JP7289993B2 - 導電性接着剤層 - Google Patents
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- C09J2301/30—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier
- C09J2301/314—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the chemical, physicochemical or physical properties of the adhesive or the carrier the adhesive layer and/or the carrier being conductive
Description
上記導電性粒子は、メディアン径が上記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子Aと、メディアン径が上記導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子Bとを含み、
上記導電性粒子の含有量は、上記バインダー成分100質量部に対して、110~900質量部であり、
上記導電性粒子Aと上記導電性粒子Bとの質量比[導電性粒子A/導電性粒子B]は0.1~7.2である、導電性接着剤層を提供する。
本開示の導電性接着剤層は、バインダー成分および導電性粒子を少なくとも含む。また、上記導電性粒子は、メディアン径が上記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子(導電性粒子A)と、メディアン径が導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子(導電性粒子B)とを含む。上記バインダー成分、導電性粒子A、および導電性粒子Bは、それぞれ、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
上述のように、上記導電性接着剤層は、上記導電性粒子として、メディアン径(D50)が上記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子Aを含む。なお、上記導電性接着剤層の厚さは、バインダー成分が流動する状態の前における、バインダー成分から構成される接着剤部分の導電性粒子が突出していない領域における厚さ(例えば図1に示す厚さT)をいう。また、本明細書において、導電性粒子Aのメディアン径は、導電性粒子Aが圧縮されている場合は圧縮前の状態におけるメディアン径をいうものとする。導電性粒子Aのメディアン径は、上記導電性接着剤層の厚さに対して、150%以上であることが好ましく、より好ましくは200%以上、さらに好ましくは250%以上である。導電性粒子Aのメディアン径が100%以上であることにより、導電性粒子Aの粒径が接着剤層厚さより充分に厚く、加熱等によりバインダー成分が流動して導電性粒子Aが電磁波シールドフィルムの開口部に侵入した場合においても導電性接着剤層の厚さ方向の導電性に優れる。
上述のように、上記導電性接着剤層は、上記導電性粒子として、メディアン径が導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子Bを含む。導電性粒子Bのメディアン径は、導電性粒子Aのメディアン径に対して、5~30%であることが好ましく、より好ましくは8~20%である。導電性粒子Bのメディアン径が上記範囲内であることにより、導電性接着剤層の面方向の抵抗値を低下させ、等方導電性が発揮される。この等方導電性と導電性粒子Aによる異方導電性とを組み合わせることにより、高温に付された場合であっても被着体同士の接続安定性が優れたものとなる。
上記バインダー成分としては、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂、活性エネルギー線硬化型化合物などが挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂組成物等)、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。上記熱可塑性樹脂は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
[導電性試験]
導電性接着剤層を、SUS板(厚さ:200μm)に、温度:120℃、圧力:0.5MPaの条件で5秒間加熱加圧して貼り合わせ、導電性接着剤層側の面を評価用のプリント配線板上に貼り合わせ、プレス機を用いて、60秒間真空引きした後、温度:170℃、圧力:3.0MPaの条件で30分間加熱加圧して、評価用基板を準備する。プリント配線板として、厚さ12.5μmのポリイミドフィルムからなるベース部材の上に、グランド回路を疑似した2本の銅箔パターン(厚さ:18μm、線幅:3mm)が形成され、その上に絶縁性の接着剤(厚さ:13μm)および厚さ25μmのポリイミドフィルムからなるカバーレイが形成されたプリント配線板を用いる。カバーレイには、直径1mmのグランド接続部を模擬した円形開口部が形成されている。上記評価用基板について、銅箔パターンとSUS板の間の電気抵抗値を抵抗計で測定して抵抗値とする。
図2に、上記導電性接着剤層を補強部材付きプリント配線板に適用した例を示す。図2に示すように、補強部材付きプリント配線板の一実施形態である補強部材付きプリント配線板(X)は、プリント配線板(3)と、プリント配線板(3)上に設けられた導電性接着剤層(1’)と、導電性接着剤層(1’)上に設けられた、導電性を有する補強部材(2)と、を備える。
固形分量が20質量%となるように、トルエンにビスフェノールA型エポキシ系樹脂(商品名「jER1256」、三菱ケミカル株式会社製)を45.5質量部、硬化剤(商品名「ST14」、三菱ケミカル株式会社製)を0.05質量部、金属粒子(組成:Ag3.5/Cu0.75/Sn95.75(数値は質量比を示す)、170℃での20%圧縮強度:20.0MPa、導電性粒子1、球状)を24.5質量部、および銀被覆銅粉(導電性粒子2、樹枝状)を30.0質量部配合し、撹拌混合して接着剤組成物を調製した。なお、使用した導電性粒子1および2のメディアン径(D50)は表1に示す通りである。得られた接着剤組成物を、表面を離型処理したPETフィルムの離型処理面に塗布し、加熱により脱溶媒することで、導電性接着剤層を形成した。なお、実施例1において、導電性粒子1は導電性粒子Aに、導電性粒子2は導電性粒子Bに、それぞれ相当する。
導電性接着剤層における導電性粒子のメディアン径、導電性粒子の含有量、導電性接着剤層の厚さなどを表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして導電性接着剤層を作製した。なお、各例において使用した導電性粒子のメディアン径(D50)は表1に示す通りである。また、実施例2~7において、導電性粒子1は導電性粒子Aに、導電性粒子2は導電性粒子Bに、それぞれ相当する。
実施例および比較例で使用した各導電性粒子ならびに実施例および比較例で得られた各導電性接着剤層について以下の通り評価した。評価結果は表1に記載した。
導電性粒子のメディアン径について、フロー式粒子像分析装置(商品名「FPIA-3000」、シスメックス株式会社製)を用いて測定した。具体的には、対物レンズ10倍を用い、明視野の光学システムで、LPF測定モードにて4000~20000個/μlの濃度に調整した導電性粒子分散液で計測した。上記導電性粒子分散液は、0.2質量%に調整したヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に界面活性剤を0.1~0.5ml加え、測定試料である導電性粒子を0.1±0.01g加えて調製した。導電性粒子が分散した懸濁液は超音波分散器にて1~3分の分散処理を行い測定に供した。測定により得られた導電性粒子のメディアン径を表1に示した。
実施例および比較例で作製した導電性接着剤層を、補強部材であるSUS板(厚さ:200μm)に、温度:120℃、圧力:0.5MPaの条件で5秒間加熱加圧して貼り合わせ、導電性接着剤層上のPETフィルムを剥離し、導電性接着剤層側の面を評価用のプリント配線板上に貼り合わせ、プレス機を用いて、60秒間真空引きした後、温度:170℃、圧力:3.0MPaの条件で30分間加熱加圧して、評価用基板を作製した。なお、上記プリント配線板は、厚さ12.5μmのポリイミドフィルムからなるベース部材の上に、互いに間隔をおいて平行に延びる2本の銅箔パターン(厚さ:18μm、線幅:3mm)と、上記銅箔パターンを覆うとともに、絶縁性の接着剤(厚さ:13μm)および厚さ25μmのポリイミドからなる絶縁保護層(厚さ:25μm)を有しており、上記絶縁保護層には、各銅箔パターンを露出する円柱形状の開口部が設けられている。導電性接着剤層とプリント配線板とを重ね合わせる際に、この開口部が導電性接着剤層により完全に覆われるようにした。そして、得られた評価用基板の銅箔パターンとSUS板の間の電気抵抗値を、抵抗計を用いて測定し、リフロー前のプリント配線板とSUS板との間の抵抗値(初期抵抗値)とした。なお、測定は、開口部が直径0.8mm、1mm、1.4mm、および1.8mmの4種類の場合についてそれぞれ行った。
実施例および比較例で作製した導電性接着剤層とSUS製金属補強板(厚さ:200μm)とを、プレス機を用いて温度:120℃、時間:5秒、圧力:0.5MPaの条件で加熱加圧し、さらに150℃で1時間加熱した後、PETフィルムを剥離して導電性接着剤層付き金属補強板を作製した。
次に、ポリイミドからなるベース基板と、ベース基板の表面上に形成された銅箔と、銅箔の表面に形成された金めっき層とを備えた銅箔積層フィルムの金めっき層と、導電性接着剤層付き金属補強板とを、上記熱圧着と同じ条件で接着した後、さらにプレス機で温度:170℃、時間:30分、圧力:3MPaの条件で接着して、金属補強板付き銅箔積層フィルムを作製した。次いで、金属補強板付き銅箔積層フィルムを両面粘着シートで測定台に固定し、銅箔積層フィルムを、常温で引張試験機(商品名「AGS-X50S」、株式会社島津製作所製)で引張速度50mm/分、剥離角度90°にて、導電性接着剤層から剥離し、破断時のピール強度の最大値を測定した。なお、ピール強度が4.5N/cm以上の場合を密着性に優れるものとして評価した。
1,1’ 導電性接着剤層
11,11’ バインダー成分(接着剤成分)
12 導電性粒子
12a,12a’ 導電性粒子A
12b 導電性粒子B
2 補強部材
3 プリント配線板
31 ベース部材
32 回路パターン
32a 信号回路
32b グランド回路
33 絶縁保護層
34 接着剤
4 電子部品
Claims (3)
- バインダー成分および導電性粒子を含有する導電性接着剤層であり、
前記導電性粒子は、メディアン径が前記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子Aと、メディアン径が前記導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子Bとを含み、
前記導電性粒子の含有量は、前記バインダー成分100質量部に対して、110~900質量部であり、
前記導電性粒子Aと前記導電性粒子Bとの質量比[導電性粒子A/導電性粒子B]は0.1~7.2であり、
前記導電性粒子Aは、170℃環境下での20%圧縮強度が1.0~25MPaである金属粒子であり、
前記導電性粒子Bのメディアン径が3~10μmである導電性接着剤層。 - 前記導電性粒子Aの形状は球状である、請求項1に記載の導電性接着剤層。
- 前記導電性粒子Bの形状はフレーク状または樹枝状である、請求項1または2に記載の導電性接着剤層。
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