JP4852785B2 - 回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対向する回路電極間に介在され、相対向する回路電極を加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂系接着剤は、高い接着強さが得られ、耐水性や耐熱性に優れること等から、電気・電子・建築・自動車・航空機等の各種用途に多用されている。中でも一液型エポキシ樹脂系接着剤は、主剤と硬化剤との混合が不必要であり使用が簡便なことから、フィルム状、ペースト状、粉体状の形態で使用されている。この場合、エポキシ樹脂と硬化剤及び変性剤との多様な組み合わせにより、特定の性能を得ることが一般的である（例えば、特開昭６２−１４１０８３号公報）。しかしながら、特開昭６２−１４１０８３号公報に示されるようなエポキシ樹脂系のフィルム状接着剤は、作業性に優れるものの、２０秒前後の接続時間で１４０〜１８０℃程度の加熱、１０秒では１８０〜２１０℃程度の加熱が必要であった。この理由は、短時間硬化性（速硬化性）と貯蔵安定性（保存性）のバランスを得るため常温で不活性な触媒型硬化剤を用い硬化に際して十分な反応が得られないためである。
【０００３】
近年、精密電子機器の分野では、回路の高密度化が進んでおり、電極幅、電極間隔が極めて狭くなっており、回路接続時の熱による回路基板の膨張が接続端子の位置ずれに影響する場合がある。特に、液晶パネル分野のLCD（液晶ディスプレイ）とTCP（テープキャリアパッケージ）との接続や、TCPとPWB（プリント回路基板）との接続において、配線の微細化とパネルの大型化の為、従来のエポキシ樹脂系を用いた回路接続用フィルム状接着剤の接続条件では、接続時の熱によるTCPの伸びによって配線の脱落、剥離や位置ずれが生じるなどの問題があった。この為、エポキシ樹脂系接着剤に代わり、低温速硬化の接続材料としてラジカル重合性の接着剤が開発されてきた（例えば、特開平１１−２８４０２５号公報、特開２０００−４４９０５号公報）。特開平１１−２８４０２５号公報および特開２０００−４４９０５号公報に示されるようなラジカル重合性の接着剤は、ラジカル重合性物質としてアクリレート化合物、メタアクリレート化合物またはマレイミド化合物等のモノマーを過酸化物などのラジカル発生物質と配合し、加熱時に過酸化物から発生するラジカルによってモノマーがラジカル重合・硬化するものである。ラジカル発生物質のラジカル発生温度が低温の物質を選択することによって低温での硬化が可能であることが特徴であり、１５０℃前後の加熱温度、１０秒〜１５秒の加熱時間で接続が可能である。しかし、一般的にエポキシ樹脂系の接着剤に比べ、アクリレート化合物などの熱ラジカル重合性樹脂は接着力が弱いという難点がある。このため、特開平１１−２８４０２５号公報に示されるようにリン酸エステル化合物によって接着力を向上させる方法や、特開２０００−４４９０５号公報に示されるようにリン酸エステル化合物とエポキシシランカップリング剤との混合によって接着力を向上させる手段が提案されてきている。
【０００４】
一方、液晶パネル分野でもLCD上にドライバICを直接接続するCOG（Chip on Glass）接続方式では、生産効率向上を目的として、１０秒以下さらには５秒以下の短時間での接続が求められている。COG接続方式では液晶パネルであるガラスの熱膨張係数とドライバICであるシリコンチップの熱膨張係数が近く、加熱によって生ずる位置ずれの問題が小さいため、接続時間の短縮化要求に対して接続温度を高温化して対処することができる。しかしながら、特開昭６２−１４１０８３号公報に示されるようなエポキシ樹脂系接着剤では２３０℃以上の加熱温度であっても、５秒以下では十分に硬化反応が進行しないため、接着強度が小さく、接続信頼性が低下する。一方、特開平１１−２８４０２５号公報および特開２０００−４４９０５号公報で示されるようなラジカル重合性の接着剤については、硬化速度はエポキシ樹脂系に比べて速いものの、リン酸エステルまたはリン酸エステルとエポキシシランカップリング剤で接着力を増加させた場合であっても、TABとLCDを接着した場合よりもチップとLCDを接着した場合に発生する応力が大きいことによって、接着力が不十分であり、接続信頼性が低いため適応できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、精密電子機器の微細回路同士の電気的接続、特にLCDパネルとドライバICのCOG接続において、加熱温度が１４０℃以上、２００℃以下であり、かつ加熱時間が２秒以上、１０秒以下で接続が可能であり、且つ、接着性、接続信頼性に優れる回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、相対向する回路電極間に介在され、相対向する回路電極を加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤であって、加熱温度１６０℃以上、２００℃以下、加熱時間２秒以上、１０秒以下、好ましくは３秒以下で相対向する回路電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤であり、２００℃の加熱加圧時に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒以上の樹脂流動性を有し、かつ２００℃、３秒の加熱後の反応率が６０％以上であり、ガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップを加熱温度２００℃、３秒で加熱加圧して接着した際のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上であり、（１）ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物、（２）１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂、（３）加熱によってラジカルを発生する硬化剤、（４）ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を必須成分とする回路接続用フィルム状接着剤である。この回路接続用フィルム状接着剤は、加熱後の接着剤硬化物のガラス転移温度が１３０〜１６０℃であると好ましい。また、加熱によってラジカルを発生する硬化剤の半減期１０時間の分解温度が４０℃以上かつ、半減期１分間の分解温度が１８０℃以下である。この加熱によってラジカルを発生する硬化剤は、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドのいずれかまたは混合物である。１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂が、ガラス転位温度５０℃以上のポリヒドロキシポリエーテル樹脂である。その熱可塑性樹脂が分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂もしくは分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂と他の１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂との混合物である。さらに、１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂１００重量部に対しラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物を２５〜１００重量部、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物１００重量部に対し加熱によってラジカルを発生する硬化剤１〜２０重量部、前記熱可塑性樹脂、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物及び加熱によってラジカルを発生する硬化剤の接着剤総重量に対しラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を５〜１５重量部配合する。上記の回路接続用フィルム状接着剤には、導電性粒子を含有することができる。
【０００７】
本発明の回路端子の接続構造は、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が、第一の接続端子と第二の接続端子を対向して配置されており、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上記の回路接続用フィルム状接着剤が介在されており、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子が電気的に接続されているものである。
本発明の回路端子の接続方法は、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上記記載の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、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る回路端子の接続方法において、加熱温度が１４０℃以上、２００℃以下であり、かつ加熱時間が２秒以上、１０秒以下である。好ましくは、加熱温度が１６０℃以上、２００℃以下であり、加熱時間が２秒以上、３秒以下である。接続端子の少なくとも一方の表面を金、銀、錫及び白金族から選ばれる金属で構成させることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は加熱・加圧によって流動すると共に、加熱によって反応し、硬化するものである。流動は２００℃の加熱条件で加圧した際に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒は流動性を示す必要がある。０．１秒未満では、接続端子間の余分な樹脂を排除することが困難である。流動性は、ＩＣチップのバンプ電極とＩＴＯ電極付きガラス基板のとの相対応する電極同士の位置合わせを行った後に、回路接続用フィルム状接着剤を介在させてＩＣチップとガラス基板を張り合わせ、この後、ガラス基板側を圧着機の石英製基板テーブル側に向けて固定し、圧着機下部に設置した接続部観察カメラ（対物レンズ倍率２０倍）の焦点を石英製ガラステーブルおよびガラス基板を透過して接続部分に合わせた。この後、ＩＣチップ側から圧着機のヒートツールを押し当てて２００℃、１００ＭＰａ（バンプ面積換算）、３秒加熱加圧してＩＣチップとガラス基板の接続を行うと同時に接続部分の接着剤の流動挙動をモニタにて観察し、ヒートツールがＩＣチップに当たってから接着剤の流動が止まるまでの時間をストップウォッチを用いて計測した。加熱による反応は、２００℃、３秒の加熱後の反応率が６０％以上であることが必要である。反応率６０％未満では硬化が不十分なことによって接続信頼性が低下する。反応率は、示差走査熱量計を用いて未硬化およびオイルバスで加熱・硬化（２００℃、浸漬３秒）した回路接続用フィルム状接着剤の発熱量を測定し（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）、次式で算出した。
（反応率）＝（未硬化の発熱量―硬化後の発熱量）／（未硬化の発熱量）×１００
さらに、本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、加熱温度２００℃、加熱時間３秒でガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップの間に本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させて加熱加圧して接着した後のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上を示すことが必要である。せん断接着強度が１０ＭＰａ未満では接続端子の電気的接続が保持できないおそれがある。
【０００９】
本発明に用いる加熱によりラジカルを発生する硬化剤としては、過酸化化合物、アゾ系化合物などの加熱により分解して遊離ラジカルを発生するものであり、目的とする接続温度、接続時間、ポットライフ等により適宜選定されるが、高反応性とポットライフの点から、半減期１０時間の分解温度が４０℃以上かつ、半減期１分の分解温度が１８０℃以下の硬化剤である有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の分解温度が６０℃以上かつ、半減期１分の温度が１７５℃以下の有機過酸化物がより好ましい。硬化剤の配合量はラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物１００重量部に対し１〜２０重量部であり、５〜１０重量部がより好ましい。この範囲より少ないと、硬化が十分に進行せず、接着剤の凝集力が低下し接着性に劣り、また多いと、硬化は十分であるが、フィルム状接着剤の界面での接着に劣るようになる。
【００１０】
加熱によってラジカルを発生する硬化剤は、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドから選定できる。また、回路部材の接続端子の腐食を抑えるために、硬化剤中に含有される塩素イオンや有機酸は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらに、加熱分解後に発生する有機酸が少ないものがより好ましい。このようなものとして、具体的には、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドから選定される。上記硬化剤は、適宜混合して用いることができる。
【００１１】
パーオキシエステルとしては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
【００１２】
ジアルキルパーオキサイドとしては、α，α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【００１６】
パーオキシケタールとしては、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
【００１７】
これらのラジカルを発生する硬化剤は、単独または混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。また、これらの硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。
【００１８】
本発明で用いるラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であり、これらは、モノマー、オリゴマーのいずれの状態でも用いることが可能であり、モノマーとオリゴマーを併用することも可能である。アクリレート化合物またはメタクリレート化合物の具体例としては、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサプロピレングリコールジアクリレート、ヘキサプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、２−ヒドロキシ１，３−ジアクリロキシプロパン、２−ヒドロキシ１，３−ジメタアクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシメトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタアクリロキシメトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタアクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジアクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジメタクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタアクリロイロキシエチル）イソシアヌレートウレタンジアクリレート化合物、ウレタンジメタアクリレート化合物等が挙げられる。
これらは単独または併用して用いることができ、必要によっては、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類などの重合禁止剤を適宜用いてもよい。また、ジシクロペンテニル基および／またはトリシクロデカニル基および／またはトリアジン環を有する場合は、耐熱性が向上するので好ましい。
【００１９】
本発明で用いる１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ（１００，０００ポイズ）以下の熱可塑性樹脂としては、接着剤に使用した際の流動性、硬化収縮の抑制効果および接続信頼性を考えるとガラス転移温度５０℃以上のポリヒドロキシポリエーテル樹脂が好適に使用される。ポリヒドロキシポリエーテル樹脂として、分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂がより好適に使用される。ポリヒドロキシポリエーテル樹脂は単独でも前記樹脂との混合物でも使用できる。これらの熱可塑性樹脂はカルボキシル基含有エラストマー、エポキシ基含有エラストマー、ラジカル重合性の官能基によって変性されていてもよい。熱可塑性樹脂の１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ（１００，０００ポイズ）を超えて高いと接着剤の加熱・加圧時の流動性が低下し、回路基板の相対向する端子間の樹脂の排除が不十分となるため、接続信頼性が低下するため好ましくない。
【００２０】
本発明で用いるラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤としては、ラジカル重合性の官能基を持つものが使用される。ラジカル重合性の官能基を持たないシランカップリング剤では接着力を十分に発現することができない。具体的にはアクリル基、メタクリル基を持つものが使用される。シランカップリング剤の具体例としては（３−アクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、（３−アクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、（メタクリロキシメチル）トリメトキシシラン、（メタクリロキシメチル）トリエトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）メチルジエトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）トリエトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）トリス（メトキシエトキシ）シランが挙げられる。これらは単独または２種以上混合して用いても良い。シランカップリング剤の配合量は、接着剤の総重量に対して５〜１５重量部である。この範囲より少ないと接着剤の凝集力が低下し接着力に劣り、多いとフィルム界面での接着性に劣るようになる。
【００２１】
また、本発明の回路接続用フィルム状接着剤はアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、グリシジルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートの１種または２種以上をモノマー成分とした共重合体系アクリルゴム、ポリウレタンなどのエラストマーを含有することができる。エラストマーを含有した場合、応力緩和の効果が得られるので好ましい。
【００２２】
さらに、充填材、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤及びフェノール樹脂やメラミン樹脂、イソシアネート類等を含有することもできる。充填材を含有した場合、接続信頼性等の向上が得られるので好ましい。
【００２３】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は導電性粒子がなくても、接続時に相対向する回路電極の直接接触により接続が得られるが、導電性粒子を含有した場合、より安定した接続が得られる。導電性粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、はんだ等の金属粒子やカーボン等があり、十分なポットライフを得るためには、表層はＮｉ、Ｃｕなどの遷移金属類ではなくＡｕ、Ａｇ、白金族の貴金属類が好ましくＡｕがより好ましい。また、Ｎｉなどの遷移金属類の表面をＡｕ等の貴金属類で被覆したものでもよい。また、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等に前記した金属を被覆等により形成し、最外層を貴金属類で被覆したものでもよい。プラスチックを核とした場合や熱溶融金属粒子を核とした場合、加熱加圧により変形性を有するので接続時に電極との接触面積が増加したり、電極高さのばらつきを吸収し信頼性が向上するので好ましい。貴金族類の被覆層の厚みは良好な抵抗を得るためには、１００オングストロ−ム以上が好ましい。しかし、Ｎｉ等の遷移金属の上に貴金属類の層を設ける場合では、貴金属類層の欠損や導電粒子の混合分散時に生じる貴金属類層の欠損等により遷移金属が表面に露出するとその酸化還元作用で遊離ラジカルが発生し保存性低下を引き起こすため、３００オングストロ−ム以上が好ましい。導電性粒子は、接着剤樹脂成分１００体積部に対して０．１〜３０体積部の範囲で用途により使い分ける。過剰な導電性粒子による隣接回路の短絡等を防止するためには０．１〜１０体積部とするのが好ましい。
【００２４】
また、回路接続用フィルム状接着剤を２層以上に分割し、ラジカルを発生する硬化剤を含有する層とラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物を含有する層に分離した場合、または、ラジカルを発生する硬化剤を含有する層と導電粒子を含有する層に分離した場合、ポットライフの向上が得られる。
【００２５】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、半導体チップの動作時、外部光源からの光によって誤動作を防ぐために、フィルム状接着剤中にカーボンブラック、顔料、色素を添加することによって、黒色、褐色、青色等の遮光性フィルムとすることもできる。
【００２６】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、ＩＣチップと回路基板との電気的および機械的接続や電気回路相互の電気的および機械的接続に使用することができる。本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、例えばフェイスダウン方式で半導体チップと回路基板を本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させて接着固定すると共に両者の電極どうしを電気的に接続する場合に使用できる。すなわち、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本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、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ることができる。このような回路部材としては半導体チップ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品、プリント基板、フレキシブルプリント基板等の回路基板、LCDパネル、PDPパネル、ELパネル等の画像表示基板、テープキャリアパッケージ、COF等の回路部品等が用いられる。これらの回路部材には接続端子が通常は多数（場合によっては単数でも良い）設けられており、前記回路部材の少なくとも１組がそれらの回路部材に設けられた接続端子の少なくとも一部を対向配置し、対向配置した接続端子間に本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、加熱加圧して対向配置した接続端子どうしを電気的に接続して回路板とする。回路部材の少なくとも１組を加熱加圧することにより、対向配置した接続端子どうしは、直接接触により又は異方導電性接着剤の導電性粒子を介して電気的に接続することができる。
【００２７】
本発明の回路端子の接続方法は、ラジカル重合による硬化性を有する回路接続用フィルム状接着剤を表面が金、銀、錫及び白金族から選ばれる金属である一方の電極回路に形成した後、もう一方の回路電極を位置合わせし加熱、加圧して接続することができる。
【００２８】
本発明の回路端子の接続方法において、回路電極を有する回路基板表面を洗浄して表面の汚染物質や酸化膜などを除去しておくことによって本発明の回路接続用フィルム状接着剤の回路基板への接着強度を増強させることによって接続信頼性を向上させることができる。回路基板表面の洗浄方法としては回路電極および配線に対する損傷の影響が小さいものであれば特に限定するものではない。洗浄の例としては、純水による洗浄、溶剤による洗浄またはふき取り、プラズマ処理などが挙げられる。
【００２９】
本発明においては、従来のラジカル硬化アクリレート樹脂系接着剤よりも短時間で接続が可能であり、かつ耐湿試験後も優れた接着強度を示す電気・電子用の回路接続用フィルム状接着剤の提供が可能となる。
【００３０】
【実施例】
本発明で用いる１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂として用いたフルオレン骨格含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂及びカルボキシル基含有ブタジエン系エラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂の合成法を以下に示す。
【００３１】
〈ポリヒドロキシポリエーテル樹脂の合成〉
４,４-（９-フルオレニリデン）-ジフェノール４５ｇ、３,３',５,５'-テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル５０ｇをN-メチルピロリジオン１０００ｍｌに溶解し、これに炭酸カリウム２１ｇを加え、１１０℃で３時間攪拌した。攪拌後、多量のメタノールに滴下し、生成した沈殿物をろ取して目的物質である分子内にフルオレン骨格を持つポリヒドロキシポリエーテル樹脂（ｂ）を７５ｇ得た。分子量を測定した結果（東ソー株式会社製ＧＰＣ８０２０、カラム；東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌＧ３０００ＨXLとＴＳＫｇｅｌＧ４０００ＨXL、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎ）、ポリスチレン換算でＭｎ=１２，５００、Ｍｗ=３０，３００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．４２であった。樹脂（ｂ）をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解させ、シャーレに塗布し、溶媒を気散させることによってキャストフィルムを作製した。キャストフィルムを動的粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製RSA-II）を用いて測定し（昇温速度５℃／分、１Ｈｚ）、tanδのピークによってガラス転移温度を測定した結果、ガラス転移温度９５℃であった。キャストフィルムをずり粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製ARES）を用いて測定し（昇温速度５℃／分、１Ｈｚ）、１５０℃での粘度を求めた結果、４８００Ｐａ・ｓ（４８，０００ポイズ）であった。
【００３２】
〈カルボキシル基含有ブタジエン系エラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂の合成〉
窒素導入管、温度計、冷却管およびメカニカルスターラーを取り付けた２リットルの四つ口フラスコに、テトラブロモビスフェノールＡ（ＦＧ−２０００、帝人化成株式会社製商品名）３３３.８３ｇ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＹＤ−８１２５、分子蒸留品、エポキシ当量１７２ｇ／当量，東都化成株式会社製商品名）２０５.５６ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１２５７ｇを入れ、窒素雰囲気下、均一になるまで撹拌混合した。次に、水酸化リチウム０．９４ｇを添加し、温度を徐々に上げながら１２０℃で９時間反応させた。反応の追跡は、一定時間ごとに反応溶液の粘度を測定し、粘度が増加しなくなるまで反応を行った。反応終了後、反応溶液を放冷し、これに活性アルミナ（２００メッシュ）約４２０ｇを加えて一晩放置した。活性アルミナを濾過して、フェノキシ樹脂のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を得た。次いで、窒素導入管、温度計、冷却管およびメカニカルスターラーを取り付けた１リットルの四つ口フラスコに、得られたフェノキシ樹脂のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液８０７.６２ｇ、末端カルボキシル基含有ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（Hycar CTBNX1009−SP，宇部興産株式会社製商品名）５０.８８ｇを入れ、撹拌混合しながら十分に窒素置換した。次に、窒素雰囲気下で撹拌混合し、温度を徐々に上げながら溶剤が還流する状態で８.５時間加熱して、目的のエラストマー変性フェノキシ樹脂のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を得た。得られた溶液は茶褐色の透明なものであり、コーンプレート型粘度計（ＥＭＤ型、株式会社トキメック製）で測定した粘度は約０．３Ｐａ・ｓ（３００ｃＰ）であった。反応溶液の一部を大量のメタノール中に注いで固形物を析出させ、メタノール洗浄、減圧乾燥してエラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂を得た。得られたエラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂の分子量を東ソー株式会社製ＧＰＣ８０２０、カラムは東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌＧ３０００ＨXLとＴＳＫｇｅｌＧ４０００ＨXL、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎで測定した結果、ポリスチレン換算でＭｎ=１８，２００、Ｍｗ＝３８，４００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１１であった。この樹脂（ｃ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに溶解させ、シャーレに塗布し、溶媒を気散させることによってキャストフィルムを作製した。キャストフィルムを動的粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製RSA-II）を用いて測定し（昇温速度５℃／分、１Ｈｚ）、tanδのピークによってガラス転移温度を測定した結果、ガラス転移温度９０℃であった。キャストフィルムをずり粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製ARES）を用いて測定し（昇温速度5℃／分、１Ｈｚ）、１５０℃での粘度を求めた結果、３０７０Ｐａ・ｓ（３０，７００ポイズ）であった。
【００３３】
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明する。実施例、比較例で用いた材料を表１に示した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
（実施例１）
１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂として、上記で合成したフルオレン骨格含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂（Ｂ）を、トルエン：酢酸エチル＝１：１重量比の混合溶液に溶解した５０重量％溶液を１２０重量部、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物として、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート（Ａ）３０重量部、加熱によってラジカルを発生する硬化剤として１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｄ、１分間の半減期分解温度１２４℃、１０時間の半減期分解温度６５℃）４重量部、ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤として（３−メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン（Ｇ）を２−ブタノンに添加して超音波で分散させた５０重量％溶液を２０重量部、Ｎｉ／Ａｕめっきポリスチレン粒子（Ｊ）１０重量部を混合し、攪拌してフィルム塗工用ワニス溶液を得た。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８０μｍ）にロールコータで塗布し、７０℃、１０分乾燥し厚み２０μｍの回路接続用フィルム状接着剤を作製した。
【００３６】
（実施例２〜６）
実施例１と同様に、表２に示す割合で配合し、回路接続用フィルム状接着剤を作製した。
実施例２、３は、実施例１の加熱によってラジカルを発生する硬化剤を１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（１分間の半減期分解温度１４７℃、１０時間の半減期分解温度８６℃、実施例２）、ジクミルパーオキサイド（１分間の半減期分解温度１７５℃、１０時間の半減期分解温度１１６℃、実施例３）にそれぞれ変更した。また、実施例４、５、６は、実施例１、２、３の配合で、１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂として用いたフルオレン骨格含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂に加えて、上記で合成したカルボキシ末端ブチロニトリル樹脂変性高分子量エポキシ樹脂をそれぞれ表２に示す割合で配合した。
【００３７】
（比較例１、２、３）
比較例１は、実施例１の配合で用いたラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤をラジカル重合性の官能基を有さない（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシランに変えた場合で、比較例２は、ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を配合せずリン酸エステルを配合した場合である。
比較例３は、実施例1のラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物を１官能のイミドアクリレート（Ａ’）に変更した場合である。
【００３８】
実施例1〜６、比較例１〜３の配合を表２に示した。
【表２】
【００３９】
本発明で使用した回路の接続と測定法を以下に示す。
〈回路の接続〉
金めっきバンプ（５０μｍ×５０μｍ、バンプ高さ１５μｍ、スペース５０μｍ）付きＩＣチップ（１．５ｍｍ×１７ｍｍ×０．５５ｍｍ、表面を窒化珪素処理したシリコンチップ使用）と０．７ｍｍ厚のガラス上にＩＴＯで電極を作製した基板とを上述した回路接続用フィルム状接着剤を介在させて、２００℃、１００ＭＰａ（バンプ面積換算）、３秒加熱加圧して接続し、接続信頼性測定用サンプルを作製した。この時、あらかじめガラス基板上に、回路接続用フィルム状接着剤を貼り付けた後、７０℃、０．５ＭＰａで５秒間加熱加圧して仮接続し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離してＩＣチップと接続した。
〈接続信頼性測定方法〉
接続信頼性測定用サンプルの接続直後の接続抵抗と、耐湿試験（８５℃、８５％ＲＨ）に５００時間放置後の接続抵抗を四端子法で測定した。初期の接続抵抗が低く、耐湿試験後も接続抵抗が安定しているものが良好である。接続抵抗が測定できないものをＯＰＥＮ不良とした。
〈耐湿後の外観検査〉
上述した接続信頼性測定用サンプルの耐湿試験後の接続面を金属顕微鏡で観察した。剥離の起きていないものを良好とし、剥離が観察されたものを剥離とした。
〈接着強度測定方法〉
金めっきバンプ（５０μｍ×５０μｍ、バンプ高さ１５μｍ、スペース1０μｍ）付きＩＣチップ（１．０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５５ｍｍ、表面を窒化珪素処理したシリコンチップ使用）と０．７ｍｍ厚のガラスを上述した回路接続用フィルム状接着剤を介在させて、２００℃、１００ＭＰａ（バンプ面積換算）、３秒で接続した後、ボンドテスタ（Dyge社製）を用いて、ボンディング直後と耐湿試験１６８時間後のせん断接着強度を測定した。
〈接続時の流動時間測定〉
上述した回路の接続作業において、上述の金めっきバンプ付ＩＣチップのバンプ電極と上述のガラス基板のＩＴＯ電極との相対応する電極同士の位置合わせを行った後に、上述の回路接続用フィルム状接着剤を介在させてＩＣチップとガラス基板を張り合わせた。この後、ガラス基板側を圧着機の石英製基板テーブル側に向けて固定し、圧着機下部に設置した接続部観察カメラ（対物レンズ倍率２０倍）の焦点を石英製ガラステーブルおよびガラス基板を透過して接続部分に合わせた。この後、ＩＣチップ側から圧着機のヒートツールを押し当てて２００℃、１００ＭＰａ、３秒加熱加圧してＩＣチップとガラス基板の接続を行うと同時に接続部分の接着剤の流動挙動をモニタにて観察し、ヒートツールがＩＣチップに当たってから接着剤の流動が止まるまでの時間をストップウォッチを用いて計測した。
〈反応率の測定〉
示差走査熱量計（ＤＳＣ、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン株式会社製ＴＡ２０００サーマルアナリシスシステム）を用いて未硬化およびオイルバスで加熱・硬化（２００℃、浸漬３秒）した回路接続用フィルム状接着剤の発熱量を測定した（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）。測定後、次式で反応率を算出した。
（反応率）＝（未硬化の発熱量―硬化後の発熱量）／（未硬化の発熱量）×１００
【００４０】
比較例１のラジカル重合性の官能基を有さないシランカップリング剤を用いた場合、せん断接着強度が著しく低く、接続抵抗が測定できなかった。また、比較例２でラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を配合せず、接着性に優れるリン酸エステルを配合した場合は、比較例１と異なり、せん断接着強度は、実施例と同様高くなるが、耐湿後のせん断接着強度が低く接続抵抗が測定できなかった。
比較例３のラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物を用いないで１官能のアクリレート化合物とした場合、せん断接着強度が著しく低く接続抵抗が測定できなかった。
これらに対し、本発明の１６０℃以上、２００℃以下の加熱加圧時に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒以上の樹脂流動性を有し、かつ１６０℃以上、２００℃以下、２秒以上、３秒以下の加熱後の反応率が６０％以上である回路接続用フィルム状接着剤であり、前記回路接続用フィルム状接着剤を用い、ガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップを加熱温度１６０℃以上、２００℃以下、加熱時間２秒以上、３秒以下で加熱加圧して接着した際のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上である回路接続用フィルム状接着剤であり、（１）ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物、（２）１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂、（３）加熱によってラジカルを発生する硬化剤、（４）ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を必須成分とする回路接続用フィルム状接着剤を用いた場合、せん断接着強度が良好で、初期の接続抵抗や耐湿試験後の接続抵抗が低く良好である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のラジカル硬化アクリレート樹脂系接着剤よりも短時間で接続が可能であり、かつ耐湿試験後も優れた接着強度を示す電気・電子用の回路接続用フィルム状接着剤の提供が可能となる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、相対向する回路電極間に介在され、相対向する回路電極を加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エポキシ樹脂系接着剤は、高い接着強さが得られ、耐水性や耐熱性に優れること等から、電気・電子・建築・自動車・航空機等の各種用途に多用されている。中でも一液型エポキシ樹脂系接着剤は、主剤と硬化剤との混合が不必要であり使用が簡便なことから、フィルム状、ペースト状、粉体状の形態で使用されている。この場合、エポキシ樹脂と硬化剤及び変性剤との多様な組み合わせにより、特定の性能を得ることが一般的である（例えば、特開昭６２−１４１０８３号公報）。しかしながら、特開昭６２−１４１０８３号公報に示されるようなエポキシ樹脂系のフィルム状接着剤は、作業性に優れるものの、２０秒前後の接続時間で１４０〜１８０℃程度の加熱、１０秒では１８０〜２１０℃程度の加熱が必要であった。この理由は、短時間硬化性（速硬化性）と貯蔵安定性（保存性）のバランスを得るため常温で不活性な触媒型硬化剤を用い硬化に際して十分な反応が得られないためである。
【０００３】
近年、精密電子機器の分野では、回路の高密度化が進んでおり、電極幅、電極間隔が極めて狭くなっており、回路接続時の熱による回路基板の膨張が接続端子の位置ずれに影響する場合がある。特に、液晶パネル分野のLCD（液晶ディスプレイ）とTCP（テープキャリアパッケージ）との接続や、TCPとPWB（プリント回路基板）との接続において、配線の微細化とパネルの大型化の為、従来のエポキシ樹脂系を用いた回路接続用フィルム状接着剤の接続条件では、接続時の熱によるTCPの伸びによって配線の脱落、剥離や位置ずれが生じるなどの問題があった。この為、エポキシ樹脂系接着剤に代わり、低温速硬化の接続材料としてラジカル重合性の接着剤が開発されてきた（例えば、特開平１１−２８４０２５号公報、特開２０００−４４９０５号公報）。特開平１１−２８４０２５号公報および特開２０００−４４９０５号公報に示されるようなラジカル重合性の接着剤は、ラジカル重合性物質としてアクリレート化合物、メタアクリレート化合物またはマレイミド化合物等のモノマーを過酸化物などのラジカル発生物質と配合し、加熱時に過酸化物から発生するラジカルによってモノマーがラジカル重合・硬化するものである。ラジカル発生物質のラジカル発生温度が低温の物質を選択することによって低温での硬化が可能であることが特徴であり、１５０℃前後の加熱温度、１０秒〜１５秒の加熱時間で接続が可能である。しかし、一般的にエポキシ樹脂系の接着剤に比べ、アクリレート化合物などの熱ラジカル重合性樹脂は接着力が弱いという難点がある。このため、特開平１１−２８４０２５号公報に示されるようにリン酸エステル化合物によって接着力を向上させる方法や、特開２０００−４４９０５号公報に示されるようにリン酸エステル化合物とエポキシシランカップリング剤との混合によって接着力を向上させる手段が提案されてきている。
【０００４】
一方、液晶パネル分野でもLCD上にドライバICを直接接続するCOG（Chip on Glass）接続方式では、生産効率向上を目的として、１０秒以下さらには５秒以下の短時間での接続が求められている。COG接続方式では液晶パネルであるガラスの熱膨張係数とドライバICであるシリコンチップの熱膨張係数が近く、加熱によって生ずる位置ずれの問題が小さいため、接続時間の短縮化要求に対して接続温度を高温化して対処することができる。しかしながら、特開昭６２−１４１０８３号公報に示されるようなエポキシ樹脂系接着剤では２３０℃以上の加熱温度であっても、５秒以下では十分に硬化反応が進行しないため、接着強度が小さく、接続信頼性が低下する。一方、特開平１１−２８４０２５号公報および特開２０００−４４９０５号公報で示されるようなラジカル重合性の接着剤については、硬化速度はエポキシ樹脂系に比べて速いものの、リン酸エステルまたはリン酸エステルとエポキシシランカップリング剤で接着力を増加させた場合であっても、TABとLCDを接着した場合よりもチップとLCDを接着した場合に発生する応力が大きいことによって、接着力が不十分であり、接続信頼性が低いため適応できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、精密電子機器の微細回路同士の電気的接続、特にLCDパネルとドライバICのCOG接続において、加熱温度が１４０℃以上、２００℃以下であり、かつ加熱時間が２秒以上、１０秒以下で接続が可能であり、且つ、接着性、接続信頼性に優れる回路接続用フィルム状接着剤、回路端子の接続構造および回路端子の接続方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、相対向する回路電極間に介在され、相対向する回路電極を加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤であって、加熱温度１６０℃以上、２００℃以下、加熱時間２秒以上、１０秒以下、好ましくは３秒以下で相対向する回路電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤であり、２００℃の加熱加圧時に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒以上の樹脂流動性を有し、かつ２００℃、３秒の加熱後の反応率が６０％以上であり、ガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップを加熱温度２００℃、３秒で加熱加圧して接着した際のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上であり、（１）ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物、（２）１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂、（３）加熱によってラジカルを発生する硬化剤、（４）ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を必須成分とする回路接続用フィルム状接着剤である。この回路接続用フィルム状接着剤は、加熱後の接着剤硬化物のガラス転移温度が１３０〜１６０℃であると好ましい。また、加熱によってラジカルを発生する硬化剤の半減期１０時間の分解温度が４０℃以上かつ、半減期１分間の分解温度が１８０℃以下である。この加熱によってラジカルを発生する硬化剤は、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドのいずれかまたは混合物である。１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂が、ガラス転位温度５０℃以上のポリヒドロキシポリエーテル樹脂である。その熱可塑性樹脂が分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂もしくは分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂と他の１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂との混合物である。さらに、１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂１００重量部に対しラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物を２５〜１００重量部、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物１００重量部に対し加熱によってラジカルを発生する硬化剤１〜２０重量部、前記熱可塑性樹脂、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物及び加熱によってラジカルを発生する硬化剤の接着剤総重量に対しラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を５〜１５重量部配合する。上記の回路接続用フィルム状接着剤には、導電性粒子を含有することができる。
【０００７】
本発明の回路端子の接続構造は、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が、第一の接続端子と第二の接続端子を対向して配置されており、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上記の回路接続用フィルム状接着剤が介在されており、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子が電気的に接続されているものである。
本発明の回路端子の接続方法は、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上記記載の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、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る回路端子の接続方法において、加熱温度が１４０℃以上、２００℃以下であり、かつ加熱時間が２秒以上、１０秒以下である。好ましくは、加熱温度が１６０℃以上、２００℃以下であり、加熱時間が２秒以上、３秒以下である。接続端子の少なくとも一方の表面を金、銀、錫及び白金族から選ばれる金属で構成させることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は加熱・加圧によって流動すると共に、加熱によって反応し、硬化するものである。流動は２００℃の加熱条件で加圧した際に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒は流動性を示す必要がある。０．１秒未満では、接続端子間の余分な樹脂を排除することが困難である。流動性は、ＩＣチップのバンプ電極とＩＴＯ電極付きガラス基板のとの相対応する電極同士の位置合わせを行った後に、回路接続用フィルム状接着剤を介在させてＩＣチップとガラス基板を張り合わせ、この後、ガラス基板側を圧着機の石英製基板テーブル側に向けて固定し、圧着機下部に設置した接続部観察カメラ（対物レンズ倍率２０倍）の焦点を石英製ガラステーブルおよびガラス基板を透過して接続部分に合わせた。この後、ＩＣチップ側から圧着機のヒートツールを押し当てて２００℃、１００ＭＰａ（バンプ面積換算）、３秒加熱加圧してＩＣチップとガラス基板の接続を行うと同時に接続部分の接着剤の流動挙動をモニタにて観察し、ヒートツールがＩＣチップに当たってから接着剤の流動が止まるまでの時間をストップウォッチを用いて計測した。加熱による反応は、２００℃、３秒の加熱後の反応率が６０％以上であることが必要である。反応率６０％未満では硬化が不十分なことによって接続信頼性が低下する。反応率は、示差走査熱量計を用いて未硬化およびオイルバスで加熱・硬化（２００℃、浸漬３秒）した回路接続用フィルム状接着剤の発熱量を測定し（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）、次式で算出した。
（反応率）＝（未硬化の発熱量―硬化後の発熱量）／（未硬化の発熱量）×１００
さらに、本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、加熱温度２００℃、加熱時間３秒でガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップの間に本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させて加熱加圧して接着した後のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上を示すことが必要である。せん断接着強度が１０ＭＰａ未満では接続端子の電気的接続が保持できないおそれがある。
【０００９】
本発明に用いる加熱によりラジカルを発生する硬化剤としては、過酸化化合物、アゾ系化合物などの加熱により分解して遊離ラジカルを発生するものであり、目的とする接続温度、接続時間、ポットライフ等により適宜選定されるが、高反応性とポットライフの点から、半減期１０時間の分解温度が４０℃以上かつ、半減期１分の分解温度が１８０℃以下の硬化剤である有機過酸化物が好ましく、半減期１０時間の分解温度が６０℃以上かつ、半減期１分の温度が１７５℃以下の有機過酸化物がより好ましい。硬化剤の配合量はラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物１００重量部に対し１〜２０重量部であり、５〜１０重量部がより好ましい。この範囲より少ないと、硬化が十分に進行せず、接着剤の凝集力が低下し接着性に劣り、また多いと、硬化は十分であるが、フィルム状接着剤の界面での接着に劣るようになる。
【００１０】
加熱によってラジカルを発生する硬化剤は、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドから選定できる。また、回路部材の接続端子の腐食を抑えるために、硬化剤中に含有される塩素イオンや有機酸は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、さらに、加熱分解後に発生する有機酸が少ないものがより好ましい。このようなものとして、具体的には、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドから選定される。上記硬化剤は、適宜混合して用いることができる。
【００１１】
パーオキシエステルとしては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
【００１２】
ジアルキルパーオキサイドとしては、α，α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【００１６】
パーオキシケタールとしては、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
【００１７】
これらのラジカルを発生する硬化剤は、単独または混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。また、これらの硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。
【００１８】
本発明で用いるラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であり、これらは、モノマー、オリゴマーのいずれの状態でも用いることが可能であり、モノマーとオリゴマーを併用することも可能である。アクリレート化合物またはメタクリレート化合物の具体例としては、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリアクリレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテルトリメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサプロピレングリコールジアクリレート、ヘキサプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ブチレングリコールジアクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、１，３−ブタンジオールジアクリレート、１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジメタクリレート、１，５−ペンタンジオールジアクリレート、１，５−ペンタンジオールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラアクリレート、テトラメチロールプロパンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、２−ヒドロキシ１，３−ジアクリロキシプロパン、２−ヒドロキシ１，３−ジメタアクリロキシプロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシメトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタアクリロキシメトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−アクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−メタクリロキシジエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス〔４−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（メタアクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、ビスフェノールＡジアクリレート、ビスフェノールＡジメタクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジアクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジメタクリレート、トリス（アクリロイロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（メタアクリロイロキシエチル）イソシアヌレートウレタンジアクリレート化合物、ウレタンジメタアクリレート化合物等が挙げられる。
これらは単独または併用して用いることができ、必要によっては、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類などの重合禁止剤を適宜用いてもよい。また、ジシクロペンテニル基および／またはトリシクロデカニル基および／またはトリアジン環を有する場合は、耐熱性が向上するので好ましい。
【００１９】
本発明で用いる１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ（１００，０００ポイズ）以下の熱可塑性樹脂としては、接着剤に使用した際の流動性、硬化収縮の抑制効果および接続信頼性を考えるとガラス転移温度５０℃以上のポリヒドロキシポリエーテル樹脂が好適に使用される。ポリヒドロキシポリエーテル樹脂として、分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂がより好適に使用される。ポリヒドロキシポリエーテル樹脂は単独でも前記樹脂との混合物でも使用できる。これらの熱可塑性樹脂はカルボキシル基含有エラストマー、エポキシ基含有エラストマー、ラジカル重合性の官能基によって変性されていてもよい。熱可塑性樹脂の１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ（１００，０００ポイズ）を超えて高いと接着剤の加熱・加圧時の流動性が低下し、回路基板の相対向する端子間の樹脂の排除が不十分となるため、接続信頼性が低下するため好ましくない。
【００２０】
本発明で用いるラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤としては、ラジカル重合性の官能基を持つものが使用される。ラジカル重合性の官能基を持たないシランカップリング剤では接着力を十分に発現することができない。具体的にはアクリル基、メタクリル基を持つものが使用される。シランカップリング剤の具体例としては（３−アクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、（３−アクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、（メタクリロキシメチル）トリメトキシシラン、（メタクリロキシメチル）トリエトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）メチルジメトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）メチルジエトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）トリエトキシシラン、（３−メタクリロキシプロピル）トリス（メトキシエトキシ）シランが挙げられる。これらは単独または２種以上混合して用いても良い。シランカップリング剤の配合量は、接着剤の総重量に対して５〜１５重量部である。この範囲より少ないと接着剤の凝集力が低下し接着力に劣り、多いとフィルム界面での接着性に劣るようになる。
【００２１】
また、本発明の回路接続用フィルム状接着剤はアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、グリシジルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートの１種または２種以上をモノマー成分とした共重合体系アクリルゴム、ポリウレタンなどのエラストマーを含有することができる。エラストマーを含有した場合、応力緩和の効果が得られるので好ましい。
【００２２】
さらに、充填材、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤及びフェノール樹脂やメラミン樹脂、イソシアネート類等を含有することもできる。充填材を含有した場合、接続信頼性等の向上が得られるので好ましい。
【００２３】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は導電性粒子がなくても、接続時に相対向する回路電極の直接接触により接続が得られるが、導電性粒子を含有した場合、より安定した接続が得られる。導電性粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、はんだ等の金属粒子やカーボン等があり、十分なポットライフを得るためには、表層はＮｉ、Ｃｕなどの遷移金属類ではなくＡｕ、Ａｇ、白金族の貴金属類が好ましくＡｕがより好ましい。また、Ｎｉなどの遷移金属類の表面をＡｕ等の貴金属類で被覆したものでもよい。また、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等に前記した金属を被覆等により形成し、最外層を貴金属類で被覆したものでもよい。プラスチックを核とした場合や熱溶融金属粒子を核とした場合、加熱加圧により変形性を有するので接続時に電極との接触面積が増加したり、電極高さのばらつきを吸収し信頼性が向上するので好ましい。貴金族類の被覆層の厚みは良好な抵抗を得るためには、１００オングストロ−ム以上が好ましい。しかし、Ｎｉ等の遷移金属の上に貴金属類の層を設ける場合では、貴金属類層の欠損や導電粒子の混合分散時に生じる貴金属類層の欠損等により遷移金属が表面に露出するとその酸化還元作用で遊離ラジカルが発生し保存性低下を引き起こすため、３００オングストロ−ム以上が好ましい。導電性粒子は、接着剤樹脂成分１００体積部に対して０．１〜３０体積部の範囲で用途により使い分ける。過剰な導電性粒子による隣接回路の短絡等を防止するためには０．１〜１０体積部とするのが好ましい。
【００２４】
また、回路接続用フィルム状接着剤を２層以上に分割し、ラジカルを発生する硬化剤を含有する層とラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物を含有する層に分離した場合、または、ラジカルを発生する硬化剤を含有する層と導電粒子を含有する層に分離した場合、ポットライフの向上が得られる。
【００２５】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、半導体チップの動作時、外部光源からの光によって誤動作を防ぐために、フィルム状接着剤中にカーボンブラック、顔料、色素を添加することによって、黒色、褐色、青色等の遮光性フィルムとすることもできる。
【００２６】
本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、ＩＣチップと回路基板との電気的および機械的接続や電気回路相互の電気的および機械的接続に使用することができる。本発明の回路接続用フィルム状接着剤は、例えばフェイスダウン方式で半導体チップと回路基板を本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させて接着固定すると共に両者の電極どうしを電気的に接続する場合に使用できる。すなわち、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本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、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ることができる。このような回路部材としては半導体チップ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品、プリント基板、フレキシブルプリント基板等の回路基板、LCDパネル、PDPパネル、ELパネル等の画像表示基板、テープキャリアパッケージ、COF等の回路部品等が用いられる。これらの回路部材には接続端子が通常は多数（場合によっては単数でも良い）設けられており、前記回路部材の少なくとも１組がそれらの回路部材に設けられた接続端子の少なくとも一部を対向配置し、対向配置した接続端子間に本発明の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、加熱加圧して対向配置した接続端子どうしを電気的に接続して回路板とする。回路部材の少なくとも１組を加熱加圧することにより、対向配置した接続端子どうしは、直接接触により又は異方導電性接着剤の導電性粒子を介して電気的に接続することができる。
【００２７】
本発明の回路端子の接続方法は、ラジカル重合による硬化性を有する回路接続用フィルム状接着剤を表面が金、銀、錫及び白金族から選ばれる金属である一方の電極回路に形成した後、もう一方の回路電極を位置合わせし加熱、加圧して接続することができる。
【００２８】
本発明の回路端子の接続方法において、回路電極を有する回路基板表面を洗浄して表面の汚染物質や酸化膜などを除去しておくことによって本発明の回路接続用フィルム状接着剤の回路基板への接着強度を増強させることによって接続信頼性を向上させることができる。回路基板表面の洗浄方法としては回路電極および配線に対する損傷の影響が小さいものであれば特に限定するものではない。洗浄の例としては、純水による洗浄、溶剤による洗浄またはふき取り、プラズマ処理などが挙げられる。
【００２９】
本発明においては、従来のラジカル硬化アクリレート樹脂系接着剤よりも短時間で接続が可能であり、かつ耐湿試験後も優れた接着強度を示す電気・電子用の回路接続用フィルム状接着剤の提供が可能となる。
【００３０】
【実施例】
本発明で用いる１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂として用いたフルオレン骨格含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂及びカルボキシル基含有ブタジエン系エラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂の合成法を以下に示す。
【００３１】
〈ポリヒドロキシポリエーテル樹脂の合成〉
４,４-（９-フルオレニリデン）-ジフェノール４５ｇ、３,３',５,５'-テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル５０ｇをN-メチルピロリジオン１０００ｍｌに溶解し、これに炭酸カリウム２１ｇを加え、１１０℃で３時間攪拌した。攪拌後、多量のメタノールに滴下し、生成した沈殿物をろ取して目的物質である分子内にフルオレン骨格を持つポリヒドロキシポリエーテル樹脂（ｂ）を７５ｇ得た。分子量を測定した結果（東ソー株式会社製ＧＰＣ８０２０、カラム；東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌＧ３０００ＨXLとＴＳＫｇｅｌＧ４０００ＨXL、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎ）、ポリスチレン換算でＭｎ=１２，５００、Ｍｗ=３０，３００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．４２であった。樹脂（ｂ）をＴＨＦ（テトラヒドロフラン）に溶解させ、シャーレに塗布し、溶媒を気散させることによってキャストフィルムを作製した。キャストフィルムを動的粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製RSA-II）を用いて測定し（昇温速度５℃／分、１Ｈｚ）、tanδのピークによってガラス転移温度を測定した結果、ガラス転移温度９５℃であった。キャストフィルムをずり粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製ARES）を用いて測定し（昇温速度５℃／分、１Ｈｚ）、１５０℃での粘度を求めた結果、４８００Ｐａ・ｓ（４８，０００ポイズ）であった。
【００３２】
〈カルボキシル基含有ブタジエン系エラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂の合成〉
窒素導入管、温度計、冷却管およびメカニカルスターラーを取り付けた２リットルの四つ口フラスコに、テトラブロモビスフェノールＡ（ＦＧ−２０００、帝人化成株式会社製商品名）３３３.８３ｇ、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＹＤ−８１２５、分子蒸留品、エポキシ当量１７２ｇ／当量，東都化成株式会社製商品名）２０５.５６ｇおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド１２５７ｇを入れ、窒素雰囲気下、均一になるまで撹拌混合した。次に、水酸化リチウム０．９４ｇを添加し、温度を徐々に上げながら１２０℃で９時間反応させた。反応の追跡は、一定時間ごとに反応溶液の粘度を測定し、粘度が増加しなくなるまで反応を行った。反応終了後、反応溶液を放冷し、これに活性アルミナ（２００メッシュ）約４２０ｇを加えて一晩放置した。活性アルミナを濾過して、フェノキシ樹脂のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を得た。次いで、窒素導入管、温度計、冷却管およびメカニカルスターラーを取り付けた１リットルの四つ口フラスコに、得られたフェノキシ樹脂のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液８０７.６２ｇ、末端カルボキシル基含有ブタジエン−アクリロニトリル共重合体（Hycar CTBNX1009−SP，宇部興産株式会社製商品名）５０.８８ｇを入れ、撹拌混合しながら十分に窒素置換した。次に、窒素雰囲気下で撹拌混合し、温度を徐々に上げながら溶剤が還流する状態で８.５時間加熱して、目的のエラストマー変性フェノキシ樹脂のＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド溶液を得た。得られた溶液は茶褐色の透明なものであり、コーンプレート型粘度計（ＥＭＤ型、株式会社トキメック製）で測定した粘度は約０．３Ｐａ・ｓ（３００ｃＰ）であった。反応溶液の一部を大量のメタノール中に注いで固形物を析出させ、メタノール洗浄、減圧乾燥してエラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂を得た。得られたエラストマー変性高分子量フェノキシ樹脂の分子量を東ソー株式会社製ＧＰＣ８０２０、カラムは東ソー株式会社製ＴＳＫｇｅｌＧ３０００ＨXLとＴＳＫｇｅｌＧ４０００ＨXL、流速１．０ｍｌ／ｍｉｎで測定した結果、ポリスチレン換算でＭｎ=１８，２００、Ｍｗ＝３８，４００、Ｍｗ／Ｍｎ＝２．１１であった。この樹脂（ｃ）をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに溶解させ、シャーレに塗布し、溶媒を気散させることによってキャストフィルムを作製した。キャストフィルムを動的粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製RSA-II）を用いて測定し（昇温速度５℃／分、１Ｈｚ）、tanδのピークによってガラス転移温度を測定した結果、ガラス転移温度９０℃であった。キャストフィルムをずり粘弾性測定装置（レオメトリックサイエンティフィック社製ARES）を用いて測定し（昇温速度5℃／分、１Ｈｚ）、１５０℃での粘度を求めた結果、３０７０Ｐａ・ｓ（３０，７００ポイズ）であった。
【００３３】
以下、本発明を実施例及び比較例により具体的に説明する。実施例、比較例で用いた材料を表１に示した。
【００３４】
【表１】
（実施例１）
１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂として、上記で合成したフルオレン骨格含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂（Ｂ）を、トルエン：酢酸エチル＝１：１重量比の混合溶液に溶解した５０重量％溶液を１２０重量部、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物として、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート（Ａ）３０重量部、加熱によってラジカルを発生する硬化剤として１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート（Ｄ、１分間の半減期分解温度１２４℃、１０時間の半減期分解温度６５℃）４重量部、ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤として（３−メタクリロキシプロピル）トリメトキシシラン（Ｇ）を２−ブタノンに添加して超音波で分散させた５０重量％溶液を２０重量部、Ｎｉ／Ａｕめっきポリスチレン粒子（Ｊ）１０重量部を混合し、攪拌してフィルム塗工用ワニス溶液を得た。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８０μｍ）にロールコータで塗布し、７０℃、１０分乾燥し厚み２０μｍの回路接続用フィルム状接着剤を作製した。
【００３６】
（実施例２〜６）
実施例１と同様に、表２に示す割合で配合し、回路接続用フィルム状接着剤を作製した。
実施例２、３は、実施例１の加熱によってラジカルを発生する硬化剤を１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（１分間の半減期分解温度１４７℃、１０時間の半減期分解温度８６℃、実施例２）、ジクミルパーオキサイド（１分間の半減期分解温度１７５℃、１０時間の半減期分解温度１１６℃、実施例３）にそれぞれ変更した。また、実施例４、５、６は、実施例１、２、３の配合で、１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂として用いたフルオレン骨格含有ポリヒドロキシポリエーテル樹脂に加えて、上記で合成したカルボキシ末端ブチロニトリル樹脂変性高分子量エポキシ樹脂をそれぞれ表２に示す割合で配合した。
【００３７】
（比較例１、２、３）
比較例１は、実施例１の配合で用いたラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤をラジカル重合性の官能基を有さない（３−グリシドキシプロピル）トリメトキシシランに変えた場合で、比較例２は、ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を配合せずリン酸エステルを配合した場合である。
比較例３は、実施例1のラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物を１官能のイミドアクリレート（Ａ’）に変更した場合である。
【００３８】
実施例1〜６、比較例１〜３の配合を表２に示した。
【表２】
本発明で使用した回路の接続と測定法を以下に示す。
〈回路の接続〉
金めっきバンプ（５０μｍ×５０μｍ、バンプ高さ１５μｍ、スペース５０μｍ）付きＩＣチップ（１．５ｍｍ×１７ｍｍ×０．５５ｍｍ、表面を窒化珪素処理したシリコンチップ使用）と０．７ｍｍ厚のガラス上にＩＴＯで電極を作製した基板とを上述した回路接続用フィルム状接着剤を介在させて、２００℃、１００ＭＰａ（バンプ面積換算）、３秒加熱加圧して接続し、接続信頼性測定用サンプルを作製した。この時、あらかじめガラス基板上に、回路接続用フィルム状接着剤を貼り付けた後、７０℃、０．５ＭＰａで５秒間加熱加圧して仮接続し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離してＩＣチップと接続した。
〈接続信頼性測定方法〉
接続信頼性測定用サンプルの接続直後の接続抵抗と、耐湿試験（８５℃、８５％ＲＨ）に５００時間放置後の接続抵抗を四端子法で測定した。初期の接続抵抗が低く、耐湿試験後も接続抵抗が安定しているものが良好である。接続抵抗が測定できないものをＯＰＥＮ不良とした。
〈耐湿後の外観検査〉
上述した接続信頼性測定用サンプルの耐湿試験後の接続面を金属顕微鏡で観察した。剥離の起きていないものを良好とし、剥離が観察されたものを剥離とした。
〈接着強度測定方法〉
金めっきバンプ（５０μｍ×５０μｍ、バンプ高さ１５μｍ、スペース1０μｍ）付きＩＣチップ（１．０ｍｍ×１０ｍｍ×０．５５ｍｍ、表面を窒化珪素処理したシリコンチップ使用）と０．７ｍｍ厚のガラスを上述した回路接続用フィルム状接着剤を介在させて、２００℃、１００ＭＰａ（バンプ面積換算）、３秒で接続した後、ボンドテスタ（Dyge社製）を用いて、ボンディング直後と耐湿試験１６８時間後のせん断接着強度を測定した。
〈接続時の流動時間測定〉
上述した回路の接続作業において、上述の金めっきバンプ付ＩＣチップのバンプ電極と上述のガラス基板のＩＴＯ電極との相対応する電極同士の位置合わせを行った後に、上述の回路接続用フィルム状接着剤を介在させてＩＣチップとガラス基板を張り合わせた。この後、ガラス基板側を圧着機の石英製基板テーブル側に向けて固定し、圧着機下部に設置した接続部観察カメラ（対物レンズ倍率２０倍）の焦点を石英製ガラステーブルおよびガラス基板を透過して接続部分に合わせた。この後、ＩＣチップ側から圧着機のヒートツールを押し当てて２００℃、１００ＭＰａ、３秒加熱加圧してＩＣチップとガラス基板の接続を行うと同時に接続部分の接着剤の流動挙動をモニタにて観察し、ヒートツールがＩＣチップに当たってから接着剤の流動が止まるまでの時間をストップウォッチを用いて計測した。
〈反応率の測定〉
示差走査熱量計（ＤＳＣ、ティー・エー・インスツルメント・ジャパン株式会社製ＴＡ２０００サーマルアナリシスシステム）を用いて未硬化およびオイルバスで加熱・硬化（２００℃、浸漬３秒）した回路接続用フィルム状接着剤の発熱量を測定した（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）。測定後、次式で反応率を算出した。
（反応率）＝（未硬化の発熱量―硬化後の発熱量）／（未硬化の発熱量）×１００
【００４０】
比較例１のラジカル重合性の官能基を有さないシランカップリング剤を用いた場合、せん断接着強度が著しく低く、接続抵抗が測定できなかった。また、比較例２でラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を配合せず、接着性に優れるリン酸エステルを配合した場合は、比較例１と異なり、せん断接着強度は、実施例と同様高くなるが、耐湿後のせん断接着強度が低く接続抵抗が測定できなかった。
比較例３のラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物を用いないで１官能のアクリレート化合物とした場合、せん断接着強度が著しく低く接続抵抗が測定できなかった。
これらに対し、本発明の１６０℃以上、２００℃以下の加熱加圧時に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒以上の樹脂流動性を有し、かつ１６０℃以上、２００℃以下、２秒以上、３秒以下の加熱後の反応率が６０％以上である回路接続用フィルム状接着剤であり、前記回路接続用フィルム状接着剤を用い、ガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップを加熱温度１６０℃以上、２００℃以下、加熱時間２秒以上、３秒以下で加熱加圧して接着した際のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上である回路接続用フィルム状接着剤であり、（１）ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物、（２）１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂、（３）加熱によってラジカルを発生する硬化剤、（４）ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を必須成分とする回路接続用フィルム状接着剤を用いた場合、せん断接着強度が良好で、初期の接続抵抗や耐湿試験後の接続抵抗が低く良好である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のラジカル硬化アクリレート樹脂系接着剤よりも短時間で接続が可能であり、かつ耐湿試験後も優れた接着強度を示す電気・電子用の回路接続用フィルム状接着剤の提供が可能となる。
Claims (5)
- 相対向する回路電極間に介在され、相対向する回路電極を加熱加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続用フィルム状接着剤であって、２００℃の加熱加圧時に加熱加圧開始から少なくとも０．１秒以上の樹脂流動性を有し、かつ２００℃、３秒の加熱後の反応率が６０％以上である回路接続用フィルム状接着剤であり、前記回路接続用フィルム状接着剤を用い、ガラスと表面を窒化珪素処理したシリコンチップを加熱温度２００℃、加熱時間３秒で加熱加圧して接着した際のせん断接着強度が１０ＭＰａ以上である回路接続用フィルム状接着剤であり、（１）ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物、（２）１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂、（３）加熱によってラジカルを発生する硬化剤、（４）ラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を必須成分とし、
前記１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂がガラス転位温度５０℃以上のポリヒドロキシポリエーテル樹脂であり、
前記加熱によってラジカルを発生する硬化剤がパーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイドのいずれかまたは混合物であり、
前記１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂が分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂または分子内にフルオレン骨格を有するポリヒドロキシポリエーテル樹脂と他の１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂との混合物であり、
前記１５０℃の溶融粘度が１００００Ｐａ・ｓ以下の熱可塑性樹脂１００重量部に対しラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物を２５〜１００重量部、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物１００重量部に対し加熱によってラジカルを発生する硬化剤１〜２０重量部、前記熱可塑性樹脂、ラジカル重合性の２官能以上のアクリレート化合物またはメタクリレート化合物及びラジカルを発生する硬化剤の接着剤総重量に対しラジカル重合性の官能基を有するシランカップリング剤を５〜１５重量部配合してなり、
加熱によってラジカルを発生する前記硬化剤の半減期１０時間の分解温度が４０℃以上かつ、半減期１分間の分解温度が１８０℃以下である、回路接続用フィルム状接着剤。 - 導電性粒子をさらに含有する請求項１に記載の回路接続用フィルム状接着剤。
- 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が、第一の接続端子と第二の接続端子を対向して配置されており、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請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の回路接続用フィルム状接着剤が介在されており、前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子が電気的に接続されている回路端子の接続構造。
- 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請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の回路接続用フィルム状接着剤を介在させ、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る回路端子の接続方法において、加熱温度が１４０℃以上、２００℃以下であり、かつ加熱時間が２秒以上、１０秒以下である回路端子の接続方法。
- 請求項４の回路端子の接続方法において、加熱温度が１６０℃以上、２００℃以下であり、かつ加熱時間が２秒以上、３秒以下である回路端子の接続方法。
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