DE60025760T2 - Anisotrop-leitender film - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen anisotrop elektrisch leitenden Film, der nur entlang seiner Dickerichtung elektrisch leitend ist, und insbesondere auf einen anisotrop elektrisch leitenden Film, der zwischen Schaltkreisen angebracht ist, die miteinander verbunden werden, wenn der Film erwärmt und Druck auf ihn ausgeübt wird. Der anisotrop elektrisch leitende Film macht außerdem die Schaltkreise aufgrund in ihm enthaltener elektrisch leitender Teilchen leitfähig.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Der anisotrop elektrisch leitender Film besteht aus einem Klebstoff, in dem elektrisch leitende Teilchen dispergiert sind, und ist entlang seiner Dickerichtung elektrisch leitend, wenn Druck auf die Dicke ausgeübt wird. Der anisotrop elektrisch leitende Film ist zwischen einander gegenüber liegenden Schaltkreisen angebracht; wenn er erwärmt und Druck auf ihn ausgeübt wird, werden die Schaltkreise miteinander verbunden und elektrisch leitfähig gemacht. Der elektrisch leitende Film ist nur entlang seiner Dickerichtung elektrisch leitend.
  • Der anisotrop elektrisch leitende Film kann für die Verbindung einer flexiblen Leiterplatte oder TAB mit einem ITO-Anschluss auf einer Glasgrundplatte einer Flüssigkristallschalttafel verwendet werden. Der anisotrop elektrisch leitende Film bildet zwischen den verschiedenen Anschlüssen eine anisotrop elektrisch leitende Schicht, um die Anschlüsse physisch zu verkleben und elektrisch miteinander zu verbinden.
  • Herkömmliche anisotrop elektrisch leitende Filme umfassen im Allgemeinen einen Klebstoff, der hauptsächlich aus einem Epoxid- oder Phenolharz und einem Härtungsmittel sowie in dem Klebstoff dispergierten elektrisch leitenden Teilchen besteht; dafür wird vor allem ein wärmehärtbarer Einkomponentenklebstoff verwendet. Zwar wurden Versuche unternommen, die Haftfestigkeit des anisotrop elektrisch leitenden Films zu verbessern, damit die Verbindung zwischen den Schaltkreisen bei hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit stabil zuverlässig ist, doch herkömmliche anisotrop elektrisch leitende Filme aus einem Epoxid- oder Phenolharz verfügen nicht über ausreichend Haftfestigkeit, Einsetzbarkeit bzw. Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Wärme.
  • Die japanische Patenveröffentlichung H10-338860A offenbart einen anisotrop elektrisch leitenden Film aus einem unter Wärme und Licht aushärtenden Klebstoff, der hauptsächlich aus einem durch Acetalisierung von Polyvinylalkohol gewonnenen polycetalierten Harz besteht. Der anisotrop elektrisch leitende Film verfügt über eine große Haftfestigkeit, eine gute Einsetzbarkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Wärme.
  • Bislang wurden Flüssigkristallfilme, deren Grundmaterial ein Kunststofffilm wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET) ist, mit Hilfe anisotrop elektrisch leitender Filme miteinander verbunden.
  • Wird der anisotrop elektrisch leitende Film zum Verkleben eines Flüssigkristallfilms eingesetzt, muss der anisotrop elektrisch leitende Film so an dem Flüssigkristallfilm haften, dass die höchste Temperatur während des Verklebens die Wärmebeständigkeitstemperatur des Flüssigkristallfilms nicht überschreitet. Die Wärmebeständigkeitstemperatur des Flüssigkristallfilms liegt jedoch für gewöhnlich unter der Temperatur von 150 bis 200°C, auf die der anisotrop elektrisch leitende Film für gewöhnlich während des Verklebens erwärmt wird. Daher kann der Flüssigkristallfilm brechen, wenn der anisotrop elektrisch leitende Film bei einer Temperatur zwischen 150 und 200°C an dem Flüssigkristallfilm haftet.
  • Haftet der anisotrop elektrisch leitende Film bei einer niedrigeren Temperatur als der Wärmebeständigkeitstemperatur des Flüssigkristallfilms an dem Flüssigkristallfilm, wird dem anisotrop elektrisch leitenden Film nicht genügend Wärme zugeführt, um zu haften, auszuhärten oder zu fließen, wodurch seine Haft- und Leitfähigkeitseigenschaften unzureichend sind.
  • Daher sollte ein anisotrop elektrisch leitender Film an Polymerfilmen niedriger Wärmebeständigkeitstemperatur fest haften, damit er auch dann ausreichend elektrisch leitend ist, wenn beide Filme bei niedriger Temperatur und über einen kurzen Zeitraum verklebt werden. Der anisotrop elektrisch leitende Film sollte auch an einer Leiterplatte oder einem IC-Chip bei niedriger Temperatur und über einen kurzen Zeitraum haften, um Wärmeausdehnung und -schrumpfung der Leiterplatte bzw. des IC-Chips zu reduzieren.
  • Die japanische Patentveröffentlichung H10-338844A offenbart einen anisotrop elektrisch leitenden Film aus einem durch Wärme oder Licht aushärtenden Klebstoff, der hauptsächlich aus einem durch Polymerisation von Acrylmonomeren und/oder Methacrylmonomeren gewonnenen (Meth)acrylharz besteht.
  • Wird der anisotrop elektrisch leitende Film zur Verbindung einer flexiblen Leiterplatte mit einem ITO-Anschluss auf der Grundplatte einer Flüssigkristallschalttafel verwendet, muss der anisotrop elektrisch leitende Film aus den folgenden Gründen an ITO und Silica (SiOx) fest haften. Erstens wird der ITO-Anschluss auf einer Glasgrundplatte der Flüssigkristallschalttafel mittels eines Dampfabscheidungsverfahrens, eines Spritzverfahrens, eines Ionplating-Verfahrens, eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens und dergleichen gebildet. Zweitens besteht die Grundplatte der Flüssigkristallschalttafel bislang zum Zwecke der Gewichts- bzw. Dickereduktion der Grundplatte aus Polyimid oder Polyethylenterephthalat (PET).
  • In diesem Fall wird die gesamte Oberfläche der Grundplatte vor dem Auftragen des ITO zur Bildung eines ITO-Films mit einer guten Haftung an einer Harzbasis aus Polyimid, PET oder dergleichen mit einer SiOx-Schicht (z.B. SiO2) beschichtet; auf diese Weise soll die ITO-Schicht auf der SiOx-Schicht entstehen. Die ITO-Schicht auf der SiOx-Schicht wird geätzt, so dass der ITO-Anschluss auf der SiOx-Schicht entsteht. Daher muss der für das Verkleben der Grundplatte verwendete anisotrop elektrisch leitende Film an ITO und SiOx stark haften, da der ITO-Anschluss auf der SiOx-Schicht ausgebildet wird.
  • Der herkömmliche anisotrop elektrisch leitende Film haftet jedoch weder an ITO noch an SiOx besonders stark; es besteht daher der Wunsch nach einer Verbesserung der Hafteigenschaften.
  • Es besteht nach wie vor das Problem, dass sich die Grundplatte infolge der auf den anisotrop elektrisch leitenden Film einwirkenden Wärme bzw. des darauf ausgeübten Druckes ausdehnt, da der Abstand der Elektroden auf der Grundplatte zum Zwecke der Implementierung dicht beieinander liegender Schaltkreise geringer ist. Außerdem besteht das Problem einer Beschädigung der Grundplatte infolge der auf den anisotrop elektrisch leitenden Film einwirkenden Wärme bzw. des darauf ausgeübten Druckes, da die Grundplatte aus einem Material besteht, das zum Zwecke der Reduzierung von Gewicht und Produktionskosten gegenüber Wärme und Druck wenig beständig ist. Daher wurden anisotrop elektrisch leitende Filme aus Materialien vom Radikalreaktionstyp entwickelt, die bei einer niedrigeren Temperatur und einem niedrigerem Druck, als dies bei herkömmlichen anisotrop elektrisch leitenden Epoxid- bzw. Phenolfilmen der Fall ist, an der Grundplatte haften.
  • Wird die Reaktionsgeschwindigkeit des Klebstoffes zum Zwecke der Senkung der auf den Klebstoff vom Radikalreaktionstyp einwirkenden Wärme und des darauf ausgeübten Drucks jedoch übermäßig gesteigert, verliert der Klebstoff seine Fließfähigkeit und härtet aus, bevor die darin enthaltenen elektrisch leitenden Teilchen mit den Elektroden in Kontakt kommen, so dass nicht ausreichend elektrische Leitfähigkeit erzeugt wird. Weiterhin wird die Haftfestigkeit des Klebstoffes vom Radikalreaktionstyp unzulässig gesenkt, wenn der Klebstoff aushärtet, bevor er die Oberfläche der Grundplatte ausreichend benetzt.
  • Die EP-A-0883329 offenbart einen anisotropen leitenden Film, der einen Klebstoff mit darin dispergierten leitfähigen Teilchen umfasst. Der Klebstoff ist ein unter Wärme oder Licht aushärtender Klebstoff, der als Hauptkomponente mindestens (a) ein durch Acetalierung eines Polyvinylalkohols gewonnenes Polymer, (b) eine eine Allylgruppe enthaltende Verbindung, (c) ein eine Acryloxygruppe oder Methacryloxygruppe enthaltendes Monomer und (d) ein durch Polymerisation eines Acrylmonomers und/oder Methacrylmonomers gewonnenes Polymer enthält.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen anisotrop elektrisch leitenden Film mit großer Haftfestigkeit und großer Leitfähigkeit selbst bei Erwärmung des anisotrop elektrisch leitenden Films auf eine Temperatur von nicht mehr als 130°C über einen kurzen Zeitraum zum Verkleben bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt dementsprechend einen anisotrop elektrisch leitenden Film bereit, der einen Klebstoff umfasst, in dem elektrisch leitfähige Teilchen dispergiert sind. Der Klebstoff besteht aus einer wärmehärtbaren Harzzusammensetzung, die ein Grundharz, mindestens eine reaktive Verbindung, mindestens ein organisches Peroxid, mindestens einen Reaktionsbeschleuniger und die elektrisch leitfähigen Teilchen einschließt. Das Grundharz ist ein polyacetaliertes Harz, das durch Acetalierung eines Polyvinylalkohols gewonnen wird. Die reaktive Verbindung ist mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus eine Acryloxygruppe tragenden Verbindungen, eine Methacryloxygruppe tragenden Verbindungen und eine Epoxygruppe tragenden Verbindungen; der Reaktionsbeschleuniger ist eine Verbindung, die über mindestens eine radikal-reaktive Gruppe und eine alkali-reaktive Gruppe als endständige Gruppen verfügt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt die technische Wirkung bereit, dass polyacetaliertes Harz bei niedriger Temperatur zu einer Haftreaktion angeregt wird und dadurch, dass es den Reaktionsbeschleuniger enthält, der über die radikal-reaktive Gruppe und die alkali-reaktive Gruppe als endständige Gruppen verfügt, eine große Haftfestigkeit aufweist.
  • Die wärmehärtbare Harzzusammensetzung schließt vorzugsweise mindestens einen Reaktionsbeschleuniger in einer Menge von 0,5 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes ein. Der Reaktionsbeschleuniger verfügt vorzugsweise über eine Acryloxygruppe oder Methacryloxygruppe als radikal-reaktive Gruppe und über eine Carboxylgruppe oder Säurehydroxylgruppe als alkali-reaktive Gruppe, bei der es sich um mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, 2-Acryloyloxyethylbernsteinsäure, 2-Acryloyloxyethylphthalsäure, 2-Acryloyloxyethylhexahydrophthalsäure, Methacrylsäure, 2-Methacryloyloxyethylbernsteinsäure und 2-Methacryloyloxyethylhexahydrophthalsäure handelt.
  • Weiterhin schließt die wärmehärtbare Harzzusammensetzung vorzugsweise die reaktive Verbindung in einer Menge von 0,5 bis 80 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes ein.
  • Das organische Peroxid ist vorzugsweise ein bei niedriger Temperatur abbaubares organisches Peroxid mit einer 10 Stunden-Halbwertstemperatur von nicht mehr als 80°C. Die wärmehärtbare Harzzusammensetzung schließt das organische Peroxid vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes ein.
  • Der Anteil der Acetalgruppen des als Grundharz verwendeten polyacetalierten Harzes kann 30 Molprozent oder mehr betragen.
  • Die wärmehärtbare Harzzusammensetzung schließt vorzugsweise ein Silankopplungsmittel in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes ein.
  • Der anisotrop elektrisch leitende Film befindet sich vorzugsweise zwischen einander gegenüber liegenden Schaltkreisen und verbindet die Schaltkreise nach Einwirkung von Wärme und Ausübung von Druck elektrisch, aber auch physisch miteinander. Der anisotrop elektrisch leitende Film wird vorzugsweise während des Verklebens bei einer Temperatur von nicht mehr als 130°C erwärmt.
  • Der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film besitzt folgende Vorteile:
    • 1. Der anisotrop elektrisch leitende Film haftet an Objekten, die bei niedriger Temperatur miteinander verklebt werden sollen, wobei der Film die Objekte mit geringer Hochtemperaturbeständigkeit verklebt und hervorragend elektrisch leitfähig macht, ohne dass sie zerbrechen.
    • 2. Der anisotrop elektrisch leitende Film verfügt über eine gute Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und Wärme, so dass der Film auch nach einem langen Zeitraum bei hoher Temperatur und Feuchtigkeit noch gute anisotrope elektrische Leitfähigkeitseigenschaften besitzt.
    • 3. Der anisotrop elektrisch leitende Film kann gut repariert werden.
    • 4. Der anisotrop elektrisch leitende Film verfügt über eine hohe Transparenz.
    • 5. Der anisotrop elektrisch leitende Film ist stabiler und haftet besser als herkömmliche Filme.
    • 6. Der anisotrop elektrisch leitende Film verfügt über eine gute Lichtdurchlässigkeit, da der Film einen Film aus transparenten Polymeren umfasst, so dass der Film gut bei Positionierungselektroden eingesetzt werden kann.
    • 7. Die herkömmlichen anisotrop elektrisch leitenden Filme vom Epoxidtyp oder dergleichen müssen auf 150°C oder mehr erwärmt werden, der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film jedoch haftet bei einer Temperatur von nicht mehr als 130°C, insbesondere nicht mehr als 100°C. Wenn dem Film die Eigenschaft des Aushärtens unter ultraviolettem Licht verliehen wird, haftet der anisotrop elektrisch leitende Film bei einer noch niedrigeren Temperatur an den Objekten.
    • 8. Die herkömmlichen anisotrop elektrisch leitenden Filme vom Epoxid- und Phenoltyp sind nur schwer vorübergehend an der Elektrode zu befestigen und leicht abzulösen, da herkömmliche Filme schlecht haften. Im Gegensatz dazu verfügt der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film über ausreichend Haftfestigkeit, um vorübergehend an der Elektrode zu haften.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
  • Der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film:
  • Erfindungsgemäß umfasst das Grundharz eine wärmehärtbare Harzzusammensetzung, deren Klebstoff aus einem polyacetalierten Harz besteht, das durch Acetalierung eines Polyvinylalkohols gewonnen wird; das polyacetalierte Harz verfügt vorzugsweise über Acetalgruppen in einer Menge von 30 Molprozent oder mehr. Beträgt der Acetalgruppenanteil weniger als 30 Molprozent, kann die Feuchtigkeitsbeständigkeit des anisotrop elektrisch leitenden Films geringer sein. Beispiele für das polyacetalierte Harz sind Polyvinylformalharz, Polyvinylbutyralharz und dergleichen, insbesondere Polyvinylbutyralharz. Es kann im Handel erhältliches Polyvinylbutyralharz, z.B. „Denka PVB 3000-1" und „Denka PVB 2000-L" von Denki Kagaku Kogyo Co. Ltd. verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß wird mindestens eine reaktive Verbindung (z.B. ein Monomer) mit einer Acryloxygruppe, einer Methacryloxygruppe oder einer Epoxygruppe zur Verbesserung und Einstellung der Eigenschaften (mechanische Festigkeit, Hafteigenschaften, optische Eigenschaften, Wärmebeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Wetterbeständigkeit, Vernetzungsgeschwindigkeit usw.) des anisotrop elektrisch leitenden Films verwendet. Die reaktive Verbindung kann ein Derivat von Acrylsäuren oder Methacrylsäuren sein, z.B. deren Ester oder Amid. Beispiele für eine Kohlenwasserstoffgruppe des Esters sind Alkylgruppen wie z.B. Methyl, Ethyl, Dodecyl, Stearyl und Lauryl, Cyclohexyl, Tetrahydrofurfuryl, Aminoethyl, 2-Hydroxyethyl, 3-Hydroxpropyl, 3-Chlor-2-hydroxypropyl und dergleichen. Der Ester eines multifunktionellen Alkohols, z.B. Ethylenglycol, Triethylenglycol, Polypropylenglycol, Polyethylenglycol, Trimethylolpropan und Pentaerythritol kann ebenfalls verwendet werden. Als Amid wird typischerweise Diacetonacrylamid verwendet. Als multifunktionelles Vernetzungsmittel kann der Acryl- oder Methacrylester verwendet werden, z.B. Trimethylolpropan, Pentaerythritol und Glycerin. Beispiele für Verbindungen, die eine Epoxygruppe tragen, sind Triglycidyl-tris(2-hydroxyethyl)isocyanurat, Neopentylglycoldiglycidylether, 1,6-Hexandioldiglycidylether, Allylglycidylether, 2-Ethylhexylglycidylether, Phenylglycidylether, Phenol (EO)5-glycidylether, p-t-Butylphenylglycidylether, Diglycidylesteradipat, Diglycidylesterphthalat, Glycidylmethacrylat und Butylglycidylether. Weiterhin können auch Epoxygruppen tragende legierte Polymere eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise wird eine dieser reaktiven Verbindungen oder ein Gemisch aus mehr als zwei dieser reaktiven Verbindungen in einer Menge von 0,5 bis 80 Gewichtsteilen, noch bevorzugter 0,5 bis 70 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes zugesetzt. Eine reaktive Verbindung von mehr als 80 Gewichtsteilen würde zu einer schlechten Formbarkeit bei der Herstellung des Klebstoffes oder zu einer schlechten Einsetzbarkeit bei der Bildung der Klebstoffschicht führen.
  • Erfindungsgemäß kann zum Zwecke des Härtens ein organisches Peroxid in der wärmehärtbaren Harzzusammensetzung enthalten sein. Ein bei niedriger Temperatur abbaubares organisches Peroxid mit einer 10 Stunden-Halbwertstemperatur von nicht mehr als 80°C, insbesondere von nicht mehr als 70°C wird bevorzugt. Zwar ist die Untergrenze der 10 Stunden-Halbwertstemperatur des bei niedriger Temperatur abbaubaren organischen Peroxids nicht begrenzt, kann jedoch bei etwa 50°C liegen. Beispiele für solche organischen Peroxide sind Benzoylperoxid, Stearoylperoxid und dergleichen.
  • Der Anteil des oben genannten organischen Peroxids liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes.
  • Erfindungsgemäße kann mindestens eine Verbindung mit einer radikal-reaktiven Gruppe und einer alkali-reaktiven Gruppe an ihrem Ende als Reaktionsbeschleuniger verwendet werden, um die Haftreaktion des Grundharzes bei niedriger Temperatur auszulösen. Der Reaktionsbeschleuniger besitzt vorzugsweise eine Acryloxygruppe oder Methacryloxygruppe als radikal-reaktive Gruppe und eine Carboxylgruppe oder Säurehydroxylgruppe als alkali-reaktive Gruppe und ist vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, 2-Acryloyloxyethylbernsteinsäure, 2-Acryloyloxyethylphthalsäure, 2-Acryloyloxyethylhexahydrophthalsäure, Methacrylsäure, 2-Methacryloyloxyethylbernsteinsäure und/oder 2-Methacryloyloxyethylhexahydrophthalsäure ausgewählt.
  • Der Anteil des Reaktionsbeschleunigers liegt vorzugsweise bei 0,5 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes, da eine zu geringe Menge des Reaktionsbeschleunigers die Haftreaktivität bei niedriger Temperatur nicht ausreichend verbessert, während eine zu große Menge des Reaktionsbeschleunigers die dreidimensionale Vernetzungsdichte senkt, so dass der anisotrop elektrisch leitende Film den Strom nicht zuverlässig leitet.
  • Die erfindungsgemäßen anisotrop elektrisch leitenden Filme werden vorzugsweise mit einem oder mehreren Silankopplungsmitteln als Haftbeschleuniger versetzt. Als Silankopplungsmittel wird vorzugsweise eine Substanz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Vinyltriethoxysilan, Vinyl-tris(β-methoxyethoxy)silan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, Vinyltriacetoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, Vinyltrichlorsilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan und N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan allein oder als Mischung von zwei oder mehr dieser Substanzen verwendet.
  • Es reicht aus, wenn 0,01 bis 5 Gewichtsteile des Silankopplungsmittels pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes dem anisotrop elektrisch leitenden Film zugesetzt werden.
  • Die wärmehärtbare Harzzusammensetzung kann mit einem Kohlenwasserstoffharz versetzt werden, um die Bearbeitungs- und Laminierungseigenschaften zu verbessern. Das Kohlenwasserstoffharz kann ein natürliches oder ein synthetisches Harz sein. Das natürliche Kohlenwasserstoffharz kann Kolophonium, ein Kolophoniumderivat oder Terpenharz sein. Beispiele für das Kolophonium sind Balsamharz, Tallölharz und Baumharz. Das Kolophoniumderivat kann hydriertes Kolophonium, disproportioniertes Kolophonium, polymerisiertes Kolophonium, verestertes Kolophonium und metallisiertes Kolophonium sein. Beispiele für das Terpenharz sind Monoterpenharze wie z.B. α-Pinen, β-Pinen und dergleichen, sowie Terpenphenolharze. Die anderen Beispiel für das natürliche Harz sind Dammar, Kopal und Schellack. Das synthetische Harz kann ein Erdölharz, ein Phenolharz oder ein Xylenharz sein. Beispiele für das Erdölharz sind aliphatische Harze, aromatische Harze, cycloaliphatische Harze, Copolymerharze, hydrierte Harze, reine Monomerharze und Cumaron-Inden-Harze. Beispiele für das Phenolharz sind Alkylphenolharze und denaturierte Phenolharze. Beispiele für das Xylenharz sind sogenannte Xylenharze und denaturierte Xylenharze.
  • Der Anteil des Kohlenwasserstoffharzes ist nicht beschränkt, liegt jedoch vorzugsweise bei 1 bis 200, insbesondere bei 5 bis 150 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes.
  • Neben den zuvor genannten Zusätzen können der wärmehärtbaren Harzzusammensetzung ein Antialterungsmittel, ein Ultraviolettabsorptionsmittel, Farbstoffe, Prozesshilfen oder dergleichen zugesetzt werden.
  • Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl elektrisch leitender Teilchen verwendet werden. Beispiele für die elektrisch leitenden Teilchen sind Metall- oder Legierungspulver von Kupfer, Silber, Nickel, usw. sowie mit einem solchen Metall oder einer solchen Legierung beschichtete Harz- oder Keramikteilchen. Die Form der elektrisch leitenden Teilchen ist nicht beschränkt. Die elektrisch leitenden Teilchen können jede Form besitzen, z.B. Flockenform, Astform, Kornform, Pelletform, usw.
  • Das elektrisch leitende Teilchen besitzt vorzugsweise einen Elastizitätsmodul von 1,0 × 107 bis 1,0 × 1010 Pa. Wird also ein anisotrop elektrisch leitender Film mit elektrisch leitenden Teilchen, die einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen, zum Verkleben von Objekten wie z.B. Flüssigkristallfilmen, deren Grundmaterial ein Kunststofffilm ist, verwendet, kann es bei den verklebten Objekten zu Brüchen wie z.B. Rissen und einem Zurückfedern infolge der elastischen Rückformung der Teilchen nach dem Verkleben der Objekte kommen, weswegen der anisotrop elektrisch leitende Film keine stabile elektrische Leitfähigkeit aufweisen kann. Daher werden elektrisch leitende Teilchen mit einem Elastizitätsmodul im oben genannten Bereich empfohlen. Bei Verwendung solcher elektrisch leitender Teilchen kann das Brechen der verklebten Objekte verhindert und das Zurückfedern infolge der elastischen Rückformung der Teilchen unterdrückt werden. Außerdem kann die Kontaktfläche der elektrisch leitenden Teilchen vergrößert werden, so dass stabile Leitfähigkeitseigenschaften mit guter Zuverlässigkeit erzielt werden können.
  • Elektrisch leitende Teilchen mit einem Elastizitätsmodul von 1,0 × 107 Pa oder weniger werden leicht beschädigt, was die Leitfähigkeitseigenschaften verschlechtert; elektrisch leitende Teilchen mit einem Elastizitätsmodul von 1,0 × 1010 Pa oder mehr ermöglichen ein Zurückfedern. Die elektrisch leitenden Teilchen können Teilchen mit einem Kunststoffkern, dessen Elastizitätsmodul im oben genannten Bereich liegt, und einer darauf abgeschiedenen Oberflächenschicht aus obigem Metall bzw. obiger Legierung sein.
  • Erfindungsgemäß liegt der Anteil der elektrisch leitenden Teilchen vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 15 Volumenprozent des Grundharzes; der Durchmesser der elektrisch leitenden Teilchen liegt vorzugsweise bei 0,1 bis 100 μm, um eine hervorragende Leitfähigkeit zu erzielen.
  • Die erfindungsgemäßen anisotrop elektrisch leitenden Filme bestehen aus einem Klebstoff, in dem die elektrisch leitenden Teilchen dispergiert sind. Der Klebstoff besitzt vorzugsweise eine Schmelzflussgeschwindigkeit (MFR) von 1 bis 3000, noch bevorzugter 1 bis 1000 und am bevorzugtesten 1 bis 800. Der Klebstoff hat vorzugsweise eine Fluidität von 105 Pa × s oder weniger bei einer Temperatur von 70°C.
  • Das zuvor genannte Grundharz wird mit den zuvor genannten Zusätzen und den elektrisch leitenden Teilchen gemäß der zuvor bestimmten Rezeptur homogen gemischt und mittels eines Extruders, Walzen usw. geknetet. Danach wird das Gemisch mit Hilfe eines Produktionsverfahrens wie z.B. des Kalanderwalzenverfahrens, des T-Düsen-Extrusionsverfahrens, des Aufblasverfahrens und dergleichen in die gewünschte Filmform gebracht, wobei die später zu beschreibenden anisotrop elektrisch leitenden Filme entstehen. Bei der Filmbildung kann der Film geprägt werden, um ein Blockieren zu verhindern und das Anhaften des Films an den zu verklebenden Objekten zu erleichtern.
  • Die entstandenen anisotrop elektrisch leitenden Filme können mit Hilfe herkömmlicher Verfahren, z.B. eines Laminierverfahrens mit einer Heißpresse, eines Direktlaminierverfahrens mit einem Extruder oder einer Kalandermaschine, eines Heißpresslaminierverfahrens mit einem Filmlaminator und dergleichen auf die zu verklebenden Objekte (z.B. Polyimid, Kupferblech, usw.) laminiert werden.
  • Der anisotrop elektrisch leitende Film kann auch durch homogenes Lösen der Filmkomponenten in einem Lösungsmittel, das keine Wirkung auf das Objekt (z.B. einen Separator) hat, und anschließendes gleichmäßiges Auftragen auf die Oberfläche des Objektes hergestellt werden. In diesem Fall wird ein anderes Objekt (z.B. Polyimid, Kupferblech, usw.), das mit dem ersten Objekt verklebt werden soll, vorübergehend mit diesem in Verbindung gebracht und die beiden Objekte dann durch Wärmehärten der Filmkomponenten miteinander verklebt.
  • Zwar ist der Typ des durch den erfindungsgemäßen anisotrop elektrisch leitenden Film zu verklebenden Objektes nicht beschränkt, doch der Film dient insbesondere dem Verkleben von Objekten mit einer geringen Wärmebeständigkeit, da der Film bei niedriger Temperatur stark haftet. Daher verklebt der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film einen Anschluss eines Flüssigkristallfilms mit einem Kunststoffgrundfilm wirksam mit einem Anschluss eines elektronischen Bauteils. Beispiele für das elektronische Bauteil sind flexible Leiterplatten, TAB und dergleichen. Beispiele für den Kunststoffgrundfilm des Flüssigkristallfilms sind transparente Polymerfilmmaterialien wie z.B. PET, Polyester, Polycarbonat, Polyethersulfon und dergleichen. Von diesen Materialien ist PET hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit besonders nützlich. Der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film verklebt außerdem wirksam eine Leiterplatte oder einen IC-Chip oder dergleichen, bei denen der Schaltkreis fein oder geschlossen integriert ist und durch Wärmeausdehnung und -schrumpfung leicht beeinträchtigt wird.
  • Der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film kann bei einer Temperatur von 130°C oder weniger, vorzugsweise in einem Bereich von 100°C bis 130°C wärmegehärtet werden, so dass er an Objekten mit geringer Wärmebeständigkeit erfolgreich haftet. 10 bis 30 Sekunden reichen aus, um den anisotrop elektrisch leitenden Film wärmezuhärten. Der anisotrop elektrisch leitende Film wird während des Verklebens mittels Druck entlang seiner Dickerichtung aufgetragen und in diese Richtung elektrisch leitfähig. Der Druck liegt vorzugsweise bei 0,5 bis 5 MPa, insbesondere bei 1,0 bis 3,0 MPa, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film besitzt vorzugsweise eine Leitfähigkeit von 10 Ω oder weniger, insbesondere 5 Ω oder weniger entlang seiner vollen Dicke sowie einen spezifischen elektrischen Widerstand von 106 Ω oder mehr, insbesondere 109 Ω oder mehr in Richtung entlang seiner Oberfläche.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Beispiele und ein Vergleichsbeispiel beschrieben.
  • Beispiele 1–3 und Vergleichsbeispiel 1
  • Es wurde eine Polyvinylbutyral-Toluollösung („Denka PVB 3000-1" von Denki Kagaku Kogyo Co. Ltd.) (25 Gew.-%) hergestellt und der Lösung die in Tabelle 1 angegebenen Zusätze in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen zugegeben. Die so hergestellte Lösung wurde mittels einer Beschichtungsstange auf einen Ethylenpolyterephthalat-Separator aufgetragen, so dass ein Film mit einer Breite von 1,5 mm und einer Dicke von 15 μm entstand. Der Film wurde von dem Separator abgezogen, so dass der anisotrop elektrisch leitende Film entstand.
  • Der Film wurde zum Verkleben einer flexiblen Leiterplatte mit einem Flüssigkristallfilm mit einem Grundfilm aus PET verwendet. Der von dem Separator abgezogene anisotrop elektrisch leitende Film wurde mittels eines Monitors dazwischen platziert. Danach wurde der Film auf 130°C erwärmt und 20 Sekunden ein Druck von 3 MPa auf ihn ausgeübt. Um die Hafteigenschaften des entstandenen Films zu untersuchen, wurden die Haftfestigkeit mittels eines Zugfestigkeits-Testgerätes in einem 90°-Abzugsfestigkeitstests (50 mm/min) und der elektrische Widerstand durch die volle Dicke des Films und in Richtung entlang der Filmoberfläche mittels eines digitalen Multimeters gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • Aus Tabelle 1 geht hervor, dass der erfindungsgemäße anisotrop elektrisch leitende Film bei niedriger Temperatur hervorragende Hafteigenschaften besitzt.
  • Wie zuvor beschrieben kann erfindungsgemäß ein anisotrop elektrisch leitender Film bereitgestellt werden, der unter den Haftbedingungen, d.h. Erwärmung des Films über einen kurzen Zeitraum auf eine Temperatur von 130°C oder weniger, eine hohe Zuverlässigkeit der elektrischen Leitfähigkeit sowie gute Hafteigenschaften aufweist.
  • Der erfindungsgemäße Film verklebt einen Anschluss eines Objektes wie z.B. eines Flüssigkristalls mit geringer Wärmebeständigkeit mit einem Anschluss einer flexiblen Leiterplatte, TAB oder dergleichen. Der Film eignet sich darüber hinaus zum Verkleben einer Leiterplatte, eines IC-Chips und dergleichen, deren Schaltkreise fein oder geschlossen integriert sind und durch Wärmeausdehnung und -schrumpfung leicht beeinträchtigt werden.
  • Figure 00180001
  • Figure 00190001

Claims (10)

  1. Anisotrop elektrisch leitender Film, der aus einem Klebstoff mit darin dispergierten elektrisch leitenden Teilchen besteht, wobei der Klebstoff aus einer wärmehärtbaren Harzzusammensetzung besteht, die ein Grundharz, mindestens eine reaktive Verbindung, mindestens ein organisches Peroxid, mindestens einen Reaktionsbeschleuniger und die elektrisch leitenden Teilchen enthält, das Grundharz ein durch Acetalierung eines Polyvinylalkohols gewonnenes polyacetaliertes Harz ist, die reaktive Verbindung mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus eine Acryloxygruppe tragenden Verbindungen, eine Methacryloxygruppe tragenden Verbindungen und eine Epoxygruppe tragenden Verbindungen ist, und der Reaktionsbeschleuniger über mindestens eine radikal-reaktive Gruppe und eine alkali-reaktive Gruppe als endständige Gruppen verfügt.
  2. Anisotrop elektrisch leitender Film nach Anspruch 1, bei dem die wärmehärtbare Harzzusammensetzung 0,5 bis 50 Gewichtsteile des Reaktionsbeschleunigers pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes einschließt.
  3. Anisotrop elektrisch leitender Film nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Reaktionsbeschleuniger über mindestens eine Acryloxygruppe oder Methacryloxygruppe als radikal-reaktive Gruppe und mindestens eine Carboxylgruppe oder Säurehydroxylgruppe als alkali-reaktive Gruppe verfügt.
  4. Anisotrop elektrisch leitender Film nach Anspruch 3, bei dem der Reaktionsbeschleuniger mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, 2-Acryloyloxyethylbernsteinsäure, 2-Acryloyloxyethylphthalsäure, 2-Acryloyloxyethylhexahydrophthalsäure, Methacrylsäure, 2-Methacryloyloxyethylbernsteinsäure und 2-Methacryloyloxyethylhexahydrophthalsäure ist.
  5. Anisotrop elektrisch leitender Film nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die wärmehärtbare Harzzusammensetzung 0,5 bis 80 Gewichtsteile der reaktiven Verbindung pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes einschließt.
  6. Anisotrop elektrisch leitender Film nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das organische Peroxid ein bei niedriger Temperatur abbaubares organisches Peroxid mit einer 10 Stunden-Halbwertstemperatur von nicht mehr als 80°C ist.
  7. Anisotrop elektrisch leitender Film nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die wärmehärtbare Harzzusammensetzung 0,1 bis 10 Gewichtsteile des organischen Peroxids pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes einschließt.
  8. Anisotrop elektrisch leitender Film nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Anteil der Acetalgruppen des polyacetalierten Harzes 30 Molprozent oder mehr beträgt.
  9. Anisotrop elektrisch leitender Film nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die wärmehärtbare Harzzusammensetzung mindestens ein Silankopplungsmittel in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Grundharzes einschließt.
  10. Anisotrop elektrisch leitender Film nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem der Film zwischen einander gegenüber liegende Schaltkreise platziert wird, um diese unter Einwirken von Wärme und Druck elektrisch zu verbinden und zu verkleben, und mittels Wärme bei einer Temperatur von nicht mehr als 130°C aufgetragen wird.
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