく、実際に縞模様に見える必要はない。但し、このような交互配置は、Ｘ方向の短冊状部材の全体にわたる必要はなく、一部にそのような状態があればよい。また、導電補助層が前記導電性部材に接触ということは、上述と同様電気的に接続されていることを意味してよい。
また、本発明にかかる異方導電シートでは、これまで述べてきた導電補助層が接着層と導電層からなることを特徴としてよい。ここで接着層は、導電補助層が前記導電性部材に接するにあたり、導電性部材との密着性を向上させるための層であってよい。導電補助層の導電層は物理的・化学的性質において、導電性部材の物理的・化学的性質と大きく異なるため、導電層と導電性部材の中間の性質を持つ、両者を接着させる等、のようにして密着性を向上させる機能を持たせることができる。従って、前記接着層が、その接着層を構成要素にする導電補助層と接触している導電性部材の側に配置されていることを特徴としてよい。例えば、熱膨張率の違い等によるひずみの発生を低くしたり、吸収したりすることができる可能性がある。
また、導電補助層が非導電性マトリックスに接触している場合であって、前記接着層が前記非導電性マトリックスの側に配置されていることを特徴としてもよい。ここで、非導電性マトリックスに接触ということは、導電補助層が前記非導電性マトリックスに物理的（機械的）に接触していることを意味してよい。非導電性マトリックスは絶縁性であるからである。非導電性マトリックス側に配置とは、接着層が導電層と非導電性マトリックスとの間に位置していることを意味してよい。ここで接着層は、導電補助層が前記非導電性マトリックスに接触しているにあたり、非導電性マトリックスとの密着性を向上させるための層であってよい。導電補助層の導電層は物理的・化学的性質において、導電性部材の物理的・化学的性質と大きく異なるため、導電層と導電性部材の中間の性質を持つ、両者を接着させる等、のようにして密着性を向上させる機能を持たせることができる。従って、前記接着層が、その接着層を構成要素にする導電補助層と接触している導電性部材の側に配置されていることを特徴としてよい。例えば、熟膨張率の違い等によるひずみの発生を低くしたり、吸収したりすることができる可能性がある。
以上述べてきた接着層が金属酸化物や金属からなることを特徴としてもよい。金属酸化物の例としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化チタン等やこれらの混合物や化合物があり、金属の例としては、クロム等が上げられる。例えば、この接着層がインジウム酸化スズ（又は酸化インジウム・酸化スズ）からなることを特徴としてもよい。「インジウム酸化スズ（又は酸化インジウム・酸化スズ）」は、略号でＩＴＯとされ、高い電気伝導性を有するセラミック材料である。また、前記導電層は、導電性のよい金属からなるようにしてよい。導電性部材よりも高い電気伝導性を有する金属であれば、平行（並列）して電気が流れる場合、全体としての電気抵抗は、この金属の電気抵抗が支配的になるからである。
さらに、本発明に係る異方導電シートにおいては、非導電性マトリックスが非導電性エラストマーからなり、導電性部材が導電性エラストマーからなることを特徴としてよい。
導電性エラストマーとは、導電性を有するエラストマーのことをいい、通常、体積固有抵抗を低く（例えば、１Ω・ｃｍ以下）するように、導電性の材料を混ぜたエラストマーであってよい。具体的には、エラストマーとして、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジエン−スチレン、ブタジエン−アクリロニトル、ブタジエン−イソブチレン等のブタジエン共重合体や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、クロロプレン重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、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、シリコーンゴム、またはフッ素ゴムなどが使用される。これらの中でも、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、耐候性、電気絶縁性、および安全性に優れるシリコーンゴムが好適に用いられる。このようなエラストマーに、金、銀、銅、ニッケル、タングステン、白金、パラジウム、その他の純金属、ＳＵＳ、りん青銅、ベリリウム銅等の金属の粉末（フレーク、小片、箔等も可）やカーボン等の非金属の粉末（フレーク、小片、箔等も可）等の導電性の物質を混合することにより、導電性エラストマーが構成される。尚、カーボンにはカーボンナノチューブやフラーレン等を含んでいてよい。
非導電性エラストマーとは、導電性がない若しくは十分に低いエラストマーのことをいってよく、また、電気抵抗が十分に高いエラストマーのことをいってもよい。具体的には、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジエン−スチレン、ブタジエン−アクリロニトル、ブタジエン−イソブチレン等のブタジエン共重合体や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、クロロプレン重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、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、シリコーンゴム、またはフッ素ゴムなどが使用される。これらの中でも、耐熱性、耐寒性、耐薬品性、耐候性、電気絶縁性、および安全性に優れるシリコーンゴムが好適に用いられる。このような非導電性エラストマーは、通常は体積抵抗が高い（例えば、１００Ｖで、１ＭΩ・ｃｍ以上）ため、非導電性である。
これらの導電性エラストマー及び非導電性エラストマーを化学的に結合させてよく、このためにカップリング剤をその間に施してもよい。このようなカップリング材は、これらの部材を結合させる結合剤で、通常の市販の接着剤を含んでよい。具体的には、シラン系、アルミニウム系、チタネート系等のカップリング剤であってよく、シランカップリング剤が良好に用いられる。
また、本発明に係る異方導電シートにおいては、前記導電性部材が前記非導電性マトリックスに比べ、突出していることを特徴としてよい。「突出している」とは、異方導電シートの厚みにおいて、非導電性マトリックス部位よりも導電性部材の部位の方が厚い場合、異方導電シートを水平に置いたときに非導電性マトリックスの上側面の位置が導電性部材の上側面の位置よりも低い場合、及び／又は、異方導電シートを水平に置いたときに非導電性マトリックスの下側面の位置が導電性部材の下側面の位置よりも高い場合、であってよい。このようにすると、電子部品や基板の端子の電気的接触がより確実になる。これら端子がシートに近づく際に導電性部材に最初に接触し、シートへの押付け力により適度な接触圧が確保できるからである。
更に、本発明に係る異方導電シートを製造する方法にあっては、導電性部材からなる導電性シート（Ａ）の表面に導電補助層を付け、導電補助層付き導電性シート（Ａ）を得る層付着工程と、この層付着工程で得られた前記導電補助層付き導電性シート（Ａ）と非導電性シート（Ｂ）を交互に積み重ねてＡＢシート積層体（Ｃ）を得るＡＢシート積層工程と、このＡＢシート積層工程で得られた前記ＡＢシート積層体（Ｃ）を所定の厚さで切断してゼブラ状シートを得る第１の切断工程と、この第１の切断工程で得られた前記ゼブラ状シートと非導電性部材からなる非導電性シート（Ｄ）とを交互に積み重ねてゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を得るゼブラ−Ｄシート積層工程と、このゼブラ−Ｄシート積層工程で得られた前記ゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を所定の厚さで切断する第２の切断工程とを含むようにしてよい。
ここで、前記導電性シート（Ａ）は、単一の種類のシート部材であってもよく、異なる種類のシート部材の集まりであってもよい。例えば、導電性シート（Ａ）が、材質は同じであってもその厚みを変えたシート部材の集まりであってもよい。導電性部材からなる導電性シート部材表面に導電補助層を付ける工程においては、導電補助層をシート部材の片面又は両面に付けてよい。この導電補助層は、気相法、液相法、固相法のいずれか若しくは組合わせで付けることができ、特に気相法が好ましい。気相法としては、スパッタ法、蒸着法等のＰＶＤ、そして、ＣＶＤ等の方法が挙げられる。導電補助層が接着層及び導電層から構成されるときは、それぞれの層が同じ方法で付けられてもよく、異なる方法で付けられてもよい。
前記導電補助層付き導電性シート（Ａ）、前記非導電性シート（Ｂ）は、上述と同様、単一の種類のシート部材であってもよく、異なる種類のシート部材の集まりであってもよい。交互に積み重ねるとは、前記導電補助層付き導電性シート（Ａ）と前記非導電性シート（Ｂ）を任意の順で互い違いに積み重ねることを意味してよいが、第３のシートや膜、その他の部材等を更に前記導電補助層付き導電性シート（Ａ）と前記非導電性シート（Ｂ）間に挟み込むことを妨げない。また、各シート部材を積み重ねる工程において、シート間にカップリング剤を施し、シート間が結合されるようにしてもよい。このような積み重ねで作られたＡＢシート積層体（Ｃ）は、シート間の結合性を増すため、シート部材自体のキュアをより進めるために、或いは、その他の目的で加熱等をしてもよい。
前記ＡＢシート積層体（Ｃ）については、超鋼カッター、セラミックカッター、等の刃による切断や、ファインカッターのような砥石を使った切断、ソーのようなのこぎりによる切断や、その他の切削機器や切断器具（レーザー切断機のような非接触型の切断装置を含んでもよい）による切断をすることができる。また、切断の過程において、過熱を防止するために、きれいな切断面を出すために、或いは、その他の目的のために切削油等の切削フルーイドを用いてもよく、乾式で切断してもよい。また切断の対象物（例えばワーク）を単独で或いは切削機器・器具と共に回転等して動かして切断してもよいが、切断のための種々の条件は、前記ＡＢシート積層体（Ｃ）に合わせて適宜選択されるのはいうまでもない。所定の厚さで切断するとは、予め決めておいた厚さを持つシート部材が得られるように切断することを意味してよく、所定の厚さは、均一でなければならないわけではなく、シート部材の場所により厚みが変化してもよい。
前記ゼブラ状シートと前記非導電性シート（Ｄ）とを交互に積み重ねてゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を得るゼブラ−Ｄシート積層工程においても、上述の導電性シート（Ａ）および非導電性シート（Ｂ）からＡＢシート積層体（Ｃ）を得るＡＢシート積層工程と同様である。また、前記ゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を所定の厚さで切断する第２の切断工程においても、上述のＡＢシート積層体（Ｃ）を切断する第１の切断工程と同様である。
好ましい発明の実施形態
以下、図面を参照し、本発明の実施例を上げつつ、本発明をより詳しく説明するが、本実施例は本発明の好適な例として具体的な材料や数値をあげたものであるので、本発明は本実施例に限られるものではない。
第１図は、本発明の実施例である異方導電シート１０を示す。左上のところにこの異方導電性シート１０のＸＹＺの直交座標系が示されている。本実施例の異方導電シート１０は、矩形状のシート部材であるが、矩形以外のシート部材にも適応できる。異方導電シート１０は、非導電性の短冊状部材１２と導電性ピース２４、２８及び非導電性ピース２２、２６を交互に配置した縞模様の短冊状部材１４とを交互に配置することにより構成されている。隣り合う前記非導電性の短冊状部材１２と縞模様の短冊状部材１４は、カップリング剤により結合されている。縞模様の短冊状部材１４は、非導電性ピース２２、２６等、および、導電性ピース２４、２８等、そして、導電性ピース２４、２８等、にそれぞれ接触する導電補助層２５、２９等から構成される。これらの非導電性材料からなる各種部材等を非導電性マトリックスとし、これらの導電性材料からなる各種部材等を導電性部分又は導電部分として、この導電部分が点在する場合は、点在導電部分とすることができる。従って、点在導電部分は、非導電性マトリックスの中に点在することになる。本実施例の異方導電シートでは、導電性エラストマーとしては、信越ポリマー株式会社製の導電性シリコーンゴムを用いており、非導電性のエラストマーとしては、三菱樹脂株式会社製のシリコーンゴムや信越ポリマー株式会社製のシリコーンゴム等を用いており、カップリング剤は、信越ポリマー株式会社製のシランカップリング剤を用いている。ここで、導電補助層として金属材料を用いた場合は、メタル層と呼んでよい。
第１図の左下には、もう一つの実施例である異方導電シートが破断面を境にして示してある。この実施例においては、導電補助層が導電性ピースの両側に付いている点を除けば、上述の実施例と同様な構成となっている。例えば、導電性ピース５０４の両側には導電補助層５０３、５０５が付いており、シートの厚さ方向の導電性をより向上させている。
第２図は、第１図の左上隅を拡大した部分拡大図で、両短冊状部材１２、１４をより詳しく示している。第１図の非導電性材料からなる短冊状部材１２は、ここでは、短冊状部材２０、４０等が相当し、第１図の縞模様の短冊状部材１４は、非導電性ピース２２、２６、３０等、及び、導電性ピース２４、２８等、及び、導電補助層２５、２９等、からなる短冊状部材、非導電性ピース４２、４６等、及び導電性ピース４４等、及び、導電補助層４５等、からなる短冊状部材、等が相当する。即ち、非導電性の短冊状部材２０の隣に非導電性ピース２２、２６等、及び、導電性ピース２４、２８等、及び、導電補助層２５、２９等、からなる短冊状部材が配置され、その隣に非導電性の短冊状部材４０が配置され、更に、非導電性ピース４２、４６等、及び、導電性ピース４４等、及び、導電補助層４５等、からなる短冊状部材が配置される構造となっている。これらの短冊状の部材の厚みは、本実施例においては略同じ（Ｔ）である。上述のように隣り合う両短冊状部材は、互いにカップリング剤により結合されており、縞模様の短冊状部材１４を構成する隣り合う導電補助層付き導電性ピース及び非導電性ピースもカップリング剤で結合されており、第１図に示すような１枚のシートを構成する。ここで、結合させているカップリング剤は、非導電性であり、シートの面方向の非導電性は担保されている。
一番左上の導電補助層２５は、それぞれの厚さが、１ｔ２１−１及び１ｔ２１−３の接着層２４２、２４６と厚さが、１ｔ２１−２の導電層２４４から構成されている。同様に他の導電補助層２９、４５は、それぞれ接着層２８２、２８６と導電層２８４及び接着層４４２、４４６と導電層４４４から構成されている。本実施例においては、接着層が導電層の両側に配置されているが、他の実施例においてはいずれか片側だけであってもよいと考える。しかし、このような接着層は少なくとも導電性部材と導電層の間にあることがより好ましい。本実施例の接着層は、インジウム酸化スズから構成され、導電層は、銅合金から構成されているが、他の実施例では、別の材料に交換可能である。これらの層は、後に述べるようにスパッタで作られる。
非導電性の短冊状部材２０、４０等は、それぞれの巾がｔ３１、ｔ３２、ｔ３３、・・・、ｔ３ｋ（ｋはある自然数）であり、縞模様の短冊状部材１４は、それぞれの巾が、ｔ４１、・・・、ｔ４ｋ（ｋはある自然数）である。これらの巾は、本実施例ではすべて同一であるが、他の実施例においては、全て同一であってもよく、全て異なっていてもよい。これらの巾は、後に述べる本実施例の異方導電シートの製造方法において容易に調整できる。また、縞模様の短冊状部材１４は、長さ１ｔ１１、１ｔ１２、１ｔ１３、・・・、１ｔ１ｍ（ｍはある自然数）；２ｔ１１、２ｔ１２、２ｔ１３、・・・、２ｔ１ｎ・・・（ｎはある自然数）・・・の非導電性ピース２２、２６、３０、３４、・・・、４２、４６、５０、５４、・・・と、長さ１ｔ２１、１ｔ２２、１ｔ２３、・・・、１ｔ２ｍ（ｍはある自然数）；２ｔ２１、２ｔ２２、２ｔ２３、・・・、２ｔ２ｎ・・・（ｎはある自然数）・・・の導電性ピース２４、２８、３２、・・・、４４、４８、・・・と、導電補助層２５と、から構成される。これらの非導電性ピースと導電性ピースの長さは、本実施例では同一であるが、他の実施例では全て同一であってもよく、全て異なっていてもよい。これらの長さは、後に述べる本実施例の異方導電シートの製造方法において容易に調整できる。尚、本実施例においては、縞模様の短冊状部材の導電性ピースの長さを約５０μｍとし、非導電性ピースの長さを約３０μｍとし、縞模様の短冊状部材の巾を約５０μｍとし、非導電性の短冊状部材の巾を約５０μｍとしているが、他の実施例において、それらより長く（又は大きく）又は短く（又は小さく）することができることはいうまでもない。
本実施例の一番左上の導電補助層２５は、導電性ピース２４に接する接着層２４２、この接着層２４２に接する導電層２４４、この導電層２４４に接する接着層２４６から構成され、接着層２４６は非導電性ピース２６と接している。後に述べるように本実施例の導電補助層は、スパッタにより作られるが、導電性ピース２４を基板として、まず、インジウム酸化スズを膜状に付け、次に、銅合金を膜状に付け、更に、インジウム酸化スズを膜状に付けることにより作成している。本実施例においては、それぞれの層の境界を比較的明確にしているが、スパッタで作成する過程において、なだらかに濃度勾配をつけることもできる。
本実施例では、接着層２４２の厚みが約５００オングストロームで、導電層２４４の厚みが約５０００オングストロームで、次の接着層２４６の厚みが約５００オングストロームである。従って、導電補助層としての厚みは約６０００オングストロームであるが、その他の実施例において、これらの厚みが自由に変えられることはいうまでもない。以上は、本実施例の一番左上の導電補助層２５について述べているが、その他の導電補助層２５、２９等についても同様である。
一般に、導電補助層としては、導電性ピースの長さ（例えば１ｔ２１）よりも薄いことが好ましく、より好ましくは１／１０以下、特により好ましくは１／５０以下である。導電性ピースの長さが０．１ｍｍ以上と長い場合は、導電補助層の厚みが、１０μｍ以下であることが好ましい。
本実施例の場合、繰り返し間隔は、２つの隣り合う異種エラストマーの長さを足して２で割った数値、即ち、［（ｋｔ１ｍ＋ｋｔ２ｍ）／２］若しくは［（ｋｔ１ｍ＋ｋｔ２（ｍ−１））／２］が相当する（ｋ、ｍはある自然数）。ここで、接着層の厚さが考慮されていないが、これは通常これらの長さに比べれば特に小さいからである（厚い場合は、考慮し加えるのが好ましい）。異方導電シート全体としては、これらの数値の平均値を用いてもよく、最小値を用いることもでき、シートの必要な場所の最小値又は平均値を用いることもできる。平均値を用いる場合は、シート全体としてのファインピッチの性能を示し、最小値を用いるときは、保証できる最小端子間間隔を規定すると考えられる。また、比較的均一に導電性エラストマーが配置されている場合は、縞模様の短冊状部材において、単位長さあたりの導電性エラストマーの出現回数や導電性エラストマーの累積長さを用いてもよい。本実施例においては、繰り返し間隔は、平均若しくは最小値を用いたとしても約４０μｍであり、単位長さあたりの導電エラストマーの累積長さは、約０．６ｍｍ／ｍｍである。
本実施例の異方導電シートは、上述の巾や長さを足すことにより、その寸法が明示できるが、巾や長さに制限はなく、また、厚みＴについても制限がない。但し、回路基板と電子部品の端子間を接続するために用いる場合は、これらの寸法と整合するような大きさであると好ましい。このような場合は、通常０．５〜３．０ｃｍ×０．５〜３．０ｃｍの厚みが０．５〜２．０ｍｍである。
第３図から第９図において、上述の実施例の異方導電シートを製造する方法を説明する。第３図においては、導電補助層２５０が上に付いている導電性シート７１を示している。この導電補助層２５０は、種々の方法で付けることができるが、本実施例においては、スパッタにより付けてある。即ち、導電性シート７１を基板とし、作られる導電補助層の成分に合致するターゲットを調整し、スパッタリング装置により導電補助層を付ける。本実施例の導電性シートは、導電性エラストマーであるので、基板温度が上がり過ぎないような工夫をするとよい。例えば、マグネトロンスパッタやイオンビームスパッタ等を用いること等である。
第４図は、その左側に、一部破断面がある上記導電補助層２５０が上に付いている導電性シート７１を示している。この実施例では、導電補助層が接着層２５２、２５６及び導電層２５４からなり、導電性シート７１の上にまず接着層２５６が付けられ、次に導電層２５４、そして最後に接着層２５２が付けられている。第４図の右側には、同様に導電補助層が付けられているが、導電性シートの両側に付けられている１つの実施例が示してある。このような構成にすると、導電補助層の効果がより発揮できることになる。このようなシート部材は、同時に両側に導電補助層を付けることにより作成することも可能であるが、通常は、片面（例えば導電補助層２５０）をまず処理し、次に裏返して、他方の面に導電補助層２９０を付けるとよい。他方の面に付けられた導電補助層２９０も接着層２９２、２９６及び導電層２９４から構成される。導電補助層は、導電性シート７１の電気的な特性を向上させることを狙いとしているため、導電性シート７１と電気的に接触していることが好ましく、接着層２５６、２９２は、機械的な密着性を向上させるだけでなく、導電層２５４、２９４へと電気的な接触の橋渡しをする働きを持つとよい。
第５図には、接着層がない導電補助層２５１、２９１が付いている導電性シート７１を、一部破断面がある図において示している。この図の左側が導電性シート７１の上側だけに導電補助層２５１を付けた実施例であり、右側が導電性シート７１の両側に導電補助層２５１、２９１を付けた実施例である。これらのような実施例では、構造が第４図の場合に比べより単純になり、製造工程を少なくできる。導電補助層２５１、２９１は、導電層用の材料を用いるとよい。
第６図においては、導電補助層が付けられた導電性シート（Ａ）７０及び非導電性シート（Ｂ）８０が用意されており、これらから、各種シート部材を交互に積み上げてＡＢシート積層体（Ｃ）９０を作成しているようすを示している。積み上げ途中のＡＢシート積層体（Ｃ）９０には、更に、非導電性シート（Ｂ）８２が積み上げられ、その上に導電補助層が付けられた導電性シート（Ａ）７２が積み上げられている。これらのシート部材の間には、カップリング剤が施されており、シート部材間は結合される。積み上げ途中のＡＢシート積層体９０の一番下には、非導電性シート（Ｂ）８３が配置されており、このシート部材の厚みが、第１図及び第２図における１ｔ１１に相当すると考えてよく、そのすぐ上の導電性シート（Ａ）７３の厚みが、第２図における１ｔ２１に相当すると考えてよく、順じ、シート部材８４、７４、８５、７５の厚みが、それぞれ、第２図における導電性ピース２４、２８及び非導電性ピース２２、２６の長さに相当すると考えてよい。即ち、第１図及び第２図の縞模様の短冊状部材１４における非導電性ピース及び導電補助層が付けられた導電性ピースの長さは、これらシート部材の厚みを変えることにより自由に変えることができる。同様に、短冊状の非導電性部材４０等に挟まれた縞模様の短冊状部材の各種部材の導電性ピース及び非導電性ピースの長さは、対応する非導電性シート（Ｂ）及び導電性シート（Ａ）の厚みに対応する。通常これらの厚みは、約８０μｍ以下であり、ファインピッチとしてより好ましくは、約５０μｍ以下である。本実施例においては、非導電性ピースの長さを約３０μｍとし、導電性ピースの長さを約５０μｍとするように厚さを調整した。
尚、導電性シート（Ａ）と非導電性シート（Ｂ）を交互に積み上げることには、導電性シート（Ａ）を２枚以上連続して積み上げ、それから、非導電性シート（Ｂ）を１枚以上積み上げることを含んでよい。また、非導電性シート（Ｂ）を２枚以上連続して積み上げ、それから、導電性シート（Ａ）を１枚以上積み上げることが同様に交互に積み上げることに含まれてよい。
第７図は、上述のＡＢシート積層工程により作成されたＡＢシート積層体（Ｃ）９２を切断する工程を示している。ＡＢシート積層体（Ｃ）９２は、得られるゼブラ状シート９１の厚みが所望のｔ４ｋ（ｋは自然数）となるように、１−１の切断線に沿って切断される。この厚みｔ４ｋは、第２図におけるｔ４１、ｔ４２等に相当する。このように、第１図及び第２図における縞模様の短冊状部材１４の巾は自在に調整することができ、全てを同一としても、異なるとしてもよく、通常は、約８０μｍ以下で、より望ましくは、約５０μｍ以下にされる。本実施例では、約５０μｍとした。
第８図は、上述の工程により作成されたゼブラ状シート９３及び非導電性シート（Ｂ）８０から、これらシートを交互に積み上げてゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）を作成しているようすを示している。積み上げ途中のゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）１００には、更に、非導電性シート８４が積み上げられ、その上にゼブラ状シート９４が積み上げられている。これらのシート部材の間には、カップリング剤が施されており、シート部材間が結合される。積み上げ途中のゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）１００の一番下には、非導電性シート（Ｂ）８７が配置されており、このシート部材の厚みが、第２図における非導電性短冊状部材１２の巾であるｔ３１に相当すると考えてよく、そのすぐ上の導電性シート９７の厚みが、第２図におけるｔ４１に相当すると上述のように考えてよく、順じ、シート部材８９、９９の厚みが、それぞれ、第２図におけるｔ３２等に相当すると考えてよい。即ち、第１図及び第２図における２種類の短冊状部材１２、１４の巾は、これらシート部材の厚みを変えることにより自由に変えることができる。通常これらの巾は、約８０μｍ以下であり、ファインピッチとしてより好ましくは、約５０μｍ以下である。本実施例においては、非導電性短冊状部材１２の巾を約３０μｍとし、縞模様の短冊状部材１４の巾を約５０μｍとするように厚さを調整した。
第９図は、上述のゼブラ−Ｄシート積層工程により作成されたゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）１０２を切断する工程を示している。積層体１０２は、得られる異方導電シート１０４の厚みが所望のＴとなるように、２−２の切断線に沿って切断される。従って、通常は難しい薄い異方導電シートの作成や厚い異方導電シートの作成が容易にできる。通常は、約１ｍｍ程度であるが、薄くする場合は、約１００μｍ以下（特に望まれる時には約５０μｍ以下）にすることもでき、数ｍｍとすることもできる。本実施例では、約１ｍｍとした。
第１０図及び第１１図に上述の異方導電シートを製造する方法をフローチャートに表した。第１０図は、ゼブラ状シートを作成する工程を示す。まず、導電補助層を導電性シート（Ａ）に付ける（Ｓ−０１）。本実施例ではスパッタによる導電補助層の作成を導電性シートの片面にのみ行っている。このように導電補助層を付けた導電性シート（Ａ）を次の工程で使うためストックしておく（Ｓ−０２）。次に、非導電性シート（Ｂ）を積み重ねるための所定の位置に置く（Ｓ−０３）。オプションとしてカップリング剤を上記非導電性シート（Ｂ）の上に施す（Ｓ−０４）。オプションであるため、この工程を省くことができることはいうまでもない（以下同様）。導電補助層付き導電性シート（Ａ）をその上に置く（Ｓ−０５）。積まれたＡＢシート積層体（Ｃ）の厚さ（又は高さ）が所望の厚さ（又は高さ）になっているかをチェックする（Ｓ−０６）。もし所望（所定）の厚さになっていれば第１の切断工程（Ｓ−１０）へと進む。もし所望（所定）の厚さになっていなければオプションとしてカップリング剤を上記導電シート（Ａ）に施す（Ｓ−０７）。非導電性シート（Ｂ）をその上に置く（Ｓ−０８）。積まれたＡＢシート積層体（Ｃ）の厚さ（又は高さ）が所望の厚さ（又は高さ）になっているかをチェックする（Ｓ−０９）。もし所望（所定）の厚さになっていれば第１の切断工程（Ｓ−１０）へと進む。もし所望（所定）の厚さになっていなければ上記のＳ−０４工程に戻り、オプションとしてカップリング剤を上記導電性シート（Ａ）に施す。切断工程（Ｓ−１０）では、１枚ずつ若しくは複数枚同時にゼブラ状シートを切り出し、ゼブラ状シートをストックしておく（Ｓ−１１）。
第１１図は、ゼブラ状シートと非導電性シート（Ｄ）から異方導電シートを作成する工程を示す。まず、非導電性シート（Ｄ）を積み重ねるための所定の位置に置く（Ｓ−１２）。オプションとしてカップリング剤を上記非導電性シート（Ｄ）の上に施す（Ｓ−１３）。ゼブラ状シートをその上に置く（Ｓ−１４）。積まれたゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）の厚さ（又は高さ）が所望の厚さ（又は高さ）になっているかをチェックする（Ｓ−１５）。もし所望（所定）の厚さになっていれば第２の切断工程（Ｓ−１９）へと進む。もし所望（所定）の厚さになっていなければオプションとしてカップリング剤を上記ゼブラ状シートに施す（Ｓ−１６）。非導電性シート（Ｄ）をその上に置く（Ｓ−１７）。積まれたゼブラ−Ｄシート積層体（Ｅ）の厚さ（又は高さ）が所望の厚さ（又は高さ）になっているかをチェックする（Ｓ−１８）。もし所望（所定）の厚さになっていれば第２の切断工程（Ｓ−１９）へと進む。もし所望（所定）の厚さになっていなければ上記Ｓ−１３工程に戻り、オプションとしてカップリング剤を上記非導電シート（Ｄ）に施す。第２の切断工程（Ｓ−１９）では、１枚ずつ若しくは複数枚同時に異方導電シートを切り出す。
第１２図、第１３図、及び、第１４図に、もう１つの実施例を示す。この実施例では、加硫済みの導電性シートと未加硫の非導電性シートを用い、上述のような方法で異方導電シート１１０を作成した。第１３図及び第１４図は、この異方導電シート１１０のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示している。これらの図からわかるように、シート表面では、導電補助層付き導電性ピース１２４、１２８、１３２、１４８等が凸状態にあり、非導電性ピース１２２、１２６、１３０、１３４、１２０、１４０、１６０等よりも突出しているので、コンタクトの信頼性が高い。このような形状となったのは、加熱により未加硫のゴムが収縮したからである。この時の導電性エラストマーは、加硫済みのものであり、非導電性エラストマーは未加硫のものである。未加硫の非導電性エラストマーは、加熱等により加硫済みのエラストマーと接着することができる。そのため、上述の製造方法において、オプションのカップリング剤の付与は必ずしも必要ではなく、工程から削除することができる。
以上のように、本発明の異方導電シートは、面方向の絶縁性を担保しつつ、厚み方向の高い導電性を満足するという効果があるばかりでなく、非導電性ピースや導電性ピースの長さ等のサイズを自由に設定でき、高集積化により望まれるファインピッチを達成することができる。厚み方向に貫通する導電補助層が直接表面及び裏面に露出した場合は、特に導電率が高くなると考えられる。また、導電性部材と非導電性部材は化学的に結合（ゴムの架橋）しているため、線状の金属等を導電部に用いたときに生じやすい、導電部の抜け等による欠落がないという効果がある。更に、導電性部材は必ず非導電性部材に囲まれているため、金属などの導電性粒子等を混入させた異方導電シートに生じやすいシートの面方向における導電性粒子の近接・接触による混線が生じないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例である異方導電シートを破断面を境に異なるパターンで示す部分破断斜視図である。
第２図は、第１図の本発明の実施例の異方導電シートの上左部を部分的に拡大した部分破断拡大図である。
第３図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、導電補助層付き導電性シートの例である。
第４図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、導電補助層付き導電性シートのもう１つの例である。
第５図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、導電補助層付き導電性シートの更にもう一つの例である。
第６図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、導電補助層付き導電性シートと非導電性シートを積層する工程を図解したものである。
第７図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、第６図において積層した導電補助層付き導電性シートと非導電性シートの積層体を切断する工程を図解したものである。
第８図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、第７図において切断したシートと非導電性シートを積層する工程を図解したものである。
第９図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法に関し、第８図において積層した積層体を切断する工程を図解したものである。
第１０図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法において、ＡＢシート積層体（Ｃ）そしてゼブラ状シートを作成する方法をフローで示したものである。
第１１図は、本発明の実施例の１つである異方導電シートを製造する方法において、ゼブラ状シート等から異方導電シートを作成する方法をフローで示したものである。
第１２図は、本発明のもう１つの実施例である異方導電シートの平面図である。
第１３図は、第１２図における本発明のもう１つの実施例である異方導電シートのＡ−Ａ断面図である。
第１４図は、第１２図における本発明のもう１つの実施例である異方導電シートのＢ−Ｂ断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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