JP4000655B2 - 回路接続用フィルム状接着剤、回路板及びｉｃカード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板同士またはＩＣチップ等の電子部品と回路基板の接続に用いられる回路用接続部材、回路板及びＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板同士またはＩＣチップや電子部品と回路基板の接続とを電気的に接続する際には、接着剤または導電粒子を分散させた異方導電接着剤が用いられている。
すなわち、これらの接着剤を相対峙する電極間に配置して、加熱、加圧によって電極同士を接続後、加圧方向に導電性を持たせることによって、電気的接続を行うことができる。例えば、特開昭６３−８６７８１号公報には、エポキシ樹脂をベースとした回路接続用接着剤が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの接着剤は、大量の電子部品に用いられおり、廃棄する際には埋め立てや焼却によって処理されている。しかしながら、近年環境問題が、クローズアップされこれら廃棄物処理による環境に対しての負荷を最小限に抑える必要性が生じている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、相対峙する回路電極を加熱、加圧によって、加圧方向の電極間を電気的に接続する加熱接着性接着剤において、接着剤が少なくとも生分解性であり、融点が５０〜１５０℃の脂肪族ポリエステル樹脂を含有していることを特徴とする回路接続用フィルム状接着剤及びこれを用いた回路板やＩＣカードに関するものである。接着剤としては、接着剤の接続後の面積が、接続する前の面積に対して１．５〜６．５倍である回路接続用フィルム状接着剤が好ましい。接着剤には反応性樹脂を含有することができる。また、接着剤には、０．１〜２０体積％の導電粒子を分散することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
接着剤としては、生分解性であり、融点が５０〜１５０℃の脂肪族ポリエステル樹脂であれば、特に限定されない。脂肪族ポリエステル樹脂の融点は、低いほど生分解性に優れるが、あまり低いと回路接続用として接続信頼性が低下する。
【０００６】
接着剤には接続信頼性を高めるために反応性樹脂を添加することができ、エポキシ系樹脂やアクリレート系樹脂、ビニルエステル系樹脂、マレイミド系樹脂などを硬化剤とともに用いることができる。
本発明の接着剤には接続部の低応力化を図るため必要に応じてアクリルゴムを添加することができる。アクリルゴムとしては、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルまたはアクリルニトリルのうち、少なくとも一つをモノマー成分とした重合体または共重合体が挙げられ、中でもグリシジルエーテル基を有するグリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートを含む共重合体系アクリルゴムが好適に用いられる。
【０００７】
また、接着剤にはフィルム形成性をより容易にするために、フェノキシ樹脂等の熱可塑性樹脂を配合することもできる。フィルム形成は、少なくとも生分解性樹脂からなる接着組成物を有機溶剤に溶解あるいは分散により、液状化して、剥離性基材上に塗布し、反応性樹脂を添加した場合は硬化剤の活性温度以下で溶剤を除去することにより行われる。この時用いる溶剤は、芳香族炭化水素系と含酸素系の混合溶剤が材料の溶解性を向上させるため好ましい。
【０００８】
接着剤の接続後の面積と接続前の面積の比は、以下の手段によって測定する。すなわち、厚さ５０μｍ、大きさ５ｍｍ角の接着剤を厚さ１．１ｍｍ、大きさ１５ｍｍ角のガラス板２枚に挟んでおく。これを、加熱圧着機によって加熱温度１８０℃、加圧１８ｋｇｆ／ｃｍ²、加圧時間２０秒の条件で加熱、加圧を行い、加熱、加圧前の接着剤面積（Ａ）及び、加熱、加圧の接着剤面積（Ｂ）を画像処理装置を用いて測定することによって、接着剤の接続後の面積と接続前の面積の比（Ｂ／Ａ）を求めることができる。
接着剤の接続後の面積と接続前の面積の比（Ｂ／Ａ）が１．５未満になると、接続電極間、または接続電極と導電粒子界面の溶融接着剤の排除性が低下する傾向にあるため、接続電極間または接続電極と導電粒子間の電気的導通を確保できにくくなる。一方、接着剤の接続後の面積と接続前の面積の比（Ｂ／Ａ）が６．５を越えると接続時の接着剤の流動性が高すぎるため、気泡がでやすく、結果として信頼性が低下する場合がある。
【０００９】
本発明の接着剤には、チップのバンプや基板電極の高さばらつきを吸収するために、異方導電性を積極的に付与する目的で導電粒子を分散することもできる。
本発明において導電粒子は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕやはんだ等の金属の粒子であり、ポリスチレン等の高分子の球状の核材にＮｉ、Ｃｕ、Ａｕ、はんだ等の導電層を設けたものがより好ましい。さらに導電性の粒子の表面にＳｕ、Ａｕ、はんだ等の表面層を形成することもできる。粒径は基板の電極の最小の間隔よりも小さいことが必要で、電極の高さばらつきがある場合、高さばらつきよりも大きいことが好ましく、１〜１０μｍが好ましい。また、接着剤に分散される導電粒子量は、０．１〜２０体積％である。
【００１０】
本発明において用いられる回路部材として半導体チップ、プリント基板、ポリイミドやポリエステルを基材としたフレキシル配線板があげられる。半導体チップや基板の電極パッド上には、めっきで形成されるバンプや金ワイヤの先端をトーチ等により溶融させ、金ボールを形成し、このボールを電極パッド上に圧着した後、ワイヤを切断して得られるワイヤバンプなどの突起電極を設け、接続端子として用いることができる。特に情報カードとして大量に使用されるＩＣカードの場合では、基材回路部材として生分解性樹脂、例えば脂肪族ポリエステル樹脂を基材とした回路板を用いた場合、チップと基材回路以外は全て生分解性となるため、廃棄問題解決に効果的である。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例
脂肪族ポリエステル樹脂（ビオノーレ＃１０００、昭和高分子（株）商品Ｂ）１８０ｇと、アクリルゴム（ブチルアクリレート４０部−エチルアクリレート３０部−アクリロニトリル３０部−グリシジルメタクリレート３部の共重合体、分子量：８５万）２０ｇを酢酸エチル４００ｇに溶解し、３３％溶液を得た。次いで、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ
（エポキシ当量１８５）５０ｇをこの溶液に加え、撹拌してフィルム塗工用溶液を得た。この溶液をセパレータ（シリコーン処理したポリエチレンテレフタレートフィルム、厚み４０μｍ）にロールコータで塗布し、１００℃、１０分乾燥し厚み５０μｍの接着フィルム１を作製した。
次に、作製した接着フィルム１を用いて、金バンプ（面積：８０×８０μｍ、スペース３０μｍ、高さ：１５μｍ、バンプ数２０）付きチップ（１０×１０ｍｍ、厚み：０．５μｍ）とＮｉ／ＡｕめっきＣｕ回路プリント基板の接続を以下に示すように行った。接着フィルム１（１２×１２ｍｍ）をＮｉ／ＡｕめっきＣｕ回路板（脂肪族ポリエステル製、基材厚み：１００ミクロン、電極高さ：２０μｍ）に８０℃、１０ｋｇｆ／ｃｍ²で貼り付けた後、セパレータを剥離し、チップのバンプとＮｉ／ＡｕめっきＣｕ回路板の位置合わせを行った。次いで、１８０℃、１００ｇ／バンプ、２０秒の条件でチップ上方から加熱、加圧を行い、本接続を行った。本接続後の接続抵抗は、１バンプあたり最高で１０ｍΩ、平均で８ｍΩ、絶縁抵抗は１０⁸Ω以上であり、これらの値は−４０〜１００℃の熱衝撃試験１０００サイクル処理後においても変化がなく、良好な接続信頼性を示した。また、得られたＩＣカードは、チップ及び回路部以外の接着剤及び基材は湿潤土中に１２カ月放置した後、分解した。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤、回路板及びＩＣカードによれば、熱衝撃試験等の信頼性試験においても接続部での接続抵抗の増大や接着剤の剥離がなく、良好な接続信頼性を示す他、接着剤に生分解性樹脂を用いており、土中で微生物分解するため、廃棄処理が容易で環境負荷も小さく特に使い捨て電子部品用途として有用である。

Claims (9)

1. 相対峙する回路電極を加熱、加圧によって、加圧方向の電極間を電気的に接続する加熱接着性接着剤であって、接着剤が少なくとも生分解性であり、融点が５０〜１５０℃の脂肪族ポリエステル樹脂を含有していることを特徴とする回路接続用フィルム状接着剤。
2. 接着剤の接続後の面積が、接続する前の面積に対して１．５〜６．５倍である請求項１記載の回路接続用フィルム状接着剤。
3. 接着剤が反応性樹脂を含有している請求項１又は２記載の回路接続用フィルム状接着剤。
4. 接着剤に０．１〜２０体積％の導電粒子が分散されている請求項１〜３各項記載の回路接続フィルム状接着剤。
5. 第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、第一の接続端子と第二の接続端子を対向して配置し、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子の間に接着剤を介在させ、加熱加圧して前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子を電気的に接続させた回路板であって、前記接着剤が少なくとも生分解性であり、融点が５０〜１５０℃の脂肪族ポリエステル樹脂を含有していることを特徴とする回路板。
6. 接着剤の接続後の面積が、接続する前の面積に対して１．５〜６．５倍である請求項５記載の回路板。
7. 接着剤が反応性樹脂を含有している請求項５又は６記載の回路板。
8. 接着剤に０．１〜２０体積％の導電粒子が分散されている請求項５〜７各項記載の回路板。
9. 第一の回路部材がＩＣチップ、第二の回路部材が接続端子を有す有機回路基板である請求項５〜８各項記載の回路板を備えるＩＣカード。