JP2008288601A - 電気装置 - Google Patents
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Abstract
【要 約】
【課題】保存性に優れ、かつ、低温で迅速に硬化する接着剤を用いた電気装置を提供する。
【解決手段】第一、第二の接着材料は、第一、第二の硬化剤をそれぞれ別々に有しており、第一、第二の硬化剤が反応して始めて第一、第二の樹脂成分が重合するので、第一、第二の接着材料が分離されている状態では接着剤が硬化しない。第一の硬化剤はシランカップリング剤であり、第二の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートであり、硬化成分であるカチオンが遊離し、第一、第二の樹脂成分がカチオン重合する。従来に比べ接着剤がより低温、短時間で硬化するので、電気装置が低温短時間で製造される。第一の接着材料はシランカップリング剤を含有するので、ガラス基板を有する第一の貼付対象物との接着性が高い。
【選択図】図８
【課題】保存性に優れ、かつ、低温で迅速に硬化する接着剤を用いた電気装置を提供する。
【解決手段】第一、第二の接着材料は、第一、第二の硬化剤をそれぞれ別々に有しており、第一、第二の硬化剤が反応して始めて第一、第二の樹脂成分が重合するので、第一、第二の接着材料が分離されている状態では接着剤が硬化しない。第一の硬化剤はシランカップリング剤であり、第二の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートであり、硬化成分であるカチオンが遊離し、第一、第二の樹脂成分がカチオン重合する。従来に比べ接着剤がより低温、短時間で硬化するので、電気装置が低温短時間で製造される。第一の接着材料はシランカップリング剤を含有するので、ガラス基板を有する第一の貼付対象物との接着性が高い。
【選択図】図８
Description
本発明は接着剤にかかり、特に、基板に半導体チップやＴＣＰを熱圧着により接続する接着剤に関する。
従来より、半導体チップや基板等の貼付対象物を貼り合わせ、電気装置を製造するために、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含有し、該エポキシ樹脂の熱重合により硬化する熱硬化型の接着剤が用いられている。
エポキシ樹脂の熱重合反応を促進するために、一般に接着剤には硬化剤が用いられており、例えば、イミダゾール化合物のように、エポキシ樹脂の重合触媒として機能する硬化剤や、メルカプタン化合物やアミン化合物のように硬化剤自体がエポキシ樹脂と付加反応し、重合体を形成する硬化剤が広く用いられている。
イミダゾール化合物を硬化剤として用いた場合は接着剤を短時間で硬化させることが可能であるが、接着剤を１８０℃以上の高温に加熱する必要があり、加熱によって貼付対象物に伸びや反り等の変形が生じる場合がある。
イミダゾール化合物を硬化剤として用いた場合は接着剤を短時間で硬化させることが可能であるが、接着剤を１８０℃以上の高温に加熱する必要があり、加熱によって貼付対象物に伸びや反り等の変形が生じる場合がある。
アミン化合物やメルカプタン化合物を硬化剤として用いると、接着剤をより低温で硬化させることができるが、接着剤は硬化に要する時間がイミダゾール化合物の場合よりも長くなり、生産性が低くなってしまう。また、低温で硬化する接着剤は常温でもエポキシ樹脂の重合反応が進行するため、接着剤の保存性が著しく劣る。いずれにしろ、低温、短時間で硬化し、かつ、保存性の高い接着剤を得ることは困難であった。
特開昭５６−１８６４３号公報
特開平７−２６２３５号公報
特開２００１−２８９３号公報
特開平９−２５５７５９号公報
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、保存性に優れ、かつ、低温、短時間の条件で硬化可能な接着剤を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は二成分型接着剤であって、第一の樹脂成分を主成分とし、前記第一の樹脂成分に第一の硬化剤が添加された第一の接着材料と、第二の樹脂成分を主成分とし、前記第二の樹脂成分に第二の硬化剤が添加された第二の接着材料とを有し、前記第一の接着材料と前記第二の接着材料とを接触させると、前記第一、第二の硬化剤が反応して硬化成分が連鎖反応し、前記硬化成分によって前記第一、第二の樹脂成分が重合する二成分型接着剤である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はフィルム状に成形された二成分型接着剤である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はペースト状にされ二成分型接着剤である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の樹脂成分はそれぞれ同じ種類の樹脂を主成分とする二成分型接着剤である。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の樹脂成分の主成分である樹脂はエポキシ樹脂である二成分型接着剤である。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の硬化剤のうち、一方の硬化剤はシランカップリング剤を主成分とし、他方の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートのいずれか一方又は両方を主成分とする二成分型接着剤である。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の二成分型接着剤であって、前記金属キレートはアルミニウムキレートである二成分型接着剤である。
請求項８記載の発明は、請求項６記載の二成分型接着剤であって、前記金属アルコラートはアルミニウムアルコラートである二成分型接着剤である。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料に導電性粒子が添加された二成分型接着剤である。
請求項１０記載の発明は、第一のエポキシ樹脂と、前記第一のエポキシ樹脂にシランカップリング剤が添加されたペースト状の第一の接着材料と、第二のエポキシ樹脂と、前記第二のエポキシ樹脂に金属キレート又は金属アルコラートが添加されたペースト状の第二の接着材料とを用意し、前記第一、第二の接着材料のいずれかに導電性粒子を含有させ、ガラス基板と、前記ガラス基板上に配置された第一の電極とを有する第一の貼付対象物に、前記第一の接着材料を塗布して第一の塗布層を形成し、第二の電極を有する第二の貼付対象物に、前記第二の接着材料を塗布して第二の塗布層を形成し、前記第二の電極が配置された側の面を、前記第一の電極が配置された面に向けさせ、前記第一、第二の貼付対象物を相対的に移動させ、前記第二の塗布層を前記第一の塗布層に押し当てて密着させ、前記第二の貼付対象物を、前記第一、第二の電極間に導電性粒子が挟みこまれるまで加熱及び押圧し、更に、加熱及び押圧することにより、前記金属キレートと前記シランカップリング剤とを反応させて硬化成分を連鎖反応させ、前記第一と第二のエポキシ樹脂を重合させることにより、前記第一、第二の塗布層全体を硬化させた電気装置である。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の電気装置であって、前記シランカップリング剤がエポキシ環を有することを特徴とする電気装置である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はフィルム状に成形された二成分型接着剤である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はペースト状にされ二成分型接着剤である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の樹脂成分はそれぞれ同じ種類の樹脂を主成分とする二成分型接着剤である。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の樹脂成分の主成分である樹脂はエポキシ樹脂である二成分型接着剤である。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の硬化剤のうち、一方の硬化剤はシランカップリング剤を主成分とし、他方の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートのいずれか一方又は両方を主成分とする二成分型接着剤である。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の二成分型接着剤であって、前記金属キレートはアルミニウムキレートである二成分型接着剤である。
請求項８記載の発明は、請求項６記載の二成分型接着剤であって、前記金属アルコラートはアルミニウムアルコラートである二成分型接着剤である。
請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の二成分型接着剤であって、前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料に導電性粒子が添加された二成分型接着剤である。
請求項１０記載の発明は、第一のエポキシ樹脂と、前記第一のエポキシ樹脂にシランカップリング剤が添加されたペースト状の第一の接着材料と、第二のエポキシ樹脂と、前記第二のエポキシ樹脂に金属キレート又は金属アルコラートが添加されたペースト状の第二の接着材料とを用意し、前記第一、第二の接着材料のいずれかに導電性粒子を含有させ、ガラス基板と、前記ガラス基板上に配置された第一の電極とを有する第一の貼付対象物に、前記第一の接着材料を塗布して第一の塗布層を形成し、第二の電極を有する第二の貼付対象物に、前記第二の接着材料を塗布して第二の塗布層を形成し、前記第二の電極が配置された側の面を、前記第一の電極が配置された面に向けさせ、前記第一、第二の貼付対象物を相対的に移動させ、前記第二の塗布層を前記第一の塗布層に押し当てて密着させ、前記第二の貼付対象物を、前記第一、第二の電極間に導電性粒子が挟みこまれるまで加熱及び押圧し、更に、加熱及び押圧することにより、前記金属キレートと前記シランカップリング剤とを反応させて硬化成分を連鎖反応させ、前記第一と第二のエポキシ樹脂を重合させることにより、前記第一、第二の塗布層全体を硬化させた電気装置である。
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の電気装置であって、前記シランカップリング剤がエポキシ環を有することを特徴とする電気装置である。
本発明は上記のように構成されており、第一の硬化剤と第二の硬化剤とが反応して硬化剤成分が生成し、初めて第一、第二の樹脂成分は重合するので、第一、第二の接着材料がそれぞれ分離されている状態では、第一、第二の樹脂成分は硬化しない。
一般に用いられる二液型の接着剤では、硬化剤と樹脂成分とを使用前に混合する必要があり、混合後は直ちに樹脂成分の重合反応が進行するので、混合後の接着剤の保存性が悪い。
一般に用いられる二液型の接着剤では、硬化剤と樹脂成分とを使用前に混合する必要があり、混合後は直ちに樹脂成分の重合反応が進行するので、混合後の接着剤の保存性が悪い。
しかしながら、本発明では第一、第二の接着材料をそれぞれ別々の貼付対象物に貼付又は塗布し、一方の貼付対象物上の第一の接着材料に他方の貼付対象物上の第二の接着材料を密着させれば、少なくとも第一、第二の接着材料の界面で第一、第二の硬化剤が反応して硬化成分が遊離し、該硬化成分によって第一、第二の樹脂成分を連鎖的に重合させることができる。従って、本発明では接着剤の使用前に第一、第二の接着材料を混合する工程が必要なく、貼付対象物を貼り合わせる直前まで第一、第二の樹脂成分が重合しない。
第一、第二の樹脂成分としては、第一、第二の樹脂成分が互いに共重合するものを用いることができるが、硬化成分によって第一の樹脂成分と、第二の樹脂成分がそれぞれ単独重合可能なものを用いれば、第一、第二の接着材料が完全に混ざり合わなくても樹脂成分の重合反応を進行させることができる。
また、第一の樹脂成分と、第二の樹脂成分にそれぞれ同じ種類の樹脂を用いた場合には、第一、第二の接着材料同士が混ざりやすいだけではなく、第一、第二の接着材料の熱膨張率の差が少なくなるので、第一、第二の接着材料の界面に生じる内部応力が小さく、結果、硬化した状態の第一、第二の接着材料の界面破壊が起きにくい。
第一、第二の接着材料の粘度が高い場合や、第一、第二の接着材料がフィルム状に成形されている場合は、第一、第二の接着材料を加熱しながら第二の貼付対象物を押圧すれば、第一、第二の接着材料が加熱によって軟化するので、第一、第二の接着剤がより混ざりやすくなる。
第一、第二の硬化剤にそれぞれシランカップリング剤と金属キレートを用い、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合の反応を下記反応式（１）〜（４）に示す。
第一、第二の硬化剤にそれぞれシランカップリング剤と金属キレートを用い、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた場合の反応を下記反応式（１）〜（４）に示す。
反応式（１）左式に示すシランカップリング剤はケイ素に結合するアルコキシ基（ＲＯ）を有している。シランカップリング剤が大気中や接着剤中の水と接触すると、アルコキシ基が加水分解されシラノールとなる（反応式（１）右式）。
反応式（２）左式に一例として金属キレートであるアルミニウムキレートを示す。アルミニウムキレートの中心金属であるＡｌには配位子Ｒが結合している。
反応式（２）左式に一例として金属キレートであるアルミニウムキレートを示す。アルミニウムキレートの中心金属であるＡｌには配位子Ｒが結合している。
シランカップリング剤と金属キレートとが混ざった状態で第一、第二の接着材料を加熱すると、シランカップリング剤が加水分解されてなるシラノールと、アルミニウムキレートとが加熱によって反応し、酸素原子を介してシラノールのケイ素がアルミニウムに結合する（反応式（２）右式）。
その状態のアルミニウムキレートに、他のシラノールが平衡反応で配位すると、反応式（３）右式に示すようにブレステッド酸点を生じ、活性化したプロトンが生成される。
その状態のアルミニウムキレートに、他のシラノールが平衡反応で配位すると、反応式（３）右式に示すようにブレステッド酸点を生じ、活性化したプロトンが生成される。
反応式（４）に示すように、エポキシ樹脂の末端に位置するエポキシ環が活性化したプロトンによって開環し、他のエポキシ樹脂のエポキシ環と重合する（カチオン重合）。
反応式（２）、（３）に示す反応は従来の接着剤が硬化する温度（１８０℃以上）よりも低い温度で進行するので、本発明の二液型接着剤は従来よりも低温、短時間で硬化する。
第一、第二の硬化剤としてシランカップリング剤を用いる場合、シランカップリング剤に水を添加し、予めシランカップリング剤を加水分解しておけば、樹脂成分が重合する反応がより迅速に進行する。
反応式（２）、（３）に示す反応は従来の接着剤が硬化する温度（１８０℃以上）よりも低い温度で進行するので、本発明の二液型接着剤は従来よりも低温、短時間で硬化する。
第一、第二の硬化剤としてシランカップリング剤を用いる場合、シランカップリング剤に水を添加し、予めシランカップリング剤を加水分解しておけば、樹脂成分が重合する反応がより迅速に進行する。
本発明によれば、シランカップリング剤と金属キレートとの反応により、エポキシ樹脂がカチオン重合するので、従来の接着剤よりも低温、短時間第一、第二の接着材料を硬化させることができる。また、第一の硬化剤と第二の硬化剤はそれぞれ別々の接着剤材料に添加されているので、二成分型接着剤の使用前には第一、第二の樹脂成分の重合反応が起こらず、結果、本発明の二成分型接着剤の保存性が高い。
以下に本発明の二成分型接着剤について詳細に説明する。
熱硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂からなる第一の樹脂成分に、シランカップリング剤からなる第一の硬化剤と、導電性粒子とを添加、混合し、第一の接着材料を作製する。この状態では第一の接着材料はペースト状である。
これとは別に、第一の樹脂成分に用いたものと同じエポキシ樹脂からなる第二の樹脂成分に、金属キレート（又は金属アルコラート）からなる第二の硬化剤と、導電性粒子とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製する。
熱硬化性樹脂であり、エポキシ樹脂からなる第一の樹脂成分に、シランカップリング剤からなる第一の硬化剤と、導電性粒子とを添加、混合し、第一の接着材料を作製する。この状態では第一の接着材料はペースト状である。
これとは別に、第一の樹脂成分に用いたものと同じエポキシ樹脂からなる第二の樹脂成分に、金属キレート（又は金属アルコラート）からなる第二の硬化剤と、導電性粒子とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製する。
第一の接着材料は硬化剤としてシランカップリング剤を、第二の接着材料は硬化剤として金属キレートをそれぞれ有しているが、第一、第二の接着材料は互いに分離されており、シランカップリング剤と金属キレートが接触しないので、硬化成分は生成されない。従って、第一、第二の接着材料が分離されている状態では、第一、第二の樹脂成分が重合せず、本発明の二成分型接着剤は硬化しない。
図１（ａ）の符号２１は剥離フィルムを示している。ペースト状の第一の接着材料と第二の接着材料とを、それぞれ別の剥離フィルム２１表面に所定量塗布、乾燥すると、剥離フィルム２１表面に塗布された第一、第二の接着材料がフィルム状に成形され、第一、第二の接着フィルムとなる。
図１（ｂ）の符号２５と図２の符号３５は、それぞれ第一、第二の接着フィルムを示しており、第一、第二の接着フィルム２５、３５中にはそれぞれ導電性粒子２７が分散されている。剥離フィルム２１と、剥離フィルム２１上に形成された第一、第二の接着フィルム２５、３５とで、第一、第二の接着シート２０、３０がそれぞれ構成される。
図３（ａ）の符号１１は貼付対象物であるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を示しており、ＬＣＤ１１はガラス基板１２を有している。他方、図４（ａ）の符号１５は貼付対象物であるＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）を示しており、ＴＣＰ１５はベースフィルム１６を有している。
ＬＣＤ１１のガラス基板１２表面と、ＴＣＰ１５のベースフィルム１６表面には、それぞれ第一、第二の電極１３、１７が複数本配置されている。ここでは、第一、第二の電極１３、１７が４本ずつ図示されている。
ＬＣＤ１１のガラス基板１２表面と、ＴＣＰ１５のベースフィルム１６表面には、それぞれ第一、第二の電極１３、１７が複数本配置されている。ここでは、第一、第二の電極１３、１７が４本ずつ図示されている。
ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５の第一、第二の電極１３、１７が配置された面に、第一、第二の接着シート２０、３０の第一、第二の接着フィルム２５、３５が配置された側の面をそれぞれ別々に押し当てる。ここでは、ＬＣＤ１１に第一の接着フィルム２５を押し当て（図３（ｂ））、ＴＣＰ１５に第二の接着フィルム３５を押し当てた（図４（ｂ））。
ＬＣＤ１１と第一の接着フィルム２５との接着力と、ＴＣＰ１５と第二の接着フィルム３５との接着力は、それぞれ剥離フィルム２１と第一、第二の接着フィルム２５、３５との接着力よりも大きいので、各剥離フィルム２１をめくると、剥離フィルム２１が第一、第二の接着フィルム２５、３５からそれぞれ剥離され、第一の接着フィルム２５がＬＣＤ１１上に、第二の接着フィルム３５がＴＣＰ１５上にそれぞれ残る。
図３（ｃ）、図４（ｃ）はそれぞれ剥離フィルム２１が剥離された後のＬＣＤ１１とＴＣＰ１５とを示しており、ＬＣＤ１１の第一の電極１３は第一の接着フィルム２５に覆われ、ＴＣＰ１５の第二の電極１７は第二の接着フィルム３５に覆われている。
ＴＣＰ１５の第二の電極１７が配置された側の面を、ＬＣＤ１１の第一の電極１３が配置された側の面に向け、ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５とを互いに平行に配置した後、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを相対的に移動させ、図５（ａ）に示すように、第一の電極１３と第二の電極１７とを対向する位置で静止させる（位置合わせ）。
次いで、ＴＣＰ１５上の第二の接着フィルム３５をＬＣＤ１１上の第一の接着フィルム２５に押し当て、第一、第二の接着フィルム２５、３５を互いに密着させる（図５（ｂ））。
次いで、ＴＣＰ１５上の第二の接着フィルム３５をＬＣＤ１１上の第一の接着フィルム２５に押し当て、第一、第二の接着フィルム２５、３５を互いに密着させる（図５（ｂ））。
ＴＣＰ１５を押圧しながら全体を加熱すると、加熱によって第一、第二の接着フィルム２５、３５が軟化し、押圧によって第二の電極１７が第一、第二の接着フィルム２５に押し込まれる。このとき、少なくとも第一、第二の接着フィルム２５、３５の界面部分で、第一、第二の接着フィルム２５、３５を構成する第一の接着材料と第二の接着材料とが互いに混ざり合い、第一、第二の接着フィルム２５、３５が一体化する。
更に押圧を続け、第二の電極１７を更に第一、第二の接着フィルム２５、３５に押し込むと、第二の電極１７と第一の電極１３との間に導電性粒子２７が挟み込まれる。
その状態で更に加熱押圧を続けると、第一、第二の接着材料に含まれるシランカップリング剤と、金属キレートとが加熱によって反応して硬化成分であるカチオンが遊離し、第一、第二の樹脂成分を構成するエポキシ樹脂がカチオン重合する。エポキシ樹脂が重合することによって、第一、第二の接着フィルム２５、３５は一体化した状態で全体が硬化する。
その状態で更に加熱押圧を続けると、第一、第二の接着材料に含まれるシランカップリング剤と、金属キレートとが加熱によって反応して硬化成分であるカチオンが遊離し、第一、第二の樹脂成分を構成するエポキシ樹脂がカチオン重合する。エポキシ樹脂が重合することによって、第一、第二の接着フィルム２５、３５は一体化した状態で全体が硬化する。
図５（ｃ）の符号２９は硬化した第一、第二の接着フィルムからなる接着剤層を示している。ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５は導電性粒子２７を介して電気的に接続されているだけでは無く、硬化した接着剤層２９を介して機械的にも接続されている。図５（ｃ）の符号１０はＬＣＤ１１とＴＣＰ１５が接続されてなる電気装置を示している。
以上は、第一、第二の接着材料をフィルム状に成形する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
図６（ａ）の符号１１は図３（ａ）に示したものと同じＬＣＤを、図７（ａ）の符号１５は図４（ａ）に示したものと同じＴＣＰをそれぞれ示している。ＬＣＤ１１の第一の電極１３が配置された側の面と、ＴＣＰ１５の第二の電極１６が配置された側の面に、第一、第二の電極１３、１７を覆うように、ペースト状の第一、第二の接着材料をそれぞれ別々に塗布し、塗布層を形成する。
図６（ａ）の符号１１は図３（ａ）に示したものと同じＬＣＤを、図７（ａ）の符号１５は図４（ａ）に示したものと同じＴＣＰをそれぞれ示している。ＬＣＤ１１の第一の電極１３が配置された側の面と、ＴＣＰ１５の第二の電極１６が配置された側の面に、第一、第二の電極１３、１７を覆うように、ペースト状の第一、第二の接着材料をそれぞれ別々に塗布し、塗布層を形成する。
図６（ｂ）の符号４５はＬＣＤ１１に形成された第一の接着材料の塗布層を、図７（ｂ）の符号５５はＴＣＰ１５に形成された第二の接着材料の塗布層をそれぞれ示している。
ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５の塗布層４５、５５が形成された面を互いに向かい合わせ（図８（ａ））、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、位置合わせ後、加熱押圧すれば電気装置が得られる。図８（ｂ）の符号５０はその状態の電気装置を示しており、ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５とは硬化した接着剤層５９を介して接続されている。
ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５の塗布層４５、５５が形成された面を互いに向かい合わせ（図８（ａ））、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、位置合わせ後、加熱押圧すれば電気装置が得られる。図８（ｂ）の符号５０はその状態の電気装置を示しており、ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５とは硬化した接着剤層５９を介して接続されている。
〈実施例１〉
エポキシ樹脂である脂環式エポキシ樹脂セロキサイド（ダイセル化学工業（株）社製の商品名「２０２１Ｐ」）４０重量部と、エポキシ樹脂であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）社製の商品名「ＥＰ１００９」）６０重量部を溶剤に溶解した樹脂液とを混合し、第一の樹脂成分を作製した。
エポキシ樹脂である脂環式エポキシ樹脂セロキサイド（ダイセル化学工業（株）社製の商品名「２０２１Ｐ」）４０重量部と、エポキシ樹脂であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）社製の商品名「ＥＰ１００９」）６０重量部を溶剤に溶解した樹脂液とを混合し、第一の樹脂成分を作製した。
第一の樹脂成分１００重量部に対し、第一の硬化剤であるエポキシシランカップリング剤（信越化学工業（株）社製の商品名「ＫＢＭ−４０３」）５重量部と、導電性粒子１０重量部とを添加、混合し、ペースト状の第一の接着材料を作製した。
これとは別に、上記第一の樹脂成分と同じ樹脂を同じ配合比率で混合してなる第二の樹脂成分を用意し、第二の樹脂成分１００重量部と、第二の硬化剤である金属キレート（エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル（株）社製の商品名「ＡＬＣＨ」））２重量部と、導電性粒子１０重量部とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製した。
これとは別に、上記第一の樹脂成分と同じ樹脂を同じ配合比率で混合してなる第二の樹脂成分を用意し、第二の樹脂成分１００重量部と、第二の硬化剤である金属キレート（エチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート（川研ファインケミカル（株）社製の商品名「ＡＬＣＨ」））２重量部と、導電性粒子１０重量部とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製した。
剥離フィルム２１として表面が剥離処理されたＰＥＴフィルムを用い、該剥離フィルム２１表面に第一、第二の接着材料を別々に塗布、乾燥し、膜厚１０μｍの第一、第二の接着フィルム２５、３５を作製した。
これらの接着フィルム２５、３５を用いて、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）の工程で実施例１の電気装置１０を作製した。
これらの接着フィルム２５、３５を用いて、図３（ａ）〜（ｃ）、図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｃ）の工程で実施例１の電気装置１０を作製した。
ここではＴＣＰ１５としてベースフィルム１６表面に２５μｍ幅の第二の電極１７が２５μｍ間隔で配置されたものを、ＬＣＤ１１としては、表面積１ｃｍ2当たりのシート抵抗が１０ΩのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極１３が形成されたものをそれぞれ用い、１２０℃に維持した熱圧着ヘッドをＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分に１０秒間押しつけて加熱押圧し、第一の接着フィルム２５を１２０℃まで昇温させて接続を行った。実施例１の電気装置１０を用いて下記に示す「剥離強度試験」を行った。
〔剥離強度試験〕
引張り試験機を用い、電気装置１０のＴＣＰ１５をＬＣＤ１１の面方向に対して９０°方向に引張速度５０ｍｍ／分で引張り、ＴＣＰ１５がＬＣＤ１１から剥離されるときの剥離強度（単位：Ｎ／ｃｍ）を測定した。剥離強度試験の測定結果を下記表１に記載する。
引張り試験機を用い、電気装置１０のＴＣＰ１５をＬＣＤ１１の面方向に対して９０°方向に引張速度５０ｍｍ／分で引張り、ＴＣＰ１５がＬＣＤ１１から剥離されるときの剥離強度（単位：Ｎ／ｃｍ）を測定した。剥離強度試験の測定結果を下記表１に記載する。
＜実施例２＞
実施例１で用いたものと同じ脂環式エポキシ樹脂セロキサイド（ダイセル化学工業（株）社製の商品名「２０２１Ｐ」）５０重量部と、実施例１で用いたものより分子量が小さいビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）社製の商品名「ＥＰ１００１」）５０重量部とを混合し、７０℃に保温しながら攪拌混合してペースト状の第一、第二の樹脂成分を作製した。
実施例１で用いたものと同じ脂環式エポキシ樹脂セロキサイド（ダイセル化学工業（株）社製の商品名「２０２１Ｐ」）５０重量部と、実施例１で用いたものより分子量が小さいビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ（株）社製の商品名「ＥＰ１００１」）５０重量部とを混合し、７０℃に保温しながら攪拌混合してペースト状の第一、第二の樹脂成分を作製した。
第一の樹脂成分１００重量部に対して実施例１に用いたものと同じ第一の硬化剤５重量部と、導電性粒子１０重量部とを添加、混合し、ペースト状の第一の接着材料を作製した。これとは別に、第二の樹脂成分１００重量部に対し、実施例１に用いたものと同じ第二の硬化剤２重量部と、導電性粒子１０重量部とを添加、混合し、ペースト状の第二の接着材料を作製した。
これら第一、第二の接着材料を用い、図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）の工程で、実施例１に用いたＬＣＤ１１とＴＣＰ１５とを実施例１と同じ条件で接続し、実施例２の電気装置５０を得た。
実施例２の電気装置５０を用いて実施例１と同じ条件で「剥離強度試験」を行い、その測定結果を上記表１に記載した。
実施例２の電気装置５０を用いて実施例１と同じ条件で「剥離強度試験」を行い、その測定結果を上記表１に記載した。
＜比較例１、２＞
実施例１で作製したフィルム状に成形する前の、ペースト状の第一の接着材料１１５重量部に、実施例１で用いた第二の硬化剤２重量部を添加、混合し、第一、第二の硬化剤を両方有するペースト状の接着剤を作成し、該接着剤を実施例１で用いた剥離フィルムに塗布、乾燥し、膜厚２０μｍの接着フィルムを作製した。
実施例１で作製したフィルム状に成形する前の、ペースト状の第一の接着材料１１５重量部に、実施例１で用いた第二の硬化剤２重量部を添加、混合し、第一、第二の硬化剤を両方有するペースト状の接着剤を作成し、該接着剤を実施例１で用いた剥離フィルムに塗布、乾燥し、膜厚２０μｍの接着フィルムを作製した。
実施例１で用いたＬＣＤとＴＣＰとで上記接着フィルムを挟み込み、実施例１と同じ条件で加熱押圧を行って、比較例１の電気装置を得た。
これとは別に、実施例２で作製したペースト状の第一の接着材料１１５重量部に、実施例２で用いた第二の硬化剤２重量部を添加、混合し、ペースト状の接着剤を作製し、該接着剤を実施例１で用いたＬＣＤに塗布した後、ＴＣＰを接着剤に押しあて、実施例１と同じ条件で加熱押圧して比較例２の電気装置を得た。
これとは別に、実施例２で作製したペースト状の第一の接着材料１１５重量部に、実施例２で用いた第二の硬化剤２重量部を添加、混合し、ペースト状の接着剤を作製し、該接着剤を実施例１で用いたＬＣＤに塗布した後、ＴＣＰを接着剤に押しあて、実施例１と同じ条件で加熱押圧して比較例２の電気装置を得た。
これら比較例１、２の電気装置を用いて実施例１と同じ条件で「剥離強度試験」を行い、それらの試験結果を上記表１に記載した。
上記表１から明らかなように、第一の硬化剤を有する第一の接着材料と、第二の硬化剤を有する第二の接着材料とを別々に作製した実施例１、２では、従来よりも低温、短時間（１２０℃、１０秒間）の条件で接着剤を硬化させたのにもかかわらず、剥離強度が高く、本発明の二成分型接着剤の硬化性の高さが確認された。
上記表１から明らかなように、第一の硬化剤を有する第一の接着材料と、第二の硬化剤を有する第二の接着材料とを別々に作製した実施例１、２では、従来よりも低温、短時間（１２０℃、１０秒間）の条件で接着剤を硬化させたのにもかかわらず、剥離強度が高く、本発明の二成分型接着剤の硬化性の高さが確認された。
他方、第一、第二の硬化剤が分離されておらず、第一、第二の硬化剤が同じ接着剤に添加された比較例１、２では、剥離強度が実用に耐えられないほど低かった。これは、第一、第二の硬化剤の反応によって接着剤作製中から接着剤の粘度が除々上昇し、ＴＣＰとＬＣＤとを加熱押圧する前に、接着剤の接着性が失われたためと思われる。
これらの結果から、第一、第二の接着材料の形状（フィルム状、又はペースト状）に係わらず、シランカップリング剤と金属キレートとが使用の前に分離されていれば、接着剤の保存性に優れ、かつ、硬化した後の接着剤の剥離強度が高くなることがわかる。
以上は、導電性粒子２７を介して第一、第二の電極１３、１７を接続する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、導電性粒子を添加せずに第一、第二の接着材料を作製し、加熱押圧の際に第二の電極を第一の電極に直接当接させることによって、第一、第二の電極を接続してもよい。また、導電性粒子２７を用いる場合は、第一、第二の接着材料のいずれか一方に導電性粒子２７が添加されていればよい。
以上は第一の硬化剤としてシランカップリング剤を、第二の硬化剤として金属キレート（又は金属アルコラート）を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第一の硬化剤として金属キレート（又は金属アルコラート）を、第二の硬化剤としてシランカップリング剤を用いてもよい。
金属キレートや金属アルコラートとしては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム等種々の中心金属を有するものを用いることができるが、これらのなかでも特に反応性の高いアルミニウムを中心金属とするアルミニウムキレート（又はアルミニウムアルコラート）が好ましい。
アルミニウムキレートの配位子の種類や、アルミニウムアルコラートのアルコキシル基の種類も特に限定されるものではない。例えば、アルミニウムキレートとしては、上記実施例１〜４に用いたエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート以外にもアルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等を用いることができる。
また、シランカップリング剤としては、下記一般式（５）に示すものを用いることが好ましい。
また、シランカップリング剤としては、下記一般式（５）に示すものを用いることが好ましい。
上記一般式（５）中置換基Ｘ1〜Ｘ4のうち、少なくとも一つの置換基がアルコキシ基である。また、アルコキシ基以外の置換基Ｘ1〜Ｘ4のうち、少なくとも一つの置換基がエポキシ環又はビニル基を有するものが好ましく、エポキシ環を有する置換基としてはグリシジル基が特に好ましい。
以上は第一、第二の樹脂成分に同じ種類の樹脂を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、それぞれ異なる種類の樹脂を用いることもできる。
第一、第二の樹脂成分に用いる樹脂はエポキシ樹脂に限定されるものではなく、硬化成分であるカチオンにより単独重合するものであれば、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ビニルエーテル樹脂、オキセタン樹脂等種々のものを用いることができる。しかしながら、熱硬化後の接着剤の強度等を考慮するとエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
第一、第二の樹脂成分に用いる樹脂はエポキシ樹脂に限定されるものではなく、硬化成分であるカチオンにより単独重合するものであれば、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ビニルエーテル樹脂、オキセタン樹脂等種々のものを用いることができる。しかしながら、熱硬化後の接着剤の強度等を考慮するとエポキシ樹脂を用いることが好ましい。
第一、第二の樹脂成分にはカチオン重合する樹脂と共に、熱可塑性樹脂を用いることが可能である。熱可塑性樹脂としては、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアセタール、エチレンビニルアセテート、ポリブタジエンゴム等のゴム類等種々のものを用いることができる。また、第一、第二の接着材料に老化防止剤、充填剤、着色剤等の種々の添加剤を添加することもできる。
第一、第二の接着材料がペースト状の場合は、例えば、ディスペンサーを用いてＴＣＰやＬＣＤ等の貼付対象物に塗布することができる。以上は、ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５を貼り合わせる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、半導体チップやフレキシブル配線板等種々の回路基板の接続に本発明の二成分型接着剤を用いることができる。
以上は第一、第二の接着材料をそれぞれ別々に塗布する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第一、第二の接着材料を混合した場合、室温条件で数分間であれば硬化反応が起こらないので、第一、第二の接着材料を混合してから貼着対象物に塗布することも可能である。
２５……第一の接着フィルム（フィルム状にされた第一の接着材料）
２７……導電性粒子
３５……第二の接着フィルム（フィルム状にされた第二の接着材料）
４５、５５……第一、第二の接着材料の塗布層
２７……導電性粒子
３５……第二の接着フィルム（フィルム状にされた第二の接着材料）
４５、５５……第一、第二の接着材料の塗布層
Claims (11)
- 第一の樹脂成分を主成分とし、前記第一の樹脂成分に第一の硬化剤が添加された第一の接着材料と、
第二の樹脂成分を主成分とし、前記第二の樹脂成分に第二の硬化剤が添加された第二の接着材料とを有し、
前記第一の接着材料と前記第二の接着材料とを接触させると、前記第一、第二の硬化剤が反応して硬化成分が連鎖反応し、前記硬化成分によって前記第一、第二の樹脂成分が重合する二成分型接着剤。 - 前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はフィルム状に成形された請求項１記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料はペースト状にされた請求項１記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の樹脂成分はそれぞれ同じ種類の樹脂を主成分とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の樹脂成分の主成分である樹脂はエポキシ樹脂である請求項４記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の硬化剤のうち、一方の硬化剤はシランカップリング剤を主成分とし、他方の硬化剤は金属キレート又は金属アルコラートのいずれか一方又は両方を主成分とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の二成分型接着剤。
- 前記金属キレートはアルミニウムキレートである請求項６記載の二成分型接着剤。
- 前記金属アルコラートはアルミニウムアルコラートである請求項６記載の二成分型接着剤。
- 前記第一、第二の接着材料のうち、少なくとも一方の接着材料に導電性粒子が添加された請求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の二成分型接着剤。
- 第一のエポキシ樹脂と、前記第一のエポキシ樹脂にシランカップリング剤が添加されたペースト状の第一の接着材料と、
第二のエポキシ樹脂と、前記第二のエポキシ樹脂に金属キレート又は金属アルコラートが添加されたペースト状の第二の接着材料とを用意し、
前記第一、第二の接着材料のいずれかに導電性粒子を含有させ、
ガラス基板と、前記ガラス基板上に配置された第一の電極とを有する第一の貼付対象物に、前記第一の接着材料を塗布して第一の塗布層を形成し、
第二の電極を有する第二の貼付対象物に、前記第二の接着材料を塗布して第二の塗布層を形成し、
前記第二の電極が配置された側の面を、前記第一の電極が配置された面に向けさせ、
前記第一、第二の貼付対象物を相対的に移動させ、
前記第二の塗布層を前記第一の塗布層に押し当てて密着させ、
前記第二の貼付対象物を、前記第一、第二の電極間に導電性粒子が挟みこまれるまで加熱及び押圧し、
更に、加熱及び押圧することにより、前記金属キレートと前記シランカップリング剤とを反応させて硬化成分を連鎖反応させ、前記第一と第二のエポキシ樹脂を重合させることにより、前記第一、第二の塗布層全体を硬化させた電気装置。 - 前記シランカップリング剤がエポキシ環を有することを特徴とする請求項１０記載の電気装置。
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