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
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Description
【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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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