JPS5858766B2 - 異方導電性シ−トの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シートの厚み方向にのみ導電性を有する、
いかゆる異方導電性シートの製造方法ｌこ関する。

厚み方向にのみ導電性を有し、その方向と交差する方向
には電気的に絶縁されている薄いシートは異方導電性シ
ートと呼ばれ、これはたとえば電子式卓上計算機、電子
カメラ、電子式デジタル腕時計などのように、極めて限
られたスペースに収納される回路素子相互の接続材料と
して有用である。

第１図は、上記のような異方導電性シートを模式的に示
している。

第１図において異方導電性シート１は、電気的に絶縁特
性を有する材料からなるシート状マトリックス２とこの
マトリックス２の厚み方向に配向された長さのほぼ等し
い多数の線状導電体３とを有している。

明らかなように、この線状導電体３がマトリックス２の
厚み方向にのみ通電するように作用する。

前記回路素子相互の接続材料として使用するには、第２
図に示すように、これを回路素子４，４間（こ挿入し、
若干の挟持圧を加えて固定する。

この挟持固定により、回路素子４，４相互間の相対する
端子５，５の接続が行なわれる。

このような異方導電性シートは、概路次のような工程に
よって製造される。

すなわちＡ、磁性を有するフィラメント状導電体を切断
し、長さのほぼ等しい短い線状導電体を作ること。

Ｂ、上記線状導電体を電気的に絶縁特性を有するマトリ
ックス液中（こ分散させること。

Ｃ６この混合液を、線状導電体の長さと同等の間隔をも
つ二千面間に充填し、このよう（こしてシート状に保持
された混合液に対し、厚み方向の均一磁界を作用させて
、線状導電体をシート状混合液の厚み方向に配向させる
こと。

Ｄ、線状導電体が配向した状態でマトリックス液を固化
せしめること。

しかしながら、このような手法で作成された異方導電性
シートは、線状導電体の端末のシート面からの露出が不
完全であり、マトリックス取分の薄い皮膜でおおわれて
いることが多く、それに起因して、（１）接触抵抗が高
く、かつ不安定である。

（２）導通に必要な挟持圧が犬である。

（３）温度力塙くなるとマトリックスが熱膨張した分だ
け線状導電体の端末がマトリックス中に陥没することに
なり、接続不良をおこす等の欠点がある。

配向完了後（こ二平面間隔を線状導電体の長さよりもせ
ばめて、導電体端部が完全にシート面に到達した状態で
マトリックスを固化することは、改良の一手法として有
用であるが、端末部の露出はまだ不十分であり、シート
内で線状導電体が座屈変形するという問題が新たに生じ
る。

この発明は、上記の諸欠点を根本的（こ解決するにはど
うあるべきかとの観点に立って検討を加えた結果得られ
たものであり、ごく軽い挟持圧でほぼ理論値に近い導電
性を示し、昇温時にも導電性が低下しない優れた異方導
電性シートの製造方法を提供するものである。

次に、この発明を図面を用いて説明する。

第３図は、この発明の異方導電性シートの断面図を模式
的に示す図である。

第３図において、異方導電性シート１は、電気的に絶縁
特性を有する材料からなるシート状マトリックス２とこ
のマトリックス２の厚み方向に配列された多数の線状導
電体３とを有している。

線状導電体３の長さは、マトリックス２からなるシート
の厚さよりも大きく、その両端末部はシート面よりも突
出している。

第３図に示すような異方導電性シートは、概路次のよう
な工程によって製造される。

すなわち、Ａ、磁性を有するフィラメント状導電体を切
断し、長さのほぼ等しい短かい線状導電体を作ること。

Ｂ、上記線状導電体を電気的に絶縁特性を有するマトリ
ックス液中に分散させること。

Ｃ，マトリックスと線状体との混合液と接する面が不活
性な軟質皮膜でできている相対する二つの平面の間にこ
の混合液を充填して、混合液をシート状の形態Ｇこ保持
する。

この時、混合液層の厚みは、線状体の長さと同等以上の
厚さに設定する。

Ｄ、磁界の作用（こより、磁性線状導電体を該シートの
厚み方向に配向させる。

しかる後、この配向を保持したまま、面間隔が線状導電
体の長さよりも小さくなるまでゆるやかに面間隔をせば
める。

この操作により、線状体の端末部がマｌ−ＩＪワックス
層ら露出して、軟質皮膜中に先端を突込むことになる。

Ｅ、この状態でマトリックスを固化させる。

上記の操作のうち、特徴的なものは、軟質材でできた器
壁面に線状導電体が先端を突こんだ状態でマトリックス
を固化させるという点にある。

上記実施例において、マトリックス材料は電気的に絶縁
特性を有する材料でなければならない。

そのような材料はポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂
、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン
系樹脂、ポリアミド系樹脂、ＡＢＳ樹脂、シリコーン系
樹脂など、熱硬化性および熱可塑性、その他の実質的に
あらゆる種類の合成樹脂を含んでいる。

また、マトリックス材料は、線状導電体のキューリ一点
以下の温度において、線状導電体の前記分散および配向
の各操作を行うのに十分な流動性を有し、かつ常温にお
いて固化状態を維持できるようなものであるから必要が
ある。

ここＯこいう「固化」とは、化学的な反応硬化や、比較
的高温下に溶融していたものの冷却凝固をも含んでいる
。

さらに、マトリックス材料は、エラストマーであるのが
好ましい。

なぜならば、エラストマーは、前記第２図で説明したよ
うな異方導電性シートの用法（こおいて、端子に凹凸が
あったりごみなどが付着していても、わずかな挟持圧て
密着を可能とする。

したがって、接続不良を起こすことがない。このような
エラストマーは、たとえば常温で液状のモノマーやプレ
ポリマーが得られ、比較的低い温度で重合固化するシリ
コーンゴムなどのシリコーン系樹脂や、ウレタン系樹脂
などに代表される。

線状導電体は鉄、ニッケル、コバルト金属やまたはこれ
らを主成分とする合金などのように磁性と導電性との両
性質を同時に備えているのが望ましい。

しかしながら、たとえば銅線やアルミニウム線、または
炭素質繊維、ガラス繊維などの非磁性体の表面に、ニッ
ケルなどの磁性金属をメッキしたものであってもよい。

また、酸化などに対する化学的安定性の付与のために線
状導電体の最外層（こ金または銀などをメッキしてもよ
い。

金のような高価な金属のメッキは露出部分のみにほどこ
すことができるのも、この発明による導電性シートの特
長の一つである。

この発明の異方導電性シートが、電気的な接続材料とし
て用いられることから、線状導電体の電気抵抗は低いほ
うが望ましい。

しかしながら、磁性の程度は、マトリックスの厚み方向
への前記配向を行わしめるに十分であればよい。

線状導電体は、マトリックス液中に０．０１〜５．０容
量％、好ましくは０．０５〜１．０容量％程度添加され
る。

混合液と接する面（こ施工される皮膜は、マトリックス
と反応したり、接着したりすることのない非活性なもの
を用いる。

必要とされるレオロジー特性とその厚みは、上記の操作
りが行われる温度や線状体の太さ、長さ、剛性等によっ
て異なるが、操作りにおいて該線状体が座屈することな
しに、少なくとも１μ以上の深さに皮膜中に陥入しうる
にたる塑粘弾性を有している軟質体であることが必要で
ある。

ポリブタジェンゴム、ニトリルブタジェンゴム、スチレ
ンブタジェンゴム等をはじめとする各種のエラストマー
や、比較的低温で軟化するポリエチレンなどが特に好適
である。

これらの軟質皮膜は、硬質素材からなる面上にコーチン
グまたは接着して用いるのが普通であるが、フィルム状
のものを硬質素材面に重ねあわせるのみで用いることも
できる。

以上の如く、本発明品はシート面から導電体が突き出て
いるため、完全なる導電性を提供しうるものであるが、
導電体先端とシート面に間隙があるため、絶縁性の接着
剤を用いて該シートを回路電極に固定、または板固定す
る場合においても、当該接着剤に導電性を妨げられるこ
とがないという特徴がある。

実施例 １ 直径１２μのスチール細線を切断し、平均長さ０．４９
Ｍ長さの標準偏差０．０１ｍｍの多数の短い線状導電体
をえた。

この線状導電体の表面にニッケルを０．６μの厚みに無
電解メッキし、その上に金をＯ，ＯＳμの厚みに無電解
メッキした。

こうしてえた線状導電体を比重１．０５の透明な低温硬
化型シリコーンゴム原液に１．０重量）く−セント添加
し、真空下に攪拌して混合液を得た。

厚さ１００μのポリエステルフィルム上にニトリルブタ
ジェンゴムを３０μの厚みにコーチングして得た複合フ
ィルム２枚を、厚さ０．４７ｍｍのドーナツ型アルミス
ペーサーをはさんでゴム皮膜を内側にして対面させ、ス
ペーサーとフィルムとで囲まれる空間内に、上記混合液
を混合液層の平均厚みが０．６０ｍｍになるように液量
を定めて注入した。

上下一対の平面金型をギャップつきソレノイドコイルの
ギャップ部（こセットして上型と下型との間の空間（こ
面と垂直な均一磁界を発生できるようにし、この金型を
６０℃に加熱し、先述のフィルムによってシート状に保
持された混合液を下型面上にセットした。

金型面間隔を１．Ｑｆｆｌｌｌにセットし、３，０００
ガウスの磁界を発生させると同時に、０．０８１１１Ｍ
／１ｍｔｎの速度で金型をとじた。

スペーサーによって金型の閉止が終了した後、その状態
を４０分間保持し、金型を開いて硬化したシートをとり
だした。

さらにこれを１５０℃のオープン中で１５分間加熱して
キュアーを完全にした後、表面の複合フィルムをはがし
て異方導電性シート１をえた。

ゴム皮膜をほどこしていないポリエステルフィルムを用
いる以外は、上記と全く同じ操作をほどこして、比較用
の異方導電性シート２を作成した。

このようにしてえた二種類の異方導電性シートの特性比
較結果を表１に示す。

明らかにシート１が優れており、線状導電体の端末をシ
ート面から突出させる効果が顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の異方導電性シートを模式的に示す一部
破断した概略斜視図、第２図は、前記第１図に示した従
来の異方導電性シートを電気回路素子相互の接続材料と
して用いる様子を示す。 第３図は、この発明の異方導電性シートの断面図であり
、線状導電体がマトリックスシート面から突出している
様子を模式的に示している。 符号の説明、１：異方導電性シート、２：マトリックス
、３：線状導電体、４：電気回路素子、５：電気回路素
子の端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ はぼ等しい長さを有する多数の磁性線状導電体を、
   電気的に絶縁特性を有するマトリックス液中ζこ混合、
   分散され、表面が非活性軟質皮膜でおおわれ、前記磁性
   線状体の長さと同等以上の間隔に保たれた２つの平面の
   間に該混合液を充填してシート状に保持し、磁界の作用
   によって磁性線状体をそのシートの厚み方向（こ配向さ
   せ、その配向を保持したままその面間隔を線状体の両端
   部が軟質皮膜中に陥入するまでせばめ、しかる後ζこマ
   トリックスを固化せしめることを特徴とする。 電気的に絶縁特性を有する材料からなるシートの厚み方
   向に、そのシートの厚みよりわずかに長い多数の線状導
   電体が配向しており、かつそれらの線状導電体の両端部
   がシートの両面から突出している） 異方導電性シートの製造方法。