JPH0696620A - 異方性導電材料および該材料を用いた回路の接続方法並びに電気回路基板 - Google Patents

異方性導電材料および該材料を用いた回路の接続方法並びに電気回路基板

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JPH0696620A
JPH0696620A JP34819591A JP34819591A JPH0696620A JP H0696620 A JPH0696620 A JP H0696620A JP 34819591 A JP34819591 A JP 34819591A JP 34819591 A JP34819591 A JP 34819591A JP H0696620 A JPH0696620 A JP H0696620A
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JP
Japan
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conductive material
active energy
electrodes
anisotropic conductive
energy ray
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JP34819591A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Toshida
義和 利田
Yoichi Haruta
要一 春田
Teruo Nakagawa
照夫 中川
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Toagosei Co Ltd
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/321Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits

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  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、活性エネルギー線硬化型樹脂で被
覆された導電性粒子を、絶縁性バインダー中に分散させ
てなる異方性導電材料およびこれを用いた回路の接続方
法、並びに該方法で得られる電気回路基板である。 【効果】 本発明の異方性導電材料を用いて回路を接続
させる場合には、温度および圧力の微妙な制御は不要と
なり、20μm以下の微細な電極パターンも高い信頼性
で電気的接続が可能となり、電気および電子分野で極め
て有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、微細な電極回路同士の
電気的接続、例えば液晶ディスプレーとフレキシブル回
路基板の接続や、半導体集積回路とそれを搭載する回路
基板との接続に用いることのできる異方性導電材料およ
びこれを用いた回路の接続方法、並びに該回路の接続方
法により得られる電気回路基板に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化、薄型化にとも
ないこれらを搭載する配線導体回路のパターンは微細化
している。そのため、これら微細回路の接続は、従来の
半田やゴムコネクタでは困難であり、最近異方性導電材
料が使われ始めている。
【0003】この異方性導電材料は、導電性粒子を絶縁
性の樹脂バインダーの中に分散したものであり、この材
料を接続したい2枚の電極回路の間に挟み、加圧または
加熱加圧により樹脂バインダーを圧縮することで、距離
が短く導電性粒子の密度が大きくなる両回路間の対向す
る電極同士だけを電気的に接続するものである。しか
し、この方法では樹脂バインダー中に余り多くの導電性
粒子を分散させると、対向電極以外の部分、例えば隣接
する電極間も電気的に接続される恐れがあり、導電性粒
子の量が少ないと逆に対向電極の導通を取れなくなる恐
れがある。このため、微細な回路パターンの電極同士の
接続は、信頼性の点で問題がある。
【0004】一方、微細な回路パターンの対向電極の接
続に関する信頼性を高めた異方性材料として特開平2−
103874号公報には、導電性粒子表面を一定の圧力
を加えると破れる絶縁性高分子で被覆した異方性導電膜
が、また特開平3−46774号公報には、導電性粒子
表面を絶縁性熱可塑樹脂で被覆した異方性導電性接着剤
が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記絶
縁性高分子で被覆された導電性粒子では、被覆した高分
子とそれを分散したバインダーの種類と量によって接続
の際の温度および圧力の条件を微妙に制御しなければな
らず、また20μm以下の微細な電極パターンの接続で
はやはり信頼性に問題があった。本発明は、前記問題点
を解決するためのもので、その目的は20μm以下の微
細電極パターンを高い信頼性で接続することのできる異
方性導電材料とこれを用いた回路の接続方法並びに該接
続方法により得られる電気回路基板を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、活性エネルギ
ー線硬化型樹脂で被覆された導電性粒子を、絶縁性バイ
ンダー中に分散させてなる異方性導電材料;対向する電
極を有する2枚の電極回路の少なくとも一方に前記異方
性導電材料を配置し、電極上の部分を除いて該材料の表
面に活性エネルギー線を照射して照射部分下の導電性粒
子を被覆している活性エネルギー線硬化型樹脂を硬化さ
せた後、両電極回路間に該材料を挟んで加圧または加熱
加圧することにより、回路間の電気的接続と機械的結合
を行うことを特徴とする回路の接続方法;並びに前記回
路の接続方法によって形成される電気回路基板である。
【0007】以下に本発明に係る異方性導電材料につい
て詳細に説明する。本発明の異方性導電材料に用いる導
電性粒子は、一般には金属粒子が用いられる。これらの
例としては、Au、Ni、Cr、Al、Mo、Sb、C
u、Ag、Pt、Co等が挙げられ、これら金属粒子
は、単体、合金または導電性があれば酸化物を用いても
よく、これらの2種以上を複合して用いることも可能で
ある。また、導電性粒子としてガラスや合成樹脂等、非
導電性粒子の表面に前記金属被膜層を設けたものも使用
できる。
【0008】導電性粒子の表面は活性エネルギー線硬化
型樹脂で被覆される。被覆される活性エネルギー線硬化
型樹脂としては、活性エネルギー線、即ち紫外線または
電子線等により硬化し、少なくとも硬化後は絶縁性を示
し、かつ硬化前においても導電性粒子から剥がれてバイ
ンダーと容易に混合することがない固体または半固体状
の材料であれば良い。
【0009】このような材料としては、例えば、ウレタ
ンアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエス
テルウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポ
リオールアクリレート、アルキドアクリレート、ポリエ
ーテルアクリル、エポキシメタクリレート、ポリブタジ
エン等の活性エネルギー線重合性の樹脂から選択され、
単独あるいは2種以上を併用して用いられる。
【0010】また該樹脂には硬化を促進させるために、
光開始剤を配合することが好ましく、例えば、ジエトキ
シアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2メチル−1−フ
ェニルプロパン−1−オン、ベンジルジメチルケター
ル、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ベ
ンゾフェノン、イソプロピルベンゾインエーテル、イソ
プロピルベンゾインエーテル、ベンゾインメチルエーテ
ル、アゾビスイソブチルニトリル等が挙げられる。
【0011】本発明の異方性導電材料は、活性エネルギ
ー線硬化型樹脂で被覆された導電性粒子をバインダーに
分散したものであるが、その形態としては、ペースト状
の接着剤として一方の電極回路に塗布しておき、対向す
る他の回路を載せ、加圧または加熱加圧により対向電極
間を電気的に接続させたり、フィルム状接着剤に成型し
二つの回路間に挟んで熱プレスにより対向電極間を電気
的に接続させたり、接着剤溶液の状態で塗布し、溶剤を
乾燥させた後、加圧または加熱加圧により対向電極間を
電気的に接続させたりすることができる。
【0012】バインダーは、ペースト状の接着剤として
は、熱プレスにより硬化し接着する樹脂の使用が好まし
く、フィルム状に成型する場合は、熱プレスにより可塑
化し接着する樹脂を用いる。また、溶液状で塗布する場
合は熱プレスにより硬化接着する樹脂または熱プレスに
より溶融する熱可塑接着樹脂のどちらか一方を用いるこ
とができる。
【0013】例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン、酢酸セルロース、ポリビニルブチラー
ル、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリウレ
タン、ポリエステル、ポリアミド、不飽和ポリエステ
ル、エポキシ樹脂、クロロプレンゴム、スルフォン化ゴ
ム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、SBR、NBR、
アクリル系ゴム、天然ゴム、エチレン酢酸ビニル共重合
体、ポリイソブチル、ポリビニルエーテル系ゴム等が適
宜使用され、必要に応じて2種以上の併用も可能であ
る。
【0014】また必要に応じて、ロジン、変性ロジン、
テルペン樹脂、テルペン−フェノール樹脂、アルキルフ
ェノール樹脂、クマロンインデン樹脂等の粘着付与剤や
架橋剤、老化防止剤、カップリング剤等をバインダーに
適宜添加してもよい。
【0015】次に、本発明の異方性導電材料を用いた電
極回路の接続方法を図を用いて説明する。図1に本発明
の異方性導電材料を示す。異方性導電材料は、活性エネ
ルギー線硬化型樹脂1で被膜された導電性粒子2を、バ
インダーである絶縁性接着剤3中に分散させて構成され
ている。
【0016】この異方性導電材料を図2に示すように電
極5を持つ回路基板4上に配置し、活性エネルギー線を
回路基板4側より照射する。この場合回路基板4は活性
エネルギー線を透過するものであり、電極5は活性エネ
ルギー線を透過しないものである。
【0017】回路基板4が活性エネルギー線を透過しな
い場合または回路基板4と電極5が共に活性エネルギー
線を透過する場合には、図3に示すように電極部分に相
当する異方性導電材料に光が当たらないパターンマスク
8を、異方性導伝材料の基板4と反対側に設置し、マス
ク側から活性エネルギー線を照射する。なお後者の場合
にはパターンマスクを基板側に設置してこの方向から活
性エネルギー線を照射することもできる。これらの方法
により、活性エネルギー線の当たった部分の導電性粒子
を被覆している活性エネルギー線硬化型樹脂は硬化す
る。
【0018】この後、電極5に対向する電極7を持つ回
路基板6を異方性導電材料を挟むように配置し、熱プレ
スによりバインダー3を圧縮する。図4に示す様に対向
する電極5と電極7間の導電性粒子を被覆した活性エネ
ルギー線硬化性樹脂1は、熱プレス時の圧力および熱に
より破れ、電極5と電極7を露出した導電性粒子2を通
して電気的に接触する。電極5と電極7に挟まれた部分
以外では、活性エネルギー線により樹脂1は硬化してい
るため熱プレスによっても被覆は破れず絶縁性を保って
いる。すなわち、対向する電極5と電極7を電気的に導
通し、左右隣接する電極間は導電粒子を被覆した樹脂1
とバインダー3により絶縁が保たれる。
【0019】冷却し加圧を除去することにより縦方向の
対向電極間の電気的導通、横方向の隣接電極間の電気的
絶縁の状態は保持される。
【0020】
【作用】一方の電極回路上に、活性エネルギー線を照射
した本発明の異方性導電材料を配置し、他方の回路を上
から置き、加圧または加熱加圧する。バインダーはこの
時に流動性および可塑性を得る。電極回路間に挟まれ加
圧されると、まずバインダーが流動的になって圧力の低
いところに逃げ、導電性粒子間ないし横方向に隣接する
電極間部分に移動する。このようにして、まず導電性粒
子が対向電極間に挟まれるが、更に上下方向に圧力が加
わることにより、導電性粒子を被覆している未硬化の活
性エネルギー線硬化型樹脂のうち電極と接している部分
が破れて、電極と導電性粒子が接触する。導電性粒子は
両電極間に挟まれて固定し、直接両電極に接触して電気
的接続を形成する。横方向に隣接する電極間の導電性粒
子は、硬化した絶縁性を有する樹脂膜で包まれてバイン
ダー中に分散した状態にあり、従って、横方向の電極間
は良好な絶縁状態に保たれる。
【0021】従来の絶縁性高分子で被覆された導電性粒
子を用いる場合は、対向電極間とそれ以外の部分の圧力
の違いによる該高分子の破れの有無を利用して、対向電
極間の導通とそれ以外の絶縁を形成していたが、この場
合には、圧力の微妙な制御が必要となる。これに対して
本発明では、対向電極間に存在する導電性粒子は表面が
未硬化の樹脂で覆われているため容易に破れ、それ以外
の部分の導電性粒子は硬化した絶縁性を有する樹脂被膜
で覆われているという明確な違いがあるため、電極回路
の接続に対して微妙な圧力の制御は不要である。
【0022】
【実施例】
実施例1 導電性粒子として平均粒径7μmのNiおよびAuメッ
キを施したポリエチレン粒子を使用し、これを活性エネ
ルギー線硬化型のウレタンアクリレートで被覆した。こ
れをスチレンブタジエンブロック共重合体とテルペン系
粘着付与剤をトルエンに溶解したバインダーに分散させ
た。これをバーコーダでセパレートフィルム(シリコン
処理ポリエステルフィルム)に塗布し、乾燥させ、平均
厚さ40μmのフィルム状の異方性導電材料を作製し
た。
【0023】これをライン幅20μm、ピッチ40μ
m、厚み18μmの電極を有し、紫外線を透過するフレ
キシブル回路基板の上に載せ、120℃−10kg/c
2 で5秒間加熱加圧して仮接着した。これにフレキシ
ブル回路基板側から紫外線を照射した。その後セパレー
トフィルムを剥離し、この面に前記フレキシブル回路基
板の電極と対向する電極を有するガラスエポキシ回路基
板を載せ、顕微鏡により位置合わせを行った後、150
℃−20kg/cm2 で20秒間加熱加圧して本接着
し、回路の接続を行った。
【0024】評価として対向電極間の導通と隣接する電
極間の導通を調べた。その結果、対向電極間では全ての
電極間で抵抗値が1Ω以下で完全に導通しており、全て
の隣接電極間で抵抗値が107 Ω以上で絶縁されてい
た。
【0025】比較例1 導電性粒子として実施例1と同様のNiおよびAuメッ
キを施したポリエチレン粒子を使用し、活性エネルギー
線硬化型樹脂を被覆せずに、実施例1と同様にフィルム
状の異方性導電材料を作製した。これを用いて実施例1
と同様の回路の接続を行った。
【0026】評価として実施例1と同様に対向電極間の
導通と隣接する電極間の導通を調べた。その結果、対向
電極間では全ての電極間で抵抗値1Ω以下で導通してい
たが、隣接電極間では絶縁が保たれず導通していた。
【0027】実施例2 実施例1と同様のフィルム状異方性導電材料を利用し、
これをライン幅20μm、ピッチ40μm、厚み18μ
mの透明電極を有する回路基板の上に載せ、120℃−
10kg/cm2 で5秒間加熱加圧により仮接着した。
異方性導電材料上に透明電極と同じ回路パターンのマス
クを載せマスク上から紫外線を照射した。その後セパレ
ートフィルムを剥離し、この面に前記基板の電極と対向
する電極を有する透明電極回路基板を載せ、顕微鏡によ
り位置合わせを行った後、150℃−20kg/cm2
で20秒間加圧加熱して本接着し回路の接続を行った。
【0028】評価として対向電極間の導通と隣接する電
極間の導通を調べた。その結果、対向電極間では全ての
電極間で抵抗値が1Ω以下で完全に導通しており、全て
の隣接電極間で抵抗値が107 Ω以上で絶縁されてい
た。
【0029】比較例2 比較例1と同様のフィルム状異方性導電材料を使用し、
実施例2と同様の回路の接続を行った。評価のため、実
施例1と同様に対向電極間の導通と隣接する電極間の導
通を調べた。その結果、対向電極間では全ての電極間で
抵抗値1Ω以下で導通していたが、隣接電極間では絶縁
が保たれず導通していた。
【0030】
【発明の効果】本発明の異方性導電材料を用いて回路を
接続させる場合には、温度および圧力の微妙な制御は不
要となり、20μm以下の微細な電極パターンも高い信
頼性で電気的接続が可能となり、電気および電子分野で
極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の異方性導電材料を示した概略断面図で
ある。
【図2】電極回路上に配置した異方性導電材料に、活性
エネルギー線を該材料側から照射する工程を示した概略
断面図である。
【図3】電極回路上に配置した異方性導電材料に、活性
エネルギー線をパターンマスクを用いて照射する工程を
示した概略断面図である。
【図4】本発明の方法により対向電極を接続して得られ
た電気回路基板を示した概略断面図である。
【符号の説明】
1 活性エネルギー線硬化型樹脂 2 導電性粒子 3 絶縁性接着剤 4 回路基板 5 電極 6 回路基板 7 電極 8 パターンマスク 9 活性エネルギー線

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 活性エネルギー線硬化型樹脂で被覆され
    た導電性粒子を、絶縁性バインダー中に分散させてなる
    異方性導電材料。
  2. 【請求項2】 対向する電極を有する2枚の電極回路の
    少なくとも一方に請求項1の異方性導電材料を配置し、
    電極上の部分を除いて該材料の表面に活性エネルギー線
    を照射して照射部分下の導電性粒子を被覆している活性
    エネルギー線硬化型樹脂を硬化させた後、両電極回路間
    に該材料を挟んで加圧または加熱加圧することにより、
    回路間の電気的接続と機械的結合を行うことを特徴とす
    る回路の接続方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の回路の接続方法によって
    形成される電気回路基板。
JP34819591A 1991-12-04 1991-12-04 異方性導電材料および該材料を用いた回路の接続方法並びに電気回路基板 Pending JPH0696620A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07297560A (ja) * 1994-04-28 1995-11-10 Hitachi Ltd 多層プリント配線基板およびその実装構造体
KR101067088B1 (ko) * 2009-09-10 2011-09-23 삼성전기주식회사 인쇄회로기판 및 그 제조방법
WO2016052130A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム、及び接続方法
CN112213892A (zh) * 2019-07-12 2021-01-12 堺显示器制品株式会社 显示面板以及显示面板的制造方法

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