JP4739999B2 - 異方性導電材料の製造方法、及び、異方性導電材料 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、導電性微粒子を分散させたポリビニルアルコールをアセタール化して得られるポリマーを主成分とする樹脂組成物が成膜されてなる異方性導電フィルムが開示されている。
このような異方性導電フィルムは、回路基板間の接着固定には優れるものの、導電性微粒子と回路基板との間に樹脂組成物が挟まり、導電性微粒子と回路基板との間の接続抵抗が高くなるという問題があった。
特に、近年の電子機器の急激な進歩に伴って、導電性微粒子と回路基板との間の接続抵抗の更なる低減が求められてきている。
以下に本発明を詳述する。
この突起付導電性微粒子においては、金属ナノ粒子が突起の役割を果たし、突起が極めて微小であり、かつ、突起の高さのばらつきが少ないため、本発明の異方性導電材料を回路基板等の接続に用いると、導電性微粒子と回路基板等との接続において、微小突起を介することで導電性微粒子のメッキ被膜が基板に接触するのを阻害されず接触面積を増やすことができるとともに、接触面積のバラツキも少なく、微小突起のため突起1個当たりにかかる圧力が大きいことから、導電性微粒子と回路基板との間に挟まる樹脂を突き破りやすくなるため(樹脂排除性)、接続抵抗の低減及び接続の安定化が期待できる。
また、突起の芯材として低融点金属ナノ粒子を使用した場合、回路基板等に熱圧着した際に、突起による樹脂排除性効果とともに、金属ナノ粒子が溶融し、回路基板に密着することによって、接続信頼性が稼げることが期待できる。
上記分散剤としては特に限定されず、上述した分散剤と同様のものを用いればよい。
このようにヘテロ凝集による場合には、上記導電性微粒子の表面には、上記金属ナノ粒子が均一に、かつ、重なり合ったりすることなく付着する。
また、上記硬化性樹脂は、常温硬化型、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型のいずれの硬化型であってもよい。
本発明の異方性導電材料の製造方法により製造される異方性導電材料は、回路基板等の接続に用いると、金属ナノ粒子が突起の役割を果たし、突起が微小であり、かつ、突起の高さのばらつきが少ないため、突起を介して導電性微粒子と回路基板等との接続において、導電性微粒子のメッキ被膜が基板に接触するのを阻害されず接触面積が増えるとともに、接触面積のバラツキも少なく、微小突起のため突起1個当たりにかかる圧力が大きく導電性微粒子と回路基板との間に挟まる樹脂を突き破りやすくなり(樹脂排除性)、接続抵抗の低減及び接続の安定化が可能となる。
本発明の異方性導電材料の製造方法により製造されてなる異方性導電材料、すなわち、バインダー樹脂と突起付導電性微粒子とを含有する異方性導電材料であって、上記突起付導電性微粒子は、導電性微粒子の表面に金属ナノ粒子が均一に付着したものである異方性導電材料もまた、本発明の1つである。
上記異方性導電フィルムの製造方法としては特に限定されず、上記スラリーとバインダー樹脂とを混練した後、従来公知のフィルムの成膜方法と同様にして成膜すればよい。
(1)導電性微粒子スラリー作製工程
平均粒子径4μmのジビニルベンゼン重合樹脂からなる基材微粒子に無電解Niメッキ及び金メッキを施した導電性微粒子10gをトルエン300mLに超音波で10分間分散させたスラリー1に対し、金属ナノペーストとしてニッケル金属ペースト(平均粒子径70nm)3gを超音波で10分間分散させたスラリー2を投入し、更に超音波で10分間分散させた。これをスラリー3とする。
樹脂バインダーの樹脂としてエポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、「エピコート828」)100重量部、トリスジメチルアミノエチルフェノール2重量部、及びトルエン100重量部を、遊星式攪拌機を用いて充分に混合した後、離型フィルム上に乾燥後の厚さが10μmとなるように塗布し、トルエンを蒸発させて接着性フィルムを得た。
次いで、樹脂バインダーの樹脂としてエポキシ樹脂(油化シェルエポキシ社製、「エピコート828」)100重量部、トリスジメチルアミノエチルフェノール2重量部、及びトルエン100重量部に、得られた導電性微粒子のスラリー3を添加し、遊星式攪拌機を用いて充分に混合した後、離型フィルム上に乾燥後の厚さが7μmとなるように塗布し、トルエンを蒸発させて導電性微粒子を含有する接着性フィルムを得た。なお、導電性微粒子の配合量は、フィルム中の含有量が5万個/cm2となるようにした。
得られた接着性フィルムと導電性微粒子を含有する接着性フィルムとを常温でラミネートすることにより、2層構造を有する厚さ17μmの異方性導電フィルムを得た。
金属ナノペーストとしてAgナノペースト(平均粒子径30nm)3gを使用した以外は、実施例1と同様にして異方性導電フィルムを作製した。
金属ナノペーストとしてSn−57Bi−1Agナノペースト(平均粒子径35nm)3gを使用した以外は、実施例1と同様にして異方性導電フィルムを作製した。
金属ナノペーストを使用しなかった以外は、実施例1と同様にして異方性導電フィルムを作製した。
実施例1〜3及び比較例1で得られた異方性導電フィルムについて以下の評価を行った。結果を表1に示した。
得られた異方性導電フィルムを5×5mmの大きさに切断した。これを、一方に抵抗測定用の引き回し線を有した幅200μm、長さ1mm、高さ0.2μm、L/S20μmのアルミニウム電極のほぼ中央に貼り付けた後、ITO電極を有するガラス基板を、電極同士が重なるように位置あわせをしてから貼り合わせた。
このガラス基板の接合部を、10N、160℃の圧着条件で熱圧着した後、電極間の抵抗値を評価した。
また、作製した試験片に対して信頼性試験(80℃、95%RHの高温高湿環境下で1000時間保持)を行った後、電極間の抵抗値を評価した。
Claims (4)
- 湿式溶媒に、最表面が導電性金属(パラジウムを除く)からなる導電性微粒子を分散させた導電性微粒子分散液と、金属ナノ粒子を含有する高分散性の金属ナノペーストとを混合して、前記導電性微粒子の表面にヘテロ凝集により前記金属ナノ粒子が付着した突起付導電性微粒子を含有するスラリーを作製する工程1と、前記スラリーとバインダー樹脂とを混練する工程2とからなり、
工程1の後に金属メッキ工程を有しない
ことを特徴とする異方性導電材料の製造方法。 - 金属ナノ粒子の平均粒径が5〜80nmであることを特徴とする請求項1記載の異方性導電材料の製造方法。
- 金属ナノ粒子は、低融点金属であることを特徴とする請求項1又は2記載の異方性導電材料の製造方法。
- バインダー樹脂と突起付導電性微粒子とを含有する異方性導電材料であって、前記突起付導電性微粒子は、導電性微粒子の表面に金属ナノ粒子が均一に付着したものであることを特徴とする異方性導電材料。
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