JPS6178069A - 回路の接続部材 - 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〕 本発明は回路の接続に用いらｎる導電性の接続部材に関
する。

〔従来の技術〕

従来より集積回路類の配ａ基板への接続、表示素子類と
配線基板への接続、電気回路と１７　＋ドとの接続など
のように接続端子が細かいピッチで並んでいる場合の接
続方法として、゛ハンダ付や４を性接着剤による方法が
広く用いらｎている。しかしながら、こｎらの方法にお
いては導電回路部のみに限定して接続部材を形成しなけ
ｎばならないので、高密度、高Ｍ細化の進む微細回路の
接続に困難をきたしていた。

最近回路接続用の接続部材について検討が加えらｎ、す
でに特開昭５１−２０９４１号公報、特開昭５５−１０
４００７号公報、特開昭５６−１２２１９３号公報、特
開昭５１−２１１９２号公報等により提案さｎている。

こｎらはいずｎもその基本思想は、相対峙する回路間に
導電性材料を含む異方導電性の接続部材層をｉ！ｉけ、
加圧または加熱加圧手段を構じることによって、回路間
の電気的接続と同時に隣接回路間に絶縁性を付与し相対
峙する回路を接着固定するもので、９）る。

しかしながらこのような従来の方法にお（・ては、回路
間の導通は主として複数個の導電性材料、多くの場合に
は金属粒子の接触によって得ら九るものでら０、いま−
歩導通の信頼性が不足していた。

本発明者らは先に回路接続用に極めて良好な透明性を有
する導電性接着シートを提案したがさらに上記欠点を改
讐し、信頼性の高い接続を可能とする方法について鋭意
検討の結果、本発明に達した。

〔発明の目的〕

本発明は簡便な接着作業により信頼性にすぐｎ７？１．
異方導２接続と高い接着力を併せもつ微細回路接続用の
接続部材を提供せんとするものである。

〔発明の開示〕

すなわち本発明は、接潰削成分と４１着粒子とよりなる
接続部材にお（・て、導電性粒子として熱可塑性粒子か
らなる核材（以下熱可塑性核材という）のは父全表面を
金属材層により被伊した粒子を便用することを特徴とす
る接４５ｅ部材でめり、好ましくは前記被榎Ｊ−を有す
る４電性粒子は平均粒径が１〜５０μｍであり、′！！
１子の最大径に対する最小径の比が０．５〜１．０で８
つ接続部材中に０．１〜１０体積％甘有され、かつ接続
部材の厚みは前記導電性粒子の平均粒径の１１０％以上
であり、全党＃ｉ！透過率４０％９、上の透明性と感熱
貼付性を有する接続部材である。

本発明にか振る接続部材に−お（・ては、熱可塑性核材
に被ａされた金妬は接続時の加熱ある（・は加熱加圧に
より、導電性粒子相互６る（・を工害電回路部と接触し
て導通路を形成するため信相性に優ｎた微細回路の接続
が可能となり、ざらＩＣは熱可塑性核材は加熱６るいは
ｔｘ１ｐ！Ａ加圧による接続操作時に、導電回路に沿っ
た形で押付けるよ５Ｖｃ変形し、そｎＫ伴い被榎された
金属は回路との接触面積が増大することから特にｇ！ｎ
た導電性を得ることができる。あわせて導電性粒子とし
て、極めて少量の金Ｓを用い几ば良（・ので、接続部材
の軽量化と貴重な金塊の省資源化を提供するものである
。

また感熱貼付性を有する接着剤は、接続時の加熱あるい
は加熱加圧にエリ接着性を発現する為に、絶縁回路部に
おいても同時に機械的接続が行なえる。

さらに本発ＢＡＶｃなる接続部材は、導電性粒子の核が
熱可塑性を示す為、接続時の加熱あるいは加熱加圧によ
り、距離も短かく熱伝導性の良好な回路間において主に
軟化変形し、絶縁回路部における粒子は変形しないので
Ｒ接回路とのＰ電性が充分ＶＣ得らｎる為に微細回路に
適応可能である。

本発明にかへる接続部材の構成を図面を用いて討明する
と、第１図は本発明に使用する導電性粒子を示す断面模
式図であり、ＩＰ、町督性咳材１の表面が金瘉層２で破
缶さγｔている様子を示し℃いる。

この場合、核材１は金飼２Ｖｃ、、１．０全而波ルさｎ
ているのが対重であるが、一部の未彼ｒ＊部があっても
さしつかえない。

本発明で用いら几る熱町！ＩＰＩ性核材１としては、た
とえばポリエチレン、ボリグロビレン、ポリスチレンお
よび、アクリロニトリル−スチレン共重合体アクリロニ
トリル−ブタジェン−スチレン共重合体、ポリカーボネ
ートポリメチルメタアクリレート１シの各ｉ→アクリレ
ート、ポリビニルブチラール、ポリイミド、ポリアミド
、アルキルフェノール、ポリイソブチレン等の合成樹脂
珈や各種ゴム類などから作ら几たム子が使用でさ、また
こ、ｎらの単体や２↑り以上の複合物であって良い。

熱可塑性核材１の形状ははｙ球状であることが好ましい
が、表面に突起や凹凸があってｂ良い。接（逼作簗時に
おけるｑ・注巾をムくｇ定５［り仁とするためには、は
っきりした融点を示さないすなわち非結晶性物質を用い
ることが好ましい。

被ｉＫ用いらｎる金ｔｌｉＩ２としてはＡｊｌ、　Ｓｂ
、　Ｂｅ。

ａｔ、　Ｃｄ、　Ｃａ、　Ｃｍ、　Ｃｒ、　Ｃｏ、　Ｃ
ｕ、　Ｇｅ、　Ａｕ、　Ｉｒ、　Ｆｅ。

Ｐｂ、　Ｌｉ、　Ｍｇ、　Ｍｎ、　Ｍｏ、　Ｎｉ、　Ｐ
ｄ、　Ｐｔ、　Ｋ、　Ｒｈ、　Ｓｅ。

Ａｇ、　Ｎａ、　Ｓｒ、　Ｔａ、　Ｓｎ、　Ｔｉ、　Ｗ
、　Ｕ、　Ｖ、　Ｙ、　Ｚｎ、　Ｚｒ。

ＴＪ、　Ａｓ、　ｉｎ、　Ｌｕ　なとの４を性を有する
金属が適用可能でありこｎらの単体ろるいは酸化物なと
でも良く２種以上複合して用いるか、６るいは又２？ｆ
ｉ以上の合金などであっても良い。

熱可塑性核材１の表面上に金属２を形成する方法として
は、たとえば蒸着法、スパッタリング法、メッキ法など
の物理化学的方法や、熱可塑性核材の合成時に少量の金
属をモノマー中に分散させ、重合後のポリマー粒子表面
に熱溶融金頃粉を吸着させたり、官能基を有する核材と
１Ｐ克融性金属を化学結合させたり、未開活性剤り や１ツグリング剤などにより吸着させるなどの化学的手
法による等の方法が採用できる、また侭徨１−の厚みは
任意に設定できる。

このような導電性粒子として、ガラス球にＡｇ等のＮＲ
を設けたものもあるが、ガラスの熱浴融温度は高すぎて
一般的な市販品では適用が難かしい。しかしながら略２
５０℃以下の低融点ガラスでろｎば通用は可能でるる。

上記により得らｎた導電性粒子は平均粒径か１〜５０ｔ
Ｊｍ、粒子径の最大径に対する最小径の比がαＳへ１．
０であるものとする。

粒子径が１μｍ以下では多食の導電性粒子を必要とする
ため接着力の低下が大きく、５０μｍ以上では隣接微細
回路間に存在する確率が大きいために高分解が得らｎな
い。

導電性核子の形状について１ヱ、前記の如く最大径に対
する最小径の比（以下粒径比という）がＣＬ５〜１．０
種度とする。この範囲外で＋ｓ４１！Ｌ性と接着性のバ
ランスがくずｎる。

この範囲を満たす例とし′Ｃは、はｙ′ｆ；Ｆ、状で６
るものが代表的であるが、上記の条件な満たアものであ
ｎば特に限定さｎない。また板子表面に突起物や凹凸が
あっても良い。

また粒子径は全体的な平均粒径なとるものとし、粒子の
形状や粒子径の測定は、たとえば走置形電子顕微鏡など
による方法が便利である。

導電性粒子が球状であると、接続時の加熱加圧により粒
子相互あるいは粒子と回路面との接触を得やすく高導電
性を得や丁い。

導電性粒子は接続部材の厚み方向に単層で存在しても良
いし、厚み方向に複数個配列あるいは＃８集した構造で
あっても良い。

接着剤中に占める導電性粒子はα１〜１０体＠％が適当
である。［１１体積％以下では満足する導電性が得らｎ
ず、１０体８ｔ％以上でを工隣接回路とのＰ！縁性が低
下し接続部材の透明性も得らｎない。

本発明で用いらｎる接着剤としては、基本的ＶＣは絶縁
性を示す通常の接着性シート類に用いら２″Ｌ″′Ｃい
る配合が適用可能で６る。通常の接着シート類に用いら
れる配合は凝集力を付与するポリマーと、その他必要に
応じて用いる粘着付与〈す、粘着性調整剤、架橋剤、老
化防止剤、分散剤等からなりている。

こｎらポリマ一種としては、エチレン酢酸ビニル共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体変性物、ポリエチレ
ン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリ
ル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体
、エチレン−アクリル酸塩共重合体、アクリル酸エステ
ル系ゴム、ポリイノブチレン、アタクチックポリクロピ
レン、ポリビニルブチラール、アクリロニトリル−ブタ
ジェン共重合体、スチレン−ブタジェンブロック共重合
体、スチレン−インプレンブロック共１合体、ポリブタ
ジェン、エチレンセルロース、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリウレタン、天然ゴム、シリコン系ゴム、ポリク
ロロプレン等の合成ゴム類、ポリビニルエーテルなどが
適用可能であり、単独らるいは２社以上併用して用いら
ｎる。

粘着付与剤としては、ジシクロペンタジェン樹脂、ロジ
ン、変性ロジン、テルペン樹脂、キシレンｔ１１ｕ＝　
、テルペン−フェノール慟ｕ＝、ｙｈ２、ｖフェノール
樹脂、クマロン−インデン引脂等があり、これらを必要
に応じ℃、単独あるいは２種以上併用して用いる。粘着
性ａ１４整剤としては九とえばジオクチルフタレートを
はじめとする各種可塑剤類等が代表的である。

架橋剤ノはポリマーの凝集力を高めることが必４＋ｉＩ
な横付に用いらｎ、ポリマの官能基上反応する多官能性
物質であり、たとえばポリイソシアネート、メラミン南
脂尿素樹脂、フェノール側脂等があげらｎる。

老化防止剤は、ポリマーバインダの熱、酸素、光等［対
する安定性を高めることが必要な場合ＶＣ用（・るもの
でたとえば金属石ケン類を代表とする安定剤や、アルキ
ルフェノール類などの酸化防止剤、ベンゾフェノン系、
ベンゾ）　ＩＪアゾール系などの紫外春吸収剤等があり
、やはり必菱、に応じて単独あるいは２１以上併用して
用いられる。

分散剤は、４１を性粒子の分散性同上のために用いる場
合がある。この例としては念とえば界面活性剤がありノ
ニオン系、カチオン系、アニオン系、両性の５ち１種あ
るいは２種以上併用して用（・ることがでさる。

本発明にか〜る接続部材の製造方法として（工、ポリマ
およびその他必要ＶＣ応じ″′Ｃ便用する添加剤からな
る接着剤組成物を浴剤Ｖｃ浴解するか懸濁状に媒体中に
分散しあるいは熱浴融させて液状とした後に導電性粒子
をボールミルなどの通常の方法により混合し、４１［性
粒子混合接着列組成物を得る。。

溶剤を用いる場合については熱町舅性杉月上に金属層の
形成された導電性粒子は酊刑に対する溶解性が減少して
いるため溶削を用いることも可能であるが、接着剤を溶
解し熱可塑性核材を溶解しない溶剤を選択することがさ
らに好ましい。この手段としてを工、たとえばｆｕ着剤
をエマルシラン化して水媒体中に尋′ＣｉＬ性粒子を分
散することがよい方法である。。

上記導Ｐ＃を性程子混合接着剤を、接続を妥する一方あ
るいは双方の回路上にスクリーンｈｊ飼やロールコータ
等の手段を用いて接続部材層を形成しても良いし、ある
いは又接続部材ρ連続長尺体を得るには１紙やプラスチ
ックフィルム等に必寮に応じて剥離処理を行なったセパ
レータ上に前記手段により受続部材層を形成後巻重して
も良いし、接ｙｌｆ層の粘着性が無い場合ＶＣおいては
セパレータを用いずに巻重することも可能である。

上記製法（（おいτ接着剤組成物中に溶剤わるい１１分
散媒を含む場合においては溶剤乾燥時の厚み方向の体積
収縮机板を利用して導電性粒子が厚み方向により密な配
列を有するＮ絖部材を得ることが可能であり、又無溶剤
下のホットメルト塗工においては、製造時の溶剤１（よ
る環境汚染を防止することができる。

接続部材層の厚みは、４遡性粒子の粒径および考、涜部
材の特性を考慮して相対的に決足する。

すなわち接着剤により導電性粒子を光分に保持するため
には轡題曲、波子の板径の１１０％以±を！ｒＪ低必要
とする。１１０％以下であると導電性粒子が接着剤で保
みさｎない為ＶＣ酸化あるいは腐食等により４寛性に劣
化を生じる。また接続部材の特性上５〜１００μｍの厚
みが必要である。

５μｍ以下では充分な接着性が得ら１丁、１００　ｔｔ
ｍ以上では光分な導電性を得る為に多前の導電性粒子の
混合を必要とすることから実用的でない。接続部材ｊ＠
には必要ｖｃ応じて導電性あるいは非４電性のたとえば
不繊布４よりなる芯材を用いても良（・。

得らｎた接続部材面は、必要に応じて躯現専の付着防止
のためにセパレータで孜っ１モ良ｃ・し、あるいは両面
セパレータを用いｎば連続的に巻重することも可能であ
る。

このようにし′Ｃ得らｎｆＣ接続部材はかなりの透明性
を有する。接続部材が透明性を１ｉｉｒ″′ｒると製造
時の品實管坤が行い易く外鉄上の見映えも良い。また表
示素子類の接着等１’ｌ；いては、被着体を透ネにでき
る構成をとることが可能となる。

得らｆ′Ｌｆｃ伊続部材を用いて回路を接層する方法と
しては、たとえば回路にフィルム状接続部材を仮貼付し
た状態でセパレータのある場合にはセパレータを剥離し
、あるいは導電性接着剤組成物を塗布し必要に応じて溶
剤除去後の状態でその面に回路５含熱プレスるるいは加
熱ロール等で貼付けｎばよい。

第２図および第３図はか〜る方法により回路を接続した
状態を模式的に示したもので、熱と圧力によって接着剤
３が軟化波動するとともに導電性粒子７も軟化変形し相
互に接触するので両回路４．５間の擲通接着が可能とな
る。

第２図は回路４．５間に導電性粒子７が複層ないしぞｎ
以上存在する場合の例で粒子表面の金属層同士で接触し
て導電路を形成するので高導電性が得らｎる。

接続時の加熱加圧に際し、被覆金属は薄層であるために
熱可塑性核材の変形に充分追随可能であり、もしや変形
に追随できずに金Ｆ１４層にヒビ割ｎ等の欠陥が生じて
も、回路６るいは、他の粒子との接触により２４電路は
保持でさる。

以下本発明を実施例によりさらに詳細ＶＣ睨明する。

実施例１〜６ （１）接続部材の作成 粒径α１μｍのＲｕＯ２粉末ｌ＠開炬剤としての過酸化
ベンゾイル１．０ｇを溶解させたスチレンモノマ２０ｇ
を水中に分散し、この分散液を８０℃で８時間撹拌しな
から適合し、表面がＲｕＯ２粉末で榎わｎたポリスチレ
ンを核とする粒径４５μｍの球状轡篭性粒子を得た。

上記粒子をスチレンブタジェンブロック共重合体（ＭＩ
２．６）１００部と軟化点１２０℃のテルペン系粘着付
与剤４０部およびトルエン２００都よりなる接着剤溶液
中に、前記導電性粒子の添加量を変えて配合した。

上記配＠物を超ｆ波分散して、導電注籾子混合の接着剤
溶液を得た。

この溶液をバーコータでセパレータ（シリコン処理ポリ
エステルフィルム）上Ｖｃｍ布し、１００℃−３分の乾
燥を行ない溶剤を除去してフィルム状の接続部材を得た
。

（２）評価 ライン巾α１１ＩＩ１１１　　ピッチα２ＬＩＩＪＩ＋
の回路を有する全回路ｍ　１００　ＩＩＩｍのフレキシ
ブル回路板（ＦＰＣ）に、接着中３市、長さ１００ｍｆ
ｆ１１７Ｃ切断した上記接続部材を載置して１００℃−
２ｋｇ／ｃｍ２−５秒の加熱加圧により仮貼付して接続
部材付ＦＰＣを得た。

そのあとセパレータを剥離して、他の同一ピッチを有す
るＦＰＣをセパレータ剥離面に１１夕せて顕微鏡でＦＰ
Ｃ回路の位置合せをした陵、圧力５ｋｇ／ａｔで１０秒
間加熱加圧して回路を接続した。接着温度は第１表に示
すとおりでありプレスの熱板温度を調節し℃求めた。

各実施例において接着シートは透明であるために、透過
光の助けＶＣより回路の位置合せが容易であった。

特性を第１表に示したか、いすｎの来施例においても充
分なる接続導通抵抗および隣接回路との絶縁性を示しか
つ充分な接層力を有していた。また接続条件の広い範囲
で良好な特性が得らｎた。

比較例１〜３ 実施例１〜６と同様であるが導電性粒子の添加量、岸み
をかえた。条件およびその評価結果を第１表に示す。

比較例１にお（・では接続部材のツヤみが大きい為に透
明性が低下して回路の位置合せが困難であり、比較例２
においては、ｍ電性粒子の添加量が多い為に隣接回路と
の絶縁性が不足し、又比較例１と同様に透明性が低下し
た。

比較例３においてはシートＩ早み７粒径の比が小さい為
に接続部材の表面が荒れて接着力が低下した。

実施例７ 平均粒径１０μｍのポリビニルブチラール球表面に、Ａ
ＩＩＹ厚みα５μｍとなるように真空蒸着して４電性粒
子を得た。この粒子を熱可塑性ポリエステル樹脂（ガラ
ス転移点７℃）の６０％メチルケトン浴液中に分散混合
し″′Ｃ突施例１〜６と同様にフィルム状接続部材？得
た。

前記実施例１〜６と同様にしてＦＰＣ同士を接続評価し
て早１表の特性を得たが、接続特性は良好であった。

実施例８ 実施例７で得た導電性粒子混合接着剤溶液を、セパレー
タ上でなくＦＰＣの回路上に直接塗布乾燥して接続部材
付ＦＰＣＹ得た後、実施例１〜６と同様にして他のＦＰ
Ｃ’＆ｉ続し次。

結果を第１表に示したが、良好な特性を有して（・た。

なお不実施例においてを工、接続部材を一方の回路に仮
貼付する工程が不要であり工程の短縮が可能である。

第１表において （１）導通抵抗は、接続部材により接続した２枚のＦＰ
Ｃの対向電極間の抵抗をマルチメータにて測定（接続面
積（１，１ｍｍｘ３ａ＋ｍ）（２）絶縁抵抗は、接続部
材により接続した２枚のＦＰＣの味接回路間の抵抗なノ
・イメグオームメータにて測定 （３）接着力は、ＪＩＳ　　Ｃ−６４８１に準拠した９
０度剥ｍ法による。

なお一方のＦＰＣを両面粘着テープで固定して測定した
。

（４）全党？＃透過率はＪＩＳ　　Ｋ−６７１４に準拠
して日不亀色工業四製デジタル濁度計ＮＤＨ−２０ＤＩ
Ｃｊ、　’）ｍｉ＋定１．ｆｃ。

〔発明の効果〕

以上詳述し友ように不発明になる接続部材は熱可塑性核
材の表面に４電性を有する金Ｗ４薄層を形成し九導電性
粒子を用いることにより、回路接続時の粂件巾が広くな
り接続作業性が向上した。

まｆＣＶ４接回路との絶縁性が光分に得らｎるので微細
回路用の接続材料として有用である。

さらに接続部材は透明性を有してし・るので微細回路の
位暗合わせを透過光の助けをかり℃簡単に行なえるなど
の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は導電性粒子の断面図、第２図および第６図は本
発明ＶＣ係る接続部材を用（・て回路接続した状態を示
す模式断面図でめる。 符号の説明 １　熱可塑性核材　　　２　全組／Ｑ ３　接着剤　　　　　　４．５　　回路６　絶縁性基板
　　　　７　導電性粒子第１図 第３メ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、接着剤成分と導電性粒子とよりなる接続部材におい
   て、前記導電性粒子が熱可塑性粒子からなる核材のほゞ
   全表面を、金属薄層により被覆された粒子であることを
   特徴とする回路の接続部材。 ２、導電性粒子が平均粒径が１〜５０μｍ、粒子の最大
   径に対する最小径の比が０．５〜１．０であり接続部材
   中に０．１〜１０体積％含有され、接続部材の厚みが前
   記導電性粒子の平均粒径の１１０％以上であり、かつ全
   光線透過率（ＪＩＳ　Ｋ−６７１４）が４０％以上であ
   る特許請求の範囲第１項記載の回路の接続部材。 ３、接続剤成分が熱可塑性ポリマを主成分とする感熱貼
   付性を有するものである特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載された回路の接続部材。