JPH026585A - 導電性接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、導電性接着剤組成物、詳しくは接着剤、熱可
塑性基剤およびこの基剤に配合された導電性粒子を含む
導電性接着剤組成物に関する。

〔従来の技術〕

この種類の接着剤基剤の薄層は、通常、それぞれ軟質ま
たは硬質の絶縁性の基材と、この基材上に配置された一
個あるいは数個の導電トラックを有する二つの電気的ま
たは電子的側集成部品（サブアセンブリー）を機械的に
、あるいは電気的に接合するために使用されている。

二個の基材は、その−個に支持されるそれぞれの導電ト
ラックの少なくとも一部が、他の一個に支持される対応
する導電トラックの一部に対向して配置されるように、
互いに部分的に対面している。

組成物の基剤は、互いに対面した部分で二個の基材に接
着して、二つの副集成部品の間の機械的な接合を確実に
する。

場合によっては、接着剤組成物の層の厚みと導電性粒子
の粒径は、少なくとも、導電性粒子の一つが、一方の基
材の一つのトラックおよび他方の基材の対応するトラッ
クと直接に接触するようにして、これらのトラックの間
の電気的接続を確実にする。

他の場合には、電気的接続は対応するトラック間に一種
の鎖を形成する幾つかの導電性粒子によって提供される
。

どのような場合にも、導電性粒子の粒径と接着剤基剤中
のその濃度は、同一の基材の隣接する二つのトラック間
の短絡の危険性がないように選択される。

導電性接着剤の助けによる二つの副集成部品間のこの種
の機械的および電気的接合は、極めて容易に実施でき、
しかもコストが非常に安いので、大規模生産に特に適し
ている。

状況に応じて、前述の方法で接合された二つの副集成部
品によって形成された集成部品は、完全な電気的あるい
は電子的装置を構成することができる。この集成部品は
、また他の集成部品または副集成部品と組合されて、も
つと複＃表装置を構成するとともできる。

限定されない実施例として、副集成部品の一つは、二枚
のガラス板を含む液晶表示セルであシ、一方のガラス板
は、このセルの制御電極に接合する導電トラックを有し
、第一の基材を構成するようにしてもよい。

また、他の副集成部品は、表示セルを制御するように設
計された集積回路と、第二の基材を構成する絶縁材料の
シートを含み、集積回路を表示セルに電気的に接続する
ように設計された導電トラックを備えた軟質または硬質
のプリント回路よシなるものであってもよい。

導電性接着剤物が存在し、その基剤は熱硬化性であシ、
前記組成物はまた、前述の種類の二個の副集成部品を機
械的および電気的に接合するのに適しているということ
を銘記しなければならない。

しかしながら、これらの接着剤組成物は、本発明には関
係がないので、ここには記述していない。

熱可塑性基剤を含む導電性接着剤組成物については、無
数の文書に記載されている。

例えば、米国特許筒Ａ　−３，３５９，１４５号では、
基剤はビニル重合体またはポリアミドである。

米国特許筒Ａ　−４，１１３，９８１号では、基剤はポ
リエチレン、アクリル樹脂またはポリアミドである。

米国特許第Ａ−４，４５７，７９６号では、基剤はエポ
キシ樹脂である。これらの文書には、これらの基剤に添
加して導電性接着剤組成物を形成することのできる導電
性粒子の、かなシ多くの種類が開示されている。米国特
許筒Ａ　−３、３５９、１４５号は、強磁性粒子を開示
している。米国特許筒Ａ−４，１１３゜９８１号ハ、炭
素、シリコンカーバイドまたは、銀、金、パラジウム、
ニッケル、インジウムなどの金属の粉末を開示している
。米国特許筒Ａ−４，４５７゜７９６号は、炭素繊維を
開示している。

手持ちの製品と組合せるため、あるいは単独に使用する
ために電子的装置を購入する会社または公共の事務所（
オフィス）は、このような電子的装置の実際的な操作条
件に応じて、程度の差こそあれ様々な苛酷な試験を受け
た後にも、依然として正常に作動しなければならないと
いうことを購入の条件にすることが非常に多い。

正常な工業的環境において作動するように設計された装
置が合格しなければならない試験として、大部分の装置
について極めて多いのは、７５℃の温度で少なくとも２
４時間貯蔵する試験と、−５５℃と＋８５°Ｃの間の温
度で、連続的に１００回の温度循環を受けさせる試験で
ある。

このような試験は、米軍規格−８ＴＤ　８８３Ｃに、そ
れぞれ方法１α１０．６、試験Ａとして規定されている
ものである。

米軍規格−８ＴＤ８８３Ｃは、米軍陸軍の責任ある部門
によって設定された多くの標準規格の一つである。経験
によって次のことが明らかになった。

すなわち、前述の文書に記載されたような接着剤組成物
の層によって機械的および電気的に接合された二個の副
集成部品を有する装置が、前記の米軍規格に規定された
試験を受けるときには、二個の基材を堅く結合するため
の補助手段、例えばクランク、ボルトなどが用意されて
いなければ、僅か２〜３回の温度循環の後、および／ま
たは貯蔵温度で２〜３時間経過後、あるいは２〜３分経
過後においてさえも、大抵の場合は、接着剤組成物の導
電性粒子によって正常に確保された電気的接続のある一
定数が、断線する。

このような補助手段は、二つの副集成部品間の機械的お
よび電気的接合の実施を複雑にし、コストを増大させる
ことは明らかである。

〔発明が解決しようとする課題〕

電気的接続が、前述のようにして断線することを防止す
るためには、これらの試験中に装置が暴される最高温度
よシも高い融点を有する物質を、接着剤組成物の基剤と
して選択するだけで十分であるように思われる。しかし
ながら、前記の最高温度よシも、かなシ高い融点を有す
る接着材料を使用した場合でさえも、このよう表断線が
起ることが明らかになった。

このような副集成部品を有する装置が、副集成部品の二
つの基材を結合するようにした補助手段を備える必要な
しに、米軍規格−８ＴＤ８８３Ｃの方法１０．０８．２
および１０．１０．６、および試験Ａに規定されたもの
に準する温度試験を受けた後Ｋ、前述の欠点を示さず、
この接着剤を使用すると、この接着剤が接合した二個の
副集成部品間の電気的接続がすべて維持されることを保
証するような導電性接着剤組成物を提供することが、本
発明の目的である。

〔腺題を解決するための手段〕

この目的は、この組成物の基剤が、８５℃以下の温度で
比体積の顕著な変化を伴うような二つの固体状態間の転
移を示さない熱可塑性接着材料であることを特徴とする
導電性接着剤組成物によって達成される。

熱可塑性材料が、その温度によって様々な状態になるこ
とは、よく知られている。

この種類の材料は、低温においては、一般に硬くて割れ
易いガラス質状態と呼ばれる第一の固体状態にある。高
温においては、一般に比較的柔軟で弾力性のあるゴム様
状態と呼ばれる第二の固体状態にある。最後に、さらに
高い温度では、この種類の材料は、液体状態あるいは粘
稠な流動状態にある。

このような前述の二つの固体状態の間の転移は、一般に
ガラス転移温度と呼ばれＴｇとして表示される温度の付
近で連続的に起る。

この温度Ｔｇの数値は、問題にしている熱可塑性材料の
性質に従って明確に決っている。

ある種の熱可塑性材料、とシわけ逐次ブロック共重合体
は、低温においては材料の分子を構成するブロックの一
部が凝集して、これらの分子の他のブーツクを構成する
非晶質の素材中に埋った結晶領域を形成しているような
別の固体状態にある。

高温においては、これらの材料は、環境に応じてガラス
質あるいはゴム様の状態にあシ、結晶領域は全く存在し
ない。

このような結晶領域が存在する状態と、このような結晶
領域がもはや存在しない状態との間の転移は、材料の性
質に従って決まるある温度の付近で起る。

前述の熱可塑性材料の様々な固体状態間の転移は、この
材料の幾つかの物理的特性、例えばその誘電率、比熱な
どの数値を、温度の函数として測定することによって示
される。

一般に、これらの特性は、転移がガラス転移であるか、
他の種類の転移であるかに関係なしに、それぞれの転移
温度において極めて顕著な変化を示す。

下記の説明においては、このような二つの固体状態間の
転移は、固体転移と呼ばれ、この転移が起る温度、すな
わち転移温度はＴｔとして示される。

出願人は、数多くの試験の結果、唯一つの転移しか示さ
ない熱可塑性材料では、転移は一般に材料の比体積の顕
著な変化を伴い、この変化は材料の温度が上昇して転移
温度を通過するときに起る材料の比体積の増加であるこ
とを明らかにした。

さらに、幾つかの固体転移を示す熱可塑性材料のあるも
のにおいては、このような転移の一つだけが材料の比体
積の顕著な変化を伴う。この固体転移は一般に、最高の
転移温度Ｔｔにおいて起る固体転移である。

後者の熱可塑性材料においては、前記以外の他の固体転
移は、一般に材料の比体積の変化を全く伴わないか、ま
たはごく僅かしか伴わない。

熱可塑性材料が、二つの部材を機械的に接合するために
だけ使用されるときには、前述の比体積の変化は、余シ
大きくなくて、二つの部材の機械的接合を破壊に導く可
能性のある内部応力を伴わないので通常は有害な影響は
ない。また、この比体積のこの変化は可逆的なものであ
る。

一方、出願人は、熱可塑性材料の固体転移に伴つて起る
比体積の変化が、熱可塑性材料を基剤とする導電性接着
剤組成物の層によって機械的および電気的に接合された
二つの副集成部品間の電気的接続に発生する断線の原因
であろうということを明らかにした。

電気的接続のこのような断線の正確な機構（メカニズム
）は、との種の断線が、前述の比体積の変化と違ってシ
般に非可逆的なものであるために１現在のところ完全に
説明することはできない。実際、温度が上昇する間に、
もし電気的接続の断線が発生すると、温度が低下したと
きに電気的接続が元通シに確保されることはない。

前述の試験期間を通じて、出願人は、導電性接着剤組成
物の基剤が、８５℃以下の温度で比体積の顕著な変化を
伴うような固体転移を示さない熱可塑性材料であるなら
ば、導電性接着剤組成物の層によって機械的および電気
的に接合された二つの副集成部品から形成された集成部
品は、前述の温度試験に完全に耐える。すなわち、この
集成部品が７５℃で２４時間貯蔵されるとき、および／
または、−５５℃と＋８５℃の間の温度で、連続的に１
００回の温度循環を行うときに、二つの副集成部品間の
電気的接続は一つとして断線することがない。

次の表は、前述の条件を満たす幾つかの熱可塑性材料の
商標名、供給者、種類（タイプ）を示す限定されない実
例を提供している。この表はまた、これらの材料のそれ
ぞれに対して、比体積の顕著な変化を伴う最初の固体転
移が起る温度Ｔｔを示している。

本発明の導電性接着剤組成物は、専門家にはよく知られ
た任意の導電性粒子、特に前述の文書に記載されている
ような導電性粒子を含むものである。出願人は、直径２
〜３μｍの炭素絨維から構成された導電性粒子、および
矢張シ２〜３μｍの最大粒径を有する銅、金または銀よ
シなる粒子を使用して優れた結果を得た。

また、本発明による導電性接着剤組成物の使用は、公知
の接着剤組成物と同様に容易であシ、かつ同様の利点を
有する。

さらに、本発明による導電性接着剤組成物の助けによっ
て二つの副集成部品間の機械的および電気的接合を作シ
出すために実施される様々の方法は、公知の導電性接着
剤組成物について利用される方法と非常に似ている。

したがって、これらの方法については、ここでは記述し
ない。

特許出願人　　アスラプ拳ニス　ア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ８５℃以下の温度で比体積の顕著な変化を伴うような二
   つの固体状態間の転移を示さない基剤に配合された導電
   性粒子を有する熱可塑性接着剤基剤を含むことを特徴と
   する導電性接着剤組成物。