異方導電性シート
【課題】 ワイピング機能を有する導電性のシートを提供する。
【解決手段】 押圧する際に導電性のシートの相手部材の表面で摺動する構造を有する。例えば、押圧力が必ずしも相手表面に対して垂直にのみ作用するわけではなく、該シート及び対象電極界の互いの表面間でせん断応力が働くような構造を有する。このとき、摺動され得る摺動部近傍には、アブレッシブ材がリッチに含まれる。このようなアブレッシブ材としては、例えばニッケル、炭素繊維等を用いることができる。
【解決手段】 押圧する際に導電性のシートの相手部材の表面で摺動する構造を有する。例えば、押圧力が必ずしも相手表面に対して垂直にのみ作用するわけではなく、該シート及び対象電極界の互いの表面間でせん断応力が働くような構造を有する。このとき、摺動され得る摺動部近傍には、アブレッシブ材がリッチに含まれる。このようなアブレッシブ材としては、例えばニッケル、炭素繊維等を用いることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性のシートに関し、特に厚み方向にのみ導電性を有する異方導電性シートに関する。また、このような異方導電性シートを用いた導電接触構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この異方導電性シートは、プリント回路基板、半導体集積回路装置、液晶表示装置などの回路装置の電気的検査装置におけるコネクターとして好ましく用いられ、このような異方導電性シートを備えた回路装置の電気的検査装置にも適用される。
【０００３】
異方導電性のエラストマシートは、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ものを含むことができる。このような異方導電性のエラストマシートを用いると、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だけでなく、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。そのため、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等の分野において、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として広く用いられている。
【０００４】
また、プリント回路基板、半導体集積回路装置、液晶表示装置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間にこの異方導電性エラストマシートを介在させて、電気的な接続が行われている。
【０００５】
近年、半導体集積回路装置の電気的検査のみならず、キャリア等に搭載される前の半導体チップ自体の電気的検査を行うことが極めて重要であることが認識されているところ、半導体チップの電気的検査を行う方法として、半導体チップの電気的検査をウエハの状態で行うＷＬＢＩ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｂｕｒｎ−ｉｎ）テストにおいて、プローブカードとして異方導電性シートを用いることが提案されている。
【０００６】
このような異方導電性エラストマーシートとしては、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（例えば、特許文献１）、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（例えば、特許文献２）、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異方導電性エラストマーシート（例えば、特許文献３）が開示されている。
【０００７】
このような異方導電性シートにおいて、シートが接触する相手電極との接触電気抵抗は、電気回路等の高速性が益々要求されるようになると重要となる。このような接触電気抵抗は、電極の表面の酸化膜等が原因と考えられ、このような酸化膜等を除去する工夫がなされている（例えば、特許文献４）。
【特許文献１】特開昭５１−９３３９３号公報
【特許文献２】特開昭５３−１４７７７２号公報
【特許文献３】特開昭６１−２５０９０６号公報
【特許文献４】特願平１１−２７０５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような接触電気抵抗は、電極表面の金属酸化物のみならず、いわゆるコンタミとして取り扱われることの多い、表面に付着する脂肪酸等の有機物が原因となることもあり、これらを除去することも重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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り、例えば回路装置の電気的検査に用いた場合に、微小な被検査電極に対しても、実用的な電気的検査装置の位置合わせ精度内で所要の電気的接続を確実に達成することができ、接続される電極の表面に付着するコンタミの少ない異方導電性シートを提供するものである。
【００１０】
即ち、対象電極の表面に対して、コンタミを排除する摺動が生じる表面構造を有する異方導電性シートを提供する。例えば、対象電極を該シートに押圧する際に、この押圧力により、該対象電極の表面を摺動する構造を有する。より具体的には、押圧力が必ずしも対象電極表面に対して垂直に作用せず、該シート及び対象電極界面間でせん断応力が働くような構造を有する。このとき、摺動され得る摺動部近傍には、アブレッシブ材がリッチに含まれる。このようなアブレッシブ材としては、例えばフレーク状ニッケル、粉状ニッケル、比較的短い炭素繊維等を用いることができる。
【００１１】
より具体的には、以下のようなものを提供する。
【００１２】
（１）厚み方向に導電性を有することができる導電性シートにおいて、１又はそれ以上の突起部をその先端に向って幅狭若しくは薄厚みとなるように該導電性シートのシート面に備え、前記突起部は該導電性シートのシート面からその面に対して所定の角度で突出し、基底部からの突出高さは前記突起部の基底部での幅若しくは厚み寸法のうち実質的により小さい寸法に対して２０％以上であることを特徴とする異方導電性シート。
【００１３】
ここで、導電性シートは、いわゆる異方導電性シートを含んでよく、圧縮に応じて導電性が変化するものを含んでよい。突起部は、周囲の基準面から突出している凸形状部又は部材を含んでよく、上から見た形状が、円形であると、矩形であると、その他の形状であるとを問わない。その先端に向って幅狭若しくは薄厚みとなるとは、例えば、先端部に向って細くなるような突起形状であることを含んでよい。突出の角度は、突起部の基底部であるシート面に沿った基底面のいわゆる中心から、突起部の実質的な先端に向って仮想線を引いたときに、その仮想線とシート面とでなす角度のことをいう。例えば、半球状の突起部の場合は、基底面の中心（例えば基底円の中心）と先端部とを結ぶ仮想線は、シート面に対してほぼ直角である。また、突起の高さはこの仮想線に沿って測定することができ、まさしく半球であるならば、基底面の基準幅である球の直径の５０％（球の半径）がその高さに相当する。半球ではなく、１／３球、１／４球の場合は、それぞれ、基底面の基準幅であるほぼ直径（約９５％）に対して高さは約３５％、基底面の基準幅であるほぼ直径に近い長さ（約８５％）に対して高さは約３０％になり、２／３球、３／４球の場合は、それぞれ、約７０％、約９０％となる。
【００１４】
（２）前記突起部の高さが、３μｍから１０μｍである、上記（１）記載の異方導電性シート。
【００１５】
突起部の高さは、０．１μｍ以上が望ましく、より望ましくは１μｍ以上、更に望ましくは、３μｍ以上である。また、突起部の高さは、１００μｍ以下が望ましく、より望ましくは、２０μｍ以下、更に望ましくは、１０μｍ以下である。
【００１６】
（３）前記突起部が、反対側のシート面にも配置されている、上記（１）又は（２）記載の異方導電性シート。
【００１７】
（４）前記所定の角度は、約３０度以上である、上記（１）から（３）いずれか記載の異方導電性シート。
【００１８】
材料により、また、その形状により最適な角度は変わりえるが、一般には、所定の角度は、押付け力がせん断力に変わりやすい角度が望ましい。具体的には、突起部に用いられる材料が通常のゴムであるならば、１０度以上が望ましく、より望ましくは２０度以上、更に望ましくは３０度以上である。横滑りせん断を期待する場合は、この所定角度は、８０度以下が好ましく、より好ましくは、７０度以下、更に好ましくは、６０度以下である。力の分配によるせん断成分が大きく取れる可能性があるからである。所定角度の最大値は、理論上９０度である。また、接触せん断力を期待する場合は、所定角度は約８０度以上が好ましく、ほぼ９０度の所定角度がより好ましい場合もある。
【００１９】
（５）前記所定の角度は、約８０度以上である、上記（１）から（３）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２０】
（６）前記突起部は、アブレッシブ材リッチな部分をその表面若しくは表面近傍に有する、上記（１）から（５）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２１】
アブレッシブ材とは、表面のコンタミを削る材料若しくは部材又は部分であって、実質的にシート表面に出ているものが好ましい。その大きさは、数μｍから数十μｍがより好ましい。
【００２２】
（７）前記アブレッシブ材は、ニッケルを含む、上記（６）記載の異方導電性シート。
【００２３】
（８）前記アブレッシブ材は、炭素繊維を含む、上記（６）記載の異方導電性シート。
【００２４】
ニッケルは、フレーク状、粉体状、その他の形状であってよく、削りやすい角部を有すると更に好ましい。酸化ニッケル等を含んでよい。炭素繊維は、ＰＡＮ系、ピッチ系、その他の炭素繊維を含んでよい。
【００２５】
（９）該異方導電性シートは、シリコーン樹脂からなる上記（１）から（８）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２６】
（１０）該異方導電性シートは、フッ素樹脂からなる、上記（１）から（８）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２７】
（１１）上記（１）から（１０）いずれか記載の異方導電性シートを２つの基板で狭持し、該異方導電性シートを介して、その２つのシート面で接触することにより接続される前記基板及び前記異方導電性シートからなる導電接触構造において、少なくとも一方のシート面の接触部に対応する前記基板の表面に、バンプを設ける、導電接触構造。
【発明の効果】
【００２８】
接触電気抵抗の原因となる有機物の除去に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係る異方導電性シート１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１８の２つの接触状態を示す模式図である。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面（シート面）に突起部１２が、垂直線１４に対して所定の角度で傾いて延びている（この図において、左斜め下向き）。この突起部１２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００３１】
突起部１２のほぼ先端に、電極１８（保持する基板は図示しない）の接触部１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１６’（第１の接触部）があり、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１０及び電極１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ１である（図１（ａ））。電極１８の表面において、突起部１２の基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１４からこの第１の接触部１６までの距離は、Ｄ１である。
【００３２】
この突起部１２の第１の接触部１６’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１８の対向する第１の接触部１６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となる。このような有機被膜の除去のメカニズムは、一般にアブレッシブ磨耗によるものと考えられており、ニッケル以外にアブレッシブ性を有する金属、セラミックス、炭素繊維、その他の材料を適宜選択することができる。導電性を向上させる機能を重視すれば、金属等の導電性のあるアブレッシブ材を適用することが好ましい。
【００３３】
異方導電性シート１０及び電極１８の距離を更にｄ２まで近接させた場合を図１（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１２は、更に左に傾き、電極１８の接触部２０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部２０’（第２の接触部）で、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、垂直線１４からこの第２の接触部２０までの距離は、Ｄ２であり、Ｄ２＞Ｄ１となっている。従って、電極１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１６から第２の接触部２０へとわずかながら、左にシフトしており、異方導電性シート１０及び電極１８の距離をｄ２まで近接させる過程において、突起部１２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部１２の第１の接触部１６’は、第２の接触部２０’よりも突起部１２のより先端側に位置する。しかしながら、突起部の形状や構造を変更することにより、接触部の位置が変化しないようにすることも可能であり、逆に第２の接触部をより先端側に配置するようにさせることもできる。
【００３４】
図２には、本発明の別の実施の形態に係る異方導電性シート１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１８の２つの接触状態を模式的に示す。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面に図１に示したものと同様な斜めの突起部１２、及びほぼ垂直な突起部２２が、それぞれ垂直線１４に対して所定の角度で傾いて、及び垂直線２４にほぼ平行に延びている。これら突起部１２、２２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００３５】
図１と同様に、突起部１２のほぼ先端に電極１８の接触部１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１６’（第１の接触部）があり、また、突起部２２の先端に電極１８の接触部２６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部２６’（第１の接触部）があり、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１０及び電極１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ３である（図２（ａ））。電極１８の表面において、突起部１２の基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１４からこの第１の接触部１６までの距離は、Ｄ３であり、垂直線１４及び２４の間の距離は、Ｌ３である。
【００３６】
図１における実施例と同様、この突起部１２の第１の接触部１６’、２６’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１８の対向する第１の接触部１６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となり、ニッケル以外の材料等も検討対象となる。
【００３７】
異方導電性シート１０及び電極１８の距離を更にｄ４まで近接させた場合を図２（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１２は、更に左に傾き、電極１８の接触部２０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部２０’（第２の接触部）で、更に、同じではあるがそれぞれの接触部２６、２６’で、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、垂直線１４からこの第２の接触部２０’までの距離は、Ｄ４であり、Ｄ４＞Ｄ３となっている。従って、電極１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１６から第２の接触部２０へとわずかながら、左にシフトしており、異方導電性シート１０及び電極１８の距離をｄ４まで近接させる過程において、突起部１２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部１２の第１の接触部１６’は、第２の接触部２０’よりも突起部１２のより先端側に位置すること等は、図１の実施例の場合と同様である。
【００３８】
異方導電性シート１０の突起部２２の先端の接触部２６’は、横滑りはしないものの、押付け力をそのまま受け、かつ、接触面積がそれほど大きくならないことから、接触圧力はかなり高くなる。従って、摺動に起因するせん断力による被膜の破壊ではなく、アブレッシブ材の突き刺し効果が期待できる。また、突起部１２の摺動による異方導電性シート１０及び電極１８に働く相対横ずれ力は、この接触部２６、２６’での摩擦力により対向されるため、横ずれが生じ難い。
【００３９】
図３には、本発明の更に別の実施の形態に係る異方導電性シート１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１８の２つの接触状態を模式的に示す。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面に図１に示したものと同様な斜めの突起部１２、及び、逆方向に傾斜した突起部４２が、それぞれ垂直線１４、４４に対して所定の角度で傾いて延びている。これら突起部１２、４２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００４０】
図１と同様に、突起部１２のほぼ先端に、電極１８の接触部１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１６’（第１の接触部）があり、また、突起部４２のほぼ先端に、電極１８の接触部４６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部４６’（第１の接触部）があり、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１０及び電極１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ５である（図３（ａ））。電極１８の表面において、突起部１２、４２のそれぞれの基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１４、４４から、それぞれの第１の接触部１６、４６までの距離は、Ｄ５、Ｄ５’であり、垂直線１４及び４４の間の距離は、Ｌ５である。
【００４１】
図１における実施例と同様、この突起部１２及び４２の第１の接触部１６’、２０’近傍及び接触部４６’、４８’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１８の対向する第１の接触部１６、４６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となり、ニッケル以外の材料等も検討対象となる。
【００４２】
異方導電性シート１０及び電極１８の距離を更にｄ６まで近接させた場合を図３（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１２は、更に左に傾き、電極１８の接触部２０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部２０’（第２の接触部）で、また、突起部４２は、更に右に傾き、電極１８の接触部４８（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部４８’（第２の接触部）で、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、それぞれの垂直線１４、４４からこの第２の接触部２０’、４８’までの距離は、Ｄ６、Ｄ６’であり、Ｄ６＞Ｄ５、Ｄ６’＞Ｄ５’となっている。従って、電極１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１６から第２の接触部２０へとわずかながら、左にシフトしており、また、接触部が第１の接触部４６から第２の接触部４８へとわずかながら、右にシフトしており、異方導電性シート１０及び電極１８の距離をｄ６まで近接させる過程において、突起部１２、４２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部１２、４２の第１の接触部１６’、４６’は、第２の接触部２０’、４８’よりも突起部１２、４２のより先端側に位置すること等は、図１の実施例の場合と同様である。
【００４３】
突起部１２の摺動による異方導電性シート１０及び電極１８に働く相対横ずれ力は、突起部４２の摺動による異方導電性シート１０及び電極１８に働く相対横ずれ力と対向しているため、お互いにキャンセルし合い横ずれが生じ難い。
【００４４】
図４は、本発明の別の実施の形態に係る異方導電性シート５０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）５８の２つの接触状態を示す模式図である。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面に２つの突起部５２、６２が、垂直線５４、６４に対してほぼ平行に延びている（この図において下向き）。この突起部５２、６２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００４５】
電極５８の異方導電性シート５０に対向する面上には、バンプ５９がほぼ半球状に形成されている。上述の突起部５２、６２は、そのほぼ先端に、バンプ５９の接触部５６、６６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部５６’、６６’（第１の接触部）があり、電極５８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート５０及び電極５８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ７である（図４（ａ））。バンプ５９の表面において、突起部５２、６２の基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線５４、６４からこの第１の接触部５６、６６までの距離は大変短く、それぞれほとんど０である。これは、突起部５２、６２の先端形状やバンプ５９の表面形状によって、適宜変えることが可能である。
【００４６】
この突起部５２、６２の第１の接触部５６’、６６’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側のバンプ５９の対向する第１の接触部５６、６６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となる。このような有機被膜の除去のメカニズムは、一般にアブレッシブ磨耗によるものと考えられており、ニッケル以外にアブレッシブ性を有する金属、セラミックス、その他の材料を適宜選択することができ、導電性を考慮した選択も可能である。
【００４７】
異方導電性シート５０及び電極５８の距離を更にｄ８まで近接させた場合を図４（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部５２及び６２は、それぞれ更に左及び右に傾き、バンプ５９の接触部６０及び７０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部６０’及び７０’（第２の接触部）で、バンプ５９ひいては電極５８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、垂直線５４及び６４からこの第２の接触部６０及び７０までの距離は、それぞれＤ８及びＤ８’である。従って、バンプ５９に注目すれば、接触部が第１の接触部５６及び６６から第２の接触部６０及び７０へとわずかながら、左に及び右にシフトしており、異方導電性シート５０及び電極５８の距離をｄ８まで近接させる過程において、突起部５２、６２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部５２、６２の第１の接触部５６’、６６’は、第２の接触部６０’、７０’よりも突起部５２、６２のより先端側に位置する。しかしながら、突起部の形状や構造を変更することにより、接触部の位置が変化しないようにすることも可能であり、逆に第２の接触部をより先端側に配置するようにさせることもできる。
【００４８】
図５は、本発明の別の実施の形態に係る異方導電性シート１１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１１８の２つの接触状態（（ａ）及び（ｂ））を示す模式図である。この異方導電性シート１１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面（シート面）に突起部１１２が、垂直線１１４に対してほぼ垂直に延びている（この図において、下向き）。この突起部１１２は、図において半分よりやや小さい円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、半球状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００４９】
突起部１１２のほぼ先端に、電極１１８（保持する基板は図示しない）の接触部１１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１１６’（第１の接触部）が突起部１１２側にあり、電極１１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１１０及び電極１１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ９である（図５（ａ））。電極１１８の表面において、突起部１１２の基底部（異方導電性シート１１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１１４は、ほぼこの第１の接触部１１６を通過している。
【００５０】
この突起部１１２の第１の接触部１１６’近傍には、フレーク状のニッケル１１３が基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１１８の対向する第１の接触部１１６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となる。このような有機被膜の除去のメカニズムは、一般にアブレッシブ磨耗によるものと考えられており、ニッケル以外にアブレッシブ性を有する金属、セラミックス、炭素繊維、その他の材料を適宜選択することができる。導電性を向上させる機能を重視すれば、金属、一部の炭素繊維等の導電性のあるアブレッシブ材を適用することが好ましい。
【００５１】
異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離を更にｄ１０まで近接させた場合を図５（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１１２は、平たくつぶれ、電極１１８の接触部１２０（第２の接触部）にまで、接触が広がって押圧される、対向する突起部１１２の接触部１２０’（第２の接触部）も接触するようになり、電極１１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。ここで、同様なことが中心線１１４の右側でも生じていることに留意されたい。図から分かるように、垂直線１１４からこの第２の接触部１２０までの距離は、Ｄ１０である。従って、電極１１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１１６から第２の接触部１２０へ連続的に増えていることになる。即ち、異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離をｄ１０まで近接させる過程において、突起部１１２の表面と電極１１８との接触面積が広がっていることが分かる。
【００５２】
このときのメカニズムについて、図６を参照しつつ、考察する。異方導電性シート１１０のシート面に半球状の突起部１１２が配置されている。この半球は、図中、仮想中心Ｃを中心に半径Ｒの円から得られる円弧により描かれている。その下には、Ｘ軸１３０が、シート面と平行に延びている。突起部１１２の第１の接触部１１６’である所に対応するのが、Ｘ軸１３０条の点Ｏである。点Ｐは、図５（ｂ）において１２０’に相当する位置であり、そのＸ軸１３０への正射影の位置が点Ａである。即ち、距離ＯＡ＝Ｒ×ｓｉｎθである。しかるに、１１６’から点Ｐまでの距離は、半球１１２の外面に沿って測ると、Ｘ軸１３０上での距離ＯＢ（理論上、ＯＢ＝Ｒ×θ）に相当する。距離ＯＢは、明らかに距離ＯＡより長いため、図５（ｂ）において、第１の接触部１１６’から第２の接触部１２０’までのほぼ直線上の距離（距離ＯＡに相当）に、距離ＯＢだけの円弧となる線（図中のみ、実際には２次元的な表面）が対応するように収められていることになる。これは、突起部１１２がゴム成分よりなる弾性体であるため、より弾性率の高い材料からなる電極１１８の表面になぞるように、距離ＯＢの円弧となる線が押し縮められているからできることである。逆にいえば、異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離をｄ１０からｄ９にしたときには、押し縮められた円弧となる線が本来の距離ＯＢに戻るため、相手側の距離ＯＡに相当する線（実際には面）に対して、せん断力を与える。つまり、異方導電性シート１１０及び電極１１８の互いの表面にあるコンタミ層がそれぞれ、圧縮及び引っ張りの力を与えられることになる。このとき、突起部１１２の表面にあるニッケル片の角が、電極１１８の表面にあるコンタミを削ることになる。
【００５３】
一方、異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離をｄ９からｄ１０へと縮める過程においては、円弧となる線が押し縮められるため、せん断力が発生する。つまり、異方導電性シート１１０及び電極１１８の互いの表面にあるコンタミ層がそれぞれ、引張及び圧縮の力が働くことになる。このとき、突起部１１２の表面にあるニッケル片の角が、電極１１８の表面にあるコンタミを削ることになる。
【００５４】
尚、このような考察は、理論に基づくものであり、実際に生じていることとは異なる場合があるが、上記実施例では、結果的にワイピング機能を有しており、上述のような構成が、メカニズムの詳細は別としても、本発明の課題を解決するのに有効であることに間違いはない。
【００５５】
以上のように、本発明によれば、接触電気抵抗の原因となる有機物の除去に効果がある。なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、種々の設計変更及び修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図６】突起部形状を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、５０、１１０ 異方導電性シート
１２、２２、４２、５２、６２、１１２ 突起物
１４、２４、４４、５４、６４、１１４ 垂直線
１６、４６、５６、６６、１１６ 第１の接触部
１８、５８、１１８ 電極
２０、４８、６０、７０、１２０ 第２の接触部
２６ 接触部
５９ バンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性のシートに関し、特に厚み方向にのみ導電性を有する異方導電性シートに関する。また、このような異方導電性シートを用いた導電接触構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この異方導電性シートは、プリント回路基板、半導体集積回路装置、液晶表示装置などの回路装置の電気的検査装置におけるコネクターとして好ましく用いられ、このような異方導電性シートを備えた回路装置の電気的検査装置にも適用される。
【０００３】
異方導電性のエラストマシートは、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ものを含むことができる。このような異方導電性のエラストマシートを用いると、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だけでなく、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。そのため、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等の分野において、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として広く用いられている。
【０００４】
また、プリント回路基板、半導体集積回路装置、液晶表示装置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間にこの異方導電性エラストマシートを介在させて、電気的な接続が行われている。
【０００５】
近年、半導体集積回路装置の電気的検査のみならず、キャリア等に搭載される前の半導体チップ自体の電気的検査を行うことが極めて重要であることが認識されているところ、半導体チップの電気的検査を行う方法として、半導体チップの電気的検査をウエハの状態で行うＷＬＢＩ（Ｗａｆｅｒ Ｌｅｖｅｌ Ｂｕｒｎ−ｉｎ）テストにおいて、プローブカードとして異方導電性シートを用いることが提案されている。
【０００６】
このような異方導電性エラストマーシートとしては、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（例えば、特許文献１）、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（例えば、特許文献２）、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異方導電性エラストマーシート（例えば、特許文献３）が開示されている。
【０００７】
このような異方導電性シートにおいて、シートが接触する相手電極との接触電気抵抗は、電気回路等の高速性が益々要求されるようになると重要となる。このような接触電気抵抗は、電極の表面の酸化膜等が原因と考えられ、このような酸化膜等を除去する工夫がなされている（例えば、特許文献４）。
【特許文献１】特開昭５１−９３３９３号公報
【特許文献２】特開昭５３−１４７７７２号公報
【特許文献３】特開昭６１−２５０９０６号公報
【特許文献４】特願平１１−２７０５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような接触電気抵抗は、電極表面の金属酸化物のみならず、いわゆるコンタミとして取り扱われることの多い、表面に付着する脂肪酸等の有機物が原因となることもあり、これらを除去することも重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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り、例えば回路装置の電気的検査に用いた場合に、微小な被検査電極に対しても、実用的な電気的検査装置の位置合わせ精度内で所要の電気的接続を確実に達成することができ、接続される電極の表面に付着するコンタミの少ない異方導電性シートを提供するものである。
【００１０】
即ち、対象電極の表面に対して、コンタミを排除する摺動が生じる表面構造を有する異方導電性シートを提供する。例えば、対象電極を該シートに押圧する際に、この押圧力により、該対象電極の表面を摺動する構造を有する。より具体的には、押圧力が必ずしも対象電極表面に対して垂直に作用せず、該シート及び対象電極界面間でせん断応力が働くような構造を有する。このとき、摺動され得る摺動部近傍には、アブレッシブ材がリッチに含まれる。このようなアブレッシブ材としては、例えばフレーク状ニッケル、粉状ニッケル、比較的短い炭素繊維等を用いることができる。
【００１１】
より具体的には、以下のようなものを提供する。
【００１２】
（１）厚み方向に導電性を有することができる導電性シートにおいて、１又はそれ以上の突起部をその先端に向って幅狭若しくは薄厚みとなるように該導電性シートのシート面に備え、前記突起部は該導電性シートのシート面からその面に対して所定の角度で突出し、基底部からの突出高さは前記突起部の基底部での幅若しくは厚み寸法のうち実質的により小さい寸法に対して２０％以上であることを特徴とする異方導電性シート。
【００１３】
ここで、導電性シートは、いわゆる異方導電性シートを含んでよく、圧縮に応じて導電性が変化するものを含んでよい。突起部は、周囲の基準面から突出している凸形状部又は部材を含んでよく、上から見た形状が、円形であると、矩形であると、その他の形状であるとを問わない。その先端に向って幅狭若しくは薄厚みとなるとは、例えば、先端部に向って細くなるような突起形状であることを含んでよい。突出の角度は、突起部の基底部であるシート面に沿った基底面のいわゆる中心から、突起部の実質的な先端に向って仮想線を引いたときに、その仮想線とシート面とでなす角度のことをいう。例えば、半球状の突起部の場合は、基底面の中心（例えば基底円の中心）と先端部とを結ぶ仮想線は、シート面に対してほぼ直角である。また、突起の高さはこの仮想線に沿って測定することができ、まさしく半球であるならば、基底面の基準幅である球の直径の５０％（球の半径）がその高さに相当する。半球ではなく、１／３球、１／４球の場合は、それぞれ、基底面の基準幅であるほぼ直径（約９５％）に対して高さは約３５％、基底面の基準幅であるほぼ直径に近い長さ（約８５％）に対して高さは約３０％になり、２／３球、３／４球の場合は、それぞれ、約７０％、約９０％となる。
【００１４】
（２）前記突起部の高さが、３μｍから１０μｍである、上記（１）記載の異方導電性シート。
【００１５】
突起部の高さは、０．１μｍ以上が望ましく、より望ましくは１μｍ以上、更に望ましくは、３μｍ以上である。また、突起部の高さは、１００μｍ以下が望ましく、より望ましくは、２０μｍ以下、更に望ましくは、１０μｍ以下である。
【００１６】
（３）前記突起部が、反対側のシート面にも配置されている、上記（１）又は（２）記載の異方導電性シート。
【００１７】
（４）前記所定の角度は、約３０度以上である、上記（１）から（３）いずれか記載の異方導電性シート。
【００１８】
材料により、また、その形状により最適な角度は変わりえるが、一般には、所定の角度は、押付け力がせん断力に変わりやすい角度が望ましい。具体的には、突起部に用いられる材料が通常のゴムであるならば、１０度以上が望ましく、より望ましくは２０度以上、更に望ましくは３０度以上である。横滑りせん断を期待する場合は、この所定角度は、８０度以下が好ましく、より好ましくは、７０度以下、更に好ましくは、６０度以下である。力の分配によるせん断成分が大きく取れる可能性があるからである。所定角度の最大値は、理論上９０度である。また、接触せん断力を期待する場合は、所定角度は約８０度以上が好ましく、ほぼ９０度の所定角度がより好ましい場合もある。
【００１９】
（５）前記所定の角度は、約８０度以上である、上記（１）から（３）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２０】
（６）前記突起部は、アブレッシブ材リッチな部分をその表面若しくは表面近傍に有する、上記（１）から（５）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２１】
アブレッシブ材とは、表面のコンタミを削る材料若しくは部材又は部分であって、実質的にシート表面に出ているものが好ましい。その大きさは、数μｍから数十μｍがより好ましい。
【００２２】
（７）前記アブレッシブ材は、ニッケルを含む、上記（６）記載の異方導電性シート。
【００２３】
（８）前記アブレッシブ材は、炭素繊維を含む、上記（６）記載の異方導電性シート。
【００２４】
ニッケルは、フレーク状、粉体状、その他の形状であってよく、削りやすい角部を有すると更に好ましい。酸化ニッケル等を含んでよい。炭素繊維は、ＰＡＮ系、ピッチ系、その他の炭素繊維を含んでよい。
【００２５】
（９）該異方導電性シートは、シリコーン樹脂からなる上記（１）から（８）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２６】
（１０）該異方導電性シートは、フッ素樹脂からなる、上記（１）から（８）いずれか記載の異方導電性シート。
【００２７】
（１１）上記（１）から（１０）いずれか記載の異方導電性シートを２つの基板で狭持し、該異方導電性シートを介して、その２つのシート面で接触することにより接続される前記基板及び前記異方導電性シートからなる導電接触構造において、少なくとも一方のシート面の接触部に対応する前記基板の表面に、バンプを設ける、導電接触構造。
【発明の効果】
【００２８】
接触電気抵抗の原因となる有機物の除去に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態に係る異方導電性シート１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１８の２つの接触状態を示す模式図である。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面（シート面）に突起部１２が、垂直線１４に対して所定の角度で傾いて延びている（この図において、左斜め下向き）。この突起部１２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００３１】
突起部１２のほぼ先端に、電極１８（保持する基板は図示しない）の接触部１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１６’（第１の接触部）があり、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１０及び電極１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ１である（図１（ａ））。電極１８の表面において、突起部１２の基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１４からこの第１の接触部１６までの距離は、Ｄ１である。
【００３２】
この突起部１２の第１の接触部１６’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１８の対向する第１の接触部１６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となる。このような有機被膜の除去のメカニズムは、一般にアブレッシブ磨耗によるものと考えられており、ニッケル以外にアブレッシブ性を有する金属、セラミックス、炭素繊維、その他の材料を適宜選択することができる。導電性を向上させる機能を重視すれば、金属等の導電性のあるアブレッシブ材を適用することが好ましい。
【００３３】
異方導電性シート１０及び電極１８の距離を更にｄ２まで近接させた場合を図１（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１２は、更に左に傾き、電極１８の接触部２０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部２０’（第２の接触部）で、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、垂直線１４からこの第２の接触部２０までの距離は、Ｄ２であり、Ｄ２＞Ｄ１となっている。従って、電極１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１６から第２の接触部２０へとわずかながら、左にシフトしており、異方導電性シート１０及び電極１８の距離をｄ２まで近接させる過程において、突起部１２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部１２の第１の接触部１６’は、第２の接触部２０’よりも突起部１２のより先端側に位置する。しかしながら、突起部の形状や構造を変更することにより、接触部の位置が変化しないようにすることも可能であり、逆に第２の接触部をより先端側に配置するようにさせることもできる。
【００３４】
図２には、本発明の別の実施の形態に係る異方導電性シート１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１８の２つの接触状態を模式的に示す。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面に図１に示したものと同様な斜めの突起部１２、及びほぼ垂直な突起部２２が、それぞれ垂直線１４に対して所定の角度で傾いて、及び垂直線２４にほぼ平行に延びている。これら突起部１２、２２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００３５】
図１と同様に、突起部１２のほぼ先端に電極１８の接触部１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１６’（第１の接触部）があり、また、突起部２２の先端に電極１８の接触部２６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部２６’（第１の接触部）があり、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１０及び電極１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ３である（図２（ａ））。電極１８の表面において、突起部１２の基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１４からこの第１の接触部１６までの距離は、Ｄ３であり、垂直線１４及び２４の間の距離は、Ｌ３である。
【００３６】
図１における実施例と同様、この突起部１２の第１の接触部１６’、２６’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１８の対向する第１の接触部１６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となり、ニッケル以外の材料等も検討対象となる。
【００３７】
異方導電性シート１０及び電極１８の距離を更にｄ４まで近接させた場合を図２（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１２は、更に左に傾き、電極１８の接触部２０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部２０’（第２の接触部）で、更に、同じではあるがそれぞれの接触部２６、２６’で、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、垂直線１４からこの第２の接触部２０’までの距離は、Ｄ４であり、Ｄ４＞Ｄ３となっている。従って、電極１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１６から第２の接触部２０へとわずかながら、左にシフトしており、異方導電性シート１０及び電極１８の距離をｄ４まで近接させる過程において、突起部１２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部１２の第１の接触部１６’は、第２の接触部２０’よりも突起部１２のより先端側に位置すること等は、図１の実施例の場合と同様である。
【００３８】
異方導電性シート１０の突起部２２の先端の接触部２６’は、横滑りはしないものの、押付け力をそのまま受け、かつ、接触面積がそれほど大きくならないことから、接触圧力はかなり高くなる。従って、摺動に起因するせん断力による被膜の破壊ではなく、アブレッシブ材の突き刺し効果が期待できる。また、突起部１２の摺動による異方導電性シート１０及び電極１８に働く相対横ずれ力は、この接触部２６、２６’での摩擦力により対向されるため、横ずれが生じ難い。
【００３９】
図３には、本発明の更に別の実施の形態に係る異方導電性シート１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１８の２つの接触状態を模式的に示す。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面に図１に示したものと同様な斜めの突起部１２、及び、逆方向に傾斜した突起部４２が、それぞれ垂直線１４、４４に対して所定の角度で傾いて延びている。これら突起部１２、４２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００４０】
図１と同様に、突起部１２のほぼ先端に、電極１８の接触部１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１６’（第１の接触部）があり、また、突起部４２のほぼ先端に、電極１８の接触部４６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部４６’（第１の接触部）があり、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１０及び電極１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ５である（図３（ａ））。電極１８の表面において、突起部１２、４２のそれぞれの基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１４、４４から、それぞれの第１の接触部１６、４６までの距離は、Ｄ５、Ｄ５’であり、垂直線１４及び４４の間の距離は、Ｌ５である。
【００４１】
図１における実施例と同様、この突起部１２及び４２の第１の接触部１６’、２０’近傍及び接触部４６’、４８’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１８の対向する第１の接触部１６、４６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となり、ニッケル以外の材料等も検討対象となる。
【００４２】
異方導電性シート１０及び電極１８の距離を更にｄ６まで近接させた場合を図３（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１２は、更に左に傾き、電極１８の接触部２０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部２０’（第２の接触部）で、また、突起部４２は、更に右に傾き、電極１８の接触部４８（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部４８’（第２の接触部）で、電極１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、それぞれの垂直線１４、４４からこの第２の接触部２０’、４８’までの距離は、Ｄ６、Ｄ６’であり、Ｄ６＞Ｄ５、Ｄ６’＞Ｄ５’となっている。従って、電極１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１６から第２の接触部２０へとわずかながら、左にシフトしており、また、接触部が第１の接触部４６から第２の接触部４８へとわずかながら、右にシフトしており、異方導電性シート１０及び電極１８の距離をｄ６まで近接させる過程において、突起部１２、４２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部１２、４２の第１の接触部１６’、４６’は、第２の接触部２０’、４８’よりも突起部１２、４２のより先端側に位置すること等は、図１の実施例の場合と同様である。
【００４３】
突起部１２の摺動による異方導電性シート１０及び電極１８に働く相対横ずれ力は、突起部４２の摺動による異方導電性シート１０及び電極１８に働く相対横ずれ力と対向しているため、お互いにキャンセルし合い横ずれが生じ難い。
【００４４】
図４は、本発明の別の実施の形態に係る異方導電性シート５０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）５８の２つの接触状態を示す模式図である。この異方導電性シート１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面に２つの突起部５２、６２が、垂直線５４、６４に対してほぼ平行に延びている（この図において下向き）。この突起部５２、６２は、図においてほぼ半分の楕円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、突き出た棒状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００４５】
電極５８の異方導電性シート５０に対向する面上には、バンプ５９がほぼ半球状に形成されている。上述の突起部５２、６２は、そのほぼ先端に、バンプ５９の接触部５６、６６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部５６’、６６’（第１の接触部）があり、電極５８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート５０及び電極５８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ７である（図４（ａ））。バンプ５９の表面において、突起部５２、６２の基底部（異方導電性シート１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線５４、６４からこの第１の接触部５６、６６までの距離は大変短く、それぞれほとんど０である。これは、突起部５２、６２の先端形状やバンプ５９の表面形状によって、適宜変えることが可能である。
【００４６】
この突起部５２、６２の第１の接触部５６’、６６’近傍には、ニッケルが基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側のバンプ５９の対向する第１の接触部５６、６６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となる。このような有機被膜の除去のメカニズムは、一般にアブレッシブ磨耗によるものと考えられており、ニッケル以外にアブレッシブ性を有する金属、セラミックス、その他の材料を適宜選択することができ、導電性を考慮した選択も可能である。
【００４７】
異方導電性シート５０及び電極５８の距離を更にｄ８まで近接させた場合を図４（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部５２及び６２は、それぞれ更に左及び右に傾き、バンプ５９の接触部６０及び７０（第２の接触部）において押圧される、対向する接触部６０’及び７０’（第２の接触部）で、バンプ５９ひいては電極５８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。図から分かるように、垂直線５４及び６４からこの第２の接触部６０及び７０までの距離は、それぞれＤ８及びＤ８’である。従って、バンプ５９に注目すれば、接触部が第１の接触部５６及び６６から第２の接触部６０及び７０へとわずかながら、左に及び右にシフトしており、異方導電性シート５０及び電極５８の距離をｄ８まで近接させる過程において、突起部５２、６２の表面との摺動が生じていることが分かる。このとき、突起部５２、６２の第１の接触部５６’、６６’は、第２の接触部６０’、７０’よりも突起部５２、６２のより先端側に位置する。しかしながら、突起部の形状や構造を変更することにより、接触部の位置が変化しないようにすることも可能であり、逆に第２の接触部をより先端側に配置するようにさせることもできる。
【００４８】
図５は、本発明の別の実施の形態に係る異方導電性シート１１０及び相手側電極（別の実施例では基板であってもよい）１１８の２つの接触状態（（ａ）及び（ｂ））を示す模式図である。この異方導電性シート１１０は、図中縦方向（厚み方向）に導電性を有することができるシートであり、下向きの表面（シート面）に突起部１１２が、垂直線１１４に対してほぼ垂直に延びている（この図において、下向き）。この突起部１１２は、図において半分よりやや小さい円形の輪郭を有しているが、立体形状であって、半球状の形状を有するものである。しかしながら、別の実施形態において、図の手前側から奥側へと長く延びる帯形状であってもよい。
【００４９】
突起部１１２のほぼ先端に、電極１１８（保持する基板は図示しない）の接触部１１６（第１の接触部）において押圧される、対向する接触部１１６’（第１の接触部）が突起部１１２側にあり、電極１１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。このときの異方導電性シート１１０及び電極１１８のそれぞれの基準面との間の距離は、ｄ９である（図５（ａ））。電極１１８の表面において、突起部１１２の基底部（異方導電性シート１１０の表面との接続部）のほぼ中心を通る垂直線１１４は、ほぼこの第１の接触部１１６を通過している。
【００５０】
この突起部１１２の第１の接触部１１６’近傍には、フレーク状のニッケル１１３が基本的に金属の状態で含まれており、導電性に寄与するばかりでなく、相手側の電極１１８の対向する第１の接触部１１６の表面の有機物等の被膜の少なくとも一部を削ることが可能となる。このような有機被膜の除去のメカニズムは、一般にアブレッシブ磨耗によるものと考えられており、ニッケル以外にアブレッシブ性を有する金属、セラミックス、炭素繊維、その他の材料を適宜選択することができる。導電性を向上させる機能を重視すれば、金属、一部の炭素繊維等の導電性のあるアブレッシブ材を適用することが好ましい。
【００５１】
異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離を更にｄ１０まで近接させた場合を図５（ｂ）に示す。近接させる押圧力により突起部１１２は、平たくつぶれ、電極１１８の接触部１２０（第２の接触部）にまで、接触が広がって押圧される、対向する突起部１１２の接触部１２０’（第２の接触部）も接触するようになり、電極１１８との機械的接触及び電気的な導通が可能となるようになっている。ここで、同様なことが中心線１１４の右側でも生じていることに留意されたい。図から分かるように、垂直線１１４からこの第２の接触部１２０までの距離は、Ｄ１０である。従って、電極１１８に注目すれば、接触部が第１の接触部１１６から第２の接触部１２０へ連続的に増えていることになる。即ち、異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離をｄ１０まで近接させる過程において、突起部１１２の表面と電極１１８との接触面積が広がっていることが分かる。
【００５２】
このときのメカニズムについて、図６を参照しつつ、考察する。異方導電性シート１１０のシート面に半球状の突起部１１２が配置されている。この半球は、図中、仮想中心Ｃを中心に半径Ｒの円から得られる円弧により描かれている。その下には、Ｘ軸１３０が、シート面と平行に延びている。突起部１１２の第１の接触部１１６’である所に対応するのが、Ｘ軸１３０条の点Ｏである。点Ｐは、図５（ｂ）において１２０’に相当する位置であり、そのＸ軸１３０への正射影の位置が点Ａである。即ち、距離ＯＡ＝Ｒ×ｓｉｎθである。しかるに、１１６’から点Ｐまでの距離は、半球１１２の外面に沿って測ると、Ｘ軸１３０上での距離ＯＢ（理論上、ＯＢ＝Ｒ×θ）に相当する。距離ＯＢは、明らかに距離ＯＡより長いため、図５（ｂ）において、第１の接触部１１６’から第２の接触部１２０’までのほぼ直線上の距離（距離ＯＡに相当）に、距離ＯＢだけの円弧となる線（図中のみ、実際には２次元的な表面）が対応するように収められていることになる。これは、突起部１１２がゴム成分よりなる弾性体であるため、より弾性率の高い材料からなる電極１１８の表面になぞるように、距離ＯＢの円弧となる線が押し縮められているからできることである。逆にいえば、異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離をｄ１０からｄ９にしたときには、押し縮められた円弧となる線が本来の距離ＯＢに戻るため、相手側の距離ＯＡに相当する線（実際には面）に対して、せん断力を与える。つまり、異方導電性シート１１０及び電極１１８の互いの表面にあるコンタミ層がそれぞれ、圧縮及び引っ張りの力を与えられることになる。このとき、突起部１１２の表面にあるニッケル片の角が、電極１１８の表面にあるコンタミを削ることになる。
【００５３】
一方、異方導電性シート１１０及び電極１１８の距離をｄ９からｄ１０へと縮める過程においては、円弧となる線が押し縮められるため、せん断力が発生する。つまり、異方導電性シート１１０及び電極１１８の互いの表面にあるコンタミ層がそれぞれ、引張及び圧縮の力が働くことになる。このとき、突起部１１２の表面にあるニッケル片の角が、電極１１８の表面にあるコンタミを削ることになる。
【００５４】
尚、このような考察は、理論に基づくものであり、実際に生じていることとは異なる場合があるが、上記実施例では、結果的にワイピング機能を有しており、上述のような構成が、メカニズムの詳細は別としても、本発明の課題を解決するのに有効であることに間違いはない。
【００５５】
以上のように、本発明によれば、接触電気抵抗の原因となる有機物の除去に効果がある。なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲において、種々の設計変更及び修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る異方導電性シート及び相手側電極の模式図である。
【図６】突起部形状を説明する図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０、５０、１１０ 異方導電性シート
１２、２２、４２、５２、６２、１１２ 突起物
１４、２４、４４、５４、６４、１１４ 垂直線
１６、４６、５６、６６、１１６ 第１の接触部
１８、５８、１１８ 電極
２０、４８、６０、７０、１２０ 第２の接触部
２６ 接触部
５９ バンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に導電性を有することができる導電性シートにおいて、
１又はそれ以上の突起部をその先端に向って幅狭若しくは薄厚みとなるように該導電性シートのシート面に備え、
前記突起部は該導電性シートのシート面からその面に対して所定の角度で突出し、
基底部からの突出高さは前記突起部の基底部での幅若しくは厚み寸法のうち実質的により小さい寸法に対して２０％以上であることを特徴とする異方導電性シート。
【請求項２】
前記突起部の高さが、３μｍから１０μｍである、請求項１記載の異方導電性シート。
【請求項３】
前記突起部が、反対側のシート面にも配置されている、請求項１又は２記載の異方導電性シート。
【請求項４】
前記所定の角度は、約３０度以上である、請求項１から３いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項５】
前記所定の角度は、約８０度以上である、請求項１から３いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項６】
前記突起部は、アブレッシブ材リッチな部分をその表面若しくは表面近傍に有する、請求項１から５いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項７】
前記アブレッシブ材は、ニッケルを含む、請求項６記載の異方導電性シート。
【請求項８】
前記アブレッシブ材は、炭素繊維を含む、請求項６記載の異方導電性シート。
【請求項９】
該異方導電性シートは、シリコーン樹脂からなる、請求項１から８いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項１０】
該異方導電性シートは、フッ素樹脂からなる、請求項１から８いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれか記載の異方導電性シートを２つの基板で狭持し、該異方導電性シートを介して、その２つのシート面で接触することにより接続される前記基板及び前記異方導電性シートからなる導電接触構造において、少なくとも一方のシート面の接触部に対応する前記基板の表面に、バンプを設ける、導電接触構造。
【請求項１】
厚み方向に導電性を有することができる導電性シートにおいて、
１又はそれ以上の突起部をその先端に向って幅狭若しくは薄厚みとなるように該導電性シートのシート面に備え、
前記突起部は該導電性シートのシート面からその面に対して所定の角度で突出し、
基底部からの突出高さは前記突起部の基底部での幅若しくは厚み寸法のうち実質的により小さい寸法に対して２０％以上であることを特徴とする異方導電性シート。
【請求項２】
前記突起部の高さが、３μｍから１０μｍである、請求項１記載の異方導電性シート。
【請求項３】
前記突起部が、反対側のシート面にも配置されている、請求項１又は２記載の異方導電性シート。
【請求項４】
前記所定の角度は、約３０度以上である、請求項１から３いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項５】
前記所定の角度は、約８０度以上である、請求項１から３いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項６】
前記突起部は、アブレッシブ材リッチな部分をその表面若しくは表面近傍に有する、請求項１から５いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項７】
前記アブレッシブ材は、ニッケルを含む、請求項６記載の異方導電性シート。
【請求項８】
前記アブレッシブ材は、炭素繊維を含む、請求項６記載の異方導電性シート。
【請求項９】
該異方導電性シートは、シリコーン樹脂からなる、請求項１から８いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項１０】
該異方導電性シートは、フッ素樹脂からなる、請求項１から８いずれか記載の異方導電性シート。
【請求項１１】
請求項１から１０いずれか記載の異方導電性シートを２つの基板で狭持し、該異方導電性シートを介して、その２つのシート面で接触することにより接続される前記基板及び前記異方導電性シートからなる導電接触構造において、少なくとも一方のシート面の接触部に対応する前記基板の表面に、バンプを設ける、導電接触構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−４８９３９（Ｐ２００６−４８９３９Ａ）
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２２３８２６（Ｐ２００４−２２３８２６）
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（３９００３３３１８）日本圧着端子製造株式会社 (457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月１６日（２００６．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月３０日（２００４．７．３０）
【出願人】（３９００３３３１８）日本圧着端子製造株式会社 (457)
【Ｆターム（参考）】
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