JPH0521094A

JPH0521094A - 異方導電性接着剤

Info

Publication number: JPH0521094A
Application number: JP3172339A
Authority: JP
Inventors: Keiji Miyazaki; 敬爾宮崎; Isao Tsukagoshi; 功塚越; Hiroshi Takahashi; 高橋　　宏; Tomohisa Ota; 共久太田; Yutaka Yamaguchi; 豊山口
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-29
Anticipated expiration: 2012-07-09
Also published as: JP2629490B2

Abstract

(57)【要約】【目的】接続信頼性に優れた回路の接続が可能であ
り、かつ回路接続部に不良が発生した際に汎用溶剤によ
る補修が容易にできる、異方導電性接着剤を提供する。【構成】カルボキシル基を有するアクリル樹脂、反応
性接着剤、潜在性硬化剤及び導電性粒子を主成分とする
接着剤であって、硬化後の前記接着剤がＳＰ値８．０〜
１２．０の溶剤により接着面から除去可能である異方導
電性接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶パネル等に
おいて２つの回路基板同士の電極間に形成し、加熱加圧
して２つの回路基板を接着するとともにその両電極間を
電気的に導通させる異方導電性接着剤に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】２つの回路基板を接着させるとともに、
これらの電極間に電気的導通を与えるための接着剤につ
いてはスチレン系、ウレタン系、ポリエステル系、アク
リル系などの熱可塑性物質やエポキシ系、シリコーン系
などの熱硬化性物質中に導電性粒子を配合した種々のも
のが知られている（特開昭５５−１０４００７号公報、
特開昭５５−５９８８９号公報など）。

【０００３】ところで、これらの接着剤による接続にお
いて、電気的接続が不良であったり接続後に電子部品や
回路が不良になると、回路間を引き剥がす等して剥離
し、接着剤を溶剤等で除去した後、再度良品を上記接着
剤により接続する方法が用いられている。この場合、微
細回路上の接着剤を汎用的溶剤（例えばトルエン、アセ
トン、アルコール等）を用いて、迅速かつ容易に除去で
きることが接続後の信頼性と同等に重要な因子となる。
特に量産工程において、この補修の容易さは作業性の面
で欠くことのできないものである。

【０００４】また、エポキシ系の熱硬化性接着剤に用い
た場合、その補修法は塩化メチレンに少量の酸等を混合
した溶液を用いた、いわゆるエポキシ剥離剤による接着
剤の除去法が一般的である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】回路接続部の接続信頼
性、すなわち耐熱性、耐湿性を考慮した場合、エポキシ
系等の熱硬化性樹脂を反応性接着剤として用いることが
有効である。しかしながら、先に述べたようにこの場合
の補修法は酸を混合した塩化メチレンによる方法が一般
的で、再接続部への酸あるいはハロゲン化物の影響によ
る回路の腐食や電食などの発生により、接続信頼性が不
十分である。一方、汎用溶剤による補修が容易な熱可塑
性樹脂を接着剤に用いた場合、耐熱性が劣り、接続信頼
性に問題が生ずる。本発明はかかる状況をともに満足す
ることを目的に、接続部の信頼性が高く、かつ溶剤によ
り容易に補修可能な異方導電性接着剤を提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は回路接続部の接
続信頼性を保持し、かつ接続不良の際、回路間を引き剥
がし、残存する接着剤を溶剤で容易に除去可能な異方導
電性接着剤を鋭意検討した結果、特殊なアクリル樹脂を
用いることにより上記目的が達成されることを見出し、
この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明はカルボキシル基を有す
るアクリル樹脂、反応性接着剤、潜在性硬化剤及び導電
性粒子を主成分とする接着剤であって、硬化後の前記接
着剤がＳＰ値８．０〜１２．０の溶剤により接着面から
除去可能であることを特徴とする異方導電性接着剤を提
供するものである。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いるアクリル樹脂としては、樹脂中にカルボキシル基
を有するものであれば特に限定されないが、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル又はアクリロニトリル
を主モノマー成分とし、主モノマー成分と主モノマー成
分１００重量部に対して０．５重量部以上のアクリル酸
及び／又はメタアクリル酸を共重合させてなる共重合体
であることを特徴とする。中でもアクリル酸及び／又は
メタアクリル酸が好適に用いられる。カルボキシル基を
有することが上述の溶剤による補修には不可欠であり、
その適量は主モノマー成分１００重量部に対して０．５
〜５重量部が好ましく、更に好ましくは１．５〜３重量
部である。アクリル酸及び／又はメタアクリル酸の量が
少ないと硬化後の汎用溶剤による除去性が不足し、過多
であると接着剤の保存性が低下する。

【０００９】また、上記共重合体に用いるモノマー成分
として、ヒドロキシエチルメタアクリレートの共存は接
着力が向上することからより好ましい。

【００１０】上記共重合体のモノマー成分であるアクリ
ル酸エステルとしては、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレート、オクチルアクリレー
ト等が適用でき、メタアクリル酸エステルとしてはメチ
ルメタクリレート等が適用できる。これらは併用しても
差し支えない。

【００１１】上記アクリル酸エステルやメタアクリル酸
エステルはアクリル樹脂を構成する軟成分（ガラス転移
点：Ｔｇが０℃以下）であり、硬成分（Ｔｇが２０℃以
上）としてアクリロニトリルのほかにスチレンなども使
用できる。すなわち、共重合されたアクリル樹脂のＴｇ
は０℃以下が好ましく、より好ましくは−１０℃以下で
ある。

【００１２】また、本発明に用いるアクリル樹脂の分子
量は耐熱性を考慮すると、上記共重合体の重量平均分子
量（ＧＰＣ法によるスチレン換算値）で２０万〜１００
万程度が好ましく、更に好ましくは５０万〜８０万程度
が良好である。分子量が小さいと接着剤系の凝集力が低
下し取り扱い難くなり、分子量が大きすぎると接続時に
流動性が低下し導電性粒子と回路との接触が不十分とな
る。本発明で用いる反応性接着剤としては、硬化剤と反
応性を有する各種の物質が用いられる。これらの中でエ
ポキシ樹脂が好適に用いられる。エポキシ樹脂は１分子
内に２個以上のエポキシ基を有する化合物であり、一般
に知られているエポキシ樹脂はすべて適用ができる。例
えばエピクロルヒドリンとビスフェノールＡやビスフェ
ノールＦ等から誘導されるビスフェノール型エポキシ樹
脂、エピクロルヒドリンとフェノールノボラックやクレ
ゾールノボラックから誘導されるエポキシノボラック樹
脂等の多価フェノールのポリグリシジルエーテルの例が
代表的である。その他、ポリカルボン酸のポリグリシジ
ルエステル、脂環式エポキシ樹脂、多価アルコールのポ
リグリシジルエーテル及び多価アミンのポリグリシジル
化合物などがあり、これらは単独若しくは２種以上混合
して使用することができる。

【００１３】本発明で用いる潜在性硬化剤としては、イ
ミダゾール系、有機酸ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−
アミン錯体、ジアミノマレオニトリル、アミンイミド、
ポリアミンの塩、ジシアンジアミドなど及びこれらの変
性物があり、これらは単独若しくは２種以上の混合体と
して適用できる。長期保存性と速硬化性という矛盾した
特性の両立が必要とされる本発明の好ましい形態として
はこれらの硬化剤を核とし、ポリウレタン、ポリスチレ
ン等の高分子物質や、ＮｉやＣｕ等の金属薄膜を殻とし
て被覆したマイクロカプセル型硬化剤とすることや、モ
レキュラーシーブ法によるなどして、硬化剤とエポキシ
等反応成分との接触機会を減少した形のものが好まし
い。

【００１４】本発明のより好ましい形態として適用でき
るマイクロカプセル型硬化剤を使用する場合の留意すべ
き点は、粒径を接続部材の厚みよりも小さくすることが
保存時のカプセル破壊を防止する点から好ましいこと及
び溶剤系による製造にあたっては殻材が浸食され難い溶
剤を採用することである。

【００１５】反応性接着剤と潜在性硬化剤との配合比は
任意に設定できるので特に規定しない。反応性接着剤と
してエポキシ樹脂を用いた場合における硬化成分（エポ
キシ樹脂と潜在性硬化剤）とアクリル樹脂との配合比
（重量比）は９０／１０〜２０／８０が好ましく、７０
／３０〜３５／６５がより好ましい。硬化成分比が多い
と汎用溶剤に対する除去性が低下し、アクリル樹脂が多
いと耐熱性が低下する。硬化反応は、熱や光による通常
の方法が適用できる。

【００１６】本発明に用いる導電性粒子としては金属粒
子、例えばＮｉ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｐ
ｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｔａ等が挙げら
れ、また導電性を示さない、例えばガラス、セラミック
ス及びプラスチックス等にこれら金属を被覆したもので
もよい。これらは単体、合金、複合物及び混合物として
使用できる。上記の中で、プラスチック粒子の表面に金
属薄層を形成したものや半田粒子などは、接続時に変形
性を示し回路への接触面積が増加することから接続信頼
性が向上するので好ましく用いられ、中でもプラスチッ
ク粒子の表面に金属薄層を形成した粒子は、半田粒子の
ように特定の融点を示さないので接続時の条件（特に温
度）幅を広く設定できるのでより好ましい。これら導電
性粒子の接着剤に対する含有量を０．１〜２０体積％、
好ましくは０．５〜１５体積％とすることで良好な異方
導電性が得られる。

【００１７】接着剤組成物中には、例えば粘着付与剤や
可塑剤等の粘着性調整剤、界面強化剤、フィルム形成
材、シリカ等の充填剤、イソシアネートやメラミン等の
架橋剤、溶剤、重合禁止剤及びカップリング剤などを必
要に応じて含有できる。

【００１８】本発明の接着剤は、硬化後溶解性パラメー
タ（ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｐａｒａｍｅｔｅｒ、以下
ＳＰ値という）が８．０〜１２．０の範囲にある溶剤に
より接着面から除去可能であることが必要である。ここ
にＳＰ値は日刊工業新聞社刊、接着ハンドブック第２
版、１０７〜１０９頁を参照するものとする。代表的な
溶剤を（）内に示すＳＰ値とともに例示すると、シク
ロヘキサン（８．２）、トルエン（８．９）、酢酸エチ
ル（９．１）、メチルエチルケトン（９．３）、アセト
ン（１０．０）、プロピルアルコール（１１．５〜１
１．９）などであり、リグロイン等の混合物であっても
よい。ＳＰ値が８．０未満では接着剤硬化物の溶解性や
膨潤性が不足し、１２．０を超すと回路の周辺材料に悪
影響を及ぼし信頼性が低下する。

【００１９】これら溶剤を用いて硬化後の接着剤を除去
する方法としては、例えば接続した回路を剥離した後で
不要接着剤部を前記溶剤を含浸した布等でこすって洗浄
すればよい。加熱を併用すると剥離が容易であり、また
剥離しないで接続部を前記溶剤中に浸漬してもよい。

【００２０】

【作用】本発明のカルボキシル基を有するアクリル樹脂
を反応性接着剤、潜在性硬化剤、及び導電性粒子に配合
してなる異方導電性接着剤は従来のそれよりは優れた接
続信頼性を与え、ＳＰ値が８．０〜１２．０の汎用溶剤
により溶解及び／又は膨潤するので、これら溶剤による
補修が可能となった。以上、上記機能が発現されたの
は、アクリル樹脂中のカルボキシル基が上述したような
電極表面に使用される金属（例えば銅や錫）や金属酸化
物（通常酸化インジウム）に対して親和性が高いために
接続時の接着力が向上し、かつ接続後はアクリル樹脂が
溶剤（トルエン、アセトン等）に可溶であるために、接
着剤の溶剤による膨潤性が向上するためであると考えら
れる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例１〜１１及び比較例１〜２（１）アクリル樹脂ブチルアクリレート、エチルアクリレート、アクリロニ
トリルを主モノマー成分とし、アクリル酸、メタアクリ
ル酸、ヒドロキシエチルメタアクリレートを他モノマー
成分とした表１に示す重量比からなるモノマーをパール
重合法によって重合して得られたアクリル系共重合体を
トルエンに溶解し固形分１５重量％の溶液とした。

【表1】

【００２２】（２）反応性接着剤エピコート１００１（ビスフェノール型固形エポキシ樹
脂、油化シェルエポキシ社製商品名）をトルエン溶剤中
で固形分濃度５０重量％に調製した。

【００２３】（３）導電性粒子ポリスチレンを核とする粒子の表面にニッケルを厚み
０．２μｍで被覆し、更にニッケル層の外側を厚み０．
０２μｍの金で処理した平均粒径１０μｍ、比重２．０
の粒子を使用した。

【００２４】（４）潜在性硬化剤ノバキュアＨＸ−３７４１（旭化成工業社製商品名、マ
イクロカプセル型潜在性硬化剤、粒径約５μｍ）を使用
した。

【００２５】（５）異方導電性接着剤の作製上記の（１）〜（４）を表２に示すような重量比で配合
し、この溶液をテフロンフィルム８０μｍ上に塗布し、
８０℃下で送風乾燥を行い、２５μｍの厚みを有する異
方導電性接着剤を得た。

【表２】

【００２６】（６）評価この異方導電性接着剤を用いて、ライン巾１００μｍ、
ピッチ２００μｍ、厚み３５μｍの銅回路を２５０本有
するフレキシブル回路板（ＦＰＣ）と、全面に酸化イン
ジウム（ＩＴＯ）の薄層を有する（表面抵抗３０Ω／
□）厚み１．１ｍｍのガラス板とを接続条件１７０℃−
２０ｋｇ／ｍ² −２０秒の加熱加圧により接続幅３ｍｍ
で接続した。この際、あらかじめＦＰＣ上に異方導電性
接着剤の接着面を貼付け後、８０℃−５ｋｇ／ｃｍ² −
５秒の仮接続を行い、その後セパレータ（テフロンフィ
ルム）を剥離してＩＴＯとの接続を行った。上記により
得た回路接続品の評価結果を表３に示した。

【００２７】

【表３】

【００２８】表３において接続抵抗は接続部を含むＦＰ
Ｃの隣接回路の抵抗値をマルチメータで測定し、平均値
（ｘ）との最大値（Ｍａｘ）で表示した。また、接続後
の信頼性試験は温度及び湿度の変化を同時に考慮し、−
３０℃／２ｈ←→７０℃−９０％ＲＨ／２ｈの環境サイ
クル下で行った。更に表３において溶剤による補修の不
可は、上記接続部のＦＰＣをＩＴＯから剥離し、ＩＴＯ
上に残存する一定面積（２０×３ｍｍ² ）の接着剤をＳ
Ｐ値８．０〜１２．０の溶剤（トルエン、アセトン）を
浸漬した綿棒で拭きとるのに要した平均的な時間で評価
した。

【００２９】実施例１〜１１においては、いずれも信頼
性テスト及び溶剤による補修テストは良好であった。一
方、比較例１〜２は溶剤による補修は困難であり、６０
秒後も接着剤の残渣はほとんど除去できなかった。各実
施例の中では実施例１、３〜８及び１１の場合、いずれ
もアクリル樹脂中、カルボキシル基の含有量及びアクリ
ル樹脂の重量平均分子量がともに最適範囲にあり、信頼
性及び溶剤による補修性のバランスが良好なものであっ
た。

【００３０】更に比較として、アクリル樹脂の代わりに
ポリエステル、ポリウレタンを用いて同様な評価を行っ
たが、いずれも信頼性の良好なものは得られなかった。

【００３１】実施例１〜１１及び比較例１〜２に示した
異方導電性接着剤硬化物の弾性率及び誘電正接を測定
（レオロジ（株）製レオスペクトラＤＶＥ−４を使用、
引張モード、周波数１０Ｈｚ、５℃／分で昇温）した。

【００３２】その結果、比較例に比べて各実施例は室温
近辺の弾性率が高く、ｔａｎδは低温及び高温側の２つ
の極大値が小さく、かつピーク位置も接近していること
から、各実施例ではエポキシ樹脂とアクリル樹脂の相溶
性が良いことを示唆するものである。

【００３３】これらの代表例として、実施例７と比較例
２について測定してグラフを図１及び図２に示した。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば接
続信頼性に優れた回路の接続が可能であり、かつ回路接
続部に不良が発生した際に汎用溶剤による補修が容易に
できる、極めて有用な異方導電性接着剤を得ることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる実施例７の接着剤硬化物の弾性率
及びｔａｎδの温度依存性を示すグラフである。

【図２】比較例２の接着剤硬化物の弾性率及びｔａｎδ
の温度依存性を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田共久茨城県下館市大字小川1500番地日立化成工業株式会社下館研究所内 (72)発明者山口豊茨城県下館市大字小川1500番地日立化成工業株式会社下館研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カルボキシル基を有するアクリル樹脂、
反応性接着剤、潜在性硬化剤及び導電性粒子を主成分と
する接着剤であって、硬化後の前記接着剤がＳＰ値８．
０〜１２．０の溶剤により接着面から除去可能であるこ
とを特徴とする異方導電性接着剤。
【請求項２】アクリル樹脂がアクリル酸エステル、メ
タクリル酸エステル又はアクリロニトリルを主モノマー
成分とし、主モノマー成分と主モノマー成分１００重量
部に対して０．５〜５重量部のアクリル酸及び／又はメ
タアクリル酸を共重合させてなる共重合体である請求項
１記載の異方導電性接着剤。
【請求項３】アクリル樹脂の重量平均分子量が２０万
以上である請求項１記載の異方導電性接着剤。