JPH08273442A - 異方性導電膜およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 十分な異方性と高導電性とを兼ね具え、信頼
性の高い接触が可能な異方性導電膜及びその製造方法を
提供すること。 【構成】 異方性導電膜は、水溶性膜２、３を熱可塑性
物質の膜１の両面に配置し、これらを貫通した孔部４を
形成し孔部４内に導電性物質５を充填することにより製
造される。使用時には水溶性膜２、３を溶解除去した
後、被接続物に熱圧着して固定され、被接続物間を膜厚
方向に相互接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、狭い導電体間隔を持つ
精密電子部品および基板との接続、例えばＦＰＣと基板
の接続や、ＬＣＤ基板とドライバの接続などに用いられ
る、膜厚方向のみに導電性を持つ異方性導電膜及びその
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び解決すべき課題】現在用いられている異
方性導電膜は、接着性のバインダー樹脂に導電性の粒子
や繊維などを分散させたものである。このような異方性
導電膜は、安価に製造でき、かつ微細な間隔で整列する
対向した導体間を容易に接続できる半面、異方性を発現
させるために、含有することの出来る導電性粒子の量を
制限する必要があり、高い導電性を得ることが本質的に
不可能であった。また、圧着の際には導電性粒子の周囲
に存在するバインダーを除去するため、高い圧力をかけ
る必要がある。そのため、被着物には強い機械的特性が
要求され、応用範囲を狭くしていた。

【０００３】一方、弾性体に導電性粒子を大量に分散さ
せてなるタイプの導電膜は、比較的低い圧力で接続が可
能であるが、それ自体の導電性は等方的であるか、又は
隣接端子間が絶縁されていると見做されるほどの異方性
を備えていないのが現状である。また、この種の導電膜
は圧縮の圧力に応じて接続が大きく変化する特性を持っ
ているため、対向する導体間のために導電性の弾性体
を、ハウジングの上下方向に貫通した孔部内に充填し、
異方性を持たせる手法が知られている（米国特許第4,77
0,641 号）が、開示される方法では上下の被接続物に固
定する手段を必要とするばかりか、異方性導電膜に比べ
て接続可能なピッチが大きいのが実情である。従って、
本発明の目的は十分な異方性を具えつつ高導電性を有
し、信頼性の高い接続を容易な接続により得ることがで
き、更に狭ピッチに対応する異方性導電膜及びその製造
方法を提供することにある。

【０００４】

【課題解決の手段及びその作用】本発明は、非水溶性の
熱可塑性膜と、該熱可塑性膜の両面に配置される水溶性
膜と、前記熱可塑性膜及び前記水溶性膜を膜厚方向に貫
通する孔部内に充填される導電性物質とを有し、水溶性
膜を溶解除去した後に被接続物に熱圧着されて膜厚方向
の電気的接続を行うことを特徴とする異方性導電膜を提
供する。

【０００５】更に本発明は、熱可塑性の両面に水溶性膜
を配置させる工程と、前記熱可塑性膜及び前記水溶性膜
を貫通する孔部を形成する工程と、該孔部に弾性を有す
る導電性物質を充填する工程とを含む異方性導電膜の製
造方法を提供する。

【０００６】発明者らは、これらの課題を解決するため
の構造について検討を重ねた結果、水溶性の膜を両面に
もつ、非水溶性の熱可塑性樹脂膜に多数の孔部を形成し
（工程１）、該膜に導電性物質を充填する（工程２）こ
とにより、優れた性能をもつ異方性導電膜を形成できる
ことを見いだした。この異方性導電膜は、使用に先立ち
表面の水溶性膜を溶解除去し（工程３）、熱圧着を行う
（工程４）ことにより実際に使用されるものである。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の異方性
導電膜及びその製造方法の好適実施例について説明す
る。

【０００８】図１は、本発明の異方性導電膜の製造工程
を示す断面図である。図２は、本発明により製造された
異方性導電膜の圧着工程を示す断面図である。

【０００９】図１において、非水溶性熱可塑性物質から
なる膜１は水溶性物質からなる膜２、３によって挟まれ
た構造を持っている（図１(a）) 。

【００１０】ここで非水溶性熱可塑性の物質としては、
一般にホットメルト接着剤として用いられるエチレン酢
酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、スチレンブタジエンラバ
ー（ＳＢＲ）、ポリアミド（ＰＡ）などの他、熱可塑性
ポリイミド（ＴＰＩ）、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、
ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等、あらゆる熱可塑性樹
脂を用いることができる。

【００１１】また水溶性の物質としては、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリル酸、カルボキシメチ
ルセルロース（ＣＭＣ）、カルボキシエチルセルロース
（ＣＥＣ）などがあげられるが、成膜可能な水溶性樹脂
であればどのようなものでも用いることができる。

【００１２】また水溶性膜２の形成方法として、グラビ
アコート、ナイフコート、スピンコート、ディッピング
などの塗布方法や、気相蒸着重合、表面重合などのあら
ゆる膜形成手段を用いることが出来るが、この方法は用
いる水溶性樹脂の種類によって適宜選択されるべきもの
である。一方、既に形成された水溶性膜２に対し、上記
の手段を用い熱可塑性樹脂膜１を塗布し、ラミネートす
る方法も用いることが出来るのは言うまでもない。

【００１３】この膜に多数の貫通した孔部４を形成する
（図１(b）) 。孔部４の形成は、通常の加工手段を利用
することが可能である。即ち、パンチングによる方法、
ドリルによる方法、レーザーによる方法、化学的、物理
的エッチングによる方法などが挙げられるが、短い間隔
で孔部を形成するためにはレーザやエッチングによる方
法が有利であるし、コストの面ではパンチングやドリリ
ングが有利であるので、必要とする孔部の径および間隔
に応じて最適な方法を選択すべきである。孔部の径およ
び間隔は、非接続物の有する導体（以下被着導体と言
う）の幅および間隔により決定されるが、孔部の径が被
着導体間の最も狭い間隙より小さいことが必要であり、
２分の１以下であることが望ましい。また、孔部の間隔
は被着導体間の最も狭い間隔より狭いことが必要であ
り、やはり２分の１以下であることが望ましい。

【００１４】さらに、孔部４に導電性物質５を充填する
（図１(c))。導電性物質５の充填は、通常知られている
方法が全て適用できるが、充填される物質の種類により
最適な方法を選択すべきである。物質がシリコーンゴム
等の熱硬化型樹脂と導電性粒子もしくは繊維の混合物か
らなる場合には、未硬化の混合物をスクイーズ等によっ
て孔内に埋めるスクイーズ法等の方法により孔内に充填
した後、加熱により硬化する方法が有効である。この場
合の導電性粒子としては金属粒子又は金属膜により実質
的に被覆された非導電性粒子等が挙げられる。

【００１５】物質が共役二重結合を有する導電性高分子
である場合は、孔内で電気的もしくは化学的に重合させ
ることができる。この際に用いることができる高分子の
例としては、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチエ
ニレン、ポリフェニレン、ポリ（フェニレンビニレン）
など及びこれらの誘導体が挙げられる。また、これらの
高分子は電子受容性物質（アクセプター）あるいは電子
供与性物質（ドナー）によってドープされていてもよ
い。この際用いることのできる電子受容性物質の例とし
ては、ハロゲン、５フッ化リン、５ふっ化ヒ素、３フッ
化ホウ素、３塩化ホウ素、３臭化ホウ素、硫酸、ハロゲ
ン化水素などがあげられる。また、この際用いることの
できる電子供与性物質の例としては、アルカリ金属、第
４級アミンなどがあげられる。

【００１６】物質が共役二重結合を有する高分子と熱硬
化型樹脂の混合物である場合には、上で述べた方法によ
り熱硬化性樹脂を孔内に充填した後、上で述べた導電性
を有する高分子を重合することで、樹脂内に浸透したモ
ノマーの重合により混合物を得る方法や、あらかじめ既
知の方法により得られた導電性高分子粉末を未硬化の熱
硬化性樹脂原料中に混合し、孔内に充填後、加熱硬化す
る方法などにより得ることができる。

【００１７】物質が金属である場合には、孔内において
化学的もしくは電気的反応により金属を析出させ、充填
する方法が利用できる。例えば、膜の片側の面に銅膜を
張り付け、これを電極として電解鍍金を施した後、エッ
チングにより銅膜を除去することにより、孔内に金属を
充填することが可能である。

【００１８】注目すべきことは、孔部への導電性物質の
充填は、完全に行われる必要はないという点である。被
着導体の長さおよび間隔に比べ、工程２で形成した孔部
の間隔を狭くしておくことにより、複数の導電性物質が
該被着導体22間の電気的接続に貢献することになる。こ
のため、該被着導体当り１つ以上の孔部に導電性物質が
充填されておれば、工程３の目的は達成されるのであ
る。

【００１９】孔部４に導電性物質５が充填された後、異
方性導電膜は水洗され、水溶性膜２、３が除去される
（図２(a))。その後、被接続体21に熱圧着され対向する
導体22同士を電気的に接続することができる（図２(b)
乃至(c))。

【００２０】本発明の異方性導電膜は、熱圧着時に接着
剤となる熱可塑性樹脂に対し、導電性物質が突出して形
成されるが、水溶性膜を溶解除去する以前においては、
この水溶性膜が保護膜として導電性物質を保護する。

【００２１】以上の如く、本発明の好適実施例を示した
が、これはあくまでも例示的なものであり、本発明を制
限するものではない。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、非水溶性の熱可塑性樹
脂からなる膜の両面に水溶性樹脂からなる膜を形成した
３層膜に、自身を貫通する複数の孔部を形成し、孔部に
導電性物質を充填してなる膜であって、使用時に膜を溶
解除去し熱圧着することにより膜厚方向のみに電気的接
続を行う異方性導電膜が提供されるので、以下の如き効
果を奏する。

【００２３】（１）使用時に保護膜を溶解除去するので
除去前までは熱可塑性樹脂が保護され、更に熱圧着する
ことにより被接続体の接続を行うので信頼性の高い接続
が容易に達成される。

【００２４】（２）保護膜を溶解除去したとき弾性を有
する導電性物質の突起が熱可塑性の面に突出し、この突
起が接続に寄与するので、より信頼性の高い接続が実現
される。更に接続の際に必要な力は導電性物質の圧縮に
必要な力と熱可塑性樹脂の接着に必要な力の和となり、
この値は樹脂を大量に排除する必要のある従来の異方性
導電膜の場合に必要な力に比べ大幅に小さい。従って、
機械的強度が低く圧縮変形し易い被着物の電気的接続も
可能となる。

【００２５】（３）圧縮応力がかかった状態で接続が達
成され、この状態はそのまま接着剤により保持されるの
で安定した高い導電性を継続して有することが可能とな
る。

【００２６】（４）導電性物質が充填される孔部を適当
な間隔にとって形成することにより、被着導体の間隔に
ばらつきがある場合にも対応できる。

【００２７】（５）孔部に充填される導電性物質は比較
的に広い選択幅の中から弾性及び導電性を自由に調節し
たものを使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異方性導電膜の製造工程を示す断面図
であり、（ａ）は熱可塑性膜に水溶性膜を被着させた膜
を示す図。（ｂ）は（ａ）の膜に孔部を形成した状態を
示す図、（ｃ）は（ｂ）で形成した孔部に導電性物質を
充填した状態を示す図。

【図２】本発明の異方性導電膜の被接続物との接続方法
を示す断面図であり、（ａ）は水溶性膜を溶解除去した
状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の異方性導電膜を被接続
物と対向配置させた状態を示す図。（ｃ）は異方性導電
膜の接続状態を示す図。

【符号の説明】

１ 熱可塑性物質 ２、３ 水溶性膜 ４ 孔部 ５ 導電性物質 21 被接続物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 龍 東京都府中市日鋼町１番１ ジェイタワー 16階アンプ・テクノロジー・ジャパン株 式会社内 (72)発明者 田崎 俊介 東京都府中市日鋼町１番１ ジェイタワー 16階アンプ・テクノロジー・ジャパン株 式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非水溶性の熱可塑性膜と、 該熱可塑性膜の両面に配置される水溶性膜と、 前記熱可塑性膜及び前記水溶性膜を膜厚方向に貫通する
   孔部内に充填される導電性物質と、 を有し、水溶性膜を溶解除去した後に被接続物に熱圧着
   されて膜厚方向の電気的接続を行うことを特徴とする異
   方性導電膜。
2. 【請求項２】 熱可塑性膜の両面に水溶性膜を配置させ
   る工程と、 前記熱可塑性膜及び前記水溶性膜を貫通する孔部を形成
   する工程と、 該孔部に弾性を有する導電性物質を充填する工程とを含
   む異方性導電膜の製造方法。