JPH0325466B2 - - Google Patents

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JPH0325466B2
JPH0325466B2 JP57175169A JP17516982A JPH0325466B2 JP H0325466 B2 JPH0325466 B2 JP H0325466B2 JP 57175169 A JP57175169 A JP 57175169A JP 17516982 A JP17516982 A JP 17516982A JP H0325466 B2 JPH0325466 B2 JP H0325466B2
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fibers
conductive
resin
adhesive
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Toshuki Kawaguchi
Hideki Suzuki
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は異方導電性接着性フイルム、特に熱接
着性を有する樹脂内に導電性繊維を配向させた異
方導電熱接着性フイルムに関するものである。 異方導電性接着剤については、例えばエポキシ
系、シリコーン系の絶縁性樹脂接着剤中に少量の
導電性粒子を分散配向させたものが公知とされて
いる。（特開昭51−114439号公報参照）。しかし、
このものは常温において流動状態を示すものであ
るため、これにはその使用時にこれを波接続体に
塗布し、乾燥する必要があるほか、これはその保
存中に導電性粒子の沈降によつて異方導電性が保
持できなくなるという不利があり、これにはまた
それを塗布した被接続体の塗布面が運搬時などに
損傷され易く、したがつて実際の使用に各種の不
都合が発生し易いという不利があつた。また、こ
の種の異方導電性接着剤を用いて対向する回路同
志を短絡なしに確実に持続させるためには、この
接着剤の厚さを導電粒子の粒径と殆ど同程度とし
て導電粒子の連鎖をなくすことがよい。（特開昭
51−101040号公報参照）のであるが、このように
すると接着剤の接着強度が低下するため、この接
着剤の剥離が起こり、これが信頼性に欠けるもの
になつていまうという不利があり、これはまた樹
脂が流動性であると導電粒子の配向が乱れて、こ
れが回路間の絶縁部分にも集合し隣接する回路間
の絶縁性が保たれなくなるということもあつた。 本発明はこのような不利を解決した異方導電性
と同時に接着性をもつフイルム状組成物に関する
ものであり、これは熱接着性を有する樹脂にアス
ペクト比が３以上でかつ長手方向の長さが300μ
ｍ以下の導電性繊維を分散させたのち、これをフ
イルム状に成形とすると共に該繊維の長手方向を
相互に実質的に平行配列してフイルム表面に対し
平行に配向させたフイルム状体の当該繊維の配向
方向を30゜以上の角強をもつて交差させて複数枚
積層させてなることを特徴とするものである。 これを説明すると、本発明者らは異方導電性接
着剤について種々検討した結果、熱接着性をもつ
樹脂を予めフイルム状体に形成し、これらの複数
枚を導電性繊維の配向方向と交差させて積層一体
化しておけば、導通を目的とする被接続体にこれ
を貼着するだけでよいので、接着剤を混合、塗
布、乾燥するという工程が省略できるということ
に注目し、この異方導電性についてさらに研究を
行ない、これについてはこのフイルム中に導電性
繊維をそのフイルム表面に対し、その長手方向を
相互に実質的に平行配列するとともにフイルム表
面に対し平行に配向させたフイルム状体の当該繊
維の配向方向を交差させて複数枚積層一体化すれ
ば、この熱圧によつて熱圧部分の樹脂が流動化す
ると共にその圧力で平行に配置された繊維同志の
接触によつてこの熱圧部位だけが垂直に導電性を
示し、横方向の絶縁性にも信頼が得られることを
確認し、さらにこゝに使用する導電性繊維の特性
などについての研究を進めて本発明を完成させ
た。 本発明の異方導電熱接着性フイルムの基材とな
る熱接着性樹脂は熱活性によつて接着性を示すも
のであれば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれ
であつてもよいが、熱可塑性樹脂には比較的低
温、短時間の加熱で接着するという利点があるも
のの、これは耐熱性がわるいという不利があり、
他方熱硬化性樹脂には接着強度が高いが、ポツト
ライフが短かく接着条件も高温、長時間となると
いう不利があるので、これらはその使用目的に応
じて適宜選択すればよい。この熱可塑性樹脂とし
てはポリアミド系、ポリエステル系、アイオノマ
ー系、EVA、EAA、EMA、EEAなどのポリオ
レフイン系、各種合成ゴム系のもの、さらにはこ
れらの変性物、複合物が例示され、熱硬化性樹脂
としてはエポキシ樹脂系、ウレタン系、アルリル
系、シリコーン系、クロロプレン系、ニトリル系
などの合成ゴム類もしくはこれらの混合物が例示
されるが、これにはいずれの場合にも硬化剤、加
硫剤、制御剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、熱伝導
向上剤、粘着付与剤、軟化剤、着色剤などが適宜
添加されていてもよい。 他方、この熱接着性樹脂に分散配合される導電
性繊維の製法、材質は特にこれを限定する理由は
なく、これにはウイスカー法、ウイスカーメツキ
法、蒸着法、溶融紡系法、引き抜き法、せん断
法、切削法などで作つたSUS、Al、Cu、Ｗ、
Mo、Pb、Mg、青銅、TiN、BNなどの金属ま
たはセラミツク材やレーヨン系、ポリアクリロニ
トリル系、ピツチ系のカーボン繊維などが例示さ
れるが、上記した金属繊維の場合にはそのままで
はガスの透過や拡散により腐食が生じることがあ
るので、これはこの耐環境性を改良する目的で金
メツキあるいは防錆処理を施したものとすること
がよい。また、この導電性繊維のアスペクト比と
長さ方向の長さについては上記した熱接着性樹脂
に分散配合されたのち、後述する方法でこの樹脂
に配向されるのであるが、これはそのアスペクト
比（繊維長／繊維径の比）が３未満であると樹脂
のフイルム状体化に伴なう導電性繊維の配向が困
難となるので、これはそのアスペクト比が３以上
のものとすることが必要とされ、これはまたその
長さ方向の長さが300μｍ大きいと横方向への絶
縁性、すなわち被接続物の隣接する電極間の絶縁
性に不安が生じるようになるので、これはその長
さを300μｍ以下とする必要があり、好ましくは
200μｍ以下、さらには回路端子間隙の高密度化
に対応するためには60μｍ以下とすることがよ
く、逆にこれが15μｍ以下だと配向させるのに高
度な技術を要するので15μｍ以上とすることが好
ましい。 本発明に用いられるフイルム状体は上記した樹
脂中に上記した導電性繊維を分配させたのちこれ
をフイルム状体化すると共にこの導電性繊維をフ
イルム状体表面に対し一定方向に配向（相互に実
質的に平行に配列）させることによつて作られる
のであるが、これには導電性繊維を分散させた樹
脂組成物に必要に応じて溶剤を加えたのち、これ
を加熱して流動状態にし、これに剪断応力をかけ
て一定方向に流出させればよく、これは例えばこ
の樹脂組成物を公知の押出し成形などによつてフ
イルム状体とすればよい。このようにして処理す
ると、アスペクト比が３以上でかつ長手方向の長
さが300μｍ以下なのでその流出抵抗を小さくし
ようして導電性繊維はこの樹脂の流れに沿つてこ
の流出方向に実質的に平行かつ配向成形されたフ
イルム状体表面に対し平行な面内に配向される。
得られたフイルム状体一枚を熱圧すると、この熱
による樹脂の流動化と共にその圧力によつて平行
に配置された繊維同志の接触によつてこの熱圧部
位だけが垂直方向に導電性を示すことになり、異
方導電性を示すようになるが、一枚のみではこの
繊維がすべて同一方向とされているので導電性繊
維の接触のチヤンスが線分接触のみとなつてしま
い、導電性繊維同志が接触しない恐れが多分にあ
るので、これはこのように作られたフイルム状体
を２枚以上用意し、その繊維の配向方向をそれら
が少なくとも30゜好ましくは60゜以上の角度もつて
交叉するように積層一体化したものとする必要が
あり、これによれば繊維間の接触がより確実にさ
れるという効果が付与される。 本発明の異方導電熱接着性フイルムの厚さにつ
いては、それが厚すぎるとこれを熱圧したときの
樹脂の流動量が大きくなり、これに伴つて導電性
繊維の大きすぎる移動が起こり、この移動流出し
た繊維の集合によつて導通、およびまたは異方導
電性の安定性が妨げられ、場合によつては横方向
の絶縁性に不良になるということもあるので、こ
れは10〜200μｍ、好ましくは10〜100μｍさらに
好ましくは10〜70μｍの範囲とすることがよい。
本発明に用いられるフイルム状体の積層について
は、２放以上を隣接するフイルム状体に含まれる
導電性繊維の配向方向を交叉させて積層一体化す
る限り、従来公知の積層一体化方法によればよ
い。なお、このフイルムの平面的形状は厚さが上
記した範囲にある限り、これを限定する必要は特
にはないが、好ましくはこれは被接続体さらには
被接続体の接続個所の形状に予め合わせた平面形
状とすることがよく、例えばフラツトパツケージ
タイプのLSIのリード部に適用する場合にはこれ
を額縁状にすればよいし、これを被処理物に仮固
定する目的においては、このフイルムの表面に必
要に応じ導電性繊維をその表面に平行に配向させ
た粘着剤層を設けることもできる。 本発明になる異方導電熱接着性フイルムで接続
される被接続体としては、ポリイミド、ポリエチ
レンテレフタレートなどのベース材料に銅、アル
ミニウムなどの金属またはカーボン塗料などで回
路端子を設けたフレキシブルプリント基板や通常
のリジツトプリント基板、前記塗料あるいは酸化
インジウムから作られた導電回路を有するガラス
基板あるいはLSI、太陽電池、抵抗やその他の電
子部品などが例示されるが、これらは接続工程に
おけるサイクル時間の関係から熱伝導のよいも
の、あるいは予備加熱のできるものであることが
好ましい。 つぎに本発明の異方導電熱接着性フイルムの使
用方法を説明する。本発明の異方導電熱接着性フ
イルムは回路端子部を有する被接続体の間に導電
性繊維の長手方向を相互に実質的に平行配列する
とともに熱接着性樹脂３からなるフイルムの中に
その表面に平行に配向分散させた本発明に用いら
れるフイルム状体を回路端子部を含む平面に平行
となるよう複数枚積層または載置、必要に応じて
積層一体化したのち載置して被接続体の回路端子
部位を外部から熱圧すると、絶縁性の熱接着性樹
脂は流動して圧縮されると共に、導電性繊維がこ
の部位に集中され、これらの相互接触によつて回
路端子間の導電抵抗が低下して、この部位が電気
的に接続されることになる。 つぎに本発明の実施例をあげる。 実施例 １ エポキシ樹脂エビコート1001〔油化シエルエポ
キシ社製・商品名〕100重量部、液状ポリブタジ
エンゴムPolybd Ｒ−45EPI〔出光石油化学社製・
商品名〕26重量部、エポキシ化大豆油14重量部、
エアロジル360〔日本エアロジル社製・商品名〕６
重量部、硬化剤としてのジシアンジアミド６重量
部およびこれらの固形分に対し10容量部量の繊維
径が50μｍ、長さが150μｍの黄銅繊維とをニーダ
ーを用いて混合して、この樹脂中に黄銅繊維を分
散させたのち、これをロールコーターでフイルム
状化し、オーブン中で110℃に10分間加熱してか
ら厚さが70μｍで繊維がフイルム状体表面と平行
で、かつ一方向に配向された可撓性のある本発明
に用いられる半硬化状のフイルム状体２枚を作つ
た。このフイルム状体２枚を繊維の配向方向が30
度になるよう交叉させて積層して本発明になる異
方導電熱接着性フイルムを得た。 つぎに、このフイルムを2.54mmピツチの平行縞
状パターンをもつポリイミドベースのフレキシブ
ル基板間に設置し、その外部から170℃、５Kg／
cm2の熱圧を480秒間加えたところ、これはその基
板間ではその回路抵抗が平均30ｍΩ／30mm長さの
導通抵抗となり、そのピツチ間の絶縁抵抗は
500V印加で2000MΩ以上であるという結果を示
し、この基板間に設置されたフイルムについての
この剥離試験においてこのフイルムはフレキシブ
ル基板が破壊してしまう程の接着性を示した。 実施例 ２ ポリオレフイン樹脂MODIC Ｅ−100H〔三菱油
化社製・商品名〕100重量部にブチラール樹脂エ
スレツクＢ、BM−１〔積水化学社製・商品名〕
10重量部とアマニ油３重量部を加え、これにその
固形分に対し12容量部の繊維径が7μｍで繊維長
が60μｍのカーボン繊維を分散させたのち、これ
らをグラビアロールを用いてこの繊維がフイルム
状体表面に対し平行に配向された厚さ20μｍのフ
イルム状体を作り、ついでこれらのフイルム状体
を長さ300mmに切断し、これらをこのカーボン繊
維の配向方向が直角になるように交互に５枚重ね
合わせて総厚が100μｍの本発明になるフイルム
を作つた。 つぎにこのフイルムの片面にアクリル系の粘着
剤を塗布し、この粘着剤層をカーボン塗料からな
る回路端子を1.6mmピツチで有するポリエステル
ベースのプリント基板に貼着して、このフイルム
を基板に仮固定し、これを酸化インジウムからな
るガラス基板に110℃、10Kg／cm2で20秒間熱圧し
たところ、両基板における端子間の平均導通抵抗
は3.8KΩとなつた。 実施例３、比較例 厚さ35μｍの銅箔を電極幅0.2mm、電極配列ピツ
チ0.4mmになるようにエツチングし、金メツキを
施した、電極数が100本である回路基板と、ポリ
イミドフイルムベース上にこの回路基板と同じ形
状の電極を設けたフレキシブルプリント基板との
間に、つぎの第１表に示した異方導電熱接着性フ
イルムを載置し、130℃×30Kg／cm210秒間という
条件で熱接着し、これについて各100回のくり返
し試験を行なつたところ、第１表に併記したとお
りの結果が得られ、実施例としての実施例ａ〜ｃ
のものではピール強度（90゜方向）、初期抵抗、リ
ーク枚数、60℃湿度95％での500時間後のピーク
強度、抵抗値においていずれも良好な結果が得ら
れたが、比較例としての実施例ｄ、ｅ、ｉのもの
はピール強度が弱く、実施例ｆのものは繊維がア
スペクト比２のものであることから圧着時に繊維
が交叉せず、ピール強度も弱く、抵抗値も不安定
となり、実施例ｇのものは繊維長が400μｍと長
いのでリークしたものが多いという欠点のあるこ
とが確認された。
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱接着性を有する樹脂に、アスペクト比が３
    以上でかつ長手方向の長さが300μｍ以下の導電
    性繊維を分散させたのち、これをフイルム状に成
    形すると共に該繊維の長手方向を相互に実質的に
    平行配列してフイルム表面に対して平行に配向さ
    せたフイルム状体の当該繊維の配向方向を30゜以
    上の角度をもつて交差させて複数枚積層させてな
    ることを特徴とする異方導電熱接着性フイルム。 ２ 導電性繊維が熱接着性樹脂に対し20容量％以
    下添加されてなる特許請求の範囲第１項記載の異
    方導電熱接着性フイルム。 ３ フイルムの厚さが200μｍ以下である特許請
    求の範囲第１項または第２項記載の異方導電熱接
    着性フイルム。 ４ 導電性繊維の長手方向の長さが15μｍ以上で
    ある特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
    記載の異方導電熱接着性フイルム。
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