JP5630639B2 - フィルム状導電性接着剤 - Google Patents
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そして、非結晶性のビスフェノールA型エポキシ樹脂(大日本インキ化学工業株式会社製のエピクロン850)は結晶性エポキシ樹脂よりも硬化剤との反応速度が遅いため、非結晶性を用いた導電性接着剤を用いて得られる接合体は、結晶性エポキシ樹脂を用いた導電性接着剤を用いて得られる接合体よりも接続抵抗が高く、接続信頼性に劣っていたと説明されている(段落番号0066)。
また、本明細書にいう樹脂全量とは、(A)フェノキシ樹脂、(B)固形エポキシ樹脂、(C)液状エポキシ樹脂、及び(D)硬化剤の総量、その他の樹脂成分をさらに含有する場合には当該その他の樹脂成分を加えた総量をいう。
はじめに、本発明のフィルム状導電性接着剤の原料となる接着剤用組成物について説明する。
本発明のフィルム状導電性接着剤の原料となる接着剤用組成物は、
(A)重量平均分子量が3万以上のフェノキシ樹脂;
(B)重量平均分子量が700以下の液状エポキシ樹脂;
(C)軟化点が70〜135℃の固形エポキシ樹脂;
(D)イミダゾール系硬化剤をマイクロカプセルで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化剤が、ナフタレン骨格を有する液状エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂中に分散している硬化剤;及び
(E)導電性粒子
を含む。
以下、各成分について順に説明する。
フェノキシ樹脂とは、高分子量のエポキシ樹脂に該当し、重合度(n)が100程度以上のものをいう。本発明に用いられるフェノキシ樹脂は、GPCにより測定される重量平均分子量が3万以上のものである。このような高分子量のエポキシ樹脂に該当するフェノキシ樹脂は、熱可塑性樹脂として挙動することから、フィルム形成性がよい。さらに、(C)固形エポキシ樹脂や(B)液状エポキシ樹脂よりも軟化点が高い(A)フェノキシ樹脂との併存により、接合のための加熱処理の早期段階でおこる、(B)液状エポキシ樹脂の流動による急激な粘度低下を阻止するとともに、(B)液状エポキシ樹脂と(D)硬化剤との急激な硬化反応の進行を防止することができる。これにより、接合作業の間の適切な流動性を保持し、被接合部材の同一面上にある電極間の隙間(例えば、図1,2における2a−2a間、1a−1a間間隙)にまで樹脂が流入できるようになり、ひいてはボイドが少なく、均質性の高い接合部を形成することができる。
液状エポキシ樹脂とは、GPC法により測定される重量平均分子量が700以下で、常温で液状を示すもので、通常、重合度が1以下のエポキシ樹脂をいう。
固形エポキシ樹脂とは、エポキシ基を有する樹脂のうち、室温で固体を示すものであり、通常、重合度(n)が1超のエポキシ樹脂が該当する。固形エポキシ樹脂は、液状エポキシ樹脂の加熱開始に伴う急激な粘度低下、これに伴う反応の進行を緩める働きがある。すなわち、液状エポキシ樹脂による急激な粘度低下を抑制し、粘度調整する役割を有する。
本発明で用いられる硬化剤は、マイクロカプセル型潜在性硬化剤が、ナフタレン骨格を有する液状エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂中に分散している硬化剤である。
導電性粒子としては、導電性を有する粒子であればよく、例えば、半田粒子、ニッケル粒子、金メッキニッケル粉、銅粉末、銀粉末、ナノサイズの金属結晶、金属の表面を他の金属で被覆した粒子等の金属粒子;スチレン樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の樹脂粒子に金、ニッケル、銀、銅、半田などの導電性薄膜で被覆した粒子等が使用できる。このような導電性粒子の粒径は特に限定しないが、通常、平均粒径0.1〜5μmである。
本発明のフィルム状導電性接着剤として異方導電性接着剤を用いる場合には、上記のようなアスペクト比5以上の針状導電性粒子が、フィルムの厚み方向に配向されていることが好ましい。
本発明で用いられる接着剤用組成物には、上記成分の他、必要に応じて、補強材、充填剤、カップリング剤、硬化促進剤、難燃化剤などを含有してもよい。
本発明のフィルム状導電性接着剤は、以上のような成分を含有する接着剤用組成物をフィルム状に成形したものである。フィルム状接着剤の製造方法は特に限定しないが、通常、以下のような方法で製造される。
前記塗工用溶液の固形分率としては、特に限定しないが、40〜70重量%であることが好ましい。
フィルム状接着剤を製造するための乾燥温度は、使用する有機溶剤により異なるが、通常、60〜80℃程度である。
フィルム状導電性接着剤No.1:
フェノキシ樹脂として、(a)JER(株)製のエピコート1256(重量平均分子量5万、軟化点150℃未満)、固形エポキシ樹脂として、(b)JER(株)製エピコート1007(軟化点128℃)、液状エポキシ樹脂として、(c)DIC(株)製のエピクロン4032Dと(d)エピクロン850を用いた。エピクロン4032Dは、ナフタレン骨格を有する液状エポキシ樹脂であり、エピクロン850は、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂である。
この溶液に、固形分の総量(導電性粒子+樹脂)に占める割合で表わされる金属充填率が0.2体積%となるように、導電性粒子を添加した後、さらに遠心攪拌ミキサーを用いて3分間攪拌することにより均一に分散し、接着剤用塗工液を調製した。
なお、導電性粒子としては、1μmから12μmまでの鎖長分布を有する直鎖状ニッケル微粒子を用いた。
固形エポキシ樹脂の種類、塗工液の組成を、表1に示すように変更した以外は、実施例と同様にして、フィルム状異方導電性接着剤を作製した。但し、No.6は、フィルム形状を保持することができなかった。表1中、フィルム形成性の欄は、「○」(フィルム状接着剤の作製可)、「×」(フィルム状接着剤の作製不可)を示している。
幅50μm、高さ18μmのAuメッキしたCu回路が50μmの間隔をあけて124本配列されたフレキシブルプリント配線板(FPC)と、幅150μmのITO回路が50μm間隔をあけて形成されたガラス基板とを用意した。その後、124か所の接続抵抗が測定可能なデイジーチェーンを形成するように向かい合わせて配置し、上記で作製したフィルム状導電性接着剤(No.1〜5、7)を挟み、フィルム状導電性接着剤の到達温度180℃、加熱時間(到達温度までの昇温時間含む)4秒間、5秒間、又は6秒間として、3MPaの圧力で加圧して接着させ、FPCとガラス基板との接合体を得た。
No.4は、軟化点が144℃の固形エポキシ樹脂を用いた場合である。軟化点が低い固形エポキシ樹脂を用いたNo.1〜3を用いた場合と比べて、加熱時の樹脂流動性が劣るため、短時間の加熱加圧では、向かい合う電極間に樹脂が残存し、結果として抵抗値が高くなるため、加熱加圧時間の短縮には寄与できなかった。
Claims (2)
- (A)重量平均分子量が3万以上のフェノキシ樹脂;
(B)重量平均分子量が700以下の液状エポキシ樹脂;
(C)軟化点が70〜135℃の固形エポキシ樹脂;
(D)イミダゾール系硬化剤をマイクロカプセルで被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化剤が、ナフタレン骨格を有する液状エポキシ樹脂を含む液状エポキシ樹脂中に分散している硬化剤;及び
(E)導電性粒子
を含むフィルム状導電性接着剤であって、
前記(A)フェノキシ樹脂は、樹脂全量に対して20〜40重量%含有され、
前記(D)硬化剤に含まれるマイクロカプセル型潜在性硬化剤は、樹脂全量に対して8〜25重量%で且つ前記(D)硬化剤の20〜50重量%含有されているフィルム状導電性接着剤。 - 前記導電性粒子は、アスペクト比5以上の針状粒子であって、フィルムの厚み方向に配向されている請求項1に記載のフィルム状導電性接着剤。
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