KR20070010012A

KR20070010012A - 이방 도전성 시트 제조용 형 및 이방 도전성 시트의 제조방법

Info

Publication number: KR20070010012A
Application number: KR1020067019845A
Authority: KR
Inventors: 마사야 나오이
Original assignee: 제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-04-14
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2007-01-19
Also published as: WO2005101589A1; TW200603486A; CN1943081A

Abstract

형성해야 할 도전로 형성부의 피치가 작은 것이어도 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 가지며 인접하는 도전로 형성부 사이에 필요한 절연성이 확실하게 얻어지는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있는 이방 도전성 시트 제조용 형 및 이방 도전성 시트의 제조 방법이 개시되어 있다. 본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형은 절연성 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배향된 상태로 함유된 복수의 도전로 형성부와 이들 도전로 형성부를 상호 절연하는 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하기 위한 이방 도전성 시트 제조용 형이며, 기판과 이 기판 상에 상기 도전로 형성부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치된 강자성체층을 가지고, 상기 기판은 약자성체 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이방 도전성 시트, 이방 도전성 시트 제조용 형, 강자성체층

Description

이방 도전성 시트 제조용 형 및 이방 도전성 시트의 제조 방법 {DIE FOR MANUFACTURING ANISOTROPIC CONDUCTIVE SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING ANISOTROPIC CONDUCTIVE SHEET}

본 발명은 이방 도전성 시트 제조용 형 및 이방 도전성 시트의 제조 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 웨이퍼에 형성된 집적 회로, 이 웨이퍼를 다이싱하여 얻어지는 집적 회로, 패키지 IC, 인쇄 회로 기판 등의 회로 장치의 전기적 검사에 바람직하게 사용할 수 있는 이방 도전성 시트를 제조하기 위한 이방 도전성 시트 제조용 형 및 이방 도전성 시트의 제조 방법에 관한 것이다.

이방 도전성 엘라스토머 시트는 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 것, 또는 두께 방향으로 가압되었을 때에 두께 방향으로만 도전성을 나타내는 가압 도전성 도전부를 갖는 것이며, 납땜 또는 기계적 끼워맞춤(勘合) 등의 수단을 이용하지 않고 조밀한 전기적 접속을 달성하는 것이 가능하고, 기계적인 충격이나 변형을 흡수하여 부드러운 접속이 가능한 등의 특징을 갖기 때문에, 이러한 특징을 이용하여, 예를 들면 전자 계산기, 전자식 디지탈 시계, 전자 카메라, 컴퓨터 키보드 등의 분야에서 회로 장치, 예를 들면 인쇄 회로 기판과 리드리스 칩 캐리어(leadless chip carrier), 액정 패널 등과의 상호 전기적인 접속을 달성하기 위한 커넥터로서 널리 이용되고 있다.

또한, 패키지 IC, MCM 등의 반도체 집적 회로 장치, 집적 회로가 형성된 웨이퍼, 인쇄 회로 기판 등의 회로 장치의 전기적 검사에서 검사 대상인 회로 장치의 일면에 형성된 피검사 전극과 검사용 회로 기판의 표면에 형성된 검사용 전극의 전기적인 접속을 달성하기 위해, 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극 영역과 검사용 회로 기판의 검사용 전극 영역 사이에 이방 도전성 엘라스토머 시트를 개재시키는 것이 행해지고 있다.

종래에 이러한 이방 도전성 엘라스토머 시트로서 다양한 구조의 것이 알려져 있는데, 예를 들면 특허 문헌 1 등에는 자성을 나타내는 도전성 입자를 엘라스토머 중에 두께 방향으로 배열되도록 배향된 상태로 분산시켜 얻어지는 이방 도전성 엘라스토머 시트(이하, 이를 "분산형 이방 도전성 시트"라 함)가 개시되어 있고, 또한 특허 문헌 2 등에는 자성을 나타내는 도전성 입자를 엘라스토머 중에 불균일하게 분포시킴으로써, 두께 방향으로 신장되는 다수의 도전로 형성부와 이들을 서로 절연시키는 절연부가 형성된 이방 도전성 시트(이하, 이를 "편재형 이방 도전성 시트"라 함)가 개시되어 있으며, 또한 특허 문헌 3 등에는 도전로 형성부의 표면과 절연부 사이에 단차가 형성된 편재형 이방 도전성 시트가 개시되어 있다.

이들 이방 도전성 엘라스토머 시트 중, 편재형 이방 도전성 시트는 접속해야 할 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 도전로 형성부가 형성되고, 인접하는 도전로 형성부 사이에는 절연부가 형성되어 있기 때문에, 분산형 이방 도전성 시트에 비교하여 접속해야 할 전극이 작은 피치로 배치되어 있더라도 신뢰성이 높은 전기 적 접속을 달성할 수 있는 점에서 유리하다.

이러한 편재형 이방 도전성 시트를 제조하기 위해서는, 종래에 예를 들면 도 10에 나타내는 구성의 특수한 이방 도전성 시트 제조용 형이 사용되었다. 이 이방 도전성 시트 제조용 형은 상형 (90) 및 이것과 쌍을 이루는 하형 (95)가 각각의 성형면이 서로 대향하도록 배치되어 구성되고, 상형 (90)의 성형면(도 10에 있어서 하면)과 하형 (95)의 성형면(도 10에 있어서 상면) 사이에 캐비티가 형성되어 있다. 상형 (90)에 있어서는 강자성체 기판 (91)의 하면에, 제조해야 할 이방 도전성 시트의 도전로 형성부의 배치 패턴에 대칭(對掌)인 패턴에 따라서 강자성체층 (92)가 형성되고, 이 강자성체층 (92) 이외의 부분에는 약자성체층 (93)이 형성되어 있다. 한편, 하형 (95)에 있어서는 강자성체 기판 (96)의 상면에, 제조해야 할 이방 도전성 시트의 도전로 형성부의 배치 패턴과 동일 패턴에 따라서 강자성체층 (97)이 형성되고, 이 강자성체층 (97) 이외의 부분에는 약자성체층 (98)이 형성되어 있다.

또한, 이 이방 도전성 시트 제조용 형을 이용하여, 이하와 같이 하여 편재형 이방 도전성 시트가 얻어진다.

우선, 도 11에 나타낸 바와 같이, 이방 도전성 시트 제조용 형 내에, 경화되어 탄성 고분자 물질이 되는 고분자 형성 재료 중에 자성을 나타내는 도전성 입자 (P)가 분산된 도전성 재료층 (80)을 형성한다. 이어서, 상형 (90)의 상면 및 하형 (95)의 하면에 한쌍의 전자석(도시하지 않음)을 배치하여 이것을 작동시킴으로써 도전성 재료층(80)에서의 상형(90)의 강자성체층(92)와 하형(95)의 강자성체층(97) 사이에 위치하는 부분에 그 이외의 부분보다 큰 강도의 자장을 작용시킨다. 그 결과, 도전성 재료층(80) 중에 분산되어 있던 도전성 입자(P)가 상형(90)의 강자성체층(92)와 하형(95)의 강자성체층(97) 사이에 위치하는 부분, 즉 도전로 형성부가 되는 부분에 집합하는 동시에 두께 방향으로 배열되도록 배향된다. 그리고, 이 상태로 도전성 재료층(80)의 경화 처리를 행함으로써 편재형 이방 도전성 시트가 얻어진다.

그러나, 종래의 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서는 이하와 같은 문제가 있는 것이 판명되었다.

(1) 도전성 재료층 (80)에 자장을 작용시키는 공정에서는 강자성체 기판 (91), (96) 자체가 자극으로서 기능함으로써 도전성 재료층 (80)의 절연부가 되는 부분에도 약자성체층 (93), (98)을 통해 자장이 작용하기 때문에, 도전성 재료층 (80)에 있어서의 절연부가 되는 부분에 존재하는 도전성 입자 (P)가 도전로 형성부가 되는 부분을 향해 이동하지 않고서 잔류하기 쉽다. 그 결과, 필요한 절연성을 갖는 절연부가 형성되지 않을 뿐 아니라 필요한 양의 도전성 입자 (P)가 함유된 도전로 형성부가 확실히 형성되지 않으며, 따라서 소기의 도전성을 나타내는 이방 도전성 시트를 얻는 것이 곤란해진다. 이러한 현상은 도전로 형성부의 피치가 작으면 작을수록 현저하다.

(2) 작은 가압력으로 높은 도전성을 나타내는 이방 도전성 시트를 제조하기 위해서는 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 공정에서 두께 방향, 즉 도전성 재료층의 표면에 대하여 수직인 방향으로 도전성 입자의 연쇄를 형성하는 것이 중요하다.

그런데, 자장을 작용시키기 전의 도전성 재료층에서는 도전성 입자가 상기 도전성 재료층 중에 균일하게 분산된 상태로 존재하기 때문에, 도전성 재료층의 두께 방향으로 자장을 작용시키더라도, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도전성 입자(P)의 연쇄는 도전성 재료층(80)의 두께 방향뿐 아니라 두께 방향에 대하여 경사진 방향으로도 형성되어 버린다. 게다가, 이 상태에서는 자기역학적으로 안정하며 각각의 도전성 입자가 자기력에 의해 구속되어 있기 때문에, 자장을 계속 작용시키더라도 도전성 입자가 두께 방향으로 연쇄를 형성하도록 이동하지 않는다. 그리고, 이 상태로 도전성 재료층(80)이 경화 처리됨으로써, 얻어지는 이방 도전성 시트는 도전성 입자의 연쇄가 두께 방향에 대하여 경사진 방향으로 형성되기 때문에 작은 가압력으로 높은 도전성을 얻는 것이 곤란해진다.

또한, 도전성 재료층 (80)에 자장을 작용시켰을 때에, 절연부가 되는 부분에 체류한 도전성 입자 (P)에 다른 도전성 입자 (P)가 연결됨으로써, 도 13에 나타낸 바와 같이 상형 (90)의 강자성체층 (92)와 이에 대응하는 하형 (95)의 강자성체층 (97)에 인접하는 강자성체층 (97) 사이에 도전성 입자 (P)의 연쇄가 형성되고, 그 결과 인접하는 도전로 형성부 사이에 필요한 절연성이 확보된 이방 도전성 시트를 얻는 것이 곤란해진다. 이러한 현상은 도전로 형성부의 피치가 작으면 작을수록 현저하다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 출원인은 도전성 재료층에 자장을 작용시키는 공정에서 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후에 다시 상기 도 전성 재료층에 대하여, 예를 들면 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시키는 이방 도전성 시트의 제조 방법을 제안하였다(일본 특허 출원 2004-30180호 명세서 참조).

이러한 제조 방법에 따르면, 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 일단 정지시키기 때문에, 이 정지 상태에서는 도전성 재료층 중 각각의 도전성 입자가 자기력에 의한 구속으로부터 해방된다. 그리고, 다시 도전성 재료층에 대하여 두께 방향으로 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시킴으로써, 이 동작이 촉진되어 도전성 입자의 이동이 다시 개시되기 때문에, 도전성 재료층의 두께 방향에 대하여 보다 충실한 방향으로 도전성 입자의 연쇄가 형성된다.

그러나, 이러한 제조 방법에 있어서는 도전성 재료층에 대하여 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시켰을 때의 자력에 의해서 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 상형 및 하형 각각의 강자성체 기판이 운동하고, 이에 의해 도 14에 나타낸 바와 같이, 상형 및 하형 사이에 위치 어긋남이 발생한다. 그 때문에, 얻어지는 이방 도전성 시트에 있어서는 그의 두께 방향에 대하여 경사진 방향으로 신장되는 도전로 형성부가 형성되는 결과, 소기의 도전성을 얻는 것이 곤란해진다. 또한, 상형 및 하형 각각의 강자성체 기판이 운동함으로써, 상기 이방 도전성 시트 제조용 형 내에 공기가 들어가는 결과, 얻어지는 이방 도전성 시트에 기포가 생기기 쉬워진다는 문제가 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 (소)51-93393호 공보

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 (소)53-147772호 공보

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 (소)61-250906호 공보

<발명의 개시>

본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 그의 제1 목적은 도전성 입자가 함유된 복수의 도전로 형성부와 이들 도전로 형성부를 서로 절연하는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하기 위한 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서, 형성해야 할 도전로 형성부의 피치가 작은 것이어도 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 가지며 인접하는 도전로 형성부 사이에 필요한 절연성이 확실하게 얻어지는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있는 이방 도전성 시트 제조용 형을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2 목적은 도전성 입자가 함유된 복수의 도전로 형성부와 이들 도전로 형성부를 서로 절연하는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하는 방법에 있어서, 형성해야 할 도전로 형성부의 피치가 작은 것이어도 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 가지며 인접하는 도전로 형성부 사이에 필요한 절연성이 확실하게 얻어지는 이방 도전성 시트의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형은 절연성 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배향된 상태로 함유된 복수의 도전로 형성부와 이들 도전로 형성부를 서로 절연하는 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하기 위한 이방 도전성 시트 제조용 형이며,

기판과 이 기판 상에 상기 도전로 형성부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치된 강자성체층을 가지고,

상기 기판은 약자성체 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형은 이방 도전성 시트 제조용 형 내에, 경화되어 절연성 탄성 고분자 물질이 되는 액상의 고분자 형성 재료 중에 도전성 입자가 함유된 도전성 재료층을 형성하고, 이 도전성 재료층에 대하여, 상기 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 강자성체층을 통해 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 자장을 작용시킴으로써 상기 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자를 집합시켜 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 배향시키는 공정을 가지며, 이 공정에서 상기 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 1회 이상 행하는 이방 도전성 시트의 제조 방법에 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서는 기판은 선열 팽창 계수가 1×10^-7 내지 1×10^-5 K^-1의 약자성체 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 기판의 표면에 금속막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 이방 도전성 시트의 제조 방법은 절연성 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배향된 상태로 함유된 복수의 도전로 형성부와 이들 도전로 형성부를 서로 절연하는 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하는 방법이며,

상기 이방 도전성 시트 제조용 형을 이용하여,

이 이방 도전성 시트 제조용 형 내에, 경화되어 절연성 탄성 고분자 물질이 되는 액상의 고분자 형성 재료 중에 도전성 입자가 함유된 도전성 재료층을 형성하고, 이 도전성 재료층에 대하여, 상기 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 강자성체층을 통해 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 자장을 작용시킴으로써 상기 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자를 집합시켜 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 배향시키는 공정을 가지고,

이 공정에서 상기 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 1회 이상 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이방 도전성 시트의 제조 방법에 있어서는 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작에 있어서 도전성 재료층에 다시 작용시키는 자장의 자속선 방향이 정지 전 자장의 자속선 방향과 역방향인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 이방 도전성 시트의 제조 방법에 있어서는 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 반복하여 행하는 것이 바람직하다.

또한, 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 5회 이상 행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형에 따르면, 기판이 약자성체 재료로 구성되어 있기 때문에, 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시켰을 때에 상기 도전성 재료층에 있어서의 절연부가 되는 부분에 작용하는 자장의 강도를 충분히 작게 할 수 있기 때문에, 상기 절연부가 되는 부분에 존재하는 도전성 입자를 도전로 형성부가 되는 부분에 확실하게 집합시키고, 그 결과 도전성 입자가 전혀 또는 거의 존재하지 않는 절연부를 형성할 수 있음과 동시에 필요한 양의 도전성 입자가 함유된 도전로 형성부를 형성할 수 있다. 따라서, 형성해야 할 도전로 형성부의 피치가 작은 것이어도 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 가지며 인접하는 도전로 형성부 사이에 필요한 절연성이 확실하게 얻어지는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있다.

또한, 도전성 재료층에 자장을 작용시키는 공정에서 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 이방 도전성 시트의 제조 방법에 사용한 경우에는, 도전성 재료층에 대하여 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시켰을 때에도, 강자성체 기판이 운동하지 않으며, 따라서 위치 어긋남이 발생하지 않기 때문에 두께 방향에 대하여 충실한 방향으로 신장되는 도전로 형성부를 형성할 수 있으며, 따라서 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있다. 또한, 이방 도전성 시트 제조용 형 내에 공기가 들어가는 것이 회피되기 때문에 기포에 의한 불량품의 발생을 억제할 수 있다.

본 발명의 이방 도전성 시트의 제조 방법에 따르면, 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 일단 정지시키기 때문에, 이 정지 상태에서는 도전성 재료층 중 각각의 도전성 입자가 자기력에 의한 구속으로부터 해방된다. 또한, 다시 도전성 재료층에 대하여 두께 방향으로 자장을 작용시킴으로써, 이 동작이 촉진되어 도전성 입자의 이동이 다시 개시되기 때문에, 도전성 재료층의 두께 방향에 대하여 보다 충실한 방향으로 도전성 입자의 연쇄가 형성된다.

이와 같이, 두께 방향에 대하여 경사진 방향으로 도전성 입자의 연쇄가 형성되는 것을 억제할 수 있기 때문에, 작은 가압력으로 가압하더라도 전기 저항치가 낮으며 안정한 도전성을 나타내는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있다.

또한, 인접하는 도전로 형성부 사이를 연결하는 것과 같은 도전성 입자의 연쇄가 형성되는 것이 방지되기 때문에, 도전로 형성부의 피치가 작은 것이어도 인접하는 도전로 형성부 사이에 필요한 절연성이 확실하게 얻어지는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있다.

또한, 이방 도전성 시트 제조용 형의 기판이 약자성체 재료로 구성되어 있기 때문에, 도전성 재료층에 대하여 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시켰을 때에도 강자성체 기판이 운동하지 않고, 따라서 위치 어긋남이 발생하지 않기 때문에, 두께 방향에 대하여 충실한 방향으로 신장되는 도전로 형성부를 형성할 수 있으며, 따라서 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조할 수 있다. 또한, 이방 도전성 시트 제조용 형 내에 공기가 들어가는 것이 회피되기 때문에 기포에 의한 불량품의 발생을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형에 의해 얻어지는 이방 도전성 시트의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 2는 도 1에 나타내는 이방 도전성 시트의 주요부를 확대하여 나타내는 설명용 단면도이다.

도 3은 도 1에 나타내는 이방 도전성 시트를 제조하기 위해서 이용되는 이방 도전성 시트 제조용 형의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 4는 도 1에 나타내는 이방 도전성 시트 제조용 형의 상형 및 하형의 성형면에 도전성 재료가 도포된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 5는 이방 도전성 시트 제조용 형의 캐비티 내에 도전성 재료층이 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 6은 이방 도전성 시트 제조용 형이 전자석 장치에 셋팅된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 7은 정지 전 자장의 자속선 방향을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 8은 다시 작용시킨 자장의 자속선 방향을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 9는 도전성 재료층 중의 도전성 입자가 도전로 형성부가 되는 부분에 집합하여 두께 방향으로 배열하도록 배향된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 10은 종래의 이방 도전성 시트 제조용 형의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다.

도 11은 도 10에 나타내는 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 상형과 하형 사이에 도전성 재료층이 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 12는 도전성 재료층 중의 도전성 입자의 연쇄가 두께 방향에 대하여 경사 진 방향으로 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 13은 상형의 강자성체층와 이에 대응하는 하형의 강자성체층에 인접하는 강자성체층 사이에 도전성 입자의 연쇄가 형성된 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

도 14는 상형 및 하형의 사이에 위치 어긋남이 발생한 상태를 나타내는 설명용 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 이방 도전성 시트

10A 도전성 재료층

11 도전로 형성부

12 절연부

13, 14 돌출부

15 프레임판

50 상형

51 기판

52 강자성체층

52a 돌출부용 오목부

53 약자성체층

53a 캐비티용 오목부

55 하형

56 기판

57 강자성체층

57a 돌출부용 오목부

58 약자성체층

58a 캐비티용 오목부

60 전자석 장치

61 상측 전자석

62 자극

65 하측 전자석

66 자극

80 도전성 재료층

90 상형

91 강자성체 기판

92 강자성체층

93 약자성체층

95 하형

96 강자성체 기판

97 강자성체층

98 약자성체층

P 도전성 입자

E 탄성 고분자 물질

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다.

이 이방 도전성 시트 (10)은 접속해야 할 전극, 예를 들면 검사 대상인 회로 장치의 피검사 전극의 패턴에 대응하는 패턴에 따라 배치된, 각각 두께 방향으로 신장되는 복수의 도전로 형성부(11)과 이들 도전로 형성부(11)을 서로 절연시키는 절연부(12)로 구성되어 있다. 도전로 형성부(11) 각각은 도 2에 확대하여 나타낸 바와 같이, 절연성 탄성 고분자 물질(E) 중에 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 배열되도록 배향된 상태로 함유된 것이며, 두께 방향으로 가압됨으로써 두께 방향으로 도전성 입자(P)의 연쇄에 의한 도전로가 형성된 것이다. 도시된 예에서는 도전로 형성부 (11)의 각각에는 절연부 (12)의 양면 각각으로부터 돌출되는 돌출부(13), (14)가 형성되어 있다. 이에 반해, 절연부(12)는 절연성 탄성 고분자 물질을 포함하고 도전성 입자(P)가 전혀 또는 거의 함유되지 않은 것이며, 두께 방향 및 면 방향으로 도전성을 나타내지 않는 것이다.

또한, 이 예의 이방 도전성 시트에 있어서는 프레임상의 프레임판 (15)가 절연부 (12)의 주연 부분에 일체적으로 설치되어 있다.

여기서, 도전로 형성부 (11)에 있어서의 도전성 입자 (P)의 함유 비율은 부피 분률로 10 내지 60 ％, 바람직하게는 15 내지 50 ％인 것이 바람직하다. 이 비 율이 10 ％ 미만인 경우에는 전기 저항치가 충분히 작은 도전로 형성부(11)이 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 이 비율이 60 ％를 초과하는 경우에는 얻어지는 도전로 형성부(11)이 취약해지기 쉬워 도전로 형성부(11)로서 필요한 탄성이 얻어지지 않는 경우가 있다.

또한, 도전로 형성부 (11)의 피치는, 예를 들면 60 내지 500 ㎛이지만, 이 피치가 200 ㎛ 이하인 이방 도전성 시트(10)을 제조하는 경우에는 본 발명의 제조 방법은 매우 유효하다.

도 3은 본 발명의 이방 도전성 시트 제조용 형의 일례에 있어서의 구성을 나타내는 설명용 단면도이다. 이 이방 도전성 시트 제조용 형은 상형 (50) 및 이것과 쌍을 이루는 하형 (55)가 각각의 성형면이 서로 대향하도록 배치되어 구성되며, 상형(50)의 성형면(도 3에 있어서 하면)과 하형(55)의 성형면(도 3에 있어서 상면) 사이에 캐비티가 형성되어 있다.

상형(50)에서는 기판(51)의 하면에 제조해야 할 이방 도전성 시트(10)의 도전로 형성부(11)의 배치 패턴에 대칭인 패턴에 따라 강자성체층(52)가 형성되고, 이 강자성체층(52) 이외의 부분에는 상기 강자성체층(52)의 두께보다 큰 두께를 갖는 약자성체층(53)이 형성되어 있으며, 이에 따라 상형(50)의 성형면에서의 강자성체층(52)가 위치하는 부분에는 이방 도전성 시트 (10)에 있어서의 돌출부 (13)을 형성하기 위한 돌출부용 오목부 (52a)가 형성되어 있다. 또한, 약자성체층 (53)의 표면에는 캐비티를 형성하기 위한 캐비티용 오목부 (53a)가 형성되어 있다.

한편, 하형(55)에서는 기판(56)의 상면에 제조해야 할 이방 도전성 시트(10) 의 도전로 형성부(11)의 배치 패턴과 동일한 패턴에 따라 강자성체층(57)이 형성되고, 이 강자성체층(57) 이외의 부분에는 상기 강자성체층(57)의 두께보다 큰 두께를 갖는 비자성체층(58)이 형성되며, 이에 따라 하형(55)의 성형면에서의 강자성체층(57)이 위치하는 부분에는, 이방 도전성 시트 (10)에 있어서의 돌출부 (14)를 형성하기 위한 돌출부용 오목부 (57a)가 형성되어 있다. 또한, 약자성체층 (58)의 표면에는 캐비티를 형성하기 위한 캐비티용 오목부 (58a)가 형성되어 있다.

상형 (50) 및 하형 (55)의 각각에 있어서의 기판 (51), (56)을 구성하는 재료로서는 약자성체 재료가 이용된다. 약자성체 재료는 상자성체 재료 및 반자성체 재료 중 어느 것일 수도 있다. 약자성체 재료의 구체적인 예로서는, 알루미나, 베릴리아, 탄화규소, 질화알루미늄, 불소 금운모 등의 세라믹, 청판(靑板) 유리, 플린트(flint) 유리, 파이렉스(등록 상표) 유리 등의 유리 재료, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 몰리브덴 등의 약자성 금속 재료를 들 수 있다.

또한, 목적으로 하는 이방 도전성 시트의 접속 대상물이 웨이퍼에 형성된 집적 회로 등인 경우에는, 상기 이방 도전성 시트에는 높은 치수 정밀도 및 도전로 형성부가 높은 위치 정밀도가 요구되기 때문에, 기판 (51), (56)을 구성하는 약자성체 재료로서는, 선열 팽창 계수가 1×10^-7 내지 1×10^-5 K^-1인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 약자성체 재료를 예시하면, 세라믹으로서는 알루미나(4.8×10^-6 K^-1), 베릴리아(4.3×10^-6 K^-1), 탄화규소(3.7×10^-6 K^-1), 질화알루미늄(4.5×10^-6 K^{- 1}), 불소 금운모(8.0×10^-6 K^-1), 유리 재료로서는 청판 유리(8×10^-6 내지 10×10^-6 K^-1), 인쇄 유리(8×10^-6 내지 9×10^-6 K^-1), 파이렉스(등록 상표) 유리(2.8×10^-6 K^-1), 금속 재료로서는 텅스텐(4.8×10^-6 K^-1), 몰리브덴(5.6×10^-6 K^-1)이다.

또한, 기판 (51), (56)은 그의 두께가 0.1 내지 50 ㎜인 것이 바람직하고, 표면이 평활하며 화학적으로 탈지 처리되고, 또한 기계적으로 연마 처리된 것이 바람직하다.

또한, 기판 (51), (56)의 표면에는 강자성체층 (52), (57)을 전해 도금에 의해서 용이하게 형성할 수 있는 점에서, 단일 또는 각각 종류가 다른 복수개의 금속막(도시 생략)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

금속막을 형성하는 재료는 약자성체일 수도 강자성체일 수도 있고, 그의 구체적인 예로서는 구리, 니켈, 코발트, 금, 은, 팔라듐, 로듐, 백금 등을 들 수 있다.

또한, 금속막을 형성하는 수단으로서는 무전해 도금법을 이용할 수 있다.

또한, 금속막을 형성하는 재료로서 강자성체를 이용하는 경우에는, 자장의 작용에 의한 영향을 억제하는 관점에서 상기 금속막의 두께는 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 이 두께가 너무 두꺼운 경우에는, 후술하는 이방 도전성 시트의 제조 방법에 있어서 도전성 재료층에 대하여 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시켰을 때에, 기판 (51), (56)이 운동하며, 이에 따라 상형 (50) 및 하형 (55) 사이에 위치 어긋남이 발생할 우려가 있기 때문에 바 람직하지 않다.

상형 (50) 및 하형 (55)의 각각에 있어서의 강자성체층 (52), (57)을 구성하는 재료로서는, 철, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금, 니켈, 코발트, 니켈-코발트 합금 등의 강자성 금속을 사용할 수 있다. 이 강자성체층 (52), (57)은 그의 두께가 10 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 두께가 10 ㎛ 미만인 경우에는, 이방 도전성 시트 제조용 형 내에 형성되는 도전성 재료층에 대하여, 충분한 강도 분포를 갖는 자장을 작용시키는 것이 곤란해지고, 이 결과 상기 도전성 재료층에 있어서의 도전로 형성부를 형성해야 할 부분에 도전성 입자를 고밀도로 집합시키는 것이 곤란해지기 때문에, 양호한 이방 도전성을 갖는 시트가 얻어지지 않는 경우가 있다.

기판 (51), (56)의 표면에 강자성체층 (52), (57)을 형성하는 방법으로서는 전해 도금법을 사용할 수 있다.

또한, 상형 (50) 및 하형 (55)의 각각에 있어서의 약자성체층 (53), (58)을 구성하는 재료로서는, 구리 등의 약자성 금속, 내열성을 갖는 고분자 물질 등을 사용할 수 있지만, 포토리소그래피의 수법에 의해 용이하게 약자성체층 (53), (58)을 형성할 수 있는 점에서 전자파에 의해 경화된 고분자 물질을 이용하는 것이 바람직하고, 그의 재료로서는, 예를 들면 아크릴계 건식 필름 레지스트, 에폭시계 액상 레지스트, 폴리이미드계 액상 레지스트 등의 포토레지스트를 사용할 수 있다.

또한, 상기 이방 도전성 시트 제조용 형을 이용하여,

이방 도전성 시트 제조용 형 내에, 경화되어 절연성 탄성 고분자 물질이 되는 액상의 고분자 형성 재료 중에 도전성 입자가 함유된 도전성 재료층을 형성하는 공정(a-1)과, 상기 도전성 재료층에 대하여, 상기 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 강자성체층을 통해 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 작용시킴으로써 상기 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자를 집합시켜 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 배향시키는 공정(b-1)과,

상기 도전성 재료층에 대하여 자장의 작용을 정지시킨 후 또는 자장의 작용을 계속하면서 상기 도전성 재료층을 경화 처리하는 공정(c-1)

을 경유하여 이방 도전성 시트 (10)가 제조된다.

이하, 각 공정에 대하여 구체적으로 설명한다.

공정(a-1):

공정(a-1)에 있어서는 우선, 경화되어 절연성 탄성 고분자 물질이 되는 액상 고분자 물질 형성 재료 중에 도전성 입자를 분산시킴으로써 도전성 재료를 제조한다.

도전성 재료를 제조하기 위한 고분자 물질 형성 재료로서는 다양한 것을 사용할 수 있고, 그의 구체적인 예로는 실리콘 고무, 폴리부타디엔 고무, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체 고무 등의 공액 디엔계 고무 및 이들의 수소 첨가물, 스티렌-부타디엔-디엔 블록 공중합체 고무, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체 등의 블록 공중합체 고무 및 이들의 수소 첨가물, 클로로프렌 고무, 우레탄 고무, 폴리에스테르계 고무, 에피클로로히드린 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체 고무, 연질 액상 에폭시 고무 등을 들 수 있다.

이들 중에서는 내구성, 성형 가공성, 전기 특성 등의 관점에서 실리콘 고무가 바람직하다.

실리콘 고무로서는 액상 실리콘 고무를 가교 또는 축합한 것이 바람직하다. 액상 실리콘 고무는 축합형의 것, 부가형의 것, 비닐기나 히드록실기를 함유하는 것 등 중 어느 하나일 수 있다. 구체적으로는 디메틸실리콘 생고무, 메틸비닐실리콘 생고무, 메틸페닐비닐실리콘 생고무 등을 들 수 있다.

또한, 부가형의 액상 실리콘 고무로서는, 비닐기와 Si-H 결합의 반응에 의해 경화하는 것이며, 비닐기 및 Si-H 결합의 양방(兩方)을 함유하는 폴리실록산으로 이루어진 일액형(일성분형)의 것, 및 비닐기를 함유하는 폴리실록산 및 Si-H 결합을 함유하는 폴리실록산으로 이루어진 이액형(이성분형)의 것을 모두 사용할 수 있지만, 이액형의 부가형 액상 실리콘 고무를 이용하는 것이 바람직하다.

이들 중에서, 비닐기를 함유하는 액상 실리콘 고무(비닐기 함유 폴리디메틸실록산)은 통상적으로 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을 디메틸비닐클로로실란 또는 디메틸비닐알콕시실란의 존재하에서 가수분해 및 축합 반응시켜, 예를 들면 계속해서 용해-침전을 반복하여 분별을 수행함으로써 얻어진다.

또한, 비닐기를 양쪽 말단에 함유하는 액상 실리콘 고무는 옥타메틸시클로테트라실록산과 같은 환상 실록산을 촉매의 존재하에서 음이온성 중합시키고, 중합 정지제로서 예를 들면 디메틸디비닐실록산을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들면, 환상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절히 선택함으로써 얻어진다. 여기서, 음이온성 중합 반응의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화 n-부틸 포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라놀레이트 용액 등을 사용할 수 있고, 반응 온도는 예를 들면 80 내지 130 ℃이다.

이러한 비닐기 함유 폴리디메틸실록산은 그의 분자량 Mw(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량을 말함, 이하 동일)이 10000 내지 40000인 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 이방 도전성 시트(10)의 내열성의 관점에서 분자량 분포 지수(표준 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량 Mw와 표준 폴리스티렌 환산 수 평균 분자량 Mn과의 비 Mw/Mn의 값을 말함, 이하 동일)가 2 이하인 것이 바람직하다.

한편, 히드록실기를 함유하는 액상 실리콘 고무(히드록실기 함유 폴리디메틸실록산)은 통상적으로 디메틸디클로로실란 또는 디메틸디알콕시실란을 디메틸히드로클로로실란 또는 디메틸히드로알콕시실란의 존재하에서 가수분해 및 축합 반응시켜, 예를 들면 계속해서 용해-침전을 반복하여 분별을 수행함으로써 얻어진다.

또한, 환상 실록산을 촉매의 존재하에서 음이온성 중합시키고, 중합 정지제로서, 예를 들면 디메틸히드로클로로실란, 메틸디히드로클로로실란 또는 디메틸히드로알콕시실란 등을 이용하고, 그 밖의 반응 조건(예를 들면, 환상 실록산의 양 및 중합 정지제의 양)을 적절히 선택함으로써도 얻어진다. 여기서, 음이온성 중합 반응의 촉매로서는 수산화테트라메틸암모늄 및 수산화 n-부틸포스포늄 등의 알칼리 또는 이들의 실라놀레이트 용액 등을 사용할 수 있고, 반응 온도는 예를 들면 80 내지 130 ℃이다.

이러한 히드록실기 함유폴리디메틸실록산은 그의 분자량 Mw가 10000 내지 40000인 것이 바람직하다. 또한, 얻어지는 이방 도전성 시트 (10)의 내열성의 관 점에서 분자량 분포 지수가 2 이하의 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 상기 비닐기 함유폴리디메틸실록산 및 히드록실기 함유폴리디메틸실록산 중 어느 하나를 이용할 수도 있고, 양자(兩者)를 병용할 수도 있다.

또한, 회로 장치의 프로브 시험 또는 번인(Burn-in) 시험 등에 사용되는 이방 도전성 시트(10)을 제조하는 경우에는 액상 실리콘 고무로서 그의 경화물의 150℃에서의 압축 영구 변형이 10 ％ 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 6 ％ 이하인 것이다. 이 압축 영구 변형이 10 ％를 초과하는 경우에는 얻어지는 이방 도전성 시트(10)을 다수회에 걸쳐 반복 사용했을 때 또는 고온 환경하에서 반복 사용했을 때 도전로 형성부(11)에 영구 변형이 발생하기 쉽고, 이에 따라 도전로 형성부(11)의 도전성 입자의 연쇄에 혼란이 생기는 결과, 필요한 도전성을 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

여기서, 액상 실리콘 고무의 경화물의 압축 영구 변형은 JIS K 6249에 준한 방법에 의해 측정할 수 있다.

또한, 액상 실리콘 고무로서는 그의 경화물의 23 ℃에서의 듀로미터(Durometer) A 경도가 10 내지 60인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 60, 특히 바람직하게는 20 내지 60인 것이다. 이 듀로미터 A 경도가 10 미만인 경우에는 가압되었을 때 도전로 형성부(11)을 서로 절연시키는 절연부(12)가 과도하게 변형되기 쉽고, 도전로 형성부(11) 사이의 요구되는 절연성을 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 이 듀로미터 A 경도가 60을 초과하 는 경우에는 도전로 형성부(11)에 적정한 변형을 제공하기 위해 상당히 큰 하중에 의한 가압력이 필요해지기 때문에, 예를 들면 검사 대상물이 변형되거나 파손되기 쉬워진다.

여기서, 액상 실리콘 고무 경화물의 듀로미터 A 경도는 JIS K 6249에 준한 방법에 의해 측정할 수 있다.

또한, 액상 실리콘 고무로서는 그의 경화물의 23 ℃에서의 인열 강도가 8 kN/m 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 kN/m 이상, 보다 바람직하게는 15 kN/m 이상, 특히 바람직하게는 20 kN/m 이상인 것이다. 이 인열 강도가 8 kN/m 미만인 경우에는 이방 도전성 시트(10)에 과도한 변형이 가해졌을 때 내구성의 저하를 일으키기 쉽다.

여기서, 액상 실리콘 고무 경화물의 인열 강도는 JIS K 6249에 준한 방법에 의해 측정할 수 있다.

또한, 액상 실리콘 고무로서는 그의 23 ℃에서의 점도가 100 내지 1,250 Paㆍs인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 150 내지 800 Paㆍs, 특히 바람직하게는 250 내지 500 Paㆍs인 것이다. 이 점도가 100 Paㆍs 미만인 경우에는, 얻어지는 도전성 재료에서 상기 액상 실리콘 고무 중의 도전성 입자가 침강되기 쉽고, 양호한 보존 안정성이 얻어지지 않으며, 또한 후술하는 공정(b-1)에서 도전성 재료층에 두께 방향으로 자장을 작용시켰을 때에 도전성 입자가 두께 방향으로 배열하도록 배향되지 않아 균일한 상태로 도전성 입자의 연쇄를 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 이 점도가 1,250 Paㆍs를 초과하는 경우에는 얻어지는 도전성 재료의 점도가 높아지게 되기 때문에 이방 도전성 시트 제조용 형 내에 도전성 재료층을 형성하기 어려워지는 경우가 있고, 또한 도전성 재료층에 두께 방향으로 자장을 작용시키더라도 도전성 입자가 충분히 이동하지 않으며, 그 때문에 도전성 입자를 두께 방향으로 배열되도록 배향시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

여기서, 액상 실리콘 고무의 점도는 B형 점도계에 의해 측정할 수 있다.

고분자 물질 형성 재료 중에는 상기 고분자 물질 형성 재료를 경화시키기 위한 경화 촉매를 함유시킬 수 있다. 이러한 경화 촉매로서는 유기 과산화물, 지방산 아조 화합물, 히드로실릴화 촉매 등을 사용할 수 있다.

경화 촉매로서 사용되는 유기 과산화물의 구체적인 예로는 과산화벤조일, 과산화비스디시클로벤조일, 과산화디쿠밀, 과산화디터셔리부틸 등을 들 수 있다.

경화 촉매로서 사용되는 지방산 아조 화합물의 구체적인 예로는 아조비스이소부티로니트릴 등을 들 수 있다.

히드로실릴화 반응의 촉매로서 사용할 수 있는 것의 구체적인 예로는 염화백금산 및 그의 염, 백금-불포화기 함유 실록산 착제, 비닐실록산과 백금의 착제, 백금과 1,3-디비닐테트라메틸디실록산의 착제, 트리오르가노포스핀 또는 포스파이트와 백금의 착제, 아세틸아세테이트 백금 킬레이트, 환상 디엔과 백금의 착제 등의 공지된 것을 들 수 있다.

경화 촉매의 사용량은 고분자 물질 형성 재료의 종류, 경화 촉매의 종류, 그 밖의 경화 처리 조건을 고려하여 적절히 선택되지만, 통상적으로 고분자 물질 형성 재료 100 중량부에 대하여 3 내지 15 중량부이다.

고분자 물질 형성 재료는 통상적인 실리카 분말, 콜로이드 실리카, 에어로겔 실리카, 알루미나 등의 무기 충전재가 함유된 것일 수도 있다. 이러한 무기 충전재가 함유됨으로써 얻어지는 도전성 재료의 틱소트로피성(thixotropy)이 확보되어 그의 점도가 높아지며, 게다가 도전성 입자(P)의 분산 안정성이 향상되는 동시에 경화 처리되어 얻어지는 이방 도전성 시트(10)의 강도가 높아진다.

이러한 무기 충전재의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 다량으로 사용하면 후술하는 공정(b-1)에서 자장에 의한 도전성 입자(P)의 이동이 크게 저해되기 때문에 바람직하지 않다.

도전성 재료를 제조하기 위한 도전성 입자로서는 자성을 나타내는 것이 사용되며, 그의 구체적인 예로는 철, 니켈, 코발트 등의 자성을 나타내는 금속 입자 또는 이들의 합금 입자 또는 이들 금속을 함유하는 입자, 또는 이들 입자를 코어 입자로 하고 상기 코어 입자의 표면에 금, 은, 팔라듐, 로듐 등의 도전성이 양호한 금속 도금을 실시한 것, 또는 약자성 금속 입자 또는 유리 비드 등의 무기 물질 입자 또는 중합체 입자를 코어 입자로 하고 상기 코어 입자의 표면에 니켈, 코발트 등의 도전성 자성체의 도금을 실시한 것, 또는 코어 입자에 도전성 자성체 및 도전성이 양호한 금속의 양방을 피복시킨 것 등을 들 수 있다.

이 중에서는 니켈 입자를 코어 입자로 하고 그 표면에 금이나 은 등의 도전성이 양호한 금속 도금을 실시한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

코어 입자의 표면에 도전성 금속을 피복시킨 수단은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 무전해 도금에 의해 수행할 수 있다.

도전성 입자로서 코어 입자의 표면에 도전성 금속이 피복된 것을 사용하는 경우에는, 양호한 도전성이 얻어진다는 관점에서 입자 표면에서의 도전성 금속의 피복률(코어 입자의 표면적에 대한 도전성 금속의 피복 면적의 비율)이 40 ％ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 45 ％ 이상, 특히 바람직하게는 47 내지 95 ％이다.

또한, 도전성 금속의 피복량은 코어 입자의 2.5 내지 50 중량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 30 중량％, 더욱 바람직하게는 3.5 내지 25 중량％, 특히 바람직하게는 4 내지 20 중량％이다. 피복되는 도전성 금속이 금인 경우에 그의 피복량은 코어 입자의 3 내지 30 중량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3.5 내지 25 중량％, 더욱 바람직하게는 4 내지 20 중량％이다. 또한, 피복되는 도전성 금속이 은인 경우에 그의 피복량은 코어 입자의 3 내지 30 중량％인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 4 내지 25 중량％, 더욱 바람직하게는 5 내지 23 중량％, 특히 바람직하게는 6 내지 20 중량％이다.

또한, 도전성 입자의 입경은 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 내지 300 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 200 ㎛, 특히 바람직하게는 5 내지 150 ㎛이다.

또한, 도전성 입자의 입경 분포(Dw/Dn)는 1 내지 10인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 7, 더욱 바람직하게는 1 내지 5, 특히 바람직하게는 1 내지 4이다.

이러한 조건을 만족하는 도전성 입자를 사용함으로써 얻어지는 이방 도전성 시트(10)의 가압 변형이 용이해지며, 또한 상기 이방 도전성 시트(10)에서의 도전로 형성부(11)에서 도전성 입자(P) 간에 충분한 전기적 접촉이 얻어진다.

또한, 도전성 입자의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 고분자 물질 형성 재료 중에 용이하게 분산시킬 수 있다는 점에서 구형, 별 모양 또는 이들이 응집된 2차 입자에 의한 괴상이 바람직하다.

또한, 도전성 입자의 함수율은 5 ％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 2 ％ 이하, 특히 바람직하게는 1 ％ 이하이다. 이러한 조건을 만족시키는 도전성 입자를 이용함으로써 후술하는 공정(c-1)에서 도전성 재료층을 경화 처리할 때 상기 도전성 재료층 내에 기포가 생기는 것이 방지 또는 억제된다.

이러한 도전성 재료를 예를 들면 스크린 인쇄법에 의해 도 3에 나타낸 이방 도전성 시트 제조용 형의 상형(50) 성형면 및 하형(55) 성형면 중 어느 한쪽 또는 양쪽에 도포하고, 그 후에 도 4에 나타낸 바와 같이 도전성 재료가 도포된 하형(55)에 프레임판(15)를 개재하여 도전성 재료가 도포된 상형(50)을 중첩시킴으로써, 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 상형(50) 및 하형(55) 사이의 캐비티 내에 고분자 물질 형성 재료 중에 도전성 입자(P)가 함유된 도전성 재료층(10A)가 형성된다. 이 도전성 재료층(10A)에서는 도 5에 나타낸 바와 같이 도전성 입자(P)가 상기 도전성 재료층(10A) 중에 분산된 상태이다.

이상에 있어서, 프레임판(15)를 구성하는 재료로서는 금속 재료, 세라믹 재 료, 수지 재료 등의 다양한 재료를 사용할 수 있고, 그의 구체적인 예로는 철, 구리, 니켈, 크롬, 코발트, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 인듐, 납, 팔라듐, 티탄, 텅스텐, 알루미늄, 금, 백금, 은 등의 금속 또는 이들을 2종 이상 조합한 합금 또는 합금강 등의 금속 재료, 질화규소, 탄화규소, 알루미나 등의 세라믹 재료, 아라미드 부직포 보강형 에폭시 수지, 아라미드 부직포 보강형 폴리이미드 수지, 아라미드 부직포 보강형 비스말레이미드 트리아진 수지 등의 수지 재료를 들 수 있다.

또한, 번인 시험에 이용되는 이방 도전성 시트(10)을 제조하는 경우에는 프레임판(15)를 구성하는 재료로서 선열 팽창 계수가 검사 대상인 웨이퍼를 구성하는 재료의 선열 팽창 계수와 동등하거나 근사한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 웨이퍼를 구성하는 재료가 실리콘인 경우에는 선열 팽창 계수가 1.5×10^-4/K 이하, 특히, 3×10^-6 내지 8×10^-6/K인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그의 구체적인 예로는 인바 등의 인바형 합금, 엘린바 등의 엘린바형 합금, 수퍼인바, 코발트, 42 얼로이 등의 금속 재료, 아라미드 부직포 보강형 유기 수지 재료를 들 수 있다.

또한, 프레임판(15)의 두께는 예를 들면 0.02 내지 1 ㎜, 바람직하게는 0.05 내지 0.25 ㎜이다.

공정(b-1):

공정(b-1)에서는, 공정(a-1)에서 형성된 도전성 재료층(10A)에 대하여 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 강자성체층 (52), (57)을 통해 상기 도전성 재 료층 (10A)의 두께 방향으로 작용시킴으로써 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자를 집합시켜 상기 도전성 재료층(10A)의 두께 방향으로 배열되도록 배향시킨다.

구체적으로 설명하면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상측 전자석(61) 및 하측 전자석(65)를 가지며 각각의 자극(62, 66)이 서로 대향하도록 배치된 전자석 장치(60)을 준비하고, 이 전자석 장치(60)의 상측 전자석(61) 자극(62)와 하측 전자석(65) 자극(66) 사이에, 캐비티 내에 도전성 재료층(10A)이 형성된 이방 도전성 시트 제조용 형을 배치시킨다. 이어서, 전자석 장치(60)을 작동시킴으로써 상형(50)의 강자성체층(52)와 이에 대응하는 하형(55)의 강자성체층(57) 사이에 상형(50)의 비자성체층(53)과 하형(55)의 비자성체층(58) 사이에서 보다 강도가 큰 자장이 형성된다. 즉, 도전성 재료층(10A)에, 도전로 형성부가 되는 부분에 그 이외의 부분보다 큰 강도의 자장을 작용시키고, 이에 따라 도전성 재료층(10A) 중에 분산되어 있는 도전성 입자(P)를 도전로 형성부가 되는 부분에 집합시켜 상기 도전성 재료층(10A)의 두께 방향으로 배열되도록 배향시킨다.

여기서, 도전성 재료층(10A)에 작용시키는 자장의 강도는 평균적으로 0.02 내지 2.5 테슬라가 되는 크기가 바람직하다.

또한, 이 공정(b-1)은 도전성 재료층(10A)의 경화를 촉진시키지 않는 조건, 예를 들면 실온하에서 수행되는 것이 바람직하다.

또한, 이 공정(b-1)에서 도전성 재료층(10A)에 대한 자장의 작용을 일단 정지시킨 후에 다시 도전성 재료층(10A)에 자장을 작용시키는 조작(이하, 이 조작을 "재작동 조작"이라 함)이 1회 이상 수행된다. 이 재작동 조작은 구체적으로는 전자석 장치(60)의 작동을 정지시킨 후에 다시 전자석 장치(60)을 작동시킴으로써 수행된다.

이 재작동 조작에서, 도전성 재료층(10A)에 대한 자장의 작용을 정지시키고 나서 다시 도전성 재료층(10A)에 자장을 작용시키기까지의 시간(이하, "작동 정지 시간"이라 함)은 도전성 재료층(10A)의 점도, 도전성 재료층(10A) 중의 도전성 입자의 비율, 도전성 입자의 평균 입경 등을 고려하여 적절히 설정되지만, 200 초 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 초 이하이다.

이 작동 정지 시간이 너무 긴 경우에는 공정(b-1)에 필요한 시간이 너무 길어져 제조 공정 전체에 걸쳐 생산 효율이 매우 낮아지게 되는 동시에 액상 고분자 물질 형성 재료의 경화가 개시되기 때문에, 도전성 재료층(10A)의 점도가 변화되는 결과, 충분한 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다.

또한, 재작동 조작에서 도전성 재료층(10A)에 다시 작용시키는 자장은 그의 자속선 방향이 정지 전 자장의 자속선 방향과 동일한 방향의 것일 수도 있고, 정지 전 자장의 자속선 방향과 역방향의 것일 수도 있지만, 잔류 자장의 영향이 적다는 점에서 정지 전 자장의 자속선 방향과 역방향인 것이 바람직하다.

또한, 자속선 방향이 정지 전 자장의 자속선과 역방향의 자장을 작용시키는 경우에는 상기 자장의 강도는 정지 전 자장의 강도와 동일한 정도인 것이 바람직하다.

자속선의 방향이 정지 전 자장의 자속선 방향과 역방향인 자장을 작용시키기 위해서는 전자석 장치(60)의 상측 전자석(61) 자극(62)의 극성 및 하측 전자석(65) 자극(66)의 극성을 변경시킬 수도 있다.

구체적으로 설명하면, 도전성 재료층(10A)에 대하여 처음으로 자장을 작용시킬 때에, 예를 들면 상측 전자석(61) 자극(62)가 N극이 되고 하측 전자석(65) 자극(66)이 S극이 되는 조건으로 전자석 장치(60)을 작동시킨다. 이 상태에서는 상형(50)의 강자성체층(52)가 N극, 하형(55)의 강자성체층(57)이 S극으로서 기능하기 때문에, 도 7에 나타낸 바와 같이, 도전성 재료층(10A)에 작용하는 자장에서의 자속선 방향은 상형(50)의 강자성체층(52)로부터 이에 대응하는 하형(55)의 강자성체층(57)을 향하는 방향, 즉 위에서 밑으로 향하는 방향이다. 이와 같이 도전성 재료층(10A)에 자장을 작용시킨 상태로 소정의 시간이 경과한 후, 전자석 장치(60)의 작동을 일단 정지시킨다. 그 후, 상측 전자석(61) 자극(62)가 S극이 되고 하측 전자석(65) 자극(66)이 N극이 되는 조건으로 다시 전자석 장치(60)을 작동시킨다. 이 상태에서는 상형(50)의 강자성체층(52)가 S극, 하형(55)의 강자성체층(57)이 N극으로서 기능하기 때문에, 도 8에 나타낸 바와 같이, 도전성 재료층(10A)에 작용하는 자장에서의 자속선 방향은 하형(55)의 강자성체층(57)로부터 이에 대응하는 상형(50)의 강자성체층(52)를 향하는 방향, 즉 밑에서 위로 향하는 방향이다.

이러한 방법에 따르면, 전자석 장치(60)의 작동을 정지시켰을 때 잔류 자장이 생겼더라도 전자석 장치(60)을 다시 작동시킴으로써 자성이 소멸되기 때문에 잔류 자장에 의한 영향이 적어진다.

또한, 재작동 조작은 공정(b-1)에서 1회 이상 수행할 수 있지만, 반복 수행 하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 재작동 조작의 횟수가 5회 이상인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 내지 500회이다.

재작동 조작의 횟수가 너무 적은 경우에는 도전성 재료층(10A) 중 각각의 도전성 입자(P)가 자기력에 의한 구속으로부터 해방되는 기회가 적고, 이에 따라 도전성 입자(P)의 이동이 다시 개시되는 기회도 적기 때문에 도전성 재료층(10A)의 두께 방향에 대하여 보다 충실한 방향으로 도전성 입자(P)의 연쇄가 형성되기 어려워지고, 그 결과 얻어지는 이방 도전성 시트에서 인접하는 도전로 형성부 사이를 연결하는 것과 같은 도전성 입자(P)의 연쇄가 형성되는 것을 확실하게 방지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

이와 같이, 재작동 조작을 반복 수행하는 경우에 다시 도전성 재료층에 자장을 작용시키고 나서 상기 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시키기까지의 시간(이하, "재작동 시간"이라 함)은 도전성 재료층(10A)의 점도, 도전성 재료층(10A) 중의 도전성 입자의 비율, 도전성 입자의 평균 입경 등을 고려하여 적절하게 설정되지만, 10 내지 300 초인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 내지 200 초이다.

이 재작동 시간이 너무 짧은 경우에는 높은 강도의 자장이 형성되지 않기 때문에, 도전성 재료층(10A) 중의 도전성 입자(P)가 충분히 이동하지 않고, 그 결과 도전성 재료층(10A)의 두께 방향에 대하여 보다 충실한 방향으로 도전성 입자(P)의 연쇄가 형성되기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 재작동 시간이 너무 긴 경우에는 공정(b-1)에 필요한 시간이 너무 길어져 제조 공정 전체에 걸쳐 생산 효율이 매우 낮아지게 되는 동시에 액상 고분자 물질 형성 재료의 경화가 개시되기 때문에, 도전성 재료층(10A)의 점도가 변화되어 충분한 효과가 얻어지지 않는 경우가 있다.

이상과 같이 하여, 공정(b-1)에서는 도 9에 나타낸 바와 같이 상형(50)의 강자성체층(52)와 이에 대응하는 하형(55)의 강자성체층(57) 사이의 부분, 즉 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 배향된 상태로 조밀하게 함유된 도전성 재료층(10A)이 형성된다.

공정(c-1):

공정(c-1)에서는 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자(P)가 두께 방향으로 배향된 상태로 조밀하게 함유된 도전성 재료층(10A)에 대하여 경화 처리를 수행한다.

도전성 재료층(10A)의 경화 처리는 상기 도전성 재료층(10A)에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후에 수행할 수도 있고, 도전성 재료층(10A)에 자장을 작용시키면서 수행할 수도 있지만, 자장을 작용시키면서 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 도전성 재료층(10A)의 경화 처리는 사용되는 재료에 따라 다르지만, 통상적으로 가열 처리에 의해 수행된다. 구체적인 가열 온도 및 가열 시간은 도전성 재료층(10A)을 구성하는 고분자 물질 형성 재료의 종류 등을 고려하여 적절하게 설정된다.

그리고, 도전성 재료층(10A)의 경화 처리가 종료된 후, 예를 들면 실온으로 냉각시켜 이방 도전성 시트 제조용 형으로부터 취출(取出)함으로써 도 1 및 도 2에 나타낸 이방 도전성 시트(10)가 얻어진다.

상기 이방 도전성 시트 제조용 형 및 이방 도전성 시트의 제조 방법에 따르면, 이하와 같은 효과가 발휘된다.

즉, 상형 (50)의 기판 (51) 및 하형 (55)의 기판 (56)이 각각 약자성체 재료에 의해 구성되어 있기 때문에, 도전성 재료층 (10A)에 대하여 자장을 작용시켰을 때에, 상기 도전성 재료층(10A)에서의 절연부가 되는 부분에 작용하는 자장의 강도를 충분히 작게 할 수 있기 때문에, 상기 절연부가 되는 부분에 존재하는 도전성 입자 (P)가 도전로 형성부가 되는 부분에 확실하게 집합되고, 그 결과 도전성 입자 (P)가 전혀 또는 거의 존재하지 않는 절연부 (12)를 형성할 수 있음과 동시에 필요한 양의 도전성 입자 (P)가 함유된 도전로 형성부 (11)을 형성할 수 있다. 따라서, 형성해야 할 도전로 형성부 (11)의 피치가 작은 것이어도 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부 (11)을 가지며 인접하는 도전로 형성부 (11) 사이에 필요한 절연성이 확실하게 얻어지는 이방 도전성 시트 (10)을 제조할 수 있다.

또한, 기판 (51), (56)을 구성하는 재료로서, 선열 팽창 계수가 특정 범위에 있는 것을 이용함으로써 도전성 재료층(10A)를 경화 처리하기 위한 가열 처리에 있어서도 기판 (51), (56)의 열팽창이 작기 때문에, 시트 전체의 치수 정밀도 및 도전로 형성부의 위치 정밀도가 높은 이방 도전성 시트를 제조할 수 있다.

또한, 도전성 재료층(10A)에 대한 자장의 작용을 일단 정지시키기 때문에, 이 정지 상태에서는 도전성 재료층(10A) 중 각각의 도전성 입자(P)가 자기력에 의한 구속으로부터 해방된다. 그리고, 도전성 재료층(10A)에 다시 두께 방향으로 자장을 작용시킴으로써 이 동작이 촉진되어 도전성 입자(P)의 이동이 다시 개시되기 때문에, 도전성 재료층(10A)의 두께 방향에 대하여 보다 충실한 방향으로 도전성 입자(P)의 연쇄가 형성된다.

이와 같이, 두께 방향에 대하여 경사진 방향으로 도전성 입자(P)의 연쇄가 형성되는 것을 억제할 수 있기 때문에 작은 가압력으로 가압하더라도 전기 저항치가 낮으며 안정한 도전성을 나타내고, 또한 인접하는 도전로 형성부 사이를 연결하는 것과 같은 도전성 입자(P)의 연쇄가 형성되는 것이 방지되기 때문에 도전로 형성부(11)의 피치가 작더라도 인접하는 도전로 형성부(11) 사이에 필요한 절연성이 확실히 얻어지는 이방 도전성 시트(10)을 제조할 수 있다.

또한, 도전성 재료층(10A)에 대하여 자속선 방향이 역방향인 자장을 작용시켰을 때에도, 그의 자력에 의해서 상형 (50)의 기판 (51) 및 하형 (55)의 기판 (56)이 운동하지 않고, 따라서 상형 (50) 및 하형 (55) 사이에 위치 어긋남이 발생하지 않기 때문에, 두께 방향에 대하여 충실한 방향으로 신장되는 도전로 형성부 (11)을 형성할 수 있으며, 그 결과 소기의 도전성을 나타내는 도전로 형성부 (11)을 갖는 이방 도전성 시트 (10)을 제조할 수 있다. 또한, 이방 도전성 시트 제조용 형 내에 공기가 들어가는 것이 회피되기 때문에, 기포에 의한 불량품의 발생을 억제할 수 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.

<실시예 1>

(1) 이방 도전성 시트 제조용 형의 제조:

도 3에 나타내는 구성에 따라서 하기 사양의 이방 도전성 시트 제조용 형을 제조하였다.

상형(50) 및 하형(55)는 각각 두께 6 ㎜의 불소 금운모로 이루어지는 기판재의 표면에 두께 3 ㎛의 니켈 막 및 두께 5 ㎛의 구리 막이 이 순서로 형성된 기판(51, 56)을 가지고, 각 기판(51, 56)의 표면 상에는 각각 니켈-코발트로 이루어지는 2000개의 직사각형의 강자성체층(52, 57)이 전해 도금에 의해 형성되어 있다. 강자성체층(52, 57) 각각의 치수는 40 ㎛(세로)×100 ㎛(가로)×50 ㎛(두께)이며 배치 피치가 80 ㎛이다. 또한, 기판(51, 56)의 표면에서의 강자성체층(52, 57)이 형성된 이외의 영역에는, 건식 필름 레지스트가 경화 처리된 약자성체층(53, 58)이 형성되어 있다. 약자성체층(53, 58)에 있어서의 캐비티용 오목부(53a, 58a)가 형성된 부분의 두께는 80 ㎛, 그 이외 부분의 두께가 90 ㎛이다.

(2) 프레임판의 제조:

이하의 사양의 프레임판을 제조하였다.

프레임판은 재질이 42 얼로이이며 치수가 250 ㎜×250 ㎜×0.03 ㎜인 직사각형이고, 그의 전체 면에는 각각 치수가 1.6 ㎜×0.3 ㎜인 100개의 직사각형의 개구가 종횡으로 나란히 형성되어 있다.

(3) 공정(a-1):

부가형 액상 실리콘 고무 100 중량부에 평균 입경 8.7 ㎛의 도전성 입자 140 중량부를 첨가하여 혼합한 후에 감압에 의한 탈포 처리를 수행함으로써 도전성 재 료를 제조하였다.

이 도전성 재료를 스크린 인쇄법에 의해 상기 이방 도전성 시트 제조용 형에서의 상형 성형면 및 하형 성형면에 도포하고, 그 후에 하형에 프레임판 및 상형을 밑에서부터 이 순서로 중첩시킴으로써 상형 및 하형 사이의 캐비티 내에 도전성 재료층을 형성하였다.

이상에 있어서, 도전성 입자로서는 니켈 입자를 코어 입자로 하고 이 코어 입자에 무전해금 도금이 실시되어 이루어진 것(평균 피복량: 코어 입자 중량의 25 중량％가 되는 양)을 사용하였다.

또한, 부가형 액상 실리콘 고무로서는 A액의 점도가 250 Pa·s이고, B액의 점도가 250 Pa·s인 이액형의 것이며, 경화물의 150 ℃에서의 영구 압축 변형이 5 ％, 경화물의 듀로미터 A 경도가 35, 경화물의 인열 강도가 25 kN/m인 것을 사용하였다.

또한, 상기한 부가형 액상 실리콘 고무 및 그 경화물의 특성은 다음과 같이 하여 측정하였다.

(i) 부가형 액상 실리콘 고무의 점도:

B형 점도계에 의해 23±2 ℃에서의 점도를 측정하였다.

(ii) 실리콘 고무 경화물의 압축 영구 변형:

이액형의 부가형 액상 실리콘 고무에서의 A액과 B액을 등량이 되는 비율로 교반 혼합하였다. 이어서, 이 혼합물을 이방 도전성 시트 제조용 형에 흘려 넣고, 상기 혼합물에 대하여 감압에 의한 탈포 처리를 수행한 후에 120 ℃, 30 분간의 조 건으로 경화 처리를 수행함으로써 두께 12.7 ㎜, 직경 29 ㎜의 실리콘 고무 경화물을 포함하는 원주체를 제조하고, 이 원주체에 대하여 200 ℃, 4 시간의 조건으로 후경화를 수행하였다. 이와 같이 하여 얻어진 원주체를 시험편으로서 사용하고, JIS K 6249에 준하여 150±2 ℃에서의 압축 영구 변형을 측정하였다.

(iii) 실리콘 고무 경화물의 인열 강도:

상기 (ii)와 동일한 조건으로 부가형 액상 실리콘 고무의 경화 처리 및 후경화를 수행함으로써 두께 2.5 ㎜의 시트를 제조하였다. 이 시트로부터 펀칭에 의해 크레센트 모양의 시험편을 제조하고, JIS K 6249에 준하여 23±2℃에서의 인열 강도를 측정하였다.

(iv) 듀로미터 A 경도:

상기 (iii)과 동일하게 하여 제조된 시트를 5장 중첩시키고, 얻어진 적중체를 시험편으로서 이용하며 JIS K 6249에 준하여 23±2 ℃에서의 듀로미터 A 경도를 측정하였다.

(4) 공정(b-1):

상측 전자석 및 하측 전자석을 가지며 각각의 자극이 서로 대향하도록 배치된 전자석 장치를 준비하고, 이 전자석 장치의 상측 전자석 자극과 하측 전자석 자극 사이에 상기 도전성 재료층이 형성된 이방 도전성 시트 제조용 형을 셋팅하였다. 이어서, 실온에서 전자석 장치를 15 초간 작동시킴으로써, 도전성 재료층에서 도전로 형성부가 되는 부분에 1.6 T 강도의 자장을 작용시키고, 추가로 재작동 조작을 총 200회 수행하면서 도전로 형성부가 되는 부분에 자장을 작용시켰다. 여기 서, 재작동 조작의 조건은 작동 정지 시간이 5 초간, 재작동 시간이 15 초간, 다시 작용시키는 자장의 자속선 방향이 정지 전 자장의 자속선 방향과 역방향이며, 다시 도전성 재료층에서의 도전로 형성부가 되는 부분에 자장을 작용시켰을 때의 상기 자장의 강도가 모두 1.6 T이다.

(5) 공정(c-1):

전자석 장치의 상측 전자석 자극과 하측 전자석 자극 사이에 이방 도전성 시트 제조용 형을 셋팅한 상태에서 상기 전자석 장치를 작동시킴으로써, 도전성 재료층에서 도전로 형성부가 되는 부분에 1.6 T 강도의 자장을 작용시키면서 100 ℃에서 2 시간의 조건으로 상기 도전성 재료의 경화 처리를 수행하고, 이어서 실온으로 냉각시킨 후에 이방 도전성 시트 제조용 형으로부터 취출함으로써 절연부의 주연 부분에 프레임판이 일체적으로 설치된 이방 도전성 시트를 제조하였다.

얻어진 이방 도전성 시트에는 2000개의 직사각형 도전로 형성부가 80 ㎛의 피치로 배치되어 있으며, 도전로 형성부는 종횡의 치수가 40 ㎛×100 ㎛, 두께가 110 ㎛, 절연부의 양면으로부터의 돌출 높이가 각각 30 ㎛이고, 절연부의 두께가 50 ㎛였다.

또한, 도전로 형성부 중의 도전성 입자의 함유 비율을 조사한 결과, 모든 도전로 형성부에 대하여 부피 분률로 약 30 ％였다.

<실시예 2>

상형(50) 및 하형(55)는 각각 두께 6 ㎜의 파이렉스(등록 상표) 유리로 이루어지는 기판재의 표면에, 스퍼터링에 의해 형성된 두께 0.5 ㎛의 니켈 막 및 두께 5 ㎛의 구리 막이 이 순서로 적층된 기판(51, 56)을 가지고, 각 기판(51, 56)의 표면 상에는 각각 니켈-코발트로 이루어지는 2000개의 직사각형의 강자성체층(52, 57)이 전해 도금에 의해 형성되어 있다. 강자성체층(52, 57) 각각의 치수는 40 ㎛(세로)×100 ㎛(가로)×50 ㎛(두께)이며 배치 피치가 80 ㎛이다. 또한, 기판(51, 56)의 표면에서의 강자성체층(52, 57)이 형성된 이외의 영역에는, 건식 필름 레지스트가 경화 처리된 약자성체층(53, 58)이 형성되어 있다. 약자성체층(53, 58)에 있어서의 캐비티용 오목부(53a, 58a)가 형성된 부분의 두께는 80 ㎛, 그 이외 부분의 두께가 90 ㎛이다.

이 이방 도전성 시트 제조용 형을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 이방 도전성 시트를 제조하였다.

얻어진 이방 도전성 시트에 있어서는 2000개의 직사각형 도전로 형성부가 80 ㎛의 피치로 배치되어 있으며, 도전로 형성부는 종횡의 치수가 40 ㎛×100 ㎛, 두께가 110 ㎛, 절연부의 양면으로부터의 돌출 높이가 각각 30 ㎛이고, 절연부의 두께가 50 ㎛였다.

<실시예 3>

상형(50) 및 하형(55)는 각각 두께 6 ㎜의 몰리브덴으로 이루어지는 기판재의 표면에, 스퍼터링에 의해 형성된 두께 0.5 ㎛의 니켈 막 및 두께 5 ㎛의 구리 막이 이 순서로 적층된 기판(51, 56)을 가지고, 각 기판(51, 56)의 표면 상에는 각각 니켈-코발트로 이루어지는 2000개의 직사각형의 강자성체층(52, 57)이 전해 도금에 의해 형성되어 있다. 강자성체층(52, 57) 각각의 치수는 40 ㎛(세로)×100 ㎛(가로)×50 ㎛(두께)이며 배치 피치가 80 ㎛이다. 또한, 기판(51, 56)의 표면에서의 강자성체층(52, 57)이 형성된 이외의 영역에는, 건식 필름 레지스트가 경화 처리된 약자성체층(53, 58)이 형성되어 있다. 약자성체층(53, 58)에 있어서의 캐비티용 오목부(53a, 58a)가 형성된 부분의 두께는 80 ㎛, 그 이외 부분의 두께가 90 ㎛이다. 이 이방 도전성 시트 제조용 형을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 이방 도전성 시트를 제조하였다.

<비교예 1>

기판으로서 강자성체인 42 얼로이를 포함하는 것을 사용한 것 이외에는 실시 예 1과 동일한 사양의 이방 도전성 시트 제조용 형을 제조하고, 이 이방 도전성 시트 제조용 형을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 이방 도전성 시트를 제조하였다.

[이방 도전성 시트의 평가]

실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에서 얻어진 이방 도전성 시트에 대하여 하기의 평가를 행하였다.

도전로 형성부의 도전성:

이방 도전성 시트의 모든 도전로 형성부를 그 두께 방향의 변형률이 20 ％가 되도록 가압한 상태에서 상기 도전로 형성부 각각의 두께 방향의 전기 저항치를 측정하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

도전로 형성부 간의 절연성:

이방 도전성 시트의 모든 도전로 형성부를 그 두께 방향의 변형률이 20 ％가 되도록 가압한 상태에서 인접하는 도전로 형성부 간의 전기 저항치를 측정하고, 그 값이 1 MΩ 미만인 것의 수를 구하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1의 결과로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3에 따르면, 작은 가압력으로 가압하더라도 전기 저항치가 낮으며 안정한 도전성을 나타내는 도전로 형성부를 가지고, 또한 모든 도전로 형성부에 대하여 인접하는 도전로 형성부와의 필요한 절연성을 갖는 이방 도전성 시트가 얻어지는 것이 확인되었다. 이에 대하여, 비교예 1에서 얻어진 이방 도전성 시트는 일부의 도전로 형성부에 대하여 인접하는 도전로 형성부와의 전기 저항치가 작은 것이며, 이 점에서 실시예 1 내지 실시예 3에서 얻어진 이방 도전성 시트와 비교예 1에서 얻어진 이방 도전성 시트와의 차는 역력하였다.

Claims

절연성 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배향된 상태로 함유된 복수의 도전로 형성부; 및 상기 도전로 형성부를 서로 절연하는 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하기 위한 이방 도전성 시트 제조용 형(die)이며,

기판, 및 상기 기판 상에 상기 도전로 형성부의 패턴에 대응하는 패턴에 따라서 배치된 강자성체층을 포함하고, 여기서 상기 기판은 약자성체 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트 제조용 형.
제1항에 있어서,

이방 도전성 시트 제조용 형 내에, 경화되어 절연성 탄성 고분자 물질이 되는 액상의 고분자 형성 재료 중에 도전성 입자가 함유된 도전성 재료층을 형성하고, 상기 도전성 재료층에 대하여 상기 이방 도전성 시트 제조용 형에서의 강자성체층을 통해 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 자장을 작용시킴으로써 상기 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자를 집합시켜 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 배향시키는 공정을 포함하며, 상기 공정에서 상기 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후, 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 1회 이상 행하는 이방 도전성 시트의 제조 방법에 이용되는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트 제조용 형.
제1항 또는 제2항에 있어서, 기판이 선열 팽창 계수가 1×10^-7 내지 1×10^-5 K^-1의 약자성체 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트 제조용 형.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 기판의 표면에 금속막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트 제조용 형.
절연성 탄성 고분자 물질 중에 자성을 나타내는 도전성 입자가 두께 방향으로 배향된 상태로 함유된 복수의 도전로 형성부; 및 상기 도전로 형성부를 서로 절연하는 절연성 탄성 고분자 물질로 이루어지는 절연부를 갖는 이방 도전성 시트를 제조하는 방법이며,

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 이방 도전성 시트 제조용 형을 이용하여,

상기 이방 도전성 시트 제조용 형 내에, 경화되어 절연성 탄성 고분자 물질이 되는 액상의 고분자 형성 재료 중에 도전성 입자가 함유된 도전성 재료층을 형성하고,

상기 도전성 재료층에 대하여, 상기 이방 도전성 시트 제조용 형에 있어서의 강자성체층을 통해 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 자장을 작용시킴으로써 상 기 도전로 형성부가 되는 부분에 도전성 입자를 집합시켜 상기 도전성 재료층의 두께 방향으로 배향시키는 공정을 포함하고,

상기 공정에서 상기 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 1회 이상 행하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트의 제조 방법.
제5항에 있어서, 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작에 있어서, 도전성 재료층에 다시 작용시키는 자장의 자속선 방향이 정지 전 자장의 자속선 방향과 역방향인 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트의 제조 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 반복하여 행하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트의 제조 방법.
제7항에 있어서, 도전성 재료층에 대한 자장의 작용을 정지시킨 후 다시 상기 도전성 재료층에 대하여 자장을 작용시키는 조작을 5회 이상 행하는 것을 특징으로 하는 이방 도전성 시트의 제조 방법.