JPS63308880A

JPS63308880A - 異方性導電接着体

Info

Publication number: JPS63308880A
Application number: JP14552587A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fujiwara; 良夫藤原; Takashi Ando; 尚安藤; Yukio Yamada; 幸男山田; Shiko Kanisawa; 蟹沢　士行
Original assignee: Sony Chemicals Corp
Current assignee: Dexerials Corp
Priority date: 1987-06-11
Filing date: 1987-06-11
Publication date: 1988-12-16

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、ファインピンチの導電パターン同士を電気的
に接続するとともに、これら導電パターンの配された配
線基板同士を機械的に接続するのに好適な異方性導電接
着体に関するものである。

（発明の概要〕本発明は、表面に高抵抗層を有するファインピッチの導
電パターンを電気的に接続するとともに、それら導電パ
ターンの配された配線基板同士を機械的に接続する異方
性導電接着体において、前記異方性導電接着体を構成す
る絶縁性接着剤中に上記高抵抗層の厚みよりも大きな粒
子径を有する導電性粒子を分散させることにより、パタ
ーン間の安定した接続が可能で、信鯨性に優れた電気的
導通が図れる異方性導電接着体を提供しようとするもの
である。

〔従来の技術〕

従来、導電パターン同士を重ねて導通を取りながら電気
的接続を図るとともに、これら導電パターンの配された
配線基板同士を４ａ械的に接続する場合には、導電層と
絶縁層を順次積層してなるゼブラコネクタ、繊維状の導
電体を所定方向に配向した異方性導電膜、あるいは筋状
にパターン化された導電性接着剤を使用していた。これ
らの接続材料を使用した場合には、対応する導電パター
ン同士の導電性及び隣接導電パターン間の絶縁性は通常
の導電パターン（数ミリ程度のピッチを有する導電パタ
ーン）である限りはほぼ満足されるものであった。しか
しながら、超小型のプリント基板同士の接続のように、
ファインピッチ（０，３〜０．４ｆｉ程度のピッチ）の
導電パターン同士の接続を考えた場合には隣接導電パタ
ーン間の絶縁性を確保することは難しく応用の場が少な
いものであった。

そこで、絶縁性接着剤中に金属等の導電性粉末等を分散
した異方性導電接着体を用いて導電パターン同士を接続
することが提案されている。上記絶縁性接着剤中に分散
される導電性粉末は、ファインピッチパターンに対応す
ることができるように非常に微細なものであり、これら
導電性粉末を導電パターン間で押しつぶすことによって
導通を図るようにしている。このように導電性粉末等を
分散した異方性導電接着体によって導電パターン同士を
接続した場合には、前記導電性粉末が非常に微細である
ことによりファインピッチの導電パターンへの応用が容
易となった。

ところで、上述のように各種導電膜を用いて接続される
配線基板の金属導電パターンは、その表面が露出してお
り、該金属導電パターンの表面は酸化され易く錆等が発
生する虞がある。このように配線基板の金属導電パター
ン表面上に錆が発生した場合には、導電パターン同士を
間に導電膜を介して接続した場合にも充分な接続が行え
ず、導通不良を起こす虞がある。そのため、上記金属導
電パターン上にカーボン層パターン等の酸化防止用の高
抵抗層を形成することが提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前述のように異方性導電接着体中に分散され
ている導電性粒子は、その粒子径が非常に微細であるた
め、圧着によって金属導電パターン同士を接続しようと
しても該金属導電パターン上に形成されたカーボン層パ
ターンの存在によって、直接金属導電パターンとの接続
を行うことが非常に難しいものとなっている。即ち、例
えば金属導電パターン上にカーボン層パターンが形成さ
れた基板と金属導電パターンが形成された基板同士を極
めて黴細な導電性粒子を分散した異方性導電接着体を用
いて接続した場合、異方性導電接着体中の導電性粒子は
、前記カーボン層パターンを突き破ることはなく、これ
ら金属導電パターン間は、上記カーボン層パターンを介
して接続されることになる。その結果、上記カーボン層
パターンが、前述の如く高抵抗層であることに起因して
、これら金属導電パターン間の導通抵抗が高くなってし
まい安定した導通が図れなくなってしまう。

また、例え上記カーボン層パターンを突き破って金属導
電パターンに到達した導電性粒子があったとしても８ｉ
＋僅かでしかなく、その部分のみで導通を図ることとな
るため信頼性に欠ける導通となってしまう等各種の問題
があった。

そこで、本発明は上述の問題点を解決するために提案さ
れたもので、導電パターン間の安定した接続が可能で、
信頼性に優れた電気的導通が図れる異方性導電接着体を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、上述の目的を達成せんものと鋭意研究の
結果、導電性接着体内に含有される導電性粒子の粒子径
及び含有量を所定の範囲内に設定することで、金属パタ
ーン同士を良好に接続することができるとの知見を得た
。本発明は上述の知見に基づいて提案されたもので、絶
縁性接着剤に導電性粒子を分散させてなり、表面に高抵
抗層を有する第１の導電パターンと該第１の導電パター
ンに対応する第２の導電パターンとを電気的に接続する
とともに、前記第１の導電パターンの配された第１の配
線基板と前記第２の導電パターンの配された第２の配線
基板とを機械的に接続する異方性導電接着体において、
上記導電性粒子は上記第１の導電パターン表面に形成さ
れる高抵抗層の厚みの１〜５倍の粒子径を有することを
特徴とするものである。

上記導電性接着体を構成する導電性粒子としては、溶融
金属粉、カーボンファイバー、金属粉等が使用可能であ
り、所定の条件を満足するものを適宜選択して使用すれ
ばよい。

また、上記導電性粒子は、その粒子径を導電パターン表
面に形成される高抵抗層の厚みの１〜５倍とすることが
好ましい。導電性粒子の粒子径が高抵抗層の厚みよりも
小さい場合には、導電パターンを圧着接続した時に高抵
抗層を容易且つ確実に突き破ることが難しく、接続の信
転性を確保することができない。また、導電性粒子の粒
子径が高抵抗層の厚みよりも５倍以上大きい場合には、
隣接する導電パターンと接続し短絡を生ずる虞があるた
めである。尚、上記導電性粒子の粒径は、粒子単体とし
て満足するものであってもよく、又小径の粒子が二次凝
集等によって凝集した状態で所定の粒径を満足するもの
であってもよい。

又、導電性粒子の粒子径は、導電パターン間距離の１／
３以下であることが好ましい。これは上述したように隣
接する導電パターンとの間で、該導電体粒子が接続し、
短絡が発生する可能性を防止するためである。

さらに、導電性粒子は、導電性接着剤中に１〜５０重量
％の範囲で含有することが好ましい。上述したように本
発明に係る導電性接着体中に含有される導電性粒子は、
比較的大きな粒子であるため、接着剤中に多量に含有さ
れると該導電性粒子同士が接続し、隣接する導電パター
ン同士の間で導通されてしまう虞があるからである。

さらにまた、導電性接着体中に含有される導電性粒子は
、その比抵抗が１０−’Ω１以下、ビッカース硬度５０
以上、粒子形状は凹凸の多いものが好ましい、比抵抗が
１０−ｈΩｃｍ以上の場合には、導電パターン間の導通
が導電性粒子自身の抵抗により良好で無くなってしまう
虞がある。又、ビッカース硬度が５０以下及び凹凸のな
い導電性粒子では、酸化防止層として設けられている高
抵抗層を容易に突き破ることができず、導電パターン同
士を良好に接続することができなくなってしまうからで
ある。

一方、導電性接着体を構成する絶縁性接着剤としては、
通常の接着剤が使用可能であり、所定の特性を有するよ
うに適宜選択して使用することができる。

〔作用〕

第１図に示すように、絶縁性接着剤（８）中に第１の導
電パターン（３）上に形成された高抵抗層（５）の厚み
より大きな粒子径を有する導電性粒子（７）を分散した
異方性導電接着体（６）を介して前記高抵抗層（５）を
有する第１の導電パターン（３）と第２の導電パターン
（４）とを圧着すると、上記導電性粒子（７）は上記高
抵抗Ｎ（５）を突き破り、導電パターン（３）　、　（
４）間で押しつぶされる。したがって、第１の導電パタ
ーン（３）と第２の導電パターン（４）とは上記導電性
粒子（７）によって直接電気的に接続されることとなり
、導電パターン（３）　、　（４）間の安定した接続が
可能となる。

また、導電性粒子（７）の粒子径を導電パターン間距離
の１／３以下に制限することにより、これら導電性粒子
（７）が隣接する導電パターン間にまたがって接触する
ことがなく、隣接する導電パターン間での短絡が防止可
能となり、信転性に優れた電気的導通が図れる。

〔実施例〕

以下、本発明の実験例について図面を参照しながら説明
する。

叉慧勇土エポキシ系熱硬化型バインダー中に２０〜３２μｍに分
級したＮｉ粉（インコニソケル、タイプ１２３）を２０
ｐｈｒ　（樹脂１００重量部に対して２０重量部、以下
同じ、）加え攪拌した後、乾燥後の厚みが３５μｍとな
るようにフィルム化したサンプル異方性導電接着体を作
製した。

又、エポキシ系熱硬化型バインダー中に５〜１０μｍに
分級したＮｉ粉（インコニッケル、タイプ１２３）を２
Ｑｐｈｒ加え攪拌した後、乾燥後の厚みが３５μｍとな
るようにフィルム化したサンプル異方性導電接着体を作
製した。

上述のようにして作製したサンプル異方性導電接着体を
使用して配線基板を接着した。

第１図に示すように、０．５μｍピンチで９μｍ厚のア
ルミニウムパターン（３）とその上部に厚さ１５μｍの
カーボン層パターン（５）が形成された厚さ３８μｍの
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムからな
る第１の配線基板（１）と、０．５μｍピッチの銅パタ
ーン（４）が形成された厚さ３８μｍのＰＥＴフィル°
ムからなる第２の配線基板（２）とを上述のようにして
作製したサンプル異方導電性接着体（６）を介して１７
０℃、３０ＫｇＩｃ−８，１５秒の条件で圧着接続した
。

同様に、０．５μｍピッチで３μｍ厚の銅パターン（３
）とその上部に厚さ１８μｍのカーボン層パターン（５
）が形成された厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムからなる
第１の配線基板（１）と、０．５μｍピンチの銅パター
ン（４）が形成された厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムか
らなる第２の配線基板（２）とを上述のようにして作製
したサンプル異方導電性接着体（６）を介して１７０℃
、３０ＫｇＩｃｌ１１！、１５秒の条件で圧着接続した
。

これらについて、初期状態、２５０時間エージング後、
５００時間エージング後、１０００時間エージング後の
導通抵抗試験を行い圧着信頼性を測定した。その結果を
第１表及び第２表に示す。

第１表（以下余白）第２表づＮｉ粉がカーボン層パターンの厚みよりも大きなものを
使用した場合にはエージング後も安定した導通抵抗性を
示している。これに対してＮｉ粉がカーボン層パターン
の厚みよりも小さいものはエージング５００時間以上で
不良が発生した。又、Ｎｉ粉がカーボン層パターンの厚
みよりも小さいものの場合には、初期状態あるいはエー
ジング２５０時間でもＮｉ粉がカーボン層パターンの厚
みよりも大きなものを使用した場合に比べ導通抵抗は非
常に大きなものである。

大緩桝ｌエポキシ系熱硬化型バインダー中に２０〜３２μｍに分
級したＮ１粉（インコニソケル、タイプ１２３）を２０
ｐｈｒ加え攪拌した後、乾燥後の厚みが３５μｍとなる
ようにフィルム化したサンプル異方性導電接着体を作製
した。

第１図に示すように、０．５μｍピッチで９μｍ厚のア
ルミニウムパターン（３）とその上部に厚さ５μｍ、１
５μｍ、３０ｕｍ、４０μｍと変化させたカーボン層パ
ターン（５）を形成した厚さ３８μｍのＰＥＴフィルム
からなる第１の配線基板（１）と、０．５μｍピッチの
銅パターン（４）を形成した厚さ３８μｍのＰＥＴフィ
ルムからなる第２の配線基板（２）とを上述のようにし
て作製したサンプル異方導電性接着体（６）を介して１
７０℃、３０ＫｇＩｃｍ”、１５秒の条件で圧着接続し
た。

これらについて、初期状態、２５０時間エージング後、
５００時間エージング後、１０００時間エージング後の
導通抵抗試験を行い圧着信鎖性を測定した。その結果を
第３表及び第４表に示す。

第３表第４表第３表及び第４表より明らかなように、Ｎｉ粉の大きさ
は少な（ともカーボン層パターンの厚さよりも大きいも
のを使用しなければエージング時間の経過につれ導通抵
抗は劣化する。

大狼炭主エポキシ系熱硬化型バインダー中に５〜１０μｍに分級
したＮｉ粉（インコニッケル、タイプ１２３）を２０ｐ
ｈｒ加え攪拌した後、乾燥後の厚みが３５μｍとなるよ
うにフィルム化したサンプル異方性導電接着体を作製し
た。

第１図に示すように、０．５μｍピッチで９μｍ厚のア
ルミニウムパターン（３）とその上部に厚さ５μｍ、、
１５μｍと変化させたカーボン層パターン（５）を形成
した厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムからなる第１の配線
基板（１）と、０．５μｍピッチの銅パターン（４）を
形成した厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムからなる第２の
配線基板（２）とを上述のようにして作製したサンプル
異方導電性接着体（６）を介して１７０℃、３０Ｋｇ／
ｃ＋＋”、　１５秒の条件で圧着接続した。

これらについて、初期状態、１０００時間エージング後
の導通抵抗試験を行い圧着体転性を測定した。その結果
を第５表に示す。

第５表第５表よりＮｉ粉の大きさは少なくともカーボン層パタ
ーンの厚さよりも大きいものを使用しなければエージン
グ時間の経過につれ導通抵抗は劣化する。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
導電性接着体中に含有される導電性粒子の粒子径を高抵
抗層の厚みよりも大きな粒子径としているので、導電パ
ターン同士を圧着接続する際にこの導電性粒子が上記高
抵抗層を容易に突き破り直接導電パターンと接続するこ
とができ、パターン間の安定した接続が可能となり、信
顛性に優れた電気的導通が図れる異方性導電接着体を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した異方性導電接着体を使用して
導電パターン同士を接続した状態を模式的に示す要部拡
大断面図である。 ■・・・第１の配線基板２・・・第２の配線基板３・・・第１の導電パターン４・・・第２の導電パターン５・・′・高抵抗層６・・・異方性導電接着体７・・・導電性粒子８・・・絶縁性接着剤

Claims

【特許請求の範囲】

絶縁性接着剤に導電性粒子を分散させてなり、表面に高
抵抗層を有する第１の導電パターンと該第１の導電パタ
ーンに対応する第２の導電パターンとを電気的に接続す
るとともに、前記第１の導電パターンの配された第１の
配線基板と前記第２の導電パターンの配された第２の配
線基板とを機械的に接続する異方性導電接着体において
、上記導電性粒子は上記第１の導電パターン表面に形成
される高抵抗層の厚みの１〜５倍の粒子径を有すること
を特徴とする異方性導電接着体。