JP2015052114A - 異方性導電接着剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エポキシ化合物と硬化剤とを含有するエポキシ系接着剤に導電粒子が分散した異方性導電接着剤は、その硬化物の35℃、55℃、95℃及び150℃のそれぞれにおける弾性率をEM35、EM55、EM95及びEM150とし、55℃と95℃との間の弾性率変化率をΔEM55−95、95℃と150℃との間の弾性率変化率をΔEM95−150としたときに、数式(1)〜(5)を満足する。
【選択図】図1
Description
攪拌機、冷却管を備えた四つ口フラスコに、エチレアクリレート(EA)100g、グリシジルメタクリレート(GMA)10g、アゾビスブチロニトリル0.2g、酢酸エチル300g、及びアセトン5gを仕込み、撹拌しながら70℃で8時間重合反応させた。沈殿した粒子を濾取し、エタノールで洗浄し乾燥することによりアクリル樹脂Aを得た。得られたアクリル樹脂Aの重量平均分子量は80000であり、ガラス転移温度は−40℃であった。
攪拌機、冷却管を備えた四つ口フラスコに、エチレアクリレート(EA)100g、ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)10g、アゾビスブチロニトリル0.2g、酢酸エチル300g、及びアセトン5gを仕込み、撹拌しながら70℃で8時間重合反応させた。沈殿した粒子を濾取し、エタノールで洗浄し乾燥することによりアクリル樹脂Bを得た。得られたアクリル樹脂Bの重量平均分子量は80000であり、ガラス転移温度は18℃であった。
攪拌機、冷却管を備えた四つ口フラスコに、ブチルアクリレート(BA)100g、グリシジルメタクリレート(GMA)10g、アゾビスブチロニトリル0.2g、酢酸エチル300g、及びアセトン5gを仕込み、撹拌しながら70℃で8時間重合反応させた。沈殿した粒子を濾取し、エタノールで洗浄し乾燥することによりアクリル樹脂Cを得た。得られたアクリル樹脂Cの重量平均分子量は80000であり、ガラス転移温度は−70℃であった。
攪拌機、冷却管を備えた四つ口フラスコに、2−エチルヘキシルアクリレート(2EHA)100g、グリシジルメタクリレート(GMA)10g、アゾビスブチロニトリル0.2g、酢酸エチル300g、及びアセトン5gを仕込み、撹拌しながら70℃で8時間重合反応させた。沈殿した粒子を濾取し、エタノールで洗浄し乾燥することによりアクリル樹脂Dを得た。得られたアクリル樹脂Dの重量平均分子量は80000であり、ガラス転移温度は−69℃であった。
表1に示す配合の成分を遊星型撹拌器で均一に混合することにより異方性導電接着剤を調製した。
実施例1〜6及び比較例1〜5で得られたペースト状の異方性導電接着剤について、以下に説明するように、接着力、弾性率、導通信頼性を測定した。
Cu配線部分にAuフラッシュメッキが施されたガラスエポキシ回路基板に、ペースト状の異方性導電接着剤を25μm厚(乾燥厚)となるように塗布し、その上に1.5mm角のICチップを載置し、フリップチップボンダーで180℃に30秒間加熱することにより熱圧着して接続構造体を得た。得られた直後(初期)、リフロー後(260℃)、150℃で100時間放置後の接続構造体のICチップについて、ダイシェアーテスター(ボンドテスターPTR1100、レスカ社)を用いて接着強度(N/Chip)を測定した。得られた結果を表1に示す。本接着力試験の条件を前提にした場合には、実用上、接着力は50N/chip以上であることが望ましい。
異方性導電接着剤を、剥離処理PET上に乾燥厚が80μmとなるように塗布し、150℃の炉中に投入することで硬化させた。剥離処理PETから硬化物を剥離し、長さ3.5cm、幅0.4cmの短冊状にカットし試料とした。その試料の35℃、55℃、95℃、150℃における弾性率(EM35,EM55、EM95、EM150)を動的粘弾性測定器(DDV−01FP−W、エーアンドデー社:引っ張りモード、周波数11Hz、昇温速度5℃/分)を用いて測定した。また、得られた結果から、式(6)、(7)に従って弾性率変化率(ΔEM55−95、ΔEM95−150)を算出した。得られた結果を表1に示す。
Cu配線部分にAuフラッシュメッキが施されたガラスエポキシ回路基板に、ペースト状の異方性導電接着剤を25μm厚(乾燥厚)となるように塗布し、その上に6.3mm角のICチップを載置し、フリップチップボンダーで180℃に30秒間加熱することにより熱圧着した。得られた直後の接続構造体の導通抵抗を、4端子法により測定した。その後、その接続構造体に対し、レベル4の吸湿リフロー試験(吸湿条件:30℃、60%RHの環境下に96時間放置、リフロー条件 リフローピーク温度260℃)又はレベル2の吸湿リフロー試験(吸湿条件:85℃、60%RHの環境下に168時間放置、リフロー条件:リフローピーク温度260℃)を行い、導通抵抗を測定した。この測定後、接続構造体に対し熱衝撃試験(TCT:−55℃、0.5時間←→125℃、0.5時間、500サイクル)を行い、再び導通抵抗を測定した。導通抵抗値が1Ω未満のときは良好(G)と評価し、1Ω以上の場合を不良(NG)と評価した。得られた結果を表1に示す。
Claims (14)
- エポキシ系接着剤が、エポキシ化合物100質量部に対し、硬化剤80〜120質量部を含有する請求項1又は2に記載の異方性導電接着剤。
- エポキシ系接着剤が、エポキシ化合物以外に、重量平均分子量5000〜200000且つガラス転移温度50℃以下の高分子化合物を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の異方性導電接着剤。
- 該高分子化合物が、(メタ)アクリル酸の炭素数2〜8のアルキルエステルと、グリシジル(メタ)アクリレート又はジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートとの共重合体である請求項4記載の異方性導電接着剤。
- 該高分子化合物が、エチルアクリレート、ブチルアクリレート又は2−エチルヘキシルアクリレート100質量部に対し、グリシジルメタクリレート又はジエチルアミノエチルアクリレート10〜100質量部を共重合させたアクリル樹脂である請求項4記載の異方性導電接着剤。
- 該高分子化合物が、ブチルアクリレート100質量部に対し、グリシジルメタクリレート10〜100質量部を共重合させたアクリル樹脂である請求項4記載の異方性導電接着剤。
- エポキシ系接着剤における高分子化合物の使用量が、エポキシ化合物と硬化剤と高分子化合物との合計100質量部に対し、10〜50質量部である請求項4〜7のいずれかに記載の異方性導電接着剤。
- エポキシ化合物が脂環式エポキシ化合物であり、硬化剤が脂環式酸無水物系硬化剤である請求項1〜8のいずれかに記載の異方性導電接着剤。
- 脂環式エポキシ化合物が、グリシジルビスフェノールAの水添化物又は3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートであり、脂環式酸無水物系硬化剤が、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物である請求項9記載の異方性導電接着剤。
- 更に硬化促進剤として2−メチル−4−エチルイミダゾールを、硬化剤100質量部に対し、0.01〜10質量部含有する請求項1〜10のいずれかに記載の異方性導電接着剤。
- エポキシ系接着剤100質量部に対し、導電粒子1〜100質量部含有する請求項1〜11のいずれかに記載の異方性導電接着剤。
- 回路基板にチップ部品を請求項1〜12のいずれかに記載の異方性導電接着剤を用いてフリップチップ実装された接続構造体。
- チップ部品が、LED素子である請求項13記載の接続構造体。
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