KR20230159702A - 도전성 접착제층 - Google Patents

Abstract

본 개시는 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수하고, 고온에 놓인경우라도 접속 안정성이 유지된 도전성 접착제층을 제공하는 것을 목적으로 한다. 도전성 접착제층(1)은, 바인더 성분(11) 및 도전성 입자(12)를 함유하는 도전성 접착제층이며, 도전성 입자(12)은, 메디안 직경이 도전성 접착제층 (1)의 두께(T)에 대하여 100% 이상인 도전성 입자 A(12a)와, 메디안 직경이 도전성 입자 A(12a)의 메디안 직경에 대하여 1∼50%인 도전성 입자 B(12b)를 포함하고, 도전성 입자(12)의 함유량은, 바인더 성분(11) 100 질량부에 대하여, 110∼900 질량부이며, 도전성 입자 A(12a)와 도전성 입자 B(12b)의 질량비[도전성 입자 A/도전성 입자 B]는 0.1∼7.2이다.

Description

도전성 접착제층

본 개시는, 도전성(導電性) 접착제층에 관한 것이다.

프린트 배선판은 휴대 전화기, 비디오카메라, 노트북 컴퓨터 등의 전자기기에 있어서, 기구(機構) 중에 회로를 내장하기 위해 다용되고 있다. 또한, 프린터 헤드와 같은 가동부와 제어부의 접속에도 이용되고 있다. 이들 전자기기에서는, 전자파 차폐 대책이 필수로 되고 있고, 장치 내에서 사용되는 프린트 배선판에 있어서도, 전자파 차폐 대책을 시행한 차폐 프린트 배선판이 이용되고 있다.

상기 차폐 프린트 배선판으로서는, 예를 들면, 프린트 회로를 포함하는 기체(基體) 필름 위에, 접착제(접착제층), 금속 박막, 및 절연층이 이 순서대로 적층된 전자파 차폐 필름의 접착제면이 밀착하도록 상기 전자파 차폐 필름을 탑재하고, 그 후 가열·가압(열압착)에 의해 상기 접착제가 상기 기체 필름에 접착한 구조를 가진다.

상기 프린트 배선판은 전자 부품을 실장하여 사용된다. 프린트 배선판에는, 굴곡 가능한 플렉시블 프린트 배선판(FPC)이 알려져 있다. FPC에 사용되는 프린트 배선판은, 전자 부품을 실장한 부위가 절곡됨으로써 전자 부품이 탈락하기 쉬워지므로, 이것을 방지하는 목적에서 프린트 배선판 위에 보강 부재가 설치되는 경우가 있다. 상기 보강 부재에는, 프린트 배선판 내에 침입 혹은 발생한 전자파를 외부에 방출하는 것을 목적으로서, 외부 전위와 접지 가능한 도전성을 구비하는 보강 부재가 사용되는 경우가 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 도전성을 가지는 보강 부재와 도전성 접착제를 구비하는 보강 부재 부착 프린트 배선판이 개시되어 있다.

일본공개특허 제2013-41869호 공보

도전성을 구비하는 보강 부재 부착 프린트 배선판에 사용되는 도전성 접착제층(도전성 접착 시트)으로서는, 등방(等方) 도전성 접착제층이 다용되고 있다.

그러나, 등방 도전성 접착제층은, 두께 방향에 있어서 도전성 입자의 접촉 저항이 많이 존재하므로, 두께 방향의 저항값이 높아지는 경향이 있다. 한편, 도전성 접착제 중의 도전성 입자가 등방 도전성 접착제층과 비교하여 소량인 이방(異方) 도전성 접착제층에서는, 그라운드 회로와 설치측의 도통(導通)을 확보하기 위해 전자파 차폐 필름에 형성된 개구부에 충전되는 도전성 입자의 양이 부족하고, 그라운드 회로와 접지측의 보강 부재의 도전성이 저하되고, 접속 안정성이 뒤떨어지는 경향으로 된다. 상기 개구부가 소경(小徑)일수록, 개구부에 충전되는 도전성 입자의 양이 감소하므로, 접속 안정성의 저하가 보다 현저하게 된다. 또한, 초기의 접속 안정성이 양호한 경우라도, 리플로우 공정 등에 있어서 고온에 놓였을 때, 도전성이 저하되는 경우가 있었다.

따라서, 본 개시의 목적은, 도전 부재인 피착체(被着體)끼리의 접속 안정성이 우수하고, 고온에 놓인 경우라도 접속 안정성이 유지된 도전성 접착제층을 제공하는 것에 있다.

본 개시는, 바인더 성분 및 도전성 입자를 함유하는 도전성 접착제층으로서,

상기 도전성 입자는, 메디안 직경이 상기 도전성 접착제층의 두께에 대하여 100% 이상인 도전성 입자 A와, 메디안 직경이 상기 도전성 입자 A의 메디안 직경에 대하여 1∼50%인 도전성 입자 B를 포함하고,

상기 도전성 입자의 함유량은, 상기 바인더 성분 100 질량부에 대하여, 110∼900 질량부이며,

상기 도전성 입자 A와 상기 도전성 입자 B의 질량비[도전성 입자 A/도전성 입자 B]는 0.1∼7.2인 도전성 접착제층을 제공한다.

상기 도전성 입자 A는, 170℃ 환경 하에서의 20% 압축 강도가 1.0∼25MPa인 금속 입자인 것이 바람직하다.

상기 도전성 입자 A의 형상은 구상(球狀)인 것이 바람직하다.

상기 도전성 입자 B의 형상은 플레이크상 또는 수지상인 것이 바람직하다.

본 개시의 도전성 접착제층은, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수하고, 고온에 놓인 경우라도 접속 안정성이 유지된다. 그러므로, 예를 들면, 그라운드 회로와 접지측의 보강 부재의 접착에 사용했을 때, 개구부가 소경인 경우라도, 그라운드 회로와 접지측의 보강 부재의 접속 안정성이 우수하다.

[도 1] 본 개시의 도전성 접착제층의 일 실시형태를 나타내는 단면도(斷面圖)이다.
[도 2] 본 개시의 도전성 접착제층을 적용한 보강 부재 부착 프린트 배선판의 일 실시형태를 나타내는 단면도이다.

[도전성 접착제층]

본 개시의 도전성 접착제층은 바인더 성분 및 도전성 입자를 적어도 포함한다. 또한, 상기 도전성 입자는, 메디안 직경이 상기 도전성 접착제층의 두께에 대하여 100% 이상인 도전성 입자(도전성 입자 A)와, 메디안 직경이 도전성 입자 A인 메디안 직경에 대하여 1∼50%인 도전성 입자(도전성 입자 B)를 포함한다. 상기 바인더 성분, 도전성 입자 A, 및 도전성 입자 B는 각각 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.

도 1에, 본 개시의 도전성 접착제층의 일 실시형태를 나타낸다. 도전성 접착제층(1)은 층상(시트상)이며, 바인더 성분(11) 및 도전성 입자(12)를 포함한다. 도전성 입자(12)는 도전성 입자 A(12a) 및 도전성 입자 B(12b)를 포함한다. 도전성 입자 A(12a)의 적어도 일부는, 바인더 성분(11)로 구성되는 접착제 부분의 표면으로부터 돌출하고 있다.

(도전성 입자 A)

전술한 바와 같이, 상기 도전성 접착제층은, 상기 도전성 입자로서, 메디안 직경(D50)이 상기 도전성 접착제층의 두께에 대하여 100% 이상인 도전성 입자 A를 포함한다. 그리고, 상기 도전성 접착제층의 두께는, 바인더 성분이 유동하는 상태의 전에서의, 바인더 성분으로 구성되는 접착제 부분의 도전성 입자가 돌출하고 있지 않은 영역에서의 두께(예를 들면, 도 1에 나타낸 두께 T)를 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 도전성 입자 A의 메디안 직경은, 도전성 입자 A가 압축되어 있는 경우에는 압축 전의 상태에서의 메디안 직경을 말하는 것으로 한다. 도전성 입자 A의 메디안 직경은, 상기 도전성 접착제층의 두께에 대하여 150% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 200% 이상, 더욱 바람직하게는 250% 이상이다. 도전성 입자 A의 메디안 직경이 100% 이상인 것에 의해, 도전성 입자 A의 입자 직경이 접착제층 두께보다 충분히 두껍고, 가열 등에 의해 바인더 성분이 유동하여 도전성 입자 A가 전자파 차폐 필름의 개구부에 침입한 경우에 있어서도 도전성 접착제층의 두께 방향의 도전성이 우수하다.

도전성 입자 A의 메디안 직경은, 상기 도전성 접착제층의 두께에 대하여 1000% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 900% 이하, 더욱 바람직하게는 750% 이하, 특히 바람직하게는 500% 이하이다. 상기 도전성 입자 A의 메디안 직경이 1000% 이하이면, 피착체에 대한 밀착 강도가 보다 우수하다.

도전성 입자 A의 메디안 직경은 1∼90㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼75㎛, 더욱 바람직하게는 10∼45㎛이다. 상기 메디안 직경이 1㎛ 이상이면, 도전성 입자 A에 의해 두께 방향의 도전성이 보다 발휘된다. 또한, 도전성 입자의 분산성이 양호하며 응집을 억제할 수 있다. 상기 메디안 직경이 90㎛ 이하이면, 도전성 접착제층의 피착체로의 밀착 강도가 보다 우수하다.

도전성 입자 A로서는, 예를 들면 금속 입자, 금속 피복 수지 입자, 금속 섬유, 카본 필러, 카본 나노 튜브 등을 들 수 있다.

상기 금속 입자 및 상기 금속 피복 수지 입자의 피복부를 구성하는 금속으로서는, 예를 들면 금, 은, 구리, 니켈, 아연, 인듐, 주석, 납, 비스무트, 이들 2 이상을 포함하는 합금 등을 들 수 있다. 상기 금속은 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.

상기 금속 입자로서는, 구체적으로는 예를 들면 구리 입자, 은 입자, 니켈 입자, 은 피복 구리 입자, 인듐 입자, 주석 입자, 납 입자, 비스무트 입자, 금 피복 구리 입자, 은 피복 니켈 입자, 금 피복 니켈 입자, 인듐 피복 구리 입자, 주석 피복 구리 입자, 납 피복 구리 입자, 비스무트 피복 구리 입자, 인듐 피복 니켈 입자, 주석 피복 니켈 입자, 비스무트 피복 니켈 입자, 은 피복 합금 입자 등을 들 수 있다. 상기 은 피복 합금 입자로서는, 예를 들면 구리를 포함하는 합금 입자 (예를 들면, 구리와 니켈과 아연의 합금으로 이루어지는 구리 합금 입자)가 은에 의해 피복된 은 피복 구리 합금 입자 등을 들 수 있다. 상기 금속 입자는 전해법, 아토마이즈법, 환원법 등에 의해 제작할 수 있다.

도전성 입자 A로서는, 그 중에서도, 170℃ 환경 하에서의 20% 압축 강도가 1.0∼25MPa인 금속 입자인 것이 바람직하다. 상기 압축 강도는, 보다 바람직하게는 5.0∼23MPa, 더욱 바람직하게는 11∼22MPa다. 도전성 입자 A가 상기 범위 내의 압축 강도의 금속 입자이면, 고온 환경 하에 있어서 고압력이 가해졌을 때 입자가 적당하게 압축되어, 입자 형상을 유지할 수 있고, 두께 방향의 도전성을 보다 우수한 것으로 할 수 있다. 상기 금속 입자의 20% 압축 강도는 JIS Z 8844:2019에 준거하여 측정된다. 그리고, 상기 압축 강도는, 도전성 입자 A가 압축되고 있는 경우에는 압축 전의 상태에서의 압축 강도를 말하는 것으로 한다.

도전성 입자 A는 구성 금속으로서 적어도 주석을 포함하는 것이 바람직하다. 도전성 입자 A 중의 주석의 함유 비율은, 도전성 입자 A의 총량 100 질량%에 대하여, 80 질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 85 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상, 특히 바람직하게는 94 질량% 이상이다. 도전성 입자 A중의 주석은, 열압착 시에 도전성을 가지는 피착체(그라운드 회로나 접지측의 보강 부재 등)에서 계면에 합금을 형성하는 것으로 추측된다. 그러므로, 도전성 입자 A가 주석을 80 질량% 이상(특히, 90 질량% 이상) 포함하면, 리플로우 공정 등에 있어서 고온에 놓였을 때도 피착체끼리의 접속 안정성이 유지된다. 상기 함유 비율은 99.9 질량% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 99.6 질량% 이하이다. 상기 함유 비율이 99.9 질량% 이하이면, 도전성 입자 A가 어느 정도의 경도를 가지고, 고온 환경 하에 있어서 고압력이 가해졌을 때 도전성 입자 A가 지나치게 압축되지 않아, 피착체끼리의 도통을 확보하는 것이 용이하게 된다.

상기 주석을 포함하는 금속 입자의 구성 금속으로서, 주석 이외의 기타의 금속을 포함해도 된다. 상기 기타의 금속으로서는, 금, 은, 구리, 백금, 니켈, 아연, 납, 팔라듐, 비스무트, 안티몬, 인듐 등을 들 수 있다. 상기 주석을 포함하는 금속 입자는 접속 안정성이 보다 우수한 관점에서, 상기 기타의 금속으로서, 금, 은, 구리, 백금, 니켈, 팔라듐 등의 주석보다 단단한 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 기타의 금속은 각각 1종만을 포함해도 되고, 2종 이상을 포함해도 된다.

도전성 입자 A의 형상으로서는, 구상(진구상(眞球狀), 타구상(楕球狀) 등), 플레이크상(인편상, 편평상), 수지상(덴드라이트상), 섬유상, 부정형(다면체) 등을 예로 들 수 있다. 그 중에서도, 두께 방향의 도전성이 보다 우수한 관점에서, 구상이 바람직하다.

상기 도전성 접착제층 중의 도전성 입자 A의 함유 비율은, 도전성 접착제층의 총량 100 질량%에 대하여, 10∼70 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼60 질량%, 더욱 바람직하게는 20∼50 질량%이다. 상기 함유 비율이 10 질량% 이상이면, 두께 방향의 도전성이 보다 양호하게 된다. 상기 함유 비율이 70 질량% 이하이면, 도전성 접착제층의 유연성이 우수하다.

(도전성 입자 B)

전술한 바와 같이, 상기 도전성 접착제층은, 상기 도전성 입자로서, 메디안 직경이 도전성 입자 A의 메디안 직경에 대하여 1∼50%인 도전성 입자 B를 포함한다. 도전성 입자 B의 메디안 직경은, 도전성 입자 A의 메디안 직경에 대하여 5∼30%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 8∼20%이다. 도전성 입자 B의 메디안 직경이 상기 범위 내인 것에 의해, 도전성 접착제층의 면 방향의 저항값을 저하시키고, 등방 도전성이 발휘된다. 이 등방 도전성과 도전성 입자 A에 의한 이방 도전성을 조합하는 것에 의해, 고온에 놓인 경우라도 피착체끼리의 접속 안정성이 우수한 것으로 된다.

도전성 입자 B의 메디안 직경은 0.5∼25㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3∼10㎛이다. 상기 메디안 직경이 0.5㎛ 이상이면, 등방 도전성이 보다 발휘된다. 또한, 도전성 입자의 분산성이 양호하며 응집을 억제할 수 있다. 상기 메디안 직경이 25㎛ 이하이면, 도전성 접착제층의 피착체로의 밀착 강도가 보다 우수하다.

도전성 입자 B로서는, 예를 들면 전술한 도전성 입자 A로서 예시 및 설명된 것과 마찬가지로, 금속 입자, 금속 피복 수지 입자, 금속 섬유, 카본 필러, 카본 나노 튜브 등을 들 수 있다.

도전성 입자 B로서는, 그 중에서도, 금속 입자가 바람직하고, 은 입자, 은 피복 구리 입자, 은 피복 구리 합금 입자가 바람직하다. 도전성이 우수하고, 도전성 입자의 산화 및 응집을 억제하고, 또한 도전성 입자의 비용을 내릴 수 있는 관점에서, 특히, 은 피복 구리 입자, 은 피복 구리 합금 입자가 바람직하다.

도전성 입자 B의 형상으로서는, 구상(진구형, 타구상 등), 플레이크상(인편상, 편평상), 수지상(덴드라이트상), 섬유상, 부정형(다면체) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 플레이크상, 수지상이 바람직하다. 이 이유는 다음과 같다. 도전성 입자 B의 형상을 플레이크상, 수지상으로 함으로써, 도전성 입자 B끼리가 겹친 자세를 취하기 쉽고, 이로써, 도전성 입자 B끼리의 접촉이 증가하고, 평면 방향의 도전성이 향상된다. 이 평면 방향의 도전성의 향상과, 도전성 입자 A에 의한 두께 방향의 도전성이 더불어, 도전성 접착제층 전체의 도전성이 향상(전기적으로 안정)되고, 피착체끼리의 접속 안정성을 보다 향상시킬 수 있다.

상기 도전성 접착제층 중의 도전성 입자 B의 함유 비율은, 도전성 접착제층의 총량 100 질량%에 대하여 10∼70 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 15∼60 질량%, 더욱 바람직하게는 20∼50 질량%이다. 상기 함유 비율이 10 질량% 이상이면, 등방 도전성이 보다 발휘되고, 이방 도전성를 보다 충분히 발휘시킬 수 있다. 상기 함유 비율이 70 질량% 이하이면, 도전성 접착제층의 유연성이 우수하다.

도전성 입자 A와 도전성 입자 B의 질량비[도전성 입자 A/도전성 입자 B]는 0.1∼7.2이고, 바람직하게는 0.2∼5.2, 보다 바람직하게는 0.3∼4.0, 더욱 바람직하게는 0.5∼2.7이다. 상기 질량비가 상기 범위 내인 것에 의해, 도전성 입자 A에 의한 이방 도전성과 도전성 입자 B에 의한 등방 도전성이 밸런스 양호하게 발휘됨으로써 도전성 접착제층으로서 두께 방향의 도전성이 우수하고, 고온에 놓인 경우라도 접속 저항값의 상승이 일어나기 어려워, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수한 것으로 된다.

상기 도전성 접착제층 중의 상기 도전성 입자의 함유량(총량)은, 상기 바인더 성분의 총량 100 질량부에 대하여 110∼900 질량부이고, 바람직하게는 120∼700 질량부, 보다 바람직하게는 150∼500 질량부, 더욱 바람직하게는 150∼300 질량부다. 상기 함유량이 110 질량부 이상인 것에 의해, 도전성 입자의 함유량이 충분하게 되고, 고온에 놓인 경우라도 접속 저항값의 상승이 일어나기 어려워, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수한 것으로 된다. 상기 함유량이 900 질량부 이하인 것에 의해, 도전성 입자끼리의 접촉 기회를 억제하여 저항값의 상승을 억제하고, 두께 방향의 도전성이 우수하다. 또한, 도전성 접착제층의 유연성, 성형성이 우수하다.

(바인더 성분)

상기 바인더 성분으로서는, 열가소성 수지, 열경화형 수지, 활성 에너지선 경화형 화합물 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리스티렌계 수지, 아세트산비닐계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지(예를 들면, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 조성물 등), 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 상기 열가소성 수지는 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.

상기 열경화형 수지로서는, 열경화성을 가지는 수지(열경화성 수지) 및 상기 열경화성 수지를 경화하여 얻어지는 수지의 양쪽을 들 수 있다. 상기 열경화성 수지로서는, 예를 들면 페놀계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지 등을 들 수 있다. 상기 열경화형 수지는 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.

상기 에폭시계 수지로서는, 예를 들면 비스페놀형 에폭시계 수지, 스피로 환형 에폭시계 수지, 나프탈렌형 에폭시계 수지, 비페닐형 에폭시계 수지, 테르펜형 에폭시계 수지, 글리시딜에테르형 에폭시계 수지, 글리시딜아민형 에폭시계 수지, 노볼락형 에폭시계 수지 등을 들 수 있다.

상기 비스페놀형 에폭시 수지로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 테트라브로모비스페놀 A형 에폭시 수지 등을 들 수 있다. 상기 글리시딜에테르형 에폭시 수지로서는, 예를 들면 트리스(글리시딜옥시페닐)메탄, 테트라키스(글리시딜옥시페닐)에탄 등을 들 수 있다. 상기 글리시딜아민형 에폭시 수지로서는, 예를 들면 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄 등을 들 수 있다. 상기 노볼락형 에폭시 수지로서는, 예를 들면 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, α-나프톨 노볼락형 에폭시 수지, 브롬화 페놀 노볼락형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

상기 활성 에너지선 경화형 화합물은, 활성 에너지선 조사에 의해 경화할 수 있는 화합물(활성 에너지선 경화성 화합물) 및 상기 활성 에너지선 경화성 화합물을 경화하여 얻어지는 화합물의 양쪽을 들 수 있다. 활성 에너지선 경화성 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 분자 중에 1개 이상(바람직하게는 2개 이상)의 라디칼 반응성 기(예를 들면, (메타)아크릴로일기)를 가지는 중합성 화합물 등을 들 수 있다. 상기 활성 에너지선 경화형 화합물은 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.

상기 바인더 성분으로서는, 그 중에서도, 열경화형 수지가 바람직하다. 이 경우, 도전성 접착제층을 프린트 배선판이나, 전자파 차폐 대책을 실시한 차폐 프린트 배선판 등의 피착체 위에 배치한 후, 가압 및 가열에 의해 바인더 성분을 경화시킬 수 있고, 첩부(貼付)부의 접착성이 양호하게 된다. 예를 들면, 바인더 성분을 열경화성 수지로 한 경우, 열압착 후에서의 바인더 성분은, 상기 열경화성 수지가 경화한 열경화형 수지로 된다.

상기 바인더 성분이 열경화형 수지를 포함하는 경우, 상기 바인더 성분을 구성하는 성분으로서, 열경화 반응을 촉진하기 위한 경화제를 포함해도 된다. 상기 경화제는, 상기 열경화성 수지의 종류에 따라 적절히 선택할 수 있다. 상기 경화제는 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다.

상기 도전성 접착제층 중의 바인더 성분의 함유 비율은 특별히 한정되지 않지만, 도전성 접착제층의 총량 100 질량%에 대하여, 5∼50 질량%인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼45 질량%, 더욱 바람직하게는 15∼40 질량%이다. 상기 함유 비율이 5 질량% 이상이면, 피착체에 대한 밀착성이 보다 양호하게 된다. 상기 함유 비율이 50 질량% 이하이면, 도전성 입자를 충분히 배합할 수 있고, 두께 방향의 도전성이 보다 우수하다.

상기 도전성 접착제층은, 본 개시가 목적으로 하는 효과를 손상시키지 않는 범위 내에 있어서, 상기의 각 성분 이외의 기타의 성분을 함유하고 있어도 된다. 상기 기타의 성분으로서는, 공지 내지 관용의 접착제에 포함되는 성분을 들 수 있다. 상기 기타의 성분으로서는, 예를 들면 경화 촉진제, 가소제, 난연제, 소포제, 점도 조정제, 산화 방지제, 희석제, 침강 방지제, 충전제, 착색제, 레벨링제, 커플링제, 자외선 흡수제, 점착(粘着) 부여 수지, 블록킹 방지제 등을 들 수 있다. 상기 기타의 성분은 1종만을 사용해도 되고, 2종 이상을 사용해도 된다. 또한, 상기 도전성 접착제층은, 도전성 입자 A 및 도전성 입자 B 이외의 도전성 입자를 포함해도 되지만, 그 비율은, 도전성 입자 A 및 도전성 입자 B의 합계 100 질량부에 대하여, 예를 들면 10 질량부 이하, 바람직하게는 5 질량부 이하, 보다 바람직하게는 1질량부 이하이다.

상기 도전성 접착제층의 두께는 1∼40㎛인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5∼30㎛이다. 상기 두께가 1㎛ 이상이면, 피착체에 대한 밀착 강도가 보다 양호하게 된다. 상기 두께가 40㎛ 이하이면, 비용을 억제할 수 있고, 또한 상기 도전성 접착제층을 구비한 제품을 얇게 설계할 수 있다. 그리고, 상기 도전성 접착제층의 두께는, 도전성 입자가 돌출하고 있지 않은 영역에서의 두께(예를 들면, 도 1에 나타낸 두께 T)이다. 또한, 가열 등에 의해 도전성 접착제층을 구성하는 접착제 성분(바인더 성분)이 유동하여 피착체에 형성된 개구부에 침입한 경우 등에서의 도전성 접착제층의 두께는, 상기 개구부에 침입하고 있지 않은 영역에서의 접착제층의 두께이다.

상기 도전성 접착제층에 대하여, 하기 도전성 시험에 의해 구해지는 저항값(초기 저항값)은 특별히 한정되지 않지만, 200mΩ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150mΩ 이하, 더욱 바람직하게는 100mΩ 이하이다. 상기 초기 저항값이 200mΩ 이하이면, 상기 도전성 접착제층을 통한 피착체끼리의 도통이 양호하게 된다.

[도전성 시험]

도전성 접착제층을 SUS판(두께: 200㎛)에, 온도: 120℃, 압력: 0.5MPa의 조건에서 5초간 가열 가압하여 맞붙이고, 도전성 접착제층측의 면을 평가용 프린트 배선판 위에 맞붙이고, 프레스기를 이용하여, 60초간 진공화한 후, 온도: 170℃, 압력: 3.0MPa의 조건에서 30분간 가열 가압하여, 평가용 기판을 준비한다. 프린트 배선판으로서, 두께 12.5㎛의 폴리이미드 필름으로 이루어지는 베이스 부재 위에, 그라운드 회로를 의사한 2개의 동박(銅箔) 패턴(두께: 18㎛, 선폭: 3㎜)이 형성되고, 그 위에 절연성의 접착제(두께: 13㎛) 및 두께 25㎛의 폴리이미드 필름으로 이루어지는 커버 레이가 형성된 프린트 배선판을 이용한다. 커버 레이에는, 직경 1㎜의 그라운드 접속부를 모의한 원형 개구부가 형성되어 있다. 상기 평가용 기판에 대하여, 동박 패턴과 SUS판 사이의 전기 저항값을 저항계로 측정하여 저항값으로 한다.

상기 도전성 접착제층에 대하여, 265℃의 열풍에 5초간 노출되는 온도 프로파일에 설정한 리플로우 공정을 5사이클 통과시킨 후의, 도전성 시험에 의해 구해지는 저항값(리플로우 후 저항값)은 특별히 한정되지 않지만, 200mΩ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150mΩ 이하, 더욱 바람직하게는 100mΩ 이하이다. 상기 저항값이 200mΩ 이하이면, 상기 도전성 접착제층을 통한 피착체끼리의 도통이 양호하게 된다. 그리고, 상기 리플로우 후 저항값은, 상기 리플로우 공정을 5사이클 통과시킨 후의 상기 평가용 기판에 대하여, 상기 초기 저항값의 도전성 시험과 동일하게 하여 측정된다.

상기 도전성 접착제층에 대하여, 저항값 변화율[(리플로우 후 저항값-초기 저항값)/초기 저항값×100]은 특별히 한정되지 않지만, 50% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10% 이하, 더욱 바람직하게는 0% 이하이다. 상기 저항값 변화율이 50% 이하이면, 고온에 놓인 경우라도 접속 저항값의 상승이 일어나기 어려워, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 보다 우수한 것으로 된다.

상기 도전성 접착제층에 대하여, 상온에서의, 인장(引張) 속도 50㎜/분, 박리 각도 90°의 조건에서의 필 박리 시험에 의해 구해지는, 도금 동박 적층 필름에 대한 밀착 강도(박리력)는 특별히 한정되지 않지만, 4.5N/cm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10N/cm 이상, 더욱 바람직하게는 15N/cm 이상이다. 상기 밀착 강도가 4.5N/cm 이상이면, 상기 도전성 접착제층의 피착체에 대한 밀착성이 보다 우수하다. 상기 도금 동박 적층 필름은, 필 박리 시험 시에 깨지지 않도록 플라스틱 필름 등으로 보강되어 있어도 된다. 상기 필 박리 시험의 구체적인 방법은, 예를 들면 후술하는 실시예에 기재된 바와 같다.

상기 도전성 접착제층은 프린트 배선판 용도인 것이 바람직하고, 플렉시블 프린트 배선판(FPC) 용도인 것이 특히 바람직하다. 상기 도전성 접착제층은, 경제적으로 우수하면서, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수하고, 고온에 놓인 경우라도 접속 안정성이 유지된다. 따라서, 상기 도전성 접착제층은, 프린트 배선판용(특히, FPC용) 전자파 차폐 필름, 도전성 본딩 필름으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 상기 도전성 본딩 필름은, 프린트 배선판으로의 도전성(금속) 보강판의 장착을 목적으로 한 것이며, 프린트 배선판 내에 침입 혹은 발생한 전자파를 외부로 방출하는 것을 목적으로 한 그라운드 접속 인출 필름도 들 수 있다.

상기 도전성 접착제층은, 적어도 한쪽 면에 세퍼레이트 필름이 적층되어 있어도 된다. 즉, 상기 도전성 접착제층은, 세퍼레이트 필름과, 해당 세퍼레이트 필름의 이형(離型)면에 형성된 상기 도전성 접착제층을 구비하는 적층체로서 제공되어도 된다. 상기 세퍼레이트 필름은 사용 시에 박리된다.

상기 도전성 접착제층은, 공지 내지 관용의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들면, 세퍼레이트 필름 등의 임시 기재(基材) 또는 기재 위에, 도전성 접착제층을 형성하는 접착제 조성물을 도포(도공)하고, 필요에 따라, 탈용매 및/또는 일부 경화시켜 형성하는 것을 들 수 있다.

상기 접착제 조성물은 예를 들면, 전술한 도전성 접착제층에 포함되는 각 성분에 부가하여, 용제(용매)를 포함한다. 용제로서는, 예를 들면 톨루엔, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 디메틸포름아미드 등을 들 수 있다. 접착제 조성물의 고형분 농도는, 형성하는 도전성 접착제층의 두께 등에 따라 적절히 설정된다.

상기 접착제 조성물의 도포에는, 공지의 코팅법이 이용되어도 된다. 예를 들면 그라비아 롤 코터, 리버스 롤 코터, 키스 롤 코터, 립 코터, 딥 롤 코터, 바 코터, 나이프 코터, 스프레이 코터, 콤마 코터, 다이렉트 코터, 슬롯 다이 코터 등의 코터가 이용되어도 된다.

[보강 부재 부착 프린트 배선판]

도 2에, 상기 도전성 접착제층을 보강 부재 부착 프린트 배선판에 적용한 예를 제시한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 보강 부재 부착 프린트 배선판의 일 실시형태인 보강 부재 부착 프린트 배선판(X)은, 프린트 배선판(3)과, 프린트 배선판(3) 위에 설치된 도전성 접착제층(1')과, 도전성 접착제층(1') 위에 설치된, 도전성을 가지는 보강 부재(2)를 구비한다.

프린트 배선판(3)은, 베이스 부재(31)와, 베이스 부재(31)의 표면에 부분적으로 설치된 회로 패턴(32)과, 회로 패턴(32)을 덮어 절연 보호하는 절연 보호층 (33)과, 회로 패턴(32)을 덮고 또한 회로 패턴(32) 및 베이스 부재(31)와 절연 보호층(33)을 접착하기 위한 접착제(34)를 가진다. 회로 패턴(32)은 복수의 신호 회로(32a) 및 그라운드 회로(32b)를 포함한다. 그라운드 회로(32b) 상의 접착제(34) 및 절연 보호층(33)에는, 접착제(34) 및 절연 보호층(33)을 두께 방향으로 관통하는 개구부(쓰루홀)(3a)가 형성되어 있다.

도전성 접착제층(1')은 프린트 배선판(3)의 절연 보호층(33) 표면에, 개구부(3a)를 덮어 막도록 접착되어 있고, 바인더 성분(접착제 성분)(11')은 개구부(3a)를 충전하고 있다. 도전성 접착제층(1')은 도전성 입자 A(12a),(12a')와 도전성 입자 B(12b)와 바인더 성분(접착제 성분)(11')으로 형성되어 있다. 도전성 접착제층(1')은, 접착제층의 두께가 비교적 두꺼운 후막부와, 접착제층의 두께가 비교적 얇은 박막부를 가진다. 후막부는 개구부(3a)를 충전하고 있는 부분과 일치하고, 박막부는 절연 보호층(33)과 보강 부재(2) 사이에 위치하는 부분과 일치한다. 후막부에서의 도전성 입자 A(12a)는, 보강 부재(2)와 그라운드 회로(32b) 사이에 위치하고, 보강 부재(2)와 그라운드 회로(32b)를 바람직하게는 접촉하여 도통한다. 후막부에서의 접착제층의 두께는 해당 후막부에서의 도전성 입자 A(12a)의 접착제층 두께 방향의 최대 입자 직경에 대하여 예를 들면, 50% 이상(바람직하게는 70% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상)이다. 박막부에서의 도전성 입자 A(12a')는, 보강 부재(2)와 절연 보호층(33) 사이에 위치하고, 압력에 의해 압축 변형하고 있고, 바람직하게는 보강 부재(2)와 절연 보호층(33)에 접촉하고 있다. 박막부에서의 접착제층의 두께는 해당 박막부에서의 도전성 입자 A(12a')의 접착제층 두께 방향의 최대 입자 직경에 대하여 예를 들면 50% 이상(바람직하게는 70% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상)이다. 이와 같은 구조를 가지는 것에 의해, 도전성 입자(12)를 통하여 그라운드 부재(32b)와 보강 부재(2)가 도통하고, 보강 부재(2)는 외부 접속 도전층으로서 기능하고, 보강 부재(2) 표면은 외부의 접지 부재와 전기적으로 접속된다.

도전성 접착제층(1')을 형성하기 위해 열압착을 행했을 때, 도전성 입자 A(12a)가 개구부(3a)에 침입하여 두께 방향의 도전성(이방 도전성)을 충분히 발휘한다. 개구부(3a)에 침입하지 않고 박막부에 존재하는 도전성 입자 A(12a')도, 도전성 입자 A(12a)와 마찬가지로, 두께 방향의 도전성(이방 도전성)을 충분히 발휘한다. 한편, 도전성 입자 B(12b)는 등방 도전성을 발휘한다. 이 등방 도전성에 의해, 도전성 입자 A(12a), 도전성 입자 A(12a'), 및 도전성 입자 B(12b)의 각 입자 사이의 면 방향 및 두께 방향으로 도전성을 발휘할 수 있다. 이와 같이, 도전성 접착제층(1')에서는, 도전성 입자 A(12a),(12a')의 이방 도전성과 도전성 입자 B(12b)의 등방 도전성을 조합하여 발휘시킴으로써, 도전성 접착제층으로서 두께 방향의 도전성이 우수하고, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수하고, 고온에 놓인 경우라도 접속 안정성이 유지된다. 또한, 이와 같은 효과는, 개구부(3a)의 직경이 작은 경우라도 발휘된다.

도전성 접착제층(1')은, 예를 들면 도전성 접착제층(1')을 형성하는 유동 전 혹은 경화 전의 도전성 접착제층(1)을 필요에 따라 보강 부재(2)의 표면에 맞붙인 후, 프린트 배선판(3)에서의 절연 보호층(33) 위에 맞붙이고, 그 후에 가열에 의해 바인더 성분(11)을 유동 혹은 경화하여 열압착하는 것에 의해, 도전성 입자 A(12a)가 보강 부재(2)와 절연 보호층(33) 사이에 협지되어 압축 변형되어 도전성 입자 A(12a')로 되고, 또한 바인더 성분(접착제 성분)(11)을 절연 보호층(33)에 접착시키면서, 바인더 성분(11)을 유동시켜 바인더 성분(11), 도전성 입자 A(12a), 및 도전성 입자 B(12b)가 개구부(3a) 내를 충전하고, 필요에 따라 경화하여 바인더 성분(11')을 형성하여 얻을 수 있다.

프린트 배선판(3)의 보강 부재(2)에 대한 반대면에 설치된 실장 부위에는 전자 부품(4)이 접속되도록 되어 있다. 보강 부재(2)는 전자 부품(4)이 접속되는 실장 부위에 대향 배치되어 있다. 이로써, 보강 부재(2)는 전자 부품(4)의 실장 부위를 보강하고 있다. 도전성을 가지는 보강 부재(2)는, 프린트 배선판(3)에서의 그라운드 회로(32b)와, 도전성 접착제층(1')을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 이로써, 보강 부재(2)가 그라운드 회로(32)와 같은 전위로 유지되므로, 전자 부품(4)의 실장 부위에 대한 외부로부터의 전자파 등의 노이즈를 차폐하고 있다.

<실시예>

이하에, 실시예에 기초하여 본 개시의 도전성 접착제층의 일 실시형태에 대하여 보다 상세하게 설명하지만, 본 개시의 도전성 접착제층은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

고형분량이 20 질량%로 되도록, 톨루엔에 비스페놀 A형 에폭시계 수지(상품명 「jER1256」, 미쓰비시 케미컬 가부시키가이샤 제조)를 45.5 질량부, 경화제(상품명 「ST14」, 미쓰비시 케미컬 가부시키가이샤 제조)를 0.05 질량부, 금속 입자(조성: Ag 3.5/Cu 0.75/Sn 95.75(수치는 질량비를 나타냄), 170℃에서의 20% 압축 강도: 20.0MPa, 도전성 입자 1, 구상)을 24.5 질량부, 및 은 피복 구리분말(도전성 입자 2, 수지상)을 30.0 질량부 배합하고, 교반 혼합하여 접착제 조성물을 조제하였다. 그리고, 사용한 도전성 입자 1 및 2의 메디안 직경(D50)은 표 1에 나타낸 바와 같다. 얻어진 접착제 조성물을, 표면을 이형 처리한 PET 필름의 이형 처리면에 도포하고, 가열에 의해 탈용매함으로써, 도전성 접착제층을 형성하였다. 그리고, 실시예 1에 있어서, 도전성 입자 1은 도전성 입자 A에, 도전성 입자 2는 도전성 입자 B에, 각각 상당한다.

<실시예 2∼7 및 비교예 1∼4>

도전성 접착제층에서의 도전성 입자의 메디안 직경, 도전성 입자의 함유량, 도전성 접착제층의 두께 등을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외는 실시예 1 과 동일하게 하여 도전성 접착제층을 제작하였다. 그리고, 각 예에 있어서 사용한 도전성 입자의 메디안 직경(D50)은 표 1에 나타낸 바와 같다. 또한, 실시예 2∼7에 있어서, 도전성 입자 1은 도전성 입자 A에, 도전성 입자 2은 도전성 입자 B에, 각각 상당한다.

(평가)

실시예 및 비교예에서 사용한 각 도전성 입자 및 실시예 및 비교예에서 얻어진 각 도전성 접착제층에 대하여 이하와 같이 평가하였다. 평가 결과는 표 1에 기재하였다.

(1) 메디안 직경

도전성 입자의 메디안 직경에 대하여, 플로우식 입자상 분석 장치(상품명 「FPIA-3000」, 시스멕스 가부시키가이샤 제조)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로는, 대물렌즈 10배를 사용하고, 명시야의 광학 시스템에서, LPF 측정 모드에서 4000∼20000개/μl의 농도로 조정한 도전성 입자 분산액에서 계측하였다. 상기 도전성 입자 분산액은, 0.2 질량%로 조정한 헥사메타인산나트륨 수용액에 계면활성제를 0.1∼0.5ml 부가하고, 측정 시료인 도전성 입자를 0.1±0.01g 부가하여 조제하였다. 도전성 입자가 분산된 현탁액은 초음파 분산기로 1∼3분의 분산 처리를 행하고 측정에 제공하였다. 측정에 의해 얻어진 도전성 입자의 메디안 직경을 표 1에 나타내었다.

(2) 도전성 시험

실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 접착제층을, 보강 부재인 SUS판(두께: 200㎛)에, 온도: 120℃, 압력: 0.5MPa의 조건에서 5초간 가열 가압하여 맞붙이고, 도전성 접착제층 상의 PET 필름을 박리하고, 도전성 접착제층측의 면을 평가용 프린트 배선판 위에 맞붙이고, 프레스기를 이용하여, 60초간 진공화한 후, 온도: 170℃, 압력: 3.0MPa의 조건에서 30분간 가열 가압하여, 평가용 기판을 제작하였다. 그리고, 상기 프린트 배선판은, 두께 12.5㎛의 폴리이미드 필름으로 이루어지는 베이스 부재 위에, 서로 간격을 두고 평행하게 연장되는 2개의 동박 패턴(두께: 18㎛, 선폭: 3㎜)과, 상기 동박 패턴을 덮고, 또한 절연성의 접착제(두께: 13㎛) 및 두께 25㎛의 폴리이미드로 이루어지는 절연 보호층(두께: 25㎛)을 가지고 있고, 상기 절연 보호층에는, 각 동박 패턴을 노출시키는 원주 형상의 개구부가 형성되어 있다. 도전성 접착제층과 프린트 배선판을 중첩할 때, 이 개구부가 도전성 접착제층에 의해 완전히 덮히도록 하였다. 그리고, 얻어진 평가용 기판의 동박 패턴과 SUS판 상의 전기 저항값을, 저항계를 이용하여 측정하고, 리플로우 전의 프린트 배선판과 SUS판 사이의 저항값(초기 저항값)으로 하였다. 그리고, 측정은, 개구부가 직경 0.8㎜, 1㎜, 1.4㎜, 및 1.8㎜의 4종류의 경우에 대하여 각각 행했다.

다음으로, 리플로우 처리를 상정한 열처리를 행하고, 리플로우 후의 전기 저항값을 측정하였다(리플로우 후 저항값). 이 열처리 및 전기 저항값의 측정을 5회 반복하였다. 열처리는 납 프리 땜납의 사용을 상정하고, 평가용 기판에서의 도전성 접착제층이 265℃에 5초간 노출되는 온도 프로파일을 설정하였다. 그리고, 초기 저항값을 「접속 저항값(초기)」 및 리플로우 후 저항값을 「접속 저항값(리플로우 5회)」으로서 각각 표 1에 나타내었다.

(3) 밀착 강도

실시예 및 비교예에서 제작한 도전성 접착제층과 SUS제 금속 보강판(두께: 200㎛)을, 프레스기를 이용하여 온도: 120℃, 시간: 5초, 압력: 0.5MPa의 조건에서 가열 가압하고, 150℃에서 1시간 더 가열한 후, PET 필름을 박리되어 도전성 접착제층 부착 금속 보강판을 제작하였다.

다음으로, 폴리이미드로 이루어지는 베이스 기판과, 베이스 기판의 표면 상에 형성된 동박과, 동박의 표면에 형성된 도금층을 구비한 동박 적층 필름의 도금층과, 도전성 접착제층 부착 금속 보강판을 상기 열압착과 동일한 조건에서 접착한 후, 프레스기로 온도: 170℃, 시간: 30분, 압력: 3MPa의 조건에서 더 접착하여, 금속 보강판 부착 동박 적층 필름을 제작하였다. 이어서, 금속 보강판 부착 동박 적층 필름을 양면 점착 시트로 측정 테이블에 고정하고, 동박 적층 필름을, 상온에서 인장 시험기(상품명 「AGS-X50S」, 가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼 제조)에서 인장 속도 50㎜/분, 박리 각도 90°로, 도전성 접착제층으로부터 박리하고, 파탄 시의 필 강도의 최대값을 측정하였다. 그리고, 필 강도가 4.5N/cm 이상인 경우를 밀착성이 우수한 것으로서 평가하였다.

[표 1]

실시예의 도전성 접착제층은, 초기 저항값이 작고, 도전 부재인 피착체끼리의 접속 안정성이 우수하다고 평가되었다. 또한, 리플로우 후 저항값도 작고, 고온에 놓인 양호한 도전성이 유지되고 있다고 평가되었다. 한편, 도전성 입자 1의 메디안 직경이 도전성 접착제층의 두께에 대하여 100% 미만인 경우(비교예 1, 3), 개구부의 직경이 1㎜ 이하에 있어서, 리플로우 전후 중 어느 것에 있어서도 저항값이 높고, 접속 안정성이 뒤떨어져 있다고 평가되었다. 또한, 도전성 입자 1의 메디안 직경이 도전성 접착제층의 두께에 대하여 100% 이상이라도, 도전성 입자 2의 메디안 직경이 도전성 입자 1의 메디안 직경에 대하여 50%를 초과하는 경우(비교예 2, 4), 리플로우 후 저항률이 높고, 고온에 놓인 경우에는 접속 안정성이 뒤떨어지고 있다고 평가되었다.

본 개시의 도전성 접착제층은 전자 부품의 도전 부재의 접속에 사용할 수 있다.

X: 보강 부재 부착 프린트 배선판
1, 1': 도전성 접착제층
11, 11': 바인더 성분(접착제 성분)
12: 도전성 입자
12a, 12a': 도전성 입자 A
12b: 도전성 입자 B
2: 보강 부재
3: 프린트 배선판
31: 베이스 부재
32: 회로 패턴
32a: 신호 회로
32b: 그라운드 회로
33: 절연 보호층
34: 접착제
4: 전자 부품

Claims (4)

1. 바인더 성분 및 도전성(導電性) 입자를 함유하는 도전성 접착제층으로서,
   상기 도전성 입자는, 메디안 직경이 상기 도전성 접착제층의 두께에 대하여 100% 이상인 도전성 입자 A와, 메디안 직경이 상기 도전성 입자 A의 메디안 직경에 대하여 1∼50%인 도전성 입자 B를 포함하고,
   상기 도전성 입자의 함유량은, 상기 바인더 성분 100 질량부에 대하여, 110∼900 질량부이며,
   상기 도전성 입자 A와 상기 도전성 입자 B의 질량비[도전성 입자 A/도전성 입자 B]는 0.1∼7.2인,
   도전성 접착제층.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도전성 입자 A는, 170℃ 환경 하에서의 20% 압축 강도가 1.0∼25MPa인 금속 입자인, 도전성 접착제층.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 도전성 입자 A의 형상은 구상(球狀)인, 도전성 접착제층.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 도전성 입자 B의 형상은 플레이크상 또는 수지상인, 도전성 접착제층.