JP2024033072A - 異方性導電フィルム、接続構造体および接続構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧実装する場合に、導通抵抗値の上昇を抑制し、異方性導電フィルムと端子との間に空隙を生じることなく、接続信頼性を長期間保持し得る異方性導電フィルム、接続構造体および接続構造体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の異方性導電フィルムは、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤と、（Ｃ）（メタ）アクリレートモノマーと、（Ｄ）ラジカル重合開始剤と、を含み、ガラス転移温度が８５℃以上、最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下である。【選択図】なし

Description

本発明は、異方性導電フィルム、接続構造体および接続構造体の製造方法に関する。

電子部品と回路基板等を接着する手段として異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）が広く使用されている。この異方性導電フィルムとして、接着性、および接続信頼性の観点からエポキシ樹脂を含む異方性導電フィルムが使用されている。

また、リジッド基板の端子部等への熱的ストレスの低減のために、異方性導電フィルムでの熱圧着温度を下げることが求められている。さらに、生産性向上の観点から、圧着時間の短縮も望まれている。このような要望に対し、エポキシ樹脂に替えて、低温、短時間で硬化可能なラジカル重合性（メタ）アクリル化合物を使用した異方性導電フィルムも提案されている。

さらに、ラジカル重合性（メタ）アクリル化合物を使用した異方性導電フィルムは、接着性に改善の余地があるため、エポキシ樹脂とラジカル重合性（メタ）アクリル化合物を併用する異方性導電フィルムも提案されている（例えば、特許文献１～４参照）。

近年、異方性導電フィルムで接着した接続構造体の導通抵抗値を安定化するために、従来３～４ＭＰａ程度で圧着されていたものを、６ＭＰａ程度の高圧で実装を行うことが望まれている。しかしながら、従来使用されている異方性導電フィルムで高圧実装を行うと、フィルムの接続部への押し込み量が多くなり、実装後押し込まれたフィルムが弾性により回復する応力も大きいため、回路基板の端子横の周辺に空隙（剥離）が発生したり、環境試験後に、接着強度が低下したり、空隙が広がり導通抵抗値が上昇するといった問題があった。

特開２００６－１２７７７６号公報 特開２００７－２２４２２８号公報 特開２０２１－９３３５７号公報 特開２０２１－８８６４５号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高圧実装を行う場合でも、導通抵抗値の上昇を抑制し、異方性導電フィルムと端子との間に空隙を生じることなく、接続信頼性を長期間保持し得る異方性導電フィルム、接続構造体および接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題につき鋭意検討した結果、下記構成を有する異方性導電フィルム、接続構造体および接続構造体の製造方法によって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の内容を含む。
［１］ （Ａ）エポキシ樹脂と、
（Ｂ）融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤と、
（Ｃ）（メタ）アクリレートモノマーと、
（Ｄ）ラジカル重合開始剤と、
を含み、
ガラス転移温度が８５℃以上、
最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下である異方性導電フィルム。
[２] （Ｅ）ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂を含み、
異方性導電フィルム中の（Ｅ）ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂の配合割合が、２０～６０質量％である請求項１に記載の異方性導電フィルム。
[３] （Ｃ’）（メタ）アクリレートオリゴマーを含み、
（Ｃ）（メタ）アクリレートモノマーと（Ｃ’）（メタ）アクリレートオリゴマーの質量配合比が、１０：９０～７０：３０である請求項１に記載の異方性導電フィルム。
[４] （Ｆ）フィラーを含み、
異方性導電フィルム中の（Ｆ）フィラーの配合割合が、１～１５質量％である請求項１に記載の異方性導電フィルム。
[５] （Ｅ）ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂は、フェノキシ樹脂である請求項２に記載の異方性導電フィルム。
[６] （Ｇ）導電性粒子を含む、請求項１に記載の異方性導電フィルム。
[７] 第１の電子部品と第２の電子部品とが請求項１に記載の異方性導電フィルムにより接続されている接続構造体。
[８] 第１の電子部品と第２の電子部品とを、請求項１に記載の異方性導電フィルムを介在させて、圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。

本発明によれば、高圧実装を行う場合でも、導通抵抗値に優れ、押し込みによる空隙を生じることなく、長期間にわたり高い接続信頼性を有する異方性導電フィルムを得ることができる。

図１は、異方性導電フィルムを使用して接続構造体を製造した際の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

[異方性導電フィルム]
本発明の異方性導電フィルムは、（Ａ）エポキシ樹脂と、（Ｂ）融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤と、（Ｃ）（メタ）アクリレートモノマーと、（Ｄ）ラジカル重合開始剤と、を含み、ガラス転移温度が８５℃以上、最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下である。

（Ａ）エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂や、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリスフェノール型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂等を使用することができる。異方性導電フィルムに良好な低温速硬化性を付与する場合には、エポキシ樹脂として、１分子中にグリジシル基を２個以上有する脂環型エポキシ樹脂を使用することが好ましい。使用するエポキシ樹脂は、液状であっても、固体状であってもよく、２種以上を併用してもよい。エポキシ樹脂として、ジグリシジルヘキサヒドロビスフェノールＡ、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、ジエポキシビシクロヘキシルが好ましく例示される。中でも、硬化物の光透性を確保でき、速硬化性にも優れるという観点から、ジグリシジルヘキサヒドロビスフェノールＡ、特にジエポキシビシクロシクロヘキシルが好ましい。

異方性導電フィルム中のエポキシ樹脂の含有量は、樹脂成分の合計量中、２質量％以上が好ましく、４質量％以上がさらに好ましく、６質量％以上が特に好ましい。また、異方性導電フィルム中のエポキシ樹脂の含有量は、樹脂成分および硬化剤成分の合計量中、３５質量％以下が好ましく、３０質量％以下がさらに好ましく、２０質量％以下が特に好ましい。エポキシ樹脂の含有量を上記の範囲とすることにより、高い接着強度と、低温、短時間での圧着が可能となる。

（Ｂ）融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤
本発明の異方性導電フィルムは、融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤を含む。エポキシ樹脂硬化剤として融点が６０℃以上のものを使用することにより、異方性導電性フィルムの保存安定性が向上する。融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤は、常温では反応せず、実装時の圧着温度において短時間で反応が進行、完了する潜在性硬化剤であることが好ましい。

融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤としては、融点が６０℃以上、かつエポキシ樹脂の硬化剤として機能すれば特に限定されるものではないが、アミン系、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、ジシアンジアミド塩、およびこれらの変性物を例示することができる。融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤としては、ジアミノジフェニルメタン、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルスルホン等が好ましい。融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤は、２種以上を組み合わせて使用してもよいが、融点が６０℃未満のエポキシ樹脂硬化剤との併用は、異方性導電フィルムの保存安定性の観点から好ましくない。

異方性導電フィルム中の融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤の含有量は、０．５質量％以上が好ましく、０．８質量％以上がさらに好ましく、１質量％以上が特に好ましい。異方性導電フィルム中の融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤の含有量は、５質量％以下が好ましく、４質量％以下がさらに好ましく、３．５質量％以下が特に好ましい。融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤の含有量を上記の範囲とすることにより、低温、短時間でも高い接着性を発現し得る。

（Ｃ）（メタ）アクリレートモノマー
本発明の異方性導電性フィルムは、（メタ）アクリレートモノマーを含む。本明細書において、（メタ）アクリレートモノマーは、アクリレートモノマーとメタクリレートモノマーとを含む用語として使用する。異方性導電性フィルムが（メタ）アクリレートモノマーを含むことにより、低温、短時間の圧着が可能となる。（メタ）アクリレートモノマーは、官能基を２つ有するものが好ましい。また、本発明の異方性導電性フィルムは、接着強度を調整する観点から、（メタ）アクリレートモノマーに加え、（メタ）アクリレートオリゴマーを含むことが好ましい。

（メタ）アクリレートモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、例えば、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、ｔｅｒｔ－ブチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、リン酸エステル型（メタ）アクリレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンジ（メタ）アクリレート、２－（メタ）アクリロイロキシエチルコハク酸、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリス（２－ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、ｏ－フタル酸ジグリシジルエーテル（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、トリス（（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート及びウレタン（メタ）アクリレートが例示される。

異方性導電フィルム中の（メタ）アクリレートモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーの合計の含有量は、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がさらに好ましく、１５質量％以上が特に好ましい。異方性導電フィルム中の（メタ）アクリレートモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーの合計の含有量は、６０質量％以下が好ましく、５０質量％以下がさらに好ましく、４０質量％以下が特に好ましい。（メタ）アクリレートモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーの合計の含有量を上記の範囲とすることにより、低温、短時間でも高い接着性を発現し得る。

（メタ）アクリレートモノマーと（メタ）アクリレートオリゴマーを併用する場合、配合比（質量）は１０：９０～７０：３０であることが好ましい。

（Ｄ）ラジカル重合開始剤
本発明の異方性導電フィルムは、ラジカル重合開始剤を含む。ラジカル重合開始剤としては、実装時の熱圧着温度にて遊離ラジカルを発生し、（メタ）アクリレートモノマーおよび（メタ）アクリレートオリゴマーの重合反応を進行させ得る限り特に限定されず、適宜選択することができる。

ラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化化合物、アゾ系化合物が挙げられる。過酸化化合物としては、有機過酸化物が好適であり、例えば、ラウロイルパーオキサイド、ブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイドが挙げられる。これらは１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

異方性導電フィルム中のラジカル重合開始剤の含有量は、１質量％以上が好ましく、３質量％以上がさらに好ましく、５質量％以上が特に好ましい。異方性導電フィルム中のラジカル重合開始剤の含有量は、２０質量％以下が好ましく、１８質量％以下がさらに好ましく、１５質量％以下が特に好ましい。ラジカル重合開始剤の含有量を上記の範囲とすることにより、低温、短時間でも高い接着性を発現し得る。

（Ｅ）成膜樹脂
本発明の異方性導電フィルムは、成膜樹脂を含む。成膜樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂が挙げられる。これらは１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。成膜樹脂としては、ガラス転移温度が１００℃以上のものが好ましく、ガラス転移温度が１００℃以上のフェノキシ樹脂が特に好ましい。ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂を含むことにより、異方性導電フィルムのガラス転移温度を８５℃以上に調製することが容易となり、信頼性試験において、接着強度の低下や導通抵抗値の上昇を抑制することが可能となる。

成膜性の観点から、成膜樹脂のポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）は、１００００以上が好ましく、１５０００以上がさらに好ましく、２００００以上が特に好ましい。重量平均分子量（Ｍｗ）の上限は、８００００以下が好ましく、７００００以下がさらに好ましく、６００００以下が特に好ましい。成膜樹脂のポリスチレン換算のＭｎは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法で測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて算出することができる。

異方性導電フィルム中の成膜樹脂の含有量は、２０質量％以上が好ましく、２５質量％以上がさらに好ましく、３０質量％以上が特に好ましい。異方性導電フィルム中の成膜樹脂の含有量は、６０質量％以下が好ましく、５５質量％以下がさらに好ましく、５０質量％以下が特に好ましい。

（Ｆ）フィラー
本発明の異方性導電フィルムは、フィラーを含むことが好ましい。フィラーを含有することにより、最低溶融粘度の調整が容易となり、高圧実装の際の空隙発生を防止することができる。

フィラーとしては、例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどの無機酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの無機水酸化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウムなどの無機炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの無機硫酸塩、ケイ酸カルシウムなどの無機ケイ酸塩、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素などの無機窒化物が挙げられる。フィラーとしては、シリカが好ましい。フィラーの大きさは、１０ｎｍ～２μｍが好ましい。

異方性導電フィルム中のフィラーの配合量は、０．５質量％以上が好ましく、１質量％以上がさらに好ましく、２質量％以上が特に好ましい。異方性導電フィルム中のフィラーの含有量は、３０質量％以下が好ましく、２０質量％以下がさらに好ましく、１５質量％以下が特に好ましい。

（Ｇ）導電性粒子
本発明の異方性導電フィルムは、導電性粒子を含む。導電性粒子としては、異方性導電フィルムにおいて用いられる公知の導電性粒子を用いてよい。導電性粒子としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の金属の粒子；これら金属の合金の粒子；金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、樹脂等の粒子の表面に金属を被覆した被覆粒子等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属を被覆した金属被覆樹脂粒子を用いる場合、樹脂粒子の材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられる。なお、導電性粒子は、接続後の導通性能に支障を来さなければ、端子間でのショートリスクの回避のために、導電性粒子の表面に更に絶縁薄膜を被覆したものや、絶縁粒子を表面に付着させたものなど絶縁処理を施したものであってもよい。これら導電性粒子は１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

導電性粒子の平均粒子径は、１μｍ以上が好ましく、２μｍ以上がさらに好ましい。また、導電性粒子の平均粒子径は、１０μｍ以下が好ましく、７μｍ以下であることがさらに好ましい。導電性粒子の平均粒子径は、例えば、走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）により観察し、複数個（ｎ≧１０）の導電性粒子について粒子径を測定し、その平均値を算出すればよい。もしくは、画像型粒度分布測定装置（例として、ＦＰＩＡ－３０００（マルバーン社））を用いて測定した測定値（Ｎ＝１０００以上）であってもよい。

異方性導電フィルム中の導電性粒子の含有量は、特に限定されず目的に応じて適宜決定してよいが、好ましくは１質量％以上、より好ましくは２質量％以上である。導電性粒子の含有量の上限は、所定の異方導電性を得る観点から、好ましくは２０質量％以下、より好ましく１０質量％以下である。

（Ｈ）その他の成分
本発明の異方性導電フィルムは、シランカップリング剤を含んでいてもよい。シランカップリング剤を含有することにより、無機材料との界面接着性を向上することができる。シランカップリング剤としては、ビニル基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、メルカプト基、アミノ基、イソシアネート基、ウレイド基、イミダゾール基を有するものが例示される。シランカップリング剤は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いてよい。

本発明の異方性導電フィルムにおいて、シランカップリング剤の含有量は、０．１質量％以上５質量％以下の割合であることが好ましい。

本発明の異方性導電フィルムは、必要に応じてさらに他の成分を含んでもよい。かかる成分としては、例えば、表面改質剤、難燃剤、着色剤等の、接着剤組成物の製造において使用される公知の添加剤が挙げられる。

（Ｉ）異方性導電フィルムの物性
本発明の異方性導電フィルムは、ガラス転移温度が８５℃以上である。異方性導電フィルムのガラス転移温度が８５℃以上であることにより、信頼性試験において、接着強度の低下や導通抵抗値の上昇を抑制することが可能となる。異方性導電フィルムのガラス転移温度を８５℃以上とするためには、ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂を使用することが好ましい。

本発明の異方性導電フィルムは、最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下である。異方性導電フィルムの最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下であることにより、高圧実装の際の空隙発生を防止することができる。異方性導電フィルムの最低溶融粘度を２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下とするためには、フィラーを配合することが好ましい。異方性導電フィルムの最低溶融粘度は、３０，０００Ｐａ・ｓ以上８０，０００Ｐａ・ｓ以下であることが特に好ましい。

[異方性導電フィルムの構成]
本発明の異方性導電フィルムは、単層からなっても複数層からなってもよい。複数層からなる場合、異方性導電フィルムは、本発明にかかる異方性導電フィルム層と、絶縁層とからなる積層フィルム、本発明にかかる異方性導電フィルム層と、絶縁層と、第２の異方性導電フィルム層とからなる積層フィルム等が例示される。第２の異方性導電フィルム層は、本発明に係る異方性導電フィルムであってもよく、本発明と異なる異方性導電フィルムであってもよい。

異方性導電フィルムは、例えば、本発明の異方性導電フィルムの構成材料を、必要に応じて有機溶剤と混合し混合組成物とした後に、剥離基材上に塗布し、更に乾燥させて異方性導電フィルム層を形成させることにより製造することができる。混合組成物の塗布は、バーコーター等の塗布装置を用いて実施すればよい。ドクターブレード法など、公知の異方性導電フィルムの塗布方式を用いることができる。複数層からなる異方性導電フィルムを製造する場合、上記塗布、乾燥の工程を繰り返し複数回実施すればよい。もしくは個別に製造し、ラミネートなどで積層すればよい。

剥離基材は、異方性導電フィルムを支持することができ、所期のタイミングにて異方性導電フィルムから剥離することができるフィルム状物である限り特に限定されない。剥離基材の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリ－４－メチルペンテン－１（ＰＭＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のプラスチック材料を用いてよい。剥離基材はまた、異方性導電フィルムと接合する側の表面に剥離層を有する基材であってよく、剥離層は、例えば、シリコーン樹脂やポリオレフィン樹脂等の剥離剤を含んでよい。

剥離基材の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは８０μｍ以下、さらに好ましくは６０μｍ以下、さらにより好ましくは５０μｍ以下である。剥離基材の厚さの下限は、特に限定されないが、異方性導電フィルムの製造時、スリット加工時の取り扱い性の観点から、好ましくは８μｍ以上である。

本発明の異方性導電フィルムの厚さは、特に限定されず目的に応じて適宜決定してよいが、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、さらに好ましくは３μｍ以上である。異方性導電フィルムの厚さの上限は、特に限定されないが、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下、さらにより好ましくは２０μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下である。複数層で積層している場合は、絶縁層を除く合計の厚みとする。

異方性導電フィルムは、所定の幅を有するようにスリット加工してよい。スリット加工の際、切削屑等により接着剤層が汚染されるのを防止すべく、その露出表面にカバーフィルムを設けてよい。この場合の厚みは、目的に応じて適宜選択すればよい。カバーフィルムは、異方性導電フィルムのスリット加工時に使用される公知のフィルムを用いてよい。カバーフィルムはスリットなどの製造工程の他、接続使用に用いる製品として、使用時の汚染防止のために剥離基材とは別に設けられていてもよい。この場合、カバーフィルムは剥離性があることが好ましく、厚みは剥離基材と同じか、より薄いことが好ましい。

本発明の異方性導電フィルムは、高圧力で実装を行う場合でも、導通抵抗値の上昇を抑制し、異方性導電フィルムと接続する電子部品の端子との間に空隙を生じることなく、接続信頼性を長期間保持することが可能となる。

［接続構造体］
本発明の異方性導電フィルムを用いて、電子部品同士を接着した接続構造体を製造することができる。本発明は、第１の電子部品と第２の電子部品とが本発明の異方性導電フィルムにより接続されている接続構造体を包含する。

第１の電子部品としては、例えば、一般的なＰＷＢでよく、リジッド基板、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板、ＦＰＣ等が挙げられ、また、第２の電子部品としては、ＦＰＣ、ＩＣチップ、ＩＣチップ以外の半導体素子等が挙げられる。電子部品の制約は特になく、接続構造体の用途も特に制限はない。例えば、携帯情報端末に使用してもよく、車載用の電気的実装に用いてもよい。本発明においては、一例として、ＦＯＢ、ＦＯＧ、ＦＯＰ、ＦＯＦ、ＣＯＧ、ＣＯＰ等の多用な接続構造体を製造し得る。

［接続構造体の製造方法］
本発明の接続構造体の製造方法は、本発明の異方性導電フィルムにより第１の電子部品と第２の電子部品とが接続されている接続構造体を製造し得る限り特に限定されない。以下、本発明の接続構造体を製造する方法について一例を示す。

一実施形態において、本発明の接続構造体の製造方法は、第１の電子部品と第２の電子部品とを、本発明の異方性導電フィルムを介在させて、圧着する工程を含む。

はじめに第１の電子部品をステージに載置し、その上に本発明の異方性導電フィルムを設け、次いで第２の電子部品を載置する。ここで、ステージに載置した第１の電子部品上に本発明の異方性導電フィルムを設けた後、第１の電子部品の電極と第２の電子部品の電極が対向するように位置合わせし、第２の電子部品側から圧着ツールにて仮圧着を実施する。仮圧着時の温度、圧力及び時間は、具体的な設計に応じて適宜決定してよく、例えば６０～８０℃、０．５～２ＭＰａ、０．５～２秒間とし得る。後述する本圧着を実施するに先立ち、仮圧着を実施することにより、電子部品同士（それぞれの部品の導通部同士）をより精確に位置合わせして接続することができ好適である。仮圧着を行うことで、より高圧力で押圧する本圧着時の位置ずれの抑制が期待できる。

仮圧着の後、第２の電子部品側から圧着ツールにて本圧着を実施する。本圧着時の温度、圧力及び時間は、異方性導電フィルムを用いて電子部品を接着する際に用いられる公知の任意の条件としてよく、具体的な設計に応じて適宜決定してよい。例えば、低温（例えば、１６０℃以下）、短時間（例えば、１０秒間以下）、かつ高圧力（例えば、６ＭＰａ）の圧着であっても、第１の電子部品と第２の電子部品を良好に接着することが可能である。

なお、仮圧着、本圧着の別を問わず、第２の電子部品と圧着ツールの間に緩衝材（例えば緩衝シート）を設けてよい。緩衝材は、その使用の有無も含めて、電子部品の組み合わせに応じて適宜調整、決定すればよい。

本発明の異方性導電フィルムは、圧着の際、第１の電子部品の電極と第２の電子部品の電極との間に存在する導電性粒子の捕捉効率が高いため、異方性導電フィルム中への導電性粒子の配合量を低減した場合でも、電気抵抗を低く抑えることが可能となる。

以下、本発明について、実施例を示して具体的に説明する。ただし、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。以下の説明において、量を表す「部」及び「％」は、別途明示のない限り、「質量部」及び「質量％」をそれぞれ意味する。

［使用材料］
－エポキシ樹脂－
エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン（株）製）
－融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤－
ジアミノジフェニルメタン（ジアミノジフェニルメタン（ＤＤＭ）、東京化成工業（株）製）
－融点が６０℃未満のエポキシ樹脂硬化剤－
２－エチル－４－メチル－イミダゾール（２Ｅ４ＭＺ、四国化成（株）製）
－（メタ）アクリレートモノマー－
ポリエチレングリコールジアクリレート（Ａ－２００、新中村化学工業（株）製）
－（メタ）アクリレートオリゴマー－
ウレタンアクリレート（Ｕ－２ＰＰＡ、新中村化学工業（株）製）
－ラジカル重合開始剤－
ジラウロイルパーオキサイド（パーロイル（登録商標）Ｌ、日本油脂（株）製）
－成膜樹脂－
フェノキシ樹脂（ＦＸ－２９３、日鉄ケミカル＆マテリアル（株）製、Ｔｇ：１５８℃）
フェノキシ樹脂（ＦＸ－３１６、日鉄ケミカル＆マテリアル（株）製、Ｔｇ：６８℃）
－フィラー－
シリカ（アエロジル（登録商標）Ｒ２０２、日本アエロジル（株）製）
－導電性粒子－
ニッケル粒子（ミクロパールＡｕ、積水化学工業（株）製、平均粒径３μｍ）

［実施例１］
－接着性組成物の調製－
（メタ）アクリレートオリゴマー３０質量部、（メタ）アクリレートモノマー５０質量部、エポキシ樹脂２０部、融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤３質量部、ラジカル重合開始剤１２質量部、フェノキシ樹脂（ＦＸ－２９３）１００質量部、フィラー２０質量部及び導電性粒子５質量部を、溶媒１５０部に加え、均一に混合して、接着剤組成物を得た。

－異方性導電フィルムの作製－
剥離基材として、ＰＥＴフィルム（厚さ５０μｍ）を用意した。この剥離基材上に、乾燥後の接着剤層の厚さが３５μｍとなるように、接着剤組成物を均一に塗布した。その後、６０℃で５分間乾燥させて、剥離基材上に接着剤層を形成して異方性導電フィルムを得た。

－接続構造体の作製－
ガラス基板、ＦＰＣおよび上記の異方性導電フィルムを用いて接続構造体を作製した。異方性導電フィルムを所定幅にスリットして、ガラス基板に貼り付け、貼り付けた異方性導電フィルム上にＦＰＣを仮固定した後、緩衝材としてテトラフルオロエチレン（平均厚み５０μｍ）が被覆されたヒートツールを用いて、温度１６０℃、圧力６ＭＰａ、５秒で圧着を行い、接続構造体を完成させた。

－導通抵抗の評価－
ＦＰＣとガラス基板との接続状態について、デジタルマルチメータを使用して、初期及び環境試験後における導通抵抗（Ω）を測定した。環境試験は、温度８５℃、湿度８５％、時間５００ｈｒの条件とした。
導通抵抗値は、５Ω未満を「〇」、５Ω以上１０Ω未満を「△」、１０Ω以上を「×」と評価した。実用上は「△」以上であれば良く、「〇」であれば好ましい。

－接着強度の評価－
接続構造体について、９０度剥離試験により接着強度を測定した。詳細には、ＦＰＣおよび硬化物を長さ１．０ｃｍになるよう切り込み、その長さ１．０ｃｍのＦＰＣをつかみ具で掴み、室温（２５℃）下、５０ｍｍ／分の速度で垂直方向にＦＰＣがガラス基板から剥離するまで引き剥がした時の荷重（Ｎ／ｃｍ）を測定した。なお、測定には、テンシロン試験機（株式会社オリエンテック製：ＳＴＡ－１１５０）を使用した。また、環境試験後（温度８５℃、湿度８５％、時間５００ｈｒ）の接続構造体についても、同様に接着強度について評価した。
接着強度は、１０Ｎ／ｃｍ以上を「〇」、５Ｎ／ｃｍ以上１０Ｎ／ｃｍ未満を「△」、５Ｎ／ｃｍ未満を「×」と評価した。実用上は「△」以上であれば良く、「〇」であれば好ましい。

－剥離評価－
接続構造体について異方性導電フィルムとＦＰＣの端子との剥離の有無について電子顕微鏡で目視評価した。また、環境試験後（温度８５℃、湿度８５％、時間５００ｈｒ）の接続構造体についても、同様に剥離について評価した。
図１は、異方性導電フィルムを使用した接続構造体の概略断面図である。図１に示すように、接続構造体は、ＦＰＣ１０とガラス基板２０とを異方性導電フィルム３０で接続したものであり、図示しないガラス基板２０の端子とＦＰＣ１０の端子１１とが導電性粒子３１により電気的に接続されている。図１（ａ）は、端子１１と異方性導電フィルム３０とが空隙なく密着した状態で「〇」、図１（ｂ）は、端子１１の横に空隙４０が発生した状態で「△」、図１（ｃ）は、端子１１の横および下まで空隙４０が発生した状態で「×」と評価した。実用上は「△」以上であれば良く、「〇」であれば好ましい。

－ガラス転移点の評価－
異方性導電フィルムのガラス転移点を、（株）エー・アンド・デイ製の動的粘弾性測定機レオバブロンにより測定した。ガラス転移点は、異方性導電フィルムを２００℃のオーブンに３時間投入し、完全硬化したものについて測定した。
測定温度：－１０℃～２００℃、昇温速度：３℃／分、周波数：１１Ｈｚで測定した。ガラス転移点が８５℃以上のものを「〇」、８５℃未満を「×」と評価した。

－最低溶融粘度－
異方性導電フィルムを３００μｍの厚さに重ね合わせたシートを作製し、溶融粘度計（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）を用いて最低溶融粘度を測定した。
昇温速度：１０℃／分、周波数１Ｈｚ、加圧力１Ｎ、測定温度範囲３０～１８０℃で測定した。
最低溶融粘度が３０，０００Ｐａ・ｓ以上８０，０００Ｐａ・ｓ以下を「〇」、２０，０００Ｐａ・ｓ以上３０，０００Ｐａ・ｓ未満、８０，０００Ｐａ・ｓより大きく９０，０００Ｐａ・ｓ以下を「△」、２０，０００Ｐａ・ｓ未満、９０，０００Ｐａ・ｓより大きいものを「×」と評価した。実用上は「△」以上であれば良く、「〇」であれば好ましい。

－フィルムライフ－
５５℃で２４Ｈｒ放置後のフィルムを使用し、接続構造体を作製し、接着強度を評価した。１０Ｎ／ｃｍ以上を「〇」、５Ｎ／ｃｍ以上１０Ｎ／ｃｍ未満を「△」、５Ｎ／ｃｍ未満を「×」とした。

異方性導電フィルムの処方および評価結果を表１に示す。

［実施例２］～［実施例５］
エポキシ樹脂、アクリレートモノマー、アクリレートオリゴマー、フェノキシ樹脂、およびフィラーの配合量を表１に示す処方に替えて異方性導電フィルムを作製し、実施例１と同様の条件で接続構造体を作製し、評価を行った。結果を表１に示す。

［比較例１～６］
エポキシ樹脂、（メタ）アクリレートモノマー、（メタ）アクリレートオリゴマー、フィラーの配合量、フェノキシ樹脂の種類および配合量、およびエポキシ樹脂硬化剤の種類を表１に示す処方に替えて異方性導電フィルムを作製し、実施例１と同様の条件で接続構造体を作製し、評価を行った。結果を表１に示す。

エポキシ樹脂と、融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤と、（メタ）アクリレートモノマーと、ラジカル重合開始剤と、を含み、ガラス転移温度が８５℃以上、最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下である実施例１～５の異方性導電フィルムを使用した接続構造体は、初期及び環境試験後も剥離がないか、実用上問題ないレベルであり、接着強度および導通抵抗値も初期及び環境試験後でも実用可能なレベルであることが確認された。

一方、エポキシ樹脂を含まない比較例１では、環境試験後に剥離が発生し、接着強度が低下した。また、（メタ）アクリレートモノマーを含まない比較例２では、初期から剥離が発生し、接着強度および導通抵抗値も実用可能なレベルではなかった。また、ガラス転移点が８５℃未満の比較例３では、環境試験後に導通抵抗が上昇し、剥離も大きくなった。なお、特許文献４（特開２０２１－８８６４５号公報）等で成膜樹脂として使用する、フェノキシ樹脂（ＹＰ－５０、ＹＤ－０１９、日鉄ケミカル＆マテリアルズ（株）製）も、ガラス転移温度が、８４℃、８５℃と低く、これを使用した異方性導電フィルムのガラス転移温度も８５℃以上とはなりえず、比較例３と同様の結果となる。

さらに、最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ未満の比較例４では、最低溶融粘度が低いため、実装時にフィルムの押し込み量が多くなり、剥離が発生し、導通抵抗も上昇する。また、最低溶融粘度が９０，０００Ｐａ・ｓより大きい比較例５では、最低溶融粘度が大きすぎるため、実装の際導電性粒子がつぶれず、導通抵抗値が高くなる。さらにまた、融点が６０℃未満のエポキシ樹脂硬化剤を使用した比較例６では、エポキシ樹脂硬化剤の安定性が低いため、フィルムライフが低下することが確認された。

また、表２に実施例１の処方で、実装圧力を３Ｍｐａ、８Ｍｐａに変更して実装構造体を作製し、評価した結果を示す。表２によれば、本発明に係る異方性導電フィルムは、３Ｍｐａ～８Ｍｐａの圧力で実装した場合に使用可能であることが確認された。

Claims (8)

1. （Ａ）エポキシ樹脂と、
   （Ｂ）融点が６０℃以上のエポキシ樹脂硬化剤と、
   （Ｃ）（メタ）アクリレートモノマーと、
   （Ｄ）ラジカル重合開始剤と、
   を含み、
   ガラス転移温度が８５℃以上、
   最低溶融粘度が２０，０００Ｐａ・ｓ以上９０，０００Ｐａ・ｓ以下である異方性導電フィルム。
2. （Ｅ）ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂を含み、
   異方性導電フィルム中の（Ｅ）ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂の配合割合が、２０～６０質量％である請求項１に記載の異方性導電フィルム。
3. （Ｃ’）（メタ）アクリレートオリゴマーを含み、
   （Ｃ）（メタ）アクリレートモノマーと（Ｃ’）（メタ）アクリレートオリゴマーの質量配合比が、１０：９０～７０：３０である請求項１に記載の異方性導電フィルム。
4. （Ｆ）フィラーを含み、
   異方性導電フィルム中の（Ｆ）フィラーの配合割合が、１～１５質量％である請求項１に記載の異方性導電フィルム。
5. （Ｅ）ガラス転移温度が１００℃以上の成膜樹脂は、フェノキシ樹脂である請求項２に記載の異方性導電フィルム。
6. （Ｇ）導電性粒子を含む、請求項１に記載の異方性導電フィルム。
7. 第１の電子部品と第２の電子部品とが請求項１に記載の異方性導電フィルムにより接続されている接続構造体。
8. 第１の電子部品と第２の電子部品とを、請求項１に記載の異方性導電フィルムを介在させて、圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。

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