专利名称：各向异性导电片及其制造方法
技术领域：
本发明涉及插在基板等的电路基板和各种电路部件之间，使它们导通的各向异性导电片及其制造方法。
背景技术：
伴随着最近的电子设备的小型化、薄型化的发展，微细的电路之间的连接、微细部分与微细电路的连接等的必要性飞跃地增大。作为这种连接方法，使用焊接接合技术和各向异性的导电粘合剂。此外，也使用将各向异性导电性弹性体片插入电子部件与电路基盘之间，从而实施导通的方法。
这里，在各向异性导电性弹性体片中，存在着只在厚度方向表示出导电性的弹性体片或当在厚度方向加压时只在厚度方向表示出导电性的弹性体片。具有可以不用焊接或机械地嵌合等的方法达成紧凑的电连接和可以吸收机械冲击和变形实现软连接等的特长。从而，例如，在便携式电话、电子计算器、电子式数字钟表、电子摄像机、计算机等的领域中，广泛用作为了达成电路装置，例如印刷电路基板和无引线芯片载体、液晶面板等的相互之间电连接的连接器。
此外，在印刷电路基板和半导体集成电路等的电路装置的电检查中，为了实现在作为检查对象的电路装置的至少一面上形成的被检查电极和在检查用电路基板的表面上形成的检查用电极的电连接，在电路装置的被检查电极区域和检查用电路基板的检查用电极区域之间插入各向异性导电性弹性体片。
至今，作为这种各向异性导电性弹性体片，是通过将使并置的金属细线与绝缘体形成一体化而作成的各向异性导电块在与金属细线成直角的方向上切割成薄片作成的(请参照日本特开2000-340037号专利公报等)。
但是，在这种各向异性导电膜中，因为用金属细线，所以尽管导电率高，但是要使金属细线间的距离小是困难的，难以确保近年来的高度集成的电路基板和电子部件要求的精细间距的各向异性的导电性。此外，由于使用中产生的压缩力等容易弯折金属细线，当重复使用时容易脱落，不能够充分担保各向异性导电膜的功能。
因此，在本发明中，提供一面在厚度方向持有高的导电率，一面具有近年来的高集成电路基板和电子部件要求的精细间距，并且金属等的导电部件不会脱落的各向异性导电片。
发明内容
在本发明中，在非导电性基质中散布着导电性部件的各向异性导电片中，上述导电性部件贯通片的厚度方向，导电辅助层与上述导电性部件接触。
更具体地说，本发明提供下列那样的各向异性导电片。
(1)一种各向异性导电片，它是在第一平面上扩展的各向异性导电片，当令包含在上述第一平面中的第一方向为X方向，与该X方向正交、包含在上述第一平面中的方向为Y方向，与上述X方向和Y方向正交的方向为Z方向时，在Z方向具有预定厚度，具有与上述第一平面大致平行的表面和背面，其特征在于包含在上述第一平面上扩展的非导电性基质；散布在该非导电性基质中的导电性块；和与上述散布的导电性块相接的导电辅助层，上述散布的导电性块在Z方向上延伸，从上述各向异性导电片的表面贯通到背面。
(2)根据上述(1)所述的各向异性导电片，其特征在于上述导电辅助层沿上述散布的导电性块从上述各向异性导电片的表面贯通到背面。
(3)一种各向异性导电片，它是在第一平面上扩展的各向异性导电片，当令包含在上述第一平面中的第一方向为X方向，与该X方向正交包含在上述第一平面中的方向为Y方向，与上述X方向和Y方向正交的方向为Z方向时，在Z方向具有预定厚度，具有与上述第一平面(X-Y平面)大致平行的表面和背面，其特征在于作为在Y方向上具有宽度在X方向上延伸的条纹花样的薄长方形部件，在Y方向中相互并列的状态中，包含在X方向交互地配置具有导电性的导电性块和非导电性的非导电性块的条纹花样的薄长方形部件；和由在Y方向上持有宽度在X方向上延伸的非导电性部件构成的非导电性薄长方形部件；在上述条纹花样的薄长方形部件中，一面使导电辅助层与上述导电性块接触，一面将其配置在该导电性块和非导电性块之间。
(4)根据上述(1)到(3)中任何一项所述的各向异性导电片，其特征在于上述导电辅助层由粘合层和导电层构成。
(5)根据上述(1)到(4)中任何一项所述的各向异性导电片，其特征在于将上述粘合层配置在上述导电辅助层的上述导电性块一侧。
(6)根据上述(4)或(5)所述的各向异性导电片，其特征在于上述粘合层由铟氧化锡构成。
(7)根据上述(4)到(6)中任何一项所述的各向异性导电片，其特征在于上述导电层由导电性好的材料构成。
(8)根据上述(1)或(2)所述的各向异性导电片，其特征在于上述非导电性基质由非导电性弹性体构成，上述散布的导电性块由导电性弹性体构成。
(9)根据上述(3)所述的各向异性导电片，其特征在于上述非导电性块和上述非导电性薄长方形部件由非导电性弹性体构成，上述导电性块由导电性弹性体构成。
(10)根据上述(1)到(9)中任何一项所述的各向异性导电片，其特征在于上述散布的导电性块或上述导电性块与其周围比较，沿Z方向突出。
(11)一种制造各向异性导电片的方法，它是制造具有预定厚度并且在该厚度的表、背分别具有预定表面和背面的可弯曲的各向异性导电片的方法，其特征在于它包含在由导电性部件构成的导电性片(A)的表面上附着导电辅助层，得到附着导电辅助层的导电性片(A)的层附着步骤；通过交互地堆积由该层附着步骤得到的上述附着导电辅助层的导电性片(A)和非导电性片(B)得到AB片叠层体(C)的AB片叠层步骤；通过以预定厚度切割由该AB片叠层步骤得到的上述AB片叠层体(C)得到斑马纹状片的第一切割步骤；通过交互地堆积由该第一切割步骤得到的上述斑马纹状片的和非导电性片(D)得到斑马纹-D片叠层体(E)的斑马纹-D片叠层步骤；和通过以预定厚度切割由该斑马纹-D片叠层步骤得到的上述斑马纹-D片叠层体(E)的第2切割步骤。
在本发明中，以在非导电性基质中导电性部件散布的各向异性导电片中，上述导电性部件贯通片的厚度方向，导电辅助层与上述导电性部件接触为特征。这里，所谓的非导电性基质指的是用由非导电性材料制成的片基材，使散布的导电性块在片的面方向(X-Y面内方向)中绝缘，作为各向异性导电片的整体在面方向中保证非导电性。通常，使该非导电性基质在各向异性导电片中全部连接起来(成为连续的)，形成各向异性导电片，但是也可以是不连续的。此外，散布的导电性块可以意味着由一个或一个以上的导电性部件构成的导电性块，与在片的面方向中以相互隔开的状态存在。
由导电性材料构成的散布的导电性块从各向异性导电片的表面贯通到背面，既可以意味着贯通片的厚度方向，也可以意味着一个导电性块在各向异性导电片的表、背两侧面露出来，又可以具有电连接表面侧和背面侧的功能。导电辅助层与上述导电性部件接触可以意味着使导电辅助层与上述导电性部件电连接。因为导电辅助层的导电性比上述导电性部件高，所以当平行地(并列地)流动电流时，导电辅助层的电传导度作为整体处于支配地位。结果，片的表背间的电阻值，在附着有导电辅助层的情形中变低，片的表背间的电阻值也变得与导电辅助层的电阻值相等。这里，当导电辅助层由金属材料构成时，可以称为金属层。当为金属层时，可以包含金属层整体由1种金属构成的情形。
此外，与本发明有关的各向异性导电片在某个平面上扩展，能够根据作为与该平面平行的2个方向的X方向和Y方向，以及与它们正交的Z方向掌握片的特征。各向异性导电片的厚度在Z方向上延伸，条纹花样的薄长方形部件一面在Y方向持有宽度一面在X方向上延伸，并且在X方向交互地配置由具有导电性的导电性部件构成的导电性块和由非导电性的非导电性部件构成的非导电性块。此外，非导电性薄长方形部件在Y方向持有宽度并在X方向上延伸。这些条纹花样的薄长方形部件和非导电性薄长方形部件在Y方向上并列，在该状态中包含在各向异性导电片中。使导电辅助层，在条纹花样的薄长方形部件中，一面与上述导电性块接触一面配置在该导电性块与非导电性块之间。
具有导电性可以意味着能够在具有某种构成的各向异性导电片的导电方向中持有充分的导电性，通常连接的端子之间的电阻小于等于100Ω(较优选小于等于10Ω，更优选小于等于1Ω)是优选的。此外，条纹花样的薄长方形部件可以是交互地配置导电性部件和非导电性部件，如果假定导电性部件和非导电性部件的颜色不同，则在可以看到条纹花样的X方向上为细长的部件，实际上不需要使条纹花样是可见的。但是，这种交互配置不需要扩展到X方向的薄长方形部件整体，可以在一部分上是那样的状态。此外，导电辅助层与上述导电性部件接触可以意味着与上述相同地进行电连接。
此外，在与本发明有关的各向异性导电片上，特征在于，到此为止所述的导电辅助层由粘合剂层和导电层构成。这里粘合层可以是当导电辅助层与上述导电性部件相接时，用于提高与导电性部件的粘合性的层。因为导电辅助层的导电层在物理·化学性质方面，与导电性部件的物理·化学性质具有很大不同，所以持有导电层和导电性部件的中间性质，能够持有使两者粘合、提高粘合性的功能。从而，上述粘合层可以配置在与将该粘合层作为构成要素的导电辅助层接触的导电性部件一侧上作为特征。例如，具有能够降低或吸收由热膨胀率不同等引起的变形的可能性。
此外，在导电辅助层与非导电性基质接触的情形中，特征在于，上述粘合层配置在上述非导电性基质一侧。这里，与非导电性基质接触可以意味着导电辅助层与上述非导电性基质物理(机械)地接触。这是因为非导电性基质是绝缘性的缘故。配置在非导电性基质一侧可以意味着粘合层位于导电层与非导电性基质之间。这里粘合层可以是当导电辅助层与上述非导电性基质接触时，用于提高与非导电性基质的粘合性的层。因为导电辅助层的导电层在物理·化学性质方面，与导电性部件的物理·化学性质具有很大不同，所以持有导电层和导电性部件的中间性质，能够持有使两者粘合等、提高粘合性的功能。从而，上述粘合层可以配置在与将该粘合层作为构成要素的导电辅助层接触的导电性部件一侧上作为特征。例如，具有能够降低或吸收由热膨胀率不同等引起的变形的可能性。
特征在于，以上所述的粘合层由金属氧化物和金属构成。作为金属氧化物的例子，是氧化铟、氧化锡、氧化钛等以及它们的混合物和化合物，作为金属的例子，可以举出铬等。例如，也可以将该粘合层由铟氧化锡(或氧化铟·氧化锡)构成作为特征。“铟氧化锡(或氧化铟·氧化锡)”可以简略地表示为ITO，是具有高电传导性的陶瓷材料。此外，上述导电层可以由导电性高的金属构成。这是因为如果是具有比导电性部件高的电传导性的金属，则当平行(并列)地流过电流时，作为整体的电阻，该金属的电阻成为支配性的。
进一步，在与本发明有关的各向异性导电片中，特征在于，非导电性基质由非导电性弹性体构成，导电性部件由导电性弹性体构成。
导电性弹性体优选是具有导电性的弹性体，通常，为了使体积固有电阻低(例如，小于等于1Ω·cm)，可以是将导电性材料混合起来的弹性体。具体地说，作为弹性体，可以使用天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-异丁烯等丁二烯共聚物或共轭二烯烃系橡胶和它们的加氢物、苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等嵌段共聚物橡胶和它们的加氢物、氯丁二烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚氨酯橡胶、聚酯类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、软质液体环氧树脂橡胶、硅橡胶、或者氟橡胶等。即便在它们中间，使用耐热性、耐寒性、耐药品性、耐候性、电绝缘性和安全性卓越的硅橡胶也是合适的。通过在这种弹性体中，混合金、银、铜、镍、钨、铂、钯、其它的纯金属、SUS、磷青铜、铍铜等的金属粉末(也可以是薄片、小片、箔等)和碳等的非金属粉末(也可以是薄片、小片、箔等)等的导电性物质，构成导电性弹性体。此外，可以在碳中含有碳纳米管或富勒烯(フラ一レン)等。
非导电性弹性体是没有导电性或导电性非常低的弹性体，此外，也可以是电阻非常高的弹性体。具体地说，具体地讲，可以使用天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、丁二烯-苯乙烯、丁二烯-丙烯腈、丁二烯-异丁烯等丁二烯共聚物或共轭二烯烃系橡胶及它们的加氢物、苯乙烯-丁二烯-二烯嵌段共聚物橡胶、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物等的嵌段共聚物橡胶及它们的加氢物、氯丁二烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚氨酯橡胶、聚酯类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、乙烯-丙烯共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、软质液状环氧树脂橡胶、硅橡胶或氟橡胶等。其中，耐热性、耐寒性、耐药品性、耐候性、电气绝缘性以及安全性优异的硅橡胶最合适使用。由于这样的非导电性弹性体通常体积电阻较高(例如，在100V为大于等于1MΩ·cm)，所以是非导电性的。
可以将这些导电性弹性体和非导电性弹性体化学地结合起来，因此也可以在其间施加偶合剂。这种偶合剂材料是使这些部件结合的偶合剂，可以包含通常市售的粘合剂。具体地说，可以硅烷系、铝系、钛酸盐系等的偶合剂，可以良好地使用硅烷偶合剂。
此外，在与本发明有关的各向异性导电片中，可以将使上述导电性部件比上述非导电性基质突出作为特征。所谓的“突出”，可以是在各向异性导电片的厚度中，导电性部件的部位比非导电性弹性体部位厚的情形、当水平地放置各向异性导电片时非导电性弹性体的上侧面的位置比导电性部件的上侧面的位置低的情形、和/或当水平地放置各向异性导电片时非导电性基质的下侧面的位置比导电性部件的下侧面的位置高的情形。当这样做时，可以使电子部件和基板的端子的电接触更加可靠。这是因为当这些端子接近片时，最初接触导电性部件，能够由向片上的按压力确保适度的接触压。
进一步，在制造与本发明有关的各向异性导电片的方法中，可以包含在由导电性部件构成的导电性片(A)的表面上附着导电辅助层，得到附着导电辅助层的导电性片(A)的层附着步骤；通过交互地堆积在该层附着步骤中得到的上述附着导电辅助层的导电性片(A)和非导电性片(B)得到AB片叠层体(C)的AB片叠层步骤；通过以预定厚度切割在该AB片叠层步骤中得到的上述AB片叠层体(C)得到斑马纹状片的第一切割步骤；通过交互地堆积在该第一切割步骤中得到的上述斑马纹状片和由非导电性部件构成的非导电性片(D)得到斑马纹-D片叠层体(E)的斑马纹-D片叠层步骤；和通过以预定厚度切割在该斑马纹-D片叠层步骤中得到的上述斑马纹-D片叠层体(E)的第2切割步骤。
这里，上述导电性片(A)既可以是单一种类的片部件，也可以是不同种类的片部件的集合。例如，导电性片(A)也可以是材质相同但是改变其厚度的片部件的集合。在由导电性部件构成的导电性片部件表面上附着导电辅助层的步骤中，可以将导电辅助层附着在片部件的单面或两面上。能够用气相法、液相法、固相法中的某一个或它们的组合附着该导电辅助层，特别气相法是优选的。作为气相法，可以举出溅射法、蒸镀法等的PVD以及CVD等方法。当导电辅助层由粘合层和导电层构成时，既可以用相同方法附着各层，也可以用不同方法附着各层。
上述附着导电辅助层的导电性片(A)、上述非导电性片(B)与上述相同，既可以是单一种类的片部件，也可以是不同种类的片部件的集合。交互地堆积指的是以任意顺序相互不同地堆积上述附着导电辅助层的导电性片(A)和上述非导电性片(B)，但是不妨碍进一步将第3片和膜、其它部件等夹入上述附着导电辅助层的导电性片(A)和上述非导电性片(B)之间。此外，也可以在堆积各片部件的步骤中，在片之间施加偶合剂，将片之间结合起来。为了增加片之间的结合性，更进一步推进片部件自身的固化，或者为了其它目的，也可以加热通过这种堆积作成的AB片叠层体(C)。
对于上述AB片叠层体(C)，能够用超级钢切割器、陶瓷切割器等的刀具进行切割和用精细切割器那样的磨刀石进行切割，用锯那样的小条进行切割和用其它的切削设备和切割工具(也可以包含激光切割机那样的非接触型的切割装置)进行切割。此外，在切割过程中，为了防止过热，形成漂亮的切割面，或者，为了其它目的，既可以用切削油等的切削液，也可以进行干式切割。又也可以通过使切割的对象物(例如制品)单独旋转或者与切削设备·工具一起旋转等进行切割，但是用于切割的各种条件与上述AB片叠层体(C)一致地适当地进行选择，这是不言而喻的。所谓的预定厚度切割可以意味着为了得到持有预先决定的厚度的片部件而进行的切割，预定厚度不一定必须是均匀的，也可以与片部件的场所有关而改变厚度。
即便在通过交互地堆积上述斑马纹状片和上述非导电性片(D)得到斑马纹-D片叠层体(E)的斑马纹-D片叠层步骤中、也与从上述导电性片(A)和上述非导电性片(B)得到AB片叠层体(C)的AB片叠层步骤相同。此外，即便在以预定厚度切割上述斑马纹-D片叠层体(E)的第2切割步骤中，也与切割上述AB片叠层体(C)的第一切割步骤相同。
第1图是在边界上使截断面形成不同的图案表示作为本发明的实施例的各向异性导电片的部分截断立体图。
第2图是部分地放大第一图的本发明的实施例的各向异性导电片的左上部的部分截断放大图。
第3图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，附着导电辅助层的导电性片的例子。
第4图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，附着导电辅助层的导电性片的另一个例子。
第5图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，附着导电辅助层的导电性片的又一个例子。
第6图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，图解叠层附着导电辅助层的导电性片和非导电性片的步骤的图。
第7图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，图解切割第6图中叠层的附着导电辅助层的导电性片和非导电性片的叠层体的步骤的图。
第8图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，图解叠层第7图中切割后的片和非导电性片的步骤的图。
第9图是关于制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法的，图解切割第8图中叠层的叠层体的步骤的图。
第10图是用流程表示在制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法中，作成AB片叠层体(C)从而斑马纹状片的方法的图。
第11图是用流程表示在制造作为本发明的一个实施例的各向异性导电片的方法中，从斑马纹状片等作成各向异性导电片的方法的图。
第12图是作为本发明的又一个实施例的各向异性导电片的平面图。
第13图是作为第12图中的本发明的又一个实施例的各向异性导电片的A-A截面图。
第14图是作为第12图中的本发明的又一个实施例的各向异性导电片的B-B截面图。
具体实施例方式
下面，我们一面参照附图，举出本发明的实施例，一面更详细地说明本发明，但是因为本实施例作为本发明的优选的例子，而列举了具体的材料和数值，所以本发明不限于本实施例。
第1图表示作为本发明的实施例的各向异性导电片10。左上方表示该各向异性导电片10的XYZ的正交坐标系。本实施例的各向异性导电片10是矩形的片部件，但是也可以应用矩形以外的片部件。各向异性导电片10是通过交互地配置非导电性的薄长方形部件12、与交互地配置导电性块24、28和非导电性块22、26的条纹花样的薄长方形部件14构成的。相邻的上述非导电性的薄长方形部件12和条纹花样的薄长方形部件14通过偶合剂结合起来。条纹花样的薄长方形部件14由非导电性块22、26等和导电性块24、28等，以及分别与导电性块24、28等接触的导电辅助层25、29构成。将由这些非导电性材料构成的各种部件等作为非导电性基质，将由这些导电性材料构成的各种部件等作为导电性部分或导电部分，当该导电部分散布时，能够作为散布导电部分。从而，散布导电部分散布在非导电性基质中。在本实施例的各向异性导电片中，作为导电性弹性体，使用信越聚合物股份有限公司制的导电性硅橡胶，作为非导电性弹性体，使用三菱树脂股份有限公司制的硅橡胶和信越聚合物股份有限公司制的硅橡胶等，偶合剂用信越聚合物股份有限公司制的硅烷偶合剂。这里，当作为导电辅助层用金属材料时，可以称为金属层。
在第一图的左下方，在边界上形成截断面表示作为另一个实施例的各向异性导电片。在该实施例中，如果导电辅助层除去附着在导电性块两侧的点，则形成与上述实施例同样的构成。例如，将导电辅助层503、505附着在导电性块504的两侧，能够进一步提高片的厚度方向的导电性。
第2图是放大第一图的左上角的部分放大图，更详细地表示两薄长方形部件12、14。这里，由第一图的非导电性材料构成的薄长方形部件12与薄长方形部件20、40等相当，第一图的条纹花样的薄长方形部件14与由非导电性块22、26、30等、导电性块24、28等和导电辅助层25、29等构成的薄长方形部件；由非导电性块42、46等、导电性块44等和导电辅助层45等构成的薄长方形部件等相当。即，形成与非导电性的薄长方形部件20相邻地配置由非导电性块22、26等、导电性块24、28等和导电辅助层25、29等构成的薄长方形部件，与其相邻地配置非导电性的薄长方形部件40，进一步，配置由非导电性块42、46等、导电性块44等和导电辅助层45等构成的薄长方形部件的构造。这些薄长方形部件的厚度在本实施例中大致相同(T)。用偶合剂将上述那样相邻的两薄长方形部件相互结合起来，也用偶合剂将构成条纹花样的薄长方形部件14的相邻的附着导电辅助层的导电性块和非导电性块结合起来，构成第一图所示的一个片。这里，用于结合的偶合剂是非导电性的，保证片的面方向的非导电性。
最左上的导电辅助层25由各个厚度为1t21-1和1t21-3的粘合层242、246和厚度为1t21-2的导电层244构成。同样地，其它导电辅助层29、45分别由粘合层282、286和导电层284以及粘合层442、446和导电层444构成。在本实施例中，将粘合层配置在导电层的两侧，但是在其它实施例中也可以考虑只配置在某个单侧。但是，更优选是使这种粘合层至少位于导电性部件和导电层之间。本实施例的粘合层由铟氧化锡构成，导电层由铜合金构成，但是在其它实施例中，可以交换成别的材料。这些层如后所述是通过溅射作成的。
非导电性的薄长方形部件20、40等，各自的宽度为t31、t32、t33、…、t3k(k是某个自然数)，条纹花样的薄长方形部件14，各自的宽度为t41、…、t4k(k是某个自然数)。在本实施例中，这些宽度全部相同，但是其它实施例中，既可以全部相同，也可以全部不同。在后述的本实施例的各向异性导电片的制造方法中，能够容易地调整这些宽度。此外，条纹花样的薄长方形部件14由长度1t11、1t12、1t13、…、1t1m(m是某个自然数)；2t11、2t12、2t13、…、2t1n…(n是某个自然数)…的非导电性块22、26、30、34、…、42、46、50、54、…，和长度1t21、1t22、1t23、…、1t2m(m是某个自然数)；2t21、2t22、2t23、…、2t2n、…(n是某个自然数)…的导电性块24、28、32、…、44、48、…，和导电辅助层25构成。在本实施例中这些非导电性块和导电性块的长度是相同的，但是其它实施例中，既可以全部相同，也可以全部不同。在后述的本实施例的各向异性导电片的制造方法中，能够容易地调整这些长度。此外，在本实施例中，令条纹花样的薄长方形部件的导电性块的长度约为50μm，非导电性块的长度约为30μm，令条纹花样的薄长方形部件的宽度约为50μm，非导电性的薄长方形部件的宽度约为50μm，但是在其它实施例中，可以比它们长(或大)或短(或小)，这是不言而喻的。
本实施例的最左上方的导电辅助层25由与导电性块24连接的粘合层242、与该粘合层242相接的导电层244、与该导电层244相接的粘合层246构成，粘合层246与非导电性块26相接。如后所述本实施例的导电辅助层是通过溅射作成的，但是将导电性块24作为基板，是通过首先，膜状地附着铟氧化锡，其次，膜状地附着铜合金，进一步，膜状地附着铟氧化锡作成的。在本实施例中，使各层的边界比较明确，但是在通过溅射作成的过程中，也能够使浓度平缓地产生倾斜度。
在本实施例中，粘合层242的厚度约为500埃，导电层244的厚度约为5000埃，下一个粘合层246的厚度约为500埃。从而，作为导电辅助层的厚度约为6000埃，但是在其它实施例中，可以自由地改变这些厚度，这是不言而喻的。以上，我们描述了本实施例的最左上方的导电辅助层25，但是关于其它的导电辅助层25、29等也是同样的。
一般，作为导电辅助层，比导电性块的长度(例如1t21)薄是优选的，更优选的是小于等于1/10，特别优选的是小于等于1/50。当导电性块的长度大于等于0.1mm而相当长时，导电辅助层的厚度小于等于10μm是优选的。
在本实施例的情形中，重复间隔与将2个相邻的不同种类的弹性体的长度相加再除以2得到的数值，即[(kt1m+kt2m)/2]或[(kt1m+kt2(m-1))/2]相当(k、m是某个自然数)。这里，不考虑粘合层的厚度，但是这是因为它通常与这些长度比较特别小(当厚时，优选要加以考虑)。作为各向异性导电片整体，既可以用这些数值的平均值，也可以用最小值，也可以用片的需要场所的最小值或平均值。当用平均值时，表示出作为片整体的精细间距的性能，当用最小值时，要考虑规定能够保证的最小端子间的间隔。此外，当比较均匀地配置导电性弹性体时，在条纹花样的薄长方形部件中，也可以用每单位长度的导电性弹性体的出现次数和导电性弹性体的累积长度。在本实施例中，重复间隔即便用平均或最小值也约为40μm，每单位长度的导电性弹性体的累积长度约为0.6mm/mm。
本实施例的各向异性导电片，通过将上述宽度和长度加起来，明示其尺寸，但是对宽度和长度没有限制，此外，对厚度T也没有限制。但是，当用于连接电路基板和电子部件的端子间时，优选是与这些尺寸匹配那样的大小。在这种情形中，通常0.5～3.0cm*0.5～3.0cm的厚度为0.5～2.0mm。
在第3图到第9图中，我们说明制造上述实施例的各向异性导电片的方法。在第3图中，表示在其上附着导电辅助层250的导电性片71。能够用种种方法附着该导电辅助层250，但是在本实施例中，用溅射法进行附着。即，将导电性片71作为基板，调整与要制作的导电辅助层的成分一致的目标，用溅射装置附着导电辅助层。因为本实施例的导电性片是导电性弹性体，所以优选在不使基板温度过度上升方面下工夫。例如，用磁控管溅射和离子束溅射等。
第4图表示在其左侧具有一部分截断面的在其上附着导电辅助层250的导电性片71。在该实施例中，导电辅助层由粘合层252、256和导电层254构成，在导电性片71上首先附着粘合层256，其次附着导电层254，而且最后附着粘合层252。在第4图右侧表示同样附着导电辅助层，但是附着在导电性片的两侧的一个实施例。当这样构成时，更能够发挥导电辅助层的效果。这种片部件也可以通过同时在两侧附着导电辅助层作成，但是通常，优选首先处理单面(例如导电辅助层250)，其次翻过来，在另一面上附着导电辅助层290。附着在另一面上的导电辅助层290也由粘合层292、296和导电层294构成。为了提高导电性片71的电特性，优选使导电辅助层与导电性片71电接触，粘合层256、292优选不仅能够提高机械的粘合性，而且具有作为与导电层254、294电连接的桥梁的作用。
第5图在具有一部分截断面的图中，表示附着没有粘合层的导电辅助层251、291的导电性片71。该图的左侧是只在导电性片71的上侧附着导电辅助层251的实施例，右侧是在导电性片71的两侧附着导电辅助层251、291的实施例。在这样的实施例中，与第4图的情形比较构造变得更简单，能够减少制造步骤。导电辅助层251、291优选用导电层用的材料。
在第6图中，表示准备好附着了导电辅助层的导电性片(A)70和非导电性片(B)80，从它们，通过各种片交互堆积起来作成AB片叠层体(C)90。在堆积中途的AB片叠层体(C)90上，进一步，堆积非导电性片(B)82，在其上堆积附着了导电辅助层的导电性片(A)72。在这些片部件之间施加偶合剂，使片部件之间结合起来。在堆积中途的AB片叠层体90的最下面，配置非导电性片(B)83，可以考虑使该片部件的厚度与第一图和第2图中的1t11相当，可以考虑就在其上面的导电性片(A)73的厚度与第2图中的1t21相当，依次，可以考虑片部件84、74、85、75的厚度，分别与第2图中的导电性块24、28和非导电性块22、26的长度相当。即，可以通过改变这些片部件的厚度，能够自由地改变附着了在第一图和第2图的条纹花样的薄长方形部件14中的非导电性块和导电辅助层的导电性块的长度。同样，被薄长方形的非导电性部件40等夹持的条纹花样的薄长方形部件的各种部件的导电性块和非导电性块的长度与对应的非导电性片(B)和导电性片(A)的厚度对应。通常这些厚度约小于等于80μm。作为精细间距更优选约小于等于50μm。在本实施例中，为了使非导电性块的长度约为30μm，使导电性块的长度约为50μm而调整厚度。
此外，在交互地堆积导电性片(A)和非导电性片(B)中，可以包含连续堆积2片以上的导电性片(A)，然后，堆积1片以上的非导电性片(B)。此外，在交互地堆积中同样可以包含连续堆积2片以上的非导电性片(B)，然后，堆积1片以上的导电性片(A)。
第7图表示切割由上述AB片叠层工序作成的AB片叠层体(C)92的步骤。沿1-1切割线，以使得到的斑马纹状片91的厚度成为所要的t4k(k是自然数)的方式，切割AB片叠层体(C)92。该厚度t4k与第2图中的t41、t42等相当。这样，能够自由地调整第1图和第2图中的条纹花样的薄长方形部件14的宽度，既可以使它们全部相同，也可以使它们不同，通常，这些宽度约小于等于80μm，更加希望的是，约小于等于50μm。在本实施例中，约为50μm。
第8图表示从由上述步骤作成的斑马纹状片93和非导电性片(B)80，将这些片交互地堆积起来作成斑马纹-D片叠层体(E)。在堆积中途的斑马纹-D片叠层体(E)100上，进一步，堆积非导电性片84，在其上堆积斑马纹状片94。在这些片部件之间施加偶合剂，使片部件之间结合起来。在堆积中途的斑马纹-D片叠层体(E)100的最下面，配置非导电性片(B)87，可以考虑该片部件的厚度与第2图中的非导电性薄长方形部件12的宽度t31相当，可以考虑就在其上面的导电性片97的厚度与第2图中的t41相当，依次，可以考虑片部件89、99的厚度，分别与第2图中的t32等相当。即，能够通过改变这些片部件的厚度，自由地改变第一图和第2图中的2种类薄长方形部件12、14的宽度。通常这些宽度约小于等于80μm，作为精细间距更优选是约小于等于50μm。在本实施例中，为了使非导电性薄长方形部件12的宽度约为30μm，使条纹花样的薄长方形部件14的宽度约为50μm而调整厚度。
第9图表示切割由上述斑马纹-D片叠层步骤作成的斑马纹-D片叠层体(E)102的步骤。沿2-2切割线，以使得到的各向异性导电片104的厚度成为所要的T的方式，切割叠层体102。从而，能够容易地作成通常难以作成的薄的各向异性导电片和厚的各向异性导电片。通常，约1mm左右，但是在薄的情形中，既能够作成约小于等于100μm(当特别希望时约小于等于50μm)，也能够作成几mm。在本实施例中，约为1mm。
第10图和第11图是表示制造上述各向异性导电片的方法的操作程序图。第10图表示作成斑马纹状片的步骤。首先，将导电辅助层附着在导电性片(A)上(S-01)。在本实施例中只在导电性片的单面上通过溅射作成导电辅助层。这样为了在下面的步骤中使用附着了导电辅助层的导电性片(A)而将其贮存起来(S-02)。其次，将非导电性片(B)放在用于堆积的位置上(S-03)。作为一种选择在上述非导电性片(B)上施加偶合剂(S-04)。因为是一种选择，所以能够省去该步骤，这是不言而喻的(以下相同)。将附着了导电辅助层的导电性片(A)放置在它的上面(S-05)。检查堆积的AB片叠层体(C)的厚度(或高度)是否达到所要的厚度(或高度)(S-06)。如果达到了所要(预订)的厚度则行进到第一切割步骤(S-10)。如果还没有达到所要(预订)的厚度则作为一种选择在上述导电性片(A)上施加偶合剂(S-07)。将非导电性片(B)放置在它的上面(S-08)。检查堆积的AB片叠层体(C)的厚度(或高度)是否达到所要的厚度(或高度)(S-09)。如果达到了所要(预定)的厚度则行进到第一切割步骤(S-10)。如果还没有达到所要(预订)的厚度则回到上述的S-04步骤，作为一种选择在上述导电性片(A)上施加偶合剂。在切割步骤(S-10)中，每次1片或同时多片地切出斑马纹状片，将斑马纹状片贮存起来(S-11)。
第11图表示从斑马纹状片和非导电性片(D)作成各向异性导电片的步骤。首先，将非导电性片(D)放置在用于堆积的预定位置上(S-12)。作为一种选择在上述非导电性片(D)上施加偶合剂(S-13)。将斑马纹状片放置在它的上面(S-14)。检查堆积的斑马纹-D片叠层体(E)的厚度(或高度)是否达到所要的厚度(或高度)(S-15)。如果达到了所要(预定)的厚度则行进到第2切割步骤(S-19)。如果还没有达到所要(预定)的厚度则作为一种选择在上述斑马纹状片上施加偶合剂(S-16)。将非导电性片(D)放置在它的上面(S-17)。检查堆积的斑马纹-D片叠层体(E)的厚度(或高度)是否达到所要的厚度(或高度)(S-18)。如果达到了所要(预定)的厚度则行进到第2切割步骤(S-19)。如果还没有达到所要(预订)的厚度则回到上述的S-13步骤，作为一种选择在上述非导电性片(D)上施加偶合剂。在第2切割步骤(S-19)中，每次1片或同时多片地切割出各向异性导电片。
在第12图、第13图和第14图中，表示另一个实施例。在该实施例中，使用完成加硫的导电性片和未加硫的非导电性片，用上述那样的方法作成各向异性导电片110。第13图和第14图表示各向异性导电片110的A-A截面和B-B截面。如从这些图可以看到的那样，因为在片表面上，附着了导电辅助层的导电性块124、128、132、148等处于凸状态，比非导电性块122、126、130、134、120、140、160等更突出，所以接触的可靠性高。成为这种形状是因为通过加热，未加硫的橡胶收缩的缘故。这时的导电性弹性体是完成加硫的导电性弹性体，非导电性弹性体是未加硫的非导电性弹性体。未加硫的非导电性弹性体能够通过加热等与完成加硫的导电性弹性体粘合。因此，在上述制造方法中，不一定需要赋予作为一种选择的偶合剂，而能够从步骤中删去。
如以上那样，本发明的各向异性导电片不仅具有一面保证面方向的绝缘性，一面满足厚度方向的高导电性那样的效果，而且能够自由地设定非导电性块和导电性块长度等的尺寸，能够达到高度集成化所希望的精细间距。当贯通厚度方向的导电辅助层直接从表面和背面露出时，可以特别地认为使导电率提高。此外，因为导电性部件和非导电性部件化学地结合(在橡胶之间交联)，所以具有不会当将线状的金属等用于导电单元时容易产生的，由导电单元的脱离等引起的欠缺那样的效果。进一步，具有不会产生因为必须用非导电性部件包围导电性部件，而由容易在混入金属等导电性粒子等的各向异性导电片中产生的、片的面方向中的导电性粒子的接近/接触引起的混线那样的效果。
权利要求
1.一种各向异性导电片，它是在第一平面上扩展的各向异性导电片，当令包含在所述第一平面中的第一方向为X方向，与该X方向正交、包含在所述第一平面中的方向为Y方向，与所述X方向和Y方向正交的方向为Z方向时，在Z方向具有预定厚度，具有与所述第一平面大致平行的表面和背面，其特征在于包含在所述第一平面上扩展的非导电性基质；散布在该非导电性基质中的导电性块；和与所述散布的导电性块相接的导电辅助层，所述散布的导电性块在Z方向上延伸，从所述各向异性导电片的表面贯通到背面。
2.根据权利要求1所述的各向异性导电片，其特征在于所述导电辅助层沿所述散布的导电性块从所述各向异性导电片的表面贯通到背面。
3.一种各向异性导电片，它是在第一平面上扩展的各向异性导电片，当令包含在所述第一平面中的第一方向为X方向，与该X方向正交、包含在所述第一平面中的方向为Y方向，与所述X方向和Y方向正交的方向为Z方向时，在Z方向具有预定厚度，具有与所述第一平面大致平行的表面和背面，其特征在于是在Y方向上具有宽度在X方向上延伸的条纹花样的薄长方形部件，在Y方向中相互并列的状态中，包含在X方向交互地配置具有导电性的导电性块和非导电性的非导电性块的条纹花样的薄长方形部件；和由在Y方向上持有宽度在X方向上延伸的非导电性部件构成的非导电性薄长方形部件，在所述条纹花样的薄长方形部件中，使导电辅助层与所述导电性块接触，并将其配置在该导电性块和非导电性块之间。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的各向异性导电片，其特征在于所述导电辅助层由粘合层和导电层构成。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的各向异性导电片，其特征在于将所述粘合层配置在所述导电辅助层的所述导电性块一侧。
6.根据权利要求4或5所述的各向异性导电片，其特征在于所述粘合层由铟氧化锡构成。
7.根据权利要求4到6中任何一项所述的各向异性导电片，其特征在于所述导电层由导电性好的材料构成。
8.根据权利要求1或2中所述的各向异性导电片，其特征在于所述非导电性基质由非导电性弹性体构成，所述散布的导电性块由导电性弹性体构成。
9.根据权利要求3所述的各向异性导电片，其特征在于所述非导电性块和所述非导电性薄长方形部件由非导电性弹性体构成，所述导电性块由导电性弹性体构成。
10.根据权利要求1到9中任何一项所述的各向异性导电片，其特征在于所述散布的导电性块或所述导电性块与周围比较，沿Z方向突出。
11.一种制造各向异性导电片的方法，它是制造具有预定厚度并且在该厚度的表、背分别具有预定表面和背面的可弯曲的各向异性导电片的方法，其特征在于它包含在由导电性部件构成的导电性片(A)的表面上附着导电辅助层，得到附着导电辅助层的导电性片(A)的层附着步骤；通过交互地堆积由该层附着步骤得到的所述附着导电辅助层的导电性片(A)和非导电性片(B)，得到AB片叠层体(C)的AB片叠层步骤；通过以预定厚度切割由该AB片叠层步骤得到的所述AB片叠层体(C)，得到斑马纹状片的第一切割步骤；通过交互地堆积由该第一切割步骤得到的所述斑马纹状片的和非导电性片(D)得到斑马纹-D片叠层体(E)的斑马纹-D片叠层步骤；和通过以预定厚度切割由该斑马纹-D片叠层步骤得到的所述斑马纹-D片叠层体(E)的第2切割步骤。
全文摘要
本发明涉及插在基板等电路基板和各种电路部件之间、使它们导通的各向异性导电片及其制造方法，并提供近来高集成电路基板和电子元件需要的精细间距的各向异性导电片。在非导电的基质中散布着导电性元件的各向异性导电片中，导电元件(例如(24))沿片(10)的厚度方向贯通，导电辅助层(例如(25))与导电元件(例如(24))接触。
文档编号H01R13/22GK1643740SQ03806568
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月20日 优先权日2002年3月20日
发明者长谷川美树, 渡边健 申请人:日本压着端子制造株式会社