JP4240460B2 - 接着剤、接着剤の製造方法及び電気装置 - 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）とを接続する場合に、熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂とを含有する接着剤が用いられている。
【０００３】
図６（ａ）の符号１１１はＬＣＤを示しており。ＬＣＤ１１１は透明なガラス基板１１２を有しており、ガラス基板１１２の表面には、金属箔のパターニングによって電極１１３とアライメントマーク１１４とがそれぞれ形成されている。図６（ｂ）の符号１２５は接着フィルムを示しており、接着フィルム１２５はＬＣＤ１１１の電極１１３が配置された面に貼着されている。
【０００４】
図６（ｂ）の符号１１５は、ＬＣＤ１１１の上方に配置されたＴＣＰを示している。ＴＣＰ１１５はベースフィルム１１６を有しており、ベースフィルム１１６の表面には金属箔のパターニングによって金属配線１１７とアライメントマーク１１９とがそれぞれ形成されている。この状態では、ＴＣＰ１１５の金属配線１１７が配置された側の面が接着フィルム１２５に向けられている。
【０００５】
ガラス基板１１２の電極１１３が配置されていない側からガラス基板１１２と、接着フィルム１２５とを透過する光によって、ＬＣＤ１１１のアライメントマーク１１４と、ＴＣＰ１１５のアライメントマーク１１９の両方を観察し、これらのアライメントマーク１１４、１１９が重ねあうようにＬＣＤ１１１とＴＣＰ１１５とを相対的に移動させると、互いに接続されるべき金属配線１１７と電極１１３とが相対する位置に配置される。
【０００６】
ＴＣＰ１１５を、ＬＣＤ１１１上の接着フィルム１２５表面に押しつけ（図６（ｃ））、ＴＣＰ１１５とＬＣＤ１１１とが重なり合った部分を押圧しながら加熱すると、加熱によって接着フィルム１２５が軟化し、押圧によって金属配線１１７が軟化した接着フィルム１２５を押し退け、電極１１３表面に当接される。
【０００７】
接着フィルム１２５はエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を有しており、加熱によって熱硬化性樹脂が重合すると、金属配線１１７が電極１１３に当接された状態で接着フィルム１２５が硬化する。
【０００８】
図６（ｄ）の符号１０１は接着フィルム１２５が硬化した状態の電気装置を示している。ＬＣＤ１１１とＴＣＰ１１５とは接着フィルム１２５によって機械的に接続されているだけではなく、電極１１３に当接された金属配線１１７によって電気的にも接続されている。
【０００９】
しかし、ＬＣＤ１１１やＴＣＰ１１５と、接着フィルム１２５とでは、線膨張係数や弾性率が異なるため、電気装置１０１を高温条件に置いた場合に、生じる応力によって、ＬＣＤ１１１やＴＣＰ１１５から接着フィルム１２５が剥離したり、電気装置１０１に反り等の変形が生じる場合がある。
【００１０】
特開平２０００−４０５４２や特開平５−３４７４６４に記載されているように、ゴム等からなる絶縁粒子を、エポキシ樹脂等からなるバインダーに分散させた接着剤を用いれば、絶縁粒子によって電気装置１０１の内部応力が緩和されるので、変形が生じにくい。
【００１１】
しかしながら、上記のような接着剤は、ベースフィルム１１６がポリイミド樹脂からなるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を被着体として用いた場合の接着強度が充分ではなく、また、バインダーの主成分であるエポキシ樹脂の屈折率と、絶縁粒子を構成するゴムの屈折率とは異なるため、接着フィルムを透過する光は接着フィルム内で散乱する。従って、上記のような接着フィルムの光透過性は低く、ＬＣＤ１１１とＴＣＰ１１５とを位置合せする工程は困難であった。
【００１２】
【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、接着強度に優れ、かつ、光透過性の高い接着剤を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、熱可塑性樹脂からなる第一の樹脂材料と、熱硬化性樹脂からなる第二の樹脂材料とが混合されたバインダー中に、樹脂粒子が分散された接着剤であって、前記樹脂粒子は、熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂材料の重合構造単位と、共通する主骨格を重合構造単位に有する第三の樹脂材料を主成分とし、前記第一、第三の樹脂材料はフェノキシ樹脂からなり、前記第二の樹脂材料がエポキシ樹脂からなる接着剤である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の接着剤であって、前記バインダー中に導電性粒子が分散された接着剤である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の接着剤であって、前記樹脂粒子の平均粒径が０．１μｍ以上５０μｍ以下である接着剤である。
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項記載の接着剤であって、前記樹脂粒子の含有量が０．５重量％以上７０重量％以下である接着剤である。
請求項５記載の発明は、接着剤の製造方法であって、熱可塑性のフェノキシ樹脂からなる第一の樹脂材料と、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる第二の樹脂材料とをそれぞれ溶媒に溶解させ、バインダーを作製するバインダー作製工程と、前記第一の樹脂材料と同じ主骨格を重合構造単位中に有するフェノキシ樹脂からなる第三の樹脂材料を用いて樹脂粒子を製造し、前記樹脂粒子を前記バインダー中に分散させる分散工程とを有し、前記分散工程は、前記バインダーの温度を前記第三の樹脂材料のガラス転移温度未満に維持して行う接着剤の製造方法である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の接着剤の製造方法であって、前記バインダー作製工程は、前記第一の樹脂材料を前記溶媒に溶解し、第一の樹脂材料溶液を作製する第一の溶解工程と、前記第二の樹脂材料を前記溶媒に溶解し、第二の樹脂材料溶液を作製する第二の溶解工程と、前記第一の樹脂材料溶液と、前記第二の樹脂材料溶液とを混合する混合工程とを有し、前記第一の溶解工程は、前記溶媒の温度を前記第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持して行い、前記第二の溶解工程は、前記溶媒の温度を前記第二の樹脂材料の熱重合開始温度以下に維持して行う接着剤の製造方法である。
請求項７記載の発明は、樹脂フィルムと、ガラス基板とを有する電気装置であって、前記ガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の接着剤が配置され、前記接着剤が熱処理によって硬化された電気装置である。
【００１４】
本発明は上記のように構成されており、バインダーに含まれる第一の樹脂材料と、樹脂粒子の主成分である第三の樹脂材料とは、重合構造単位中に互いに共通する主骨格を有しているため、バインダーに入射する光の屈折率と、樹脂粒子に入射する光の屈折率が略等しい。
【００１５】
従って、接着剤に入射した光は、樹脂粒子の表面とバインダーとの界面で反射せず、接着剤中で散乱することなく透過するので、本発明の接着剤は光の透過率が高く、被着体の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１６】
接着剤の高信頼性を維持するため、第三の樹脂材料は硬化前の接着剤のガラス転移温度を低下させないようなものが好ましい。接着剤をフィルム状に成形した場合（接着フィルム）、接着フィルムの硬化前のガラス転移温度は１１０℃以上１４０℃以下の温度範囲にあり、かつ、該接着フィルムの５０℃における弾性率が１．０×１０9以上であることが好ましい。
【００１７】
第一、第三の樹脂材料は種々の熱可塑性樹脂を用いることができるが、フェノキシ樹脂はＬＣＤ、ＴＣＰ、ＦＰＣ、半導体チップ等の被着体との接着力が高いので、他の熱可塑性樹脂に比べ本発明の接着剤に適している。
【００１８】
接着剤中に導電性粒子が分散されている場合、樹脂粒子の加熱押圧時の硬度が導電性粒子の硬度よりも低ければ、樹脂粒子の平均粒径が導電性粒子の平均粒径よりも大きい場合であっても、電極間に位置する樹脂粒子の変形量が導電性粒子の変形量よりも大きくなるので、導電性粒子が対向する電極の両方に接触し、被着体が導電性粒子を介して電気的に接続される。
【００１９】
本発明の接着剤は、バインダー中に熱硬化性樹脂である第二の樹脂材料が添加されているので、被着体で接着剤を挟んだ状態で加熱すると、熱硬化性樹脂が加熱によって重合して接着剤が硬化し、硬化した接着剤によって被着体が固定される。
【００２０】
第二の樹脂材料を構成する熱硬化性樹脂としては種々のものを用いることができるが、第一、第三の樹脂材料としてフェノキシ樹脂を用いた場合は、エポキシ樹脂のようにフェノキシ樹脂と光の屈折率が類似する樹脂を用いれば、接着剤中での光の散乱を抑制することができる。
【００２１】
樹脂粒子をバインダーに分散させる工程では、バインダー中に第三の樹脂材料と重合構造単位が類似する第一の樹脂材料が既に溶解しているため、第三の樹脂材料の溶解度が低くなっている上、バインダーの温度が第三の樹脂材料のガラス転移温度未満に維持されているので、第三の樹脂材料はバインダー中の溶媒に溶解しない。
【００２２】
これに対し、第一の溶解工程では、溶媒が第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持されているので、第一の樹脂材料を溶媒中に完全に溶解させることができる。従って、接着剤中では第一の樹脂材料は溶媒に完全に溶解した状態で存在するが、第三の樹脂材料は樹脂粒子として存在する。
【００２３】
他方、第二の溶解工程では、溶媒が第二の樹脂材料の熱重合開始温度以下に維持されており、第二の樹脂材料の熱重合反応が進行しないので、バインダー及び接着剤の粘度が必要以上に高くならない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の接着剤の製造方法を説明する。
先ず、熱可塑性樹脂からなる第一の樹脂材料を溶媒と共に攪拌容器内に入れ、攪拌容器内を第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持しなら攪拌し、第一の樹脂材料溶液を得る（第一の溶解工程）。
【００２５】
熱硬化性樹脂からなり、可視光の屈折率が、第一の樹脂材料の可視光の屈折率と略等しい第二の樹脂材料を、溶媒と共に攪拌装置に入れ、攪拌装置内の温度を第二の樹脂材料の熱重合反応開始温度以下に維持しながら攪拌し、第二の樹脂材料溶液を得る（第二の攪拌工程）。次いで、第一、二の樹脂材料溶液を所定の配合比率で混合し、液状のバインダーを作製する。
【００２６】
第一の樹脂材料と共通する主骨格を重合構造単位中に有する第三の樹脂材料を用意し、第三の樹脂材料を溶媒に溶解させて第三の樹脂材料溶液を作製する。次いで、第三の樹脂材料溶液を噴霧乾燥装置のノズルから噴射、乾燥し、粉体状の第三の樹脂材料（樹脂粒子）を作製する（スプレードライヤー法）。
【００２７】
次に、樹脂粒子と、バインダーとを上記攪拌装置とは異なる攪拌装置に入れ、該攪拌装置内の温度を第三の樹脂材料のガラス転移温度以下に維持しながら攪拌し、樹脂粒子をバインダー中に分散させる。この状態では、第三の樹脂材料はバインダー中の有機溶媒に溶解せず、樹脂粒子としてバインダー中存在する。
【００２８】
また、第三の樹脂材料は第一の樹脂材料と共通する主骨格を重合構造単位中に有するため、樹脂粒子の可視光の屈折率は、バインダー中の第一の樹脂材料の可視光の屈折率と略等しくなっている。
【００２９】
樹脂粒子が分散された状態のバインダーに、更に、樹脂粒子よりも硬度が大きい導電性粒子を添加、分散させ、本発明の接着剤を作成する。この状態では接着剤は液状である。
【００３０】
図１（ａ）の符号２１は樹脂からなる剥離フィルムを示しており、この剥離フィルム２１の表面に上記工程で作製した接着剤を塗布、乾燥し、膜厚５μｍ以上１００μｍ以下の接着剤層を形成する。図１（ｂ）の符号２５は乾燥し、フィルム状に成形された接着剤層を示しており、接着剤層２５中には、導電性粒子２７と樹脂粒子３０とが分散されている。
【００３１】
次に、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詳細に説明する。図２（ａ）の符号１１はＬＣＤを示している。ＬＣＤ１１は透明なガラス基板１２を有しており、ガラス基板１２の表面には、導電性薄膜のパターニングによって電極１３とアライメントマーク１４とが形成されている。
【００３２】
ＬＣＤ１１の電極１３が配置された側の面に、接着フィルム２０の接着剤層２５を押し当てる（図２（ｂ）））。接着剤層２５と剥離フィルム２１との接着力は、ＬＣＤ１１と接着剤層２５との接着力よりも低いので、図２（ｂ）に示した状態で、剥離フィルム２１をめくると、接着剤層２５が剥離フィルム２１から離れ、ＬＣＤ１１上に残る。図２（ｃ）はその状態を示しており、ＬＣＤ１１の電極１３と、アライメントマーク１４は接着剤層２５で覆われている。
【００３３】
図２（ｄ）の符号１５はＦＰＣを示している。ＦＰＣ１５はポリイミド樹脂からなるベースフィルム１６（樹脂フィルム）を有しており、ベースフィルム１６表面には、金属箔のパターニングによって金属配線１７とアライメントマーク１９とが形成されている。
【００３４】
図４を参照し、ＬＣＤ１１の平面形状とＦＰＣ１５の平面形状とはここではそれぞれ矩形にされている。電極１３と金属配線１７の平面形状はそれぞれ細長にされており、電極１３と金属配線１７はそれぞれＬＣＤ１１とＦＰＣ１５の矩形形状の一辺と平行に延設されている。
【００３５】
ＬＣＤ１１のアライメントマーク１４と、ＦＰＣ１５のアライメントマーク１９は、ＬＣＤ１１、ＦＰＣ１５の細長の端部であって、矩形形状の一隅にそれぞれ配置されている。
【００３６】
ＬＣＤ１１の電極１３が配置された側の面と、ＦＰＣ１５の金属配線１７が配置された側の面とが対向させ、電極１３が延びる方向と、金属配線１７の延びる方向とが逆方向になるよう、ＦＰＣ１５とＬＣＤ１１とを平行配置し、ＬＣＤ１１のアライメントマーク１４とＦＰＣ１５のアライメントマーク１９とを略重なり合うよう、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とを相対的に移動させると、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とが部分的に重なり合った状態になる。
【００３７】
本発明の接着剤に入射した光は散乱せずに透過するので、ガラス基板２３の電極１３とは反対側の面を観察すると、接着剤層２５と、ガラス基板２３とを透過した光によって、アライメントマーク１４、１９が観察される。
【００３８】
両方のアライメントマーク１４、１９を観察しながら、ＬＣＤ１１のアライメントマーク１４と、ＦＰＣ１５のアライメントマーク１９とが正確に重なり合うように、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とを相対的に移動させると、互いに接続されるべき金属配線１７と電極１３とが対向配置される（位置合わせ）。
【００３９】
この状態で、ＦＰＣ１５をＬＣＤ１１上の接着剤層２５表面に押し当て、（図３（ｅ））、ＦＰＣ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分を押圧しながら加熱すると、加熱によって接着剤層２５が軟化し、押圧によって金属配線１７が軟化した接着剤層２５にめり込む。
【００４０】
この状態では、金属配線１７と電極１３との間には、接着剤層２５中の導電性粒子２７と樹脂粒子３０とが存在する。導電性粒子２７の平均粒径が、樹脂粒子３０の平均粒径よりも大きい場合、押圧を続けることによって、更に金属配線１７がめり込むと、導電性粒子２７が金属配線１７と電極１３との間に挟み込まれ、導電性粒子２７を介して電極１３と金属配線１７とが電気的に接続される。
【００４１】
導電性粒子２７の平均粒径が樹脂粒子３０の平均粒径よりも小さい場合は、金属配線１７が更にめり込むと、先ず、樹脂粒子３０が金属配線１７と電極１３との間に挟み込まれるが、樹脂粒子３０の硬度は導電性粒子２７の硬度よりも小さいので、更に押圧を続けることで、樹脂粒子３０は押しつぶされ、導電性粒子２７が電極１３と金属配線１７との両方に接触し、電極１３と金属配線１７とが電気的に接続される。
【００４２】
電極１３と金属配線１７とが電気的に接続された状態で、更に加熱押圧を続けると、接着剤層２５中の熱硬化性樹脂（第二の樹脂材料）が加熱によって重合し、導電性粒子２７が電極１３と金属配線１７とに接触した状態で接着剤層２５が硬化する。
【００４３】
図３（ｆ）の符号１０は接着剤層２５が硬化した状態の電気装置を示しており、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とは硬化した接着剤層２５を介して機械的に接続されているだけではなく、導電性粒子２７を介して電気的にも接続されている。
【００４４】
接着剤層２５中には樹脂粒子３０が存在しており、電気装置１０を加熱した場合に、接着剤層２５に生じる内部応力が緩和されるので、電気装置１０が変形したり、接着剤層２５がＬＣＤ１１やＦＰＣ１５から剥離しない。
【００４５】
【実施例】
トルエンと酢酸エチルとの混合溶媒と、熱可塑性樹脂（ここではフェノキシ樹脂）からなる第一の樹脂材料とを、６０℃に保温した攪拌装置内で４８時間攪拌し、第一の樹脂材料溶液を作製した。
【００４６】
熱硬化性樹脂（ここではエポキシ樹脂）からなる第二の樹脂材料と、上記混合溶媒とを上記の攪拌装置内に入れ、攪拌装置内を冷却しながら所定温度に維持した状態で攪拌し、第二の樹脂材料溶液を作製した。次いで、第一の樹脂材料溶液に、第二の樹脂材料溶液を添加、混合し、バインダーを作成した。
【００４７】
これとは別に、上記第一の樹脂材料溶液と同じ溶液を第三の樹脂材料溶液として用い、該第三の樹脂材料溶液を噴霧乾燥装置を用いて噴霧、乾燥し、平均粒径３μｍの樹脂粒子を作製した。従って、バインダー中の第一の樹脂材料と、樹脂粒子を構成する第三の樹脂材料とは同じ種類のフェノキシ樹脂によって構成されている。
【００４８】
次いで、バインダーと樹脂粒子とを上記攪拌装置とは異なる攪拌装置に入れ、装置内の温度を所定温度に維持しながら、１分間攪拌して樹脂粒子をバインダー中に分散させ、更に、導電性粒子と硬化剤とシランカップリング剤とを添加し、樹脂粒子の含有量がそれぞれ異なる５種類の接着剤を作製した。第一、第三の樹脂材料に用いたフェノキシ樹脂の屈折率と、第二の樹脂材料に用いたエポキシ樹脂の屈折率は略等しく、５種類の接着剤は可視光の透過率が高かった。
【００４９】
これら５種類の接着剤の樹脂粒子の含有量（重量％）をそれぞれ下記表１に記載する。尚、接着剤に用いた導電性粒子の平均粒径は５μｍであり、導電性粒子の含有量は接着剤全体の４．５重量％であった。
【００５０】
【表１】
【００５１】
これら５種類の接着剤をそれぞれ用いて図１（ａ）、（ｂ）の工程で５種類の接着フィルム２０を作製した。ここでは接着剤層２５の膜厚が２０μｍになるよう成形した。それら接着フィルム２０を用いてＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とをそれぞれ接続し、実施例１〜５の電気装置１０を作製した。尚、各接着フィルム２０の接着剤層２５は可視光の透過率が高く、電気装置１０を作製する際に位置合わせが容易であった。
【００５２】
ここでは、ＬＣＤ１１としてガラス基板１２表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極１３が形成されたものを用いた。また、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５との接続条件は、加熱温度１７０℃、荷重３ＭＰａ、２０秒間であった。
【００５３】
これら実施例１〜５の電気装置１０を用いて下記に示す「導通抵抗」、「外観試験」、「接着強度試験」の各評価試験を行った。
【００５４】
〔導通抵抗〕
実施例１〜５の電気装置１０について、導通抵抗を測定した後、各電気装置１０を温度８５℃、相対湿度８５％の条件で１０００時間保存し（エージング）、再び各電気装置１０の導通抵抗を測定した。エージング前の導通抵抗を上記表１中の「導通抵抗、初期」の欄に、エージング後の導通抵抗を上記表１中「導通抵抗、エージング後」の欄にそれぞれ記載した。
【００５５】
〔外観〕電気装置１０に反りや変形が見られた場合を×、反りや変形が見られなかった場合を○として評価した。
【００５６】
〔接着強度〕
実施例１〜５の電気装置１０について、ＬＣＤ１１からＦＰＣ１５を剥がすときに要する力（接着強度）を測定した後、上記「導通抵抗」試験と同じ条件で各電気装置１０をエージングし、エージング後の電気装置１０についてエージング前と同様に接着強度を測定した。エージング前の接着強度を上記表１中「接着強度、初期」の欄に、エージング後の接着強度を上記表１中の「接着強度、エージング後」の欄」にそれぞれ記載した。
【００５７】
尚、比較例１、２は樹脂粒子の代わりに、第一の樹脂材料溶液（フェノキシ樹脂溶液）をバインダーに添加した場合であり、比較例３は樹脂粒子として平均粒径０．１μｍのゴム微粒子を用いた場合である。
【００５８】
上記表１から明らかなように、第一、第三の樹脂材料としてそれぞれ同じ種類のフェノキシ樹脂を用いた実施例１〜５では、「導通抵抗」、「外観」、「接着強度」のいずれの評価試験においても、実用上充分な結果が得られた。
【００５９】
他方、樹脂粒子を添加せず、フェノキシ樹脂溶液を更に添加した比較例１、２は、実用上充分な接着力が得られず、特に、比較例２は導通抵抗の値も高かった。また、樹脂粒子としてゴム粒子を用いた比較例３は、接着強度や導通抵抗で充分な結果が得られたが、外観評価の結果が悪かった。また、ゴム粒子の屈折率とバインダーの屈折率とが著しく異なったため、接着剤の透過性が悪く、比較例３の電気装置を製造する工程で位置合せが困難であった。
【００６０】
【実施例】
次に、樹脂粒子の直径（平均粒径）をそれぞれ下記表２に記載するよう変えた以外は実施例３と同じ条件で４種類の接着剤を作製し、これらの接着剤を用いて４種類の接着フィルム２０を作製した。
【００６１】
これら４種類の接着剤を用いて上記実施例１〜５と同じ条件で実施例６〜１１の電気装置１０を作製した。尚、各接着フィルム２０の接着剤層２５はそれぞれ可視光の透過性が高く、電気装置１０を作製する際の位置合わせは容易であった。
【００６２】
実施例６〜１１の電気装置１０を用いて上記実施例１〜５と同じ条件で「導通抵抗」、「外観」、「接着強度」の各評価試験を行った。これらの評価結果を、樹脂粒子の平均粒径と共に下記表２に記載する。
【００６３】
【表２】
【００６４】
尚、上記表２中の実施例１０は、樹脂粒子の平均粒径が０．０５μｍである点が実施例６〜９と異なり、実施例１１は樹脂粒子の平均粒径が７０μｍであり、かつ、該樹脂粒子の添加量が５０重量％である点が実施例６〜９と異なる。
【００６５】
上記表２から明らかなように、実施例６〜９の電気装置１０では、各評価試験で高い評価結果が得られた。実施例１０、１１は各評価試験で実用上十分な値が得られたものの、導通抵抗が実施例６〜９に比べ高く、特に実施例１０は外観評価の結果も悪かった。
【００６６】
【実施例】
次に、第三の樹脂材料に用いるフェノキシ樹脂の種類をそれぞれ変えた以外は実施例２と同じ条件で３種類の接着剤を作製し、更にこれら３種類の接着剤をそれぞれ用いて３種類の接着フィルム２０を作製した。
【００６７】
これら３種類の接着フィルム２０を用いて実施例１０〜１２の電気装置１０を作製した。尚、各接着フィルム２０の接着剤層２５はそれぞれ可視光の透過率が高く、位置合わせが容易であった。
【００６８】
実施例１２〜１４の電気装置１０を用いて実施例１〜９と同じ条件で「導通抵抗」、「外観」、「接着強度」の各評価試験を行った。それらの評価結果を実施例２の評価結果と共に下記表３に記載した。
【００６９】
【表３】
【００７０】
上記表３から明らかなように、実施例２、１２〜１４の電気装置１０は各評価試験で優れた結果が得られた。また、実施例２、１２〜１４の電気装置１０は、第一、第三の樹脂材料が互いに異なる種類のフェノキシ樹脂で構成されていたにもかかわらず、製造する工程での位置合せも容易であった。
【００７１】
これは、第一、第三の樹脂材料はその重合構造単位中にフェノキシ樹脂共通の主骨格をそれぞれ有するので、第一、第三の樹脂材料を透過する光の屈折率が略等しく、接着剤中を透過する光が散乱しなかったためと推測される。
【００７２】
以上は、接着剤をフィルム状に成形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５（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ＦＰＣ１５を接続するには、先ず、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３表面のうち、ＦＰＣ１５を接続する部分に接着剤を塗布し、接着剤層４５を形成する（図５（ｂ））。
【００７３】
次いで、上記図３（ｄ）の工程でＦＰＣ１５の位置合せを行った後、上記図４（ｅ）、（ｆ）の工程でＦＰＣ１５とＬＣＤ１１とを接続すると、電気装置７０が得られる（図５（ｃ））。
【００７４】
以上は、被着体としてＦＰＣ１５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、被着体としては半導体チップやＴＣＰ等種々のものを用いることができる。
【００７５】
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場合も本発明には含まれる。
【００７６】
以上はスプレードライヤー法により樹脂粒子を製造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、固形のフェノキシ樹脂を粉砕し、粉体上としたものを用いても良いが、この場合はふるいを用いて樹脂粒子を分球し、樹脂粒子の粒径を揃えることが好ましい。
【００７７】
第一、第三の樹脂材料に用いることのできるフェノキシ樹脂の種類は特に限定されるものではなく、ＩｎＣｈｅｍ社製の商品名「ＰＫＨＨ」、「ＰＫＨＣ」、「ＰＫＨＪ」、「ＰＫＨＢ」、「ＰＫＦＥ」や、東都化成（株）社製の商品名「ＹＰ−５０」、「ＹＰ−５０Ｓ」のように一般的に用いられる種々のフェノキシ樹脂を用いることができる。尚、これらのフェノキシ樹脂のガラス転移温度は４０℃以上８０℃以下の範囲にある。
【００７８】
また、以上は第一、第三の樹脂材料にフェノ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く、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等種々の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００７９】
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く、第一、第三の樹脂材料用いる熱可塑性樹脂と屈折率が類似する熱硬化性樹脂であれば、種々のものを用いることができる。
【００８０】
本発明の接着剤は、要するにバインダーと、バインダーに分散される樹脂粒子を、屈折率の略等しい樹脂でそれぞれ構成することで、光の透過率を高めたものであるので、第一〜第三の樹脂材料の光の屈折率が互いに類似していれば、透明、半透明に係わらず、種々の樹脂を用いることができる。
【００８１】
以上は、常温で固体の第一〜第三の樹脂材料を溶媒に溶解させて用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、常温で流動性のある樹脂を第一〜第三の樹脂材料として用いることも可能であり、この場合はバインダーを作成する際に溶媒を用いる必要がない。
【００８２】
導電性粒子も特に限定されるものでは無く、熱圧着時の硬度が樹脂粒子３０よりも大きいものであれば、例えば、ニッケル、金等からなる金属粒子や、樹脂粒子表面に金属メッキ層を形成した金属メッキ被膜樹脂粒子等種々のものを用いることができる。
【００８３】
また、本発明の接着剤に、シランカップリング剤、硬化剤、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が、透過光により被着体の位置合せを行う場合は、接着剤の光透過性を阻害しないものが好ましい。
【００８４】
【発明の効果】
樹脂粒子を構成する第三の樹脂材料は、バインダーに用いられる第一の樹脂材料と同じ主骨格を重合構造単位に有するので、接着剤中で光の散乱が少なく、透過光による位置合せが容易である。また、熱圧着工程時に樹脂粒子が所謂スペーサーとして機能するので、被着体の反発力や接着剤の内部応力が緩和される。また、第一、第三の樹脂材料にフェノキシ樹脂を用いた場合には、ＬＣＤやＦＰＣ等の被着体に対する接着強度も高くなるので、得られる電気装置の信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】(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２】(ａ)〜(ｄ)：本発明の接着剤を用いてＬＣＤとＦＰＣとを接続する工程の前半を説明するための図
【図３】(ｅ)、(ｆ)：ＦＰＣとＬＣＤとを接続する工程の後半を説明するための図
【図４】ＦＰＣとＬＣＤとを重ねあわせた状態を説明するための平面図
【図５】(ａ)〜(ｃ)：本発明の接着剤を用いてＦＰＣとＬＣＤとを接続する工程の他の例を説明するための図
【図６】(ａ)〜(ｄ)：従来技術の接着剤を用いてＴＰＣとＬＣＤとを接続する工程を説明するための図
【符号の説明】
１０、７０……電気装置
２０、４５……接着剤（接着剤層）
３０……樹脂粒子
１２……ガラス基板
１６……樹脂フィルム
【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）とを接続する場合に、熱硬化性樹脂と、熱可塑性樹脂とを含有する接着剤が用いられている。
【０００３】
図６（ａ）の符号１１１はＬＣＤを示しており。ＬＣＤ１１１は透明なガラス基板１１２を有しており、ガラス基板１１２の表面には、金属箔のパターニングによって電極１１３とアライメントマーク１１４とがそれぞれ形成されている。図６（ｂ）の符号１２５は接着フィルムを示しており、接着フィルム１２５はＬＣＤ１１１の電極１１３が配置された面に貼着されている。
【０００４】
図６（ｂ）の符号１１５は、ＬＣＤ１１１の上方に配置されたＴＣＰを示している。ＴＣＰ１１５はベースフィルム１１６を有しており、ベースフィルム１１６の表面には金属箔のパターニングによって金属配線１１７とアライメントマーク１１９とがそれぞれ形成されている。この状態では、ＴＣＰ１１５の金属配線１１７が配置された側の面が接着フィルム１２５に向けられている。
【０００５】
ガラス基板１１２の電極１１３が配置されていない側からガラス基板１１２と、接着フィルム１２５とを透過する光によって、ＬＣＤ１１１のアライメントマーク１１４と、ＴＣＰ１１５のアライメントマーク１１９の両方を観察し、これらのアライメントマーク１１４、１１９が重ねあうようにＬＣＤ１１１とＴＣＰ１１５とを相対的に移動させると、互いに接続されるべき金属配線１１７と電極１１３とが相対する位置に配置される。
【０００６】
ＴＣＰ１１５を、ＬＣＤ１１１上の接着フィルム１２５表面に押しつけ（図６（ｃ））、ＴＣＰ１１５とＬＣＤ１１１とが重なり合った部分を押圧しながら加熱すると、加熱によって接着フィルム１２５が軟化し、押圧によって金属配線１１７が軟化した接着フィルム１２５を押し退け、電極１１３表面に当接される。
【０００７】
接着フィルム１２５はエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂を有しており、加熱によって熱硬化性樹脂が重合すると、金属配線１１７が電極１１３に当接された状態で接着フィルム１２５が硬化する。
【０００８】
図６（ｄ）の符号１０１は接着フィルム１２５が硬化した状態の電気装置を示している。ＬＣＤ１１１とＴＣＰ１１５とは接着フィルム１２５によって機械的に接続されているだけではなく、電極１１３に当接された金属配線１１７によって電気的にも接続されている。
【０００９】
しかし、ＬＣＤ１１１やＴＣＰ１１５と、接着フィルム１２５とでは、線膨張係数や弾性率が異なるため、電気装置１０１を高温条件に置いた場合に、生じる応力によって、ＬＣＤ１１１やＴＣＰ１１５から接着フィルム１２５が剥離したり、電気装置１０１に反り等の変形が生じる場合がある。
【００１０】
特開平２０００−４０５４２や特開平５−３４７４６４に記載されているように、ゴム等からなる絶縁粒子を、エポキシ樹脂等からなるバインダーに分散させた接着剤を用いれば、絶縁粒子によって電気装置１０１の内部応力が緩和されるので、変形が生じにくい。
【００１１】
しかしながら、上記のような接着剤は、ベースフィルム１１６がポリイミド樹脂からなるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）を被着体として用いた場合の接着強度が充分ではなく、また、バインダーの主成分であるエポキシ樹脂の屈折率と、絶縁粒子を構成するゴムの屈折率とは異なるため、接着フィルムを透過する光は接着フィルム内で散乱する。従って、上記のような接着フィルムの光透過性は低く、ＬＣＤ１１１とＴＣＰ１１５とを位置合せする工程は困難であった。
【００１２】
【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、接着強度に優れ、かつ、光透過性の高い接着剤を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、熱可塑性樹脂からなる第一の樹脂材料と、熱硬化性樹脂からなる第二の樹脂材料とが混合されたバインダー中に、樹脂粒子が分散された接着剤であって、前記樹脂粒子は、熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂材料の重合構造単位と、共通する主骨格を重合構造単位に有する第三の樹脂材料を主成分とし、前記第一、第三の樹脂材料はフェノキシ樹脂からなり、前記第二の樹脂材料がエポキシ樹脂からなる接着剤である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の接着剤であって、前記バインダー中に導電性粒子が分散された接着剤である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の接着剤であって、前記樹脂粒子の平均粒径が０．１μｍ以上５０μｍ以下である接着剤である。
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項記載の接着剤であって、前記樹脂粒子の含有量が０．５重量％以上７０重量％以下である接着剤である。
請求項５記載の発明は、接着剤の製造方法であって、熱可塑性のフェノキシ樹脂からなる第一の樹脂材料と、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる第二の樹脂材料とをそれぞれ溶媒に溶解させ、バインダーを作製するバインダー作製工程と、前記第一の樹脂材料と同じ主骨格を重合構造単位中に有するフェノキシ樹脂からなる第三の樹脂材料を用いて樹脂粒子を製造し、前記樹脂粒子を前記バインダー中に分散させる分散工程とを有し、前記分散工程は、前記バインダーの温度を前記第三の樹脂材料のガラス転移温度未満に維持して行う接着剤の製造方法である。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の接着剤の製造方法であって、前記バインダー作製工程は、前記第一の樹脂材料を前記溶媒に溶解し、第一の樹脂材料溶液を作製する第一の溶解工程と、前記第二の樹脂材料を前記溶媒に溶解し、第二の樹脂材料溶液を作製する第二の溶解工程と、前記第一の樹脂材料溶液と、前記第二の樹脂材料溶液とを混合する混合工程とを有し、前記第一の溶解工程は、前記溶媒の温度を前記第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持して行い、前記第二の溶解工程は、前記溶媒の温度を前記第二の樹脂材料の熱重合開始温度以下に維持して行う接着剤の製造方法である。
請求項７記載の発明は、樹脂フィルムと、ガラス基板とを有する電気装置であって、前記ガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の接着剤が配置され、前記接着剤が熱処理によって硬化された電気装置である。
【００１４】
本発明は上記のように構成されており、バインダーに含まれる第一の樹脂材料と、樹脂粒子の主成分である第三の樹脂材料とは、重合構造単位中に互いに共通する主骨格を有しているため、バインダーに入射する光の屈折率と、樹脂粒子に入射する光の屈折率が略等しい。
【００１５】
従って、接着剤に入射した光は、樹脂粒子の表面とバインダーとの界面で反射せず、接着剤中で散乱することなく透過するので、本発明の接着剤は光の透過率が高く、被着体の位置合わせを容易に行うことができる。
【００１６】
接着剤の高信頼性を維持するため、第三の樹脂材料は硬化前の接着剤のガラス転移温度を低下させないようなものが好ましい。接着剤をフィルム状に成形した場合（接着フィルム）、接着フィルムの硬化前のガラス転移温度は１１０℃以上１４０℃以下の温度範囲にあり、かつ、該接着フィルムの５０℃における弾性率が１．０×１０9以上であることが好ましい。
【００１７】
第一、第三の樹脂材料は種々の熱可塑性樹脂を用いることができるが、フェノキシ樹脂はＬＣＤ、ＴＣＰ、ＦＰＣ、半導体チップ等の被着体との接着力が高いので、他の熱可塑性樹脂に比べ本発明の接着剤に適している。
【００１８】
接着剤中に導電性粒子が分散されている場合、樹脂粒子の加熱押圧時の硬度が導電性粒子の硬度よりも低ければ、樹脂粒子の平均粒径が導電性粒子の平均粒径よりも大きい場合であっても、電極間に位置する樹脂粒子の変形量が導電性粒子の変形量よりも大きくなるので、導電性粒子が対向する電極の両方に接触し、被着体が導電性粒子を介して電気的に接続される。
【００１９】
本発明の接着剤は、バインダー中に熱硬化性樹脂である第二の樹脂材料が添加されているので、被着体で接着剤を挟んだ状態で加熱すると、熱硬化性樹脂が加熱によって重合して接着剤が硬化し、硬化した接着剤によって被着体が固定される。
【００２０】
第二の樹脂材料を構成する熱硬化性樹脂としては種々のものを用いることができるが、第一、第三の樹脂材料としてフェノキシ樹脂を用いた場合は、エポキシ樹脂のようにフェノキシ樹脂と光の屈折率が類似する樹脂を用いれば、接着剤中での光の散乱を抑制することができる。
【００２１】
樹脂粒子をバインダーに分散させる工程では、バインダー中に第三の樹脂材料と重合構造単位が類似する第一の樹脂材料が既に溶解しているため、第三の樹脂材料の溶解度が低くなっている上、バインダーの温度が第三の樹脂材料のガラス転移温度未満に維持されているので、第三の樹脂材料はバインダー中の溶媒に溶解しない。
【００２２】
これに対し、第一の溶解工程では、溶媒が第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持されているので、第一の樹脂材料を溶媒中に完全に溶解させることができる。従って、接着剤中では第一の樹脂材料は溶媒に完全に溶解した状態で存在するが、第三の樹脂材料は樹脂粒子として存在する。
【００２３】
他方、第二の溶解工程では、溶媒が第二の樹脂材料の熱重合開始温度以下に維持されており、第二の樹脂材料の熱重合反応が進行しないので、バインダー及び接着剤の粘度が必要以上に高くならない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の接着剤の製造方法を説明する。
先ず、熱可塑性樹脂からなる第一の樹脂材料を溶媒と共に攪拌容器内に入れ、攪拌容器内を第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持しなら攪拌し、第一の樹脂材料溶液を得る（第一の溶解工程）。
【００２５】
熱硬化性樹脂からなり、可視光の屈折率が、第一の樹脂材料の可視光の屈折率と略等しい第二の樹脂材料を、溶媒と共に攪拌装置に入れ、攪拌装置内の温度を第二の樹脂材料の熱重合反応開始温度以下に維持しながら攪拌し、第二の樹脂材料溶液を得る（第二の攪拌工程）。次いで、第一、二の樹脂材料溶液を所定の配合比率で混合し、液状のバインダーを作製する。
【００２６】
第一の樹脂材料と共通する主骨格を重合構造単位中に有する第三の樹脂材料を用意し、第三の樹脂材料を溶媒に溶解させて第三の樹脂材料溶液を作製する。次いで、第三の樹脂材料溶液を噴霧乾燥装置のノズルから噴射、乾燥し、粉体状の第三の樹脂材料（樹脂粒子）を作製する（スプレードライヤー法）。
【００２７】
次に、樹脂粒子と、バインダーとを上記攪拌装置とは異なる攪拌装置に入れ、該攪拌装置内の温度を第三の樹脂材料のガラス転移温度以下に維持しながら攪拌し、樹脂粒子をバインダー中に分散させる。この状態では、第三の樹脂材料はバインダー中の有機溶媒に溶解せず、樹脂粒子としてバインダー中存在する。
【００２８】
また、第三の樹脂材料は第一の樹脂材料と共通する主骨格を重合構造単位中に有するため、樹脂粒子の可視光の屈折率は、バインダー中の第一の樹脂材料の可視光の屈折率と略等しくなっている。
【００２９】
樹脂粒子が分散された状態のバインダーに、更に、樹脂粒子よりも硬度が大きい導電性粒子を添加、分散させ、本発明の接着剤を作成する。この状態では接着剤は液状である。
【００３０】
図１（ａ）の符号２１は樹脂からなる剥離フィルムを示しており、この剥離フィルム２１の表面に上記工程で作製した接着剤を塗布、乾燥し、膜厚５μｍ以上１００μｍ以下の接着剤層を形成する。図１（ｂ）の符号２５は乾燥し、フィルム状に成形された接着剤層を示しており、接着剤層２５中には、導電性粒子２７と樹脂粒子３０とが分散されている。
【００３１】
次に、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詳細に説明する。図２（ａ）の符号１１はＬＣＤを示している。ＬＣＤ１１は透明なガラス基板１２を有しており、ガラス基板１２の表面には、導電性薄膜のパターニングによって電極１３とアライメントマーク１４とが形成されている。
【００３２】
ＬＣＤ１１の電極１３が配置された側の面に、接着フィルム２０の接着剤層２５を押し当てる（図２（ｂ）））。接着剤層２５と剥離フィルム２１との接着力は、ＬＣＤ１１と接着剤層２５との接着力よりも低いので、図２（ｂ）に示した状態で、剥離フィルム２１をめくると、接着剤層２５が剥離フィルム２１から離れ、ＬＣＤ１１上に残る。図２（ｃ）はその状態を示しており、ＬＣＤ１１の電極１３と、アライメントマーク１４は接着剤層２５で覆われている。
【００３３】
図２（ｄ）の符号１５はＦＰＣを示している。ＦＰＣ１５はポリイミド樹脂からなるベースフィルム１６（樹脂フィルム）を有しており、ベースフィルム１６表面には、金属箔のパターニングによって金属配線１７とアライメントマーク１９とが形成されている。
【００３４】
図４を参照し、ＬＣＤ１１の平面形状とＦＰＣ１５の平面形状とはここではそれぞれ矩形にされている。電極１３と金属配線１７の平面形状はそれぞれ細長にされており、電極１３と金属配線１７はそれぞれＬＣＤ１１とＦＰＣ１５の矩形形状の一辺と平行に延設されている。
【００３５】
ＬＣＤ１１のアライメントマーク１４と、ＦＰＣ１５のアライメントマーク１９は、ＬＣＤ１１、ＦＰＣ１５の細長の端部であって、矩形形状の一隅にそれぞれ配置されている。
【００３６】
ＬＣＤ１１の電極１３が配置された側の面と、ＦＰＣ１５の金属配線１７が配置された側の面とが対向させ、電極１３が延びる方向と、金属配線１７の延びる方向とが逆方向になるよう、ＦＰＣ１５とＬＣＤ１１とを平行配置し、ＬＣＤ１１のアライメントマーク１４とＦＰＣ１５のアライメントマーク１９とを略重なり合うよう、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とを相対的に移動させると、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とが部分的に重なり合った状態になる。
【００３７】
本発明の接着剤に入射した光は散乱せずに透過するので、ガラス基板２３の電極１３とは反対側の面を観察すると、接着剤層２５と、ガラス基板２３とを透過した光によって、アライメントマーク１４、１９が観察される。
【００３８】
両方のアライメントマーク１４、１９を観察しながら、ＬＣＤ１１のアライメントマーク１４と、ＦＰＣ１５のアライメントマーク１９とが正確に重なり合うように、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とを相対的に移動させると、互いに接続されるべき金属配線１７と電極１３とが対向配置される（位置合わせ）。
【００３９】
この状態で、ＦＰＣ１５をＬＣＤ１１上の接着剤層２５表面に押し当て、（図３（ｅ））、ＦＰＣ１５とＬＣＤ１１とが重なりあった部分を押圧しながら加熱すると、加熱によって接着剤層２５が軟化し、押圧によって金属配線１７が軟化した接着剤層２５にめり込む。
【００４０】
この状態では、金属配線１７と電極１３との間には、接着剤層２５中の導電性粒子２７と樹脂粒子３０とが存在する。導電性粒子２７の平均粒径が、樹脂粒子３０の平均粒径よりも大きい場合、押圧を続けることによって、更に金属配線１７がめり込むと、導電性粒子２７が金属配線１７と電極１３との間に挟み込まれ、導電性粒子２７を介して電極１３と金属配線１７とが電気的に接続される。
【００４１】
導電性粒子２７の平均粒径が樹脂粒子３０の平均粒径よりも小さい場合は、金属配線１７が更にめり込むと、先ず、樹脂粒子３０が金属配線１７と電極１３との間に挟み込まれるが、樹脂粒子３０の硬度は導電性粒子２７の硬度よりも小さいので、更に押圧を続けることで、樹脂粒子３０は押しつぶされ、導電性粒子２７が電極１３と金属配線１７との両方に接触し、電極１３と金属配線１７とが電気的に接続される。
【００４２】
電極１３と金属配線１７とが電気的に接続された状態で、更に加熱押圧を続けると、接着剤層２５中の熱硬化性樹脂（第二の樹脂材料）が加熱によって重合し、導電性粒子２７が電極１３と金属配線１７とに接触した状態で接着剤層２５が硬化する。
【００４３】
図３（ｆ）の符号１０は接着剤層２５が硬化した状態の電気装置を示しており、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とは硬化した接着剤層２５を介して機械的に接続されているだけではなく、導電性粒子２７を介して電気的にも接続されている。
【００４４】
接着剤層２５中には樹脂粒子３０が存在しており、電気装置１０を加熱した場合に、接着剤層２５に生じる内部応力が緩和されるので、電気装置１０が変形したり、接着剤層２５がＬＣＤ１１やＦＰＣ１５から剥離しない。
【００４５】
【実施例】
トルエンと酢酸エチルとの混合溶媒と、熱可塑性樹脂（ここではフェノキシ樹脂）からなる第一の樹脂材料とを、６０℃に保温した攪拌装置内で４８時間攪拌し、第一の樹脂材料溶液を作製した。
【００４６】
熱硬化性樹脂（ここではエポキシ樹脂）からなる第二の樹脂材料と、上記混合溶媒とを上記の攪拌装置内に入れ、攪拌装置内を冷却しながら所定温度に維持した状態で攪拌し、第二の樹脂材料溶液を作製した。次いで、第一の樹脂材料溶液に、第二の樹脂材料溶液を添加、混合し、バインダーを作成した。
【００４７】
これとは別に、上記第一の樹脂材料溶液と同じ溶液を第三の樹脂材料溶液として用い、該第三の樹脂材料溶液を噴霧乾燥装置を用いて噴霧、乾燥し、平均粒径３μｍの樹脂粒子を作製した。従って、バインダー中の第一の樹脂材料と、樹脂粒子を構成する第三の樹脂材料とは同じ種類のフェノキシ樹脂によって構成されている。
【００４８】
次いで、バインダーと樹脂粒子とを上記攪拌装置とは異なる攪拌装置に入れ、装置内の温度を所定温度に維持しながら、１分間攪拌して樹脂粒子をバインダー中に分散させ、更に、導電性粒子と硬化剤とシランカップリング剤とを添加し、樹脂粒子の含有量がそれぞれ異なる５種類の接着剤を作製した。第一、第三の樹脂材料に用いたフェノキシ樹脂の屈折率と、第二の樹脂材料に用いたエポキシ樹脂の屈折率は略等しく、５種類の接着剤は可視光の透過率が高かった。
【００４９】
これら５種類の接着剤の樹脂粒子の含有量（重量％）をそれぞれ下記表１に記載する。尚、接着剤に用いた導電性粒子の平均粒径は５μｍであり、導電性粒子の含有量は接着剤全体の４．５重量％であった。
【００５０】
【表１】
これら５種類の接着剤をそれぞれ用いて図１（ａ）、（ｂ）の工程で５種類の接着フィルム２０を作製した。ここでは接着剤層２５の膜厚が２０μｍになるよう成形した。それら接着フィルム２０を用いてＬＣＤ１１とＦＰＣ１５とをそれぞれ接続し、実施例１〜５の電気装置１０を作製した。尚、各接着フィルム２０の接着剤層２５は可視光の透過率が高く、電気装置１０を作製する際に位置合わせが容易であった。
【００５２】
ここでは、ＬＣＤ１１としてガラス基板１２表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極１３が形成されたものを用いた。また、ＬＣＤ１１とＦＰＣ１５との接続条件は、加熱温度１７０℃、荷重３ＭＰａ、２０秒間であった。
【００５３】
これら実施例１〜５の電気装置１０を用いて下記に示す「導通抵抗」、「外観試験」、「接着強度試験」の各評価試験を行った。
【００５４】
〔導通抵抗〕
実施例１〜５の電気装置１０について、導通抵抗を測定した後、各電気装置１０を温度８５℃、相対湿度８５％の条件で１０００時間保存し（エージング）、再び各電気装置１０の導通抵抗を測定した。エージング前の導通抵抗を上記表１中の「導通抵抗、初期」の欄に、エージング後の導通抵抗を上記表１中「導通抵抗、エージング後」の欄にそれぞれ記載した。
【００５５】
〔外観〕電気装置１０に反りや変形が見られた場合を×、反りや変形が見られなかった場合を○として評価した。
【００５６】
〔接着強度〕
実施例１〜５の電気装置１０について、ＬＣＤ１１からＦＰＣ１５を剥がすときに要する力（接着強度）を測定した後、上記「導通抵抗」試験と同じ条件で各電気装置１０をエージングし、エージング後の電気装置１０についてエージング前と同様に接着強度を測定した。エージング前の接着強度を上記表１中「接着強度、初期」の欄に、エージング後の接着強度を上記表１中の「接着強度、エージング後」の欄」にそれぞれ記載した。
【００５７】
尚、比較例１、２は樹脂粒子の代わりに、第一の樹脂材料溶液（フェノキシ樹脂溶液）をバインダーに添加した場合であり、比較例３は樹脂粒子として平均粒径０．１μｍのゴム微粒子を用いた場合である。
【００５８】
上記表１から明らかなように、第一、第三の樹脂材料としてそれぞれ同じ種類のフェノキシ樹脂を用いた実施例１〜５では、「導通抵抗」、「外観」、「接着強度」のいずれの評価試験においても、実用上充分な結果が得られた。
【００５９】
他方、樹脂粒子を添加せず、フェノキシ樹脂溶液を更に添加した比較例１、２は、実用上充分な接着力が得られず、特に、比較例２は導通抵抗の値も高かった。また、樹脂粒子としてゴム粒子を用いた比較例３は、接着強度や導通抵抗で充分な結果が得られたが、外観評価の結果が悪かった。また、ゴム粒子の屈折率とバインダーの屈折率とが著しく異なったため、接着剤の透過性が悪く、比較例３の電気装置を製造する工程で位置合せが困難であった。
【００６０】
【実施例】
次に、樹脂粒子の直径（平均粒径）をそれぞれ下記表２に記載するよう変えた以外は実施例３と同じ条件で４種類の接着剤を作製し、これらの接着剤を用いて４種類の接着フィルム２０を作製した。
【００６１】
これら４種類の接着剤を用いて上記実施例１〜５と同じ条件で実施例６〜１１の電気装置１０を作製した。尚、各接着フィルム２０の接着剤層２５はそれぞれ可視光の透過性が高く、電気装置１０を作製する際の位置合わせは容易であった。
【００６２】
実施例６〜１１の電気装置１０を用いて上記実施例１〜５と同じ条件で「導通抵抗」、「外観」、「接着強度」の各評価試験を行った。これらの評価結果を、樹脂粒子の平均粒径と共に下記表２に記載する。
【００６３】
【表２】
尚、上記表２中の実施例１０は、樹脂粒子の平均粒径が０．０５μｍである点が実施例６〜９と異なり、実施例１１は樹脂粒子の平均粒径が７０μｍであり、かつ、該樹脂粒子の添加量が５０重量％である点が実施例６〜９と異なる。
【００６５】
上記表２から明らかなように、実施例６〜９の電気装置１０では、各評価試験で高い評価結果が得られた。実施例１０、１１は各評価試験で実用上十分な値が得られたものの、導通抵抗が実施例６〜９に比べ高く、特に実施例１０は外観評価の結果も悪かった。
【００６６】
【実施例】
次に、第三の樹脂材料に用いるフェノキシ樹脂の種類をそれぞれ変えた以外は実施例２と同じ条件で３種類の接着剤を作製し、更にこれら３種類の接着剤をそれぞれ用いて３種類の接着フィルム２０を作製した。
【００６７】
これら３種類の接着フィルム２０を用いて実施例１０〜１２の電気装置１０を作製した。尚、各接着フィルム２０の接着剤層２５はそれぞれ可視光の透過率が高く、位置合わせが容易であった。
【００６８】
実施例１２〜１４の電気装置１０を用いて実施例１〜９と同じ条件で「導通抵抗」、「外観」、「接着強度」の各評価試験を行った。それらの評価結果を実施例２の評価結果と共に下記表３に記載した。
【００６９】
【表３】
上記表３から明らかなように、実施例２、１２〜１４の電気装置１０は各評価試験で優れた結果が得られた。また、実施例２、１２〜１４の電気装置１０は、第一、第三の樹脂材料が互いに異なる種類のフェノキシ樹脂で構成されていたにもかかわらず、製造する工程での位置合せも容易であった。
【００７１】
これは、第一、第三の樹脂材料はその重合構造単位中にフェノキシ樹脂共通の主骨格をそれぞれ有するので、第一、第三の樹脂材料を透過する光の屈折率が略等しく、接着剤中を透過する光が散乱しなかったためと推測される。
【００７２】
以上は、接着剤をフィルム状に成形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５（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ＦＰＣ１５を接続するには、先ず、ＬＣＤ１１のＩＴＯ電極１３表面のうち、ＦＰＣ１５を接続する部分に接着剤を塗布し、接着剤層４５を形成する（図５（ｂ））。
【００７３】
次いで、上記図３（ｄ）の工程でＦＰＣ１５の位置合せを行った後、上記図４（ｅ）、（ｆ）の工程でＦＰＣ１５とＬＣＤ１１とを接続すると、電気装置７０が得られる（図５（ｃ））。
【００７４】
以上は、被着体としてＦＰＣ１５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、被着体としては半導体チップやＴＣＰ等種々のものを用いることができる。
【００７５】
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場合も本発明には含まれる。
【００７６】
以上はスプレードライヤー法により樹脂粒子を製造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、固形のフェノキシ樹脂を粉砕し、粉体上としたものを用いても良いが、この場合はふるいを用いて樹脂粒子を分球し、樹脂粒子の粒径を揃えることが好ましい。
【００７７】
第一、第三の樹脂材料に用いることのできるフェノキシ樹脂の種類は特に限定されるものではなく、ＩｎＣｈｅｍ社製の商品名「ＰＫＨＨ」、「ＰＫＨＣ」、「ＰＫＨＪ」、「ＰＫＨＢ」、「ＰＫＦＥ」や、東都化成（株）社製の商品名「ＹＰ−５０」、「ＹＰ−５０Ｓ」のように一般的に用いられる種々のフェノキシ樹脂を用いることができる。尚、これらのフェノキシ樹脂のガラス転移温度は４０℃以上８０℃以下の範囲にある。
【００７８】
また、以上は第一、第三の樹脂材料にフェノ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く、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂等種々の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００７９】
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く、第一、第三の樹脂材料用いる熱可塑性樹脂と屈折率が類似する熱硬化性樹脂であれば、種々のものを用いることができる。
【００８０】
本発明の接着剤は、要するにバインダーと、バインダーに分散される樹脂粒子を、屈折率の略等しい樹脂でそれぞれ構成することで、光の透過率を高めたものであるので、第一〜第三の樹脂材料の光の屈折率が互いに類似していれば、透明、半透明に係わらず、種々の樹脂を用いることができる。
【００８１】
以上は、常温で固体の第一〜第三の樹脂材料を溶媒に溶解させて用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、常温で流動性のある樹脂を第一〜第三の樹脂材料として用いることも可能であり、この場合はバインダーを作成する際に溶媒を用いる必要がない。
【００８２】
導電性粒子も特に限定されるものでは無く、熱圧着時の硬度が樹脂粒子３０よりも大きいものであれば、例えば、ニッケル、金等からなる金属粒子や、樹脂粒子表面に金属メッキ層を形成した金属メッキ被膜樹脂粒子等種々のものを用いることができる。
【００８３】
また、本発明の接着剤に、シランカップリング剤、硬化剤、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が、透過光により被着体の位置合せを行う場合は、接着剤の光透過性を阻害しないものが好ましい。
【００８４】
【発明の効果】
樹脂粒子を構成する第三の樹脂材料は、バインダーに用いられる第一の樹脂材料と同じ主骨格を重合構造単位に有するので、接着剤中で光の散乱が少なく、透過光による位置合せが容易である。また、熱圧着工程時に樹脂粒子が所謂スペーサーとして機能するので、被着体の反発力や接着剤の内部応力が緩和される。また、第一、第三の樹脂材料にフェノキシ樹脂を用いた場合には、ＬＣＤやＦＰＣ等の被着体に対する接着強度も高くなるので、得られる電気装置の信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】(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２】(ａ)〜(ｄ)：本発明の接着剤を用いてＬＣＤとＦＰＣとを接続する工程の前半を説明するための図
【図３】(ｅ)、(ｆ)：ＦＰＣとＬＣＤとを接続する工程の後半を説明するための図
【図４】ＦＰＣとＬＣＤとを重ねあわせた状態を説明するための平面図
【図５】(ａ)〜(ｃ)：本発明の接着剤を用いてＦＰＣとＬＣＤとを接続する工程の他の例を説明するための図
【図６】(ａ)〜(ｄ)：従来技術の接着剤を用いてＴＰＣとＬＣＤとを接続する工程を説明するための図
【符号の説明】
１０、７０……電気装置
２０、４５……接着剤（接着剤層）
３０……樹脂粒子
１２……ガラス基板
１６……樹脂フィルム
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂からなる第一の樹脂材料と、熱硬化性樹脂からなる第二の樹脂材料とが混合されたバインダー中に、樹脂粒子が分散された接着剤であって、
前記樹脂粒子は、熱可塑性樹脂からなり、前記第一の樹脂材料の重合構造単位と、共通する主骨格を重合構造単位に有する第三の樹脂材料を主成分とし、
前記第一、第三の樹脂材料はフェノキシ樹脂からなり、前記第二の樹脂材料がエポキシ樹脂からなる接着剤。 - 前記バインダー中に導電性粒子が分散された請求項１記載の接着剤。
- 前記樹脂粒子の平均粒径が０．１μｍ以上５０μｍ以下である請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の接着剤。
- 前記樹脂粒子の含有量が０．５重量％以上７０重量％以下である請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接着剤。
- 熱可塑性のフェノキシ樹脂からなる第一の樹脂材料と、熱硬化性のエポキシ樹脂からなる第二の樹脂材料とをそれぞれ溶媒に溶解させ、バインダーを作製するバインダー作製工程と、
前記第一の樹脂材料と同じ主骨格を重合構造単位中に有するフェノキシ樹脂からなる第三の樹脂材料を用いて樹脂粒子を製造し、前記樹脂粒子を前記バインダー中に分散させる分散工程とを有し、
前記分散工程は、前記バインダーの温度を前記第三の樹脂材料のガラス転移温度未満に維持して行う接着剤の製造方法。 - 前記バインダー作製工程は、前記第一の樹脂材料を前記溶媒に溶解し、第一の樹脂材料溶液を作製する第一の溶解工程と、
前記第二の樹脂材料を前記溶媒に溶解し、第二の樹脂材料溶液を作製する第二の溶解工程と、
前記第一の樹脂材料溶液と、前記第二の樹脂材料溶液とを混合する混合工程とを有し、
前記第一の溶解工程は、前記溶媒の温度を前記第一の樹脂材料のガラス転移温度以上に維持して行い、
前記第二の溶解工程は、前記溶媒の温度を前記第二の樹脂材料の熱重合開始温度以下に維持して行う請求項５記載の接着剤の製造方法。 - 樹脂フィルムと、ガラス基板とを有する電気装置であって、
前記ガラス基板と前記樹脂フィルムとの間に請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の接着剤が配置され、前記接着剤が熱処理によって硬化された電気装置。
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