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WO2022202560A1 - 導電性接着剤層 - Google Patents

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WO2022202560A1
WO2022202560A1 PCT/JP2022/011981 JP2022011981W WO2022202560A1 WO 2022202560 A1 WO2022202560 A1 WO 2022202560A1 JP 2022011981 W JP2022011981 W JP 2022011981W WO 2022202560 A1 WO2022202560 A1 WO 2022202560A1
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WO
WIPO (PCT)
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conductive
adhesive layer
conductive particles
particles
conductive adhesive
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2022/011981
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕介 春名
宏 田島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Original Assignee
Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP2022541243A priority patent/JP7289993B2/ja
Priority to US18/552,174 priority patent/US20240182759A1/en
Priority to KR1020237035727A priority patent/KR102883193B1/ko
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    • C09J2301/408Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components additives as essential feature of the adhesive layer

Definitions

  • the present disclosure relates to a conductive adhesive layer.
  • Printed wiring boards are often used to incorporate circuits into the mechanisms of electronic devices such as mobile phones, video cameras, and laptop computers. It is also used to connect a movable part such as a printer head and a control part. These electronic devices require measures to shield against electromagnetic waves, and the printed wiring boards used in the devices also use shield printed wiring boards that take measures to shield against electromagnetic waves.
  • an electromagnetic shielding film in which an adhesive (adhesive layer), a metal thin film, and an insulating layer are laminated in this order on a base film containing a printed circuit so that the adhesive surface is in close contact. It has a structure in which the electromagnetic wave shielding film is placed and then the adhesive is adhered to the base film by heating and pressing (thermocompression bonding).
  • a bendable flexible printed wiring board is known as a printed wiring board.
  • Printed wiring boards used in FPCs are likely to have electronic components falling off when the parts where electronic components are mounted are bent, so a reinforcing member is sometimes provided on the printed wiring board for the purpose of preventing this.
  • As the reinforcement member a reinforcement member having conductivity capable of being grounded to an external potential is sometimes used for the purpose of escaping to the outside electromagnetic waves that enter or are generated in the printed wiring board.
  • Patent Literature 1 discloses a printed wiring board with a reinforcing member that includes a conductive reinforcing member and a conductive adhesive.
  • An isotropic conductive adhesive layer is often used as a conductive adhesive layer (conductive adhesive sheet) used in printed wiring boards with conductive reinforcing members.
  • the isotropic conductive adhesive layer has a large contact resistance of the conductive particles in the thickness direction, the resistance value in the thickness direction tends to be high.
  • an electromagnetic wave shielding film is used to ensure conduction between the ground circuit and the installation side.
  • An insufficient amount of the conductive particles filled in the opening provided in the ground circuit reduces the conductivity between the ground circuit and the reinforcing member on the ground side, and tends to deteriorate the connection stability.
  • the diameter of the opening is smaller, the amount of the conductive particles filled in the opening is reduced, so that the deterioration of the connection stability becomes more pronounced.
  • the electrical conductivity may be lowered when exposed to high temperature in a reflow process or the like.
  • an object of the present disclosure is to provide a conductive adhesive layer that has excellent connection stability between adherends, which are conductive members, and that maintains connection stability even when exposed to high temperatures. be.
  • the present disclosure is a conductive adhesive layer containing a binder component and conductive particles,
  • the conductive particles have a median diameter of 100% or more with respect to the thickness of the conductive adhesive layer, and a median diameter of 1 to 50% with respect to the median diameter of the conductive particles A.
  • a conductive particle B that is The content of the conductive particles is 110 to 900 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder component,
  • a conductive adhesive layer is provided in which the mass ratio of the conductive particles A and the conductive particles B [conductive particles A/conductive particles B] is 0.1 to 7.2.
  • the conductive particles A are preferably metal particles having a 20% compressive strength of 1.0 to 25 MPa in a 170°C environment.
  • the shape of the conductive particles A is preferably spherical.
  • the shape of the conductive particles B is preferably flake-like or dendritic.
  • the conductive adhesive layer of the present disclosure has excellent connection stability between adherends, which are conductive members, and maintains connection stability even when exposed to high temperatures. Therefore, for example, when used for bonding the ground circuit and the ground-side reinforcing member, even if the opening has a small diameter, the connection stability between the ground circuit and the ground-side reinforcing member is excellent.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of one embodiment of a conductive adhesive layer of the present disclosure
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a printed wiring board with a reinforcing member to which the conductive adhesive layer of the present disclosure is applied
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a printed wiring board with a reinforcing member to which the conductive adhesive layer of the present disclosure is applied;
  • the conductive adhesive layer of the present disclosure contains at least a binder component and conductive particles.
  • the conductive particles include conductive particles (conductive particles A) having a median diameter of 100% or more with respect to the thickness of the conductive adhesive layer, and conductive particles having a median diameter equal to the median diameter of the conductive particles A. 1 to 50% of the conductive particles (conductive particles B).
  • conductive particles A conductive particles having a median diameter of 100% or more with respect to the thickness of the conductive adhesive layer
  • Each of the binder component, the conductive particles A, and the conductive particles B may be used alone or in combination of two or more.
  • FIG. 1 shows one embodiment of the conductive adhesive layer of the present disclosure.
  • the conductive adhesive layer (1) is layered (sheet-like) and contains a binder component (11) and conductive particles (12).
  • the conductive particles (12) include conductive particles A (12a) and conductive particles B (12b). At least part of the conductive particles A (12a) protrude from the surface of the adhesive portion composed of the binder component (11).
  • the conductive adhesive layer contains, as the conductive particles, conductive particles A having a median diameter (D50) of 100% or more with respect to the thickness of the conductive adhesive layer.
  • the thickness of the conductive adhesive layer is the thickness in the region where the conductive particles of the adhesive portion composed of the binder component do not protrude (for example, the thickness shown in FIG. 1) before the binder component flows. thickness T).
  • the median diameter of the conductive particles A refers to the median diameter before compression when the conductive particles A are compressed.
  • the median diameter of the conductive particles A is preferably 150% or more, more preferably 200% or more, and still more preferably 250% or more of the thickness of the conductive adhesive layer.
  • the median diameter of the conductive particles A is 100% or more, the particle size of the conductive particles A is sufficiently thicker than the thickness of the adhesive layer, and the binder component is fluidized by heating or the like, and the conductive particles A form an electromagnetic shielding film. Even when it penetrates into the opening of the conductive adhesive layer, the conductive adhesive layer has excellent conductivity in the thickness direction.
  • the median diameter of the conductive particles A is preferably 1000% or less, more preferably 900% or less, still more preferably 750% or less, and particularly preferably 500% of the thickness of the conductive adhesive layer. It is below. When the median diameter of the conductive particles A is 1000% or less, the adhesion strength to the adherend is excellent.
  • the median diameter of the conductive particles A is preferably 1-90 ⁇ m, more preferably 5-75 ⁇ m, and even more preferably 10-45 ⁇ m.
  • the median diameter is 1 ⁇ m or more, the conductive particles A exhibit greater conductivity in the thickness direction.
  • the dispersibility of the conductive particles is good, and aggregation can be suppressed.
  • the median diameter is 90 ⁇ m or less, the adhesion strength of the conductive adhesive layer to the adherend is excellent.
  • Examples of the conductive particles A include metal particles, metal-coated resin particles, metal fibers, carbon fillers, and carbon nanotubes.
  • metals constituting the coating portion of the metal particles and the metal-coated resin particles include gold, silver, copper, nickel, zinc, indium, tin, lead, bismuth, and alloys containing two or more of these. . Only one kind of the above metals may be used, or two or more kinds thereof may be used.
  • the metal particles include copper particles, silver particles, nickel particles, silver-coated copper particles, indium particles, tin particles, lead particles, bismuth particles, gold-coated copper particles, silver-coated nickel particles, gold coated nickel particles, indium-coated copper particles, tin-coated copper particles, lead-coated copper particles, bismuth-coated copper particles, indium-coated nickel particles, tin-coated nickel particles, bismuth-coated nickel particles, silver-coated alloy particles, and the like.
  • the silver-coated alloy particles include silver-coated copper alloy particles in which alloy particles containing copper (for example, copper alloy particles made of an alloy of copper, nickel and zinc) are coated with silver.
  • the metal particles can be produced by an electrolysis method, an atomization method, a reduction method, or the like.
  • the conductive particles A are preferably metal particles having a 20% compressive strength of 1.0 to 25 MPa in a 170°C environment.
  • the compressive strength is more preferably 5.0 to 23 MPa, still more preferably 11 to 22 MPa.
  • the conductive particles A are metal particles having a compressive strength within the above range, the particles are appropriately compressed when subjected to high pressure in a high temperature environment, and the particle shape can be maintained. Conductivity can be made more excellent.
  • the 20% compressive strength of the metal particles is measured according to JIS Z 8844:2019.
  • the said compressive strength shall mean the compressive strength in the state before compression, when the electrically conductive particle A is compressed.
  • the conductive particles A preferably contain at least tin as a constituent metal.
  • the content of tin in the conductive particles A is preferably 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more with respect to 100% by mass of the total amount of the conductive particles A. , particularly preferably 94% by mass or more. It is presumed that tin in the conductive particles A forms an alloy at the interface with a conductive adherend (a ground circuit, a reinforcing member on the ground side, etc.) during thermocompression bonding.
  • a conductive adherend a ground circuit, a reinforcing member on the ground side, etc.
  • the conductive particles A contain 80% by mass or more (especially 90% by mass or more) of tin, the connection stability between adherends is maintained even when exposed to high temperatures in a reflow process or the like.
  • the above content is preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99.6% by mass or less.
  • the conductive particles A have a certain degree of hardness, and when subjected to high pressure in a high-temperature environment, the conductive particles A are not compressed too much and are not covered. It becomes easy to ensure electrical connection between the adherends.
  • a metal other than tin may be included as a constituent metal of the metal particles containing tin.
  • the other metals include gold, silver, copper, platinum, nickel, zinc, lead, palladium, bismuth, antimony, and indium.
  • the metal particles containing tin preferably contain metals harder than tin, such as gold, silver, copper, platinum, nickel, and palladium, as the other metals.
  • Each of the above-mentioned other metals may contain only one type, or may contain two or more types.
  • the shape of the conductive particles A includes spherical (perfectly spherical, ellipsoidal, etc.), flake-like (scale-like, flattened), dendritic (dendrite-like), fibrous, amorphous (polyhedral), and the like. Among them, a spherical shape is preferable from the viewpoint of excellent conductivity in the thickness direction.
  • the content of the conductive particles A in the conductive adhesive layer is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 15 to 60% by mass, with respect to 100% by mass of the total amount of the conductive adhesive layer. , more preferably 20 to 50% by mass.
  • the content is 10% by mass or more, the conductivity in the thickness direction becomes better.
  • the content is 70% by mass or less, the flexibility of the conductive adhesive layer is excellent.
  • the conductive adhesive layer contains the conductive particles B having a median diameter of 1 to 50% of the median diameter of the conductive particles A as the conductive particles.
  • the median diameter of the conductive particles B is preferably 5 to 30%, more preferably 8 to 20%, of the median diameter of the conductive particles A.
  • the median diameter of the conductive particles B is preferably 0.5-25 ⁇ m, more preferably 3-10 ⁇ m.
  • the median diameter is 0.5 ⁇ m or more, the isotropic conductivity is more exhibited.
  • the dispersibility of the conductive particles is good, and aggregation can be suppressed.
  • the median diameter is 25 ⁇ m or less, the adhesion strength of the conductive adhesive layer to the adherend is excellent.
  • Examples of the conductive particles B include metal particles, metal-coated resin particles, metal fibers, carbon fillers, carbon nanotubes, and the like, similar to those exemplified and described as the conductive particles A described above.
  • conductive particles B metal particles are preferable, and silver particles, silver-coated copper particles, and silver-coated copper alloy particles are preferable. Silver-coated copper particles and silver-coated copper alloy particles are particularly preferable from the viewpoints of excellent conductivity, suppression of oxidation and agglomeration of the conductive particles, and reduction in cost of the conductive particles.
  • the shape of the conductive particles B includes spherical (perfectly spherical, ellipsoidal, etc.), flake-like (scale-like, flattened), dendritic (dendritic), fibrous, amorphous (polyhedral), and the like. Among them, flake-like and dendrite-like are preferred. The reason for this is as follows. By making the shape of the conductive particles B flake-like or dendritic, the conductive particles B can easily take a posture in which the conductive particles B overlap each other, thereby increasing the contact between the conductive particles B and improving the conductivity in the planar direction. improves. The improvement in the conductivity in the plane direction and the conductivity in the thickness direction by the conductive particles A combine to improve the conductivity of the entire conductive adhesive layer (electrically stable) and stabilize the connection between the adherends. It is possible to further improve the performance.
  • the content of the conductive particles B in the conductive adhesive layer is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 15 to 60% by mass, with respect to 100% by mass of the total amount of the conductive adhesive layer. , more preferably 20 to 50% by mass.
  • the content is 10% by mass or more, the isotropic conductivity is more exhibited, and the anisotropic conductivity can be exhibited more sufficiently.
  • the content is 70% by mass or less, the flexibility of the conductive adhesive layer is excellent.
  • the mass ratio of conductive particles A and conductive particles B is 0.1 to 7.2, preferably 0.2 to 5.2, more preferably 0. .3 to 4.0, more preferably 0.5 to 2.7.
  • the mass ratio is within the above range, the anisotropic conductivity of the conductive particles A and the isotropic conductivity of the conductive particles B are exhibited in a well-balanced manner. It has excellent electrical conductivity, and even when exposed to high temperatures, the connection resistance value hardly increases, and the connection stability between the adherends, which are conductive members, is excellent.
  • the content (total amount) of the conductive particles in the conductive adhesive layer is 110 to 900 parts by mass, preferably 120 to 700 parts by mass, more preferably 100 parts by mass, based on the total amount of the binder component. is 150 to 500 parts by mass, more preferably 150 to 300 parts by mass.
  • the content is 110 parts by mass or more, the content of the conductive particles is sufficient, and even when exposed to high temperatures, the connection resistance value is unlikely to increase, and the adherends that are conductive members connection stability is excellent.
  • the content is 900 parts by mass or less, chances of contact between the conductive particles are suppressed to suppress an increase in the resistance value, resulting in excellent conductivity in the thickness direction.
  • the conductive adhesive layer is excellent in flexibility and formability.
  • binder component examples include thermoplastic resins, thermosetting resins, and active energy ray-curable compounds.
  • thermoplastic resin examples include polystyrene-based resin, vinyl acetate-based resin, polyester-based resin, polyolefin-based resin (e.g., polyethylene-based resin, polypropylene-based resin composition, etc.), polyimide-based resin, acrylic-based resin, and the like. be done. Only one type of the thermoplastic resin may be used, or two or more types may be used.
  • thermosetting resin examples include both resins having thermosetting properties (thermosetting resins) and resins obtained by curing the above thermosetting resins.
  • thermosetting resin examples include phenol-based resin, epoxy-based resin, urethane-based resin, melamine-based resin, and alkyd-based resin. Only one kind of the thermosetting resin may be used, or two or more kinds thereof may be used.
  • epoxy resin examples include bisphenol type epoxy resin, spirocyclic epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, terpene type epoxy resin, glycidyl ether type epoxy resin, glycidyl amine type Epoxy-based resins, novolak-type epoxy-based resins, and the like are included.
  • Examples of the bisphenol type epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, tetrabromobisphenol A type epoxy resin, and the like.
  • Examples of the glycidyl ether type epoxy resin include tris(glycidyloxyphenyl)methane and tetrakis(glycidyloxyphenyl)ethane.
  • Examples of the glycidylamine type epoxy resin include tetraglycidyldiaminodiphenylmethane.
  • novolak-type epoxy resins examples include cresol novolac-type epoxy resins, phenol novolak-type epoxy resins, ⁇ -naphthol novolac-type epoxy resins, and brominated phenol novolac-type epoxy resins.
  • the active energy ray-curable compounds include both compounds that can be cured by irradiation with active energy rays (active energy ray-curable compounds) and compounds obtained by curing the active energy ray-curable compounds.
  • the active energy ray-curable compound is not particularly limited, but for example, a polymerizable compound having one or more (preferably two or more) radical reactive groups (e.g., (meth)acryloyl groups) in the molecule. mentioned. Only 1 type may be used for the said active-energy-ray-curable compound, and 2 or more types may be used for it.
  • thermosetting resin is preferable as the binder component.
  • the binder component after the conductive adhesive layer is placed on an adherend such as a printed wiring board or a shielded printed wiring board with electromagnetic shielding measures, the binder component can be cured by applying pressure and heat. Adhesiveness of the attached portion is improved.
  • the binder component after thermocompression bonding is a thermosetting resin obtained by curing the above thermosetting resin.
  • the binder component When the binder component contains a thermosetting resin, it may contain a curing agent for accelerating the thermosetting reaction as a constituent component of the binder component.
  • the curing agent can be appropriately selected according to the type of the thermosetting resin. Only one kind of the curing agent may be used, or two or more kinds thereof may be used.
  • the content of the binder component in the conductive adhesive layer is not particularly limited. 45% by mass, more preferably 15 to 40% by mass. When the content is 5% by mass or more, the adhesion to the adherend becomes better. When the content is 50% by mass or less, the conductive particles can be sufficiently incorporated, and the conductivity in the thickness direction is excellent.
  • the conductive adhesive layer may contain components other than the components described above within a range that does not impair the intended effects of the present disclosure.
  • the above-mentioned other components include components contained in known or commonly used adhesives. Examples of the above other components include curing accelerators, plasticizers, flame retardants, defoaming agents, viscosity modifiers, antioxidants, diluents, anti-settling agents, fillers, coloring agents, leveling agents, coupling agents. , ultraviolet absorbers, tackifying resins, antiblocking agents, and the like. Only one kind of the other components may be used, or two or more kinds thereof may be used.
  • the conductive adhesive layer may contain conductive particles other than the conductive particles A and the conductive particles B, but the proportion thereof is a total of 100 parts by mass of the conductive particles A and the conductive particles B. For example, it is 10 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or less.
  • the thickness of the conductive adhesive layer is preferably 1-40 ⁇ m, more preferably 5-30 ⁇ m. When the thickness is 1 ⁇ m or more, the adhesion strength to the adherend is better. When the thickness is 40 ⁇ m or less, the cost can be suppressed, and the product provided with the conductive adhesive layer can be designed to be thin.
  • the thickness of the conductive adhesive layer is the thickness in the region where the conductive particles do not protrude (for example, the thickness T shown in FIG. 1).
  • the thickness of the conductive adhesive layer is the same as the above. It is the thickness of the adhesive layer in the areas not penetrating the opening.
  • the resistance value (initial resistance value) of the conductive adhesive layer obtained by the following conductivity test is not particularly limited, but is preferably 200 m ⁇ or less, more preferably 150 m ⁇ or less, and still more preferably 100 m ⁇ or less. .
  • the conductive adhesive layer is attached to a SUS plate (thickness: 200 ⁇ m) by heating and pressing for 5 seconds under the conditions of temperature: 120 ° C. and pressure: 0.5 MPa, and the conductive adhesive layer side surface is for evaluation. and then vacuumed for 60 seconds using a press, followed by heating and pressing for 30 minutes at a temperature of 170° C.
  • a printed wiring board As a printed wiring board, two copper foil patterns (thickness: 18 ⁇ m, line width: 3 mm) simulating a ground circuit were formed on a base member made of a polyimide film with a thickness of 12.5 ⁇ m. A printed wiring board having a coverlay made of an insulating adhesive (thickness: 13 ⁇ m) and a polyimide film having a thickness of 25 ⁇ m is used. The coverlay has a circular opening that simulates a ground connection with a diameter of 1 mm. The electrical resistance value between the copper foil pattern and the SUS plate of the evaluation substrate is measured with a resistance meter to determine the resistance value.
  • the resistance value (post-reflow resistance value) obtained by the conductivity test after passing through 5 cycles of the reflow process set to a temperature profile such that the conductive adhesive layer is exposed to hot air at 265 ° C. for 5 seconds. is not particularly limited, but is preferably 200 m ⁇ or less, more preferably 150 m ⁇ or less, and still more preferably 100 m ⁇ or less. When the resistance value is 200 m ⁇ or less, good conduction between adherends via the conductive adhesive layer is obtained.
  • the post-reflow resistance value is measured in the same manner as the conductivity test for the initial resistance value with respect to the evaluation substrate after passing through the reflow process for 5 cycles.
  • the resistance value change rate [(resistance value after reflow - initial resistance value) / initial resistance value x 100] is not particularly limited, but is preferably 50% or less, more preferably 10 % or less, more preferably 0% or less.
  • the rate of change in resistance value is 50% or less, the connection resistance value is less likely to increase even when exposed to high temperatures, and the connection stability between the adherends, which are conductive members, is more excellent. Become.
  • the adhesion strength (peel force) of the conductive adhesive layer to the gold-plated copper foil laminated film which is determined by a peel test at room temperature under the conditions of a tensile speed of 50 mm/min and a peel angle of 90°, is not particularly limited. is preferably 4.5 N/cm or more, more preferably 10 N/cm or more, and still more preferably 15 N/cm or more. When the adhesion strength is 4.5 N/cm or more, the adhesion of the conductive adhesive layer to the adherend is excellent.
  • the gold-plated copper foil laminate film may be reinforced with a plastic film or the like so as not to tear during the peel test. A specific method of the peeling test is as described in Examples below, for example.
  • the conductive adhesive layer is preferably used for printed wiring boards, and particularly preferably used for flexible printed wiring boards (FPC).
  • the above conductive adhesive layer is economical and has excellent connection stability between adherends, which are conductive members, and maintains the connection stability even when exposed to high temperatures. Therefore, the conductive adhesive layer can be preferably used as an electromagnetic wave shielding film and a conductive bonding film for printed wiring boards (particularly for FPC).
  • the conductive bonding film is intended to attach a conductive (metal) reinforcing plate to the printed wiring board, and is used for ground connection for the purpose of escaping to the outside electromagnetic waves that enter or are generated in the printed wiring board. Also included are drawer films.
  • a separate film may be laminated on at least one surface of the conductive adhesive layer. That is, the conductive adhesive layer may be provided as a laminate including a separate film and the conductive adhesive layer formed on the release surface of the separate film. The separate film is peeled off during use.
  • the conductive adhesive layer can be produced by a known or commonly used production method. For example, an adhesive composition that forms a conductive adhesive layer is applied (coated) onto a temporary substrate or substrate such as a separate film, and if necessary, the solvent is removed and / or partially cured. forming.
  • the adhesive composition contains, for example, a solvent (solvent) in addition to each component contained in the conductive adhesive layer.
  • solvents include toluene, acetone, methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, propanol, dimethylformamide and the like.
  • the solid content concentration of the adhesive composition is appropriately set according to the thickness of the conductive adhesive layer to be formed.
  • a known coating method may be used to apply the adhesive composition.
  • coaters such as gravure roll coaters, reverse roll coaters, kiss roll coaters, lip coaters, dip roll coaters, bar coaters, knife coaters, spray coaters, comma coaters, direct coaters and slot die coaters may be used.
  • FIG. 2 shows an example in which the conductive adhesive layer is applied to a printed wiring board with a reinforcing member.
  • a printed wiring board with a reinforcing member (X) which is an embodiment of the printed wiring board with a reinforcing member, includes a printed wiring board (3) and a conductive material provided on the printed wiring board (3).
  • the printed wiring board (3) includes a base member (31), a circuit pattern (32) partially provided on the surface of the base member (31), and an insulating protective layer ( 33) and an adhesive (34) for covering the circuit pattern (32) and adhering the circuit pattern (32) and the base member (31) to the insulating protective layer (33).
  • the circuit pattern (32) includes a plurality of signal circuits (32a) and ground circuits (32b).
  • the adhesive (34) and insulating protective layer (33) on the ground circuit (32b) have openings (through holes) (3a) penetrating through the adhesive (34) and insulating protective layer (33) in the thickness direction. is formed.
  • the conductive adhesive layer (1') is adhered to the surface of the insulating protective layer (33) of the printed wiring board (3) so as to cover the opening (3a), and a binder component (adhesive component) (11 ') fills the opening (3a).
  • the conductive adhesive layer (1') is composed of conductive particles A (12a) and (12a'), conductive particles B (12b) and a binder component (adhesive component) (11').
  • the conductive adhesive layer (1') has a thick film portion with a relatively thick adhesive layer and a thin film portion with a relatively thin adhesive layer. The thick film portion corresponds to the portion filling the opening (3a), and the thin film portion corresponds to the portion located between the insulating protective layer (33) and the reinforcing member (2).
  • the conductive particles A (12a) in the thick film portion are located between the reinforcing member (2) and the ground circuit (32b), and preferably contact and conduct the reinforcing member (2) and the ground circuit (32b). .
  • the thickness of the adhesive layer in the thick film portion is, for example, 50% or more (preferably 70% or more, more preferably 70% or more) with respect to the maximum particle diameter of the conductive particles A (12a) in the adhesive layer thickness direction in the thick film portion. is 90% or more).
  • the conductive particles A (12a') in the thin film portion are located between the reinforcing member (2) and the insulating protective layer (33), are compressed and deformed by pressure, and are preferably between the reinforcing member (2) and the insulating protective layer. (33) is in contact with.
  • the thickness of the adhesive layer in the thin film portion is, for example, 50% or more (preferably 70% or more, more preferably 70% or more) of the maximum particle diameter of the conductive particles A (12a′) in the adhesive layer thickness direction in the thin film portion 90% or more).
  • the ground member (32b) and the reinforcing member (2) are electrically connected through the conductive particles (12), the reinforcing member (2) functions as an external connection conductive layer, and the reinforcing member (2) the surface is electrically connected to an external grounding member;
  • the conductive particles A (12a) When thermocompression bonding is performed to form the conductive adhesive layer (1′), the conductive particles A (12a) enter the opening (3a) to provide conductivity in the thickness direction (anisotropic conductivity). fully demonstrate.
  • the conductive particles A (12a′) that do not enter the openings (3a) and are present in the thin film portion have sufficient conductivity (anisotropic conductivity) in the thickness direction, similarly to the conductive particles A (12a). Demonstrate.
  • the conductive particles B (12b) exhibit isotropic conductivity. Due to this isotropic conductivity, the conductive particles A (12a), the conductive particles A (12a′), and the conductive particles B (12b) exhibit conductivity in the plane direction and the thickness direction between the particles. can be done.
  • the anisotropic conductivity of the conductive particles A (12a) and (12a′) and the isotropic conductivity of the conductive particles B (12b) are exhibited in combination.
  • the conductive adhesive layer has excellent conductivity in the thickness direction, excellent connection stability between adherends that are conductive members, and connection stability is maintained even when subjected to high temperatures. be. Moreover, such an effect is exhibited even when the diameter of the opening (3a) is small.
  • the conductive adhesive layer (1') is formed by, for example, the conductive adhesive layer (1) before flowing or curing forming the conductive adhesive layer (1'), and optionally with a reinforcing member (2). After bonding to the surface of the printed wiring board (3), it is bonded to the insulating protective layer (33) of the printed wiring board (3), and then the binder component (11) is flowed or cured by heating and thermocompression bonding is performed to obtain the conductive particles.
  • a (12a) is sandwiched between the reinforcing member (2) and the insulating protective layer (33) and is compressed and deformed to become conductive particles A (12a'), and a binder component (adhesive component) (11).
  • the binder component (11) is adhered to the insulating protective layer (33), the binder component (11) is fluidized so that the binder component (11), the conductive particles A (12a), and the conductive particles B (12b) are placed in the opening (3a). and optionally cured to form a binder component (11').
  • An electronic component (4) is connected to a mounting portion provided on the opposite side of the printed wiring board (3) to the reinforcing member (2).
  • the reinforcing member (2) is arranged to face the mounting portion to which the electronic component (4) is connected. Thereby, the reinforcing member (2) reinforces the mounting portion of the electronic component (4).
  • the conductive reinforcing member (2) is electrically connected to the ground circuit (32b) on the printed wiring board (3) via the conductive adhesive layer (1'). As a result, the reinforcing member (2) is kept at the same potential as the ground circuit (32), thereby shielding noise such as electromagnetic waves from the outside to the mounting portion of the electronic component (4).
  • Example 1 45.5 parts by mass of bisphenol A type epoxy resin (trade name “jER1256", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) in toluene and a curing agent (trade name “ST14", Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), metal particles (composition: Ag3.5 / Cu0.75 / Sn95.75 (numbers indicate mass ratios), 20% compression strength at 170 ° C.: 20.0 MPa, conductivity 24.5 parts by mass of conductive particles 1, spherical) and 30.0 parts by mass of silver-coated copper powder (conductive particles 2, dendritic) were blended and stirred to prepare an adhesive composition.
  • the median diameter (D50) of the conductive particles 1 and 2 used are as shown in Table 1.
  • the obtained adhesive composition was applied to the release-treated surface of a PET film whose surface was subjected to a release treatment, and the solvent was removed by heating to form a conductive adhesive layer.
  • the conductive particles 1 correspond to the conductive particles A
  • the conductive particles 2 correspond to the conductive particles B, respectively.
  • Examples 2-7 and Comparative Examples 1-4 Conductivity was obtained in the same manner as in Example 1 except that the median diameter of the conductive particles in the conductive adhesive layer, the content of the conductive particles, the thickness of the conductive adhesive layer, etc. were changed as shown in Table 1. An adhesive layer was made. Table 1 shows the median diameter (D50) of the conductive particles used in each example. In Examples 2 to 7, the conductive particles 1 correspond to the conductive particles A, and the conductive particles 2 correspond to the conductive particles B, respectively.
  • the median diameter of the conductive particles was measured using a flow particle image analyzer (trade name “FPIA-3000” manufactured by Sysmex Corporation). Specifically, using a 10-fold objective lens and a bright-field optical system, the conductive particle dispersion adjusted to a concentration of 4000 to 20000 particles/ ⁇ l was measured in the LPF measurement mode.
  • the conductive particle dispersion liquid is obtained by adding 0.1 to 0.5 ml of a surfactant to an aqueous solution of sodium hexametaphosphate adjusted to 0.2% by mass, and adding 0.1 ⁇ 0.01 g of conductive particles as a measurement sample. was prepared.
  • the suspension in which the conductive particles were dispersed was subjected to a dispersion treatment for 1 to 3 minutes using an ultrasonic disperser and subjected to measurement. Table 1 shows the median diameter of the conductive particles obtained by the measurement.
  • the printed wiring board has two copper foil patterns (thickness: 18 ⁇ m, line width: 3 mm) extending parallel to each other at intervals on a base member made of a polyimide film having a thickness of 12.5 ⁇ m. , which covers the copper foil pattern and has an insulating adhesive (thickness: 13 ⁇ m) and an insulating protective layer (thickness: 25 ⁇ m) made of polyimide having a thickness of 25 ⁇ m.
  • a cylindrical opening is provided to expose each copper foil pattern. This opening was completely covered with the conductive adhesive layer when the conductive adhesive layer and the printed wiring board were overlaid.
  • the electrical resistance value between the copper foil pattern of the obtained evaluation board and the SUS plate was measured using a resistance meter, and the resistance value (initial resistance value) between the printed wiring board and the SUS plate before reflow did.
  • the measurement was performed for four types of openings with diameters of 0.8 mm, 1 mm, 1.4 mm, and 1.8 mm.
  • a gold-plated layer of a copper foil laminate film comprising a base substrate made of polyimide, a copper foil formed on the surface of the base substrate, and a gold-plated layer formed on the surface of the copper foil; After bonding the metal reinforcing plate with the adhesive layer under the same conditions as the above thermocompression bonding, it was further bonded with a press under the conditions of temperature: 170 ° C., time: 30 minutes, pressure: 3 MPa, and the copper with the metal reinforcing plate A foil laminated film was produced.
  • the copper foil laminated film with a metal reinforcing plate is fixed to a measuring stand with a double-sided adhesive sheet, and the copper foil laminated film is subjected to a tensile speed test with a tensile tester (trade name “AGS-X50S”, manufactured by Shimadzu Corporation) at room temperature. It was peeled from the conductive adhesive layer at 50 mm/min and at a peeling angle of 90°, and the maximum peel strength at break was measured. A peel strength of 4.5 N/cm or more was evaluated as excellent adhesion.
  • the conductive adhesive layer of the example was evaluated as having a small initial resistance value and excellent connection stability between adherends, which are conductive members. In addition, the resistance value after reflow was small, and it was evaluated that good conductivity was maintained even when exposed to high temperatures.
  • the median diameter of the conductive particles 1 is less than 100% with respect to the thickness of the conductive adhesive layer (Comparative Examples 1 and 3)
  • the diameter of the opening is 1 mm or less, both before and after reflow. It was evaluated that the resistance value was high and the connection stability was poor.
  • the median diameter of the conductive particles 1 is 100% or more of the thickness of the conductive adhesive layer
  • the median diameter of the conductive particles 2 is 50% or more of the median diameter of the conductive particles 1.
  • the post-reflow resistivity was high, and it was evaluated that the connection stability was poor when subjected to high temperatures.
  • the conductive adhesive layer of the present disclosure can be used for connecting conductive members of electronic parts.

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Abstract

本開示は導電部材である被着体同士の接続安定性に優れ、高温に付された場合であっても接続安定性が維持された導電性接着剤層を提供することを目的とする。 導電性接着剤層(1)は、バインダー成分(11)および導電性粒子(12)を含有する導電性接着剤層であり、導電性粒子(12)は、メディアン径が導電性接着剤層(1)の厚さ(T)に対して100%以上である導電性粒子A(12a)と、メディアン径が導電性粒子A(12a)のメディアン径に対して1~50%である導電性粒子B(12b)とを含み、導電性粒子(12)の含有量は、バインダー成分(11)100質量部に対して、110~900質量部であり、導電性粒子A(12a)と導電性粒子B(12b)との質量比[導電性粒子A/導電性粒子B]は0.1~7.2である。

Description

導電性接着剤層
 本開示は、導電性接着剤層に関する。
 プリント配線板は、携帯電話、ビデオカメラ、ノートパソコンなどの電子機器において、機構の中に回路を組み込むために多用されている。また、プリンタヘッドのような可動部と制御部との接続にも利用されている。これらの電子機器では、電磁波シールド対策が必須となっており、装置内で使用されるプリント配線板においても、電磁波シールド対策を施したシールドプリント配線板が用いられている。
 上記シールドプリント配線板としては、例えば、プリント回路を含む基体フィルム上に、接着剤(接着剤層)、金属薄膜、および絶縁層がこの順に積層した電磁波シールドフィルムの接着剤面が密着するように上記電磁波シールドフィルムを載置し、その後加熱・加圧(熱圧着)により上記接着剤が上記基体フィルムに接着した構造を有する。
 上記プリント配線板は電子部品を実装して使用される。プリント配線板には、屈曲可能なフレキシブルプリント配線板(FPC)が知られている。FPCに使用されるプリント配線板は、電子部品を実装した部位が折れ曲がることで電子部品が脱落しやすくなるため、これを防止する目的でプリント配線板上に補強部材が設けられることがある。上記補強部材には、プリント配線板内に侵入あるいは生じた電磁波を外部に逃がすことを目的として、外部電位と接地可能な導電性を備える補強部材が用いられることがある。例えば、特許文献1には、導電性を有する補強部材と導電性接着剤を備える補強部材付きプリント配線板が開示されている。
特開2013-41869号公報
 導電性を備える補強部材付きプリント配線板に用いられる導電性接着剤層(導電性接着シート)としては、等方導電性接着剤層が多用されている。
 しかしながら、等方導電性接着剤層は、厚さ方向において導電性粒子の接触抵抗が多く存在するため、厚さ方向の抵抗値が高くなる傾向がある。一方、導電性接着剤中の導電性粒子が等方導電性接着剤層と比べて少量である異方導電性接着剤層では、グランド回路と設置側との導通を確保するために電磁波シールドフィルムに設けられた開口部に充填される導電性粒子の量が不足し、グランド回路と接地側の補強部材との導電性が低下し、接続安定性が劣る傾向となる。上記開口部が小径であるほど、開口部に充填される導電性粒子の量が減少するため、接続安定性の低下がより顕著となる。また、初期の接続安定性が良好である場合であっても、リフロー工程等において高温に付された際、導電性が低下する場合があった。
 従って、本開示の目的は、導電部材である被着体同士の接続安定性に優れ、高温に付された場合であっても接続安定性が維持された導電性接着剤層を提供することにある。
 本開示は、バインダー成分および導電性粒子を含有する導電性接着剤層であり、
 上記導電性粒子は、メディアン径が上記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子Aと、メディアン径が上記導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子Bとを含み、
 上記導電性粒子の含有量は、上記バインダー成分100質量部に対して、110~900質量部であり、
 上記導電性粒子Aと上記導電性粒子Bとの質量比[導電性粒子A/導電性粒子B]は0.1~7.2である、導電性接着剤層を提供する。
 上記導電性粒子Aは、170℃環境下での20%圧縮強度が1.0~25MPaである金属粒子であることが好ましい。
 上記導電性粒子Aの形状は球状であることが好ましい。
 上記導電性粒子Bの形状はフレーク状または樹枝状であることが好ましい。
 本開示の導電性接着剤層は、導電部材である被着体同士の接続安定性に優れ、高温に付された場合であっても接続安定性が維持される。このため、例えば、グランド回路と接地側の補強部材との接着に使用した際、開口部が小径である場合であっても、グランド回路と接地側の補強部材との接続安定性に優れる。
本開示の導電性接着剤層の一実施形態を示す断面図である。 本開示の導電性接着剤層を適用した補強部材付きプリント配線板の一実施形態を示す断面図である。
[導電性接着剤層]
 本開示の導電性接着剤層は、バインダー成分および導電性粒子を少なくとも含む。また、上記導電性粒子は、メディアン径が上記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子(導電性粒子A)と、メディアン径が導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子(導電性粒子B)とを含む。上記バインダー成分、導電性粒子A、および導電性粒子Bは、それぞれ、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
 図1に、本開示の導電性接着剤層の一実施形態を示す。導電性接着剤層(1)は、層状(シート状)であり、バインダー成分(11)および導電性粒子(12)を含む。導電性粒子(12)は、導電性粒子A(12a)および導電性粒子B(12b)を含む。導電性粒子A(12a)の少なくとも一部は、バインダー成分(11)から構成される接着剤部分の表面から突出している。
(導電性粒子A)
 上述のように、上記導電性接着剤層は、上記導電性粒子として、メディアン径(D50)が上記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子Aを含む。なお、上記導電性接着剤層の厚さは、バインダー成分が流動する状態の前における、バインダー成分から構成される接着剤部分の導電性粒子が突出していない領域における厚さ(例えば図1に示す厚さT)をいう。また、本明細書において、導電性粒子Aのメディアン径は、導電性粒子Aが圧縮されている場合は圧縮前の状態におけるメディアン径をいうものとする。導電性粒子Aのメディアン径は、上記導電性接着剤層の厚さに対して、150%以上であることが好ましく、より好ましくは200%以上、さらに好ましくは250%以上である。導電性粒子Aのメディアン径が100%以上であることにより、導電性粒子Aの粒径が接着剤層厚さより充分に厚く、加熱等によりバインダー成分が流動して導電性粒子Aが電磁波シールドフィルムの開口部に侵入した場合においても導電性接着剤層の厚さ方向の導電性に優れる。
 導電性粒子Aのメディアン径は、上記導電性接着剤層の厚さに対して、1000%以下であることが好ましく、より好ましくは900%以下、さらに好ましくは750%以下、特に好ましくは500%以下である。上記導電性粒子Aのメディアン径が1000%以下であると、被着体に対する密着強度により優れる。
 導電性粒子Aのメディアン径は、1~90μmであることが好ましく、より好ましくは5~75μm、さらに好ましくは10~45μmである。上記メディアン径が1μm以上であると、導電性粒子Aにより厚さ方向の導電性がより発揮される。また、導電性粒子の分散性が良好で凝集が抑制できる。上記メディアン径が90μm以下であると、導電性接着剤層の被着体への密着強度により優れる。
 導電性粒子Aとしては、例えば、金属粒子、金属被覆樹脂粒子、金属繊維、カーボンフィラー、カーボンナノチューブなどが挙げられる。
 上記金属粒子および上記金属被覆樹脂粒子の被覆部を構成する金属としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、亜鉛、インジウム、錫、鉛、ビスマス、これらの2以上を含む合金などが挙げられる。上記金属は一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
 上記金属粒子としては、具体的には、例えば、銅粒子、銀粒子、ニッケル粒子、銀被覆銅粒子、インジウム粒子、錫粒子、鉛粒子、ビスマス粒子、金被覆銅粒子、銀被覆ニッケル粒子、金被覆ニッケル粒子、インジウム被覆銅粒子、錫被覆銅粒子、鉛被覆銅粒子、ビスマス被覆銅粒子、インジウム被覆ニッケル粒子、錫被覆ニッケル粒子、ビスマス被覆ニッケル粒子、銀被覆合金粒子などが挙げられる。上記銀被覆合金粒子としては、例えば、銅を含む合金粒子(例えば、銅とニッケルと亜鉛との合金からなる銅合金粒子)が銀により被覆された銀被覆銅合金粒子などが挙げられる。上記金属粒子は、電解法、アトマイズ法、還元法などにより作製することができる。
 導電性粒子Aとしては、中でも、170℃環境下での20%圧縮強度が1.0~25MPaである金属粒子であることが好ましい。上記圧縮強度は、より好ましくは5.0~23MPa、さらに好ましくは11~22MPaである。導電性粒子Aが上記範囲内の圧縮強度の金属粒子であると、高温環境下において高圧力を付された際に粒子が適度に圧縮され、粒子形状を維持することができ、厚さ方向の導電性をより優れたものとすることができる。上記金属粒子の20%圧縮強度は、JIS Z 8844:2019に準拠して測定される。なお、上記圧縮強度は、導電性粒子Aが圧縮されている場合は圧縮前の状態における圧縮強度をいうものとする。
 導電性粒子Aは、構成金属として少なくとも錫を含むことが好ましい。導電性粒子A中の錫の含有割合は、導電性粒子Aの総量100質量%に対して、80質量%以上であることが好ましく、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは94質量%以上である。導電性粒子A中の錫は、熱圧着時に導電性を有する被着体(グランド回路や接地側の補強部材など)とで界面に合金を形成するものと推測される。このため、導電性粒子Aが錫を80質量%以上(特に、90質量%以上)含むと、リフロー工程等において高温に付された際も被着体同士の接続安定性が維持される。上記含有割合は、99.9質量%以下であることが好ましく、より好ましくは99.6質量%以下である。上記含有割合が99.9質量%以下であると、導電性粒子Aがある程度の硬さを有し、高温環境下において高圧力を付された際に導電性粒子Aが圧縮されすぎず、被着体同士の導通を確保することが容易となる。
 上記錫を含む金属粒子の構成金属として、錫以外のその他の金属を含んでいてもよい。上記その他の金属としては、金、銀、銅、白金、ニッケル、亜鉛、鉛、パラジウム、ビスマス、アンチモン、インジウムなどが挙げられる。上記錫を含む金属粒子は、接続安定性により優れる観点から、上記その他の金属として、金、銀、銅、白金、ニッケル、パラジウム等の錫よりも硬い金属を含むことが好ましい。上記その他の金属はそれぞれ一種のみを含んでいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
 導電性粒子Aの形状としては、球状(真球状、楕球状など)、フレーク状(鱗片状、扁平状)、樹枝状(デンドライト状)、繊維状、不定形(多面体)などが挙げられる。中でも、厚さ方向の導電性により優れる観点から、球状が好ましい。
 上記導電性接着剤層中の導電性粒子Aの含有割合は、導電性接着剤層の総量100質量%に対して、10~70質量%であることが好ましく、より好ましくは15~60質量%、さらに好ましくは20~50質量%である。上記含有割合が10質量%以上であると、厚さ方向の導電性がより良好となる。上記含有割合が70質量%以下であると、導電性接着剤層の柔軟性に優れる。
(導電性粒子B)
 上述のように、上記導電性接着剤層は、上記導電性粒子として、メディアン径が導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子Bを含む。導電性粒子Bのメディアン径は、導電性粒子Aのメディアン径に対して、5~30%であることが好ましく、より好ましくは8~20%である。導電性粒子Bのメディアン径が上記範囲内であることにより、導電性接着剤層の面方向の抵抗値を低下させ、等方導電性が発揮される。この等方導電性と導電性粒子Aによる異方導電性とを組み合わせることにより、高温に付された場合であっても被着体同士の接続安定性が優れたものとなる。
 導電性粒子Bのメディアン径は、0.5~25μmであることが好ましく、より好ましくは3~10μmである。上記メディアン径が0.5μm以上であると、等方導電性がより発揮される。また、導電性粒子の分散性が良好で凝集が抑制できる。上記メディアン径が25μm以下であると、導電性接着剤層の被着体への密着強度により優れる。
 導電性粒子Bとしては、例えば、上述の導電性粒子Aとして例示および説明されたものと同様に、金属粒子、金属被覆樹脂粒子、金属繊維、カーボンフィラー、カーボンナノチューブなどが挙げられる。
 導電性粒子Bとしては、中でも、金属粒子が好ましく、銀粒子、銀被覆銅粒子、銀被覆銅合金粒子が好ましい。導電性に優れ、導電性粒子の酸化および凝集を抑制し、且つ導電性粒子のコストを下げることができる観点から、特に、銀被覆銅粒子、銀被覆銅合金粒子が好ましい。
 導電性粒子Bの形状としては、球状(真球状、楕球状など)、フレーク状(鱗片状、扁平状)、樹枝状(デンドライト状)、繊維状、不定形(多面体)などが挙げられる。中でも、フレーク状、樹枝状が好ましい。この理由は、次のためである。導電性粒子Bの形状を、フレーク状、樹枝状にすることで、導電性粒子Bどうしが重なり合った姿勢をとりやすく、これによって、導電性粒子Bどうしの接触が増え、平面方向の導電性が向上する。この平面方向の導電性の向上と、導電性粒子Aによる厚さ方向の導電性が相まって、導電性接着剤層全体の導電性が向上(電気的に安定)し、被着体同士の接続安定性をより向上させることができる。
 上記導電性接着剤層中の導電性粒子Bの含有割合は、導電性接着剤層の総量100質量%に対して、10~70質量%であることが好ましく、より好ましくは15~60質量%、さらに好ましくは20~50質量%である。上記含有割合が10質量%以上であると、等方導電性がより発揮され、異方導電性をより充分に発揮させることができる。上記含有割合が70質量%以下であると、導電性接着剤層の柔軟性に優れる。
 導電性粒子Aと導電性粒子Bとの質量比[導電性粒子A/導電性粒子B]は、0.1~7.2であり、好ましくは0.2~5.2、より好ましくは0.3~4.0、さらに好ましくは0.5~2.7である。上記質量比が上記範囲内であることにより、導電性粒子Aによる異方導電性と導電性粒子Bによる等方導電性とがバランス良く発揮されることで導電性接着剤層として厚さ方向の導電性に優れ、高温に付された場合であっても接続抵抗値の上昇が起こりにくく、導電部材である被着体同士の接続安定性が優れたものとなる。
 上記導電性接着剤層中の上記導電性粒子の含有量(総量)は、上記バインダー成分の総量100質量部に対して、110~900質量部であり、好ましくは120~700質量部、より好ましくは150~500質量部、さらに好ましくは150~300質量部である。上記含有量が110質量部以上であることにより、導電性粒子の含有量が充分となり、高温に付された場合であっても接続抵抗値の上昇が起こりにくく、導電部材である被着体同士の接続安定性が優れたものとなる。上記含有量が900質量部以下であることにより、導電性粒子同士の接触機会を抑制して抵抗値の上昇を抑制し、厚さ方向の導電性に優れる。また、導電性接着剤層の柔軟性、成形性に優れる。
(バインダー成分)
 上記バインダー成分としては、熱可塑性樹脂、熱硬化型樹脂、活性エネルギー線硬化型化合物などが挙げられる。上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂組成物等)、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられる。上記熱可塑性樹脂は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
 上記熱硬化型樹脂としては、熱硬化性を有する樹脂(熱硬化性樹脂)および上記熱硬化性樹脂を硬化して得られる樹脂の両方が挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン系樹脂、アルキド系樹脂などが挙げられる。上記熱硬化型樹脂は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
 上記エポキシ系樹脂としては、例えば、ビスフェノール型エポキシ系樹脂、スピロ環型エポキシ系樹脂、ナフタレン型エポキシ系樹脂、ビフェニル型エポキシ系樹脂、テルペン型エポキシ系樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ系樹脂、グリシジルアミン型エポキシ系樹脂、ノボラック型エポキシ系樹脂などが挙げられる。
 上記ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、テトラブロムビスフェノールA型エポキシ樹脂などが挙げられる。上記グリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、例えば、トリス(グリシジルオキシフェニル)メタン、テトラキス(グリシジルオキシフェニル)エタンなどが挙げられる。上記グリシジルアミン型エポキシ樹脂としては、例えばテトラグリシジルジアミノジフェニルメタンなどが挙げられる。上記ノボラック型エポキシ樹脂としては、例えば、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、α-ナフトールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化フェノールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。
 上記活性エネルギー線硬化型化合物は、活性エネルギー線照射により硬化し得る化合物(活性エネルギー線硬化性化合物)および上記活性エネルギー線硬化性化合物を硬化して得られる化合物の両方が挙げられる。活性エネルギー線硬化性化合物としては、特に限定されないが、例えば、分子中に1個以上(好ましくは2個以上)のラジカル反応性基(例えば、(メタ)アクリロイル基)を有する重合性化合物などが挙げられる。上記活性エネルギー線硬化型化合物は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
 上記バインダー成分としては、中でも、熱硬化型樹脂が好ましい。この場合、導電性接着剤層をプリント配線板や、電磁波シールド対策を施したシールドプリント配線板などの被着体上に配置した後、加圧および加熱によりバインダー成分を硬化させることができ、貼り付け部の接着性が良好となる。例えば、バインダー成分を熱硬化性樹脂とした場合、熱圧着後におけるバインダー成分は、上記熱硬化性樹脂が硬化した熱硬化型樹脂となる。
 上記バインダー成分が熱硬化型樹脂を含む場合、上記バインダー成分を構成する成分として、熱硬化反応を促進するための硬化剤を含んでいてもよい。上記硬化剤は、上記熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜選択することができる。上記硬化剤は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。
 上記導電性接着剤層中のバインダー成分の含有割合は、特に限定されないが、導電性接着剤層の総量100質量%に対して、5~50質量%であることが好ましく、より好ましくは10~45質量%、さらに好ましくは15~40質量%である。上記含有割合が5質量%以上であると、被着体に対する密着性がより良好となる。上記含有割合が50質量%以下であると、導電性粒子を充分に配合することができ、厚さ方向の導電性により優れる。
 上記導電性接着剤層は、本開示が目的とする効果を損なわない範囲内において、上記の各成分以外のその他の成分を含有していてもよい。上記その他の成分としては、公知乃至慣用の接着剤に含まれる成分が挙げられる。上記その他の成分としては、例えば、硬化促進剤、可塑剤、難燃剤、消泡剤、粘度調整剤、酸化防止剤、希釈剤、沈降防止剤、充填剤、着色剤、レベリング剤、カップリング剤、紫外線吸収剤、粘着付与樹脂、ブロッキング防止剤などが挙げられる。上記その他の成分は、一種のみを使用してもよいし、二種以上を使用してもよい。また、上記導電性接着剤層は、導電性粒子Aおよび導電性粒子B以外の導電性粒子を含んでいてもよいが、その割合は、導電性粒子Aおよび導電性粒子Bの合計100質量部に対して、例えば10質量部以下、好ましくは5質量部以下、より好ましくは1質量部以下である。
 上記導電性接着剤層の厚さは、1~40μmであることが好ましく、より好ましくは5~30μmである。上記厚さが1μm以上であると、被着体に対する密着強度がより良好となる。上記厚さが40μm以下であると、コストを抑えることができ、また上記導電性接着剤層を備えた製品を薄く設計することができる。なお、上記導電性接着剤層の厚さは、導電性粒子が突出していない領域における厚さ(例えば図1に示す厚さT)である。また、加熱等により導電性接着剤層を構成する接着剤成分(バインダー成分)が流動して被着体に形成された開口部に侵入した場合などにおける導電性接着剤層の厚さは、上記開口部に侵入していない領域における接着剤層の厚さである。
 上記導電性接着剤層について、下記導電性試験により求められる抵抗値(初期抵抗値)は、特に限定されないが、200mΩ以下であることが好ましく、より好ましくは150mΩ以下、さらに好ましくは100mΩ以下である。上記初期抵抗値が200mΩ以下であると、上記導電性接着剤層を介した被着体同士の導通が良好となる。
[導電性試験]
 導電性接着剤層を、SUS板(厚さ:200μm)に、温度:120℃、圧力:0.5MPaの条件で5秒間加熱加圧して貼り合わせ、導電性接着剤層側の面を評価用のプリント配線板上に貼り合わせ、プレス機を用いて、60秒間真空引きした後、温度:170℃、圧力:3.0MPaの条件で30分間加熱加圧して、評価用基板を準備する。プリント配線板として、厚さ12.5μmのポリイミドフィルムからなるベース部材の上に、グランド回路を疑似した2本の銅箔パターン(厚さ:18μm、線幅:3mm)が形成され、その上に絶縁性の接着剤(厚さ:13μm)および厚さ25μmのポリイミドフィルムからなるカバーレイが形成されたプリント配線板を用いる。カバーレイには、直径1mmのグランド接続部を模擬した円形開口部が形成されている。上記評価用基板について、銅箔パターンとSUS板の間の電気抵抗値を抵抗計で測定して抵抗値とする。
 上記導電性接着剤層について、265℃の熱風に5秒間曝されるような温度プロファイルに設定したリフロー工程を5サイクル通過させた後の、導電性試験により求められる抵抗値(リフロー後抵抗値)は、特に限定されないが、200mΩ以下であることが好ましく、より好ましくは150mΩ以下、さらに好ましくは100mΩ以下である。上記抵抗値が200mΩ以下であると、上記導電性接着剤層を介した被着体同士の導通が良好となる。なお、上記リフロー後抵抗値は、上記リフロー工程を5サイクル通過させた後の上記評価用基板について、上記初期抵抗値の導電性試験と同様にして測定される。
 上記導電性接着剤層について、抵抗値変化率[(リフロー後抵抗値-初期抵抗値)/初期抵抗値×100]は、特に限定されないが、50%以下であることが好ましく、より好ましくは10%以下、さらに好ましくは0%以下である。上記抵抗値変化率が50%以下であると、高温に付された場合であっても接続抵抗値の上昇が起こりにくく、導電部材である被着体同士の接続安定性がより優れたものとなる。
 上記導電性接着剤層について、常温における、引張速度50mm/分、剥離角度90°の条件でのピール剥離試験により求められる、金めっき銅箔積層フィルムに対する密着強度(剥離力)は、特に限定されないが、4.5N/cm以上であることが好ましく、より好ましくは10N/cm以上、さらに好ましくは15N/cm以上である。上記密着強度が4.5N/cm以上であると、上記導電性接着剤層の被着体に対する密着性により優れる。上記金めっき銅箔積層フィルムは、ピール剥離試験時に破れないようにプラスチックフィルム等で補強されていてもよい。上記ピール剥離試験の具体的な方法は、例えば後述の実施例に記載の通りである。
 上記導電性接着剤層は、プリント配線板用途であることが好ましく、フレキシブルプリント配線板(FPC)用途であることが特に好ましい。上記導電性接着剤層は、経済的に優れながら、導電部材である被着体同士の接続安定性に優れ、高温に付された場合であっても接続安定性が維持される。従って、上記導電性接着剤層は、プリント配線板用(特に、FPC用)の電磁波シールドフィルム、導電性ボンディングフィルムとして好ましく使用することができる。上記導電性ボンディングフィルムは、プリント配線板への導電性(金属)補強板の取付けを目的としたものであり、プリント配線板内に侵入あるいは生じた電磁波を外部に逃がすことを目的としたグランド接続引き出しフィルムも挙げられる。
 上記導電性接着剤層は、少なくとも一方の面にセパレートフィルムが積層されていてもよい。すなわち、上記導電性接着剤層は、セパレートフィルムと、当該セパレートフィルムの離型面に形成された上記導電性接着剤層とを備える積層体として提供されてもよい。上記セパレートフィルムは使用時に剥離される。
 上記導電性接着剤層は、公知乃至慣用の製造方法により製造することができる。例えば、セパレートフィルムなどの仮基材または基材上に、導電性接着剤層を形成する接着剤組成物を塗布(塗工)し、必要に応じて、脱溶媒および/または一部硬化させて形成することが挙げられる。
 上記接着剤組成物は、例えば、上述の導電性接着剤層に含まれる各成分に加え、溶剤(溶媒)を含む。溶剤としては、例えば、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。接着剤組成物の固形分濃度は、形成する導電性接着剤層の厚さなどに応じて適宜設定される。
 上記接着剤組成物の塗布には、公知のコーティング法が用いられてもよい。例えば、グラビアロールコーター、リバースロールコーター、キスロールコーター、リップコーターディップロールコーター、バーコーター、ナイフコーター、スプレーコーター、コンマコーター、ダイレクトコーター、スロットダイコーターなどのコーターが用いられてもよい。
[補強部材付きプリント配線板]
 図2に、上記導電性接着剤層を補強部材付きプリント配線板に適用した例を示す。図2に示すように、補強部材付きプリント配線板の一実施形態である補強部材付きプリント配線板(X)は、プリント配線板(3)と、プリント配線板(3)上に設けられた導電性接着剤層(1’)と、導電性接着剤層(1’)上に設けられた、導電性を有する補強部材(2)と、を備える。
 プリント配線板(3)は、ベース部材(31)と、ベース部材(31)の表面に部分的に設けられた回路パターン(32)と、回路パターン(32)を覆い絶縁保護する絶縁保護層(33)と、回路パターン(32)を覆い且つ回路パターン(32)およびベース部材(31)と絶縁保護層(33)とを接着するための接着剤(34)と、を有する。回路パターン(32)は、複数の信号回路(32a)およびグランド回路(32b)を含む。グランド回路(32b)上の接着剤(34)および絶縁保護層(33)には、接着剤(34)および絶縁保護層(33)を厚さ方向に貫通する開口部(スルーホール)(3a)が形成されている。
 導電性接着剤層(1’)はプリント配線板(3)の絶縁保護層(33)表面に、開口部(3a)を覆い塞ぐように接着されており、バインダー成分(接着剤成分)(11’)は開口部(3a)を充填している。導電性接着剤層(1’)は導電性粒子A(12a),(12a’)と導電性粒子B(12b)とバインダー成分(接着剤成分)(11’)とから形成されている。導電性接着剤層(1’)は、接着剤層の厚さが比較的厚い厚膜部と、接着剤層の厚さが比較的薄い薄膜部とを有する。厚膜部は開口部(3a)を充填している部分と一致し、薄膜部は絶縁保護層(33)と補強部材(2)との間に位置する部分と一致する。厚膜部における導電性粒子A(12a)は、補強部材(2)とグランド回路(32b)の間に位置し、補強部材(2)とグランド回路(32b)とを好ましくは接触して導通する。厚膜部における接着剤層の厚さは当該厚膜部における導電性粒子A(12a)の接着剤層厚さ方向の最大粒子径に対して例えば50%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上)である。薄膜部における導電性粒子A(12a’)は、補強部材(2)と絶縁保護層(33)の間に位置し、圧力によって圧縮変形しており、好ましくは補強部材(2)と絶縁保護層(33)とに接触している。薄膜部における接着剤層の厚さは当該薄膜部における導電性粒子A(12a’)の接着剤層厚さ方向の最大粒子径に対して例えば50%以上(好ましくは70%以上、より好ましくは90%以上)である。このような構造を有することにより、導電性粒子(12)を介してグランド部材(32b)と補強部材(2)とが導通し、補強部材(2)は外部接続導電層として機能し、補強部材(2)表面は外部の接地部材と電気的に接続される。
 導電性接着剤層(1’)を形成するために熱圧着を行った際、導電性粒子A(12a)が開口部(3a)に侵入して厚さ方向の導電性(異方導電性)を充分に発揮する。開口部(3a)に侵入せず薄膜部に存在する導電性粒子A(12a’)も、導電性粒子A(12a)と同様に、厚さ方向の導電性(異方導電性)を充分に発揮する。一方、導電性粒子B(12b)は、等方導電性を発揮する。この等方導電性により、導電性粒子A(12a)、導電性粒子A(12a’)、および導電性粒子B(12b)の各粒子間の面方向および厚さ方向に導電性を発揮することができる。このように、導電性接着剤層(1’)では、導電性粒子A(12a),(12a’)の異方導電性と導電性粒子B(12b)の等方導電性とが組み合わせて発揮させることで、導電性接着剤層として厚さ方向の導電性に優れ、導電部材である被着体同士の接続安定性に優れ、高温に付された場合であっても接続安定性が維持される。また、このような効果は、開口部(3a)の径が小さい場合であっても発揮される。
 導電性接着剤層(1’)は、例えば、導電性接着剤層(1’)を形成する流動前あるいは硬化前の導電性接着剤層(1)を、必要に応じて補強部材(2)の表面に貼り合わせた後、プリント配線板(3)における絶縁保護層(33)上に貼り合わせ、その後に加熱によりバインダー成分(11)を流動あるいは硬化して熱圧着することにより、導電性粒子A(12a)が補強部材(2)と絶縁保護層(33)との間に挟まれて圧縮変形して導電性粒子A(12a’)となるとともに、バインダー成分(接着剤成分)(11)を絶縁保護層(33)に接着させつつ、バインダー成分(11)を流動させてバインダー成分(11)、導電性粒子A(12a)、および導電性粒子B(12b)が開口部(3a)内を充填し、必要に応じて硬化してバインダー成分(11’)を形成して得ることができる。
 プリント配線板(3)の補強部材(2)に対する反対面に設けられた実装部位には電子部品(4)が接続されるようになっている。補強部材(2)は、電子部品(4)が接続される実装部位に対向配置されている。これにより、補強部材(2)は、電子部品(4)の実装部位を補強している。導電性を有する補強部材(2)は、プリント配線板(3)におけるグランド回路(32b)と、導電性接着剤層(1’)を介して電気的に接続されている。これにより、補強部材(2)がグランド回路(32)と同電位に保たれるため、電子部品(4)の実装部位に対する外部からの電磁波などのノイズを遮蔽している。
 以下に、実施例に基づいて本開示の導電性接着剤層の一実施形態についてより詳細に説明するが、本開示の導電性接着剤層はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
 実施例1
 固形分量が20質量%となるように、トルエンにビスフェノールA型エポキシ系樹脂(商品名「jER1256」、三菱ケミカル株式会社製)を45.5質量部、硬化剤(商品名「ST14」、三菱ケミカル株式会社製)を0.05質量部、金属粒子(組成:Ag3.5/Cu0.75/Sn95.75(数値は質量比を示す)、170℃での20%圧縮強度:20.0MPa、導電性粒子1、球状)を24.5質量部、および銀被覆銅粉(導電性粒子2、樹枝状)を30.0質量部配合し、撹拌混合して接着剤組成物を調製した。なお、使用した導電性粒子1および2のメディアン径(D50)は表1に示す通りである。得られた接着剤組成物を、表面を離型処理したPETフィルムの離型処理面に塗布し、加熱により脱溶媒することで、導電性接着剤層を形成した。なお、実施例1において、導電性粒子1は導電性粒子Aに、導電性粒子2は導電性粒子Bに、それぞれ相当する。
 実施例2~7および比較例1~4
 導電性接着剤層における導電性粒子のメディアン径、導電性粒子の含有量、導電性接着剤層の厚さなどを表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして導電性接着剤層を作製した。なお、各例において使用した導電性粒子のメディアン径(D50)は表1に示す通りである。また、実施例2~7において、導電性粒子1は導電性粒子Aに、導電性粒子2は導電性粒子Bに、それぞれ相当する。
(評価)
 実施例および比較例で使用した各導電性粒子ならびに実施例および比較例で得られた各導電性接着剤層について以下の通り評価した。評価結果は表1に記載した。
(1)メディアン径
 導電性粒子のメディアン径について、フロー式粒子像分析装置(商品名「FPIA-3000」、シスメックス株式会社製)を用いて測定した。具体的には、対物レンズ10倍を用い、明視野の光学システムで、LPF測定モードにて4000~20000個/μlの濃度に調整した導電性粒子分散液で計測した。上記導電性粒子分散液は、0.2質量%に調整したヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に界面活性剤を0.1~0.5ml加え、測定試料である導電性粒子を0.1±0.01g加えて調製した。導電性粒子が分散した懸濁液は超音波分散器にて1~3分の分散処理を行い測定に供した。測定により得られた導電性粒子のメディアン径を表1に示した。
(2)導電性試験
 実施例および比較例で作製した導電性接着剤層を、補強部材であるSUS板(厚さ:200μm)に、温度:120℃、圧力:0.5MPaの条件で5秒間加熱加圧して貼り合わせ、導電性接着剤層上のPETフィルムを剥離し、導電性接着剤層側の面を評価用のプリント配線板上に貼り合わせ、プレス機を用いて、60秒間真空引きした後、温度:170℃、圧力:3.0MPaの条件で30分間加熱加圧して、評価用基板を作製した。なお、上記プリント配線板は、厚さ12.5μmのポリイミドフィルムからなるベース部材の上に、互いに間隔をおいて平行に延びる2本の銅箔パターン(厚さ:18μm、線幅:3mm)と、上記銅箔パターンを覆うとともに、絶縁性の接着剤(厚さ:13μm)および厚さ25μmのポリイミドからなる絶縁保護層(厚さ:25μm)を有しており、上記絶縁保護層には、各銅箔パターンを露出する円柱形状の開口部が設けられている。導電性接着剤層とプリント配線板とを重ね合わせる際に、この開口部が導電性接着剤層により完全に覆われるようにした。そして、得られた評価用基板の銅箔パターンとSUS板の間の電気抵抗値を、抵抗計を用いて測定し、リフロー前のプリント配線板とSUS板との間の抵抗値(初期抵抗値)とした。なお、測定は、開口部が直径0.8mm、1mm、1.4mm、および1.8mmの4種類の場合についてそれぞれ行った。
 次に、リフロー処理を想定した熱処理を行い、リフロー後の電気抵抗値を測定した(リフロー後抵抗値)。この熱処理および電気抵抗値の測定を5回繰り返した。熱処理は鉛フリーハンダの使用を想定し、評価用基板における導電性接着剤層が265℃に5秒間曝されるような温度プロファイルを設定した。そして、初期抵抗値を「接続抵抗値(初期)」およびリフロー後抵抗値を「接続抵抗値(リフロー5回)」としてそれぞれ表1に示した。
(3)密着強度
 実施例および比較例で作製した導電性接着剤層とSUS製金属補強板(厚さ:200μm)とを、プレス機を用いて温度:120℃、時間:5秒、圧力:0.5MPaの条件で加熱加圧し、さらに150℃で1時間加熱した後、PETフィルムを剥離して導電性接着剤層付き金属補強板を作製した。
 次に、ポリイミドからなるベース基板と、ベース基板の表面上に形成された銅箔と、銅箔の表面に形成された金めっき層とを備えた銅箔積層フィルムの金めっき層と、導電性接着剤層付き金属補強板とを、上記熱圧着と同じ条件で接着した後、さらにプレス機で温度:170℃、時間:30分、圧力:3MPaの条件で接着して、金属補強板付き銅箔積層フィルムを作製した。次いで、金属補強板付き銅箔積層フィルムを両面粘着シートで測定台に固定し、銅箔積層フィルムを、常温で引張試験機(商品名「AGS-X50S」、株式会社島津製作所製)で引張速度50mm/分、剥離角度90°にて、導電性接着剤層から剥離し、破断時のピール強度の最大値を測定した。なお、ピール強度が4.5N/cm以上の場合を密着性に優れるものとして評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例の導電性接着剤層は、初期抵抗値が小さく、導電部材である被着体同士の接続安定性に優れていると評価された。また、リフロー後抵抗値も小さく、高温に付された際も良好な導電性が維持されていると評価された。一方、導電性粒子1のメディアン径が導電性接着剤層の厚さに対して100%未満である場合(比較例1,3)、開口部の直径が1mm以下において、リフロー前後のいずれにおいても抵抗値が高く、接続安定性に劣っていると評価された。また、導電性粒子1のメディアン径が導電性接着剤層の厚さに対して100%以上であっても、導電性粒子2のメディアン径が導電性粒子1のメディアン径に対して50%を超える場合(比較例2,4)、リフロー後抵抗率が高く、高温に付された場合は接続安定性に劣っていると評価された。
 本開示の導電性接着剤層は電子部品の導電部材の接続に使用することができる。
X 補強部材付きプリント配線板
1,1’ 導電性接着剤層
11,11’ バインダー成分(接着剤成分)
12 導電性粒子
12a,12a’ 導電性粒子A
12b 導電性粒子B
2 補強部材
3 プリント配線板
31 ベース部材
32 回路パターン
32a 信号回路
32b グランド回路
33 絶縁保護層
34 接着剤
4 電子部品

Claims (4)

  1.  バインダー成分および導電性粒子を含有する導電性接着剤層であり、
     前記導電性粒子は、メディアン径が前記導電性接着剤層の厚さに対して100%以上である導電性粒子Aと、メディアン径が前記導電性粒子Aのメディアン径に対して1~50%である導電性粒子Bとを含み、
     前記導電性粒子の含有量は、前記バインダー成分100質量部に対して、110~900質量部であり、
     前記導電性粒子Aと前記導電性粒子Bとの質量比[導電性粒子A/導電性粒子B]は0.1~7.2である、導電性接着剤層。
  2.  前記導電性粒子Aは、170℃環境下での20%圧縮強度が1.0~25MPaである金属粒子である、請求項1に記載の導電性接着剤層。
  3.  前記導電性粒子Aの形状は球状である、請求項1または2に記載の導電性接着剤層。
  4.  前記導電性粒子Bの形状はフレーク状または樹枝状である、請求項1~3のいずれか1項に記載の導電性接着剤層。
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