JP5768454B2 - 異方性導電フィルム - Google Patents

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Description

本発明は、熱硬化型エポキシ樹脂組成物中に導電性粒子が分散されている異方性導電フィルムに関する。
ＩＣチップを配線基板に接続する際、比較的材料コストの低い汎用のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂を主硬化成分とする異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が広く使用されているが、このような異方性導電フィルムに対しては、接続信頼性が良好であることは勿論、熱によるＩＣチップの性能劣化の防止や異方性導電接続コストの低減という観点から低温速硬化性であること、更には、高価なＩＣチップや配線基板の有効利用という観点から良好なリペア性を示すこと、そして材料コストが低いことも求められている。
ところで、汎用のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂材料の中では、ある程度の接続信頼性が期待でき、しかも比較的低い材料コストのものであるが、反応性が十分とは言えず、そのため硬化温度を約１７０℃以上に設定せざるを得ず、低温速硬化性が十分とは言い難く、しかも架橋密度が過度に高いために十分なリペア性を示さないという問題があった。
このため、これらの課題を解決するアプローチとして、硬化剤として従来の一般的なアニオン系硬化剤に比べて迅速な硬化反応が期待できるカチオン系硬化剤を使用すること（特許文献１）や、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂に代えて、反応性のより高い脂環式エポキシ化合物を使用することが試みられている（特許文献２）。
特開２００９−２７５１０２号公報 特開２００７−２３８７５１号公報
しかしながら、カチオン系硬化剤を使用した場合、低温速硬化性の改善が図られるものの、依然としてリペア性が不十分であるという問題があった。また、カチオン系硬化剤の使用に加え、脂環式エポキシ樹脂を使用した場合、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂に比べ、低温速硬化性がより改善される反面、材料コストが高く、また、依然としてリペア性が不十分であり、異方性導電フィルムとしての保存安定性が低下するという問題があった。更に、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂に比べてより疎水性であるため、被着体に対する接着力が高温高湿条件下でのエージング処理後に低下し、それに伴い接続信頼性も低下する傾向があった。
本発明は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、カチオン系硬化剤を使用するエポキシ樹脂ベースの異方性導電フィルムにおいて、脂環式エポキシ樹脂を使用することなく、比較的低い材料コストの汎用のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂もしくはその誘導体を使用しながらも、低温速硬化性及びリペア性の双方において優れ、さらには接続信頼性及び保存安定性にも優れている異方性導電フィルムを提供することを目的とする。
本発明者らは、硬化剤としてカチオン系硬化剤を含有する熱硬化型エポキシ樹脂組成物に導電性粒子が分散した異方性導電フィルムの特に低温速硬化性を改善するために、熱硬化型エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂として、汎用のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂に加え、エポキシ樹脂のアニオン重合を立体障害により阻害し得るアルキル基をエポキシ環のβ位に有するβ−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂を併用してみたところ、アニオン重合系の場合と異なりカチオン重合系では予想外にも低温速硬化性が改善され、更に驚くべきことにリペア性も改善され、接続信頼性及び保存安定性にも優れたものとなることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂用硬化剤としてカチオン系硬化剤と、膜形成用樹脂とを含む熱硬化型エポキシ樹脂組成物中に導電性粒子が分散している異方性導電フィルムにおいて、
該エポキシ樹脂が、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを質量比９：１〜２：８の割合で含有する異方性導電フィルムを提供する。
また、本発明は、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが異方性導電フィルムにより異方性導電接続されている接続構造体の製造方法であって、
第１の電子部品の端子上に、前述の本発明の異方性導電フィルムを仮貼りする工程、
仮貼りされた異方性導電フィルム上に、第２の電子部品を、その端子が第１の電子部品の対応する端子と対向するように仮設置する工程、及び
第２の電子部品を加熱ボンダーで加熱しながら第１の電子部品に対して押圧し、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続する工程
を有する製造方法を提供する。
また、本発明は、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが前述の本発明の異方性導電フィルムにより異方性導電接続されてなる接続構造体を提供する。
カチオン系硬化剤を使用する本発明のエポキシ樹脂ベースの異方性導電フィルムは、導電性粒子の分散媒となる熱硬化型エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂として、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂をグリシジルエーテル型エポキシ樹脂と所定割合で併用する。β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂は、カチオン系重合開始剤由来のカチオン種の攻撃を受けてエポキシ環が開環して形成されるカチオン種を安定化し得ると考えられる３級炭素を有するため、結果的に異方性導電フィルムの低温速硬化性を改善し、しかもリペア性、接続信頼性及び保存安定性についても同時に改善できる。
接続構造体の製造工程説明図である。 図１に続く接続構造体の製造工程説明図である。 図２に続く接続構造体の製造工程説明図である。 接続構造体の概略断面図である。
本発明は、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂用硬化剤と膜形成用樹脂とを含む熱硬化型エポキシ樹脂組成物中に導電性粒子が分散している異方性導電フィルムである。
本発明の異方性導電フィルムを構成する熱硬化型エポキシ樹脂組成物は、導電性粒子の分散媒となり、全体として膜を形成し、被着体に対し硬化前には粘着力、硬化後には接着力を発揮するものであり、前述したように、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂用硬化剤と膜形成用樹脂とを含有する。
本発明において、熱硬化型エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂は、熱硬化成分であり、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂と、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを含有する。これにより、異方性導電フィルムは、β−メチルグリシジル型エポキシ樹脂を使用せずに汎用のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂から構成した熱硬化型エポキシ樹脂組成物を使用した異方性導電フィルムに比べて低温速硬化性を改善することができるだけでなく、更にリペア性も改善でき、加えて、良好な接続信頼性及び保存安定性を実現することができる。
β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とは、以下の一般式（１）で表される化合物である。
Figure 0005768454
式（１）中、Ｙはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基であり、中でも入手容易性の点からメチル基が好ましい。Ｘは−Ｏ−、−ＮＨ−又は−ＯＣＯ−基である。中でも、合成容易性の点から−Ｏ−が好ましい。また、ｎは２以上の数である。Ｒは、芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリアルコール化合物残基、芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリアミン化合物残基、又は芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリカルボン酸化合物残基である。中でも、入手容易性の点から、芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリアルコール化合物残基が好ましく、特に、芳香族ポリアルコール化合物残基が好ましい。ここで、式（１）の化合物は、β−アルキルエピクロロヒドリンを、ポリアルコール化合物、ポリアミン化合物あるいはポリカルボン酸化合物に脱塩酸反応させることにより調製されるものであり、脱塩酸反応は逐次的に進行するため、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂には、モノマータイプのものや、プレポリマータイプ（縮合物）のものが包含される。このようなプレポリマータイプの化合物の好ましい例を式（２）に示す。ここでｍは、１〜２０の数である。
Figure 0005768454
このような芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリアルコール化合物としては、レゾルシノール、４，４′−ビフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、１，６−ヘキサンジオール、１，４−ブタンジオール、シクロヘキサン−１，３−ジオール等を挙げることができる。芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリアミン化合物としては、ｏ，ｍ又はｐ−フェニレンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，４−ブタンジアミン、シクロヘキサン−１，３−ジアミン等を挙げることができる。芳香族、脂肪族あるいは脂環式ポリカルボン酸化合物としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、コハク酸等を挙げることができる。
式（１）のβ−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂の好ましい具体的としては、ジ（β−アルキルグリシジル）レゾルシノールエーテル、ビスフェノールＡ型ジ（β−アルキルグリシジル）エーテル、ビスフェノールＦ型ジ（β−アルキルグリシジル）エーテル等が挙げられる。中でも、異方性導電フィルムの低温速硬化性を改善できる点からジ（β−メチルグリシジル）レゾルシノールエーテルが好ましい。なお、このジ（β−メチルグリシジル）レゾルシノールエーテルは、モノマータイプでもよく、プレポリマータイプでもよい。
他方、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂と併用するグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、グリシジル基にアルキル基などの置換基が存在しないエポキシ樹脂であり、汎用のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、中でもアルキレンオキサイド変性（好ましくは２モル以上のアルキレンオキサイド変性）グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を好ましく使用することができる。このようなグリシジルエーテル型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル及びそのプレポリマー（縮合物）、ビスフェノールＦ型ジグリシジルエーテル及びそのプレポリマー（縮合物）、フェノールノボラック型ジグリシジルエーテル等を挙げることができる。中でも、異方性導電フィルムに良好な接着強度を付与できる点からエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド変性ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテルを好ましく使用することができる。
熱硬化性エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂は、上述したβ−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを、質量比９：１〜２：８、好ましくは８：２〜４：６の割合で含有する。この質量比範囲よりもβ−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂の含有量が多くなると、異方性導電フィルムの接続信頼性が低下する傾向があり、反対に少なくなると、そのリペア性が改善し難くなる傾向がある。
本発明において、熱硬化性エポキシ樹脂組成物が含有するエポキシ樹脂として、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂以外の他のエポキシ樹脂、例えば、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル ３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートなどの脂環式エポキシ樹脂を、本発明の効果を損なわない範囲で併用することができる。
本発明の異方性導電フィルムを構成する熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂用硬化剤として、低温速硬化性の改善に有効なことが知られているカチオン系硬化剤を使用する。このようなカチオン系硬化剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、アリールジアゾニウム塩系硬化剤、アリールヨードニウム塩系硬化剤、アリールスルホニウム塩系硬化剤、アレン−イオン錯体系硬化剤、金属（例えば、アルミニウム、チタン、亜鉛、錫など）とアセト酢酸エステルまたはジケトン類とのキレート系硬化剤等を使用することができる。特に、低温での反応性に優れ、ポットライフが長い点から、アリールスルホニウム塩系硬化剤を使用することが好ましい。
本発明において好適に用いることのできるアリールスルホニウム塩系硬化剤として、以下の式（３）〜（６）に示されたような構造のものが例示される。

Figure 0005768454
式（３）中、Ｒaは水素原子、ＣＯＣＨ3基又はＣＯＯＣＨ3基であり、Ｒb及びＲcはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はＣ1〜Ｃ4のアルキル基であり、Ｒdは水素原子、ＣＨ3基、ＯＣＨ3基又はハロゲン原子であり、ＲeはＣ1〜Ｃ4のアルキル基であり、ＸはＳｂＦ6、ＡｓＦ6、ＰＦ6又はＢＦ4である。
Figure 0005768454
式（４）中、Ｒfは水素原子、アセチル基、メトキシカルボニル基、メチル基、エポキシカルボニル基、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、フェノキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、９−フロオレニルメトキシカルボニル基又はｐ−メトキシベンジルカルボニル基であり、Ｒg及びＲhはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はＣ1〜Ｃ4のアルキル基であり、Ｒi及びＲjはそれぞれ水素原子、メチル基、メトキシ基又はハロゲン原子であり、ＸはＳｂＦ6、ＡｓＦ6、ＰＦ6又はＢＦ4である。
Figure 0005768454
式（５）中、Ｒkはエトキシ基、フェニル基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、クロルメチル基、ジクロルメチル基、トリクロルメチル基又はトリフロオロメチル基であり、Ｒl及びＲmはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はＣ1〜Ｃ4のアルキル基であり、Ｒnは水素原子、メチル基、メトキシ基又はハロゲン原子であり、ＲoはＣ1〜Ｃ4のアルキル基であり、ＸはＳｂＦ6、ＡｓＦ6、ＰＦ6又はＢＦ4である。


Figure 0005768454
式（６）中、Ｒpは水素原子、アセチル基、メトキシカルボニル基、メチル基、エポキシカルボニル基、t-ブトキシカルボニル基、ベンゾイル基、フェノキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基、９−フロオレニルメトキシカルボニル基又はp−メトキシベンジルカルボニル基であり、Ｒq及びＲrはそれぞれ水素原子、ハロゲン原子又はＣ1〜Ｃ4のアルキル基であり、Ｒs及びＲtはそれぞれメチル基又はエチル基であり、ＸはＳｂＦ6、ＡｓＦ6、ＰＦ6又はＢＦ4である。
本発明で使用し得る市販されているカチオン系硬化剤の具体例としては、例えば、アリールジアゾニウム塩［例えば、ＰＰ−３３（（株）ＡＤＥＫＡ製）］、アリールヨードニウム塩、アリールスルホニウム塩［例えば、ＦＣ−５０９、ＦＣ−５４０（３Ｍ社製）、ＵＶＥ１０１４（Ｇ．Ｅ．社製）、ＵＶＩ−６９７４、ＵＶＩ−６９７０、ＵＶＩ−６９９０、ＵＶＩ−６９５０（ユニオン・カーバイド社製）、ＳＰ−１７０、ＳＰ−１５０、ＣＰ−６６、ＣＰ−７７など（（株）ＡＤＥＫＡ製）］、ＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、ＳＩ−１１０Ｌ（三新化学工業（株）社製）、アレン−イオン錯体［例えば、ＣＧ−２４−６１（チバガイギー社製）］が挙げられる。
熱硬化性エポキシ樹脂組成物におけるカチオン系硬化剤の使用量は、少なすぎると硬化不良が生ずる傾向があり、多すぎると保存安定性が低下する傾向があり、また、この範囲で使用することにより、耐熱性、透明性、耐候性等の良好な硬化物を得ることができるので、好ましくはエポキシ樹脂１００質量部に対し、１〜３０質量部、より好ましくは１〜１０質量部である。
本発明の異方性導電フィルムを構成する熱硬化性エポキシ樹脂組成物が含有する膜形成用樹脂としては、公知の異方性導電フィルムの膜形成用樹脂に適用されている熱可塑性樹脂を好ましく使用することができる。このような膜形成用樹脂としては、熱硬化性エポキシ樹脂組成物のエポキシ樹脂と相溶するものが好ましく、例えば、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などを使用することができ、これらの２種以上を併用することができる。これらの中でも、材料コスト、成膜性、加工性、接続信頼性等の観点から、フェノキシ樹脂を好ましく使用することができる。
本発明の異方性導電フィルムを構成する熱硬化性エポキシ樹脂組成物における膜形成用樹脂の配合量は、少なすぎるとフィルム形成性が低下する傾向があり、多すぎると流動性が低下する傾向があるので、エポキシ樹脂１００質量部に対し、好ましくは４０〜２００質量部、より好ましくは５０〜１５０質量部である。
本発明の異方性導電フィルムを構成する導電性粒子としては、公知の異方性導電フィルムで使用されている導電性粒子を採用することができる。例えば、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、金属被覆樹脂粒子などを挙げることができ、これらの２種以上を併用することができる。それらの粒子形状及び粒径は、異方性導電フィルムの使用環境、使用目的などに応じて適宜決定することができる。
このような導電性粒子の熱硬化型エポキシ樹脂組成物に対する配合割合は、導電性粒子が少なすぎると安定した異方性導電接続が困難になる傾向があり、多すぎるとフィルムの平面方向における導電性粒子の導通が生じ易くなるので、熱硬化型エポキシ樹脂組成物（即ち、導電性粒子以外のエポキシ樹脂、エポキシ樹脂用硬化剤及び成膜用樹脂の合計）１００質量部に対し、導電性粒子を好ましくは０．１〜５０質量部、より好ましくは０．１〜３０質量部である。
本発明の異方性導電フィルムを構成する熱硬化性エポキシ樹脂組成物は、更に必要に応じて、溶剤や、公知のシランカップリング剤、着色剤、難燃剤、充填剤、ポリブタジエン粒子等の応力緩和剤等の添加剤を含有することができる。
本発明の異方性導電フィルムは、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを質量比９：１〜２：８の割合で含有するエポキシ樹脂とエポキシ樹脂用硬化剤と膜形成用樹脂とを含む熱硬化型エポキシ樹脂組成物と、導電性粒子と、他の添加剤とを常法に従って均一に混合することにより異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、その組成物をカレンダー法、キャスト法等の公知のフィルム形成法に従って、フィルム化することにより製造することができる。なお、導電性粒子以外の成分を予め均一に混合して熱硬化型エポキシ樹脂組成物を調製し、その組成物に導電性粒子を常法により均一に分散させることにより異方性導電フィルム形成用組成物を調製してもよい。
このようにして得られた異方性導電フィルムの厚みは、異方性導電フィルムの使用形態などに応じて適宜決定することができる。
本発明の異方性導電フィルムは、第１の電子部品の片面に形成された端子と第２の電子部品の片面に形成された端子とが異方性導電接続されている接続構造体を製造する際に好ましく適用することができる。以下に、工程（ａ）〜（ｃ）を有する、本発明の異方性導電フィルムを使用する接続構造体の製造方法について工程毎に説明する。
＜工程（ａ）＞
図１に示すように、第１の電子部品１０の端子１１上に、本発明の異方性導電フィルム２０を仮貼りする。仮貼りは、後述する加熱ボンダー４０（図３参照）を使用し、異方性導電フィルム２０が熱硬化しないが粘着性を発現する温度に加熱しながら押圧することにより行うことができる。異方性導電フィルム２０中には、導電性粒子２１が分散している。
第１の電子部品１０としては、ガラス配線基板、リジッド配線基板、フレキシブル配線基板などを挙げることができる。端子１１としては、第１の電子部品１０の片面に、銅、ニッケル、アルミ、金等の金属やインジウム−チタン酸化物等の複合酸化物から常法に従って形成されたものを挙げることができる。また、端子１１の厚みや配線ピッチは、第１の電子部品１０の使用目的等に応じて適宜決定することができる。
＜工程（ｂ）＞
次に、図２に示すように、仮貼りされた異方性導電フィルム２０上に、第２の電子部品３０を、その端子３１が第１の電子部品１０の対応する端子１１と対向するように仮設置する。仮設置は、後述する加熱ボンダー４０（図３参照）を使用し、異方性導電フィルム２０が熱硬化しないが粘着性を発現する温度に加熱しながら押圧することにより行うことができる。この仮設置の際、第２の電子部品３０又は異方性導電フィルム２０の位置ズレが生じた場合、必要に応じて、例えば、第１の電子部品１０側を熱板で加熱して異方性導電フィルム２０を軟化させ、第２の電子部品３０を常法により引き剥がし、第１の電子部品１０又は第２の電子部品３０の表面に残存した熱硬化型エポキシ樹脂組成物をアセトンなどの有機溶剤で除去することができる。これにより良好なリペア性を実現することができる。
第２の電子部品３０としては、半導体チップ、コンデンサ、ＬＥＤチップ、フレキシブル配線基板等を挙げることができる。端子３１としては、第２の電子部品３０の片面に、銅、ニッケル、アルミ、金、ハンダ等の金属から常法に従って形成された電極（例えばバンプ）を挙げることができる。また、端子３１の厚みや配線ピッチは、第２の電子部品３０の使用目的等に応じて適宜決定することができる。
＜工程（ｃ）＞
次に、図３に示すように、第２の電子部品３０を加熱ボンダー４０で加熱しながら第１の電子部品１０に対して押圧する。すると、端子１１と端子３１とに挟まれた導電性粒子２１が潰れ、第１の電子部品１０の端子１１と第２の電子部品３０の端子３１との間で電気的に導通する。これにより、図４に示すように、第１の電子部品１０の端子１１と第２の電子部品３０の端子３１とが異方性導電フィルム２０により異方性導電接続されている接続構造体１００が得られる。
なお、この工程（ｃ）において使用する加熱ボンダー４０としては、半導体装置製造時に使用されているような公知の加熱ボンダーを使用することができる。また、加熱加圧条件としては、使用する異方性導電フィルムの特性に応じて適宜決定することができる。
このようにして得られる接続構造体１００の具体例としては、半導体装置、液晶表示装置、ＬＥＤ照明装置等が挙げられる。この接続構造体１００も本発明の一態様である。なお、接続構造体１００においては、異方性導電フィルム２０は熱硬化されたものとなっている。
以下に、本発明の異方性導電フィルムを実施例により具体的に説明する。
実施例１〜１２、比較例１〜７
＜異方性導電フィルムの作成＞
表１及び２の配合割合（質量部基準）で、熱可塑性樹脂（フェノキシ樹脂）、β−メチルグリシジル型エポキシ樹脂Ａ、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂Ｂ、シランカップリング剤、カチオン系硬化剤、応力緩和剤（ポリブタジエン粒子）及び導電性粒子を、撹拌装置を用いて均一に混合し、剥離フィルム上に乾燥厚が２０μｍとなるように塗布し、７０℃のオーブン中で乾燥することにより、異方性導電フィルムを作成した。
＜異方性導電フィルムの評価＞
実施例１〜１２、比較例１〜７で得た異方性導電フィルムについて、以下に説明するように、示差走査熱量分析（反応開始温度、反応ピーク温度、発熱量減少率）、熱圧着条件を変化させて作成した接続構造体（ＣＯＦとガラス基板との異方性導電接続体）の接続抵抗、接着強度及びリペア性を試験評価した。得られた結果を表１及び表２に示す。
（示差走査熱量分析）
１）ＤＳＣ
異方性導電フィルムを、ＤＳＣ装置（ＤＳＣ−６０、島津製作所社製）を用いて熱分析を行い、発熱開始温度（℃）、反応ピーク温度（℃）を測定した。実用上、低温速硬化性と保存性とを考慮し、発熱開始温度は９０〜１１０℃であることが望ましく、また、発熱ピーク温度は１００〜１３０℃であることが望ましい。
２）ＤＳＣ発熱量減少率
製造直後、又は３０℃に１ヶ月、２ヶ月もしくは３ヶ月放置した異方性導電フィルムについて、ＤＳＣ装置（ＤＳＣ−６０、島津製作所社製）を用いて熱分析を行い、総発熱量（ｊ／ｇ）を測定し、製造直後の異方性導電フィルムの総発熱量に対する、３０℃に１ヶ月、２ヶ月もしくは３ヶ月放置した異方性導電フィルムの総発熱量の減少率（％）を算出した。実用上、１ヶ月後の減少率（％）が３５％以下であることが望まれる。
（接続抵抗測定）
評価用基材としてチップオンフィルム（ＣＯＦ）基材（３８μｍ厚のポリイミドフィルム表面に、５０μｍピッチのＣｕ８μｍ厚−Ｓｎメッキ電極ラインが形成された基材）と、インジウムスズ複合酸化物（ＩＴＯ）からなるベタ電極が形成されたガラス基板とを用意した。
次に、ＩＴＯベタガラス基板の所定位置に、１．５ｍｍにスリットした異方性導電フィルムを、緩衝材１５０μｍ厚のテフロン（登録商標）製の緩衝材を介して、ツール幅１．５ｍｍの圧着機を用いて、７０℃、１ＭＰａ、１ｓｅｃという条件で仮貼りした。
次いで、仮貼りした異方性導電フィルム上にＣＯＦ基板を、同じ圧着機を用いて８０℃、０．５ＭＰａ、０．５ｓｅｃという条件で仮設置した。
更に、ＣＯＦ基板とガラス基板との間に位置ズレが生じていないことを確認した後、同じ圧着機を用いて、表１又は表２に示す条件（１５０℃、１６０℃又は１７０℃、４ＭＰａ、５秒）で本圧着を行い、接続構造体を作成した。
得られた接続構造体を、８５℃及び８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した。そして５００時間放置直後の接続構造体について、デジタルマルチメータ（横河電機社製）を用いて接続抵抗値を測定した。また、８５℃及び８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した後、更に３０℃で１ヶ月保存、２ヶ月保存又は３ヶ月保存した後の接続構造体の接続抵抗値を、同様に測定した。実用上、測定値が２Ω以下であることが望まれる。
（接着強度測定）
接続抵抗の測定の際に作成したものと同じ接続構造体を作成し、８５℃及び８５％ＲＨの環境下に５００時間放置した。次に、接続構造体のＣＯＦ基板を、引っ張り試験機（ＡＮＤ社製）を用い、引っ張り速度５０ｍｍ／ｓｅｃで９０°方向に剥離し、その時の剥離強度を測定した。実用上６Ｎ／ｃｍ以上であることが望まれる。
（リペア性試験）
評価用基材としてチップオンフィルム（ＣＯＦ）基材（３８μｍ厚のポリイミドフィルム表面に、５０μｍピッチのＣｕ８μｍ厚−Ｓｎメッキ電極ラインが形成された基材）と、インジウムスズ複合酸化物（ＩＴＯ）からなるベタ電極が形成されたガラス基板とを用意した。
次に、ＩＴＯベタガラス基板の所定位置に、１．５ｍｍにスリットした異方性導電フィルムを、緩衝材１５０μｍ厚のテフロン（登録商標）製の緩衝材を介して、ツール幅１．５ｍｍの圧着機を用いて、７０℃、１ＭＰａ、１ｓｅｃという条件で仮貼りした。
次いで、仮貼りした異方性導電フィルム上にＣＯＦ基板を、同じ圧着機を用いて８０℃、０．５ＭＰａ、０．５ｓｅｃという条件で仮設置して積層体を得た。
このＣＯＦ基板が仮設置された積層体を、そのガラス基板側から温度１００℃に加熱した熱板上に３０秒載置した後、ＣＯＦ基板をガラス基板から引きはがし、ＣＯＦ基板もしくはガラス基板に残存している異方性導電フィルムの熱硬化性エポキシ樹脂組成物をアセトンをしみ込ませた綿棒で擦って払拭し、樹脂組成物がすべて払拭されるまでの擦り回数をカウントした。実用上、３０回以下であることが望まれる。
なお、表１及び表２において使用した材料を以下に示す。
＊１ フェノキシ樹脂（ＪＥＲ−４２１０、三菱化学（株））
＊２ １モルのビスフェノールＡに２モルのβ−メチルエピクロロヒドリンを反応させたもの
＊３ １モルのレゾルシノールに２モルのβ−メチルエピクロロヒドリンを反応させたもの
＊４ ｊＥＲ−８２８、三菱化学（株）
＊５ ＥＰ−４１００Ｓ、（株）ＡＤＥＫＡ
＊６ 平均粒径０．５μｍのポリブタジエン粒子（ＲＫＢ、レジナス化成（株））
＊７ ＫＢＭ−４０３、信越化学工業（株）
＊８ アリールスルホニウム塩系硬化剤（ＳＩ−６０、三新化学工業（株））＋３％安定剤（ｐ−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムメチルサルフェート）
＊９ アリールスルホニウム塩系硬化剤（ＳＩ−６０、三新化学工業（株））＋５％安定剤（ｐ−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムメチルサルフェート）
＊10 アリールスルホニウム塩系硬化剤（ＳＩ−６０、三新化学工業（株））＋８％安定剤（ｐ−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムメチルサルフェート）
＊11 アリールスルホニウム塩系硬化剤（ＳＩ−８０、三新化学工業（株））＋３％安定剤（ｐ−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウムメチルサルフェート）
＊12 ブライトＧＮＲ、日本化学工業（株）
＊13 ＣＥＬ２０２１Ｐ、ダイセル化学工業（株）
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表１からわかるように、実施例１〜１２の異方性導電フィルムは、エポキシ樹脂として、通常のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とβ−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とを、質量比９：１〜２：８の割合で含有しているので、ＤＳＣの反応開始温度や反応ピーク温度に問題はなく、しかも低温速硬化性が改善され、しかもリペア性、接続信頼性及び保存安定性についても同時に改善された。
それに対し、表２の比較例１の異方性導電フィルムは、エポキシ樹脂として、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂を使用せずに、通常のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂のみを使用したため、１５０℃-４ＭＰａ-５秒という比較的低温の熱圧着条件における初期接続抵抗並びに接着強度に問題があった。また、１６０℃-４ＭＰａ-５秒という熱圧着条件でも、接着強度とリペア性とに問題があった。
また、比較例２の異方性導電フィルムは、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂を使用せずに、比較例１に比べ、エポキシ樹脂として、通常のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂の半分をアルキレンオキサイド変性グリシジルエーテル型エポキシ樹脂を使用したものの、結局のところグリシジルエーテル型エポキシ樹脂のみを使用したものに過ぎないため、比較例１と同様に、１５０℃-４ＭＰａ-５秒という比較的低温の熱圧着条件における初期接続抵抗並びに接着強度に問題があり、また、１６０℃-４ＭＰａ-５秒という熱圧着条件でもリペア性に問題があった。
比較例３の異方性導電フィルムは、エポキシ樹脂として、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを併用しているものの、質量比が１：９の割合であるため、１５０℃-４ＭＰａ-５秒という比較的低温の熱圧着条件における初期接続抵抗並びに接着強度に問題があった。また、１６０℃-４ＭＰａ-５秒という熱圧着条件でも接着強度とリペア性とに問題があった。
比較例４の異方性導電フィルムは、エポキシ樹脂として、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂のみを使用したため、１５０℃-４ＭＰａ-５秒という比較的低温の熱圧着条件におけるリペア性に問題はなかったが、初期接続抵抗並びに接着強度に問題があり、また、１６０℃-４ＭＰａ-５秒という熱圧着条件でも接着強度に問題があった。
比較例５の異方性導電フィルムは、比較例２に比べ、エポキシ樹脂として、通常のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂及びアルキレンオキサイド変性グリシジルエーテル型エポキシ樹脂のそれぞれ一部を脂環式エポキシ化合物に代えているものの、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂を使用していないため、ＤＳＣの反応開始温度が低く、また、１５０℃並びに１６０℃-４ＭＰａ-５秒という比較的低温並びに中温の熱圧着条件におけるリペア性に問題があった。
比較例６及び７の異方性導電フィルムは、比較例２に比べ、カチオン系硬化剤中の安定剤量を３％からそれぞれ５％及び８％に増量したものであるが、エポキシ樹脂として、比較例２と同様に、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂を使用せずに、通常のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とアルキレンオキサイド変性グリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを使用したので、１７０℃-４ＭＰａ-５秒という熱圧着条件におけるリペア性に問題があった。
カチオン系硬化剤を使用する本発明のエポキシ樹脂ベースの異方性導電フィルムは、導電性粒子の分散媒となる熱硬化型エポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂として、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂をグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを所定割合で併用するので、低温速硬化性、リペア性、接続信頼性及び保存安定性について同時に改善できる。従って、半導体装置やＬＥＤ装置等の製造に有用である。
１０ 第１の電子部品
１１、３１ 端子
２０ 異方性導電フィルム
２１ 導電性粒子
３０ 第２の電子部品
４０ 加熱ボンダー
１００ 接続構造体

Claims (11)

  1. エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂用硬化剤としてカチオン系硬化剤と、膜形成用樹脂とを含む熱硬化型エポキシ樹脂組成物中に導電性粒子が分散している異方性導電フィルムにおいて、
    該エポキシ樹脂が、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを質量比９：１〜２：８の割合で含有する異方性導電フィルム。
  2. 該エポキシ樹脂が、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを質量比８：２〜４：６の割合で含有する請求項１記載の異方性導電フィルム。
  3. 該β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂が、ジ（β−メチルグリシジル）レゾルシノールエーテルである請求項１又は２記載の異方性導電フィルム。
  4. 該グリシジルエーテル型エポキシ樹脂が、アルキレンオキサイド変性グリシジルエーテル型エポキシ樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  5. カチオン系硬化剤が、アリールスルホニウム塩系硬化剤である請求項１〜４のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  6. 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが異方性導電フィルムにより異方性導電接続されている接続構造体の製造方法であって、
    第１の電子部品の端子上に、請求項１〜５のいずれかに記載の異方性導電フィルムを仮貼りする工程、
    仮貼りされた異方性導電フィルム上に、第２の電子部品を、その端子が第１の電子部品の対応する端子と対向するように仮設置する工程、及び
    第２の電子部品を加熱ボンダーで加熱しながら第１の電子部品に対して押圧し、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続する工程
    を有する製造方法。
  7. 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが請求項１〜５のいずれかに記載の異方性導電フィルムにより異方性導電接続されてなる接続構造体。
  8. エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂用硬化剤としてカチオン系硬化剤と、膜形成用樹脂とを含む熱硬化型エポキシ樹脂組成物中に導電性粒子が分散している異方性導電フィルムにおいて、
    該エポキシ樹脂が、β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂とグリシジルエーテル型エポキシ樹脂とを質量比８：２〜４：６の割合で含有し、
    該β−アルキルグリシジル型エポキシ樹脂が、ジ（β−メチルグリシジル）レゾルシノールエーテルである異方性導電フィルム。
  9. 該グリシジルエーテル型エポキシ樹脂が、アルキレンオキサイド変性グリシジルエーテル型エポキシ樹脂である請求項８記載の異方性導電フィルム。
  10. 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが異方性導電フィルムにより異方性導電接続されている接続構造体の製造方法であって、
    第１の電子部品の端子上に、請求項８又は９記載の異方性導電フィルムを仮貼りする工程、
    仮貼りされた異方性導電フィルム上に、第２の電子部品を、その端子が第１の電子部品の対応する端子と対向するように仮設置する工程、及び
    第２の電子部品を加熱ボンダーで加熱しながら第１の電子部品に対して押圧し、第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とを異方性導電接続する工程
    を有する製造方法。
  11. 第１の電子部品の端子と第２の電子部品の端子とが請求項８又は９記載の異方性導電フィルムにより異方性導電接続されてなる接続構造体。
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