JPS6386783A - 異方導電熱接着性フィルム - 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】 本発明は異方導電熱接着性フィルム、特には熱接着性を
有する樹脂内に導電性繊維を配向させた異方導電２８接
着性フィルムに関するものである。

異方導電性接着剤については１例えばエポキシ系、シリ
コーン系の絶縁性樹脂接着剤中に少量の導電性粒子を分
散配向させたものが公知とされている（特開昭５１−１
１４４３９号公報参照）。

しかし、このものは常温において流動状態を示すもので
あるため、こ九にはその使用時にこわを被接続体に塗布
し、乾燥する必要があるほか、これはその保存中に導電
性粒子の沈降によって異方導電性が保持できなくなると
いう不利があり、これにはまたそれを塗布した被接続体
の塗布面が運搬時などに損償され易く、したがって実際
の使用に各種の不都合が発生し呂いという不利があった
。

また、この種の異方導電性接着剤を用いて対向する回路
同志を短絡なしに確実に接続させるためには、この接着
剤の厚さを導電粒子の粒径と殆ど同程度として導電粒子
の連鎖をなくすことがよい（特開昭５１−１０１０４０
号公報参照）のであるが、このようにすると接着剤の接
着強度が低下するため、この接着剤の７１１１離が起こ
り、これが信頼性に欠けるものになってしまうという不
利があり、これにはまた樹脂が流動性であると導電粒子
の配向が乱武て、これが回路間の絶縁部分にも集合し隣
接する回路間の絶縁性が保たれなくなるということもあ
った。

本発明はこのような不利を解決した異方導電性と同時に
接着性をもつフィルム状組成物に関するものであり、こ
れは熱接着性を有する樹脂に、アスペクト比が３以上で
かつ長手方向の長さが３００ｐ以下の導電性繊維を分散
させたのち、これをフィルム状に成形して該繊維を、フ
ィルム表面に対し平行かつ一定方向に配向させてなるこ
とを特徴とするものである。

これを説明すると、本発明者らは異方導電性接着剤につ
いて種々検討した結果、熱接着性をもつ樹脂を予じめノ
イルム状に形成しておけば、導通を目的とする被接続体
にこれを貼着するだけでよいので、接着剤を混合、塗布
、乾燥するという工程が省略できるということに注目し
、この異方導電性についてさらに研究を行ない、これに
ついてはこのフィルム中に導電性繊維をそのフィルム表
面に対し、平行にかつ繊維が互いに平行に一定方向にな
るよう配向させれば、この熱圧によって垂直方向への導
通も得られるし、横方向の絶縁性にも信頼が得られるこ
とを確認し、さらにニーに使用する導電性繊維の特性な
どについての研究を進めて本発明を完成させた。

本発明の異方導電熱接着性フィルムの基材となる熱接着
性樹脂は熱活性によって接着性を示すものであれば熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよいが、熱
可塑性樹脂には比較的低温。

短時間の加熱で接着するという利点があるものの、これ
には耐熱性がわるいという不利があり、他方熱硬化性樹
脂には接着強度が高いが、ポットライフが短かく接着条
件も高温、長時間となるという不利があるので、これら
はその使用目的に応じて適宜選択すればよい、この熱可
塑性樹脂としてはポリアミド系、ポリエステル系、アイ
オノマー系、ＥＶＡ、ＥＡＡ、ＥＭＡ、ＥＥＡなどのポ
リオレフィン系、各種合成ゴム系のもの、さらにはこれ
らの変性物、複合物が例示され、熱硬化性樹脂としては
エポキシ樹脂系、ウレタン系、アルリル系、シリコーン
系、クロロプレン系、ニトリル系などの合成ゴム類もし
くはこれらの混合物が例示されるが、これにはいずれの
場合にも硬化剤、加硫剤、制御剤、劣化防止剤、耐熱添
加剤、熱伝導向上剤、粘着付与剤、軟化剤、着色剤など
が適宜添加されていてもよい。

他方、この熱接着性樹脂に分散配合される導電性繊維の
製法、材質は特にこれを限定する理由はなく、これには
ウィスカー法、ウィスカーメッキ法、蒸着法、溶融紡糸
法、引き抜き法、せん新法、切削法などで作ったＳＵＳ
、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｅ、Ｐｂ、Ｍｇ、青銅、ＴｉＮ、
ＢＮなどの金属またはセラミック材やレーヨン系、ポリ
アクリロニトリル系、ピッチ系のカーボン繊維などが例
示されるが、この上記した金属繊維の場合にはそのまま
ではガスの透過や拡散により腐食が生じることがあるの
で、これはその耐環境性を改良する目的で金メッキある
いは防錆処理を施したものとすることがよい、また、こ
の導電性繊維のアスペクト比と長さ方向の長さについて
は上記した熱接着性樹脂に分散配合されたのち、後述す
る方法でこの樹脂に配向されるのであるが、これはその
アスペクト比（繊維長／ｍｍ径径比）が３以下であると
樹脂のフィルム化に伴なう導電性繊維の配向が困難とな
るので、これはそのアスペクト比が３以上のものとする
ことが必要とされ、これはまたその長さ方向の長さが３
００μｓ以上では横方向への絶縁性、すなわち被接続物
の隣接する電極間の絶縁性に不安が生じるようになるの
で、これはその長さを３００ｐ以下とする必要があり、
好ましくは２００１以下、さらには回路端子間隙の高密
度化に対応するためには６０．以下とすることがよく、
逆にこれが１５．以下だと配向させるのに高度な技術を
要するので１５μｍ以上とすることが好ましい。

本発明の異方導電熱接着性フィルムは上記した樹脂中に
上記した導電性繊維を分配させたのちこれをフィルム化
すると共にこの導電性繊維をフィルム表面に対し一定方
向にかつ繊維同志が相互に平行となるよう配向させるこ
とによって作られるのであるが、これには導電性繊維を
分散させた樹脂組成物に必要に応じて溶剤を加えたのち
、これを加熱して流動状態にし、これに剪断応力をかけ
て一定方向に流出させればよく、これは例えばこの樹脂
組成物を公知の押出し成形などによってフィルム状体と
すればよい、このようにして処理すると、アスペクト比
が３以上でかつ長手方向の長さが３００μｓ以下なので
その流れ抵抗を小さくしようとして導電性繊維はこの樹
脂の流れに沿ってこの流呂方向に実質的に平行かつ配向
成形されたフィルム状体表面に対し平行な面内に配向さ
れる。

得られたフィルムは熱圧すると、この熱による樹脂の流
動化と共にその圧力によって平行に配置された繊維同志
の接触によってこの熱圧部位だけが垂直方向に導電性を
示すことと、なり、異方導電性を示すようになる。なお
、この配向については導電性繊維がフィルム表面に対し
平行にされることが必要とされるが、この繊維がすべて
同一方向とされている場合には押出時におけるこれらの
接触の機会が線分接触のみとなってしまうので、これは
例えばこのようにして作られたフィルムを２枚以上用意
し、その繊維の配向方向が交叉、例えばそれらが少なく
とも３０°好ましくは６０’以上の角度をもって交叉す
るようにａ層装置、もしくは積層一体化したものとする
ことがよく、これによれば繊維間の接触がより確実にさ
れるという効果が付与される。

本発明の異方導電熱接着性フィルムの厚さについては、
それが厚すぎるとこれを熱圧したときの樹脂の流動量が
大きくなり、これに伴って導電性繊維の大きすぎる移動
が起こり、この移動流出した繊維の集合によって導通お
よびまたは異方導電性の安定性が妨げられ、場合によっ
ては横方向の絶縁性に不良になるということもあるので
、これは１０〜２００．ｃｍ、好ましくは１０〜１ｏｏ
ｐさらに好ましくは１０〜７０ｕＭの範囲とすることが
よい、なお、このフィルムの平面的形状は厚さが上記し
た範囲にある限り、これを限定する必要は特にはないが
、好ましくはこれは被接続体さらには被接続体の接続個
所の形状に予め合わせた平面形状とすることがよく１例
えばフラットパッケージタイプのＬＳＩのリード部に適
用する場合にはこれを額縁状にすればよいし、これを被
処理物に仮固定する目的においては、このフィルムの表
面に必要に応じ導電性繊維をその表面に平行に配向させ
た粘着剤層を設けることもできる。

本発明になる異方導電熱接着性フィルムで接続される被
接続体としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレ
ートなどのベース材料に銅、アルミニウムなどの金属ま
たはカーボン塗料などで回路端子を設けたフレキシブル
プリント基板や通常のリジットプリント基板、前記塗料
あるいは酸化インジウムから作られた導電回路を有する
ガラス基板あるいはＬＳ１．太陽電池、抵抗やその他の
電子部品などが例示されるが、これらは接続工程におけ
るサイクル時間の関係から熱伝導のよいもの、あるいは
予備加熱のできるものであることが好ましい。

つぎに本発明の異方導電熱接着性フィルムの使用方法を
添付の図面にもとづいて説明する０図はいずれも本発明
の異方導電熱接着性フィルムの使用状体を示したもので
あり、第１図には回路端子部（図示せず）を有する被接
続体１．１′の間に導電性繊維２を熱接着性樹脂３の中
に分散させ、これをその表面に対して平行に配向させた
フィルム４を介在させた状態が示されている。つぎにこ
れをこの被接続体の回路端子部位で外部がら熱圧すると
、第２図に示したように絶縁性の熱接着性樹脂３は流動
して圧縮されると共に、導電性繊維２がこの部位で集中
され、これらの相互接触によって回路端子間の導電抵抗
が低下して、この部位が電気的に接続されることになる
。第３図は平行に、かつ間隔をおいて配置された複数個
の被接続体１’　、１’・・・の上部に本発明の異方導
電熱接着性フィルムに載置したものを示す上面図であり
、この場合にはこの上部から被接続体１’、１’・・・
が載置され、この上部からの抑圧により、これらの被接
続体間に導通が与えられるのであるが、この異方導電熱
接着性フィルム中に分散されている導電性繊維がその表
面と平行に配向されているので、この押出しによっても
平行に配性されている被接続体１’、１’・・・相互間
の絶縁は完全に維持されることになる。また、この第４
図は導電性繊維をフィルム表面と平行に配向させた異方
導電熱接着性フィルムをこの繊維が９０’の角度で直交
するように積層したものを押圧したときの、この導電性
繊維の相互接触による被接続体１．１′・・・の導電状
態を示す縦断面図を示したものであり。

この場合には第２図に示した場合にくらべてより小さい
抑圧力で確実に導通が得られるという有利性が与えられ
る。

つぎに本発明の実施例をあげる。

実施例１ エポキシ樹脂エピコート１００１　（油化シェルエポキ
シ社製・商品名）１００重量部、液状ポリブタジェンゴ
ムＰｏ１ｙｂｄ　Ｒ−４５Ｅ　Ｐ　Ｉ　（出光石油化学
社製・商品名）２６重承部、エポキシ化大豆油１４重量
部、エアロジル３６０〔日本エアロジル社製・商品名〕
６重量部、硬化剤としてのジシアンジアミド６重量部お
よびこれらの固形分に対し１０容量部量の繊維径が５０
４、長さが１５０μ■の黄銅繊維とをニーダ−を用いて
混合して、この樹脂中に黄銅繊維を分散させたのち、こ
れをロールコータ−でフィルム化し、オーブン中で１１
０℃に１０分間加熱してから厚さが７０即で繊維がフィ
ルム状体表面と平行で、かつ一方向に配向された可撓性
のある半硬化状のフィルム状のフィルムを作った。

つぎに、このフィルムを２．５４−ピッチの平行縞状パ
ターンをもつポリイミドベースのフレキシブル基板間に
設置し、その外部から１７０℃、５ｋｇ／−の熱圧を４
８０秒間加えたところ、これはその基板間ではその回路
抵抗が平均３３ｍΩ／３０ｍ長さの導通抵抗となり、そ
のピッチ間の絶縁抵抗は５００Ｖ印加で２０００ＭΩ以
上であるという結果を示し、この基板間に設置されたフ
ィルムについてのこの剥離試験においてこのフィルムは
フレキシブル基板が破壊してしまう程の接着性を示した
。

実施例２ ポリオレフィン樹脂ＭＯＤＩＣＥ−１００Ｈ〔三菱油化
社製・商品名）１００重景重量ブチラ　４゜−ル樹脂エ
スレックＢ、ＢＭ−１（接水化学社製・商品名）１０重
量部とアマニ油３重量部を加え、これにその固形分に対
し１２容量部の繊維径が７趨で繊維長が６０μ脂のカー
ボン繊維を分散させたのち、これらをグラビアロールを
用いてこの繊維がフィルム表面に対し平行に配性された
厚さ２Ｑ）ｉｎのフィルムを作り、ついでこれらのフィ
ルムを長さ３００■に切断し、これらをこのカーボン繊
維の配向方向が直角になるように交互に５枚重ね合わせ
て総厚が１００μｍのフルムを作った。

つぎにこのフィルムの片面にアクリル系の粘着剤を塗布
し、この粘着剤ｍをカーボン塗料からなる回路端子を１
．６＋ｍピッチで有するポリエステルベースのプリント
基板に貼着して、このフィルムを基板に仮固定し、これ
を酸化インジウムからなるガラス基板ニ１１０”Ｃ，１
０ｋｇ／ａＪテ２０秒間熱圧したところ、両基板におけ
る端子間の平均導通抵抗は３．８にΩとなった。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明の異方導電熱接着性フィルムの使用
状態を示したもので、第１図は被接続体間に当該フィル
ムを設置した場合の縦断面図、第２図はこれを熱圧した
ときの縦断面図、第３図は他の態様を示す平面図、第４
図は熱圧したときの他の態様の縦断面図をそれぞわ例示
したものである。 １．１′・・・・・・被接続体、 ２・・・導電性繊維、　　　　３・・・絶縁部、４・・
・フィルム、　　　　　　５・・・導電回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱接着性を有する樹脂に、アスペクト比が３以上で
   かつ長手方向の長さが３００μｍ以下の導電性繊維を分
   散させたのち、これをフィルム状に成形して該繊維を、
   フィルム表面に対し平行かつ一定方向に配向させてなる
   ことを特徴とする異方導電熱接着性フィルム。 ２、導電性繊維が熱接着性樹脂に対し２０容量％以下添
   加されてなる特許請求の範囲第１項記載の異方導電熱接
   着性フィルム。 ３、フィルムの厚さが２００μｍ以下である特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の異方導電熱接着性フィル
   ム。 ４、導電性繊維の長手方向の長さが１５μｍ以上である
   特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の異方
   導電熱接着性フィルム。