JP2013103947A - 回路接続用接着剤フィルム並びにそれを用いた回路接続体及び回路接続体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度を得ることが可能な回路接続用接着剤フィルムを提供すること。
【解決手段】硬化剤を含有する接着剤成分及び導電粒子を含む導電性接着剤層と、硬化剤を含有する接着剤成分を含み導電粒子を含まない絶縁性接着剤層と、を備える回路接続用接着剤フィルムであって、導電性接着剤層の厚みは導電粒子の平均粒径の2倍以下であり、導電性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比が、絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の接着剤成分に対する質量比よりも少ない、回路接続用接着剤フィルム。
【選択図】図1
【解決手段】硬化剤を含有する接着剤成分及び導電粒子を含む導電性接着剤層と、硬化剤を含有する接着剤成分を含み導電粒子を含まない絶縁性接着剤層と、を備える回路接続用接着剤フィルムであって、導電性接着剤層の厚みは導電粒子の平均粒径の2倍以下であり、導電性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比が、絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の接着剤成分に対する質量比よりも少ない、回路接続用接着剤フィルム。
【選択図】図1
Description
本発明は、回路接続用接着剤フィルム並びにそれを用いた回路接続体及び回路接続体の製造方法に関する。
相対向する回路を加熱、加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続材料、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤に導電粒子を分散させた異方導電接着フィルムは、主に液晶ディスプレイ(LCD)を駆動させる半導体が搭載されたTCP(Tape Carrier Package)又はCOF(Chip On Flex)とLCDパネル、あるいは、TCP又はCOFとプリント配線板との電気的接続に広く使用されている。
最近では、半導体をフェイスダウンで直接LCDパネルやプリント配線板に実装する場合でも、従来のワイヤーボンディング法ではなく、薄型化や狭ピッチ接続に有利なフリップチップ実装が採用されており、ここでも異方導電接着フィルムが回路接続材料として用いられている(例えば、特許文献1〜4参照)。
近年、LCDモジュールのCOF化やファインピッチ化に伴い、回路接続材料を用いた接続の際に、隣り合う電極間に短絡が発生するという問題が生じている。上記問題の対応策として、接着剤成分中に絶縁粒子を分散させて短絡を防止する技術がある(例えば、特許文献5〜9参照)。
また、基板が絶縁性有機物又はガラスからなる配線部材や、表面の少なくとも一部に窒化シリコン、シリコーン樹脂及び/又はポリイミド樹脂を備える配線部材等に接着するため、接着剤成分にシリコーン粒子を含有させたり(例えば、特許文献10参照)、接着後の熱膨張率差に基づく内部応力を低減させるため、接着剤にゴム粒子を分散させる技術がある(例えば、特許文献11参照)。
さらに、導電粒子の捕捉効率を向上させ、接続する基板のガラスエッジ部での導電粒子の凝集によるショートを防止するため、導電粒子を分散した異方導電接着剤層と絶縁性接着剤層とが積層された構成を有する2層構成の回路接続材料の技術がある(例えば、特許文献12参照)。
しかしながら、近年の回路部材では電極の高精細化が進み、回路接続時に回路接続材料の樹脂が充分に排除されないため、接続抵抗が高まる、圧痕強度が不充分となるなどの問題が生じている。
そこで、本発明は、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度を得ることが可能な回路接続用接着剤フィルムを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を重ねた結果、導電性接着剤層の厚みや硬化剤の含有量を調整することにより、接続抵抗及び圧痕強度の改善が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、硬化剤を含有する接着剤成分及び導電粒子を含む導電性接着剤層と、硬化剤を含有する接着剤成分を含み導電粒子を含まない絶縁性接着剤層と、を備える回路接続用接着剤フィルムであって、上記導電性接着剤層の厚みは上記導電粒子の平均粒径の2倍以下であり、上記導電性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比が、上記絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比よりも少ない、回路接続用接着剤フィルムに関する。
導電性接着剤層の厚みが導電粒子の平均粒径の2倍以下であることによって、導電粒子の移動が抑制され、接続抵抗の上昇を抑制することができる。また、導電性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比が、絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比よりも少ないことによって、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度が得られる。
上記接着剤成分は、熱可塑性樹脂及びラジカル重合性化合物を更に含有することが好ましく、上記硬化剤がラジカル重合開始剤であることが好ましい。このような接着剤成分を用いることによって、低温且つ短時間での硬化(低温速硬化)が可能となる。
また、本発明は、対向配置された一対の回路部材と、上記一対の回路部材の間に介在し、それぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように上記回路部材同士を接着する接続部と、を備える回路接続体であって、上記接続部が、本発明の回路接続用接着剤フィルムの硬化物からなる、回路接続体に関する。本発明の回路接続体は、上記本発明の回路接続用接着剤フィルムを用いて接続部を形成していることにより、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度を有するものとなる。
さらに、本発明は、対向配置された一対の回路部材と、上記一対の回路部材の間に介在し、それぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように上記回路部材同士を接着する接続部と、を備える回路接続体の製造方法であって、上記一対の回路部材の間に、本発明の回路接続用接着剤フィルムを介在させ、全体を加熱及び加圧することにより、上記回路接続用接着剤フィルムの硬化物からなる上記接続部を設ける、上記回路接続体の製造方法に関する。本発明の製造方法によれば、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度を有する回路接続体を得ることが可能である。
本発明によれば、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度を得ることが可能な回路接続用接着剤フィルム並びにそれを用いた回路接続体及び回路接続体の製造方法を提供することができる。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書における「(メタ)アクリル酸」とは「アクリル酸」及びそれに対応する「メタクリル酸」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」及びそれに対応する「メタクリレート」を意味し、「(メタ)アクリロキシ」とは「アクリロキシ」及びそれに対応する「メタクリロキシ」を意味する。
本発明の回路接続用接着剤フィルム(以下、単に「接着剤フィルム」ともいう。)は、導電粒子を含む導電性接着剤層と、導電粒子を含まない絶縁性接着剤層と、を備える。
上記導電性接着剤層の厚みは、導電粒子の平均粒径の2倍以下である。これにより、導電粒子の移動が抑制され、接続抵抗の上昇を抑制することができる。上記厚みは、導電粒子の平均粒径の2倍以下であればよいが、導電粒子の平均粒径に対して、20〜100%の厚みであると好ましく、25〜75%の厚みであるとより好ましい。具体的には、上記厚みが1〜5μmであると好ましく、1〜4μmであるとより好ましい。
一方、絶縁性接着剤層の厚みは、2〜21μmであると好ましく、4〜14μmであるとより好ましい。
導電粒子の平均粒径は、次のようにして求めることができる。すなわち、1個の核粒子を任意に選択し、これを示差走査電子顕微鏡で観察してその最大径及び最小径を測定する。この最大径及び最小径の積の平方根をその粒子の粒径とする。この方法で、任意に選択した核粒子50個について粒径を測定し、その平均値を導電粒子の平均粒径とする。
導電粒子の平均粒径は、接続する回路の電極高さより低くすると隣接電極間の短絡が減少する等の点から、1〜10μmであると好ましく、1〜8μmであると好ましく、2〜6μmであると更に好ましく、3〜5μmであると特に好ましく、3〜4μmであると最も好ましい。
導電粒子の10%圧縮弾性率(K値)は、100〜1000kgf/mm2であることが好ましい。
導電粒子としては、Au、Ag、Ni、Cu、はんだ等の金属粒子やカーボン等が挙げられる。導電粒子は、核となる粒子を1又は2以上の層で被覆し、最外層が導電性の層である粒子であってもよい。この場合、充分なポットライフを得るためには、最外層はNi、Cu等の遷移金属類よりもAu、Ag、白金族の貴金属類が好ましく、Auがより好ましい。
また、導電粒子は、Ni等の遷移金属類の表面をAuの貴金属類で被覆したものでもよい。さらに、導電粒子は、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等の絶縁粒子に金属等の導電性物質を被覆したものであってもよい。導電粒子が絶縁粒子に導電性物質を被覆したものであって、最外層を貴金属類、核となる絶縁粒子をプラスチックとした場合、又は導電粒子が熱溶融金属粒子の場合、加熱加圧により変形性を有し、接続時に電極との接触面積が増加し信頼性が向上するので好ましい。
貴金族類の被覆層の厚みは、良好な抵抗を得るためには、100Å以上であると好ましい。ただし、Ni等の遷移金属の上に貴金属類の被覆層を設ける場合には、貴金属類の被覆層の欠損や導電粒子の混合分散時に生じる貴金属類の被覆層の欠損等により生じる酸化還元作用で遊離ラジカルが発生しポットライフ低下を引き起こすため、ラジカル重合系の接着剤成分を使用するときには被覆層の厚みは300Å以上が好ましい。
導電粒子は、通常、接着剤成分100体積部に対して0.1〜30体積部の範囲で含有させることができるが、用途により好適な含有量は異なる。例えば、導電粒子による隣接回路の短絡等を一層充分に防止するためには0.1〜10体積部とするとより好ましい。
絶縁性接着剤層に対する導電性接着剤層の最低溶融粘度比は、少なくとも10倍以上であることが好ましい。これにより、加圧の際の導電粒子の移動抑制効果がより向上する。なお、上記最低溶融粘度比の上限は特に限定されないが、例えば1000倍以下とすることができる。
本発明の接着剤フィルムにおいては、導電性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比が、上記絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比よりも少ない。これにより、導電性接着剤層の流動性が向上し、回路接続時に樹脂が充分に排除される結果、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度が得られる。
導電性接着剤層に含まれる接着剤成分の硬化剤含有量は、3〜10質量%であることが好ましく、4〜8質量%であることがより好ましい。一方、絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分の硬化剤含有量は、4〜11質量%であることが好ましく、5〜9質量%であることがより好ましい。
導電性接着剤層及び絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分は、熱可塑性樹脂及びラジカル重合性化合物を更に含有し、上記硬化剤はラジカル重合開始剤であることが好ましい。このような接着剤成分を用いることによって、低温且つ短時間での硬化(低温速硬化)が可能となる。
熱可塑性樹脂としては、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタンイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられるが、特にポリエステルウレタンやエチレン−酢酸ビニル共重合体が好適に用いられる。
ラジカル重合性化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する化合物であり、その具体例としては、(メタ)アクリレート、マレイミド化合物等が挙げられる。ラジカル重合性化合物の配合量は、接着剤成分の固形分全体に対して、25〜55質量%であると好ましく、30〜50質量%であるとより好ましい。
(メタ)アクリレートとしては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロキシプロパン、2,2−ビス〔4−((メタ)アクリロキシメトキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル〕プロパン、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、ビス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス((メタ)アクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。
マレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基を少なくとも2個以上含有するものが好ましく、例えば、1−メチル−2,4−ビスマレイミドベンゼン、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド、N,N’−P−フェニレンビスマレイミド、N,N’−m−トルイレンビスマレイミド、N,N’−4,4−ビフェニレンビスマレイミド、N,N’−4,4−(3,3’−ジメチル−ビフェニレン)ビスマレイミド、N,N’−4,4−(3,3’−ジメチルジフェニルメタン)ビスマレイミド、N,N’−4,4−(3,3’−ジエチルジフェニルメタン)ビスマレイミド、N,N’−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,N’−4,4−ジフェニルプロパンビスマレイミド、N,N’−4,4−ジフェニルエーテルビスマレイミド、N,N’−3,3’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[3−s−ブチル−4,8−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、1,1−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]デカン、4,4’−シクロヘキシリデン−ビス[1−(4−マレイミドフェノキシ)−2−シクロヘキシル]ベンゼン、2,2−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を併用して用いたり、アリルフェノール、アリルフェニルエーテル、安息香酸アリル等のアリル化合物と併用して用いてもよい。
このようなラジカル重合性化合物は、1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。ラジカル重合性化合物は、25℃での粘度が100000〜1000000mPa・sであるラジカル重合性化合物を少なくとも含有することが好ましく、特に100000〜500000mPa・sの粘度(25℃)を有するラジカル重合性化合物を含有することが好ましい。ラジカル重合性化合物の粘度の測定は、市販のE型粘度計を用いて測定できる。
ラジカル重合性化合物の中でもウレタン(メタ)アクリレートが接着性の観点から好ましく、また、耐熱性を向上させるために用いる有機過酸化物との橋かけ後、単独で100℃以上のTgを示すラジカル重合性化合物を併用して用いることが特に好ましい。このようなラジカル重合性化合物としては、ジシクロペンテニル基、トリシクロデカニル基及び/又はトリアジン環を有するものを用いることができる。特に、トリシクロデカニル基やトリアジン環を有するラジカル重合性化合物が好適に用いられる。
リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物を0.1〜10質量%用いた場合、金属等の無機物表面での接着強度が向上するので好ましく、0.5〜5質量%であるとより好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、無水リン酸と2−ヒドロキシル(メタ)アクリレートの反応物として得られる。具体的には、2−メタクリロイロキシエチルアッシドフォスヘート、2−アクリロイロキシエチルアッシドフォスヘート等があげられる。こららは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等が挙げられる。これらは、1種を単独又は2種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。また、これらの硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。
上記硬化剤は、加熱若しくは光によって遊離ラジカルを発生するラジカル重合開始剤(ラジカル重合開始剤)を含むことが好ましい。
ラジカル重合開始剤は、過酸化化合物、アゾ系化合物等の加熱により分解して遊離ラジカルを発生するものであり、目的とする接続温度、接続時間、ポットライフ等により適宜選定されるが、高反応性とポットライフの点から、半減期10時間の温度が40℃以上かつ、半減期1分の温度が180℃以下の有機過酸化物が好ましい。この場合、ラジカル重合開始剤の配合量は、接着剤成分の固形分全体に対して、0.05〜10質量%であると好ましく、0.1〜5質量%であるとより好ましい。
ラジカル重合開始剤は、具体的には、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド等から選定できる。回路部材の接続端子(回路電極)の腐食を抑えるために、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドから選定されることが好ましく、高反応性が得られるパーオキシエステルから選定されることがより好ましい。
ジアシルパーオキサイドとしては、例えば、イソブチルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる
パーオキシジカーボネートとしては、例えば、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネート等が挙げられる。
パーオキシエステルとしては、例えば、クミルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、tert−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、tert−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、tert−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノネート、tert−ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、tert−ヘキシルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシアセテート、ジ−tert−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート等が挙げられる。
パーオキシケタールとしては、例えば、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−(tert−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、2,2−ビス(tert−ブチルパーオキシ)デカン等が挙げられる。
ジアルキルパーオキサイドとしては、例えば、α,α’−ビス(tert−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる
ハイドロパーオキサイドとしては、例えば、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
これらのラジカル重合開始剤は1種を単独で又は2種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。
上記接着剤成分は、必要に応じて、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類等の重合禁止剤を適宜含有してもよい。
本発明の接着剤フィルムは、フィルム状で使用することが取り扱い性に優れることから好ましく、その場合フィルム形成性高分子を含有してもよい。フィルム形成性高分子としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキサイド、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂等が用いられる。これらの中でも水酸基等の官能基を有する樹脂は接着性が向上することができるので、より好ましい。また、これらの高分子をラジカル重合性の官能基で変性したものも用いることができる。これら高分子の重量平均分子量は10000以上が好ましい。また、重量平均分子量が1000000以上になると混合性が低下するため、1000000未満であると好ましい。
さらに、接着剤成分は、充填材、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤、フェノール樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート類等を含有することもできる。
充填材を含有する場合、接続信頼性等の向上が得られるので好ましい。充填材は、その最大径が導電粒子の粒径未満であれば使用でき、接着剤成分に対して5〜60体積%の範囲で用いることが好ましい。60体積%を超えると、信頼性向上の効果が飽和する。
カップリング剤としては、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる1種以上の基を含有する化合物が、接着性の向上の点から好ましい。
導電性接着剤層及び絶縁性接着剤層は、上述の接着剤成分を含むことができるが、それぞれの層の成分の少なくとも一部は異なっていることが好ましい。
また、反応性樹脂を含有する層と潜在性硬化剤を含有する層に分離した場合や、遊離ラジカルを発生する硬化剤を含有する層と導電粒子を含有する層に分離した場合、従来の高精細化可能の効果に加えて、ポットライフの向上効果が得られる。
本発明の接着剤フィルムは、例えば、ICチップと基板との接着や電気回路相互の接着用の材料として有用である。
本発明の接着剤フィルムを用いて回路接続対を得る場合、例えば、対向配置された一対の回路部材の間に、本発明の回路接続用接着剤フィルムを介在させ、全体を加熱及び加圧することにより、それぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように回路部材同士を接着し、回路接続体を得ることができる。
上記回路接続体は、対向配置された一対の回路部材と、当該一対の回路部材の間に介在し、それぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように上記回路部材同士を接着する接続部と、を備え、上記接続部は、本発明の回路接続用接着剤フィルムの硬化物からなる。
回路部材としては、例えば、半導体チップ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品、プリント基板等の基板等が挙げられる。これらの回路部材には接続端子(回路電極)が通常は多数(場合によっては単数でもよい)設けられている。
接着剤フィルムは、接続時に接着剤が溶融流動し相対向する回路電極の接続を得た後、硬化して接続を保持するものであり、接着剤の流動性は重要な因子である。厚み0.7mm、15mm×15mmのガラス板に、厚み35μm、5mm×5mmの接着剤フィルムを挟み、170℃、2MPa、10秒の条件で加熱加圧を行った場合、初期の接着剤フィルムの主面の面積(A)と加熱加圧後の主面の面積(B)とを用いて表される流動性(B)/(A)の値は1.3〜3.0であることが好ましく、1.5〜2.5であることがより好ましい。1.3未満では流動性が悪く、良好な接続が得られない傾向があり、3.0を超える場合は、気泡が発生しやすく信頼性に劣る傾向がある。
接着剤フィルムの硬化後の40℃での弾性率は100〜3000MPaが好ましく、500〜2000MPaがより好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(接着剤フィルムの作製)
熱可塑性樹脂として、ポリエステルウレタン1(東洋紡績(株)製、UR4125(商品名))27質量部、ポリエステルウレタン2(東洋紡績(株)製、UR3500(商品名))10質量部及びエチレン−酢酸ビニル共重合体(三井・デュポン・ポリケミカル(株)製、EV40W(商品名))7.5質量部、ラジカル重合性化合物として、アクリレート(東亞合成(株)製、M−215(商品名))16質量部及びウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製、UA5500T(商品名))24質量部を混合し、ベース樹脂とした。
熱可塑性樹脂として、ポリエステルウレタン1(東洋紡績(株)製、UR4125(商品名))27質量部、ポリエステルウレタン2(東洋紡績(株)製、UR3500(商品名))10質量部及びエチレン−酢酸ビニル共重合体(三井・デュポン・ポリケミカル(株)製、EV40W(商品名))7.5質量部、ラジカル重合性化合物として、アクリレート(東亞合成(株)製、M−215(商品名))16質量部及びウレタンアクリレート(新中村化学工業(株)製、UA5500T(商品名))24質量部を混合し、ベース樹脂とした。
上記ベース樹脂に、ラジカル重合開始剤として、パーヘキサ250(2,5−ジメチル−2,5−ビス(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、日本油脂(株)製、商品名)及びHTP−65W(ジ−tert−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、化薬アクゾ(株)製、商品名)を、表1に示す質量比にてそれぞれ混合し、接着剤成分を調整した。得られた接着剤成分を100体積部として、導電粒子としてNiめっきポリスチレン粒子(平均粒径3μm)8.3体積部を混合し、厚み75μmのPETフィルム上に塗工し、70℃で5分乾燥させることにより、PETフィルム上に膜厚4μmの導電性接着剤層が形成されたフィルム状接着剤1を得た。
一方、上記ベース樹脂に上記2種のラジカル重合開始剤を表1に示す質量比にてそれぞれ混合し、得られた接着剤成分を、厚み50μmのPETフィルム上に塗工し、70℃で5分乾燥させることにより、PETフィルム上に膜厚10μmの絶縁性接着剤層が形成されたフィルム状接着剤2を得た。
上記フィルム状接着剤1及び2を、導電性接着剤層と絶縁性接着剤層とが向き合うように合わせ、ラミネータ(50℃、50cm/分)を用いてラミネートし、実施例1並びに比較例1及び2の接着剤フィルムを得た。
(評価用接続体の作製)
これらの接着剤フィルムを、それぞれ幅1.5mmのサイズに切り出し、一方のセパレータ(PETフィルム)を剥離しながら、ITO電極及びAl電極を有するガラス基板に70℃、1MPa、2sの条件で貼り付け、もう一方のセパレータを剥離した後、COF(電極間ピッチ:25μm、電極幅:12.2μm、12.8μm)を貼り付け、150℃又は190℃、3MPa、4秒の条件で圧着を行い、評価用の接続体を作製した。
これらの接着剤フィルムを、それぞれ幅1.5mmのサイズに切り出し、一方のセパレータ(PETフィルム)を剥離しながら、ITO電極及びAl電極を有するガラス基板に70℃、1MPa、2sの条件で貼り付け、もう一方のセパレータを剥離した後、COF(電極間ピッチ:25μm、電極幅:12.2μm、12.8μm)を貼り付け、150℃又は190℃、3MPa、4秒の条件で圧着を行い、評価用の接続体を作製した。
(接続抵抗の評価)
得られた各接続体について、隣接電極間の抵抗値をデジタルマルチメータ(ADVANTEST製、商品名)を用いて測定し、平均値が3Ω未満の場合を「A」、3Ω以上の場合を「B」と評価した。
得られた各接続体について、隣接電極間の抵抗値をデジタルマルチメータ(ADVANTEST製、商品名)を用いて測定し、平均値が3Ω未満の場合を「A」、3Ω以上の場合を「B」と評価した。
(圧痕強度の評価)
得られた各接続体について、強度が充分でムラがない場合を「A」、強度が弱い場合やムラがある場合を「B」と評価した。評価結果を表2に示す。
得られた各接続体について、強度が充分でムラがない場合を「A」、強度が弱い場合やムラがある場合を「B」と評価した。評価結果を表2に示す。
表2に示されるように、導電性接着剤層と絶縁性接着剤層に含まれるラジカル重合開始剤の質量が等しい比較例1及び2においては、150℃又は190℃で圧着した場合に接続抵抗が高まり圧痕強度が不充分となった。それに対して、導電性接着剤層に含まれるラジカル重合開始剤の質量が絶縁性接着剤層に含まれるラジカル重合開始剤の質量よりも少ない実施例1においては、150℃及び190℃のいずれで圧着した場合でも、充分に低い接続抵抗及び充分な圧痕強度が得られた。
本発明の回路接続用接着剤フィルムは、TCP、COF、プリント配線板等の高精細化された回路部材同士を接続する回路接続材料として好適に用いられる。
3a…絶縁性接着剤層、3b…導電性接着剤層、4a,4b…接着剤成分、5…導電粒子、10…回路接続用接着剤フィルム。
Claims (4)
- 硬化剤を含有する接着剤成分及び導電粒子を含む導電性接着剤層と、硬化剤を含有する接着剤成分を含み導電粒子を含まない絶縁性接着剤層と、を備える回路接続用接着剤フィルムであって、
前記導電性接着剤層の厚みは前記導電粒子の平均粒径の2倍以下であり、
前記導電性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比が、前記絶縁性接着剤層に含まれる接着剤成分が含有する硬化剤の当該接着剤成分に対する質量比よりも少ない、回路接続用接着剤フィルム。 - 前記接着剤成分が、熱可塑性樹脂及びラジカル重合性化合物を更に含有し、前記硬化剤がラジカル重合開始剤である、請求項1記載の回路接続用接着剤フィルム。
- 対向配置された一対の回路部材と、
前記一対の回路部材の間に介在し、それぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように前記回路部材同士を接着する接続部と、を備える回路接続体であって、
前記接続部が、請求項1又は2に記載の回路接続用接着剤フィルムの硬化物からなる、回路接続体。 - 対向配置された一対の回路部材と、前記一対の回路部材の間に介在し、それぞれの回路部材が有する回路電極同士が電気的に接続されるように前記回路部材同士を接着する接続部と、を備える回路接続体の製造方法であって、
前記一対の回路部材の間に、請求項1又は2に記載の回路接続用接着剤フィルムを介在させ、全体を加熱及び加圧することにより、前記回路接続用接着剤フィルムの硬化物からなる前記接続部を設ける、前記回路接続体の製造方法。
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JP2011246395A JP2013103947A (ja) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | 回路接続用接着剤フィルム並びにそれを用いた回路接続体及び回路接続体の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113557274A (zh) * | 2019-03-13 | 2021-10-26 | 昭和电工材料株式会社 | 电路连接用黏合剂膜及其制造方法、电路连接结构体的制造方法以及黏合剂膜收纳套组 |
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2011
- 2011-11-10 JP JP2011246395A patent/JP2013103947A/ja active Pending
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