JPH0773740A - 異方導電接続用組成物 - Google Patents
異方導電接続用組成物Info
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- JPH0773740A JPH0773740A JP6072268A JP7226894A JPH0773740A JP H0773740 A JPH0773740 A JP H0773740A JP 6072268 A JP6072268 A JP 6072268A JP 7226894 A JP7226894 A JP 7226894A JP H0773740 A JPH0773740 A JP H0773740A
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Abstract
成分を少量含有する、表面に銀を高濃度に含有する導電
粉末に有機バインダーを混合してなる異方導電接続用組
成物及び異方導電接続用フィルム。 【効果】 耐酸化性はもちろん、ファインピッチ電極間
での耐銀マイグレーション性に優れ、ファインピッチで
も電流密度が充分に得られる異方導電接続用組成物を提
供する。
Description
異方導電接続用組成物及び該組成物を用いてなる異方導
電体に関するものであり、駆動IC回路を有するフレキ
シブルフィルムを取付端子電極に直接ボンデイング(例
えばTAB(TAPED AUTOMATEDBONDING))してなる液晶
パネル、液晶テレビ、液晶ビデオカメラ、サーマルヘッ
ド、太陽電池、電卓、ファミリーコンピューター、ハイ
ブリッドIC導体回路基板、プリント回路基板、低温焼
成用多層基板の外層チップ実装、フレキシブルプリント
基板の導体回路基板との接続などに応用できる。
ラー化が進む中で、駆動用IC回路のパネルへの接続が
重要な因子になってきている。従来から、プリント配線
板や液晶パネル電極に、絶縁フィルム上にICあるいは
LSI実装され形成された導体回路(例えばTAB(ta
pe automated bonding))を接続する場合、絶縁フィル
ム上の接続電極(TABフィルム外部接続リード)をは
んだ付けにより直接接続する方法とか、導電粒子を有機
バインダーに分散させた異方導電接続用組成物のペース
ト状又はフィルム状のもので接続する方法がある。
ら数十μmのポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン等の樹脂粒子の表面に金あるいはニッケルをメッキ
した粒子等(例えば、特開平3ー129607号公報、
特開平4ー242010号公報)や、はんだ粉末、ニッ
ケル粉末が用いられてきた。有機バインダーとしては、
エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、スチレンブタジエン樹
脂、ブチラール樹脂など公知の熱硬化型あるいは熱可塑
性樹脂が用いられてきた。
については、接続される電極を含む基板上あるいは接続
電極を含む絶縁フィルム上にスクリーン印刷などの印刷
方法で塗布する。さらに、絶縁フィルム上接続電極(あ
るいは基板電極)を対向するように位置合わせして加
圧、加熱する。そのため、絶縁フィルム上接続電極、対
向する基板電極間に存在する導電粒子のうち、絶縁フィ
ルム上接続電極と接続される基板電極に両接点を有する
ものが生じ、接続電極と対向基板電極間方向にのみ電気
的接続が得られるものである。
(以下、異方導電接続用フィルムと称す。)の場合に
は、厚さが10〜40μmで、幅2〜3mm、長さ数m
から数十mの有機バインダー中に導電粒子を分散させた
フィルム形態のものが一般的に公知である。異方導電接
続用フィルムによる接続は、例えば液晶パネルの場合に
は、液晶パネル側の取り出し電極(数本〜数十本ライン
/mm:<ピッチ数百μm)上に異方導電接続用フィル
ムを貼り合わせ、50〜120℃程度の温度、0.1〜
7MPa程度の圧力で軽く接着させる。この時、異方導
電接続用フィルムに取扱い易いためにガイドとしてテト
ラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエチレンテレフタレート等のガイドテープを異方性
導電接続用フィルムに貼り併せあるいは硬化しておき、
液晶パネル側あるいはフレキシブル絶縁フィルム側に接
着後ガイドテープをはぎ取ることも行われている。
IC回路の乗った絶縁フィルム(例えばポリイミドフィ
ルム)の接続電極を対向のパネル電極(基板電極)に向
かうように位置合わせして押さえつけ、50〜230℃
程度の温度で0.1〜18MPa程度の圧力で接続す
る。この場合、絶縁フィルムの接続電極と液晶パネル電
極(基板電極)間に存在する異方導電接続用フィルム中
の導電粒子が絶縁フィルムの接続電極とパネル電極と両
方に接点を有し(変形するものもある)、絶縁フィルム
上回路と液晶パネル間に電気的接続を確保するものであ
る。この時、隣合う基板電極あるいは接続電極同士での
電気的接続は無いように異方導電接続用フィルム中の導
電粒子量、粒子径などをコントロールして作製されてい
る。かりに、隣合う電極同士での電気的接続があると液
晶素子(液晶マトリックス)が作動しなくなったり、誤
表示をしたりするからである。
は、ITO電極(インジウムーすず酸化物)などがあ
り、ガラス基板上に塗布あるいはスパッタ、蒸着により
作製されたものが公知である。また、絶縁フィルムの接
続電極としては、アルミニウム、すずめっき銅などが主
に用いられている。
用いられてきた粒子は以下の問題点を含んでいる。金メ
ッキ樹脂粒子、ニッケルメッキ樹脂粒子などのメッキ粒
子を用いた場合には、基板電極と絶縁フィルム接続電極
間で加圧されたときに、メッキされた金属成分の金、ニ
ッケルが樹脂粒子表面から剥がれ落ちることが生じる。
圧力がかかった時に粒子のうち変形するものが多くある
が、特に、金メッキ層、ニッケルメッキ層の剥がれ落ち
がひどくなり電極間での導通の確保が困難になる。ま
た、メッキの場合には、完全に樹脂粒子表面を覆うこと
が困難であることから不良な電極が発生したり、異方導
電接続用組成物のフィルムの作製に際し、有機バインダ
ー中に分散させる時に粒子の表面からメッキが剥がれて
しまう問題も抱えている。
極間のファインピッチ化の流れの中で、接続電極と基板
電極間に存在する導電粒子の数が少なくなり、導電性が
樹脂粒子表面のメッキ金属成分しかなく充分な導電性が
確保できないことにある。また、公知金属あるいは合金
導電粒子を用いる場合には、ニッケル、はんだ粉末など
が公知であるが、ニッケルの場合には、ニッケル表面に
酸化ニッケルの絶縁膜を作り易く接点の抵抗値が高い。
また、加圧した場合にも金属粒子が変形しにくく電極と
の接点の面積がとりにくい。はんだ粉を用いた場合に
は、変形はしやすく接点も取れ易いが、スズの酸化物が
表面にできやすく接点抵抗が増加する。
が悪く、電極間の抵抗値が増加する。銀粉を用いた場合
には、隣合う電極間が数十μmと狭くなると銀のマイグ
レーションの問題が生じ、隣合う電極間での短絡が起こ
りやすく、また銀は柔らかく、加熱加圧した場合には変
形がかえって起こりやすく接続抵抗が上昇する。
ある。 1.一般式Agx Cu1-x (ただし、0.001≦x≦
0.4、xは原子比)で表され、且つ、(1)及び
(2)の構造を有する平均粒子径2〜40μmである導
電粉末1重量部に対して、有機バインダー0.1〜20
0重量部含有することを特徴とする異方導電接続用組成
物。 (1)粒子表面の銀濃度が平均の銀濃度の2.1倍より
高く、且つ表面近傍で銀濃度が表面に向かって増加する
領域を有する。 (2)粒子表面にTi、Si成分から選ばれた1種以上
の成分を0.1〜10000ppm含有する。 2.導電粉末が、含有酸素量が1〜7000ppmで、
且つ平均粒子径±2μm粒子の含有率が50体積%以上
である上記1の異方導電接続用組成物。 3.上記1又は2の有機バインダーが熱硬化性樹脂、熱
可塑性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂及び光熱
硬化性樹脂から選ばれた1種類以上の樹脂を含有してな
る異方導電接続用組成物。 4.フィルム状であることを特徴とする上記1、2又は
3の異方導電接続用組成物。 5.上記1、2、3又は4の異方導電接続用組成物が、
フレキシブル絶縁フィルムの接続電極と接続される基板
電極の間に、該接続電極と該基板電極間方向にのみ電気
的接続を有するように配置されてなる異方導電体。 6.駆動用回路をフレキシブル絶縁フィルム上に有する
上記6の異方導電体を用いてなる液晶デスプレイ。 7.駆動用回路をフレキシブル絶縁フィルム上に有する
請求項6記載の異方導電体を用いてなるプリント回路基
板。
〜0.4(原子比)であるが、0.001未満であると
電極間での粉末の酸化による接点抵抗が増加しやすく、
0.4を越える場合には隣合う電極あるいは隣合う端子
間での銀のマイグレーションが起こり液晶マトリックス
中の不良となり易い。好ましくは、0.01〜0.35
である。
濃度が平均の銀濃度より高く、表面近傍で銀濃度が表面
に向かって増加する領域を有するが、表面の銀濃度が平
均の銀濃度より高いことで銅の耐酸化性、電極接点での
導電性を向上でき、また、銀濃度が表面近傍で濃度勾配
を有していることで、銀のマイグレーションを防止でき
る。表面の銀濃度が平均の銀濃度の2.1倍より高いこ
とが必要であり、2.2倍以上70倍以下が好ましく、
2.3倍以上40倍以下がさらに好ましい。
分光分析装置:XSAM800、KRATOS社製)を
用いて測定し、Cu2p、Ag3d電子のメインピーク
の面積値から求めた。測定条件を以下に示す。導電粉末
を試料台上に全面を覆うように導電性カーボン両面テー
プで接着し、以下の測定、エッチング条件で測定した。
測定、エッチングを5回繰り返し行い、最初の2回の測
定値の平均値を粉末表面の銀濃度Ag/(Ag+Cu)
(原子比)とした。 測定条件:マグネシウムKα線(電圧12keV 電流
10mA)、10-8torrアルゴン雰囲気 エッチング条件:アルゴンイオンガス 10-7torr 加
速電圧2keV 5分間平均の銀濃度Ag/(Ag+C
u)(原子比)は、ICP(高周波誘導結合型プラズマ
発光分析計:セイコー電子製、JY38P2)により求
めた。
2〜40μmであるが、平均粒子径が2μm未満である
と、接続端子と対向の基板上の電極間の両接点を有する
粒子の数が不足し、充分な導電性が得られない。平均粒
子径が40μmを超える場合には、接続端子と対向電極
間に存在する粒子が大きすぎて加圧加熱での接続で粒子
が大きく変形して隣の電極との電気的短絡を起こし易
い。好ましくは、2〜35μm、さらに好ましくは2〜
26μmである。
均粒子径±2μm以内の粒子の存在率が50体積%以上
であることが好ましい。50体積%未満であると、接続
端子と対向電極との間に入る粒子の大きさがまちまちで
接続端子と基板電極との組み合わせで導通不良な組み合
わせが生じてしまう。好ましくは55%以上、さらに好
ましくは70%以上である。
粒子の存在率の測定は、レーザー回折型測定装置ROD
OS SR型(SYMPATEC HELOS&ROD
OS)を用いて測定した。吹き出し圧力は、0.25M
Pa、サンプル量は0.1〜1gで行った。平均粒子径
は、体積積算の50%積算時の粒子径を用いた。存在率
は、平均粒子径から2μm低い値から平均粒子径から2
μm高い値までの間の粒子即ち平均粒子径±2μmの粉
末合計体積%を積算値より求めた。
るいは球状に近い形状のものが好ましい。ただし、不定
形の粉末も用いることもできる。例えば、鱗片状粉末や
樹枝状粉末も用いることができる。本発明の導電粉末
は、粉末含有酸素濃度が7000ppm以下1ppm以
上であることが好ましい。粉末含有酸素濃度は、EMG
A−650(堀場製作所製)で測定した値を用いた。測
定法はニッケル管に粉末サンプルを0.2〜0.4g充
填して用いた。粉末含有酸素濃度が7000ppmを超
える場合には、粉末の耐酸化性が悪いのと接点での導電
性が悪くなる。さらに好ましくは4000ppm以下1
0ppm以上であり、特に好ましくは2000ppm以
下10ppm以上である。
コンから選ばれた1種類以上の成分を0.1〜1000
0ppm含有することが必要である。本発明で用いるチ
タン成分というのは、チタン金属、チタン合金、チタン
化合物(有機チタン化合物、無機チタン化合物)として
存在するチタン成分の合計量を示すものである。中で
も、有機チタン化合物が好ましい。
−Ti−(R2 )3 (式中R1 は炭素数1〜4、好まし
くは炭素数1〜3のアルコキシ基、R2 は炭素数2〜2
0、好ましくは炭素数2〜18のカルボン酸エステルが
挙げられる。例えば、イソプロピルトリイソステアリル
チタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネー
ト、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェー
ト)チタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル
−アミノエチル)チタネート、テトラオクチルビス(ジ
トリデシルホスフェート)チタネート、テトラ(2,2
−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリデ
シル)ホスフェートチタネート、ビス(ジオクチルパイ
ロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス
(ジオクチルパイロフォスフェート)エチレンチタネー
ト、イソプロピルジメタアクリルイソステアロイルチタ
ネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタ
ネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)
チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネー
ト、テトロイソプロピルビス(ジオクチルホスフェー
ト)チタネートなどから選ばれた1種類以上である。
リコン化合物(有機シリコン化合物、無機シリコン化合
物)、シリコン酸化物等で存在するシリコン成分の合計
である。有機シリコン化合物としては、例えばシランカ
ップリング剤が挙げられるが、シランカップリング剤と
しては、分子中に2個以上の異なった反応基を持つ有機
シリコン単量体であり、これらの反応基の中一つは、ガ
ラス、金属、シリコンなどの無機質と化学結合する反応
基(メトキシ基、エトキシ基、シラノール基、ハライド
基、アルコキサイド基、アシロキシ基)、もう一つは、
種々の合成樹脂を構成する有機質材料と化学結合する反
応基(例えば、ビニール基、エポキシ基、メタアクリル
基、アミノ基、メルカプト基、ジアミノ基、脂肪族エポ
キシ基)を有するもので、例えば、ビニルトリクロロシ
ラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジクロ
ロシラン、γ−クロロプロピルジメトキシシラン、γ−
クロロプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)
−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−
アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グ
リシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリ
ロキシプロピルメチルジメトキシシランなどが挙げられ
るが限定するものではない。また、アルコキシシラン、
クロロシランなども用いることができる。
より出願されている特開平02−282401号公報に
開示されている方法で得られる粉末を用いて作製される
のが好ましい。特開平02−282401号公報の開示
内容によれば、不活性ガスアトマイズ法を用いるのが良
い。不活性ガスアトマイズ法としては、窒素、アルゴ
ン、ヘリウム、水素などのガスあるいは、これらから選
ばれた1種類以上の混合ガスを銅、銀の融液に対して断
熱膨張により発生した高速気流で噴出し、微粉末化する
ものである。断熱膨張前の圧力は5kg/cm2 G以上
が好ましく、さらに15kg/cm2 G以上が好まし
い。かかる組成の融液をアトマイズする際、1100℃
以上の温度であることが好ましい。アトマイズするとき
のガス/融液質量速度比は0.2以上が好ましい。
タン、有機シリコンを用いる場合には、有機チタン、有
機シリコンを有機溶剤に溶解あるいは分散させて得られ
た溶液中に、上記の不活性ガスアトマイズ法で得られた
粉末を浸漬し充分撹拌した後固液分離し、さらに乾燥し
て作製されるのが好ましい。チタン、シリコンの無機塩
を用いる場合には、無機塩を溶解する水溶液、有機溶剤
中に分散させて同様に固液分離、乾燥して作製される方
法もとることができる。
面に存在するのが好ましい。例えば、有機チタン化合物
として導電粉末表面に含有することで、有機バインダー
とのなじみが良くなり、そのため分散性が良くなる。結
果として、異方導電体を作製したときに隣の電極あるい
は隣の接続端子同士の導通がなく、各端子と電極との組
み合わせにおいて導電粉末が均一に存在するようになり
液晶マトリックス中に不良な箇所がなくなる。
以上を、前記に示される様に、0.1〜10000pp
m含有することが必要であるが、0.1ppm未満の場
合には、有機バインダー中の導電粉末の分散性が悪く異
方導電性フィルム中で粉末が凝集する。そのために、接
続端子と対向電極との間に粉末が均一存在する確立が低
く、10000ppmを超える場合には、チタン、シリ
コン成分の酸化で導電性がかえって悪くなり易い。好ま
しくは、0.5〜300ppmであり、より好ましくは
1〜100ppmである。
分含有量は、作製された導電粉末を濃硝酸に完全に溶解
し、ICP高周波誘導結合型プラズマ(セイコー電子工
業(株)製:JY38P2)で測定した値である。ま
た、本発明で使用される導電粉末は、抵抗値増加に影響
が無い程度であれば、Pb、Sn、Zn、B、Fe、I
n、Pd、Au、Pt、Re、C、Ni、Co、K、N
a、Mg、Pd、Al、Mn、Cr、P、Sm、Ndな
どの元素を導電粉末に対して、5重量%まで含有してい
ても構わない。
に対して、有機バインダー0.1〜200重量部含有し
てなる異方性導電接続用組成物を提供するものである
が、本発明で用いることができる有機バインダーは、熱
硬化型樹脂、光硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂、熱可塑
性樹脂、光熱硬化型から選ばれた1種類以上を用いるこ
とができる。
ゾール型フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン
樹脂、ノボラック型フェノール樹脂、ポリウレタン樹
脂、ポリイミド樹脂、熱硬化型アクリル樹脂などが挙げ
られる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型、
脂環式エポキシ、鎖状式エポキシ、エポキシアクリレー
ト、エポキシノボラック型、ビスフェーノールF型、ブ
ロム化ビスフェノールA型、脂肪酸変性エポキシ、ポリ
アルキレンエーテル型、ジグリシジルエステル型、異節
環型エポキシなどが挙げられる。また、必要に応じて、
公知の反応性希釈剤を用いることもできる。例えば、ジ
グリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジル
エーテル、1,3−ブタンジオールジグリシジルエーテ
ル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルなどを
混合して用いることもできる。必要に応じて、公知の硬
化剤を用いることができ、例えば、脂肪族ジアミン(エ
ポキシと脂肪族ポリアミン付加重合物)、ポリアミン及
び芳香族ジアミン(メタフェニレンジアミン、ジアミノ
ジフェニルメタン、ジアミノジフェニルサルフォン)、
酸無水物(メチルナジック酸無水物、ヘキサヒドロ酸無
水物、ピロメリット酸無水物、ルイス酸錯化合物)、コ
リア、フェノール、メラミン、フェノール系化合物、メ
ルカプタン系化合物が挙げられる。また、反応性促進剤
としては、三級アミン、アミン塩、イミダゾール系硬化
剤(2−エチル−4(5)−メチルイミダゾール、1−
シアノエチル−2−4(5)−メチルイミダゾール、2
−ヘプタデシルイミダゾール、2−メチルイミダゾール
アジン、2−ウンデシルイミダゾール、液状高活性イミ
ダゾール)がある。アミン系硬化剤にはカルボン酸化合
物が好ましい。ジシアンジアミド、ベンゾグアナミンな
どもある。
O)n−の構造式で表される樹脂である(式中、Rはメ
チルあるいはフェニル基を示す。)。フェノール樹脂と
しては、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェ
ノール樹脂を用いることができるが、レゾール型フェノ
ール樹脂としては、フェノールホルムアルデヒド型レゾ
ール樹脂、アルキルフェノールレゾール型、キシレン樹
脂変性レゾール型、ロジン変性フェノール樹脂などが挙
げられる。
ドやビスマレイド系樹脂、付加型ポリイミド樹脂が挙げ
られる。ポリウレタン樹脂としては、ウレタンを形成す
るウレタンプレポリマーを用いるのが好ましい。好まし
くは、末端活性イソシアネート基を活性水素化合物でブ
ロックしたブロックイソシアヌレートを主体に用いたも
のが好ましい。
樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹
脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フッソ樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエー
テルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリア
リレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリ
エチレンテレフタレト樹脂、ポリアミドイミド樹脂、変
性ポリフェニレンオキシド樹脂、AAS樹脂、AES樹
脂、ACS樹脂、AS樹脂などが挙げられる。
ー、光重合性モノマーを用い、必要に応じて、光開始
剤、光開始助剤を用いて硬化されるものである。光重合
性オリゴマーとしては、低分子量反応性分子(数百から
数千)で、ポリエステル、エポキシ、ウレタンなどの骨
格に官能基としてアクリル基、メタアクリル基が2つ以
上付加したものであり、例えば、エポキシアクリレー
ト、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレー
ト、ポリエーテルアクリレートが挙げられる。光重合性
モノマーとしては、アクリロイル基(CH2 =CHCO
−)またはメタアクリロ基(CH2 =C(CH3 )CO
−)を1分子当たり1個または2個以上持つものであ
り、1個持つ単官能(メタ)アクリレート、2個以上持
つ多官能(メタ)アクリレート、その他ビニル基(CH
2 =CH−)を持つものが好ましい。単官能アクリレー
トとしては、例えば、アリルアクリレート、アリルメタ
アクリレート、ベンジルアクリレート(メタ)、イソボ
ニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート(メ
タ)、N,Nージメチルアミノエチルアクリレート、グ
リシジルメタアクリレート、ラウリルアクリレート、ポ
リエチレンアクリレート90メタアクリレート、トリフ
ロロエチルメタアクリレートなどがある。多官能アクリ
レートとしては、例えば、1,4ブタンジオールジアク
リレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリ
コールアクリレート、ポリエチレングリコール400ジ
アクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレー
ト、ビスフェノールAジエトキシジアクリレート、テト
ラエチレングリコールジアクリレート、トリメチロール
プロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレートなどが挙げられる。ビニル基を有する反応
性モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルトルエ
ン、酢酸ビニル、Nービニルピロリドンなどが挙げられ
る。
ーとともに光開始剤を用いるが、紫外線を吸収してラジ
カルを発生しやすい物質が好ましく、アセトフェノン
系、チオキサントン系、ベンゾイン系、パーオキサイド
系の公知の物質を用いることができる。例えば、ジエト
キシアセトフェノン、4−フェノキシジクロロアセトフ
ェノン、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベン
ゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケター
ル、ベンゾフェノン、4−フェニルベンゾフェノン、ア
クリル化ベンゾフェノン、チオキサントン、2−エチル
アンスラキノンなどが挙げられる。また、光開始助剤と
しては、光開始助剤と用いると光開始剤単独よりも開始
反応が促進され、硬化反応を効率的にするものであり、
脂肪族、芳香族のアミンなどの公知の光開始助剤を使用
できる。例えば、トリエタノールアミン、N−メチルジ
エタノールアミン、ミヒラーケトン、4,4−ジエチル
アミノフェノンなどがある。
ば、高級脂肪酸、リノレン酸、パルミチン酸、オレイン
酸、ステアリン酸、リノール酸及びこれらの銅塩、ベン
ゾトリアゾール、トリルトリアゾール等のトリアゾール
化合物、重合燐酸塩、アルカノールアミン)、チキソ剤
分散剤(シランカップリング、アルミカップリング、ジ
ルコニウムカップリング剤)などを添加することもでき
る。また、公知の可塑剤を用いることもできる。この場
合、導電粉末100重量部に対して、0.0001〜1
5重量部添加して用いると効果がある。
スト状で絶縁フィルムあるいは被接続基板に塗布あるい
は印刷して用いる場合には、適当な溶剤あるいは希釈剤
を用いることもできる。これは、ペ−ストに充分な粘度
とチキソ性を与えるものである。溶剤は公知な溶剤で構
わないが、例えば、アセトン、トルエン、メチルエチル
ケトン、エチルアルコ−ル、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ、ヘキシルセロソルブ、フ
ェニルセロソルブ及びこれらのアセテート、メチルカル
ビト−ル、エチルカルビト−ル、ブチルカルビト−ル及
びこれらのアセテ−ト、ベンジルアルコール、酢酸ブチ
ル、酢酸メチル、酢酸エチル、トリメチルペンタンジオ
−ルモノイソブチレ−ト、トリメチルペンタンジオ−ル
モノNブチレ−ト、テルペノ−ル等があるがこれらに限
るものではない。
を用いるのが好ましい。例えば、ジグリシジルエ−テ
ル、エチレングリコ−ルジグリシジルエ−テル、1,3
ブタンジオ−ルジグリシジルエ−テル、ジエチレングリ
コ−ルジグリシジルエ−テルなどがあげられる。異方導
電接続用組成物のペ−スト状の塗布は、スクリ−ン法等
の公知な方法で接続電極を含む絶縁フィルムあるいは接
続される電極を含む基板上に印刷する。この時、印刷膜
厚は7〜50μmが好ましい。位置合わせして接合する
前に、溶剤を揮発させて置くのが好ましい。
(以下、異方導電接続用フィルムと称す。)の場合に
は、導電粉末が前記有機バインダー中に高分散状態で作
製されるのが好ましく、この異方導電接続用フィルムは
完全に乾燥あるいは硬化状態のものでも良いが、むしろ
半硬化状態のものがより好ましい。異方導電接続用フィ
ルムは、それ自身では導電性を有する必要は無くむしろ
絶縁性であるものが好ましい。即ち、フレキシブル絶縁
フィルムと基板との間にはさみ込み加圧、加熱すること
で電極と対向電極間方向にのみ導電性を発現させれば良
く、フィルム自身は導電性を有している必要はない。導
電性を有していると隣合う電極どうしでの短絡が生じて
しまう。
極の大きさ、数にもよるが、0.1〜2000mmの幅
が一般に用いられるが特に指定されるものではない。好
ましくは、0.2〜200mm、さらに好ましくは、
0.3〜50mmである。異方導電接続用フィルムの厚
さは、導電粉末が充分分散された状態が得られる厚さが
必要であり、3〜200μm程度のものが好ましい。異
方導電接続用フィルムの長さは、特に指定はなく、例え
ば数mから数十mの長さのフィルムを必要に応じて切断
して用いるのが好ましい。
絶縁フィルム上の接続電極と接続される基板電極とが接
続電極と対向基板電極方向にのみ電気的導通を得る異方
導電接続用組成物を提供するが、フレキシブル絶縁フィ
ルムとしては、公知のフレキシブル絶縁フィルムを用い
ることができる。例えば、ポリイミド、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリ
レート、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリエチレ
ン、アルミナ、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリスルフォン、ポリフェニレンエーテル、ポリ
エーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリア
リレート、テトラフルオロエチレン、エポキシ、チッ化
アルミニウムから選ばれた1種類以上からなるものを用
いることが好ましい。フレキシブル絶縁フィルムの形状
は、幅は特に用途に応じて適応されるが、厚さとして
は、5〜5000μmのものが好ましく、さらに5〜5
00μmが好ましく、5〜200μmのものが特に好ま
しい。
電極とは、フレキシブル絶縁フィルム上に直接あるいは
接着剤を介して導体回路、IC回路、LSIチップ実装
など公知の回路が形成されあるいは表面実装されている
ものの外部接続用導体部分あるいは被接続基板に電気的
接続する導体部分を意味するものである。フレキシブル
絶縁フィルム上には必要に応じて、コンデンサー、抵
抗、LSI、IC、MCMなどのチップ部品を実装した
ものでも良い。
は、銅、アルミニウム、すず、すずメッキ銅、すずメッ
キアルミニウム、金、銀、白金、パラジウム、銀−パラ
ジウム、すず−鉛、すず−鉛−ビスマス、金−白金、ニ
ッケル、金メッキニッケル、銅−銀合金、銀−白金、す
ず−鉛はんだメッキ銅、すずー鉛はんだメッキアルミニ
ウムから選ばれた1種以上であることを特徴とする。
きさにもよるが、6〜5000μm、好ましくは10〜
1000μm程度の幅あるいは径のもので良い。接続電
極の形状は、角、丸型、導体端子にこだわらない。接続
電極の厚さは、特に指定はないが、0.5〜200μm
程度が好ましい。フレキシブル絶縁フィルム上接続電極
が異方導電接続用組成物を介して電気的に接続される基
板上の接続用導体電極(基板電極)が、ITO(インジ
ウム−すず−酸化物)、酸化スズ、酸化インジウム、フ
ッソド−プ酸化すず、すずメッキ銅、銅、アルミニウ
ム、すず、銀、金、白金、金−白金、銀−白金、銀−パ
ラジウム、すず−鉛はんだメッキ銅、ニッケル、金メッ
キニッケル、銀メッキニッケル、銀−銅合金、銀メッキ
銅、すずメッキアルミニウム、すず−鉛はんだメッキア
ルミニウム、パラジウムから選ばれた1種類以上からな
ることを特徴とするが、基板電極の形状は、酸化物薄
膜、金属あるいは合金箔の状態が良い。液晶デスプレイ
用の基板電極としては、ITO(インジウム−すず−酸
化物)、酸化すず、酸化インジウムなどが好ましく、例
えば、スパッタリング、蒸着などの公知の方法で作製さ
れたもので良い。また、プリント回路基板の場合の基板
電極は、基板上に導体のエッチング、導電性ペースト印
刷等で回路形成する公知の方法で作製された基板電極で
構わない。基板電極の厚さは0.02〜1000μmの
程度が好ましく、0.09〜200μmがさらに好まし
く、0.1〜100μmが最も好ましい。形状は特に指
定しないが、大きさとしては、幅6〜1000μm程度
の電極が好ましい。電極間(ピッチ)は、6μm以上の
ものが良く、さらに10μm以上のものがより好まし
い。
知の基板で構わないが、ガラス、紙フェノール樹脂、ガ
ラスエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アルミナ、チッ化
アルミ、コ−ジェライト、ムライト、アモルファスシリ
コン、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アルミニウ
ム、ニッケル、カドミウム化合物、ほうろう、ポリアミ
ド樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレン
スルフィド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、テトラフル
オロエチレン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリ
アリレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポ
リエーテルエーテルケトン樹脂から選ばれた1種類以上
の硬質あるいはフレキシブルな基板が好ましい。
好ましい。ガラスとしては、公知のガラス材料が使用で
きるが、アルカリ亜鉛ホウケイ酸、ナトリウムホウケイ
酸、ソーダライム、低アルカリホウケイ酸、、バリウム
ホウケイ酸、ホウケイ酸、アルミノホウケイ酸、アルミ
ノケイ酸、96%ケイ酸、溶融石英ガラス、合成石英ガ
ラスなどから選ばれたガラスが好ましい。プリント回路
基板の場合には、紙フェノ−ル樹脂、ガラスエポキシ樹
脂、ポリイミド樹脂等が好ましい。
が好ましい。基板は多層で有っても良く、2〜20層ま
での基板で良い。本発明の異方導電接続用組成物のペー
スト状のものを塗布して用いる場合には、前記の通り、
スクリ−ン印刷やデスペンサ−の技術を用いて、基板電
極上に印刷塗布(電極部以外の部分も含む)しておく。
この時印刷あるいは塗布厚さは7〜50μm程度が良
い。溶剤あるいは揮発成分をふくむ場合には、充分に乾
燥させた後、フレキシブル絶縁フィルム上の接続電極を
位置合わせして50〜250℃程度の温度で0.1〜1
2MPa程度の圧力で加圧して接続する。
フレキシブル絶縁フィルム上の接続電極を接続される基
板電極に接続する方法としては、公知の方法で構わな
い。例えば、前記のとおり、基板の接続用電極上に異方
導電接続用フィルムをはりあわせる。必要に応じて、5
0〜120℃程度の低温度で0.1〜7MPa程度の圧
力で仮押さえする。その後、必要に応じて異方導電接続
用フィルムのガイドフィルム(例えば、テトラフルオロ
エチレン)を引き剥す。さらに、フレキシブル絶縁フィ
ルムの接続電極を位置合わせし、さらに、ヒートツール
を用いて60〜250℃程度の温度で、0.2〜15M
Pa程度で加圧、圧着する。圧力は、0.2〜10MP
a程度が好ましく、さらに、0.6〜5MPaが好まし
い。
ブル絶縁フィルム上接続電極と対向する基板電極の間に
存在する粒子の中、少なくとも両接点を有する粒子が存
在するが、加圧、加熱処理した場合に異方性導電体のか
かる組成の導電粒子が加圧時に多少変形するものがあっ
ても良く、例えば、球状粒子が変形することによって接
点での接触面積が大きく取れることにある。変形させる
場合には、接続電極と対向基板電極の距離にもよるが、
接続電極と対向基板電極の距離が一番近いところで0.
3μmまでに押しつぶすことができる。この時、押しつ
ぶれた粒子が横に広がり隣の電極に接点を有することの
ないようにする必要があり、隣の電極あるいは端子同士
のピッチ間によってコントロールされるのが良い。接続
電極と対向基板電極との距離は0.3μm以上30μm
以下好ましく、されに好ましくは1μm以上30μm以
下、特に好ましくは1μm以上25μm以下である。
は、フレキシブル絶縁フィルム上の接続電極と対向基板
電極間の長さとフレキシブル絶縁フィルムあるいは基板
と水平な方向)の粒子の最も長いところの長さの比(絶
縁フィルムあるいは基板と水平な方向/電極電極間)が
0.1〜30であることが好ましいが特に指定されるも
のではない。
の接続抵抗は、100Ω以下の値が得られるものであ
り、抵抗値は低い方が良く、30Ω以下が好ましく、さ
らに、10Ω以下が好ましい。本発明は、さらに、前記
異方導電体を用いてなる液晶デスプレイ、プリント回路
基板、プラズマデスプレイ、サーマルヘッド、メンブレ
ンスイッチも提供するものであるが、液晶デスプレイの
場合には、液晶の駆動方式としては、単純マトリックス
駆動方式、アクテイーブマトリックス駆動方式のものに
利用できる。また、表示方式としては、ツイストネマチ
ック方式TN式、スーパーツイストネマチック方式ST
N方式、強誘電正液晶表示方式FLCあるいはSSFL
C方式、高分子分散液晶方式、相転移方式、ダイナミッ
クスキャッタリング方式、TN方式と組み合わせたTF
T方式、アクテイーブマトリックス方式におけるスイッ
チチング素子としてダイオードを用いるMIM(MET
ALーINSULATORーMETAL)でコントラス
トを挙げる方式も当然使用できる。当然、白黒、カラー
には充分対応できるデスプレイに用いられる。また、液
晶デスプレイの電極接続ピッチは5〜1000μm程度
のものに利用できる。
銀マイグレ−ション性が良いのみならず、分散性、電極
との接合性(変形しやすい)が良く、高い電流密度、導
電が高く、導電粒子を用いた異方導電接続組成物は、か
かる組成の導電粉末、有機バインダーからなるが、液晶
デスプレイなどのカラー化、高密度化に対応できるファ
インピッチ電極での導通が充分確保できるこれまでには
ないものである。
電粉末であるため、接点での接点抵抗が小さいこと、柔
らかくて、加圧接続した場合にも、電極を不規則に変形
せずに、導電粉末が変形し、充分な接触面積を確保でき
ること、さらに、銀が導電粉末の表面に多いが傾斜構造
を有しているため銀のマイグレーションによる隣の電極
間での短絡減少(マトリックスの不良)が起こらなく、
チタン、シリコン成分を含むことで分散性が必要な高密
度ピッチに充分優れた特性を有している。
プリント回路基板へのフレキシブル絶縁フィルムの接続
に用いることができる。フレキシブル絶縁フィルムは、
前記に示される通り、絶縁フィルム上に導体回路、チッ
プ部品(コンデンサー、抵抗、LSI等)が形成、実装
されているもので良いことはもちろんである。被接続の
プリント回路基板としては、ハイブリッドIC、銅箔エ
ッチング処理を施したもの、導電性ペーストをスクリー
ン印刷法により回路形成したもの、及び多層樹脂基板
(例えば2〜20層)を意味するものである。特に指定
はなく、公知のプリント基板で良い。この場合には、例
えば、基板上の導体電極としては、エッチングで形成さ
れた銅箔(例えば、5〜50μm厚)が好ましい。プリ
ント基板上の電極へのフレキシブル絶縁フィルム(例え
ばフレキシブルプリント回路基板)の接続に本発明の異
方導電接続用組成物を用いて行うことにより、プリント
回路基板上のファインなプリント配線(例えば、30〜
400μm幅)にも充分な導通を確保することができ
る。この場にも、プリント回路基板上のいかなる接続電
極にも導電粒子柔らかくフィットし、基板上の電極を傷
つけたりすることが少ない特徴を有する。接続法は、前
記に示される接続方法で構わない。
例を説明する。本発明の導電粉末の作製法は、所定に配
合の銅、銀あるいは銅銀合金粒子を黒鉛るつぼに入れ、
1500℃以上の温度に高周波誘導加熱を用いて溶解
し、不活性雰囲気中、るつぼ先端より噴出した銅、銀あ
るいは銅銀合金粒子の融液に向かって高圧の不活性ガス
を噴出し、微粉粉末を作製した。作製条件と平均銀、銅
濃度、粉末表面の銀濃度、銅濃度についての結果を表1
に示す。
いて所定の大きさで分級し、さらに後述する、チタンあ
るいはシリコンを含有する化合物で処理する方法で得ら
れた導電粉末の平均粒子径、平均粒子径±2μmの範囲
の粉末の体積存在率、含有酸素濃度、含有Si、Ti濃
度(粉末作製例1−A〜7−A)及び比較のための導電
粉末の結果を表2、表3に示す。
での処理は、下記に示す有機チタン化合物あるいは有機
シリコン化合物をトルエン溶液100ml中に溶解分散
し、導電粉末30gを浸漬し、さらに1昼夜攪拌放置し
た後、ろ過固液分離し、導電粉末を50℃、2時間乾燥
した。実施例1−A、1−B、1−C、1−Dにはイソ
プロピルトリイソステアリルチタネートをそれぞれ0.
1g、0.001g、0.001g、2g用い、2−
B、3−A、1−E、1−Fにはイソプロピルジメタア
クリルイソステアロイルチタネートをそれぞれ30g、
2g、0.15g、5g用い、1−G、1−H、4−A
にはイソプロピルトリクミルフェニルチタネートをそれ
ぞれ2.1g、0.0005g、1g用い、5−A、6
−A、7−A、8−Aにはイソプロピルトリオクタノイ
ルチタネートをそれぞれ0.2g、0.5g、0.2
g、0.12gをトルエン溶液中に分散して用いた。
γ−クロロプロピルトリメトキシシランをそれぞれ0.
15g、4g、0.003g用い、3−A、1−D、1
−F、1−Gにはγ−グリシドキシプロピルメチルジメ
トキシシランをそれぞれ20g、0.005g、0.0
1g、100g用いた。4−A、5−A、6−A、8−
Aにはγ−アミノプロピルトリエトキシシランを0.0
1g用い、必要に応じて有機チタン化合物を同時にトル
エン溶液中に分散して用いた。
製した異方導電接続用組成物の組成を表4、表5、表6
に示す。ペ−スト状のものは、被接続基板上に基板電極
が少なくとも100本(あるいは100個)以上並んで
いる箇所に0.05〜5mmの幅で、かつ5〜30μm
の厚さでスクリ−ン印刷した。室温から60℃で30分
乾燥した後、さらに、フレキシブル絶縁フィルム上の接
続電極100本(あるいは100個)以上並んでいる箇
所を位置合わせして基板電極上にヒ−トツ−ルを用いて
押しつけた。加熱温度は50〜250℃、加圧0.1〜
10MPa、3〜50秒かけた。
場合は、厚さは5〜5000μmの範囲でコ−タ−でガ
イドテ−プを貼り合わせながら作製した。幅に付いて
は、0.1〜2000mmの範囲で作製した。さらに、
作製した異方導電接続用フィルムを用いて、被接続基板
上に少なくとも100本(あるいは100個)以上の電
極が並ぶ箇所に位置合わせして、基板上に仮圧着した
(フレキシブル絶縁フィルムでも良い)。温度は50〜
120℃1〜10秒の範囲で行った。圧力は、0.05
〜5MPa範囲でヒ−トツ−ルを用いて加圧した。その
後、ガイドテ−プ(なくても構わない)を剥し、さら
に、フレキシブル絶縁フィルム(基板でも良い)の接続
電極を対抗基板電極に位置合わせして温度60〜200
℃ 1〜60秒の範囲で圧力0.1〜12MPaで本接
続した。電極ピッチ間(導体と導体の距離)は40〜2
00μmで行った。得られた異方導電体の形態を表7、
表8、表9に示す。得られた異方導電体の特性を表1
0、表11に示す。フレキシブル絶縁フィルム上の接続
電極と対抗基板電極との間の抵抗値(20Ω以下を良と
する。)、分散性と耐マイグレ−ション性を測定するた
めに隣合う電極間の絶縁性(85℃ 90%1000時
間放置後)の良否(100本(個)以上が108 Ω以上
を良◎、50〜99本(個)△、49以下を×とす
る。)、環境試験後の抵抗値の変化率の良否(85℃
30分−55℃ 30分 1000サイクル後で20%
以内の変化率は良◎とする。)及び用途を示す。
12、表13、表14に示されてた組成割合で実施例と
同様にして異方導電接続用組成物を作製し、さらに表1
5、表16、表17に示された電極を用いて異方導電体
を作製し、その評価結果を表18、表19に示す。
性、耐銀マイグレ−ション性がよいことはもちろんのこ
と、分散性が非常に優れることから、ペースト、フィル
ム中での粒子の凝集がなく、且つ、銀、銅成分からなる
ため電極、導体間接合時に適度に変形することで接点面
積を大きく取れ、銀銅合金であるために電極成分を食う
ことも少なく、耐酸化性はもちろん、ファインピッチ電
極間での耐銀マイグレーション性に優れ、ファインピッ
チでも電流密度が充分に得られる異方性導電組成物を提
供することができる。
用フィルム)を用いた異方導電体説明図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 一般式Agx Cu1-x (ただし、0.0
01≦x≦0.4、xは原子比)で表され、且つ、
(1)及び(2)の構造を有する平均粒子径2〜40μ
mである導電粉末1重量部に対して、有機バインダー
0.1〜200重量部含有することを特徴とする異方導
電接続用組成物。 (1)粒子表面の銀濃度が平均の銀濃度の2.1倍より
高く、且つ表面近傍で銀濃度が表面に向かって増加する
領域を有する。 (2)粒子にTi、Si成分から選ばれた1種以上の成
分を0.1〜10000ppm含有する。 - 【請求項2】 導電粉末が、含有酸素量が1〜7000
ppmで、且つ平均粒子径±2μm粒子の含有率が50
体積%以上である請求項1記載の異方導電接続用組成
物。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の有機バインダーが
熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬
化性樹脂及び光熱硬化性樹脂から選ばれる1種類以上の
樹脂を含有してなる異方導電接続用組成物。 - 【請求項4】 フィルム状であることを特徴とする請求
項1、2又は3に記載の異方導電接続用組成物。 - 【請求項5】 請求項1、2、3又は4に記載の異方導
電接続用組成物が、フレキシブル絶縁フィルム上の接続
電極と接続される基板電極の間に、該接続電極と該基板
電極間方向にのみ電気的接続を有するように配置されて
なる異方導電体。 - 【請求項6】 駆動用回路をフレキシブル絶縁フィルム
上に有する請求項5記載の異方導電体を用いてなる液晶
デスプレイ。 - 【請求項7】 駆動用回路をフレキシブル絶縁フィルム
上に有する請求項5記載の異方導電体を用いてなるプリ
ント回路基板。
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