JPH0146549B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は異方導電性接着膜、特には２つの回路
基板、印刷配線板同士あるいは印刷配線板と電子
回路部品の端子間に載置し、加熱加圧してこれら
の回路基板を接着すると共にその両端子間を電気
的に接続するようにする異方導電性接着剤に関す
るものである。

（従来の技術） ２つの回路基板を接着させると共にこれらの間
に電気的導通を与えるための接着剤については、
ウレタン系、ポリエステル系、合成ゴム系などの
熱可塑性物質やエポキシ系、シリコーン系などの
熱硬化性物質中に導電性粒子を配合した種々のも
のが公知とされている。

しかし、この熱可塑性接着剤には高温下あるい
は高湿下では接着剤の保持力が低下して導電性粒
子と端子との接触が弱まつたり、導電性粒子が微
視的には樹脂の流動と共に移動して点接触状態が
はずれるために抵抗値が安定しなくなるという不
利があるほか、導電抵抗が上昇して接着力が低下
するという欠点があり、熱硬化性接着剤について
はそれが二液型であると接着を行なう前に導電性
粒子が沈降などによつて分散不良とならないよう
に留意して作業を行なう必要があるし、接着剤の
計量、配合が必要で、さらにはポツトライフが短
いので使用時間に制約があるという不利があり、
一液型のものにも可使時間が限られていて、徐々
にではあるが粘度上昇があるために接着条件の設
定が難しく、さらには保存中の増粘によつて接着
強度の低下、導通抵抗の上昇があり、量産性も乏
しいという欠点がある。

（発明の構成） 本発明はこのような不利を解決した異方導電性
接着膜に関するものであり、これは少なくとも一
方が導電性粒子を疎に分散混合した接着剤の主剤
成分を含む層とこれと反応して硬化をもたらす成
分を含む層とを熱可塑性樹脂膜で隔置してなるこ
とを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは前記したような不利を
伴なわない異方導電性接着膜の取得について種々
検討した結果、この接着剤として接着剤の主剤成
分を含むものとこれと反応して硬化させる硬化
剤、加硫剤、触媒などを含むものとからなる二液
型のものを選択して、このいずれか一方または両
者に導電性粒子を疎に分散混合してこれらを熱可
塑性樹脂膜で隔置して一体化したものとすると、
この二成分は熱可塑性樹脂で隔置されているので
ポツトライフが長く、貯蔵安定性のすぐれたもの
になるし、使用時に加熱して熱可塑性樹脂膜を溶
融するか、加圧によつてそこに含まれている導電
性粒子によつてこの熱可塑性樹脂膜をつき破るよ
うにすればこの二成分が混合されて硬化し、この
硬化膜は導電性粒子が疎に分散されているので垂
直方向には導電性となるが面方向には絶縁性であ
る異方導電性を示すので、目的とする２つの回路
基板間を異方導電的に接着することができるとい
うことを見出しここに使用する各成分の種類、配
合量などについての研究を進めて本発明を完成さ
せた。

本発明の異方導電性接着膜を構成する絶縁性接
着剤は硬化剤、触媒などの共存下に硬化するもの
とすればよく、この硬化は重合反応、縮合反応、
付加反応のいずれであつてもよいが、このものは
主剤と硬化剤、触媒を二液に区別して保存する二
液型のものとされる。

この接着剤は主剤成分とする層（以下これを接
着剤層と略記する）における接着剤はフエノール
樹脂とホルムアルデヒドからなるフエノール系の
もの、ユリア樹脂とホルムアルデヒドからなるユ
リア系のもの、不飽和ポリエステルとビニルモノ
マー、有機過酸化物からなる不飽和ポリエステル
系のもの、エポキシ系化合物とアルコール類、酸
無水物、アミン類などからなるエポキシ系のも
の、ポリオールとイソシアネート類とからなるウ
レタン系のもの、さらにはカゼイン系、レジノー
ル系、メラミン系、フラン系、シリコーン系、合
成ゴム系、アクリル系のものなどが例示される
が、これらは各成分が大気中において保存性のよ
いものから適宜選択すればよい。なお、この接着
剤の主剤成分を含む層はその接着剤の物性、硬化
条件などから一般的にはエポキシ系、ウレタン
系、シリコーン系のものとすればよいが、特には
常温硬化性のエポキシ系のものとすることがよ
い。

他方、この接着成分と反応してこれを硬化させ
るための硬化剤、加硫剤、触媒などを含有する組
成物（以下これを硬化剤層と略記する）は上記し
た接着剤層を硬化させる公知のものとすればよ
く、このものは熱可塑性樹脂膜からなる隔離膜の
表裏に固定できるものであれば固体状、液状、粉
状のいずれであつてもよいが、液状や粉体のもの
はそのまゝでは固定しにくいので一般的には常温
で固体のものとすることがよい。

なお、この接着剤層と硬化剤層とは後述する方
法によつて接触し、反応して硬化し、目的とする
２つの回路基板に接着するが、接着直後で硬化が
完了しないときに外力が加わつて回路基板同士が
ずれたり、剥離しないようにするためにはこの粘
度や粘着力を適宜に選択する必要があるが、これ
らに公知の粘着付与剤、硬化促進剤、可撓性付与
剤、老化防止剤など、さらには顔料などを添加す
ることは任意とされる。

また、この接着剤層、硬化剤層はこれらの反応
で得られる接着組成物を異方導電性とするために
導電性粒子が分散混合されるが、この導電性粒子
は公知のものでよく、これには金、銀、パラジウ
ム、ニツケル、すず、タングステン、半田合金な
どの金属粒子、MOSi₂、WC、TiCなどのセラミ
ツク粉末、カーボン粒子、カーボン繊維などが例
示される。この導電性粒子は上記した接着剤層、
硬化剤層のいずれに添加されていてもよいし、こ
の両者に同時に添加されていてもよいが、この両
者の反応によつて得られる硬化した接着剤を得る
ためには加圧したときにこゝに含有されている導
電性粒子によつてこの両者を隔置している熱可塑
性樹脂膜が破壊されなければならないので、この
ものは繊維状ではなく、圧力が集中できる球状の
ものとすることがよい。この導電性粒子の大きさ
は一般的には電気的接続の目的とされる端子間の
ピツチの1/3程度とすればよいが、２つの回路基
板を導通させるということからは硬化した接着剤
の層厚の1/2以下とすることがよい。なお、この
導電性粒子の添加量はこれを密に配設すると押圧
時に面方向の絶縁性が保持されなくなるので接着
剤層および／または硬化剤層中に疎に配列するこ
とが必要であり、したがつてこれは各層の固形分
に対して５〜30容量％となるような量とすればよ
い。

本発明の異方導電性接着膜は上記した接着剤層
と硬化物層とを熱可塑性高分子膜からなる隔離膜
を介して積層することによつて得られるが、この
熱可塑性高分子物質は前記した接着剤成分に対し
て不活性であり、これとの接着を阻害するような
成分を含有しないものであれば公知のものでよ
く、したがつてこれにはポリビニル系、ポリオレ
フイン系の樹脂、アイオノマー樹脂、熱可塑性の
ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹
脂や各種の熱可塑性エラストマー、さらにはこれ
らのブレンド物、熱硬化性樹脂とのブレンド体な
どが例示される。この隔離膜は接着剤層と硬化物
層とを隔置しておくものであり、このものは薄す
ぎるとピンポールなどによつてその機能が充分に
果たせず、厚すぎるとこの接着剤層、硬化剤層を
押圧したときの導電性粒子による破壊が難しくな
るので５〜100μmの範囲のものとすることが必要
とされるが、この好ましい範囲は10〜50μmとさ
れる。なお、この隔離膜によつて接着剤層と硬化
剤層は隔置されることになるが、押圧時にはこれ
が破壊されて接着剤層と硬化剤層が接触し、この
両者の反応によつて接着剤が硬化され、これが回
路基板に強固に接着されると共にこの接着剤が異
方導電性をもつものであることからこの接着剤で
接着されている２つの回路基板が導通されるとい
う有利性が与えられる。

つぎに本発明の異方導電性接着膜を添付の図面
にもとづいて説明する。第１図は本発明の異方導
電性接着膜の縦断面図、第２図はこの他の態様の
縦断面図、第３図は本発明の異方導電性接着膜の
使用態様を示す斜視図である。

第１図に示されている本発明の異方導電性接着
膜は接着剤層１と硬化剤層２が隔離層３によつて
隔離して積層されたものであるが、この接着剤層
１と硬化剤層２には導電性粒子４，４′が疎に分
散混合されており、押圧時にはこの４，４′が隔
離膜３を破壊し相互に接触して回路基板（図示せ
ず）を電気的に接続すると共に、接着剤層１と硬
化剤層２が接触し、この反応で得られる硬化した
接着剤が回路基板に強固に接着されるので、この
２つの回路基板に安定な導通を保つことになる。
第２図に示したものは硬化剤層２が導電粒子４′
を含有しないもので、このものは押圧時には導電
性粒子４が隔離層３、硬化剤層２をつき破つて回
路基板同士を電気的に接続する。また、第３図は
このものの実施態様を示したものであり、こゝに
はこの回路基板５に設けられている電極６，７を
覆うように硬化剤層２が載置されており、この硬
化剤層２の上に導電性粒子４を分散混合した接着
剤層１と隔離層３とが積層され、ついでこの接着
剤層１の上に電子部品８が積層されているが、こ
のものは電子部品８を押圧すると隔離膜層３の破
壊で接着剤層１と硬化剤層２が反応してこれが硬
化された異方導電性接着剤となるので電子部品８
と回路基板上の電極６，７とが接着されると同時
に電気的に導通される。

本発明の異方導電性接着膜による回路基板、電
子部品などの接続は予じめ成形された熱可塑性高
分子膜のフイルムの片面に導電性粒子を分散混合
した接着剤層をカレンダー、コーター、押出機な
どで成膜したのち、他面には硬化剤成分を成膜し
たものを適宜の大きさに切断した膜体を接続を目
的とする回路基板、電子部品に貼着してから加圧
下に必要に応じ加熱すればよいが、これは第３図
に示したように一方の回路基板、電子部品に接着
剤層と隔離層を厚膜印刷すると共に他方の回路基
板、電子部品に硬化剤層を厚膜印刷してから両者
を重ね、加圧加熱するようにしてもよい。なお、
この異方導電性接着膜による２つの回路基板、電
子部品の接着、接続は加圧によつて隔離層を破壊
させると共に接着剤層を硬化させることが必要と
されるが、これは加圧と共に加熱してもよく、こ
の接着剤層の硬化はその後の室温放置あるいは加
熱などによるエイジングで完了するようにしても
よい。

つぎに本発明の実施例をあげるが、例中の部は
重量部を、また粘度は25℃での測定値を示したも
のである。

実施例 エポキシ樹脂・エピコート834とエピコート815
〔油化シエルエポキシ社製商品名〕80部と脂環族
オリゴマー樹脂・クイントン1500〔日本ゼオン(株)
製商品名〕20部にキシレンを添加して粘度が
650cpsの液状体としたのち、これに粒径が40〜
50μmで比重が8.85であるニツケル粉90部を添加
して粘度が約650ポイズのペースト状配合物を作
り、これを厚さ18μmの６―ナイロンフイルム上
にロールコーターを用いて塗布し、風乾して厚さ
約50μmの固体状の接着剤層を作つた。

ついでポリアミドアミン・ラツカマイドTD−
981〔大日本インキ化学(株)製商品名〕80部のキシレ
ン溶液に上記と同じニツケル粉70部を添加したも
のを上記した６―ナイロンフイルムの他面に上記
と同様の手法で厚さ50μmに塗布して硬化剤層を
作つた。

つぎにこのようにして得た接着剤層と硬化剤層
とをシリコーン系の離型紙ではさみ、３×４mmの
大きさに切断したのち、これを70℃の雰囲気中に
240時間放置して保存性試験を行なつたのち、こ
れを導体巾が0.3mmでピツチが0.6mmの電極を有す
るガラス基板とポリイミドフイルムをベースとす
るフレキシブル基板との間に設置し、フレキシブ
ル基板の上部から加熱したコテを圧力50Kg／cm²で
20秒間加圧して異方導電性接着膜を150℃にまで
加熱してから70℃で２時間エージングしたとこ
ろ、この接着剤層は完全に硬化し、このようにし
て得られた構造体は平均2.2Ωの導通抵抗を示し
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の異方導電性接着膜の縦断面
図、第２図はこの他の態様の縦断面図を示したも
のであり、第３図は本発明の異方導電性接着膜の
使用態様の斜視図を示したものである。 １…接着剤層、２…硬化剤層、３…隔離層、
４，４′…導電性粒子、５…回路基板、６，７…
電極、８…電子部品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一方が導電性粒子を疎に分散混合
   した接着剤の主剤成分を含む層とこれと反応して
   硬化をもたらす成分を含む層とを、熱可塑性高分
   子膜で隔置してなることを特徴とする異方導電性
   接着膜。 ２ 接着剤が常温では固体状のものである特許請
   求の範囲第１項記載の異方導電性接着膜。 ３ 接着剤が常温硬化性のエポキシ系樹脂である
   特許請求の範囲第１項記載の異方導電性接着膜。 ４ 熱可塑性高分子膜が膜厚100μm以下で軟化点
   が200℃以下のものである特許請求の範囲第１項
   記載の異方導電性接着膜。