JPH0421966B2 - - Google Patents

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JPH0421966B2
JPH0421966B2 JP57234985A JP23498582A JPH0421966B2 JP H0421966 B2 JPH0421966 B2 JP H0421966B2 JP 57234985 A JP57234985 A JP 57234985A JP 23498582 A JP23498582 A JP 23498582A JP H0421966 B2 JPH0421966 B2 JP H0421966B2
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JP
Japan
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conductive
adhesive
layer
substrate
sheet material
Prior art date
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Application number
JP57234985A
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Japanese (ja)
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JPS58133704A (en
Inventor
Suchiibun Reiretsuku Robaato
Gotsudofurei Baagu Jeemusu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Minnesota Mining and Manufacturing Co filed Critical Minnesota Mining and Manufacturing Co
Priority to JP23498582A priority Critical patent/JPS58133704A/en
Publication of JPS58133704A publication Critical patent/JPS58133704A/en
Publication of JPH0421966B2 publication Critical patent/JPH0421966B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、電子部品に対する接着性電気接続の
形成に有用なシート材料に関する。 電気機器工業においては、印刷回路板または液
晶表示の端子パツドのような小型の並行(side−
by−side)端子パツドのセツト内各部品間の便利
なしかも確実な電気接続を形成する手段が必要で
ある。このような接続を形成する有望な技術は、
英国公開特許出願第2048582A号明細書に教示さ
れ、この明細書にはたわみ性絶縁シート、このシ
ート上に担持された多数の平行の別々の導電スト
ライプおよび導電ストライプを被覆する導電接着
剤からなる接着性コネクタテープが教示されてい
る。テープの端部を1組の端子パツドに対してそ
れらの個々のパツドと一直線に、テープ上の個々
のストライプがなるように接着することによつて
電気接続を形成することができる。 前記のシート材料を満足できるように使用する
には、シート材料の導電接着剤はシート材料に期
待される時間の長さおよび操作条件の下で安定な
低い電気抵抗性で且つ適当な接着性を有しなけれ
ばならない。従来の導電接着剤は必要な程度の安
定性および低い電気抵抗性を有しない。また従来
の導電性接着剤は初期の抵抗が高すぎるかまたは
使用中抵抗が増加し、且つ接触の欠陥が生じその
結果適当な電気的接触そしてしたがつて電気抵抗
の減少を確実にするために機械的締付けをさらに
必要とする。 また、前記のコネクタテープの欠点は、ストラ
イプを被覆する導電接着剤がテープの中間部分に
おいて電子機器の他の部材と非意図的に接触して
短絡を起こすことである。このような接触はテー
プの中間部分を、先行技術の若干の小形フラツト
ケーブルにおいて行われたように(導電ストライ
プを有するフラツトシートを含むケーブルを記載
した米国特許第4113981号明細書を参照された
い)、電気絶縁層を被覆することによつて回避で
きた。しかしながら、ケーブルのこのような電気
絶縁層によつての中間被覆は不便で、かつ不経済
である。なぜならばこの中間被覆にみ特定の用途
に応じてそれに合うための特定の長さの電気絶縁
材料を塗布する必要があるからである。特定の長
さの絶縁材料の中間塗布は一層困難な操作であ
り、しかもこの絶縁材料を塗布するには種種の製
品のために種々の電気絶縁材の長さを有するケー
ブルの在庫品として用意し保存しておく必要があ
る。あるいは、電気絶縁材はケーブルの端部から
除去されなければならず、これは困難でありかつ
迅速な自動化操作には適当でない。 本発明は、その全接着面にわたつて絶縁され、
なお一操作で電子部品に直接接着できかつ電気的
に接続できる新しい導電性接着シートを提供す
る。この新製品には絶縁ウエブ支持体上に蒸着さ
れた金属層のような導電ストライプがあり、シー
ト材料の面に導電性を与える。 本発明のシート材料は一般に接着剤層の厚さと
実質的に同じかまたはそれより厚い、離散分離し
た金属粒子のような導電要素が単層となつて接着
剤層中に分散されている導電性接着剤層を含む。
本明細書中で使用する用語「離散分離した」とは
導電要素がお互いに独立してお互いから分離して
いる状態を意味する。 電気絶縁薄層は導電要素の単層上に配置されそ
の電気絶縁層は室温(すなわち20℃)において不
粘着性または貧粘着性であり、本明細書に記載さ
れた試験法により試験したとき、前記層を通して
導電性要素までの電気抵抗値が少なくとも1メグ
オームであり、高温に加熱すると接着性かつ流動
性状態に軟化するが、しかし室温に冷却すると強
固なかつ実質的に非流動性の状態となる電気絶縁
材料からなる。前記のシート材料は室温において
容易に取扱うことができ、室温において導電接着
性を示さないが、しかしながらこのシート材料は
基体に対して押しつけ、加熱することにより同基
体と一体化すると共に、前記導電要素が前記電気
絶縁層を貫通して基体側との電気的接続を形成す
る。 導電要素が接着剤層中に分散されてなる導電性
接着剤層は導電ストライプを介して一般にたわみ
性の絶縁ウエブまたは絶縁フイルム支持体に担持
されている。接着剤は高温加熱により接着性の状
態に軟化するが、室温では硬化して強固なかつ実
質的に非流動性状態を示す。また、接着剤層中に
分散された導電要素は、接着剤層の平均厚さとほ
ぼ同じかまたはそれよりも大きい均厚さを有し、
実質的に各導電要素の上縁はこの要素を囲む接着
剤層の外面の少なくとも1部よりも高いのが好ま
しい。 前記の好ましいシート材料を基板(基体)に接
着する際に、導電要素の囲りの接着剤は押しつけ
られて基板(基体)に接触し、基板に対して接着
する。接着剤層が担持されている絶縁ウエブまた
は絶縁フイルムの支持体はまた基板に押しつけら
れ且つ熱をかけられると、電気絶縁層が熱及び圧
力により流動するため接着剤よりも厚い導電要素
部分を避けて均一化する。絶縁ウエブ(または絶
縁フイルム)支持体は、導電要素の囲りに張力下
に保持されそして基板(基体)に対して導電要素
を圧縮下におくものと考えられる。室温において
強固なしかも実質的な非流動性状態の接着剤層お
よび導電要素によつて、低い電気抵抗を有し、か
つ長い有効寿命にわたつてこの低い電気抵抗を保
つ接続が基板に対して形成される。 本発明のシート材料は、米国特許第3475213号
明細書に記載された型の市販感圧接着コネクタテ
ープ製品を用いる従来の技術より優れた利点を有
している。これらの従来のコネクタテープは、接
着剤層中に分散された比較的大きい導電性粒子の
単層によつて、導電支持体、代表的には金属はく
上に塗布された感圧接着剤層を使用している。こ
れらのテープ中の粒子は接着剤層と実質的に同じ
厚さであり、しかも時には接着剤層よりも一層厚
いことがあつた。しかしながら、これらの従来の
コネクタテープは基板に対してコネクタテープを
保持するために締付けを行なわれなければならず
そうでないと低い電気抵抗の電気接続が得られる
とは限らない。明らかに、従来のコネクタテープ
が目的の場所に接着された後に、接着剤が流れて
しまうので導電粒子を基板に保持する力が徐々に
減少する。 このような従来技術に対して、本発明の好まし
いシート材料は電気絶縁および物理的保護を与え
るに十分な厚さを有する電気絶縁材料の薄層を設
けて、それによつて信頼でき確実である電気接続
を熱及び圧力を用いて電気絶縁層を貫通して行な
うことができる。この熱及び圧力によつて、電気
絶縁材料は導電要素の上からシート材料の凹部な
どの低部へと移動し、導電要素は露出し基体の導
電性部分と密接に接触することにより電気的接続
が確保されると共に、電気絶縁層のその電気絶縁
材料を冷却することによつてその移動した位置に
電気絶縁材料を強固な状態に維持する。かくして
形成された低抵抗の電気接続は長い有効寿命で維
持される。 代表的には、本発明のシート材料は、細長く形
成されると使用時の便宜のためにロール状に巻取
ることもできる。さらに複数の導電層が狭い平行
に伸びた導電ストライプとして含まれ、この導電
ストライプは伸びた絶縁ウエブ(絶縁フイルム)
支持体上に互に対して間隔をおいて支持され、お
たがいに絶縁されており、その導電ストライプの
長さは絶縁ウエブ(絶縁フイルム)支持体の長さ
を有している。すなわち、この導電ストライプが
存在することによつて複数の別々になつている並
行端子パツドを有している端子基板に対して電気
接続が適当に形成される。 第1図および第2図に示す具体的なテープ10
はフラツト電気絶縁シート(支持体)11、導電
ストライプ12、導電ストライプ上を被覆する非
導電接着材料13、接着材料中に分散された導電
粒子(導電要素)14、およびテープの全上面上
を被覆する電気絶縁材料の薄層(電気絶縁層)1
5を含む。 フラツト電気絶縁シート(支持体)11は代表
的にはポリエチレンテレフタレートまたはポリイ
ミドのフイルムのようなフイルムまたは樹脂含浸
繊維状ウエブからなる。好ましい構造において
は、シートは、接着操作の間に導電要素の囲りに
適合し、しかも支持体上に担持される接着剤が接
着される基板(基体)と均密に接触するようにた
わみ性がなければならない。好ましいフイルム
は、ポリエチレンテレフタレートの25マイクロメ
ートルまたは50マイクロメートルの厚さのフイル
ムの程度のたわみ性を有する。一般的に基体に対
するシート材料の適合性の調節に関して、大きい
たわみ性を有するフイルムは電気接触が加熱条件
下でなされる場合良好な適合性を可能にするが、
逆にたわみ性の小さいフイルムは同じ目的結果を
達成されるためにより厚い接着剤層を必要とす
る。 導電ストライプ12は、代表的には平らな絶縁
シート支持体上に蒸着された銀、金、アルミニウ
ム、または銅のような金属の層からなる。金属は
く(接着剤をもつて平らな絶縁シート支持体に接
着されてもよい)のような他の導電ストライプ、
平らなシート支持体上にスパツタリングされた金
属の導電ストライプ、または代表的には金属また
は炭素粒子のような塗料展色剤および導体を含む
導電塗料組成物またはインキから形成された層を
導電ストライプに使用できる。 接着材料13は、加熱操作の間に接着性の層を
形成する熱活性化される材料である。加熱操作の
間、接着材料は接着される基板をぬらす。次い
で、成分の冷却または反応の何らかによつて、接
着剤は硬化し、本発明のシート材料および導電粒
子(導電要素)は被着体に関して適所に保持され
る。この時点において、接着材料は不粘着性また
は貧粘着性の何れかである。 「熱粘着性接着剤」として知られる好ましい接
着材料は1982年12月に出願された米国出願第
334820号明細書に記載されている。この出願明細
書に記載されたように、接着材料は20℃において
不粘着性または貧粘着性であるが、加熱により感
圧性と著るしい粘着性を帯びる。良好な接着が架
橋または他の化学反応を必要することなしに粘着
温度において直ちに生ずる。接着材料はアクリル
系重合体または少なくとも1種のアクリル酸アル
キルおよび(または)メタクリル酸アルキルエス
テル単量体(本明細書において「アクリル酸エス
テル単量体」と呼ぶ)のアクリル系重合体の混合
物を含み、しかも (1) アクリル酸エステル単量体は接着剤層の1種
またはそれ以上のアクリル系重合体の少なくと
も50モル%を与え、 (2) 前記1種またはそれ以上のアクリル系重合体
のTg(ガラス転移温度)または重量平均Tgは
−10℃から80℃までであり、 (3) 接着材料の層は (a) 20℃においてプロープ粘着性値(下記に定
義する)が75gの力(gf)より小であり、 (b) 少なくとも50℃の範囲にわたつてプローブ
粘着性値が少なくとも75gfで、この値は40℃
において30日後も実質的に一定であり、 (c) 65℃においてせん断値(下記に定義する)
が少なくとも25分、であり、かつ (4) アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マ
レイン酸または無水マレイン酸、前記酸のアミ
ド、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、
およびN−ビニル−2−ピロリドンのような極
性基を有する共重合性単量体によつて1種また
はそれ以上のアクリル系重合体の50モル%まで
を与えることができる点において先行技術の接
着材料と異なる。 この1種またはそれ以上のアクリル系重合体は
−10℃から80℃までの範囲内のTgを与えるアク
リル酸エステル単量体、例えばアクリル酸メチル
のホモポリマーまたは前記範囲内のTgを有する
アクリル酸エステル単量体と共重合性極性単量体
との共重合体であつてもよい。少なくとも−10℃
のTgにホモ重合する有用なアクリル酸エステル
単量体には、アクリル酸メチル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピ
ル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸ボルニル、
メタクリル酸ボルニル、アクリル酸2−フエノキ
シエチル、アクリル酸2−フエノキシメチル、イ
タコン酸のモノ−およびジ−メチルおよびエチル
エステル、およびマレイン酸のモノ−およびジ−
メチルおよびエチルエステルがある。低いTgを
与える有用なアクリル酸エステル単量体にはアク
リル酸エチル、アクリル酸ブチルおよびアクリル
酸オクチルおよびメタクリル酸n−アミル、メタ
クリル酸ヘキシルおよびメタクリル酸オクチルが
ある。メタクリル酸メチル43モル%、アクリル酸
メチル53モル%およびアクリルアミド4モル%の
共重合体のTgは約50℃である。メタクリル酸メ
チル73モル%、アクリル酸メチル19モル%、アク
リル酸エチル4モル%およびアクリルアミド4モ
ル%の共重合体のTgは約79℃である。 前記熱粘着性接着材料としては、代表的には本
発明における使用には約40℃またはそれ以上の温
度好ましくは75℃またはそれ以上の温度に加熱さ
れた場合に感圧性で、かつ著るしく粘着性とな
る。接着温度またはそれ以上の温度にさらすこと
により、適当な接着強さを保つことができる。導
電粒子(導電要素)を接着材料に分散して、導電
接着剤を形成でき、また導電粒子と被着体は室温
のみでなく高温においても強力な上記接着材料に
よりその接着された位置に保持されることができ
る。 他の共重合性単量体もまた、本出願明細書に教
示された目的のためのアクリル系共重合体の上記
値を低下することなく少量で用いることができ
る。このような共重合性単量体の中には、それぞ
れ全単量体の約5モル%までの量で用いることが
できるスチレン、酢酸ビニルおよび塩化ビニルが
ある。 使用できる他の熱活性化接着材料は代表的には
高温で流動性状態に軟化し次いで冷却して接着を
形成する、熱可塑性材料であるホツトメルト接着
材料およびエポキシをベースとする接着剤のよう
な反応性組成物である。特に、電気接続を達成さ
せるための結合の際、高い温度または高い圧力に
さらすことの出来ない種類の基板に対する接着に
は室温において圧力感応性である感圧接着剤もま
た本発明において合せて使用できる。 第1図および第2図に示す本発明のシート材料
中の導電粒子14は一般的には通常の厚さの偏平
な形にされる。例えば、もとは球形の粒子のふる
い分けされたバツチをペイントミルのようなニツ
プロールを通してもよい。米国特許第3475213号
明細書を参照されたい。偏平な粒子はこの粒子が
偏平な側に沿つて存在し、また高い割合のこの粒
子が接着剤層を通して導電に関与できるので、特
に好ましい。球形粒子は大部分のこの粒子がほぼ
同じ大きさであるように大きさの狭い範囲内にふ
るい分けされた場合にも有用である。導電粒子は
接着操作の間に電気絶縁層を貫通するような十分
なかたさおよび剛性のものでなければならない。
この粒子は、通常金属、好ましくは銀であるがし
かし銅またはアルミニウム(米国特許第3475213
号明細書に記載されたような添加剤がこれらの金
属との相容性を得るのに望ましい)であつてもよ
く、または種々の他金属、金属被覆されたガラス
ビーズ、金属被覆された炭素粒子などのような金
属被覆された粒子であつてもよい。 導電粒子は、少なくとも10マイクロメートルか
ら500マイクロメートルまでの厚さの範囲にある
ことができるが、現在意図された製品に好ましい
範囲は約20マイクロメートルから100マイクロメ
ートルまでであり、接着剤層は少なくとも6マイ
クロメートルから450マイクロメートルまでの厚
さの範囲であり得る。(接着剤層の平均厚さは、
層中の接着材料の近似の容積を測定し、次いでこ
の容積をシート材料の面積によつて除して求めら
れる。)接着剤層の平均厚さが導電要素の平均厚
さの約60%より小さい場合に基板に対して良好な
接着を得ることは一般に困難である。しかしなが
ら導電要素よりも薄い接着剤層、すなわち一般に
導電要素の平均厚さの約90%またはそれ以下の平
均厚さで接着剤層を作製することによつて好まし
い構造で永続的に低い電気抵抗の電気接続が得ら
れる。最良の結果は、接着剤層の平均厚さが導電
要素の平均厚さの約70%から80%までである場合
に得られる。 上記説明から明らかなとおり、低い電気抵抗の
良好な電気接続を永続して得るために実質的にす
べての導電要素の上縁は導電要素を囲む接着剤層
の少なくとも1部よりも高いのが好ましい。すな
わち、第1図の実質的に各導電粒子(導電要素)
14はその導電粒子を囲む接着剤の外面上より大
きい。好ましくは、実質的に各導電要素のすべて
はそれを囲む接着剤層の上縁よりも高い。また、
導電要素と導電要素との間は、導電要素自体の平
均直径と少なくとも同じ平均距離間隔でおたがい
に分離されているのが好ましい。典型的には結合
操作中にたわみ性支持体を導電要素のまわりに適
合させるのを可能にするために、その分離距離間
隔は前記平均直径の4倍以上であるのが好まし
い。他方導電要素はシート材料の少なくとも2%
を占めるのが好ましく、少なくとも4%を占める
のがさらに好ましい。 電気絶縁材料の層15は第2図および第3図に
示す構造の導電粒子(導電要素)14上に厚さ10
マイクロメートルの程度に薄くても有効な電気絶
縁を与える。層15を介しての導電粒子までの抵
抗値は少なくとも1メグオームが達成されなけれ
ばならない。抵抗は、1cm平方銅基板上に試験試
料を、試料の絶縁層の外面を基板に向けて、載置
し、次いで室温において試験試料上に500gの重
りを載せることによつて測定される。金属導体と
導電層、例えば第1図および第2図に示すシート
材料の導電ストライプ12との間にはあらかじめ
電気接続を行う。銅基板を接地して金属導体に5
ボルトの電圧を加え、次いで回路の抵抗を測定す
る。 電気絶縁層15は、導電粒子(導電要素)14
が中に分散されている導電性接着剤層の接着材料
13と同じかまたはこれと同じ様な材料からなる
のが好ましい。前記の同時出願明細書に教示され
た熱粘着性接着剤は好ましい材料である。1つの
利点は、接着面が室温に冷却されなくても接着剤
の接続が維持されるように広い温度区画にわたつ
て接着していることができることである。ある場
合には、電気絶縁層は導電粒子(導電要素)が中
に分散されている、導電性接着剤層の接着材料よ
り低いガラス転移温度(Tg)を有する種々の熱
粘着性接着剤からなつていてもよい。一層高い
Tgの接着材料は室温において一層強固な結合を
与える。一方低いTgの電気絶縁層は高温におい
て、容易に流動し、しかも所望の接着結合の形成
を助長する。ホツトメルト接着剤またはホツト反
応性組成物のような他の接着材料を用いてもよ
い。 第1図および第2図に示すシート材料の実施態
様において、導電粒子(導電要素)14は非導電
接着材料13の層中にわずかに部分的に埋め込ま
されているだけである。また電気絶縁層15は概
して一定の厚さを示し、しかも突起している導電
粒子14によつて示される輪郭に適合する。この
結果は、高温および加圧接着操作の間に電気絶縁
材料が有利に流動移動できる隣接粒子間の小さい
谷が存在するようになる。接着材料13および導
電粒子14が導電ストライプ12の上のみに配置
されている場合、電気絶縁材料15が移動しても
隣接導電ストライプの間にさらに谷を残す。 本発明のシート材料の他の実施態様において、
例えば導電粒子がその粒子と実質的に同じ厚さで
ある接着剤層に埋込まれた場合、絶縁層の外面は
平面的になる。このような実施態様は、接着させ
る部分が高くなつている凸凹端子基板に接着させ
るのに使用するのが好ましい。この場合、熱およ
び圧力をかけると絶縁材料は相手基板の凹部分に
流れこみ、冷却すると強固に凹部に結合する。例
えば、端子パツドはやや高くなつていてもよい。 第1図および第2図に示すシート材料の実施態
様は、本発明の他の望ましい特徴を具体的に説明
する。すなわち、シート材料の接着面は、接着剤
の表面の少なくとも1部、例えば導電ストライプ
間の空間上にある部分を接着面の他の部分より下
にくぼませて輪郭を作るのが望ましい。従つて、
導電ストライプの上の部分の若干の接着材料は接
着操作間に導電ストライプの間にくぼんだ部分に
移動でき、しかも導電要素は基板と一層密な電気
的結合に保たれるようになる。このような移動
は、電気絶縁材料および接着材料の流動度および
接着操作の間に接着材料に加えられる熱および圧
力の程度に比例して起こる。熱粘着性接着材料は
接着操作の間に広く流動しないので、たわみ性で
ある絶縁支持体は接着剤層の輪郭を形成する厚さ
に適合することができる。第1図および第2図の
実施態様の絶縁層15はかなり一定の厚さであ
り、しかも下に存在する突起している導電粒子1
4および接着材料13に沿つて輪郭を形成する。 基板に接着後、本発明のシート材料の接触面は
一般に基板の表面の形に応じて変化してその面に
合致するようになる。本発明のシート材料が用い
られる端子基板は基板内に埋封された端子パツド
と平面的であり、しかも基板の他の部分とは同一
平面である。この場合、本発明のシート材料は基
板と一般的に平面的に全面接触を形成する。しか
しながら、好ましくは前記のように端子パツドは
わずかに高くされる。仕上げされた接着におい
て、接着材料を通しての必要な絶縁破壊を可能に
するほどの十分な割合でそして導電ストライプと
シート材料が接着される基板との間に導電性を得
るのに十分な割合で、導電要素は接着結合厚みの
部分を占める。接着剤が被着体に接触する実質的
部分を確保するために接着面の面積の少部分を導
電要素が占め、しかも導電ストライプの面積に関
して小さい面積を導電要素がおおつているのが好
ましい。 接着材料と導電要素とからなる導電性接着剤層
は層を通して導電性であるが層内の横方向には導
電性でない。第3図に示すように本発明の若干の
実施態様において、導電粒子(導電要素)と接着
剤とからなる導電接着剤20は本発明のシート材
料の1面の全面に広がり、それによつて導電スト
ライプのみの上に導電接着剤の限られた被覆の必
要がなくなる。導電性接着剤層は横方向に導電性
でないので、隣接ストライプ21は互いに電気的
に分離されている。導電性接着剤層中の導電粒子
(導電要素)22は導電ストライプ21からスト
ライプが一直線に合つている端子パツドまでの間
を接着剤および電気絶縁剤を貫通して電気接続す
る。 第4図は、電気絶縁層26および導電接着剤2
7の両者が導電ストライプ28上にのみ塗布さ
れ、かつ導電ストライプ間の空間は異なつた接着
剤29をもつて充てんされている、本発明の異な
つた実施態様を具体的に説明する。例えば、感圧
接着剤は、基板への室温接着をシート材料に付与
するために使用できる。この場合感圧接着剤の接
着後、導電ストライプ28上の導電接着剤および
その上の電気絶縁層を加熱加圧することによつて
基板への接着が確実にされる。またホツトメルト
性または熱反応性接着剤で導電ストライプ間の空
間を充てんしてもよい。 本発明のシート材料は、特にロールの形でそれ
自体の上に巻かれてロールの形にすることができ
る細長く伸びたテープの場合には、非接着剤面、
または絶縁層上に配置されたはく離ライナー上の
低接着裏のり付けを有する。 本発明のシート材料は、一般に接続を製造する
所望の基板上にテープの一端を一直線に合わせ、
シート材料を基板に対して押しつけて、同時にシ
ート材料を加熱することによつて一般に適用され
る。 第1図および第2図に示す製品の層13は例え
ば耐久性の強固な状態に熱で反応するための室温
で非接着性のものであつてもよい。 本発明は、下記の例によつてさらに具体的に説
明される。 例 1 厚さ25マイクロメートルのポリエチレンテレフ
タレートフイルムからなる絶縁支持体上に、みぞ
付マスクを介して片面に蒸着して875マイクロメ
ートルの間隔で配置された銀の875マイクロメー
トル幅の連続導電ストライプを形成した。この導
電ストライプは、厚さ約400Å(40ナノメートル)
であり、長さ1cmについて4オームの電気抵抗値
を有した。導電性接着剤は、酢酸エチルに溶解さ
れたメタクリル酸メチル10.4重量%、アクリル酸
メチル85.6重量%、およびアクリルアミド4重量
%を含むアクリル系ターポリマー94.9容量部を導
電要素としての銀粒子5.1容量部と混合すること
によつて製造した。銀粒子は140メツシユのふる
い(米国規格、メツシユの大きさ105マイクロメ
ートル)を通してふるわれ、170メツシユのふる
い(88マイクロメートル)上にとどまり、次いで
ローラーミルを通して銀粒子は厚さ約48マイクロ
メートルに偏平にされた。接着剤と銀粒子の混合
物を、開口マスクを通して塗布することによつて
導電ストライプ上に重ね合せて塗布して導電性接
着剤層を形成した。乾燥後、接着剤ターポリマー
は約20マイクロメートルの厚さを占めた。固形分
約25重量%で酢酸エチルに溶解したアクリル酸エ
チル40重量%、アクリル酸メチル56重量%、およ
びアクリルアミド4重量%を含むアクリル系ター
ポリマーからなる電気絶縁層を、次いでバー塗布
によつてシート材料の全表面に塗布することによ
り、導電ストライプ上に塗布された導電性接着剤
上および導電ストライプ間のフイルム支持体上を
被覆した。乾燥後、ほぼ一定厚さの約10マイクロ
メートルの層を第2図に示すように形成した。接
着剤層と絶縁層(30マイクロメートル)の一緒に
した厚さ対粒子の平均厚さの比は62.5%であつ
た。 前記の方法によつて測定された層の抵抗値は約
1000メグオームであつた。比較のために、電気絶
縁層のない同様のテープを製造したところ10オー
ムの抵抗を示すことが分つた。 基板に対して、150ポンド毎平方インチ(10.5
Kg毎平方cm)の力でテープを押しつけ、次いでテ
ープの端を170℃の温度に5秒加熱することによ
つて印刷回路試験板の導電端子パツドに接着し
た。放冷した後、接続における抵抗値を、4端子
抵抗法によつて測定し、10ミリオームであること
が分かつた。支持体を、第2図に示したようにし
て粗面化した。また、接着の基板に対するはく離
強さもASTM D−1000によつて測定して、2.5
ポンド毎インチ幅から5ポンド毎インチ幅まで
(0.45Kg毎cmから0.9Kg毎cmまで)であることが分
かつた。 例 2 偏平にされた厚さ約40マイクロメートルの導電
粒子、厚さ約15マイクロメートルの接着剤層を与
える導電粒子との混合物の十分な導電性接着材料
および2種の異なつた厚さ、即ち1方(例2A)
は約9マイクロメートルで他方(例2B)は約21
マイクロメートルの絶縁層を用いて例1に記載さ
れた型の異なつたテープを製造した。接着剤層と
絶縁接着剤層の一緒にした厚さ対平均粒子の比は
例2Aについて60%、例2Bについては90%であつ
た。1枚のテープを寸法通りに切断し、150℃に
おいて5秒間200psiの圧力を用いて、印刷回路板
の導電パツドとガラス試験パネル上の酸化インジ
ウムスズ(ITO)蒸着面の間に接着した。各テー
プのITO試験パネルに対して設けた複式電気接続
を、4線式オーム法を用いて個々の接触電気抵抗
についてモニターした。試験パネルは4時間毎に
−40℃と105℃にくりかえし曝露した。下記の第
1表は報告された試験期間の間に認められた最大
接触電気抵抗値の結果を示す。データは、粒子の
厚さの60%の範囲の接着剤厚さを用いた構造につ
いて上記の加虐条件下でも安定な電気性能を示
し、また接着剤厚さが導電粒子厚さの90%の場合
に劣つた電気性能を示す。他の試験においては、
一層少ない温度サイクルおよび一層短時間で、接
着剤厚さ対導電粒子厚さの比が90%のテープは適
当な安定性を与えた。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to sheet materials useful for forming adhesive electrical connections to electronic components. In the electrical equipment industry, small side-
There is a need for a means to make a convenient yet reliable electrical connection between each component within a set of terminal pads (by-side). A promising technique for forming such connections is
GB 2048582A teaches an adhesive comprising a flexible insulating sheet, a number of parallel separate conductive stripes carried on the sheet, and a conductive adhesive covering the conductive stripes. A flexible connector tape is taught. Electrical connections can be made by adhering the ends of the tape to a set of terminal pads in line with the individual pads, with the individual stripes on the tape. In order to satisfactorily use the sheet material described above, the conductive adhesive of the sheet material must have a low electrical resistance and adequate adhesion that is stable over the length of time and under the operating conditions expected of the sheet material. Must have. Conventional conductive adhesives do not have the necessary degree of stability and low electrical resistance. Also, conventional conductive adhesives either have too high an initial resistance or increase in resistance during use and lead to contact defects to ensure proper electrical contact and therefore a reduction in electrical resistance. Additional mechanical tightening required. Also, a drawback of the connector tapes described above is that the conductive adhesive covering the stripes can unintentionally come into contact with other parts of the electronic device in the middle part of the tape, causing short circuits. Such contact connects the middle portion of the tape, as was done in some small flat cables of the prior art (see U.S. Pat. No. 4,113,981, which describes a cable including a flat sheet with conductive stripes). This could be avoided by coating with an electrically insulating layer. However, intermediate covering of cables with such electrically insulating layers is inconvenient and uneconomical. This is because only this intermediate coating needs to be coated with a specific length of electrically insulating material to suit the specific application. The intermediate application of a specific length of insulation material is a more difficult operation, and the application of this insulation material requires a stock of cables with different lengths of electrical insulation for different products. It needs to be saved. Alternatively, electrical insulation must be removed from the ends of the cable, which is difficult and unsuitable for rapid automated operation. The present invention is insulated over its entire adhesive surface;
Furthermore, the present invention provides a new conductive adhesive sheet that can be directly bonded to electronic components and electrically connected in one operation. This new product has a conductive stripe, such as a metal layer, deposited on an insulating web support, giving the surface of the sheet material electrical conductivity. The sheet materials of the present invention are electrically conductive, generally comprising a single layer of electrically conductive elements, such as discrete metal particles, dispersed within the adhesive layer, the thickness being substantially the same as or greater than the thickness of the adhesive layer. Contains adhesive layer.
As used herein, the term "discrete" means that the conductive elements are independent and separated from each other. A thin electrically insulating layer is disposed on the single layer of the conductive element, and the electrically insulating layer is tack-free or poorly tack-free at room temperature (i.e., 20° C.) and when tested according to the test method described herein. the electrical resistance through the layer to the electrically conductive element is at least 1 megohm, softens to an adhesive and flowable state when heated to high temperatures, but becomes rigid and substantially non-flowable when cooled to room temperature; Made of electrically insulating material. The sheet material is easy to handle at room temperature and exhibits no conductive adhesive properties at room temperature; however, by pressing it against a substrate and heating it, the sheet material integrates with the substrate and the conductive elements penetrates the electrically insulating layer to form an electrical connection with the substrate side. A conductive adhesive layer with conductive elements dispersed in the adhesive layer is generally supported on a flexible insulating web or film support via conductive stripes. The adhesive softens to an adhesive state when heated to high temperatures, but hardens to a strong, substantially non-flowing state at room temperature. and the conductive elements dispersed in the adhesive layer have a uniform thickness that is approximately the same as or greater than the average thickness of the adhesive layer;
Preferably, the upper edge of substantially each conductive element is higher than at least a portion of the outer surface of the adhesive layer surrounding the element. In bonding the preferred sheet material to a substrate, the adhesive surrounding the conductive elements is forced into contact with and adheres to the substrate. The insulating web or insulating film support carrying the adhesive layer also avoids areas of the conductive element that are thicker than the adhesive, as the electrically insulating layer will flow due to the heat and pressure when pressed against the substrate and heated. to equalize. It is contemplated that an insulating web (or insulating film) support is held under tension around the conductive element and places the conductive element under compression against the substrate. The adhesive layer and the conductive element, which are strong but substantially non-flowing at room temperature, form a connection to the substrate that has a low electrical resistance and maintains this low electrical resistance over a long useful life. be done. The sheet material of the present invention has advantages over prior art techniques using commercially available pressure sensitive adhesive connector tape products of the type described in U.S. Pat. No. 3,475,213. These conventional connector tapes consist of a pressure-sensitive adhesive layer applied onto a conductive support, typically a metal foil, by a single layer of relatively large conductive particles dispersed within the adhesive layer. are using. The particles in these tapes were substantially the same thickness as the adhesive layer, and sometimes even thicker than the adhesive layer. However, these conventional connector tapes must be tightened to hold the connector tape to the board or a low electrical resistance electrical connection may not be achieved. Apparently, after the conventional connector tape is adhered to the desired location, the force holding the conductive particles to the substrate gradually decreases as the adhesive flows away. In contrast to the prior art, the preferred sheet materials of the present invention provide a thin layer of electrically insulating material of sufficient thickness to provide electrical insulation and physical protection, thereby providing reliable and reliable electrical Connections can be made through the electrically insulating layer using heat and pressure. This heat and pressure causes the electrically insulating material to move from above the conductive element to a lower area, such as a recess in the sheet material, exposing the conductive element and forming an electrical connection by making intimate contact with the conductive portion of the substrate. is ensured and the electrically insulating material of the electrically insulating layer is maintained in a strong state at the moved position by cooling the electrically insulating material. The low resistance electrical connection thus formed is maintained over a long useful life. Typically, the sheet materials of the present invention, once formed into elongated strips, can be wound into rolls for convenience in use. Furthermore, a plurality of conductive layers are included as narrow parallel conductive stripes, which conductive stripes are formed into a stretched insulating web (insulating film).
They are supported at intervals on a support and insulated from each other, the conductive stripes having a length equal to the length of the insulating web (insulating film) support. That is, the presence of the conductive stripes allows electrical connections to be properly made to a terminal substrate having a plurality of separate parallel terminal pads. Specific tape 10 shown in FIGS. 1 and 2
consists of a flat electrically insulating sheet (support) 11, a conductive strip 12, a non-conductive adhesive material 13 covering the conductive strip, conductive particles (conductive elements) 14 dispersed in the adhesive material, and covering the entire top surface of the tape. Thin layer of electrically insulating material (electrical insulating layer) 1
Contains 5. The flat electrically insulating sheet (support) 11 typically comprises a film, such as a polyethylene terephthalate or polyimide film, or a resin-impregnated fibrous web. In a preferred construction, the sheet is flexible so that it conforms to the surroundings of the conductive element during the gluing operation, yet allows the adhesive carried on the support to be in intimate contact with the substrate to be bonded. There must be. Preferred films have flexibility on the order of 25 micrometer or 50 micrometer thick films of polyethylene terephthalate. With regard to controlling the conformity of sheet materials to substrates in general, films with greater flexibility allow for better conformity when electrical contact is made under heated conditions;
Conversely, less flexible films require thicker adhesive layers to achieve the same desired results. Conductive stripes 12 typically consist of a layer of metal, such as silver, gold, aluminum, or copper, deposited on a flat insulating sheet support. other conductive stripes, such as metal foil (which may be adhered to a flat insulating sheet support with adhesive);
A conductive strip of metal sputtered onto a flat sheet support, or a layer formed from a conductive paint composition or ink that typically includes a paint vehicle and a conductor, such as metal or carbon particles, into a conductive strip. Can be used. The adhesive material 13 is a heat-activated material that forms an adhesive layer during the heating operation. During the heating operation, the adhesive material wets the substrate to be bonded. The adhesive then cures, either by cooling or by reaction of the components, and the sheet material and conductive particles (conductive elements) of the invention are held in place with respect to the adherend. At this point, the adhesive material is either tack-free or poorly tack-free. A preferred adhesive material known as a "thermal tack adhesive" is a U.S. patent application no.
It is described in the specification of No. 334820. As described in this application, the adhesive material is tack-free or poorly tack-free at 20° C., but becomes pressure-sensitive and significantly tacky upon heating. Good adhesion occurs immediately at the tack temperature without the need for crosslinking or other chemical reactions. The adhesive material comprises an acrylic polymer or a mixture of acrylic polymers of at least one alkyl acrylate and/or alkyl methacrylate monomer (referred to herein as "acrylic ester monomer"). and (1) the acrylic ester monomer provides at least 50 mole percent of the one or more acrylic polymers of the adhesive layer; The Tg (glass transition temperature) or weight average Tg is from -10°C to 80°C; (b) has a probe tack value of at least 75gf over a range of at least 50°C, which value is less than 40°C;
(c) shear value (defined below) at 65°C;
for at least 25 minutes, and (4) acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid or maleic anhydride, amides of the foregoing acids, acrylonitrile, methacrylonitrile,
Adhesion of the prior art in that up to 50 mole % of one or more acrylic polymers can be provided by copolymerizable monomers with polar groups such as N-vinyl-2-pyrrolidone and N-vinyl-2-pyrrolidone. Different from the material. The one or more acrylic polymers are acrylic ester monomers that give a Tg in the range of -10°C to 80°C, such as homopolymers of methyl acrylate or acrylic acid having a Tg in the range mentioned above. It may be a copolymer of an ester monomer and a copolymerizable polar monomer. at least -10℃
Useful acrylate monomers that homopolymerize to Tg include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, bornyl acrylate,
Bornyl methacrylate, 2-phenoxyethyl acrylate, 2-phenoxymethyl acrylate, mono- and di-methyl and ethyl esters of itaconic acid, and mono- and di-maleic acid.
There are methyl and ethyl esters. Useful acrylate monomers that provide low Tg include ethyl acrylate, butyl acrylate and octyl acrylate and n-amyl methacrylate, hexyl methacrylate and octyl methacrylate. A copolymer of 43 mol% methyl methacrylate, 53 mol% methyl acrylate and 4 mol% acrylamide has a Tg of about 50°C. The Tg of a copolymer of 73 mol% methyl methacrylate, 19 mol% methyl acrylate, 4 mol% ethyl acrylate and 4 mol% acrylamide is about 79°C. The thermoadhesive adhesive material typically for use in the present invention is pressure sensitive and significantly sensitive when heated to a temperature of about 40°C or higher, preferably 75°C or higher. Becomes sticky. Appropriate bond strength can be maintained by exposure to temperatures at or above the bonding temperature. Conductive particles (conductive elements) can be dispersed in an adhesive material to form a conductive adhesive, and the conductive particles and the adherend are held in their bonded position by the strong adhesive material not only at room temperature but also at high temperatures. can be done. Other copolymerizable monomers may also be used in small amounts without reducing the above values of the acrylic copolymer for the purposes taught herein. Among such copolymerizable monomers are styrene, vinyl acetate, and vinyl chloride, each of which may be used in amounts up to about 5 mole percent of total monomers. Other heat-activated adhesive materials that can be used include hot melt adhesives, which are thermoplastic materials, and epoxy-based adhesives, which typically soften to a fluid state at elevated temperatures and then cool to form a bond. It is a reactive composition. Pressure sensitive adhesives that are pressure sensitive at room temperature are also used in the present invention, particularly for bonding to types of substrates that cannot be exposed to high temperatures or pressures during bonding to achieve electrical connections. can. The conductive particles 14 in the sheet material of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 are generally flattened and of conventional thickness. For example, a sieved batch of originally spherical particles may be passed through a nip roll such as a paint mill. See US Pat. No. 3,475,213. Flat particles are particularly preferred since they are present along the flat side and a high proportion of the particles can participate in electrical conduction through the adhesive layer. Spherical particles are also useful when sieved into a narrow range of sizes so that the majority of the particles are approximately the same size. The conductive particles must be sufficiently hard and rigid to penetrate the electrically insulating layer during the bonding operation.
The particles are usually metal, preferably silver but also copper or aluminum (US Pat. No. 3,475,213
Additives such as those described in the above specification may be desirable to achieve compatibility with these metals) or various other metals, metal coated glass beads, metal coated carbon. It may also be a metal coated particle such as a particle. The conductive particles can range in thickness from at least 10 micrometers up to 500 micrometers, although the currently preferred range for intended products is about 20 micrometers to 100 micrometers, and the adhesive layer The thickness may range from at least 6 micrometers to 450 micrometers. (The average thickness of the adhesive layer is
It is determined by measuring the approximate volume of adhesive material in the layer and then dividing this volume by the area of the sheet material. ) It is generally difficult to obtain good adhesion to the substrate when the average thickness of the adhesive layer is less than about 60% of the average thickness of the conductive elements. However, by making the adhesive layer thinner than the conductive element, typically with an average thickness of about 90% or less of the average thickness of the conductive element, a permanently low electrical resistance can be obtained in the preferred construction. Electrical connection is obtained. Best results are obtained when the average thickness of the adhesive layer is about 70% to 80% of the average thickness of the conductive elements. As is clear from the above description, the upper edge of substantially all of the conductive elements is preferably higher than at least a portion of the adhesive layer surrounding the conductive elements in order to permanently obtain a good electrical connection with low electrical resistance. . That is, substantially each conductive particle (conductive element) in FIG.
14 is larger than on the outer surface of the adhesive surrounding the conductive particles. Preferably, substantially all of each conductive element is higher than the upper edge of the surrounding adhesive layer. Also,
Preferably, the conductive elements are separated from each other by an average distance that is at least as large as the average diameter of the conductive elements themselves. Typically, it is preferred that the separation distance be at least four times the average diameter to allow the flexible support to fit around the conductive element during the bonding operation. On the other hand, the conductive elements make up at least 2% of the sheet material.
Preferably, it accounts for at least 4%, and more preferably at least 4%. A layer 15 of electrically insulating material has a thickness of 10 on conductive particles (conductive elements) 14 of the structure shown in FIGS.
It provides effective electrical insulation even when it is as thin as a micrometer. A resistance value of at least 1 megohm through layer 15 to the conductive particles must be achieved. Resistance is measured by placing the test sample on a 1 cm square copper substrate with the outer surface of the insulating layer of the sample facing the substrate and then placing a 500 g weight on the test sample at room temperature. An electrical connection is previously made between the metal conductor and a conductive layer, such as the conductive stripes 12 of sheet material shown in FIGS. Ground the copper board and connect it to the metal conductor 5
Apply a voltage in volts and then measure the resistance of the circuit. The electrically insulating layer 15 includes conductive particles (conductive elements) 14
Preferably, it is of the same or similar material to the adhesive material 13 of the conductive adhesive layer in which is dispersed. The thermal tack adhesives taught in the above co-pending application are preferred materials. One advantage is that it can be bonded over a wide temperature range so that the adhesive connection is maintained even if the bonding surfaces are not cooled to room temperature. In some cases, the electrically insulating layer is comprised of various heat-adhesive adhesives having a lower glass transition temperature (Tg) than the adhesive material of the electrically conductive adhesive layer, in which electrically conductive particles (conductive elements) are dispersed. You can leave it there. higher
Tg adhesive materials provide a stronger bond at room temperature. On the other hand, a low Tg electrically insulating layer flows easily at high temperatures, yet facilitates the formation of the desired adhesive bond. Other adhesive materials such as hot melt adhesives or hot reactive compositions may also be used. In the embodiment of the sheet material shown in FIGS. 1 and 2, the conductive particles (conductive elements) 14 are only partially embedded in the layer of non-conductive adhesive material 13. The electrically insulating layer 15 also exhibits a generally constant thickness and conforms to the contours indicated by the protruding conductive particles 14. The result is that there are small valleys between adjacent particles in which the electrically insulating material can advantageously flow during high temperature and pressure bonding operations. If adhesive material 13 and conductive particles 14 are placed only on conductive stripes 12, movement of electrically insulating material 15 will leave further valleys between adjacent conductive stripes. In another embodiment of the sheet material of the invention,
For example, if the conductive particles are embedded in an adhesive layer that is substantially the same thickness as the particles, the outer surface of the insulating layer will be planar. Such embodiments are preferably used for bonding to uneven terminal substrates having raised areas to be bonded. In this case, when heat and pressure are applied, the insulating material flows into the recessed portion of the mating substrate, and when cooled, it is firmly bonded to the recessed portion. For example, the terminal pads may be slightly elevated. The embodiment of the sheet material shown in FIGS. 1 and 2 illustrates other desirable features of the invention. That is, the adhesive surface of the sheet material is preferably contoured by recessing at least a portion of the surface of the adhesive, such as the portion over the space between the conductive stripes, below the other portion of the adhesive surface. Therefore,
Some of the adhesive material in the upper part of the conductive stripes can migrate into the recessed areas between the conductive stripes during the bonding operation, and the conductive elements are kept in tighter electrical connection with the substrate. Such movement occurs in proportion to the flow rate of the electrically insulating and adhesive materials and the degree of heat and pressure applied to the adhesive materials during the bonding operation. Because the heat-adhesive adhesive material does not flow extensively during the gluing operation, the flexible insulating support can adapt to the thickness that defines the adhesive layer. The insulating layer 15 of the embodiment of FIGS. 1 and 2 is of fairly constant thickness, yet has underlying protruding conductive particles 1.
4 and adhesive material 13. After bonding to a substrate, the contact surface of the sheet material of the present invention generally changes to conform to the shape of the surface of the substrate. A terminal board in which the sheet material of the present invention is used is planar with the terminal pads embedded within the board, and is also coplanar with the rest of the board. In this case, the sheet material of the invention forms a generally planar, all-over contact with the substrate. However, preferably the terminal pads are slightly elevated as described above. in the finished bond, in a proportion sufficient to allow the necessary dielectric breakdown through the adhesive material and in a proportion sufficient to obtain electrical conductivity between the conductive stripe and the substrate to which the sheet material is bonded; The conductive element occupies a portion of the adhesive bond thickness. Preferably, the conductive element occupies a small portion of the area of the adhesive surface to ensure a substantial portion of the adhesive contacting the adherend, and that the conductive element covers a small area relative to the area of the conductive stripes. A conductive adhesive layer consisting of an adhesive material and a conductive element is electrically conductive throughout the layer but not laterally within the layer. In some embodiments of the invention, as shown in FIG. The need for limited coverage of conductive adhesive on the stripes only is eliminated. Since the conductive adhesive layer is not laterally conductive, adjacent stripes 21 are electrically isolated from each other. Conductive particles (conductive elements) 22 in the conductive adhesive layer penetrate the adhesive and the electrical insulation to provide an electrical connection between the conductive stripes 21 and the terminal pads with which the stripes are aligned. FIG. 4 shows an electrically insulating layer 26 and a conductive adhesive 2.
7 is applied only on the conductive stripes 28 and the spaces between the conductive stripes are filled with a different adhesive 29. For example, pressure sensitive adhesives can be used to impart room temperature adhesion to the sheet material to the substrate. In this case, after adhesion of the pressure-sensitive adhesive, adhesion to the substrate is ensured by heating and pressing the conductive adhesive on the conductive stripes 28 and the electrically insulating layer thereon. A hot melt or heat-reactive adhesive may also fill the spaces between the conductive stripes. The sheet material of the present invention has a non-adhesive side, especially in the case of an elongated tape that can be wound onto itself in the form of a roll.
or having a low adhesion backing on a release liner disposed on the insulating layer. The sheet material of the present invention is generally prepared by aligning one end of the tape onto the desired substrate on which the connection is to be made;
It is generally applied by pressing the sheet material against the substrate and simultaneously heating the sheet material. The layer 13 of the product shown in FIGS. 1 and 2 may be non-adhesive at room temperature, for example for heat reaction to a durable firm state. The invention is further illustrated by the following examples. Example 1 Continuous 875 micrometer wide conductive stripes of silver spaced 875 micrometers apart are deposited on one side through a grooved mask onto an insulating support consisting of a 25 micrometer thick polyethylene terephthalate film. Formed. This conductive stripe is approximately 400 Å (40 nanometers) thick
It had an electrical resistance value of 4 ohms per 1 cm of length. The conductive adhesive consists of 94.9 parts by volume of an acrylic terpolymer containing 10.4% by weight of methyl methacrylate, 85.6% by weight of methyl acrylate, and 4% by weight of acrylamide dissolved in ethyl acetate with 5.1 parts by volume of silver particles as a conductive element. It was produced by mixing with. The silver particles are sieved through a 140 mesh sieve (US standard, mesh size 105 micrometers), lodged on a 170 mesh sieve (88 micrometers), and then passed through a roller mill until the silver particles are approximately 48 micrometers thick. flattened. A mixture of adhesive and silver particles was applied superimposed on the conductive stripes by applying through an aperture mask to form a conductive adhesive layer. After drying, the adhesive terpolymer occupied a thickness of approximately 20 micrometers. An electrically insulating layer consisting of an acrylic terpolymer containing 40% by weight ethyl acrylate, 56% by weight methyl acrylate, and 4% by weight acrylamide dissolved in ethyl acetate at a solids content of about 25% by weight was then applied by bar coating. Application to the entire surface of the sheet material coated the conductive adhesive applied over the conductive stripes and the film support between the conductive stripes. After drying, a layer of approximately constant thickness of about 10 micrometers was formed as shown in FIG. The ratio of the combined thickness of the adhesive and insulating layers (30 micrometers) to the average thickness of the particles was 62.5%. The resistance value of the layer measured by the above method is approximately
It was 1000 megohms. For comparison, a similar tape without the electrically insulating layer was produced and was found to exhibit a resistance of 10 ohms. 150 pounds per square inch (10.5
The tape was adhered to the conductive terminal pads of a printed circuit test board by pressing the tape with a force of 100 kg/cm2 and then heating the edge of the tape to a temperature of 170° C. for 5 seconds. After cooling, the resistance value at the connection was measured using a four-terminal resistance method and was found to be 10 milliohms. The support was roughened as shown in FIG. In addition, the peel strength of the adhesive against the substrate was measured by ASTM D-1000 and was 2.5.
It was found to be from pounds per inch width to 5 pounds per inch width (from 0.45 kg/cm to 0.9 kg/cm). Example 2 Flattened conductive particles approximately 40 micrometers thick, sufficient conductive adhesive material of a mixture with conductive particles to give an adhesive layer approximately 15 micrometers thick, and two different thicknesses, viz. One way (Example 2A)
is approximately 9 micrometers and the other (Example 2B) is approximately 21
Different tapes of the type described in Example 1 were made using micrometer insulating layers. The combined thickness to average particle ratio of the adhesive and insulating adhesive layers was 60% for Example 2A and 90% for Example 2B. A piece of tape was cut to size and adhered between a conductive pad on a printed circuit board and an indium tin oxide (ITO) deposited surface on a glass test panel using 200 psi pressure for 5 seconds at 150°C. Dual electrical connections made to the ITO test panel of each tape were monitored for individual contact electrical resistance using the 4-wire ohmic method. The test panels were repeatedly exposed to -40°C and 105°C every 4 hours. Table 1 below shows the results of the maximum contact electrical resistance values observed during the reported test period. The data show stable electrical performance even under the above-mentioned abuse conditions for structures with adhesive thickness in the range of 60% of the particle thickness, and that adhesive thickness is in the range of 90% of the conductive particle thickness. exhibits poor electrical performance in some cases. In other tests,
With fewer temperature cycles and shorter times, tapes with a 90% adhesive thickness to conductive particle thickness ratio provided adequate stability.

【表】 1 下記の点即ち (1) 種々の試験温度におけるプローブ粘着性値
を与えるために、環状重りを220℃より高く
加熱しないこと以外はプローブおよび環状重
りを試験温度に加熱する。 (2) プローブ端は内径および外径が3.83mmおよ
び5.10mmの環である。 (3) 環状重りは19.8gである。 (4) 10秒の一時停止 以外はASTM D−2979に記載のように実施し
プローブ粘着性値を求める。 2 光輝焼鈍ステンレス鋼パネルを接着剤重合体
の重量平均Tgより高い115℃において15分乾燥
器中で加熱することによつて、せん断値を求め
る。鋼パネルを水平にして、幅1.27cmのテープ
の1部を各方向に2回通して米連邦標準規格
147に合致する20.4Kgのハンドローラーを用い
て鋼パネルに接着する。パネルに接着するテー
プの長さを正確に長さ1.27cmにトリミングし
て、この集成体を接着温度において15分長く放
置した。プレートをその頂部でパネルの2゜の後
方傾斜を与えるせん断スタンドを有する乾燥器
にうつす(せん断重りはテープをパネルにわず
かに進める)。65℃において15分後、1Kgの重
りをテープの自由端からつり下げる。その後に
重りが落ちる時間が65℃のせん断値である。
Table 1: (1) To give probe tack values at various test temperatures, the probe and annular weight are heated to the test temperature except that the annular weight is not heated above 220°C. (2) The probe end is a ring with inner and outer diameters of 3.83 mm and 5.10 mm. (3) The annular weight is 19.8g. (4) Perform as described in ASTM D-2979 except for a 10 second pause to determine probe tackiness. 2 Shear values are determined by heating bright annealed stainless steel panels in an oven for 15 minutes at 115° C. above the weight average Tg of the adhesive polymer. With the steel panel horizontal, run one section of 1.27 cm wide tape twice in each direction to meet Federal Standards standards.
Adhere to the steel panel using a 20.4Kg hand roller matching 147. The length of tape that adhered to the panel was trimmed to exactly 1.27 cm long and the assembly was left at the bonding temperature for 15 minutes longer. The plate is transferred to a dryer with a shear stand that provides a 2° backward slope of the panel at its top (the shear weight advances the tape slightly into the panel). After 15 minutes at 65°C, a 1Kg weight is suspended from the free end of the tape. The time after which the weight falls is the shear value of 65°C.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の具体的な電気コネクタテー
プの末端部分の拡大斜視図であり、第2図は、第
1図に示した本発明の具体的な電気コネクタテー
プの断面図である。第3図および第4図は、本発
明の種々の具体的な電気コネクタテープの断面図
である。 10:テープ、11:平らな電気絶縁シート支
持体(ウエブまたはフイルム)、12,21,2
8:導電ストライプ、13:非導電接着材料、1
4,22:導電粒子(導電要素)、15:電気絶
縁材料の薄層(電気絶縁層)、20,27:導電
接着剤層(導電要素+非導電接着剤)、26:電
気絶縁層、29:接着剤。
FIG. 1 is an enlarged perspective view of the distal end portion of an exemplary electrical connector tape of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the exemplary electrical connector tape of the present invention shown in FIG. 3 and 4 are cross-sectional views of various exemplary electrical connector tapes of the present invention. 10: Tape, 11: Flat electrical insulating sheet support (web or film), 12, 21, 2
8: Conductive stripe, 13: Non-conductive adhesive material, 1
4, 22: Conductive particles (conductive element), 15: Thin layer of electrically insulating material (electrically insulating layer), 20, 27: Conductive adhesive layer (conductive element + non-conductive adhesive), 26: Electrically insulating layer, 29 :glue.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基体に、結合された電気的接続を形成するの
に適したシート材料において、順番に、 (A) 絶縁ウエブまたは絶縁フイルムの支持体、 (B) 前記支持体上に形成された複数の狭い平行に
伸びたストライブであつて前記支持体の限られ
た部分をおおつている導電ストライプ、 (C) 導電ストライプと接触して配置されており、
非導電性熱活性化接着剤物質を含む導電性接着
剤層であつて、その中にその接着剤層と実質的
に同じ厚さかまたはそれより厚い離散分離した
導電要素が単層となつて分散されている導電性
接着剤層、および (D) 前記導電要素の単層上に配置された薄い電気
絶縁層であつて、この外部表面が、下に存在す
る導電要素および接着剤層に沿つて、輪郭を形
成している薄い電気絶縁層、を含み、 しかも、前記電気絶縁層は (イ) この層を通しての前記導電要素までの電気
抵抗値が少なくとも1メグオームであり、 (ロ) 室温では不粘着かまたは貧粘着性であり、
加熱により流動化されない限り、実質的に接
着性も有さず、 (ハ) 高温に加熱すると軟化して接着性を示すと
共に流動性を帯び、そして (ニ) 再び室温に冷却すると強固で、且つ実質的
に非流動化し、これによつて室温での取扱が
容易であること、ならびに 前記シート材料はこれを前記基体に押しつけ、
加熱することにより同基体と一体化されると共
に、前記導電要素が前記電気絶縁層を貫通して基
体側との電気的接続が形成され、冷却することに
より基体との間で強固な結合が形成される、こと
を特徴とするシート材料。 2 導電要素の大半が接着剤層の厚さより大きい
厚さを有している特許請求の範囲第1項に記載の
シート材料。
Claims: 1. In a sheet material suitable for forming a bonded electrical connection to a substrate, in order: (A) a support of an insulating web or film; (B) on said support; (C) a plurality of narrow parallel stripes formed over a limited portion of the support; (C) disposed in contact with the conductive strip;
a conductive adhesive layer comprising a non-conductive heat-activated adhesive material having discrete conductive elements substantially the same thickness or thicker as the adhesive layer dispersed therein in a single layer; (D) a thin electrically insulating layer disposed over the monolayer of the conductive element, the outer surface of which extends along the underlying conductive element and adhesive layer; , a thin electrically insulating layer defining a contour, and the electrically insulating layer (a) has an electrical resistance through the layer to the conductive element of at least 1 megohm; and (b) is nonconductive at room temperature. tacky or poorly tacky;
Unless it is fluidized by heating, it has virtually no adhesive properties; (c) it softens when heated to high temperatures and exhibits adhesive properties and becomes fluid; and (d) it becomes strong and fluid when cooled to room temperature again. the sheet material is substantially non-flowable, thereby facilitating handling at room temperature, and the sheet material is compressed against the substrate;
By heating, the conductive element is integrated with the substrate, and the conductive element penetrates the electrically insulating layer to form an electrical connection with the substrate, and by cooling, a strong bond is formed with the substrate. A sheet material characterized by: 2. A sheet material according to claim 1, wherein the majority of the conductive elements have a thickness greater than the thickness of the adhesive layer.
JP23498582A 1982-12-27 1982-12-27 Sheet material adapted to form electric connection bonded to substrate Granted JPS58133704A (en)

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JPS5457697A (en) * 1977-10-18 1979-05-09 Toray Industries Anisotropic conductive sheet

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