導電性接着剤を有する耐久電子アセンブリ
第１の電子要素と、第２の電子要素と、それらの間の耐久柔軟結合部と、を含む電子アセンブリ。前記結合部が、細長い電気伝導性粒子を含有する異方性導電性接着剤を含む。前記結合部が、細長いコンタクト領域にわたって前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路を提供する。前記結合部が、少なくとも約２００回の屈曲の間、機能維持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子要素と異方導電性接着剤によって設けられた耐久柔軟結合部とを含む電子アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル回路が導電性接着剤で結合され、適切な電気接続について試験される。結合領域は製造および使用する間、硬質な状態に保持され、逆応力は結合部にほとんどまたは全くかからない。この用途は、結合された領域の屈曲を意図的に避けるように設計される。
【０００３】
構造用接着剤が接着強さおよび耐タンパー性のために望ましいが、通常は脆く（高いガラス転移温度）、新型の電子デバイスを使用する間に必要とされる耐久性をもたず、又、通常、導電性ではない。
【０００４】
接着剤が接着された時に接着剤の厚さを維持するために、例えば硬質スペーサー粒子を有する電気伝導性接着シートが記載されている。例えば、パターン化によって厚さにわたって電気伝導性を有する球形粒子または領域を有する異方性接着剤が記載されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要約すると、本発明は、第１の電子要素と、第２の電子要素と、それらの間の耐久柔軟結合部とを含む電子アセンブリを提供するものであり、前記結合部が、細長い電気伝導性粒子を含む異方性導電性接着剤と、細長いコンタクト領域によって設けられた、前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路とを含み、前記結合部が少なくとも約２００回の曲げサイクルの間、機能維持される。
【０００６】
又、本発明は、前述の電子アセンブリを提供する工程を含み、そこにおいて、接着剤が硬化性であり、前記接着剤を硬化させることを含むか、または前記接着剤が非硬化性であり、前記接着剤を前記電子要素に結合することを含む、電子デバイスの製造方法を提供する。
【０００７】
本明細書中で用いるとき、「主寸法（ｍａｊｏｒ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、粒子の直径、長さ、幅、断面、または厚さの最大を意味し、「小さいほうの寸法（ｍｉｎｏｒ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、粒子の直径、長さ、幅、断面、または厚さの最小を意味し、主寸法および小さいほうの寸法の両方とも標準スクリーニング技術、分粒装置、または供給元の説明書によって直接に測定または分類することができる。
「機能維持された（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ）」は、電子要素の間の接着力が著しく悪影響を及ぼされることがなく、この結合部を必要とする電子アセンブリの構造的結合性が維持されると同時に、第１の電子要素と第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路が、（以下に定義された）曲げサイクルの少なくとも一部、すなわち、少なくとも１つのモードでの少なくとも１回の曲げの間維持されることを意味し、
「曲げサイクル（Ｆｌｅｘｕｒａｌ Ｃｙｃｌｅ）」は、４つのモード、すなわち、（約８．５ｃｍの長さ、約５．４ｃｍの幅、および約０．８ｍｍの厚さの寸法を有する）業界標準試料のスマートカードの長さ（ｘ方向）において上に１回、下に１回、同じ試料カードの幅（ｙ方向）において上に１回、下に１回、の各々の１組の曲げを意味する。有用な機器およびより詳細な手順を以下に記載する。
【０００８】
先行技術の電気伝導性接着結合が硬質領域を必要としたのに対し、本発明の電子アセンブリは耐久柔軟結合部を有する。
【０００９】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の以下のより詳細な説明および特許請求の範囲から明らかであろう。開示内容の原理の上記の要約は、本開示内容の各々の例示された実施態様または全ての実施について記載することを意図しない。より具体的に以下に記載する詳細な説明は、本明細書に開示された原理を用いる現在のところ好ましい実施態様を例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
すべての数は本明細書において用語「約」によって修飾されると考えられる。端点による数の範囲の記載には、その範囲内に包括されたすべての数を含める（例えば、１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含める）。
【００１１】
本発明は、第１の電子要素と、第２の電子要素と、それらの間の耐久柔軟結合部と、を含む電子アセンブリを提供する。前記結合部は、細長い電気伝導性粒子を含有する異方性導電性接着剤を含む。前記結合部はまた、細長いコンタクト領域にわたって前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路を提供する。前記結合部は、少なくとも約２００の曲げサイクルの間、機能維持される。
【００１２】
どんな周知の電子要素を使用してもよい。具体的な選択を本明細書によってさらに示す。例えば、フレキシブル回路を硬質回路に付着させてもよく、２つのフレキシブル回路同士を付着させてもよい、等々。特に、電子要素は、集積回路、集積回路のチップコンタクト、フレキシブルまたは部分フレキシブル電子回路または硬質電子回路、スマートカード、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグなどの高周波デバイス、移動電話などの携帯用電子デバイス、パーソナル・デジタル・アシスタント、カメラ、単純なコンピュータまたは複合コンピュータ、タイマー、およびそれらの組合せであってもよい。
【００１３】
耐久柔軟結合部を用いて少なくとも１つの電気経路によって、細長いコンタクト領域にわたって電子要素を電気接続する。さらに、２つ以上の細長いコンタクト領域が設けられてもよい。好ましくは、複数のコンタクト領域を各々の電子要素上で用いて接触の所望の時間にわたって電気コンタクトを提供するが、それが電子アセンブリの所望の寿命である場合がある。前記結合部が異方性導電性接着剤を含み、この接着剤が細長い電気伝導性粒子を含有する。
【００１４】
本発明において異方性導電性接着材料は、（好ましくは、コンタクト領域ごとに１つより多い細長い粒子によって）電子要素の間の不連続な電気相互接続を提供し、他方、隣接した領域からの電気絶縁ももたらす。例えば、かかる接着剤は通常、その厚さにわたって導電性であり、他方、横方向に非導電性である。
【００１５】
接着剤の基礎組成物は熱可塑性または硬化性、もしくはそれらの組合せであってもよい。本明細書中で用いるとき、「熱可塑性」は、熱を適用したときに物理的変化を受ける材料を指し、すなわち、熱によって材料が軟化し、流動することもあり、冷却した時にその初期の非流動状態に戻る。熱可塑性材料と硬化性材料との組合せは、熱を適用したときに物理的変化および化学的変化を受ける熱可塑性材料に影響を与えることがあり、すなわち、熱の適用によって材料が軟化し、流動することもあり、冷却した時にその初期の非流動状態に戻る。熱可塑性材料を再び加熱してそれを再び軟化させるかまたは流動させることができるが、組合せの材料は通常、流動が少なく、加熱下で再び流動しないことがある。適した熱可塑性樹脂には、ポリエステルおよびそれらのコポリマー、ポリアミド、コ−ポリアミド、ポリエーテル−コ−ポリアミド、ポリエステル−コ−ポリアミド、およびそれらの組み合わせなどがある。ポリエステルのブレンドが現在のところ好ましい。
【００１６】
接着剤は、ホットメルト、感圧、構造用接着剤、硬化性などの様々なクラス、およびそれらの組み合わせから選択されてもよい。本明細書中で用いるとき、「構造用接着剤」は、好ましくは高温および／または多湿である場合がある使用条件にある間、材料が長時間の応力〜永久応力下で（例えば、数日、数週間、数ヶ月、またはそれ以上）接着力を保持することができることを意味する。１つの実施態様において、接着剤は、所期の機能を損なう程度まで流動しないのが好ましい。接着剤が硬化性であるとき、硬化反応は、３０秒未満、より好ましくは約１５秒未満、さらにより好ましくは約１０、８、または５秒もしくはそれ以下で生じるなど、急速であるのが好ましい。硬化反応は、高温において、例えば約１００℃より高温、より好ましくは約１５０℃より高温において、より速く進行することがある。最高硬化温度は好ましくは、周囲の材料が悪影響を及ぼされるレベルよりも低い。１つの態様においてこの温度は約２２０℃より低く、より好ましくは約２１０℃より低く、または約２００℃よりも低い。
【００１７】
１つの態様において、接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）は、硬化した後に２５°Ｃを超えて変化しない（より好ましくは約１０℃未満）。
【００１８】
１つの態様において、接着剤は、約１００ＭＰａ未満、約７５ＭＰａ未満、および約５０ＭＰａ未満から選択される貯蔵剪断弾性率を有する。かかる性質は、下記のようなレオロジー試験などの公知の技術によって測定される。
【００１９】
接着剤が、熱可塑性材料、熱硬化性材料などの硬化性材料、および／またはエラストマー材料の組合せを含有してもよい。１つの態様において、接着剤が、エラストマーを約３０〜約７０重量部（ｐｂｗ）（より好ましくは約３０〜約６０ｐｂｗ）および相応して熱硬化性ポリマーを約７０〜３０ｐｂｗ（より好ましくは少なくとも約４０またはさらに５０ｐｂｗ）含む。例えば、接着剤が、エラストマーを約４５〜約６０ｐｂｗおよび硬化性ポリマーを少なくとも約４０ｐｂｗで含んでもよい。又、接着剤がエラストマーおよび熱可塑性ポリマーを任意選択的に熱硬化性ポリマーと共に含んでもよい。
【００２０】
適したエラストマーには、天然ゴムおよび合成ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、合成ポリイソプレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリ（アルファオレフィン）、スチレン−ブタジエンランダムコポリマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、およびそれらの組み合わせなどがある。かかるエラストマーには、ポリ（ブタジエン−コ−アクリロニトリル）コポリマーなどがある。
【００２１】
適した硬化性材料には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、シリコーン、およびそれらの組み合わせ、例えばかかる樹脂のコポリマーを必要とするハイブリッド材料がある。熱、光、紫外線、および／または湿分などのどんな公知の硬化機構を用いてもよく、この選択は本技術分野の範囲内である。スマートカードの場合、１つの好ましい硬化機構は熱である。
【００２２】
又、適した接着剤には、公知のハイブリッド材料、例えば湿分硬化材料、および感圧硬化性材料などがある。
【００２３】
フェノール樹脂が必要とされる場合、この樹脂は任意選択的にヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）を含有してもよい。ＨＭＴＡの含有量は、フェノール樹脂の重量（重量％）を基準として少なくとも約５重量％または６重量％から約１５重量％未満またはさらに、約１０重量％未満までの範囲であってもよい。この樹脂中の遊離フェノール量は、約２重量％未満、より好ましくは約１重量％未満またはさらに約０．２重量％未満の範囲であってもよい。
【００２４】
１つの態様において、適したフェノール樹脂は、約９０〜約１１０℃の融点を有する。
【００２５】
又、粘着付与剤、例えばロジンおよびロジン誘導体、ポリテルペン、クマロンインデン、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、水素化樹脂および炭化水素樹脂、例えば：アルファピネン系樹脂、ベータピネン系樹脂、リモネン系樹脂、ピペリレン系炭化水素樹脂の他、ロジン、ポリテルペンのエステル、テルペン−フェノール類、およびスチレン−無水マレイン酸などが異方性接着剤に含有されてもよい。一般に、粘着付与剤は、基礎接着材料１００重量部当たり約１０〜約２００重量部を占める。
【００２６】
任意選択的に、接着剤が、他の充填剤、スペーサー粒子、酸化防止剤、紫外線安定剤、腐蝕防止剤、補強材、および熱伝導性粒子などの添加剤を含有することもできる。
【００２７】
本発明の異方性導電性接着剤の成分は、どんな公知の方法によって製造されてもよい。粒子は好ましくは、液体接着剤中への粒子のブレンド、溶融加工、またはスクリーンを通しての粒子の散布によるなどのどれかの公知の混合技術などによって、接着剤中に均一に分散される。例えば、繊維などの細長い粒子を有する接着剤は、繊維と選択された接着剤配合物とのフレンドのダイコーティング、またはライナー、基材、電子要素、またはキャリアフィルム上への接着剤の予備コーティング、およびスクリーン装置を用いて導電性繊維を接着剤上に分散させるなどの様々な公知の方法によって製造されてもよい。別の例については、粉末篩（ｆｌｏｕｒ ｓｉｆｔｅｒｓ）またはソルトシェーカーなどの粒子分配装置が一般に、粒子を分散させる時に使用される。適した粒子分配装置を用いることができ、そこにおいて、例えば撹拌または清掃用部材のどちらかを用いて、適した大きさの孔を有するスクリーンを通して粒子を分配する。かかる方法の例は、米国特許第６，５６９，４９４号明細書に記載されており、導電性粒子を電気帯電させる任意の余分の工程を用いて粒子を互いに分離状態に保つことができる。又、繊維を含有する接着剤層、シート、またはウェブを単一のローラーでまたは２つのローラーの間で加圧またはニップに送ることにより、分散された粒子をさらに埋め込むことができる。
【００２８】
１つの実施態様において、導電性繊維を接着剤中に固定するかまたは部分的に埋めることができ、これにより、結合する前に繊維の一部が環境に暴露される。これは、構造体が複数の小さなばね押し電気コンタクトとして作用することを可能にする場合がある。結合した後、繊維は結合部の平面内にあり、好ましくは接着剤の厚さ内にある。
【００２９】
図１は、接着剤ベース中の分散された（この画像において８表面積パーセント（ＳＡ％））細長い電気伝導性細長い粒子を示す光学顕微鏡写真のデジタル画像である。
【００３０】
電気伝導性粒子のレベルは、横方向の電気絶縁（ｘ−およびｙ方向の非導電性）を行いながら、所望の方向の電気伝導性（一般に厚さまたはｚ方向）をもたらすように選択される。電気伝導性粒子のレベルは好ましくは、各々のコンタクト領域のために多数の粒子を提供するように選択される。例えば、１つの態様において粒子の密度は、１つのコンタクト領域またはパッド当たり少なくとも約６（より好ましくは少なくとも約３０）の粒子である。電気コンタクトパッドの大きさは、非常に小さい（例えば、約０．５ｍｍ２より小さい）から比較的大きい（例えば、約９ｍｍ２まで）、の範囲であり、スマートカードについての平均が約４ｍｍ２である）。
【００３１】
粒子のレベルの尺度は、覆われた表面積のパーセント（ＳＡ％）である。この尺度において、ランダムに選択された領域の（接着剤の厚さにわたってとられた）デジタル画像を好ましくは画像処理ソフトウエアを利用して検査し、粒子を有さない接着剤の面積に対して粒子によって覆われた面積を決定する。粒子面積を全面積で割ることによって、表面積のパーセンテージが得られる。本発明において、接着剤中の電気伝導性粒子のレベルは少なくとも約５ＳＡ％、より好ましくは少なくとも約１０ＳＡ％である。本発明において、接着剤中の電気伝導性粒子のレベルは約５０表面積パーセント（ＳＡ％）未満、より好ましくは約４０ＳＡ％未満、より好ましくは約３０ＳＡ％未満である。
【００３２】
粒子の表面積の被覆面積のレベルは一般に、接着剤母材の約１ＳＡ％〜約３０ＳＡ％（より好ましくは約５ＳＡ％〜約１５ＳＡ％）の範囲である。低いほうのレベルが１パッド中に少なくとも約６粒子を提供するのがよく、高いほうのレベルが、パーコレーションまたは望ましくないレベルのｘ−ｙ面の導電率が生じるレベルより下であるのがよい。
【００３３】
概して細長い粒子の主寸法が約１０〜約５００μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約２５０μｍの範囲である。概して、平均粒度に基づいて細長い粒子の最大寸法は、約１５〜約２００μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約１８０μｍの範囲である。概して、細長い粒子の小さいほうの寸法は約５〜約１００μｍ、より好ましくは約１０μｍ〜約５０μｍの範囲である。
【００３４】
細長い粒子は高アスペクト比を有し、例えば非球形粒子、楕円形粒子、繊維（ウィスカーおよび針など）、フレークおよびそれらの組合せである。
【００３５】
１つの態様において、電気伝導性粒子が、電気伝導性コーティングを有する繊維から選択される。概して細長い粒子の主寸法（例えば、繊維の場合は長さ）は、約１０μｍ〜約２００μｍの平均粒度にわたり、低いほうの粒度は、より狭いピッチ用途のために選択される。基礎材料は、ガラスなどの非導電性材料であってもよい。例えば、金属コーティングなどのどんな公知の電気伝導性コーティングを使用することもできる。市販の細長い電気伝導性粒子は、ペンシルベニア州、バレーフォージ（Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ）のポッター・インダストリーズ（Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）製のコンダクト・Ｏ・フィル（Ｃｏｎｄｕｃｔ−Ｏ−Ｆｉｌ）（登録商標）銀被覆粒子として入手可能である。
【００３６】
別の実施態様において、繊維などの細長い粒子が、球形および／または不規則な形状を含めて他の形状を有する粒子と組み合わせて用いられる。概して球形および不規則な粒子の主寸法（例えば、球形粒子の場合は直径であるが、この直径はまた、球形粒子の特殊な場合では小さいほうの寸法である）は、約２μｍ〜約８０μｍの平均粒度にわたり、低いほうの粒度は、より狭いピッチ用途のために選択される。１つの態様において、導電性または非導電性であり得る、かかる二次粒子を用いて、電子要素が結合される時の結合ラインの厚さを決定することができる。
【００３７】
別の態様において、細長い粒子の小さいほうの寸法を用いて接着結合部の厚さを制御する。この態様において、任意の細長でない粒子のレベルが、結合部の厚さを有害なまで増大させないように低く保たれる。
【００３８】
本発明の１つの態様において、球形および／または不規則な粒子の最大平均粒度は、細長い粒子の小さいほうの寸法（例えば、繊維の幅または直径）より実質的に大きくない。本明細書中で用いるとき、「実質的により大きい」は、少なくとも約１５％、より好ましくは少なくとも約２５％大きいことを意味し、ある場合には５０％、１００％、２００％またはそれ以上大きいことを意味する。他の態様において、球形および／または不規則な粒子の最大平均粒度が細長い粒子の小さいほうの寸法（例えば、繊維の幅または直径）より実質的に大きいとき、細長でない粒子の量は好ましくは、重量を基準として細長い粒子の量よりも少ない（好ましくは非常に少ない）。別の態様において、細長でない粒子の量は、細長い粒子の量よりも少なくとも約５重量％少ない（より好ましくは少なくとも約１０重量％少なく、いくつかの実施態様において少なくとも約２０重量％少ない）。
【００３９】
導電性繊維を含む接着フィルムを使用して、スマートカード上のキャビティ中にマイクロプロセッサモジュールを付着させることができ、そしてこのカードは例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）あるいはポリエステル（ＰＥＴ）から製造される。カードブランクは例えば、作付けアンテナを有するコンビネーション・カードであってもよい。接着フィルムおよびどれかの周知の結合方法を用いてモデュールをカードに結合することができる。１つのそのような方法は、データカード（Ｄａｔａｃａｒｄ）（Ｓｅｍｏｙ，Ｆｒａｎｃｅ）から入手可能なモデルＥＮＣ３０００Ｇ４自動モデュール結合装置を必要とする。
【００４０】
自動装置を用いて完全に使用可能なマイクロプロセッサをカードブランクに結合するための作業パラメーターとしては、予備粘着温度（接着剤を粘着性にするために十分に高い温度、例えば、約８０℃〜約２００℃、電子デバイスをカードに付着させるために十分な予備粘着圧力、例えば、約０．５バール（０．５×１０５Ｐａ）〜約１２バール（１２×１０５Ｐａ）、および約１〜約１０秒（より好ましくは約１．５〜約５秒）の時間、予備粘着温度／圧力条件を保持することなどが挙げられる。さらに別のパラメーターとしては、約９０℃〜約２２０℃の結合ヘッド温度が挙げられ、特定温度は、迅速な実験または類似の接着剤化学のための接着剤製造元のガイドラインによって選択される。さらに、上述の自動結合装置はまた、約０℃〜約２００℃のキャビティの予備加熱（脈動空気温度）、約５０ニュートン（Ｎ）〜約１００Ｎ（より好ましくは約６０Ｎ〜約８０Ｎ）の加熱力（この加熱力は、約１〜約１０秒（より好ましくは約３〜約７秒）の間保持される）、および結合温度より低い温度および好ましくは周囲温度より低く、より好ましくは約２０℃より低い温度での任意の（好ましい）冷却、を使用することができる。
【００４１】
本発明の１つの態様において、電子アセンブリが機能維持される。すなわち、電子要素の間の接着力は、著しく悪影響を及ぼされず、耐久柔軟結合部を必要とする電子アセンブリの構造的結合性が維持され、同時に、第１の電子要素と第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路が、曲げサイクルの少なくとも一部の間、維持される。「スマートカード」などの集積回路カードを必要とする実施例の１つにおいて、これは、集積回路カードの読み取りおよび／または書き込みモードが使用可能な状態であることを意味する。電気経路にわたる抵抗は好ましくは、約３０オームより低く維持され、より好ましくは約２０オームより低いかまたはさらに、約１０オームより低く維持される。
【００４２】
本発明の耐久柔軟結合部は好ましくは、少なくとも約２００の曲げサイクル、より好ましくは少なくとも約５００、１０００、２０００、４０００、５０００またはさらに多くの曲げサイクルの間、機能維持される。本発明の１つの態様において、電子アセンブリは、１０００の曲げサイクルの後に機能可能な状態であり、それは、本発明を備えるスマートカードなどのデバイスが数年の所期の使用にわたって機能することを確実にするはずである。別の態様において、電子アセンブリは、４０００の曲げサイクルの後に機能可能な状態であり、それは、本発明を備えるスマートカードなどのデバイスが、酷使にもかかわらず機能することを確実にするはずである。
【００４３】
例えば、長さ８．５ｃｍのスマートカード試料を、カードの各端部にクランプされたジョーをカードの中心の方向に移動させることによって上方に屈曲して２．４ｃｍ垂直移動して７．２ｃｍの「新しい長さ」とし、次いで初期状態に緩めることができる。次いで、幅５．４ｃｍのこのカードを同様に上方に屈曲して１．４ｃｍ垂直移動して４．６ｃｍの「新しい幅」とし、次いで初期状態に緩めることができる。次いでカードを下方に屈曲して同様な「新しい長さ」とし、緩め、そして下方に屈曲して垂直移動して同様な「新しい幅」とし、緩めることができる。この曲げサイクルに要するのは１秒未満であり、１０００の曲げサイクルは約２０分かかる。少なくとも１つの方向に屈曲する前、中、後ならびにこの屈曲の４５分後の抵抗を記録することにより、結合耐久性の指標を与えることができる。公知の異方性導電性接着剤は、屈曲した時に劣化または破損するか（抵抗が約２０オームを超えて増加する）、または抵抗の増加を示し、好ましくない耐久性の期待値を示す。本発明の１つの態様の電子アセンブリは、数千の曲げサイクル全体にわたった同様な抵抗を維持し、良好〜すぐれた耐久性の期待値につながる。より詳細な内容を以下に記載し、そこにおいて本発明は、数千の曲げサイクル全体にわたって耐久性をもたらす。
【００４４】
耐久柔軟結合部は、湿度、熱衝撃、および／または高温に耐性がある場合がある。より具体的には、耐久柔軟結合部は、耐湿性、耐熱性、および／または耐熱衝撃性の１つ以上の試験に耐える。好ましい実施態様において、前記結合部は、１つより多いかかる試験に耐える。本明細書中で用いるとき、「耐える」は、前記結合部が機能維持されることを意味し、好ましくは、前記結合部および／または電子アセンブリが、それが使用されるどんなデバイスにおいても最も弱いリンクではないことを意味する。
【００４５】
例えば、耐湿性は、相対湿度が少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約８０％、最も好ましくは少なくとも約９０％またはさらに９５％である間、少なくとも約５０℃、より好ましくは少なくとも約６０℃またはさらに６５℃または７０℃の温度において７日（より好ましくは１０日またはさらに、１４日）後の導電率によって測定されてもよい。
【００４６】
別の例については、耐熱衝撃性は、多数のサイクルの間、高温から低温、およびその逆に戻るなど、電子アセンブリを繰返し温度変化にかけた後の導電率を測定することによって決定されてもよい。高温は少なくとも約５０℃、より好ましくは少なくとも約６０℃または７０℃、もしくはさらに高い（好ましくは、約２１０℃など、最高結合温度より低い）。低温は約０℃より低く、より好ましくは、約−２０℃、−３０℃、−３５℃、−４０℃より低く、またはさらに、より低い（好ましくは、極低温の極値より高い）。サイクル数は、少なくとも約３、より好ましくは少なくとも約１０、２５、５０、１００、またはさらにそれ以上である（５０サイクルが通常、電子アセンブリが数ヶ月〜数年の通常使用にもちこたえることを確実にするのに十分である）。耐熱衝撃性の試験のための１つの有用な組合せは、７０℃〜−３５℃で５０回の衝撃後に導電率を測定することを必要とする。これらの試験において、サイクル経過した後の導電率は、電子アセンブリの機能のために十分でなければならない。
【００４７】
さらに別の例のために、耐熱性は、少なくとも約７０℃、より好ましくは少なくとも約８５℃、１００℃、１２５℃、１５０℃またはさらにそれ以上などの高温に暴露した後の導電率を測定することによって決定されてもよいが、最高温度は、電子アセンブリ中の他の成分によって制限されることがある。かかる試験において、アセンブリは、少なくとも約２４時間、より好ましくは少なくとも約４８、７２、１００、２５０、５００、１０００、１５００、またはさらに、２０００時間、高温に保持され、この暴露後に電子アセンブリは、機能可能なままである周囲温度に戻される。
【００４８】
図２は、本発明の様々な実施態様、ならびに本発明の必要とされる特徴をもたない比較例の電子アセンブリによる電子アセンブリの合格率の累計を示す。各試験は１００％の最高合格率を有し、従ってこのチャートの全最大値は３００％である。アセンブリＡ（実施例１）は、アセンブリＢ（Ｃ１）よりもさらに良い性能を示す。アセンブリＣ（実施例３）は、アセンブリＤ（Ｃ２）よりもさらに良い性能を示し、それはまた、本発明の先行の実施態様（アセンブリＡ）よりも改良を示す。アセンブリＥ（実施例５）は、全ての先行の材料よりもさらに良い性能を示し、又、アセンブリＦ（Ｃ３）よりも改良を示す。比較用材料ＢおよびＤの試料のどれも湿度試験を合格せず、１０〜１３％だけが熱衝撃試験に合格した。３つの試験の総計が少なくとも１００％であることによって、その電子アセンブリのさらに別の問題が保証されることが示される。各試験について様々なアセンブリを比較すると、本発明によるアセンブリの性能が劇的によくなることを示す。アセンブリＡ、Ｃ、およびＥは全て、比較用アセンブリよりもすぐれているが、アセンブリＥが全体的な最良の性能を示す。
【００４９】
第１および第２の電子要素の間の結合部を分離すると、一般に、一方または両方の電子要素、１つ以上の接触点、および／または全電子アセンブリを破壊し、電子アセンブリを機能不可能にする。この態様は、耐タンパー性の特徴をアセンブリに与える。
【００５０】
本発明の接着構造体は、球形粒子を有する公知の導電性接着剤より低い電気抵抗、より高い耐機械的歪み性、および／またはより高い耐熱衝撃性などの特徴を有するすぐれた電気性能を提供する。
【００５１】
接着剤は、この接着剤で作製された結合部の機能および耐久性を妨げない限りにおいて、熱伝導性粒子、非電気導電性粒子（同じく熱伝導性であってもよい）、酸化防止剤、染料、顔料、充填剤、定着剤、難燃剤等の付加的な成分を含有することができる。
【００５２】
本発明は、電子部品および／またはサブコンポーネントを有する電子デバイスにおいて有用である。１つのこのようなデバイスはスマートカードである。
【００５３】
本発明の目的および利点は、以下の実施例によってさらに示されるが、これらの実施例に記載された特定の材料およびそれらの量、ならびに他の条件および詳細は、本発明を不当に限定すると考えられるべきではない。
【実施例】
【００５４】
材料
エラストマー ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー（結合アクリロニトリル含有量４１重量パーセント（重量％）、英国、サウスグラモーガン、サリーのゼオン・ケミカル・ヨーロッパ社（Ｚｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｅｕｒｏｐｅ，Ｌｔｄ．，Ｓｕｌｌｙ，Ｓｏｕｔｈ Ｇｌａｍｏｒｇａｎ，ＵＫ）からＢＲＥＯＮ Ｎ４１Ｈ８０として入手可能）。
【００５５】
樹脂 フェノールノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミンの配合物（遊離フェノール＜０．２％および９％のヘキサメチレンテトラミンを有するものとして記載。ドイツ、イーザローン・レトマテのベークライトＡＧ（Ｂａｋｅｌｉｔｅ ＡＧ，Ｉｓｅｒｌｏｈｎ−Ｌｅｔｍａｔｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から０２２２ ＳＰ ０６として入手可能）。
【００５６】
接着剤１ ポリエステル系熱可塑性非硬化結合用フィルム（ミネソタ州、セントポールの３Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名３Ｍ（登録商標）サーモ・ボンド・フィルム（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｂｏｎｄ Ｆｉｌｍ）６１５ＥＧとして入手可能）であり、レオメトリクス・ダイナミック・アナライザ（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（ＲＤＡ）によって測定され、以下に記載された試験方法によって試験されたレオロジー性質は、Ｔｇが３４℃、Ｇ’が１×１０８ダイン／平方センチメートル（ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ）（１０メガパスカル（ＭＰａ））、およびＧ”が５×１０７ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（５ＭＰａ）である。
【００５７】
接着剤２ ポリエステル系熱可塑性樹脂非硬化結合用フィルム（ミネソタ州、セントポールの３Ｍ社から商品名３Ｍ（登録商標）サーモ・ボンド・フィルム６６８ＥＧとして入手可能）であり、ＲＤＡによって測定されたレオロジー性質は、Ｔｇが１０．８℃、Ｇ’が２×１０７ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（２ＭＰａ）、およびＧ”が１×１０７ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（１ＭＰａ）である。
【００５８】
電気伝導性粒子１（ＥＣＰ１） 銀で被覆された短いガラス繊維（ペンシルベニア州、バレーフォージのポッター・インダストリーズ（Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ）からコンダクト−Ｏ−フィル（Ｃｏｎｄｕｃｔ−Ｏ−Ｆｉｌ）（登録商標）ＳＦ８２ＴＦ８として入手可能）、平均粒度が１３０μｍ、Ｄ１０が５０μｍおよびＤ９０が１７５μｍであり、ならびに８重量％の銀を有するものとして記載され、又、平均直径が約２０〜３０μｍであると考えられる。
【００５９】
電気伝導性粒子２（ＥＣＰ２） 銀被覆ガラスビード、平均粒径４３μｍ（ポッター・インダストリーズからコンダクト−Ｏ−フィル（登録商標）Ｓ−３０００−Ｓ３Ｐとして入手可能）。
【００６０】
試験方法
Ａ．接着剤の試験
１）ＰＶＣおよびＰＥＴＦからの１８０°剥離接着力
約２００ｍｍの長さおよび約２５ｍｍの幅を有する接着フィルムの試料を、加熱プレスを用いて、１９０℃の温度および３バール（３×１０５Ｐａ）の圧力および５秒の結合時間を用いてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の試験板（フランス、ラ・ガレン・コロンブ（Ｌａ Ｇａｒｅｎｎｅ Ｃｏｌｏｍｂｅｓ，Ｆｒａｎｃｅ）のＡＬＴからＷ／Ｍ２ＸＢ１９０μｍとして入手可能なカード）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＦ）（デラウェア州、ウィルミントンのデュポンカンパニー（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からメリネックス・コアー（ＭＥＬＩＮＥＸ Ｃｏｒｅ）１として入手可能な厚さ３０７μｍのポリマーフィルム）に結合した。次に、同様な第２のシートを積層によって接着フィルムの露出面に結合した。次いで、１８０°の剥離の測定を実施するために、試料の露出端を把持し、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）モデル４３０１（マサチューセッツ州、カントンのインストロン・コーポレーション（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．，Ｃａｎｔｏｎ，ＭＡ）製）を用いて１５０ｍｍ／分の速度において１８０°で剥離した。試験を３つの試料について行い、平均の結果をニュートン／センチメートル（Ｎ／ｃｍ）単位で記録した。
【００６１】
２）ガラス転移温度、Ｔｇ ℃
動的機械的熱分析（ＤＭＴＡ）を使用して、接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）（℃単位）を示す。ニュージャージー州、ピスキャタウエィのレオメトリック・サイエンティフィック社（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ）から入手可能な動的機械的熱分析器（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ）Ｖを用いて、フィルム試料を−１００℃〜２００℃の範囲にわたって毎分２℃の率で加熱し、熱転移を１ヘルツの周波数および０．０５％の歪において記録した。試験を引張モードで行なった。試験を少なくとも２つの試料について行い、平均の結果が報告された。
【００６２】
３）レオロジー性質
レオメトリー・サイエンティフィックから入手可能なレオメトリクス・ダイナミック・アナライザ（ＲＤＡ）を用いて貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）、損失剪断弾性率（Ｇ”）、およびガラス転移温度Ｔｇを２５℃および１ヘルツ（Ｈｚ）において決定した。ＡＳＴＭ Ｄ５２７９は概して、この試験方法のための計測について記載する。試料フィルムを層状に重ね、厚さ１〜３ｍｍの試料を得た。試料を直径８ｍｍの平行なプレート間のＲＤＡ内に置き、ＲＤＡを６．２８ラジアン／秒（１ヘルツ）の剪断速度において動作させた。貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）および損失剪断弾性率（Ｇ”）をダイン／ｃｍ２において記録し、メガパスカル（ＭＰａ）に変換し、ガラス転移温度Ｔｇを度（摂氏）（℃）単位で記録した。
【００６３】
４）動的剪断
長さ約２００ｍｍおよび幅約２５ｍｍの接着フィルムの試料を、エッチングされたアルミニウムの試験板に結合し、２５ｍｍ×２５ｍｍの結合領域を形成した。結合部を、接着剤１ベースの実施例１、２、およびＣ１については５分間１４０℃および２バール（２×１０５Ｐａ）の圧力において製造し、接着剤２ベースの実施例３、４、およびＣ２については５分間、１６０℃および２バール（２×１０５Ｐａ）の圧力において製造し、（下記の）実施例５、６、およびＣ３の接着剤については５分間１９０℃および５バールの圧力（５×１０５Ｐａ）において製造した。結合部を２．５ｍｍ／分のクロスヘッド速度において試験した。試験を３〜４の試料について行い、平均の結果をＭＰａ単位で記録した。
【００６４】
５）表面積のパーセント
埋め込まれた粒子によって覆われた表面積を顕微鏡を用いて測定した。それらの表面の上に埋め込み粒子を有する物品を、ビデオカメラを備えたオリンパス（ＯＬＹＭＰＵＳ）ＢＸ６０Ｆ５（日本のオリンパス光学工業社（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｊａｐａｎ）から入手可能）顕微鏡を用いて２０倍の倍率において検査した。ランダムに選択された領域の写真を撮り、画像を後で検査するためにデジタルフォーマットで記録した。各々が約１ｍｍ２の領域を有するいくつかの画像を、シグマスキャン（ＳＩＧＭＡＳＣＡＮ）ＰＲＯ５画像処理ソフトウェア（イリノイ州、シカゴのＳＰＳＳ社（ＳＰＳＳ Ｉｎｃ．，Ｃｈｉｃａｇｏ．ＩＬ）から入手可能）を用いて分析し、粒子によって覆われた面積を得た。覆われた面積のパーセンテージを求めるために、試料中のすべての粒子の平均面積を画像化領域の全面積で割った。この数を１００で乗じてパーセンテージを得た。試験を３つの試料について行い、平均の結果が報告された。
【００６５】
Ｂ．カード関連の試験
カードの作製および電気抵抗
内部に埋め込みアンテナおよび電子配線を有するデュアル・インターフェースＰＶＣカードブランク（フランス国、パレソ・セデのＡＣＧフランス（ＡＣＧ Ｆｒａｎｃｅ，Ｐａｌａｉｓｅａｕ Ｃｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ）からデュアル・インターフェース・バージョン・オーネ・モデュール・メンゲ（Ｄｕａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ Ｏｈｎｅ Ｍｏｄｕｌ Ｍｅｎｇｅ） Ｓ１３として入手可能）を、工業規格に記載された結合手順を用いて、すなわち、１８０℃および９バール（９×１０５Ｐａ）の圧力において５秒間、自動モデュール結合装置（モデルＥＮＣ３０００Ｇ４としてデータカードから入手で可能）を用いて、ダミーマイクロプロセッサーモデュールに結合した。実施例において作製された接着フィルムを用いて、各実施例の接着剤を有する合計で約２００の結合されたカードを製造した。ダミーモデュール上に設けられた２つの露出した測定点を接触させることによって、電気抵抗をオーム単位でオーム・メータ（ワシントン州、エバレットのフルーク・コーポレーション（Ｆｌｕｋｅ Ｃｏｒｐ．，Ｅｖｅｒｅｔｔ，ＷＡ）製のフルーク（Ｆｌｕｋｅ）８３ＩＩＩマルチメータ）を用いて測定した。抵抗には、ダミーモデュールおよび埋め込みアンテナの抵抗が含まれる。カードのすべての抵抗を最初と応力試験の１つを行なった後に測定した。
【００６６】
１）初期抵抗
電気抵抗を、結合後にすぐに測定した。試験を各実施例の接着剤から作製された８０〜１５０のカードについて行い、全てのカードの平均を記録した。
【００６７】
２）曲げサイクル試験
結合されたカードを、データカード（Ｄａｔａｃａｒｄ）から「トゥイスター（Ｔｗｉｓｔｅｒ）」として入手可能な試験装置を用いてＩＳＯ￥ＩＣＥ１０３７３第１−３部によって試験した。試験には、２３℃において４つのモードで屈曲することが含まれる。モードは次の通りである。すなわち、（各カードの端を保持するジョーをカードの中心の方向に移動させることによって長さにおいて）２０ｍｍ上に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することと、（各カードの側面を保持するジョーをカードの中心の方向に移動させることによって幅において）１０ｍｍ上に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することと、同様に（長さにおいて）２０ｍｍ下に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することと、同様に（幅において）１０ｍｍ下に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することである。これによって１０００回の曲げサイクルが行なわれ、約２０分かかる。この試験を反復して、記載したように１０００回の単位で数千の曲げサイクルを行い、結果を以下に記載する。試験を各実施例の接着剤から作製された最低２０のカードについて行なった。
【００６８】
３）湿度老化
結合されたカードを１０日間、６５℃および９５％の相対湿度に暴露した。試験を各実施例の接着剤から作製された最低２０のカードについて、湿潤環境から除去された数分以内に行なった。
【００６９】
４）熱衝撃
結合されたカードを１５分間−３５℃の温度に暴露し、次いで（１分以内に）低温環境から７０℃の温度の炉に移動させ、そこにカードを１５分間、保持した。次いでカードを（１分以内に）炉から低温環境（−３５℃）に移動させた。この温度サイクルを５０サイクル反復した。熱衝撃サイクルの終了から数分以内に試験を行なった。試験を各実施例の接着剤から作製された最低２０のカードについて行なった。
【００７０】
この試験において、「合格」は、個々の結合されたカードが２０オーム以下の抵抗の測定値を有したことを意味し、「損傷されたカード」は、個々の結合されたカードが２０オームを超える抵抗の測定値を有したことを意味し、「開」は、個々の結合されたカードが無限抵抗（接続されていないカードまたは開回路）を有したことを意味する。以下の表には、各試験の結果として最低２０のカードの「合格」のパーセントおよび「開」のパーセントの結果が記載される。
【００７１】
５）モデュールの接着力
上に記載されたようにモデュールをカードに結合した（カードの作製）。次いで、モデュール下のカードの小片を切り取り、モデュールの後部へのアクセスを可能にする。次に、カードを引張試験機内のジグに保持し、直径６．５ｍｍの平らな端部を有する円筒プローブを、１０ｍｍ／分のクロスヘッド速度においてカードの後側から結合モデュールの方へ送った。結合部の破損時の最大力をニュートン単位で記録した。試験を実施例の接着剤ごとに３〜４のカードについて行い、平均の結果が報告された。
【００７２】
６）モデュールの除去試験（耐タンパー性）
これは、耐タンパー性の尺度である。モデュールをカードから除去すると、自己破壊するかまたはモデュールに損傷を与えることができ、それを使用不能にするかまたはデータを別のカードに移すことを不可能にするのがよい。試験は、カード−モデュール結合の耐タンパー性の主観的な指標である。一般的なタンパー技術は、モデュールを無損傷に除去するために使用される。これらには、手作業で剥離することが含まれる。モデュールを除去すると常にそれを破壊する結合されたアセンブリは、「＋」として示された。モデュールおよび／またはカードに損傷を与えずにモデュールを除去することができる結合されたアセンブリは、「−」として示された。モデュールおよび／またはカードに若干の損傷を与えるがそれを完全には破壊せずにモデュールを除去することができる結合されたアセンブリは、「（＋／−）」の中間結果として示された。
【００７３】
粒子の埋め込み
実施例１〜６において、様々な被覆ウェブに、リザーバを撹拌するための手段および粒子の分配を促進するためのブラシと共に篩を有するリザーバを備えた機器を用いて粒子を埋め込んだ。適した機器の１つの例は、米国特許第６，５６９，４９４号明細書に完全に記載されている。より具体的には、電気接地された熱板を用いて、接着剤を粘着性状態に軟化させ、次いで粒子をリザーバから接着剤ウェブ上に散布した。このリザーバは、（接着剤ウェブに最も近い）その前壁の矩形の開口を有した。開口を、スクリーン印刷に一般に用いられるナイロンスクリーン（８０μｍの大きさ、ニューヨーク州、サマースのサーティ・アメリカのマジェスティク・デヴィジョン（Ｓａａｔｉ Ａｍｅｒｉｃａ’ｓ Ｍａｊｅｓｔｉｃ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｓｏｍｅｒｓ，ＮＹ）から販売されている）で覆った。粒子を高電圧（一般に７ｋＶ）において電気帯電させ、散布中にそれらを十分に分散された状態に保つ。合成繊維のフェルト裏材から製造された塗装ローラーブラシ（ニューヨーク州、ニューヨークのコリンズ＆エイトケン・カンパニー（Ｃｏｌｌｉｎｓ ＆ Ａｉｔｋｅｎ Ｃｏ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ．ＮＹ）から販売されている）をナイロンスクリーンと接触させたまま回転させてスクリーンを通して粒子を分配させるのを助けた。ブラシの回転速度を変えるために、毎分３〜９０回転（ｒｐｍ）でブラシを回転させるモーターにＤＣ電圧（０．６Ｖ〜１２Ｖの範囲）を印加し、分配速度を制御した。４Ｖ（２９ｒｐｍ）の値によって、１０％〜１４％の表面積のパーセントが得られた。均一な分配を容易にするために、リザーバ内の粒子を機械的に撹拌した。粒子を散布した後、ウェブを２つのロールのニップに通過させ、分散された粒子を接着剤ウェブにさらに埋め込んだ。
【００７４】
実施例の全てを湿度制御された環境において行なった。機器内の代表的な相対湿度は約１０％より低く保たれ、周囲温度は約３０℃であった。
【００７５】
実施例１および２
ＥＣＰ１粒子を、上述の一般的方法および装置を用いて接着剤１のフィルムに埋め込んだ。下記のパラメーターを用いた。すなわち、ウェブ速度が０．４６メートル／分（ｍ／ｍｉｎ）（１．５フィート／分（ｆｐｍ））、熱板温度が９０℃、ブラシ上のチャージワイヤと熱板との間の距離が３０ｍｍ、およびブラシを回転させるための動作電圧が４ボルト（Ｖ）である。７ｋＶの負のＤＣ電位を分配装置に印加した。被覆された接着フィルムを、１平方インチ（ｐｓｉ）当たり２０ポンド（０．１３８ＭＰａ）のニップ圧力に設定された２つのシリコーンゴムロールのニップ中に送った。
【００７６】
次に、導電性繊維を含む接着フィルムを用いて、ダミーのマイクロプロセッサモデュールをＰＶＣから製造されたスマートカード上のキャビティに付着させた。上述の結合装置を用いて実施例１の接着フィルムを用いてモデュールをＰＶＣカードに結合した。
【００７７】
自動装置を用いて完全に使用可能なマイクロプロセッサをカードブランクに結合するための作業パラメーターを挙げると、以下の通りである。予備粘着温度：実施例１、２、およびＣ１については１００℃、実施例３、４、およびＣ２については１６０℃、および実施例５、６、およびＣ３については１５０℃。予備粘着圧力：５．５バール。予備粘着時間：１．５〜４．５秒。結合ヘッド温度：実施例１、２、およびＣ１については１６０℃、実施例３、４、およびＣ２については１９０℃、および実施例５、６、およびＣ３については２００℃。キャビティの予備加熱（脈動空気温度）：０〜２００℃。加熱力：５〜６秒間、６２〜７８．５ニュートン。１５℃においての冷却：連続的である。
【００７８】
実施例２を実施例１の場合と同様に製造したが、ただし、（１）電気伝導性粒子の混合物を接着剤の表面に埋め込んだ。導電性粒子の適用された混合物は、５０ｐｂｗのＥＣＰ１粒子および５０ｐｂｗのＥＣＰ２粒子を含み、（２）導電性粒子の混合物を接着フィルムに適用するための作業パラメーターは、４．６ｍ／分（１５ｆｐｍ）およびブラシを回転（１７ｒｐｍ）させるための動作電圧２．５Ｖにおいてウェブが移動するように調節された。
【００７９】
上述の試験方法によって接着フィルムについて試験を行なった。接着フィルムの性質を表１にまとめる。全ての接着フィルムが約６０μｍの厚さであった。結合されたカードの試験結果を表２にまとめる。
【００８０】
実施例３および４
実施例３において、実施例１において使用されたのと本質的に同じ方法によってＥＣＰ１粒子を接着剤２に適用し、他方、実施例４において、実施例２の粒子混合物を、実施例２の方法によって接着剤２に適用した。
【００８１】
実施例５および６
５５重量部（ｐｂｗ）のエラストマーと４５ｐｂｗの樹脂との溶液を調製するために、最初にエラストマーをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解し、次いで樹脂を添加した。混合によって溶解を終えた後、溶媒の比がＭＥＫ／トルエン８０／２０ｐｂｗ重量となるようにトルエンを添加した。溶液の粘度は約５，０００〜１０，０００ｍＰａ．ｓｅｃであった。
【００８２】
このように調製された溶液を、コーティングの厚さが約２００μｍとなるようにナイフコータを用いてシリコーン−コーテッドペーパーを含む剥離ライナー上にコートした。溶媒を除去するために有効な最低温度の約６０℃において強制空気炉を用いてコーティングを乾燥させ、約６０μｍの厚さの不粘着性フィルムをもたらした。不粘着性フィルムを上述の試験方法を用いてレオロジー性質について試験した。結果は、Ｔｇが３６．３℃、Ｇ’が３×１０８ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（３０ＭＰａ）、およびＧ”が２．５×１０８ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（２５ＭＰａ）であった。実施例１に使用されたのと本質的に同じ方法によってＥＣＰ１粒子をフィルムに適用した。
【００８３】
特に、実施例５は、それぞれ、湿度（１０％だけが損傷された）、熱衝撃（カードが損傷されなかった）および屈曲試験（６％のカードだけが損傷された）を含めた３つの老化試験に暴露した後に少数のカードが損傷されたことを示す。
【００８４】
実施例６は、実施例５と同じ方法によって作製されたが、ただし、実施例２の粒子混合物を、実施例２の方法によって実施例５の接着剤に適用した。
【００８５】
比較例１〜３（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）
接着剤１、接着剤２、および実施例５の接着剤配合物を有する接着フィルムにそれぞれ、銀被覆ガラス球だけがそれらの表面に埋め込まれる方法を実施した。作業変数は繊維と球との混合物に使用された作業変数と同じであった。すなわち、：熱板の温度９０℃、ウェブ速度４．６ｍ／分（１５ｆｔ／分）、１４ＳＡ％の粒子を提供するための回転ブラシ（１２ｒｐｍ）の動作電圧１．８Ｖ、負のＤＣ電位７ｋＶおよびシリコーンロールニップ圧力２０ｐｓｉ（０．１３８ＭＰａ）を使用した。
【００８６】
Ｃ１を上記の実施例１に示したように作製したが、ただし、ＥＣＰ２粒子をＥＣＰ１粒子の代わりに用いた。Ｃ２を上記の実施例３に示したように作製したが、ただし、ＥＣＰ２粒子をＥＣＰ１粒子の代わりに用いた。Ｃ３を上記の実施例５に示したように作製したが、ただし、ＥＣＰ２粒子をＥＣＰ１粒子の代わりに用いた。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３】
【００９０】
種々の修正が本発明の範囲および原理から逸脱することなく実施できることは、上記の説明から当業者には明白であり、本発明は、本明細書に示した例示的な実施態様によって不当に制限しようとするものではないと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】伝送モードでとられた本発明に有用な接着剤表面の光学顕微鏡写真のデジタル画像である。
【図２】本発明の電子アセンブリを比較用材料と比較するグラフである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子要素と異方導電性接着剤によって設けられた耐久柔軟結合部とを含む電子アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル回路が導電性接着剤で結合され、適切な電気接続について試験される。結合領域は製造および使用する間、硬質な状態に保持され、逆応力は結合部にほとんどまたは全くかからない。この用途は、結合された領域の屈曲を意図的に避けるように設計される。
【０００３】
構造用接着剤が接着強さおよび耐タンパー性のために望ましいが、通常は脆く（高いガラス転移温度）、新型の電子デバイスを使用する間に必要とされる耐久性をもたず、又、通常、導電性ではない。
【０００４】
接着剤が接着された時に接着剤の厚さを維持するために、例えば硬質スペーサー粒子を有する電気伝導性接着シートが記載されている。例えば、パターン化によって厚さにわたって電気伝導性を有する球形粒子または領域を有する異方性接着剤が記載されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
要約すると、本発明は、第１の電子要素と、第２の電子要素と、それらの間の耐久柔軟結合部とを含む電子アセンブリを提供するものであり、前記結合部が、細長い電気伝導性粒子を含む異方性導電性接着剤と、細長いコンタクト領域によって設けられた、前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路とを含み、前記結合部が少なくとも約２００回の曲げサイクルの間、機能維持される。
【０００６】
又、本発明は、前述の電子アセンブリを提供する工程を含み、そこにおいて、接着剤が硬化性であり、前記接着剤を硬化させることを含むか、または前記接着剤が非硬化性であり、前記接着剤を前記電子要素に結合することを含む、電子デバイスの製造方法を提供する。
【０００７】
本明細書中で用いるとき、「主寸法（ｍａｊｏｒ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、粒子の直径、長さ、幅、断面、または厚さの最大を意味し、「小さいほうの寸法（ｍｉｎｏｒ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）」は、粒子の直径、長さ、幅、断面、または厚さの最小を意味し、主寸法および小さいほうの寸法の両方とも標準スクリーニング技術、分粒装置、または供給元の説明書によって直接に測定または分類することができる。
「機能維持された（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｌｙ ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ）」は、電子要素の間の接着力が著しく悪影響を及ぼされることがなく、この結合部を必要とする電子アセンブリの構造的結合性が維持されると同時に、第１の電子要素と第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路が、（以下に定義された）曲げサイクルの少なくとも一部、すなわち、少なくとも１つのモードでの少なくとも１回の曲げの間維持されることを意味し、
「曲げサイクル（Ｆｌｅｘｕｒａｌ Ｃｙｃｌｅ）」は、４つのモード、すなわち、（約８．５ｃｍの長さ、約５．４ｃｍの幅、および約０．８ｍｍの厚さの寸法を有する）業界標準試料のスマートカードの長さ（ｘ方向）において上に１回、下に１回、同じ試料カードの幅（ｙ方向）において上に１回、下に１回、の各々の１組の曲げを意味する。有用な機器およびより詳細な手順を以下に記載する。
【０００８】
先行技術の電気伝導性接着結合が硬質領域を必要としたのに対し、本発明の電子アセンブリは耐久柔軟結合部を有する。
【０００９】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の以下のより詳細な説明および特許請求の範囲から明らかであろう。開示内容の原理の上記の要約は、本開示内容の各々の例示された実施態様または全ての実施について記載することを意図しない。より具体的に以下に記載する詳細な説明は、本明細書に開示された原理を用いる現在のところ好ましい実施態様を例示する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
すべての数は本明細書において用語「約」によって修飾されると考えられる。端点による数の範囲の記載には、その範囲内に包括されたすべての数を含める（例えば、１〜５には、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、および５を含める）。
【００１１】
本発明は、第１の電子要素と、第２の電子要素と、それらの間の耐久柔軟結合部と、を含む電子アセンブリを提供する。前記結合部は、細長い電気伝導性粒子を含有する異方性導電性接着剤を含む。前記結合部はまた、細長いコンタクト領域にわたって前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路を提供する。前記結合部は、少なくとも約２００の曲げサイクルの間、機能維持される。
【００１２】
どんな周知の電子要素を使用してもよい。具体的な選択を本明細書によってさらに示す。例えば、フレキシブル回路を硬質回路に付着させてもよく、２つのフレキシブル回路同士を付着させてもよい、等々。特に、電子要素は、集積回路、集積回路のチップコンタクト、フレキシブルまたは部分フレキシブル電子回路または硬質電子回路、スマートカード、高周波識別（ＲＦＩＤ）タグなどの高周波デバイス、移動電話などの携帯用電子デバイス、パーソナル・デジタル・アシスタント、カメラ、単純なコンピュータまたは複合コンピュータ、タイマー、およびそれらの組合せであってもよい。
【００１３】
耐久柔軟結合部を用いて少なくとも１つの電気経路によって、細長いコンタクト領域にわたって電子要素を電気接続する。さらに、２つ以上の細長いコンタクト領域が設けられてもよい。好ましくは、複数のコンタクト領域を各々の電子要素上で用いて接触の所望の時間にわたって電気コンタクトを提供するが、それが電子アセンブリの所望の寿命である場合がある。前記結合部が異方性導電性接着剤を含み、この接着剤が細長い電気伝導性粒子を含有する。
【００１４】
本発明において異方性導電性接着材料は、（好ましくは、コンタクト領域ごとに１つより多い細長い粒子によって）電子要素の間の不連続な電気相互接続を提供し、他方、隣接した領域からの電気絶縁ももたらす。例えば、かかる接着剤は通常、その厚さにわたって導電性であり、他方、横方向に非導電性である。
【００１５】
接着剤の基礎組成物は熱可塑性または硬化性、もしくはそれらの組合せであってもよい。本明細書中で用いるとき、「熱可塑性」は、熱を適用したときに物理的変化を受ける材料を指し、すなわち、熱によって材料が軟化し、流動することもあり、冷却した時にその初期の非流動状態に戻る。熱可塑性材料と硬化性材料との組合せは、熱を適用したときに物理的変化および化学的変化を受ける熱可塑性材料に影響を与えることがあり、すなわち、熱の適用によって材料が軟化し、流動することもあり、冷却した時にその初期の非流動状態に戻る。熱可塑性材料を再び加熱してそれを再び軟化させるかまたは流動させることができるが、組合せの材料は通常、流動が少なく、加熱下で再び流動しないことがある。適した熱可塑性樹脂には、ポリエステルおよびそれらのコポリマー、ポリアミド、コ−ポリアミド、ポリエーテル−コ−ポリアミド、ポリエステル−コ−ポリアミド、およびそれらの組み合わせなどがある。ポリエステルのブレンドが現在のところ好ましい。
【００１６】
接着剤は、ホットメルト、感圧、構造用接着剤、硬化性などの様々なクラス、およびそれらの組み合わせから選択されてもよい。本明細書中で用いるとき、「構造用接着剤」は、好ましくは高温および／または多湿である場合がある使用条件にある間、材料が長時間の応力〜永久応力下で（例えば、数日、数週間、数ヶ月、またはそれ以上）接着力を保持することができることを意味する。１つの実施態様において、接着剤は、所期の機能を損なう程度まで流動しないのが好ましい。接着剤が硬化性であるとき、硬化反応は、３０秒未満、より好ましくは約１５秒未満、さらにより好ましくは約１０、８、または５秒もしくはそれ以下で生じるなど、急速であるのが好ましい。硬化反応は、高温において、例えば約１００℃より高温、より好ましくは約１５０℃より高温において、より速く進行することがある。最高硬化温度は好ましくは、周囲の材料が悪影響を及ぼされるレベルよりも低い。１つの態様においてこの温度は約２２０℃より低く、より好ましくは約２１０℃より低く、または約２００℃よりも低い。
【００１７】
１つの態様において、接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）は、硬化した後に２５°Ｃを超えて変化しない（より好ましくは約１０℃未満）。
【００１８】
１つの態様において、接着剤は、約１００ＭＰａ未満、約７５ＭＰａ未満、および約５０ＭＰａ未満から選択される貯蔵剪断弾性率を有する。かかる性質は、下記のようなレオロジー試験などの公知の技術によって測定される。
【００１９】
接着剤が、熱可塑性材料、熱硬化性材料などの硬化性材料、および／またはエラストマー材料の組合せを含有してもよい。１つの態様において、接着剤が、エラストマーを約３０〜約７０重量部（ｐｂｗ）（より好ましくは約３０〜約６０ｐｂｗ）および相応して熱硬化性ポリマーを約７０〜３０ｐｂｗ（より好ましくは少なくとも約４０またはさらに５０ｐｂｗ）含む。例えば、接着剤が、エラストマーを約４５〜約６０ｐｂｗおよび硬化性ポリマーを少なくとも約４０ｐｂｗで含んでもよい。又、接着剤がエラストマーおよび熱可塑性ポリマーを任意選択的に熱硬化性ポリマーと共に含んでもよい。
【００２０】
適したエラストマーには、天然ゴムおよび合成ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、合成ポリイソプレン、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリ（アルファオレフィン）、スチレン−ブタジエンランダムコポリマー、フルオロエラストマー、シリコーンエラストマー、およびそれらの組み合わせなどがある。かかるエラストマーには、ポリ（ブタジエン−コ−アクリロニトリル）コポリマーなどがある。
【００２１】
適した硬化性材料には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、シリコーン、およびそれらの組み合わせ、例えばかかる樹脂のコポリマーを必要とするハイブリッド材料がある。熱、光、紫外線、および／または湿分などのどんな公知の硬化機構を用いてもよく、この選択は本技術分野の範囲内である。スマートカードの場合、１つの好ましい硬化機構は熱である。
【００２２】
又、適した接着剤には、公知のハイブリッド材料、例えば湿分硬化材料、および感圧硬化性材料などがある。
【００２３】
フェノール樹脂が必要とされる場合、この樹脂は任意選択的にヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）を含有してもよい。ＨＭＴＡの含有量は、フェノール樹脂の重量（重量％）を基準として少なくとも約５重量％または６重量％から約１５重量％未満またはさらに、約１０重量％未満までの範囲であってもよい。この樹脂中の遊離フェノール量は、約２重量％未満、より好ましくは約１重量％未満またはさらに約０．２重量％未満の範囲であってもよい。
【００２４】
１つの態様において、適したフェノール樹脂は、約９０〜約１１０℃の融点を有する。
【００２５】
又、粘着付与剤、例えばロジンおよびロジン誘導体、ポリテルペン、クマロンインデン、芳香族炭化水素樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、水素化樹脂および炭化水素樹脂、例えば：アルファピネン系樹脂、ベータピネン系樹脂、リモネン系樹脂、ピペリレン系炭化水素樹脂の他、ロジン、ポリテルペンのエステル、テルペン−フェノール類、およびスチレン−無水マレイン酸などが異方性接着剤に含有されてもよい。一般に、粘着付与剤は、基礎接着材料１００重量部当たり約１０〜約２００重量部を占める。
【００２６】
任意選択的に、接着剤が、他の充填剤、スペーサー粒子、酸化防止剤、紫外線安定剤、腐蝕防止剤、補強材、および熱伝導性粒子などの添加剤を含有することもできる。
【００２７】
本発明の異方性導電性接着剤の成分は、どんな公知の方法によって製造されてもよい。粒子は好ましくは、液体接着剤中への粒子のブレンド、溶融加工、またはスクリーンを通しての粒子の散布によるなどのどれかの公知の混合技術などによって、接着剤中に均一に分散される。例えば、繊維などの細長い粒子を有する接着剤は、繊維と選択された接着剤配合物とのフレンドのダイコーティング、またはライナー、基材、電子要素、またはキャリアフィルム上への接着剤の予備コーティング、およびスクリーン装置を用いて導電性繊維を接着剤上に分散させるなどの様々な公知の方法によって製造されてもよい。別の例については、粉末篩（ｆｌｏｕｒ ｓｉｆｔｅｒｓ）またはソルトシェーカーなどの粒子分配装置が一般に、粒子を分散させる時に使用される。適した粒子分配装置を用いることができ、そこにおいて、例えば撹拌または清掃用部材のどちらかを用いて、適した大きさの孔を有するスクリーンを通して粒子を分配する。かかる方法の例は、米国特許第６，５６９，４９４号明細書に記載されており、導電性粒子を電気帯電させる任意の余分の工程を用いて粒子を互いに分離状態に保つことができる。又、繊維を含有する接着剤層、シート、またはウェブを単一のローラーでまたは２つのローラーの間で加圧またはニップに送ることにより、分散された粒子をさらに埋め込むことができる。
【００２８】
１つの実施態様において、導電性繊維を接着剤中に固定するかまたは部分的に埋めることができ、これにより、結合する前に繊維の一部が環境に暴露される。これは、構造体が複数の小さなばね押し電気コンタクトとして作用することを可能にする場合がある。結合した後、繊維は結合部の平面内にあり、好ましくは接着剤の厚さ内にある。
【００２９】
図１は、接着剤ベース中の分散された（この画像において８表面積パーセント（ＳＡ％））細長い電気伝導性細長い粒子を示す光学顕微鏡写真のデジタル画像である。
【００３０】
電気伝導性粒子のレベルは、横方向の電気絶縁（ｘ−およびｙ方向の非導電性）を行いながら、所望の方向の電気伝導性（一般に厚さまたはｚ方向）をもたらすように選択される。電気伝導性粒子のレベルは好ましくは、各々のコンタクト領域のために多数の粒子を提供するように選択される。例えば、１つの態様において粒子の密度は、１つのコンタクト領域またはパッド当たり少なくとも約６（より好ましくは少なくとも約３０）の粒子である。電気コンタクトパッドの大きさは、非常に小さい（例えば、約０．５ｍｍ２より小さい）から比較的大きい（例えば、約９ｍｍ２まで）、の範囲であり、スマートカードについての平均が約４ｍｍ２である）。
【００３１】
粒子のレベルの尺度は、覆われた表面積のパーセント（ＳＡ％）である。この尺度において、ランダムに選択された領域の（接着剤の厚さにわたってとられた）デジタル画像を好ましくは画像処理ソフトウエアを利用して検査し、粒子を有さない接着剤の面積に対して粒子によって覆われた面積を決定する。粒子面積を全面積で割ることによって、表面積のパーセンテージが得られる。本発明において、接着剤中の電気伝導性粒子のレベルは少なくとも約５ＳＡ％、より好ましくは少なくとも約１０ＳＡ％である。本発明において、接着剤中の電気伝導性粒子のレベルは約５０表面積パーセント（ＳＡ％）未満、より好ましくは約４０ＳＡ％未満、より好ましくは約３０ＳＡ％未満である。
【００３２】
粒子の表面積の被覆面積のレベルは一般に、接着剤母材の約１ＳＡ％〜約３０ＳＡ％（より好ましくは約５ＳＡ％〜約１５ＳＡ％）の範囲である。低いほうのレベルが１パッド中に少なくとも約６粒子を提供するのがよく、高いほうのレベルが、パーコレーションまたは望ましくないレベルのｘ−ｙ面の導電率が生じるレベルより下であるのがよい。
【００３３】
概して細長い粒子の主寸法が約１０〜約５００μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約２５０μｍの範囲である。概して、平均粒度に基づいて細長い粒子の最大寸法は、約１５〜約２００μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約１８０μｍの範囲である。概して、細長い粒子の小さいほうの寸法は約５〜約１００μｍ、より好ましくは約１０μｍ〜約５０μｍの範囲である。
【００３４】
細長い粒子は高アスペクト比を有し、例えば非球形粒子、楕円形粒子、繊維（ウィスカーおよび針など）、フレークおよびそれらの組合せである。
【００３５】
１つの態様において、電気伝導性粒子が、電気伝導性コーティングを有する繊維から選択される。概して細長い粒子の主寸法（例えば、繊維の場合は長さ）は、約１０μｍ〜約２００μｍの平均粒度にわたり、低いほうの粒度は、より狭いピッチ用途のために選択される。基礎材料は、ガラスなどの非導電性材料であってもよい。例えば、金属コーティングなどのどんな公知の電気伝導性コーティングを使用することもできる。市販の細長い電気伝導性粒子は、ペンシルベニア州、バレーフォージ（Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ）のポッター・インダストリーズ（Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）製のコンダクト・Ｏ・フィル（Ｃｏｎｄｕｃｔ−Ｏ−Ｆｉｌ）（登録商標）銀被覆粒子として入手可能である。
【００３６】
別の実施態様において、繊維などの細長い粒子が、球形および／または不規則な形状を含めて他の形状を有する粒子と組み合わせて用いられる。概して球形および不規則な粒子の主寸法（例えば、球形粒子の場合は直径であるが、この直径はまた、球形粒子の特殊な場合では小さいほうの寸法である）は、約２μｍ〜約８０μｍの平均粒度にわたり、低いほうの粒度は、より狭いピッチ用途のために選択される。１つの態様において、導電性または非導電性であり得る、かかる二次粒子を用いて、電子要素が結合される時の結合ラインの厚さを決定することができる。
【００３７】
別の態様において、細長い粒子の小さいほうの寸法を用いて接着結合部の厚さを制御する。この態様において、任意の細長でない粒子のレベルが、結合部の厚さを有害なまで増大させないように低く保たれる。
【００３８】
本発明の１つの態様において、球形および／または不規則な粒子の最大平均粒度は、細長い粒子の小さいほうの寸法（例えば、繊維の幅または直径）より実質的に大きくない。本明細書中で用いるとき、「実質的により大きい」は、少なくとも約１５％、より好ましくは少なくとも約２５％大きいことを意味し、ある場合には５０％、１００％、２００％またはそれ以上大きいことを意味する。他の態様において、球形および／または不規則な粒子の最大平均粒度が細長い粒子の小さいほうの寸法（例えば、繊維の幅または直径）より実質的に大きいとき、細長でない粒子の量は好ましくは、重量を基準として細長い粒子の量よりも少ない（好ましくは非常に少ない）。別の態様において、細長でない粒子の量は、細長い粒子の量よりも少なくとも約５重量％少ない（より好ましくは少なくとも約１０重量％少なく、いくつかの実施態様において少なくとも約２０重量％少ない）。
【００３９】
導電性繊維を含む接着フィルムを使用して、スマートカード上のキャビティ中にマイクロプロセッサモジュールを付着させることができ、そしてこのカードは例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）あるいはポリエステル（ＰＥＴ）から製造される。カードブランクは例えば、作付けアンテナを有するコンビネーション・カードであってもよい。接着フィルムおよびどれかの周知の結合方法を用いてモデュールをカードに結合することができる。１つのそのような方法は、データカード（Ｄａｔａｃａｒｄ）（Ｓｅｍｏｙ，Ｆｒａｎｃｅ）から入手可能なモデルＥＮＣ３０００Ｇ４自動モデュール結合装置を必要とする。
【００４０】
自動装置を用いて完全に使用可能なマイクロプロセッサをカードブランクに結合するための作業パラメーターとしては、予備粘着温度（接着剤を粘着性にするために十分に高い温度、例えば、約８０℃〜約２００℃、電子デバイスをカードに付着させるために十分な予備粘着圧力、例えば、約０．５バール（０．５×１０５Ｐａ）〜約１２バール（１２×１０５Ｐａ）、および約１〜約１０秒（より好ましくは約１．５〜約５秒）の時間、予備粘着温度／圧力条件を保持することなどが挙げられる。さらに別のパラメーターとしては、約９０℃〜約２２０℃の結合ヘッド温度が挙げられ、特定温度は、迅速な実験または類似の接着剤化学のための接着剤製造元のガイドラインによって選択される。さらに、上述の自動結合装置はまた、約０℃〜約２００℃のキャビティの予備加熱（脈動空気温度）、約５０ニュートン（Ｎ）〜約１００Ｎ（より好ましくは約６０Ｎ〜約８０Ｎ）の加熱力（この加熱力は、約１〜約１０秒（より好ましくは約３〜約７秒）の間保持される）、および結合温度より低い温度および好ましくは周囲温度より低く、より好ましくは約２０℃より低い温度での任意の（好ましい）冷却、を使用することができる。
【００４１】
本発明の１つの態様において、電子アセンブリが機能維持される。すなわち、電子要素の間の接着力は、著しく悪影響を及ぼされず、耐久柔軟結合部を必要とする電子アセンブリの構造的結合性が維持され、同時に、第１の電子要素と第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路が、曲げサイクルの少なくとも一部の間、維持される。「スマートカード」などの集積回路カードを必要とする実施例の１つにおいて、これは、集積回路カードの読み取りおよび／または書き込みモードが使用可能な状態であることを意味する。電気経路にわたる抵抗は好ましくは、約３０オームより低く維持され、より好ましくは約２０オームより低いかまたはさらに、約１０オームより低く維持される。
【００４２】
本発明の耐久柔軟結合部は好ましくは、少なくとも約２００の曲げサイクル、より好ましくは少なくとも約５００、１０００、２０００、４０００、５０００またはさらに多くの曲げサイクルの間、機能維持される。本発明の１つの態様において、電子アセンブリは、１０００の曲げサイクルの後に機能可能な状態であり、それは、本発明を備えるスマートカードなどのデバイスが数年の所期の使用にわたって機能することを確実にするはずである。別の態様において、電子アセンブリは、４０００の曲げサイクルの後に機能可能な状態であり、それは、本発明を備えるスマートカードなどのデバイスが、酷使にもかかわらず機能することを確実にするはずである。
【００４３】
例えば、長さ８．５ｃｍのスマートカード試料を、カードの各端部にクランプされたジョーをカードの中心の方向に移動させることによって上方に屈曲して２．４ｃｍ垂直移動して７．２ｃｍの「新しい長さ」とし、次いで初期状態に緩めることができる。次いで、幅５．４ｃｍのこのカードを同様に上方に屈曲して１．４ｃｍ垂直移動して４．６ｃｍの「新しい幅」とし、次いで初期状態に緩めることができる。次いでカードを下方に屈曲して同様な「新しい長さ」とし、緩め、そして下方に屈曲して垂直移動して同様な「新しい幅」とし、緩めることができる。この曲げサイクルに要するのは１秒未満であり、１０００の曲げサイクルは約２０分かかる。少なくとも１つの方向に屈曲する前、中、後ならびにこの屈曲の４５分後の抵抗を記録することにより、結合耐久性の指標を与えることができる。公知の異方性導電性接着剤は、屈曲した時に劣化または破損するか（抵抗が約２０オームを超えて増加する）、または抵抗の増加を示し、好ましくない耐久性の期待値を示す。本発明の１つの態様の電子アセンブリは、数千の曲げサイクル全体にわたった同様な抵抗を維持し、良好〜すぐれた耐久性の期待値につながる。より詳細な内容を以下に記載し、そこにおいて本発明は、数千の曲げサイクル全体にわたって耐久性をもたらす。
【００４４】
耐久柔軟結合部は、湿度、熱衝撃、および／または高温に耐性がある場合がある。より具体的には、耐久柔軟結合部は、耐湿性、耐熱性、および／または耐熱衝撃性の１つ以上の試験に耐える。好ましい実施態様において、前記結合部は、１つより多いかかる試験に耐える。本明細書中で用いるとき、「耐える」は、前記結合部が機能維持されることを意味し、好ましくは、前記結合部および／または電子アセンブリが、それが使用されるどんなデバイスにおいても最も弱いリンクではないことを意味する。
【００４５】
例えば、耐湿性は、相対湿度が少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約８０％、最も好ましくは少なくとも約９０％またはさらに９５％である間、少なくとも約５０℃、より好ましくは少なくとも約６０℃またはさらに６５℃または７０℃の温度において７日（より好ましくは１０日またはさらに、１４日）後の導電率によって測定されてもよい。
【００４６】
別の例については、耐熱衝撃性は、多数のサイクルの間、高温から低温、およびその逆に戻るなど、電子アセンブリを繰返し温度変化にかけた後の導電率を測定することによって決定されてもよい。高温は少なくとも約５０℃、より好ましくは少なくとも約６０℃または７０℃、もしくはさらに高い（好ましくは、約２１０℃など、最高結合温度より低い）。低温は約０℃より低く、より好ましくは、約−２０℃、−３０℃、−３５℃、−４０℃より低く、またはさらに、より低い（好ましくは、極低温の極値より高い）。サイクル数は、少なくとも約３、より好ましくは少なくとも約１０、２５、５０、１００、またはさらにそれ以上である（５０サイクルが通常、電子アセンブリが数ヶ月〜数年の通常使用にもちこたえることを確実にするのに十分である）。耐熱衝撃性の試験のための１つの有用な組合せは、７０℃〜−３５℃で５０回の衝撃後に導電率を測定することを必要とする。これらの試験において、サイクル経過した後の導電率は、電子アセンブリの機能のために十分でなければならない。
【００４７】
さらに別の例のために、耐熱性は、少なくとも約７０℃、より好ましくは少なくとも約８５℃、１００℃、１２５℃、１５０℃またはさらにそれ以上などの高温に暴露した後の導電率を測定することによって決定されてもよいが、最高温度は、電子アセンブリ中の他の成分によって制限されることがある。かかる試験において、アセンブリは、少なくとも約２４時間、より好ましくは少なくとも約４８、７２、１００、２５０、５００、１０００、１５００、またはさらに、２０００時間、高温に保持され、この暴露後に電子アセンブリは、機能可能なままである周囲温度に戻される。
【００４８】
図２は、本発明の様々な実施態様、ならびに本発明の必要とされる特徴をもたない比較例の電子アセンブリによる電子アセンブリの合格率の累計を示す。各試験は１００％の最高合格率を有し、従ってこのチャートの全最大値は３００％である。アセンブリＡ（実施例１）は、アセンブリＢ（Ｃ１）よりもさらに良い性能を示す。アセンブリＣ（実施例３）は、アセンブリＤ（Ｃ２）よりもさらに良い性能を示し、それはまた、本発明の先行の実施態様（アセンブリＡ）よりも改良を示す。アセンブリＥ（実施例５）は、全ての先行の材料よりもさらに良い性能を示し、又、アセンブリＦ（Ｃ３）よりも改良を示す。比較用材料ＢおよびＤの試料のどれも湿度試験を合格せず、１０〜１３％だけが熱衝撃試験に合格した。３つの試験の総計が少なくとも１００％であることによって、その電子アセンブリのさらに別の問題が保証されることが示される。各試験について様々なアセンブリを比較すると、本発明によるアセンブリの性能が劇的によくなることを示す。アセンブリＡ、Ｃ、およびＥは全て、比較用アセンブリよりもすぐれているが、アセンブリＥが全体的な最良の性能を示す。
【００４９】
第１および第２の電子要素の間の結合部を分離すると、一般に、一方または両方の電子要素、１つ以上の接触点、および／または全電子アセンブリを破壊し、電子アセンブリを機能不可能にする。この態様は、耐タンパー性の特徴をアセンブリに与える。
【００５０】
本発明の接着構造体は、球形粒子を有する公知の導電性接着剤より低い電気抵抗、より高い耐機械的歪み性、および／またはより高い耐熱衝撃性などの特徴を有するすぐれた電気性能を提供する。
【００５１】
接着剤は、この接着剤で作製された結合部の機能および耐久性を妨げない限りにおいて、熱伝導性粒子、非電気導電性粒子（同じく熱伝導性であってもよい）、酸化防止剤、染料、顔料、充填剤、定着剤、難燃剤等の付加的な成分を含有することができる。
【００５２】
本発明は、電子部品および／またはサブコンポーネントを有する電子デバイスにおいて有用である。１つのこのようなデバイスはスマートカードである。
【００５３】
本発明の目的および利点は、以下の実施例によってさらに示されるが、これらの実施例に記載された特定の材料およびそれらの量、ならびに他の条件および詳細は、本発明を不当に限定すると考えられるべきではない。
【実施例】
【００５４】
材料
エラストマー ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー（結合アクリロニトリル含有量４１重量パーセント（重量％）、英国、サウスグラモーガン、サリーのゼオン・ケミカル・ヨーロッパ社（Ｚｅｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｅｕｒｏｐｅ，Ｌｔｄ．，Ｓｕｌｌｙ，Ｓｏｕｔｈ Ｇｌａｍｏｒｇａｎ，ＵＫ）からＢＲＥＯＮ Ｎ４１Ｈ８０として入手可能）。
【００５５】
樹脂 フェノールノボラック樹脂とヘキサメチレンテトラミンの配合物（遊離フェノール＜０．２％および９％のヘキサメチレンテトラミンを有するものとして記載。ドイツ、イーザローン・レトマテのベークライトＡＧ（Ｂａｋｅｌｉｔｅ ＡＧ，Ｉｓｅｒｌｏｈｎ−Ｌｅｔｍａｔｈｅ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から０２２２ ＳＰ ０６として入手可能）。
【００５６】
接着剤１ ポリエステル系熱可塑性非硬化結合用フィルム（ミネソタ州、セントポールの３Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名３Ｍ（登録商標）サーモ・ボンド・フィルム（Ｔｈｅｒｍｏ−Ｂｏｎｄ Ｆｉｌｍ）６１５ＥＧとして入手可能）であり、レオメトリクス・ダイナミック・アナライザ（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒ）（ＲＤＡ）によって測定され、以下に記載された試験方法によって試験されたレオロジー性質は、Ｔｇが３４℃、Ｇ’が１×１０８ダイン／平方センチメートル（ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ）（１０メガパスカル（ＭＰａ））、およびＧ”が５×１０７ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（５ＭＰａ）である。
【００５７】
接着剤２ ポリエステル系熱可塑性樹脂非硬化結合用フィルム（ミネソタ州、セントポールの３Ｍ社から商品名３Ｍ（登録商標）サーモ・ボンド・フィルム６６８ＥＧとして入手可能）であり、ＲＤＡによって測定されたレオロジー性質は、Ｔｇが１０．８℃、Ｇ’が２×１０７ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（２ＭＰａ）、およびＧ”が１×１０７ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（１ＭＰａ）である。
【００５８】
電気伝導性粒子１（ＥＣＰ１） 銀で被覆された短いガラス繊維（ペンシルベニア州、バレーフォージのポッター・インダストリーズ（Ｐｏｔｔｅｒｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｖａｌｌｅｙ Ｆｏｒｇｅ，ＰＡ）からコンダクト−Ｏ−フィル（Ｃｏｎｄｕｃｔ−Ｏ−Ｆｉｌ）（登録商標）ＳＦ８２ＴＦ８として入手可能）、平均粒度が１３０μｍ、Ｄ１０が５０μｍおよびＤ９０が１７５μｍであり、ならびに８重量％の銀を有するものとして記載され、又、平均直径が約２０〜３０μｍであると考えられる。
【００５９】
電気伝導性粒子２（ＥＣＰ２） 銀被覆ガラスビード、平均粒径４３μｍ（ポッター・インダストリーズからコンダクト−Ｏ−フィル（登録商標）Ｓ−３０００−Ｓ３Ｐとして入手可能）。
【００６０】
試験方法
Ａ．接着剤の試験
１）ＰＶＣおよびＰＥＴＦからの１８０°剥離接着力
約２００ｍｍの長さおよび約２５ｍｍの幅を有する接着フィルムの試料を、加熱プレスを用いて、１９０℃の温度および３バール（３×１０５Ｐａ）の圧力および５秒の結合時間を用いてポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）の試験板（フランス、ラ・ガレン・コロンブ（Ｌａ Ｇａｒｅｎｎｅ Ｃｏｌｏｍｂｅｓ，Ｆｒａｎｃｅ）のＡＬＴからＷ／Ｍ２ＸＢ１９０μｍとして入手可能なカード）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＦ）（デラウェア州、ウィルミントンのデュポンカンパニー（ＤｕＰｏｎｔ Ｃｏ．，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からメリネックス・コアー（ＭＥＬＩＮＥＸ Ｃｏｒｅ）１として入手可能な厚さ３０７μｍのポリマーフィルム）に結合した。次に、同様な第２のシートを積層によって接着フィルムの露出面に結合した。次いで、１８０°の剥離の測定を実施するために、試料の露出端を把持し、インストロン（Ｉｎｓｔｒｏｎ）モデル４３０１（マサチューセッツ州、カントンのインストロン・コーポレーション（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．，Ｃａｎｔｏｎ，ＭＡ）製）を用いて１５０ｍｍ／分の速度において１８０°で剥離した。試験を３つの試料について行い、平均の結果をニュートン／センチメートル（Ｎ／ｃｍ）単位で記録した。
【００６１】
２）ガラス転移温度、Ｔｇ ℃
動的機械的熱分析（ＤＭＴＡ）を使用して、接着剤のガラス転移温度（Ｔｇ）（℃単位）を示す。ニュージャージー州、ピスキャタウエィのレオメトリック・サイエンティフィック社（Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｐｉｓｃａｔａｗａｙ，ＮＪ）から入手可能な動的機械的熱分析器（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｚｅｒ）Ｖを用いて、フィルム試料を−１００℃〜２００℃の範囲にわたって毎分２℃の率で加熱し、熱転移を１ヘルツの周波数および０．０５％の歪において記録した。試験を引張モードで行なった。試験を少なくとも２つの試料について行い、平均の結果が報告された。
【００６２】
３）レオロジー性質
レオメトリー・サイエンティフィックから入手可能なレオメトリクス・ダイナミック・アナライザ（ＲＤＡ）を用いて貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）、損失剪断弾性率（Ｇ”）、およびガラス転移温度Ｔｇを２５℃および１ヘルツ（Ｈｚ）において決定した。ＡＳＴＭ Ｄ５２７９は概して、この試験方法のための計測について記載する。試料フィルムを層状に重ね、厚さ１〜３ｍｍの試料を得た。試料を直径８ｍｍの平行なプレート間のＲＤＡ内に置き、ＲＤＡを６．２８ラジアン／秒（１ヘルツ）の剪断速度において動作させた。貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）および損失剪断弾性率（Ｇ”）をダイン／ｃｍ２において記録し、メガパスカル（ＭＰａ）に変換し、ガラス転移温度Ｔｇを度（摂氏）（℃）単位で記録した。
【００６３】
４）動的剪断
長さ約２００ｍｍおよび幅約２５ｍｍの接着フィルムの試料を、エッチングされたアルミニウムの試験板に結合し、２５ｍｍ×２５ｍｍの結合領域を形成した。結合部を、接着剤１ベースの実施例１、２、およびＣ１については５分間１４０℃および２バール（２×１０５Ｐａ）の圧力において製造し、接着剤２ベースの実施例３、４、およびＣ２については５分間、１６０℃および２バール（２×１０５Ｐａ）の圧力において製造し、（下記の）実施例５、６、およびＣ３の接着剤については５分間１９０℃および５バールの圧力（５×１０５Ｐａ）において製造した。結合部を２．５ｍｍ／分のクロスヘッド速度において試験した。試験を３〜４の試料について行い、平均の結果をＭＰａ単位で記録した。
【００６４】
５）表面積のパーセント
埋め込まれた粒子によって覆われた表面積を顕微鏡を用いて測定した。それらの表面の上に埋め込み粒子を有する物品を、ビデオカメラを備えたオリンパス（ＯＬＹＭＰＵＳ）ＢＸ６０Ｆ５（日本のオリンパス光学工業社（Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｊａｐａｎ）から入手可能）顕微鏡を用いて２０倍の倍率において検査した。ランダムに選択された領域の写真を撮り、画像を後で検査するためにデジタルフォーマットで記録した。各々が約１ｍｍ２の領域を有するいくつかの画像を、シグマスキャン（ＳＩＧＭＡＳＣＡＮ）ＰＲＯ５画像処理ソフトウェア（イリノイ州、シカゴのＳＰＳＳ社（ＳＰＳＳ Ｉｎｃ．，Ｃｈｉｃａｇｏ．ＩＬ）から入手可能）を用いて分析し、粒子によって覆われた面積を得た。覆われた面積のパーセンテージを求めるために、試料中のすべての粒子の平均面積を画像化領域の全面積で割った。この数を１００で乗じてパーセンテージを得た。試験を３つの試料について行い、平均の結果が報告された。
【００６５】
Ｂ．カード関連の試験
カードの作製および電気抵抗
内部に埋め込みアンテナおよび電子配線を有するデュアル・インターフェースＰＶＣカードブランク（フランス国、パレソ・セデのＡＣＧフランス（ＡＣＧ Ｆｒａｎｃｅ，Ｐａｌａｉｓｅａｕ Ｃｅｄｅｘ，Ｆｒａｎｃｅ）からデュアル・インターフェース・バージョン・オーネ・モデュール・メンゲ（Ｄｕａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｖｅｒｓｉｏｎ Ｏｈｎｅ Ｍｏｄｕｌ Ｍｅｎｇｅ） Ｓ１３として入手可能）を、工業規格に記載された結合手順を用いて、すなわち、１８０℃および９バール（９×１０５Ｐａ）の圧力において５秒間、自動モデュール結合装置（モデルＥＮＣ３０００Ｇ４としてデータカードから入手で可能）を用いて、ダミーマイクロプロセッサーモデュールに結合した。実施例において作製された接着フィルムを用いて、各実施例の接着剤を有する合計で約２００の結合されたカードを製造した。ダミーモデュール上に設けられた２つの露出した測定点を接触させることによって、電気抵抗をオーム単位でオーム・メータ（ワシントン州、エバレットのフルーク・コーポレーション（Ｆｌｕｋｅ Ｃｏｒｐ．，Ｅｖｅｒｅｔｔ，ＷＡ）製のフルーク（Ｆｌｕｋｅ）８３ＩＩＩマルチメータ）を用いて測定した。抵抗には、ダミーモデュールおよび埋め込みアンテナの抵抗が含まれる。カードのすべての抵抗を最初と応力試験の１つを行なった後に測定した。
【００６６】
１）初期抵抗
電気抵抗を、結合後にすぐに測定した。試験を各実施例の接着剤から作製された８０〜１５０のカードについて行い、全てのカードの平均を記録した。
【００６７】
２）曲げサイクル試験
結合されたカードを、データカード（Ｄａｔａｃａｒｄ）から「トゥイスター（Ｔｗｉｓｔｅｒ）」として入手可能な試験装置を用いてＩＳＯ￥ＩＣＥ１０３７３第１−３部によって試験した。試験には、２３℃において４つのモードで屈曲することが含まれる。モードは次の通りである。すなわち、（各カードの端を保持するジョーをカードの中心の方向に移動させることによって長さにおいて）２０ｍｍ上に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することと、（各カードの側面を保持するジョーをカードの中心の方向に移動させることによって幅において）１０ｍｍ上に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することと、同様に（長さにおいて）２０ｍｍ下に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することと、同様に（幅において）１０ｍｍ下に曲げ、その後に元の位置に戻し、２５０回反復することである。これによって１０００回の曲げサイクルが行なわれ、約２０分かかる。この試験を反復して、記載したように１０００回の単位で数千の曲げサイクルを行い、結果を以下に記載する。試験を各実施例の接着剤から作製された最低２０のカードについて行なった。
【００６８】
３）湿度老化
結合されたカードを１０日間、６５℃および９５％の相対湿度に暴露した。試験を各実施例の接着剤から作製された最低２０のカードについて、湿潤環境から除去された数分以内に行なった。
【００６９】
４）熱衝撃
結合されたカードを１５分間−３５℃の温度に暴露し、次いで（１分以内に）低温環境から７０℃の温度の炉に移動させ、そこにカードを１５分間、保持した。次いでカードを（１分以内に）炉から低温環境（−３５℃）に移動させた。この温度サイクルを５０サイクル反復した。熱衝撃サイクルの終了から数分以内に試験を行なった。試験を各実施例の接着剤から作製された最低２０のカードについて行なった。
【００７０】
この試験において、「合格」は、個々の結合されたカードが２０オーム以下の抵抗の測定値を有したことを意味し、「損傷されたカード」は、個々の結合されたカードが２０オームを超える抵抗の測定値を有したことを意味し、「開」は、個々の結合されたカードが無限抵抗（接続されていないカードまたは開回路）を有したことを意味する。以下の表には、各試験の結果として最低２０のカードの「合格」のパーセントおよび「開」のパーセントの結果が記載される。
【００７１】
５）モデュールの接着力
上に記載されたようにモデュールをカードに結合した（カードの作製）。次いで、モデュール下のカードの小片を切り取り、モデュールの後部へのアクセスを可能にする。次に、カードを引張試験機内のジグに保持し、直径６．５ｍｍの平らな端部を有する円筒プローブを、１０ｍｍ／分のクロスヘッド速度においてカードの後側から結合モデュールの方へ送った。結合部の破損時の最大力をニュートン単位で記録した。試験を実施例の接着剤ごとに３〜４のカードについて行い、平均の結果が報告された。
【００７２】
６）モデュールの除去試験（耐タンパー性）
これは、耐タンパー性の尺度である。モデュールをカードから除去すると、自己破壊するかまたはモデュールに損傷を与えることができ、それを使用不能にするかまたはデータを別のカードに移すことを不可能にするのがよい。試験は、カード−モデュール結合の耐タンパー性の主観的な指標である。一般的なタンパー技術は、モデュールを無損傷に除去するために使用される。これらには、手作業で剥離することが含まれる。モデュールを除去すると常にそれを破壊する結合されたアセンブリは、「＋」として示された。モデュールおよび／またはカードに損傷を与えずにモデュールを除去することができる結合されたアセンブリは、「−」として示された。モデュールおよび／またはカードに若干の損傷を与えるがそれを完全には破壊せずにモデュールを除去することができる結合されたアセンブリは、「（＋／−）」の中間結果として示された。
【００７３】
粒子の埋め込み
実施例１〜６において、様々な被覆ウェブに、リザーバを撹拌するための手段および粒子の分配を促進するためのブラシと共に篩を有するリザーバを備えた機器を用いて粒子を埋め込んだ。適した機器の１つの例は、米国特許第６，５６９，４９４号明細書に完全に記載されている。より具体的には、電気接地された熱板を用いて、接着剤を粘着性状態に軟化させ、次いで粒子をリザーバから接着剤ウェブ上に散布した。このリザーバは、（接着剤ウェブに最も近い）その前壁の矩形の開口を有した。開口を、スクリーン印刷に一般に用いられるナイロンスクリーン（８０μｍの大きさ、ニューヨーク州、サマースのサーティ・アメリカのマジェスティク・デヴィジョン（Ｓａａｔｉ Ａｍｅｒｉｃａ’ｓ Ｍａｊｅｓｔｉｃ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｓｏｍｅｒｓ，ＮＹ）から販売されている）で覆った。粒子を高電圧（一般に７ｋＶ）において電気帯電させ、散布中にそれらを十分に分散された状態に保つ。合成繊維のフェルト裏材から製造された塗装ローラーブラシ（ニューヨーク州、ニューヨークのコリンズ＆エイトケン・カンパニー（Ｃｏｌｌｉｎｓ ＆ Ａｉｔｋｅｎ Ｃｏ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ．ＮＹ）から販売されている）をナイロンスクリーンと接触させたまま回転させてスクリーンを通して粒子を分配させるのを助けた。ブラシの回転速度を変えるために、毎分３〜９０回転（ｒｐｍ）でブラシを回転させるモーターにＤＣ電圧（０．６Ｖ〜１２Ｖの範囲）を印加し、分配速度を制御した。４Ｖ（２９ｒｐｍ）の値によって、１０％〜１４％の表面積のパーセントが得られた。均一な分配を容易にするために、リザーバ内の粒子を機械的に撹拌した。粒子を散布した後、ウェブを２つのロールのニップに通過させ、分散された粒子を接着剤ウェブにさらに埋め込んだ。
【００７４】
実施例の全てを湿度制御された環境において行なった。機器内の代表的な相対湿度は約１０％より低く保たれ、周囲温度は約３０℃であった。
【００７５】
実施例１および２
ＥＣＰ１粒子を、上述の一般的方法および装置を用いて接着剤１のフィルムに埋め込んだ。下記のパラメーターを用いた。すなわち、ウェブ速度が０．４６メートル／分（ｍ／ｍｉｎ）（１．５フィート／分（ｆｐｍ））、熱板温度が９０℃、ブラシ上のチャージワイヤと熱板との間の距離が３０ｍｍ、およびブラシを回転させるための動作電圧が４ボルト（Ｖ）である。７ｋＶの負のＤＣ電位を分配装置に印加した。被覆された接着フィルムを、１平方インチ（ｐｓｉ）当たり２０ポンド（０．１３８ＭＰａ）のニップ圧力に設定された２つのシリコーンゴムロールのニップ中に送った。
【００７６】
次に、導電性繊維を含む接着フィルムを用いて、ダミーのマイクロプロセッサモデュールをＰＶＣから製造されたスマートカード上のキャビティに付着させた。上述の結合装置を用いて実施例１の接着フィルムを用いてモデュールをＰＶＣカードに結合した。
【００７７】
自動装置を用いて完全に使用可能なマイクロプロセッサをカードブランクに結合するための作業パラメーターを挙げると、以下の通りである。予備粘着温度：実施例１、２、およびＣ１については１００℃、実施例３、４、およびＣ２については１６０℃、および実施例５、６、およびＣ３については１５０℃。予備粘着圧力：５．５バール。予備粘着時間：１．５〜４．５秒。結合ヘッド温度：実施例１、２、およびＣ１については１６０℃、実施例３、４、およびＣ２については１９０℃、および実施例５、６、およびＣ３については２００℃。キャビティの予備加熱（脈動空気温度）：０〜２００℃。加熱力：５〜６秒間、６２〜７８．５ニュートン。１５℃においての冷却：連続的である。
【００７８】
実施例２を実施例１の場合と同様に製造したが、ただし、（１）電気伝導性粒子の混合物を接着剤の表面に埋め込んだ。導電性粒子の適用された混合物は、５０ｐｂｗのＥＣＰ１粒子および５０ｐｂｗのＥＣＰ２粒子を含み、（２）導電性粒子の混合物を接着フィルムに適用するための作業パラメーターは、４．６ｍ／分（１５ｆｐｍ）およびブラシを回転（１７ｒｐｍ）させるための動作電圧２．５Ｖにおいてウェブが移動するように調節された。
【００７９】
上述の試験方法によって接着フィルムについて試験を行なった。接着フィルムの性質を表１にまとめる。全ての接着フィルムが約６０μｍの厚さであった。結合されたカードの試験結果を表２にまとめる。
【００８０】
実施例３および４
実施例３において、実施例１において使用されたのと本質的に同じ方法によってＥＣＰ１粒子を接着剤２に適用し、他方、実施例４において、実施例２の粒子混合物を、実施例２の方法によって接着剤２に適用した。
【００８１】
実施例５および６
５５重量部（ｐｂｗ）のエラストマーと４５ｐｂｗの樹脂との溶液を調製するために、最初にエラストマーをメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶解し、次いで樹脂を添加した。混合によって溶解を終えた後、溶媒の比がＭＥＫ／トルエン８０／２０ｐｂｗ重量となるようにトルエンを添加した。溶液の粘度は約５，０００〜１０，０００ｍＰａ．ｓｅｃであった。
【００８２】
このように調製された溶液を、コーティングの厚さが約２００μｍとなるようにナイフコータを用いてシリコーン−コーテッドペーパーを含む剥離ライナー上にコートした。溶媒を除去するために有効な最低温度の約６０℃において強制空気炉を用いてコーティングを乾燥させ、約６０μｍの厚さの不粘着性フィルムをもたらした。不粘着性フィルムを上述の試験方法を用いてレオロジー性質について試験した。結果は、Ｔｇが３６．３℃、Ｇ’が３×１０８ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（３０ＭＰａ）、およびＧ”が２．５×１０８ｄｙｎ／ｓｑ．ｃｍ（２５ＭＰａ）であった。実施例１に使用されたのと本質的に同じ方法によってＥＣＰ１粒子をフィルムに適用した。
【００８３】
特に、実施例５は、それぞれ、湿度（１０％だけが損傷された）、熱衝撃（カードが損傷されなかった）および屈曲試験（６％のカードだけが損傷された）を含めた３つの老化試験に暴露した後に少数のカードが損傷されたことを示す。
【００８４】
実施例６は、実施例５と同じ方法によって作製されたが、ただし、実施例２の粒子混合物を、実施例２の方法によって実施例５の接着剤に適用した。
【００８５】
比較例１〜３（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）
接着剤１、接着剤２、および実施例５の接着剤配合物を有する接着フィルムにそれぞれ、銀被覆ガラス球だけがそれらの表面に埋め込まれる方法を実施した。作業変数は繊維と球との混合物に使用された作業変数と同じであった。すなわち、：熱板の温度９０℃、ウェブ速度４．６ｍ／分（１５ｆｔ／分）、１４ＳＡ％の粒子を提供するための回転ブラシ（１２ｒｐｍ）の動作電圧１．８Ｖ、負のＤＣ電位７ｋＶおよびシリコーンロールニップ圧力２０ｐｓｉ（０．１３８ＭＰａ）を使用した。
【００８６】
Ｃ１を上記の実施例１に示したように作製したが、ただし、ＥＣＰ２粒子をＥＣＰ１粒子の代わりに用いた。Ｃ２を上記の実施例３に示したように作製したが、ただし、ＥＣＰ２粒子をＥＣＰ１粒子の代わりに用いた。Ｃ３を上記の実施例５に示したように作製したが、ただし、ＥＣＰ２粒子をＥＣＰ１粒子の代わりに用いた。
【００８７】
【表１】
【００８８】
【表２】
【００８９】
【表３】
【００９０】
種々の修正が本発明の範囲および原理から逸脱することなく実施できることは、上記の説明から当業者には明白であり、本発明は、本明細書に示した例示的な実施態様によって不当に制限しようとするものではないと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】伝送モードでとられた本発明に有用な接着剤表面の光学顕微鏡写真のデジタル画像である。
【図２】本発明の電子アセンブリを比較用材料と比較するグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電子要素と、
第２の電子要素と、
それらの間の耐久柔軟結合部と、を含み、前記結合部が、
細長い電気伝導性粒子を含む異方性導電性接着剤と、
細長いコンタクト領域によって設けられた、前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路とを含み、
前記結合部が少なくとも約２００回の曲げサイクルの間、機能維持される、電子アセンブリ。
【請求項２】
前記細長い電気伝導性粒子が、非球形粒子、楕円粒子、繊維、およびフレーク、ならびにそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３】
前記電気伝導性粒子が、電気伝導性コーティングを有する繊維から選択される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項４】
前記結合部が少なくとも約５００、少なくとも約１０００、少なくとも約２０００、少なくとも約４０００、および少なくとも約５０００から選択される多数の曲げサイクルの間、機能維持される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項５】
前記接着剤が硬化性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項６】
前記接着剤が構造用接着剤である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項７】
前記接着剤のＴｇが、硬化後に２５℃を超えて変化しない、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項８】
前記接着剤が約１００ＭＰａ未満、約７５ＭＰａ未満、および約５０ＭＰａ未満から選択される貯蔵剪断弾性率を有する、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項９】
前記接着剤が約２１０℃より低い温度において約１０秒未満で硬化可能である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１０】
前記接着剤が熱可塑性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１１】
前記接着剤が、ポリエステル、コ−ポリアミド、ポリエーテル−コ−ポリアミド、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１０に記載の電子アセンブリ。
【請求項１２】
前記結合部が耐湿性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１３】
前記結合部が耐熱衝撃性であり、および／または少なくとも約１００時間、約２００℃を超える温度に耐性がある、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１４】
前記接着剤がエラストマーを約３０〜約７０重量部、相応して硬化性ポリマーを約７０〜３０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１５】
前記エラストマーが、天然ゴムおよび合成ゴム、フルオロエラストマー、およびシリコーンエラストマー、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１６】
前記エラストマーがブタジエン−アクリロニトリルコポリマーから選択され、任意選択的に、前記硬化性ポリマーが、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、およびそれらの組み合わせから選択され、フェノール樹脂が必要とされる場合、前記樹脂が任意選択的に、ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）を含有してもよい、請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１７】
前記フェノール樹脂が約９０〜約１１０℃の間の融点を有する、請求項１６に記載の電子アセンブリ。
【請求項１８】
前記フェノール樹脂のＨＭＴＡ含有量が、約５〜１５％の範囲、任意選択的に約６〜１０％の範囲である、請求項１６に記載の電子アセンブリ。
【請求項１９】
前記フェノール樹脂が、約２％未満、約１％未満、および約０．２％未満から選択される遊離フェノール量を有する、請求項１６に記載の電子アセンブリ。
【請求項２０】
前記接着剤がエラストマーを約３０〜約６０重量部および硬化性ポリマーを少なくとも約４０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２１】
前記接着剤がエラストマーを少なくとも約５０重量部および硬化性ポリマーを少なくとも約３０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２２】
前記接着剤がエラストマーを約４５〜約６０重量部および硬化性ポリマーを少なくとも約４０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２３】
前記接着剤がエラストマーおよび熱可塑性ポリマーを含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２４】
１つの電子要素が集積回路のチップコンタクトである、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２５】
１つの電子要素がフレキシブル電子回路である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２６】
１つの電子要素が硬質である、請求項２５に記載の電子アセンブリ。
【請求項２７】
スマートカードであるか、またはスマートカードに含有される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２８】
１つの電子要素が高周波デバイスであるか、または高周波デバイスに含有され、それが任意選択的にＲＦＩＤタグである、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２９】
１つの電子要素が、移動電話、パーソナル・デジタル・アシスタント、カメラ、コンピュータ、タイマー、およびそれらの組み合わせから任意選択的に選択される携帯用電子デバイスに含有される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３０】
前記電子アセンブリが耐タンパー性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３１】
細長でない粒子をさらに含み、前記細長でない粒子が任意選択的に、電気伝導性粒子を含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３２】
前記細長でない粒子が、前記細長い電気伝導性粒子の小さいほうの寸法の平均粒度よりも小さい主寸法の平均粒度を有する、請求項３１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３３】
前記細長い粒子が、重量を基準として細長い粒子と細長でない粒子との合計の大部分を占める、請求項３１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３４】
湿度試験の合格率が少なくとも約１０％、熱衝撃試験の合格率が少なくとも約１５％、および５０００回の曲げサイクル試験の合格率が少なくとも約６０％である、請求項３１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３５】
第１の電子要素と第２の電子要素との間の耐久柔軟結合部を設ける工程を含み、前記結合部が、細長い電気伝導性粒子を含む異方性導電性接着剤と、細長いコンタクト領域によって設けられた、前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路とを含み、前記結合部が少なくとも約２００回の曲げサイクルの間、機能維持される、電子アセンブリの製造方法。
【請求項３６】
前記接着剤が硬化性であり、前記接着剤を硬化させる工程をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項１】
第１の電子要素と、
第２の電子要素と、
それらの間の耐久柔軟結合部と、を含み、前記結合部が、
細長い電気伝導性粒子を含む異方性導電性接着剤と、
細長いコンタクト領域によって設けられた、前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路とを含み、
前記結合部が少なくとも約２００回の曲げサイクルの間、機能維持される、電子アセンブリ。
【請求項２】
前記細長い電気伝導性粒子が、非球形粒子、楕円粒子、繊維、およびフレーク、ならびにそれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３】
前記電気伝導性粒子が、電気伝導性コーティングを有する繊維から選択される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項４】
前記結合部が少なくとも約５００、少なくとも約１０００、少なくとも約２０００、少なくとも約４０００、および少なくとも約５０００から選択される多数の曲げサイクルの間、機能維持される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項５】
前記接着剤が硬化性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項６】
前記接着剤が構造用接着剤である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項７】
前記接着剤のＴｇが、硬化後に２５℃を超えて変化しない、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項８】
前記接着剤が約１００ＭＰａ未満、約７５ＭＰａ未満、および約５０ＭＰａ未満から選択される貯蔵剪断弾性率を有する、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項９】
前記接着剤が約２１０℃より低い温度において約１０秒未満で硬化可能である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１０】
前記接着剤が熱可塑性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１１】
前記接着剤が、ポリエステル、コ−ポリアミド、ポリエーテル−コ−ポリアミド、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項１０に記載の電子アセンブリ。
【請求項１２】
前記結合部が耐湿性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１３】
前記結合部が耐熱衝撃性であり、および／または少なくとも約１００時間、約２００℃を超える温度に耐性がある、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１４】
前記接着剤がエラストマーを約３０〜約７０重量部、相応して硬化性ポリマーを約７０〜３０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項１５】
前記エラストマーが、天然ゴムおよび合成ゴム、フルオロエラストマー、およびシリコーンエラストマー、並びにそれらの組み合わせから選択される、請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１６】
前記エラストマーがブタジエン−アクリロニトリルコポリマーから選択され、任意選択的に、前記硬化性ポリマーが、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、およびそれらの組み合わせから選択され、フェノール樹脂が必要とされる場合、前記樹脂が任意選択的に、ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）を含有してもよい、請求項１４に記載の電子アセンブリ。
【請求項１７】
前記フェノール樹脂が約９０〜約１１０℃の間の融点を有する、請求項１６に記載の電子アセンブリ。
【請求項１８】
前記フェノール樹脂のＨＭＴＡ含有量が、約５〜１５％の範囲、任意選択的に約６〜１０％の範囲である、請求項１６に記載の電子アセンブリ。
【請求項１９】
前記フェノール樹脂が、約２％未満、約１％未満、および約０．２％未満から選択される遊離フェノール量を有する、請求項１６に記載の電子アセンブリ。
【請求項２０】
前記接着剤がエラストマーを約３０〜約６０重量部および硬化性ポリマーを少なくとも約４０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２１】
前記接着剤がエラストマーを少なくとも約５０重量部および硬化性ポリマーを少なくとも約３０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２２】
前記接着剤がエラストマーを約４５〜約６０重量部および硬化性ポリマーを少なくとも約４０重量部含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２３】
前記接着剤がエラストマーおよび熱可塑性ポリマーを含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２４】
１つの電子要素が集積回路のチップコンタクトである、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２５】
１つの電子要素がフレキシブル電子回路である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２６】
１つの電子要素が硬質である、請求項２５に記載の電子アセンブリ。
【請求項２７】
スマートカードであるか、またはスマートカードに含有される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２８】
１つの電子要素が高周波デバイスであるか、または高周波デバイスに含有され、それが任意選択的にＲＦＩＤタグである、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項２９】
１つの電子要素が、移動電話、パーソナル・デジタル・アシスタント、カメラ、コンピュータ、タイマー、およびそれらの組み合わせから任意選択的に選択される携帯用電子デバイスに含有される、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３０】
前記電子アセンブリが耐タンパー性である、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３１】
細長でない粒子をさらに含み、前記細長でない粒子が任意選択的に、電気伝導性粒子を含む、請求項１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３２】
前記細長でない粒子が、前記細長い電気伝導性粒子の小さいほうの寸法の平均粒度よりも小さい主寸法の平均粒度を有する、請求項３１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３３】
前記細長い粒子が、重量を基準として細長い粒子と細長でない粒子との合計の大部分を占める、請求項３１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３４】
湿度試験の合格率が少なくとも約１０％、熱衝撃試験の合格率が少なくとも約１５％、および５０００回の曲げサイクル試験の合格率が少なくとも約６０％である、請求項３１に記載の電子アセンブリ。
【請求項３５】
第１の電子要素と第２の電子要素との間の耐久柔軟結合部を設ける工程を含み、前記結合部が、細長い電気伝導性粒子を含む異方性導電性接着剤と、細長いコンタクト領域によって設けられた、前記第１の電子要素と前記第２の電子要素との間の少なくとも１つの電気経路とを含み、前記結合部が少なくとも約２００回の曲げサイクルの間、機能維持される、電子アセンブリの製造方法。
【請求項３６】
前記接着剤が硬化性であり、前記接着剤を硬化させる工程をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００６−５２７４６２（Ｐ２００６−５２７４６２Ａ）
【公表日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５０９０３８（Ｐ２００６−５０９０３８）
【出願日】平成１６年３月３日（２００４．３．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００６４８７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９５６４４
【国際公開日】平成１６年１１月４日（２００４．１１．４）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１１月３０日（２００６．１１．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年３月３日（２００４．３．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００４／００６４８７
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０９５６４４
【国際公開日】平成１６年１１月４日（２００４．１１．４）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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