JP2003268346A - 低温硬化型接着剤及びこれを用いた異方導電性接着フィルム - Google Patents
低温硬化型接着剤及びこれを用いた異方導電性接着フィルムInfo
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Abstract
縁性接着剤フィルム及び異方導電性接着フィルムを提供
する。 【解決手段】本発明の異方導電性接着フィルムは、不飽
和二重結合を有するラジカル重合性樹脂成分、不飽和二
重結合を有しない樹脂成分、リン酸含有樹脂成分及びラ
ジカル重合開始剤を主成分とする絶縁性接着剤樹脂6中
に、導電粒子7が分散されて構成される。リン酸含有樹
脂成分は、ラジカル重合可能な反応基を有している。絶
縁性接着剤樹脂6中に、リン酸系カップリング剤を更に
配合することもできる。
Description
士の電気的な接続に用いられる絶縁性接着剤及び異方導
電性接着剤に関し、特に低温で硬化可能な絶縁性接着剤
及び異方導電性接着剤に関する。
化や液晶セル又はガラスの割れ対策として、液晶セルの
ガラスをプラスチックに代えた、いわゆる「プラスチッ
クフィルム液晶」の実用化が盛んに検討されている。
arrier Package)などの回路部品との接
続は、はんだ、異方導電性接着フィルム、ヒートシール
等によって行われてきたが、狭ピッチ化や狭額縁化への
対応や、高接着力、高信頼性といった観点から熱硬化型
の異方導電性接着フィルムが主流となってきており、プ
ラスチックフィルム液晶の接続も異方導電性接着フィル
ムによる接続が求められている。
CPなどの接続する際に高温、高圧力、短時間での圧着
接続を想定して設計されている。通常の場合は、例え
ば、温度170℃、時間20秒程度であり、低温接続用
の場合であっても、温度150℃、時間20秒前後であ
る。
フィルム液晶は主にポリエーテルサルホンやポリカーボ
ネートに保護膜などの有機材料を積層して作製している
ため、これらの圧着温度ではガラスでは起こらない熱変
形を起こしたり、ITO(Indium Tin Oxi
de)電極にクラックが発生することによって表示不良
などの要因となる。
液晶接続用の異方導電性接着フィルムには、140℃以
下で、かつ、低圧力で接続できる特性が要求されている
が、既存の異方導電性接着フィルムで140℃以下で接
続可能なものはほとんどなく、また、140℃以下で接
続可能なものであっても、信頼性が低いというのが実状
である。
方導電性接着フィルムは、各種エポキシ樹脂を主成分と
し、これにアミン系又はイミダゾール系硬化剤、ルイス
酸、その他の硬化剤をマイクロカプセル化やブロック化
した、いわゆる潜在性硬化剤を添加してフィルム状に加
工したものが主流であった。
種々の特性を改良する目的でこれらに各種樹脂、例え
ば、熱硬化性エラストマーや熱可塑性エラストマー、熱
硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、粘着付与剤、フィラー、カ
ップリング剤などを配合するものもある。
うな硬化剤を用いた従来の異方導電性接着フィルムにあ
っては、マイクロカプセルの破壊や溶融、ブロック剤の
解離に150℃以上の圧着温度が必要であるため上記要
求を満足せず、また、150℃以下の温度で接続可能な
硬化剤は異方導電性接着フィルムの使用可能な時間(フ
ィルムライフ)が短く、実際の製造においては使用しに
くいものであった。
導電性接着フィルムとしては、本出願人による、不飽和
結合触媒によって重合させるラジカル重合タイプのもの
(特開昭61−276873号公報参照)などが提案さ
れているが、未だ低温硬化性、高接着力、高信頼性等を
満足する異方導電性接着フィルムは開発されていない。
解決するためになされたもので、低温硬化性、高接着
力、高信頼性を満足する絶縁性接着剤フィルム及び異方
導電性接着フィルムを提供することを目的とする。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、不飽和二重結合を
有するラジカル重合性樹脂成分と、不飽和二重結合を有
しない樹脂成分と、リン酸含有樹脂成分とを配合するこ
とによって、低温で硬化可能で、接着力及び信頼性の高
い接着剤が得られることを見い出し、本発明を完成する
に至った。 かかる知見に基づいてなされた本発明は、
請求項1に記載されているように、不飽和二重結合を有
するラジカル重合性樹脂成分、不飽和二重結合を有しな
い樹脂成分、リン酸含有樹脂成分及びラジカル重合開始
剤を主成分とすることを特徴とする低温硬化型接着剤で
ある。
請求項1の発明において、リン酸系カップリング剤を更
に配合することも効果的である。
項1又は2のいずれか1項記載の発明において、リン酸
含有樹脂成分が、ラジカル重合可能な反応基を有するこ
とも効果的である。
至3記載の低温硬化型接着剤中に導電粒子が分散されて
いることを特徴とする異方導電性接着剤である。
請求項4記載の発明において、導電粒子が、加圧時に変
形する樹脂粒子を核として、その表層部分に導電性の金
属薄層が設けられていることも効果的である。
項4又は5のいずれか1項記載の発明において、導電粒
子の金属薄層上に絶縁層が設けられていることも効果的
である。
至3のいずれか1項記載の低温硬化型接着剤を剥離シー
ト上に塗布乾燥してなることを特徴とする絶縁性接着フ
ィルムである。
至6のいずれか1項記載の異方導電性接着剤を剥離シー
ト上に塗布乾燥してなることを特徴とする異方導電性接
着フィルムである。
着の際に不飽和二重結合を有するラジカルとリン酸含有
樹脂成分とが反応することによって、リン酸の強い極性
に基づく高接着力が得られるようになる。
せた場合であっても、所望の初期接着力が得られ、これ
により圧着時の変形状態を保持したまま電極同士を接合
することができるため、導通抵抗及び導通信頼性を向上
させることが可能になる。
態を図面を参照して詳細に説明する。本発明は、導電粒
子を有する異方導電性接着剤と、導電粒子を有しない絶
縁性接着剤のいずれにも適用することができ、また、液
状又はフィルム状の如何を問わないものであるが、本実
施の形態においては、フィルム状の異方導電性接着剤を
例にとって説明する。
導電性接着フィルムの好ましい実施の形態を示すもの
で、図1(a)は、熱圧着前の状態を示す構成図、図1
(b)は、熱圧着後の状態を示す構成図である。
着フィルム1は、例えば、樹脂フィルム2上に形成され
たITO電極3と、上記TCPやFPC(Flexbl
ePrinted Circuit)などの回路基板4
の端子5の接続や、図示しないLSIチップに形成され
たバンプとを接続する際に用いられるもので、剥離シー
ト8上に形成されたフィルム状の絶縁性接着剤樹脂6中
に導電粒子7が分散されて構成されている。
飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂成分、不飽和
二重結合を有しない樹脂成分、リン酸含有樹脂成分及び
ラジカル重合開始剤を主成分とするものである。
重合性樹脂成分としては、例えば、少なくとも1分子中
に1個以上の(メタ)アクリロイル基を有する(メタ)
アクリレート樹脂やこれらの変性物、不飽和ポリエステ
ルジアリルフタレート樹脂、ビニルエステル樹脂、ビス
マレイミド樹脂等やこれらの変性物、粘度調整用各種モ
ノマー等があげられる。
クリレートの硬化物は、耐薬品性、強靱性、接着性の点
から特に好ましいものである。
としては、フェノキシ樹脂やその変性物、ウレタン樹脂
やその変性物、アクリルゴムやその変性物、ポリビニル
ブチラール、ポリビニルアセタールやこれらの変性物、
セルロース誘導体やその変性物、ポリオール樹脂やその
変性物、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン
(SIS)、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチ
レン(SBS)、ポリスチレン−ポリ(エチレン−ブチ
レン)−ポリスチレン(SEBS)、ポリスチレン−ポ
リ(エチレン−プロピレン)−ポリスチレン(SEP
S)等のゴム性状樹脂やこれらの変性物等があげられ
る。
樹脂は、耐薬品性、強靱性の点から特に好ましいもので
ある。
酸含有(メタ)アクリレートや、リン含有ポリエステル
樹脂等があげられる。
向上させる観点からは、ラジカル重合可能な反応基を有
するものを用いることが好ましい。
(アクリロイロキシエステル−アッシドフォスフェー
ト)を好適に使用することができる。
びbは、平均値で約1.5である。〕
に示す
剤を使用することもできる。
促進剤、促進助剤、重合禁止剤を添加することもでき
る。また、ラジカル重合開始剤等は、カプセル化又はブ
ロック化することによって潜在性を付与することも可能
である。
には、各種カップリング剤を添加することもできる。
ング剤
ることができる。
ン酸系カップリング剤を用いることが好ましい。
に達成するためには、絶縁性接着剤樹脂6に対する不飽
和二重結合を有するラジカル重合性樹脂成分、不飽和二
重結合を有しない樹脂成分、リン酸含有樹脂成分の配合
比率は、不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂成
分が15〜85重量%、不飽和二重結合を有しない樹脂
成分が30〜90重量%、リン酸含有樹脂成分が0.0
1〜20重量%であることが好ましく、さらに好ましい
配合比率は、不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹
脂成分が30〜70重量%、不飽和二重結合を有しない
樹脂成分が30〜80重量%、リン酸含有樹脂成分が
0.05〜10重量%である。
して剥離シート8を剥離しやすくする観点から、また、
接着剤本来の特性(接着力、耐湿性など)を十分に発現
させる観点から、剥離シート8として、ポリ4フッ化エ
チレン樹脂(PTFE)などのフッ素系樹脂からなるも
のや、非シリコン系の材料(例えばポリプロピレン)か
らなるものを用いることが好ましい。
て、金属粒子や金属粒子の表面に金(Au)めっきなど
の耐酸化性を有する金属薄層を設けたものも用いられる
が、良好な電気的接続確保の観点からは、加圧時に変形
する樹脂粒子を核として、その表層部分に導電性の金属
薄層が設けられているものを用いることが好ましい。
からは、導電粒子7の金属薄層の表面が絶縁層によって
覆われたものを用いることが好ましい。
を用いた異方導電性接着フィルムは、常法によって作成
することができる。
合性樹脂等を溶解して調製したバインダー溶液に導電粒
子を分散させ、このペーストを剥離シート上に塗布し、
加熱等によって溶剤を揮発させることにより目的とする
異方導電性接着フィルムが得られる。
の実施例を比較例とともに詳細に説明する。 <実施例1>以下の比率の各成分を混合して得られた溶
液を、厚さ50μmのPTFEフィルム上に塗布し、残
留溶剤が1%以下になるように溶剤を揮発させて厚さ1
5μmの異方導電性接着フィルムを得た。なお、以下の
樹脂のうち固形状のものは適宜溶剤メチルエチルケトン
(MEK)によって溶解しながら混合させた。
ート(ダイセル化学社製 RDX63182)の配合量
を3重量%とした以外は実施例1と同一の方法によって
異方導電性接着フィルムを作成した。
薬社製 PM2)の配合量を0.1重量%とした以外は
実施例1と同一の方法によって異方導電性接着フィルム
を作成した。
ルシランカップリング剤(日本油脂社製 パーヘキサ3
M)の代わりにリン酸系カップリング剤(味の素社製
KR38S)を1重量%配合した以外は実施例1と同一
の方法によって異方導電性接着フィルムを作成した。
せず、フェノキシ樹脂の配合量を20重量%とし、リン
酸アクリレートの配合量を73重量%とした以外は実施
例1と同一の方法によって異方導電性接着フィルムを作
成した。
3重量%とし、リン酸アクリレートを配合しない以外は
実施例と同一の方法によって異方導電性接着フィルムを
作成した。
ィルム(幅2mm)を用い、ピッチ200μmのプラス
チック液晶パネルと、フレキシブルプリント基板とを表
2に示す条件によって圧着し、接着強度評価用サンプル
を得た。
リイミドからなる基材と銅からなる導体の間に接着剤層
のない、いわゆる2層フレキシブルプリント基板を使用
した。また、導体は、厚さが12μmのものを用いた。
対湿度95%、500時間の条件で耐湿熱信頼性試験を
行った後の接着強度を測定した。その結果を表2に示
す。
基板とフレキシブルプリント基板と各異方導電性接着フ
ィルムを用い、初期及び四端子法(JIS C 501
2)によって熱圧着直後及び上記耐湿熱信頼性試験後の
導通抵抗を測定した。その結果を表2に示す。
電性接着フィルムは、接着強度及び導通抵抗すべて良好
な結果が得られた。
比較例1と、リン酸成分を含有しない比較例2の異方導
電性接着フィルムは、接着強度が良くなかった。
1の異方導電性接着フィルムを、PETフィルム上にシ
リコン樹脂によるコーティングを施した剥離シートと、
PTFEからなる剥離シート上とに形成した。
に粘着テープを介してサンプル板を貼り付けて剥離性評
価用サンプルとした。各剥離性評価用サンプルについ
て、剥離シートを90°方向に引き剥がし、5cm幅あ
たりの強度を剥離力として測定した。この場合、熱圧着
直後の剥離力(初期剥離力)と温度23℃(常温)の条
件下で1ヶ月放置した後の剥離力を測定した。その結果
を表3に示す。また、各剥離性評価用サンプルについ
て、熱圧着直後の接着強度と温度23℃の条件下で1ヶ
月放置した後の接着強度を測定した。その結果を表3に
示す。
シートを用いたものは、剥離性及び接着強度について良
好な結果が得られた。
ーティングを施した剥離シートを用いたものは、常温1
ヶ月程度で剥離力が上昇し、剥離しにくくなるとともに
接着強度も低下した。これは、シリコンと接着剤成分の
親和性が高いためシリコンが若干接着剤の表面に移行
し、接着強度や耐湿性などの特性が劣化することに起因
すると思われる。
硬化性、高接着力、高信頼性を満足する絶縁性接着剤フ
ィルム及び異方導電性接着フィルムを得ることができ
る。
断面図である。
Claims (8)
- 【請求項1】不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹
脂成分、不飽和二重結合を有しない樹脂成分、リン酸含
有樹脂成分及びラジカル重合開始剤を主成分とすること
を特徴とする低温硬化型接着剤。 - 【請求項2】リン酸系カップリング剤を更に配合したこ
とを特徴とする請求項1記載の低温硬化型接着剤。 - 【請求項3】リン酸含有樹脂成分が、ラジカル重合可能
な反応基を有することを特徴とする請求項1又は2のい
ずれか1項記載の低温硬化型接着剤。 - 【請求項4】請求項1乃至3記載の低温硬化型接着剤中
に導電粒子が分散されていることを特徴とする異方導電
性接着剤。 - 【請求項5】導電粒子が、加圧時に変形する樹脂粒子を
核として、その表層部分に導電性の金属薄層が設けられ
ていることを特徴とする請求項4記載の異方導電性接着
剤。 - 【請求項6】導電粒子の金属薄層上に絶縁層が設けられ
ていることを特徴とする請求項4又は5のいずれか1項
記載の異方導電性接着剤。 - 【請求項7】請求項1乃至3のいずれか1項記載の低温
硬化型接着剤を剥離シート上に塗布乾燥してなることを
特徴とする絶縁性接着フィルム。 - 【請求項8】請求項4乃至6のいずれか1項記載の異方
導電性接着剤を剥離シート上に塗布乾燥してなることを
特徴とする異方導電性接着フィルム。
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JP2002377214A JP4363844B2 (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | 低温硬化型接着剤及びこれを用いた異方導電性接着フィルム |
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