JPH10168413A

JPH10168413A - 異方導電性接着剤

Info

Publication number: JPH10168413A
Application number: JP33578296A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kono; 貴之河野; Masakazu Kawada; 政和川田; Tetsuya Miyamoto; 哲也宮本
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ＬＣＤとＴＣＰとの接続や、ＴＣＰとＰＣＢ
との接続などの微細回路同士の電気的接続において、特
に低温短時間での接続も可能で、且つ、接着性、接続信
頼性、保存安定性、リペア性にも優れる加熱硬化型異方
導電性接着剤を提供する。【解決手段】ラジカル重合性樹脂（Ａ）、ラジカル重
合性モノマー（Ｂ）、有機過酸化物（Ｃ）、熱可塑性エ
ラストマー（Ｄ）、マレイミド（Ｅ）、及びこれら樹脂
組成物中に分散された導電性粒子（Ｆ）を必須成分と
し、且つ、これらの配合割合が重量部にして、（１）（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｅ）｝＝
（０．１〜１５）／１００（２）（Ｂ）／（Ａ）＝（１〜９０）／１００なる範囲にあることを特徴とする異方導電性接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ（液晶ディ
スプレイ）とＴＣＰ（テープキャリヤパッケージ）との
接続や、ＴＣＰとＰＣＢ（プリント回路基板）との接続
などの微細な回路同士の電気的接続に使用される異方導
電性接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、接着性樹脂中に導電性粒子を分散
させた異方導電性接着剤が液晶ディスプレイＬＣＤとＴ
ＣＰやＴＣＰとＰＣＢとの接続など各種微細回路接続の
必要性が飛躍的に増大してきており、その接続方法とし
て異方導電性接着剤が使用されてきている。この方法
は、接続したい部材間に異方導電性接着剤を挟み加熱加
圧することにより、面方向の隣接端子間では電気的絶縁
性を保ち、上下の端子間では電気的に導通させるもので
ある。このような用途に異方導電性接着剤が多用されて
きたのは、被着体の耐熱性がないことや微細な回路では
隣接端子間で電気的にショートしてしまうなど半田付け
などの従来の接続方法が適用できないことが理由であ
る。この異方導電接着剤は、熱可塑タイプのものと熱硬
化タイプのものに分類されるが、最近では熱可塑タイプ
のものより、信頼性の優れたエポキシ樹脂系の熱硬化タ
イプのものが広く用いられつつある。

【０００３】熱可塑タイプの異方導電性接着剤について
は、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ＳＩ
Ｓ（スチレン−イソプレン−スチレン）、ＳＥＢＳ（ス
チレン−エチレン−ブタジエン−スチレン）等スチレン
系共重合体が主として用いられてきているが、これら熱
可塑タイプの使用方法は、基本的に溶融融着方式であ
り、その作業性は一般的に条件を選べば熱硬化のものに
比べて、比較的低温・短時間での適用が可能であり良好
であると考えられるが、樹脂の耐湿性・耐薬品性などが
低いため、接続信頼性が低いため長期環境試験に耐えう
るものではなかった。

【０００４】一方、現在主流となっている熱硬化タイプ
の異方導電性接着剤は、一般に保存性安定性、硬化性の
バランスの良いエポキシ樹脂系の熱硬化タイプが広く用
いられている。しかし、実用上これらの熱硬化タイプの
ものは、保存性安定性と樹脂の硬化性を両立させるた
め、その硬化反応性から１５０〜２００℃の温度で３０
秒前後加熱、硬化することが必要とされ、たとえば１５
０℃以下の温度では実用的な接続時間で樹脂を硬化させ
ることは困難であった。更に、保存安定性については、
例えば、ＢＦ₃アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸
ヒドラジド、イミダゾール化合物等の潜在性硬化剤を配
合した系のもの等が提案されているが、保存安定性に優
れるものは硬化に長時間または高温を必要とし、低温・
短時間で硬化できるものは逆に保存安定性に劣るといっ
た問題がありいずれも一長一短があった。

【０００５】前期問題点に加えて、熱硬化タイプの異方
導電性接着剤を用いた微細な回路同士の接続作業性にお
いて、位置ずれ等の原因によって一度接続したものを被
接続部材を破損または損傷せずに剥離して再度接合（所
謂リペア）したいという要求が多くでてきている。しか
し殆どのものが高接着力、高信頼性といった長所がある
反面、この様な一見矛盾する要求に対しては対応が極め
て難しく、満足するものは得られていない。特に最近
は、ＬＣＤモジュールの大画面化、高精細化、狭額縁化
が急速に進み、これに伴って、接続ピッチの微細化や接
続の細幅化も急速に進んできた。このため、たとえば、
ＬＣＤとＴＣＰ接続においては、接続時のＴＣＰののび
のため接続パターンずれが生じたり、接続部が細幅のた
め接続時の温度でＬＣＤ内部の部材が熱的影響を受ける
などの問題が生じてきた。また、ＴＣＰとＰＣＢの接続
においては、ＰＣＢが長尺化してきたため接続時の加熱
によりＰＣＢとＬＣＤが反り、ＴＣＰの配線が断線する
という問題も生じてきた。

【０００６】そこで、より低温で接続することによりこ
れらの問題を解決することが考えられたが、たとえば、
従来の熱可塑性タイプの異方導電性接着剤で接続しよう
とすると、比較的低温での接続は可能であるが樹脂の耐
湿性・耐熱性が低いため接続信頼性が悪いという問題が
あった。また、熱硬化タイプの主流であるエポキシ樹脂
系の異方導電性接着剤で低温で接続しようとすると、樹
脂を硬化させるために接続時間を長くする必要があり、
実用上適用できるものではなかった。低温接続を可能と
する異方導電性接着剤として、カチオン重合性物質とス
ルホニウム塩とを配合した接着性樹脂中に導電性粒子を
分散させたもの（特開平７−９０２３７号公報）や、エ
ポキシ樹脂等と４−（ジアルキルアミノ）ピリジン誘導
体に導電性粒子を分散させたもの（特開平４−１８９８
８３号公報）も提案されているが、接着剤樹脂の保存性
や被接続回路端子の腐食等の問題があり実用には至って
いない。

【０００７】さらに、低温接続を可能にするものとし
て、低温、短時間での硬化性に優れたラジカル重合性樹
脂と有機化酸化物、及び熱可塑性エラストマーを配合し
た接着剤中に、導電粒子を分散させた熱硬化型異方導電
性接着剤を用いることも考えられているが、ラジカル重
合性樹脂と熱可塑性エラストマーとが加熱接着時に両者
が相溶性の違いから分離してしまい、充分な接着強度と
接続安定性が得られないという問題があった。この、加
熱接着時における分離の問題を解決する方法として、ラ
ジカル重合性樹脂と熱可塑性エラストマーの双方に相溶
性のある、マレイミドを配合することが提案されてい
る。しかし、マレイミドの配合による硬化性低下の他、
ラジカル重合性樹脂とマレイミドの融点が加熱接着の温
度に対して充分に低くないために接着時の樹脂流動性が
不足し導通不良や接続抵抗の上昇を起こすことや、硬化
物が硬く脆弱になり接着力低下を起こすことなどの問題
があり、実用には至っていない。即ち、現状では硬化
性、作業性、接着性、接続信頼性等の全てをバランス良
く満足する樹脂系は得られておらず、そのため、より低
温短時間で接続でき、且つ、接着性、接続信頼性、保存
安定性、リペア性等に優れる異方導電性接着剤の要求が
強くなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
このような問題に鑑みて種々の検討の結果なされたもの
であり、その目的とするところは、ＬＣＤとＴＣＰとの
接続や、ＴＣＰとＰＣＢとの接続などの微細回路同士の
電気的接続において、特に低温短時間での接続も可能
で、且つ、接着性、接続信頼性、保存安定性、リペア性
にも優れる加熱硬化型異方導電性接着剤を提供しようと
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、低温速硬化
性と保存安定性の両立が可能なラジカル重合性樹脂と有
機過酸化物、熱可塑性エラストマー、マレイミドとを配
合した接着剤中に、導電性粒子を分散させた熱硬化型異
方導電性接着剤を用いて熱硬化接続する際に、ラジカル
重合性樹脂とマレイミドの硬化物が電気伝導性、硬化
性、接着性、作業性などで十分な特性が得られない点に
ついて種々の検討を加えた結果、上記接着剤中にラジカ
ル重合性モノマーを加えることにより、優れた接続特性
を有する加熱硬化型異方導電性接着剤の得られることを
見いだし本発明に至ったものである。即ち本発明は、ラ
ジカル重合性樹脂（Ａ）、ラジカル重合性モノマー
（Ｂ）、有機過酸化物（Ｃ）、熱可塑性エラストマー
（Ｄ）、マレイミド（Ｅ）、及びこれら樹脂組成物中に
分散された導電性粒子（Ｆ）を必須成分とし、且つ、こ
れらの配合割合が重量部にして、（１）（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｅ）｝＝０．１
／１００〜１５／１００（２）（Ｂ）／（Ａ）＝１／１００〜９０／
１００なる範囲にあることを特徴とする異方導電性接着剤であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるラジカル重合
性樹脂としては特に限定されるものではなく、分子中に
一個以上の炭素−炭素二重結合を有し、ラジカル重合可
能なものであり、例えばビニルエステル樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、ジアリルフタレートや各種アクリレー
ト類などが挙げられる。中でも硬化性と保存性、硬化物
の耐熱性、耐湿性、耐薬品性を兼ね備えたビニルエステ
ル樹脂を好適に用いる事が出来る。ここでビニルエステ
ル樹脂とは、エポキシ樹脂とアクリル酸あるいはメタク
リル酸との反応、もしくはグリシジルメタクリレートと
多価フェノール類との反応によって得られるものを指
す。これらは単独もしくは構造、分子量等の異なるもの
と併用してもよく。また、その保存性を確保するため
に、予めキノン類、多価フェノール類、フェノール類等
の重合禁止剤を添加することも可能である（例えば、特
開平４−１４６９５１号公報など）。

【００１１】本発明で用いられるラジカル重合性モノマ
ーとしては特に限定されるものではなく、硬化性、流動
性を兼ね備えたものを好適に用いることができる。例え
ば、２−ヒドロキシ−１，３−ジメタンフロキシプロパ
ン、ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルフォリ
ン、エチレングリコール変性ビスフェノールＡジアクリ
レート、エチレングリコール変性ビスフェノールＦジア
クリレート、エチレングリコール変性パラクミルフェノ
ールアクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、ポリ
プロピレングリコールジアクリレート、イソシアヌル酸
エチレングリコール変性ジアクリレート、、イソアミル
アクリレート、ラウリルアクリレート、ステアリルアク
リレート、ブトキシエチルアクリレート、フェノキシエ
チルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレー
ト、イソボニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルア
クリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２
−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、
２−アクリロイルオキシエチルコハク酸、２−アクリロ
イルオキシエチルフタル酸、２−アクリロイルオキシエ
チル−２−ヒドロキシエチルフタル酸、２−アクリロイ
ルオキシエチルアシッドフォスフェート、ネオペンチル
グリコールジアクリレート１，６−ヘキサンジオールジ
アクリレート、イソオクチルアクリレート、ベンジルア
クリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、エ
チレングリコール変性ノニルフェノールアクリレート、
プロピレングリコール変性ノニルフェノールアクリレー
ト、２−ヒドロキシブチルアクリレート、パーフロロオ
クチルエチルアクリレート、ジメチロールトリシクロデ
カンジアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメ
タクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチル
メタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、
イソデシルメタクリレート、ｎ−ラウリルメタクリレー
ト、トリデシルメタクリレート、ｎ−ステアリルメタク
リレート、シクロヘキシルメタクリレート、テトラヒド
ロフルフリルメタクリレート、イソボニルメタクリレー
ト、ベンジルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルメ
タクリレート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シプロピルアクリレート、２−ヒドロキシブチルメタク
リレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエ
チルアミノエチルメタクリレート、メタクリル酸、コハ
ク酸、フタル酸、グリジシルメタクリレート、モノ（２
−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェー
ト、モノ（２−アクリロイルオキシエチル）アシッドホ
スフェート、エチレングリコールジメタクリレート、ジ
エチレングリコールジメタクリレート、１，４−ブタン
ジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオール
ジメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、イソス
テアリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、ｎ
−ブトキシエチルメタクリレート、２−フェノキシエチ
ルメタクリレート、２−メタクリロイルオキシエチル−
２−ヒドロキシプロピルフタレート、グリセロールモノ
メタクリレート、２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオ
キシプロピルメタクリレート、３−クロロ−２−ヒドロ
キシプロピルメタクリレート、１，３−ブタンジオール
ジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリ
レート、１，１０−デカンジオールジメタクリレート、
ジブロモネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジ
ブロモネオペンチルグリコールジメタクリレート、トリ
フロロエチルメタクリレート、２，２，３，３−テトラ
フロロプロピルメタクリレート、２，２，３，４，４，
４−テトラフロロプロピルブチルメタクリレート、パー
フロロオクチルエチルメタクリレート、β−メタクリロ
イルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−メタ
クリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネート、
３−クロロ−２−ヒドロキプロピルメタクリレート、ス
テアリルメタクリレート、β−アクリロイルオキシエチ
ルハイドロジェンサクシネート、ラウリルアクリレー
ト、などが挙げられ、単独又は複数を用いてよい。更に
被着体への密着性、硬化物の強靱性などの特徴も合わせ
持ったラジカル重合性モノマーを用いることで、異方導
電性接着剤の設計をより簡便に行うことが可能である。

【００１２】なお、ラジカル重合樹脂量（Ａ）に対する
ラジカル重合性モノマー（Ｂ）の配合比であるが、重量
部にして（Ｂ）／（Ａ）＝１／１００を下回る場合には
加熱接着時に流動性及び硬化性が不足し、十分な接続信
頼性が得られず、また同比率が（Ｂ）／（Ａ）＝９０／
１００を上回る場合には、作業性の悪化や加熱接着時の
流動性過剰による接着力の低下が生じる。

【００１３】本発明で用いられる有機過酸化物としては
特に限定されるものではなく、例えば１，１，３，３−
テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネー
ト、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、
ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、
１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−
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）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサ
ン、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシ
ジカーボネート等が挙げられる。これらの過酸化物は単
独あるいは硬化性をコントロールするため２種類以上の
有機過酸化物を混合して用いることも可能である。ま
た、保存性を改良するため各種重合禁止剤を予め添加し
ておく事も可能である。さらに樹脂への溶解作業を容易
にするため溶剤等に希釈して用いる事もできる。本発明
で用いられる有機過酸化物の種類は各過酸化物を配合し
た場合の接着剤の硬化性と保存性との兼ね合いで決定さ
れることは当然である。なお、ラジカル重合性樹脂
（Ａ）、ラジカル重合性モノマー（Ｂ）及びマレイミド
（Ｅ）に対する有機過酸化物（Ｃ）の配合比であるが、
重量部にして（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｅ）｝＝
０．１を下回る場合には必要な熱硬化性が得られず、ま
た同比率が（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｅ）｝＝１５
を上回る場合には保存安定性が低下する。

【００１４】本発明で用いられる熱可塑性エラストマー
としては特に制限はないが、例えばポリエステル樹脂
類、ポリウレタン樹脂類、ポリイミド樹脂、ポリブタジ
エン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレ
ン共重合体、ポリアセタール樹脂、ブチルゴム、クロロ
プレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタ
ジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチ
レン共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ナイロン、スチレ
ン−イソプレン共重合体、ポリメチルメタクリレート樹
脂などを用いることができる。その中でアクリロニトリ
ルとブタジエンとを主成分とする共重合体は、異方導電
性接着剤とした時の接着性、接続信頼性などにおいて優
れた特性を持つことからより好適に用いることができ
る。また、アクリロニトリルとブタジエンとを主成分と
する共重合体にカルボキシル基や水酸基など各種官能基
を導入したものを用いることも可能である。

【００１５】本発明に用いられるマレイミドとしては、
ラジカル重合性樹脂と熱可塑性エラストマーとを相溶さ
せる作用を有するものであれば特に制限はないが、一般
的に（１）、（２）式に例示される化学構造を有するも
のを用いる。異方導電性接着剤の使用条件（接続温度、
接続時間）や、使用するラジカル重合性および熱可塑性
エラストマーの種類により、その化学構造を選択あるい
は変更して使用できることは言うまでもない。

【００１６】

【化１】（式中、Ｒ：１価の有機基）

【００１７】

【化２】（式中、Ｒ：２価の有機基）

【００１８】本発明に用いられる導電性粒子は、導電性
を有するものであれば特に制限するものではなく、ニッ
ケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバル
ト、銀、金など各種金属や金属合金、金属酸化物、カー
ボン、グラファイト、ガラスやセラミック、プラスチッ
ク粒子の表面に金属をコートしたもの等が適用できる。
これらの導電性粒子の粒径や材質、配合量は、接続した
い回路のピッチやパターン、回路端子の厚みや材質等に
よって適切なものを選ぶことができる。更に、本発明の
異方導電性接着剤中には、必要に応じてカップリング剤
を適量添加してもよい。カップリング剤を添加する目的
は、異方導電性接着剤の接着界面の接着性を改質し、接
着強度や耐熱性、耐湿性を向上し接続信頼性を向上する
ものである。カップリング剤としては、特にシラン系カ
ップリング剤を好適に添加使用することができ、例え
ば、エポキシシラン系、メルカプトシラン系、アクリル
シラン系（例えば、β−（３，４−エポキシシクロヘキ
シル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン等）を用いることができる。

【００１９】本発明によれば、ラジカル重合性樹脂、ラ
ジカル重合性モノマー、有機過酸化物、熱可塑性エラス
トマーとを配合した接着剤中に導電性粒子を分散させる
事により得られる異方導電性接着剤を用いる際、該接着
剤中に含まれるラジカル重合性モノマーにより、加熱接
着時の流動性、硬化性、硬化物の密着性及び強靱性など
が向上し、極めて低温・短時間での接続が可能でありな
がら、接着性、接続信頼性、保存安定性、リペア性に優
れた異方導電性接着剤が得られる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により説明
する。『実施例』及び『比較例』１．接着性樹脂配合物の作製表１に示す材料を、表２に示す不揮発成分の配合比にな
るようにＭＥＫに溶解して接着性樹脂配合物溶液を得
た。２．異方導電性接着剤の作製上記２によって得られた配合物を、離型処理した５０μ
ｍポリエチレンテレフタレートフィルム上に流延し、４
０℃のオーブン中で５分間乾燥し厚さ１５μｍのフィル
ム状の異方導電性接着剤を得た。３．評価方法実施例および比較例で得られた異方導電性フィルムにつ
いて、接着力、接続信頼性、保存性の評価した結果を表
２に示す。被着体は銅箔／ポリイミド＝２５／７５μｍ
に０．４μｍの錫メッキを施したＴＣＰ（ピッチ０．１
０ｍｍ、端子数２００本）とシート抵抗値３０Ωのイン
ジウム／錫酸化物皮膜を全面に形成した厚さ１．１ｍｍ
のガラス（以下ＩＴＯガラス）を用いた。・接着力：１５０℃、３０ｋｇ／cｍ²、１５ｓの条件で
圧着し、９０°剥離試験によって評価を行った。・接続信頼性サンプル作製直後および温度８５℃、湿度８５％、１０
０時間放置後の接続抵抗を測定した。測定できないもの
を導通不良（ＯＰＥＮ）とした。・保存性異方導電フィルムを２５℃、１週間放置後使用したとき
の接続抵抗値を測定した。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【化３】

【００２３】

【化４】

【００２４】

【化５】

【００２５】

【化６】

【００２６】

【化７】

【００２７】

【化８】

【００２８】

【化９】

【００２９】

【化１０】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明の異方導電性接着剤は、ＬＣＤと
ＴＣＰとの接続や、ＴＣＰとＰＣＢとの接続などの微細
回路同士の電気的接続において、特に低温短時間での接
続も可能で、且つ、接着性、接続信頼性、保存安定性、
リペア性にも優れている。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ラジカル重合性樹脂（Ａ）、ラジカル重
合性モノマー（Ｂ）、有機過酸化物（Ｃ）、熱可塑性エ
ラストマー（Ｄ）、マレイミド（Ｅ）、及びこれら樹脂
組成物中に分散された導電性粒子（Ｆ）を必須成分と
し、且つ、これらの配合割合が重量部にして、（１）（Ｃ）／｛（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｅ）｝＝
（０．１〜１５）／１００（２）（Ｂ）／（Ａ）＝（１〜９０）／１００なる範囲にあることを特徴とする異方導電性接着剤。
【請求項２】ラジカル重合性樹脂がビニルエステル樹
脂であることを特徴とする請求項１記載の異方導電性接
着剤。
【請求項３】熱可塑性エラストマーがアクリロニトリ
ルとブタジエンとを主成分とする共重合体であることを
特徴とする請求項１記載の異方導電性接着剤。