JPH04118873A - 異方導電性回路基材 - 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、電気回路が形成されたガラス基板とポリイミ
ド基板とが、異方導電性接着剤で電気的に接続されてい
る異方導電性回路基材に関する。

〔従来の技術〕

テレビ、オーディオ、カメラ等の民生用電子機器、また
は、コンピュータ、通信機器、自動車等の産業用電子機
器に用いられるプリント配線基板およびＩＣ基板には、
ガラスなどの無機系の基板やポリイミドなどの高分子系
の基板が採用されている。

そして、これらガラス基板とポリイミド基板上に形成さ
れた電気回路は、それぞれの電極を介して電気的に接続
される。

近年の電子部品の小型化、薄型化の傾向に伴い、電子回
路は益々高密度化してきており、従来の半田付けやコネ
クタによる接続では上記基板の接続には対応することが
できず、最近になって、異方導電性接着剤が用いられる
ようになってきた。

異方導電性接着剤とは、対向する電極間に導電性粒子が
分散された接着剤を介在させ、電極間を電気的に接続す
ると同時に隣接電極間を絶縁し、対向する電極を接着固
定するものであり、このような接着剤の接着成分として
は、エポキシ樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メラミン
樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂、
多価アルコールのアクリル酸エステル、ポリエステルア
クリレート、多価カルボン酸の不飽和エステル、などの
紫外線、電子線などによる電磁波照射硬化性樹脂が知ら
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、電気回路が形成されたガラス基板とポリ
イミド基板とを従来の異方導電性接着剤を用いて電気的
に接続した回路基材では、初期の接続性能は良好である
ものの、耐久性という点では接続に対する信頼性に欠け
ていた。というのは、高温度下または高湿度下において
、従来の異方導電性接着剤は物理的な接着強度が低下し
たり、接着成分が膨潤することにより、接続抵抗の上昇
を来すからである。

一般に、工業的に特定の材料を接着する場合、接着可能
な多数の接着剤の中から、接着強度等を基準として最適
の接着剤を選択することが行われている。

しかし、異方導電性接着剤は接着成分中に導電性の微粒
子を分散したものであるから、接着時における基板表面
と接着剤との界面の性質は理論的に極めて複雑である。

一方、−船釣な接着剤に関しても、接着時における界面
の結合力だけを独立して測定する方法が確立されていな
いこともあって、前記ガラス基板とポリイミド基板との
接続に最適の接着剤を理論的に選び出すことは殆ど不可
能である。

本発明者等は前記問題点に鑑み、ガラス基板とポリイミ
ド基板とを電気的に接続するための異方導電性接着剤に
関し、数多くの実験と研究を積み重ねた結果、高温、高
湿下においても強い接着強度を有し、かつ、導通抵抗の
上昇が少なく、耐久性に優れた異方導電性接着剤を見い
出し、本発明を完成するに到ったものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、電気回路が形成されたガラス基板とポリイミ
ド基板とが、異方導電性接着剤で電気的に接続されてい
る異方導電性回路基材において、当該接着剤がガラス基
板側がエポキシ樹脂、ポリイミド基板側がポリエステル
樹脂の二層からなることを特徴とする異方導電性回路基
材に係る。

以下に本発明に係る異方導電性回路基材について具体的
に説明する。

本発明において、異方導電性回路基材とは、電気回路が
形成された２つの基板が異方導電性接着剤で電気的に接
続されている基材をいい、ガラス基板としては、ガラス
板表面にＩＴＯ等を電極として設置したものが用いられ
、一方、ポリイミド基板としては、ポリイミドフィルム
の表面に銅金属等を電極として設置したものが用いられ
る。

本発明に係る異方導電性回路基材では、接着剤は２層か
らなり、ガラス基板側はエポキシ樹脂、ポリイミド基板
側はポリエステル樹脂を接着成分とする。

このように構成することにより、ガラス基板はエポキシ
樹脂と、ポリイミド基板はポリエステル樹脂とそれぞれ
強固に接着され、かつ、これらの界面においてエポキシ
樹脂とポリエステル樹脂とが相性良く接着される結果、
ガラス基板とポリイミド基板とが強固に接着される。こ
うして、ガラス基板側の電極とポリイミド基板側の電極
とは、前記導電性粒子によって電気的に接続される。

エポキシ樹脂としては、一般に２液型のものが用いられ
、主剤としてのビスフェノールＡのジグリシジルエーテ
ル型のものと、硬化剤としての各種ポリアミン、ポリア
ミド、酸無水物、ポリメルカプタン、ポリスルフィド等
を組み合わせて用いる。エポキシ樹脂には液状と粉末状
のものがあり、また、ｌ液室のものもある。

ポリエステル樹脂としては、ホットメルト型と溶液型、
熱可塑型と熱硬化型のいずれも使用することができる。

絶縁性の接着成分中に分散される導電性粒子は、通常、
異方導電性接着剤中に使用されているニッケル、金、銀
、等の金属やその合金、酸化錫等の酸化物、カーボンな
ど公知のものでよい。特に、特願平１−１７７９９７号
に記載された導電性粒子は好適である。

これらの導電性粒子は基板の接着操作前の状態では、両
方の樹脂中に分散されていてもよいし、いずれか一方の
樹脂中に分散されていてもよいが、高温、高湿下におけ
る長期的な接着強度の点で、エポキシ樹脂中に分散され
ているものが好ましい。

接着剤中には通常、０．２〜４０重量％の導電性粒子が
分散される。

基板の接着操作前の接着剤の形状は、テープ状のものが
接着操作上使い易いが、ペースト状のものでもよい。

図面には、ガラス基板側の電極とポリイミド基板側の電
極とが、エポキシ樹脂層とポリエステル樹脂層とからな
る接着剤を介して、導電性粒子によって電気的に接続さ
れた回路基材が、模式的に表された断面図により示され
ている。

〔実施例〕

皇考烈（導電性粒子の調製） エチルアルコール４８７ｇと水３８９ｇとの混合液を攪
拌しながら３５℃に保ち、この混合液にアンモニアガス
７１．７ｇを溶解させた。この混合液に２８％エチルシ
リケート１７．４ｇを加え、その後２時間攪拌を続けて
５ｔａｒ換算として０゜５重量％に相当するシード粒子
が分散した白濁液を得た。

この白濁液に直ちにＮａＯＨ０，０３ｇが溶解した水溶
液３．３ｇを加え、シード粒子が水−アルコール分散液
中に分散したヒールゾルを得た。

得られたヒールゾルのうち９７ｇを攪拌下３５℃に保ち
、アンモニアガスでｐＨ１１，５にコントロールしなが
らいエチルアルコール４５５ｇと水８８６ｇとの混合液
および２８％エチルシリケート５７０ｇを同時に１９時
間かけて徐々に添加した。全量添加後、液中に、ＮａＯ
Ｈ１ｇが溶解した水溶液１０３ｇを加え、これを７０℃
に加熱して２時間保持し分散液を得た。

この分散液に上記と同様の方法で、アンモニアガスでｐ
Ｈを１１．５にコントロールしながらエチルアルコール
、水およびエチルシリケートを添加し、ＮａＯＨ水溶液
を添加した後、加熱する操作を繰り返して、平均粒子径
７μｍの粉末粒子（Ｇ１）を得た。この粉末粒子の平均
粒子径７μｍ±１０％の範囲の粒子径を有する粒子は、
９６重量％であった。

一方、２４重量％のアンモニア水溶液２８１ｆＩｌを水
８００ｇで希釈した液に、硝酸銀２９．２ｇを溶解した
。攪拌下にある水６００ｇに粉末粒子（Ｇｌ）２０ｇを
加え、さらに前記アンモニア性硝酸銀水溶液を添加して
充分分散させた。この混合液を攪拌しながら、３０％ホ
ルマリン３２．８−を水１８０ｇで希釈した液を滴下し
、粉末粒子表面に銀メツキを施した。次いで、濾過洗浄
後、９０℃で乾燥させて導電性粒子（Ｇ２）を得た。

得られた導電性粒子は、比重３．１２であり、メツキ膜
の厚さは４００人であり、比抵抗は３×１０−！Ω・ｌ
であった。

この導電性粒子（Ｇ２）９０ｇとメチルメタクリレート
樹脂粉末（綜研化学製、商品名ＭＰ−１０００粒径０．
４μｍ、軟化温度１７０℃）１０ｇとを混合して樹脂を
導電性粒子（Ｇ２）の表面に吸着させた。

次に、樹脂を吸着させた導電性粒子をボールミルに入れ
て混合し、導電性粒子の表面を上記樹脂で被覆して、絶
縁性熱可塑性樹脂被覆導電性粒子（Ｇ３）得た。

この絶縁性熱可塑性樹脂被覆導電性粒子（Ｇ３）の平均
粒子径は７．７μｍで、絶縁性熱可塑性樹脂被覆層の厚
さは０．３μｍで、導電性粒子（Ｇ２）の直径に対して
４．２％であった。

この導電性粒子（Ｇ３）を、以下の実施例における導電
性粒子として使用した。

叉施孤上 （異方導電性接着剤の調製） 導電性粒子（Ｇ３）１０重量部を、エポキシ樹脂晴アク
ロイルモノマーを配合した熱硬化性樹脂（東洋紡（株）
製、ＫＷ４５ＧＡ）９０重量部に分散させて異方導電性
接着剤（Ｂｌ）を調製した。

また、導電性粒子（Ｇ３）１０重量部を、ポリエステル
樹脂（東洋紡（株）製、バイロン５００）９０重量部に
分散させた異方導電性接着剤（Ｂ２）を調製した。

（異方導電性テープの製造） 異方導電性接着剤（Ｂ１）をスクリーン印刷機を用いて
、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート樹脂（Ｐ
ＥＴ）フィルム上に１５０メツシユのスクリーンを通し
て印刷し、このフィルムを乾燥機内で１００℃、１０分
間乾燥して、接着剤（Ｂｌ）層がコーティングされた異
方導電性テープ（Ｔ１）を得た。

次に、この異方導電性テープ（ＴＩ）の接着剤（Ｂ１）
層上に、異方導電性接着剤（Ｂ２）をスクリーン印刷し
、このフィルムを乾燥機内で１２０℃、１５分間乾燥し
て、接着剤（Ｂｌ）層と接着剤（Ｂ２）層がコーティン
グされた異方導電性テープ（Ｔ２）を得た。

（異方導電性回路基材の製作） 電極間距離３０μｍで銅電極が設置されたポリイミドフ
ィルム上に、その電極に接着剤（Ｂ２）層が接するよう
に異方導電性テープ（Ｔ２）を置き、ヒートシーラーを
用いて２０ｋｇ／ａ／Ｇの荷重で１５０℃、１０秒間圧
着して、接着剤層を転写した後、ＰＥＴフィルムを剥が
す。

次に、上記接着剤層上に、ガラス基板の表面に同じく電
極間距離３０μｍで設けられた透明電極をセットし、３
０ｋｇ／ｃｄＧ、　　１８０℃に加熱圧着して、電気的
に接続された異方導電性回路基材（Ｃ１）を製作した。

去１１１１ 実施例１で調製した異方導電性テープ（Ｔｌ）の接着剤
（Ｂｌ）層上に、導電性粒子を含まないポリエステル樹
脂の接着剤を１２０メツシユのスクリーンを通して印刷
し、このテープを乾燥機内で１２０℃、１５分間乾燥し
て、接着剤（Ｂｌ）層とポリエステル樹脂の接着剤層が
コーティングされた異方導電性テープ（Ｔ３）を得た。

この異方導電性テープ（Ｔ３）を用いて実施例１と同様
の方法で電気的に接続された異方導電性回路基材（Ｃ２
）を製作した。

且１１１［ 実施例１で調製した接着剤（Ｂｌ）層のみコーティング
された異方導電性テープ（Ｔ１）を用いて実施例１と同
様の方法で電気的に接続された異方導電性回路基材（Ｃ
３）を製作した。

ル較豊ｌ 実施例１で調製した接着剤（Ｂ２）をスクリーン印刷機
を用いて、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に１５０メ
ツシユのスクリーンを通して印刷し、このフィルムを乾
燥機内で１２０℃、１５分間乾燥して、接着剤（Ｂ２）
層のみがコーティングされた異方導電性テープ（Ｔ４）
を得た。

この異方導電性テープ（Ｔ４）を用いて実施例１と同様
の方法で電気的に接続された異方導電性回路基材（Ｃ４
）を製作した。

災亀豊１（評価試験） 実施例１．２および比較例１．２で得た異方導電性回路
基材Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４について次の評価試験
を行った。その結果を第１表に示す。

（１）上下導通性 電気回路のガラス基板側透明電極とフィルム基板側銅電
極間の電気抵抗を１０本測定して、５０Ω以下の抵抗値
を示す割合（上下導通率）と平均抵抗値を求めた。

（２）接着強度 ガラス基板をチープールに固定し、接着部を一部剥がし
てバネ秤に固定して、接着部が完全に剥離するまでバネ
秤を引っ張り、その時の強度（ｇ）を測定した。

（３）耐久性 異方導電性回路基材を温度６０℃、相対湿度９０％に保
持した恒温恒湿槽に入れ、５００時間放置した後、上記
の上下導通性と接着強度の各々を測定した。

第 表 第１表より、エポキシ樹脂だけの接着剤層により接続さ
れた回路基材（Ｃ３）は接着強度が弱く、ポリエステル
樹脂だけの接着剤層により接続された回路基材（Ｃ４）
は高温、高圧下で上下導通抵抗値が高くなり、上下導通
率も低下することが分かる。

これに対して、本発明に係る異方導電性回路基材は、接
着強度および耐久性共に優れていることが明らかである
。

なお、隣接した電極間の絶縁率についても測定したが、
いずれの回路も良好であった。

〔発明の効果〕

本発明に係る異方導電性回路基材は、接着剤がガラス基
板側をエポキシ樹脂、ポリイミド基板側をポリエステル
樹脂の二層で構成されているので、電気回路が形成され
たガラス基板とポリイミド基板とを電気的に接続する際
に、高温、高湿下においても高い接着強度を有し、かつ
、導通抵抗の上昇が少ないので耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

図面は、ガラス基板側の電極とポリイミド基板側の電極
とが、異方導電性接着剤により接続された回路基材を模
式的に表した断面図である。 特許出願人　触媒化成工業株式会社 代理人　　　弁理士　石１）政久

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電気回路が形成されたガラス基板とポリイミド基板とが
   、異方導電性接着剤で電気的に接続されている異方導電
   性回路基材において、当該接着剤がガラス基板側がエポ
   キシ樹脂、ポリイミド基板側がポリエステル樹脂の二層
   からなることを特徴とする異方導電性回路基材。