JP4067736B2

JP4067736B2 - 異方性導電接着剤および電子デバイス製品

Info

Publication number: JP4067736B2
Application number: JP2000075684A
Authority: JP
Inventors: 和佳子関; 浩和西村
Original assignee: Kyocera Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2020-03-17
Also published as: JP2001262110A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度回路間の接続に用いて好適な異方性導電接着剤およびそれを用いた電子デバイス製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体チップなど電子部品を回路基板など電極をもつ電子機器の所定部位へ接着し相互の電気的接続をするための接着剤として、多くの異方性導電接着剤が提案されている。この種の異方性導電接着剤は、導電性粒子をエポキシ系接着剤に混ぜ、電極間に挾み、熱圧着するが、導電性粒子が電極間に挾まれることにより圧着方向導電性が確保される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の異方性導電接着剤によって高密度回路間を接続する場合、熱圧着の際に異方性導電接着剤の流動性が増し、中に含まれる導電粒子が凝集していると隣接回路間の絶縁性が確保できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、従来の異方性導電接着剤における上記の問題点を解決するためになされたもので、導電粒子どうしが接した際は導通せず、熱圧着した部分にのみ導通をとれ、隣接回路間の絶縁性の確保が確実である異方性導電接着剤および電子デバイス製品を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成しようと鋭意研究を重ねた結果、エポキシ系樹脂成分と混合させる導電粒子を、あらかじめチオール系分散剤で表面処理することにより、導電性粒子どうしが接した方向には導通せず、熱圧着した部分のみ導通をとれることを発見し、このことで上記の目的が達成されることを見いだし、本発明を完成したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤および（Ｃ）導電性粒子を必須成分とし、上記（Ｃ）導電性粒子が、あらかじめ粒子表面を下記一般式に示されるチオール系分散剤
【化２】

（但し、式中Ｒはアルキル基を表す）
で表面処理されたものであるとともに、全体の樹脂組成物中に４０重量％以下の割合で含有されることを特徴とする異方性導電接着剤であり、またこの異方性導電接着剤を使用して部材を接着接続したことを特徴とする電子デバイス製品である。
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明に用いる（Ａ）エポキシ樹脂としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する多価エポキシ樹脂であれば、一般に用いられているエポキシ樹脂が使用可能である。具体的なものとしては、例えば、フェノールノボラックやクレゾールノボラック等のノボラック樹脂、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、レゾルシン、ビスヒドロキシジフェニルエーテル等の多価フェノール類、エチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ポリプロピレングリコール等の多価アルコール類、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、アニリン等のポリアミノ化合物、アジピン酸、フタル酸、イソフタル酸等の多価カルボキシ化合物等とエピクロルヒドリン又は２−メチルエピクロルヒドリンを反応させて得られるグリシジル型のエポキシ樹脂が挙げられ、またジシクロペンタジエンエポキサイド、ブタジエンダイマージエポキサイド等の脂肪族および脂環族エポキシ樹脂等も挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【０００９】
本発明に用いる（Ｂ）硬化剤としては、１分子中に２個以上の活性水素を有するものであれば特に制限することなく使用することができる。具体的なものとして、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタフェニレンジアミン、ジシアンジアミド、ポリアミドアミン等のポリアミノ化合物、無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸等の有機酸無水物、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等のノボラック樹脂等が挙げられ、これらは単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００１０】
本発明に用いる（Ｃ）導電性粒子は、少なくとも表面層が導電体であればよく、特に制限するものでない。これらの導電性粒子としては、例えば金属粒子および非導電粒子の表面に導電層を有するものが挙げられ、これらは単独または２種以上混合して使用することができる。本発明において導電粒子の表面を処理する前記化２のチオール系分散剤としては、例えば下式に示されるトリアジンチオール置換体が挙げられる。
【００１１】
【化３】

本発明における導電粒子の表面処理方法は、分散剤が導電粒子の凝集を妨げる効果が発揮できる粉体処理方法であればよく、特に制限するものではない。例えば、湿式法、乾式法等が挙げられる。
【００１２】
本発明において、上記チオール系分散剤で表面処理された導電粒子は、エポキシ樹脂組成物１００重量部に対して４０重量部以下含有させることが好ましい。表面処理された導電粒子の含有量が４０重量部を超えると、導電粒子の分散効果が乏しくなり、隣接する電極間の絶縁性が保てなくなる。
【００１３】
【作用】
本発明は、エポキシ系樹脂成分と混合させる導電粒子をあらかじめチオール系分散剤で表面処理することで、導電粒子の凝集を防ぎ、その状態で導電粒子を電極間に挾み、熱圧着させることによって、向かい合う電極間にだけ導通性を、また隣接する電極間には絶縁性をもたせることができる。これにより、微細電極パターンの回路間接合を隣接電極間の短絡の危険なしに行うという条件を満たすことができるものである。また、チオール系分散剤の使用は、チオール系分散剤を介して電極金属と導電粒子が化学結合し、電極どうしの物理的、電気的接続信頼性（耐湿性、耐熱性）が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例および比較例において「％」とあるのは「重量％」を意味する。
【００１５】
実施例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてＲＥ−３１０Ｓ（日本化薬株式会社製、商品名）７０％と、無水フタル酸のペンタハード５０００（東燃石油化学株式会社製、商品名）１０％と、イミダゾール変性物のキュアダクトＰ−１０９０／Ｌ−６１Ｂ（四国化成株式会社製、商品名）２０％とを混合して得たエポキシ系樹脂成分１００重量部中に、導電性粒子として、チオール系分散剤の下記表面処理をした粒径１０μｍのニッケル粒子を２０重量部加え、分散させて異方性導電接着剤を得た。この異方性導電接着剤について接着強度（初期、耐湿後）、凝集を評価した結果を表１に示す。
【００１６】
導電粒子の表面処理は、導電粒子をフラスコに投入後、４０℃に保ちながらフラスコ内部を窒素置換し、そのフラスコに４０℃の前記化３のトリアジンジチオール・エタノール溶液（濃度は１×１０^-3ｍｏｌ／Ｌ）を加え、４０分間攪拌し、濾取後乾燥することにより完了した。
【００１７】
比較例１
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてＲＥ−３１０Ｓ（日本化薬株式会社製、商品名）７０％と、無水フタル酸のペンタハード５０００（東燃石油化学株式会社製、商品名）１０％と、イミダゾール変性物のキュアダクトＰ−１０９０／Ｌ−６１Ｂ（四国化成株式会社製、商品名）２０％とを混合して得たエポキシ系樹脂成分１００重量部中に、導電性粒子として実施例１と同じ表面処理をした粒径１０μｍのニッケル粒子を５０重量部加え、分散させて異方性導電接着剤を得た。この異方性導電接着剤について接着強度（初期、耐湿後）、凝集を評価した結果を表１に示す。
【００１８】
比較例２
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてＲＥ−３１０Ｓ（日本化薬株式会社製、商品名）７０％と、無水フタル酸のペンタハード５０００（東燃石油化学株式会社製、商品名）１０％と、イミダゾール変性物のキュアダクトＰ−１０９０／Ｌ−６１Ｂ（四国化成株式会社製、商品名）２０％とを混合して得たエポキシ系樹脂成分１００重量部中に、導電性粒子として表面処理をしていない粒径１０μｍのニッケル粒子を２０重量部加え、分散させて異方性導電接着剤を得た。この異方性導電接着剤について接着強度（初期、耐湿後）、凝集を評価した結果を表１に示す。
【００１９】
比較例３
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂としてＲＥ−３１０Ｓ（日本化薬株式会社製、商品名）７０％と、無水フタル酸のペンタハード５０００（東燃石油化学株式会社製、商品名）１０％と、イミダゾール変性物のキュアダクトＰ−１０９０／Ｌ−６１Ｂ（四国化成株式会社製、商品名）２０％とを混合して得たエポキシ系樹脂成分１００重量部中に、導電性粒子として表面処理をしていない粒径１０μｍのニッケル粒子を５０重量部加え、分散させて異方性導電接着剤を得た。この異方性導電接着剤について接着強度（初期、耐湿後）、凝集を評価した結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】

＊１：１ｍｍ²Ｓｉチップとガラスエポキシ基板の間に上述の接着剤を挟み、１５０℃，１０分間で硬化させた後、初期は剪断試験（テーブル温度２５℃）で測定した。耐湿後は硬化後１２１℃，１００％ＲＨ，２０Ｈ条件下におき、剪断試験（テーブル温度２５℃）で測定した。
【００２１】
＊２：６ｍｍ²ガラスチップとガラスエポキシ基板の間に上述の接着剤を挟み、１５０℃，１０分間で硬化させた後、光学顕微鏡で観察した。
【００２２】
表１から明らかなように、実施例のみ接着強度と凝集の両方の測定で良好な結果が得られた。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明および表１から明らかなように、本発明によれば、チオール系分散剤で表面処理された導電粒子を４０重量部以下使用することによって、微細電極パターンの回路間接合を、隣接電極間の短絡の危険なしに行うことができ、回路の高密度化に適応できる異方性導電接着剤を得ることができた。

Claims

（Ａ）エポキシ樹脂、（Ｂ）硬化剤および（Ｃ）導電性粒子を必須成分とし、上記（Ｃ）導電性粒子が、あらかじめ粒子表面を下記一般式に示されるチオール系分散剤

（但し、式中Ｒはアルキル基を表す）で表面処理されたものをそのまま配合するものであるとともに、全体の樹脂組成物中に４０重量％以下の割合で含有されることを特徴とする異方性導電接着剤。
請求項１記載の異方性導電接着剤を使用して部材を接着接続したことを特徴とする電子デバイス製品。