JP2002226822A - 光線活性化型接着フィルムを用いた基材接着方法 - Google Patents

光線活性化型接着フィルムを用いた基材接着方法

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JP2002226822A JP2001022030A JP2001022030A JP2002226822A JP 2002226822 A JP2002226822 A JP 2002226822A JP 2001022030 A JP2001022030 A JP 2001022030A JP 2001022030 A JP2001022030 A JP 2001022030A JP 2002226822 A JP2002226822 A JP 2002226822A
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adhesive film
substrate
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epoxy resin
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Hiroaki Yamaguchi
裕顕 山口
Satoru Kitamura
哲 北村
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3M Innovative Properties Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光線活性化型接着フィルムを用いる基材接着
方法において、光線照射による基材の劣化を防止する。 【解決手段】 ２つの基材を接着する方法において、光
線活性化型接着フィルムに光線を照射し、この活性化さ
れた接着フィルムを第１の基材と接するように配置し、
第２の基材を、前記活性化された接着フィルムと接する
ように配置し、次いで上記第１の基材と第２の基材を熱
圧着して接着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光線活性化型接着フ
ィルムを用いた基材の接着方法に関する。さらに、本発
明は光線活性化型異方導電性接着フィルムを用いた回路
接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置では、ガラス製の表示パネ
ルの電極部と、その表示パネルを作動させるための駆動
用ＩＣが搭載されたＴＣＰ（Tape Carrier Package) と
よばれるフレキシブル回路とが異方導電性接着フィルム
で接続されている。通常、このような導電性接着フィル
ムは、エポキシ樹脂等の絶縁性接着剤中に導電性粒子を
分散させてフィルム化して形成されており、２つの相対
する回路の間にこの接着フィルムを挟んだ後、加圧しな
がら加熱して接着が完了されている。これにより、向か
い合う２つの回路の接続端子の間で、加圧方向、すなわ
ち接着フィルムの厚み方向に沿って、導電性粒子が互い
に電気的に導通した状態で接着されるので、向かい合う
接続端子間での導通が得られるのである。
【０００３】ところで、近年、液晶パネルの低コスト
化、軽量化を目的として、プラスチック基板の液晶パネ
ルやＰＥＴフィルムを基材として用いてフレキシブル回
路が開発されている。しかしながら、従来の既知の導電
性接着フィルムの圧着温度は150 〜200 ℃と高く、この
ような高温において接続を行うと、液晶パネルやフレキ
シブル回路が熱的損傷を受け、電極部分が変形したり、
表示パネルの電極部分に割れが発生し、接続不良になる
という問題が発生する。また、表示パネルの電極部とフ
レキシブル回路の接続ピッチは通常100 〜200 μm であ
るが、表示部が高精度化されるに従い、その接続ピッチ
が微細化し、近年では50μm もしくはそれ以下の接続ピ
ッチが求められるようになっている。このように接続ピ
ッチが微細化すると、接着フィルムを熱圧着する際の熱
により、フレキシブル回路の電極部分が変形し、表示パ
ネルの電極パターンとのずれが発生するという問題も発
生する。
【０００４】これらの問題を解決するため、より低温で
の熱圧着が可能な、光線活性化型接着フィルムが開発さ
れ、この接着フィルムを用いて回路を接続する方法が提
案されている。
【０００５】例えば、特開平１１−６０８９９号公報に
は、紫外線活性化型異方導電性接着フィルムを用いて、
回路を接続する際に、まず第１の回路基材にこの紫外線
活性化型異方導電性接着フィルムを配置し、次いで高圧
水銀ランプを用いてこの接着フィルムに紫外線を照射
し、その後第２の回路基材の電極を第１の回路基材の電
極と相対峙するように位置合わせを行い、熱圧着する工
程からなる、導体間の電気的接続方法が記載されてい
る。
【０００６】また、特開平８−１４６４３６号公報に
は、透明基板と透明基板とを光硬化型の接着剤で貼り合
わせる液晶パネルの貼り合わせ方法において、透明基板
の間に紫外線硬化型接着剤を挟み込み、次いで透明基板
側から紫外線を照射することによりこの接着剤を硬化さ
せる方法が記載されている。さらに、光選択フィルタを
用いて、波長300nm 以下の紫外線をカットすることによ
り、透明基板の劣化を防止することが記載されている。
【０００７】また、特開平９−３２０１３１号公報に
は、紫外線透過性基板からなる２枚のディスク同士を紫
外線硬化型接着剤により貼り合わせる方法において、２
枚の基板の間に紫外線硬化型接着剤を挟み込み、この基
板を通して紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射し、この
接着剤を硬化させる方法が記載されている。さらに、波
長２〜３μｍ以上の光を吸収する石英ガラスをフィルタ
として用いることにより、基板に照射される赤外線を減
衰し、またこのフィルタと紫外線ランプの間に冷却風を
流すことにより、フィルタからの２次輻射熱の基板への
影響を防止することが記載されている。以上のように、
光線硬化型接着剤を用いることにより、熱圧着工程にお
いて低温、短時間での熱圧着が可能となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】光線硬化型接着剤を光
線により硬化させる場合、照射する光線の強度が高いほ
ど短時間で硬化を完了させることができるため、より強
力な光線を照射することのできる高圧水銀灯やメタルハ
ライドランプ等が光源として用いられている。ところ
が、従来の方法では、基板に光線硬化型接着剤を配置し
た後に光線を照射しており、このような高圧水銀灯やメ
タルハライドランプを光源として用いて接着剤を硬化さ
せる場合、液晶パネルの透明基板にも光線を照射するこ
とになり、この透明基板の材料によっては、透明基板に
色がついたり曇りが発生するといった劣化を生ずること
がある。また樹脂製の基板の場合には材料が変質し、ひ
び割れが発生することもある。
【０００９】また、基板に光線を照射すると、光線のエ
ネルギーにより基板の温度が上昇するが、基板の材料に
よっては熱膨張率が高いため、少しの温度上昇によって
も熱膨張し、接着、硬化中の２枚の基板の間にずれが発
生し、接触不良を起こすおそれがある。
【００１０】本発明は、上記問題点を解決し、光線活性
化型接着フィルムを用いて、基材、特に回路基材に光線
を照射することなく、従って基材の劣化を防止する基材
の接着方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、２つの基材を接着する方法におい
て、光線活性化型接着フィルムに光線を照射して活性化
した後、この活性化された接着フィルムの第１の面を第
１の基材と接するように配置し、第２の基材を、前記活
性化された接着フィルムの第２の面と接するように配置
し、次いで熱圧着して上記第１の基材と第２の基材を接
着している。光線活性化型接着フィルムとしては紫外線
活性化型接着フィルムを用いることが好ましく、光線と
しては紫外線を用いることが好ましい。
【００１２】さらに上記問題点を解決するために本発明
によれば、２つの基材のそれぞれの表面に設けられた回
路を電気的に接続する方法において、光線活性化型異方
導電性接着フィルム、好ましくは紫外線活性化型異方導
電性接着フィルムに光線、好ましくは紫外線を照射して
活性化した後、この活性化された異方導電性接着フィル
ムの第１の面を第１の基材上の回路と接するように配置
し、第２の基材を、その基材上の回路が前記活性化され
た異方導電性接着フィルムの第２の面と接するように配
置し、次いで熱圧着して上記第１の基材と第２の基材の
上記回路間を接着している。
【００１３】本発明の方法では、あらかじめ光線を照射
して活性化してから、光線活性化型接着フィルムを基材
上に転写して配置し、その後熱圧着するため、基材に光
線を照射することがなく、従って光線による基材の劣化
を防ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を、図１を参照して説明する。リール１から巻き出され
たセパレータ４付き光線活性化型接着フィルム５は、圧
着ヘッド３に向かって搬送される。この光線活性化型接
着フィルム５は、圧着ヘッド３に到達する前に、光線照
射装置６によって光線照射され活性化される。こうして
活性化された光線活性化型接着フィルム５は、圧着ヘッ
ド３により、第１の基材７上に転写される。その後、セ
パレータ４は、リール２によって巻き取られ、一方接着
フィルム４が転写された基材７は圧着ヘッド８に向かっ
て搬送され、そこで第２の基材９が圧着ヘッド８により
基材７に熱圧着される。
【００１５】ここで、第１の基材及び第２の記載が共に
回路を設けた回路基材である場合、接着フィルムとして
導電性粒子を添加した光線活性化異方型導電性接着フィ
ルムを用いることにより、この２つの回路基材を電気的
に接続することができる。「光線活性化型異方導電性接
着フィルム」とは、２つの回路基材同士を積層し、回路
基材上の回路同士を導通させるときに、回路基材同士を
互いに接着させることができると共に、回路基材の互い
に向かい合う回路同士を電気的に導通させるように基材
の厚み方向に導電性を発現するが、回路基材上にある隣
接した回路を短絡することがないように、基材の平面方
向には導電性を発現しない、すなわち、接着時において
導電性を発現する接着剤から形成されたフィルムであ
る。異方導電性は、接着フィルムを用いて熱圧着により
基材同士を接合するときに、導電性粒子を除く非導電性
の接着成分が熱圧着時の熱及び圧力によって流動して排
除され、それにより相対峙する２つの基材上の回路同士
を導通するが、基材の平面方向には、非導電性の接着成
分が存在するために導電性を発現しないことにより生ず
る現象である。
【００１６】例えば上記特開平１１−６０８９９号公報
に記載されている導電性接着剤では、紫外線活性型カチ
オン重合触媒を脂環式エポキシ樹脂の硬化用触媒として
用いており、紫外線照射後の可使時間はきわめて短いと
考えられる。上記公報に記載の方法は、紫外線照射直後
に熱圧着を実施するため、可使時間は短くてもかまわな
いが、本発明の方法では、上記のように、光線照射後に
基材を圧着ヘッドに搬送するため、可使時間があまりに
短い接着フィルムは好ましくない。また、実際の製造時
における半導体デバイス装着工程のメンテナンス時間、
あるいは製造ラインの一時的故障等を考慮し、本発明で
は、可使時間が好ましくは10分以上である光線活性化型
接着フィルム、より好ましくは紫外線活性化型接着フィ
ルムを用いる。さらに、本発明において用いる光線活性
化型接着フィルムは、(1) 室温での保存安定性が高いこ
と、例えば少なくとも30日間、使用可能な状態を維持す
ることができること、(2) 光線による活性化前に比較的
高い温度にすることができ、このためフィルム形成のた
めの乾燥が短時間にできるので効率よく接着フィルムを
形成することができること、(3) 光線活性化後の熱圧着
時に100 〜130 ℃という低温において急速に硬化するこ
とができ、好ましくは１分以内、より好ましくは30秒以
内、さらに好ましくは10秒以内に硬化することができる
こと、(4) 基材同士の接続後に優れた接続安定性を示す
こと、といった特性を同時に備えている接着剤から形成
することが好ましい。
【００１７】このような好ましい光線活性化型接着剤
は、例えば、(1) 脂環式エポキシ樹脂及び(2) グリシジ
ル基含有エポキシ樹脂を含むエポキシ樹脂、(3) 光線活
性化カチオン重合触媒、並びに(4) カチオン重合抑制剤
を必須成分として含むことを特徴とする接着剤であるこ
とができ、この接着剤によれば上記の特性バランスを得
ることができる。この好ましい光線活性化型接着剤から
フィルムを形成するために熱可塑性エラストマーもしく
は樹脂を加える。この光線活性化型接着材に導電性粒子
を添加することにより異方導電性接着剤とすることがで
きる。
【００１８】脂環式エポキシ樹脂は光線活性化カチオン
重合触媒との組み合わせにより、低温での急速硬化を可
能とする作用を有する。一方、グリシジル基含有エポキ
シ樹脂は、カチオン重合抑制剤とともに、光線活性化後
の接着フィルムの可使時間を延ばす作用を有するもので
あり、脂環式エポキシ樹脂よりも反応性が低く、やや高
い温度領域での反応性を持つ。光線活性化カチオン重合
触媒は、光線の照射により、カチオン性活性種であるル
イス酸等を生成し、エポキシの開環反応を触媒する化合
物である。カチオン重合抑制剤は、カチオン重合触媒の
一部の置換、および、カチオン重合におけるカチオン活
性種であるルイス酸等の捕捉によりカチオン重合反応を
抑制しまたは阻害するものであり、これにより、接着フ
ィルムの可使時間を延ばす。
【００１９】導電性粒子を添加した光線活性化型異方導
電性接着フィルムを用いて基材同士の良好な電気接続を
得るためには、熱圧着の際の熱と圧力により、接着剤成
分が十分に流動し、導電性粒子と回路基材上の回路との
間において、非導電性の接着剤成分が十分に排除されな
ければならない。熱圧着時の接着剤成分の流動性は、接
着剤中の樹脂の固有の粘度と、徐々に進行する熱硬化反
応による粘度上昇によって変化する。エポキシ樹脂とし
て脂環式エポキシ樹脂を含み、光線活性化カチオン重合
触媒を含む組成物は、光線による活性化前には、触媒の
作用がないため、室温での保存性が高く、少なくとも30
日間、使用可能な状態を維持することができるが、光線
による活性化後に、低温で短時間のうちに熱硬化が行わ
れるという特徴を有する。しかしながら、活性化後の熱
硬化反応の進行が速く、短時間のうちに熱硬化反応によ
る粘度上昇が起こるので、速やかに加熱圧着を行わねば
ならない。この硬化反応を遅らせるために、カチオン重
合抑制剤を添加することが考えられる。しかしながら、
このような抑制剤を添加した場合においても、光線照射
後に、回路基材同士の位置合わせ工程に時間がかかるな
どして、熱圧着までの時間が長くなってしまうと、徐々
に進行する熱硬化反応による接着剤成分の粘度上昇のた
めに、導電性粒子と回路基材上の回路との間の接着剤成
分が十分に排除されず、電気的接続が不安定になりやす
い。一方、エポキシ樹脂としてグリシジル基含有エポキ
シ樹脂を含む場合には、光線照射後の熱硬化反応が比較
的に緩やかであるので、活性化後の可使時間は長くなる
が、良好な電気的接続のために十分な硬化が得られるよ
うに、圧着温度を高くするか、または、圧着時間を長く
しなければならない。
【００２０】脂環式エポキシ樹脂およびグリシジル基含
有エポキシ樹脂の両方を含むエポキシ樹脂、光線活性化
カチオン重合触媒およびカチオン重合抑制剤を同時に含
む異方導電性接着剤から得られる異方導電性接着フィル
ムは、グリシジル基含有エポキシ樹脂およびカチオン重
合抑制剤の効果のために、光線照射後の粘度上昇が抑制
されて、活性化後の可使時間が長くなり、かつ、脂環式
エポキシ樹脂と光線活性化カチオン重合触媒との組み合
わせによる脂環式エポキシ樹脂の高い反応性のために、
低温でも十分な硬化が得られ、安定した電気的接続が可
能になる。
【００２１】従って、この光線活性化型接着フィルム又
は光線活性化型異方導電性接着フィルムは、(1) 光線に
よる活性化までは硬化反応が進行せず、室温での保存安
定性が高い、(2) 活性化前に比較的高い温度にすること
ができ（例えば、80℃にしても硬化反応が進行しないた
め）、これにより、塗膜形成のための乾燥が短時間にで
きるので接着フィルムを、従来に比べて効率よく（短時
間に）作製することが可能となる、(3) 光線照射による
活性化後にも、常温で可使時間が好ましくは10分以上と
長くすることができ、これにより、良好な圧着作業を行
うことが可能である、(4) ポリエステルやポリイミドな
どの高分子材料を基礎とするＦＰＣやＴＡＢ、ガラス強
化されたエポキシ材を基礎とするＰＣＢ、ポリカーボー
ネート又はポリエーテルスルホン製の回路基板等の、加
熱により変形しやすい材料を接着し、電気的な接続を行
う際に、100 〜130 ℃程度の低温で急速に（好ましくは
１分以内、より好ましくは30秒以内、さらに好ましくは
10秒以内で）熱圧着することにより、材料の変形量を最
小に抑制することができる、(5) 基材同士の接続後に、
優れた相互接続性を示す。次に、以下において、好まし
い光線活性化型接着フィルム又は光線活性化型異方導電
性接着フィルムを構成する各成分についてそれぞれ説明
する。
【００２２】脂環式エポキシ樹脂 脂環式エポキシ樹脂は、上記の通り、接着組成物の急速
硬化性および低温硬化性を向上させるものである。この
成分と光線活性化カチオン重合触媒との組み合わせによ
り、低温での急速硬化が可能となる。また、粘度が低い
ために、組成物と基材との密着性を高める作用がある。
この脂環式エポキシ樹脂は分子内に脂環式エポキシ基を
平均で２個以上有するエポキシ樹脂である。脂環式エポ
キシ樹脂の例としては、分子内にエポキシ基を２個有す
るビニルシクロヘキセンジオキサイド、３，４−エポキ
シシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキ
サンカルボキシレート、ビス（３，４−エポキシシクロ
ヘキシル）アジペート、２−（３，４−エポキシシクロ
ヘキシル−５，５−スピロ−３，４−エポキシ）シクロ
ヘキサン−メタ−ジオキサン等が挙げられる。さらに、
分子内にエポキシ基が３個または４個以上のいわゆる多
官能の脂環式エポキシ（エポリードＧＴ：ダイセル化学
工業株式会社から入手可能）も用いることができる。
【００２３】この脂環式エポキシ樹脂のエポキシ当量
は、通常、90〜500 、好ましくは100〜400 、さらに好
ましくは120 〜300 、最も好ましくは210 〜235 の範囲
である。エポキシ当量が90より小さいと、熱硬化後の強
靱性が低下し、接着強度が低下して接続信頼性が低下す
るおそれがある。また、エポキシ当量が500 を超える
と、系全体の粘度が高くなり過ぎ、加熱圧着時の流動性
が悪くなったり、または、反応性が低下するなどして、
接続信頼性が低下するおそれがある。
【００２４】グリシジル基含有エポキシ樹脂 グリシジル基含有エポキシ樹脂は、上記の通り、カチオ
ン重合抑制剤とともに、光線活性化後の接着フィルムの
可使時間を延ばす作用を有するものであり、脂環式エポ
キシ樹脂よりも反応性が低く、やや高い温度領域での反
応性を持つ。グリシジル基含有エポキシ樹脂を含まず、
脂環式エポキシ樹脂のみを含む接着フィルムを用いた場
合には、室温付近の低温でも硬化反応が進みやすく、光
線照射による活性化後の可使時間が短いという欠点があ
る。従って、上記の通り、回路基材同士の位置合わせ工
程に時間がかかるなどして、熱圧着までの時間が長くな
ると、熱硬化反応による組成物の粘度上昇により、導電
性粒子と各回路基材上の回路との間の接着成分が十分排
除されず、電気的接続が不安定になりやすい。グリシジ
ル基含有エポキシ樹脂はこのような脂環式エポキシ樹脂
の欠点を補完する。使用されるグリシジル基含有エポキ
シ樹脂は分子内にグリシジル基を平均で２個以上有する
エポキシ樹脂である。このグリシジル基含有エポキシ樹
脂の例としては、ビスフェノールＡとエピクロロヒドリ
ンから合成されるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、低
粘度型のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、多官能型の
フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾー
ル型エポキシ樹脂などが挙げられる。また、ヘキサヒド
ロフタル酸グリシジルエステルなどのグリシジルエステ
ル型エポキシ樹脂を用いることもできる。ただし、カチ
オン重合を阻害する基、例えば、アミンまたは硫黄もし
くは燐を含有する基を有しないエポキシ樹脂に限定され
る。
【００２５】このグリシジル基含有エポキシ樹脂のエポ
キシ当量は、通常、170 〜5500、好ましくは170 〜100
0、さらに好ましくは170 〜500 、最も好ましくは175
〜210の範囲である。エポキシ当量が170 より小さい
と、熱硬化後の強靱性が低下し、接着強度が低下するお
それがある。また、エポキシ当量が5500を超えると、系
全体の粘度が高くなり過ぎ、熱圧着時の流動性が悪くな
り、反応性が低下するなどして、接続信頼性が低下する
おそれがある。
【００２６】脂環式エポキシ樹脂とグリシジル基含有エ
ポキシ樹脂の配合比 脂環式エポキシ樹脂とグリシジル基含有エポキシ樹脂と
は、良好な組成物の特性のバランスを提供する。即ち、
脂環式エポキシ樹脂の低温急速硬化性と、グリシジル基
含有エポキシ樹脂の室温での保存安定性との特性を良好
に兼ね備えた接着剤を提供することができる。脂環式エ
ポキシ樹脂／グリシジル基含有エポキシ樹脂の質量比
は、通常、20：80〜98：２であり、好ましくは40：60〜
94：６であり、さらに好ましくは50：50〜90：10であ
り、最も好ましくは50：50〜80：20である。脂環式エポ
キシが脂環式エポキシ樹脂とグリシジル基含有エポキシ
樹脂の総量の20質量％より少量であると、低温での硬化
特性が低下し、十分な接着強度や接続信頼性が低下する
ことがある。また、脂環式エポキシ樹脂が98質量％より
多量であると、室温付近でも硬化反応が進みやすいた
め、光線照射後の可使時間が短くなってしまうことがあ
る。
【００２７】光線活性化カチオン重合触媒 光線活性化カチオン重合触媒は、光線の照射により、カ
チオン性活性種であるルイス酸等を生成し、エポキシの
開環反応を触媒する化合物である。このような重合触媒
の例としては、アリールジアゾニウム塩、ジアリールヨ
ードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアリ
ールセレニウム塩、鉄−アレーン錯体などが挙げられ
る。特に、鉄−アレーン錯体は熱的に安定であるので好
ましく、具体的には、キシレン−シクロペンタジエニル
鉄(II)ヘキサフルオロアンチモネート、クメン−シクロ
ペンタジエニル鉄(II)ヘキサフルオロホスフェート、キ
シレン−シクロペンタジエニル鉄(II)−トリス（トリフ
ルオロメチルスルホニル）メタナイドなどが挙げられ
る。
【００２８】この光線活性化カチオン重合触媒は、エポ
キシ樹脂100 質量部に対して、通常、0.05〜10.0質量部
であり、好ましくは0.075 〜7.0 質量部であり、さらに
好ましくは0.1 〜4.0 質量部であり、最も好ましくは1.
0 〜2.5 質量部である。0.05質量部より少量であると、
低温での硬化特性が低下し、十分な接着強度や接続信頼
性が低下することがある。また、10.0質量部より多量で
あると、室温付近でも硬化反応が進みやすいため、室温
での保存安定性が低くなってしまうことがある。
【００２９】カチオン重合抑制剤 カチオン重合抑制剤は、カチオン重合触媒の一部の置
換、および、カチオン重合におけるカチオン活性種であ
るルイス酸等の捕捉によりカチオン重合反応を抑制しま
たは阻害するものである。具体的には、１５−クラウン
−５などのクラウンエーテル類、１，１０−フェナンソ
ロリンおよびその誘導体、Ｎ，Ｎ−ジエチル−メタ−ト
ルイジンなどのトルイジン類、トリフェニルホスフィン
などのホスフィン類、およびトリアジン類などが挙げら
れる。
【００３０】このカチオン重合抑制剤は、光線活性化カ
チオン重合触媒に対して、通常、0.01〜10.0当量であ
り、好ましくは0.05〜5.0 当量であり、さらに好ましく
は0.10〜3.0 当量であり、最も好ましくは0.4 〜2.0 当
量である。カチオン重合抑制剤が10.0当量より多量であ
ると、低温での硬化特性が低下し、十分な接着強度や接
続信頼性が低下することがあり、また、0.05当量より少
量であると、室温でも硬化反応が進みやすいため、室温
での保存安定性が低くなることがある。
【００３１】導電性粒子 導電性粒子は銀、銅、ニッケル、金、スズ、亜鉛、白
金、パラジウム、鉄、タングステン、モリブデン、ハン
ダなどの金属粒子またはカーボン粒子のような導電性粒
子、または、これらの粒子の表面にさらに金属などの導
電性被覆が施された粒子を使用することができる。ま
た、ポリエチレン、ポリスチレン、フェノール樹脂、エ
ポキシ樹脂、アクリル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂など
のポリマー、ガラスビーズ、シリカ、グラファイト或い
はセラミックなどの非導電性粒子の表面に金属などの導
電性被覆が施された粒子も使用することができる。
【００３２】使用される導電性粒子の平均粒径は接続に
使用される電極幅と隣接する電極間の間隔によって変え
ることができる。例えば、電極幅が50μｍであり、隣接
する電極間の間隔も50μｍである（即ち、電極ピッチが
100 μｍである）場合には、３μｍ〜20μｍ程度の平均
粒径が適当である。この範囲の平均粒径を有する導電性
粒子が分散された異方導電性接着フィルムを用いれば、
十分に良好な導通特性が得られると同時に、隣接電極間
の短絡を十分に防止することができる。通常、回路基材
同士の接続に使用される電極のピッチは、50μｍ〜1000
μｍであるので、導電性粒子の平均粒径は２μｍ〜40μ
ｍの範囲が望ましい。２μｍより小さいと、電極表面の
凹凸に埋もれてしまい、導電性粒子として機能しなくな
ることがあり、また、40μｍより大きいと、隣接電極間
での短絡が発生しやすくなることがある。
【００３３】導電性粒子の添加量は、使用される電極の
面積と導電性粒子の平均粒径に応じて変えることができ
る。１つの電極当たりに数個（例えば、２〜10個）の導
電性粒子が存在すれば、通常、接続は良好である。接続
抵抗をさらに低くしたいときには、10〜300 個の導電性
粒子が存在するように接着剤中に配合すればよい。ま
た、加熱圧着時に大きな圧力が課せられるときには、電
極上の導電性粒子の数を300 〜1000個に増やすことによ
り、圧力を分散させて良好な接続を得ることもできる。
導電性粒子の量は、導電性粒子を除く接着剤の全体積に
対して、通常、0.1 〜30体積％であり、好ましくは0.5
〜10体積％であり、さらに好ましくは１〜５体積％であ
る。0.1 体積％より少量であると、接着時に電極上に導
電性粒子が存在しない確率が高く、接続信頼性が低下す
るおそれがある。また、30体積％より多量であると、隣
接電極間での短絡が発生しやすくなる。
【００３４】熱可塑性エラストマーもしくは樹脂 熱可塑性エラストマーもしくは樹脂は、光線活性化型接
着剤を接着フィルムとして使用するときに含まれるもの
である。このような熱可塑性エラストマーもしくは樹脂
は、接着フィルムのフィルム形成性を上げるとともに、
得られる接着フィルムの耐衝撃性を改良し、硬化反応に
よって内部に生じる残留応力を緩和して、接着信頼性を
向上させる。熱可塑性エラストマーはある温度以下では
拘束された相であるハードセグメントとゴム弾性を発現
するソフトセグメントより構成される一般に熱可塑性エ
ラストマーと呼ばれる高分子化合物の１種である。この
ようなエラストマーとしてはスチレン系熱可塑性エラス
トマーが挙げられ、スチレン系エラストマーは、例え
ば、ハードセグメントにスチレン単位、ソフトセグメン
トにポリブタジエン単位、ポリイソプレン単位等を含む
ブロック共重合体である。典型的な例としては、スチレ
ン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢ
Ｓ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合
体（ＳＩＳ）、さらに、ソフトセグメントのジエン成分
を水素添加したスチレン−（エチレン−ブチレン）−ス
チレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）およびスチレン−
（エチレン−プロピレン）−スチレンブロック共重合体
（ＳＥＰＳ）等が挙げられる。さらに、反応性基を有す
るスチレン系熱可塑性エラストマーである、グリシジル
メタクリレートによるエポキシ変性されたタイプのエラ
ストマーや、共役ジエンの不飽和結合をエポキシ化した
タイプのエラストマーを使用することもできる。これら
の反応性基を有するタイプのものでは、その反応性基の
高い極性のために、エポキシ樹脂との相溶性が高められ
て、エポキシ樹脂との配合の範囲が広げられ、かつ、エ
ポキシ樹脂との架橋反応により架橋構造中に組み込まれ
るため、硬化後の耐熱耐湿性によって接着信頼性が向上
できる。エポキシ化スチレン系エラストマーとして、例
えば、エポフレンドＡ１０２０（ダイセル化学工業株式
会社）を挙げることができる。また、本発明において、
熱可塑性エラストマーの代わりに、熱可塑性樹脂を使用
することもできる。熱可塑性樹脂は、接合する基材上の
回路同士が良好に電気的に接続されるように接着フィル
ムの熱圧着時に流動して排除される必要がある為、熱圧
着温度（例えば、100 〜130 ℃）以下のＴｇを有する樹
脂に限定される。このような樹脂としては、例えば、ポ
リスチレン樹脂を挙げることができる。
【００３５】この熱可塑性エラストマーもしくは樹脂の
量は、エポキシ樹脂100 質量部に対して、通常、10〜90
0 質量部であり、好ましくは20〜500 質量部であり、さ
らに好ましくは30〜200 質量部であり、最も好ましくは
40〜100 質量部である。10質量部よりも少量であると接
着剤のフィルム形成性が低下するおそれがあり、900質
量部より多量であると、低温での接着剤全体の流動性が
低下して、接着時の導電性粒子と回路基材の接触が悪く
なり、結果として、接続抵抗の上昇や接続信頼性が低下
することになることがあり、また、接着強度も低くなる
ことがある。
【００３６】その他の添加剤 本発明に用いる光線活性化型接着フィルムには、上記し
た成分の他に、カチオン重合反応促進剤を添加すること
ができる。反応促進剤の添加により、低温硬化性および
急速硬化性のさらなる改良が可能である。このような反
応促進剤は、例えば、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルオキサレー
トである。反応促進剤の添加量は、通常、脂環式エポキ
シ樹脂およびグリシジル基含有エポキシ樹脂100 質量部
に対して0.01〜５質量部であり、好ましくは0.05〜３質
量部であり、さらに好ましくは0.1 〜２質量部の範囲で
ある。また、回路基材と接着フィルムとの結合性を高め
るために、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンやβ-(3,4-エポキシシクロヘキシル）エチルトリメト
キシシランのようなシランカップリング剤等のカップリ
ング剤を含むこともできる。
【００３７】さらに、本発明の効果を損なわないかぎ
り、その他の添加剤、例えば、酸化防止剤（例えば、ヒ
ンダードフェノール系酸化防止剤）、ジオール類（例え
ば、ビス（フェノキシエタノール）フルオレン）、連鎖
移動剤、増感剤、粘着付与剤、熱可塑性樹脂、充填剤、
流動調整剤、可塑剤、消泡剤などを添加することができ
る。
【００３８】光線活性化型接着フィルムの製造方法 光線活性化型接着フィルムは、上記の光線活性化型接着
剤を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）のような適切な溶
剤中に含む塗布液を用意し、これをナイフコーターなど
の適切な塗布手段を用いてポリマーフィルム等のセパレ
ータの上に塗布し、この塗膜を乾燥することにより得る
ことができる。乾燥は、溶剤が蒸発する低い温度で行わ
れる。しかしながら、この接着剤は80℃程度の高温にお
いても硬化反応が進行せず、安定である。従って、硬化
反応が進行しないかぎり、昇温下に乾燥を行うことがで
き、これにより、作業効率を上げることができる。形成
する接着フィルムの厚さは、熱圧着して、基材同士を接
続する際に、接続部が隙間なく、必要かつ十分に充填で
きるようにするために、５μｍ〜100 μｍであることが
好ましい。
【００３９】以上のような光線活性化型接着フィルムを
セパレータ上に設け、この接着フィルムに光線照射装置
により光線、好ましくは紫外線を照射して活性化するの
であるが、光線の光源としては、波長300〜400nmの紫外
線域における発光が強い高圧水銀ランプ、メタルハライ
ドランプ又は水銀キセノンランプが好ましい。高圧水銀
ランプと水銀キセノンランプは、通常波長365nm におけ
る発光が強い。メタルハライドランプは、水銀に加えて
ガリウムや鉄等の金属に沃素や水素でハロゲン化した金
属ハロゲン化物（メタルハライド）がランプのバルブ中
に封入されたものであり、高圧水銀ランプよりも広い波
長域で発光効率が高いことを特徴とする。この光線の照
射量は、光線活性化型接着フィルム中の光線活性化カチ
オン重合触媒を活性化させるに十分な量であり、通常10
0〜10,000mJ/cm2である。
【００４０】この光線照射工程において、照射される光
線のうち、エネルギーの特に高い短波長、すなわち波長
300nm 以下の紫外線は、光線活性化型接着フィルム、特
に紫外線活性化型接着フィルムに吸収され、熱に変換さ
れやすい。この接着フィルムに吸収された光線が熱に変
換されると、その熱によって接着フィルムの硬化反応が
促進され、光線照射後から熱圧着までの可使時間が短く
なることがある。従って、波長300nm 以下の紫外線、い
わゆるDeep UV 領域を十分減衰することができる光線カ
ットフィルタを用いて光線照射を行い、可使時間の短縮
を防止することが好ましい。また、光線照射装置に、光
源から接着フィルム表面への熱の伝導を抑制するため、
波長450nm 以上、650nm 以下の可視光を減衰するフィル
タや、800 〜4000nmの赤外線を吸収するフィルタを設け
てもよい。さらに、光源から接着フィルム表面へ放射さ
れる熱を抑制するため、接着フィルム表面に空気を吹き
つけて冷却することも好ましい。
【００４１】こうして活性化された光線活性化型接着フ
ィルムを圧着ヘッドにより、第１の基材に転写した後、
この接着フィルム上に第２の基材を配置し、圧着ヘッド
により熱圧着を行う。この熱圧着の際の温度は100 〜13
0 ℃が好ましく、圧力は、十分な接着が得られるように
適宜設定され、通常１〜５ MPaの範囲であり、さらに圧
着時間は10秒程度で十分であるが、１分以上であっても
問題はない。以下に、本発明を実施例によりさらに説明
する。
【００４２】
【実施例】紫外線活性化型異方導電性接着フィルムの製
造 5.6gの脂環式エポキシ樹脂（商品名エポリードGT401 、
ダイセル化学工業株式会社、エポキシ当量＝219)、1.4g
のグリシジル基含有エポキシ樹脂（商品名エピコート15
4 、油化シェルエポキシ株式会社、エポキシ当量＝17
8)、及び３g のスチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
ク共重合体（商品名エポフレンドA1020 、ダイセル化学
工業株式会社、エポキシ当量＝510)を12g のテトラヒド
ロフランと混合し、均一になるまで攪拌した。これに対
して、最終固形分の３体積％となるように導電性粒子
（ベンゾグアナミンの表面にニッケル層を設け、さらに
その表面に金を積層した粒子、平均粒径＝５μｍ）を加
え、この導電性粒子が十分に分散されるまで攪拌を続け
分散液を得た。一方、0.101gの紫外線活性化型カチオン
重合触媒（商品名イルガキュア261 、日本チバガイギー
株式会社、クメン−シクロペンタジエニル鉄ヘキサフル
オロホスフェート）、0.0308g のカチオン重合抑制剤
（N,N-ジエチル-m- トルイジン）、0.084gの反応促進剤
（ジ-tert-ブチルオキサレート）、0.2gのシランカップ
リング剤（商品名A187、日本ユニカー株式会社、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン）及び0.6gのメ
チルエチルケトンを混合し、均一になるまで攪拌し、こ
れを上記分散液に添加してさらに攪拌し、紫外線活性化
型異方導電性接着剤を得た。この接着剤をシリコーン処
理されたポリエステルフィルム（セパレータ）の上にナ
イフコーターを用いて塗布し、60℃で10分間乾燥し、厚
さ20μｍの紫外線活性化型異方導電性接着フィルムを得
た。
【００４３】回路基材の接続試験片の製造 こうして製造した、幅２mm、長さ４cmの紫外線活性化型
異方導電性接着フィルムに、下記の表１に示す紫外線照
射装置を用いて、空冷しながら、中心波長365nm 、強度
150mW/cm２ 又は180mW/cm２ の紫外線を20秒間照射し
た。表１に示す紫外線照射装置２及び紫外線照射装置３
には、波長450nm 以上、600nm 以下の可視光と波長300n
m 以下の紫外線が減衰するような光線カットフィルタが
装着されている。
【００４４】厚さ0.1mm のＩＴＯ（Indium Tin Oxide)
膜付きポリエステル基板に、先に紫外線を照射した紫外
線活性化型異方導電性接着フィルムを貼り付け、30℃で
４秒間、1.0MPaの圧力で熱圧着し、セパレータであるポ
リエステルフィルムを剥離した（仮圧着）。次に、厚さ
25μｍのポリイミドフィルム上に、導体間ピッチ70μ
ｍ、導体幅35μｍ、厚み12μｍの金メッキ銅線で構成さ
れたフレキシブル回路を、上記のようにして仮圧着され
た紫外線活性化型異方導電性接着フィルムの上に位置合
わせして固定した。これを、紫外線活性化型異方導電性
接着フィルムの部分が120 ℃で10秒間、1.0MPaの圧力で
熱圧着し、回路接続試験片を得た（本圧着）。
【００４５】
【表１】
【００４６】接続状態の評価 こうして製造した回路接続試験片におけるＩＴＯ膜付き
ポリエステル基板とフレキシブル回路の間の接続抵抗
を、デジタルマルチメータを用いて測定し、その結果を
表２に示す。また、光学顕微鏡（倍率100 倍）を用い
て、接続部分の気泡の状態を調べた。すべての試験片の
回路接続部では気泡は存在していなかった。また、表２
に示されるように、紫外線照射後、27℃／60％ＲＨの雰
囲気に一定時間放置し、その後に本圧着を行う実験から
は、紫外線照射後15分までに本圧着がなされた場合に、
良好な接続状態が得られることが確認された。さらに、
当然のことながら、基材には紫外線を照射していないた
め、紫外線による劣化は認められない。
【００４７】
【表２】
【００４８】
【発明の効果】本発明の方法によれば、回路基材が光線
照射されることがないため、光線による回路基材の劣化
を完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の工程を示す略図である。
【符号の説明】
１…リール ２…リール ３…圧着ヘッド ４…セパレータ ５…光線活性化型接着フィルム ６…光線照射装置 ７…基材 ８…圧着ヘッド ９…基材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｈ０５Ｋ 3/32 Ｃ // Ｃ０９Ｊ 7/00 Ｃ０９Ｊ 7/00 Ｆターム(参考） 4J004 AA13 AA17 AA19 AB01 AB07 BA02 FA05 4J040 EC001 EC021 EC091 EC261 KA03 KA32 LA09 NA20 PA23 PA30 PA32 5E319 BB16 CC12 5F044 LL09 NN19

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つの基材を接着する方法であって、光
    線活性化型接着フィルムに光線を照射して活性化した
    後、この活性化された接着フィルムの第１の面を第１の
    基材と接するように配置し、第２の基材を前記活性化さ
    れた接着フィルムの第２の面と接するように配置し、次
    いで熱圧着して上記第１の基材と第２の基材を接着する
    ことからなる、接着方法。
  2. 【請求項２】 ２つの基材のそれぞれの表面に設けられ
    た回路を電気的に接続する方法であって、光線活性化型
    異方導電性接着フィルムに光線を照射して活性化した
    後、この活性化された異方導電性接着フィルムの第１の
    面を第１の基材上の回路と接するように配置し、第２の
    基材を、その基材上の回路が前記活性化された異方導電
    性接着フィルムの第２の面と接するように配置し、次い
    で熱圧着して上記第１の基材と第２の基材の上記回路間
    を異方導電性接着することからなる、回路接続方法。
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