JPS6241277A - 異方導電性接着剤 - 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） 本発明は異方導電性接着剤、特には２つの回路基板の端
子間に載置し、加熱加圧してこれらの回路基板を接着す
ると共にその両端子間を電気的Ｃ二接続するようＣ二す
る異方導電性接着剤に関するものである。

（従来の技術） ２つの回路基板を接着させると共にこれらの間に電気的
導通を与えるための接着剤については、ウレタン系、ポ
リエステル系、合成ゴム系などの熱可塑性物質やエホキ
シ系、シリコーン系などの熱可塑性物質中に導電性粒子
を配合した種々のものが公知とされている。

しかし、この熱硬化性接着剤書−は高温下あるいは高湿
下では接着剤の保持力が低下して導電性粒子と端子との
接触が弱まったり、導電性粒子が微視的には樹脂の流動
と共に移動して点接触状態かはづれるために抵抗値が安
定しなくなるという不利があるほか、導電抵抗が上昇し
て接着力が低下するという欠点があり、熱硬化性接着剤
についてはそれが二液型であると接着を行なう前に接着
剤の計量、配合が必要であるし、これにはポットライフ
が短いので使用時間に制約があるという不利があり、−
液量のものにも可使時間が限られているし、徐々にでは
あるが粘度上昇があるために接着条件の設定が難しく、
さらには接着強度の低下、導通抵抗の上昇があり、１産
性も乏しいという欠点がある。

（発明の構成） 本発明はこのような不利を解決した異方導電性接着剤に
関するものであり、これは熱可塑性エラストマーと加硫
した合成ゴムまたは加硫した熱可塑性エラストマーとか
らなる熱可塑性絶縁性接着剤に導電性粒子を分散させて
なることを特徴とするものである。

すなわち、本発明者らは前記したような不利を伴なわな
い異方導電性接着剤の取得について種々検討した結果、
この異方導電性接着剤を構成する絶縁性接着剤を熱可塑
性エラストマーと加硫した合成ゴムまたは加硫した熱可
塑性エラストマーとからなるものとすると、この接着剤
には高温または高湿下でも導通抵抗の上昇やクリープ特
性の低下がなくなること、またこのものは基本的には熱
可塑性であるために貯蔵時の経時変化が少ないというこ
とを見出し、この各成分の種類、配合量などについての
研究を進めて本発明を完成させた。

本発明の異方導電性接着剤は上記した熱可塑性絶縁性接
着剤に導通性粒子を分散させたものであるが、この熱可
塑性絶縁性接着剤は熱可塑性エラストマーと加硫した合
成ゴムまたは加硫した熱可塑性エラストマーとから構成
される。

この熱可塑性エラストマーとじてはスチレンとブタジェ
ンまたはイソプレンとのブロック共重合体あるいはこれ
らを水素添加をしたもの（以下これらの単独あるいは混
合物をスチレン系エラストマーと総称する）、ポリエー
テルまたはポリエステルなどのジオールと芳香族ジイソ
シアネートとの重付加反応物、ポリエステル、ポリニー
ｆＡＩのブロック共重合体、ブチルグラフトエチレン、
ＫＰＤＭとポリプロピレンとの混合物またはその反応生
成物、ジメチルポリシロキチンとスチレンとの共重合体
などが例示される。

また、この合成ゴムとしてはブタジェンラバー、イソフ
レンラパー、グロロプレンラパー、シリコーンラバー、
ＥＰＤＭラバーなどが例示され、これらはイオワ加硫あ
るいは有機過酸化物で加硫されて使用されるが非汚染性
であることから有機過酸化物加硫されたものとすること
が好ましい。

この熱可塑性絶縁性接着剤は上記した熱可塑性エラスト
マーと上記した合成ゴムを加硫したものまたは上記した
熱可塑性エラストマーを加硫したものとの混合物とされ
るが、これらは均一性が必要とされるのでそれぞれが相
溶するものとすることがよく、シたがってこの加硫物に
ついては未加硫の熱可塑性エラストマー中のゴム弾性を
示すブロックポリマーの溶解度パラメーター（ＳＰ値）
に近いものとすることがよく、例えば熱可塑性エラスト
マーとしてスチレン系エクストマーが使用される場合に
はスチレン−ブタジエン系合成ゴムまたはブタジェン系
合成ゴムとし、熱可塑性エラストマーとしてブチルグラ
フトエチレンが使用されるときにはブタジェン系合成ゴ
ムを、またＥＰＤＭとポリプロピレンとの反応物が使用
されるときにはＥＰＤＭラバーとすることがよい。

なお、この熱可塑性エラストマーが特にスチレン系エラ
ストマーとされる場合において、これがブタジェンブロ
ックが不飽和基を含有するものであるスチレン−ブタジ
エン−スチレン系（以下５−Ｂ−ｓ系と略記する］、ス
チレン−イソプレン−スチレン系（以下８−Ｉ−８系と
略記する）とこの不飽和基に水素添加をして不飽和基を
含まないものとしたスチレンーエチルブタジェンース？
Ｌ／ン系（以下５−ＦＢ−８系と略記する）との混合物
とされる場合にはこれを有機過酸化物によってこの不飽
和基部分を選択的に加硫したものであってもよい。

また、この未加硫の熱可塑性エラストマーと加硫した合
成ゴムまたは加硫した熱可塑性エラストマーとの配合比
は、加硫したものが多すぎるとこの接着剤組成物が熱可
塑性を示さなくなって接着時（二おける加熱加圧条件が
きびしくなり、接着対象としての電気回路基板を損傷す
るおそれか生じるし、これが少なすぎると高温あるいは
高温時における抵抗値が安定性の欠けるものとなるので
、これは未加硫の熱可塑性エラストマー１００重量部に
対し加硫した合成ゴムまたは加硫した熱可塑性ニラスト
マーを２５重１部以上とすることがよく、特に好ましく
は未加硫の熱可塑性エラストマーと加硫物の比を３：１
〜１：４の範囲とすることがよい。

この未加硫の熱可塑性エラストマーと加硫した合成ゴム
または加硫した熱可塑性エラストマーとの混合はこれら
の所定量を溶剤に溶解してから攪拌機などによって均一
に混練することＣ；よって行えばよいが、これは例えば
未加硫の熱可塑性エラストマーと未加硫の合成ゴムＣコ
イオワまたは有機過酸化物などの加硫剤の適当畷を溶剤
中で混合するかあるいは熱ロールなどを使用して混練り
してからキャリヤーフィルム上にキャスティングまたは
トッピングで製模し、溶剤を使用した場合には溶剤を除
去してから加熱炉中で加熱して合成ゴムを加硫するか、
あるいは熱可塑性エラストマーを部分的に加硫するよう
にしてもよく、この場合に加硫剤の量を未加硫物と加硫
物との比が前記した範囲となるように選定しておけばこ
の比を満足する混合物が容易に得られるという有利性が
与えられる。なお、この混合に当って加硫することので
きない熱可塑性エラストマーと加硫可能な合成ゴムまた
は熱可塑性エラストマーとを混合したのち、この後者だ
けを選択的Ｃ；加硫させれば未加硫物と加硫物との混合
比を安定化させることができる。

他方、上記した熱可塑性絶縁性接着剤に添加される導電
性粒子は公知のものでよく、これに）ま金、銀、パラジ
ウム、ニッケル、すす、タングステン、半田合金などの
金属粒子、ＭｏＳｉ　　　Ｗｅ、ＴｉＯ鵞　ゝ などのセラミック粉末、さらにはカーボン粒子、繊維な
どが例示されるが、セラミック粒子についてはその硬度
が電子回路基板上ｆ：施される金属の硬度よりも高いの
で、加圧されたときにこの粒子が電極内（＝食い込んで
汚染膜を突き破るセルフクリーニング機能があり、また
この食い込みによって接触面積が拡大するという特徴が
ある。なお、これらの粒子はできるだけ球状のものとし
て添加することがよく、この粒子の大きさは一般的には
接続の目面とされる端子間のピッチの４以下程度とする
ことがよいが、この添加量は上記した熱可塑性絶縁性接
着剤１００容電部に対し５〜３０容量部とすればよい。

本発明の異方導電性接着剤は上記した熱可塑性絶縁性接
着剤と前記した導電性粒子の所定量を均一に混合するこ
とによって得ることができるが、これには必要に応じク
マロンインデン樹脂、メチルインデン樹脂、変性ウッド
ロジン、テルペン樹脂、アルキルフェノール樹脂のよう
な粘着性付与樹脂を添加してもよいし、アミン系、ヒド
ロキノン系、キノリン系、フェノール系などの老化防止
剤、金属酸化物、金属炭酸塩、アミン類などの加硫促進
剤を添加することも任意とされる。しかし、この粘着性
付与剤を多竜に配合する場合にはこの熱可塑性絶縁性接
着剤との相溶性に留意し、貯蔵時に相分離を起さないも
のを選択する必要があり、熱可塑性エラストマーとして
スチレン系エラストマーが使用される場合には少なくと
もそのブタジェンブロックに十分相溶するものを選択す
ることが望ましい。

本発明の異方導電性接着剤は常温では固体であるが、使
用時にこれを電気的接続を目的とする２つの電子回路基
板の端子間に載置してから１３０〜１７０℃、５〜４０
に９／ｃ！ＩＰに加熱加圧するとこれらの電子回路基板
が接着されると共に、こ＼に含有されている導電性粒子
が接着剤を排除して端子間の電気的接続が行なわれる。

したがってこの使用に当ってはこれを電気［ｒ］ｌ二接
縦接続うとする回路基板の一方に厚膜印刷などの手段で
塗布すればよいが、使用の利便性からはこれを押出成形
機あるいは種々のコーターによってフィルム状に成形し
たのち必要な大きさに切断した接着剤膜としておくこと
がよい。しかし、この接着剤膜はその膜厚を導電性粒子
の大きさにくらべて可成り厚いものとすると導電のため
の押圧によって排除すべき絶縁性接着剤の量が多くなっ
て導電性粒子と端子との接触による導電抵抗が高くなる
し、薄すぎると充分な接着強度を得ることが雌しくなる
ので、これは導゛確性粒子の平均粒子径の１．５倍から
Ｖ２程度の範囲のものとすることがよく、好ましくはそ
の平均粒子径よりも薄いものとすることがよいが、特に
この接着剤が未加硫の熱可塑性ニラストマーに対し加硫
した合成ゴムまたは加硫したエラストマーを過糟に含む
ものであるときにはこのものが流動しにくいものとなる
ので膜厚を薄くして排除する接着剤膜を少なく下るよう
にすることがよい。

つぎに本発明の実施例をあげるが、物中の部は１１１部
を示したものである。

実施例 直鎖状の５−ＥＢ−８系のスチレン系エラストマー・ク
レイトンＧ１６５７（シェル化学社製商品名）３０部、
直鎖状の５−Ｉ−８系のスチレン系エラストマー・カリ
フレックスＴＲ−１１１７〔シェル化学社製商品名〕７
０部、ポリテルペン樹脂・ウィングタック９５〔米国グ
ヅトイヤー社製商品名〕４０部、クマロンインデン樹脂
・Ｖ−１？０〔日鉄化学社製商品名〕３０部、ジグミル
バーオキサイド・ダイカップ４００（米国パーキュレス
社製商品名〕２．１部、フェノール系老化防止剤・イル
ガノックス５６５〔チバガイギー社製商品名〕１６９部
をキシレン２００部中に溶解して混合し、これを厚さ５
０μｍのテフロンシート上にナイフロールによって厚さ
０．０３ｍに塗布し、１００℃×２０分でキシレンを揮
発除去したのち、１７０℃で３分間加熱してカリフレッ
クスＴＲ−１１１７を加硫させた。

つぎにこのようにして得た接着膜をテフロンシートから
剥し、これを端子ピッチが０．２１１ＪＩであるフレキ
シブル回路基板と端子ピッチが０．２ｕである酸化イン
ジウムを蒸着したガラス基板との間に載置し、フレキシ
ブル基板側から１５０℃、３０にＰ／ｃｄで加熱加圧し
て両者を接着させ、このものについての８５℃における
導通抵抗の経時変化をしらべたところ、つぎの第１表に
示したとおりの結果が得られた。

なお、比較のために上記において加硫剤としてグイカッ
プ４００を添加せずに配合した組成物について上記と同
様に処理して得たフィルム（二ついても同様の試験を行
なってその導通抵抗の経時変化なしらべたところ、１第
１表に併記したとおりの結果が得られた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性エラストマーと加硫した合成ゴムまたは加
   硫した熱可塑性エラストマーとからなる熱可塑性絶縁性
   接着剤に導電性粒子を分散させてなることを特徴とする
   異方導電性接着剤。 ２、合成ゴム、熱可塑性エラストマーが有機過酸化物の
   存在下で加硫されたものである特許請求の範囲第１項記
   載の異方導電性接着剤。 ３、熱可塑性エラストマーがスチレン系エラストマーで
   あり、合成ゴムがスチレン−ブタジエン系および／また
   はスチレン−インブレン系の合成ゴムである特許請求の
   範囲第１項記載の異方導電性接着剤。 ４、熱可塑性絶縁性接着剤が未加硫の熱可塑性エラスト
   マーと加硫した合成ゴムまたは加硫した熱可塑性エラス
   トマーとの１／４以上の重量比混合物である特許請求の
   範囲第１項記載の異方導電性接着剤。 ５、熱可塑性絶縁性接着剤が不飽和結合を含有する熱可
   塑性スチレン−ブタジエン共重合体と不飽和結合を含有
   しない熱可塑性スチレン−ブタジエン共重合体とからな
   るスチレン系エラストマーの不飽和結合部の選択加硫に
   より作られたものである特許請求の範囲第１項記載の異
   方導電性接着剤。