JP3456235B2 - 異方導電性シート、回路基板の電気的検査方法および電気的検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、例えばプリント回
路基板などを検査対象としてその電気的性能を検査する
ため、当該検査対象回路基板と電気的検査装置との間の
電気的接続を達成するために用いられる異方導電性シー
ト、回路基板の電気的検査方法および電気的検査装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント回路基板などの回路基
板は、電極数が増加し、高密度化し、それに応じて配線
が複雑化する傾向にある。このため、内層回路基板と外
層回路基板とからなる多層基板が多く用いられるように
なってきている。また、生産性を高める意味から、製造
の際は同一回路基板複数枚を、一枚の基材上に形成し製
造を進める、多面づけが行なわれている。このような内
層回路基板のリード電極と、これに接続すべき他の回路
端子などとの電気的な接続を達成するために、従来、各
リード電極領域上に異方導電性シートを介在させること
が行なわれている。この異方導電性シートは、厚さ方向
にのみ導電性を示すもの、または加圧されたときに厚さ
方向にのみ導電性を示す多数の加圧導電性導電部を有す
るものであり、種々の構造のものが、例えば特公昭５６
−４８９５１号公報、特開昭５１−９３３９３号公報、
特開昭５３−１４７７７２号公報、特開昭５４−１４６
８７３号公報などにより知られている。しかし、上記異
方導電性シートはいずれもシート上任意の点に加圧導電
性導電部を有するものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のシート
上任意の点に加圧導電性導電部を有する異方導電性シー
トは、内層回路基板のような配線部が露出している回路
基板の検査に対しては、必ずしも十分な性能を発揮し得
なかった。さらに、近年における内層回路基板の配線密
度の微細化および製造の際の多面づけに伴なうサイズの
増大化傾向に対しては、従来の異方導電性シートによる
検査が益々困難なものとなってきている。本発明は以上
のような問題点を解決するものであって、その目的は、
検査対象である回路基板におけるリード電極などの被検
査電極が電極ピッチ微小であり、かつ微細で高密度の複
雑なパターンのものであり、これらのリード電極に接続
された微細な配線が露出されている場合にも、当該回路
基板について所要の電気的接続を確実に達成することが
でき、従って接続信頼性が高く、しかも所要の位置精度
を確保しながら当該回路基板の検査を十分に行なうこと
ができる異方導電性シートを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の異方導電性シー
トは、検査対象回路基板の電気的検査に使用される異方
導電性シートであって、 絶縁部により相互に絶縁された
状態で厚さ方向に伸びる複数の導電部が、一面側におい
て検査対象回路基板の被検査電極に対応した突出部を形
成し、かつ絶縁性で弾性を有する高分子物質中に導電性
粒子が密に充填されてなる異方導電性シート体と、この
異方導電性シート体の前記一面側に一体的に接合され
た、検査対象回路基板の被検査電極に対応した開口部を
有し、弾性を有する高分子物質、熱可塑性樹脂または熱
硬化性樹脂からなる厚さが０．０１〜０．８ｍｍの絶縁
シート体とよりなり、 前記異方導電性シート体の導電部
の突出部が前記絶縁シート体の開口部中に突出して当該
突出部の端部の表面が絶縁シート体の表面とほぼ同一レ
ベルになる形状であることを特徴とする。

【０００５】本発明の異方導電性シートによれば、検査
対象回路基板の検査電極に対応した開口部を有する絶縁
シート体が、異方導電性シート体の一面側において一体
的に接合されてなり、各導電部が絶縁シート体の開口部
中に突出してその表面が絶縁シート体の表面とほぼ同一
レベルになる形状で形成されているため、検査対象であ
る回路基板におけるリード電極などの被検査電極が電極
ピッチ微小であり、かつ微細で高密度の複雑なパターン
のものであり、これらのリード電極に接続された微細な
配線が露出されている場合にも、当該回路基板について
所要の電気的接続を確実に達成することができ、従って
接続信頼性が高く、しかも所要の位置精度を確保しなが
ら当該回路基板の検査を十分に行なうことができる。

【０００６】また、本発明の異方導電性シートは、異方
導電性シート体の一面側に、検査対象回路基板の被検査
電極に対応した開口部を有する絶縁シート体が一体的に
接合されてなり、異方導電性シート体は、その各導電部
が絶縁シート体の開口部中に突出してその表面が絶縁シ
ート体の表面とほぼ同一レベルになる形状で形成されて
いるため、一対の絶縁シート体間に成形材料層を配し、
当該成形材料層に平行磁場を当該層の厚さ方向にかけて
その磁力によって導電性粒子を移動させながら当該層を
流動させて硬化する際、例えば加圧下で絶縁シート体と
異方導電性シート体とを接合することにより、製造する
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】 以下、図面によって本発明を具体
的に説明する。図９および図１０は、本発明に係る異方
導電性シート１１の具体的構成例を示すものであって、
絶縁シート体１が異方導電性シート体８の一面上に配置
されて一体的に接合されている。異方導電性シート体８
においては、その厚さ方向に伸びる複数の導電部１０
が、絶縁部１２により相互に絶縁された状態で、検査対
象回路基板の被検査電極に対応して配置され、各導電部
１０は絶縁シート体１の開口部２中に突出し、この突出
した導電部１０の端部の表面は、絶縁シート体１の表面
とほぼ同一レベルになる形状で形成されている。

【０００８】各導電部１０は、絶縁性で弾性を有する高
分子物質４中に導電性粒子５が密に充填されて構成さ
れ、通常、加圧により抵抗値が減少する加圧導電性を有
する。導電部１０における導電性粒子５の充填率は３体
積％以上３０体積％以下、好ましくは５体積％以上２０
体積％以下である。なお、導電性粒子５の充填率が低い
ときは、加圧力を大きくしても抵抗値が減少せず、従っ
て信頼性の高い電気的接続が困難となる。導電部１０の
厚さＤは、０．１〜５ｍｍ、特に０．３〜３ｍｍである
ことが好ましい。導電部１０の厚さＤがこの範囲にあれ
ば、小さな圧力でも有効な導電性が確実に得られる。

【０００９】また、絶縁シート体１の厚さｄは、実用的
には０．０１〜０．８ｍｍ、特に好ましくは０．０２〜
０．２ｍｍである。絶縁シート体１の厚さｄがこの範囲
にあれば、異方導電性シート体８の製造における成形の
際に生じる成形歪みに基づく導電部の位置ずれを回路基
板検査に十分耐える範囲内に抑えることができ、なおか
つ、小さな圧力でも有効な導電性が確実に得られる。絶
縁シート体１の開口部２中に突出した導電部１０の高さ
ｈは、絶縁シート体１の厚さｄと同一であることが好ま
しい。

【００１０】導電部１０を構成する導電性粒子５として
は、例えばニッケル、鉄、コバルトなどの磁性を示す金
属の粒子もしくはこれらの合金の粒子、またはこれらの
粒子に金、銀、パラジウム、ロジウムなどのメッキを施
したもの、非磁性金属粒子もしくはガラスビーズなどの
無機質粒子またはポリマー粒子にニッケル、コバルトな
どの導電性磁性体のメッキを施したものなどを挙げるこ
とができる。製造コストの低減化を図る観点からは、特
にニッケル、鉄またはこれらの合金の粒子が好ましく、
また接触抵抗が小さいなどの電気的特性の点で金メッキ
された粒子を好ましく用いることができる。

【００１１】導電性粒子５の粒径は、導電部１０におい
て導電性粒子間の電気的な接触を十分なものとし、かつ
導電部１０の接触安定性を十分保つ観点から、１０〜４
００μｍが好ましく、特に２０〜１００μｍが好まし
い。

【００１２】導電部１０を構成する絶縁性で弾性を有す
る高分子物質としては、架橋構造の高分子物質が好まし
く、かかる架橋構造の高分子物質を得るために用いるこ
とができる未架橋の高分子材料としては、シリコーンゴ
ム、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブ
タジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン共重合体
ゴム、ウレタンゴム、ポリエステル系ゴム、クロロプレ
ンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどを挙げることがで
きる。

【００１３】また、絶縁シート体１としては、異方導電
性シート体８の導電部１０を構成す るものとして挙げら
れた前記の絶縁性で弾性を有する高分子物質や、熱可塑
性樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化
ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル
樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル樹脂、ポリブタジエ
ン樹脂などや、熱硬化性樹脂、例えばポリイミド樹脂、
エポキシ樹脂などが用いられる。

【００１４】次に、本発明の異方導電性シートの製造方
法について説明する。図１は、検査対象回路基板の被検
査電極に対応した開口部が形成された状態の２枚の絶縁
シート体を示す説明用斜視図、図２は同じく説明用断面
図、図３は、開口部が形成された２枚の絶縁シート体に
粘着シートが貼付された状態を示す説明用断面図、図４
は、磁性を有する導電性粒子と高分子材料との混合物か
らなる成形材料の層を、粘着シートが貼付された２枚の
絶縁シート体の間に配置した状態を示す説明用断面図、
図５は、図４の成形材料の層に、加圧力および平行磁場
を作用させる状態を示す説明用断面図である。

【００１５】図１および図２に示すように、絶縁シート
体１には、検査対象回路基板の被検査電極に対応する部
分に、被検査電極の幅とほぼ同一の径を有する円形の開
口部２が、ＮＣ制御のドリル穴あけ装置、またはエキシ
マレーザー光を光源とするレーザー加工装置などを用い
て形成されている。このような絶縁シート体１を２枚用
意する。６はガイド穴である。

【００１６】次に、図３に示すように、これらの絶縁シ
ート体１の開口部２上およびその周辺を、表面が平滑で
厚みが均一な粘着シート３で覆い、ガイドピンなどによ
り、２枚の絶縁シート体１の対応する開口部２が向き合
うように位置合わせをした状態で、図４に示すように、
磁性を有する導電性粒子５と、高分子物質４となる高分
子材料４Ａとの混合物からなる成形材料の層（「混合物
シート」ともいう。）を形成して異方導電性シート用材
料層２０を得る。

【００１７】次いで、図５に示すように、２枚の絶縁シ
ート体１と成形材料の層からなる異 方導電性シート用材
料層２０を加圧して成形材料を流動させて当該混合物シ
ートの外形を変化させつつ、平行磁場を当該混合物シー
トの厚さ方向にかけて、その磁力によって導電性粒子５
を当該混合物シートの厚さ方向に配向させながら当該成
形材料を硬化させて、２枚の絶縁シート体１と硬化した
成形材料層が一体化した図８に示す異方導電性シート用
材料層一体化物２０Ａを製造する。なお、混合物シート
の外形を変化させた後に成形材料を硬化させるための手
段としては、一般的には架橋が用いられる。次に、図９
に示すように、粘着シート３の両方および絶縁シート体
１の片方を除去して異方導電性シート１１を製造する。

【００１８】図５の金型は、各々電磁石を構成する上型
２１と下型２２よりなり、上型２１と下型２２には、検
査対象回路基板の被検査電極に対応したパターンの強磁
性体部分Ｍと、それ以外の非磁性体部分Ｎとよりなる、
表面が平坦面である磁極板２３および磁極板２４が設け
られている。

【００１９】磁極板２３および磁極板２４の代わりに、
図６に示すように、検査対象回路基板の被検査電極に対
応したパターンの強磁性体部分Ｍと、それ以外の非磁性
体部分Ｎとよりなり、当該上型２１の下面および下型２
２の上面において、強磁性体部分Ｍが非磁性体部分Ｎよ
り突出した磁性板２５および磁性板２６を用いることも
できる。この場合には、異方導電性シート用材料層２０
に対しては、検査対象回路基板の被検査電極に対応して
配置された導電部において、より強い平行磁場が作用さ
れることになる。

【００２０】また、磁極板２３および磁極板２４の代わ
りに、図７に示すように、表面が平滑で厚みの均一な強
磁性体の板２７および２８を用いることもできる。この
場合には、異方導電性シート用材料層２０の任意の点に
おいて均一な平行磁場が作用されることになる。この場
合、形成された異方導電性シートにおける検査対象回路
基板の被検査電極に対応して配置された導電部における
電気抵抗値は、磁極板２３および磁極板２４または磁極
板２５および磁極板２６を用いて成形した場合に比べ
て、やや高い値を示す。

【００２１】以下、本発明の実施例を説明するが、本発
明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００２２】

【実施例】厚さ０．０５ｍｍ、縦３００ｍｍ、横４００
ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートを２枚重ね
て、ＮＣ制御のドリル穴あけ装置で、検査対象回路基板
の被検査電極に対応した位置に、０．２ｍｍの径を有す
る穴による開口部２と、シートの四隅に３．０ｍｍの径
を有するガイド穴６を４点あけ（図１、２参照）、２枚
の絶縁シート体１を形成した。次に、この２枚の絶縁シ
ート体１のガイド穴６を除く開口部２上およびその周辺
を、それぞれ厚さ０．０５ｍｍのポリイミド製粘着シー
ト３で覆った（図３参照）。次に、２枚の絶縁シート体
１のうち１枚には、その表面を＃６００のサンドペーパ
ーで粗面化した後、その表面に熱硬化型のシリコーンゴ
ムを薄く塗布した。

【００２３】次に、室温硬化型シリコーンゴムに平均粒
径４０μｍの金メッキしたニッケルよりなる磁性体導電
性粒子５を１２体積％となる割合で混合してなる成形材
料を調製し、これを上記の一対の絶縁シート体間に配置
して異方導電性シート用材料層２０を形成し、これを金
型のキャビティ内に配置した。この金型は、各々電磁石
を構成する上型２１と下型２２よりなり、上型２１と下
型２２には、検査対象回路基板の被検査電極に対応した
パターンの強磁性体部分Ｍと、それ以外の非磁性体部分
Ｎとよりなる、表面が平坦面である磁極板２３および磁
極板２４が設けられたものである。この磁極板２３およ
び磁極板２４の強磁性体部分Ｍと、異方導電性シート用
材料層２０の絶縁シート体１の開口部２とが重なるよう
にガイドピンにより位置合わせを行なった（図５参
照）。この状態で上型２１と下型２２の電磁石を動作さ
せ、これにより異方導電性シート用材料層２０の厚さ方
向に加圧力と平行磁場を作用させて、この状態で６０℃
で８時間放置して硬化させた後、ポリイミド製粘着テー
プ３および一対の絶縁シート体１の片方を除去し、１枚
の絶縁シート体１と、硬化した成形材料による異方導電
性シート体８が一体化し た異方導電性シート１１を製造
した。

【００２４】以上の実施例で得られた異方導電性シート
を用いて、図１１に示した構成で電気的検査を行なっ
た。図１１において、６１は検査ヘッド、６２は異方導
電性シート、６３はオフグリッドアダプター、６４は検
査対象のプリント回路基板、６４Ａは被検査電極、６５
は検査電極である。 この例の異方導電性シート６２は、
厚さ方向に複数の導電部を有し、表面が平坦なものであ
る。 検査対象のプリント回路基板６４の配線部はすべて
露出されており、配線および被検査電極の最小ピッチが
０．５ｍｍと微細であったが、十分な性能をもって検査
対象回路基板の電気的導通およびショートの検査を行な
うことができた。

【００２５】

【発明の効果】本発明の異方導電性シートによれば、検
査対象回路基板の検査電極に対応した開口部を有する絶
縁シート体が、異方導電性シート体の一面側において一
体的に接合されてなり、各導電部が絶縁シート体の開口
部中に突出してその表面が絶縁シート体の表面とほぼ同
一レベルになる形状で形成されているため、検査対象で
ある回路基板におけるリード電極などの被検査電極が電
極ピッチ微小であり、かつ微細で高密度の複雑なパター
ンのものであり、これらのリード電極に接続された微細
な配線が露出されている場合にも、当該回路基板につい
て所要の電気的接続を確実に達成することができ、従っ
て接続信頼性が高く、しかも所要の位置精度を確保しな
がら当該回路基板の検査を十分に行なうことができる。

【００２６】また、本発明の異方導電性シートは、異方
導電性シート体の一面側に、検査対象回路基板の被検査
電極に対応した開口部を有する絶縁シート体が一体的に
接合されてなり、異方導電性シート体は、その各導電部
が絶縁シート体の開口部中に突出してその表面が絶縁シ
ート体の表面とほぼ同一レベルになる形状で形成されて
いるため、一対の絶縁シート体間に成形材料層を配し、
当該成形材料層に平行磁場を当該層の厚さ方向にかけて
その磁力によって導電性粒子を移動させながら 当該層を
流動させて硬化する際、例えば加圧下で絶縁シート体と
異方導電性シート体とを接合することにより、製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例において、検査対象回路基板の
被検査電極に対応した開口部が形成された状態の２枚の
絶縁シート体を示す説明用斜視図である。

【図２】実施例において、検査対象回路基板の被検査電
極に対応した開口部が形成された状態の２枚の絶縁シー
ト体を示す説明用断面図である。

【図３】実施例において、２枚の絶縁シート体に、粘着
シートが貼付された状態を示す説明用断面図である。

【図４】実施例において、磁性を有する導電性粒子と高
分子材料との混合物からなる成形材料の層を、粘着シー
トが貼付された２枚の絶縁シート体の間に配置した状態
を示す説明用断面図である。

【図５】図４の成形材料の層に、加圧力および平行磁場
を作用させる状態を示す説明用断面図である。

【図６】他の磁極板を有する金型を用いた場合におけ
る、図５と同様の状態を示す説明用断面図である。

【図７】磁極板の代わりに強磁性体の板を有する金型を
用いた場合における、図５と同様の状態を示す説明用断
面図である。

【図８】実施例において、絶縁シート体と異方導電性シ
ート体とが一体化成形された異方導電性シート用材料層
一体化物を示す説明用断面図である。

【図９】図８の異方導電性シート用材料層一体化物より
粘着シートの両方および絶縁シート体の片方が除去され
て、完成した異方導電性シートを示す説明用断面図であ
る。

【図１０】図８の異方導電性シート用材料層一体化物よ
り粘着シートの両方および絶縁シート体の片方が除去さ
れて、完成した異方導電性シートを示す説明用斜視図で
ある。

【図１１】実施例において製作した異方導電性シートを
用いた電気的検査を行なう装置の構成を示す説明用断面
図である。

【符号の説明】 １ 絶縁シート体 ２ 開口部 ３ 粘着シート ４ 絶縁性で弾性を有する高分子物質４Ａ 高分子材料 ５ 導電性粒子 ６ ガイド穴 ７ スペーサー８ 異方導電性シート体 １０ 導電部 １１ 異方導電性シート１２ 絶縁部 ２０ 異方導電性シート用材料層 ２０Ａ 異方導電性シート用材料層一体化物 ２１ 上型 ２２ 下型 ２３ 磁極板 ２４ 磁極板 ２５ 磁極板 ２６ 磁極板 ２７ 磁極板 ２８ 磁極板 Ｍ 強磁性体部分 Ｎ 非磁性体部分 ６１ 検査ヘッド ６２ 異方導電性シート ６３ オフグリッドアダプター ６４ プリント回路基板 ６４Ａ 被検査電極 ６５ 検査電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−183974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−232805（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−36755（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−151889（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−50365（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01B 5/16 G01R 31/28 H01R 11/01 H01B 13/00 501 H05K 3/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象回路基板の電気的検査に使用さ
   れる異方導電性シートであって、絶縁部により相互に絶縁された状態で 厚さ方向に伸びる
   複数の導電部が、一面側において検査対象回路基板の被
   検査電極に対応した突出部を形成し、かつ絶縁性で弾性
   を有する高分子物質中に導電性粒子が密に充填されてな
   る異方導電性シート体と、この異方導電性シート体の前
   記一面側に一体的に接合された、検査対象回路基板の被
   検査電極に対応した開口部を有し、弾性を有する高分子
   物質、熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂からなる厚さが
   ０．０１〜０．８ｍｍの絶縁シート体とよりなり、 前記異方導電性シート体の導電部の突出部が前記絶縁シ
   ート体の開口部中に突出して当該突出部の端部の表面が
   絶縁シート体の表面とほぼ同一レベルになる形状である
   ことを特徴とする異方導電性シート。
2. 【請求項２】 異方導電性シート体を構成する絶縁性で
   弾性を有する高分子物質がシリコーンゴムであることを
   特徴とする請求項１に記載の異方導電性シート。
3. 【請求項３】 異方導電性シート体の導電部の厚さが
   ０．１〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の異方導電性シート。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   された異方導電性シートを使用して行われることを特徴
   とする回路基板の電気的検査方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   された異方導電性シートが、検査対象回路基板と検査ヘ
   ッドとの間に介在されることを特徴とする回路基板の電
   気的検査装置。