JP2009084307A - 電極接続用接着剤 - Google Patents

Abstract

【課題】リペア性と耐熱性を向上することができるとともに、例えば、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板を、接着剤を介して接続する際に、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接続信頼性を向上することができる電極接続用接着剤を提供することを目的とする。
【解決手段】エポキシ樹脂を主成分とし、熱可塑性樹脂、導電性粒子６、および潜在性硬化剤を含有する電極接続用接着剤２を介して、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５と、リジッド基板１の配線電極４が接続されている。そして、電極接続用接着剤２は、熱可塑性樹脂として、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有している。また、この熱可塑性樹脂は、溶剤に可溶である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電極、回路等を設けた配線板や電子部品等を接着し、かつ電気的に接続するための電極接続用接着剤に関する。

近年の電子機器の小型化、高機能化の流れの中で、構成部品（例えば、液晶製品における電子部品）内の接続端子の微小化が進んでいる。このため、エレクトロニクス実装分野においては、そのような端子間の接続を容易に行える種々の電極接続用接着剤として、フィルム状の接着剤が広く使用されている。例えば、金メッキされた銅電極からなる金属電極が形成されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）と、ガラス基材、ガラスエポキシ基材等のリジッドな基材上にＩＴＯ電極からなる配線電極が形成されたリジッド基板（ＰＣＢ）の接合や、ＩＣチップ等の電子部品とリジッド基板の接合、フレキシブルプリント配線板とプリント配線板の接合、およびフレキシブルプリント配線板同士の接合に使用されている。

この電極接続用接着剤は、例えば、エポキシ樹脂等の絶縁性の樹脂組成物中に導電性粒子を分散させた接着剤であり、接続対象の間に挟まれ、加熱、加圧されて、接続対象を接着する。即ち、加熱、加圧により接着剤中の樹脂が流動し、例えば、フレキシブルプリント配線板の表面に形成された銅電極と、配線基板の表面に形成されたＩＴＯ電極の隙間を封止すると同時に、導電性粒子の一部が対峙する銅電極とＩＴＯ電極の間に噛み込まれて電気的接続が達成される。そして、電極接続用接着剤においては、当該電極接続用接着剤の厚み方向に相対峙する、接続された電極間の抵抗（接続抵抗、または導通抵抗）を低くするという導通性能と、電極接続用接着剤の面方向に隣り合う電極間の抵抗（絶縁抵抗）を高くするという絶縁性能が必要とされている。

また、電極接続用接着剤と電極間の接着性を向上させるために、カルボキシル基を有するアクリル樹脂を含有する電極接続用接着剤が提案されている。より具体的には、アクリル酸等のカルボキシル基を有するアクリル樹脂と、エポキシ樹脂等の反応性接着剤と、イミダゾール系等の潜在性硬化剤、及びニッケル等の導電性粒子を主成分とする電極接続用接着剤が開示されている。そして、このような接着剤を使用することにより、電極に使用される金属に対するアクリル樹脂中のカルボキシル基の親和性が高いため、接着剤を介して電極間を接続する際の接着性が向上すると記載されている。また、電極間を接続後は、アクリル樹脂が汎用性のある溶剤（トルエン、アセトン、アルコール等）に可溶であり、接着剤の溶剤による膨潤性が向上するため、接続される電極の位置ずれ等が発生した場合でも、一度接続した電極間の破損または損傷を生じることなく剥離して、接着剤を溶剤等で除去した後、再度、接着剤を用いて、電極間を接続すること（以下、「リペア」という。）が容易にできると記載されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２１０９４号公報

ここで、上記従来の電極接続用接着剤においては、リペアを行う際に、アクリル樹脂の溶剤による除去性を向上させるために、電極接続用接着剤の全体に対する、当該アクリル樹脂の含有量を増加させる必要がある。しかし、アクリル樹脂のガラス転移温度（約８０℃）が、主成分であるエポキシ樹脂のガラス転移温度（約１５０℃）よりも低いため、アクリル樹脂の含有量が多いと、電極接続用接着剤の耐熱性が低下するという不都合が生じていた。従って、接着剤のリペア性と耐熱性の向上を両立させることが困難になるという問題があった。

また、ガラス転移温度以上の環境になるとアクリル樹脂は軟化するため、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板等を接着するための加熱を行う際に、ガラス転移温度以上において電極接続用接着剤のアクリル樹脂は軟化してゴム状になる。このため、加熱により、アクリル樹脂がゴム状になっている場合は、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板等を接着するための加圧を解放すれば、電極接続用接着剤に内在する弾性により、電極接続用接着剤と電極間の接着性が低下し、結果として、接続不良が発生する場合があった。

そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、リペア性と耐熱性を向上することができるとともに、例えば、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板を、接着剤を介して接続する際に、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接続信頼性を向上することができる電極接続用接着剤を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、エポキシ樹脂を主成分とし、熱可塑性樹脂、導電性粒子、および潜在性硬化剤を含有する電極接続用接着剤において、熱可塑性樹脂が、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有するとともに、溶剤に可溶であることを特徴とする。

同構成によれば、電極接続用接着剤が、主成分であるエポキシ樹脂のガラス転移温度より高く、耐熱性に優れたポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有するため、電極接続用接着剤の耐熱性を向上させることが可能になる。また、ポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂は、所定の溶剤に可溶であるため、電極接続用接着剤の溶剤による膨潤性が向上し、リペア性を向上させることが可能になる。また、例えば、電極接続用接着剤を介して、フレキシブルプリント配線板の金属電極（例えば、金メッキが施された銅電極）をリジッド基板の配線電極（例えば、金メッキが施された銅電極）に接続する際に、電極接続用接着剤とフレキシブルプリント配線板の接着性を向上させることが可能になるため、電極接続用接着剤と、配線電極、および金属電極の接着性を向上させることができる。従って、リジッド基板とフレキシブルプリント配線板の接続信頼性を向上させることが可能になる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電極接続用接着剤であって、溶剤が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、クレゾール、シクロヘキサンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする。

同構成によれば、リジッド基板上、およびフレキシブルプリント配線板上に残存している電極接続用接着剤の溶剤による膨潤性を向上させることができ、電極接続用接着剤を確実に除去することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の電極接続用接着剤であって、電極接続用接着剤の全体に対する熱可塑性樹脂の配合量が、１重量％以上７５重量％以下であることを特徴とする。同構成によれば、電極接続用接着剤の耐熱性の向上効果、リペア性の向上効果、および電極接続用接着剤と電極間の接着性の向上効果を十分に発揮させることが可能になる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電極接続用接着剤であって、潜在性硬化剤が、イミダゾール系の潜在性硬化剤であることを特徴とする。同構成によれば、潜在性硬化剤の、低温での貯蔵安定性、および速硬化性を向上させることが可能になる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電極接続用接着剤であって、導電性粒子が、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末であることを特徴とする。

同構成によれば、電極接続用接着剤の面方向においては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、電極接続用接着剤の厚み方向においては、多数の配線電極−金属電極を一度に、かつ各々を独立して導電接続し、低抵抗を得ることが可能になる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電極接続用接着剤であって、導電性粒子のアスペクト比が５以上であることを特徴とする。同構成によれば、電極接続用接着剤を使用する場合に、導電性粒子間の接触確率が高くなる。その結果、導電性粒子の配合量を増やすことなく、配線電極と金属電極を電気的に接続することが可能になる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電極接続用接着剤であって、フィルム形状を有することを特徴とする。同構成によれば、電極接続用接着剤の取り扱いが容易になるとともに、例えば、電極接続用接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、配線電極と金属電極を接続する際の作業性が向上する。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の電極接続用接着剤であって、導電性粒子の長径方向を、フィルム形状を有する接着剤の厚み方向に配向させたことを特徴とする。同構成によれば、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の配線電極−金属電極間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。

本発明によれば、電極接続用接着剤のリペア性と耐熱性を向上することができるとともに、例えば、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板を、接着剤を介して接続する際の、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接続信頼性を向上させることが可能になる。

以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る電極接続用接着剤により、フレキシブルプリント配線板を実装した配線基板を示す断面図である。本実施形態の電極接続用接着剤を用いたフレキシブルプリント配線板等の配線板の実装方法としては、例えば、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とする電極接続用接着剤を介して、加熱加圧処理を行うことにより、当該エポキシ樹脂を硬化させ、フレキシブルプリント配線板の金属電極をリジッド基板の配線電極に接続する。

より具体的には、図１に示すように、ガラス基板等のリジッド基板１上に、絶縁性の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とし、熱可塑性樹脂と、潜在性硬化剤と、導電性粒子を含有する導電性の電極接続用接着剤２を載置し、当該電極接続用接着剤２を所定の温度に加熱した状態で、リジッド基板１の方向へ所定の圧力で加圧し、電極接続用接着剤２をリジッド基板１上に仮接着する。なお、電極接続用接着剤２は、ペースト状で使用することができるが、フィルム形状を有する電極接続用接着剤２も好適に使用できる。次いで、フレキシブルプリント配線板３を下向きにした状態で、リジッド基板１の表面に形成された配線電極４と、フレキシブルプリント配線板３の表面に形成された金属電極５との位置合わせをしながら、フレキシブルプリント配線板３を電極接続用接着剤２上に載置することにより、リジッド基板１とフレキシブルプリント配線板３との間に電極接続用接着剤２を介在させる。次いで、電極接続用接着剤２を所定の温度に加熱した状態で、フレキシブルプリント配線板３を介して、当該電極接続用接着剤２をリジッド基板１の方向へ所定の圧力で加圧することにより、電極接続用接着剤２を加熱溶融させる。なお、上述のごとく、電極接続用接着剤２は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分としているため、当該電極接続用接着剤２は、上述の温度にて加熱をすると、一旦、軟化するが、当該加熱を継続することにより、硬化することになる。そして、予め設定した電極接続用接着剤２の硬化時間が経過すると、電極接続用接着剤２の硬化温度の維持状態、および加圧状態を開放し、冷却を開始することにより、導電性の電極接続用接着剤２を介して、配線電極４と金属電極５を接続し、フレキシブルプリント配線板３をリジッド基板１上に実装する。

リジッド基板１は、ガラス基板やガラスクロスエポキシ基板等の片面に、配線電極４が複数個（本実施形態においては、２個）設けられたものである。また、フレキシブルプリント配線板３は、柔軟な樹脂フィルムにて形成されたフレキシブルな基材の片面に、金属電極５を複数個（本実施形態においては、２個）設けた、いわゆる片面フレキシブルプリント配線板である。

フレキシブルな基材を構成する樹脂フィルムとしては、柔軟性に優れた樹脂材料からなるものが使用される。かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルムなどの、フレキシブルプリント配線板用として汎用性のある樹脂のフィルムがいずれも使用可能である。また、特に、柔軟性に加えて高い耐熱性をも有しているのが好ましく、かかる樹脂フィルムとしては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などのポリイミド系の樹脂フィルムや、ポリアミド系の樹脂フィルム、ポリエチレンナフタレ−トが好適に使用される。

また、本発明の金属電極５としては、例えば、フレキシブルプリント配線板３の表面に、銅箔等の金属箔を積層し、当該金属箔を、常法により、露光、エッチング、メッキ処理することにより形成された、金メッキが施された銅電極が使用される。また、配線電極４としては、例えば、上述の金メッキが施された銅電極や、リジッド基板１上に形成された金属製のＩＴＯ電極が使用される。

本発明に使用される電極接続用接着剤２としては、従来、リジッド基板１とフレキシブルプリント配線板３の接続に使用されてきた、絶縁性の熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分とし、当該樹脂中に導電性粒子が分散されたものが使用できる。例えば、エポキシ樹脂に、ニッケル、銅、銀、金あるいは黒鉛等の導電性粒子の粉末が分散されたものが挙げられる。また、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用することにより、電極接続用接着剤２のフィルム形成性、耐熱性、および接着力を向上させることが可能になる。

なお、使用するエポキシ樹脂は、特に制限はないが、例えば、ビスフェノールＡ型、Ｆ型、Ｓ型、ＡＤ型、またはビスフェノールＡ型とビスフェノールＦ型との共重合型のエポキシ樹脂や、ナフタレン型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等を使用することができる。また、高分子量エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂を用いることもできる。

また、エポキシ樹脂の分子量は、電極接続用接着剤２に要求される性能を考慮して、適宜選択することができる。高分子量のエポキシ樹脂（即ち、上述のフェノキシ樹脂）を使用すると、フィルム形成性が高く、また、接続温度における樹脂の溶解粘度を高くでき、後述の導電性粒子の配向を乱すことなく接続できる効果がある。一方、低分子量のエポキシ樹脂を使用すると、架橋密度が高まって耐熱性が向上するという効果が得られる。また、加熱時に、上述の硬化剤と速やかに反応し、接着性能を高めるという効果が得られる。従って、分子量が１５０００以上の高分子量エポキシ樹脂と分子量が２０００以下の低分子量エポキシ樹脂とを組み合わせて使用することにより、性能のバランスが取れるため、好ましい。なお、高分子量エポキシ樹脂と低分子量エポキシ樹脂の配合量は、適宜、選択することができる。また、ここでいう「平均分子量」とは、ＴＨＦ展開のゲルパーミッションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）から求められたポリスチレン換算の重量平均分子量のことをいう。

ここで、本実施形態においては、電極接続用接着剤２の熱可塑性樹脂として、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有する点に特徴がある。ポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度は、電極接続用接着剤２の主成分であるエポキシ樹脂のガラス転移温度（約１５０℃）より高く（ポリイミド樹脂のガラス転移温度は、約２６０〜２７０℃、ポリアミドイミド樹脂のガラス転移温度は、約２４０℃）、ポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂は、耐熱性に優れているため、エポキシ樹脂を主成分とする電極接続用接着剤２が、熱可塑性樹脂として、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有することにより、電極接続用接着剤２の耐熱性を向上させることができる。また、ポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂は、所定の溶剤に可溶であり、電極接続用接着剤２の溶剤による膨潤性が向上するため、リペア性が向上することになる。なお、ここでいう「ガラス転移温度」とは、動的粘弾性測定装置（ＤＭＡ）を用いて測定された電極接続用接着剤２を構成する熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂であるポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂の各々の物性値のことをいう。

また、上述のごとく、フレキシブルプリント配線板３を構成する、柔軟な樹脂フィルムにて形成されたフレキシブルな基材は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などのポリイミド系の樹脂フィルムにより構成されているため、電極接続用接着剤２に、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂を含有させることにより、電極接続用接着剤２とフレキシブルプリント配線板３との界面において、両者の密着性が向上することになる。従って、電極接続用接着剤２とフレキシブルプリント配線板３の接着性を向上させることが可能になるため、結果として、電極接続用接着剤２と電極（即ち、配線電極４と金属電極５）間の接着性を向上させることができ、接続不良の発生を回避することが可能になる。

即ち、本実施形態の電極接続用接着剤２を使用することにより、電極接続用接着剤２のリペア性と耐熱性を向上させることが可能になるとともに、電極接続用接着剤２と、配線電極４、および金属電極５の接着性を向上させることができる。従って、リジッド基板１とフレキシブルプリント配線板３の接続信頼性を向上させることが可能になる。

また、本実施形態においては、リジッド基板１上、およびフレキシブルプリント配線板３上に残存している電極接続用接着剤２の溶剤による膨潤性を向上させて、当該電極接続用接着剤２を確実に除去するとの観点から、リペアの際に使用する溶剤として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、クレゾール、シクロヘキサンを使用することが好ましい。

また、本実施形態においては、電極接続用接着剤２の全体に対する熱可塑性樹脂の配合量を、１重量％以上７５重量％以下とすることが好ましい。これは、熱可塑性樹脂の配合量が、１重量％より小さい場合は、リペア処理において、リジッド基板１からフレキシブルプリント配線板３を剥離し難くなるため、リペアを行う際の作業性が低下する場合があるためである。また、７５重量％より大きい場合は、耐熱性は向上するものの、電極接続用接着剤２の全体に対するエポキシ樹脂の含有量が低下するため、電極接続用接着剤２と、配線電極４、および金属電極５の接着性が低下する場合があるためである。

また、本発明に使用される電極接続用接着剤２として、潜在性硬化剤を含有する接着剤が使用できる。この潜在性硬化剤は、低温での貯蔵安定性に優れ、室温では殆ど硬化反応を起こさないが、熱や光等により、速やかに硬化反応を行う硬化剤である。この潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン系、第３級アミン、アルキル尿素系等のアミン系、ジシアンジアミド系、酸無水物系、フェノール系、および、これらの変性物が例示され、これらは単独または２種以上の混合物として使用できる。

また、これらの潜在性硬化剤中でも、低温での貯蔵安定性、および速硬化性に優れているとの観点から、イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく使用される。イミダゾール系潜在性硬化剤としては、公知のイミダゾール系潜在性硬化剤を使用することができる。より具体的には、イミダゾール化合物のエポキシ樹脂との付加物が例示される。イミダゾール化合物としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾールが例示される。

また、特に、これらの潜在性硬化剤を、ポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質や、ニッケル、銅等の金属薄膜およびケイ酸カルシウム等の無機物で被覆してマイクロカプセル化したものは、長期保存性と速硬化性という矛盾した特性の両立を図ることができるため、好ましい。従って、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が、特に好ましい。

また、電極接続用接着剤２として、図２に示すように、導電性粒子６を含む異方導電性接着剤も使用することができる。より具体的には、当該異方導電性接着剤として、例えば、上述のエポキシ樹脂を主成分とし、当該樹脂中に、微細な金属粒子（例えば、球状の金属微粒子や金属でメッキされた球状の樹脂粒子からなる金属微粒子）が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する、所謂アスペクト比が大きい形状を有する金属粉末により形成された導電性粒子６が分散されたものを使用することができる。なお、ここで言うアスペクト比とは、図３に示す、導電性粒子６の短径（導電性粒子６の断面の長さ）Ｒと長径（導電性粒子６の長さ）Ｌの比のことを言う。

このような導電性粒子６を使用することにより、異方導電性接着剤として、電極接続用接着剤２の面方向（厚み方向Ｘに直交する方向であって、図２の矢印Ｙの方向）においては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、厚み方向Ｘにおいては、多数の配線電極４−金属電極５間を、一度にかつ各々を独立して接続し、低抵抗を得ることが可能になる。

また、導電性粒子６のアスペクト比が５以上であることが好ましい。このような導電性粒子６を使用することにより、電極接続用接着剤２として、異方導電性接着剤を使用する場合に、導電性粒子６間の接触確率が高くなる。従って、導電性粒子６の配合量を増やすことなく、配線電極４と金属電極５を電気的に接続することが可能になる。

また、この異方導電性接着剤において、導電性粒子６の長径Ｌの方向を、フィルム状の異方導電性接着剤を形成する時点で、異方導電性接着剤の厚み方向Ｘにかけた磁場の中を通過させることにより、当該厚み方向Ｘに配向させて用いるのが好ましい。このような配向にすることにより、上述の、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の配線電極４−金属電極５間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。

また、本発明に使用される金属粉末は、その一部に強磁性体が含まれるものが良く、強磁性を有する金属単体、強磁性を有する２種類以上の合金、強磁性を有する金属と他の金属との合金、および強磁性を有する金属を含む複合体のいずれかであることが好ましい。これは、強磁性を有する金属を使用することにより、金属自体が有する磁性により、磁場を用いて導電性粒子６を配向させることが可能になるからである。例えば、ニッケル、鉄、コバルトおよびこれらを含む２種類以上の合金等を挙げることができる。

なお、導電性粒子６のアスペクト比は、ＣＣＤ顕微鏡観察等の方法により直接測定するが、断面が円でない導電性粒子６の場合は、断面の最大長さを短径としてアスペクト比を求める。また、導電性粒子６は、必ずしもまっすぐな形状を有している必要はなく、多少の曲がりや枝分かれがあっても、問題なく使用できる。この場合、導電性粒子６の最大長さを長径としてアスペクト比を求める。

上述の方法により接着されたリジッド基板１とフレキシブルプリント配線板３の接合体のリペアを行う場合は、まず、この接合体を、電極接続用接着剤２を構成する熱硬化性樹脂のガラス転移温度以上に加熱して、電極接続用接着剤２を軟化させる。例えば、電極接続用接着剤２を構成する熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合は、当該エポキシ樹脂のガラス転移温度（約１５０℃）以上に加熱する。

次いで、上述のガラス転移温度以上に加熱した状態で、フレキシブルプリント配線板３を引き剥がし、リジッド基板１からフレキシブルプリント配線板３を剥離する。次いで、リジッド基板１、およびフレキシブルプリント配線板３上に残存している電極接続用接着剤２を、上述の溶剤で拭き取り、リジッド基板１、およびフレキシブルプリント配線板３上に残存している電極接続用接着剤２を除去する。次いで、電極接続用接着剤２を除去したリジッド基板１上に、新たな電極接続用接着剤２（以下、「他の電極接続用接着剤２」という。）を載置し、当該他の電極接続用接着剤２を所定の温度に加熱した状態で、リジッド基板１の方向へ所定の圧力で加圧し、他の電極接続用接着剤２をリジッド基板１上に仮接着する。次いで、剥離したフレキシブルプリント配線板３を下向きにした状態で、リジッド基板１の表面に形成された配線電極４と、フレキシブルプリント配線板３の表面に形成された金属電極５との位置合わせをしながら、フレキシブルプリント配線板３を他の電極接続用接着剤２上に載置することにより、リジッド基板１とフレキシブルプリント配線板３との間に他の電極接続用接着剤２を介在させる。次いで、他の電極接続用接着剤２を所定の温度に加熱した状態で、フレキシブルプリント配線板３を介して、当該他の電極接続用接着剤２をリジッド基板１の方向へ所定の圧力で加圧することにより、他の電極接続用接着剤２を加熱溶融させる。そして、予め設定した他の電極接続用接着剤２の硬化時間の経過後、他の電極接続用接着剤２の硬化温度の維持状態、および加圧状態を開放し、冷却を開始することにより、他の電極接続用接着剤２を介して、配線電極４と金属電極５を接続し、フレキシブルプリント配線板３をリジッド基板１上に接着する。以上より、リペア処理が終了する。

以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、電極接続用接着剤２が、エポキシ樹脂を主成分とし、熱可塑性樹脂、導電性粒子６、および潜在性硬化剤を含有する構成としている。そして、熱可塑性樹脂が、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有する構成としている。従って、電極接続用接着剤２が、主成分であるエポキシ樹脂のガラス転移温度より高く、耐熱性に優れたポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有するため、電極接続用接着剤２の耐熱性を向上させることが可能になる。また、ポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂は、所定の溶剤に可溶であるため、電極接続用接着剤２の溶剤による膨潤性が向上し、リペア性を向上させることが可能になる。また、電極接続用接着剤２とフレキシブルプリント配線板３の接着性を向上させることが可能になるため、電極接続用接着剤２と、配線電極４、および金属電極５の接着性を向上させることができる。従って、リジッド基板１とフレキシブルプリント配線板３の接続信頼性を向上させることが可能になる。

（２）本実施形態においては、リペア処理の際に使用する溶剤が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、クレゾール、シクロヘキサンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む構成としている。従って、リジッド基板１上、およびフレキシブルプリント配線板３上に残存している電極接続用接着剤２の溶剤による膨潤性を向上させることができ、電極接続用接着剤２を確実に除去することができる。

（３）本実施形態においては、電極接続用接着剤２の全体に対する熱可塑性樹脂の配合量を、１重量％以上７５重量％以下とする構成としている。従って、電極接続用接着剤２の耐熱性の向上効果、リペア性の向上効果、および電極接続用接着剤２と、配線電極４、および金属電極５の接着性の向上効果を十分に発揮させることが可能になる。

（４）本実施形態においては、潜在性硬化剤として、イミダゾール系の潜在性硬化剤を使用する構成としている。従って、潜在性硬化剤の、低温での貯蔵安定性、および速硬化性を向上させることが可能になる。

（５）本実施形態においては、導電性粒子として、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末を使用する構成としている。従って、電極接続用接着剤２の面方向Ｙにおいては、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、電極接続用接着剤２の厚み方向Ｘにおいては、多数の配線電極４−金属電極５を一度に、かつ各々を独立して導電接続して、低抵抗を得ることが可能になる。

（６）本実施形態においては、導電性粒子６のアスペクト比を５以上とする構成としている。従って、電極接続用接着剤２を使用する場合に、導電性粒子６間の接触確率が高くなる。その結果、導電性粒子６の配合量を増やすことなく、配線電極４と金属電極５を電気的に接続することが可能になる。

（７）本実施形態においては、フィルム形状を有する電極接続用接着剤２を使用する構成としている。従って、電極接続用接着剤２の取り扱いが容易になるとともに、電極接続用接着剤２を介して、加熱加圧処理を行うことにより、配線電極４と金属電極５を接続する際の作業性が向上する。

（８）本実施形態においては、導電性粒子６の長径Ｌの方向を、フィルム形状を有する電極接続用接着剤２の厚み方向Ｘに配向させる構成としている。従って、隣り合う電極間の絶縁を維持して短絡を防止しつつ、多数の配線電極４−金属電極５間を一度に、かつ各々を独立して導電接続することが可能になるという効果が、より一層向上する。

なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・電極接続用接着剤２に含有される熱可塑性樹脂であるポリイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂は、単独で使用しても良く、ポリイミド樹脂とポリアミドイミド樹脂を混合して使用する構成としても良い。

・また、リペア処理の際に使用する溶剤についても、上述のＮ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、クレゾール、シクロヘキサンの各々を単独で使用しても良く、これらの溶剤を混合して使用する構成としても良い。

・上記実施形態においては、電極接続用接着剤２を介して、フレキシブルプリント配線板３の金属電極５をリジッド基板１の配線電極４に接続する構成としたが、本発明の電極接続用接着剤２を、例えば、ＩＣチップ等の電子部品の突起電極（または、バンプ）とリジッド基板１の配線電極４との接続に使用する構成としても良い。

以下に、本発明を実施例、比較例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

（実施例１）
（接着剤の作製）
導電性粒子として、長径Ｌの分布が１μｍから２５μｍ、短径Ｒの分布が０．２μｍから０．３μｍである直鎖状ニッケル微粒子を用いた。また、エポキシ樹脂としては、２種類のビスフェノールＡ型の固形エポキシ樹脂〔（１）ジャパンエポキシレジン（株）製、商品名ＪＥＲ１２５６、および（２）ＪＥＲ１００９〕、および（３）ナフタレン型エポキシ樹脂〔大日本インキ化学工業（株）製、商品名エピクロン４０３２Ｄ〕を使用した。また、溶剤に可溶な熱可塑性樹脂としては、（４）ポリイミド樹脂〔新日本理化（株）製、商品名リカコートＳＮ−２０〕を使用し、潜在性硬化剤としては、（５）マイクロカプセル型イミダゾール系硬化剤〔旭化成エポキシ（株）製、商品名ノバキュアＨＸ３９４１〕を使用し、これら（１）〜（５）を重量比で（１）４０／（２）２０／（３）３０／（４）１０／（５）６０の割合で配合した。

これらのエポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、および潜在性硬化剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンとセロソルブアセテートの混合溶媒（混合比率は、重量比で４０／６０）に溶解して、分散させた後、三本ロールによる混練を行い、固形分が５０重量％である溶液を作製した。この溶液に、固形分の総量（Ｎｉ粉末＋樹脂）に占める割合で表される金属充填率が、０．３体積％となるように上記Ｎｉ粉末を添加した後、遠心攪拌ミキサーを用いて攪拌することによりＮｉ粉末を均一に分散し、接着剤用の複合材料を作製した。次いで、この複合材料を離型処理したＰＥＴフィルム上にドクターナイフを用いて塗布した後、磁束密度１００ｍＴの磁場中、７０℃で４０分間、乾燥、固化させることにより、膜中の直鎖状粒子が磁場方向に配向した、厚さ３０μｍのフィルム形状の異方導電性をもつ電極接続用接着剤を作製した。

（ガラス転移温度の測定）
動的粘弾性測定装置（セイコーインスツルメンツ株式会社、ＤＭＳ−６１００）を使用して、昇温速度１０℃／分、周波数１Ｈｚ、加重５ｇの条件の下、動的粘弾性測定法（ＤＭＡ法）により、作製した接着剤を構成する樹脂の硬化物のガラス転移温度を測定した。なお、硬化物のサンプルとして、上述の作製した電極接続用接着剤を１８０℃で６０秒間加熱したものを使用した。以上の結果を表１に示す。

（リペア性評価）
幅８０μｍ、高さ１６μｍの、金メッキが施された銅電極が１２０μｍ間隔で、３０個配列されたフレキシブルプリント配線板と、幅８０μｍ、高さ２０μｍの、金メッキが施された銅電極が１２０μｍ間隔で３０個配列されたリジッド基板（石英ガラス基板）とを用意した。次いで、このフレキシブルプリント配線板とリジッド基板の間に作製した接着剤を挟み、１８０℃に加熱しながら、４ＭＰａの圧力で１５秒間加圧して接着させ、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を得た。次いで、当該接合体を２００℃に加熱した状態で、リジッド基板からフレキシブルプリント配線板を剥離し、リジッド基板の銅電極上に残存している接着剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを浸漬させた綿棒で拭き取り、リジッド基板の銅電極上の接着剤を除去した後、リジッド基板の銅電極上に残存している樹脂を蛍光顕微鏡により観察し、銅電極の表面積１ｍｍ^２あたりの残存樹脂の割合（％）を求めた。その結果を、表１に示す。

（接続信頼性評価）
上述のリペア性評価において説明したフレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を用意し、次いで、この接合体において、銅電極、および接着剤を介して接続された連続する３０個の電極の抵抗値を四端子法により求め、求めた値を３０で除することにより、１電極あたりの接続抵抗（以下、「初期接続抵抗」という。）を求めた。そして、この評価を１０回繰り返し、初期接続抵抗の平均値を求めた。その結果を表１に示す。

（接着性評価）
上述のリペア性評価において説明したフレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を用意し、この接合体において、引張り試験機（島津製作所（株）製、商品名オートグラフＡＧＳ−５００Ｇ）を使用して、リジッド基板の表面に対して９０°の方向から、フレキシブルプリント配線板を剥離し、フレキシブルプリント配線板と接着剤の界面のピール強度を測定することにより、接着力（以下、「初期接着力」という。）を測定した。その結果を表１に示す。

（耐熱性評価）
また、耐熱性試験として、上述のリペア性評価において説明したフレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を用意し、この接合体において、温度を１２０℃に設定した恒温槽中に１００時間放置した後、接合体を恒温槽から取り出し、再び、上記と同様にして、１電極あたりの接続抵抗（以下、「１００時間後の接続抵抗」という。）の平均値、および接着力（以下、「１００時間後の接着力」）を求めた。その結果を表１に示す。

（実施例２）
熱可塑性樹脂として、ポリイミド樹脂の代わりに、ポリアミドイミド樹脂〔東洋紡（株）製、商品名バイロマックス〕を使用したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、電極接続用接着剤を作製し、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、ガラス転移温度の測定、リペア性評価、接続信頼性評価、接着性評価、および耐熱性評価を行った、以上の結果を表１に示す。

（比較例１）
熱可塑性樹脂として、ポリイミド樹脂の代わりに、アクリル樹脂〔三菱レイヨン（株）製、商品名ダイヤナールＬＲ−２６９〕を使用したこと以外は、上述の実施例１と同様にして、電極接続用接着剤を作製し、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、ガラス転移温度の測定、リペア性評価、接続信頼性評価、接着性評価、および耐熱性評価を行った、以上の結果を表１に示す。

（比較例２）
ポリイミド樹脂を使用しなかったこと以外は、上述の実施例１と同様にして、電極接続用接着剤を作製し、フレキシブルプリント配線板とリジッド基板の接合体を得た。その後、上述の実施例１と同一条件により、ガラス転移温度の測定、リペア性評価、接続信頼性評価、接着性評価、および耐熱性評価を行った、以上の結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１，２においては、銅電極の表面上に樹脂が残存しておらず、リペア性が極めて良好であることが判る。また、実施例１，２においては、初期接続抵抗、および１００時間後の接続抵抗が殆ど変化しておらず、接続信頼性、および耐熱性が極めて良好であることが判る。また、実施例１，２においては、比較例１，２に比し、初期接着力に対する１００時間後の接着力の低下が小さく、接着性、および耐熱性が良好であることが判る。更に、実施例１，２においては、アクリル樹脂を含有する比較例１に比し、接着剤を構成する樹脂の硬化物のガラス転移温度が高いことが判る。これは、実施例１，２においては、電極接続用接着剤が、主成分であるエポキシ樹脂のガラス転移温度より高く、耐熱性に優れるとともに、溶剤に可溶であるポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有するためであると考えられる。

一方、比較例１においては、表１に示すように、銅電極の表面上に樹脂が残存しておらず、リペア性が良好であるものの、実施例１，２に比し、初期接続抵抗に対する１００時間後の接続抵抗の増加が大きく、また、実施例１，２に比し、初期接着力に対する１００時間後の接着力の低下が大きく、接続信頼性、接着性、および耐熱性が低下していることが判る。これは、比較例１においては、電極接続用接着剤が、主成分であるエポキシ樹脂のガラス転移温度より低く、耐熱性に乏しいアクリル樹脂を含有するためであると考えられる。

また、比較例２においては、表１に示すように、初期接続抵抗、および１００時間後の接続抵抗が殆ど変化しておらず、接続信頼性が良好であるものの、銅電極の表面上に樹脂が残存しており、リペア性が不良であることが判る。また、比較例２においては、実施例１，２に比し、初期接着力に対する１００時間後の接着力の低下が大きく、接着性、および耐熱性が低下していることが判る。これは、比較例２においては、実施例１，２に比し、接着剤を構成する樹脂の硬化物のガラス転移温度は高いものの、電極接続用接着剤が、実施例１．２において説明した、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有していないためであると考えられる。

本発明の活用例としては、電極、回路等を設けた配線板や電子部品等を接着し、かつ電気的に接続するための電極接続用接着剤が挙げられる。

本実施形態に係る電極接続用接着剤により、フレキシブルプリント配線板を実装したリジッド基板を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る電極接続用接着剤として、導電性粒子を含有する異方導電性接着剤を使用し、異方導電性接着剤を介して、フレキシブルプリント配線板をリジッド基板に実装した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る電極接続用接着剤において使用される導電性粒子を説明するための図である。

符号の説明

１…リジッド基板、２…電極接続用接着剤、３…フレキシブルプリント配線板、４…配線電極（銅電極）、５…金属電極（銅電極）、６…導電性粒子、Ｌ…導電性粒子の長径、Ｒ…導電性粒子の短径、Ｘ…フィルム形状を有する電極接続用接着剤の厚み方向、Ｙ…フィルム形状を有する電極接続用接着剤の面方向

Claims (8)

1. エポキシ樹脂を主成分とし、熱可塑性樹脂、導電性粒子、および潜在性硬化剤を含有する電極接続用接着剤において、
   前記熱可塑性樹脂が、ポリイミド樹脂およびポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を含有するとともに、溶剤に可溶であることを特徴とする電極接続用接着剤。
2. 前記溶剤が、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトン、クレゾール、シクロヘキサンからなる群より選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１に記載の電極接続用接着剤。
3. 前記電極接続用接着剤の全体に対する前記熱可塑性樹脂の配合量が、１重量％以上７５重量％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電極接続用接着剤。
4. 前記潜在性硬化剤が、イミダゾール系の潜在性硬化剤であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電極接続用接着剤。
5. 前記導電性粒子が、微細な金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状、または針形状を有する金属粉末であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電極接続用接着剤。
6. 前記導電性粒子のアスペクト比が５以上であることを特徴とする請求項５に記載の電極接続用接着剤。
7. フィルム形状を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電極接続用接着剤。
8. 前記導電性粒子の長径方向を、前記フィルム形状を有する接着剤の厚み方向に配向させたことを特徴とする請求項７に記載の電極接続用接着剤。

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