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JPH072938B2 - 異方導電性接着剤 - Google Patents
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JPH072938B2 - 異方導電性接着剤 - Google Patents

異方導電性接着剤

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JPH072938B2
JPH072938B2 JP61087352A JP8735286A JPH072938B2 JP H072938 B2 JPH072938 B2 JP H072938B2 JP 61087352 A JP61087352 A JP 61087352A JP 8735286 A JP8735286 A JP 8735286A JP H072938 B2 JPH072938 B2 JP H072938B2
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JP
Japan
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conductive filler
conductive
conductive adhesive
adhesive
resin
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雄二 長江
宏一 村中
和之 嶋田
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ThreeBond Co Ltd
Panasonic Holdings Corp
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ThreeBond Co Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives

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  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は回路基板或いは回路部品等相互を電気的に接続
するために用いる異方導電性接着剤に関する。
(従来の技術) 従来、複数個の回路基板相互において、対応する電極間
を電気的に接続するための接着剤として、例えば、ホッ
トメルト樹脂中に金属粉又はカーボン粉等の導電性フィ
ラーを混入して分散させてテープ状にした異方導電性熱
圧着テープがある。また最近では、ホットメルト樹脂と
その溶剤とからなる結合剤中に金属粉、カーボン粉或い
は金属酸化物の導電粉を分散し、回路基板上にスクリー
ン印刷法等により直接異方導電性塗膜を形成したものが
ある。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記のようなポリマー溶液中に金属及び金属
酸化物等の導電フィラーを分散した異方導電性接着剤
は、ポリマーの比重に比較して導電性フィラーの比重が
8〜10倍程度大きいために経時的に導電性フィラーの沈
降現象が生じ導電性接着剤を製造した直後に見られる導
電性フィラーの均一な分散状態を維持することは困難で
ある。
従って、このような異方導電性接着剤溶液から熱圧着テ
ープを成形したり或いはスクリーン印刷等により塗膜を
形成する場合に、その接着剤溶液製造直後には均一に導
電性フィラーが分散していてもそのテープ又は塗膜を形
成する時までに接着剤溶液中の導電性フィラーの分散状
態に偏りが生じ易い。
また、導電性フィラーとしてカーボンを使用した場合
は、上記のように経時的に生じる導電性フィラーの沈降
減少は比較的小さいが、他の金属或いは金属酸化物のフ
ィラーに比較して固有抵抗が約100倍程度も高くなり、
電気的接続抵抗が高くなる欠点がある。
更に、上記のような導電性フィラーを使用した熱圧着型
の異方導電性接着剤は圧着された回路基板の電極間に導
電性フィラーが均一に分散している状態で介在している
場合であっても、その導電性フィラーが硬く弾力性に乏
しいために、温度又は湿度の変化等により経時的に接着
剤の主材であるポリマーに例えば肉痩せ、振動等により
緩み現象が生じると、電極間の結合力が低下してフィラ
ーと電極間との接続点に緩み現象が生じて電気的不接点
が生じ、電気的抵抗が増大してしまう。
(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために本発明は、熱接着性を有す
る高分子材料に、弾性体の表面に金属又は導電性金属酸
化物の被膜を形成しかつ比重を1.7〜2.1としてなる導電
性フィラーを分散させたものである。
(作用) 本発明にかかる熱接着性を有する高分子材料は、液状の
高分子ポリマー又は高分子ポリマーを溶剤に混入して溶
かしたものである。
ここで高分子ポリマーとして、例えば、ポリエステル樹
脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、
ポリビニルアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、セ
ルロース樹脂、ケトン樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミ
ド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ロジン及びテ
ルペン系樹脂等の熱可塑性又は熱硬化性樹脂等の合成樹
脂;ポリイソプレン、ブタジエンスチレン共重合体、ポ
リブタジエン、ポリクロロプレン、ブタジエンアクリロ
ニトリル共重合体、ポリウレタン、クロロスルホン化ポ
リエチレン、アクリル酸アルキルエステル共重合体、エ
チレンプロピレン共重合体等の合成ゴム等が挙げられ、
これらのポリマーは単独で使用してもよいし、適宜に2
種以上組合せても使用してもよい。
更に具体的には、ポリエステル樹脂としてバイロン200,
300(東洋妨社製,商品名)等、ポリビニルアセタール
樹脂としてデンカブチラール#200−L,#3000−1(電
気化学工業社製,商品名)等、ビニール系樹脂としてス
ミテートDA-10,DA-20(住友化学工業社製,商品名)
等、ブタジエン共重合体としてカリフレックスTR1101,T
R1102(シェル化学社製,商品名)等、ブタジエンアク
リロニトリル共重合体としてハイカー1011,1012(日本
ゼオン社製,商品名)等、ポリクロロプレンとしてはデ
ンカクロロプレンM−30,M120(電気化学工業社製,商
品名)等、アクリル酸アルキルエステル共重合体として
ニッポールAR51(日本ゼオン社製,商品名)等が挙げら
れる。
また、上記の熱接着性ポリマーを溶かす溶剤としては炭
化水素系、アルコール系、ケトン系、エステル系、エー
テル系等の各種溶剤の中から溶解性の良いものを適宜選
択される。
本発明に用いる導電性フィラーは弾性体に、金属メッキ
又は金属酸化物メッキを施して導電性被膜を形成したも
のである。このように表面を導電性フィラーの被膜で覆
った弾性体を熱接着性を有する高分子材料に混入して電
極間に介在させることにより安定した電気的接続を得
る。
この弾性体はプラスチック粉体或いはゴムの粉体等の熱
硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂等で形成される有機高分子
物質であって、例えば、ナイロン、ポリプロピレン、テ
フロン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、アクリル、フェノール、セルロースアセテート、ポ
リウレタンゴム、シリコーンゴム等の合成ゴム等を低温
で粉砕或いはその他の方法によって、球状粉体、不定形
状粉体その他の形状としたものである。
更に具体的には、ポリスチレンとしてファインパール30
00SP,BS-11,BA-40,BA-41(住友化学社製,商品名)等、
プラスチック球(長瀬産業社製)、ポリスチレンボール
(昭和フッソ(株)社製)等を弾性体として用いること
ができる。
弾性体に導電性を付与して導電性フィラーを得るには、
例えば、金、銀、銅、ニッケル等の金属、酸化インジウ
ム、酸化スズ等の酸化金属の被膜を弾性体の表面に形成
するが、その形成方法としては、例えば、湿式メッキ
法、或いは真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式メッ
キ法が挙げられる。
弾性体の表面に形成される金属又は金属酸化物の被膜の
厚さは、100Å〜100,000Åである。この場合、膜厚が10
0Å以下であるとフィラーの導電性が不安定になり易
く、100,000Å以上であるとフィラーの比重が大きくな
り高分子材料中で沈降分離が生じ易くなる。
また、形成された導電性フィラーの粒径は0.01〜1000μ
mが適当であり、粒径が0.01μm以下であると熱接着後
の電極に対する当たりが不十分になり易く接続後の電気
抵抗が不安定になり易い。他方、粒径が1000μm以上で
あると回路基板の接着力が低下し、安定した電気抵抗が
得られ難くなる。
導電性フィラーの具体例としては、架橋ポリスチレン粉
末にニッケルメッキを施したもので、平均粒径が7〜9
μ、被膜の厚さが1000〜200Å、比重が1.7〜2.1、体積
固有抵抗が1〜7×102Ωcmのものが挙げられる。
上記のような導電性フィラーは、その比重が上記の高分
子材料にほぼ等しいために、高分子材料中に分散させた
後に沈降分離することがなく、安定した分散状態を維持
することができ、更に金属粉と比較して弾力性に優れて
いる。従って、この導電性フィラーを高分子材料に分散
させて得た異方導電性接着剤を電極間に介在させ両電極
を熱圧着させると、その後経時的に接着剤の主材である
ポリマーに緩み現象が生じても、その緩みに対応した弾
性体の復元力により安定した電気的接続を得ることがで
きる。
高分子材料の主剤である高分子ポリマーに対する導電性
フィラーの配合割合は高分子ポリマー100重量部に対し
1〜70重量部である。この場合導電性フィラーの配合割
合が1重量部以下であると電極間に介在する導電性接着
剤中のフィラー数が少なくなり、電気的接続が不安定に
なる。他方、導電性フィラーの配合割合が70重量部以上
になると、導電性接着剤の塗膜を基板上に形成した際
に、その塗膜の厚さ方向の導電性のほかに塗膜の面方向
に導電性が生じて塗膜が等方性の導電性を示して、異方
導電性を示さなくなる。
なお、本発明に係る異方導電性接着剤中には、導電性フ
ィラーを高分子材料中に分散させる分散剤、酸化防止
剤、消泡剤、レベリング剤、カーボンブラック等の他の
導電性フィラー、充填剤、滑剤、帯電防止剤、顔料等を
本発明の効果を損わない範囲で必要に応じて添加され
る。
本発明の異方導電性接着剤の製造方法としては、特に限
定されないが、例えば、熱接着性を有する高分子材料中
に導電性フィラーを混入し、3本ロール、ポットミル又
はライカイ機で十分に混練してペースト状にする方法等
が挙げられる。
また、異方導電性接着剤を回路基板間に介在させて、回
路基板相互を電気的に接続するには、スクリーン印刷方
等により回路基板の電極間に塗布し、高分子材料中の溶
剤を乾燥させて5〜100μmの塗膜を形成し、次のこの
異方導電性接着剤の塗膜上に接続すべき回路基板の電極
を対抗させて整合させ、両回路基板を加熱して圧着す
る。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。また、実施例中「部」とあるのは「重量部」を意味
する。
まず、本発明を実施した異方導電性接着剤を使用した回
路基板の接続の一例を第1図を参照して説明する。
この接続された回路基板は、熱接着性を有する高分子材
料1中に弾性体としてのプラスチツクの表面に金属又は
導電性金属酸化物の被膜を形成した導電性フィラー2を
分散させてなる異方導電性接着剤3によつてフレキシブ
ル基板4上に形成した電極5とITO基板6上に形成した
電極7とを熱接着して形成されたものである。
この場合、熱接着された異方導電性接着剤3中の導電性
フィラー2内の電極5,7間に介在する導電性フィラー
2′は電極5,7で挟まれてつぶされるので、この導電性
フィラー2′は第2図に示すように矢示方向の復元力を
有し、しらがつて電極5,7間の間隔が広がつたときにそ
の隙間を埋めるように機能し、安定した電気的抵抗を得
ることができる。
実施例1〜3 第1表に示す配合割合で熱接着性樹脂、溶剤及び導電性
フィラーを配合し、3本ロールで導電性フィラーを混合
して分散してペースト状の異方導電性接着剤を製造し
た。次に得られたペースト状の接着剤をスクリーン印刷
法でフレキシブル基板上に印刷した後、温度150℃で10
分間溶剤を乾燥して異方導電性接着剤の塗膜を形成し
た。
尚、上記のフレキシブル基板は厚さ25μmのポリイミド
で形成されたもので、厚さ35μmの銅箔に金メッキを施
して、線間が各150μm,計300μmピッチで等間隔に50本
のラインが並んだ物である。
次に、異方導電性接着剤の塗膜を形成したフレキシブル
基板を膜抵抗30Ωの酸化インジウムを蒸着したガラス基
板上にセットし、温度160℃,圧力30kg/cm2で10秒間熱
圧着した後、電気抵抗を測定して導電性(初期の導電
性)を確認した。
続いて温度40℃,湿度95%RHm2で10日間後の導電性(耐
湿後の導電性)を確認した。
更に第1表に示す組成のペースト状の異方導電性接着剤
の室温保存後の導電性フィラーの沈降性を確認した。
上記の実施例1〜3における導電性接着剤の沈降性及び
導電性の確認結果を第1表に示す。
(比較例) 比較例として、第2表に示す組成及び配合割合からなる
導電性接着剤について、実施例1〜3と同様にフレキシ
ブル基板上に塗膜を形成した後酸化インジウム基板上に
セットして、実施例1〜3と同一の条件で、導電性フィ
ラーの沈降性及び導電性を確認した。その結果を第2表
に示す。
(発明の効果) 本発明は熱接着性を有する高分子材料に、表面に金属メ
ッキ又は導電性金属酸化物メッキを施すと共に導電性フ
ィラーとしてそのフィラー自体が適度な弾力性及び復元
力を有するものを用いたので、経時的に電極間に介在さ
せたポリマーに緩みが生じても確実な接続が得られて安
定した電気的接続抵抗を得ることができる。
更に導電性フィラーの比重が導電性接着剤のバインダー
の比重に近似しているため経時的にフィラーが沈降分離
して接着剤中で偏在することがなく、製造直後の均一な
分散状態を維持し、使用時においても常に安定した電気
的抵抗が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施した異方導電性接着剤を電極間に
介在させて熱圧着した状態を示す要部断面図、第2図は
電極間に挟さまれてつぶされたフィラーの復元力を示す
説明図である。 1……熱接着性を有する高分子材料 2……導電性フィラー、3……導電性接着剤 4……フレキシブル基板 5,7……電極 6……ITO基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 和之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−115678(JP,A) 特開 昭51−135938(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱接着性を有する高分子材料に、弾性体の
    表面に金属又は導電性金属酸化物の被膜を形成しかつ比
    重を1.7〜2.1としてなる導電性フィラーを分散させた異
    方導電性接着剤。
JP61087352A 1986-04-16 1986-04-16 異方導電性接着剤 Expired - Lifetime JPH072938B2 (ja)

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