JPH07179832A - 導電性接着剤 - Google Patents
導電性接着剤Info
- Publication number
- JPH07179832A JPH07179832A JP32869693A JP32869693A JPH07179832A JP H07179832 A JPH07179832 A JP H07179832A JP 32869693 A JP32869693 A JP 32869693A JP 32869693 A JP32869693 A JP 32869693A JP H07179832 A JPH07179832 A JP H07179832A
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- JP
- Japan
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- conductive
- adhesive
- metal layer
- filler
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
Landscapes
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】導電性フィラーどうしを機械的にも結合可能と
することで、接着構造における導電性フィラーの鎖状連
結構造を長期間維持可能とする。 【構成】有機バインダ１と、有機バインダ１中に分散さ
れた導電性フィラー２とからなる導電性接着剤におい
て、導電性フィラー２は、導電性の基材２０と、基材２
０表面全体に被覆され有機バインダ１の硬化温度近傍で
溶融する導電性金属層２１と、よりなることを特徴とす
る。導電性金属層２１が溶融することでフィラー２どう
しが接合され、かつ導電性金属層２１の金属と電極３の
金属とが金属間化合物を形成することで接合されるの
で、フィラー２と電極３とで形成される鎖状連結構造が
強固となり接着構造における導電性の耐久性が向上す
る。
することで、接着構造における導電性フィラーの鎖状連
結構造を長期間維持可能とする。 【構成】有機バインダ１と、有機バインダ１中に分散さ
れた導電性フィラー２とからなる導電性接着剤におい
て、導電性フィラー２は、導電性の基材２０と、基材２
０表面全体に被覆され有機バインダ１の硬化温度近傍で
溶融する導電性金属層２１と、よりなることを特徴とす
る。導電性金属層２１が溶融することでフィラー２どう
しが接合され、かつ導電性金属層２１の金属と電極３の
金属とが金属間化合物を形成することで接合されるの
で、フィラー２と電極３とで形成される鎖状連結構造が
強固となり接着構造における導電性の耐久性が向上す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気回路基板に電気部
品を接合する場合などに用いられる導電性接着剤に関す
る。
品を接合する場合などに用いられる導電性接着剤に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】導電性接着剤としては、有機バインダに
導電性フィラーを分散させたものが一般に用いられてい
る。有機バインダは導電性フィラーを電極と密着させる
とともにフィラーどうしを鎖状に連結した状態で保持固
定するためのものであり、一般的にエポキシ樹脂などの
熱硬化性樹脂が用いられている。また導電性フィラー
は、上記のように鎖状に連結して対向する電極の間に導
電経路を形成するものであり、フレーク状の銀粒子が一
般に用いられている。
導電性フィラーを分散させたものが一般に用いられてい
る。有機バインダは導電性フィラーを電極と密着させる
とともにフィラーどうしを鎖状に連結した状態で保持固
定するためのものであり、一般的にエポキシ樹脂などの
熱硬化性樹脂が用いられている。また導電性フィラー
は、上記のように鎖状に連結して対向する電極の間に導
電経路を形成するものであり、フレーク状の銀粒子が一
般に用いられている。
【０００３】この導電性接着剤には、液状として塗布を
容易とするために一般に有機溶剤が添加されている。そ
して有機バインダの硬化前においては、導電性フィラー
は有機溶剤に溶解した有機バインダ中にそれぞれ独立し
て存在し、互いの連続した接触がなく略絶縁状態であ
る。しかし加熱圧着により有機バインダが硬化すると、
有機溶剤の離脱あるいは硬化反応による硬化凝集によ
り、導電性フィラーは互いに鎖状に連結して導電経路を
形成するため導電性が得られるのである。
容易とするために一般に有機溶剤が添加されている。そ
して有機バインダの硬化前においては、導電性フィラー
は有機溶剤に溶解した有機バインダ中にそれぞれ独立し
て存在し、互いの連続した接触がなく略絶縁状態であ
る。しかし加熱圧着により有機バインダが硬化すると、
有機溶剤の離脱あるいは硬化反応による硬化凝集によ
り、導電性フィラーは互いに鎖状に連結して導電経路を
形成するため導電性が得られるのである。
【０００４】ところで導電性フィラーは、銀などの金属
から形成されている。そのため有機バインダとの比重差
が大きく、接着剤中での導電性フィラーの沈降による不
均一さが問題となる場合がある。そこで特開昭６２−２
４３６６８号公報には、プラスチックやゴムなどの弾性
体表面に導電性金属酸化物皮膜を形成した導電性フィラ
ーを用いた導電性接着剤が開示されている。このような
構成とすれば、導電性フィラーの比重が有機バインダと
ほぼ等しくなるため沈降が防止される。
から形成されている。そのため有機バインダとの比重差
が大きく、接着剤中での導電性フィラーの沈降による不
均一さが問題となる場合がある。そこで特開昭６２−２
４３６６８号公報には、プラスチックやゴムなどの弾性
体表面に導電性金属酸化物皮膜を形成した導電性フィラ
ーを用いた導電性接着剤が開示されている。このような
構成とすれば、導電性フィラーの比重が有機バインダと
ほぼ等しくなるため沈降が防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】有機バインダと導電性
フィラーとからなる導電性接着剤では、接着された電極
間の電気的接続信頼性は有機バインダの接合信頼性に大
きく依存している。ところが従来の導電性接着剤による
接着構造では、温度変化などによる環境ストレスや経時
における有機バインダの劣化などにより、接合強度が低
下したり導電性フィラーの鎖状連結が破壊され、その結
果電極間の電気抵抗値が増大するという不具合が生じる
場合があった。
フィラーとからなる導電性接着剤では、接着された電極
間の電気的接続信頼性は有機バインダの接合信頼性に大
きく依存している。ところが従来の導電性接着剤による
接着構造では、温度変化などによる環境ストレスや経時
における有機バインダの劣化などにより、接合強度が低
下したり導電性フィラーの鎖状連結が破壊され、その結
果電極間の電気抵抗値が増大するという不具合が生じる
場合があった。
【０００６】また特開昭６２−２４３６６８号公報に記
載のように、弾性体からなる導電性フィラーを用いる
と、有機バインダの劣化による柔軟性の低下は導電性フ
ィラーの弾性で補われるものの、導電性フィラー自身の
変形により鎖状連結が破壊される恐れがある。本発明は
上記事情に鑑みてなされたものであり、導電性フィラー
どうしを機械的にも結合可能とすることで、接着構造に
おける導電性フィラーの鎖状連結構造を長期間維持可能
な導電性接着剤とすることを目的とする。
載のように、弾性体からなる導電性フィラーを用いる
と、有機バインダの劣化による柔軟性の低下は導電性フ
ィラーの弾性で補われるものの、導電性フィラー自身の
変形により鎖状連結が破壊される恐れがある。本発明は
上記事情に鑑みてなされたものであり、導電性フィラー
どうしを機械的にも結合可能とすることで、接着構造に
おける導電性フィラーの鎖状連結構造を長期間維持可能
な導電性接着剤とすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の導電性接着剤は、有機バインダと、有機バインダ中
に分散された導電性フィラーとからなる導電性接着剤に
おいて、導電性フィラーは、導電性の基材と、基材表面
全体に被覆され有機バインダの硬化温度近傍で溶融する
導電性金属層と、よりなることを特徴とする。
明の導電性接着剤は、有機バインダと、有機バインダ中
に分散された導電性フィラーとからなる導電性接着剤に
おいて、導電性フィラーは、導電性の基材と、基材表面
全体に被覆され有機バインダの硬化温度近傍で溶融する
導電性金属層と、よりなることを特徴とする。
【０００８】また上記導電性接着剤の作用効果を一層確
実に発現させる第２の発明の導電性接着剤は、上記構成
に加えて、導電性フィラーは基材と導電性金属層との間
に介在され溶融した導電性金属層の金属が基材へ拡散す
るのを防止する拡散防止層をもつことを特徴とする。
実に発現させる第２の発明の導電性接着剤は、上記構成
に加えて、導電性フィラーは基材と導電性金属層との間
に介在され溶融した導電性金属層の金属が基材へ拡散す
るのを防止する拡散防止層をもつことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の第１発明の導電性接着剤では、接着時
に有機バインダを硬化させる為の加熱の際に導電性金属
層が溶融するので、隣接する導電性フィラどうしは互い
に溶着して鎖状に連結される。また電極との接着界面で
は、導電性金属層は溶融して電極金属と金属間化合物を
形成して強固に結合される。したがって対向する電極の
間に形成される導電性フィラーによる鎖状連結構造は、
金属どうしの溶融接合により機械的及び電気的に強固に
接続される。
に有機バインダを硬化させる為の加熱の際に導電性金属
層が溶融するので、隣接する導電性フィラどうしは互い
に溶着して鎖状に連結される。また電極との接着界面で
は、導電性金属層は溶融して電極金属と金属間化合物を
形成して強固に結合される。したがって対向する電極の
間に形成される導電性フィラーによる鎖状連結構造は、
金属どうしの溶融接合により機械的及び電気的に強固に
接続される。
【００１０】また本発明の第２発明の導電性接着剤で
は、導電性フィラーは基材と導電性金属層との間に拡散
防止層をもつので、導電性金属層の金属が基材中に拡散
するのが防止される。したがって基材の導電性が変化す
ることなく、また導電性金属層の溶融による接合性が変
動するのも防止され、接着性能が一層安定する。
は、導電性フィラーは基材と導電性金属層との間に拡散
防止層をもつので、導電性金属層の金属が基材中に拡散
するのが防止される。したがって基材の導電性が変化す
ることなく、また導電性金属層の溶融による接合性が変
動するのも防止され、接着性能が一層安定する。
【００１１】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （実施例１）図１及び図２に本発明の一実施例の導電性
接着剤により互いに対向する一対の電極３，３’を接着
した状態の模式図を示す。本実施例の導電性接着剤は、
有機バインダとしてのエポキシ樹脂１と、エポキシ樹脂
１に分散された導電性フィラー２とから構成されてい
る。
接着剤により互いに対向する一対の電極３，３’を接着
した状態の模式図を示す。本実施例の導電性接着剤は、
有機バインダとしてのエポキシ樹脂１と、エポキシ樹脂
１に分散された導電性フィラー２とから構成されてい
る。
【００１２】導電性フィラー２は図１に示すように、銀
からなるフレーク状の基材２０と、基材２０の全表面に
被覆された錫合金からなる導電性金属層２１と、から構
成されている。この導電性フィラー２は、基材２０表面
に湿式メッキあるいは真空蒸着法などの乾式メッキによ
り導電性金属層２１を形成することで容易に製造するこ
とができる。
からなるフレーク状の基材２０と、基材２０の全表面に
被覆された錫合金からなる導電性金属層２１と、から構
成されている。この導電性フィラー２は、基材２０表面
に湿式メッキあるいは真空蒸着法などの乾式メッキによ
り導電性金属層２１を形成することで容易に製造するこ
とができる。
【００１３】導電性フィラー２の含有量は７０〜９０重
量％（体積比２０〜５０％）が望ましい。７０重量％以
下では鎖状連結が得られず導電性が不安定であり、９０
重量％以上になるとバインダの減少により導電性が不安
定となる。また導電性フィラー２の粒径は、１０μｍ以
下の粒子が適当に分布した最密充填の状態が最も好まし
い。またその形状は球状、フレーク状、樹枝状、針状、
偏平状などの種々のものを用いることができるが、球状
の点接触よりもフレーク状の面接触となる形状を選択す
るのが望ましい。
量％（体積比２０〜５０％）が望ましい。７０重量％以
下では鎖状連結が得られず導電性が不安定であり、９０
重量％以上になるとバインダの減少により導電性が不安
定となる。また導電性フィラー２の粒径は、１０μｍ以
下の粒子が適当に分布した最密充填の状態が最も好まし
い。またその形状は球状、フレーク状、樹枝状、針状、
偏平状などの種々のものを用いることができるが、球状
の点接触よりもフレーク状の面接触となる形状を選択す
るのが望ましい。
【００１４】本実施例の導電性接着剤を用いて一対の電
極３，３’を接着するには、電極３，３’の接合面にそ
れぞれ導電性接着剤を適量塗布して重ね合わせる。この
状態では図２に示すように導電性フィラー２はそれぞれ
独立して存在し、互いの連続した接触はない。次に両電
極３，３’を互いに近接させた状態で、導電性金属層２
２の種類に応じて１００〜１５０℃で３０〜６０分間程
度加熱する。これによりバインダ１は硬化して体積収縮
するとともに、導電性フィラー２は図２に示すように鎖
状に連結される。そして導電性金属層２１が溶融するの
で、隣接する導電性フィラー２どうしは溶着し、電極
３，３’に接する導電性フィラー２は溶融した導電性金
属層２１と電極３，３’との間でＡｇ3 Ｓｎなどの金属
間化合物が形成され一体的に接合される。
極３，３’を接着するには、電極３，３’の接合面にそ
れぞれ導電性接着剤を適量塗布して重ね合わせる。この
状態では図２に示すように導電性フィラー２はそれぞれ
独立して存在し、互いの連続した接触はない。次に両電
極３，３’を互いに近接させた状態で、導電性金属層２
２の種類に応じて１００〜１５０℃で３０〜６０分間程
度加熱する。これによりバインダ１は硬化して体積収縮
するとともに、導電性フィラー２は図２に示すように鎖
状に連結される。そして導電性金属層２１が溶融するの
で、隣接する導電性フィラー２どうしは溶着し、電極
３，３’に接する導電性フィラー２は溶融した導電性金
属層２１と電極３，３’との間でＡｇ3 Ｓｎなどの金属
間化合物が形成され一体的に接合される。
【００１５】これにより機械的にも結合した強固な鎖状
連結構造が形成され、安定して耐久性に優れた導電性が
確保される。なお、導電性金属層２１を構成する合金の
組成（重量％）と、その溶融温度を表１に示す。
連結構造が形成され、安定して耐久性に優れた導電性が
確保される。なお、導電性金属層２１を構成する合金の
組成（重量％）と、その溶融温度を表１に示す。
【００１６】
【表１】 表１のように、Ｂｉ−Ｓｎ−Ｐｂ系合金やＢｉ−Ｓｎ系
合金は溶融温度がエポキシ樹脂の硬化温度に近く、エポ
キシ樹脂の硬化温度で溶融するように錫合金の組成を選
択して用いることができる。また錫は銅、銀、金などの
電極用金属と金属間化合物を形成し易いので、導電性金
属層２１の材質として特に好ましい。
合金は溶融温度がエポキシ樹脂の硬化温度に近く、エポ
キシ樹脂の硬化温度で溶融するように錫合金の組成を選
択して用いることができる。また錫は銅、銀、金などの
電極用金属と金属間化合物を形成し易いので、導電性金
属層２１の材質として特に好ましい。
【００１７】また、従来のように銀単体の導電性フィラ
ーを用いると、湿度環境によりマイグレーションが生じ
てリークやショートが生じる可能性もあったが、本実施
例のように導電性金属層２１で被覆することによりその
ような不具合も防止でき、信頼性が一層向上する。さら
に、導電性金属層２１に錫合金を用いているので、錫単
独の場合に懸念されるウィスカの発生もなく信頼性が高
い。 （実施例２）本実施例の導電性接着剤の図１相当の図を
図３に示す。本実施例では、基材２０と導電性金属層２
１との間にニッケルからなる拡散防止層２２が介在して
いること以外は実施例１と同様の構成である。
ーを用いると、湿度環境によりマイグレーションが生じ
てリークやショートが生じる可能性もあったが、本実施
例のように導電性金属層２１で被覆することによりその
ような不具合も防止でき、信頼性が一層向上する。さら
に、導電性金属層２１に錫合金を用いているので、錫単
独の場合に懸念されるウィスカの発生もなく信頼性が高
い。 （実施例２）本実施例の導電性接着剤の図１相当の図を
図３に示す。本実施例では、基材２０と導電性金属層２
１との間にニッケルからなる拡散防止層２２が介在して
いること以外は実施例１と同様の構成である。
【００１８】本実施例の導電性接着剤は、基材２０に表
面に先ず無電解Ｎｉメッキにより拡散防止層２２を形成
し、次いで実施例１と同様に導電性金属層２１を形成す
ることで容易に製造することができる。本実施例の導電
性接着剤は、実施例１と同様の作用効果を奏するととも
に、拡散防止層２２の存在により導電性金属層２１が溶
融した際に錫成分が基材２０に拡散するのが防止されて
いる。したがって基材２０及び導電性金属層２１の組成
の変動が防止され、接着性能と導電性が一層安定する。
面に先ず無電解Ｎｉメッキにより拡散防止層２２を形成
し、次いで実施例１と同様に導電性金属層２１を形成す
ることで容易に製造することができる。本実施例の導電
性接着剤は、実施例１と同様の作用効果を奏するととも
に、拡散防止層２２の存在により導電性金属層２１が溶
融した際に錫成分が基材２０に拡散するのが防止されて
いる。したがって基材２０及び導電性金属層２１の組成
の変動が防止され、接着性能と導電性が一層安定する。
【００１９】
【発明の効果】すなわち本発明の導電性接着剤によれ
ば、導電性フィラーどうし及び導電性フィラーと電極と
は、金属どうしの溶融接合あるいは金属間化合物として
接合されるため、導電性フィラーによる鎖状連結構造の
強度が高い。したがって温度変化などによる環境ストレ
スや経時における有機バインダの劣化などが生じても、
導電性フィラーの鎖状連結が破壊されるのが防止され、
電極間の電気抵抗値が長期間安定するので信頼性が格段
に向上する。
ば、導電性フィラーどうし及び導電性フィラーと電極と
は、金属どうしの溶融接合あるいは金属間化合物として
接合されるため、導電性フィラーによる鎖状連結構造の
強度が高い。したがって温度変化などによる環境ストレ
スや経時における有機バインダの劣化などが生じても、
導電性フィラーの鎖状連結が破壊されるのが防止され、
電極間の電気抵抗値が長期間安定するので信頼性が格段
に向上する。
【００２０】また導電性フィラーが基材と導電性金属層
との間に拡散防止層をもてば、導電性金属層の金属が基
材中に拡散するのが防止される。したがって基材の導電
性が変化することなく、また導電性金属層の溶融による
接合性が変動するのも防止され、接着性能が一層安定す
る。
との間に拡散防止層をもてば、導電性金属層の金属が基
材中に拡散するのが防止される。したがって基材の導電
性が変化することなく、また導電性金属層の溶融による
接合性が変動するのも防止され、接着性能が一層安定す
る。
【図１】本発明の一実施例の導電性接着剤を用いて接着
した状態の模式的断面図である。
した状態の模式的断面図である。
【図２】本発明の一実施例の導電性接着剤の接着機構の
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の第２の実施例の導電性接着剤を用いて
接着した状態の模式的断面図である。
接着した状態の模式的断面図である。
１：有機バインダ ２：導電性フィラー
３：電極 ２０：基材 ２１：導電性金属層 ２
２：拡散防止層
３：電極 ２０：基材 ２１：導電性金属層 ２
２：拡散防止層
Claims (2)
- 【請求項１】 有機バインダと、該有機バインダ中に分
散された導電性フィラーとからなる導電性接着剤におい
て、 前記導電性フィラーは、導電性の基材と、該基材表面全
体に被覆され前記有機バインダの硬化温度近傍で溶融す
る導電性金属層と、よりなることを特徴とする導電性接
着剤。 - 【請求項２】有機バインダと、該有機バインダ中に分散
された導電性フィラーとからなる導電性接着剤におい
て、 前記導電性フィラーは、導電性の基材と、該基材表面全
体に被覆され前記有機バインダの硬化温度近傍で溶融す
る導電性金属層と、該基材と該導電性金属層との間に介
在され溶融した該導電性金属層の金属が該基材へ拡散す
るのを防止する拡散防止層と、よりなることを特徴とす
る導電性接着剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32869693A JPH07179832A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 導電性接着剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32869693A JPH07179832A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 導電性接着剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07179832A true JPH07179832A (ja) | 1995-07-18 |
Family
ID=18213155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32869693A Pending JPH07179832A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | 導電性接着剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07179832A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6803116B2 (en) | 2000-08-09 | 2004-10-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of bonding a conductive adhesive and an electrode, and a bonded electrode obtained thereby |
| US6926955B2 (en) | 2002-02-08 | 2005-08-09 | Intel Corporation | Phase change material containing fusible particles as thermally conductive filler |
| JP2005276873A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Tatsuta System Electronics Kk | プリント配線板用シールドフィルム及びその製造方法 |
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| JP2006297602A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Tatsuta System Electronics Kk | 回路形成用材料と、この回路形成用材料を用いた回路基板及びその製造方法 |
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| CN110828026A (zh) * | 2018-08-09 | 2020-02-21 | 3M创新有限公司 | 导电粘合剂膜及其制备方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP32869693A patent/JPH07179832A/ja active Pending
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