JP2003226848A - 異方性導電フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯蔵安定性に優れ、長時間保存後の接着性、
導電性にも優れた異方性導電フィルムを提供する。 【解決手段】 導電性粒子が接着剤樹脂組成物層中に分
散された異方性導電フィルム。接着剤樹脂組成物は、ポ
リビニルアルコールをアセタール化して得られるポリア
セタール化樹脂よりなるベース樹脂とメラミン系樹脂と
リン酸トリアリル等の正リン酸エステルとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚み方向にのみ導
電性を有する異方性導電フィルムに係り、特に、貯蔵安
定性に優れ、長時間保存後の接着性、導電性にも優れた
異方性導電フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】異方性導電フィルムは、導電性粒子が分
散された接着剤樹脂組成物を成膜したものであり、厚さ
方向に加圧することにより厚さ方向に導電性が付与され
る。この異方性導電フィルムは、例えば、相対峙する回
路間に介装し、回路間を加圧、加熱することにより回路
間を導電性粒子を介して接続すると共に、これら回路間
を接着固定する目的に使用される。

【０００３】この異方性導電フィルムは、フレキシブル
プリント基板（ＦＰＣ）やＴＡＢと液晶パネルのガラス
基板上に形成されたＩＴＯ（スズインジウム酸化物）端
子とを接続する場合をはじめとして、種々の端子間に異
方性導電膜を形成し、それにより該端子間を接着すると
共に電気的に接合する場合に使用されている。

【０００４】従来の異方性導電フィルムは、一般にエポ
キシ系又はフェノール系樹脂と硬化剤を主成分とする接
着剤に導電性粒子を分散させたもので構成され、中でも
使用上の便宜等の点から接着剤としては１液型の熱硬化
型のものが主流になっている。また、異方性導電フィル
ムとしては、高温高湿下でも安定した接続信頼性が得ら
れるようにするため、種々の方法により接着強度の強化
が図られているが、従来のエポキシ系又はフェノール系
樹脂を用いた異方性導電フィルムは、接着力が低く、作
業性が悪く、耐湿耐熱性に問題があった。

【０００５】このような点から、本出願人は、先にポリ
ビニルアルコールをアセタール化して得られるポリアセ
タール化樹脂を主成分とする熱又は光硬化性接着剤から
なる異方性導電フィルム（特開平１０−３３８８６０号
公報）、或いは、アクリル系モノマー及び／又はメタク
リル系モノマーを重合して得られる（メタ）アクリル系
樹脂を主成分とする熱又は光硬化性接着剤からなる異方
性導電フィルム（特開平１０−３３８８４４号公報）を
提案した。また、このような異方性導電フィルムを更に
改良して、ポリイミドやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）等の樹脂基板上にＳｉＯ_Ｘ（ＳｉＯ_２）被覆膜
を形成し、この上にＩＴＯ端子を形成した樹脂基板との
接着性に優れた異方性導電フィルムとして、ポリビニル
アルコールをアセタール化して得られるポリアセタール
化樹脂よりなるベース樹脂と、メラミン系樹脂、リン酸
（メタ）アクリレート及びアルキド樹脂とを含む熱硬化
性又は光硬化性樹脂組成物に導電性粒子を分散させた接
着剤組成物を成膜してなる異方性導電フィルムを提案し
た（特願２００１−２０４９８１。以下「先願」とい
う。）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、リン酸（メ
タ）アクリレートを含む先願の異方性導電フィルムで
は、貯蔵安定性が悪く、経時によりフィルムの粘度が上
昇し、粘度の上昇に起因して導電性、接着性が低下する
という欠点があった。

【０００７】本発明は、このような先願の異方性導電フ
ィルムの問題点を解決し、貯蔵安定性に優れ、長時間保
存後の接着性、導電性にも優れた異方性導電フィルムを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の異方性導電フィ
ルムは、導電性粒子が分散された接着剤樹脂組成物を成
膜してなる異方性導電フィルムにおいて、該接着剤樹脂
組成物が、ポリビニルアルコールをアセタール化して得
られるポリアセタール化樹脂よりなるベース樹脂と、メ
ラミン系樹脂と、正リン酸エステルとを含むことを特徴
とする。

【０００９】本発明では、リン酸（メタ）アクリレート
に代えて、自己架橋型難燃剤のリン酸トリアリル等の正
リン酸エステル（リン酸トリエステル）を配合すること
により、優れた貯蔵安定性を得ることができる。即ち、
リン酸（メタ）アクリレートは、室温１日放置でメラミ
ン樹脂と反応して粘度上昇を引き起こし、このことが導
電性及び接着性低下の原因となっているが、リン酸トリ
アリル等の正リン酸エステルであれば、加熱前の状態で
分解ないし反応は生起せず、このため良好な導電性及び
接着性を得ることができる。そして、加熱により、リン
酸ジエステルを経てリン酸を生成し、生成したリン酸が
メラミン樹脂とポリアセタール化樹脂との反応を促進し
て接着硬化する。

【００１０】このように、加熱前の貯蔵中には酸は存在
せず、このため増粘ないしは硬化反応が起こることはな
く、加熱によりリン酸の生成及び硬化反応が進行するた
め、貯蔵中の増粘による導電性及び接着性の低下の問題
は解消される。

【００１１】本発明の異方性導電フィルムの樹脂組成物
は、ベース樹脂１００重量部に対して、メラミン系樹脂
を１〜２００重量部、正リン酸エステルを０．１〜１０
重量部含有することが好ましい。

【００１２】この正リン酸エステルとしては、リン酸ト
リアリル：（ＣＨ_２＝ＣＨ−ＣＨ_２−）_３Ｐ＝Ｏが好ま
しい。

【００１３】また、本発明の異方性導電フィルムの樹脂
組成物は、ベース樹脂１００重量部に対して、アクリロ
キシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合物及びエ
ポキシ基含有化合物よりなる群から選ばれる少なくとも
１種の反応性化合物を０．５〜８０重量部含有すること
が好ましい。

【００１４】また、導電性粒子の配合量はベース樹脂に
対して０．１〜１５容量％であることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１６】本発明において、接着剤を構成する樹脂組
成物のベース樹脂は、ポリビニルアルコールをアセター
ル化して得られるポリアセタール化樹脂である。

【００１７】ポリアセタール化樹脂としては、アセター
ル基の割合が３０モル％以上であるものが好ましい。ア
セタール基の割合が３０モル％より少ないと耐湿性が悪
くなる恐れが生じる。このポリアセタール化樹脂として
は、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等が
挙げられるが、特にはポリビニルブチラールが好まし
い。このようなポリアセタール化樹脂としては、市販品
を用いることができ、例えば電気化学工業社製「デンカ
ＰＶＢ３０００−１」「デンカＰＶＢ２０００−Ｌ」な
どを用いることができる。

【００１８】本発明においては、異方性導電フィルムの
接着性の向上のためにメラミン系樹脂と正リン酸エステ
ルとを用いる。メラミン系樹脂としては、例えば、メラ
ミン樹脂、イソブチル化メラミン樹脂、ｎ−ブチル化メ
ラミン樹脂等のブチル化メラミン樹脂、メチル化メラミ
ン樹脂等の１種又は２種以上が挙げられる。このような
メラミン系樹脂は、前記ベース樹脂１００重量部に対し
て１〜２００重量部、特に１〜１００重量部配合するの
が好ましい。このメラミン系樹脂の配合量が１重量部未
満では、十分な接着性の改善効果が得られず、２００重
量部を超えると導通信頼性が悪化する。

【００１９】正リン酸エステルとしては、前述の如く、
加熱によりリン酸を生成させるものであれば良く、リン
酸トリアリル、リン酸トリエチル、リン酸トリメチル等
の１種又は２種以上を用いることができる。特に、ラジ
カル重合性を持つ等の面でリン酸トリアリルを用いるの
が好ましい。

【００２０】このような正リン酸エステルは、前記ベー
ス樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部、特
に０．５〜５重量部配合するのが好ましい。この正リン
酸エステルの配合量が０．０１重量部未満では、加熱に
よる硬化反応の進行が十分ではなく、１０重量部を超え
ると導通信頼性が悪化する。

【００２１】なお、メラミン系樹脂と正リン酸エステル
との併用による優れた接着性の向上効果を得るために、
メラミン系樹脂と正リン酸エステルとの配合比をメラミ
ン系樹脂：正リン酸エステル＝１：０．０１〜１（重量
比）とするのが好ましい。

【００２２】本発明においては、異方性導電フィルムの
物性（機械的強度、接着性、光学的特性、耐熱性、耐湿
性、耐候性、架橋速度等）の改良や調節のために、樹脂
組成物にアクリロキシ基、メタクリロキシ基又はエポキ
シ基を有する反応性化合物（モノマー）を配合すること
が好ましい。この反応性化合物としては、アクリル酸又
はメタクリル酸誘導体、例えばそのエステル及びアミド
が最も一般的であり、エステル残基としてはメチル、エ
チル、ドデシル、ステアリル、ラウリルのようなアルキ
ル基のほかに、シクロヘキシル基、テトラヒドロフルフ
リル基、アミノエチル基、２−ヒドロキシエチル基、３
−ヒドロキシプロピル基、３−クロロ−２−ヒドロキシ
プロピル基等が挙げられる。また、エチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等の多官能アルコールとのエ
ステルも同様に用いられる。アミドとしては、ダイアセ
トンアクリルアミドが代表的である。多官能架橋助剤と
しては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、グリセリン等のアクリル酸又はメタクリル酸エステ
ル等が挙げられる。また、エポキシ基含有化合物として
は、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イ
ソシアヌレート、ネオペンチルグリコールジグリシジル
エーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエー
テル、アリルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシル
グリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、フ
ェノール（ＥＯ）５グリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチ
ルフェニルグリシジルエーテル、アジピン酸ジグリシジ
ルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル、グリシジ
ルメタクリレート、ブチルグリシジルエーテル等が挙げ
られる。また、エポキシ基を含有するポリマーをアロイ
化することによって同様の効果を得ることができる。

【００２３】これらの反応性化合物は１種又は２種以上
の混合物として、前記ベース樹脂１００重量部に対し、
通常０．５〜８０重量部、好ましくは０．５〜７０重量
部添加して用いられる。この配合量が８０重量部を超え
ると接着剤の調製時の作業性や成膜性を低下させること
がある。

【００２４】また、本発明に係る樹脂組成物には、接着
層への気泡の混入を防止してより一層高い導電性と接着
力を確保するために尿素系樹脂を配合しても良い。この
尿素系樹脂としては、尿素樹脂、ブチル化尿素系樹脂等
を用いることができる。なお、同様の目的でフェノール
樹脂、ブチル化ベンゾグアナミン樹脂、エポキシ樹脂等
を用いることができる。

【００２５】尿素系樹脂等の気泡混入防止のための樹脂
を配合する場合、その配合量は、ベース樹脂１００重量
部に対して０．０１〜１０重量部、特に０．５〜５重量
部とするのが好ましい。この配合量が０．０１重量部未
満では、十分な気泡混入防止効果を得ることができず、
１０重量部を超えると導通信頼性が悪化する。

【００２６】本発明に係る樹脂組成物には、更に接着促
進剤としてシランカップリング剤を添加しても良い。シ
ランカップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラ
ン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニル
トリアセトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキ
シシラン、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、ビニルトリクロロシラン、γ
−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノ
プロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチ
ル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等の１種
又は２種以上の混合物が用いられる。

【００２７】これらのシランカップリング剤を添加する
場合、その添加量は、ベース樹脂１００重量部に対し通
常０．０１〜５重量部で充分である。

【００２８】また、本発明に係る樹脂組成物には、加工
性や貼り合わせ性等の向上の目的で炭化水素樹脂を添加
しても良い。この場合、添加される炭化水素樹脂は天然
樹脂系、合成樹脂系のいずれでもよい。天然樹脂系で
は、ロジン、ロジン誘導体、テルペン系樹脂が好適に用
いられる。ロジンではガム系樹脂、トール油系樹脂、ウ
ッド系樹脂を用いることができる。ロジン誘導体として
はロジンをそれぞれ水素化、不均一化、重合、エステル
化、金属塩化したものを用いることができる。テルペン
系樹脂ではα−ピネン、β−ピネン等のテルペン系樹脂
の他、テルペンフェノール樹脂を用いることができる。
また、その他の天然樹脂としてダンマル、コバル、シェ
ラックを用いてもよい。一方、合成樹脂系では石油系樹
脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂が好適に用いら
れる。石油系樹脂では脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油
樹脂、脂環族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、水素化石
油樹脂、純モノマー系石油樹脂、クマロンインデン樹脂
を用いることができる。フェノール系樹脂ではアルキル
フェノール樹脂、変性フェノール樹脂を用いることがで
きる。キシレン系樹脂ではキシレン樹脂、変性キシレン
樹脂を用いることができる。

【００２９】このような炭化水素樹脂を添加する場合、
その添加量は適宜選択されるが、ベース樹脂１００重量
部に対して１〜２００重量部が好ましく、更に好ましく
は５〜１５０重量部である。

【００３０】以上の添加剤のほか、本発明に係る樹脂組
成物には、老化防止剤、紫外線吸収剤、染料、加工助剤
等を本発明の目的に支障をきたさない範囲で用いてもよ
い。

【００３１】導電性粒子としては、電気的に良好な導体
であれば良く、種々のものを使用することができる。例
えば、銅、銀、ニッケル等の金属ないし合金粉末、この
ような金属又は合金で被覆された樹脂又はセラミック粉
体等を使用することができる。また、その形状について
も特に制限はなく、りん片状、樹枝状、粒状、ペレット
状等の任意の形状をとることができる。

【００３２】なお、導電性粒子は、弾性率が１．０×１
０^７〜１．０×１０^１０Ｐａであるものが好ましい。即
ち、プラスチックフィルムを基材とする液晶フィルムな
どの被接着体の接続で異方性導電フィルムを使用する場
合、導電性粒子として弾性率の高いものを用いると、被
接着体にクラックが生じるなどの破壊や圧着後の粒子の
弾性変形回復によるスプリングバックなどが発生し、安
定した導通性能を得ることができない恐れがあるため、
上記弾性率範囲の導電性粒子を用いることが推奨され
る。これにより、被接着体の破壊を防止し、圧着後の粒
子の弾性変形回復によるスプリングバックの発生を抑制
し、導電性粒子の接触面積を広くすることが可能になっ
て、より安定した信頼性の高い導通性能を得ることがで
きる。なお、弾性率が１.０×１０^７Ｐａより小さい
と、粒子自身の損傷が生じ、導通特性が低下する場合が
あり、１．０×１０^１０Ｐａより大きいと、スプリング
バックの発生が生じる恐れがある。このような導電性粒
子としては、上記のような弾性率を有するプラスチック
粒子の表面を前述の金属又は合金で被覆したものが好適
に用いられる。

【００３３】本発明において、このような導電性粒子の
配合量は、前記ベース樹脂に対して０．１〜１５容量％
であることが好ましく、また、この導電性粒子の平均粒
径は０．１〜１００μｍであることが好ましい。このよ
うに、配合量及び粒径を規定することにより、隣接した
回路間で導電性粒子が凝縮し、短絡し難くなり、良好な
導電性を得ることができるようになる。

【００３４】本発明の異方性導電フィルムは、このよう
な導電性粒子を接着剤樹脂組成物中に分散させてなるも
のである。この導電性粒子を含む接着剤樹脂組成物は、
メルトインデックス（ＭＦＲ）が１〜３０００、特に１
〜１０００、とりわけ１〜８００であることが好まし
く、また、７０℃における流動性が１０^５Ｐａ・ｓ以下
であることが好ましく、従って、このようなＭＦＲ及び
流動性が得られるように配合を選定することが望まし
い。

【００３５】本発明の異方性導電フィルムは、前記接着
剤樹脂組成物と、導電性粒子とを所定の配合で均一に混
合し、押出機、ロール等で混練した後、カレンダーロー
ル、Ｔダイ押出、インフレーション等の成膜法により所
定の形状に成膜することにより製造される。また、接着
剤樹脂組成物と導電性粒子を溶媒に溶解ないし分散さ
せ、セパレーターの表面に塗付した後、溶媒を蒸発させ
ることによっても成膜することができる。なお、成膜に
際しては、ブロッキング防止、被着体との圧着を容易に
するため等の目的で、エンボス加工を施してもよい。

【００３６】このようにして得られた異方性導電フィル
ムによって被着体同士を接着するには、例えば、熱プレ
スによる貼り合わせ法や、押出機、カレンダーによる直
接ラミネート法、フィルムラミネーターによる加熱圧着
法等の各種の手法を用いることができる。

【００３７】本発明の異方性導電フィルムにおける硬化
条件としては、通常７０〜１７０℃、好ましくは７０〜
１５０℃で、通常１０秒〜１２０分、好ましくは２０秒
〜６０分である。

【００３８】この接着時には、接着方向に１〜４ＭＰａ
特に２〜３ＭＰａ程度の圧力を加えることが好ましい。

【００３９】なお、本発明の異方性導電フィルムは、フ
ィルム厚さ方向に１０Ω以下、特に５Ω以下の導電性を
有し、面方向の抵抗は１０^６Ω以上、特に１０^９Ω以上
であることが好ましい。

【００４０】本発明の異方性導電フィルムは、例えばＦ
ＰＣやＴＡＢと液晶パネルのガラス基板上のＩＴＯ端子
との接続など、種々の端子間の接続に使用されるなど従
来の異方性導電フィルムと同様の用途に用いられ、硬化
時に架橋構造が形成されると共に、高い接着性、特に金
属との優れた密着性と、優れた貯蔵安定性、耐久性、耐
熱性が得られる。

【００４１】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。

【００４２】実施例１、比較例１ ポリビニルブチラール（電気化学工業社製「デンカＰＶ
Ｂ３０００−１」のトルエン２５重量％溶液を調製し、
このポリビニルブチラール合計１００重量部に対して表
１に示す成分を表１に示す量で混合し、これをバーコー
ターによりセパレーターであるポリテレフタル酸エチレ
ン上に塗布し、幅５ｍｍ、厚さ１５μｍのフィルムを得
た。

【００４３】

【表１】

【００４４】各フィルムを直ちに或いは下記，の条
件でそれぞれ１日放置した後、ガラス基板にＩＴＯ端子
を形成した基板と、ポリイミド基板に銅箔をパターニン
グした基板との接着用として、セパレーターを剥離して
モニターで位置決めをし、１３０℃で１５秒間、２ＭＰ
ａにおいて加熱圧着した。 冷凍（−３０℃） 室温

【００４５】各サンプルについて、引張試験機による９
０°剥離試験（５０ｍｍ／ｍｉｎ）により接着力を測定
すると共に、デジタルマルチメータにより厚み方向の導
通抵抗を測定し、結果を表２に示した。また、製造直後
のフィルムを圧着して得られた各サンプルを温度６０
℃，湿度９０％の湿熱条件に１日放置した後上記と同様
に導通抵抗を測定し、結果を表２に示した。

【００４６】

【表２】

【００４７】表２より、リン酸メタクリレートを配合し
た比較例１では、室温での貯蔵後の接着力が低く、ま
た、導電性は、どのような保存条件であっても大きく低
下しているのに対して、リン酸トリアリルを用いた実施
例１では、貯蔵後も貯蔵前と同様に良好な接着性及び導
電性を示すことが明らかである。また、圧着後、湿熱条
件で放置した場合の接続信頼性においても、実施例１で
は比較例１に比べて良好な性能を得ることができた。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、貯
蔵安定性に優れ、長時間保存後の接着性、導電性にも優
れた異方性導電フィルムが提供される。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｂ 5/16 Ｈ０１Ｂ 5/16 Ｈ０１Ｒ 11/01 ５０１ Ｈ０１Ｒ 11/01 ５０１Ｃ (72)発明者 森村 泰大 東京都小平市小川東町３−１−１ Ｆターム(参考） 4J004 AA02 AA08 AA12 AA17 BA02 FA05 FA08 4J040 DD071 DD072 EB131 EB132 GA07 GA11 GA22 HA066 HA076 HD24 JA09 KA32 LA05 LA06 LA07 LA09 NA19 NA20 5G307 HA02 HC01 HC05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性粒子が分散された接着剤樹脂組成
   物を成膜してなる異方性導電フィルムにおいて、 該接着剤樹脂組成物が、ポリビニルアルコールをアセタ
   ール化して得られるポリアセタール化樹脂よりなるベー
   ス樹脂と、メラミン系樹脂と、正リン酸エステルとを含
   むことを特徴とする異方性導電フィルム。
2. 【請求項２】 請求項１において、該樹脂組成物がベー
   ス樹脂１００重量部に対してメラミン系樹脂を１〜２０
   ０重量部含有することを特徴とする異方性導電フィル
   ム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、該樹脂組成物
   がベース樹脂１００重量部に対して正リン酸エステルを
   ０．０１〜１０重量部含有することを特徴とする異方性
   導電フィルム。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
   て、該正リン酸エステルがリン酸トリアリルであること
   を特徴とする異方性導電フィルム。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項におい
   て、該樹脂組成物がベース樹脂１００重量部に対して、
   アクリロキシ基含有化合物、メタクリロキシ基含有化合
   物及びエポキシ基含有化合物よりなる群から選ばれる少
   なくとも１種の反応性化合物を０．５〜８０重量部含有
   することを特徴とする異方性導電フィルム。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項におい
   て、該導電性粒子の配合量がベース樹脂に対して０．１
   〜１５容量％であることを特徴とする異方性導電フィル
   ム。