JP4862944B2 - 回路接続材料 - Google Patents

Description

本発明は、回路接続材料及び回路部材の接続構造に関する。

相対向する回路を加熱、加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続材料、例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤に導電粒子を分散させた異方導電接着フィルムは、主に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を駆動させる半導体が搭載されたＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）又はＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｌｅｘ）とＬＣＤパネル、あるいは、ＴＣＰ又はＣＯＦとプリント配線板との電気的接続に広く使用されている。

また、最近では、半導体をフェイスダウンで直接ＬＣＤパネルやプリント配線板に実装する場合でも、従来のワイヤーボンディング法ではなく、薄型化や狭ピッチ接続に有利なフリップチップ実装が採用されており、ここでも異方導電接着フィルムが回路接続材料として用いられている（例えば特許文献１〜４参照）。

また、近年、ＬＣＤモジュールのＣＯＦ化やファインピッチ化に伴い、回路接続材料を用いた接続の際に、隣り合う電極間に短絡が発生するという問題を有している。これらの対応策として、接着剤成分中に絶縁粒子を分散させて短絡を防止する技術がある（例えば特許文献５〜９参照）。

また、基板が絶縁性有機物又はガラスからなる配線部材や、表面の少なくとも一部に窒化シリコン、シリコーン樹脂及び／又はポリイミド樹脂を備える配線部材等に接着するため、接着剤成分にシリコーン粒子を含有させたり（例えば、特許文献１０参照）、接着後の熱膨張率差に基づく内部応力を低減させるため、接着剤にゴム粒子を分散させる技術がある（例えば、特許文献１１参照）。
特開昭５９−１２０４３６号公報 特開昭６０−１９１２２８号公報 特開平１−２５１７８７号公報 特開平７−９０２３７号公報 特開昭５１−２０９４１号公報 特開平３−２９２０７号公報 特開平４−１７４９８０号公報 特許第３０４８１９７号公報 特許第３４７７３６７号公報 国際公開第０１／０１４４８４号パンフレット 特開２００１−３２３２４９号公報

しかしながら、これら従来の回路接続材料では、基板となるガラスのガラスエッジ部に形成された有機膜の突起により、流動した導電粒子がせき止められて凝集することによりショートが発生するという問題がある。この対応策として電極上での導電粒子の捕捉効率を向上させ、余分な導電粒子を削減することで導電粒子の凝集によるショートを防止することが求められている。

上記事情に鑑み本発明は、従来の回路接続材料に比べ電極上での導電粒子の捕捉効率が高く、かつ接続信頼性にも優れる回路接続材料及びこれを用いた回路部材の接続構造を提供することを目的とする。

本発明は、相対峙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材料であって、導電粒子を分散した異方導電接着剤層と絶縁性接着剤層とが積層された構成を有し、絶縁性接着剤層のガラス基板に対する密着力が、異方導電接着剤層のガラス基板に対する密着力よりも大きい回路接続材料を提供する。

かかる回路接続材料によれば、従来の回路接続材料に比べ電極上での導電粒子の捕捉効率が高く、かつ接続信頼性にも優れる。ここで、本明細書中、「密着力」とは、例えば下記の方法により測定することができる力をいう。
すなわち、異方導電接着剤層及び絶縁性接着剤層のそれぞれの接着面を、全面ＩＴＯコートガラス基板のＩＴＯコート面に、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して転写する。さらに２．５ｍｍ幅に切断した日東電工製テープを転写した接着剤上に重なるように貼り合わせ、張り合わせたテープを転写した接着剤ごと剥離速度５０ｍｍ／分で９０度剥離することにより測定することができる力を密着力という。

上記導電粒子の平均粒径ａと上記異方導電接着剤層の厚みｂとは、下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。
ａ≧ｂ …（１）

本発明はまた、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とが対向するように配置し、対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子との間に、上記本発明の回路接続材料を介在させ、加熱加圧して、第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続させてなる回路部材の接続構造を提供する。

かかる回路部材の接続構造によれば、上記本発明の回路接続材料を用いているので、電極上での導電粒子の捕捉効率が高く、かつ接続信頼性にも優れる。

本発明によれば、従来の回路接続材料に比べ電極上での導電粒子の捕捉効率が高く、かつ接続信頼性にも優れる回路接続材料及びこれを用いた回路部材の接続構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る回路部材の接続構造の製造方法を模式的に示す工程断面図である。 本発明の回路接続材料の一実施形態を示す模式断面図である。

符号の説明

１…回路接続材料、２…回路電極、３…ＬＣＤパネル、４…回路基板、５…回路基板、６…回路電極、２０…回路部材の接続構造、２１…導電粒子、２２…樹脂、Ａ…異方導電接着剤層、Ｂ…絶縁性接着剤層。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図２は、本発明の回路接続材料の一実施形態を示す模式断面図である。本実施形態の回路接続材料は、導電粒子２１を分散した異方導電接着剤層Ａと絶縁性接着剤層Ｂとが積層された構成を有する。

導電粒子２１としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、はんだ等の金属粒子やカーボン等が挙げられる。導電粒子２１は、核となる粒子を１又は２以上の層で被覆し、最外層が導電性の層である粒子であってもよい。この場合、十分なポットライフを得るためには、最外層はＮｉ、Ｃｕ等の遷移金属類よりも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、導電粒子２１は、Ｎｉ等の遷移金属類の表面をＡｕの貴金属類で被覆したものでもよい。さらに、導電粒子２１は、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等の絶縁粒子に金属等の導電性物質を被覆したものであってもよい。導電粒子２１が絶縁粒子に導電性物質を被覆したものであって、最外層を貴金属類、核となる絶縁粒子をプラスチックとした場合、又は導電粒子２１が熱溶融金属粒子の場合、加熱加圧により変形性を有し、接続時に電極との接触面積が増加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、１００Å以上であると好ましい。ただし、Ｎｉ等の遷移金属の上に貴金属類の被覆層を設ける場合には、貴金属類の被覆層の欠損や導電粒子の混合分散時に生じる貴金属類の被覆層の欠損等により生じる酸化還元作用で遊離ラジカルが発生しポットライフ低下を引き起こすため、ラジカル重合系の接着剤成分を使用するときには被覆層の厚みは３００Å以上が好ましい。

導電粒子２１は、通常、接着剤成分１００体積部に対して０．１〜３０体積部の範囲で含有させることができるが、用途により好適な含有量は異なる。例えば、導電粒子２１による隣接回路の短絡等を一層十分に防止するためには０．１〜１０体積部とするとより好ましい。

導電粒子２１の平均粒径は、接続する回路の電極高さより低くすると隣接電極間の短絡が減少する等の点から、１〜１０μｍであると好ましく、１〜８μｍであると好ましく、２〜６μｍであるとさらに好ましく、３〜５μｍであると特に好ましく、３〜４μｍであると最も好ましい。また１０％圧縮弾性率（Ｋ値）が１００〜１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２のものを適宜選択して使用することができる。

導電粒子の平均粒径は、次のようにして求めることができる。すなわち、１個の核粒子を任意に選択し、これを示差走査電子顕微鏡で観察してその最大径及び最小径を測定する。この最大径及び最小径の積の平方根をその粒子の粒径とする。この方法で、任意に選択した核粒子５０個について粒径を測定し、その平均値を導電粒子の平均粒径とする。

異方導電接着剤層Ａの厚みは、導電粒子２１の流動を抑制するため、１〜５μｍであると好ましく、１〜４μｍであるとより好ましい。

絶縁性接着剤層Ｂの厚みは、２〜２１μｍであると好ましく、４〜１４μｍであるとより好ましい。

異方導電接着剤層Ａの厚みと絶縁性接着剤層Ｂの厚みとの比は１：１〜１：６であると好ましく、１：２〜１：４であるとより好ましい。この比が上記範囲内であると、電極上での導電粒子２１の捕捉効率がさらに向上する。

本実施形態の回路接続材料においては、導電粒子２１の平均粒径ａと異方導電接着剤層Ａの厚みｂとが、下記式（１）の関係を満たすことが好ましい。
ａ≧ｂ …（１）

異方導電接着剤層Ａの厚みは、導電粒子２１の平均粒径に対して、２０〜１００％の厚みであると好ましく、２５〜７５％であるとより好ましい。

絶縁性接着剤層Ｂに対する異方導電接着剤層Ａの最低溶融粘度比は、少なくとも１０倍以上であることが好ましい。これにより、加圧の際の導電粒子２１の移動抑制効果がより向上する。なお、上記最低溶融粘度比の上限は特に限定されないが、例えば１０００倍以下とすることができる。

本発明の回路接続材料は、（ａ）エポキシ樹脂、及び（ｂ）潜在性硬化剤からなる接着剤を異方導電接着剤層Ａ及び絶縁性接着剤層Ｂにおける接着剤成分として含有することが好ましい。

（ａ）エポキシ樹脂としては、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及び／又はビスフェノールＡＤ等とから誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリンとフェノールノボラックやクレゾールノボラックとから誘導されるエポキシノボラック樹脂やナフタレン環を含んだ骨格を有するナフタレン系エポキシ樹脂、グリシジルアミン、グリシジルエーテル、ビフェニル、脂環式等の１分子内に２個以上のグリシジル基を有する各種のエポキシ化合物等を単独にあるいは２種以上を混合して用いることが可能である。これらのエポキシ樹脂は、不純物イオン（Ｎａ^＋、Ｃｌ⁻等）や、加水分解性塩素等を３００ｐｐｍ以下に低減した高純度品を用いることがエレクトロンマイグレーション防止のために好ましい。

（ｂ）潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等が挙げられる。これらは、１種を単独又は２種以上を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。

また、本発明の回路接続材料は、（ｃ）加熱若しくは光によって遊離ラジカルを発生する硬化剤（以下、「遊離ラジカル発生剤」ともいう。）、及び（ｄ）ラジカル重合性物質からなる接着剤を異方導電接着剤層Ａ及び絶縁性接着剤層Ｂにおける接着剤成分として含有することも好ましい。

（ｃ）遊離ラジカル発生剤としては、過酸化化合物、アゾ系化合物等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時間の温度が４０℃以上かつ、半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物が好ましい。この場合、（ｃ）遊離ラジカル発生剤の配合量は、接着剤の固形分全体に対して、０．０５〜１０重量％であると好ましく、０．１〜５重量％であるとより好ましい。

（ｃ）遊離ラジカル発生剤は、具体的には、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、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、ハイドロパーオキサイド等から選定できる。回路部材の接続端子の腐食を抑えるために、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドから選定されることが好ましく、高反応性が得られるパーオキシエステルから選定されることがより好ましい。

ジアシルパーオキサイドとしては、例えば、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。

パーオキシジカーボネートとしては、例えば、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。

パーオキシエステルとしては、例えば、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−ビス（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−ビス（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。

パーオキシケタールとしては、例えば、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，５，５−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）−３，５，５−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。

ジアルキルパーオキサイドとしては、例えば、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。

ハイドロパーオキサイドとしては、例えば、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。

これらの（ｃ）遊離ラジカル発生剤は１種を単独で又は２種以上を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。

（ｄ）ラジカル重合性物質は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であり、その具体例としては、アクリレート、メタクリレート、マレイミド化合物等が挙げられる。（ｄ）ラジカル重合性物質の配合量は、接着剤の固形分全体に対して、２５〜５５重量％であると好ましく、３０〜５０重量％であるとより好ましい。

アクリレート（メタクリレート）としては、例えば、ウレタンアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、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アクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジ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−（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ε−カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられる。

マレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基を少なくとも２個以上含有するものが好ましく、例えば、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−Ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−トルイレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３’−ジメチル−ビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３’−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３’−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−３，３’−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［３−ｓ−ブチル−４，８−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、１，１−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス［１−（４−マレイミドフェノキシ）−２−シクロヘキシル］ベンゼン、２，２−ビス［４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を併用して用いたり、アリルフェノール、アリルフェニルエーテル、安息香酸アリル等のアリル化合物と併用して用いてもよい。

このような（ｄ）ラジカル重合性物質は、１種を単独で又は２種以上を併用して用いることができる。（ｄ）ラジカル重合性物質は、２５℃での粘度が１０００００〜１００００００ｍＰａ・ｓであるラジカル重合性物質を少なくとも含有することが好ましく、特に１０００００〜５０００００ｍＰａ・ｓの粘度（２５℃）を有するラジカル重合性物質を含有することが好ましい。（ｄ）ラジカル重合性物質の粘度の測定は、市販のＥ型粘度計を用いて測定できる。

（ｄ）ラジカル重合性物質の中でもウレタンアクリレート又はウレタンメタアクリレートが接着性の観点から好ましく、また、耐熱性を向上させるために用いる有機過酸化物との橋かけ後、単独で１００℃以上のＴｇを示すラジカル重合性物質を併用して用いることが特に好ましい。このようなラジカル重合性物質としては、ジシクロペンテニル基、トリシクロデカニル基及び／又はトリアジン環を有するものを用いることができる。特に、トリシクロデカニル基やトリアジン環を有するラジカル重合性物質が好適に用いられる。

本発明の回路接続材料には、必要に応じて、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類等の重合禁止剤を適宜用いてもよい。

また、更に、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質を０．１〜１０重量％用いた場合、金属等の無機物表面での接着強度が向上するので好ましく、０．５〜５重量％であるとより好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、無水リン酸と２−ヒドロキシル（メタ）アクリレートの反応物として得られる。具体的には、２−メタクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、２−アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート等があげられる。こららは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

また、本実施形態の回路接続材料はフィルム状で使用することが取り扱い性に優れることから好ましく、その場合フィルム形成性高分子を含有してもよい。フィルム形成性高分子としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキサイド、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂等が用いられる。これらの中でも水酸基等の官能基を有する樹脂は接着性が向上することができるので、より好ましい。また、これらの高分子をラジカル重合性の官能基で変性したものも用いることができる。これら高分子の重量平均分子量は１００００以上が好ましい。また、重量平均分子量が１００００００以上になると混合性が低下するため、１００００００未満であると好ましい。

更に、本実施形態の回路接続材料は、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、カップリング剤、フェノール樹脂、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。

本実施形態の回路接続材料が充填材を含有する場合、接続信頼性等の向上が得られるので好ましい。充填材は、その最大径が導電粒子の粒径未満であれば使用でき、５〜６０体積％の範囲が好ましい。６０体積％を超えると、信頼性向上の効果が飽和する。

カップリング剤としては、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種以上の基を含有する化合物が、接着性の向上の点から好ましい。

本発明の回路接続材料においては、絶縁性接着剤層Ｂの接着面ｂのガラス基板に対する密着力が、前記異方導電接着剤層Ａの接着面ａのガラス基板に対する密着力よりも大きい。各層の密着力は、上述の接着剤成分の種類や配合比等を変えることにより、調整することができる。

また、本実施形態の構成の回路接続材料は、反応性樹脂を含有する層と潜在性硬化剤を含有する層に分離した場合や、遊離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、従来の高精細化可能の効果に加えて、ポットライフの向上効果が得られる。

本実施形態の回路接続材料は、ＩＣチップと基板との接着や電気回路相互の接着用の材料としても有用である。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とが対向するように配置し、対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子との間に、上記本発明の回路接続材料を介在させ、加熱加圧して、第一の接続端子と第二の接続端子とを電気的に接続させることにより、回路部材の接続構造を作製することができる。

このような回路部材の接続構造としては、例えば、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、プリント基板等の基板等が挙げられる。これらの回路部材の接続構造には接続端子が通常は多数（場合によっては単数でもよい）設けられており、回路部材の接続構造の少なくとも１組をそれらの回路部材の接続構造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接着剤を介在させ、加熱加圧して対向配置した接続端子同士を電気的に接続して回路板とする。回路部材の接続構造の少なくとも１組を加熱加圧することにより、対向配置した接続端子同士は、異方導電性接着剤（回路接続材料）の導電粒子を介して電気的に接続することができる。

次に本発明に係る回路部材の接続構造の製造方法の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る回路部材の接続構造の製造方法を模式的に示す工程断面図である。図１（ａ）は回路部材同士を接続する前の回路部材の断面図であり、図１（ｂ）は回路部材同士を接続する際の回路部材の接続構造の断面図であり、図１（ｃ）は回路部材同士を接続した回路部材の接続構造の断面図である。

まず、図１（ａ）に示すように、ＬＣＤパネル３上に設けられた回路電極２の上に、回路接続材料をフィルム状に成形してなるフィルム状の回路接続材料１を載置する。

次に、図１（ｂ）に示すように、位置あわせをしながら回路電極６が設けられた回路基板５を回路電極２と回路電極６とが互いに対向するようにフィルム状の回路接続材料１の上に載置して、フィルム状の回路接続材料１を回路電極２と回路電極６との間に介在させる。なお、回路電極２及び６は奥行き方向に複数の電極が並んだ構造を有する（図示しない）。

フィルム状の回路接続材料１はフィルム状であるため取扱いが容易である。このため、このフィルム状の回路接続材料１を回路電極２と回路電極６との間に容易に介在させることができ、ＬＣＤパネル３と回路基板５との接続作業を容易にすることができる。

次に、加熱しながらＬＣＤパネル３と回路基板５とを介して、フィルム状の回路接続材料１を図１（ｂ）の矢印Ａの方向に加圧して硬化処理を行う。これによって図１（ｃ）に示すような回路部材同士を接続した回路部材の接続構造２０が得られる。硬化処理の方法は、使用する接着剤組成物に応じて、加熱及び光照射の一方又は双方を採用することができる。

本実施形態の回路接続材料は、接続時に接着剤が溶融流動し相対向する回路電極の接続を得た後、硬化して接続を保持するものであり、接着剤の流動性は重要な因子である。厚み０．７ｍｍ、１５ｍｍ×１５ｍｍのガラス板に、厚み３５μｍ、５ｍｍ×５ｍｍの回路接続材料を挟み、１７０℃、２ＭＰａ、１０秒の条件で加熱加圧を行った場合、初期の接着剤の主面の面積（Ａ）と加熱加圧後の主面の面積（Ｂ）とを用いて表される流動性（Ｂ）／（Ａ）の値は１．３〜３．０であることが好ましく、１．５〜２．５であることがより好ましい。１．３未満では流動性が悪く、良好な接続が得られない傾向があり、３．０を超える場合は、気泡が発生しやすく信頼性に劣る傾向がある。

本実施形態の回路接続材料の硬化後の４０℃での弾性率は１００〜３０００ＭＰａが好ましく、５００〜２０００ＭＰａがより好ましい。

本実施形態の回路電極の接続方法は、熱又は光による硬化性を有する回路接続材料を表面が金、銀、錫及び白金属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。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［ウレタンアクリレートＡの合成］
重量平均分子量８００のポリカプロラクトンジオール４００質量部と、２−ヒドロキシプロピルアクリレート１３１質量部、触媒としてジブチル錫ジラウレート０．５質量部、及び重合禁止剤としてハイドロキノンモノメチルエーテル１．０質量部を攪拌しながら５０℃に加熱して混合した。次いで、イソホロンジイソシアネート２２２質量部を滴下し更に攪拌しながら８０℃に昇温してウレタン化反応を行った。イソシアネート基の反応率が９９％以上になったことを確認後、反応温度を下げてウレタンアクリレートＡを得た。

［ポリエステルウレタン樹脂の調製］
ジカルボン酸にテレフタル酸、ジオールにプロピレングリコール、イソシアネートに４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートを用い、テレフタル酸／プロピレングリコール／４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネートのモル比が１．０／１．３／０．２５及び１．０／２．０／０．２５となる２種類のポリエステルウレタン樹脂Ａ、Ｂを調製した。
上記ポリエステルウレタン樹脂をメチルエチルケトンに２０重量％となるように溶解した。上記ポリエステルウレタン樹脂のメチルエチルケトン溶液を用いて、厚み８０μｍの片面を表面処理したＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、１０分の熱風乾燥により、厚みが３５μｍのフィルムを作成し、広域動的粘弾性測定装置にて引っ張り荷重５ｇ、周波数１０Ｈｚにて弾性率の温度依存性を測定した。そこから得られたポリエステルウレタン樹脂のガラス転移温度はＡが１０５℃、Ｂが７０℃であった。

（実施例１）
ラジカル重合性物質として、上記ウレタンアクリレートＡ２０質量部、さらにイソシアヌレート型アクリレート（製品名：Ｍ−３２５、東亞合成社製）１５質量部、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート（製品名：ＤＣＰ−Ａ、共栄社化学社製）５質量部、２−メタクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート（製品名：Ｐ−２Ｍ、共栄社化学社製）３質量部、遊離ラジカル発生剤としてベンゾイルパーオキサイド（製品名：ナイパーＢＭＴ−Ｋ４０、日本油脂製）４質量部、及び上記ポリエステルウレタン樹脂Ａの２０％メチルエチルケトン溶液６０質量部を混合・攪拌しバインダ樹脂とした。さらに、ポリスチレンを核とする粒子の表面に、厚み０．２μｍのニッケル層を設け、このニッケル層の外側に、厚み０．０４μｍの金層を設けた平均粒径４μｍの導電粒子（１０％圧縮弾性率（Ｋ値）：４１０Ｋｇｆ／ｍｍ^２）を、上記バインダ樹脂に対して３体積％分散させた。この混合物を、塗工装置を用いて厚み５０μｍの片面を表面処理したＰＥＴフィルムに塗布し、７０℃、１０分の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが４μｍの異方導電接着剤層Ａ（幅１５ｃｍ、長さ７０ｍ）を得た。
次いで、ラジカル重合性物質として、上記ウレタンアクリレート２０質量部、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（製品名：Ｍ−３２５、東亞合成社製）２０質量部、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート（製品名：ＤＣＰ−Ａ、共栄社化学社製）１０質量部、２−メタクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート（製品名：Ｐ−２Ｍ、共栄社化学社製）３質量部、遊離ラジカル発生剤としてベンゾイルパーオキサイド（製品名：ナイパーＢＭＴ−Ｋ、日本油脂製）４質量部、及び上記ポリエステルウレタン樹脂Ｂをトルエン／メチルエチルケトン＝５０／５０の混合溶剤に溶解して得られた２３重量％の溶液５０質量部を混合・攪拌しバインダ樹脂とした。これを、塗工装置を用いて厚み５０μｍの片面を表面処理したＰＥＴフィルムに塗布し、７０℃、１０分の熱風乾燥により、厚みが１０μｍの接着剤層Ｂ（幅１５ｃｍ、長さ７０ｍ）を得た。得られた接着剤層Ａ、Ｂを接着剤が向き合う方向に合わせ、ラミネーター（Ｄｕｐｏｎｔ社製ＲＩＳＴＯＮ、モデル；ＨＲＬ、ロール圧力はバネ加重のみ、ロール温度４０℃、速度５０ｃｍ／分）を用いてラミネートした。異方導電接着剤層Ａ側のＰＥＴを剥離し、厚み１４μｍの異方導電接着剤（幅１５ｃｍ、長さ６０ｍ）を得た。
得られた異方導電接着剤を１．５ｍｍ幅に裁断し、内径４０ｍｍ、外径４８ｍｍのプラスチック製リールの側面（厚み１．７ｍｍ）に接着フィルム面を内側にして５０ｍ巻きつけ、テープ状の回路接続材料を得た。一方、塗工装置にて作製したラミネート前の異方導電接着剤層Ａと接着剤層Ｂのそれぞれを２．５ｍｍ幅に裁断し、内径４０ｍｍ、外径４８ｍｍのプラスチック製リールの側面（厚み１．７ｍｍ）に接着フィルム面を内側にして５０ｍ巻きつけ、テープ状の接着剤を得た。

（実施例２〜５）
導電粒子の粒径、各接着剤層の厚みを表１に示すように変化させたこと以外は、実施例１と同様にして、テープ状の回路接続材料及びテープ状の接着剤を作製した。

（比較例１）
接着剤組成を表２に示すように変化させ、接着剤層Ａと異方導電接着剤層Ｂのガラス密着力を逆転させた以外は、実施例１と同様にして、テープ状の回路接続材料及びテープ状の接着剤を作製した。

（比較例２）
導電粒子の粒径、異方導電接着剤層Ａの厚みを表２に示すように変化させ、単層とした以外は、実施例１と同様にして、テープ状の回路接続材料及びテープ状の接着剤を作製した。

（接続抵抗の測定）
実施例、比較例で得られたテープ状の回路接続材料（幅１．５ｍｍ、長さ３ｃｍ）の接着面を、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して厚み０．７ｍｍのＩＴＯコートガラス基板（１５Ω／□）上に転写し、ＰＥＴフィルムを剥離した。ついで、ピッチ５０μｍ、厚み８μｍのすずめっき銅回路を６００本有するフレキシブル回路板（ＦＰＣ）を転写した接着剤上に置き、２４℃、０．５ＭＰａで１秒間加圧して仮固定した。このＦＰＣが接着剤によって仮固定されたガラス基板を本圧着装置に設置し、２００μｍ厚みのシリコーンゴムをクッション材とし、フレキシブル配線板側から、ヒートツールによって１７０℃、３ＭＰａで６秒間加熱加圧して幅１．５ｍｍにわたり接続し、回路部材の接続構造を得た。
この回路部材の接続構造の接続部を含むＦＰＣの隣接回路間の抵抗値をマルチメータ（装置名：ＴＲ６８４５、アドバンテスト社製）で測定した。抵抗値は隣接回路間の抵抗４０点を測定し、平均値を求めた。得られた結果を表３、４に示す。

（接着力の測定）
実施例、比較例で得られたテープ状の回路接着材料（幅１．５ｍｍ、長さ３ｃｍ）の接着面を、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して厚み０．７ｍｍのＩＴＯコートガラス基板（１５Ω／□）上に転写し、ＰＥＴフィルムを剥離した。ついで、ピッチ５０μｍ、厚み８μｍのすずめっき銅回路を６００本有するフレキシブル回路板（ＦＰＣ）を転写した接着剤上に置き、２４℃、０．５ＭＰａで１秒間加圧して仮固定した。このＦＰＣが接着剤によって仮固定されたガラス基板を本圧着装置に設置し、２００μｍ厚みのシリコーンゴムをクッション材とし、フレキシブル配線板側から、ヒートツールによって１７０℃、３ＭＰａで６秒間加熱加圧して幅１．５ｍｍにわたり接続し、回路部材の接続構造を得た。
この回路部材の接続構造について、９０度剥離、剥離速度５０ｍｍ／分で接着力測定を行った。得られた結果を表３、４に示す。

（導電粒子捕捉率の測定）
実施例、比較例で得られたテープ状の回路接着材料（幅１．５ｍｍ、長さ３ｃｍ）の接着面を、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して厚み０．７ｍｍのＡｌコートガラス基板（１０Ω／□）上に転写し、ＰＥＴフィルムを剥離した。ついで、ピッチ５０μｍ、厚み８μｍのすずめっき銅回路を６００本有するフレキシブル回路板（ＦＰＣ）を転写した接着剤上に置き、２４℃、０．５ＭＰａで１秒間加圧して仮固定した。このＦＰＣが接着剤によって仮固定されたガラス基板を本圧着装置に設置し、２００μｍ厚みのシリコーンゴムをクッション材とし、フレキシブル配線板側から、ヒートツールによって１７０℃、３ＭＰａで６秒間加熱加圧して幅１．５ｍｍにわたり接続し、回路部材の接続構造を得た。
この回路部材の接続構造について、オリンパス（株）製ＢＨ３−ＭＪＬ液晶パネル検査用顕微鏡を用い、ガラス基板側からノマルスキー微分干渉観察により１電極当たりの圧痕の数を２０電極分測定し平均値を算出した。一方、接着剤中の単位面積当たりの導電粒子個数は、オリンパス（株）製ＢＨ３−ＭＪＬ液晶パネル検査用顕微鏡にて計測した。得られた結果から、次式を用いて導電粒子捕捉率を算出した。得られた値を表３、４に示す。
導電粒子捕捉率＝（電極上導電粒子数［個］）×１００／｛（接着剤中単位面積当たり導電粒子数［個／ｍｍ^２］）×（電極１本当たりの接続面積［ｍｍ^２］）｝

（ガラス基板への密着力の測定）
実施例、比較例で得られたテープ状の回路接着材料、あるいはテープ状の接着剤（ラミネート前の異方導電接着剤層Ａと接着剤層Ｂ）（幅２．５ｍｍ、長さ３ｃｍ）の接着面を、全面ＩＴＯコートガラス基板（１５Ω／□）のＩＴＯコート面に、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して転写した。さらに２．５ｍｍ幅に切断した日東電工製テープ（ＮＩＴＴＯ ＴＡＰＥ）を転写した接着剤上に重なるように貼り合わせ、貼り合わせたテープを転写した接着剤ごと剥離速度５０ｍｍ／分で９０度剥離することにより接着剤のガラスに対する密着力測定を行った。得られた結果を表３、４に示す。

本発明により、従来の回路接続材料に比べ、導電粒子の電極上捕捉効率が向上することで、回路間におけるショートが発生し難く、かつ接続信頼性にも優れる電気・電子用の回路接続材料及び回路部材の接続構造を提供することが可能となった。

Claims (4)

1. 相対峙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材料であって、
   導電粒子を分散した異方導電接着剤層と絶縁性接着剤層とが積層された構成を有し、
   前記異方導電接着剤層及び前記絶縁性接着剤層は、加熱若しくは光によって遊離ラジカルを発生する硬化剤及びラジカル重合性物質からなる接着剤を接着剤成分として含有し、
   前記絶縁性接着剤層の接着面を、全面ＩＴＯコートガラス基板のＩＴＯコート面に、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して転写したときの前記ＩＴＯコート面に対する前記絶縁性接着剤層の密着力が、前記異方導電接着剤層の接着面を、全面ＩＴＯコートガラス基板のＩＴＯコート面に、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して転写したときの前記ＩＴＯコート面に対する前記異方導電接着剤層の密着力よりも大きい回路接続材料。
2. 前記導電粒子の平均粒径は、２〜６μｍである、請求項１に記載の回路接続材料。
3. 前記異方導電接着剤層の厚みは、前記導電粒子の平均粒径に対して２５〜７５％である、請求項１又は２に記載の回路接続材料。
4. 前記異方導電接着剤層の厚みと前記絶縁性接着剤層の厚みとの比が、１：１〜１：６である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回路接続材料。

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