JPH0496981A - マイクロカプセル型導電性接着剤と接着方法 - Google Patents

マイクロカプセル型導電性接着剤と接着方法

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JPH0496981A
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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】 〔概要〕 マイクロカプセル型導電性接着剤に関し、材料構成と、
その使用法を提供することを目的とし、 導電性微粒子の表面を樹脂よりなる殻で被覆した第1の
マイクロカプセルと該カプセルよりも粒径が大きく、硬
化剤を樹脂よりなる殻中に封入して形成した第2のマイ
クロカプセルとを接着樹脂中に均一に分散させてなるこ
とを特徴としてマイクロカプセル型導電性接着剤を形成
し、該接着剤を接着すべき第1の物体上に塗布し、該物
体に第2の物体を圧接することにより、前記導電性接着
剤を構成する第1のマイクロカプセルおよび第2のマイ
クロカプセルとが圧壊し、導電性微粒子が相互に接触す
ると共に、第2のマイクロカプセルに含まれる硬化剤と
接着樹脂とが反応して硬化することを特徴として接着方
法を構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明はマイクロカプセル型導電性接着剤とその接着方
法に関する。
〔従来の技術〕
導電性接着剤として代表的なものは半田であり、プリン
ト配線基板やセラミック基板に電子部品や半導体素子を
装着する場合に、フローソルダリング、リフロー或いは
半田付けなどの方法を用いて接着が行われている。
また、ICやLSIのパッケージングにおいてチップの
セラミック基板への装着には金−シリコン(Au−3i
)共晶合金が使用されている。
然し、生産コストの低減と生産性の向上を目的として導
電性接着剤か普及してきており、液晶表示板を構成する
透明導電膜(ITO膜)への接着、水晶振動子の電極膜
への接着などを始めとし、配線基板上に設けられている
バンプなどの導体パターンへのリード端子の接着にも導
電性接着剤が使用されるようになってきている。
こ\で、現在使用されている導電性接着剤はエポキシ樹
脂に銀(Ag)粉を混練したものが主流であるが、樹脂
としてはポリイミド、フェノール。
ポリエステルなども一部で使用されている。
また、導電フィラーとして、金(Au)、銅(Cu)な
どの金属の他、グラファイト粉なども一部で使用されて
いる。
このような、導電性接着剤は樹脂中に混入された金属粒
子が相互に接続することにより導電性を生じているもの
であり、導電性を生ずるためには■ 金属粒子の粒径が
小さいこと、 ■ 金属粒子の含有量が多いこと、 などが必要である。
さて、部品の小形化が進み、高密度実装が進むに従って
、端子間隔が縮小してきており、従来のように基板上に
設けられているバンプなどの導体パターンに導電性接着
剤を塗布し、端子を当接して加熱する方法では端子間の
絶縁を保持することが困難になってきている。
例えば、ビームリードタイプのICの場合、ビームリー
ドの幅は50〜100μmであり、またリード間の間隔
も50〜100μmであるが、これを導電性接着剤を用
いてバンプ接着する場合は、相互のバンプ間の絶縁を保
つことは困難である。
〔発明が解決しようとする課題〕
材料コストの低減と生産性の向上を目的とし、導電性接
着剤が共晶半田に代わって端子接続に使用されつ\ある
が、半導体ICのように端子数が多く、端子間隔が狭い
金属端子を基板上に設けたバンプのような導体パターン
に接着する場合には、接着の際に導電性接着剤のはみ出
しが生ずることから、端子間の絶縁を保持することは信
頼性の面から困難である。
そこで、このような場合でも信頼性よ(絶縁を保ち得る
導電性接着剤を開発することが課題である。
〔課題を解決するための手段〕
上記の課題は導電性微粒子の表面を樹脂よりなる殻で被
覆した第1のマイクロカプセルと、このカプセルよりも
粒径が太き(、硬化剤を樹脂よりなる膜中に封入して形
成した第2のマイクロカプセルとを接着樹脂中に均一に
分散させてなることを特徴としてマイクロカプセル型導
電性接着剤を形成し、この接着剤を接着すべき第1の物
体上に塗布し、この物体に第2の物体を圧接することに
より、導電性接着剤を構成する第1のマイクロカプセル
および第2のマイクロカプセルとが圧壊し、導電性微粒
子が相互に接触すると共に、第2のマイクロカプセルに
含まれる硬化剤と接着樹脂とが反応して硬化することを
特徴として接着方法を構成することにより解決すること
ができる。
〔作用〕
本発明に係る導電性接着剤は金属粉と硬化剤とをマイク
ロカプセルに封入して接着樹脂中に分散したものからな
っている。
第1図は本発明に係る導電性接着剤の接着機構を示すも
のである。
すなわち、導電性微粒子1の表面を樹脂よりなる殻2で
被覆した第1のマイクロカプセル3と硬化剤4を殻5で
被覆した第2のマイクロカプセル6とが接着樹脂7の中
に分散して形成しである接着剤を、接合すべき一方の材
料8の上に塗布した後、この上に他の材料9を位置決め
する。
(以上第1図A) 次に、他の材料9に圧力を加えると、第2のマイクロカ
プセル6と第1のマイクロカプセル3とが壊れ、第2の
マイクロカプセル6の中に含まれている硬化剤と接着樹
脂とが反応し、架橋重合が生じて硬化すると共に、露出
した導電性微粒子が相互に接続する結果導電性を示すも
のである。
(以上同図B) また、第2図は導電性粒子lの殻2が破れて接着樹脂の
中で相互に接続して導通状態となっている状態を示して
いる。
さて、このような接着機構が成立するための必要条件は
、 ■ 第1および第2のマイクロカプセルの殻、特に第1
の殻が薄くて壊れやすいことで、実験の結果、1μm以
下が好ましい。
■ 第2のマイクロカプセルが第1のマイクロカプセル
に比べ、平均粒径が遥かに大きいこと、■ マイクロカ
プセルの殻は化学的に安定であって、経時変化を生じな
いこと。
■ 導電性微粒子の粒径が小さく、また含有量が多いこ
と、 である。
この条件を満たす場合は、凹凸のある二枚の基板間に接
着剤を塗布して圧着する場合、凸部同士の間にある接着
剤だけが働いて接着作用と導通効果を示すが、圧力が加
わらない部分の接着剤は第1および第2のマイクロカプ
セルが壊れないため接着作用は生じない。
なお、第1表は第1のマイクロカプセルAと第2のマイ
クロカプセルBの粒径比B/Aと第2のマイクロカプセ
ルBの破壊度の関係を示しているが、接着が確実に行わ
れるためにはB/Aが〉lが必要となる。
なお、10程度と太き(なると硬化剤の量が多過ぎて特
性および取扱の面で適当ではなくなる。
第1表 〔実施例〕 試作例1: (第1のマイクロカプセルの製造例)水3
70 ml中にポリビニルアルコール20gと乳化剤2
gとを溶解させて水相を作った。
また、ジクロロエタン30−にビスマレイミド(以下略
してBMI)を7gとジアミノジフェニルメタン(以下
略してDDM)を4g溶解させ、これに粒径が0.3〜
0.5μmのAg粉を5gとチタネートカップリング剤
(品名KR−383.味の素@)を0.1gを加えて油
相を作った。
この油相に30分間に亙って超音波振動を加えて凝集し
ているAg粉を均一に分散させた。
次に、ホモジナイザを用い、水相を700Orpmで攪
拌しなから油相を徐々に滴下し、Ag粉の表面に油相が
存在するサスペンションを形成した。
このサスペンションをスリーワンモータで20゜rpm
で攪拌しながら、301nlの水にIgの触媒(ジアザ
ビシクロウンデセン)を溶解させたものを2時間かけて
滴下し、65℃に昇温しで4時間攪拌を続けることによ
りAg粉の表面でBMIとDDMとを反応させ、Ag粉
の表面に約0.1μmの厚さの殻を形成した。
試作例2: (第2のマイクロカプセルの製造例)ジク
ロロメタン30m1に過酸化ベンゾイル0.01gと硬
化剤としてアミン(品名HY−951,チバガイギ■)
をIgおよびメチルメタクリレート1gを加えて油相を
作った。
また、水200rrLlに乳化剤1gを加えて水相を作
った。
そして、ホモジナイザを用いて油相を4000 rpm
で攪拌しなから水相を徐々に滴下し、エマルジョンを形
成した。
このエマルジョンをスリーワンモータで12o rpm
で攪拌しながら、66℃に昇温し、7時間かけてその場
重合を行い、ポリメチルメタクリレート(略称PMMA
 )の中にジクロロエタンと硬化剤(アミン、品名)I
Y−951,チバガイギ■)を封入した。
次いで、ジクロロエタンを除去してアミンのみを封入し
、殻の厚さが0.5μmで平均粒径が3μmのマイクロ
カプセルを作った。
実施例1 第3図に示すように、100μm角の金属端子11を1
00μmの間隔で一列に埋め込んだ部材12を用意し、
また同形状の金属端子13を備えた基板14を準備した
一方、接着剤としては試作例1で形成した第1のマイク
ロカプセルを8g、また試作例2で形成した第2のマイ
クロカプセルを0.3gと接着樹脂(アラールダイトC
Y−230) 2 gを混練したものを用意した。
先ず、接着剤を金属端子13の並んだ基板14の上に塗
布した。
この状態では同図(A)に示すように接着剤は金属端子
13の上にも絶縁物15の上にもついており接着樹脂7
の中に第1のマイクロカプセル3と第2のマイクロカプ
セル6とが分散している。
(図では約l:1の量比で表したが第1のマイクロカプ
セルが遥かに多い。) 次に、部材を400 g/cm2の圧力を加え、暫時そ
のま\で放置した。
その結果、部材12の金属端子11と基板14の金属端
子13とは完全に導通状態であり、一方、金属端子11
と13の間は絶縁が保たれていた。
なお、同図(B)において、金属端子11と13の接合
面においては第2のマイクロカプセル6は破れ、また第
1のマイクロカプセル3も殻が破れ導電性微粒子lが露
出している状態を示している。
〔発明の効果〕
本発明の実施により、ビームリードタイプICのように
端子間の間隔が狭く、従来の導電性接着剤では絶縁が保
証できないような用途に対しでも導電性接着剤を使用す
ることか可能となり、これにより工程の短縮を達成する
ことができる。
である。
図において、 lは導電性微粒子、    2と5は殻、3は第1のマ
イクロカプセル、 4は硬化剤、 6は第2のマイクロカプセル、 7は接着樹脂、 である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理図、 第2図は導電性微粒子が接続している状態を示す平面図 第3図は実施例1を説明する断面図、 :E−妃8月O斤理図 午 図 傷嘴謬71生航行J 力\ 1匁統 し 71・ 6 
ド(態、ち仁ブ仁−す−riO巴]笑尤ずケ1]乞設唱
」5前面図 バ2   つ   −

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)導電性微粒子の表面を樹脂よりなる殻で被覆した
    第1のマイクロカプセルと該カプセルよりも粒径が大き
    く、硬化剤を樹脂よりなる殻中に封入して形成した第2
    のマイクロカプセルとを接着樹脂中に均一に分散させて
    なることを特徴とするマイクロカプセル型導電性接着剤
  2. (2)請求項1記載の第1のマイクロカプセルを構成す
    る殻の厚さが1μm以下で粒径が50μm以下であるマ
    イクロカプセル型導電性接着剤。
  3. (3)請求項1記載のマイクロカプセル型導電性接着剤
    を接着すべき第1の物体上に塗布し、該物体に第2の物
    体を圧接することにより、前記導電性接着剤を構成する
    第1のマイクロカプセルおよび第2のマイクロカプセル
    とが圧壊し、導電性微粒子が相互に接触すると共に、第
    2のマイクロカプセルに含まれる硬化剤と接着樹脂とが
    反応して硬化することを特徴とする接着方法。
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