JPS61172397A - 微細な導電性パタ−ンを有する基体の選択接着方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は微細な導電性パターンを有する基体の選択接着
方法、特に複数の微細な導電性パターンを有する基体に
おける上記導電性パターンの選択部分のみを互いに接着
させる方法に関する。特に電子産業分野において使用さ
れる極めて微細な回路パターンを有する基体を、その選
択部分においてのみ他の導電性パターンを有する基体と
接着させる方法に関する。

従来の技術 近年電子部品の発達に伴い、基体上に微細なパターンを
設け、その極く一部のみを他の基体に接着させる方法、
例えば微細な回路パターンを有する基体の一部の回路の
みを他の基体の回路パターンもしくはその一部のみと導
電性にな゛るように接着する方法が行なわれている。か
かる接着方法においては従来異方性を有する導電性接着
剤が使用されている。現在提案されている異方導電性接
着剤としては導電性微粒子まなは繊維を接着性バイシダ
ー中に分散させたもの′、あるいはこれをフィルム状に
成形したものがあり、これらを被接着基体の接着すべき
部分に塗布するか、被接着基体の間に挿入した後熱圧着
等の方法で接着させて、圧着方向のみに導電性粒子また
は繊維により導電性を与える方法があル（例工ば電子材
料、Ｖｏｌ、　２２　、　／ＩＧ　１０　、１９８３年
、第５０頁〜第５４頁参照）。

また別法として、相互に導電性層と絶縁層とを相互に多
数積層した導電性ゴム（ゼブラゴム）を２個の被接着基
体の接着導電性にすべき回路間に入れて加圧加熱するこ
とによって両基体を導゛磁性接着する方法が知られてい
る（東し、エラスチックコネクター技術資料参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら従来のこれらの方法にはそれぞれ欠点を有
している。即ち上記異方導電性接着剤を用いる方法では
、相互に導電性接着をぜんとする基体同志の回路間にの
み導電性を生ぜしめ、しかも他の目的としない回路間に
は導電性を生じてはならぬこと即ち絶縁性であることが
要求される。このためには異方導電性接着剤中に含有さ
れる導電性粒子または繊維が完全に電気的に接続・−て
いないことが必要であり、熱圧着したときにその部分に
おいてのみかつその方間においてのみ電気的に接続しつ
るようになることが必要である。しかしこれは極めて微
細なパターンを有する基体、例えば微細な回路同志の接
着あるいは多数の複雑なパターン同志の接着においては
、塗布、圧着等の操作で完全な導電性部分と絶縁性部分
とを明確に達成することが困難であり、これはパターン
が徽細であればある程困難となる。

また上記積層導電性ゴム（ゼブラゴム）を使用する方法
では非常に微細な層からなる構造のゼブラゴム自体の製
造が困難であり、従ってこれによって接着される基体の
微細パターンに対し、限界があるという欠点を有する。

従って本発明の目的は、複数の徽細な導電性パターンを
有する基体における上記導電性パターンの選択部分のみ
を互に接着させることができ、しかも他のパターン部分
は確実に接着することのないように基体同志を接着させ
る方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明者らは１記目的を達成すべく鋭意研究の結果一方
の基体上に、熱硬化性樹脂をバインダーとして用いる高
分子樹脂電着法により導電性接着剤層（第１接着剤層）
を形成し、これを半硬化させた上に更に別の接着剤層（
第２接着剤層）を形成し、しかる後これに他方の基板を
加熱下に圧接着することにより、（Ａ）接着層の信頼性
を保ちながら、接着時の熱圧着条件例えば時間を短縮で
き実用的な熱圧着条件をとりうろこと、（Ｂ）より高い
接着性と目的としない回路量絶縁に対する信頼性を高め
ることおよび（０）第２接着剤層に粘着性を与えた場合
は、より接着作業性を高めることを見い出し本発明を完
成した。

本発明は複数の微細な導電性パターンを有する基体にお
ける上記導電性パターンの選択部分のみを互いに接着さ
せるに当り、まず一方の上記選択部分に高分子樹脂電着
法によ、り導電性を有する接着剤層を形成し、これを半
硬化状態に乾燥させ、その後上記導電性接着剤層の上に
さらに別の接着剤層を形成し、しかる後他方の基体を接
着させることからなる微細な導電性パターンを有する基
体の選択接着方法にある。

本発明で使用する＠畑な導電性パターンを有する基体の
基体材料としては可撓性もしくは剛性の基板例えば合成
樹脂フィルム、シート、プレー２トまたはガラスシート
の如き基体材料が使用できる。導電性パターンとしては
印刷回路の如きパターンを使用できる。かかる微細な導
電性パターンを有する基体としてはいわゆるＰＯＢ。

ＰＰＣ・等がある。これらの基体およびその製造法につ
いては周知の基体およびその製造法を使用できる。

上記微細な導電性パターンを有する基体の選択パターン
部分に接着すべき他の基体としては、任意の基体即ち上
述した如き合成樹脂フィルム、シート、プレートまたは
ガラスシートの如き基体であることができ、導電性パタ
ーンをその上に有するものである。

本発明において導電性パターンを有する基体上に導磁性
接着剤層（第１接着剤層）を形成するための高分子樹脂
電着法には、従来より電着塗装方法として知られている
方法が使用できる。

この方法によれば、目的とする導電性パターン上に極め
て均一な膜厚を有する導電性接着剤塗膜（層）を形成で
き、しかも忠実にその目的とする導電性パターン上にの
み導電性接着剤層を形成することができる。

本発明で使用する高分子樹脂接着剤としてはいわゆる熱
硬化性のアニオン性高分子樹脂またはカチオン性高分子
樹脂が使用でき、これらの高分子樹脂には水溶型、水分
散型、ラテックス型等があるが何れも使用可能であり、
樹脂としては公知のエポキシ系、ウレタン系、アクリル
系、ポリエステル系、ポリブタジェン系、合成ゴム系等
の樹脂があり、アニオン性樹脂の場合にはこれらの樹脂
中にカルボキシル基を導入して水溶性にするか、あるい
はアニオン性界面活性剤を用いて樹脂を分散させればよ
い。またカチオン性樹脂の場合には接着性高分子樹脂中
にアミン基を導入して水溶性にするか、あるいはカチオ
ン性界面活性剤を用いて樹脂を分散させればよい。

上述した接着剤層に導電性を与えるためには、上述した
高分子樹脂中に導電性微粒子材料を混入する。かかる導
電性微粒子材料としては例えばグラファイト、カーボン
ブラック：金、銀、ニッケル、銅等の各種金属微粒子；
窒化チタン、炭化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化
チタン等のセラミック系導電性微粒子があり、これらは
晰独でも２種以上の混合物の形でも使用できる。これら
の導電性微粒子材料は、接着剤層に所望される導電性に
よって任意に変えることができ、通常接着剤層の固形分
材料の２０〜９０重量％の範囲で任意に選択できる。こ
れらの導電性微粒子材料の中特に窒化チタン、炭化チタ
ン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化チタン等のセラミック
系微粒子が化学的安定性がすぐれているので好ましい。

導電性接着剤は次の如き方法で作るとよい。

先ず導電性微粒子を、ロールミル、ペブルミル、サンド
グラインドミル等の既知の分散方法により、水場合によ
り溶剤で適当な分散粘度に調整した接着性高分子樹脂液
中に分散させる。

本発明に従って、微細な導電性パターンを有する基体に
おける上記導電性パターンの選択部分のみに高分子樹脂
電着法により導電性接着剤層（第１接着剤層）を形成す
るに当っては次の如くして行なう。

上述した如き電着性を有する接着性高分子樹脂、水、場
合によっては少量の有機溶剤および必要により各種添加
剤例えば着色剤、さらには導電性微粒子材料を加えて作
った電着浴中に（導電性）接着剤層を形成すべき導電性
パターンを有する基体と対極となる電極を投入し、上記
基体の導電性パターンの中の選択した導電性パターンと
対極の間に直流電圧を印加する。

この場合、接着性高分子樹脂がアニオン性の場合には導
電性接着剤層を形成すべき導電性パターンを有する基体
（以下被接着体と略称する）を正にし、対極を負として
直流電圧を印加する。

またカチオン性の場合にはこれを正負逆にして直流電圧
を印加して通電する。

電着条件は通常５ん３００Ｖの電圧で１〜６０秒間通電
させて、乾燥した導電性接着剤層として約１〜２０ｆｉ
の厚さになるように電着させるとよい。この導電性接着
剤層の厚さは主として被接着体の導電性パターンの微細
度により適宜設定するとよく、これは上記電着条件を制
御することによって達成できる。通常導電性パターンが
微細であればある程、導電性接着剤層の厚さは薄くすべ
きであり、これは後述する如く、他の基体を圧着する際
、導電性接着剤層の横方向へのはみ出しを少なくするた
め好ましい。

上述した如く被接着体の目的とする選択導電性パターン
に導電性接着剤層を形成した後、純水等で被接着体を良
く洗浄し、電着した部分以外の単に付着した接着剤を充
分に洗い落す。

次に上記導電性接着剤層に含まれている水、有機溶剤等
の揮発性液体もしくは気体を充分に除去し、上記導電性
接着剤層を半硬化状態に乾燥する。このためには上記洗
浄後真空加熱室中　゛で使用高分子樹脂の硬化を生ぜし
めない条件の下で、例えば硬化温度より低い温度で加熱
し、上記液体または気体を接着剤層より除去する。

このとき、加熱条件をより高くするなどして、後記する
接着のための熱圧着条件下でヒートフローを生じ平滑な
導電性接着剤層が得られる範囲内で硬化を進行させ、半
硬化状態に乾燥する。

このための加熱条件はおおよそ６０〜１７“０゛Ｃとす
るとよい。

次に上記の如くして形成された導電性接着剤層（ｆ４１
接着剤層）の上に別の接着剤Ｎ（第２接着剤層）を形成
する。この第２接着剤層の形成に使用す、る接着剤は良
好な接着力と信頼性をもつことは当然であるが、次工程
の基体同志の熱圧着条件下ヒートフローが充分に行なわ
れ、また導電性接着剤層と相溶し充分な接着性が得られ
るホットメルト型接着剤であればよい。

かかる接着剤としては、溶剤希釈型あるいは水希釈型の
各種の合成樹脂接着剤例えば、クロロプレン・イソプレ
ン系などの合成ゴム系、　ＥＶＡ系、アクリル系、ポリ
エステル系、エポキシ系、フェノール系、ポリアマイド
系などの周知の接着剤が使用できる。

またこれらの接着剤は、例えば接着しようとする回路同
志を仮止めするなどの、接着時の作業性を向上させるた
め、特に粘着性を有しているものが好ましい。

上記接着剤層（第２接着剤層）の形成は、上記の接着剤
を通常の塗布方法例えば、スプレー、ディッピング等の
方法で塗布するかあるいは上記接着剤フィルムを貼付け
ることにより行なわれる。また形成される接着剤層の厚
さは１〜２０ｆｉ程度が好ましい。

本発明によれば上記の如くして導電性パターンの選択部
分に２″層の接着剤層を形成した一方の基体を、導電性
パターンを有し、いずれの接着剤層も形成されていない
他方の基体と熱圧着させる。

この熱圧着条件に少なくとも第２接着剤層をメルトし、
また導電性接着剤層が熱硬化する加熱条件例えば１００
〜２５０°Ｃで圧力は１０〜８０Ｖ４／ｄである。

この時熱および圧力により導電性接着剤層（第１接着剤
層）はヒートフローして平滑になると共に硬化し、第２
接着剤層は大部分が第１接着剤層の上からパターンの間
隙部分に移行される。

作用 上述した如き本発明方法によれば、パターン部分は導電
性接着剤層が直接に導通すべき回路間を、その中に含ま
れる導電性微粒子を通して導電性とすると共に、残存し
た第２接着剤層の接着剤によりその接着性が補強され、
更にパターンの間隙に移行した第２接着剤層の作用によ
り接着力および回路間の絶縁性は更に強化される。また
微細な導電性パターンを有する基体において、そのパタ
ーン中の特定の接着すべきパターンのみに容易にかつ正
確に接着剤層を設けることかできる。これに他の導電性
パターンを有する基体を圧着させると、上記特定の選択
／ｆターンのみを他の基体に接着させることができる。

従って第１接着剤層を導電性を有する６接着剤で構成せ
しめ、一方の導電性パターンを有する基体を例えばＦＰ
Ｃとし、他方の導電性パターンを有する基体をＰＯＢと
すれば両者の所望回路のみを容易かつ正確に電気的に接
続させることができる。

実施例 以下に実施例を挙げて本発明を説明する。

実施例　１ （１）ポリエステルフィルム基材（ＦＰＯ）上に回路幅
８０声、回路量間隔８０声の２０本の銅回路をエツチン
グ法により形成した。

（２）下記組成を有する導電性高分子樹脂接着剤の電着
液を作った。

窒化チタン（日本新金属社製　　１２（ｆｉ１部平均粒
径１／ｌ） グラファイト　　　　　　　　　　２０重量部エチルセ
ロソルブ　　　　　　　　８０重量部トリエチルアミン
　　　　　　　　　３重量部針　　　　　　１ｏｏｏ重
量部 上記電着浴を作るに当っては、アニオン性ポリエステル
樹脂液、メラミン樹脂、窒化チタン、グラファイトにエ
チルセロソルブの一部を加えて適当な粘度に調整し、ペ
ブルミルで８時間混練して導電性粉末を樹脂液中に分散
させた。次いでトリエチルアミンおよび残りのエチルセ
ロソルブを加えよく混合し、樹脂を中和させた後脱イオ
ン水を加えて固形分２０重量％の浴液を作った。

（３）導電性接着剤層（第１接着剤層）の形成はつぎの
如くして行なった。

上記（２）により作成し念電着液をガラスビーカーに入
れ、充分攪拌をしなから２０°Ｃに保った。

この浴液中に（１）で作成した回路フィルムを挿入する
。このとき回路フィルムの端から５頭だけ各回路上に接
着剤層を形成するため、５ｍの幅で各回路を露出させ他
はテープでマスクし、その部分には電着しないようにし
た。

次いで同面積の対極（ステンレススチール製）を上記回
路フィルムと５１の間隔を置いて対面させて挿入した。

回路を正極とし、対極を負極として両極間に５０ｖで５
秒間直流を印加し、導体回路上に接着剤を電着させた。

電着終了後、回路フィルムを取り出し、マスクを除去し
、脱イオン水で洗浄し、電着でなく単に付着している電
着浴を洗い落し、次に８０°Ｃで５分間減圧上加温した
後、１５０°Ｃで２０分間常圧で接着剤層を乾燥し半硬
化させた。形成された接着剤層の厚さは約５ｆｉであっ
た。

（４）第２接着剤層の形成は次の如くして行なった。

クロロプレンゴム系接着剤（横浜ゴム社製商品名ハマタ
イト）を酢酸エチル／ドルオール混液で希釈し固形分が
約１０％になるようにし、この液に（３〕で第１接着剤
層を形成した？ＰＯを浸漬し、第１接着剤層の上に約２
声の第２接着剤層を形成した。

（５）上述した如く、シて作った本発明による第１およ
び第２接着剤層を形成した？ＰＯ回路基材を次の如くし
て他の回路基板と接着させた。

即ち接着剤層を形成していない同種の回路フィルムを重
ね、回路を整合させた後、４０に９／ｄの圧力を加えつ
つ１８０″Ｃで２０秒間加熱して接着させた。接着され
た２個の回路フィルムは良好に接着すると共に隣接する
回路間には短絡は全く生ぜず、目的とする回路間の導通
は極めて良好であった。

実施例　２ （１）ポリイミドフィルム基材上に、回路幅５０戸、回
路量間隔５０μの１０本の銅回路をエツチング法により
形成した。

（２）下記組成を有する導電性高分子樹脂接着剤の電着
液を作った。

カーボンブラック　　　　　　　　　　１０　重量部エ
チルセロソルブ　　　　　　　　　　９０　　重量部酢
酸（５０％）４．６重量部 計　　　　　　　　　１０００　重量部上記電着浴を作
るに当っては、カチオン性ウレタン変性エポキシ樹脂液
、炭化チタン、カーボンブラックにエチルセロソルブの
一部を加えて適当な粘度に調整し、サンドグラインドミ
ルで８時間混練して導電性粉末を樹脂液中に分散させな
。次いで酢酸および残りのエチルセロソルブを加えて良
く混合し、樹脂を中和させた後脱イオン水を加えて固形
分２０重量％の浴液を作った。

（３）導電性接着剤層（第１接着剤層）の形成は次の如
くして行なった。

実施例１の（３）の示した方法に従って接着剤層を形成
した。ただし本実施例の場合には（１）で作った回路フ
ィルムを負極とし、対極を正極とし、極間鉗離５Ｃ＋＋
１とし、印加電圧１００ｖとし、通電時間１０秒とした
。

次いで８０゛Ｃを５分間減圧下加温乾燥後更にＮ２気流
下で１６ｏ’Ｃで１５分間加熱し半硬化させて形成され
た接着剤層の厚さは約５ｆｉであった。

（４）第２接着剤層の形成は次の如くして行なった。

固形分比で２０％の酸化錫粉（三菱金属社製商品名Ｔ−
１）を含むアクリルエステル系接着剤（日本合成化学社
製商品名ユーポニール８０６４）をドルオールで固形分
が約１３％になるように希釈し、この液に（３）で第１
接着剤層を形成させたｙｐｃを浸漬し、第１接着剤層の
上に約２声の第２接着剤層を形成した。

（５）上述した如くして作った本発明による第１および
第２接着剤層を形成したＩＩ′ＰＯ回路基材を実施例１
と同様にして、上記ＦＰＣ回路と同種の回路を有する他
の回路と整合させて、５０匂／ｄの圧力下１９０°Ｃで
３０秒間加熱し−て接着させた。

接着された２個の回路フィルムは良好に接着すると共に
、隣接する回路間の短絡は生ぜず目的とする回路間の導
通は極めて良好であった。

発明の効果 本発明によれば精細な導体回路上に正確にかつ忠実に導
電性接着剤層を形成することができ、しかも回路接着を
目的とする回路同志で確実に達成し、極めて良好な導電
性を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の微細な導電性パターンを有する基体における
   上記導電性パターンの選択部分のみを互いに接着させる
   に当り、まず一方の上記選択部分に高分子樹脂電着法に
   より導電性を有する接着剤層を形成し、これを半硬化状
   態に乾燥させ、その後上記導電性接着剤層の上にさらに
   別の接着剤層を形成し、しかる後他方の基体を接着させ
   ることを特徴とする微細な導電性パターンを有する基体
   の選択接着方法。 ２、別の接着剤層が粘着性を有する特許請求の範囲第１
   項記載の接着方法。