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JP3339863B2 - 導電性シート材料 - Google Patents

導電性シート材料

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JP3339863B2
JP3339863B2 JP51640495A JP51640495A JP3339863B2 JP 3339863 B2 JP3339863 B2 JP 3339863B2 JP 51640495 A JP51640495 A JP 51640495A JP 51640495 A JP51640495 A JP 51640495A JP 3339863 B2 JP3339863 B2 JP 3339863B2
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ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は導電性粒子のカラムを含有する導電性シート
に関する。粒子カラムは、シートが厚さ方向に導電性で
あるが、横方向では電気的に絶縁性であるように配置さ
れている。
先行技術 電子素子がより小さくなるにつれて、極めて微細なピ
ッチでの正確な電気接続の要求が高まり続けている。例
としては、集積回路のような半導体をウェハー上に形成
した後、基板上に個別に搭載できるダイスまたはチップ
に切断する。典型的に、基板は、微細な導電性回路ライ
ンを有しており、基板とチップの間で電気的および熱的
な接続が成されなければならない。電子製品（例えば、
コンピュータ、テープデッキ、テレビ、電話およびその
他の製品）がより小さく、より薄く、そしてより持ち運
び可能になるにつれて、半導体の寸法要求、および半導
体と基板の間、またはフレキシブル回路と固いプリント
回路の間での電気的な接続を提供する手段が、段々と苛
酷になっている。
２つの電気要素間に導電性を提供するためのある方法
は、Ｚ軸接着剤のようなＺ軸導電性シート材料の使用に
よるものである。シート材料がエラストマーまたは接着
剤であろうとなかろうと、継続している挑戦は、電子産
業における小型化によってペースを維持することであ
る。Ｚ軸導電性は、導電性粒子をバインダーマトリック
ス全体に分散することを含む、多数の手段によって達成
され得る。非常に微細なピッチにおける電気的な接続が
要求されている場合、典型的には、導電性シートを割り
送る（index）必要がある電極の位置する場所にのみ導
電性要素を置くか、または割り送りを要しない電極間隔
に関するような狭い間隔で、導電性要素を置くことがあ
る。米国特許第5,087,494号（コラーン（Calhoun）ら）
は、微細なピッチにおける正確な位置に導電性粒子を置
いた導電性接着テープの例である。コラーンらの上記公
報には、導電性接着テープについての多数の考え得る選
択も論議されている。
米国特許第4,008,300号（ポン（Ponn））および同第
3,680,037号（ネリス（Nellis）ら）は、シートの面の
間に伸びた複数の圧縮可能な弾性導電性プラグを有する
誘電シート材料を教示している。シートを回路間に置い
て、その間に電気的な接続を作製することができる。ポ
ンとネリスの導電性プラグは、バインダー材料中での導
電性粒子の分散系である。
他の特許には、磁界を適用することによってバインダ
ー中に分散した配向性磁性粒子が教示されている［例え
ば、米国特許第4,448,837号（イケイド（Ikade）ら）、
同第4,546,037号（キング（King））、同第4,548,862号
（ハートマン（Hartman））、同第4,644,101号（ジン
（Jin）ら）、および同第4,838,347号（デンティニ（De
ntinni））］。配向及び硬化した後の粒子の分布は、特
定の利用において機能するのに十分に均一であるが、他
の利用には不十分である。より微細なピッチ接続のため
に、より小さな間隔を達成しようとする際に、上記物品
の中で使用される粒子の数を増やそうとすれば、おそら
く凝集が生じ、それによって短絡が生じるであろう。し
たがって、極めて微細なピッチでは、正確な方法で２つ
の表面間での電気的な相互接続（interconnection）を
提供する微細なピッチ手段の必要がある。
電磁性粒子を利用して電気的な相互接続を作製しよう
とする前の、もう一つの欠陥は、接合表面が、２つの導
電性表面間での相互接続の準備をしようとする導電性で
はないことである。
発明の総括 本発明は、第１面および第２面を有するポリマーシー
トを含んで成る導電性シート材料であって、第１面が、
それから伸びた隆起の規則的な配列を含むシート材料を
提供するものである。第１面と第２面の間の複数の磁性
カラムであって、各カラムが、連続カラムを形成するた
めに並べた個別の導電性強磁性粒子群を含んで成るも
の。各カラムが、隆起から第２面へ伸びている場合、磁
性カラムを隆起と提携する。本発明において、隆起と第
２面との間に位置する領域を、「導電性コリドー」と呼
び、同様に導電性コリドーの周囲の領域を、「絶縁性領
域」と呼ぶ。
第２面は、磁性カラムそれぞれが、第１面内の隆起と
第２面内の隆起との間に伸びた導電性コリドー内に並ぶ
ように、複数の隆起を含んでいてもよい。ポリマーシー
トは、接着剤、エラストマー、または別の種類のポリマ
ーであってよく、また場合により、その中に分散された
強磁性金属粒子もしくは他の金属粒子を包含し得る。シ
ート材料の片面または両面上に剥離ライナーを提供して
よい。剥離ライナーは、典型的には、表面から伸びた隆
起の規則的な配列に対応する複数の窪みを含んでおり、
各隆起は、隆起と磁性カラムを保護するように窪み中に
配置されている。本発明において使用する「規則的な配
列」とは、ランダムではなく、むしろ繰り返し可能なパ
ターンを有する配列を意味する。
本発明は、第１面および第２面を有するポリマーシー
トを含んで成る導電性シート材料であって、第１面が、
その中に形成された長さ方向に伸びた平行な最初の一連
の稜線（ridges）を有し、かつ第２面が、その材料形中
に形成された２番目のそのような稜線を有するシート材
料をも提供するものである。最初の稜線は、２番目の筋
の稜線と、好ましくは垂直に、交わるかまたは交差して
いる。複数の磁性カラム（各カラムは、連続カラムを形
成するために並べた個別の導電性強磁性粒子群を含
む。）は、第１面から第２面に広がっており、磁性カラ
ムは、最初の稜線と２番目の稜線とのグリッド点に位置
する。本発明において、「グリッド点」は、稜線が同一
面内にあるとすると、最初の一連の稜線が２番目の稜線
と交差する点である。換言すると、上、および面の１つ
に対して垂直方向からシート材料を見ると、グリッド位
置は、各稜線位置の間の交差点であると考えられる。複
数の一連の稜線に対応した溝（grooves）を有する剥離
ライナーが、シート材料の片面または両面上に提供され
得る。
本発明は、第一面内に複数の窪みを有するキャリーウ
ェブを提供すること、窪みの中に強時勢粒子を提供する
こと、第一面上にバインダー層を提供すること、および
強磁性粒子群を連続磁性カラム内に並べるのに十分な磁
界を適用することであって、各カラムがキャリーウェブ
内の窪みから伸びていることの工程を含んで成る導電性
シート材料の形成方法を提供するものである。強磁性粒
子は、典型的に、粒子とバインダーのスラリー内に塗布
されており、スラリーに使用されるバインダーは、第一
面上に塗布されたバインダー層と同じであってよい。熱
硬化（キュアー）または別の硬化をすると、バインダー
層は、接着層、エラストマー層、または別の種類の誘電
材料であり得る。（第２面を有し、場合により複数の窪
みを含む）第２のキャリヤーウェブを、バインダー層上
に提供してよい。第２面内の窪みは、場合により、その
中に提供された強磁性粒子群を含んでいてもよい。
さらに、本発明は、平行な第１の一連の溝を中に形成
した第一キャリヤーウェブを提供すること、およびバイ
ンダー層内の強磁性粒子群の分散系を溝の中に塗布する
ことの工程を含んで成る導電性シート材料の形成方法を
も提供するものである。２番目の一連の平行な溝を有す
る第２のキャリヤーウェブを、最初の一連の溝と交差位
置関係で、好ましくは垂直に配置する。バインダー層内
での強磁性粒子群の分散系を、第２の一連の溝内に提供
してもよい。連続磁性カラム中に並べるのに十分な磁界
を磁性粒子に適用し、磁性カラムは、第１の一連の溝と
第２の一連の溝とのグリッド点に配置する。別のバイン
ダー層を最初の一連の溝と第２の一連の溝との間でシー
ト材料の厚さを増やしてよい。
本発明は、第一面内に最初の一連の連続的な窪みを有
する第一キャリヤーウェブを提供すること、バインダー
層内での強磁性粒子群の分散系を第１面上に塗布するこ
と、場合により第２の一連の連続的な窪みを含む第２面
を有する第２の可撓性キャリヤーウェブをバインダー層
上に提供することの工程を含んで成る本発明の導電性シ
ート材料の形成方法も提供するものである。強磁性粒子
群を連続磁性カラム（各カラムは、第１面内の窪みから
伸びている。）中に並べるのに十分な磁界を適用する。
さらに、第２面内に窪みを提供する場合、連続カラム
は、第１面内の窪みから第２面内の窪みへ伸びている。
本発明において、「連続的な窪み」とは、実質上平面領
域にない表面を形成するように、隣接する窪みと接触し
ている複数の窪みを有する表面をいう。例えば、４面体
ピラミッドまたは立方体の角のグリッドは、連続的な窪
みを有する表面を提供する。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の導電性シート材料の模式的な断面図
であり、 図２は、本発明の導電性シート材料の模式的な断面図で
あり、 図３は、本発明の導電性シート材料の模式的な断面およ
び遠近図であり、 図3Aは、本発明の導電性シート材料の透視図であり、 図４は、本発明の導電性シート材料の模式的な断面図で
あり、 図4Aは、本発明の導電性シート材料の透視図であり、 図５は、磁性粒子を並べる前の本発明の導電性シート材
料の前駆体の模式的な断面図であり、 図5Aは、本発明の導電性シート材料の模式的な断面図で
あり、 図６は、本発明の導電性シート材料の模式的な断面図で
ある。
本発明の詳細な説明 本発明は、複数の磁性カラムを含んでなる導電性シー
ト材料であって、各カラムが、連続導電性カラムを形成
するために並べた個別の磁性粒子を含んでなり、かつ導
電性シート材料の厚さ方向に伸びたシート材料を提供す
るものである。本発明は、上記の如く導電性シート材料
が作製され得る方法を提供するものである。
本発明は、誘電性保持装置のミクロ構造化表面上の隆
起に対応する導電性要素を予め決定されたパターン内に
有する構造化誘電性リテイナー（retainer）またはバイ
ンダー層を提供するものである。導電性要素は、隆起に
おける誘電性保持装置の厚さを補うものであり、典型的
に誘電層の最も厚い部分である。導電性磁性カラムを、
誘電性バインダーの表面内の隆起に対応した規則的な配
列で提供することができる。導電性コリドーは、一方の
表面内の隆起から、バインダーの反対の表面へ伸びてい
ると定義される。隆起は、第１表面内の一つの隆起か
ら、第２表面内に整列させた隆起へ伸びている導電性コ
リドーによって、バインダー層の両側面の表面内に提供
され得る。理想的には、単連続磁性鎖を、導電性コリド
ー中に形成し、かつバインダーの２つの側面を橋渡しす
る。しかしながら、導電性コリドーは、例えば、磁性粒
子の形状で不規則に生じ得る分枝鎖または二重鎖を含ん
でいてよい。
本発明は、導電性通路（pathway）を、非常に微細な
ピッチにおいて正確に規則的な配列で提供することがで
きる。連続磁性鎖を含有する導電性コリドーを、非常に
精密にかつ各導電性コリドー間の極めて微細な空間に、
所望のパターンで配置できる。絶縁性領域は、導電性コ
リドーの配列の周囲にあり、また磁性カラムの望ましく
ないランダムな配列は、磁性粒子または磁性カラムを実
質上含まないように作製され得る。望ましくないランダ
ムな鎖または粒子は、短絡または電気的相互接続に関す
る他の問題を引き起こし得る。
本発明の導電性シート材料を作製するために、型押し
たキャリヤーウェブ内の窪みを、バインダーと導電性強
磁性粒子群との分散系で充填してよい。窪みが位置する
場所の上で完全に制御される。すなわち、どのような幾
何学形状または混成形状でも、どのような寸法または寸
法の混合でも、およびどのような分離または分離距離の
系列でも達成できる。窪みの位置は、磁性カラムの位置
も決定する。窪みを充填する粒子／バインダーを、接着
剤、エラストマー、または他の種類のポリマーの別のバ
インダーコーティングで被覆してよい。（場合により、
強磁性粒子群およびバインダーのスラリーで充填された
窪みを有する）任意の第２の型押シートを、第１シート
にラミネートすることができるか、または型押していな
いカバーシートを使用してよい。その後、アセンブリー
を磁界に置いて、バインダーのそれぞれの面上の突出し
ている微細特徴と接続する粒子の鎖を形成すると同時
に、この磁性配向状態において、誘電性バインダーをキ
ュアーするかまたは別法で硬化する。第１面中の窪み
と、第２面中の窪みの間での割り送りを提供して、一方
の面か他方の面へ伸びている単一磁性カラムの形成を促
進することが必要なことがある。割り送りを必要としな
い一つの選択は、より微細な規模の窪みを第２面内に提
供して、第１面内の各窪みが、第２面内の少なくとも１
個の窪みと提携することを確実にすることを包含する。
キャリヤーウェブ中の窪みが溝である場合、一方の一
連の溝または両方の溝を、導電性磁性粒子で詰めた分散
系で充填できること、および２つのシートが、好ましく
は90゜の溝の間の角度で、互いに接続することが分かっ
ている。磁性カラムを、複数の一連の溝のグリッド点で
形成する。別のバインダー層を、２組の溝付きのキャリ
ヤーウェブ間に提供して、最終シート材料の厚さを増や
すことができる。
磁性粒子の分散系を、連続的な窪みの配列の中に形成
した少なくとも１つのキャリヤーウェブを含む２つのキ
ャリヤーウェブの間に塗布する場合、連続磁性カラム
も、磁界を粒子に適用することによって形成して、キャ
リヤーウェブ内の窪みから伸びた連続磁性カラムを形成
する。十分な磁界中に置かれた磁性粒子は、磁束と平行
な、最大限可能な長さを有する鎖を形成しようとするこ
とが分かった。すなわち、カラムには、キャリヤーウェ
ブ内の窪みからの広がりを形成する傾向があることか
ら、鎖の長さは可能な限り長い。窪みの中に粒子の分散
系を直接塗布するよりも、強磁性粒子群の分散系をキャ
リヤーウェブ全体の上に塗布する場合に、窪みを連続パ
ターン内に形成することが好ましい。キャリヤーウェブ
が、窪みの間に平坦な表面を有するならば、望ましくな
い場違いな（out−of−position）カラムが、窪みの間
に形成されることがある。正確に間隔をあけたカラムの
望ましい規則的な配列を達成するために、連続的な窪み
のパターンを使用することにより、鎖は、窪みの間より
も、窪みの中のみに形成されるようになる。
使用する際、剥離ライナー（キャリヤーウェブ）を、
本発明の構造化して粒子配向した導電性シート材料から
除去する。導電性シート材料中で使用される誘電性バイ
ンダーが、接着剤であれば、シートは、２組の電極を結
合および電気的な接続の両者を可能とする。誘電性バイ
ンダーが接着剤ではない場合、２組の電極の間に導電性
シート材料を保持するための締付力の使用を要すること
がある。
図１を参照すると、一般に10で表される導電性シート
材料が示されている。シート材料10は、その中に窪み1
3、13A、13Bおよび13Cが形成された第一キャリヤーウェ
ブ12と、第二キャリヤーウェブ14を包含している。典型
的に、窪みは、単一寸法および形状であるが、図１に
は、有用で有り得る多数の可能な窪みが数個描かれてい
る。バインダー層11は、キャリヤーウェブ12と14の間に
提供されている。導電性コリドー18は、窪み13、13A、1
3Bおよび13Cとウエヴ14の間の領域として定義されてい
る。絶縁領域17は、窪み13、13A、13Bおよび13Cと第二
キャリヤーウェブ14の間に伸びている、導電性磁性カラ
ム19を含むバインダー11の残りの部分である。
図２を参照すると、一般に20で表される導電性シート
材料が示されている。シート材料20は、窪み23が中に形
成された第一キャリヤーウェブ22と、窪み25が中に形成
された第二キャリヤーウェブ24を包含している。バイン
ダー層21は、キャリヤーウェブ22と24の間に提供されて
おり、絶縁領域27および導電性コリドー28を包含してい
る。導電性コリドー28中に位置する導電性磁性カラム29
は、窪み23と窪み25の間に伸びている。
図３を参照すると、一般に30で表される導電性シート
材料が示されている。シート材料30は、複数の溝33が中
に形成された第一キャリヤーウェブ32と、複数の溝35が
中に形成された第一キャリヤーウェブ34を包含してい
る。溝33は、溝35と垂直になるように配置されている。
バインダー材料31は、キャリヤーウェブ32と34の間でか
つ溝33と35中に提供されており、それぞれ稜線36および
38を形成している。図3Aに示すように、磁性カラム39
は、溝が同一面内にあれば、稜線が交わるかまたは交差
する点（すなわち、グリッド点）で、稜線36と稜線38の
間に伸びている。
図４および4Aを参照すると、一般に40で表される導電
性シート材料が示されている。シート材料40は、強磁性
粒子群（図示せず）を含有する、溝43が中に形成された
第１キャリヤーウェブ42と、溝45が中に形成された第２
キャリヤーウェブ44を包含している。バインダー層47
は、稜線46および48を形成しているキャリヤーウェブ42
と44の間でかつ溝43および45の中に提供されている。図
4Aに示されているように、磁性カラム49は、稜線46と48
の間に伸びている。
図５を参照すると、一般に50で表される導電性シート
材料の前駆体が示されている。シート材料50は、窪み53
を含む第１キャリヤーウェブ52と窪み55を含む第２キャ
リヤーウェブ54を包含している。バインダー材料57は、
第１キャリヤーウェブ52と第２キャリヤーウェブ54の間
に提供されている。強磁性粒子群59は、バインダー57中
に分散されている。
図5Aを参照すると、一般に60で表される導電性シート
材料の前駆体が示されている。シート材料60は、窪み63
を含む第１キャリヤーウェブ62と窪み65を含む第２キャ
リヤーウェブ64を包含している。バインダー材料67は、
第１キャリヤーウェブ62と第２キャリヤーウェブ64の間
に提供されている。磁性カラム69は、窪み63と窪み65の
間に伸びている。図5Aの導電性シート材料60は、図５で
示されるシート材料50に磁界を適用することによって作
製される。このことは、磁性カラム69に最大限可能な長
さを許容するため、磁性カラム69は、窪み63と65の中に
形成される。
図６を参照すると、70で表される導電性シート材料が
示されている。シート材料70は、窪み73が中に形成され
た第１キャリヤーウェブ72と、ウェブ72の第１面74上お
よび導電性磁性カラム79上に提供されたバインダー層75
を包含している。導電性磁性カラム79は、窪み73から伸
びている。別のバインダー層（図示せず）（例えば、接
着剤層）を、バインダー層75の上に提供することができ
る。
ミクロ構造化キャリヤーウェブ ミクロ構造化キャリヤーウェブは、ウェブ、ロール、
エンドレスベルト、または平坦な表面内に窪みを有する
他の構造物で有り得る。キャリヤーウェブは、様々な材
料から、様々な方法で作製できる。キャリヤーウェブの
機能は、導電性シート材料内に磁性カラムを正確に配置
することである。好ましい方法は、所望の窪みの配置を
有するキャリヤーを提供すること、その表面に強磁性粒
子スラリーで溢れさせること、および粒子を窪み内に残
すようにドクターブレードで拭き取ることである。
窪みは、広範な様々な形状および寸法で有り得る。形
状としては、半球体、立方体、先端を切り取ったコーン
型、ピラミッド型、３面ピラミッド型、４面ピラミッド
型、キューブ・コーナー（cube corners）（例えば、
米国特許第3,924,929号参照）、矩形、２面90゜溝、正
方形の底面を有する窪み、および特定の目的に適合する
他の所望の形状が挙げられる。
本発明の長所の一つは、磁性カラムを、正確に狭い間
隔をあけた位置、典型的には約50〜500カラム/cm、また
は2500〜250,000カラム/cmで提供する能力である。カラ
ムの間隔は、窪みの間隔によって規定される。窪みが溝
である場合、カラムは、第１面と第２面とで設定された
交差した溝のグリッド点に位置する。溝の寸法は、カラ
ムの所望の間隔にほぼ依存している。窪みが別々の形状
（例えば、半球体、先端を切り取ったコーン型）である
場合、窪みの体積は、粒子の寸法およびシート材料の厚
さを考慮して、選ばれるべきである。
粒子のレベルがキャリヤーウェブの面と同一平面であ
るため、窪みを粒子で完全に充填することが好ましい。
理想的には、単一寸法の球状粒子が、単粒子連続鎖を形
成するであろうが、実際の実施では、粒子は、完全に球
状でも単一寸法でもない。ポケット（窪み）の体積を選
択する一つの方法は、鎖の所望の長さ（シート材料の厚
み）、および所望の粒子寸法を考慮して、所望の長さの
鎖を形成する粒子を保持するために必要な窪みの体積を
決定することである。
間隔に対するカラムの高さには限界があると考えられ
る。カラムの間隔が合わせて、カラムの長さに対して狭
すぎると、枝分かれや他の同様の問題が生じる。約2:1
のアスペクト比（カラム：ピッチの比）が、本発明の典
型的な態様における一般的な上限であり得る。
キャリヤーウェブは、好ましくは可撓性ポリマーシー
ト材料である。一側面中に窪みが形成されたキャリヤー
ウェブを、本発明の方法において用いて、導電性シート
材料を形成することができ、キャリヤーウェブは、導電
性シート材料が２つの素子を電気的に接続するのに使用
されるまで所定の場所に残っている。キャリヤーウェブ
の厚さは、典型的には、約25〜250μｍである。
好ましいキャリヤーは、既存のウェブを型押しする
か、表面模様付きの冷却ドラム上にしぼ付けすることに
よって、作製され得る型押したウェブである。型押した
ウェブの一般例は、ポリエチレンまたはポリプロピレン
被覆したクラフト紙、またはポリエステルもしくは熱可
塑性（例えば、ポリプロピレンのような）フィルムであ
る。他の適するキャリヤーウェブとしては、ポリオレフ
ィン、ポリメチルメタクリレート、ポリウレタン等を含
む他のフィルム形成ポリマーが挙げられる。
バインダー 一般的な面から、本発明の導電性シート材料のバイン
ダー成分は、未キュアー条件、未硬化条件または溶融条
件において、本発明の方法で使用される強磁性粒子群を
並べさせるのに十分な低粘度の液体である導電性物質で
あるべきである。誘電性バインダーは、大抵の塗布可能
な物質であってよく、磁性粒子配向工程中、十分に低粘
度を有し、かつキュアーまたは別法での硬化工程を行っ
て、最終製品において粒子の配向を維持することが可能
である。
バインダーは、所望により、接着性またはゴム弾性を
有していてよい。誘電性バインダーが接着剤である場
合、それは、感圧接着剤に特に十分に向いている。バイ
ンダーが、非接着性であって、かつ固い基板上の電極と
電気的に接続するために、導電性シート材料を用いると
バインダーを圧縮させるのに好都合であり得る。好まし
い材料は、シリコーンゴムのようなエラストマーであろ
う。エラストマーは、そのTgを超える温度において架橋
した非晶性ポリマーである。
誘電性バインダー相内に形成される要求に応じる必要
がないとき、他の所望の性質に基づいて選択することに
より、多数の材料を使用してよい。例えば、導電性シー
ト材料が、高温を使用する電気成分の焼付け試験に使用
されるならば、誘電性物質として、ポリイミドまたはエ
ポキシを用いるのが有利であることがある。
本発明の導電性シート材料では、一種以上のバインダ
ーを利用してよい。例えば、接着性物質を磁性粒子のス
ラリーとして、ゴム弾性層、または接着剤層上に提供さ
れた非接着剤層と共にキャリヤーウェブ内の溝に適用し
てよい。適する誘電性バインダーの組み合わせを利用し
てよい。しかしながら、導電性シート材料全体を通して
単一バインダーを使用することが好ましい。
本発明のシート材料に有用な接着剤を、熱可塑性およ
び熱硬化性接着剤、ゴム樹脂接着剤、感圧接着剤等から
選ぶことができる。
好ましい種類の感圧接着剤は、アクリレート系接着剤
である。それは、モノマーおよび／またはオリゴマー
（例えば、（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルア
ミド、ビニルピロリドン、およびアザラクトン）であり
得る。そのようなモノマーとしては、モノ−、ジ−、ま
たはポリ−アクリレートおよびメタクリレートが挙げら
れる。
好ましいアクリレートは、典型的にアルキルアクリレ
ート、好ましくは非分枝アルキルアルコールの単官能性
不飽和アクリレートエステルであり、そのアルキル基
は、炭素数が１〜約14である。この種のモノマーとして
は、例えば、イソオクチルアクリレート、イソノニルア
クリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、デシル
アクリレート、ドデシルアクリレート、ｎ−ブチルアク
リレート、およびヘキシルアクリレートが挙げられる。
好ましいモノマーとしては、イソオクチルアクリレー
ト、イソノニルアクリレート、２−エチルヘキシルアク
リレートおよびブチルアクリレートが挙られる。アルキ
ルアクリレートモノマーは、ホモポリマーを形成するた
めに使用できるか、または極性共重合性モノマーと共重
合され得る。
極性共重合性モノマーを、極性の強いモノマー（例え
ば、モノオレフィン系モノ−およびジ−カルボン酸、ヒ
ドロキシアルキルアクリレート、シアノアルキルアクリ
レート、アクリルアミドまたは置換アクリルアミド）か
ら、あるいは中程度の極性のモノマー（例えば、Ｎ−ビ
ニルピロリドン、アクリロニトリル、塩化ビニル、また
はジアリルフタレート）から選ぶことができる。
優れた凝集強さが望まれる場合、感圧接着性バインダ
ーを架橋してもよい。アクリル系感圧接着性バインダー
用の好ましい架橋剤は、1,6−ヘキサンジオールジアク
リレートのような多重アクリレート（multiacrylates）
である。
別の好ましい種類の感圧接着剤は、シロキサン感圧接
着剤［例えば、ダウ・コーニング（Dow Corning）製
「DC284」］、およびポリ（ジフェニルシロキサン）含
有感圧接着剤［例えば、ゼネラル・エレクトリック・カ
ンパニー（General Electric Company）製「GE6574」］
である。
高温で感圧接着剤になる有用な接着剤は、米国特許第
4,880,693号［ストウ（Stow）］に開示されており、有
用な熱硬化性接着剤は、米国特許第3,733,755号および
同第3,326,741号［いずれもオルソン（Olson）］に開示
されている。
バインダー中にブレンドできる他の有用な材料として
は、含量、可塑剤、粘着付与剤、発泡剤、酸化防止剤、
安定化剤、難燃剤、および流動学的変性剤が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
本発明においてバインダーとして有用な適するエラス
トマーとしては、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴ
ム、スチレン−アクリロニトリルゴム、ネオプレン、ブ
チルゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン
−プロピレンコポリマーゴム（EPDM）、ポリフルオロカ
ーボンエラストマー、シリコーンエラストマー、ポリエ
ピクロロヒドリン、および他の適するエラストマーが挙
げられる。
粒子 ある割合の導電性粒子、好ましくはある割合の導電性
粒子それぞれが、強磁性であることが必要である。強磁
性粒子は、球状またはおよそ球状であることが好ましい
が、磁性材料は、どのような形状であってもよい。それ
は、固体かまたは中空の粒子であり得る。適する磁性材
料としては、ニッケル、コバルト、および鉄、並びにそ
れらの磁性アロイが挙げられる。粒子は、強磁性コア、
および強磁性である必要はない導電性物質のコーティン
グ、または非磁性コア上の磁性コーティングを有し得
る。
本発明では、広範囲の寸法の粒子が有用であるが、典
型的には、磁性粒子は、約５〜50μｍの寸法を有する。
最初に窪み中に塗布したより小さな粒子の上により大き
な寸法の磁性粒子を塗布する前に、窪みの先端または底
部を充填するように、十分に小さな粒子を提供すること
が望ましいことがある。より小さな粒子を窪みの先端ま
たは底部に提供することにより、接着剤または他のバイ
ンダー材料が、導電性シート材料中の最大接合部位を占
有しないようにする。およそ選ばれた粒子の寸法の丸み
を底部につけた窪みを有することが望ましいこともあ
る。
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限
定されるものではない。実施例中の部はいずれも、特に
断りのない限り、重量部を表す。
実施例１ 以下の方法に従って、本発明の導電性シート材料を作
製した。75μｍ厚の２軸延伸したポリ（エチレンテレフ
タレート）フィルム（PET）の両面に、37μｍの低密度
ポリエチレンを塗布した。このフィルムの一方の面を、
型押し、窪み98個/cmを直角格子状に並べて、窪み9604
個/cm2を提供した。各窪みは、正方形の底面（一辺が約
37μｍ）、正方形の上部（一辺が約47μｍ）、および深
さ約37μｍの先端を切り取ったピラミッド型であった。
型押した表面に、「SYL−OFF」292シリコーン剥離材
（ダウ・コーニング、ミッドランド（Midland）、ミシ
ガン州）を塗布した。型押したフィルムの表面が濡れる
まで、「PENOLA」100［シモンソンズ・シー・エフ・サ
ンズ（Simonsons C.F.,Sons）、フィラデルフィア、ペ
ンシルバニア州］90部、イソプロパノール５部、および
トルエン５部から成る溶媒から固形分0.1重量％を含有
する溶液を噴霧することで、シリコーン剥離コーティン
グを適用した。フィルムを室温で乾燥した後、95℃で10
分間キュアーした。
イソオクチルアクリレート（IOA）ホモポリマーシロ
ップ（IOAモノマー100部を、2,2−ジメトキシ−２−フ
ェニルアセトフェノン0.04部とUV光を用いて転化率５〜
10％まで重合したもの）1g、更にIOAモノマー4g、およ
びINCO123ニッケル粉末［ノバメット［NOVAMET）製ウィ
コフ（Wyckoff）、ニュージャージー州］22.5gから成る
スラリーを、型押ししたフィルム上に溢れさせた後、ス
ラリーが、型押したフィルムの窪みに実質上存在するよ
うに、ポリ（テトラフルオロエチレン）ブレードで拭き
取った。その後、フィルムに、（IOA90部とアクリル酸1
0部を、2,2−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン
0.04部とUV光を用いて転化率５〜10％まで共重合したも
の）、ヘキサンジオールジアクリレート0.1部、およ
び、さらに2,2−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェ
ノン0.2部を含んで成るシロップ50μｍでオーバーコー
トした。剥離ライナー（東レ（Toray）から「セラピー
ル（CERAPEEL）」として入手できる、片面にBKコーティ
ングを有する50μmPET）のシリコーン塗布した面を、接
着剤にラミネートした。磁界2000エールステッドとUV光
によって、５分間、ラミネートをよく動かした。ラミネ
ートを更に３分間、UV光の下でキュアーした。本実施例
全体を通して使用したUV光は、２つのUVランプを有する
卓上スタンド（ゼネラル・エレクトリック製F15T8R B
L）であった。
ラミネートから一部を切断して、光学顕微鏡で観察し
た。型押したフィルムの窪みそれぞれに、ニッケル粒子
の１〜３個の鎖があった。その粒子の鎖は、接着剤の厚
さ方向に広がっていた。窪みの間にも、いくつかの粒子
鎖が観察されたが、型押した部位の間には、橋かけまた
は短絡が生じ得る粒子の凝集部が観察されなかった。本
実施例から、この材料は、利用可能なピッチが98導電性
部位/cmの導電性変換接着剤を提供するものと考えられ
た。
本実施例の導電性変換接着剤を用いて、1mm厚さのア
ルミニウム片２枚の間に10mm×20mm接合を形成した。接
合抵抗は、接合に適用した応力に依存して、20〜2000Ω
の範囲であった（例えば、アルミニウム片を互いに押圧
することは、抵抗を低減する。）。室温で一晩中エージ
ングした後、抵抗は、約20Ωに安定した。
実施例２ 以下の方法に従って、本発明の導電性シート材料を作
製した。一方の面に加工した平行な稜線のダイヤモンド
加工パターンを有するアクリル系プラスチックシートか
ら、1mm厚さの45cm×45cmニッケルシートを電鋳した。
パターンは、稜線と溝との面内角90゜、および稜線−稜
線間隔が50μｍを形成する均一な横断面を有していた。
次に、この電鋳したニッケルシートを、マンドレルの周
囲に形成して、幅45cmおよび直径15cmのエンボスロール
を作製した。エンボスロールを用いて、稜線パターン
を、200μｍ厚、幅30cm、および長さ10mのポリプロピレ
ンのシートに型押した。ウェブ速度1m/分、圧力280kPa
で型押を行った。エンボスロールを予め145℃に温め
た。ポリプロピレンから、5cm×5cmに測定した２枚の正
方形片を切断し、一方の片の型押した面が、他方の型押
した面に向かい合うように置いたが、２枚の片の型押し
た稜線が、互いに90゜なるように向きを変えた。ポリプ
ロピレン片を合わせて置く前に、液体スラリー３滴（約
0.15g）を一方の片の中央に置いた。スラリーは、キュ
アーしていない室温加硫シリコーンゴム2.63gと、銀被
覆ニッケル微粒子（直径≦20μｍ）1gとを混合すること
によって作製した。ノヴァメット・オブ・ウィコフ（No
vamet of Wyckoff、ニュージャージー州）から銀被覆ニ
ッケル粒子を入手した［ノヴァメットが「微粒子」とし
て分類しているもの、15重量％銀含有］。以下の方法
で、キュアーしていないシリコーンゴムを調製した。
ゼネラル・エレクトリック製RTV609（分子量40,000のビ
ニル末端ポリメチルシロキサン）を、不活性部位［（CH
3）2SiO］：活性部位［CH3HSiO］の比2:1、および架橋
剤として作用する１分子当たり平均50個のSi−Ｏ単位を
有するポリメチルハイドロシロキサン２重量％と混合し
た。さらに、アセトン99重量％とシクロペンタジエニル
トリメチル白金［エス・ディー・ロビンソン（S.D.Robi
nson）およびビー・エル・ショウ（B.L.Shaw）、ジャー
ナル・オブ・ケミカル・ソサイエティー（J.Chem.So
c.）、1965年、1529〜1530頁に記載されているもの］１
重量％の溶液２重量％を、RTV609および触媒として作用
する架橋剤と混合した。混合後、この材料を真空脱気し
て、アセトンを除去し、かつ気泡をトラップした。２枚
のポリプロピレン片とスラリーは、２枚のポリプロピレ
ン片の間に含有したスラリーによって、サンドイッチ構
造を形成した。永久磁石の面とスライドガラスの間にこ
のサンドイッチ構造物を置くことによって、合わせて圧
縮した。磁石は、1500エールステッドの確立した強度
と、磁石の面に垂直な磁束を有する磁界を形成した。サ
ンドイッチ構造物に対して、十分な力（およそ100gの
力）でスライドガラスを押し、スラリーを押し広げて、
直径約3cmおよび平均厚さ100μｍの円形ディスクを形成
した。スラリー内では、ニッケル粒子が、ポリマーの厚
さ方向にわたって、ポリプロピレン裏地の溝の中に、鎖
の頂点と底部の間隔が50μｍの正方形に並んだ鎖を形成
した。溝の外側には、鎖は形成なかった。その後、ポリ
プロピレンサンドイッチ構造物から3cmのところにおい
て、25WのUV光で、スライドガラスを通して５分間露光
することによって、シリコーンをキュアーしてエラスト
マーを形成した後、90℃で15分間オーブンキュアーし
た。その後、ポリプロピレン裏地をキュアーしたシリコ
ーンから剥離した。
得られたエラストマーは、厚さ方向に導電性を有して
いたが、横断導電率は測定不可であった。銅のシートと
抵抗器からの平坦なプローブ（円面積0.48mm2）のとの
間に様々な力を加えて、メンブランを圧縮した。圧力の
関数としての試料の中央からの抵抗は、以下の通りであ
った。
圧力（kPa） 抵抗（Ω） 41 40 157 5.1 271 3.8 424 3.0 638 1.4 1000 0.7 1220 0.7 1230 0.6 実施例３ 型押したパターンが、中央−中央間隔が100μｍで深
さ61μｍの、複数の３面逆ピラミッドであったこと以外
は、実施例２の記載と実質上同様の方法に従って、本発
明の導電性シート材料を作製した。モワレ模様が除去さ
れ、かつ最大光量が構造物を通過するまで、ポリプロピ
レンを通過した光によって形成されたモワレ模様を観察
することにより、逆の窪みが直接互いに逆さまになるよ
うに、型押したポリプロピレン裏地を並べた。試料をキ
ュアーし、かつ型押した裏地を除去した後、メンブラン
厚みは、得られたエンブランと反対の表面における突起
との間で150μｍを測定した。突起はいずれも、窪みか
ら広がっていた。圧力の関数としての試料中央付近の面
積0.48mm2での試料を通しての抵抗は、以下の通りであ
った。
圧力（kPa） 抵抗（Ω） 169 37 204 23 292 7.8 516 5.0 824 3.1 1040 2.4 1250 1.8 比較例Ａ 型押した裏地を使用する代わりに、裏地として、平滑
なPET片を使用したこと以外は、実施例２の記載の方法
に従って、本発明の導電性シート材料を作製した。本目
的は、本発明の片押した裏地を用いて作製した導電性シ
ート材料と、片押した裏地を用いないで作製した導電性
シート材料と間の比較を提供することであった。試料厚
さは、100μｍであることが分かった。圧力の関数とし
ての試料面積0.48mm2での抵抗は、以下の通りであっ
た。
圧力（kPa） 抵抗（Ω） 61 161 137 71 245 20 286 16 367 12 632 5.6 795 5.5 969 4.3 1030 4.7 本実施例は、導電性シート材料を通しての導電率が、
導電性シートの表面上の隆起に導電性鎖末端を有するこ
とによって高まることを示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コラーン、クライド・ディー アメリカ合衆国55133−3427、ミネソタ 州、セント・ポール、ポスト・オフィ ス・ボックス 33427番（番地の表示な し) (56)参考文献 特開 平１−166407（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01R 11/01 501

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１面および第２面を有するポリマーシー
    ト： 第１面がそれから伸びている隆起の規則的な配列を有
    し、前記隆起が、隆起と第２面の間に位置する導電性コ
    リドー（corridors）を規定し、絶縁領域が導電性コリ
    ドーを取り巻いているもの；および 複数の磁性カラムであって、各カラムが、連続カラムを
    形成するために並べた個別の導電性強磁性粒子群を含ん
    で成り、磁性カラムが、導電性コリドー内に位置し、か
    つ第１面の隆起から第２面へ伸びているもの； を含んで成る導電性シート材料。
  2. 【請求項２】第２面に複数の隆起を更に含んで成り、導
    電性コリドーが、第１面の隆起から第２面の隆起の間に
    伸びている請求項１に記載の導電性シート材料。
  3. 【請求項３】ポリマーシートが接着剤である請求項１に
    記載の導電性シート材料。
  4. 【請求項４】ポリマーシートがエラストマーである請求
    項１に記載の導電性シート材料。
  5. 【請求項５】第１面から伸びている隆起に対応する窪み
    を有する、第１面上に配置した剥離ライナーを更に含ん
    で成る請求項１に記載の導電性シート材料。
  6. 【請求項６】第１面および第２面の上に提供されかつ隆
    起に対応する窪みを有する一対の剥離ライナーを更に含
    んで成る請求項２に記載の導電性シート材料。
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