JPS628407A - 異方導電性シ−ト状物の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シートの厚さ方向に導電性で、シートの水平
方向に絶縁性の異方導電性シート状物の製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

一方の電子部品の回路パターンと、もう一方の電子部品
の回路パターンとを導電接続するのに、ワイヤを半田付
けする方法が古くから行なわれている。半田付けは、比
較的簡単に信頼性の高い導電接続がおこなえる点で優れ
た接続方法といえるが、近年の電子部品のような複雑化
、小型化された回路パターンの導電接続には、必ずしも
適当な方法とはいい難い。例えば、液晶表示装置のよう
な電子部品は、回路パターンが１ｆｉ細で、かつ接続端
子数も極めて多く、加えて耐熱性の点でも問題があるの
で、半田付けによる導電接続は行えないという問題点が
ある。

上記問題点を解消するための接続方法として、シートの
厚さ方向には導電性で、シートの水平方向には絶縁性の
異方導電性シートないし成形体を用いてブロック回路パ
ターン間の導電接続を行う方法がいくつか知られている
。例えば、（１）絶縁性樹脂シート中に、導電性線状物
を、該シートの厚さ方向と略平行になるように配向、分
散させた異方導電性シート（例えば、特開昭５２−６５
８９２、同５３−５３７９６、同５４−５７６９７、お
よび実開昭５４−６３２００号などの各公報）。

（２）絶縁性ゴムシートと導電性ゴムシートとを交互に
積層一体化した後、積層面に対して垂直方向にスライス
した異方導電性成形体（例えば、特開昭５０−２０８０
．同５０−９４４９５および同５ｌ−８７７８７Ｑなど
の各公報）。

などを用いる方法である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記（１）〜（２）に例示した従来公知の異方導電性シ
ートもしくは成形体は、複雑化、小形化され、かつ接続
端子数の多いブロック回路パターン間の導電接続のため
に有利に用いられているが、これらシートもしくは成形
体を製造するのに、特別な装置ないしは多くの工程を必
要とし、経済的な製造が困難であるという問題点を有し
ている。

すなわち、（１）のタイプの異方導電シートは、絶縁性
シート中に導電性線状物を配向して分散させる必要があ
り、このため特別な製造装置を必要としている。また、
（２）のタイプの異方導電性成形体は、絶縁ゴムシート
と導電ゴムシートを別々に用意する工程、これらシート
を積層一体化する工程、得られた積層体を加硫し、次い
でスライスする工程など、多くの複雑な工程を必要とし
ている。

一本考案は、上記の点にかんがみなされたもので、シー
トの厚さ方向には良好な導電性を示し、シートの水平方
向には確実な絶縁性を示す異方導電性シート状物を、特
別な装置ないしは工程を必要とすることなく、経済的に
１ｑるための製造方法の提供を目的とするものである。

（問題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明に係わる異方導電性シ
ート状物の製造方法は、非導電性高分子物質および導電
性粒子を含む液状混合物を、スクリーン印刷法によって
シート状に印刷形成することから成り、前記液状混合物
に含まれる前記導電性粒子は、その粒子径が、前記印刷
形成されるシートの厚さと同等かそれ以上であることを
特徴としている。

〔作　用〕

本発明によれば異方導電性シート状物は、非導電性高分
子物質および導電性粒子を含む液状混合物を、スクリー
ン印刷するだけの極めて簡単な方法、かつ、少ない工程
数で製造することができ、また本発明によって得られる
異方導電性シート状物は、非導電性高分子物質のシート
中に、該シートの厚さと同等かそれ以上の粒子径の導電
性粒子を分散させたものから、成っているので、該シー
ト状物を回路パターンの導電接続部品として用いたとき
、導電性粒子は、回路パターンの接続端子間に適確に挟
設され、これによりシートの厚さ方向の良好な導電接続
が確保される。一方シート中−の導電粒子は、シート形
成の際のスクリーン印刷によって、スクリーンの網目に
対応した位置に、規則的な配列状態で分散されるので、
該導電性粒子同志の接触が防止でき、これによってシー
トの水平方向の確実な絶縁性が保たれ、信頼性の高い異
方導電接続を行うことができる。

〔実　施　例〕

本発明で用いることのできる非導電性高分子物質として
は、公知の種々の高分子材料であり、その−例としては
、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレート、ポリオレフィン
、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエ
ステル、ポリカーボネートなどの熱可塑性樹脂、不飽和
ポリエステル、ポリウレタン、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、などの熱硬化性樹
脂、およびシリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、
クロロプレンゴム、ブタジェンゴムなどの各種合成ゴム
ないし天然ゴムなどでおる。これら高分子材料の中でも
、各種合成ゴムないし天然ゴムは、可撓性、柔軟性に優
れた異方導電性シートが得られるので、好ましく用いる
ことができ、また、ポリエステル、ポリアミド、ポリエ
チレン、ポリ酢酸ビニルなどのホットメルト接着性を有
する高分子材料を用いると、回路パターン間の導電接続
と同時に、機械的接合もおこなえるので特に好ましい。

上記高分子材料が液状である場合には、直接導電性粒子
を混合してスクリーン印刷のための液状混合物とするこ
とができるが、固形状ないしは高粘度である場合には、
適宜な溶媒で溶解、分散、希釈などして用いることがで
きる。

また、上記高分子材料には、必要に応じて充填剤、顔料
、染料、増量剤、可塑剤、硬化剤、難燃剤、分散剤、増
粘剤、安定剤、補強材など、公知の種々の添加剤を加え
ることもできる。

本発明に用いることのできる導電性粒子としては、 （ａ）ＡＱ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、ＡＩ、ＡＵ、ｐｂ、３
ｎもしくはこれらの合金などの導電性金属粒子、 （ｂ）種々の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、合成ゴムも
しくは天然ゴム、またはガラスなどの粒子の表面に、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｎ　ｉ、Ｆｅなどの導電性金属層を無電解メ
ッキ法などで被覆形成した導電性粒子、 （Ｃ）種々の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、合成もしく
は天然ゴムなどの結合剤と導電性微粉末（例えば、ＡＱ
ＳＦｅ、Ｃｕ、ＡＩ、Ｎｉ、ＡＬＪもしくはこれら合金
の粉末、およびカーボンブラック、グラファイト粉末な
ど）との混合物によって形成した導電性粒子、 などである。

本発明においては、上記導電性粒子の粒子径が、スクリ
ーン印刷によって形成される非導電性高分子物質のシー
トの厚さと同等かそれ以上であることが重要でおり、こ
の場合における粒子径は、回路パターンピッチの大小、
あるいは絶縁耐電圧などを考慮して決められるへきであ
るが、シートの厚さに対して１〜５倍が好ましく、１．
２〜２倍が特に好ましい。このように比較的大きな粒径
の導電性粒子を用いることによって該粒子はシートの両
面に露出して分散され、該粒子の露出部が回路パターン
の接続端子の表面に適確に接触し、これにより厚さ方向
の良好な導電接続が確保される。

なお、導電性粒子の粒子形は必ずしも球形である必要が
なく、その信子定形であっても良い。

上記に例示した導電性粒子の中でも（ｂ）、および（Ｃ
）のタイプの導電性粒子（但し、ガラス粒子表面に金属
被覆層を形成した導電性粒子は除く）は、（ａ）のタイ
プの導電性粒子に比較して、回圧変形し易く、回路パタ
ーンの接続端子と良好な接触状態が保たれるので好まし
く使用できる。

その中でも特に、合成ゴムもしくは天然ゴム粒子の表面
に金属層を被覆形成した（ｂ）のタイプの導電性粒子、
または合成ゴムもしくは天然ゴム結合剤と導電性微粉末
との混合物によって形成された（Ｃ）のタイプの導電性
粒子は、フレキシブルに変形し易く、回路パターンの接
続端子とさらに優れた接触状態が得られるので好ましい
。

本発明において、異方導電性シート状物は、上記非導電
性高分子物質および導電性粒子、さらに必要ならば溶媒
、もしくはその他の添加剤を加えたものから成る液状混
合物を、シート状になるようにスクリーン印刷され、適
宜な方法で硬化処理（たとえば、自然乾燥、加熱乾燥、
触９Ｍ硬化、活性エネルギー線硬化など）することによ
って製造される。

本発明で用いることのできるスクリーン印刷法に特別な
限定はないが、好ましい異方導電特性のシート状物を得
るためには、該スクリーン印刷に使用されるスクリーン
刷版の網目の大きさく目の開き）を、液状混合物中の導
電性粒子の粒子径と同等か、それ以上とするのが好まし
い。網目の大きざが導電性粒子の粒子径より小さいと、
当然のことながら該導電性粒子がスクリーン刷版の網目
を通過せず、導電性粒子の全く存在しないシート状物と
なって、導電接続の用をなさなくなる。

本発明においては、スクリーン刷版の網目の大きさが導
電性粒子の粒子径と同等以上で、かつ、２倍よりも小さ
い範囲であることが特に好ましく、この様なスクリーン
刷版を用いることによって形成されるシート状物は、導
電性粒子が該スクリーンの網目に対応した位置に１個ず
つ存在した分散状態のものとなり、また、導電性粒子相
互間は少なくともスクリーンを崩成する糸の太さだけ確
実に隔離され、これによってシート状物の水平方向の絶
縁性が確保される。

本発明の異方導電性シート状物において、前記導電性粒
子の分散状態は、前記スクリーン刷版のすべての網目に
対応した位置に必ず１個存在させるように印刷すること
が必須ではなく、まばらに存在していてもよい。一般的
に、シートの厚さ方向における良好な導電性と、シート
の水平方向における確実な絶縁性の得られる導電性粒子
の使用量は、導電性シート中に１〜３０容量％の含有率
となるようにするのが好ましく、５〜１５容最％が最も
好ましい。含有率が１容量％より少ないと、異方導電接
続部品として用いた時、対向する回路パターンの接続端
子間に導電性粒子が１個も存在せず、導通が生じない恐
れがある。

また、上記スクリーン印刷において、前記非導電性高分
子物質および導電性粒子を含む液状混合物の粘度は、３
００〜５００ポイズ（２５℃）の範囲とするのが好まし
い。粘度が３００ポイズより低くなると、該液状混合物
の流動性が増し、スクリーン印刷後の塗膜が流れ易く、
導電性粒子の配列がくずれてシートの水平方向の絶縁性
が一保たれなくなることがあり、反対に粘度が５００ボ
イスよりも高くなると、得られる異方導電性シート面に
スクリーン刷版の網目が残るなど、平滑なシートが得ら
れず、シート強度が低下するといった問題点の生ずるこ
とがある。

以上のようにして得られた本発明の異方導電性シート状
物は、リボン状、テープ状、ドーナツ状、円板状、多角
形状、不定形状など、導電接続部の形状に適合した任意
の形状に切断あるいは打扱き、異方導電接続部品として
用いることができる。あるいは、これら任意の形状に印
刷形成されるようなスクリーン刷版を用いてスクリーン
印刷をおこなえば、切断、打扱きなどの後加工を要する
ことなく目的とする形状のものが直接製造できる。

以下、具体的な実施例にもとずいて、本発明をざらに詳
細に説明する。

実施例　１ シリコン樹脂溶液（東芝シリコーン社製、ＴＳＲ−１１
７＞中へ、粒子径約１００μｍの半田粉末を、シリコン
樹脂に対して１０容量％となるような量で混合分散して
液状混合物（Ｂ型粘度計で測定した２５℃における粘度
、約４ｏ○ポイズ）を調整した。

上記で得た液状混合物は、４５μｍφのナイロン糸で織
った１５０メツシユ（目の開き１２４μｍ）のスクリー
ン刷版を用い、シリコーン離型剤で表面処理した支持体
フィルム（ポリエステルフィルム）上に、乾燥硬化後の
シート厚（導電性粒子を除いた部分の厚さ）が８０μｍ
になるように、スクリーン印刷し、１５０″ＣＸ３０分
間乾燥硬化して、異方導電性シート状物を作成した。

得られた異方導電性シート状物中の導電性粒子の分散状
態は均一なものであり、該シート状物を、１０１０Ｘ３
０の大きざに切断し、回路パターンの導電接続に用いた
ところ、シートの厚さ方向（対向端子間）の抵抗値は１
〜２Ωの優れた導電性を示し、水平方向に隣接して設け
られている接続端子間（隣接端子間）の絶縁性は極めて
高く（抵抗値１０００ＭΩ以上）、優れた異方導電性を
示した。

実施例　２ 粒子径１００μｍのナイロンビーズの表面に、無電解Ｎ
ｉメッキ、次いで無電解ＡＱメッキをおこなうことによ
って、金属層被覆導電性粒子を用意した（Ｎｉメッキ層
の厚さ約０．１μｍ、ＡＱメッキ層の厚さ０．１μｍ）
。

実施例１の半田粉末に代えて、上記Ｎ１−ＡＱ被覆ナイ
ロンビーズを用いた他は、実施例１と同様にして異方導
電性シート状物を作成し、回路パターンの導電接続をお
こなったところ、対向端子間の導電性は２Ωであり、隣
接端子間の絶縁性は１０００ＭΩ以上であり、優れた異
方導電性を示した。

実施例　３ ＡＢＳ樹脂８５重量部および導電性カーボン粉１５重量
部を溶融混練し、次いで粉砕して粒径約１００μｍの導
電性粒子を作った。

実施例１の半田粉末に代えて、上記カーボン−ＡＢＳ導
電性粒子を用いた他は、実施例１と同様にして異方導電
性シート状物を作成し、回路パターンの導電接続をおこ
なったところ、対向端子間の導電性は、１００Ωであり
、隣接端子間の絶縁性は１０００ＭΩ以上であり、優れ
た異方導電性を示した。

実施例　４ シリコンゴム（東芝シリコン社製、ＴＳＥ２２１−３４
）６０重ω部および粒子径５μｍのＡ（７粉４０重量部
の混合物を、１７０℃Ｘ１０分加圧、成形後、２００℃
×４時間加硫して得られたシート状導電ゴムを粉砕、篩
分けして粒子径約１００μｍの導電性粒子を作った。

上記で得られた導電性粒子を、実施例１の半田粉末に代
えて用い、同様にして異方導電性シート状物を作成した
。

得られた異方導電性シートは、柔軟性に優れたものであ
り、また導電性粒子もフレキシブルに変形し易いもので
あるため、回路パターンの端子間に挟設させ、加圧状態
で導電接続を行ったところ該導電性粒子は変形し、回路
パターン端子面と良好な接触状態を形成し、１〜２Ωの
極めて優れた導電性を示した。

〔発明の効果〕

本発明の異方導電性シート状物の製造方法は、形成され
るシートの厚さと同等かそれ以上の粒子径を有する導電
性粒子を含有する液状混合物を、スクリーン印刷するだ
けで良く、特殊な方法ないし装置を用いる必要がないの
で、紅済的に提供し得るという効果を有している。また
、本発明によって得られる異方導電性シート状物は、シ
ートの厚さ方向の確実な導電性と、゛シートの水平方向
の確実な絶縁性を確保することができるので、種々の電
子部品の導電接続部品として有利に利用することができ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）非導電性高分子物質および導電性粒子を含む液状
   混合物を、スクリーン印刷法によってシート状に印刷形
   成することから成り、前記液状混合物に含まれる前記導
   電性粒子は、その粒子径が前記印刷形成されるシートの
   厚さと同等かそれ以上であることを特徴とする異方導電
   性シート状物の製造方法。
2. （２）前記導電性粒子が、加圧変形性樹脂粒子の表面に
   金属層が被覆形成されたものである、特許請求の範囲第
   １項に記載の製造方法。
3. （３）前記導電性粒子が、加圧変形性樹脂と導電性物質
   との混合物により形成されたものである特許請求の範囲
   第１項に記載の製造方法。