JP6061645B2 - 異方性導電性ペーストおよびそれを用いたプリント配線基板 - Google Patents
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Description
本発明は、配線基板同士の接続や、電子部品と配線基板との接続に用いる異方性導電性ペーストおよびそれを用いたプリント配線基板に関する。
近年、フレキ基板（フレキシブル性を有する配線基板）とリジット基板（フレキシブル性を有しない配線基板）との接続や、電子部品と配線基板との接続には、異方性導電材（異方性導電性フィルム、異方性導電性ペースト）を用いた接続方式が利用されている。例えば、電子部品と配線基板とを接続する場合には、電極が形成された電子部品と、電極のパターンが形成された配線基板との間に異方性導電材を配置し、電子部品と配線基板とを熱圧着して電気的接続を確保している。
異方性導電材としては、例えば、基材となるバインダー樹脂に、金属微粒子や表面に導電膜を形成した樹脂ボールなどの導電性フィラーを分散させた材料（導電性フィラー系の異方性導電材）が提案されている（例えば、特許文献１）。異方性導電材を用いた配線基板などでは、不具合のあるものを再利用するリペア工程が重要である。なお、リペア工程とは、一度接着された電子部品を配線基板から剥がす工程と、配線基板を洗浄する工程とを備える。しかしながら、上記のような導電性フィラー系の異方性導電材を用いた場合、配線基板上の樹脂や導電性フィラーなどの残渣を十分に除去する作業には手間がかかり、一方で、配線基板上にある程度の残渣が残った状態で、再び異方性導電材を用いて電子部品との接続を図る場合には、導電性が確保できないという問題があった。このように、導電性フィラー系の異方性導電材では、ある程度のリペア性は有しているものの、必ずしも十分なレベルではなかった。また、導電性フィラー系の異方性導電材を用いた場合には、接続部分の接続信頼性を確保するために、接続対象である電子部品および配線基板の電極に金メッキ処理を施しておく必要があるなど、接続信頼性の点で問題があった。
また、異方性導電材としては、熱硬化性樹脂に、はんだ粉末と、硬化剤としての酸無水物と、活性剤とを含有するペーストが提案されている（例えば、特許文献２）。電子部品と配線基板とを熱圧着させると、接続対象である電子部品および配線基板の電極同士をはんだ接合することができ、これらの電極同士の間での導電性が確保される。一方、電子部品の電極同士の間隙や配線基板の電極同士の間隙では、樹脂成分内にはんだ粉末が埋設されたような状態となり、隣接電極間の絶縁性が確保される。
異方性導電材においては、接着強度、隣接電極間の絶縁性、電極同士の間での導通性、耐湿性などの諸特性が求められるが、さらに、電子部品への熱の影響を抑えるという観点から、熱圧着時の温度をより低くすることが求められている。しかしながら、特許文献２に記載のペーストにおいては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とその硬化剤との反応に、比較的に高い温度と長い時間が必要となる。そのため、特許文献２に記載のペーストでは、熱圧着時の温度が低温（例えば、１８０℃以下）の場合には、接着強度を確保することができなかった。
そこで、本発明は、熱圧着時の温度が低温（例えば、１８０℃以下）の場合においても、十分な接着強度、絶縁性および耐湿性を有する異方性導電性ペースト、並びにそれを用いたプリント配線基板を提供することを目的とする。
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような異方性導電性ペーストおよびプリント配線基板を提供するものである。
すなわち、本発明の異方性導電性ペーストは、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤と、（Ｃ）ラジカル重合開始剤と、（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤と、（Ｅ）はんだ粉末と、（Ｆ）カルボジイミド化合物とを含有し、前記（Ａ）熱可塑性樹脂は、スチレン・ブタジエン共重合体およびスチレン・ブタジエン共重合体の水添物からなる群から選択される少なくとも１種であり、前記（Ｆ）カルボジイミド化合物の配合量は、前記（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤１００質量部に対して、３５質量部以上２３０質量部以下であることを特徴とするものである。
すなわち、本発明の異方性導電性ペーストは、（Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤と、（Ｃ）ラジカル重合開始剤と、（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤と、（Ｅ）はんだ粉末と、（Ｆ）カルボジイミド化合物とを含有し、前記（Ａ）熱可塑性樹脂は、スチレン・ブタジエン共重合体およびスチレン・ブタジエン共重合体の水添物からなる群から選択される少なくとも１種であり、前記（Ｆ）カルボジイミド化合物の配合量は、前記（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤１００質量部に対して、３５質量部以上２３０質量部以下であることを特徴とするものである。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤は、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートおよびテトラヒドロフルフリルアクリレートからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤は、１分子内に１つ以上のカルボキシル基と１つ以上の不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有重合性不飽和化合物と、１分子内に１つ以上の不飽和二重結合を有する重合性不飽和化合物とを共重合させてなるカルボキシル基含有共重合体であることが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤は、１分子内に１つ以上のカルボキシル基と１つ以上の不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有重合性不飽和化合物と、１分子内に１つ以上の不飽和二重結合を有する重合性不飽和化合物とを共重合させてなるカルボキシル基含有共重合体であることが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ｅ）はんだ粉末は、スズとビスマスとの合金からなることが好ましい。
このような場合、前記（Ｅ）はんだ粉末におけるビスマスの含有量は、スズとビスマスとの合計量１００質量％に対して、５８質量％以下であることが好ましい。
このような場合、前記（Ｅ）はんだ粉末におけるビスマスの含有量は、スズとビスマスとの合計量１００質量％に対して、５８質量％以下であることが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ｃ）ラジカル重合開始剤は、熱ラジカル重合開始剤および光ラジカル重合開始剤からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、（Ｇ）１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂をさらに含有することが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、レーザー光を用いて加熱されることで接着されることが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、（Ｇ）１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂をさらに含有することが好ましい。
本発明の異方性導電性ペーストにおいては、レーザー光を用いて加熱されることで接着されることが好ましい。
本発明のプリント配線基板は、前記異方性導電性ペーストを用いて電極同士を接続したことを特徴とするものである。
なお、本発明において、異方性導電性ペーストとは、所定値以上の熱および所定値以上の圧力をかけた箇所では熱圧着方向（厚み方向）に導電性を持つようになるが、それ以外の箇所では隣接電極間の絶縁性を有する異方性導電材を形成できるペーストのことをいう。
また、本発明の異方性導電性ペーストが、熱圧着時の温度が低温の場合においても、十分な接着強度、絶縁性および耐湿性を有する理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
また、本発明の異方性導電性ペーストが、熱圧着時の温度が低温の場合においても、十分な接着強度、絶縁性および耐湿性を有する理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明の異方性導電性ペーストにおいては、従来の異方性導電材とは異なり、（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤を、（Ｃ）ラジカル重合開始剤により、ラジカル重合反応をさせることで、硬化反応が進行する。このようなラジカル重合反応は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とその硬化剤との反応と比較して低温でかつ短時間で進行する。そして、前記（Ａ）成分〜前記（Ｅ）成分を含有する異方性導電性ペーストをラジカル重合反応によって硬化させたものについては、異方性導電材として要求される諸特性を満足できる。そのため、本発明の異方性導電性ペーストは、熱圧着時の温度が低温の場合においても、十分な接着強度、絶縁性および耐湿性を有するものと本発明者らは推察する。
また、異方性導電材として要求される諸特性（接着強度、隣接電極間の絶縁性、電極同士の間での導通性、耐湿性など）については、さらに高いレベルのものを求められている。本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ａ）成分〜前記（Ｅ）成分に対し、さらに（Ｆ）カルボジイミド化合物を所定量添加することにより、異方性導電性ペーストにおける絶縁性および耐湿性の更なる向上を達成している。
また、異方性導電材として要求される諸特性（接着強度、隣接電極間の絶縁性、電極同士の間での導通性、耐湿性など）については、さらに高いレベルのものを求められている。本発明の異方性導電性ペーストにおいては、前記（Ａ）成分〜前記（Ｅ）成分に対し、さらに（Ｆ）カルボジイミド化合物を所定量添加することにより、異方性導電性ペーストにおける絶縁性および耐湿性の更なる向上を達成している。
本発明によれば、熱圧着時の温度が低温（例えば、１８０℃以下）の場合においても、十分な接着強度、絶縁性および耐湿性を有する異方性導電性ペースト、並びにそれを用いたプリント配線基板を提供できる。
先ず、本発明の異方性導電性ペーストについて説明する。
本発明の異方性導電性ペーストは、以下説明する（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤、（Ｃ）ラジカル重合開始剤、（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤、（Ｅ）はんだ粉末、および、（Ｆ）カルボジイミド化合物を含有するものである。
本発明の異方性導電性ペーストは、以下説明する（Ａ）熱可塑性樹脂、（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤、（Ｃ）ラジカル重合開始剤、（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤、（Ｅ）はんだ粉末、および、（Ｆ）カルボジイミド化合物を含有するものである。
（Ａ）成分：熱可塑性樹脂
本発明に用いる（Ａ）熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ブタジエン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリル酸共重合体が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、飽和物であってもよく、不飽和物であってもよい。また、これらの熱可塑性樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱可塑性樹脂の中でも、得られる異方性導電性ペーストの接着強度の観点から、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂が好ましい。一方、得られる異方性導電性ペーストにおける耐湿性（特に、耐湿熱試験後の接着強度）の観点からは、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体の水添物が好ましい。
本発明に用いる（Ａ）熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリヒドロキシポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ブタジエン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリル酸共重合体が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、飽和物であってもよく、不飽和物であってもよい。また、これらの熱可塑性樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱可塑性樹脂の中でも、得られる異方性導電性ペーストの接着強度の観点から、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂が好ましい。一方、得られる異方性導電性ペーストにおける耐湿性（特に、耐湿熱試験後の接着強度）の観点からは、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体の水添物が好ましい。
前記（Ａ）成分の重量平均分子量は、熱可塑性樹脂の流動性の観点から、０．２万〜５０万であることが好ましく、０．３万〜２５万であることがより好ましく、０．４万〜１０万であることが更に好ましく、０．５万〜８万であることが特に好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィーで測定し、標準ポリスチレン検量線を用いて換算した値を示す。
前記（Ａ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、８質量％以上３５質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１２質量％以上２５質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ａ）成分の配合量が前記下限未満では、得られる異方性導電性ペーストの接着強度が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの粘度が高くなり、塗布性が低下する傾向にある。
（Ｂ）成分：１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤
本発明に用いる（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤は、常温（２５℃）において液体であり、かつ熱可塑性樹脂などを溶解させることができるものである。前記（Ｂ）成分としては、例えば、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルフォリンが挙げられる。これらの反応性希釈剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの反応性希釈剤の中でも、接着強度の観点からは、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートが好ましく、熱可塑性樹脂などの溶解性の観点からは、テトラヒドロフルフリルアクリレートが好ましい。さらに、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートおよびテトラヒドロフルフリルアクリレートを併用することが特に好ましく、このような場合、これらの質量比（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート／テトラヒドロフルフリルアクリレート）を１／９以上２／１以下の範囲とすることが好ましい。
本発明に用いる（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤は、常温（２５℃）において液体であり、かつ熱可塑性樹脂などを溶解させることができるものである。前記（Ｂ）成分としては、例えば、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロイルモルフォリンが挙げられる。これらの反応性希釈剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの反応性希釈剤の中でも、接着強度の観点からは、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートが好ましく、熱可塑性樹脂などの溶解性の観点からは、テトラヒドロフルフリルアクリレートが好ましい。さらに、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートおよびテトラヒドロフルフリルアクリレートを併用することが特に好ましく、このような場合、これらの質量比（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート／テトラヒドロフルフリルアクリレート）を１／９以上２／１以下の範囲とすることが好ましい。
前記（Ｂ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、２５質量％以上５５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましく、３５質量％以上４５質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ｂ）成分の配合量が前記下限未満では、得られる異方性導電性ペーストの粘度が高くなり、塗布性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの接着強度が低下する傾向にある。
（Ｃ）成分：ラジカル重合開始剤
本発明に用いる（Ｃ）ラジカル重合開始剤は、前記（Ｂ）成分などにおける不飽和二重結合のラジカル重合を開始させるためのものである。このようなラジカル重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。
前記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、ケトンパーオキサイド類、ジアシルキルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、パーカーボネート類などの有機過酸化物が挙げられる。これらの熱ラジカル重合開始剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱ラジカル重合開始剤の中でも、反応性と安定性とのバランスの観点から、ハイドロパーオキサイド類が好ましく、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、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートがより好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、オキシム系開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−２−（ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、ベンゾフェノン、ｐ−フェニルベンゾフェノン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロルベンゾフェノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ターシャリーブチルアントラキノン、２−アミノアントラキノン、２−メチルチオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−クロルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルが挙げられる。これらの光ラジカル重合開始剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
本発明に用いる（Ｃ）ラジカル重合開始剤は、前記（Ｂ）成分などにおける不飽和二重結合のラジカル重合を開始させるためのものである。このようなラジカル重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。
前記熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、ケトンパーオキサイド類、ジアシルキルパーオキサイド類、ハイドロパーオキサイド類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、アルキルパーエステル類、パーカーボネート類などの有機過酸化物が挙げられる。これらの熱ラジカル重合開始剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱ラジカル重合開始剤の中でも、反応性と安定性とのバランスの観点から、ハイドロパーオキサイド類が好ましく、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、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエートがより好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、例えば、オキシム系開始剤、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノ−プロパン−１−オン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル−２−（ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、ベンゾフェノン、ｐ−フェニルベンゾフェノン、４，４′−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロルベンゾフェノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−ターシャリーブチルアントラキノン、２−アミノアントラキノン、２−メチルチオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−クロルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、Ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステルが挙げられる。これらの光ラジカル重合開始剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記（Ｃ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、０．１質量％以上７質量％以下であることが好ましく、１質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、２質量％以上４質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ｃ）成分の配合量が前記下限未満では、ラジカル重合における反応性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの接着強度が低下する傾向にある。
（Ｄ）成分：１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤
本発明に用いる（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤としては、有機酸の他に、ロジン系樹脂などの天然の樹脂酸や、カルボキシル基を有する単量体成分を用いて重合される樹脂酸が挙げられる。
前記有機酸としては、公知の有機酸を適宜用いることができる。このような有機酸の中でも、保管中において結晶の析出が起こりにくいという観点から、アルキレン基を有する二塩基酸を用いることが好ましい。このようなアルキレン基を有する二塩基酸としては、例えば、アジピン酸、２，５−ジエチルアジピン酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２，２−ジエチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、２−エチル−３−プロピルグルタル酸、セバシン酸が挙げられる。これらの中でも、絶縁性の観点から、アジピン酸が特に好ましい。
本発明に用いる（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤としては、有機酸の他に、ロジン系樹脂などの天然の樹脂酸や、カルボキシル基を有する単量体成分を用いて重合される樹脂酸が挙げられる。
前記有機酸としては、公知の有機酸を適宜用いることができる。このような有機酸の中でも、保管中において結晶の析出が起こりにくいという観点から、アルキレン基を有する二塩基酸を用いることが好ましい。このようなアルキレン基を有する二塩基酸としては、例えば、アジピン酸、２，５−ジエチルアジピン酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２，２−ジエチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、２−エチル−３−プロピルグルタル酸、セバシン酸が挙げられる。これらの中でも、絶縁性の観点から、アジピン酸が特に好ましい。
前記樹脂酸としては、例えば、１分子内に１つ以上のカルボキシル基と１つ以上の不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有重合性不飽和化合物と、１分子内に１つ以上の不飽和二重結合を有する重合性不飽和化合物とを共重合させてなるカルボキシル基含有共重合体（樹脂酸）が挙げられる。
前記カルボキシル基含有重合性不飽和化合物としては、例えば、カルボキシル基含有（メタ）アクリル化合物が挙げられる。
前記重合性不飽和化合物としては、例えば、（メタ）アクリル化合物、スチレン化合物が挙げられる。これらの重合性不飽和化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記カルボキシル基含有共重合体は、前記カルボキシル基含有重合性不飽和化合物と前記重合性不飽和化合物とを共重合させてなるものである。具体的には、カルボキシル基含有（メタ）アクリル共重合体、カルボキシル基含有（メタ）アクリル−スチレン共重合体などが挙げられる。これらの中でも、耐湿性の観点から、カルボキシル基含有（メタ）アクリル−スチレン共重合体が好ましい。
前記カルボキシル基含有重合性不飽和化合物としては、例えば、カルボキシル基含有（メタ）アクリル化合物が挙げられる。
前記重合性不飽和化合物としては、例えば、（メタ）アクリル化合物、スチレン化合物が挙げられる。これらの重合性不飽和化合物は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記カルボキシル基含有共重合体は、前記カルボキシル基含有重合性不飽和化合物と前記重合性不飽和化合物とを共重合させてなるものである。具体的には、カルボキシル基含有（メタ）アクリル共重合体、カルボキシル基含有（メタ）アクリル−スチレン共重合体などが挙げられる。これらの中でも、耐湿性の観点から、カルボキシル基含有（メタ）アクリル−スチレン共重合体が好ましい。
前記（Ｄ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上７質量％以下であることがより好ましく、２質量％以上４質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ｄ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ粉末の表面への活性作用が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの絶縁性や耐湿性が低下する傾向にある。
（Ｅ）成分：はんだ粉末
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、１８０℃以下の融点を有するものであることが好ましい。このはんだ粉末の融点が１８０℃を超えるものを用いる場合には、熱圧着時の温度が低温（例えば、１８０℃以下）の場合に、はんだ粉末を溶融させることができない傾向にある。また、このはんだ粉末の融点は、熱圧着時の温度を低くするという観点から、１７０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。
また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、１８０℃以下の融点を有するものであることが好ましい。このはんだ粉末の融点が１８０℃を超えるものを用いる場合には、熱圧着時の温度が低温（例えば、１８０℃以下）の場合に、はんだ粉末を溶融させることができない傾向にある。また、このはんだ粉末の融点は、熱圧着時の温度を低くするという観点から、１７０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。
また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
前記（Ｅ）成分は、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属からなる金属または合金であることが好ましい。これらの中でも、はんだ粉末の融点の観点から、スズとビスマスとの合金からなることがより好ましい。
また、前記（Ｅ）成分がスズとビスマスとの合金からなる場合、前記（Ｅ）成分におけるビスマスの含有量は、スズとビスマスとの合計量１００質量％に対して、５８質量％以下であることが好ましい。
また、前記（Ｅ）成分がスズとビスマスとの合金からなる場合、前記（Ｅ）成分におけるビスマスの含有量は、スズとビスマスとの合計量１００質量％に対して、５８質量％以下であることが好ましい。
前記（Ｅ）成分の平均粒子径は、１μｍ以上３４μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。前記（Ｅ）成分の平均粒子径が前記下限未満では、電子部品および配線基板間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、異方性導電性ペーストにおける絶縁性が低下する傾向にある。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
前記（Ｅ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、１５質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１８質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上２５質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ｅ）成分の配合量が前記下限未満では、得られる異方性導電性ペーストの接着強度や導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの絶縁性が低下する傾向にある。
（Ｆ）成分：カルボジイミド化合物
本発明に用いる（Ｆ）カルボジイミド化合物は、１分子内に１つ以上のカルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を有する化合物のことである。このような（Ｆ）カルボジイミド化合物としては、保存安定性の観点から、イソシアネート基が親水性基（ポリビニルアルコール基など）で封止されているものであることが好ましい。また、このような（Ｆ）カルボジイミド化合物としては、１分子内に２つ以上のカルボジイミド基を有する多価カルボジイミド化合物が好ましい。多価カルボジイミド化合物としては、適宜公知のものを用いることができ、例えば、日清紡ケミカル社製のカルボジライトＨＭＶ−１５、Ｖ−０２Ｂ、Ｖ−０４Ｋが挙げられる。前記（Ｆ）成分を添加することにより、得られる異方性導電性ペーストの保存安定性をほとんど低下させずに、絶縁性、耐湿性を向上させることができる。
本発明に用いる（Ｆ）カルボジイミド化合物は、１分子内に１つ以上のカルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を有する化合物のことである。このような（Ｆ）カルボジイミド化合物としては、保存安定性の観点から、イソシアネート基が親水性基（ポリビニルアルコール基など）で封止されているものであることが好ましい。また、このような（Ｆ）カルボジイミド化合物としては、１分子内に２つ以上のカルボジイミド基を有する多価カルボジイミド化合物が好ましい。多価カルボジイミド化合物としては、適宜公知のものを用いることができ、例えば、日清紡ケミカル社製のカルボジライトＨＭＶ−１５、Ｖ−０２Ｂ、Ｖ−０４Ｋが挙げられる。前記（Ｆ）成分を添加することにより、得られる異方性導電性ペーストの保存安定性をほとんど低下させずに、絶縁性、耐湿性を向上させることができる。
前記（Ｆ）成分の配合量は、前記（Ｄ）成分１００質量部に対して、３５質量部以上２３０質量部以下であることが必要である。前記（Ｆ）成分の配合量が前記下限未満では、（Ｆ）成分の添加による効果が不十分で、得られる異方性導電性ペーストの絶縁性が不十分となり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの接着強度が不十分となる。なお、前記（Ｆ）成分の配合量は、前記（Ｄ）成分１００質量部に対して、７０質量部以上２００質量部以下であることが好ましく、１００質量部以上１５０質量部以下であることがより好ましい。
前記（Ｆ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、１．５質量％以上６．５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上６質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上５質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ｄ）成分の配合量が前記下限未満では、（Ｆ）成分の添加による効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの接着強度が低下する傾向にある。
前記（Ｆ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、１．５質量％以上６．５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上６質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上５質量％以下であることが特に好ましい。前記（Ｄ）成分の配合量が前記下限未満では、（Ｆ）成分の添加による効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの接着強度が低下する傾向にある。
また、本発明の異方性導電性ペーストは、前記（Ａ）成分〜前記（Ｆ）成分の他に、（Ｇ）１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂や、（Ｈ）チクソ剤をさらに含有してもよい。
（Ｇ）成分：１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂
本発明に用いる（Ｇ）１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂は、例えば、重量平均分子量が８００以上で、２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有するラジカル重合性樹脂である。前記（Ｇ）成分を適量添加することにより、得られる異方性導電性ペーストの接着強度を向上できる傾向にある。前記（Ｇ）成分としては、例えば、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコンアクリレート樹脂が挙げられる。
前記（Ｇ）成分の重量平均分子量は、１０００以上１００００以下であることが好ましく、１２００以上５０００以下であることがより好ましい。
本発明に用いる（Ｇ）１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂は、例えば、重量平均分子量が８００以上で、２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有するラジカル重合性樹脂である。前記（Ｇ）成分を適量添加することにより、得られる異方性導電性ペーストの接着強度を向上できる傾向にある。前記（Ｇ）成分としては、例えば、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂、シリコンアクリレート樹脂が挙げられる。
前記（Ｇ）成分の重量平均分子量は、１０００以上１００００以下であることが好ましく、１２００以上５０００以下であることがより好ましい。
前記（Ｇ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。前記（Ｇ）成分の配合量が前記範囲外の場合には、得られる異方性導電性ペーストの接着強度を向上させるという効果を奏しにくくなる傾向にある。
（Ｈ）成分：チクソ剤
本発明に用いる（Ｈ）チクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油、オレフィン系ワックス、無機微粒子（アモルファスシリカなど）が挙げられる。これらの中でも、脂肪酸アマイド、アモルファスシリカが好ましく、特に、得られる異方性導電性ペーストのにじみにくさの観点からは、アモルファスシリカが好ましい。アモルファスシリカとしては、アエロジルＲ９７４、アエロジル２００などが挙げられる。
前記（Ｈ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、０．５質量％以上４質量％以下であることが好ましい。前記（Ｈ）成分の配合量が前記下限未満では、チクソ性付与の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストを硬化させた際の泡残りが発生しやすくなる傾向にある。
本発明に用いる（Ｈ）チクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油、オレフィン系ワックス、無機微粒子（アモルファスシリカなど）が挙げられる。これらの中でも、脂肪酸アマイド、アモルファスシリカが好ましく、特に、得られる異方性導電性ペーストのにじみにくさの観点からは、アモルファスシリカが好ましい。アモルファスシリカとしては、アエロジルＲ９７４、アエロジル２００などが挙げられる。
前記（Ｈ）成分の配合量は、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、０．５質量％以上４質量％以下であることが好ましい。前記（Ｈ）成分の配合量が前記下限未満では、チクソ性付与の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストを硬化させた際の泡残りが発生しやすくなる傾向にある。
本発明の異方性導電性ペーストは、必要に応じて、前記（Ａ）成分〜前記（Ｈ）成分の他に、前記（Ｂ）成分以外の希釈剤、前記（Ｄ）成分以外の活性剤、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、異方性導電性ペースト１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。添加剤の含有量が前記下限未満では、それぞれの添加剤の効果を奏しにくくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られる異方性導電性ペーストの諸特性が低下する傾向にある。
次に、本発明のプリント配線基板について説明する。
本発明のプリント配線基板は、前述した本発明の異方性導電性ペーストを用いて電極同士を接続したことを特徴とするものである。具体的には、次のようにして、電極同士を接続することで、本発明のプリント配線基板を製造できる。ここでは、配線基板および電子部品の電極同士を接続する場合を例に挙げて説明する。
このように配線基板および電子部品の電極同士を接続する方法としては、前記配線基板上に前記異方性導電性ペーストを塗布する塗布工程と、前記異方性導電性ペースト上に前記電子部品を配置し、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上（好ましくは１０℃以上）高い温度で、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、を備える方法を採用できる。
ここで、電子部品としては、チップ、パッケージ部品などの他に、配線基板を用いてもよい。配線基板としては、フレキシブル性を有するフレキ基板、フレキシブル性を有しないリジット基板のいずれも用いることができる。さらに、電子部品としてフレキ基板を用いる場合には、２つの配線基板（リジット基板）とそれぞれ接続を図ることで、リジット基板同士をフレキ基板を介して電気的に接続することもできる。また、フレキ基板同士をフレキ基板を介して電気的に接続しても構わない。
本発明のプリント配線基板は、前述した本発明の異方性導電性ペーストを用いて電極同士を接続したことを特徴とするものである。具体的には、次のようにして、電極同士を接続することで、本発明のプリント配線基板を製造できる。ここでは、配線基板および電子部品の電極同士を接続する場合を例に挙げて説明する。
このように配線基板および電子部品の電極同士を接続する方法としては、前記配線基板上に前記異方性導電性ペーストを塗布する塗布工程と、前記異方性導電性ペースト上に前記電子部品を配置し、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上（好ましくは１０℃以上）高い温度で、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、を備える方法を採用できる。
ここで、電子部品としては、チップ、パッケージ部品などの他に、配線基板を用いてもよい。配線基板としては、フレキシブル性を有するフレキ基板、フレキシブル性を有しないリジット基板のいずれも用いることができる。さらに、電子部品としてフレキ基板を用いる場合には、２つの配線基板（リジット基板）とそれぞれ接続を図ることで、リジット基板同士をフレキ基板を介して電気的に接続することもできる。また、フレキ基板同士をフレキ基板を介して電気的に接続しても構わない。
塗布工程においては、前記配線基板上に前記異方性導電性ペーストを塗布する。
ここで用いる塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサー、メタルマスク印刷機が挙げられる。
また、塗布膜の厚みは、特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。厚みが前記下限未満では、配線基板の電極上に電子部品を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、接続部分以外にもペーストがはみ出しやすくなる傾向にある。
ここで用いる塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサー、メタルマスク印刷機が挙げられる。
また、塗布膜の厚みは、特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。厚みが前記下限未満では、配線基板の電極上に電子部品を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、接続部分以外にもペーストがはみ出しやすくなる傾向にある。
熱圧着工程においては、前記異方性導電性ペースト上に前記電子部品を配置し、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高い温度で、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する。
熱圧着時の温度が、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高いという条件を満たさない場合には、はんだを十分に溶融させることができず、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が不十分となる。
熱圧着時の温度は、１３０℃以上２００℃以下とすることが好ましく、１４０℃以上１８０℃以下とすることがより好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上３ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下とすることがより好ましい。圧力が前記上限未満では、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると配線基板にストレスがかかり、デッドスペースを広くとらなければならなくなる傾向にある。
なお、本発明においては、上記のように、熱圧着時の圧力を、従来の導電性フィラー系の異方性導電材を用いる方法による場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。そのため、熱圧着工程に用いる装置の低コスト化を達成することもできる。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、１秒以上６０秒以下であり、２秒以上２０秒以下であることが好ましく、３秒以上１０秒以下であることがより好ましい。
熱圧着時の温度が、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高いという条件を満たさない場合には、はんだを十分に溶融させることができず、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が不十分となる。
熱圧着時の温度は、１３０℃以上２００℃以下とすることが好ましく、１４０℃以上１８０℃以下とすることがより好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上３ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下とすることがより好ましい。圧力が前記上限未満では、電子部品および配線基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、電子部品および配線基板の間の導電性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると配線基板にストレスがかかり、デッドスペースを広くとらなければならなくなる傾向にある。
なお、本発明においては、上記のように、熱圧着時の圧力を、従来の導電性フィラー系の異方性導電材を用いる方法による場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。そのため、熱圧着工程に用いる装置の低コスト化を達成することもできる。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、１秒以上６０秒以下であり、２秒以上２０秒以下であることが好ましく、３秒以上１０秒以下であることがより好ましい。
また、このように配線基板および電子部品の電極同士を接続する方法においては、以下説明する剥離工程、再塗布工程および再熱圧着工程をさらに備えていてもよい。
剥離工程においては、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高い温度で、前記電子部品を前記配線基板から剥離する。
ここで、電子部品を配線基板から剥離する方法は、特に限定されない。このような方法としては、例えば、はんだごてなどを用いて接続部分を加熱しながら、電子部品を配線基板から剥離する方法を採用することができる。なお、このような場合に、リペアに用いる公知の剥離装置を用いてもよい。
また、電子部品を配線基板から剥離した後に、必要に応じて、溶剤などで前記配線基板上を洗浄してもよい。
ここで、電子部品を配線基板から剥離する方法は、特に限定されない。このような方法としては、例えば、はんだごてなどを用いて接続部分を加熱しながら、電子部品を配線基板から剥離する方法を採用することができる。なお、このような場合に、リペアに用いる公知の剥離装置を用いてもよい。
また、電子部品を配線基板から剥離した後に、必要に応じて、溶剤などで前記配線基板上を洗浄してもよい。
再塗布工程においては、剥離工程後の配線基板上に前記異方性導電性ペーストを塗布する。ここで、塗布装置や塗布膜の厚みは、前記塗布工程と同様のものや条件を採用することができる。
再熱圧着工程においては、再塗布工程後の異方性導電性ペースト上に前記電子部品を配置し、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高い温度で、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する。ここで、熱圧着時の温度、圧力および時間は、前記塗布工程と同様の条件を採用することができる。
再熱圧着工程においては、再塗布工程後の異方性導電性ペースト上に前記電子部品を配置し、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高い温度で、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する。ここで、熱圧着時の温度、圧力および時間は、前記塗布工程と同様の条件を採用することができる。
以上説明した電子部品の接続方法によれば、電子部品および配線基板の電極同士がはんだ接合されるために、従来の導電性フィラー系の異方性導電材のように、電極および導電性フィラーが接触し合うことで接続されている場合と比較して、極めて高い接続信頼性を達成できる。また、熱圧着後において、はんだ粉末の融点以上の温度の熱をかければ、はんだは溶融させることができ、また、熱硬化性樹脂組成物も軟化させることができることから、配線基板から電子部品を容易に剥離することができる。また、本発明では、剥離後に再び異方性導電性ペーストを用いて配線基板と電子部品との接続を図る場合に、電極などにある程度の残渣（はんだなど）が残っていたとしても、それらの残渣を併せてはんだ接合することができ、導電性を確保できる。そのため、前記電子部品の接続方法は、従来の導電性フィラー系の異方性導電材を用いる方法と比較して、リペア性が優れている。
また、本発明の異方性導電性ペーストを用いた接続方法は、前記接続方法に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記接続方法では、熱圧着工程により、配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、熱圧着工程に代えて、レーザー光を用いて異方性導電性ペーストを加熱する工程（レーザー加熱工程）により、配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー（ルビー、ガラス、ＹＡＧなど）、半導体レーザー（ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰなど）、液体レーザー（色素など）、気体レーザー（Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒ、ＣＯ２、エキシマーなど）が挙げられる。
例えば、前記接続方法では、熱圧着工程により、配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、熱圧着工程に代えて、レーザー光を用いて異方性導電性ペーストを加熱する工程（レーザー加熱工程）により、配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー（ルビー、ガラス、ＹＡＧなど）、半導体レーザー（ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰなど）、液体レーザー（色素など）、気体レーザー（Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒ、ＣＯ２、エキシマーなど）が挙げられる。
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ）成分）
熱可塑性樹脂：スチレン・ブタジエン共重合体の水添物（選択水添）、重量平均分子量は３万、スチレン含有量は３０質量％、商品名「タフテックＰ１５００」、旭化成ケミカルズ社製
（（Ｂ）成分）
反応性希釈剤Ａ：２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、商品名「ニューフロンティア ＰＧＡ」、第一工業製薬社製
反応性希釈剤Ｂ：テトラヒドロフルフリルアクリレート、商品名「ビスコート♯１５０」、大阪有機化学工業社製
（（Ｃ）成分）
ラジカル重合開始剤：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、商品名「パーオクタＯ」、日油社製
（（Ｄ）成分）
活性剤：アジピン酸、関東電化工業社製
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：平均粒子径は１２μｍ、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
（（Ｆ）成分）
カルボジイミド化合物Ａ：多価カルボジイミド、商品名「カルボジライト ＨＭＶ−１５ＣＡ」、日清紡ケミカル社製カルボジイミド化合物Ｂ：多価カルボジイミド、商品名「カルボジライト Ｖ−０２Ｂ」、日清紡ケミカル社製
カルボジイミド化合物Ｃ：多価カルボジイミド、商品名「カルボジライト Ｖ−０４Ｋ」、日清紡ケミカル社製
（（Ｇ）成分）
ラジカル重合性樹脂：ウレタンアクリレート樹脂、商品名「アロニックスＭ−１２００」、東亞合成社製
（（Ｈ）成分）
チクソ剤： アモルファスシリカ、商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７４」、日本アエロジ
ル社製
（他の成分）
オキサゾリン化合物：オキサゾリン基含有反応性スチレン樹脂、商品名「エポクロス ＲＰＳ−１００５」、日本触媒社製
エポキシ化合物： ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「エピコート８２８」、三
菱化学社製
（（Ａ）成分）
熱可塑性樹脂：スチレン・ブタジエン共重合体の水添物（選択水添）、重量平均分子量は３万、スチレン含有量は３０質量％、商品名「タフテックＰ１５００」、旭化成ケミカルズ社製
（（Ｂ）成分）
反応性希釈剤Ａ：２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、商品名「ニューフロンティア ＰＧＡ」、第一工業製薬社製
反応性希釈剤Ｂ：テトラヒドロフルフリルアクリレート、商品名「ビスコート♯１５０」、大阪有機化学工業社製
（（Ｃ）成分）
ラジカル重合開始剤：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、商品名「パーオクタＯ」、日油社製
（（Ｄ）成分）
活性剤：アジピン酸、関東電化工業社製
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：平均粒子径は１２μｍ、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
（（Ｆ）成分）
カルボジイミド化合物Ａ：多価カルボジイミド、商品名「カルボジライト ＨＭＶ−１５ＣＡ」、日清紡ケミカル社製カルボジイミド化合物Ｂ：多価カルボジイミド、商品名「カルボジライト Ｖ−０２Ｂ」、日清紡ケミカル社製
カルボジイミド化合物Ｃ：多価カルボジイミド、商品名「カルボジライト Ｖ−０４Ｋ」、日清紡ケミカル社製
（（Ｇ）成分）
ラジカル重合性樹脂：ウレタンアクリレート樹脂、商品名「アロニックスＭ−１２００」、東亞合成社製
（（Ｈ）成分）
チクソ剤： アモルファスシリカ、商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７４」、日本アエロジ
ル社製
（他の成分）
オキサゾリン化合物：オキサゾリン基含有反応性スチレン樹脂、商品名「エポクロス ＲＰＳ−１００５」、日本触媒社製
エポキシ化合物： ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「エピコート８２８」、三
菱化学社製
［実施例１］
熱可塑性樹脂１５質量部、反応性希釈剤Ａ５質量部および反応性希釈剤Ｂ３５質量部を容器に投入し、熱可塑性樹脂を反応性希釈剤に溶解させる。その後、活性剤３質量部、カルボジイミド化合物Ａ４質量部およびチクソ剤２質量部を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させて樹脂組成物を得た。
その後、得られた樹脂組成物６９質量部に対し、ラジカル重合開始剤３質量部およびはんだ粉末２２質量部を容器に投入し、混練機にて２時間混合することで異方性導電性ペーストを調製した。
次に、リジット基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ、電極：銅電極に水溶性プリフラックス処理（タムラ製作所社製））上に、得られた異方性導電性ペーストをディスペンサーにて塗布した（厚み：０．２ｍｍ）。そして、塗布後の異方性導電性ペースト上に、フレキ基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ、電極：銅電極に金メッキ処理（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ））を配置し、熱圧着装置（アドバンセル社製）を用いて、温度１５０℃、圧力１．０ＭＰａ、圧着時間６秒の条件で、フレキ基板をリジット基板に熱圧着して、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
熱可塑性樹脂１５質量部、反応性希釈剤Ａ５質量部および反応性希釈剤Ｂ３５質量部を容器に投入し、熱可塑性樹脂を反応性希釈剤に溶解させる。その後、活性剤３質量部、カルボジイミド化合物Ａ４質量部およびチクソ剤２質量部を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させて樹脂組成物を得た。
その後、得られた樹脂組成物６９質量部に対し、ラジカル重合開始剤３質量部およびはんだ粉末２２質量部を容器に投入し、混練機にて２時間混合することで異方性導電性ペーストを調製した。
次に、リジット基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ、電極：銅電極に水溶性プリフラックス処理（タムラ製作所社製））上に、得られた異方性導電性ペーストをディスペンサーにて塗布した（厚み：０．２ｍｍ）。そして、塗布後の異方性導電性ペースト上に、フレキ基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ、電極：銅電極に金メッキ処理（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ））を配置し、熱圧着装置（アドバンセル社製）を用いて、温度１５０℃、圧力１．０ＭＰａ、圧着時間６秒の条件で、フレキ基板をリジット基板に熱圧着して、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
［実施例２〜６および比較例１〜５］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、異方性導電性ペーストを得た。
また、得られた異方性導電性ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、異方性導電性ペーストを得た。
また、得られた異方性導電性ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
＜異方性導電性ペーストの評価＞
異方性導電性ペーストの評価（硬化性、接着強度、絶縁性、耐湿性、保存安定性）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）硬化性
示差走査熱量測定機（セイコーインスツルメンツ社製の「ＥＸＳＴＡＲ６０００」）を用い、評価基板における吸熱および発熱ピークを得た後、発熱ピークのみを積算させ、反応発熱量を算出した。また、異方性導電性ペースト（前駆体であり硬化させていないもの）について同様に反応発熱量を算出し、硬化前と硬化後の反応発熱量から反応率［｛（硬化前の反応発熱量）−（硬化後の反応発熱量）｝／（硬化前の反応発熱量）×１００％］を求めた。硬化性は、以下の基準に従って評価した。
○：反応率が９０％以上である。
△：反応率が８０％以上９０％未満である。
×：反応率が８０％未満である。
（２）接着強度（ピール強度）
試験機（Ｄａｇｅ社製の「Ｄａｇｅ４０００」）を用い、評価基板におけるリジット基板に対するフレキ基板の角度が９０度となるようにして、フレキ基板を試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、そのときのピール強度（単位：Ｎ／ｍｍ）を測定した。接着強度は、以下の基準に従って評価した。
○：ピール強度が０．８Ｎ／ｍｍ以上である。
△：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ以上０．８Ｎ／ｍｍ未満である。
×：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ未満である。
（３）絶縁性
評価基板の櫛形回路の部分に、ハイレジスタントメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いて、１５Ｖの電圧を印加した時の絶縁抵抗値（単位：Ω）を測定した。絶縁性は、以下の基準に従って評価した。
○：絶縁抵抗値が１．０×１０１０Ω以上である。
△：絶縁抵抗値が１．０×１０８Ω以上１．０×１０１０Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が１．０×１０８Ω未満である。
（４）耐湿性（耐湿熱試験後における（i）接着強度および（ii）絶縁性）
（i）接着強度の評価基板を、８５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）中にて１０００時間放
置して、耐湿熱試験後の試験片を得た。（ii）絶縁性）の評価基板を、８５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）中にて、１０００時間１５Ｖ電圧を印加しつつ放置して、耐湿熱試験後の試験片を得た。これらの試験片について、上記の方法と同様の方法で、耐湿熱試験後における（i）接着強度および（ii）絶縁性を評価した。なお、耐湿熱試験後における（i）接着強度については、以下の基準に従って評価し、（ii）絶縁性については、上記と同様の基準に従って評価した。
（i）接着強度
○：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ以上である。
△：ピール強度が０．４Ｎ／ｍｍ以上０．６Ｎ／ｍｍ未満である。
×：ピール強度が０．４Ｎ／ｍｍ未満である。
（５）保存安定性
異方性導電性ペーストを試料とし、この試料の保存前（初期）と温度３０℃にて２４時間保存後の粘度（測定温度：２５℃）を、東機産業社製のＥ型粘度計を用いて測定した。そして、保存前と保存後の粘度変化率［｛（保存後の粘度）−（保存前の粘度）｝／（保存前の粘度）×１００％］を求めた。保存安定性は、以下の基準に従って評価した。
○：粘度変化率が、−１０％超かつ＋１０％未満である。
△：粘度変化率が、−２０％超かつ−１０％以下であるか、或いは、１０％以上かつ２０％未満である。
×：粘度変化率が、−２０％以下であるか、或いは、２０％以上である。
異方性導電性ペーストの評価（硬化性、接着強度、絶縁性、耐湿性、保存安定性）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）硬化性
示差走査熱量測定機（セイコーインスツルメンツ社製の「ＥＸＳＴＡＲ６０００」）を用い、評価基板における吸熱および発熱ピークを得た後、発熱ピークのみを積算させ、反応発熱量を算出した。また、異方性導電性ペースト（前駆体であり硬化させていないもの）について同様に反応発熱量を算出し、硬化前と硬化後の反応発熱量から反応率［｛（硬化前の反応発熱量）−（硬化後の反応発熱量）｝／（硬化前の反応発熱量）×１００％］を求めた。硬化性は、以下の基準に従って評価した。
○：反応率が９０％以上である。
△：反応率が８０％以上９０％未満である。
×：反応率が８０％未満である。
（２）接着強度（ピール強度）
試験機（Ｄａｇｅ社製の「Ｄａｇｅ４０００」）を用い、評価基板におけるリジット基板に対するフレキ基板の角度が９０度となるようにして、フレキ基板を試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、そのときのピール強度（単位：Ｎ／ｍｍ）を測定した。接着強度は、以下の基準に従って評価した。
○：ピール強度が０．８Ｎ／ｍｍ以上である。
△：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ以上０．８Ｎ／ｍｍ未満である。
×：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ未満である。
（３）絶縁性
評価基板の櫛形回路の部分に、ハイレジスタントメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製）を用いて、１５Ｖの電圧を印加した時の絶縁抵抗値（単位：Ω）を測定した。絶縁性は、以下の基準に従って評価した。
○：絶縁抵抗値が１．０×１０１０Ω以上である。
△：絶縁抵抗値が１．０×１０８Ω以上１．０×１０１０Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が１．０×１０８Ω未満である。
（４）耐湿性（耐湿熱試験後における（i）接着強度および（ii）絶縁性）
（i）接着強度の評価基板を、８５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）中にて１０００時間放
置して、耐湿熱試験後の試験片を得た。（ii）絶縁性）の評価基板を、８５℃、８５％ＲＨ（相対湿度）中にて、１０００時間１５Ｖ電圧を印加しつつ放置して、耐湿熱試験後の試験片を得た。これらの試験片について、上記の方法と同様の方法で、耐湿熱試験後における（i）接着強度および（ii）絶縁性を評価した。なお、耐湿熱試験後における（i）接着強度については、以下の基準に従って評価し、（ii）絶縁性については、上記と同様の基準に従って評価した。
（i）接着強度
○：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ以上である。
△：ピール強度が０．４Ｎ／ｍｍ以上０．６Ｎ／ｍｍ未満である。
×：ピール強度が０．４Ｎ／ｍｍ未満である。
（５）保存安定性
異方性導電性ペーストを試料とし、この試料の保存前（初期）と温度３０℃にて２４時間保存後の粘度（測定温度：２５℃）を、東機産業社製のＥ型粘度計を用いて測定した。そして、保存前と保存後の粘度変化率［｛（保存後の粘度）−（保存前の粘度）｝／（保存前の粘度）×１００％］を求めた。保存安定性は、以下の基準に従って評価した。
○：粘度変化率が、−１０％超かつ＋１０％未満である。
△：粘度変化率が、−２０％超かつ−１０％以下であるか、或いは、１０％以上かつ２０％未満である。
×：粘度変化率が、−２０％以下であるか、或いは、２０％以上である。
表１に示す結果からも明らかなように、本発明の異方性導電性ペーストを用いた場合（実施例１〜６）には、熱圧着時の温度が低温の場合においても、十分な接着強度を確保でき、しかも十分な硬化性、絶縁性および保存安定性も確保できることが確認された。
これに対し、（Ｆ）成分を含有しない場合（比較例１）や、（Ｆ）成分の代わりに（Ｆ）成分以外にカルボキシル基と反応する成分を用いた場合（比較例４、５）には、熱圧着時の温度が低温の場合において、耐湿熱試験後における接着強度および絶縁性を確保できず、耐湿性に劣ることが確認された。また、（Ｆ）成分が少な過ぎる場合（比較例２）には、耐湿熱試験後における絶縁性を確保できず、耐湿性に劣ることが確認された。さらに、（Ｆ）成分が多過ぎる場合（比較例３）には、保存安定性が低下するとともに、接着強度が不十分となることが確認された。
これに対し、（Ｆ）成分を含有しない場合（比較例１）や、（Ｆ）成分の代わりに（Ｆ）成分以外にカルボキシル基と反応する成分を用いた場合（比較例４、５）には、熱圧着時の温度が低温の場合において、耐湿熱試験後における接着強度および絶縁性を確保できず、耐湿性に劣ることが確認された。また、（Ｆ）成分が少な過ぎる場合（比較例２）には、耐湿熱試験後における絶縁性を確保できず、耐湿性に劣ることが確認された。さらに、（Ｆ）成分が多過ぎる場合（比較例３）には、保存安定性が低下するとともに、接着強度が不十分となることが確認された。
本発明の異方性導電性ペーストは、配線基板同士（例えば、フレキ基板とリジット基板）を接続する技術や、電子部品と配線基板とを接続する技術として好適に用いることができる。
Claims (9)
- （Ａ）熱可塑性樹脂と、（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤と、（Ｃ）ラジカル重合開始剤と、（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤と、（Ｅ）はんだ粉末と、（Ｆ）カルボジイミド化合物とを含有し、
前記（Ａ）熱可塑性樹脂は、スチレン・ブタジエン共重合体およびスチレン・ブタジエン共重合体の水添物からなる群から選択される少なくとも１種であり、
前記（Ｆ）カルボジイミド化合物の配合量は、前記（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤１００質量部に対して、３５質量部以上２３０質量部以下である
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
前記（Ｂ）１分子内に１つの不飽和二重結合を有する（メタ）アクリレート反応性希釈剤は、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートおよびテトラヒドロフルフリルアクリレートからなる群から選択される少なくとも１種である
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１または請求項２に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
前記（Ｄ）１分子内に１つ以上のカルボキシル基を有する活性剤は、１分子内に１つ以上のカルボキシル基と１つ以上の不飽和二重結合を有するカルボキシル基含有重合性不飽和化合物と、１分子内に１つ以上の不飽和二重結合を有する重合性不飽和化合物とを共重合させてなるカルボキシル基含有共重合体である
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
前記（Ｅ）はんだ粉末は、スズとビスマスとの合金からなる
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項４に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
前記（Ｅ）はんだ粉末におけるビスマスの含有量は、スズとビスマスとの合計量１００質量％に対して、５８質量％以下である
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
前記（Ｃ）ラジカル重合開始剤は、熱ラジカル重合開始剤および光ラジカル重合開始剤からなる群から選択される少なくとも１種である
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
（Ｇ）１分子内に２つ以上の不飽和二重結合を有するラジカル重合性樹脂をさらに含有する
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の異方性導電性ペーストにおいて、
レーザー光を用いて加熱されることで接着される
ことを特徴とする異方性導電性ペースト。 - 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の異方性導電性ペーストを用いて電極同士を接続したことを特徴とするプリント配線基板。
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-
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- 2012-11-22 JP JP2012256011A patent/JP6061645B2/ja active Active
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