JPS6391907A - 熱接着型異方導電性シ−ト - 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〕 本発明は改良された熱接着型異方導電性シートに関する
。

さらに詳しくは、電気接続が確実で最近の各種電子機器
の引き出し端子ピッチの微細化に対応できる熱接着型異
方導電性シートに関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕厚み方
向には電気を自由に流すが平面方向には電気的に絶縁さ
れている薄いシートは異方導電性シートと呼ばれておシ
、これをはさんで圧着することで電気回路素子同志をは
んだの場合と同じように接続できるので、各種のコネク
タ一部材として有用であることはよく知られている。

従来公知の異方導電性シートは、電気接続の方法から圧
接挾持型と熱接着型の２つのタイプに大別される。

このうち前者の圧接型は、接続にあたって回路間に機械
的な押圧力を付与する等の別途固定手段が必要になるた
め、接続工程が煩雑になること、さらには装置全体の小
型化に対応できないこと等の欠点があることから最近は
後者の熱接着型の方がよシ広く用いられている。

ここで従来公知の熱接着型異方導電シー）１ａは、第２
（ａ）図および第２（ｂ）図に示すように、粒径の小さ
い導電性充填剤４（例えばカーボンブラックや低融点は
んだ等）を熱接着性シート３内で分散させたタイプのも
のがほとんどである。

このタイプのものは ■　導電性充填剤４がシート３内で均一に分散していな
いこと ■　上記に関連して回路接続のため熱処理時にシート内
で充填剤同志の接触（接続）状態の不十分な箇所が発生
しやすいこと 等の理由で最近の接続用電気回路素子の微細化に対応で
きない欠点があった。

そこでこれを解決するものとして第３（ａ）図および第
３（ｂ）図に示すような電気導電部材に線状導電体５を
用いこれを熱接着シート３の上下面にほぼ垂直に貫通す
る方式の熱接着型異方導電性シート１ｂが提案されてい
る（特開昭６１−８０７１０号公報参照）。

しかるに上記方式の異方導電性シート１ｂは、シート３
内での線状導電体５の配列状態を均一かつ微細化できる
利点を有するものの、熱接着処理時の温度や圧力条件の
わずかな変化でシートの電気接続状態が大きく変動する
という問題点を有する。そのため上記熱接着型異方導電
性シー）１ｂは微細回路の接続用には未だにその性能を
十分に発揮し得ていないのが実情といえる。

本発明の目的は上記問題点を解決するもので微組電気回
路素子の接続に対応でき、かつ熱接着処理後のシート面
各部分での電気接続性の極めて良好な熱接着型異方導電
性シートを提供するととＫある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は長年線状導電体を絶縁層となる低融点熱接
着シートにほぼ垂直に貫通配列した熱接着型異方導電性
シートに関する電気接続性について鋭意に研究を続けて
きた。

その結果シートの電気接続状態の良し悪しは熱接着後の
シート内における線状導電体の垂直方向からのたおれ状
態と大きな関係のあることを見出し本発明を完成するに
至った。

即ち本発明の目的は電気を導通する線状導電体が絶縁層
となる低融点熱接着シートのシート面にほぼ垂直に配列
され、かつシート両面に貫通してなる異方導電性シート
であって、シートの厚さと線状導電体の最小直径が下記
式を満足することを特徴とする熱接着型異方導電性シー
トによって達成される。

百≦１．２ Ｄ：＃状導電体の最小直径（朋） Ｈ：異方導電性シートの厚さく龍） かかる本発明による異方導電性シートの最大の特徴は、
線状導電体貫通配列タイプの熱接着型異方導電性シート
を用いて、電気回路素子同志を接続するに際し、熱接着
処理後に線状導電体の垂直方向からのたおれ角度を最小
、均゛−にして各線状導電体の電気接続状態をよシ確実
にすることにある。

第１図に本発明による熱接着型異方導電性シートの一実
施例を示す。第１図に示すように、本発明による熱接着
型異方導電性シート１は複数本の細状導電体２が低融点
熱接着シート３のシート面に互いに間隔をあけてほぼ垂
直に配列されている。

本発明に用いられる線状導電体としては例えば銅、アル
ミニウム、ステンレス等の金Ｒ細線、錫と鉛の合金から
なるはんだ細線、さらにビスマス等を添加した低融点は
んだ細線、カーデン繊維、グラファイト繊維や導電性高
分子よシなる合成繊維、合成線維の表面に金、銀、ニッ
ケル等の導電性物質を塗布したものあるいは導電性付与
剤としてカーボンブランク、金属粉末状物質又はグラフ
ァイト等を配合してなる合成繊維等を用いることができ
る。

線状導電体の断面形状と太さについては特に制限はなく
用途に応じて適正なものを選定すればよい。ただ一応の
児女として、断面形状については電子機器端子との接続
性を考慮すると円形のものが好ましく、文系の構成状態
についてもマルチフィラメント状よシモノフィラメント
状の方が製造工程で絶縁物質を付与する際空気を含有し
なくて好ましい。

線状体の太さについては直径１０〜５００座のものが製
造時に取扱い易い。特に最終製品の異方導電性シートの
電気導通密度を考慮すると直径１０〜１００μｍのもの
が好ましい。

次に細状導電体の通電レベルについてであるが体積抵抗
率で示せば１０ト以下が好ましく、用途によりてはさら
に適切な体積抵抗率を有する線状導電体を選定して用い
ればよい。

なお、上述した線状導電体のうち熱可塑性の合成俄維を
用いる場合はその融点は２００℃以上、よシ好ましくは
２５０℃以上のものが良い。この理由は融点が２００℃
以下では、絶縁物質の融点との差が小さく異方導電性シ
ートとして電子部材端子同志を接続する際、絶縁物算の
融点付近の温度で加熱すると線状導電体自身も軟化して
しまうためである。

一方本発明による異方導電性シートの熱接着シートとし
て用いられる低融点接着型絶縁性物質としては、例えば
ポリエステル系、ポリアミド系、エチレン酢酸ビニール
系、ポリビニルアルコール系、ポリウレタン系等の熱可
塑性樹脂の何れかを用いることができる。絶縁性物質の
融点としては１６０℃以下が好ましく、よシ好ましくは
１３０℃以下がよい。その理由は融点が１６０℃以上に
なると電子機器端子間を異方導電性シートで熱接着する
際の溶融温度が高くなシすぎて接続部の電気回路やその
基板が異常熱膨張して損傷しやすくなるためである。

なお、上記絶縁性物質として用いる熱可塑性樹脂の融点
の設定については重合度条件や共重合化条件によって変
化して製造できるので、１６０℃以下の範囲で目的に応
じて適宜選定すればよい。

又、熱接着条件についても樹脂の非晶領域の太きさや官
能基の付与等によって変更できるので、目的に応じて適
切々条件を選定すればよい。

次に本発明による異方導電性シートの厚さＨと線状導電
体の最小直径りの関係は且≦１６２、好ま一 しくＨｉ≦１．０の範囲に定められる。

両者の関係が上記範囲を満さない場合、即ちＨ＞１．２
にある場合は、熱接着処理後の線状導電体の垂直方向か
らのたおれ角度およびたおれ角度バラツキが大きくなっ
て、熱接着シート両面での各線状導電体と接続すべき電
気回路端子との接触状態が不均一になシ、良好な電気接
続性が得られないためである。

本発明において、帥の下限値については特に規定はしな
いが好ましくはル巾≧０．５が良好といえる。

この理由は、後述の製造方法で述べるように、異方導電
性構造体を均一にスライスして異方導電性シートを得る
際に、シート厚さが線状導電体太さよシ極端に小さい場
合は樹脂シート層の線状体の把持力か弱くなって、スラ
イス時に線状導電体が樹脂シート層から抜けやすくなる
ためである。

本発明による異方導電性シートの厚みＨＫついては、厚
さＨが使用する線状導電体の最小直径りと本発明の関係
式ル勺≦１．２を満たすものであれば、１０〜６００μ
ｍの範囲で選定すればよく、よシ好ましくは１０〜１０
０μｍの範囲が製造が容易で熱接着時の取扱い性も良好
である。

次に本発明に到達するに致った技術知見即ち熱接着シー
トの厚さＨと線状導電体の最小直径りの関係が熱接着後
の線状導電体のたおれ状態に及ぼす影響について具体的
な例を用いて詳細に説明する。

下記仕様の熱接着型異方導電シートについてシート厚さ
４０　μｍ　＋　５０　ｔｔｍ＋　６０μｍ　＋　１０
０μｍのものを４種類を準備した。

使用線状導電体・・・銅線４０μｍφ、丸断面線状導電
体密度・・・１００本／朋２ 熱接着シート・・・無化成工業製 ポリエステル系樹脂 商品名　ハープイック 商品番号　Ａ−１３２Ｘ 各々のシートについて第４図に示す如く、厚さ１件下で
熱圧着した後、耐熱ガラス板それぞれについてガラス板
上面からの撮影した顕微鏡写真から第５図に例示する各
細状導電体の見かけ長さＬを組状導電体１００本につい
て（Ｌ１〜Ｌ、。０）測定し下記式にてたおれ状態を算
出したものである。

たおれ程度ばらつき（μｍ）　＝　ＬＭ、ニー”Ｍｌｍ
ここに、Ｌｌ：各線状導電体の見かけ長さ０胤）ＬＭ、
ｘ：見かけ長さのうち最大値（μｍ）ＬＭｌｍ　’見か
け長さのうち最小値（μｍ）Ｈ：熱圧着前のシート厚み
０軌） 得られた結果を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表よシＨ／′Ｄが１．２よシ大きくなると、線状導
電体のシート内でのたおれ程度が高くなり。

且つそのバラツキが大きくなることがわかる。

本発明でいう線状導電体が絶縁層となる接着性シートの
上下面に貫通してなる異方導電性シートの製造は例えば
特開昭６１−８０７１０で開示されているような方法を
用いればよい。

即ち第７図に示すようＫ、クリール２０から引き出され
た複数本の線状導電に２は目板ガイド２１、前筬２２を
経てシート状に配列された後、樹脂付着装置２６で微細
ピッチ筬２３でよシ均一に配列され、その際押し出し様
２４で付着部２５から押し出された熱接着性樹脂３（第
７図には図示せず）が均一に付着される。

しかる後に乾燥機２７で乾燥され再付着装置２８で熱接
着性樹脂が再付着された後、巻取装置２９に巻取られ、
異方導電性構造体３０が形成される。

この線状導電体の異方導電性構造体３０を第８図に示す
ように、直径方向の平面Ａに沿って均一にスライスする
ことによって、線状導電体貫通型の異方導電性シート１
が得られる。

〔実施例〕

第１図に示す低融点熱接着性異方導電性シートを下記条
件で製造した。

線状導電体　　　＠粉４０μｍφ 線状導電体密度　１００本／ａ叉２ 使用熱接着シート　無化成工業 ポリエステル系熱接着樹脂 商品名　ハープイック −１３２Ｘ 異方導電性シートの厚さを実施例として４０μｍ、５０
μｍとし、比較例として６０縄、１００μｍとした。

上記異方導電性シートそれぞれについて第６図に示す如
く電気回路素子１０．２０の間に挾んで下記条件で熱圧
着して画素子を接続した。

圧力　　２０睦ｆ／２ギ 時間　　８秒 温度　　１４０°に こで回路素子１０において１１はポリイミドからなる基
板、１２は銅箔、１３は全鍵金屑であシ、回路索子１４
において１５はガラスエポキシ基板、１６は銅箔、１７
は全装金層である。なお銅箔１２，１６で形成された回
路ピッチは１００μである。

次に接続された実施例、比較例それぞれの回路素子につ
いて導通抵抗線間絶縁抵抗を測定し、得られた結果を第
２表に示す。

なお用いられた測定方法は下記の通シ。

◎導通抵抗・・・デジタルマルチメーターにて対向する
電極ノナターンを測定 ◎線間絶縁抵抗・・・ＤＣｌｏｏＶを印加後高抵抗測定
器にて電極パターン間を測定 ◎温湿度定格範囲内 下記の条件の環境変化処理を行った後に測定・高温保温
：１００℃Ｘ１００Ｏ時間 ・低温保存ニー４０℃Ｘ　１０００時間・高湿高温保存
：８０°Ｃ・９５％ＲＨＸ１０００時間・高温動作：６
５℃×２４時間 ・低温動作ニー１０°Ｃ区２４時間 ・耐湿動作：４０°Ｃ・９５チＲＨＸ２４時間・温度サ
イクル：１００℃×１時間・−４０℃×１時間　１００
０サイクル 第２表 第２表よシ本発明による実施例の方が異方導電性シート
としての性能が良好なことがわかる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による低融点熱接着型異方
導電性シートは、ンート上下面にほぼ垂直に貫通した線
状導電体が熱接着処理後も傾斜することがなく、シート
各部での電気接続性が確実なことから非常に微細ピッチ
の電気回路素子同志の接続に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による熱接着型異方導電性シートの一実
施例を示す斜視図であシ、第２図は公知の導電性充填剤
分散型異方導電性シートを示し、第２（凰）は斜視図、
第２（ｂ）は断面図であシ、第３図は公知の線状導電体
貫通型異方導電性シートを示し、第３（ａ）図は斜視図
、第３６）図は断面図であシ、第４図は異方導電性シー
ト中の線状導電体のだおれ状態を把握するための方法を
説明する断面図であシ、第５図は異方導電性シート中の
線状導電体のたおれ状態を例示する略示平面図であシ、
第６図は異方導電性シートを用いて２つの回路素子を接
続する状態を示す断面図であシ、第７図は本発明による
異方導電性シートを製造する装置の一例を示す斜視図で
あシ、第８図は異方導電性構造体から異方導電性シート
をスライスする方法を示す斜視図である。 １・・・熱接着型異方導電性シート、２・・・線状導電
体、３・・・低融点熱接着シート、３０・・・異方導電
性構造体、Ｄ・・・線状導電体の最小直径、Ｈ・・・異
方導電性シートの厚さ。 特許量３人 旭化成工業株式会社 特許出島代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電気を導通する線状導電体が、絶縁層となる低融点熱接
   着シートのシート面にほぼ垂直に配列され、かつシート
   両面に貫通してなる異方導電性シートであって、シート
   の厚さと線状導電体の最小直径が下記式を満足すること
   を特徴とする熱接着型異方導電性シート。 Ｈ／Ｄ≦１．２ Ｄ：線状導電体の最小直径（ｍｍ） Ｈ：異方導電性シートの厚さ（ｍｍ）