JP3802373B2 - 潜在性硬化剤、潜在性硬化剤の製造方法及び接着剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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用いられる潜在性硬化剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体チップを基板上に接続する場合や、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）とを接続し、電気装置を製造する場合に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含有する接着剤が用いられている。
【０００３】
図７（ａ）の符号１１１はＬＣＤを示しており、ＬＣＤ１１１はガラス基板１１２と、ガラス基板１１２上に配置されたＩＴＯ電極（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）１１３とを有している。ＬＣＤ１１１と後述するＴＣＰとを接続するには、先ず、ＬＣＤ１１１のＩＴＯ電極１１３が配置された側の面に接着剤を塗布する。図７（ｂ）の符号１２５はＬＣＤ１１１に塗布された接着剤を示している。
【０００４】
図７（ｂ）の符号１１５はＴＣＰを示しており、ＴＣＰ１１５はベースフィルム１１６と、ベースフィルム１１６表面に配置された金属配線１１７とを有している。ＴＣＰ１１５の金属配線１１７が配置された側の面を、ＬＣＤ１１１上の接着剤１２５に向けて配置し、位置合せを行った後、ＴＣＰ１１５の金属配線１１７が配置された面を接着剤１２５に押しつける。
【０００５】
その状態で押圧しながら加熱すると、接着剤１２５が軟化し、金属配線１１７が軟化した接着剤１２５を押し退け、ＩＴＯ電極１１３表面に当接される。
上記のような接着剤には、一般に加熱によってエポキシ樹脂を重合させるイミダゾールのような硬化剤が添加されており、金属配線１１７がＩＴＯ電極１１３に当接された状態で更に加熱を続けると、硬化剤の触媒作用によってエポキシ樹脂が重合し、接着剤１２５が硬化する。
【０００６】
図７（ｃ）の符号１０１は接着剤１２５が硬化された状態の電気装置を示している。この電気装置１０１では、金属配線１１７がＩＴＯ電極１１３に当接された状態で、硬化した接着剤１２５によってＴＣＰ１１５とＬＣＤ１１１とが固定されている。従って、ＴＣＰ１１５とＬＣＤ１１１とは電気的にも機械的にも接続されている。
【０００７】
しかし、上記のような接着剤を硬化させる場合には、接着剤を１８０℃以上の高い温度に加熱する必要があり、金属配線１１７のパターンが微細な場合には、加熱の際にＴＣＰ１１５に伸びや反り等の変形が生じる場合がある。加熱温度を低くすればこの問題は解消されるが、加熱処理に要する時間が長くなり、生産性が低くなる。
【０００８】
低温での硬化性に優れた接着剤として、近年、アクリレートのようなラジカル重合性樹脂と、ラジカル重合開始剤とを含有する接着剤が開発されているが、このような接着剤はエポキシ樹脂を用いた場合に比べ、硬化した状態での電気的特性や耐熱性に劣る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
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、低温、短時間の条件で硬化可能であり、保存性にも優れた接着剤を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者等は、一般に用いられている硬化剤を用いずに、エポキシ樹脂をカチオン重合させる手法に着目し、検討を重ねた結果、構造中に少なくとも一つのアルコキシ基を構造中に有するシラン化合物（シランカップリング剤）と、金属キレート（又は金属アルコレート）とを接着剤中に添加し、金属キレートとシランカップリング剤とを反応させたときに生じるカチオンによりエポキシ樹脂を重合（カチオン重合）させる方法を見出した。
金属キレートとシランカップリング剤とを添加した接着剤で、エポキシ樹脂が硬化する工程を下記反応式（１）〜（４）を用いて説明する。
【００１１】
【化１】
【００１２】
アルコキシ基を少なくとも一つ有するシラン化合物は、反応式（１）に示すように、接着剤中の水と反応し、アルコキシ基が加水分解されシラノ−ル基となる。
接着剤を加熱すると、シラノ−ル基は、アルミニウムキレートのような金属キレートと反応し、シラン化合物がアルミニウムキレートに結合する。（反応式（２））。
【００１３】
次いで反応式（３）に示すように、シラノール基が結合したアルミニウキレートに、平衡反応で接着剤中に残留する他のシラノール基が配位することにより、ブレンステッド酸点を生じ、反応式（４）に示すように、活性化したプロトンによってエポキシ樹脂の末端に位置するエポキシ環が開環し、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）。このように、シランカップリング剤と金属キレートとを接着剤に添加すると、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂がカチオン重合される。反応式（２）〜（４）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、上記のような接着剤は従来のものより低温、短時間で硬化する。
【００１４】
しかし、上記のような金属キレートや金属アルコレートをシランカップリング剤と共に直接接着剤に添加すると、常温でもエポキシ樹脂の重合反応が進み、接着剤の粘度が高くなる場合がある。
そこで、本発明者等が更に鋭利検討を行った結果、常温でエポキシ樹脂と反応しない樹脂成分からなるカプセルに、上記金属キレートを封入し、所謂潜在性硬化剤として接着剤に添加する方法を見出した。
【００１５】
本発明は上記知見に基づいて構成されており、請求項１記載の発明は、硬化剤粒子と、前記硬化剤粒子表面を被覆するカプセルとを有する潜在性硬化剤であって、前記硬化剤粒子は、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し、前記カプセルは、フッ素樹脂を主成分とする樹脂粒子が、前記硬化剤粒子表面に付着し、溶融して形成された潜在性硬化剤である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の潜在性硬化剤であって、前記金属キレートはアルミニウムキレートである潜在性硬化剤である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の潜在性硬化剤であって、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潜在性硬化剤である。
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項記載の潜在性硬化剤であって、前記樹脂粒子は、前記硬化剤粒子の平均粒径よりも平均粒径が小さい潜在性硬化剤である。
請求項５記載の発明は、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硬化剤粒子と、前記硬化剤粒子表面を被覆するカプセルとを有する潜在性硬化剤の製造方法であって、前記硬化剤粒子を製造する工程と、前記樹脂成分を主成分とし、前記硬化剤粒子の平均粒径よりも平均粒径の小さい粉体状の樹脂粒子を前記硬化剤粒子表面に付着させ、前記硬化剤粒子表面に付着した前記樹脂粒子を溶融させ、前記カプセルを形成するカプセル化の工程とを有する潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記カプセル化工程は、前記硬化剤粒子と前記樹脂粒子とを混合して前記硬化剤粒子表面に前記樹脂粒子を付着させる混合工程と、前記樹脂粒子が付着した状態の前記硬化剤粒子を攪拌し、前記樹脂粒子を溶融させる攪拌工程とを有する潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記樹脂粒子の平均粒径に対する前記硬化剤粒子の平均粒径の比が１００：８０以上である潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項８記載の発明は、請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記樹脂粒子の平均粒径に対する前記硬化剤粒子の平均粒径の比が１００：５０以上である潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項９記載の発明は、請求項５乃至請求項８のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記樹脂粒子はフッ素樹脂を主成分とする潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項１０記載の発明は、熱硬化性樹脂と、シランカップリング剤と、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の潜在性硬化剤とを有する接着剤である。
【００１６】
本発明は上記のように構成されており、樹脂粒子と硬化剤粒子とを混合、攪拌すると、一つの硬化剤粒子表面に多数の樹脂粒子が静電付着する。その状態の硬化剤粒子を攪拌装置内で高速攪拌すると、硬化剤粒子表面に静電付着した樹脂粒子が、攪拌装置内のブレードや内壁及び他の硬化剤粒子表面の樹脂粒子等とぶつかり、その物理的衝撃によって生じるエネルギーによって樹脂粒子が溶融、又は、芯物質（硬化剤粒子）に打ち込まれる。溶融した樹脂粒子は一体化し、硬化剤粒子表面を被覆するカプセルが形成される。
【００１７】
上記のような潜在性硬化剤とシランカップリング剤とエポキシ樹脂とを混合し、接着剤を作成した場合、常温では硬化剤粒子表面が全てカプセルで覆われており、エポキシ樹脂の重合反応が起こらないので、接着剤の保存性が高いが、接着剤加熱した場合には、カプセルが軟化、又は溶融し、カプセルの機械的強度が著しく低くなる。従って、接着剤が加熱された状態では、硬化剤粒子の熱膨張や熱圧着時の加圧等による物理的衝撃でカプセルが容易に破壊され、硬化剤粒子が接着剤中に放出される。
【００１８】
その状態で更に加熱が続けられると、加熱によって硬化剤粒子の主成分である金属キレートと、接着剤中のシランカップリング剤とが反応し、カチオンが生成され、該カチオンによってエポキシ樹脂が重合し（カチオン重合）、接着剤が硬化する。
硬化剤粒子とシランカップリング剤との反応は、従来の接着剤を熱硬化させる温度（１８０℃以上）よりも低い温度で起こるので、本発明の接着剤は従来の接着剤よりも低温、短時間で硬化する。
【００１９】
エポキシ樹脂との接触面積を大きくするために、硬化剤粒子の平均粒径は小さい方が望ましいが、硬化剤粒子の平均粒径が小さすぎると樹脂粒子との粒径差が少なくなり、カプセルの形成が困難になるので、硬化剤粒子の平均粒径は０．５μｍ以上５０μｍ以下が望ましい。
【００２０】
尚、上記のように、樹脂粒子と硬化剤粒子とを混合、攪拌することによって潜在性硬化剤を製造する場合、ハイブリダイザー装置（例えば、奈良機械製作所（株）社製の商品名「ＮＨＳ−０」）を用いることができる。この場合、硬化剤粒子と樹脂粒子との配合比率は下記式（１）によって求めることができる。
【００２１】
式（１）……Ｍ／ｍ＝Ｄ×Ｆ／（４×ｄ×ｆ）
上記式（１）中Ｍは硬化剤粒子の配合量（ｇ）を、ｍは樹脂粒子の配合量（ｇ）を、Ｄは粉体状の硬化剤粒子の平均粒径（μｍ）を、ｄは樹脂粒子の平均粒径（μｍ）を、Ｆは硬化剤粒子の比重を、ｆは樹脂粒子の比重をそれぞれ示している。尚、比重とは、標準物質である４℃の水の密度に対する各物質の密度の比を表す。しかしながら、上記式（１）は理論式であり、硬化剤粒子と樹脂粒子との最適配合比率は状況に応じて決定される。
【００２２】
また、接着剤に熱可塑性樹脂を添加すれば、熱可塑性樹脂の性質から接着剤の凝集力が増すので接着剤の接着性がより高くなる。熱可塑性樹脂として極性の高いものを用いた場合には、熱可塑性樹脂が樹脂成分の硬化反応に組み込まれるだけではなく、シランカップリング剤を介して無機材料と結合するので、硬化性が高くなるだけではなく、無機材料からなる被着体との親和性がより高くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の接着剤について詳細に説明する。
先ず、金属キレートであるアルミニウムキレートを有機溶剤に溶解し、金属キレート溶解液を作成した後、噴霧乾燥装置を用いて上記金属キレート溶解液を噴霧乾燥し、硬化剤粒子を得た（スプレードライヤー法）。図１（ａ）の符号３０は硬化剤粒子を示している。
【００２４】
次に、融点が３０℃以上３５０℃以下、熱分解温度が５０℃以上５００℃以下、軟化温度が０℃以上３００℃以下、ガラス転移温度が−４０℃以上３００℃以下のいずれかの条件を満たす粉体状の樹脂（樹脂粒子）を用意する。樹脂粒子の平均粒径に対する上記硬化剤粒子の平均粒径の比は１００：８０以上にされている。
【００２５】
次いで、硬化剤粒子３１と樹脂粒子とを所定の配合比率で混合し、混合装置内で攪拌すると、硬化剤粒子３１よりも平均粒径の小さい樹脂粒子が硬化剤粒子３１表面に静電付着する（混合工程）。図１（ｂ）の符号３２は樹脂粒子を示しており、１個の硬化剤粒子３１の表面は多数の樹脂粒子３２で覆われている。
【００２６】
表面に樹脂粒子３２が静電付着した状態の硬化剤粒子３１を不図示の攪拌装置に投入し、高速で攪拌すると、硬化剤粒子３１表面の樹脂粒子３２が、攪拌装置の回転ブレードや内壁及び他の硬化剤粒子３１表面の樹脂粒子３２とぶつかり、又は、擦れ、発生する熱によって樹脂粒子３２が溶融し、溶融した樹脂粒子３２同士が一体化する（攪拌工程）。
図１（ｃ）の符号３３は樹脂粒子３２が一体化し、形成されたカプセルを示している。カプセル３３は硬化剤粒子３１表面全体を覆うように形成されており、硬化剤粒子３１とカプセル３３とから潜在性硬化剤３０が構成される。
【００２７】
次に、上記潜在性硬化剤３０を用いた本発明の接着剤と、本発明の接着剤を用いて電気装置を製造する工程について説明する。熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と、熱可塑性樹脂と、シランカップリング剤と、上記潜在性硬化剤３０と、導電性粒子と、溶剤とを所定の配合比率で混合、攪拌し、接着剤を作成した。この状態では接着剤はペースト状である。
【００２８】
図２（ａ）の符号２１は剥離フィルムを示している。上記接着剤をこの剥離フィルム２１の表面に所定量塗布、乾燥すると、接着剤中の溶剤が蒸発し、接着剤の塗布層２５が形成される（図２（ｂ））。
図２（ｂ）の符号２０は塗布層２５が形成された状態の接着フィルムを示している。同図の符号２７は潜在性硬化剤３０と共に接着剤中に分散された導電性粒子を示している。この状態では、潜在性硬化剤３０の硬化剤粒子３１はカプセル３３内に封入されており、塗布層２５を構成する接着剤中のシランカップリング剤と硬化剤粒子３１とが接触しないので、常温では塗布層２５の硬化反応が起こらない。
【００２９】
図３（ａ）の符号１１はＬＣＤを示しており、ＬＣＤ１１はガラス基板１２と、ガラス基板１２の一面に幅狭に形成された複数本のＩＴＯ電極１３（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）とを有している。ここでは５本のＩＴＯ電極１３を図示した。
【００３０】
ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３が形成された面のうち、後述するＴＣＰを接続する部分に、図２（ｂ）に示した接着フィルム２０の塗布層２５を押し当てる（図３（ｂ））。剥離フィルム２１と塗布層２５との接着力は、塗布層２５とＩＴＯ電極１３との接着力よりも小さくされているので、剥離フィルム２１を剥離すると、塗布層２５がＬＣＤ１１上に残る（図３（ｃ））。
【００３１】
図５の符号１５はＴＣＰを示している。ＴＣＰ１５は長尺状のベースフィルム１６を有しており、ベースフィルム１６の一面には、幅狭の金属配線１７がベースフィルム１６の長手方向に沿って複数本（ここでは５本の金属配線１７を図示した）配置されている。金属配線１７の長手方向の端部はベースフィルム１６の長手方向の端部にそれぞれ位置する。
【００３２】
図３（ｄ）は図５のＡ−Ａ線断面図を示しており、ＴＣＰ１５の金属配線１７が配置された側の面を、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３の配置された面に向け、ＴＣＰ１５の一端をＩＴＯ電極１３表面の塗布層２５と対向させ、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３とＴＣＰ１５の金属配線１７とが互いに向かい合うよう位置合せを行う。
【００３３】
その状態で、ＴＣＰ１５の金属配線１７が配置された面を塗布層２５に押し当て、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分を押圧しながら全体を加熱すると、加熱によって塗布層２５が軟化し、押圧によって金属配線１７が軟化した塗布層２５を押し退け、残留した塗布層２５中の導電性粒子２７が金属配線１７とＩＴＯ電極１３との間に挟みこまれる（図４（ｅ））。
【００３４】
この状態で更に加熱押圧を続けると、加熱によりカプセル３３が溶融、又は軟化し、カプセル３３の機械的強度が著しく弱くなる。このとき、加熱によって硬化剤粒子３１が熱膨張するので、加熱によって機械的強度が弱くなったカプセル３３が割れ、硬化剤粒子３１が塗布層２５中のエポキシ樹脂やシランカップリング剤と混ざる。
【００３５】
硬化剤粒子３１がエポキシ樹脂やシランカップリング剤と混ざると、硬化剤粒子３１を構成するアルミニウムキレートがシランカップリング剤と反応し、塗布層２５中にカチオンが放出される。該カチオンによってエポキシ樹脂の重合反応が急激に進み（カチオン重合）、金属配線１７とＩＴＯ電極１３とが導電性粒子２７を挟み込んだ状態で塗布層２５が硬化する（図４（ｆ））。
【００３６】
図４（ｆ）の符号１０は塗布層２５が硬化した状態の電気装置を示している。この電気装置１０では、金属配線１７とＩＴＯ電極１３とが導電性粒子２７を介して電気的に接続されているだけではなく、ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５が硬化した塗布層２５によって機械的にも接続されている。
【００３７】
このように、本発明の接着剤は保存性に優れているだけではなく、カチオン重合によってエポキシ樹脂が硬化するので、従来の硬化剤を用いた場合に比べ低温、短時間で接着剤を硬化させることができる。
【００３８】
【実施例】
アルミニウムキレート（川研ファインケミカル（株）社製のアルミニウムアセチルアセトネート（商品名「アルミキレートＡ（Ｗ）」）と、アルミニウムアルコラート（川研ファインケミカル（株）社製のアルミニウムイソプロピレート（商品名「ＡＩＰＤ」））をそれぞれ溶剤であるメチルエチルケトンに分散し、アルミニウムキレートを１０重量％含有する金属キレート溶解液と、アルミニウムアルコラートを１０重量％含有する金属アルコラート溶解液をそれぞれ作製した。
【００３９】
次いで、噴霧乾燥装置（ヤマトラボテック（株）社製の商品名「ＧＣー３１」）を用い、スプレー入口温度８０℃、スプレー出口温度６０℃、スプレー圧１ｋｇ／ｃｍ2、乾燥窒素ガス流量０．５ｍ3／分の条件で、金属キレート溶解液と金属アルコラート溶解液とをそれぞれ噴霧、乾燥し、２種類の粉体状の硬化剤（硬化剤粒子）を作成した（スプレードライヤー法）。これとは別に、樹脂粒子３２として粉体状のフッ素樹脂（ダイキン工業（株）社製の商品名「ルブロンＬ−５」、一次粒子径０．２μｍ、融点３２７℃）を用意した。
【００４０】
奈良機械製作所（株）社製の商品名「ハイブリダイザーＮＨＳ−０」を用い、上記図１（ａ）、（ｂ）の工程で、上記硬化剤粒子３１を２０重量部と上記樹脂粒子３２を３重量部とを混合し、樹脂粒子３２を硬化剤粒子３１表面に静電付着させた後（混合工程）、周速１００ｍ／秒、処理時間５分間、処理温度５０℃の運転条件で樹脂粒子３２が付着した状態の硬化剤粒子３１を攪拌し（攪拌工程）、カプセル３３を形成して２種類の潜在性硬化剤３０を得た。
【００４１】
熱硬化性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「ＥＰ８２８）５０重量部に対して、熱可塑性樹脂であるフェノキシ樹脂（東都化成（株）社製の商品名「ＹＰ５０」）５０重量部と、シランカップリング剤（日本ユニカー（株）社製の商品名「Ａ−１８７」）１重量部と、導電性粒子２．５重量部と、各潜在性硬化剤１０重量部と、有機溶剤とをそれぞれ添加、分散し、ペースト状の接着剤を作成した後、図２（ａ）、（ｂ）の工程で実施例１、２の接着フィルム２０をそれぞれ作成した。これら実施例１、２の接着フィルム２０を用いて下記「室温保存試験」と、「４０℃保存試験」をそれぞれ行った。
【００４２】
〔室温保存試験〕
実施例１、２及び比較例１、２の接着フィルム２０を用いて、上記図３（ａ）〜（ｄ）、図４（ｅ）、（ｆ）の工程でＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを接続した後、ＬＣＤ１１からＴＣＰ１５を剥離するときの剥離強度を測定した（初期剥離強度）。
これとは別に、実施例１、２及び比較例１、２の接着フィルム２０を室温（２５℃）で３日、７日それぞれ保存し、保存後の各接着フィルム２０を用いて上記と同様の工程でＴＣＰ１５とＬＣＤ１１をそれぞれ接続した後、ＬＣＤ１１からＴＣＰ１５を剥離するときの剥離強度をそれぞれ測定した（保存後剥離強度）。
【００４３】
〔４０℃保存試験〕
接着フィルム２０を保存する温度を室温から４０℃に変えた以外は、上記「室温保存試験」と同じ条件で接着フィルム２０を保存し、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを接続した後、保存後剥離強度を測定した。
【００４４】
上記「室温保存試験」と「４０℃保存試験」において、保存後剥離強度の大きさが初期剥離強度の大きさの９０％以上の場合を「◎」、８０％以上９０％未満の場合を「○」、７０％以上８０％未満の場合を「△」、７０％未満の場合を「×」としてそれぞれ評価し、評価結果を下記表１に記載した。
【００４５】
【表１】
【００４６】
上記表１の比較例１、２は、実施例１、２で用いた２種類の硬化剤粒子を、カプセルを形成せずに接着剤に添加した場合である。
尚、ここでは、ＴＣＰ１５として２５μｍ幅の金属配線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電極１３が形成されたものをそれぞれ用い、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分に３ＭＰａの荷重を加えながら、１０秒間加熱し、塗布層２５を１３０℃まで昇温させて接続を行った。
【００４７】
上記表１から明らかなように、硬化剤粒子３１がカプセル３３に被覆された実施例１、２では、「室温保存試験」、「４０℃保存試験」共に評価結果が良好であった。他方、カプセルを形成せず、硬化剤粒子をそのまま接着剤に添加した比較例１、２では、各保存試験の結果が悪かった。これらの結果から、本発明の潜在性硬化剤を用いた接着剤は保存性に優れていることが確認された。
【００４８】
以上は、接着剤を用いて接着フィルムを作成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く、例えば、接着剤をペースト状のまま用いても良い。
図６（ａ）の符号１１は図３（ａ）で示したものと同じＬＣＤを示しており、このＬＣＤ１１にＴＣＰ１５を接続するには、先ず、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３表面のうち、ＴＣＰ１５を接続する部分に接着剤を塗布し、接着剤の塗布層４５を形成する（図６（ｂ））。
【００４９】
次いで、上記図３（ｄ）の工程でＴＣＰ１５の位置合せを行った後、上記図４（ｅ）、（ｆ）の工程でＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを接続すると、電気装置４０が得られる（図６（ｃ））。
【００５０】
以上は、接着剤を用いてＴＣＰ１５とＬＣＤ１１と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く、基板と半導体チップとを接続する場合等、種々の電気装置を製造する場合に用いることができる。
【００５１】
また、以上は接着剤中に導電性粒子を分散さ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、導電性粒子を含有しない接着剤も本発明には含まれる。
【００５２】
硬化剤粒子を構成する金属キレートとしては、ジルコニウムキレート、チタニウムキレート、アルミニウムキレート等種々の金属キレートを用いることができるが、これらのなかでも反応性が高いアルミニウムキレートを用いることが好ましい。また、以上はスプレードライヤー法により硬化剤粒子を製造する方法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。
【００５３】
以上は樹脂粒子として融点が３２７℃のフッ素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、融点が３０℃以上３５０℃以下、熱分解温度が５０℃以上５００℃以下、軟化温度が０℃以上３００℃以下、又は、ガラス転移温度が−４０℃以上３００℃以下のいずれかの条件を満たすものであれば、熱可塑性樹脂、架橋樹脂、ゲル状樹脂等種々のものを用いることができる。
【００５４】
上記のような樹脂としては、例えば、架橋アクリル樹脂（日本ペイント（株）社製の商品名「マイクロジェル」）、ポリメチルメタクリレート樹脂（綜研化学（株）社製の「ＭＰシリーズ」）、ベンゾグアナミン樹脂（日本触媒（株）社製の商品名「エポスター」）、シリコーン樹脂（ＧＥ東芝シリコーン（株）社製の商品名「トスパール」）等を用いることができる。
【００５５】
上記のような特性を有する樹脂粒子が溶融し、形成されたカプセルは、カプセル化の工程で樹脂粒子を構成する樹脂が化学的に変質することがあり、その場合はカプセルの融点、熱分解温度、軟化温度、ガラス転移温度がそれぞれ上記温度範囲外になることがある。
【００５６】
以上は熱硬化性樹脂としてエポキシ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い。カチオン重合する樹脂であれば、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が、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。
【００５７】
また、本発明に用いられる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。
【００５８】
【化２】
【００５９】
（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。該アルコキシ基はメトキシ基、又はエトキシ基であることが好ましい。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、特に、エポキシ環を有する置換基がグリシジル基であるものがより好ましい。ビニル基を有する置換基としては、例えば、メタクリロキシプロピル基がある。グリシジル基を有する置換基としては、例えば、グリシドキシプロピル基がある。また、置換基Ｘ1〜Ｘ4の全てがアルコキシ基からなる所謂シリケートであっても良い。）
【００６０】
熱可塑性樹脂としてはフェノキシ樹脂以外にも、例えば、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、本発明の接着剤に、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。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の接着剤では、金属キレートからなる硬化剤粒子がカプセルで覆われているため、常温ではエポキシ樹脂の重合反応が起こらず、接着剤の保存性が高い。また、本発明の接着剤は、エポキシ樹脂のカチオン重合反応により硬化する。カチオン重合反応は、従来の硬化剤を用いた場合の重合反応よりも低温で起こるので、本発明の接着剤は従来の接着剤に比べ、低温、短時間で硬化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】(ａ)〜(ｃ)：本発明の潜在性硬化剤を製造する工程の一例を説明するための図
【図２】(ａ)、(ｂ)：本発明の接着剤を用いて接着フィルムを製造する工程の一例を説明するための図
【図３】(ａ)〜(ｄ)：本発明の接着剤を用いてＬＣＤとＴＣＰとを接続する工程の前半を説明するための図
【図４】(ｅ)、(ｆ)：ＴＣＰとＬＣＤとを接続する工程の後半を説明するための図
【図５】ＴＣＰをＬＣＤ上で位置合せを行った状態を説明するための平面図
【図６】(ａ)〜(ｃ)：本発明の接着剤を用いてＴＣＰとＬＣＤとを接続する工程の他の例を説明するための図
【図７】(ａ)〜(ｃ)：従来技術の接着剤を用いてＴＣＰとＬＣＤとを接続する工程を説明するための図
【符号の説明】
２０、４５……接着剤（塗布層）
３０……潜在性硬化剤
３１……硬化剤粒子
３２……樹脂粒子
３３……カプセル
【発明の属する技術分野】
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用いられる潜在性硬化剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体チップを基板上に接続する場合や、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）とを接続し、電気装置を製造する場合に、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含有する接着剤が用いられている。
【０００３】
図７（ａ）の符号１１１はＬＣＤを示しており、ＬＣＤ１１１はガラス基板１１２と、ガラス基板１１２上に配置されたＩＴＯ電極（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）１１３とを有している。ＬＣＤ１１１と後述するＴＣＰとを接続するには、先ず、ＬＣＤ１１１のＩＴＯ電極１１３が配置された側の面に接着剤を塗布する。図７（ｂ）の符号１２５はＬＣＤ１１１に塗布された接着剤を示している。
【０００４】
図７（ｂ）の符号１１５はＴＣＰを示しており、ＴＣＰ１１５はベースフィルム１１６と、ベースフィルム１１６表面に配置された金属配線１１７とを有している。ＴＣＰ１１５の金属配線１１７が配置された側の面を、ＬＣＤ１１１上の接着剤１２５に向けて配置し、位置合せを行った後、ＴＣＰ１１５の金属配線１１７が配置された面を接着剤１２５に押しつける。
【０００５】
その状態で押圧しながら加熱すると、接着剤１２５が軟化し、金属配線１１７が軟化した接着剤１２５を押し退け、ＩＴＯ電極１１３表面に当接される。
上記のような接着剤には、一般に加熱によってエポキシ樹脂を重合させるイミダゾールのような硬化剤が添加されており、金属配線１１７がＩＴＯ電極１１３に当接された状態で更に加熱を続けると、硬化剤の触媒作用によってエポキシ樹脂が重合し、接着剤１２５が硬化する。
【０００６】
図７（ｃ）の符号１０１は接着剤１２５が硬化された状態の電気装置を示している。この電気装置１０１では、金属配線１１７がＩＴＯ電極１１３に当接された状態で、硬化した接着剤１２５によってＴＣＰ１１５とＬＣＤ１１１とが固定されている。従って、ＴＣＰ１１５とＬＣＤ１１１とは電気的にも機械的にも接続されている。
【０００７】
しかし、上記のような接着剤を硬化させる場合には、接着剤を１８０℃以上の高い温度に加熱する必要があり、金属配線１１７のパターンが微細な場合には、加熱の際にＴＣＰ１１５に伸びや反り等の変形が生じる場合がある。加熱温度を低くすればこの問題は解消されるが、加熱処理に要する時間が長くなり、生産性が低くなる。
【０００８】
低温での硬化性に優れた接着剤として、近年、アクリレートのようなラジカル重合性樹脂と、ラジカル重合開始剤とを含有する接着剤が開発されているが、このような接着剤はエポキシ樹脂を用いた場合に比べ、硬化した状態での電気的特性や耐熱性に劣る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
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、低温、短時間の条件で硬化可能であり、保存性にも優れた接着剤を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者等は、一般に用いられている硬化剤を用いずに、エポキシ樹脂をカチオン重合させる手法に着目し、検討を重ねた結果、構造中に少なくとも一つのアルコキシ基を構造中に有するシラン化合物（シランカップリング剤）と、金属キレート（又は金属アルコレート）とを接着剤中に添加し、金属キレートとシランカップリング剤とを反応させたときに生じるカチオンによりエポキシ樹脂を重合（カチオン重合）させる方法を見出した。
金属キレートとシランカップリング剤とを添加した接着剤で、エポキシ樹脂が硬化する工程を下記反応式（１）〜（４）を用いて説明する。
【００１１】
【化１】
アルコキシ基を少なくとも一つ有するシラン化合物は、反応式（１）に示すように、接着剤中の水と反応し、アルコキシ基が加水分解されシラノ−ル基となる。
接着剤を加熱すると、シラノ−ル基は、アルミニウムキレートのような金属キレートと反応し、シラン化合物がアルミニウムキレートに結合する。（反応式（２））。
【００１３】
次いで反応式（３）に示すように、シラノール基が結合したアルミニウキレートに、平衡反応で接着剤中に残留する他のシラノール基が配位することにより、ブレンステッド酸点を生じ、反応式（４）に示すように、活性化したプロトンによってエポキシ樹脂の末端に位置するエポキシ環が開環し、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）。このように、シランカップリング剤と金属キレートとを接着剤に添加すると、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂がカチオン重合される。反応式（２）〜（４）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、上記のような接着剤は従来のものより低温、短時間で硬化する。
【００１４】
しかし、上記のような金属キレートや金属アルコレートをシランカップリング剤と共に直接接着剤に添加すると、常温でもエポキシ樹脂の重合反応が進み、接着剤の粘度が高くなる場合がある。
そこで、本発明者等が更に鋭利検討を行った結果、常温でエポキシ樹脂と反応しない樹脂成分からなるカプセルに、上記金属キレートを封入し、所謂潜在性硬化剤として接着剤に添加する方法を見出した。
【００１５】
本発明は上記知見に基づいて構成されており、請求項１記載の発明は、硬化剤粒子と、前記硬化剤粒子表面を被覆するカプセルとを有する潜在性硬化剤であって、前記硬化剤粒子は、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し、前記カプセルは、フッ素樹脂を主成分とする樹脂粒子が、前記硬化剤粒子表面に付着し、溶融して形成された潜在性硬化剤である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の潜在性硬化剤であって、前記金属キレートはアルミニウムキレートである潜在性硬化剤である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の潜在性硬化剤であって、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潜在性硬化剤である。
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項記載の潜在性硬化剤であって、前記樹脂粒子は、前記硬化剤粒子の平均粒径よりも平均粒径が小さい潜在性硬化剤である。
請求項５記載の発明は、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硬化剤粒子と、前記硬化剤粒子表面を被覆するカプセルとを有する潜在性硬化剤の製造方法であって、前記硬化剤粒子を製造する工程と、前記樹脂成分を主成分とし、前記硬化剤粒子の平均粒径よりも平均粒径の小さい粉体状の樹脂粒子を前記硬化剤粒子表面に付着させ、前記硬化剤粒子表面に付着した前記樹脂粒子を溶融させ、前記カプセルを形成するカプセル化の工程とを有する潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記カプセル化工程は、前記硬化剤粒子と前記樹脂粒子とを混合して前記硬化剤粒子表面に前記樹脂粒子を付着させる混合工程と、前記樹脂粒子が付着した状態の前記硬化剤粒子を攪拌し、前記樹脂粒子を溶融させる攪拌工程とを有する潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記樹脂粒子の平均粒径に対する前記硬化剤粒子の平均粒径の比が１００：８０以上である潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項８記載の発明は、請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記樹脂粒子の平均粒径に対する前記硬化剤粒子の平均粒径の比が１００：５０以上である潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項９記載の発明は、請求項５乃至請求項８のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法であって、前記樹脂粒子はフッ素樹脂を主成分とする潜在性硬化剤の製造方法である。
請求項１０記載の発明は、熱硬化性樹脂と、シランカップリング剤と、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の潜在性硬化剤とを有する接着剤である。
【００１６】
本発明は上記のように構成されており、樹脂粒子と硬化剤粒子とを混合、攪拌すると、一つの硬化剤粒子表面に多数の樹脂粒子が静電付着する。その状態の硬化剤粒子を攪拌装置内で高速攪拌すると、硬化剤粒子表面に静電付着した樹脂粒子が、攪拌装置内のブレードや内壁及び他の硬化剤粒子表面の樹脂粒子等とぶつかり、その物理的衝撃によって生じるエネルギーによって樹脂粒子が溶融、又は、芯物質（硬化剤粒子）に打ち込まれる。溶融した樹脂粒子は一体化し、硬化剤粒子表面を被覆するカプセルが形成される。
【００１７】
上記のような潜在性硬化剤とシランカップリング剤とエポキシ樹脂とを混合し、接着剤を作成した場合、常温では硬化剤粒子表面が全てカプセルで覆われており、エポキシ樹脂の重合反応が起こらないので、接着剤の保存性が高いが、接着剤加熱した場合には、カプセルが軟化、又は溶融し、カプセルの機械的強度が著しく低くなる。従って、接着剤が加熱された状態では、硬化剤粒子の熱膨張や熱圧着時の加圧等による物理的衝撃でカプセルが容易に破壊され、硬化剤粒子が接着剤中に放出される。
【００１８】
その状態で更に加熱が続けられると、加熱によって硬化剤粒子の主成分である金属キレートと、接着剤中のシランカップリング剤とが反応し、カチオンが生成され、該カチオンによってエポキシ樹脂が重合し（カチオン重合）、接着剤が硬化する。
硬化剤粒子とシランカップリング剤との反応は、従来の接着剤を熱硬化させる温度（１８０℃以上）よりも低い温度で起こるので、本発明の接着剤は従来の接着剤よりも低温、短時間で硬化する。
【００１９】
エポキシ樹脂との接触面積を大きくするために、硬化剤粒子の平均粒径は小さい方が望ましいが、硬化剤粒子の平均粒径が小さすぎると樹脂粒子との粒径差が少なくなり、カプセルの形成が困難になるので、硬化剤粒子の平均粒径は０．５μｍ以上５０μｍ以下が望ましい。
【００２０】
尚、上記のように、樹脂粒子と硬化剤粒子とを混合、攪拌することによって潜在性硬化剤を製造する場合、ハイブリダイザー装置（例えば、奈良機械製作所（株）社製の商品名「ＮＨＳ−０」）を用いることができる。この場合、硬化剤粒子と樹脂粒子との配合比率は下記式（１）によって求めることができる。
【００２１】
式（１）……Ｍ／ｍ＝Ｄ×Ｆ／（４×ｄ×ｆ）
上記式（１）中Ｍは硬化剤粒子の配合量（ｇ）を、ｍは樹脂粒子の配合量（ｇ）を、Ｄは粉体状の硬化剤粒子の平均粒径（μｍ）を、ｄは樹脂粒子の平均粒径（μｍ）を、Ｆは硬化剤粒子の比重を、ｆは樹脂粒子の比重をそれぞれ示している。尚、比重とは、標準物質である４℃の水の密度に対する各物質の密度の比を表す。しかしながら、上記式（１）は理論式であり、硬化剤粒子と樹脂粒子との最適配合比率は状況に応じて決定される。
【００２２】
また、接着剤に熱可塑性樹脂を添加すれば、熱可塑性樹脂の性質から接着剤の凝集力が増すので接着剤の接着性がより高くなる。熱可塑性樹脂として極性の高いものを用いた場合には、熱可塑性樹脂が樹脂成分の硬化反応に組み込まれるだけではなく、シランカップリング剤を介して無機材料と結合するので、硬化性が高くなるだけではなく、無機材料からなる被着体との親和性がより高くなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の接着剤について詳細に説明する。
先ず、金属キレートであるアルミニウムキレートを有機溶剤に溶解し、金属キレート溶解液を作成した後、噴霧乾燥装置を用いて上記金属キレート溶解液を噴霧乾燥し、硬化剤粒子を得た（スプレードライヤー法）。図１（ａ）の符号３０は硬化剤粒子を示している。
【００２４】
次に、融点が３０℃以上３５０℃以下、熱分解温度が５０℃以上５００℃以下、軟化温度が０℃以上３００℃以下、ガラス転移温度が−４０℃以上３００℃以下のいずれかの条件を満たす粉体状の樹脂（樹脂粒子）を用意する。樹脂粒子の平均粒径に対する上記硬化剤粒子の平均粒径の比は１００：８０以上にされている。
【００２５】
次いで、硬化剤粒子３１と樹脂粒子とを所定の配合比率で混合し、混合装置内で攪拌すると、硬化剤粒子３１よりも平均粒径の小さい樹脂粒子が硬化剤粒子３１表面に静電付着する（混合工程）。図１（ｂ）の符号３２は樹脂粒子を示しており、１個の硬化剤粒子３１の表面は多数の樹脂粒子３２で覆われている。
【００２６】
表面に樹脂粒子３２が静電付着した状態の硬化剤粒子３１を不図示の攪拌装置に投入し、高速で攪拌すると、硬化剤粒子３１表面の樹脂粒子３２が、攪拌装置の回転ブレードや内壁及び他の硬化剤粒子３１表面の樹脂粒子３２とぶつかり、又は、擦れ、発生する熱によって樹脂粒子３２が溶融し、溶融した樹脂粒子３２同士が一体化する（攪拌工程）。
図１（ｃ）の符号３３は樹脂粒子３２が一体化し、形成されたカプセルを示している。カプセル３３は硬化剤粒子３１表面全体を覆うように形成されており、硬化剤粒子３１とカプセル３３とから潜在性硬化剤３０が構成される。
【００２７】
次に、上記潜在性硬化剤３０を用いた本発明の接着剤と、本発明の接着剤を用いて電気装置を製造する工程について説明する。熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と、熱可塑性樹脂と、シランカップリング剤と、上記潜在性硬化剤３０と、導電性粒子と、溶剤とを所定の配合比率で混合、攪拌し、接着剤を作成した。この状態では接着剤はペースト状である。
【００２８】
図２（ａ）の符号２１は剥離フィルムを示している。上記接着剤をこの剥離フィルム２１の表面に所定量塗布、乾燥すると、接着剤中の溶剤が蒸発し、接着剤の塗布層２５が形成される（図２（ｂ））。
図２（ｂ）の符号２０は塗布層２５が形成された状態の接着フィルムを示している。同図の符号２７は潜在性硬化剤３０と共に接着剤中に分散された導電性粒子を示している。この状態では、潜在性硬化剤３０の硬化剤粒子３１はカプセル３３内に封入されており、塗布層２５を構成する接着剤中のシランカップリング剤と硬化剤粒子３１とが接触しないので、常温では塗布層２５の硬化反応が起こらない。
【００２９】
図３（ａ）の符号１１はＬＣＤを示しており、ＬＣＤ１１はガラス基板１２と、ガラス基板１２の一面に幅狭に形成された複数本のＩＴＯ電極１３（Ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）とを有している。ここでは５本のＩＴＯ電極１３を図示した。
【００３０】
ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３が形成された面のうち、後述するＴＣＰを接続する部分に、図２（ｂ）に示した接着フィルム２０の塗布層２５を押し当てる（図３（ｂ））。剥離フィルム２１と塗布層２５との接着力は、塗布層２５とＩＴＯ電極１３との接着力よりも小さくされているので、剥離フィルム２１を剥離すると、塗布層２５がＬＣＤ１１上に残る（図３（ｃ））。
【００３１】
図５の符号１５はＴＣＰを示している。ＴＣＰ１５は長尺状のベースフィルム１６を有しており、ベースフィルム１６の一面には、幅狭の金属配線１７がベースフィルム１６の長手方向に沿って複数本（ここでは５本の金属配線１７を図示した）配置されている。金属配線１７の長手方向の端部はベースフィルム１６の長手方向の端部にそれぞれ位置する。
【００３２】
図３（ｄ）は図５のＡ−Ａ線断面図を示しており、ＴＣＰ１５の金属配線１７が配置された側の面を、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３の配置された面に向け、ＴＣＰ１５の一端をＩＴＯ電極１３表面の塗布層２５と対向させ、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３とＴＣＰ１５の金属配線１７とが互いに向かい合うよう位置合せを行う。
【００３３】
その状態で、ＴＣＰ１５の金属配線１７が配置された面を塗布層２５に押し当て、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分を押圧しながら全体を加熱すると、加熱によって塗布層２５が軟化し、押圧によって金属配線１７が軟化した塗布層２５を押し退け、残留した塗布層２５中の導電性粒子２７が金属配線１７とＩＴＯ電極１３との間に挟みこまれる（図４（ｅ））。
【００３４】
この状態で更に加熱押圧を続けると、加熱によりカプセル３３が溶融、又は軟化し、カプセル３３の機械的強度が著しく弱くなる。このとき、加熱によって硬化剤粒子３１が熱膨張するので、加熱によって機械的強度が弱くなったカプセル３３が割れ、硬化剤粒子３１が塗布層２５中のエポキシ樹脂やシランカップリング剤と混ざる。
【００３５】
硬化剤粒子３１がエポキシ樹脂やシランカップリング剤と混ざると、硬化剤粒子３１を構成するアルミニウムキレートがシランカップリング剤と反応し、塗布層２５中にカチオンが放出される。該カチオンによってエポキシ樹脂の重合反応が急激に進み（カチオン重合）、金属配線１７とＩＴＯ電極１３とが導電性粒子２７を挟み込んだ状態で塗布層２５が硬化する（図４（ｆ））。
【００３６】
図４（ｆ）の符号１０は塗布層２５が硬化した状態の電気装置を示している。この電気装置１０では、金属配線１７とＩＴＯ電極１３とが導電性粒子２７を介して電気的に接続されているだけではなく、ＬＣＤ１１とＴＣＰ１５が硬化した塗布層２５によって機械的にも接続されている。
【００３７】
このように、本発明の接着剤は保存性に優れているだけではなく、カチオン重合によってエポキシ樹脂が硬化するので、従来の硬化剤を用いた場合に比べ低温、短時間で接着剤を硬化させることができる。
【００３８】
【実施例】
アルミニウムキレート（川研ファインケミカル（株）社製のアルミニウムアセチルアセトネート（商品名「アルミキレートＡ（Ｗ）」）と、アルミニウムアルコラート（川研ファインケミカル（株）社製のアルミニウムイソプロピレート（商品名「ＡＩＰＤ」））をそれぞれ溶剤であるメチルエチルケトンに分散し、アルミニウムキレートを１０重量％含有する金属キレート溶解液と、アルミニウムアルコラートを１０重量％含有する金属アルコラート溶解液をそれぞれ作製した。
【００３９】
次いで、噴霧乾燥装置（ヤマトラボテック（株）社製の商品名「ＧＣー３１」）を用い、スプレー入口温度８０℃、スプレー出口温度６０℃、スプレー圧１ｋｇ／ｃｍ2、乾燥窒素ガス流量０．５ｍ3／分の条件で、金属キレート溶解液と金属アルコラート溶解液とをそれぞれ噴霧、乾燥し、２種類の粉体状の硬化剤（硬化剤粒子）を作成した（スプレードライヤー法）。これとは別に、樹脂粒子３２として粉体状のフッ素樹脂（ダイキン工業（株）社製の商品名「ルブロンＬ−５」、一次粒子径０．２μｍ、融点３２７℃）を用意した。
【００４０】
奈良機械製作所（株）社製の商品名「ハイブリダイザーＮＨＳ−０」を用い、上記図１（ａ）、（ｂ）の工程で、上記硬化剤粒子３１を２０重量部と上記樹脂粒子３２を３重量部とを混合し、樹脂粒子３２を硬化剤粒子３１表面に静電付着させた後（混合工程）、周速１００ｍ／秒、処理時間５分間、処理温度５０℃の運転条件で樹脂粒子３２が付着した状態の硬化剤粒子３１を攪拌し（攪拌工程）、カプセル３３を形成して２種類の潜在性硬化剤３０を得た。
【００４１】
熱硬化性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「ＥＰ８２８）５０重量部に対して、熱可塑性樹脂であるフェノキシ樹脂（東都化成（株）社製の商品名「ＹＰ５０」）５０重量部と、シランカップリング剤（日本ユニカー（株）社製の商品名「Ａ−１８７」）１重量部と、導電性粒子２．５重量部と、各潜在性硬化剤１０重量部と、有機溶剤とをそれぞれ添加、分散し、ペースト状の接着剤を作成した後、図２（ａ）、（ｂ）の工程で実施例１、２の接着フィルム２０をそれぞれ作成した。これら実施例１、２の接着フィルム２０を用いて下記「室温保存試験」と、「４０℃保存試験」をそれぞれ行った。
【００４２】
〔室温保存試験〕
実施例１、２及び比較例１、２の接着フィルム２０を用いて、上記図３（ａ）〜（ｄ）、図４（ｅ）、（ｆ）の工程でＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを接続した後、ＬＣＤ１１からＴＣＰ１５を剥離するときの剥離強度を測定した（初期剥離強度）。
これとは別に、実施例１、２及び比較例１、２の接着フィルム２０を室温（２５℃）で３日、７日それぞれ保存し、保存後の各接着フィルム２０を用いて上記と同様の工程でＴＣＰ１５とＬＣＤ１１をそれぞれ接続した後、ＬＣＤ１１からＴＣＰ１５を剥離するときの剥離強度をそれぞれ測定した（保存後剥離強度）。
【００４３】
〔４０℃保存試験〕
接着フィルム２０を保存する温度を室温から４０℃に変えた以外は、上記「室温保存試験」と同じ条件で接着フィルム２０を保存し、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを接続した後、保存後剥離強度を測定した。
【００４４】
上記「室温保存試験」と「４０℃保存試験」において、保存後剥離強度の大きさが初期剥離強度の大きさの９０％以上の場合を「◎」、８０％以上９０％未満の場合を「○」、７０％以上８０％未満の場合を「△」、７０％未満の場合を「×」としてそれぞれ評価し、評価結果を下記表１に記載した。
【００４５】
【表１】
上記表１の比較例１、２は、実施例１、２で用いた２種類の硬化剤粒子を、カプセルを形成せずに接着剤に添加した場合である。
尚、ここでは、ＴＣＰ１５として２５μｍ幅の金属配線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電極１３が形成されたものをそれぞれ用い、ＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分に３ＭＰａの荷重を加えながら、１０秒間加熱し、塗布層２５を１３０℃まで昇温させて接続を行った。
【００４７】
上記表１から明らかなように、硬化剤粒子３１がカプセル３３に被覆された実施例１、２では、「室温保存試験」、「４０℃保存試験」共に評価結果が良好であった。他方、カプセルを形成せず、硬化剤粒子をそのまま接着剤に添加した比較例１、２では、各保存試験の結果が悪かった。これらの結果から、本発明の潜在性硬化剤を用いた接着剤は保存性に優れていることが確認された。
【００４８】
以上は、接着剤を用いて接着フィルムを作成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く、例えば、接着剤をペースト状のまま用いても良い。
図６（ａ）の符号１１は図３（ａ）で示したものと同じＬＣＤを示しており、このＬＣＤ１１にＴＣＰ１５を接続するには、先ず、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３表面のうち、ＴＣＰ１５を接続する部分に接着剤を塗布し、接着剤の塗布層４５を形成する（図６（ｂ））。
【００４９】
次いで、上記図３（ｄ）の工程でＴＣＰ１５の位置合せを行った後、上記図４（ｅ）、（ｆ）の工程でＴＣＰ１５とＬＣＤ１１とを接続すると、電気装置４０が得られる（図６（ｃ））。
【００５０】
以上は、接着剤を用いてＴＣＰ１５とＬＣＤ１１と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く、基板と半導体チップとを接続する場合等、種々の電気装置を製造する場合に用いることができる。
【００５１】
また、以上は接着剤中に導電性粒子を分散さ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、導電性粒子を含有しない接着剤も本発明には含まれる。
【００５２】
硬化剤粒子を構成する金属キレートとしては、ジルコニウムキレート、チタニウムキレート、アルミニウムキレート等種々の金属キレートを用いることができるが、これらのなかでも反応性が高いアルミニウムキレートを用いることが好ましい。また、以上はスプレードライヤー法により硬化剤粒子を製造する方法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。
【００５３】
以上は樹脂粒子として融点が３２７℃のフッ素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、融点が３０℃以上３５０℃以下、熱分解温度が５０℃以上５００℃以下、軟化温度が０℃以上３００℃以下、又は、ガラス転移温度が−４０℃以上３００℃以下のいずれかの条件を満たすものであれば、熱可塑性樹脂、架橋樹脂、ゲル状樹脂等種々のものを用いることができる。
【００５４】
上記のような樹脂としては、例えば、架橋アクリル樹脂（日本ペイント（株）社製の商品名「マイクロジェル」）、ポリメチルメタクリレート樹脂（綜研化学（株）社製の「ＭＰシリーズ」）、ベンゾグアナミン樹脂（日本触媒（株）社製の商品名「エポスター」）、シリコーン樹脂（ＧＥ東芝シリコーン（株）社製の商品名「トスパール」）等を用いることができる。
【００５５】
上記のような特性を有する樹脂粒子が溶融し、形成されたカプセルは、カプセル化の工程で樹脂粒子を構成する樹脂が化学的に変質することがあり、その場合はカプセルの融点、熱分解温度、軟化温度、ガラス転移温度がそれぞれ上記温度範囲外になることがある。
【００５６】
以上は熱硬化性樹脂としてエポキシ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い。カチオン重合する樹脂であれば、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が、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。
【００５７】
また、本発明に用いられる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。
【００５８】
【化２】
（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。該アルコキシ基はメトキシ基、又はエトキシ基であることが好ましい。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、特に、エポキシ環を有する置換基がグリシジル基であるものがより好ましい。ビニル基を有する置換基としては、例えば、メタクリロキシプロピル基がある。グリシジル基を有する置換基としては、例えば、グリシドキシプロピル基がある。また、置換基Ｘ1〜Ｘ4の全てがアルコキシ基からなる所謂シリケートであっても良い。）
【００６０】
熱可塑性樹脂としてはフェノキシ樹脂以外にも、例えば、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、本発明の接着剤に、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。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の接着剤では、金属キレートからなる硬化剤粒子がカプセルで覆われているため、常温ではエポキシ樹脂の重合反応が起こらず、接着剤の保存性が高い。また、本発明の接着剤は、エポキシ樹脂のカチオン重合反応により硬化する。カチオン重合反応は、従来の硬化剤を用いた場合の重合反応よりも低温で起こるので、本発明の接着剤は従来の接着剤に比べ、低温、短時間で硬化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】(ａ)〜(ｃ)：本発明の潜在性硬化剤を製造する工程の一例を説明するための図
【図２】(ａ)、(ｂ)：本発明の接着剤を用いて接着フィルムを製造する工程の一例を説明するための図
【図３】(ａ)〜(ｄ)：本発明の接着剤を用いてＬＣＤとＴＣＰとを接続する工程の前半を説明するための図
【図４】(ｅ)、(ｆ)：ＴＣＰとＬＣＤとを接続する工程の後半を説明するための図
【図５】ＴＣＰをＬＣＤ上で位置合せを行った状態を説明するための平面図
【図６】(ａ)〜(ｃ)：本発明の接着剤を用いてＴＣＰとＬＣＤとを接続する工程の他の例を説明するための図
【図７】(ａ)〜(ｃ)：従来技術の接着剤を用いてＴＣＰとＬＣＤとを接続する工程を説明するための図
【符号の説明】
２０、４５……接着剤（塗布層）
３０……潜在性硬化剤
３１……硬化剤粒子
３２……樹脂粒子
３３……カプセル
Claims (10)
- 硬化剤粒子と、前記硬化剤粒子表面を被覆するカプセルとを有する潜在性硬化剤であって、
前記硬化剤粒子は、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し、
前記カプセルは、フッ素樹脂を主成分とする樹脂粒子が、前記硬化剤粒子表面に付着し、溶融して形成された潜在性硬化剤。 - 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１記載の潜在性硬化剤。
- 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１記載の潜在性硬化剤。
- 前記樹脂粒子は、前記硬化剤粒子の平均粒径よりも平均粒径が小さい請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の潜在性硬化剤。
- 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硬化剤粒子と、前記硬化剤粒子表面を被覆するカプセルとを有する潜在性硬化剤の製造方法であって、
前記硬化剤粒子を製造する工程と、
前記樹脂成分を主成分とし、前記硬化剤粒子の平均粒径よりも平均粒径の小さい粉体状の樹脂粒子を前記硬化剤粒子表面に付着させ、前記硬化剤粒子表面に付着した前記樹脂粒子を溶融させ、前記カプセルを形成するカプセル化の工程とを有する潜在性硬化剤の製造方法。 - 前記カプセル化工程は、前記硬化剤粒子と前記樹脂粒子とを混合して前記硬化剤粒子表面に前記樹脂粒子を付着させる混合工程と、
前記樹脂粒子が付着した状態の前記硬化剤粒子を攪拌し、前記樹脂粒子を溶融させる攪拌工程とを有する請求項５記載の潜在性硬化剤の製造方法。 - 前記樹脂粒子の平均粒径に対する前記硬化剤粒子の平均粒径の比が１００：８０以上である請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法。
- 前記樹脂粒子の平均粒径に対する前記硬化剤粒子の平均粒径の比が１００：５０以上である請求項５又は請求項６のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法。
- 前記樹脂粒子はフッ素樹脂を主成分とする請求項５乃至請求項８のいずれか１項記載の潜在性硬化剤の製造方法。
- 熱硬化性樹脂と、シランカップリング剤と、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の潜在性硬化剤とを有する接着剤。
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