JPH07105725A

JPH07105725A - 異方導電性接着剤

Info

Publication number: JPH07105725A
Application number: JP24947193A
Authority: JP
Inventors: Yuko Okada; 田裕宏岡
Original assignee: Soken Kagaku KK
Current assignee: Soken Kagaku KK
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明の異方導電性接着剤は、それぞれの表
面に電気的接続部が設けられた少なくとも２枚の基板
を、導電性金属粒子が絶縁性接着剤成分中に分散されて
いる接着剤を介して、この電気的接続部が対面するよう
に配置して熱圧着することにより、それぞれの基板の電
気的接続部を加圧方向にのみ電気的に導通させる異方導
電性接着剤であって、この導電性金属粒子の表面に、こ
の粒子の表面積の０.１〜９９.９％を被覆する絶縁層が
形成されている。【効果】本発明の接着剤を用いることにより、過酷な
環境で使用されても短絡が発生しにくい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は配線パターンが形成された
複数の基板を、それぞれの配線パターンが導通するよう
に接着する異方導電性接着剤およびこの異方導電性接着
に配合するのに適した被覆粒子に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景】表面に配線パターンが形成された
配線基板を、その配線パターンが対面した状態で接着
し、同一基板の配線パターン間は絶縁すると共に、対面
する配線パターン間での電気導通性を確保しするための
接着剤として異方導電性接着剤が知られている。このよ
うな異方導電性接着剤は、導電性粒子が、熱接着性およ
び電気絶縁性を有する接着性成分中に導電性粒子が分散
した接着剤である（特開昭62-206772号、同62-40183号
および同62-40184号公報参照）。この異方導電性接着剤
を二枚の配線基板の間に挟んで加熱加圧すると、配線パ
ターンが形成された部分の絶縁性接着剤は横方向に移動
してこの配線パターンは導電性粒子で電気的に接続され
るので、異なる基板間での電気的接続を確保することが
できる。

【０００３】しかしながら、これらの異方導電性接着剤
は、導電性粒子として金属粒子等を使用しているため、
同一基板上で隣接する配線パターンの間にこれらの粒子
が入り込むと、隣接する配線パターンが短絡することが
あり、こうした短絡は誤作動等の原因となっている。

【０００４】こうした不都合を解消すべく、導電性粒子
の表面に絶縁性層を設け、絶縁性接着成分中に分散され
た状態では絶縁性を示すが、加熱圧着する際に、配線パ
ターン間に挟持されて加圧されるとこの絶縁性層が破壊
されて導電性が回復するようにした導電性粒子を用いた
異方導電性接着剤が提案されている（例えば、特開昭62
-40183号、同62-76215号、同62-176139号等の公報参
照）。また、本願出願人も、樹脂芯材と、この樹脂芯材
上に形成された金属層と、この金属層上にドライブレン
ド法により形成された樹脂層からなる粒子が特定の絶縁
性接着剤中に分散された異方導電性接着剤について出願
し（特願平2-232671号）、既に公開されている（特開平
4-115407号）。

【０００５】このように最外層に絶縁層を形成すること
により、配線パターンで挟持された部分にある粒子は、
圧着することにより最外層が破壊され、導電性を有する
ようになり、他方、配線パターンが形成されていない部
分では、粒子が加圧されないので絶縁層である最外層が
破壊されることがなく、従ってこの部分では粒子は絶縁
性のままである。

【０００６】このような粒子における最外層は、粒子が
本質的に有している導電性という特性を、導電性物質が
露出しないように被覆することにより、絶縁性に変える
という作用を有しており、加熱あるいは加圧しない状態
では、粒子の導電性物質を完全に覆うように形成され
る。例えば、特開昭62-176139号公報には、こうした絶
縁性の最外層（表面層）を形成する方法として、コアセ
ルベーション法、界面重合法、insitu重合法、液中硬化
被覆法などの化学的製法、スプレードライング法、気中
懸濁被覆法、真空蒸着法、静電的合体法、溶融分散冷却
法、無機質カプセル化法等の物理機械的製法、界面沈澱
法などの物理化学的製法が例示されている。上記のよう
な製法で絶縁性の最外層（表面層）を通常の状態で形成
すると、粒子の表面に欠陥のない均一な層が形成され
る。そして、上述したような従来の技術においては、導
電性の粒子の表面に層を形成することにより、絶縁性に
するためにこの表面層を形成しているのであるから、当
然、この絶縁性の最外層（表面層）は均一で欠陥のない
ように製造される。そして、このような均一で欠陥のな
い最外層を有する粒子を用いることにより、短絡等のな
い良好な異方導電性を示す接着剤が得られていたのであ
る。

【０００７】このように従来上記のような異方導電性接
着剤が使用されるような電子部品は、室温付近の穏和な
条件で使用されるのが一般的であり、こうした穏和な条
件で使用する限りでは、上述の異方導電性接着剤は良好
な特性を示し、導通不良等は殆ど発生しない。

【０００８】ところが、昨今では極めて多種多様な用途
に高度な電子部品が使用され、最近では例えば１００℃
程度の高温条件および６０℃９０％ＲＨ程度の高温高湿
条件での使用に耐えるような特性を有する電子部品が要
求されるようになってきている。

【０００９】このような極めて苛酷な条件で上述のよう
な従来の異方導電性接着剤を使用すると、良好な初期導
通性は得られるけれども、この導通性が経時的に低下す
る傾向があり、長期的な導通信頼性に欠けるという問題
がある。

【００１０】なお、粒子の最外層である絶縁層を熱圧着
の際の加熱によって硬化が進行するような熱硬化性樹脂
で形成すると、上述したような経時的な導通性の低下は
ある程度低減されるものの、この絶縁層の経時的な硬化
反応に伴って、異方導電性接着剤自体の貯蔵安定性が低
下し、必ずしも良好な導通性が得られないという新たな
問題が生ずる。

【００１１】

【発明の目的】本発明は、高温高湿条件においても、圧
力方向への良好な導通性と非圧力方向への良好な絶縁性
を長期間にわたり同時に満足する異方導電性接着剤を提
供することを目的としている。

【００１２】

【発明の概要】本発明の被覆粒子は、それぞれの表面に
電気的接続部が設けられた少なくとも２枚の基板を、導
電性金属粒子が絶縁性接着剤成分中に分散されている接
着剤を介して、該電気的接続部が対面するように配置し
て熱圧着することにより、それぞれの基板の電気的接続
部を加圧方向にのみ電気的に導通させる異方導電性接着
剤であって、該導電性金属粒子の表面に、該微粒子の表
面積の０.１〜９９.９％を被覆する絶縁層が形成されて
いることを特徴としている。

【００１３】本発明の異方導電性接着剤中に含有される
導電性金属粒子には、金属粒子の表面に絶縁層が不連続
に形成されているので、高温条件、高温高湿条件で長期
間使用されても絶縁層を形成する樹脂が、導電性層と配
線パターンとの間に侵入して導通性を低下させることが
なく、また万一隣接する粒子が接触しても金属の接触は
殆ど起こり得ないので短絡などが発生することがない。

【００１４】

【発明の具体的説明】次に本発明の異方導電性接着剤に
ついて具体的に説明する。本発明の異方導電性接着剤
は、絶縁性接着剤成分と、この絶縁性接着成分中に分散
された導電性金属粒子とからなる。

【００１５】図１にこの導電性金属粒子の断面構造を模
式的に示す。図１に示すように本発明で使用される導電
性金属粒子５は、金属粒子１と、この金属粒子１の表面
を不連続に被覆する絶縁層３とからなる。

【００１６】この金属粒子は、通常１〜４８μｍ、好ま
しくは２〜２０μｍ、さらに好ましくは５〜１０μｍの
平均粒子径を有している。この金属粒子１は通常は１０
⁰Ω以下、好ましくは１０^-1Ω以下の電気抵抗値を示す
導電性金属、これらの金属を含有する合金、導電性セラ
ミック、導電性金属酸化物またはその他の導電性材料か
ら形成することができる。

【００１７】導電性金属の例としては、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓ
ｂ、Ｕ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｃａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、
Ｓｅ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｔｈ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｂｅおよ
びＭｇを挙げることができる。また上記金属は単独で用
いてもよいし、２種類以上を用いてもよく、さらに他の
元素、化合物（例えばハンダ）等を添加してもよい。導
電性セラミックの例としては、ＶＯ₂、Ｒｕ₂Ｏ、Ｓｉ
Ｃ、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｎ、ＺｒＮ、ＮｂＮ、ＶＮ、ＴｉＢ
₂、ＺｒＢ、ＨｆＢ₂、ＴａＢ₂、ＭｏＢ₂、ＣｒＢ ₂、Ｂ₄
Ｃ、ＭｏＢ、ＺｒＣ、ＶＣおよびＴｉＣを挙げることが
できる。また、上記以外の導電性材料としてカーボンお
よびグラファイトのような炭素粒子、ならびにＩＴＯ等
を挙げることができる。

【００１８】本発明で使用される導電性金属粒子５は、
上記のような金属粒子１の表面を不完全に被覆する絶縁
層３を有する。すなわち、図１に示すように金属粒子１
の表面がこの絶縁層３で部分的に被覆されており、この
粒子５の表面には導電性材料が露出した部分４を有す
る。そして、この絶縁層３は、金属粒子１の表面積の
０.１〜９９.９％を被覆している。従って金属粒子１の
表面の０.１〜９９.９％は被覆されずに露出しており、
このような量で金属粒子１表面を被覆すると、加熱下に
配線パターンによって挟持されて横方向に移動した絶縁
層３を形成する樹脂が高温高湿条件下における使用時に
も配線パターンと金属粒子との間に侵入して導通を遮断
することがない（絶縁層形成成分の逆流による導通不良
がない）。しかもそれぞれの粒子では、不連続に形成さ
れた絶縁層３が邪魔して隣接する粒子５が相互に接触す
ることは殆ど起こらないので、配線パターンによって挟
持されていない部分の粒子は実質的に絶縁性である。従
って、加熱下に加圧接着する際の加圧方向以外の方向に
ある配線パターン間では短絡等が発生することはない。
そして、本発明では、絶縁層３による金属粒子１の被覆
率を１０〜９５％にすることが好ましい。このような被
覆率で金属粒子１の表面を被覆することにより、高温高
湿条件のように苛酷な条件で電子部品を使用しても、絶
縁層形成成分の逆流による導通不良がより発生しにくく
なると共に、粒子相互間の絶縁性も良好になる。

【００１９】このような絶縁層３は絶縁性無機材料また
は絶縁性樹脂等で形成することができるが、特に絶縁性
樹脂で形成することが好ましい。この絶縁性樹脂の例と
しては、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ア
リル樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹
脂、ポリアミド-イミド樹脂、ポリイミド樹脂およびフ
ッ素樹脂（テフロン^TM）等の熱硬化性樹脂；ポリエチレ
ン樹脂、ポリプロピレン樹脂およびポリブチレン樹脂な
どのポリオレフィン樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸樹
脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-スチレン-ブ
タジエン樹脂、ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹
脂、アイオノマー樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポ
リフェニルオキシド樹脂、ポリウレタン樹脂およびフッ
化アルキリデン樹脂等の熱可塑性樹脂を使用することが
できる。また、上記の他エチルセルロース樹脂および酢
酸セルロースなどの天然樹脂系の高分子化合物も使用す
ることができる。これらは単独であるいは組み合わせて
使用することができる。

【００２０】これらの樹脂の中でも、フッ化ビニリデン
樹脂が好ましい。金属粒子１の表面に不連続に絶縁層３
を形成する方法としては、コアセルベーション法、界面
重合法、insitu重合法および液中硬化被覆法等の化学的
方法、スプレードライング法、気中懸濁被覆法、真空蒸
着被覆法、ドライブレンド法、静電的合体法、融解分散
冷却法および無機質カプセル化法等の物理機械的方法、
界面沈澱法等の物理化学的方法を利用することができ
る。これらの中でも物理機械的方法が好ましく、さらに
ドライブレンド法（例:ハイブリダイゼーションシステ
ムを用いた被覆方法）が特に好ましい。

【００２１】上記のような方法で不連続な絶縁層を形成
するには、絶縁材料の使用量を通常よりも少なくする方
法、処理温度を通常よりも低く設定する方法、処理時間
を通常よりも短縮する方法などが利用できる。

【００２２】例えば、ハイブリダイゼーションシステム
によりポリフッ化ビニリデンからなる不連続な絶縁層を
形成する方法の例を示すと、金属粒子１００重量部に対
して２〜８重量部のポリフッ化ビニリデンを用い、８０
〜９５℃の温度で２〜４分間処理する。この処理温度は
連続的な被覆層を形成する場合の通常の温度よりも５〜
２０℃低い温度であり、また処理時間も連続的な被覆層
を形成する処理時間の２／５〜４／５程度である。

【００２３】上記のような条件で処理することにより、
通常は被覆率１０〜９５％程度の粒子が得られる。そし
て、処理時間、処理温度、ポリフッ化ビニリデンの量な
どの処理条件を変えることにより、この被覆率を変える
ことができる。

【００２４】なお、ハイブリダイゼーションシステム以
外の処理方法を利用する場合でも、上記の場合に準じて
その処理条件を変えることにより不連続な絶縁層を形成
することができる。

【００２５】本発明の異方導電性接着剤では、上記のよ
うな粒子が絶縁性接着剤成分中に分散されている。ここ
で絶縁性接着剤成分としては、（メタ）アクリル酸エス
テル系の接着剤が好ましく用いられる。

【００２６】さらに、（メタ）アクリル酸エステル系の
接着剤成分を含むアクリル系樹脂成分と熱硬化性樹脂成
分（すなわち熱硬化樹脂前駆体）とから形成される接着
剤が特に好ましい。

【００２７】ここでアクリル系樹脂成分の例としては、
（メタ）アクリル酸エステルと、これと共重合可能な反
応性二重結合を有する化合物との共重合体を挙げること
ができる。ここで使用される（メタ）アクリル酸エステ
ルの例としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル
（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレ
ート、ブチル（メタ）アクリレート、2-エチルヘキシル
（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレー
ト、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル
（メタ）アクリレート、2-ヒドロキシエチル（メタ）ア
クリレート、2-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、クロロ-2-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレー
ト、ジエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、
メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキシエチル
（メタ）アクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）
アクリレートおよびグリシジル（メタ）アクリレートを
挙げることができる。

【００２８】上記のような（メタ）アクリル酸エステル
と共重合可能な反応性二重結合を有する化合物の例とし
ては、不飽和カルボン酸モノマー、スチレン系モノマー
およびビニル系モノマー等を挙げることができる。

【００２９】ここで不飽和カルボン酸モノマーの例とし
ては、アクリル酸、（メタ）アクリル酸、α-エチルア
クリル酸、クロトン酸、α-メチルクロトン酸、α-エチ
ルクロトン酸、イソクロトン酸、チグリン酸およびウン
ゲリカ酸などの付加重合性不飽和脂肪族モノカルボン
酸；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン
酸、メサコン酸、グルタコン酸およびジヒドロムコン酸
などの付加重合性不飽和脂肪族ジカルボン酸を挙げるこ
とができる。

【００３０】また、スチレン系モノマーの例としては、
スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメ
チルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、ト
リエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレ
ン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレンおよびオクチ
ルスチレン等のアルキルスチレン；フロロスチレン、ク
ロロスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレンおよ
びヨードスチレンなどのハロゲン化スチレン；さらに、
ニトロスチレン、アセチルスチレンおよびメトキシスチ
レンを挙げることができる。

【００３１】また、ビニル系モノマーの例としては、ビ
ニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾー
ル、ジビニルベンゼン、酢酸ビニルおよびアクリロニト
リル；ブタジエン、イソプレンおよびクロロプレン等の
共役ジエンモノマー；塩化ビニルおよび臭化ビニル等の
ハロゲン化ビニル；塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニ
リデンを挙げることができる。

【００３２】アクリル系樹脂成分は、通常は、上記の
（メタ）アクリル酸エステルを６０〜９０重量部、これ
以外のモノマーを１０〜４０重量部の量で重合させて製
造される。

【００３３】このようなアクリル系樹脂成分は、通常の
方法により製造することができる。例えば上記単量体を
有機溶剤に溶解または分散させ、この溶液または分散液
を窒素ガスのような不活性ガス置換された反応器中で反
応させることにより製造することができる。ここで使用
される有機溶媒の例としては、トルエンおよびキシレン
等の芳香族炭化水素類、n-ヘキサン等の脂肪族炭化水素
類、酢酸エチルおよび酢酸ブチル等のエステル類、n-プ
ロピルアルコールおよびi-プロピルアルコール等の脂肪
族アルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトンおよびシクロヘキサノン等のケトン類を挙げる
ことができる。上記反応で有機溶媒は樹脂形成成分１０
０重量部に対して、通常は、１００〜２５０重量部の量
で使用される。

【００３４】この反応は、重合開始剤の存在下に加熱す
ることにより行われる。ここで使用される反応開始剤の
例としては、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイル
パーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイドおよび
クメンハイドロパーオキサイド等を挙げることができ
る。この重合開始剤は、樹脂形成成分１００重量部に対
して通常は０.０１〜５重量部の量で使用される。

【００３５】上記のような有機溶剤中における重合反応
は、反応液を通常は６０〜７５℃に加熱し、通常は２〜
１０時間、好ましくは４〜８時間行われる。こうして製
造されたアクリル系樹脂は、反応溶剤から分離して使用
することもできるが、生成した樹脂を有機溶剤に溶解ま
たは分散させた状態で使用することが好ましい。

【００３６】上記のようなアクリル系樹脂成分と共に接
着剤を形成する熱硬化樹脂前駆体は、接着の際の加熱に
よって、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、
アリル樹脂、フラン樹脂、熱硬化性ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂、熱硬化性シリコーン樹脂、熱硬化性ポリ
アミド樹脂、ポリアミド-イミド樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリウレタン樹脂、熱硬化性フッ素樹脂および熱硬
化性ポリオレフィン樹脂等の熱硬化性樹脂を形成し得る
成分である。具体的には、比較的低分子量のポリエステ
ルとポリイソシアネート硬化剤とによりポリウレタン樹
脂を形成させることができ、エポキシ樹脂前駆体とメラ
ミン系硬化剤とによりエポキシ樹脂を形成させることが
でき、またフェノールとホルムアルデヒドと金属キレー
ト系硬化剤とからフェノール樹脂を形成されることがで
きる。さらに、多価アルコールと多塩基酸とから熱硬化
性樹脂であるポリエステル樹脂が形成され、オルガノポ
リシロキサン初期縮合物と有機酸の金属塩とから熱硬化
性樹脂であるシリコーン樹脂が形成され、ジアミンと二
塩基酸とから熱硬化性樹脂であるポリアミド樹脂が形成
され、さらにトリフルオルクロルエチレンとフッ化ビニ
リデンとから熱硬化性樹脂であるフッ素樹脂が形成され
る。

【００３７】上記のような熱硬化性樹脂を形成する成分
として、例えばエポキシ樹脂前駆体としては、ビスフェ
ノールＡ、エピクロロヒドリン型のエポキシ樹脂前駆
体、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエ
チレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジ
グリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテ
ル、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリ
メチロールプロパントリグリシジルエーテル、ジグリシ
ジルアニリン、ジグリシジルアミン、N,N,N',N'-テトラ
グリシジル-m-キシレンジアミンおよび1,3-ビス(N,N'-
ジグリシジルアミノメチル)シクロヘキサンを挙げるこ
とができる。

【００３８】また、硬化剤について具体的に示すと、ポ
リイソシアネート硬化剤の例としては、トリレンジイソ
シアネート、水素化トリレンジイソシアネート、トリメ
チロールプロパンのトリレンジイソシアネートアダク
ト、メチロールプロパンのキシリレンジイソシアネート
アダクト、トリフェニルメタントリイソシアネート、メ
チレンビス(4-フェニルメタン)トリイソシアネート、イ
ソホロンジイソシアネートおよびこれらのケトオキシム
ブロック物またはフェノールブロック物を挙げることが
でき、金属キレート化合物の例としては、アルミニウ
ム、鉄、銅、亜鉛、スズ、チタン、ニッケル、アンチモ
ン、マグネシウム、バナジウム、クロムおよびジルコニ
ウム等の多価金属のアセチルアセトンやアセト酢酸エス
テル配位化合物を挙げることができ、さらに、メラミン
系硬化剤の例としてはブチルエーテル化スチロールメラ
ミンおよびトリメチロールメラミンを挙げることがで
き、またメラミン系以外にも、イミダゾール系硬化剤、
ジシアンジアミド等の硬化助剤の添加も有効である。

【００３９】熱硬化性樹脂前駆体は、アクリル系樹脂成
分１００重量部に対して１〜２００重量部の量で用いら
れる。また硬化成分は、熱硬化性樹脂の使用量によって
異なるが、通常は接着剤中の樹脂成分１００重量部に対
して１〜５重量部の量で用いられる。なお、熱硬化性樹
脂前駆体の硬化剤は、種類によっては、この接着剤のポ
ットライフを短くすることがあるので、このような場合
には、本発明の異方導電性接着剤を使用する直前にこの
硬化剤を混合することが好ましい。

【００４０】本発明の異方導電性接着剤では、表面に不
連続な絶縁層が形成された金属粒子が上記の接着剤中に
分散されており、この粒子は、接着剤（例:アクリル系
樹脂成分と熱硬化性樹脂前駆体との合計）１００重量部
に対して、通常は５〜１５重量部の量で配合されてい
る。

【００４１】さらに、この異方導電性接着剤には、フィ
ラーを配合することが好ましい。ここでフィラーとして
は絶縁性の無機粒子を使用することができ、この例とし
ては、酸化チタン、二酸化珪素、炭酸カルシウム、リン
酸カルシウム、酸化アルミニウムおよび三酸化アンチモ
ンを挙げることができる。この絶縁性無機粒子は、通常
は０.０１〜５μｍの平均粒子径を有している。この絶
縁性無機粒子は単独であるいは組み合わせて使用するこ
とができる。

【００４２】この絶縁性無機粒子は、接着剤中の樹脂成
分１００重量部に対して、通常は１.０〜５０.０重量
部、好ましくは５.０〜２５.０重量部の量で使用され
る。フィラーとしてこのような絶縁性無機粒子を上記の
量で配合することにより、絶縁性接着剤成分の流動性を
調整することができ、従って接着後に加熱してもこの絶
縁性接着剤が逆流して導通性を阻害することが少なくな
る。また、接着の際にプリント基板の端部からの接着剤
のはみ出しを防止することができる。

【００４３】本発明の異方導電性接着剤は、上記各成分
を混合することにより製造することができる。本発明の
異方導電性接着剤は、シート状およびペイスト状など種
々の形態で使用することができる。

【００４４】例えば本発明の異方導電性接着剤をシート
状にするには、例えば、ナイフコーター、コンマコータ
ー、リバースロールコーターおよびグラビアコーター等
を使用することができる。

【００４５】図２にシート状にした本発明の異方導電性
接着剤を用いた基板の接着方法を模式的に示す。図２の
［ａ］図に示すように、表面に配線パターン１９ａ,１
９ｂが形成された二枚の基板１８ａ,１８ｂを、この間
に配線パターン１９ａ,１９ｂが対面するように配置
し、この配線パターン１９ａ,１９ｂの間にシート状に
成形された本発明の異方導電性接着剤１７（異方導電性
接着剤シート）を挟み込む。この異方導電性接着剤シー
ト１７は、絶縁性樹脂からなる接着成分２１中に、樹脂
芯材表面に形成された金属粒子表面に不連続な絶縁層が
形成された粒子１５およびフィラー１６が分散されてい
る。

【００４６】このように異方導電性接着剤シート１７が
配置された基板１８ａ,１８ｂを、加熱下に、［ａ］図
に示す矢印方向に加圧して接着すると、配線パターン１
９ａ,１９ｂの間にある粒子１５が最も高い圧力を受
け、この粒子１５の表面に形成された不連続な絶縁層は
破壊されて配線パターンの形成されていない部分、すな
わち加圧方向と直角の横方向に余剰の接着剤成分と共に
押し出され、配線パターン１９ａと配線パターン１９ｂ
は導通する。そして、不連続な絶縁層はこうした加熱下
の加圧により、不連続部分から破壊されることが多く、
従って本発明によれば配線パターンで挟持された部分に
ある粒子の表面から絶縁層が容易に除去されて、このよ
うな粒子１５ａは良好な導電性を有するようになる。他
方、配線パターンが形成されていない部分にある粒子１
５ｂにはこうした圧力がかからないので、良好な絶縁性
を示す。

【００４７】このようにして初期の導通状態が確保され
た接着基板を、穏和な条件で使用してもこの導通性は低
下することは殆どないが、高温条件下、または、高温高
湿条件下等の苛酷な条件で使用すると、初期に確保され
た良好な導通状態が低下することがある。この原因につ
いて検討したところ、加熱下に圧着すると、配線パター
ン１９ａ,１９ｂによって加圧された接着剤２１および
粒子１５ａの表面を不連続に被覆していた絶縁性樹脂が
配線パターン１９ａ,１９ｂの脇で盛り上がり２０を形
成する。高温条件下または高温高湿条件下等の苛酷な条
件で使用すると、この盛り上がり２０の部分を形成する
樹脂が軟化して配線パターン１９ａ,１９ｂと粒子１５
ａとの間に逆流して配線パターン１９ａ,１９ｂと粒子
１５ａとの間に絶縁層を形成することがあり、こうした
絶縁層の形成により導通性が低下するのである。また、
接着剤層の流動性も上がるため、本来接合・固定されて
いなければいけない配線間のズレや浮きが発生し、導通
性が低下する。

【００４８】この盛り上がり２０を形成する成分を分析
してみると、粒子１５の絶縁層を形成していた絶縁性樹
脂が相当量含まれており、異方導電性接着剤シートを形
成する絶縁性接着剤はある程度の流動性を有することか
ら、粒子１５の絶縁層を形成する樹脂の量を低減すれ
ば、このような盛り上がり２０は形成され難くなる。そ
こで、本発明では粒子１５の表面の絶縁層を形成する樹
脂量をこの粒子が加圧されない状態で絶縁性を維持でき
るまで低減し、こうした盛り上がり２０の形成を抑制し
ているのである。

【００４９】従って本発明の異方導電性接着剤を使用す
ることにより、高温条件下または高温高湿条件下といっ
た苛酷な条件での使用によっても初期に確保された良好
な導通性が低下することがないのである。

【００５０】上記は本発明の異方導電性接着剤をシート
状にして使用する態様を示したが、本発明の異方導電性
接着剤が適当な溶剤を含有することにより、ペイスト状
で使用することもできる。このペイスト状の異方導電性
接着剤は、例えばスクリーンコーター等を利用して基板
上に塗布して上記と同様にして使用することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の異方導電性接着剤は、金属粒子
の表面を不連続な絶縁層で被覆した粒子が絶縁性接着剤
中に分散しているので、加熱圧着により良好な初期導通
性を得られると共に、接着された基板を苛酷な条件で使
用しても良好な初期導通性が低下しにくい。

【００５２】また、金属粒子表面に適当な被覆率で樹脂
層が形成されているため、金属間での凝集もなく、さら
に接着剤層との親和性も向上し接着剤中の金属粒子の分
散が容易になる。

【００５３】

【実施例】次に本発明の異方導電性接着剤について実施
例を示して説明するが、本発明はこれら実施例により限
定的に解釈されるものではない。

【００５４】なお、本発明において、初期導通性、耐湿
導通性、絶縁性、接着性および粒子の被覆率は以下に記
載する方法により測定した。図３に示すように、２００
μｍのピッチに銅箔を配置した厚さ５０μｍのポリイミ
ドフィルムと、２００μｍのピッチにＩＴＯをスパッタ
リングしたガラス板とを、厚さ２５μｍの異方導電性接
着剤シートを挟んで２００℃に加熱しながら所定の圧力
で加圧してポリイミドフィルムとガラス板とを接着し
た。

【００５５】これを４０℃で２日間放置下後、上下電極
の間の抵抗値（初期導通性）、耐湿後の導電性（耐湿導
通性）、左右の電極間の絶縁性（絶縁性）および１０mm
幅での９０度接着強度（接着性）を測定した。

【００５６】なお、耐湿導通性は、試料を６０℃、９０
％ＲＨの条件で１４日間放置した後測定した。また、粒
子における絶縁層の被覆率は、１０〜１００個の粒子に
ついて、走査型電子顕微鏡（５００〜５０００倍）で観
察して被覆されている部分と被覆されていない部分との
面積を測定し平均値を被覆率として表した。

【００５７】

【実施例１】接着剤の製造攪拌機、温度計、窒素ガス吹き込み口および還流冷却装
置を備えたガラス製反応容器に、キシレン２００重量
部、メチルメタクリレート７０重量部、ブチルアクリレ
ート２５重量部およびアクリル酸５重量部を仕込んだ。

【００５８】この液に、アゾビスイソブチロニトリル１
重量部を加えて攪拌を開始した。次いで、このガラス製
反応器内に窒素ガスを導入して反応器内の空気を窒素ガ
スで置換した後、反応液を６６℃に加熱して１０時間重
合を行いアクリル系接着成分２８６重量部を得た（樹脂
濃度:３３.３％）。

【００５９】このアクリル系接着成分１００重量部（樹
脂成分:３３.３重量部）にポリエステル樹脂１５０重量
部を加えて混合し絶縁性接着剤を得た。導電材料の製造平均粒子径が１０.２μｍのニッケル粒子を用意し、こ
のニッケル粒子１００重量部にポリスチレン樹脂４重量
部を配合し、これをハイブリダイゼーションシステムに
導入して８５℃の温度で２.５分間処理することにより
ニッケル粒子上にポリスチレン樹脂からなる不連続絶縁
層が形成された粒子１０１重量部を得た。

【００６０】この粒子の電子顕微鏡写真（５００〜５０
００倍）を撮り、これを目視により観察してスチレン樹
脂がニッケル粒子の表面を不連続に被覆していることを
確認した。このスチレン樹脂による被覆率は５８％であ
った。

【００６１】異方導電性接着剤シートの製造上記のようにして製造した接着剤、導電材料、トリメチ
ロールメラミン、シリカ粉末（平均粒子経:１μｍ、以
下同様）を下記に示す組成で混合し、この混合物を塗布
乾燥して厚さ２５μｍの異方導電性接着剤シートを製造
した。

【００６２】スチレン被覆粒子・・・・・・・・・・・・９重量部接着剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・１００重量部トリレンジイソシアネート・・・・４重量部シリカ粉末・・・・・・・・・・・・・・・２０重量部得られた異方導電性接着剤シートについて初期導通性、
耐湿導通性、絶縁性および接着性を測定した。結果を表
１に示す。

【００６３】

【比較例１】接着剤の製造攪拌機、温度計、窒素ガス吹き込み口および還流冷却装
置を備えたガラス製反応容器に、キシレン２００重量
部、メチルメタクリレート７０重量部、ブチルアクリレ
ート２５重量部およびアクリル酸５重量部を仕込んだ。

【００６４】この液に、アゾビスイソブチロニトリル１
重量部を加えて攪拌を開始した。次いで、このガラス製
反応器内に窒素ガスを導入して反応器内の空気を窒素ガ
スで置換した後、反応液を６６℃に加熱して１０時間重
合を行いアクリル系接着成分２８６重量部を得た（樹脂
濃度:３３.３％）。

【００６５】このアクリル系接着成分１００重量部（樹
脂成分:３３.３重量部）にポリエステル樹脂１５０重量
部を加えて混合し絶縁性接着剤を得た。導電材料の製造平均粒子径が１０.２μｍのニッケル粒子を用意し、こ
のニッケル粒子１００重量部にポリスチレン樹脂４重量
部を配合し、これをハイブリダイゼーションシステムに
導入して１００℃の温度で５分間処理することによりニ
ッケル粒子上にポリスチレン樹脂からなる連続絶縁層が
形成された粒子１００重量部を得た。

【００６６】この粒子の電子顕微鏡写真（５００〜５０
００倍）を撮り、これを目視により観察してスチレン樹
脂がニッケル粒子の表面を完全に被覆していることを確
認した。このスチレン樹脂による被覆率は１００％であ
った。

【００６７】異方導電性接着剤シートの製造上記のようにして製造した接着剤、導電材料、トリメチ
ロールメラミン、シリカ粉末（平均粒子経:１μｍ、以
下同様）を下記に示す組成で混合し、この混合物を塗布
乾燥して厚さ２５μｍの異方導電性接着剤シートを製造
した。

【００６８】スチレン被覆粒子・・・・・・・・・・・・９重量部接着剤・・・・・・・・・・・・・・・・・・１００重量部トリレンジイソシアネート・・・・４重量部シリカ粉末・・・・・・・・・・・・・・・２０重量部得られた異方導電性接着剤シートについて初期導通性、
耐湿導通性、絶縁性および接着性を測定した。結果を表
１に示す。

【００６９】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明で使用される導電性金属粒子の
断面構造を模式的に示す図である。

【図２】図２は本発明の異方導電性接着剤を用いた基
板の接着の態様を示す例である。

【図３】図３は本発明の実施例で基板の中心部および
基板の端部における抵抗値の測定方法を示す模式図であ
る

【符号の簡単な説明】

１・・・金属粒子３・・・絶縁層４・・・金属が露出した部分５・・・導電性金属粒子１５・・・導電性金属粒子１５ａ・・・絶縁層が破壊された粒子１５ｂ・・・絶縁層が破壊されずに非導電性を有する粒子１６・・・フィラー１７・・・異方導電性接着剤シート１８ａ,１８ｂ・・・基板１９ａ,１９ｂ・・・配線パターン２０・・・樹脂の盛り上がり２１・・・絶縁性接着剤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれの表面に電気的接続部が設けら
れた少なくとも２枚の基板を、導電性金属粒子が絶縁性
接着剤成分中に分散されている接着剤を介して、該電気
的接続部が対面するように配置して熱圧着することによ
り、それぞれの基板の電気的接続部を加圧方向にのみ電
気的に導通させる異方導電性接着剤であって、該導電性金属粒子の表面に、該粒子の表面積の０.１〜
９９.９％を被覆する絶縁層が形成されていることを特
徴とする異方導電性接着剤。
【請求項２】前記絶縁層が導電性金属粒子の表面積の
１０〜９５％を被覆していることを特徴とする請求項第
１項記載の異方導電性接着剤。
【請求項３】前記導電性金属粒子が、電気抵抗値１０
⁰Ω以下の導電性の金属、合金、セラミックまたは導電
性金属酸化物からなることを特徴とする請求項第１項記
載の異方導電性接着剤。
【請求項４】前記絶縁性接着剤成分が、（メタ）アク
リル酸エステル系重合体と、該重合体１００重量部に対
して１〜２００重量部の熱硬化性樹脂成分とを含有する
ことを特徴とする請求項第１項記載の異方導電性接着
剤。
【請求項５】前記（メタ）アクリル酸エステル系重合
体が、炭素原子数１〜４のアルキル基を有する（メタ）
アクリル酸エステルと該（メタ）アクリル酸エステルに
共重合可能な反応性二重結合を有する化合物との共重合
体であることを特徴とする請求項第４項記載の異方導電
性接着剤。
【請求項６】前記異方導電性接着剤がテープ状の形状
を有することを特徴とする請求項第１項記載の異方導電
性接着剤。