JP6425899B2 - 異方性導電接着剤、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、光吸収剤とを含有した異方性導電接着剤、これを用いた接続体の製造方法、及び電子部品の接続方法に関する。

従来から、テレビやＰＣモニタ、スマートホン、携帯型ゲーム機、デジタルオーディオプレーヤ、タブレットＰＣ、ウェアラブル端末あるいは車載用モニタ等の各種表示手段又は表示入力手段として、液晶表示装置やタッチパネル装置が多く用いられている。近年、このような表示装置やタッチパネル装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、ＩＣチップを直接基板上に実装するいわゆるＣＯＧ（chip on glass）や、各種回路が形成されたフレキシブル基板を直接基板上に実装するいわゆるＦＯＧ（film on glass）が採用されている。

例えばＣＯＧ実装方式が採用された液晶表示装置１００は、図７に示すように、液晶表示のための主機能を果たす液晶表示パネル１０４を有しており、この液晶表示パネル１０４は、ガラス基板等からなる互いに対向する二枚の透明基板１０２，１０３を有している。そして、液晶表示パネル１０４は、これら両透明基板１０２，１０３が枠状のシール１０５によって互いに貼り合わされるとともに、両透明基板１０２，１０３およびシール１０５によって囲繞された空間内に液晶１０６が封入されたパネル表示部１０７が設けられている。

透明基板１０２，１０３は、互いに対向する両内側表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる縞状の一対の透明電極１０８，１０９が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明基板１０２，１０３は、これら両透明電極１０８，１０９の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。

両透明基板１０２，１０３のうち、一方の透明基板１０３は、他方の透明基板１０２よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板１０３の縁部１０３ａには、透明電極１０９の端子部１０９ａが形成されている。また、両透明電極１０８，１０９上には、所定のラビング処理が施された配向膜１１１，１１２が形成されており、この配向膜１１１，１１２によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明電極１０８，１０９の外側には、一対の偏光板１１８，１１９が配設されており、これら両偏光板１１８，１１９によってバックライト等の光源１２０からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。

端子部１０９ａ上には、異方性導電フィルム１１４を介して液晶駆動用ＩＣ１１５が熱圧着されている。異方性導電フィルム１１４は、熱硬化型のバインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、２つの導体間で加熱圧着されることにより導電粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。液晶駆動用ＩＣ１１５は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。なお、異方性導電フィルム１１４を構成する接着剤としては、通常、最も信頼性の高い熱硬化性の接着剤を用いるようになっている。

このような異方性導電フィルム１１４を介して液晶駆動用ＩＣ１１５を端子部１０９ａへ接続する場合は、先ず、透明電極１０９の端子部１０９ａ上に異方性導電フィルム１１４を図示しない仮圧着手段によって仮圧着する。続いて、異方性導電フィルム１１４上に液晶駆動用ＩＣ１１５を載置した後、図８に示すように熱圧着ヘッド等の熱圧着手段１２１によって液晶駆動用ＩＣ１１５を異方性導電フィルム１１４とともに端子部１０９ａ側へ押圧しつつ熱圧着手段１２１を発熱させる。この熱圧着手段１２１による発熱によって、異方性導電フィルム１１４は熱硬化反応を起こし、これにより、異方性導電フィルム１１４を介して液晶駆動用ＩＣ１１５が端子部１０９ａ上に接着される。

しかし、このような異方性導電フィルムを用いた接続方法においては、熱加圧温度が高く、液晶駆動用ＩＣ１１５等の電子部品や透明基板１０３に対する熱衝撃が大きくなる。加えて、異方性導電フィルムが接続された後、常温まで温度が低下する際に、その熱圧着手段１２１と当接する電子部品と透明基板１０３との温度差に起因して、透明基板１０３の端子部１０９ａに反りが生じうる。そのため、端子部１０９ａ周辺の液晶画面に発生する表示ムラや液晶駆動用ＩＣ１１５の接続不良等の不具合を引き起こすおそれがあった。この傾向は、透明基板１０３の挟額縁化やガラスの薄型化に伴って顕著に現れる。

特開２００８−２５２０９８号公報

そこで、このような熱硬化型の接着剤を用いた異方性導電フィルム１１４に代えて、紫外線硬化型の接着剤を用いた接続方法も提案されている。紫外線硬化型の接着剤を用いる接続方法においては、熱圧着手段を用いずに、常温で液晶駆動用ＩＣ１１５等の電子部品を押圧し、透明基板１０３の裏側から紫外線を照射することによってバインダー樹脂を硬化させる。このため、電子部品や透明基板の加熱温度差に起因する透明基板１０３や液晶駆動用ＩＣ１１５の反りを防止することができる。

しかし、紫外線硬化型の接着剤を用いる接続方法においても、バインダー樹脂の粘度が高い状態で加圧すると、導電性粒子を十分に押し込むことができず、接続初期においては良好な接続抵抗であっても、接続後における経時的、環境的要因により、導通抵抗が上昇するおそれがある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、光硬化型の接着剤を用いることで、低温で電子部品の接続を行うと共に、電子部品の接続不良を改善する異方性導電接着剤、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る異方性導電接着剤は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、光吸収剤とを含有し、上記光吸収剤の光吸収ピーク波長は上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れているものである。

また、本発明に係る接続体の製造方法は、ステージ上に載置された透明基板上に、光硬化系異方性導電接着剤を介して電子部品を配置し、圧着ツールにより上記電子部品を上記透明基板に押圧しながら、光照射器より光照射を行う接続体の製造方法において、上記光硬化系異方性導電接着剤は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、光吸収剤とを含有し、上記光吸収剤の光吸収ピーク波長は上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れ、上記光照射器は、上記光重合開始剤の光吸収ピーク及び上記光吸収剤の光吸収ピークを含む波長の光を照射するものである。

また、本発明に係る電子部品の接続方法は、ステージ上に載置された透明基板上に、光硬化系異方性導電接着剤を介して電子部品を配置し、圧着ツールにより上記電子部品を上記透明基板に押圧しながら、光照射器より光照射を行う電子部品の接続方法において、上記光硬化系異方性導電接着剤は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、光吸収剤とを含有し、上記光吸収剤の光吸収ピーク波長は上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れ、上記光照射器は、上記光重合開始剤の光吸収ピーク及び上記光吸収剤の光吸収ピークを含む波長の光を照射するものである。

本発明によれば、異方性導電接着剤として、光重合開始剤及び光吸収剤として、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも２０ｎｍ以上大きいものを用いる。これにより、光重合開始剤と光吸収剤の各紫外線吸収を互いに阻害することなく、それぞれバインダー樹脂の硬化反応の進行と、発熱によるバインダー樹脂の溶融を行うことかできる。したがって、良好な接続性を有する接続体を製造することができる。

図１は、接続体の一例として示す液晶表示パネルの断面図である。 図２は、液晶駆動用ＩＣと透明基板との接続工程を示す断面図である。 図３は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図４は、本発明に係る異方性導電フィルムの光重合開始剤と光吸収剤の光吸収ピーク波長の関係を示すグラフである。 図５は、実施例及び比較例に係る接続体サンプルの反り量を測定する工程を示す側面図である。 図６は、実施例及び比較例に係る接続体サンプルの接続抵抗を測定する工程を示す斜視図である。 図７は、液晶表示パネルの断面図である。 図８は、液晶表示パネルの透明基板にＩＣチップを接続する工程を示す断面図である。

以下、本発明が適用された異方性導電接着剤、接続体の製造方法及び電子部品の接続方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

以下では、液晶表示パネルのガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のＩＣチップを実装するいわゆるＣＯＧ（chip on glass）実装を行う場合を例に説明する。この液晶表示パネル１０は、図１に示すように、ガラス基板等からなる二枚の透明基板１１，１２が対向配置され、これら透明基板１１，１２が枠状のシール１３によって互いに貼り合わされている。そして、液晶表示パネル１０は、透明基板１１，１２によって囲繞された空間内に液晶１４が封入されることによりパネル表示部１５が形成されている。

透明基板１１，１２は、互いに対向する両内側表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる縞状の一対の透明電極１６，１７が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明電極１６，１７は、これら両透明電極１６，１７の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。

両透明基板１１，１２のうち、一方の透明基板１２は、他方の透明基板１１よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板１２の縁部１２ａには、電子部品として液晶駆動用ＩＣ１８が実装されるＣＯＧ実装部２０が設けられ、またＣＯＧ実装部２０の外側近傍には、電子部品として液晶駆動回路が形成されたフレキシブル基板２１が実装されるＦＯＧ実装部２２が設けられている。なお、ＣＯＧ実装部２０には、透明電極１７の端子部１７ａ、及び液晶駆動用ＩＣ１８に設けられたＩＣ側アライメントマーク２４と重畳させる基板側アライメントマーク２３が形成されている。

なお、液晶駆動用ＩＣ１８は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。また、図２に示すように、液晶駆動用ＩＣ１８は、異方性導電フィルム１を介して透明電極１７の端子部１７ａと導通接続される電極端子１９が形成されている。電極端子１９は、例えば銅バンプや金バンプ、あるいは銅バンプに金メッキを施したもの等が好適に用いられる。

また、液晶駆動用ＩＣ１８は、実装面１８ａに、基板側アライメントマーク２３と重畳させることにより、透明基板１２に対するアライメントを行うＩＣ側アライメントマーク２４が形成されている。なお、透明基板１２の透明電極１７の配線ピッチや液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９のファインピッチ化が進んでいることから、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とは、高精度のアライメント調整が求められている。

各実装部２０，２２には、透明電極１７の端子部１７ａが形成されている。端子部１７ａ上には、光重合開始剤を含有する回路接続用接着剤として異方性導電フィルム１を用いて液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１が接続される。異方性導電フィルム１は、導電性粒子４を含有しており、液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１の電極と透明基板１２の縁部１２ａに形成された透明電極１７の端子部１７ａとを、導電性粒子４を介して電気的に接続させるものである。この異方性導電フィルム１は、紫外線硬化型の接着剤であり、後述する紫外線照射器３５により紫外線が照射されるとともに圧着ヘッド３３により押圧されることにより、流動化して導電性粒子４が端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１の各電極との間で押し潰され、導電性粒子４が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１とを電気的、機械的に接続する。

また、両透明電極１６，１７上には、所定のラビング処理が施された配向膜２４が形成されており、この配向膜２４によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明基板１１，１２の外側には、一対の偏光板２５，２６が配設されており、これら両偏光板２５，２６によってバックライト等の光源（図示せず）からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。

［光硬化系異方性導電フィルム］
本発明では、光硬化系の異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）１が用いられる。異方性導電フィルム１は、光カチオン系、又は光ラジカル系のいずれであってもよく、目的に応じて適宜選択することができる。

異方性導電フィルム１は、図３に示すように、基材となる剥離フィルム２上に導電性粒子４を含有するバインダー樹脂層（接着剤層）３が形成されたものである。異方性導電フィルム１は、図２に示すように、液晶表示パネル１０の透明基板１２に形成された透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間にバインダー樹脂層３を介在させることで、液晶表示パネル１０と液晶駆動用ＩＣ１８とを接続し、導通させる。

剥離フィルム２としては、異方性導電フィルムにおいて一般に用いられている例えばポリエチレンテレフタレートフィルム等の基材を使用することができる。

異方性導電フィルム１は、バインダー樹脂層３中に、膜形成樹脂、光重合開始剤、光重合性化合物、光吸収剤及び導電性粒子４を含有する。異方性導電フィルム１は、光吸収剤を含有することにより、後述する液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程において、光吸収剤が紫外線照射により発熱し、バインダー樹脂を軟化させる。これにより、異方性導電フィルム１は、圧着ヘッド３３によって導電性粒子４を端子部１７ａと電極端子１９との間で十分に押し込むことができる。光吸収剤の発熱温度は、導電性粒子４を押し込むのに十分な程度にバインダー樹脂を軟化させるとともに、透明基板１３や液晶駆動用ＩＣ１８に対して熱衝撃の影響もない所定の温度、例えば８０〜９０℃程度が好ましく、光吸収剤の材料選択によって適宜設定することができる。

［光カチオン系］
光カチオン系の異方性導電フィルム１は、バインダー樹脂層３中に、膜形成樹脂、光カチオン重合開始剤、光カチオン重合性化合物、及び光吸収剤を含有する。

膜形成樹脂としては、平均分子量が１００００〜８００００程度の樹脂が好ましい。膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。

光カチオン重合開始剤としては、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、セレノニウム塩等のオニウム塩や金属アレーン錯体、シラノール／アルミニウム錯体等の錯体化合物、ベンゾイントシレート、ｏ−ニトロベンジルトシレート等を用いることができる。また、塩を形成する際の対アニオンとしては、プロピレンカーボネート、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、テトラキス（ぺンタフルオロフェニル）ボレート等が用いられる。

光カチオン重合開始剤は、１種のみを単独で使用してもよいし２種以上を混合して使用してもよい。中でも、芳香族スルホニウム塩は、３００ｎｍ以上の波長領域でも紫外線吸収特性を有し、硬化性に優れることから好適に用いることができる。

光カチオン重合性化合物は、カチオン種によって重合する官能基を有する化合物であり、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、環状エーテル化合物等が挙げられる。

エポキシ化合物としては、１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物であり、例えば、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡやビスフェノールＦ等から誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂や、ポリグリシジルエーテル、ポリグリシジルエステル、芳香族エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、ノボラック型エポキシ化合物、グリシジルアミン系エポキシ化合物、グリシジルエステル系エポキシ化合物等が挙げられる。

光吸収剤は、液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程において紫外線が照射されることにより発熱し、バインダー樹脂を溶融させるものである。光吸収剤は、光重合開始剤として光カチオン重合開始剤を用いる場合には、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を好適に用いることができ、光カチオン重合開始剤の吸収ピーク波長や、紫外線照射器３５の分光分布、バインダー樹脂の他の成分との相溶性、紫外線吸収能等に応じて適宜選択される。なお、光重合開始剤としてカチオン系重合開始剤を用いる場合には、紫外線を吸収することにより発熱する光吸収剤として、光ラジカル重合開始剤を用いてもよい。

［光ラジカル系］
光ラジカル系の異方性導電フィルム１は、バインダー樹脂層３中に、膜形成樹脂、光ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合性化合物、及び光吸収剤を含有する。

膜形成樹脂としては、光カチオン系と同様のものを用いることができる。

光ラジカル重合開始剤としては、ベンゾインエチルエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル等のベンゾインエーテル、ベンジル、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等のベンジルケタール、ベンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン類およびその誘導体、チオキサントン類、ビスイミダゾール類等があり、これらの光重合開始剤に必要に応じてアミン類、イオウ化合物、リン化合物等の増感剤を任意の比で添加してもよい。この際、用いる光源の波長や所望の硬化特性等に応じて最適な光開始剤を選択する必要がある。

また、光照射によって活性ラジカルを発生する化合物として有機過酸化物系硬化剤を用いることができる。有機過酸化物としては、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、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、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイド等から１種または２種以上を用いることができる。

光ラジカル重合性化合物は、活性ラジカルによって重合する官能基を有する物質であり、アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物、マレイミド化合物等が挙げられる。

光ラジカル重合性化合物は、モノマー、オリゴマーいずれの状態で用いることが可能であり、モノマーとオリゴマーを併用することも可能である。

アクリル酸エステル化合物、メタクリル酸エステル化合物としては、エポキシアクリレートオリゴマ一、ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエーテルアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー等の光重合性オリゴマー；トリメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリアルキレングリコールジアクリレート、ぺンタエリスリトールアクリレート、２−シアノエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシクロぺンテニルアクリレート、ジシクロベンテニロキシエチルアクリレート、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアクリレート、２−エトキシエチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ｎ−ラウリルアクリレート、２−メトキシエチルアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリールアクリレート、ネオぺンチルグリコールジアクリレート、ジぺンタエリスリトールヘキサアクリレート等の光重合性単官能および多官能アクリレートモノマー等が挙げられる。これらは１種あるいは２種類以上を混合して用いてもよい。

光吸収剤は、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリアジン系、ベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を好適に用いることができ、光ラジカル重合開始剤の吸収ピーク波長や、紫外線照射器３５の分光分布、バインダー樹脂の他の成分との相溶性、紫外線吸収能等に応じて適宜選択される。

その他、バインダー樹脂は、シランカップリング剤等の添加剤や無機フィラーを含有させてもよい。シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。

導電性粒子４としては、異方性導電フィルムにおいて使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子４としては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いは、これらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。

[光重合開始剤と光吸収剤の光吸収ピーク波長]
本発明に係る光硬化系の異方性導電フィルム１は、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れている。異方性導電フィルム１は、後述する紫外線照射器３５より紫外光が照射されると、光重合開始剤は紫外光を吸収して酸やラジカルを発生させる。また、光吸収剤も同様に紫外光を吸収し、発熱する。

ここで、光重合開始剤の光吸収ピークと光吸収剤の光吸収ピークとが近接していると、紫外光の吸収が相互に阻害され、硬化反応や発熱が不十分となる。その結果、バインダー樹脂が溶融せずに、導電性粒子４の押し込み不足の状態でバインダー樹脂の硬化が進行し、また接続後の経時変化や環境変化によって導通抵抗が上昇する恐れがある。

また、光吸収剤及び光重合開始剤の各光吸収ピーク波長は、一般に図４に示すようなプロファイルを有することから、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも小さいと、２０ｎｍ以上離れていても、ピーク以外における吸収波長の重複範囲が大きくなり、紫外光の吸収が相互に阻害され、硬化反応や発熱が不十分となるからである。

一方、光吸収剤及び光重合開始剤として、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも２０ｎｍ以上大きいものを用いることにより、光重合開始剤と光吸収剤の各紫外線吸収を阻害することなく、それぞれバインダー樹脂の硬化反応の進行と、発熱によるバインダー樹脂の溶融を行うことかできる。

また、本発明に係る光重合開始剤の光吸収ピーク波長は、２９０ｎｍ〜３３０ｎｍであり、光吸収剤の光吸収ピーク波長は、３２０ｎｍ〜３６０ｎｍであることが好ましい。

例えば、紫外光の吸収ピークが３１０ｎｍの光カチオン重合開始剤を用い、紫外光の吸収ピークが３４０〜３６０ｎｍの紫外線吸収剤を用いることにより、光カチオン重合開始剤と紫外線吸収剤とが互いに紫外光の吸収を相互に阻害することなく、硬化反応や発熱を促進することができる。

［接続装置］
次いで、異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８が透明基板１２に接続された接続体の製造工程に用いる接続装置３０ついて説明する。

図１に示すように、接続装置３０は、光透過性を有するステージ３１と、ステージ３１上に載置された透明基板１２に異方性導電フィルム１を介して搭載された液晶駆動用ＩＣ１８を押圧する圧着ヘッド３３と、ステージ３１の裏面側に設けられた紫外線照射器３５とを有する。

ステージ３１は、例えば石英等の光透過性を有する材料により形成される。また、ステージ３１は、表面に透明基板１２の縁部１２ａが載置されるとともに、圧着ヘッド３３と対峙され、裏面には紫外線照射器３５が配置されている。

圧着ヘッド３３は、透明基板１２に異方性導電フィルム１を介して搭載された液晶駆動用ＩＣ１８を押圧するものであり、図示しないヘッド移動機構に保持されることにより、ステージ３１に近接、離間自在とされている。

紫外線照射器３５は、ステージ３１の裏面側から透明基板１２の端子部１７ａに設けられた異方性導電フィルム１に対して紫外光を照射することにより、光吸収剤を発熱させるとともに、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９とで導電性粒子４を挟持した状態でバインダー樹脂を硬化させ、液晶駆動用ＩＣ１８を透明基板１２の端子部１７ａに導通接続するものである。

紫外線照射器３５は、光重合開始剤の吸収ピーク波長域に最大発光波長を持つ紫外線ランプを用いることができる。また、紫外線照射器３５は、光重合開始剤の吸収ピーク波長域及び光吸収剤の吸収ピーク波長域にピークを有する分光分布を持つ水銀ランプや、光重合開始剤及び光吸収剤の両吸収ピーク波長を含む波長域にわたって紫外線を照射するメタルハライドランプ等を用いることができる。また、紫外線照射器３５は、光重合開始剤の吸収ピーク波長域にピークを有するＬＥＤランプと光吸収剤の吸収ピーク波長域にピークを有するＬＥＤランプを併用してもよい。

［接続工程］
次いで、上述した接続装置３０を用いた液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程について説明する。先ず、透明基板１２を仮貼り用のステージ上に載置し、異方性導電フィルム１を透明電極１７上に仮圧着する。異方性導電フィルム１を仮圧着する方法は、透明基板１２の透明電極１７上に、バインダー樹脂層３が透明電極１７側となるように、異方性導電フィルム１を配置する。

そして、バインダー樹脂層３を透明電極１７上に配置した後、剥離フィルム２側からバインダー樹脂層３を仮貼り用の熱圧着ヘッドで加熱及び加圧し、剥離フィルム２をバインダー樹脂層３から剥離することによって、バインダー樹脂層３のみが透明電極１７上に仮貼りされる。仮貼り用の熱圧着ヘッドによる仮圧着は、剥離フィルム２の上面を僅かな圧力（例えば０．１ＭＰａ〜２ＭＰａ程度）で透明電極１７側に押圧しながら加熱（例えば７０〜１００℃程度）する。

次に、透明基板１２がステージ３１上に載置され、透明基板１２の透明電極１７と液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９とがバインダー樹脂層３を介して対向するように、液晶駆動用ＩＣ１８が配置される。

次に、ステージ３１の裏面側から紫外線照射器３５によって所定の紫外光を照射するとともに、液晶駆動用ＩＣ１８の上面を圧着ヘッド３３によって、所定の圧力で押圧する。紫外光は、ステージ３１、透明基板１２を透過してバインダー樹脂層３に入射し、光重合開始剤及び光吸収剤に吸収される。光重合開始剤は、紫外光を吸収することにより、酸又はラジカルを発生し、これによりバインダー樹脂の硬化反応が進行する。また、光吸収剤は、紫外光を吸収することにより所定の温度で発熱し（例えば８０〜９０℃）、バインダー樹脂を溶融させる。

すなわち、本接続工程では、光吸収剤の発熱によりバインダー樹脂を溶融させ、この状態で、圧着ヘッド３３によって押圧することにより、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間からバインダー樹脂を流出させるとともに、導電性粒子４を十分に押し込むことができる。そして、透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間に導電性粒子４が挟持された状態でバインダー樹脂が硬化される。したがって、本接続工程では、室温下で液晶駆動用ＩＣ１８を押圧することにより、反りの影響や液晶駆動用ＩＣ１８等の電子部品対する熱衝撃の影響を抑えながら、液晶駆動用ＩＣ１８との電気的導通性及び機械的接続性が良好な接続体を製造することができる。

このとき、上述したように、異方性導電フィルム１は、光重合開始剤及び光吸収剤として、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも２０ｎｍ以上大きいものを用いる。これにより、光重合開始剤と光吸収剤の各紫外線吸収を互いに阻害することなく、それぞれバインダー樹脂の硬化反応の進行と、発熱によるバインダー樹脂の溶融を行うことかできる。

また、光吸収剤の発熱は、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８に等しく伝達するため、圧着ヘッド３３によって加熱する場合と異なり、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８との間に熱勾配が発生することもなく、加熱温度差に起因する反りの発生、反りに伴う表示ムラや電子部品の接続不良等の問題が大幅に改善されている。

なお、紫外線照射器３５による照射時間や、照度、総照射量は、バインダー樹脂の組成や、圧着ヘッド３３による圧力及び時間から、バインダー樹脂の硬化反応の進行と圧着ヘッド３３による押し込みによる接続信頼性、接着強度の向上を図る条件を適宜設定する。

その後、接続装置３０は、圧着ヘッド３３をステージ３１の上方へ移動させることにより、液晶駆動用ＩＣ１８の本圧着工程を終了する。

液晶駆動用ＩＣ１８を透明基板１２の透明電極１７上に接続した後、同様にしてフレキシブル基板２１が透明基板１２の透明電極１７上に実装するいわゆるＦＯＧ（film on glass）実装が行われる。このときも、同様に異方性導電フィルム１を用いることにより、紫外線照射器３５からの紫外光を吸収して、光吸収剤の発熱によってバインダー樹脂の溶融と、酸又はラジカルの発生による硬化反応とを進行させることができる。

これにより、異方性導電フィルム１を介して透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８やフレキシブル基板２１とが接続された接続体を製造することができる。なお、これらＣＯＧ実装とＦＯＧ実装は、同時に行ってもよい。

以上、液晶駆動用ＩＣを直接液晶表示パネルのガラス基板上に実装するＣＯＧ実装、及びフレキシブル基板を直接液晶表示パネルの基板上に実装するＦＯＧ実装を例に説明したが、本技術は、光硬化型の接着剤を用いた接続体の製造工程であれば、透明基板上に電子部品を実装する以外の各種接続にも適用することができる。

［その他］
また、本発明は、上述した紫外線硬化型の導電性接着剤を用いる他、例えば赤外光等の他の波長の光線によって硬化する光硬化型の導電性接着剤を用いることもできる。

上記では、導電性の接着剤としてフィルム形状を有する異方性導電フィルム１について説明したが、ペースト状であっても問題は無い。また、バインダー樹脂層３は、導電性粒子４を含有しないバインダー樹脂からなる絶縁性接着剤層と導電性粒子４を含有したバインダー樹脂からなる導電性接着剤層とが積層された構成であってもよい。この場合、絶縁性接着剤層及び導電性接着剤層に、それぞれ吸収ピーク波長がずれている光吸収剤及び光重合開始剤を含有させることが好ましい。

また、本発明は、導電性粒子４を含有しないバインダー樹脂層からなる絶縁性接着フィルム、及び導電性粒子４を含有しないペースト状のバインダー樹脂を用いた絶縁性接着ペーストによる接続工程に用いてもよい。本発明に係る接着剤は、光重合開始剤及び光吸収剤を含有する回路接続用接着剤であれば、導電性粒子４の有無や、フィルムやペースト等の形態は問わない。

なお、本接続工程では、ステージ３１にヒータ等の加熱機構を設け光吸収剤による発熱温度以下の温度で透明基板１２を加熱してもよい。また、本接続工程では、圧着ヘッド３３によって光吸収剤による発熱温度以下の温度で液晶駆動用ＩＣ１８を加熱してもよい。これにより、光吸収剤の発熱と相まってバインダー樹脂層３を十分に溶融させ、端子部１７ａと電極端子１９とで確実に導電性粒子４を押し込み、接続性を向上させることができる。

次いで、本技術の実施例について説明する。本実施例は、異方性導電フィルムの配合及び硬化条件を異ならせて製造した透明基板とＩＣチップとの接続体サンプルについて、ＩＣチップと透明基板との接続状態を導通抵抗値（Ω）及び反り量によって評価した。

接続に用いる接着剤として、光カチオン重合開始剤とカチオン重合性化合物を含有するバインダー樹脂層からなる異方性導電フィルムを用意した。

評価素子として、外形；１．８ｍｍ×３４ｍｍ、厚さ０．５ｍｍで、導通測定用配線を形成した評価用ＩＣを用いた。

評価用ＩＣが接続される評価基材として、厚さ０．５ｍｍのＩＴＯコーティングラスを用いた。

このガラス基板に異方性導電フィルムを介して評価用ＩＣを配置し、圧着ツール（１０．０ｍｍ×４０．０ｍｍ）により加圧するとともに、紫外線照射によって接続することにより、接続体サンプルを形成した。圧着ツールは加圧面に厚さ０．０５ｍｍのフッ素樹脂加工が施されている。また、紫外線照射器（ＳＰ−９：ウシオ電機株式会社製）の照度は、３６５ｎｍで３００ｍＷ／ｃｍ²、３１０ｎｍで２１０ｍＷ／ｃｍ²、紫外線の照射大きさは、幅約４．０ｍｍ×長さ約４４．０ｍｍとした。

［実施例１］
実施例１では、異方性導電フィルムのバインダー樹脂層として、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−７０：新日鉄住金化学株式会社製）；２０質量部
液状エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；３０質量部
固形エポキシ樹脂（ＹＤ０１４：新日鉄住金化学株式会社製）；２０質量部
導電性粒子（ＡＵＬ７０４：積水化学工業株式会社製）；３０質量部
光カチオン重合開始剤（ＳＰ−１７０：ＡＤＥＫＡ株式会社製）；５質量部
光吸収剤（ＬＡ−３６：ＡＤＥＫＡ株式会社製）；５質量部
を混合させた樹脂溶液を作成し、この樹脂溶液をＰＥＴフィルム上に塗布、乾燥させ、厚さ２０μｍのフィルム状に成形したものを用いた。

光カチオン重合開始剤（ＳＰ−１７０）の吸収ピーク波長は約３１０ｎｍ、光吸収剤（ＬＡ−３６）の吸収ピーク波長は約３４０ｎｍで、その差は３０ｎｍである。

圧着ツールの押圧条件は、室温下で、７０ＭＰａ、５秒である。紫外線照射器の照射時間は、５秒である。

［実施例２］
実施例２では、バインダー樹脂層に光吸収剤（ＬＡ−３１：ＡＤＥＫＡ株式会社製）を５質量部配合した他は、実施例１と同じ配合の異方性導電フィルムを用いた。

光カチオン重合開始剤（ＳＰ−１７０）の吸収ピーク波長は約３１０ｎｍ、光吸収剤（ＬＡ−３１）の吸収ピーク波長は３４５ｎｍで、その差は３５ｎｍである。

圧着ツールの押圧条件及び紫外線照射器の照射時間は実施例１と同じである。

［実施例３］
実施例３では、バインダー樹脂層に光吸収剤として、光ラジカル重合開始剤（ＯＸＥ０１：ＢＡＳＦ社製）を５質量部配合した他は、実施例１と同じ配合の異方性導電フィルムを用いた。

光カチオン重合開始剤（ＳＰ−１７０）の吸収ピーク波長は約３１０ｎｍ、光吸収剤（ＯＸＥ０１）の吸収ピークは３３０ｎｍで、その差は２０ｎｍである。

圧着ツールの押圧条件及び紫外線照射器の照射時間は実施例１と同じである。

［比較例１］
比較例１では、バインダー樹脂層に光吸収剤を配合していない他は、実施例１と同じ配合の異方性導電フィルムを用いた。

圧着ツールの押圧条件及び紫外線照射器の照射時間は実施例１と同じである。

［比較例２］
比較例２では、バインダー樹脂層に光吸収剤（ＬＡ−４６：ＡＤＥＫＡ株式会社製）を５質量部配合した他は、実施例１と同じ配合の異方性導電フィルムを用いた。

光カチオン重合開始剤（ＳＰ−１７０）の吸収ピーク波長は約３１０ｎｍ、光吸収剤（ＬＡ−４６）の吸収ピーク波長は約２９０ｎｍで、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも小さく、その差は２０ｎｍである。

圧着ツールの押圧条件及び紫外線照射器の照射時間は実施例１と同じである。

［比較例３］
比較例３では、圧着ツールの押圧条件を、１００℃、７０ＭＰａ、５秒とした他は、比較例１と同じ条件とした。

［反りの測定］
反りの測定方法は、触針式表面粗度計（ＳＥ−３Ｈ：株式会社小阪研究所製）を用いて、図５に示すように、接合体サンプルのガラス基板４０下面から触針４１をスキャンし、評価用ＩＣの接続後のガラス基板面の反り量（μｍ）を測定した。

［導通抵抗の測定］
実施例１，２、比較例１〜３に係る接続体について、デジタルマルチメータを使用して、接続初期及び信頼性試験後における導通抵抗（Ω）を測定した。導通抵抗値の測定は、図６に示すように、評価用ＩＣのバンプ４２と接続されたＩＴＯコーティングラスの配線４３にデジタルマルチメータを接続し、いわゆる４端子法にて電流２ｍＡを流したときの導通抵抗値を測定した。信頼性試験の条件は、８５℃８５％ＲＨ５００ｈｒとした。

表１に示すように、実施例１〜３では、比較例１と同等の反り量であったものの、光吸収剤を含有させた実施例１〜３の方が、比較例１よりも初期接続抵抗及び信頼性試験後の接続抵抗のいずれも低く、良好な接続性を示した。これは、実施例１〜３においては、光吸収剤の発熱によりバインダー樹脂層が溶融した状態で押圧したため、バインダー樹脂を排除することにより導電性粒子を十分に押し込むことができ、この状態で硬化させることができたことによる。一方、比較例１では、室温下で圧着したことから電極端子間からのバインダー樹脂の排除が進まず、導電性粒子を十分に押し込むことができない。そのため、実施例１及び２に比べて接続初期において導通抵抗が高くなり、信頼性試験後においてはさらに導通抵抗が上がった。

比較例２では、光吸収剤と光カチオン重合開始剤の各吸収ピーク波長の差が２０ｎｍではあるが、光吸収剤の光吸収ピーク波長が光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも小さいため、吸収波長が広範囲で被ってしまい、光カチオン重合開始剤による紫外光の吸収が光吸収剤によって妨げられ、硬化反応の進行が不十分となった。そのため、反り量は大きく低減したものの、初期接続抵抗が高く、信頼性試験後においては導通抵抗が大きく上昇してしまった。

比較例３では、圧着ツールによって評価用ＩＣを加熱押圧しながら紫外線を照射している。そのため、圧着ツールによる熱が評価用ＩＣに偏って伝わり、圧着ツールが離れた後に急激に冷えると、評価用ＩＣ側の変形がガラス基板よりも大きくなった。そして、比較例３では、この変形量の差をバインダー樹脂層によっても吸収しきれず、反り量が大きくなった。

一方、実施例１〜３では、光吸収剤が紫外線を吸収することによりバインダー樹脂層が発熱するため、評価用ＩＣとガラス基板にほぼ同じ熱量が掛かる。そのため、評価用ＩＣとガラス基板の変形量はほぼ同じであり、バインダー樹脂層によって変形量の差を吸収することができるため、反り量を比較的小さくすることができる。

実施例１と実施例２とを比較すると、実施例２は実施例１よりも低抵抗化が図られている。これは、実施例２では、光吸収剤の吸光度が高く実施例１よりも高い反応熱を放出しているため、バインダー樹脂層の溶融がより顕著に進んだことによる。これにより、実施例２では、導電性粒子が潰れやすく、実施例１に比してより低抵抗化が図られたものである。

また、実施例３では、光吸収剤として光ラジカル重合開始剤を用いているが、ラジカル系の開始剤であるため、開環しても重合には組み込まれず、熱のみを発生する。したがって、そのときの熱を利用してバインダー樹脂層を溶融させることにより導電性粒子を十分に押し込むことができ、この状態で光硬化剤によって硬化することにより良好な接続が可能となった。

１ 異方性導電フィルム、２ 剥離フィルム、３ バインダー樹脂層、４ 導電性粒子、１０ 液晶表示パネル、１１，１２ 透明基板、１３ シール、１４ 液晶、１５ パネル表示部、１６，１７ 透明電極、１８ 液晶駆動用ＩＣ、２０ ＣＯＧ実装部、２１ フレキシブル基板、２２ ＦＯＧ実装部、２４ 配厚膜、２５，２６ 偏光板、３０ 接続装置、３１ ステージ、３３ 圧着ヘッド、３５ 紫外線照射器

Claims (10)

1. 光重合性化合物と、
   光重合開始剤と、
   ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤及びトリアジン系の紫外線吸収剤の少なくとも１種を含む紫外線吸収剤と、
   導電性粒子とを含有し、
   上記紫外線吸収剤の光吸収ピーク波長は上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れている光硬化系異方性導電接着剤。
2. 室温下で用いられる請求項１記載の光硬化系異方性導電接着剤。
3. 上記光重合開始剤は、光カチオン重合開始剤である請求項１又は２に記載の光硬化系異方性導電接着剤。
4. 上記光重合開始剤は、光ラジカル重合開始剤である請求項１又は２記載の光硬化系異方性導電接着剤。
5. 上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長は、２９０ｎｍ〜３３０ｎｍであり、
   上記紫外線吸収剤の光吸収ピーク波長は、３２０ｎｍ〜３６０ｎｍである請求項１〜４のいずれか１項に記載の光硬化系異方性導電接着剤。
6. 剥離基材に支持され、フィルム状に形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の光硬化系異方性導電接着剤。
7. ステージ上に載置された透明基板上に、光硬化系異方性導電接着剤を介して電子部品を配置し、
   圧着ツールにより上記電子部品を上記透明基板に押圧しながら、光照射器より光照射を行う接続体の製造方法において、
   上記光硬化系異方性導電接着剤は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤及びトリアジン系の紫外線吸収剤の少なくとも１種を含む紫外線吸収剤と、導電性粒子とを含有し、上記紫外線吸収剤の光吸収ピーク波長は上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れ、
   上記光照射器は、上記光重合開始剤の光吸収ピーク及び上記紫外線吸収剤の光吸収ピークを含む波長の光を照射する接続体の製造方法。
8. 室温下で、圧着ツールにより上記電子部品を上記透明基板に押圧しながら、光照射器より光照射を行う請求項７記載の接続体の製造方法。
9. 上記ステージ及び／又は上記圧着ツールは、上記紫外線吸収剤が上記光照射器から照射された光を吸収することによって発熱する温度以下の温度で加熱する請求項７記載の接続体の製造方法。
10. ステージ上に載置された透明基板上に、光硬化系異方性導電接着剤を介して電子部品を配置し、
    圧着ツールにより上記電子部品を上記透明基板に押圧しながら、光照射器より光照射を行う電子部品の接続方法において、
    上記光硬化系異方性導電接着剤は、光重合性化合物と、光重合開始剤と、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤及びトリアジン系の紫外線吸収剤の少なくとも１種を含む紫外線吸収剤と、導電性粒子とを含有し、上記紫外線吸収剤の光吸収ピーク波長は上記光重合開始剤の光吸収ピーク波長よりも大きく、かつ、２０ｎｍ以上離れ、
    上記光照射器は、上記光重合開始剤の光吸収ピーク及び上記紫外線吸収剤の光吸収ピークを含む波長の光を照射する電子部品の接続方法。

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