JP6123411B2 - 異方性導電フィルム - Google Patents
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Description
基板の端子上に上述の本発明の異方性導電フィルムを仮貼りする仮貼り工程;
<工程(B)>
仮貼りされた異方性導電フィルム上に電子部品を、その端子が基板の端子と対向するように載置する載置工程; 及び
<行程(C)>
載置された電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧することにより、基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させて接続構造体を得る接続工程。
本発明の異方性導電フィルムを特徴づけるセルロースエステル誘導体は、膜形成成分として機能すると共に、異方性導電フィルムに溶媒溶解性を付与し、リペア性を向上させるための成分である。
本発明の異方性導電フィルムに使用する膜形成成分としては、従来の異方性導電フィルムにおいて使用されている膜形成成分の中から、異方性導電フィルムの適用対象やセルロースエステル誘導体との相溶性等を考慮して適宜選択することができる。例えば、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらは2種以上を併用してもよい。これらの中でも、成膜性、加工性、接続信頼性の点からフェノキシ樹脂を好ましく採用することができる。
本発明の異方性導電フィルムに使用する硬化成分としては、従来の異方性導電フィルムにおいて使用されている硬化成分の中から異方性導電フィルムの適用対象や硬化した硬化成分のセルロースエステル誘導体との相溶性等を考慮して適宜選択することができる。中でもラジカル重合性アクリル系モノマー又はオリゴマーを好ましく使用することができる。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロ(メタ)ピルアクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、リン酸基含有(メタ)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(メタ)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、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールテトラ(メタ)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−((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−((メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、2種以上を併用してもよい。ここで、“(メタ)アクリレート”は、アクリレートとメタクリレートの双方を包含する。
硬化剤としては、硬化成分の種類に応じて公知の硬化剤の中から適宜選択して使用することができる。例えば、硬化成分がラジカル重合性アクリル系モノマー又はオリゴマーである場合には、熱又は光によって遊離ラジカルを発生する硬化剤(重合開始剤とも称される)を好ましく使用することができ、有機過酸化物やアゾ化合物を例示することできる。前者の有機過酸化物の具体例としては、過酸化ベンゾイル、ターシャリーブチルパーオキシド、ジ−2−エチルヘキシルペルオキシジカーボネート、ジラウロイルパーオキサイド、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロへキサン等が挙げられる。アゾ化合物としては、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(V−65)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス〔2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド〕、ジメチル2,2’−アゾビス(2−メトキシプロピオネート)等が挙げられる。その他、アルキルフェノン、ベンゾイン、ベンゾフェノン、ジカルボニル化合物、チオキサントン、アシルホスフィンオキサイド、これらの誘導体等も硬化剤として使用することができる。
本発明の異方性導電フィルムが含有する導電性粒子としては、異方性導電接続に適用されている公知の導電性粒子の中から、異方性導電フィルムの使用目的に応じて適宜選択使用することができる。このような導電性粒子としては、金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。金属粒子としては、ニッケル粒子、コバルト粒子、銀粒子、銅粒子、金粒子、パラジウム粒子などが挙げられる。金属被覆樹脂粒子としては、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体粒子、ベンゾグアナミン樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、アクリル樹脂粒子、スチレン−シリカ複合樹脂粒子などのコア樹脂粒子の表面を、ニッケル、銅、金、及びパラジウム等の金属で被覆したものが挙げられる。これらの金属粒子や金属被覆樹脂粒子の表面には、必要に応じて、金やパラジウムの薄膜や、異方性導電接続時には破れてしまうような絶縁樹脂薄膜を形成してもよい。
本発明の異方性導電フィルムは、ガラス基板等への密着性を向上させるために公知のシランカップリング剤を含有することができる。例えば、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤等の中から、異方性導電フィルムの使用目的等に応じて適宜選択することができる。
本発明の異方性導電フィルムは、必要に応じて、着色剤、酸化防止剤、防錆剤、溶媒等の各種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、上述のセルロースエステル誘導体、膜形成成分、硬化成分、硬化剤、導電性粒子、更に必要に応じてシランカップリング剤などの他の添加成分とを、ポリエチレングリコールモノメチルエーテルアセテートやトルエンなどの溶媒と共に、公知の混合手法により均一に混合して塗布液を調製し、この塗布液を公知のコート手法により剥離シート上に所定の乾燥厚み、通常、30〜45μmの厚みとなるように塗布し、60〜80℃に調整された乾燥炉中で乾燥することにより製造することができる。また、本発明の異方性導電フィルムは、導電性粒子を含有しない以外は同様の材料から作成した絶縁性フィルムを積層して2層構造の異方性導電フィルムを構成することもできる。
本発明の接続構造体の製造方法は、基板の端子と電子部品の端子とが異方性導電フィルムで異方性導電接続された接続構造体の製造方法であって、以下の工程(A)〜(C)を有する。
まず、既に説明したような基板の端子上に本発明の異方性導電フィルムを仮貼りする。仮貼りの手法と条件は、公知の手法と条件の中から適宜選択することができる。通常は、異方性導電フィルムが本硬化しない程度に加熱加圧することで仮貼りする。
次に、仮貼りされた異方性導電フィルム上に電子部品を、その端子が基板の端子と対向するように載置する。載置の手法としては、公知の手法を採用することができる。通常は、異方性導電フィルムが本硬化しない程度に加熱加圧することで基板と電子部品を一時的に固定する。
工程(B)の載置工程を経て、基板に載置された電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧することにより、基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させて接続構造体を得る。このようにして得られる接続構造体も本発明の一部である。ここで、加熱及び押圧するための手法としては、異方性導電接続の際に従来より用いられている加熱加圧装置を用いて行うことができる。また、加熱条件、押圧条件も、異方性導電フィルムに使用した材料の種類などに応じて適宜設定することができる。
表1に示す配合に従って、フェノキシ樹脂(YP50、新日鐵化学(株)製)50質量部と、アクリル系のラジカル重合性樹脂(EB−600、ダイセル・サイテック(株)製)30質量部と、セルロースエステル誘導体A(セルロースアセテートブチレート、重量平均分子量約30000、水酸基価56mgKOH/g)10質量部とで構成された接着剤中に、平均粒径5μmの導電性粒子(AUL705、積水化学工業(株)製)3質量部を均一に分散させた。得られた分散物に、硬化剤として有機過酸化物(パーヘキサC、日油(株)製)5質量部と、シランカップリング剤(KBM−503、信越化学工業(株)製)2質量部とを投入し、トルエンを固形分濃度が50%になるように加え、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得た。この組成物を、剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に、乾燥厚で35μm厚となるように塗布し、70℃の乾燥炉中で5分間乾燥させることにより異方性導電フィルムを得た。
セルロースエステル誘導体Aに代えてセルロースエステル誘導体B(セルロースアセテートブチレート、重量平均分子量約75000、水酸基価56mgKOH/g)を10質量部使用すること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
フェノキシ樹脂の配合量を50質量部から55質量部とし、セルロースエステル誘導体Aの配合量を10質量部から5質量部とすること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
フェノキシ樹脂の配合量を50質量部から10質量部とし、セルロースエステル誘導体Aの配合量を10質量部から50質量部とすること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
セルロースエステル誘導体Aに代えてセルロースエステル誘導体C(セルロースアセテートブチレート、重量平均分子量約6000、水酸基価56mgKOH/g)を10質量部使用すること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
セルロースエステル誘導体Aに代えてセルロースエステル誘導体D(セルロースアセテートプロピオネート、重量平均分子量約30000、水酸基価32mgKOH/g)を10質量部使用すること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
フェノキシ樹脂の配合量を50質量部から57質量部とし、セルロースエステル誘導体Aの配合量を10質量部から3質量部とすること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
フェノキシ樹脂の配合量を50質量部から60質量部とし、且つセルロースエステル誘導体Aを使用しないこと以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
セルロースエステル誘導体Aに代えてエステル化されていないセルロースを10質量部使用すること以外は、実施例1と同様に、異方性導電フィルム形成用組成物を調製し、更に35μm厚の異方性導電フィルムを得た。
得られた実施例及び比較例の異方性導電フィルムについて、以下に説明するように、接続構造体(実装体)を作成し、リペア性を評価し、接着強度を測定した。また、実施例及び比較例で調製した異方性導電フィルム形成用組成物の塗布性も併せて評価した。得られた結果を表1に示す。
プリント配線基板(FR4グレード、パナソニック(株):銅配線ピッチ200μm、配線高さ35μm)の端子上に、異方性導電フィルムを仮貼りし、その仮貼りした異方性導電フィルム上に、ポリイミドフレキシブル基板(ポリイミド厚38μm、銅配線ピッチ200μm、配線高さ8μm)を、その端子がプリント配線基板の端子と対向するように配置し、プリント配線基板側から、170℃、4MPa、5secという条件でボンディングツールを用いて本圧着して異方性導電接続することにより、接続構造体を得た。
接続構造体のプリント配線基板を保持固定し、ポリイミドフレキシブル基板を90度方向に50cm/秒の速度で引き剥がし、ポリイミドフレキシブル基板の端子上に残存した硬化した異方性導電フィルムの付着物を、端子と一定平行方向にアセトンを浸み込ませた綿棒で擦り、接続材料が除去できる擦り回数をカウントし、以下の基準で評価した。
○: 4回以下の擦り回数で異方性導電フィルムの付着物を除去することができた場合
△: 擦り回数5〜10回で異方性導電フィルムの付着物を除去することができた場合
×: 擦り回数10回でも異方性導電フィルムの付着物を取り去ることができなかった場合
各接続構造体を引張試験機(RTC1201、AMD社製)に適用して、硬化した異方性導電フィルムの接着強度を測定した。測定は、常温において50mm/sec速度でポリイミドフレキシブル基板を90度方向に引き上げて行った。接着強度は少なくとも 7N/cm以上であることが実用上望まれる。
実施例及び比較例で調製した異方性導電フィルム形成用組成物から作成した35μm厚の異方性導電フィルムの表面について、1cm×1cm角の大きさの領域を任意に5箇所選択し、顕微鏡にて観察し、以下の基準で評価した。
○: 50μm以上の相分離とみられる箇所が確認されなかった場合
△: 50μm以上の相分離とみられる箇所が1ヶ所以上確認された場合
×: 混合時に材料が溶剤に溶解せず、塗布が不可能であった場合
Claims (16)
- 基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させるための異方性導電フィルムであって、膜形成成分、硬化成分、硬化剤、及び導電性粒子を含有し、更にセルロースエステル誘導体を含有することを特徴とする異方性導電フィルム。
- 該セルロースエステル誘導体を、質量基準で5〜50%含有する請求項1記載の異方性導電フィルム。
- 該セルロースエステル誘導体の重量平均分子量が、6000〜75000である請求項1又は2記載の異方性導電フィルム。
- 該セルロースエステル誘導体の水酸基価が、15〜150mgKOH/g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。
- 該セルロースエステル誘導体が、セルロースアルカノエート誘導体である請求項1〜4のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 該セルロースアルカノエート誘導体が、セルロースアセテートプロピオネート又はセルロースアセテートブチレートである請求項4又は5記載の異方性導電フィルム。
- 該セルロースエステル誘導体の置換度が、2.00〜2.99である請求項1〜6のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 該硬化成分が、ラジカル重合性アクリル系モノマー又はオリゴマーである請求項1〜7のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 該硬化成分を、質量基準で5〜50%含有する請求項1〜8のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 該硬化剤が、有機過酸化物である請求項1〜9のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 該硬化剤の含有量が、該硬化成分100質量部に対し、1〜10質量部である請求項1〜10のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 更に、シランカップリング剤を含有する請求項1〜11のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 基板の端子と電子部品の端子とが異方性導電フィルムで異方性導電接続された接続構造体の製造方法であって、以下の工程(A)〜(C):
(A) 基板の端子上に請求項1〜12のいずれかに記載の異方性導電フィルムを仮貼りする仮貼り工程;
(B) 仮貼りされた異方性導電フィルム上に電子部品を、その端子が基板の端子と対向するように載置する載置工程; 及び
(C) 載置された電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧することにより、基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させて接続構造体を得る接続工程
を有する製造方法。 - 請求項1〜12のいずれかに記載の異方性導電フィルムで、基板の端子と電子部品の端子とが異方性導電接続されてなる接続構造体。
- 異方性導電接続に適用した場合においてアセトンによるリペア性を示す請求項1〜12のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 該異方性導電フィルムが、異方性導電接続に適用された場合においてアセトンによるリペア性を示す請求項14記載の接続構造体。
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