JP2002161146A - 異方導電性フィルム - Google Patents
異方導電性フィルムInfo
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Abstract
き、保存性及び接続信頼性、剥離強度に優れる異方導電
性フィルムを提供する。 【解決手段】 有機バインダー成分中に導電性粒子を分
散させてなる異方導電性フィルムにおいて、有機バイン
ダー成分がカチオン重合性物質を含み、かつ、有機バイ
ンダー成分100重量部に対して(例えば4−メトキシ
カルボニルオキシ−ベンジルメチルスルホニウムヘキサ
フルオロホスフェートのような)カチオン発生剤を0.
01〜10重量部配合し、かつ、前記カチオン発生剤よ
り発生するカチオン種と反応するカチオン捕捉剤を前記
カチオン発生剤100重量部に対して0.1〜15重量
部配合したことを特徴とする異方導電性フィルムであ
る。
Description
互いに接着させ、かつ、同じ回路基板内の隣接する回路
間を短絡させることなく、2つの回路基板の互いに向き
合う回路間を電気的に接続させることのできる異方導電
性フィルムに関する。
い、微細な回路同士の接続、微小端子と微細な回路との
接続等の必要性が増大してきており、その接続方法とし
て、異方導電性フィルムが近年盛んに用いられてきてい
る。異方導電性フィルムは、接着フィルム中に導電粒子
を分散させたものであり、これを、接続しようとする回
路間に挟み込み、所定の温度、圧力、時間により、熱圧
着することにより、回路間の電気的接続および接着を行
うと同時に、隣接する回路間では絶縁性を確保するため
に用いられる。更に、近年、接続しようとする回路部分
が大型化してきていること、また、適応する基材が多様
化してきていることから、熱圧着の際の熱ダメージや熱
膨張収縮差による寸法変化が無視できない問題となって
きている。そのため、より低温で接続でき、かつ、信頼
性、保存安定性に優れる異方導電性フィルムが求められ
ている。
脂は、大きく分けて、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の2
つに分類できる。
た異方導電性フィルムとしては、例えば、特開昭62−
154746号公報、特開昭62−109878号公報
が公知であるが、圧着する際の加熱温度を熱可塑性樹脂
の溶融温度以上に制御することが必要である。そのた
め、使用する熱可塑性樹脂によっては、比較的低い温度
で接続できる。また、化学反応を伴わないため、短時間
で接続でき、従って、熱によるダメージを低く抑えるこ
とが可能である。しかし、これらの異方導電性フィルム
を用いて、接続した場合の接続部分は、耐熱性、耐湿
性、耐薬品性には、バインダー樹脂の特性上限界があ
り、接続信頼性、接続安定性に問題があった。
た異方導電性フィルムとしては、硬化性樹脂としてエポ
キシ樹脂が、硬化剤としてアニオン重合型硬化剤である
三級アミン類やイミダゾール類をマイクロカプセル化す
ることにより保存安定性を高めることが知られている。
カチオン重合型硬化剤が知られている。カチオン重合型
硬化剤としては、エネルギー線照射により硬化剤として
作用する芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩
などが知られている。また、エネルギー線照射以外に、
加熱による硬化剤として作用する脂肪族スルホニウム
塩、芳香族スルホニウム塩が知られている。
を用いた熱硬化型異方導電性フィルムで回路基板を接合
する際、充分に加熱硬化した場合は、耐熱性、耐湿性、
耐薬品性に優れている。しかしながら、このタイプの異
方導電性フィルムは、圧着時間を10秒以下にした場
合、130℃以下の温度では、接続部の導通信頼性が不
十分であり、低温反応性を高めた場合、保存性が悪く可
使時間が短くなってしまう。また、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリカーボネートなどのような軟化点の低い
熱可塑性樹脂からなる回路基板に対しては熱的ダメージ
が大きく使用できないという問題があった。
−090237に公知の如くベンジルカチオンを発生す
るスルホニウム塩を用いた場合、保存安定性と低温反応
性のバランスをとることが難しい。
間10秒以下の比較的低温短時間で回路同士を電気的に
接合でき、かつ、保存安定性、接続信頼性に優れる異方
導電性フィルムを提供することを目的とする。
を解決するため、鋭意検討した結果、下記組成により低
温接続性、保存安定性、接続信頼性に優れる異方導電性
フィルムが得られることを見い出し、本発明をなすに至
った。
中に導電性粒子を分散させてなる異方導電性フィルムに
おいて、有機バインダー成分がカチオン重合性物質を含
み、かつ該カチオン重合性物質を含む有機バインダー成
分100重量部に対して、下記一般式(1)で示される
カチオン発生剤を0.01〜10重量部配合し、かつ、
前記カチオン発生剤より発生するカチオン種と反応する
カチオン捕捉剤を前記カチオン発生剤100重量部に対
して0.1〜15重量部配合したことを特徴とする異方
導電性フィルムである。
基、フェノキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニ
ル基、ベンゾイル基、9−フルオレニルカルボニル基、
のいずれかを、R2、R3は独立して水素、ハロゲン、炭
素数1〜6のアルキル基のいずれかを、R4は炭素数1
〜6のアルキル基を、Qは、下記一般式(2)、α−ナ
フチルメチル基、β−ナフチルメチル基、のいずれかを
示す。
のいずれかである。Y−は非求核性陰イオンである。〕
明する。本発明は、有機バインダー成分中に導電性粒子
を分散させてなる異方導電性フィルムにおいて、有機バ
インダー成分がカチオン重合性物質を含み、かつ該カチ
オン重合性物質を含む有機バインダー成分100重量部
に対して、下記一般式(1)で示されるカチオン発生剤
を0.01〜10重量部配合し、かつ、前記カチオン発
生剤より発生するカチオン種と反応するカチオン捕捉剤
を前記カチオン発生剤100重量部に対して0.1〜1
5重量部配合したことを特徴とする異方導電性フィルム
である。
ェノキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、
ベンゾイル基、9−フルオレニルカルボニル基、のいず
れかを、R2、R3は独立して水素、ハロゲン、炭素数1
〜6のアルキル基のいずれかを、R4は炭素数1〜6の
アルキル基を、Qは、下記一般式(2)、α−ナフチル
メチル基、β−ナフチルメチル基、のいずれかを示す。
のいずれかである。Y−は非求核性陰イオンである。〕
一般式(1)で示されるものであれば、いかなる構造で
も構わないが、保存安定性の点から、50℃以上でカチ
オン種を発生するものが好ましい。
生するカチオン種としては、カチオン重合性物質との反
応性が充分であれば、どのような構造でも差し支えない
が、ベンジルカチオン種、α−ナフチルカチオン種、β
−ナフチルカチオン種、アシルカチオン種が好ましい。
接続形成性の点から、少なくとも1種がアシルカチオン
種であることが好ましい。さらに、発生するカチオン種
がアシルカチオンを含む少なくとも2種以上であること
が特に好ましい。
求核性陰イオンであればよく、例としては、ヘキサクロ
ロアンチモネート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘ
キサフルオロアルセネート、ヘキサフルオロホスフェー
ト、テトラフルオロボレートである。安全性の点から、
ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート
が好ましく、安定性の点から、ヘキサフルオロホスフェ
ートが特に好ましい。
性物質を含む有機バインダー100重量部に対して0.
01〜10重量部である。好ましくは、0.5〜5重量
部である。配合量が少なすぎる場合、硬化が不十分とな
り、十分な電気的接続性、機械強度が得られず、配合量
が多すぎる場合は、接続信頼性、保存安定性が低下す
る。
ン発生剤の熱分解により発生するカチオン種と反応する
ものであれば、いかなる構造でも差し支えないが、チオ
尿素化合物、4−アルキルチオフェノール化合物、4−
ヒドロキシフェニル−ジアルキルスルホニウム塩の中か
ら選ばれた1種以上であることが好ましい。
としては、エチレンチオ尿素、N,N’−ジエチルチオ
尿素、N,N’−ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿
素などである。 4−アルキルチオフェノール化合物と
しては、4−メチルチオフェノール、4−エチルチオフ
ェノール、4−ブチルチオフェノールなどである。4−
ヒドロキシフェニル−ジアルキルスルホニウム塩として
は、4−ヒドロキシフェニル−ジメチルスルホニウム
メチルサルフェート、4−ヒドロキシフェニル−ジエチ
ルスルホニウム メチルサルフェート、4−ヒドロキシ
フェニル−ジブチルスルホニウム メチルサルフェート
などである。
剤100重量部に対して、0.1〜15重量部である。
好ましくは、カチオン発生剤100重量部に対して0.
5〜7重量部である。配合量が少なすぎる場合は、接続
信頼性が低下し、多すぎる場合は、接続性が低下する。
粒子としては、接続時に被接続回路との接触面積が増す
ため、圧着時に変形するものが好ましい。この場合の変
形は、導電性粒子自体が変形するもの、及び、導電性粒
子が凝集体を形成しており、圧着時に凝集構造を変える
もののいずれでも良い。
ル、鉛、錫などの金属粒子、または、それらからなる合
金、例えば、はんだ、銀銅合金等の粒子、カーボンなど
の導電性粒子、それらの導電性粒子または非導電性のガ
ラス、セラミックス、プラスチック粒子を核として表面
に他の導電性材料を被覆したものである。さらに、導電
性粒子を核とし、この核の表面を絶縁材料で被覆し、圧
着した時に内部の導電性粒子が表面の絶縁層を排除し、
被接続回路との接触を行えるようにしたものも有効であ
る。このような導電性粒子を用いた場合、隣接する端子
間の短絡を防ぎやすく、端子間隔の狭い被接続回路の場
合にも使用できる。
ることが好ましい。粒子径が小さすぎる場合は、端子の
表面粗さのバラツキに影響され接続が不安定になりやす
く、また、大きすぎる場合は、隣接する端子間の短絡が
起こりやすくなる。隣接する端子間の短絡を防止するた
め、接続抵抗を損なわない範囲で絶縁粒子を併用しても
よい。
絶縁性を確保しつつ、圧着方向の電気的接続が可能とな
る範囲が好ましい。好ましくは、バインダー成分に対し
て、0.03〜20体積%の範囲、より好ましくは、
0.1〜10体積%の範囲である。導電性粒子の配合量
が多すぎる場合は、隣接する端子間の絶縁性が不十分に
なりやすく、少なすぎる場合は、圧着方向の接続性が低
下する。
ー成分中のカチオン硬化剤をマイクロカプセル化するこ
とは、有効である。マイクロカプセル化する方法として
は、どのような方法でも構わないが、溶剤蒸発法、スプ
レードライ法、コアセルベーション法、界面重合法を用
いるのが好ましい。
質としては、酸重合性、または、酸硬化性の物質であ
り、例えば、エポキシ樹脂、ポリビニルエーテル、ポリ
スチレンなどである。前記カチオン重合性物質は、単
独、あるいは、2種以上併用してもよい。前記カチオン
重合性物質としては、エポキシ樹脂が好ましい。エポキ
シ樹脂は、1分子中に2個以上のエポキシ基を有する化
合物であり、具体的には、グリシジルエーテル基、グリ
シジルエステル基、脂環式エポキシ基を有する化合物、
分子内の二重結合をエポキシ化した化合物、それらの置
換基を2種以上有する化合物が特に好ましい。
インダー樹脂とカチオン重合性物質とからなるが、カチ
オン重合性物質と混合可能なバインダー樹脂としては、
熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂と反応性のある熱硬化性樹
脂などである。カチオン重合性物質と混合可能な熱可塑
性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリビニルアセター
ル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アルキル化セルロ
ース樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン
樹脂、ポリエチレンフタレート樹脂等、カチオン重合性
物質に相溶性のある樹脂である。これらの樹脂の中、水
酸基、カルボキシル基等の極性基を有する樹脂は、カチ
オン重合性物質との相溶性に優れるため好ましい。ま
た、カチオン重合性物質は、カチオンにより重合もしく
は硬化して前記バインダー樹脂とともに有機バインダー
成分として機能する。
キシシクロヘキサンカルボキシレート25g、1,2,
3,4−ブタンテトラカルボン酸と3−シクロヘキサン
オキシド−1−メタノールのエステルからなる脂環式エ
ポキシ樹脂25g、平均分子量25000のフェノキシ
樹脂50gを重量比でトルエン−酢酸エチルの混合溶剤
(1対1)に溶解し、固形分50%の溶液とした。
載の方法により銀銅合金粉末を作製した。平均銀濃度は
0.5(原子比)であった。気流分級機を用いて銀銅合
金粉末を分級し、平均粒径5μmの導電性粒子を得た。
メチルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート10
0、N、N’ −ジエチルチオ尿素3となるように配合
しγ−ブチロラクトンに溶解して、50重量%の溶液と
した。固形重量比で樹脂成分100、4−メトキシカル
ボニルオキシ−ベンジルメチルスルホニウム ヘキサフ
ルオロホスフェート及びN、N’−ジエチルチオ尿素の
合計が0.5となるように配合し、更に、導電性粒子を
3体積%配合し、分散させた。その後、厚さ50μmの
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布し、40
℃で送風乾燥し、膜厚18μmの異方導電性フィルムを
得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェートにかえ
て、4−フェノキシカルボニルオキシ−フェニル−α−
ナフチルメチルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェ
ートを使用し、N,N’−ジエチルチオ尿素にかえて4
−メチルチオフェノールを使用した以外は、実施例1と
同様にして異方導電性フィルムを得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェートにかえ
て、4−ベンジルオキシカルボニルオキシ−m−クロロ
−ベンジルメチルスルホニウム ヘキサフルオロホスフ
ェートを使用した以外は、実施例1と同様にして異方導
電性フィルムを得た。
3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートにか
えて、ビス−(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジ
ペートを使用し、N,N’−ジエチルチオ尿素にかえて
4−ヒドロキシフェニル−ジメチルスルホニウム メチ
ルサルフェートを使用した以外は、実施例1と同様にし
て異方導電性フィルムを得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート及び
N,N’−ジメチルチオ尿素の合計の配合量を0.1重
量部とした以外は、実施例1と同様にして異方導電性フ
ィルムを得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート及び
N,N’−ジメチルチオ尿素の合計の配合量を5重量部
とした以外は、実施例1と同様にして異方導電性フィル
ムを得た。
外は、実施例1と同様にして異方導電性フィルムを得
た。
は、実施例1と同様にして異方導電性フィルムを得た。
る粒子の表面に厚み0.2μmのニッケル層を設け、そ
のニッケル層の外側に、厚み0.02μmの金層を設け
た平均粒径6μmの導電性粒子にかえた以外は、実施例
1と同様にして、異方導電性フィルムを得た。
径10μmにニッケル粒子にかえた以外は、実施例1と
同様にして、異方導電性フィルムを得た。
と以外は、実施例1と同様にして、異方導電性フィルム
を得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェートにかえ
て、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム ヘ
キサフルオロアンチモネートを使用した以外は、実施例
1と同様にして、異方導電性フィルムを得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート10
0、N、N’−ジエチルチオ尿素20となるよう配合し
た以外は、実施例1と同様にして異方導電性フィルムを
得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート10
0、N、N’−ジエチルチオ尿素0.05となるよう配
合した以外は、実施例1と同様にして異方導電性フィル
ムを得た。
チルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェートにかえ
て、2−ブテニルテトラメチレンスルホニウムヘキサフ
ルオロホスフェートにかえた以外は、実施例1と同様に
して異方導電性フィルムを得た。
ウム錫(ITO)の薄膜を形成した厚み200μmのポ
リカーボネートフィルム基板(表面抵抗値300Ω/s
q)上に幅2mmの異方導電性フィルムを仮貼りし、
2.5mm幅の圧着ヘッドを用いて50℃、0.3MP
a、3秒間加圧した後、ポリエチレンテレフタレートの
ベースフィルムを剥離する。そこへ、配線幅100μ
m、配線ピッチ200μm、厚み18μmの銅配線上に
0.3μmの金メッキを施した回路を200本有するフ
レキシブルプリント配線板(材質ポリイミド樹脂、厚み
25μm)を仮接続した後、120℃、10秒、0.8
MPa加圧圧着する。圧着後、隣接端子間の抵抗値を四
端子法の抵抗計で測定し、接続抵抗値とする。
容器の中に入れ、25℃で2週間保存した後、上記と同
様にして接続抵抗値を測定し、保存前の接続抵抗値との
比較を行う。
リント配線板を105℃、1.2気圧のプレシャークッ
カー試験に8時間かけ、その後の接続抵抗値を測定し、
試験前の接続抵抗値との比較を行う。
ト配線板を前記環境試験にかけ、25℃で1時間放置
後、幅10mmに切断し、インストロンを用いて90°
ピール強度を測定する。引っ張り速度50mm/分で行
った。測定値を剥離強度とする。
に比べ、保存後の接続抵抗値変化が低く、かつ、プレッ
シャークッカー試験による接続抵抗値変化も低く、剥離
強度も高いことが示された。
下、圧着時間10秒以下の比較的低温短時間で回路同士
を電気的に接合でき、かつ接続信頼性、剥離強度に優れ
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 有機バインダー成分中に導電性粒子を分
散させてなる異方導電性フィルムにおいて、有機バイン
ダー成分がカチオン重合性物質を含み、かつ該カチオン
重合性物質を含む有機バインダー成分100重量部に対
して、下記一般式(1)で示されるカチオン発生剤を
0.01〜10重量部配合し、かつ、前記カチオン発生
剤より発生するカチオン種と反応するカチオン捕捉剤を
前記カチオン発生剤100重量部に対して0.1〜15
重量部配合したことを特徴とする異方導電性フィルム。 【化1】 〔式(1)中、R1はアセチル基、メトキシカルボニル
基、フェノキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニ
ル基、ベンゾイル基、9−フルオレニルカルボニル基、
のいずれかを、R2、R3は独立して水素、ハロゲン、炭
素数1〜6のアルキル基のいずれかを、R4は炭素数1
〜6のアルキル基を、Qは、下記一般式(2)、α−ナ
フチルメチル基、β−ナフチルメチル基、のいずれかを
示す。 【化2】 式(2)中、R5は水素、メチル、メトキシ、ハロゲン
のいずれかである。Y-は非求核性陰イオンである。〕 - 【請求項2】 カチオン捕捉剤がチオ尿素化合物、4−
アルキルチオフェノール化合物、4−ヒドロキシフェニ
ル−ジアルキルスルホニウム塩の中から選ばれた1種以
上であることを特徴とする請求項1記載の異方導電性フ
ィルム。 - 【請求項3】 カチオン発生剤中の非求核性陰イオンが
リン系の陰イオンであることを特徴とする請求項1又は
2記載の異方導電性フィルム。 - 【請求項4】 カチオン発生剤より発生するカチオン種
が少なくとも2種以上であることを特徴とする請求項1
〜3のいずれかに記載の異方導電性フィルム。
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