TWI751333B - 導電性接著劑 - Google Patents

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Abstract

本發明課題在於實現一種不易因厚度變動而發生導電性降低的導電性接著劑。解決手段如下：導電性接著劑包含黏結劑樹脂與導電性填料。導電性填料之圓形度的10%累積值為0.50以上且0.65以下，面積包絡度的10%累積值為0.50以上且0.70以下。

Description

導電性接著劑
發明領域 本案係有關於一種導電性接著劑。
發明背景 一般在印刷配線基板中係廣泛使用導電性接著劑。舉例而言，接著於印刷配線基板的電磁波屏蔽膜具有金屬箔等屏蔽層與設於屏蔽層表面的片狀導電性接著劑層。導電性接著劑層係例如在屏蔽層的表面將導電性接著劑塗布成片狀而形成，將屏蔽層接著於印刷配線基板的表面，並使印刷配線基板之接地圖案與屏蔽層導通。
導電性接著劑含有樹脂黏結劑與導電性填料，藉由導電性填料接觸接地圖案與屏蔽層，而使兩者之間導通。為此，有人探討使導電性接著劑層的厚度成為導電性填料之平均粒徑的0.8倍至1.4倍，以使導電性填料由導電性接著劑層的表面露出(例如參照專利文獻1)。 先前技術文獻 專利文獻
[專利文獻1] 日本特開2010-168518號公報
發明概要 發明欲解決之課題 然而，本案發明人發現，使用圓形度較大之導電性填料的習知導電性接著劑，為了獲得良好的導電性，必須精準地控制片材的厚度。另一方面，導電性接著劑層的厚度易隨塗敷條件等變動，而不易精準地控制厚度。
本案之課題在於實現一種不易因厚度變動而發生導電性降低的導電性接著劑。 用以解決課題之手段
本案之導電性接著劑之一形態係包含黏結劑樹脂與導電性填料，導電性填料之圓形度的10%累積值為0.50以上且0.65以下，面積包絡度的10%累積值為0.50以上且0.70以下。
導電性接著劑之一形態中，亦可設成：導電性填料之圓形度的50%累積值為0.70以上且0.85以下，面積包絡度的50%累積值為0.75以上且0.90以下。
導電性接著劑之一形態中，導電性填料的中值粒徑可設為5μm以上且25μm以下。
本案之電磁波屏蔽膜之一形態係具備：絕緣保護層；及導電性接著劑層，其係藉由本案之導電性接著劑而形成；導電性接著劑層之厚度為導電性填料之中值粒徑的0.6倍以上且1.4倍以下。
本案之屏蔽配線基板之一形態係具備：印刷配線基板，其具有接地圖案；及本案之電磁波屏蔽膜，其係以與接地圖案導通的方式接著於印刷配線基板。 發明效果
根據本案之導電性接著劑，可獲得一種即使厚度改變導電性也不易降低之導電性接著劑層。
用以實施發明之形態 本實施形態之導電性接著劑層101係如圖1所示，為包含黏結劑樹脂102與分散於黏結劑樹脂102中之導電性填料103的導電性接著劑的層。導電性填料103之圓形度的10%累積值為0.65以下，較佳為0.60以下。又，導電性填料103之面積包絡度的10%累積值為0.70以下，較佳為0.65以下。圓形度及面積包絡度係愈小愈佳，但基於在導電性接著劑層的厚度方向、面方向可獲得良好導電性之觀點，圓形度的10%累積值為0.50以上，較佳為0.55以上；面積包絡度的10%累積值為0.50以上，較佳為0.55以上。
圓形度係指面積與粒子投影像相等的圓之周長除以粒子投影像之周長所得的值。圓形度愈大，其形狀愈接近正圓。圓形度可根據實施例中所說明的方法來測定。面積包絡度係指粒子投影像之面積除以粒子投影像之包絡面積所得的值。面積包絡度愈小，愈為具有凹凸的複雜形狀。面積包絡度可根據實施例中所說明的方法來測定。n%累積值係指設頻率累積設為100%時，相當於累積n%的值。圓形度及面積包絡度可根據實施例中所示方法求得。
球狀物及外形單純之小片狀物的圓形度就變得相當大。此外，縱橫比為2：1左右之橢圓球體或棒狀體的圓形度為0.8以上。此類形狀規律者，面積包絡度亦變大。使用有此種圓形度及面積包絡度較大之導電性填料的導電性接著劑，於製成片狀時，一旦在厚度增厚的方向發生些微變動，則導電性填料會完全被埋覆，導致表面電阻或連接電阻等的導電性急遽下降。另一方面，如本實施形態，透過使用圓形度及面積包絡度較小的導電性填料103，即使厚度發生一定程度的變動，仍可維持一部分導電性填料露出於表面之狀態，而能夠避免導電性急遽下降。又，本實施形態之導電性填料亦有下述優點：熱壓時突出部分會產生變形，而可增大與連接部的接觸面積。
導電性接著劑層之表面電阻及連接電阻的值可根據實施例中所說明的方法來測定。基於確保良好的導電性之觀點，導電性接著劑層之表面電阻及連接電阻的值宜兩者皆小於300mΩ/□，較佳為其中一者小於300mΩ/□且另一者小於200mΩ/□，兩者皆小於200mΩ/□則更佳。
導電性填料103的圓形度及面積包絡度亦可根據50%累積值來控管。圓形度的50%累積值較佳為0.70以上且0.85以下，面積包絡度的50%累積值較佳為0.75以上且0.90以下。
導電性填料103的中值粒徑(D50)不特別限定，但宜為5μm以上，較佳為10μm以上；並宜為25μm以下，較佳為20μm以下，且18μm以下更佳。藉由將導電性填料103的中值粒徑設為此種範圍，可輕易地獲得適合在將屏蔽膜黏貼於印刷配線基板時等使用且厚度為數μm～數十μm的導電性接著劑層。導電性填料的中值粒徑可根據雷射繞射式粒徑分布測定裝置或流動式粒子影像分析裝置等已知方法來測定。
關於導電性填料103的含量，若該填料為各向異性導電性接著劑時，宜設定成相對於100質量份的黏結劑樹脂為5質量份以上，較佳為10質量份以上且35質量份以下，設為25質量份以下則更佳。藉由設為此種範圍，可實現良好的各向異性導電性。若該填料為各向同性導電性接著劑時，宜設定成相對於100質量份的黏結劑樹脂為100質量份以上，較佳為120質量份以上且250質量份以下，設為190質量份以下則更佳。藉由設為此種範圍，可實現良好的各向同性導電性。
導電性填料103不特別限定，可使用例如金屬填料、金屬被覆樹脂填料、碳填料及彼等之混合物。作為金屬填料，可舉出銅粉、銀粉、鎳粉、覆銀銅粉、覆金銅粉、覆銀鎳粉及覆金鎳粉等。此等金屬粉可藉由電解法、霧化法或還原法等來製作。其中較佳為銀粉、覆銀銅粉及銅粉任一種。
黏結劑樹脂102不特別限定，可使用用於導電性接著劑的各種樹脂。作為此種樹脂，可使用例如聚苯乙烯系、乙酸乙烯酯系、聚酯系、聚乙烯系、聚丙烯系、聚醯胺系、橡膠系、丙烯酸系等熱塑性樹脂或酚系、環氧系、胺基甲酸酯系、三聚氰胺系、醇酸系等熱硬化性樹脂。
黏結劑樹脂102亦可含有消泡劑、抗氧化劑、黏度調整劑、稀釋劑、抗沉降劑、調平劑、耦合劑、著色劑及阻燃劑等作為任意成分。
本實施形態之導電性接著劑可塗布於基底層上而形成導電性接著劑層。又，亦可調製含溶劑之導電性接著劑，並將其塗布後，進行加熱乾燥而去除溶劑。溶劑可採用例如甲苯、丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、丙醇及二甲基甲醯胺等。導電性接著劑中之溶劑的比率，只要依據導電性接著劑層的厚度等適當設定即可。
基底層可使用樹脂製片材或膜。作為構成片材或膜之材料，可使用聚酯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚醯胺系樹脂、丙烯酸系樹脂等之熱塑性樹脂及/或熱硬化性樹脂。
基底層的表面上，亦可視需求實施脫模處理。作為脫模處理，例如可將由矽系脫模劑、非矽系脫模劑、三聚氰胺系脫模劑等所構成的層形成於基底層的表面。藉由對基底層的表面實施脫模處理，將形成於基底層上的導電性接著劑組成物黏貼於被黏物後，可輕易地剝離基底層。
此外，基底層的表面上，亦可視需求設有黏著劑層。藉由在基底層的表面上設有黏著劑層，可防止基底層意外自導電性接著劑組成物剝落。作為此種黏著劑，可使用丙烯酸系黏著劑或聚酯系黏著劑等周知之黏著劑。
基底層的厚度不特別限定，可適當考量使用便利性來決定。
在基底層上塗布導電性接著劑的方法，不特別限定，可使用唇式塗敷、缺角輪塗敷、凹版塗敷、或縫模塗敷等。
導電性接著劑層101的厚度係依導電性填料103的粒徑來調整。基於實現良好的導電性之觀點，導電性接著劑層101的厚度宜為導電性填料103之中值粒徑的1.4倍以下，較佳為1.3倍以下。又，宜為導電性填料之中值粒徑+4μm以下，較佳為+3μm以下。基於進行良好的塗敷之觀點，導電性接著劑層101的厚度為導電性填料103之中值粒徑的0.6倍以上，較佳為0.7倍以上。又，宜為導電性填料之中值粒徑-4μm以上，較佳為-3μm以上。
視需求，亦可對導電性接著劑層101之要貼合基底層的面相反側之表面貼合剝離基材(分離膜)。剝離基材可使用下述之物：在聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等之基底膜上，將矽系或非矽系之脫模劑或丙烯酸系、聚酯系等之黏著劑塗布於可供形成導電性接著劑層101之一側的表面者。藉由對導電性接著劑層101的表面貼合剝離基材，可防止導電性接著劑層101受損傷或雜質附著於其上。此外，剝離基材的厚度不特別限定，可適當考量使用便利性來決定。
供形成導電性接著劑層101之基底層可依據用途來選擇。若為電磁波屏蔽膜時，可如圖1所示作成保護層105與屏蔽層106的積層體。
保護層105只要具有充分的絕緣性、並可保護導電性接著劑層101且有需要時可保護屏蔽層106則不特別限定，可使用例如熱塑性樹脂、熱硬化性樹脂、或活性能量線硬化性樹脂等來形成。
保護層105亦可為材質或硬度或者彈性模數等物性不同的2層以上之積層體。例如，若作成硬度低的外層與硬度高的內層之積層體，由於外層具有緩衝效應，可緩和在將電磁波屏蔽膜100加熱加壓於印刷配線基板之步驟中施加於屏蔽層106的壓力。因此，可抑制因設於印刷配線基板中的高低差而破壞屏蔽層106的情形。
保護層105的厚度不特別限定，可視需求適當設定；理想上可設為1μm以上，較佳為4μm以上；而且宜設為20μm以下，較佳為10μm以下，設為5μm以下則更佳。藉由將保護層105的厚度設為1μm以上，可充分保護導電性接著劑層101及屏蔽層106。藉由將保護層105的厚度設為20μm以下，可確保電磁波屏蔽膜100的彎曲性，而容易將電磁波屏蔽膜100應用於要求彎曲性的構件。
屏蔽層106可藉由金屬薄膜或導電性填料等構成。若為金屬薄膜時，可藉由鎳、銅、銀、錫、金、鈀、鋁、鉻、鈦及鋅等任一種或包含2種以上的合金來構成。金屬薄膜可透過使用金屬箔或藉由加成法沉積金屬來製造。作為加成法，可採用電鍍法、無電鍍敷法、濺鍍法、電子束蒸鍍法、真空蒸鍍法、化學氣相沉積(CVD)法或有機金屬化學氣相沉積(MOCVD)法等。
當屏蔽層106由導電性填料構成時，可使用例如金屬填料、金屬被覆樹脂填料、碳填料及彼等之混合物。作為上述金屬填料，有銅粉、銀粉、鎳粉、覆銀銅粉、覆金銅粉、覆銀鎳粉、覆金鎳粉，此等金屬粉可藉由電解法、霧化法、還原法來製作。金屬粉的形狀可舉出球狀、小片狀、繊維狀、樹枝狀等。此外，亦可採用金屬奈米粒子。作為金屬奈米粒子，可舉出例如銀奈米粒子、金奈米粒子等。
屏蔽層106的金屬材料及厚度，只要依據所要求之電磁屏蔽效應及耐重複彎曲/耐滑動性來適當選擇即可；厚度可設為0.1μm～12μm左右。
此外，亦可作成不具有屏蔽層106而是導電性接著劑層101發揮作為屏蔽層之機能的電磁波屏蔽膜。
保護層105及屏蔽層106可藉由一般方法依序形成於支持膜上。作為支持膜，可使用與上述基底層同樣的樹脂製片材或膜。
本實施形態之導電性接著劑不限於電磁波屏蔽膜，亦可使用於導電性(金屬)補強板對撓性印刷配線基板的安裝。 實施例
以下，就本案之導電性接著劑層利用實施例更詳細地加以說明。以下實施例僅為例示，非意圖限定本發明。
＜導電性接著劑的製作＞ 對100重量份之已溶於甲苯使固體成分成為30%的含磷環氧樹脂，添加15重量份的覆銀銅粉，以空氣式螺槳攪拌機攪拌混合20分鐘而製成導電性接著劑。
＜電磁波屏蔽膜的製作＞ 於剝離性膜的單面形成厚度5μm的保護層，並於保護層上形成0.1μm的Ag蒸鍍膜作為屏蔽層而製成支持體膜(基底層)。對此支持體膜的Ag蒸鍍面塗敷導電性接著劑，於80℃下乾燥3分鐘，而作成具有導電性接著劑層的電磁波屏蔽膜。塗敷係採唇式塗敷方式，藉由調整塗敷時之唇型模頭與支持體膜之間的間隙及導電性接著劑供給量等而得到預定的導電性接著劑層厚度。
＜圓形度及面積包絡度的測定＞ 導電性填料之中值粒徑、圓形度、包絡度等的量測係使用流動式粒子影像分析裝置(FPIA-3000，Sysmex股份有限公司製)。具體而言，係使用10倍物鏡並藉由亮視野之光學系統，於LPF測定模式下，以調整成4000～20000個/μl之濃度的導電性填料分散液來量測。
導電性填料分散液係對調整成0.2wt%的六偏磷酸鈉水溶液添加0.1～0.5ml的界面活性劑，並加入0.1±0.01g之屬測定試料的導電性填料來調製。分散有導電性填料的懸浮液係以超音波分散器進行1～3分鐘的分散處理後供予測定。
＜表面電阻及連接電阻的測定＞ 表面電阻係將2個面積為1cm2 的鍍金端子以1cm的間隔置於導電性接著劑層上，藉由4端子法測定在對端子施加1kg負載的狀態下1分鐘後之端子間的電阻值。
連接電阻係使用以下屏蔽印刷配線板來測定：利用壓機，以溫度：170℃、時間：3分鐘、壓力：2～3MPa之條件將各實施例及比較例中所製作之電磁波屏蔽膜與印刷配線基板接著，再剝除剝離性膜所製成者。
此外，作為印刷配線基板，係使用如圖2所示在由聚醯亞胺膜所構成的基底構件122上形成有模擬接地電路之銅箔圖案125、且於其上形成有絕緣性之接著劑層123及由聚醯亞胺膜所構成之包覆層(絕緣膜)121者。銅箔圖案125的表面設有作為表面層126的鍍金層。此外，包覆層121係形成有直徑a為0.5mm之模擬接地連接部的開口部。連接電阻值係以4端子法測定印刷配線板之相鄰銅箔圖案125間的電阻值。
關於表面電阻及連接電阻，係將小於200mΩ/□之情形評為良好(○)，於200mΩ/□以上且小於300mΩ/□之情形評為容許範圍內(△)，為300mΩ以上時則評為不良(×)。
(實施例1) 作為導電性填料，係使用中值粒徑(D50)為10μm、圓形度的10%累積值為0.51、50%累積值為0.72、面積包絡度的10%累積值為0.52、50%累積值為0.77的覆銀電解銅粉。當導電性接著劑層的厚度為7μm、10μm及13μm任一者時，表面電阻及連接電阻均良好。
(實施例2) 作為導電性填料，係使用D50為11μm、圓形度的10%累積值為0.58、50%累積值為0.74、面積包絡度的10%累積值為0.57、50%累積值為0.80的覆銀電解銅粉。當導電性接著劑層的厚度為8μm、11μm及14μm任一者時，表面電阻及連接電阻均良好。
(實施例3) 作為導電性填料，係使用D50為12μm、圓形度的10%累積值為0.56、50%累積值為0.75、面積包絡度的10%累積值為0.55、50%累積值為0.81的覆銀電解銅粉。當導電性接著劑層的厚度為9μm、12μm及15μm任一者時，表面電阻及連接電阻均良好。
(實施例4) 作為導電性填料，係使用D50為15μm、圓形度的10%累積值為0.62、50%累積值為0.80、面積包絡度的10%累積值為0.66、50%累積值為0.86的覆銀電解銅粉。當導電性接著劑層的厚度為12μm、15μm及18μm任一者時，表面電阻及連接電阻均良好。
(實施例5) 作為導電性填料，係使用D50為20μm、圓形度的10%累積值為0.64、50%累積值為0.83、面積包絡度的10%累積值為0.68、50%累積值為0.89的覆銀電解銅粉。當導電性接著劑層的厚度為17μm、20μm及23μm任一者時，表面電阻及連接電阻均良好。
(比較例1) 作為導電性填料，係使用D50為10μm、圓形度的10%累積值為0.72、50%累積值為0.90、面積包絡度的10%累積值為0.76、50%累積值為0.93的覆銀電解銅粉。當導電性接著劑層的厚度為7μm時，表面電阻及連接電阻良好。當厚度為10μm時，表面電阻為容許範圍內，連接電阻不良。當厚度為13μm時，表面電阻及連接電阻均不良。
(比較例2) 作為導電性填料，係使用D50為10μm、圓形度的10%累積值為0.83、50%累積值為0.96、面積包絡度的10%累積值為0.83、50%累積值為1.0的覆銀霧化銅粉(球狀)。當導電性接著劑層的厚度為7μm時，表面電阻及連接電阻良好。當厚度為10μm時，表面電阻為容許範圍內，連接電阻不良。當厚度為13μm時，表面電阻及連接電阻均不良。
(比較例3) 作為導電性填料，係使用D50為12μm、圓形度的10%累積值為0.83、50%累積值為0.96、面積包絡度的10%累積值為0.83、50%累積值為1.0的覆銀霧化銅粉(球狀)。當導電性接著劑層的厚度為9μm時，表面電阻及連接電阻良好。當厚度為12μm時，表面電阻為容許範圍內，連接電阻不良。當厚度為15μm時，表面電阻及連接電阻均不良。
(比較例4) 作為導電性填料，係使用D50為15μm、圓形度的10%累積值為0.83、50%累積值為0.96、面積包絡度的10%累積值為0.83、50%累積值為1.0的覆銀霧化銅粉(球狀)。當導電性接著劑層的厚度為12μm時，表面電阻及連接電阻良好。當厚度為15μm時，表面電阻為容許範圍內，連接電阻不良。當厚度為18μm時，表面電阻及連接電阻均不良。
表1及表2中彙整表示各實施例及比較例之結果。
[表1]
Figure 02_image001
[表2]
Figure 02_image003
產業上之可利用性
本案之導電性接著劑可減少因厚度變動所引起的導電性變化，而有用於作為電磁波屏蔽膜之接著劑層等。
100‧‧‧電磁波屏蔽膜101‧‧‧導電性接著劑層102‧‧‧黏結劑樹脂103‧‧‧導電性填料105‧‧‧保護層106‧‧‧屏蔽層121‧‧‧包覆層122‧‧‧基底構件123‧‧‧接著劑層125‧‧‧銅箔圖案126‧‧‧表面層128‧‧‧開口部
圖1為表示一實施形態之電磁波屏蔽膜的剖面圖。 圖2為表示連接電阻之測定方法的剖面圖。
101‧‧‧導電性接著劑層
102‧‧‧黏結劑樹脂
103‧‧‧導電性填料
105‧‧‧保護層
106‧‧‧屏蔽層

Claims (4)

  1. 一種導電性接著劑，包含黏結劑樹脂與導電性填料；前述導電性填料之圓形度的10%累積值為0.50以上且0.65以下，面積包絡度的10%累積值為0.50以上且0.70以下；前述導電性填料的中值粒徑為5μm以上且25μm以下；前述導電性接著劑形成厚度為前述導電性填料之中值粒徑的0.6倍以上且1.4倍以下之導電性接著劑層時，表面電阻及連接電阻的值小於300mΩ/□。
  2. 如請求項1之導電性接著劑，其中前述導電性填料之圓形度的50%累積值為0.70以上且0.85以下，面積包絡度的50%累積值為0.75以上且0.90以下。
  3. 一種電磁波屏蔽膜，具備：絕緣保護層；及導電性接著劑層，其係藉由如請求項1或2之導電性接著劑而形成；前述導電性接著劑層之厚度為前述導電性填料之中值粒徑的0.6倍以上且1.4倍以下。
  4. 一種屏蔽配線基板，具備：印刷配線基板，其設有接地圖案；及如請求項3之電磁波屏蔽膜，其係以與前述接地圖案導通的方式接著於前述印刷配線基板。
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