JPH0496981A - マイクロカプセル型導電性接着剤と接着方法 - 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】 〔概要〕 マイクロカプセル型導電性接着剤に関し、材料構成と、
その使用法を提供することを目的とし、 導電性微粒子の表面を樹脂よりなる殻で被覆した第１の
マイクロカプセルと該カプセルよりも粒径が大きく、硬
化剤を樹脂よりなる殻中に封入して形成した第２のマイ
クロカプセルとを接着樹脂中に均一に分散させてなるこ
とを特徴としてマイクロカプセル型導電性接着剤を形成
し、該接着剤を接着すべき第１の物体上に塗布し、該物
体に第２の物体を圧接することにより、前記導電性接着
剤を構成する第１のマイクロカプセルおよび第２のマイ
クロカプセルとが圧壊し、導電性微粒子が相互に接触す
ると共に、第２のマイクロカプセルに含まれる硬化剤と
接着樹脂とが反応して硬化することを特徴として接着方
法を構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明はマイクロカプセル型導電性接着剤とその接着方
法に関する。

〔従来の技術〕

導電性接着剤として代表的なものは半田であり、プリン
ト配線基板やセラミック基板に電子部品や半導体素子を
装着する場合に、フローソルダリング、リフロー或いは
半田付けなどの方法を用いて接着が行われている。

また、ＩＣやＬＳＩのパッケージングにおいてチップの
セラミック基板への装着には金−シリコン（Ａｕ−３ｉ
）共晶合金が使用されている。

然し、生産コストの低減と生産性の向上を目的として導
電性接着剤か普及してきており、液晶表示板を構成する
透明導電膜（ＩＴＯ膜）への接着、水晶振動子の電極膜
への接着などを始めとし、配線基板上に設けられている
バンプなどの導体パターンへのリード端子の接着にも導
電性接着剤が使用されるようになってきている。

こ＼で、現在使用されている導電性接着剤はエポキシ樹
脂に銀（Ａｇ）粉を混練したものが主流であるが、樹脂
としてはポリイミド、フェノール。

ポリエステルなども一部で使用されている。

また、導電フィラーとして、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）な
どの金属の他、グラファイト粉なども一部で使用されて
いる。

このような、導電性接着剤は樹脂中に混入された金属粒
子が相互に接続することにより導電性を生じているもの
であり、導電性を生ずるためには■　金属粒子の粒径が
小さいこと、 ■　金属粒子の含有量が多いこと、 などが必要である。

さて、部品の小形化が進み、高密度実装が進むに従って
、端子間隔が縮小してきており、従来のように基板上に
設けられているバンプなどの導体パターンに導電性接着
剤を塗布し、端子を当接して加熱する方法では端子間の
絶縁を保持することが困難になってきている。

例えば、ビームリードタイプのＩＣの場合、ビームリー
ドの幅は５０〜１００μｍであり、またリード間の間隔
も５０〜１００μｍであるが、これを導電性接着剤を用
いてバンプ接着する場合は、相互のバンプ間の絶縁を保
つことは困難である。

〔発明が解決しようとする課題〕

材料コストの低減と生産性の向上を目的とし、導電性接
着剤が共晶半田に代わって端子接続に使用されつ＼ある
が、半導体ＩＣのように端子数が多く、端子間隔が狭い
金属端子を基板上に設けたバンプのような導体パターン
に接着する場合には、接着の際に導電性接着剤のはみ出
しが生ずることから、端子間の絶縁を保持することは信
頼性の面から困難である。

そこで、このような場合でも信頼性よ（絶縁を保ち得る
導電性接着剤を開発することが課題である。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は導電性微粒子の表面を樹脂よりなる殻で被
覆した第１のマイクロカプセルと、このカプセルよりも
粒径が太き（、硬化剤を樹脂よりなる膜中に封入して形
成した第２のマイクロカプセルとを接着樹脂中に均一に
分散させてなることを特徴としてマイクロカプセル型導
電性接着剤を形成し、この接着剤を接着すべき第１の物
体上に塗布し、この物体に第２の物体を圧接することに
より、導電性接着剤を構成する第１のマイクロカプセル
および第２のマイクロカプセルとが圧壊し、導電性微粒
子が相互に接触すると共に、第２のマイクロカプセルに
含まれる硬化剤と接着樹脂とが反応して硬化することを
特徴として接着方法を構成することにより解決すること
ができる。

〔作用〕

本発明に係る導電性接着剤は金属粉と硬化剤とをマイク
ロカプセルに封入して接着樹脂中に分散したものからな
っている。

第１図は本発明に係る導電性接着剤の接着機構を示すも
のである。

すなわち、導電性微粒子１の表面を樹脂よりなる殻２で
被覆した第１のマイクロカプセル３と硬化剤４を殻５で
被覆した第２のマイクロカプセル６とが接着樹脂７の中
に分散して形成しである接着剤を、接合すべき一方の材
料８の上に塗布した後、この上に他の材料９を位置決め
する。

（以上第１図Ａ） 次に、他の材料９に圧力を加えると、第２のマイクロカ
プセル６と第１のマイクロカプセル３とが壊れ、第２の
マイクロカプセル６の中に含まれている硬化剤と接着樹
脂とが反応し、架橋重合が生じて硬化すると共に、露出
した導電性微粒子が相互に接続する結果導電性を示すも
のである。

（以上同図Ｂ） また、第２図は導電性粒子ｌの殻２が破れて接着樹脂の
中で相互に接続して導通状態となっている状態を示して
いる。

さて、このような接着機構が成立するための必要条件は
、 ■　第１および第２のマイクロカプセルの殻、特に第１
の殻が薄くて壊れやすいことで、実験の結果、１μｍ以
下が好ましい。

■　第２のマイクロカプセルが第１のマイクロカプセル
に比べ、平均粒径が遥かに大きいこと、■　マイクロカ
プセルの殻は化学的に安定であって、経時変化を生じな
いこと。

■　導電性微粒子の粒径が小さく、また含有量が多いこ
と、 である。

この条件を満たす場合は、凹凸のある二枚の基板間に接
着剤を塗布して圧着する場合、凸部同士の間にある接着
剤だけが働いて接着作用と導通効果を示すが、圧力が加
わらない部分の接着剤は第１および第２のマイクロカプ
セルが壊れないため接着作用は生じない。

なお、第１表は第１のマイクロカプセルＡと第２のマイ
クロカプセルＢの粒径比Ｂ／Ａと第２のマイクロカプセ
ルＢの破壊度の関係を示しているが、接着が確実に行わ
れるためにはＢ／Ａが〉ｌが必要となる。

なお、１０程度と太き（なると硬化剤の量が多過ぎて特
性および取扱の面で適当ではなくなる。

第１表 〔実施例〕 試作例１：　（第１のマイクロカプセルの製造例）水３
７０　ｍｌ中にポリビニルアルコール２０ｇと乳化剤２
ｇとを溶解させて水相を作った。

また、ジクロロエタン３０−にビスマレイミド（以下略
してＢＭＩ）を７ｇとジアミノジフェニルメタン（以下
略してＤＤＭ）を４ｇ溶解させ、これに粒径が０．３〜
０．５μｍのＡｇ粉を５ｇとチタネートカップリング剤
（品名ＫＲ−３８３．味の素＠）を０．１ｇを加えて油
相を作った。

この油相に３０分間に亙って超音波振動を加えて凝集し
ているＡｇ粉を均一に分散させた。

次に、ホモジナイザを用い、水相を７００Ｏｒｐｍで攪
拌しなから油相を徐々に滴下し、Ａｇ粉の表面に油相が
存在するサスペンションを形成した。

このサスペンションをスリーワンモータで２０゜ｒｐｍ
で攪拌しながら、３０１ｎｌの水にＩｇの触媒（ジアザ
ビシクロウンデセン）を溶解させたものを２時間かけて
滴下し、６５℃に昇温しで４時間攪拌を続けることによ
りＡｇ粉の表面でＢＭＩとＤＤＭとを反応させ、Ａｇ粉
の表面に約０．１μｍの厚さの殻を形成した。

試作例２：　（第２のマイクロカプセルの製造例）ジク
ロロメタン３０ｍ１に過酸化ベンゾイル０．０１ｇと硬
化剤としてアミン（品名ＨＹ−９５１，チバガイギ■）
をＩｇおよびメチルメタクリレート１ｇを加えて油相を
作った。

また、水２００ｒｒＬｌに乳化剤１ｇを加えて水相を作
った。

そして、ホモジナイザを用いて油相を４０００　ｒｐｍ
で攪拌しなから水相を徐々に滴下し、エマルジョンを形
成した。

このエマルジョンをスリーワンモータで１２ｏ　ｒｐｍ
で攪拌しながら、６６℃に昇温し、７時間かけてその場
重合を行い、ポリメチルメタクリレート（略称ＰＭＭＡ
　）の中にジクロロエタンと硬化剤（アミン、品名）Ｉ
Ｙ−９５１，チバガイギ■）を封入した。

次いで、ジクロロエタンを除去してアミンのみを封入し
、殻の厚さが０．５μｍで平均粒径が３μｍのマイクロ
カプセルを作った。

実施例１ 第３図に示すように、１００μｍ角の金属端子１１を１
００μｍの間隔で一列に埋め込んだ部材１２を用意し、
また同形状の金属端子１３を備えた基板１４を準備した
。

一方、接着剤としては試作例１で形成した第１のマイク
ロカプセルを８ｇ、また試作例２で形成した第２のマイ
クロカプセルを０．３ｇと接着樹脂（アラールダイトＣ
Ｙ−２３０）　２　ｇを混練したものを用意した。

先ず、接着剤を金属端子１３の並んだ基板１４の上に塗
布した。

この状態では同図（Ａ）に示すように接着剤は金属端子
１３の上にも絶縁物１５の上にもついており接着樹脂７
の中に第１のマイクロカプセル３と第２のマイクロカプ
セル６とが分散している。

（図では約ｌ：１の量比で表したが第１のマイクロカプ
セルが遥かに多い。） 次に、部材を４００　ｇ／ｃｍ２の圧力を加え、暫時そ
のま＼で放置した。

その結果、部材１２の金属端子１１と基板１４の金属端
子１３とは完全に導通状態であり、一方、金属端子１１
と１３の間は絶縁が保たれていた。

なお、同図（Ｂ）において、金属端子１１と１３の接合
面においては第２のマイクロカプセル６は破れ、また第
１のマイクロカプセル３も殻が破れ導電性微粒子ｌが露
出している状態を示している。

〔発明の効果〕

本発明の実施により、ビームリードタイプＩＣのように
端子間の間隔が狭く、従来の導電性接着剤では絶縁が保
証できないような用途に対しでも導電性接着剤を使用す
ることか可能となり、これにより工程の短縮を達成する
ことができる。

である。

図において、 ｌは導電性微粒子、　　　　２と５は殻、３は第１のマ
イクロカプセル、 ４は硬化剤、 ６は第２のマイクロカプセル、 ７は接着樹脂、 である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は導電性微粒子が接続している状態を示す平面図 第３図は実施例１を説明する断面図、 ：Ｅ−妃８月Ｏ斤理図 午 図 傷嘴謬７１生航行Ｊ　力＼　１匁統　し　７１・　６　
ド（態、ち仁ブ仁−す−ｒｉＯ巴］笑尤ずケ１］乞設唱
」５前面図 バ２　　　つ　　　−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性微粒子の表面を樹脂よりなる殻で被覆した
   第１のマイクロカプセルと該カプセルよりも粒径が大き
   く、硬化剤を樹脂よりなる殻中に封入して形成した第２
   のマイクロカプセルとを接着樹脂中に均一に分散させて
   なることを特徴とするマイクロカプセル型導電性接着剤
   。
2. （２）請求項１記載の第１のマイクロカプセルを構成す
   る殻の厚さが１μｍ以下で粒径が５０μｍ以下であるマ
   イクロカプセル型導電性接着剤。
3. （３）請求項１記載のマイクロカプセル型導電性接着剤
   を接着すべき第１の物体上に塗布し、該物体に第２の物
   体を圧接することにより、前記導電性接着剤を構成する
   第１のマイクロカプセルおよび第２のマイクロカプセル
   とが圧壊し、導電性微粒子が相互に接触すると共に、第
   ２のマイクロカプセルに含まれる硬化剤と接着樹脂とが
   反応して硬化することを特徴とする接着方法。