JP2003045515A - 回路接続用接着剤及びそれを用いた回路接続方法、接続構造体 - Google Patents

回路接続用接着剤及びそれを用いた回路接続方法、接続構造体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路間が狭くなった場合でも有効な回路接続
用接着剤及びそれを用いた回路接続方法、接続構造体を
提供する。 【解決手段】 相対向する回路電極を有する基板間に介
在させ、相対向する回路電極を有する基板を加熱加圧し
て加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用接着
剤であって、前記接着剤は第1接着剤層と第2接着剤層
を有しており、第1接着剤層に含まれる導電性粒子数が
第2接着剤層に含まれる導電性粒子数より多く、接続時
の第1接着剤層の流動時間が第2接着剤層の流動時間よ
りも短い回路接続用接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路接続用接着剤
及びそれを用いた回路接続方法、それにより得られた接
続構造体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶ディスプレイとTCP又はF
PCとTCPとの接続、FPCとプリント配線板との接
続には接着剤中に導電性粒子を分散させた異方導電性接
着剤が使用されている。また、最近では、半導体シリコ
ンチップを基板に実装する場合でも、従来のワイヤーボ
ンド法ではなく、半導体シリコンチップをフェイスダウ
ンで基板に直接実装するいわゆるフリップチップ実装が
行われており、ここでも異方導電性接着剤の適用が開始
されている(特開昭59−120436号、特開昭60
−191228号、特開平1−251787号、特開平
7−90237号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近年、電子機器の小型
化、薄型化に伴ない、回路の高密度化が進んでおり、電
極の間隔や電極幅が非常に狭くなっている。また、半導
体チップの接続に関しては接続に用いられるバンプが小
さくなりバンプ間も非常に狭くなってきている。一般に
異方導電性接着剤を使用して、相対向する回路を接続す
る場合、接続抵抗を小さくするためには、回路またはバ
ンプ上には導電性粒子が3個以上好ましくは5個以上あ
ることが必要である。この異方導電性接着フィルムの製
造方法は、通常エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂とカップリ
ング剤、硬化剤、硬化促進剤および導電性粒子等を混入
・分散した接着剤ワニスを剥離性フィルム(セパレー
タ)上に塗布・乾燥して製造される。しかしながら、回
路間の幅やバンプ間の間隔が狭くなった場合、相対向す
る回路電極の接続のため回路上に必要とされる数の導電
性粒子を配置するために接着剤中に含まれる導電性粒子
数を増やして、回路またはバンプ上で捕捉する粒子数を
確保する必要があるが、隣接した回路間に存在する導電
性粒子数も増えてしまうために、絶縁性が低下する問題
がある。このような問題を解決するために、導電性粒子
の周りを絶縁性樹脂で被覆して粒子同士が回路間で接触
しても絶縁性が保たれるような工夫がなされている(特
開昭62-40183号公報)。しかしながら、この方
法によると、導電性粒子の周りを絶縁性樹脂で被覆した
特別な導電性粒子とする必要がある。
【0004】また、特開平10-302926号公報で
は導電性粒子を絶縁性接着剤の表面に散布して埋め込む
ことにより、微細ピッチ接続を可能にする提案がなされ
ているが、導電性粒子を散布するための装置を必要とす
る。本発明は、従来の異方導電性接着剤の製法で作製可
能で回路間が狭くなった場合に有効な回路接続用接着剤
及びそれを用いた回路接続方法、接続構造体を提供する
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、[1]相対向
する回路電極を有する基板間に介在させ、相対向する回
路電極を有する基板を加熱加圧して加圧方向の電極間を
電気的に接続する回路接続用接着剤であって、前記接着
剤は第1接着剤層と第2接着剤層を有しており、第1接
着剤層に含まれる導電性粒子数が第2接着剤層に含まれ
る導電性粒子数より多く、接続時の第1接着剤層の流動
時間が第2接着剤層の流動時間よりも短いことを特徴と
する回路接続用接着剤である。また、[2]相対向する
回路電極を有する基板間に介在させ、相対向する回路電
極を有する基板を加熱加圧して加圧方向の電極間を電気
的に接続する回路接続用接着剤であって、前記接着剤は
第1接着剤層と第2接着剤層を有しており、第1接着剤
層に含まれる導電性粒子数が第2接着剤層に含まれる導
電性粒子数より多く、第1接着剤層は第2接着剤層より
も流動性が低いことを特徴とする回路接続用接着剤であ
る。また、本発明は、[3]前記[1]または前記
[2]に記載の回路接続用接着剤を用いて相対向する回
路電極を有する基板間に介在させ、相対向する回路電極
を有する基板を加熱加圧して加圧方向の電極間を電気的
に接続する回路接続方法であって、前記基板の回路電極
の高さが低い方の基板側に第1接着剤層を配置して接続
する回路接続方法である。さらに、本発明は、[4]前
記[1]または[2]に記載の回路接続用接着剤を用い
て相対向する回路電極を有する基板間を電気的に接続し
て得た接続構造体であって、高さの低い回路電極周辺の
導電性粒子の粒子密度が、高さの高い回路周辺の導電性
粒子の粒子密度よりも大きいことを特徴とする接続構造
体である。
【0006】
【発明の実施の形態】一般に、電極高さが高い基板側で
は、熱圧着時にスペース部への樹脂の充填による流動が
起こるため樹脂流れが複雑になる。これに対して、電極
高さが低い、電極高さが2μm以下のほとんど平らな基
板では樹脂の流動は小さい。また、熱圧着開始(加熱加
圧ヘッド降下開始)から導電性粒子の流動が止まるまで
の時間は、電極上の導電性粒子の場合には、加熱加圧ヘ
ッド降下開始から電極によって挟まれる導電性粒子の両
端が固定するまでの時間であるが、実際には加熱加圧ヘ
ッドが接続部に接近するまでは、樹脂の溶融は起こらな
いので流動しない。したがって、導電性粒子の流動が止
まるまでの時間は、加熱加圧ヘッドが接続部に接近して
から導電性粒子の両端を電極が挟んで固定するまでの僅
かコンマ数秒である。スペース部の導電性粒子の場合で
は、電極上の導電性粒子の両端を電極が挟んで固定した
後さらに樹脂の流動が停止するまで流動する。
【0007】このことを利用して本発明は、相対向する
回路電極を有する基板間に、回路接続用接着剤を介在さ
せ、相対向する回路電極を有する基板を加熱加圧して加
圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用接着剤及
びこれを用いた回路接続方法、接続構造体であり、該接
着剤は第1接着剤層と第2接着剤層を有しており、第1
接着剤層に含まれる導電性粒子数が第2接着剤層に含ま
れる導電性粒子数より多く、且つ第1接着剤層の流動量
を第2接着剤層より低く設計して、第1接着剤層側を電
極高さの低い基板側に配置して接続する。これによっ
て、熱圧着前に電極高さの低い基板の電極上に位置する
導電性粒子は、熱圧着が開始されてから電極間に挟まれ
るまでに流動する粒子が少なく効率良く電極上に導電性
粒子を補足することができる。
【0008】本発明における接着剤層の流動量とは、接
着剤層の流動速度と接着剤層の流動時間の積で表される
ものとする。流動速度は、圧着時の加圧ヘッドの降下速
度、加圧時に接続部が受ける衝撃などの影響を受け、制
御しにくい。一方、流動時間は、接着剤の流動性の影響
を受け、接着剤の流動性は接着剤の流動し易さを示し、
硬化剤の種類、樹脂の硬化反応の開始温度、樹脂の溶融
粘度等の影響を受ける。これらを規定することによって
接続する電極上に導電性粒子を効率良く捕捉することが
可能となる。
【0009】本発明で用いられる回路接続用接着剤及び
接続方法によれば、狭い回路間でも接続特性と絶縁特性
が良好であり、かつ、耐湿試験、冷熱サイクル試験等各
種信頼性試験後も、基板からの浮き、剥離が発生しない
ため、接着力の低下や接続抵抗の上昇が起きず優れた接
続信頼性を示す。
【0010】本発明で用いられる回路接続用接着剤は、
図1に示すように第1接着剤層と第2接着剤層から構成
され、第1接着剤層は第1の接着剤1及び導電性粒子3
からなり、第2接着剤層は第2の接着剤2及び導電性粒
子3からなる。第1接着剤層の導電性粒子数は第2接着
剤層の導電性粒子数より高いことが必要である。導電性
粒子数とは、接着剤の単位体積中に含まれる導電性粒子
数のことであり、ガラスに接続した平面を顕微鏡観察す
る方法や接続体の断面観察によって測定が可能である。
ただし、平面観察による場合には、接着剤の厚みを測定
する必要がある。また、断面観察による場合には、粒子
1個分の厚みを仮定して、単位体積当たりに換算して求
める。
【0011】導電性粒子は、接着剤成分100体積%に
対して、0〜30体積%(第1接着剤層の場合は0を除
く)、より好ましくは0〜10体積%(第1接着剤層の
場合は0を除く)の範囲で用途により適宜配合される
が、第1接着剤層の導電性粒子数が第2接着剤層の導電
性粒子数よりも多いことが必要である。導電性粒子数の
比としては、第1接着剤層の粒子数を1とした場合に、
第2接着剤層の粒子数は0〜0.7である。第2の接着
剤層は、導電性粒子を含んでいなくてもよい。これより
大きいと隣接した回路間に粒子が多量に移動し絶縁特性
が低下する。
【0012】導電性粒子としては、Au、Ag、Ni、
Cu、はんだ等の金属粒子やカーボン、またはガラス、
セラミック、プラスチックの非導電性粒子にAu、A
g、白金等の貴金属類を被覆した粒子が使用される。金
属粒子の場合には表面の酸化を抑えるため、貴金属類で
被覆したものが好ましい。上記導電性粒子のなかで、プ
ラスチックを核体としてAu、Ag等で被覆した粒子や
熱溶融金属粒子は、接続時の加熱加圧によって変形し接
触面積が増加したり、回路電極の高さばらつきを吸収す
るので接続信頼性が向上する。貴金属類の被覆層の厚さ
は、100Å以上、好ましくは300Å以上であれば、
良好な接続が得られる。
【0013】本発明で用いられる回路接続用接着剤にお
ける接続時の第1接着剤層の流動時間が第2接着剤層の
流動時間よりも短いことが必要であり、流動時間は2枚
の透明なガラス板間に接着剤を挟み、熱圧着時の樹脂の
流動を圧着機のステージ下に据え付けたカメラによって
直接観察することができる。
【0014】第1接着剤層の流動時間は、3秒以下であ
ることが好ましく、より好ましくは1秒以下である。第
2接着剤層の流動時間は圧着時間内に樹脂の流動が止ま
れば良く、特に規定しないが、後述する第1接着剤層の
流動性との兼ね合いで適当な範囲内にあることが望まし
い。
【0015】本発明で用いられる回路接続用接着剤の流
動性は、接着剤を2枚のガラスの間に挟んで接続温度
で、熱圧着したときの面積の増加量で比較することがで
き、第1接着剤層と第2接着剤層の接続時における流動
性が第1接着剤層のほうが第2接着剤層よりも小さいこ
とが好ましい。第1接着剤層の流動性を小さくすること
で、導電性粒子の移動を抑制し、電極上に効率よく捕捉
することができる。第2接着剤層の流動性を1としたと
きに、0.4〜0.9の範囲にすることが好ましい。流
動性が0.4未満になると、加圧時に上下の回路電極間
に樹脂が残存し、接続抵抗が高くなることがある。
【0016】さらに、本発明で用いられる回路接続用接
着剤を用いた回路電極を有する基板間の電気的接続方法
では、導電性粒子数の多い第1接着剤層を相対向する基
板の回路高さの低い基板側に配置することが必要であ
る。このことを図2(a)に示して説明する。回路接続
用接着剤の第1接着剤層を回路高さの低い回路電極側の
電極4を有する回路高さの低い回路電極5側に配置し、
仮圧着した後、回路高さの高い回路電極7の電極6と回
路高さの低い回路電極5の電極4を位置合わせして搭載
する。この後、回路高さの高い回路電極側から加熱加圧
して本圧着する。
【0017】本発明で用いられる回路接続用接着剤を用
いて接続した接続構造体は、高さの低い回路電極周辺の
導電性粒子の粒子密度が、高さの高い回路周辺の導電性
粒子密度よりも大きい特徴を有する。導電性粒子密度
は、接続構造体における接着剤の単位体積中の導電性粒
子数であり、導電性粒子1個分の厚みを有する直方体を
仮定して接続構造体断面を観察することによって、計測
することができる。図2(b)に接続構造体の断面図の
一例を示す。回路接続用接着剤の第1接着剤層が回路高
さの低い回路電極側の電極4を有する回路高さの低い回
路電極5側に配置され、回路高さの高い回路電極7の電
極6と回路高さの低い回路電極5の電極4が位置合わせ
されて接続されている。第1接着剤1は、第2接着剤2
よりも早く樹脂の流動が終了するので、両者の間に第1
接着剤層と第2接着剤層の境界線8が残る。この境界線
8は、第1接着剤層と第2接着剤層を分離する機能を有
する第三の層ではない。高さの高い回路周辺は境界線8
と隣接回路との中間線で囲まれる領域9とし、同様にし
て高さの低い回路周辺領域10を規定する。接着剤層の
厚みによっては、回路高さの高い回路電極の電極6が境
界線8を突き抜くこともある。その場合においても、前
記規定に従うものとする。境界線に導電性粒子がまたが
る場合には、導電性粒子の中心の位置で判断する。
【0018】本発明で使用される第1の接着剤層または
第2の接着剤層としては、スチレン-ブタジエン-スチレ
ン共重合体、スチレン-イソプレン-スチレン共重合体な
どの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、(メタ)アクリル
樹脂、マレイミド樹脂、シトラコンイミド樹脂、ナジイ
ミド樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が使用さ
れるが、耐熱性や信頼性の点で熱硬化性樹脂を使用する
ことが好ましく、特にエポキシ樹脂、(メタ)アクリル
樹脂、マレイミド樹脂、シトラコンイミド樹脂、ナジイ
ミド樹脂を用いることが好ましい。さらに(メタ)アク
リル樹脂、マレイミド樹脂、シトラコンイミド樹脂、ナ
ジイミド樹脂などのラジカル重合性樹脂を用いた場合に
は低温硬化性の点で好ましい。
【0019】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、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールS型エポキシ樹脂、フェノールノボラック
型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹
脂、ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂、ビス
フェノールFノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキ
シ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジ
ルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹
脂、イソシアヌレート型エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポ
キシ樹脂等があり、これらのエポキシ樹脂は、ハロゲン
化されていてもよく、水素添加されていてもよい。これ
らのエポキシ樹脂は、2種以上を併用してもよい。
【0020】また、前記エポキシ樹脂の硬化剤として
は、アミン類、フェノール類、酸無水物類、イミダゾー
ル類、ジシアンジアミド等通常のエポキシ樹脂の硬化剤
として使用されているものがある。さらには、硬化促進
剤として通常使用されている3級アミン類、有機リン系
化合物を適宜使用しても良い。
【0021】また、エポキシ樹脂を反応させる方法とし
て、前記硬化剤を使用する以外に、スルホニウム塩、ヨ
ードニウム塩等使用して、カチオン重合させても良い。
【0022】(メタ)アクリル樹脂としては、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、エチレングリコールジ(メタ)アク
リレート、ジエチレングリコールジ(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、テトラメチレングリコールテトラ(メタ)アクリレ
ート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパ
ン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェ
ニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエト
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(アクリロキシエチル)イソシアヌレー
ト、ウレタン(メタ)アクリレートなどが有り、単独ま
たは2種類以上を混合して用いても良い。また必要によ
っては、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノ
ン等のラジカル重合禁止剤を硬化性が損なわれない範囲
で使用しても良い。
【0023】さらに、リン酸エステル構造を有するラジ
カル重合性物質を使用した場合、金属等無機物に対する
接着力を向上することができる。リン酸エステル構造を
有するラジカル重合性物質の使用量は、0.1〜10重
量部であり、好ましくは0.5〜5重量部である。リン
酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、無水リ
ン酸と2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートの反
応生成物として得られる。具体的には、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、ジ
(2−メタクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェ
ート等が有り、単独でも混合して使用しても良い。
【0024】マレイミド樹脂としては、分子中にマレイ
ミド基を少なくとも1個有しているもので、例えば、フ
ェニルマレイミド、1−メチル−2,4−ビスマレイミ
ドベンゼン、N,N'−m−フェニレンビスマレイミ
ド、N,N'−p−フェニレンビスマレイミド、N,N'
−4,4−ビフェニレンビスマレイミド、N,N'−
4,4−(3,3−ジメチルビフェニレン)ビスマレイ
ミド、N,N'−4,4−(3,3−ジメチルジフェニ
ルメタン)ビスマレイミド、N,N'−4,4−(3,
3−ジエチルジフェニルメタン)ビスマレイミド、N,
N'−4,4−ジフェニルメタンビスマレイミド、N,
N'−4,4−ジフェニルプロパンビスマレイミド、
N,N'−4,4−ジフェニルエーテルビスマレイミ
ド、N,N'−4,4−ジフェニルスルホンビスマレイ
ミド、2,2−ビス(4−(4−マレイミドフェノキ
シ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(3−s−ブチ
ル−3,4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)
プロパン、1,1−ビス(4−(4−マレイミドフェノ
キシ)フェニル)デカン、4,4'−シクロヘキシリデ
ン−ビス(1−(4−マレイミドフェノキシ)フェノキ
シ)−2−シクロヘキシルベンゼン、2,2−ビス(4
−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル)ヘキサフル
オロプロパンなどが有り、単独でも2種類以上を混合し
て使用しても良い。
【0025】シトラコンイミド樹脂としては、分子中に
シトラコンイミド基を少なくとも1個有しているもの
で、例えば、フェニルシトラコンイミド、1−メチル−
2,4−ビスシトラコンイミドベンゼン、N,N'−m
−フェニレンビスシトラコンイミド、N,N'−p−フ
ェニレンビスシトラコンイミド、N,N'−4,4−ビ
フェニレンビスシトラコンイミド、N,N'−4,4−
(3,3−ジメチルビフェニレン)ビスシトラコンイミ
ド、N,N'−4,4−(3,3−ジメチルジフェニル
メタン)ビスシトラコンイミド、N,N'−4,4−
(3,3−ジエチルジフェニルメタン)ビスシトラコン
イミド、N,N'−4,4−ジフェニルメタンビスシト
ラコンイミド、N,N'−4,4−ジフェニルプロパン
ビスシトラコンイミド、N,N'−4,4−ジフェニル
エーテルビスシトラコンイミド、N,N'−4,4−ジ
フェニルスルホンビスシトラコンイミド、2,2−ビス
(4−(4−シトラコンイミドフェノキシ)フェニル)
プロパン、2,2−ビス(3−s−ブチル−3,4−
(4−シトラコンイミドフェノキシ)フェニル)プロパ
ン、1,1−ビス(4−(4−シトラコンイミドフェノ
キシ)フェニル)デカン、4,4'−シクロヘキシリデ
ン−ビス(1−(4−シトラコンイミドフェノキシ)フ
ェノキシ)−2−シクロヘキシルベンゼン、2,2−ビ
ス(4−(4−シトラコンイミドフェノキシ)フェニ
ル)ヘキサフルオロプロパンなどが有り、単独でも2種
類以上を混合して使用しても良い。
【0026】ナジイミド樹脂としては、分子中にナジイ
ミド基を少なくとも1個有しているもので、例えば、フ
ェニルナジイミド、1−メチル−2,4−ビスナジイミ
ドベンゼン、N,N'−m−フェニレンビスナジイミ
ド、N,N'−p−フェニレンビスナジイミド、N,N'
−4,4−ビフェニレンビスナジイミド、N,N'−
4,4−(3,3−ジメチルビフェニレン)ビスナジイ
ミド、N,N'−4,4−(3,3−ジメチルジフェニ
ルメタン)ビスナジイミド、N,N'−4,4−(3,
3−ジエチルジフェニルメタン)ビスナジイミド、N,
N'−4,4−ジフェニルメタンビスナジイミド、N,
N'−4,4−ジフェニルプロパンビスナジイミド、
N,N'−4,4−ジフェニルエーテルビスナジイミ
ド、N,N'−4,4−ジフェニルスルホンビスナジイ
ミド、2,2−ビス(4−(4−ナジイミドフェノキ
シ)フェニル)プロパン、2,2−ビス(3−s−ブチ
ル−3,4−(4−ナジイミドフェノキシ)フェニル)
プロパン、1,1−ビス(4−(4−ナジイミドフェノ
キシ)フェニル)デカン、4,4'−シクロヘキシリデ
ン−ビス(1−(4−ナジイミドフェノキシ)フェノキ
シ)−2−シクロヘキシルベンゼン、2,2−ビス(4
−(4−ナジイミドフェノキシ)フェニル)ヘキサフル
オロプロパンなどが有り、単独でも2種類以上を混合し
て使用しても良い。
【0027】上記のラジカル重合性化合物を使用した場
合には、重合開始剤を使用する。重合開始剤としては、
熱または光によってラジカルを発生する化合物であれば
特に制限はなく、過酸化物、アゾ化合物などがあり、目
的とする接続温度、接続時間、保存安定性等を考慮し適
宜選択されるが、高反応性と保存安定性の点から、半減
期10時間の温度が、40℃以上かつ、半減期1分の温
度が180℃以下の有機過酸化物が好ましく、半減期1
0時間の温度が、50℃以上、かつ、半減期1分の温度
が170℃以下の有機過酸化物が特に好ましい。接続時
間を10秒とした場合、十分な反応率を得るための重合
開始剤の配合量は、1〜20重量%が好ましく、2〜1
5重量%が特に好ましい。これより少ないと、接続時に
硬化反応が十分進まず、これより多いと樹脂が流動して
回路間の樹脂が十分排除される前に硬化が進んでしま
い、いずれの場合にも接続信頼性が低下する。本発明で
使用される有機過酸化物の具体的な化合物としては、ジ
アシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パ
ーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパ
ーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオ
キサイドなどから選定できるが、パーオキシエステル、
ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、
シリルパーオキサイドは、開始剤中の塩素イオンや有機
酸が5000ppm以下であり、加熱分解後に発生する
有機酸が少なく、回路部材の回路電極の腐食を抑えるこ
とができるため特に好ましい。
【0028】ジアシルパーオキサイド類としては、イソ
ブチルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパ
ーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパ
ーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイ
ルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スク
シニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエ
ン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
【0029】パーオキシジカーボネート類としては、ジ
−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−2−
エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ(2−
エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキ
シブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−
3−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネート等が挙
げられる。
【0030】パーオキシエステル類としては、クミルパ
ーオキシネオデカノエート、1,1,3,3−テトラメ
チルブチルパーオキシネオデカノエート、1−シクロヘ
キシル−1−メチルエチルパーオキシノエデカノエー
ト、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブ
チルパーオキシピバレート、1,1,3,3−テトラメ
チルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイ
ルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロヘキシル−1−メ
チルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、t
−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、t
−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノネート、t−
ブチルパーオキシイソブチレート、1,1−ビス(t−
ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、t−ヘキシルパー
オキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパー
オキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノネート、t−
ブチルパーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,
5−ジ(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブ
チルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブ
チルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネー
ト、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチル
パーオキシアセテート等を挙げることができる。
【0031】パーオキシケタール類では、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、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキ
シ)シクロヘキサン、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−(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン、2,2
−ビス(t−ブチルパーオキシ)デカン等が挙げられ
る。
【0032】ジアルキルパーオキサイド類では、α,
α’−ビス(t−ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベ
ンゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブ
チルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【0033】ハイドロパーオキサイド類では、ジイソプ
ロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイド
ロパーオキサイド等が挙げられる。
【0034】シリルパーオキサイド類としては、t−ブ
チルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス(t−ブチ
ル)ジメチルシリルパーオキサイド、t−ブチルトリビ
ニルシリルパーオキサイド、ビス(t−ブチル)ジビニ
ルシリルパーオキサイド、トリス(t−ブチル)ビニル
シリルパーオキサイド、t−ブチルトリアリルシリルパ
ーオキサイド、ビス(t−ブチル)ジアリルシリルパー
オキサイド、トリス(t−ブチル)アリルシリルパーオ
キサイド等が挙げられる。
【0035】これらの有機過酸化物は、回路電極の腐食
を抑えるために、前述のように有機過酸化物中に含有さ
れる塩素イオンや有機酸は5000ppm以下であるこ
とが好ましく、さらに、加熱分解後に発生する有機酸が
少ないものがより好ましい。また、作製した回路接続用
接着剤の安定性が向上することから室温(25℃)常圧
下で24時間の開放放置後に20重量%以上の重量保持
率を有することが好ましい。これらは適宜混合して用い
ることができる。これらの重合開始剤は単独または混合
して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合
して用いても良い。上記の有機過酸化物は、単独または
2種類以上を混合して使用しても良く、ポリウレタン
系、ポリエステル系等の高分子物質で被覆し、マイクロ
カプセル化して使用することもできる。マイクロカプセ
ル化したものは、可使時間が延長され好ましい。
【0036】本発明で用いられる回路接続用接着剤に
は、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和性を付
与するため、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホ
ルマール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポ
リイミド樹脂、キシレン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウ
レタン樹脂、尿素樹脂等高分子成分を使用することもで
きる。これら高分子成分は、分子量が10000〜10
000000のものが好ましい。また、これらの樹脂
は、ラジカル重合性の官能基で変性されていても良く、
この場合耐熱性が向上する。高分子成分の配合量は、2
〜80重量%であり、5〜70重量%が好ましく、10
〜60重量%が特に好ましい。2重量%未満では、応力
緩和や接着力が十分でなく、80重量%を超えると流動
性が低下する。
【0037】本発明で用いられる回路接続用接着剤に
は、適宜充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色
剤、難燃剤、カップリング剤を添加しても良い。
【0038】本発明で用いられる回路接続用接着剤を使
用して接着する基板としては、電気的接続を必要とする
電極が形成されているものであれば特に制限はないが、
液晶ディスプレイなどに用いられているITO(Indium
Tin Oxide)等で電極が形成されているガラスまたはプ
ラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、
フレキシブル配線板、半導体シリコンチップなどが有
り、必要に応じて組み合わせて使用される。
【0039】接続する場合の条件としては特に制限はな
いが、接続温度90〜250℃、接続時間1秒〜10分
であり、使用する用途、接着剤、基板によって適宜選択
され必要に応じて、後硬化を行っても良い。また、接続
時は加熱加圧により行われるが、必要に応じて熱以外の
エネルギー例えば光、超音波、電磁波等を使用しても良
い。
【0040】本発明の回路接続用接着剤の製法として
は、第1接着剤層と第2接着剤層をそれぞれ別に基材上
に塗工し、フィルム化したあとにラミネートにより2層
化して製造しても、また、基材上に順次塗工してもよ
い。順次塗工で製造する場合には、最初に塗工する接着
剤層は第1接着剤層、第2接着剤層のいずれからでもよ
く特に制限はないが、2番目に塗工する接着剤層を配合
するときに使用する溶剤は、最初に塗工した接着剤層を
溶解しない物を用いることが好ましい。それぞれの膜厚
として特に制限はないが、第1の接着剤層は、第2の接
着剤層よりも薄く、第2接着剤層の厚さを1とした場合
に第1接着剤層の厚さは0.3〜1.0であることが好
ましい。
【0041】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。 (実施例1) (第1接着剤層の作製)フェノキシ樹脂(フルオレニル
型、重量平均分子量50000)、ジメチロールトリシ
クロデカンジアクリレート、ウレタンアクリレート、メ
タクリロイルプロピルトリメトキシシランの比率(重量
比)を70/20/8/2とし、メチルエチルケトンの固
形分30重量%の溶液を得た。加熱により遊離ラジカル
を発生する硬化剤として、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
を前記樹脂固形分に対して5重量%添加した。この溶液
に、平均粒径5±0.2μmのポリスチレン系粒子に、
ニッケル/金を厚さ0.2/0.02μmの厚さで金属被
覆した導電性粒子を、接着剤成分に対し6体積%添加し
混合分散させた。この分散液を、表面処理を施したポリ
エチレンテレフタレートフィルム(PET)(厚さ50
μm)上にロールコータで塗布し、70℃、15分間乾
燥して第1接着剤層を得た(膜厚10μm)。 (第2接着剤層の作製)アクリルゴム(ガラス転移点 −
10℃、分子量約50万、官能基としてカルボキシル基
を1重量%含む)とマイクロカプセル型潜在性硬化剤を
含有する液状エポキシ樹脂(エポキシ当量185、硬化
剤40重量%含有)の比率(重量比)を40/60と
し、トルエン/酢酸エチル重量比=1/1の固形分30
重量%の溶液を作製した。この溶液に、平均粒径5±
0.2μmのポリスチレン系粒子に、ニッケル/金を厚
さ0.2/0.02μmの厚さで金属被覆した導電性粒
子を、接着剤成分に対し1体積%添加し混合分散させ
た。この分散液を、表面処理を施したポリエチレンテレ
フタレートフィルム(厚さ50μm)上にロールコータで
塗布し、70℃、15分乾燥して第2接着剤層を得た
(膜厚10μm)。 (積層フィルムの作製)第1、第2接着剤層でロールラ
ミネータを用いて、ロール温度50℃でラミネートして
回路接続用接着剤を得た。
【0042】(実施例2) (第1接着剤層の作製)フェノキシ樹脂(フルオレニル
型、重量平均分子量50000)、ジメチロールトリシ
クロデカンジアクリレート、ウレタンアクリレート、メ
タクリロイルプロピルトリメトキシシランの比率(重量
比)を70/20/8/2とし、メチルエチルケトンの固
形分30重量%の溶液を得た。加熱により遊離ラジカル
を発生する硬化剤として、t−ヘキシルパーオキシ−2
−エチルヘキサノネートの50重量%DOP(ジオクチ
ルフタレート)溶液を、過酸化物換算で、前記樹脂固形
分に対して5重量%添加した。この溶液に、平均粒径5
±0.2μmのポリスチレン系粒子に、ニッケル/金を
厚さ0.2/0.02μmの厚さで金属被覆した導電性
粒子を、6体積%添加し混合分散させた。この分散液
を、表面処理を施したポリエチレンテレフタレートフィ
ルム(PET)(厚さ50μm)上にロールコータで塗布
し、70℃、15分間乾燥して第1接着剤層を得た(膜
厚10μm)。 (第2接着剤層の作製)アクリルゴム(ガラス転移点 −
10℃、分子量約50万、官能基としてカルボキシル基
を1%含む)とマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有
する液状エポキシ樹脂(エポキシ当量185)の比率
(重量比)を40/60とし、トルエン/酢酸エチル重
量比=1/1の固形分30重量%の溶液を作製した。こ
の溶液に、平均粒径5±0.2μmのポリスチレン系粒
子に、ニッケル/金を厚さ0.2/0.02μmの厚さで
金属被覆した導電性粒子を、1体積%添加し混合分散さ
せた。この分散液を、表面処理を施したポリエチレンテ
レフタレートフィルム(厚さ50μm)上にロールコータ
で塗布し、70℃、15分乾燥して第2接着剤層を得た
(膜厚10μm)。 (積層フィルムの作製)第1、第2接着剤層でロールラ
ミネータを用いて、ロール温度50℃でラミネートし回
路接続用接着剤を得た。
【0043】(比較例1) (第1接着剤層の作製)フェノキシ樹脂(ビスフェノー
ルA型、分子量45000)及びアクリルゴム(ガラス
転移点 −10℃、分子量約50万、官能基としてカル
ボキシル基を1重量%含む)とマイクロカプセル型潜在
性硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂(エポキシ当量1
85)の比率(重量比)を20/20/60とし、トルエ
ン/酢酸エチル重量比=1/1の固形分30重量%の溶
液を作製した。この溶液に、平均粒径5±0.2μmの
ポリスチレン系粒子に、ニッケル/金を厚さ0.2/0.
02μmの厚さで金属被覆した導電性粒子を、6体積%
添加し混合分散させた。この分散液を、表面処理を施し
たポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)(厚
さ50μm)上にロールコータで塗布し、70℃、15
分間乾燥して第1接着剤層を得た(膜厚10μm)。 (第2接着剤層の作製)第1接着剤層で用いたアクリル
ゴムとマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状
エポキシ樹脂(エポキシ当量185)の比率(重量比)
を40/60とし、第1接着剤層で用いた導電性粒子の
添加量を1体積%にして同様に厚み10μmの第2接着
剤層を得た。 (積層フィルムの作製)第1、第2接着剤層でロールラ
ミネータを用いて、ロール温度50℃でラミネートし回
路接続用接着剤を得た。
【0044】(比較例2) (第1接着剤層の作製)フェノキシ樹脂(フルオレニル
型、重量平均分子量50000)、ジメチロールトリシ
クロデカンジアクリレート、ウレタンアクリレート、メ
タクリロイルプロピルトリメトキシシランの比率(重量
比)を70/20/8/2とし、メチルエチルケトンの固
形分30重量%の溶液を得た。加熱により遊離ラジカル
を発生する硬化剤として、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
を前記樹脂固形分に対して5重量%添加した。この溶液
に、平均粒径5±0.2μmのポリスチレン系粒子に、
ニッケル/金を厚さ0.2/0.02μmの厚さで金属被
覆した導電性粒子を、6体積%添加し混合分散させた。
この分散液を、表面処理を施したポリエチレンテレフタ
レートフィルム(PET)(厚さ50μm)上にロールコ
ータで塗布し、70℃、15分間乾燥して第1接着剤層
を得た(膜厚10μm)。 (第2接着剤層の作製)アクリルゴム(ガラス転移点 −
10℃、分子量約50万、官能基としてカルボキシル基
を1重量%含む)とマイクロカプセル型潜在性硬化剤を
含有する液状エポキシ樹脂(エポキシ当量185)の比
率(重量比)を40/60とし、トルエン/酢酸エチル
重量比=1/1の固形分30重量%の溶液を作製した。
この溶液に、平均粒径5±0.2μmのポリスチレン系
粒子に、ニッケル/金を厚さ0.2/0.02μmの厚さ
で金属被覆した導電性粒子を、6体積%添加し混合分散
させた。この分散液を、表面処理を施したポリエチレン
テレフタレートフィルム(厚さ50μm)上にロールコー
タで塗布し、70℃、15分間乾燥して第2接着剤層を
得た(膜厚10μm)。 (積層フィルムの作製)第1、第2接着剤層でロールラ
ミネータを用いて、ロール温度50℃でラミネートし回
路接続用接着剤を得た。
【0045】(接続)高さ15μmの金バンプを有するシ
リコンチップ(回路バンプ間スペース 10μm、バン
プ面積1500μm)と、ガラス基板上に高さ1μm
のITO回路を形成した回路板(ピッチ40μm)を用
いて接続を行った。まず、ITO付ガラス基板上に第1
接着剤層がガラス基板側になるように配置し、70℃、
5秒の条件で仮接続した。その後PETフィルムを剥離
し、第2接着剤層側からチップを上下の回路の位置合わ
せを行いながら、配置し、180℃、20秒間の条件で
接続体を作製した。 (評価)この接続体を使用して、上下回路間の接続抵抗
(4端子法)を測定した。初期接続抵抗と85℃、85
%RHで500時間高温高湿槽で処理した後の接続抵抗
測定も測定した。次に水平回路間の絶縁抵抗(回路間距
離10μm、20℃、50%RH、通電時間60s、印
加電圧50V)を50ヶ所測定し、ショート発生率を求
めた。更に、接続体の断面を研磨し、導電性粒子数を顕
微鏡により測定した。流動時間は、回路接続用接着剤の
それぞれの層を2枚のガラスの間に挟んで接続温度で、
熱圧着したときの流動開始から流動停止までの時間をビ
デオカメラにより撮影して測定した。流動性は、回路接
続用接着剤のそれぞれの層を2枚のガラスの間に挟んで
接続温度で、熱圧着したときの面積の増加量で比較し、
第2接着剤層の面積の増加量を1.0として規格化し
た。測定結果を表1に示した。実施例1及び実施例2
は、初期接続抵抗が低く、85℃、85%RH、500
時間後における接続抵抗も小さく良好であった。また、
ショートの発生は見られなかった。これに対して、比較
例1及び比較例2において初期接続抵抗及び85℃、8
5%RH、500時間後における接続抵抗は、増加傾向
にあり、また、ショートの発生があった。比較例1は、
導電性粒子数は、実施例1、2と同様に第1接着剤層が
第2接着剤層より多いが、流動性、流動時間は、第1接
着剤層と第2接着剤層では、ほぼ同じである。また、比
較例2では、流動性、流動時間は、実施例1、2と同様に
第1接着剤層のほうが第2接着剤層より小さいが、第1
接着剤層と第2接着剤層中の導電性粒子数が同じであ
る。本願発明の実施例1、2のように、第1接着剤層に
含まれる導電性粒子数が第2接着剤層に含まれる導電性
粒子数より多く、接続時の第1接着剤層の流動時間、流
動性が第2接着剤層の流動時間、流動性よりも短いと
き、回路間が狭くなった場合でもショートの発生がな
く、接続信頼性に優れる。また、実施例1、2と反対
に、回路電極の高さが低い方の基板側に第2接着剤層を
配置して接続した場合、初期接続抵抗は、3mΩであっ
たが、85℃、85%RH、500時間後の接続抵抗
は、比較例と同じ程度の値でありショートの発生率が実
施例1、2より高くなった。
【0046】
【表1】 (流動性は、第2接着剤層の面積の増加量を1.0とし
て規格化)
【0047】
【発明の効果】本発明の回路接続用接着剤及びそれを用
いた回路接続方法、接続構造体によれば、特別な材料を
用いることなく、従来の異方導電性接着剤の製法で狭ピ
ッチ接続可能な回路接続用接着剤及びそれを用いた回路
接続方法、接続構造体の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の回路接続用接着剤の構成を示す断面
図。
【図2】 (a)本発明の回路接続用接着剤を用いて回
路電極を接続する様子を示す断面図、(b)本発明の回
路接続用接着剤を用いて電気的に接続した接続構造体を
示す断面図。
【符号の説明】
1 第1の接着剤 2 第2の接着剤 3 導電性粒子 4 回路高さの低い回路電極側の電極 5 回路高さの低い回路電極 6 回路高さの高い回路電極側の電極 7 回路高さの高い回路電極 8 第1接着剤層と第2接着剤層の境界線 9 高さの高い回路周辺部 10 高さの低い回路周辺部
───────────────────────────────────────────────────── 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 B 5G307 // C09J 7/00 C09J 7/00 H01B 1/22 H01B 1/22 B 1/24 1/24 B Fターム(参考) 4J004 AA05 AA10 AA12 AA13 AA17 AB05 BA03 FA05 GA01 4J040 HA026 HA066 JA09 JA13 JB10 KA03 KA07 KA32 LA09 NA19 PA26 5E319 CC03 GG01 5E344 BB02 CD04 EE13 5G301 DA03 DA05 DA06 DA10 DA12 DA18 DA34 DA51 DA57 DA60 DD03 5G307 HA02 HB01 HB03 HC01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相対向する回路電極を有する基板間に介
    在させ、相対向する回路電極を有する基板を加熱加圧し
    て加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用接着
    剤であって、前記接着剤は第1接着剤層と第2接着剤層
    を有しており、第1接着剤層に含まれる導電性粒子数が
    第2接着剤層に含まれる導電性粒子数より多く、接続時
    の第1接着剤層の流動時間が第2接着剤層の流動時間よ
    りも短いことを特徴とする回路接続用接着剤。
  2. 【請求項2】 相対向する回路電極を有する基板間に介
    在させ、相対向する回路電極を有する基板を加熱加圧し
    て加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用接着
    剤であって、前記接着剤は第1接着剤層と第2接着剤層
    を有しており、第1接着剤層に含まれる導電性粒子数が
    第2接着剤層に含まれる導電性粒子数より多く、第1接
    着剤層は第2接着剤層よりも流動性が低いことを特徴と
    する回路接続用接着剤。
  3. 【請求項3】 前記請求項1または請求項2に記載の回
    路接続用接着剤を用いて相対向する回路電極を有する基
    板間に介在させ、相対向する回路電極を有する基板を加
    熱加圧して加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接
    続方法であって、前記基板の回路電極の高さが低い方の
    基板側に第1接着剤層を配置して接続する回路接続方
    法。
  4. 【請求項4】 前記請求項1または請求項2に記載の回
    路接続用接着剤を用いて相対向する回路電極を有する基
    板間を電気的に接続して得た接続構造体であって、高さ
    の低い回路電極周辺の導電性粒子の粒子密度が、高さの
    高い回路周辺の導電性粒子の粒子密度よりも大きいこと
    を特徴とする接続構造体。
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