JP2016180047A - 異方性導電フィルム、接続方法、及び接合体 - Google Patents
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Abstract
【課題】 硬化反応性を低下させず接着性に優れ、かつ耐腐食性にも優れた異方性導電フィルムの提供。【解決手段】 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる異方性導電フィルムであって、前記異方性導電フィルムが、少なくとも導電性粒子、カチオン硬化性樹脂、カチオン系硬化剤、有機過酸化物、及びラジカル捕捉剤を含有し、前記有機過酸化物の反応開始温度が、前記カチオン系硬化剤の反応開始温度より高いことを特徴とする異方性導電フィルム。【選択図】なし
Description
本発明は、異方性導電フィルム、接続方法、及び接合体に関する。
従来より、電子部品同士を接続する手段として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）が用いられている。
前記異方性導電フィルムは、導電性粒子を含有する樹脂混合物を、フィルム上に塗布し、乾燥して作製されるものである。電子部品間の接続方法としては、接続しようとする回路の一方に（もしくは接続しようとする回路の両方の場合もある）、前記異方性導電フィルムを載せ、所定の温度、圧力を加え、回路間の電気的接続を行うというものである。
液晶ディスプレイなどのガラス基板にＩＣチップやフレキシブル基板を実装するのに、カチオン硬化系の異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が使用されている。
しかし、カチオン硬化系の異方性導電フィルムは、ガラスへの接着性に優れたものであるが、カチオン系硬化剤を用いた際に発生する酸が、硬化性樹脂の重合に寄与した後もフィルム内に残存するため、電子部品が有する配線など金属部分を腐食するという問題が生じる。
しかし、カチオン硬化系の異方性導電フィルムは、ガラスへの接着性に優れたものであるが、カチオン系硬化剤を用いた際に発生する酸が、硬化性樹脂の重合に寄与した後もフィルム内に残存するため、電子部品が有する配線など金属部分を腐食するという問題が生じる。
そこで、配線の腐食を防止するため、酸を中和する目的で、水酸化アルミニウムなどのアルカリフィラーを配合することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、アルカリフィラーを異方性導電フィルムに配合しただけでは、カチオン系硬化剤が酸を発生する当初から中和反応が始まり、硬化反応における反応性に影響を与える。
上記特許文献１に記載の技術では、硬化反応性を低下させず良好な接着性と、良好な耐腐食性のいずれも満足した異方性導電フィルムを得るという観点からは、十分なものとはいえなかった。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、硬化反応性を低下させず接着性に優れ、かつ耐腐食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。
上記特許文献１に記載の技術では、硬化反応性を低下させず良好な接着性と、良好な耐腐食性のいずれも満足した異方性導電フィルムを得るという観点からは、十分なものとはいえなかった。
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、硬化反応性を低下させず接着性に優れ、かつ耐腐食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。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる異方性導電フィルムであって、
前記異方性導電フィルムが、少なくとも導電性粒子、カチオン硬化性樹脂、カチオン系硬化剤、有機過酸化物、及びラジカル捕捉剤を含有し、
前記有機過酸化物の反応開始温度が、前記カチオン系硬化剤の反応開始温度より高いことを特徴とする異方性導電フィルムである。
＜２＞ 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法であって、
前記第２の電子部品の端子上に前記＜１＞に記載の異方性導電フィルムを配置する第１の配置工程と、
前記異方性導電フィルム上に前記第１の電子部品を、前記第１の電子部品の端子が前記異方性導電フィルムと接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程、とを含むことを特徴とする接続方法である。
＜３＞ 前記加熱押圧工程後に、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をさらに含む前記＜２＞に記載の接続方法である。
＜４＞ 前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の接続方法により接続されたことを特徴とする接合体である。
＜１＞ 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる異方性導電フィルムであって、
前記異方性導電フィルムが、少なくとも導電性粒子、カチオン硬化性樹脂、カチオン系硬化剤、有機過酸化物、及びラジカル捕捉剤を含有し、
前記有機過酸化物の反応開始温度が、前記カチオン系硬化剤の反応開始温度より高いことを特徴とする異方性導電フィルムである。
＜２＞ 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法であって、
前記第２の電子部品の端子上に前記＜１＞に記載の異方性導電フィルムを配置する第１の配置工程と、
前記異方性導電フィルム上に前記第１の電子部品を、前記第１の電子部品の端子が前記異方性導電フィルムと接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程、とを含むことを特徴とする接続方法である。
＜３＞ 前記加熱押圧工程後に、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をさらに含む前記＜２＞に記載の接続方法である。
＜４＞ 前記＜２＞から＜３＞のいずれかに記載の接続方法により接続されたことを特徴とする接合体である。
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、硬化反応性を低下させず接着性に優れ、かつ耐腐食性にも優れた異方性導電フィルムを提供することができる。
（異方性導電フィルム）
本発明の異方性導電フィルムは、少なくとも導電性粒子、カチオン硬化性樹脂、カチオン系硬化剤、有機過酸化物、及びラジカル捕捉剤を含有し、好ましくは膜形成樹脂を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記異方性導電フィルムは、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる異方性導電フィルムである。
本発明の異方性導電フィルムは、少なくとも導電性粒子、カチオン硬化性樹脂、カチオン系硬化剤、有機過酸化物、及びラジカル捕捉剤を含有し、好ましくは膜形成樹脂を含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記異方性導電フィルムは、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる異方性導電フィルムである。
本発明者らは、カチオン硬化系の異方性導電フィルムについて研究を重ねたところ、カチオン硬化系の異方性導電フィルムに、少なくともカチオン系硬化剤と有機過酸化物とラジカル捕捉剤である重合禁止剤とを含有させ、該カチオン系硬化剤の反応開始温度より、反応開始温度の高い有機過酸化物を用いると、カチオン系硬化剤により発生した酸による腐食を有効に防止でき、かつ硬化反応に影響せず接着性が良好な異方性導電フィルムが得られることを見出した。
これは、以下のようにして酸をトラップして、腐食性を効果的に防止したためと思われる。
・有機過酸化物が熱分解してラジカル化合物が発生する。
・発生したラジカル化合物のラジカルがラジカル捕捉剤にトラップされる。
・ラジカル化合物からラジカルが除かれ生成した化合物が、カチオン系硬化剤から発生した酸をトラップする（有機過酸化物による酸のトラップ）。
また、反応開始温度がカチオン系硬化剤のそれより高い有機過酸化物を使用し、酸をトラップするタイミングを遅らせたため、硬化反応の反応性を損なうことなく、良好な接着性が担保できたものと思われる。
これは、以下のようにして酸をトラップして、腐食性を効果的に防止したためと思われる。
・有機過酸化物が熱分解してラジカル化合物が発生する。
・発生したラジカル化合物のラジカルがラジカル捕捉剤にトラップされる。
・ラジカル化合物からラジカルが除かれ生成した化合物が、カチオン系硬化剤から発生した酸をトラップする（有機過酸化物による酸のトラップ）。
また、反応開始温度がカチオン系硬化剤のそれより高い有機過酸化物を使用し、酸をトラップするタイミングを遅らせたため、硬化反応の反応性を損なうことなく、良好な接着性が担保できたものと思われる。
＜導電性粒子＞
前記導電性粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。
前記導電性粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。
前記金属粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
これらの中でも、ニッケル、銀、銅が好ましい。これらの金属粒子は、表面酸化を防ぐ目的で、その表面に金、パラジウムを施していてもよい。更に、表面に金属突起や有機物で絶縁被膜を施したものを用いてもよい。
これらの中でも、ニッケル、銀、銅が好ましい。これらの金属粒子は、表面酸化を防ぐ目的で、その表面に金、パラジウムを施していてもよい。更に、表面に金属突起や有機物で絶縁被膜を施したものを用いてもよい。
前記金属被覆樹脂粒子としては、樹脂粒子の表面を金属で被覆した粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂粒子の表面をニッケル、銅、金、及びパラジウムの少なくともいずれかの金属で被覆した粒子などが挙げられる。更に、表面に金属突起や有機物で絶縁被膜を施したものを用いてもよい。
前記樹脂粒子への金属の被覆方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無電解めっき法、スパッタリング法などが挙げられる。
前記樹脂粒子の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−シリカ複合樹脂などが挙げられる。
前記樹脂粒子への金属の被覆方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、無電解めっき法、スパッタリング法などが挙げられる。
前記樹脂粒子の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、スチレン−シリカ複合樹脂などが挙げられる。
前記導電性粒子は、異方性導電接続の際に、導電性を有していればよい。例えば、金属粒子の表面に絶縁被膜を施した粒子であっても、異方性導電接続の際に前記粒子が変形し、前記金属粒子が露出するものであれば、前記導電性粒子として機能する。
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子の含有量としては、特に制限はなく、回路部材の配線ピッチや、接続面積などによって適宜調整することができる。
＜カチオン硬化性樹脂＞
前記カチオン硬化性樹脂としては、カチオン系硬化剤の作用により硬化する樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、ノボラック型エポキシ樹脂、それらの変性エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記カチオン硬化性樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記カチオン硬化性樹脂としては、カチオン系硬化剤の作用により硬化する樹脂であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、ノボラック型エポキシ樹脂、それらの変性エポキシ樹脂などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記カチオン硬化性樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜カチオン系硬化剤＞
前記カチオン系硬化剤としては、カチオン種を発生する硬化剤であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オニウム塩などが挙げられる。
前記オニウム塩としては、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩などが挙げられる。
前記スルホニウム塩としては、例えば、トリアリールスルホニウム塩などが挙げられる。
前記オニウム塩における対アニオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｂＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＰＦ６ −、ＢＦ４ −、ＣＨ３ＳＯ３ −、ＣＦ３ＳＯ３ −などが挙げられる。
前記カチオン系硬化剤は市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、アデカオプトマーＳＰ−１７２（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アデカオプトマーＳＰ−１７０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アデカオプトマーＳＰ−１５２（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アデカオプトマーＳＰ−１５０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、サンエイドＳＩ−６０Ｌ（三新化学工業株式会社製）、サンエイドＳＩ−８０Ｌ（三新化学工業株式会社製）、サンエイドＳＩ−１００Ｌ（三新化学工業株式会社製）、サンエイドＳＩ−１５０Ｌ（三新化学工業株式会社製）、ＣＰＩ−１００Ｐ（サンアプロ株式会社製）、ＣＰＩ−１０１Ａ（サンアプロ株式会社製）、ＣＰＩ−２００Ｋ（サンアプロ株式会社製）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ２５０（ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。
前記カチオン系硬化剤としては、カチオン種を発生する硬化剤であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、オニウム塩などが挙げられる。
前記オニウム塩としては、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩などが挙げられる。
前記スルホニウム塩としては、例えば、トリアリールスルホニウム塩などが挙げられる。
前記オニウム塩における対アニオンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｂＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＰＦ６ −、ＢＦ４ −、ＣＨ３ＳＯ３ −、ＣＦ３ＳＯ３ −などが挙げられる。
前記カチオン系硬化剤は市販品であってもよい。前記市販品としては、例えば、アデカオプトマーＳＰ−１７２（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アデカオプトマーＳＰ−１７０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アデカオプトマーＳＰ−１５２（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、アデカオプトマーＳＰ−１５０（株式会社ＡＤＥＫＡ製）、サンエイドＳＩ−６０Ｌ（三新化学工業株式会社製）、サンエイドＳＩ−８０Ｌ（三新化学工業株式会社製）、サンエイドＳＩ−１００Ｌ（三新化学工業株式会社製）、サンエイドＳＩ−１５０Ｌ（三新化学工業株式会社製）、ＣＰＩ−１００Ｐ（サンアプロ株式会社製）、ＣＰＩ−１０１Ａ（サンアプロ株式会社製）、ＣＰＩ−２００Ｋ（サンアプロ株式会社製）、ＩＲＧＡＣＵＲＥ２５０（ＢＡＳＦ社製）などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記カチオン系硬化剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記異方性導電フィルムに含有される膜形成樹脂及びカチオン硬化性樹脂の総量１００質量部に対して、１０質量部〜４０質量部が好ましく、１５質量部〜３０質量部がより好ましい。
＜有機過酸化物＞
前記有機過酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、その他のパーオキサイドなどが挙げられる。
前記有機過酸化物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、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、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、その他のパーオキサイドなどが挙げられる。
本発明において、前記有機過酸化物の反応開始温度は、前記カチオン系硬化剤の反応開始温度より高いものであることが好ましい。
本発明では、カチオン系硬化剤の反応開始温度は、ＤＳＣ測定の発熱開始温度をいう。
有機過酸化物の反応開始温度は、急速加熱試験による発熱開始温度をいい、例えば、日油有機過酸化物第１０版、表−３に記載の発熱開始温度をいう。
本発明では、カチオン系硬化剤の反応開始温度は、ＤＳＣ測定の発熱開始温度をいう。
有機過酸化物の反応開始温度は、急速加熱試験による発熱開始温度をいい、例えば、日油有機過酸化物第１０版、表−３に記載の発熱開始温度をいう。
前記有機過酸化物の反応開始温度は、前記カチオン系硬化剤の反応開始温度より高温側に１５℃以上離れているとよく、３０℃以上離れているとより好ましい。しかし、５０℃程度離れると実装時の熱量で、腐食防止効果が発揮されるほど有機過酸化物を活性化させることは難しく、実装後に有機過酸化物が活性化する温度でアニール処理する必要がある。アニール処理を施すと、腐食防止効果を十分発揮させることができる。
前記有機過酸化物と前記カチオン系硬化剤との反応開始温度は、２５℃〜４５℃離れていることが好ましく、３０℃〜４０℃離れていることがより好ましい。
また、前記アニール処理とは、下記（接続方法）の＜熱処理工程＞の欄で記載しているように、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をいう。
前記有機過酸化物と前記カチオン系硬化剤との反応開始温度は、２５℃〜４５℃離れていることが好ましく、３０℃〜４０℃離れていることがより好ましい。
また、前記アニール処理とは、下記（接続方法）の＜熱処理工程＞の欄で記載しているように、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をいう。
前記有機過酸化物の含有量は、膜形成樹脂、カチオン硬化性樹脂、及びカチオン系硬化剤の総量１００質量部に対して、１質量部〜１０質量部含有させるとよい。
＜ラジカル捕捉剤＞
前記ラジカル捕捉剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハイドロキノン誘導体など、一般に重合禁止剤として使用されているものが適用できる。
前記ラジカル捕捉剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハイドロキノン誘導体など、一般に重合禁止剤として使用されているものが適用できる。
前記ラジカル捕捉剤の含有量は、膜形成樹脂、カチオン硬化性樹脂、及びカチオン系硬化剤の総量１００質量部に対して、０．１質量部〜３質量部含有させるとよい。
＜膜形成樹脂＞
前記膜形成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。前記膜形成樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、製膜性、加工性、接続信頼性の点からフェノキシ樹脂が好ましい。
前記フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンより合成される樹脂などが挙げられる。
前記フェノキシ樹脂は、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記膜形成樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記膜形成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。前記膜形成樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、製膜性、加工性、接続信頼性の点からフェノキシ樹脂が好ましい。
前記フェノキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンより合成される樹脂などが挙げられる。
前記フェノキシ樹脂は、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記膜形成樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜その他の成分＞
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤などが挙げられる。
前記シランカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記シランカップリング剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる．
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シランカップリング剤などが挙げられる。
前記シランカップリング剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記シランカップリング剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる．
前記異方性導電フィルムの平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３μｍ〜３０μｍが好ましく、５μｍ〜２５μｍがより好ましく、８μｍ〜２０μｍが特に好ましい。
前記異方性導電フィルムの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記導電性粒子と、前記カチオン硬化性樹脂と、前記カチオン系硬化剤と、前記有機過酸化物と、前記ラジカル捕捉剤とを含有し、好ましくは前記膜形成樹脂を含有する配合物を均一になるように混合した後、混合した前記配合物を剥離処理したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に塗布する方法などが挙げられる。
＜第１の電子部品及び第２の電子部品＞
前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品としては、前記異方性導電フィルムを用いた異方性導電接続の対象となる、端子を有する電子部品であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基板、フレキシブル基板、リジッド基板、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、液晶パネルなどが挙げられる。前記ガラス基板としては、例えば、Ａｌ配線形成ガラス基板、ＩＴＯ配線形成ガラス基板などが挙げられる。前記ＩＣチップとしては、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）における液晶画面制御用ＩＣチップなどが挙げられる。
前記第１の電子部品及び前記第２の電子部品としては、前記異方性導電フィルムを用いた異方性導電接続の対象となる、端子を有する電子部品であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ガラス基板、フレキシブル基板、リジッド基板、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップ、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）、液晶パネルなどが挙げられる。前記ガラス基板としては、例えば、Ａｌ配線形成ガラス基板、ＩＴＯ配線形成ガラス基板などが挙げられる。前記ＩＣチップとしては、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）における液晶画面制御用ＩＣチップなどが挙げられる。
（接続方法及び接合体）
本発明の接続方法は、第１の配置工程と、第２の配置工程と、加熱押圧工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記接続方法は、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる方法である。
本発明の接合体は、本発明の前記接続方法により得られる。
本発明のより好ましい態様として、前記接続方法は、前記加熱押圧工程後に前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をさらに含んでいるとよい。
本発明の接続方法は、第１の配置工程と、第２の配置工程と、加熱押圧工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記接続方法は、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる方法である。
本発明の接合体は、本発明の前記接続方法により得られる。
本発明のより好ましい態様として、前記接続方法は、前記加熱押圧工程後に前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をさらに含んでいるとよい。
前記第１の電子部品、及び前記第２の電子部品としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、本発明の前記異方性導電フィルムの説明で例示した前記第１の電子部品、及び前記第２の電子部品がそれぞれ挙げられる。
＜第１の配置工程＞
前記第１の配置工程としては、前記第２の電子部品の端子上に本発明の前記異方性導電フィルムを配置する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第２の電子部品が、ガラス基板、フレキシブル基板などの基板であって、前記第１の電子部品が、ＩＣチップ、ＴＡＢなどの場合、前記第１の配置工程においては、例えば、前記第２の電子部品の端子上に前記異方性導電フィルムを、前記端子と前記異方性導電フィルムの導電性粒子含有層とが接するように配置する。
前記第１の配置工程としては、前記第２の電子部品の端子上に本発明の前記異方性導電フィルムを配置する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第２の電子部品が、ガラス基板、フレキシブル基板などの基板であって、前記第１の電子部品が、ＩＣチップ、ＴＡＢなどの場合、前記第１の配置工程においては、例えば、前記第２の電子部品の端子上に前記異方性導電フィルムを、前記端子と前記異方性導電フィルムの導電性粒子含有層とが接するように配置する。
＜第２の配置工程＞
前記第２の配置工程としては、前記異方性導電フィルム上に前記第１の電子部品を、前記第１の電子部品の端子が前記異方性導電フィルムと接するように配置する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記第２の配置工程としては、前記異方性導電フィルム上に前記第１の電子部品を、前記第１の電子部品の端子が前記異方性導電フィルムと接するように配置する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
＜加熱押圧工程＞
前記加熱押圧工程としては、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記加熱押圧部材としては、例えば、加熱機構を有する押圧部材などが挙げられる。前記加熱機構を有する押圧部材としては、例えば、ヒートツールなどが挙げられる。
前記加熱の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１６０℃〜１９０℃が好ましい。
前記押圧の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０ＭＰａ〜８０ＭＰａが好ましい。
前記加熱及び押圧の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５秒間〜１０秒間が好ましい。
前記加熱押圧工程としては、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記加熱押圧部材としては、例えば、加熱機構を有する押圧部材などが挙げられる。前記加熱機構を有する押圧部材としては、例えば、ヒートツールなどが挙げられる。
前記加熱の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１６０℃〜１９０℃が好ましい。
前記押圧の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、４０ＭＰａ〜８０ＭＰａが好ましい。
前記加熱及び押圧の時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５秒間〜１０秒間が好ましい。
＜熱処理工程＞
本発明の接続方法のさらなる好ましい態様として、前記接続方法は、前記加熱押圧工程後に、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する（アニール処理する）熱処理工程をさらに含むとよい。
上記加熱押圧工程を経て得られた実装後の接合体に対し、前記有機過酸化物の反応温度以上の温度で加熱する熱処理工程を付与することで、有機過酸化物の活性化が実装時の熱量では不十分であった場合でも実装後に十分活性化させることができる。これにより、腐食の防止性能を上げることができる。
前記熱処理工程において、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度が付与される。熱処理工程における加熱時間としては、有機過酸化物による酸のトラップ反応が十分行われたと思われる程度であればよく、例えば、前記反応開始温度以上の所定の温度に到達した後、１分程度加熱すればよい。
具体的には、前記所定の温度に設定したＳＵ−２２２、ＥＳＰＥＣ（エスペック）株式会社製の加熱器に、実装後の接合体を入れ、数分間熱処理し、その後、加熱器から取り出すと、アニール処理された接合体（アニール品）を得ることができる。
本発明の接続方法のさらなる好ましい態様として、前記接続方法は、前記加熱押圧工程後に、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する（アニール処理する）熱処理工程をさらに含むとよい。
上記加熱押圧工程を経て得られた実装後の接合体に対し、前記有機過酸化物の反応温度以上の温度で加熱する熱処理工程を付与することで、有機過酸化物の活性化が実装時の熱量では不十分であった場合でも実装後に十分活性化させることができる。これにより、腐食の防止性能を上げることができる。
前記熱処理工程において、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度が付与される。熱処理工程における加熱時間としては、有機過酸化物による酸のトラップ反応が十分行われたと思われる程度であればよく、例えば、前記反応開始温度以上の所定の温度に到達した後、１分程度加熱すればよい。
具体的には、前記所定の温度に設定したＳＵ−２２２、ＥＳＰＥＣ（エスペック）株式会社製の加熱器に、実装後の接合体を入れ、数分間熱処理し、その後、加熱器から取り出すと、アニール処理された接合体（アニール品）を得ることができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
＜異方性導電フィルムの作製＞
フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ−５０、新日鉄住友化学株式会社製）３４．５質量部、エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、三菱化学株式会社製）３５質量部、カチオン系硬化剤（サンエイドＳＩ−６０Ｌ、三新化学工業株式会社製、スルホニウム塩型カチオン系硬化剤（反応開始温度９０℃））１０質量部、シランカップリング剤（ＫＢＥ４０３、信越シリコーン株式会社製）５質量部、導電性粒子（ＡＵＬ７０４、積水化学工業株式会社製、アクリル樹脂粒子の表面にＮｉ／Ａｕメッキ被膜が形成された金属被膜樹脂粒子、平均粒子径４．０μｍ）１０質量部、有機過酸化物（パーブチルＬ、日油株式会社製（反応開始温度１０８℃））５質量部、及びラジカル捕捉剤（テトラブチルヒドロキノン（ＴＢＨＱ）東京化成工業株式会社製）０．５質量部を、均一になるように混合した。混合後の配合物を剥離処理したＰＥＴフィルム上に乾燥後の平均厚みが１０μｍとなるように塗布し、異方性導電フィルムを作製した。
異方性導電フィルムの配合組成を表１−１に示す。
＜異方性導電フィルムの作製＞
フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ−５０、新日鉄住友化学株式会社製）３４．５質量部、エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、三菱化学株式会社製）３５質量部、カチオン系硬化剤（サンエイドＳＩ−６０Ｌ、三新化学工業株式会社製、スルホニウム塩型カチオン系硬化剤（反応開始温度９０℃））１０質量部、シランカップリング剤（ＫＢＥ４０３、信越シリコーン株式会社製）５質量部、導電性粒子（ＡＵＬ７０４、積水化学工業株式会社製、アクリル樹脂粒子の表面にＮｉ／Ａｕメッキ被膜が形成された金属被膜樹脂粒子、平均粒子径４．０μｍ）１０質量部、有機過酸化物（パーブチルＬ、日油株式会社製（反応開始温度１０８℃））５質量部、及びラジカル捕捉剤（テトラブチルヒドロキノン（ＴＢＨＱ）東京化成工業株式会社製）０．５質量部を、均一になるように混合した。混合後の配合物を剥離処理したＰＥＴフィルム上に乾燥後の平均厚みが１０μｍとなるように塗布し、異方性導電フィルムを作製した。
異方性導電フィルムの配合組成を表１−１に示す。
＜接合体の製造、及び接合体の評価＞
以下の方法により接合体を製造し、以下に示す評価を行った。結果を表２−１に示す。
第２の電子部品上に、上記で得られた異方性導電フィルムを前記第２の電子部品と接するように配置した。続いて、異方性導電フィルム上に、第１の電子部品を配置した。続いて、平均厚み５０μｍのテフロン（登録商標）シートを緩衝材として用い、加熱ツールにより１７０℃、６０ＭＰａ、５秒間の条件で、前記第１の電子部品を加熱及び押圧した。
以下の方法により接合体を製造し、以下に示す評価を行った。結果を表２−１に示す。
第２の電子部品上に、上記で得られた異方性導電フィルムを前記第２の電子部品と接するように配置した。続いて、異方性導電フィルム上に、第１の電子部品を配置した。続いて、平均厚み５０μｍのテフロン（登録商標）シートを緩衝材として用い、加熱ツールにより１７０℃、６０ＭＰａ、５秒間の条件で、前記第１の電子部品を加熱及び押圧した。
＜＜アニール処理後接合体（アニール品）＞＞
上記実装後、１１０℃に設定したＳＵ−２２２、ＥＳＰＥＣ（エスペック）株式会社製の加熱器に接合体を入れ、５分後該加熱器から取り出すことにより、熱処理工程を施したアニール品を得た。
該アニール品に対しても、下記と同様の腐食性の評価を行った。
上記実装後、１１０℃に設定したＳＵ−２２２、ＥＳＰＥＣ（エスペック）株式会社製の加熱器に接合体を入れ、５分後該加熱器から取り出すことにより、熱処理工程を施したアニール品を得た。
該アニール品に対しても、下記と同様の腐食性の評価を行った。
＜＜腐食性評価＞＞
−試験用ＩＣチップ及びガラス基板−
第１の電子部品として、試験用ＩＣチップ（サイズ１．８ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、金メッキバンプのサイズ３０μｍ×８５μｍ、バンプ高さ１５μｍ、）を用いた。
第２の電子部品として、Ａｌ櫛型配線が形成された厚み０．７ｍｍのガラス基板を用いた。
−試験用ＩＣチップ及びガラス基板−
第１の電子部品として、試験用ＩＣチップ（サイズ１．８ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、金メッキバンプのサイズ３０μｍ×８５μｍ、バンプ高さ１５μｍ、）を用いた。
第２の電子部品として、Ａｌ櫛型配線が形成された厚み０．７ｍｍのガラス基板を用いた。
−評価−
得られた接合体のＡｌ櫛型配線にＤＣ５Ｖを１２時間印加した。印加後のＡｌ櫛型配線１２組を金属顕微鏡により観察し、以下の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
５：腐食が観察されない
４：腐食箇所が１箇所〜２箇所観察された
３：腐食箇所が３箇所〜５箇所観察された
２：腐食箇所が６箇所以上観察された
１：断線が確認された
但し、上記５段階評価のいずれに該当させるか迷うほど微妙な結果の場合には、両者の中間をとって、「.５」と表記する場合もある。例えば、２と３の中間であると判断した場合には、２．５と表記する。
得られた接合体のＡｌ櫛型配線にＤＣ５Ｖを１２時間印加した。印加後のＡｌ櫛型配線１２組を金属顕微鏡により観察し、以下の評価基準で評価した。
〔評価基準〕
５：腐食が観察されない
４：腐食箇所が１箇所〜２箇所観察された
３：腐食箇所が３箇所〜５箇所観察された
２：腐食箇所が６箇所以上観察された
１：断線が確認された
但し、上記５段階評価のいずれに該当させるか迷うほど微妙な結果の場合には、両者の中間をとって、「.５」と表記する場合もある。例えば、２と３の中間であると判断した場合には、２．５と表記する。
＜＜接着性評価＞＞
−試験用ＩＣチップ及びガラス基板−
第１の電子部品として、試験用ＩＣチップ（サイズ１．８ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、金メッキバンプのサイズ３０μｍ×８５μｍ、バンプ高さ１５μｍ）を用いた。
第２の電子部品として、全面にＩＴＯ膜が形成された厚み０．５ｍｍのガラス基板を用いた。
−試験用ＩＣチップ及びガラス基板−
第１の電子部品として、試験用ＩＣチップ（サイズ１．８ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、金メッキバンプのサイズ３０μｍ×８５μｍ、バンプ高さ１５μｍ）を用いた。
第２の電子部品として、全面にＩＴＯ膜が形成された厚み０．５ｍｍのガラス基板を用いた。
−評価−
プレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）後の、ガラス基板に対する異方性導電フィルムの浮上りの程度を目視にて観察し、以下の評価基準で評価した。なお、ＰＣＴは、１２１℃、２ａｔｍ、５時間の条件で行った。
〔評価基準〕
５：浮上りが観察されない
４：圧着面積に対して０％超１０％未満の浮上りが観察された
３：圧着面積に対して１０％程度の浮上りが観察された
２：圧着面積に対して２０％程度の浮上りが観察された
１：圧着面積に対して全面に浮上りが観察された
但し、上記５段階評価のいずれに該当させるか迷うほど微妙な結果の場合には、両者の中間をとって、「.５」と表記する場合もある。例えば、２と３の中間であると判断した場合には、２．５と表記する。
プレッシャークッカーテスト（ＰＣＴ）後の、ガラス基板に対する異方性導電フィルムの浮上りの程度を目視にて観察し、以下の評価基準で評価した。なお、ＰＣＴは、１２１℃、２ａｔｍ、５時間の条件で行った。
〔評価基準〕
５：浮上りが観察されない
４：圧着面積に対して０％超１０％未満の浮上りが観察された
３：圧着面積に対して１０％程度の浮上りが観察された
２：圧着面積に対して２０％程度の浮上りが観察された
１：圧着面積に対して全面に浮上りが観察された
但し、上記５段階評価のいずれに該当させるか迷うほど微妙な結果の場合には、両者の中間をとって、「.５」と表記する場合もある。例えば、２と３の中間であると判断した場合には、２．５と表記する。
＜＜総合評価＞＞
腐食評価及び接着評価の結果が、３以上である場合、○とする。但し、腐食評価が２以上３未満であってもアニール処理後の腐食評価が３以上であればよい。
腐食評価又は接着評価の結果のうち一方が３以上で、もう一方が２以上３未満である場合、△とする。
腐食評価又は接着評価の結果のうち一つでも１が入っている場合、×とする。
腐食評価及び接着評価の結果が、３以上である場合、○とする。但し、腐食評価が２以上３未満であってもアニール処理後の腐食評価が３以上であればよい。
腐食評価又は接着評価の結果のうち一方が３以上で、もう一方が２以上３未満である場合、△とする。
腐食評価又は接着評価の結果のうち一つでも１が入っている場合、×とする。
（実施例２〜７）
実施例１において、異方性導電フィルムの配合組成を表１−１、及び表１−２に示すとおりに変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜７の異方性導電フィルム及び接合体を作製した。
尚、実施例２、及び実施例４〜７では、アニール処理として、加熱器の設定温度を１２５℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。また、実施例３では、加熱器の設定温度を１５０℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。
得られた接合体について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２−１、及び表２−２に示す。
実施例１において、異方性導電フィルムの配合組成を表１−１、及び表１−２に示すとおりに変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜７の異方性導電フィルム及び接合体を作製した。
尚、実施例２、及び実施例４〜７では、アニール処理として、加熱器の設定温度を１２５℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。また、実施例３では、加熱器の設定温度を１５０℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。
得られた接合体について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２−１、及び表２−２に示す。
（比較例１〜３）
実施例１において、異方性導電フィルムの配合組成を表１−２に示すとおりに変えた以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜３の異方性導電フィルム及び接合体を作製した。
尚、比較例１及び２では、アニール処理として、加熱器の設定温度を１２５℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。また、比較例３では、加熱器の設定温度を９０℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。
得られた接合体について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２−２に示す。
実施例１において、異方性導電フィルムの配合組成を表１−２に示すとおりに変えた以外は、実施例１と同様にして、比較例１〜３の異方性導電フィルム及び接合体を作製した。
尚、比較例１及び２では、アニール処理として、加熱器の設定温度を１２５℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。また、比較例３では、加熱器の設定温度を９０℃とした以外は、実施例１と同様にしてアニール品を得た。
得られた接合体について実施例１と同様の評価を行った。結果を表２−２に示す。
表１−１及び表１−２において、ＰＫＨＨは、巴化学工業株式会社製のフェノキシ樹脂を示す。ＪＥＲ８０６は、三菱化学株式会社製のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を示す。パーメックＮは、日油株式会社製の有機過酸化物（反応開始温度９０℃）を示す。パーブチルＬは、日油株式会社製の有機過酸化物（反応開始温度１０８℃）を示す。パーキュアＨＢは、日油株式会社製の有機過酸化物（反応開始温度１２５℃）を示す。パークミルＰは、日油株式会社製の有機過酸化物（反応開始温度１４９℃）を示す。ラジカル捕捉剤ＭＥＨＱ（メチルヒドロキノン）は、東京化成工業株式会社製を示す。
実施例１〜７の結果から、本発明の異方性導電フィルムは、配線の腐食を抑制でき、耐腐食性が良好であることが確認できた。
上記評価中、腐食性又は接着性の評価に一つでも１の評価が入っているのは望ましくない。２より大きい評価になっている場合には、他の項目の評価結果との兼ね合いで総合評価する。腐食性又は接着性の評価が、３以上の評価になっていれば、実用上好ましい結果であるといえる。その結果、アニール処理しないでも腐食性がよく、接着性もよいという点で、実施例２がもっとも好ましい結果を示したといえる。
また、実施例３は、アニール処理を施すことで、腐食性能を向上させることができる。アニール処理するという条件付きではあるが、実施例３も腐食性及び接着性ともに良好な結果を示すことが確認できた。
上記評価中、腐食性又は接着性の評価に一つでも１の評価が入っているのは望ましくない。２より大きい評価になっている場合には、他の項目の評価結果との兼ね合いで総合評価する。腐食性又は接着性の評価が、３以上の評価になっていれば、実用上好ましい結果であるといえる。その結果、アニール処理しないでも腐食性がよく、接着性もよいという点で、実施例２がもっとも好ましい結果を示したといえる。
また、実施例３は、アニール処理を施すことで、腐食性能を向上させることができる。アニール処理するという条件付きではあるが、実施例３も腐食性及び接着性ともに良好な結果を示すことが確認できた。
本発明の異方性導電フィルムは、耐腐食性、及び接着性に優れた接合体の製造に好適に用いることができる。
Claims (4)
- 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる異方性導電フィルムであって、
前記異方性導電フィルムが、少なくとも導電性粒子、カチオン硬化性樹脂、カチオン系硬化剤、有機過酸化物、及びラジカル捕捉剤を含有し、
前記有機過酸化物の反応開始温度が、前記カチオン系硬化剤の反応開始温度より高いことを特徴とする異方性導電フィルム。 - 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法であって、
前記第２の電子部品の端子上に請求項１に記載の異方性導電フィルムを配置する第１の配置工程と、
前記異方性導電フィルム上に前記第１の電子部品を、前記第１の電子部品の端子が前記異方性導電フィルムと接するように配置する第２の配置工程と、
前記第１の電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程、とを含むことを特徴とする接続方法。 - 前記加熱押圧工程後に、前記有機過酸化物の反応開始温度以上の温度で加熱する熱処理工程をさらに含む請求項２に記載の接続方法。
- 請求項２から３のいずれかに記載の接続方法により接続されたことを特徴とする接合体。
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