JPH02878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微細な導電性パターンを有する基体の
選択接着方法、特に複数の微細な導電性パターン
を有する基体における上記導電性パターンの選択
部分のみを互いに接着させる方法に関する。特に
電子産業分野において使用される極めて微細な回
路パターンを有する基体を、その選択部分におい
てのみ他の導電性パターンを有する基体とを接着
させる方法に関する。

従来の技術 近年電子部品の発達に伴い、基体上に微細なパ
ターンを設け、その極く一部のみを他の基体に接
着させる方法、例えば微細な回路パターンを有す
る基体の一部の回路のみを他の基体の回路パター
ンもしくはその一部のみと導電性になるように接
着する方法が行なわれている。かかる接着方法に
おいては従来異方性を有する導電性接着剤が使用
されている。現在提案されている異方導電性接着
剤としては導電性微粒子または繊維を接着性バイ
ンダー中に分散させたもの、あるいはこれをフイ
ルム状に成形したものがあり、これらを被接着基
体の接着すべき部分に塗布するか、被接着基体の
間に挿入した後熱圧着等の方法で接着させて、圧
着方向のみに導電性粒子または繊維により導電性
を与える方法がある（例えば電子材料、Vol.22、
No.10、1983年、第50頁〜第54頁参照）。

また別法として、相互に導電性層と絶縁層とを
相互に多数積層した導電性ゴム（ゼブラゴム）を
２個の被接着基体の接着導電性にすべき回路間に
入れて加圧加熱することによつて両基体を導電性
接着する方法が知られている（東レ、エラスチツ
クコネクター技術資料参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のこれらの方法にはそれぞれ
欠点を有している。即ち上記異方導電性接着剤を
用いる方法では、相互に導電性接着をせんとする
基体同志の回路間にのみ導電性を生ぜしめ、しか
も他の目的としない回路間には導電性を生じては
ならぬこと即ち絶縁性であることが要求される。
このためには異方導電性接着剤中に含有される導
電性粒子または繊維が完全に電気的に接続してい
ないことが必要であり、熱圧着したときにその部
分においてのみかつその方向においてのみ電気的
に接続しうるようになることが必要である。しか
しこれは極めて微細なパターンを有する基体、例
えば微細な回路同志の接着あるいは多数の複雑な
パターン同志の接着においては、塗布、圧着等の
操作で完全な導電性部分と絶縁性部分とを明確に
達成することが困難であり、これはパターンが微
細であればある程困難となる。

また上記積層導電性ゴム（ゼブラゴム）を使用
する方法では非常に微細な層からなる構造のゼブ
ラゴム自体の製造が困難であり、従つてこれによ
つて接着される基体の微細パターンに対し、限界
があるという欠点を有する。

従つて本発明の目的は、複数の微細な導電性パ
ターンを有する基体における上記導電性パターン
の選択部分のみを互に接着させることができ、し
かも他のパターン部分は確実に接着することのな
いように基体同志を接着させる方法を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段 本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究の
結果一方の基体上に、熱硬化性樹脂をバインダー
として用いる高分子樹脂電着法により導電性接着
剤層（第１接着剤層）を形成し、これを半硬化さ
せた上に更に別の接着剤層（第２接着剤層）を形
成し、しかる後これに他方の基板を加熱下に圧接
着することにより、(A)接着層の信頼性を保ちなが
ら、接着時の熱圧着条件例えば時間を短縮でき実
用的な熱圧着条件をとりうること、(B)より高い接
着性と目的としない回路間絶縁に対する信頼性を
高めることおよび(C)第２接着剤層に粘着性を与え
た場合は、より接着作業性を高めることを見い出
し本発明を完成した。

本発明は複数の微細な導電性パターンを有する
基体における上記導電性パターンの選択部分のみ
を互いに接着させるに当り、まず一方の上記選択
部分に高分子樹脂電着法により導電性を有する接
着剤層を形成し、これを半硬化状態に乾燥させ、
その後上記導電性接着剤層の上にさらに別の接着
剤層を形成し、しかる後他方の基体を接着させる
ことからなる微細な導電性パターンを有する基体
の選択接着方法にある。

本発明で使用する微細な導電性パターンを有す
る基体の基体材料としては可撓性もしくは剛性の
基板例えば合成樹脂フイルム、シート、プレート
またはガラスシートの如き基体材料が使用でき
る。導電性パターンとしては印刷回路の如きパタ
ーンを使用できる。かかる微細な導電性パターン
に有する基体としてはいわゆるPCB、EPC等が
ある。これらの基体およびその製造法については
周知の基体およびその製造法を使用できる。

上記微細な導電性パターンを有する基体の選択
パターン部分に接着すべき他の基体としては、任
意の基体即ち上述した如き合成樹脂フイルム、シ
ート、プレートまたはガラスシートの如き基体で
あることができ、導電性パターンをその上に有す
るものである。

本発明において導電性パターンを有する基体上
に導電性接着剤層（第１接着剤層）を形成するた
めの高分子樹脂電着法には、従来より電着塗装方
法として知られている方法が使用できる。この方
法によれば、目的とする導電性パターン上に極め
て均一な膜厚を有する導電性接着剤塗膜（層）を
形成でき、しかも忠実にその目的とする導電性パ
ターン上にのみ導電性接着剤層を形成することが
できる。

本発明で使用する高分子樹脂接着剤としてはい
わゆる熱硬化性のアニオン性高分子樹脂またはカ
チオン性高分子樹脂が使用でき、これらの高分子
樹脂には水溶型、水分散型、ラテツクス型等があ
るが何れも使用可能であり、樹脂としては公知の
エポキシ系、ウレタン系、アクリル系、ポリエス
テル系、ポリブタジエン系、合成ゴム系等の樹脂
があり、アニオン性樹脂の場合にはこれらの樹脂
中にカルボキシル基を導入して水溶性にするか、
あるいはアニオン性界面活性剤を用いて樹脂を分
散させればよい。またカチオン性樹脂の場合には
接着性高分子樹脂中にアミノ基を導入して水溶性
にするかあるいはカチオン性界面活性剤を用いて
樹脂を分散させればよい。

上述した接着剤層に導電性を与えるためには、
上述した高分子樹脂中に導電性微粒子材料を混入
する。かかる導電性微粒子材料としては例えばグ
ラフアイト、カーボンブラツク；金、銀、ニツケ
ル、銅等の各種金属微粒子；窒化チタン、炭化チ
タン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン等のセ
ラミツク系導電性微粒子があり、これらは単独で
も２種以上の混合物の形でも使用できる。これら
の導電性微粒子材料は、接着剤層に所望される導
電性によつて任意に変えることができ、通常接着
剤層の固形分材料の20〜90重量％の範囲で任意に
選択できる。これらの導電性微粒子材料の中特に
窒化チタン、炭化チタン、ホウ化ジルコニウム、
ホウ化チタン等のセラミツク系微粒子が化学的安
定性がすぐれているので好ましい。

導電性接着剤は次の如き方法で作るとよい。先
ず導電性微粒子を、ロールミル、ペブルミル、サ
ンドグラインドミル等の既知の分散方法により、
水場合により溶剤で適当な分散粘度に調整した接
着性高分子樹脂液中に分散させる。

本発明に従つて、微細な導電性パターンを有す
る基体における上記導電性パターンの選択部分の
みに高分子樹脂電着法により導電性接着剤層（第
１接着剤層）を形成するに当つては次の如くして
行なう。

上述した如き電着性を有する接着性高分子樹
脂、水、場合によつては少量の有機溶剤および必
要により各種添加剤例えば着色剤、さらには導電
性微粒子材料を加えて作つた電着浴中に（導電
性）接着剤層を形成すべき導電性パターンを有す
る基体と対極となる電極を投入し、上記基体の導
電性パターンの中の選択した導電性パターンと対
極の間に直流電圧を印加する。

この場合、接着性高分子樹脂がアニオン性の場
合には導電性接着剤層を形成すべき導電性パター
ンを有する基体（以下被接着体と略称する）を正
にし、対極を負として直流電圧を印加する。また
カチオン性の場合にはこれを正負逆にして直流電
圧を印加して通電する。

電着条件は通常５〜300Vの電圧で１〜60秒間
通電させて、乾燥した導電性接着剤層として約１
〜20μの厚さになるように電着させるとよい。こ
の導電性接着剤層の厚さは主として被接着体の導
電性パターンの微細度により適宜設定するとよ
く、これは上記電着条件を制御することによつて
達成できる。通常導電性パターンが微細であれば
ある程、導電性接着剤層の厚さは薄くすべきであ
り、これは後述する如く、他の基体を圧着する
際、導電性接着剤層の横方向へのはみ出しを少な
くするため好ましい。

上述した如く被接着体の目的とする選択導電性
パターンに導電性接着剤層を形成した後、純水等
で被接着体を良く洗浄し、電着した部分以外の単
に付着した接着剤を充分に洗い落す。

次に上記導電性接着剤層に含まれている水、有
機溶剤等の揮発性液体もしくは気体を充分に除去
し、上記導電性接着剤層を半硬化状態に乾燥す
る。このためには上記洗浄後真空加熱室中で使用
高分子樹脂の硬化を生ぜしめない条件の下で、例
えば硬化温度より低い温度で加熱し、上記液体ま
たは気体を接着剤層より除去する。

このとき、加熱条件をより高くするなどして、
後記する接着のための熱圧着条件下でヒートフロ
ーを生じ平滑な導電性接着剤層が得られる範囲内
で硬化を進行させ、半硬化状態に乾燥する。この
ための加熱条件はおおよそ60〜170℃とするとよ
い。

次に上記の如くして形成された導電性接着剤層
（第１接着剤層）の上に別の接着剤層（第２接着
剤層）を形成する。この第２接着剤層の形成に使
用する接着剤は良好な接着力と信頼性をもつこと
は当然であるが、次工程の基体同志の熱圧着条件
下ヒートフローが充分に行なわれ、また導電性接
着剤層と相溶し充分な接着性が得られるホツトメ
ルト型接着剤であればよい。

かかる接着剤としては、溶剤希釈型あるいは水
希釈型の各種の合成樹脂接着剤例えば、クロロプ
レン・イソプレン系などの合成ゴム系、EVA系、
アクリル系、ポリエステル系、エポキシ系、フエ
ノール系、ポリアマイド系などの周知の接着剤が
使用できる。

またこれらの接着剤は、例えば接着しようとす
る回路同志を仮止めするなどの、接着時の作業性
を向上させるため、特に粘着性を有しているもの
が好ましい。

上記接着剤層（第２接着剤層）の形成は、上記
の接着剤を通常の塗布方法例えば、スプレー、デ
イツピング等の方法で塗布するかあるいは上記接
着剤フイルムを貼付けることにより行なわれる。
また形成される接着剤層の厚さは１〜20μ程度が
好ましい。

本発明によれば上記の如くして導電性パターン
の選択部分に２層の接着剤層を形成した一方の基
体を、導電性パターンを有し、いずれの接着剤層
も形成されていない他方の基体と熱圧着させる。

この熱圧着条件に少なくとも第２接着剤層をメ
ルトし、また導電性接着剤層が熱硬化する加熱条
件例えば100〜250℃で圧力は10〜80Kg／cm²であ
る。

この時熱および圧力により導電性接着剤層（第
１接着剤層）はヒートフローして平滑になると共
に硬化し、第２接着剤層は大部分が第１接着剤層
の上からパターンの間隙部分に移行される。

作 用 上述した如き本発明方法によれば、パターン部
分は導電性接着剤層が直接に導通すべき回路間
を、その中に含まれる導電性微粒子を通して導電
性とすると共に、残存した第２接着剤層の接着剤
によりその接着性が補強され、更にパターンの間
隙に移行した第２接着剤層の作用により接着力お
よび回路間の絶縁性は更に強化される。また微細
な導電性パターンを有する基体において、そのパ
ターン中の特定の接着すべきパターンのみに容易
にかつ正確に接着剤層を設けることができる。こ
れに他の導電性パターンを有する基体を圧着させ
ると、上記特定の選択パターンのみを他の基体に
接着させることができる。従つて第１接着剤層を
導電性を有する接着剤で構成せしめ、一方の導電
性パターンを有する基体を例えばFPCとし、他
方の導電性パターンを有する基体をPCBとすれ
ば両者の所望回路のみを容易かつ正確に電気的に
接続させることができる。

実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例 １ (1) ポリエステルフイルム基材（FPC）上に回
路幅80μ、回路間間隔80μの20本の銅回路をエ
ツチング法により形成した。

(2) 下記組成を有する導電性高分子樹脂接着剤の
電着液を作つた。

アニオン性ポリエステル樹脂液（神東塗料社製
固形分75重量％のエチルセロソルブ／二級ブタ
ノール液） 64重量部 メラミン樹脂（三和ケミカル社製商品名MX−
40） 12重量部 窒化チタン（日本新金属社製平均粒径1μ）
120重量部 グラフアイト 20重量部 エチルセロソルブ 80重量部 トリエチルアミン ３重量部 脱イオン水 701重量部 計 1000重量部 上記電着浴を作るに当つては、アニオン性ポ
リエステル樹脂液、メラミン樹脂、窒化チタ
ン、グラフアイトにエチルセロソルブの一部を
加えて適当な粘度に調整し、ペブルミルで８時
間混練して導電性粉末を樹脂液中に分散させ
た。次いでトリエチルアミンおよび残りのエチ
ルセロソルブを加えよく混合し、樹脂を中和さ
せた後脱イオン水を加えて固形分20重量％の浴
液を作つた。

(3) 導電性接着剤層（第１接着剤層）の形成はつ
ぎの如くして行なつた。

上記(2)により作成した電着液をガラスビーカ
ーに入れ、充分撹拌をしながら20℃に保つた。

この浴液中に(1)で作成した回路フイルムを挿
入する。このとき回路フイルムの端から５mmだ
け各回路上に接着剤層を形成するため、５mmの
幅で各回路を露出させ他はテープでマスクし、
その部分には電着しないようにした。

次いで同面積の対極（ステンレススチール
製）を上記回路フイルムと５cmの間隔を置いて
対面させて挿入した。回路を正極とし、対極を
負極として両極間に50Vで５秒間直流を印加
し、導体回路上に接着剤を電着させた。電着終
了後、回路フイルムを取り出し、マスクを除去
し、脱イオン水で洗浄し、電着でなく単に付着
している電着浴を洗い落し、次に80℃で５分間
減圧下加温した後、150℃で20分間常圧で接着
剤層を乾燥し半硬化させた。形成された接着剤
層の厚さは約5μであつた。

(4) 第２接着剤層の形成は次の如くして行なつ
た。

クロロプレンゴム系接着剤（横浜ゴム社製商
品名ハマタイト）を酢酸エチル／トルオール混
液で希釈し固形分が約10％になるようにし、こ
の液に(3)で第１接着剤層を形成したFPCを浸
漬し、第１接着剤層の上に約2μの第２接着剤
層を形成した。

(5) 上述した如くして作つた本発明による第１お
よび第２接着剤層を形成したFPC回路基材を
次の如くして他の回路基板と接着させた。

即ち接着剤層を形成していない同種の回路フ
イルムを重ね、回路を整合させた後、40Kg／cm²
の圧力を加えつつ180℃で20秒間加熱して接着
させた。接着された２個の回路フイルムは良好
に接着すると共に隣接する回路間には短絡は全
く生ぜず、目的とする回路間の導通は極めて良
好であつた。

実施例 ２ (1) ポリイミドフイルム基材上に、回路幅50μ、
回路間間隔50μの10本の銅回路をエツチング法
により形成した。

(2) 下記組成を有する導電性高分子樹脂接着剤の
電着液を作つた。

カチオン性ウレタン変性エポキシ樹脂液（神東
塗料社製固形分75重量％のエチルセロソルブ／
トルオール液） 93.4重量部 炭化チタン（日本新金属社製平均粒径1μ）
120重量部 カーボンブラツク 10重量部 エチルセロソルブ 90重量部 酢酸（50％） 4.6重量部 脱イオン水 682重量部 計 1000重量部 上記電着浴を作るに当つては、カチオン性ウ
レタン変性エポキシ樹脂液、炭化チタン、カー
ボンブラツクにエチルセロソルブの一部を加え
て適当な粘度に調整し、サンドグラインドミル
で８時間混練して導電性粉末を樹脂液中に分散
させた。次いで酢酸および残りのエチルセロソ
ルブを加えて良く混合し、樹脂を中和させた後
脱イオン水を加えて固形分20重量％の浴液を作
つた。

(3) 導電性接着剤層（第１接着剤層）の形成は次
の如くして行なつた。

実施例１の(3)の示した方法に従つて接着剤層
を形成した。ただし本実施例の場合には(1)で作
つた回路フイルムを負極とし、対極を正極と
し、極間距離５cmとし、印加電圧100Vとし、
通電時間10秒とした。

次いで80℃を５分間減圧下加温乾燥後更に
N₂気流下で160℃で15分間加熱し半硬化させて
形成された接着剤層の厚さは約5μであつた。

(4) 第２接着剤層の形成は次の如くして行なつ
た。

固形分比で20％の酸化錫粉（三菱金属社製商
品名Ｔ−１）を含むアクリルエステル系接着剤
（日本合成化学社製商品名ユーポニール8064）
をトルオールで固形分が約13％になるように希
釈し、この液に(3)で第１接着剤層を形成させた
FPCを浸漬し、第１接着剤層の上に約2μの第
２接着剤層を形成した。

(5) 上述した如くして作つた本発明による第１お
よび第２接着剤層を形成したFPC回路基材を
実施例１と同様にして、上記FPC回路と同種
の回路を有する他の回路と整合させて、50Kg／
cm²の圧力下190℃で30秒間加熱して接着させた。

接着された２個の回路フイルムは良好に接着
すると共に、隣接する回路間の短絡は生ぜず目
的とする回路間の導通は極めて良好であつた。

発明の効果 本発明によれば精細な導体回路上に正確にかつ
忠実に導電性接着剤層を形成することができ、し
かも回路接着を目的とする回路同志で確実に達成
し、極めて良好な導電性を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の微細な導電性パターンを有する基体に
   おける上記導電性パターンの選択部分のみを互い
   に接着させるに当り、まず一方の上記選択部分に
   高分子樹脂電着法により導電性を有する接着剤層
   を形成し、これを半硬化状態に乾燥させ、その後
   上記導電性接着剤層の上にさらに別の接着剤層を
   形成し、しかる後他方の基体を接着させることを
   特徴とする微細な導電性パターンを有する基体の
   選択接着方法。 ２ 別の接着剤層が粘着性を有する特許請求の範
   囲第１項記載の接着方法。