JP6792319B2

JP6792319B2 - 異方導電フィルム巻

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Publication number: JP6792319B2
Application number: JP2014215326A
Authority: JP
Inventors: 敏光森谷; 佐藤　和也; 和也佐藤; 暁黎杜
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd; Resonac Corp
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2034-10-22
Also published as: JP2016079026A

Description

本発明は、異方導電フィルム用リール、異方導電フィルム巻に関する。

従来、多数の電極を有する被接続部材同士を接続するための接着テープが用いられている。このような接着テープとして、例えば、異方導電テープ、導電テープがある。異方導電テープは、例えば、プリント配線基板、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）用ガラス基板、フレキシブルプリント基板等の基板にＩＣ、ＬＳＩといった半導体素子等を接続した場合、相対する接続部材の電極同士を導通状態とさせ、隣接する電極同士の絶縁状態を保持させることができる。また導電テープは、例えば、太陽電池セルにはんだ付き銅線を接続する際、相対する電極同士を導通させることができる。

異方導電フィルムは、熱硬化性樹脂を含有する接着剤成分と、必要により配合される導電性粒子とを含み、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の支持体（セパレータ）上に、フィルム状に形成され、テープ状にスリットされてから芯材に同一円心状に巻き付けてリール形状の細幅長尺テープ（巻重体）として製品化されていることが多い（例えば、特許文献１参照）。従来、異方導電フィルムとしては、高接着性でかつ高信頼性を示すエポキシ樹脂を用いた熱硬化性樹脂が用いられてきた（例えば、特許文献２参照）。また、アクリレート誘導体やメタアクリレート誘導体とラジカル重合開始剤である過酸化物を併用した、ラジカル硬化型接着剤が注目されている。ラジカル硬化は、反応活性種であるラジカルが反応性に富むため、短時間硬化が可能である（例えば、特許文献３参照）。

特許第３９５９２４７号公報特許第２６１０９００号公報特許第４５９０７３２号公報

ところで、近年、液晶ディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイの高精細化に伴い、低温接続可能な異方導電フィルムが要求されている。特に、液晶駆動用ＩＣドライバをフラットパネルディスプレイに直接実装するＣＯＧ（ＣｈｉｐｏｎＧｌａｓｓ）実装では、被熱膨張係数の差に起因する圧着後の被着体の収縮量が大きく異なるため、反りが発生するとともに、表示品質の低下が問題となる。

従来の異方導電フィルムとしては、潜在性硬化剤とエポキシ樹脂を用いた熱硬化、アクリレート誘導体やメタアクリレート誘導体とラジカル重合開始剤である過酸化物を併用した熱硬化が行われているが、更なる低温接続を達成するために、紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤及びモノマを含有した異方導電フィルムは、加熱圧着時に比較的低温での接続が可能となっており、検討が進められている。

ところで、紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤を含有した異方導電フィルムは、蛍光灯から発せられる微量な紫外線によってもモノマの重合開始成分が発生し、可視光下での保存安定性が悪化するため、紫外線を遮断した環境において取り扱う必要がある問題が生じる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、異方導電フィルム用リールが紫外線を吸収することで、紫外線を遮光した環境以外においても、リールの巻芯に巻きつけられた異方導電フィルムの保存安定性が向上する異方導電フィルム用リール及び異方導電フィルム巻を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る異方導電フィルム用リールは、巻芯と、前記巻芯の両側に互いに対向するように設けられた一対の側板と、を備え、前記一対の側板が、紫外線吸収剤を含有する。この異方導電フィルム用リールを用いることにより、紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤及びモノマを含有する異方導電フィルムを使用する場合にも、紫外線に対する保存安定性を向上することができる。

紫外線吸収剤は、トリアジン骨格、ベンゾトリアゾール骨格、或いはベンゾフェノン骨格を有する化合物を用いることができる。これにより、紫外線の遮光とリールの退色を両立することができる。

また、本発明は、異方導電フィルム用リールの巻芯に巻きつけられた異方導電フィルムを備える異方導電フィルム巻であって、前記異方導電フィルムは、テープ状の基材及びその一方面上に設けられた接着剤層を有し、少なくとも紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤及びモノマを含有する異方導電フィルム巻を提供する。これによって、紫外線に対する保存安定性が良好な、紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤及びモノマを含有する異方導電フィルム巻を得ることができる。

本発明によれば、紫外線を遮光した環境以外においても、リールの巻芯に巻きつけられた異方導電フィルムの保存安定性が向上する異方導電フィルム用リール及び異方導電フィルム巻を提供することができる。

本発明に係る異方導電フィルム用リールの一実施形態を示す斜視図である。本発明に係る異方導電フィルム用リールの側板の内側面を示す正面図である。図１においてＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る異方導電フィルム用リールの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明に係る異方導電フィルム用リールの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、本発明に係る異方導電フィルム用リールの側板の内側面を示す正面図である。

図１，２に示すように、本実施形態における異方導電フィルム用リール１は、異方導電フィルム５が巻き付けられる筒状の巻芯２と、巻芯２の両端部において巻芯２を挟むように互いに対向して設けられた一対の側板３，３とを備えている。異方導電フィルム用リール１は、一対の側板３，３の協同によって、異方導電フィルム５の巻き崩れを防止するものであり、異方導電フィルム５を製造・供給・保存する際に用いられる。本実施形態における異方導電フィルム巻１０は、異方導電フィルム用リール１と、異方導電フィルム用リール１の巻芯２に巻き付けられた異方導電フィルム５と、を備えている。

巻芯２は、異方導電フィルム５を巻き付ける部分であり、巻芯２の軸方向の長さは、異方導電フィルム５の幅よりもわずかに長くなるように、異方導電フィルム５の幅に応じて適宜設定されている。また、巻芯２の中央部には、巻付装置又は繰出装置（不図示）の回転軸が挿入される軸穴４が設けられている。軸穴４は、例えば、断面円形状をなしており、巻付装置又は繰出装置の回転軸を軸穴４に差し込んだ状態で回転軸を駆動した場合に、空回りすることなく異方導電フィルム用リール１が回転するようになっている。巻芯２は、例えば、プラスチックからなり、異方導電フィルム５の幅と同様の厚さの円筒状をなしている。

図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図１〜３に示すように、側板３は、例えば、プラスチックからなり、円板状をなしている。巻芯２を介して隔てられた側板３，３間の距離Ｗ１は、異方導電フィルム５の幅よりもわずかに広くなるように、異方導電フィルム５の幅に応じて適宜設定されている。なお、側板３，３間の距離Ｗ１は、側板３の周縁側３ｂ側ほど広がる傾向にあるので、ここでいう側板３，３間の距離Ｗ１は、巻芯付近での測定値で定義している。通常、側板３，３間の距離Ｗ１は、異方導電フィルム５の幅に対して１０５％〜１２０％、より好ましくは１０７〜１１５％の幅で設定される。

側板３の厚さＷ２は、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、好ましくは０．９ｍｍ〜３．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ程度となっている。また、側板３の径は、異方導電フィルム５が巻芯２に巻き付けられた際に側板３，３の周縁側３ｂから出ないように、巻き付ける異方導電フィルム５の長さや異方導電フィルム５が巻芯２に巻き付けられた巻重体の直径に応じて適宜設定される。本実施形態では、一対の側板３，３は、厚さＷ２及び径がそれぞれ同等となっている。また、一対の側板３，３の中央部分には、図１に示すように、それぞれ同径の断面円形の開口部３０，３０が設けられている。また、巻芯２は、側板３の内側面３ａにおいて、側板３，３の開口部３０，３０を囲むように固定されている。

このような異方導電フィルム用リール１は、射出成形等によって巻芯２及び一対の側板３，３を一体的に成形してもよく、巻芯２及び一対の側板３，３を別々に成形し、これらを嵌合・接着することによって形成してもよい。巻芯２と側板３とを別体とした場合、巻き付ける異方導電フィルム５の長さに適した直径の側板３を適宜採用したり、異方導電フィルム５の幅に適した長さの巻芯２を適宜採用したりすることができるという利点がある。

巻芯２に巻き付けられる異方導電フィルム５は、例えば、フィルム状の基材６及びその一方面上に設けられた接着剤層８を有する異方導電フィルム５が細幅に切断されたものである。異方導電フィルム５は、例えば、相対する電極同士の導通状態を保ち、かつ隣接する電極同士の絶縁を保つように、電気的接続と機械的固着とを行う接続材料として使用される。異方導電フィルム５の長さは、通常は５０ｍ〜１０００ｍ程度であり、２００ｍ〜１０００ｍが好ましく、３００ｍ〜７００ｍがより好ましい。異方導電フィルム５の幅は、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度となっている。異方導電フィルム５の厚さは、５μｍ〜１００μｍ、好ましくは１０μｍ〜５０μｍ、より好ましくは１０μｍ〜３０μｍ程度となっている。なお、本実施形態では、基材６の厚さは、異方導電フィルム５の厚さと同程度となっている。また、本実施形態では、異方導電フィルム５の長さが３００ｍ以上となっている。

異方導電フィルム５は、巻芯２に巻き取る最初の部分（巻き始めの部分）が巻芯２に固定されている。この固定方法としては、周知の方法を使用できるが、例えば、粘着テープ、粘着剤により固定することができる。また、巻芯２に留め具や切り込み部を設けて固定することもできる。この中でも作業性の観点から粘着テープ又は粘着剤を使用して固定することが好ましい。

基材６は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ポリアセテート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、合成ゴム系、液晶ポリマー等からなる各種プラスチックテープ、又は、銅、アルミニウム等の金属箔を使用することが可能である。もっとも、基材６を構成する材質はこれらに限定されるものではない。また、基材６として、接着剤層８との当接面等に離型処理が施されたものを使用してもよい。基材６の一方面上に設けられた接着剤層８上に、更に接着剤層８を保護するためのカバーフィルムが積層されたものを使用しても構わない。

接着剤層８は、少なくとも紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤及びモノマを含有し、必要により含有される導電粒子とを含んでなる接着剤組成物からなることが好ましい。接続後の耐熱性や耐湿性に優れていることから、架橋性材料の使用が好ましい。エポキシ樹脂を主成分として含有するエポキシ系接着剤は、接続作業性が良く、分子構造上接着性に優れている等の特徴から好ましい。また、アクリレートモノマを主成分として含有するアクリル系接着剤は、速硬化性が高く、短時間硬化性に優れる。

紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤は、紫外線照射によって酸、又はラジカルが発生するものが用いられ、接着剤層８に含有するモノマの種類によって適宜選ばれ、例えば、エポキシ樹脂系接着剤では酸を、アクリル系接着剤ではラジカルが発生する硬化剤が好適に用いられる。

導電粒子としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｓｎ、はんだ等の金属やカーボンの粒子が挙げられる。また、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等を核とし、この核を上記の金属やカーボンで被覆した被覆粒子を使用してもよい。導電粒子の平均粒径は、分散性、導電性の観点から１μｍ〜３０μｍであることが好ましい。なお、導電粒子を絶縁層で被覆してなる絶縁被覆粒子を使用してもよく、隣接する電極同士の絶縁性を向上させる観点から導電粒子と絶縁性粒子とを併用してもよい。

導電粒子の配合割合は、接着剤層に含まれる接着剤成分１００体積部に対して、０．１〜３０体積部であることが好ましく、０．１〜１０体積部であることがより好ましい。この配合割合が０．１体積部以上であると対向する電極間の接続抵抗を低減することができ、３０体積部以下であると隣接する電極間の絶縁性が充分である。

続いて、上述した巻芯２及び側板３の材質について説明する。

上述した巻芯２及び、側板３の材質としては、プラスチック樹脂組成物からなることが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、環状ポリオレフィン、ポリアセタール等の汎用プラスチックやエンジニアリングプラスチックなどから適宜選択することができるがこれらに限ったものではない。これら材質は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
室温での形状維持及び、成形性の観点から、ポリエステル、ポリエステルテレフタレート、ポリプロピレン、アクリル樹脂等が好適に用いられる。

続いて、側板３に含有される紫外線吸収剤について説明する。

紫外線吸収剤は、紫外線を吸収する能力を有する化合物である。紫外線吸収剤は、主に光エネルギーを熱エネルギーに変換する機能を有すると言われる化合物である。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン類、ベンゾトリアゾール類、トリアジン類、ベンゾエート類、サリシレート類、シアノアクリレート類、蓚酸アニリド類、マロン酸エステル類、ホルムアミジン類、アクリロニトリル類等が挙げられる。これらは１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、ベンゾトリアゾール類、又は波長３８０〜４５０ｎｍにおけるモル吸光係数の最大値ε_maxが１２００ｄｍ^３・ｍｏｌ^-1ｃｍ^-1以下である紫外線吸収剤が好ましい。

ベンゾトリアゾール類としては、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブＬＡ−２９（「アデカスタブ」は、登録商標。））、２，２´−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）フェノール］（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブＬＡ−３１）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−パラクレゾール（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブＬＡ−３２）、２−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４，６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール（ＢＡＳＦ社製；商品名：ＴＩＮＵＶＩＮ２３４（「ＴＩＮＵＶＩＮ」は、登録商標。））、２−（５−クロロ−２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−６−ターシャリーブチル−４−メチルフェノール（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブＬＡ−３６）等が挙げられるがこれらに限ったものではない。

トリアジン類としては、２−［４，６−ジ（２，４−キシリル）−１，３，５−トリアジン−２−イル］−５−オクチルオキシフェノール（ＢＡＳＦ社製；商品名：ＴＩＮＵＶＩＮ４１１Ｌ）、２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシプロピル）オキシ］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン／２−［４−［（２−ヒドロキシ−３−トリドデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（ＢＡＳＦ社製；商品名：ＴＩＮＵＶＩＮ４００）、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（ヘキシルオキシ）フェノール（ＢＡＳＦ社製；商品名：ＴＩＮＵＶＩＮ１５７７）、［２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（２−（２−エチルヘキサノイルオキシ）エトキシ）フェノール（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブＬＡ−４６）、２，４，６−トリス（２−ヒドロキシ−４−ヘキシルオキシ−３−メチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブＬＡ−Ｆ７０）等が挙げられるがこれらに限ったものではない。

ベンゾフェノン類としては、［２−ヒドロキシ−４−（オクチルオキシ）フェニル］（フェニル）メタノン（株式会社ＡＤＥＫＡ製；商品名：アデカスタブ１４１３）、［２−ヒドロキシ−４−（メトキシ）フェニル］（フェニル）メタノン（ケミプロ化成株式会社製；商品名：ＫＥＭＩＳＯＲＢ１１（「ＫＥＭＩＳＯＲＢ」は、登録商標。））、（２，４−ジヒドロキシフェニル）（フェニル）メタノン（ケミプロ化成株式会社製；商品名：ＫＥＭＩＳＯＲＢ１０）等が挙げられるがこれに限ったものではない。
これら紫外線吸収剤は１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

紫外線吸収剤の配合量は、巻芯２及び側板３の材質として用いられるプラスチック樹脂組成物１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．５〜３質量部である。紫外線吸収剤を含有させる方法としては、紫外線吸収剤を予めプラスチック樹脂組成物に配合してペレット化しておき、これを溶融押出等によって成形する方法、溶融押出成形時に直接、紫外線吸収剤を添加する方法、成形後の異方導電フィルム用リールに紫外線吸収剤を塗布する方法などが挙げられ、いずれの方法も使用できる。
なお、紫外線吸収剤は側板だけに含有されていてもよいし、巻芯及び側板に含有されていてもよい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではない。

また、異方導電フィルム用リール１は、図２に示したように一対の側板３，３が巻芯２を挟むように互いに対向して設けられたものに限られない。例えば、巻芯２が一対の側板３，３の外側へ突出するように設けられていても構わない。また更に、一対の側板３，３は、厚さＷ２及び径がそれぞれ同等でなくても構わない。

また、上述した異方導電フィルム用リール１においては、接着剤層８が接着剤成分と、必要により含有される導電粒子を含んでいた異方導電フィルム５を巻き付けていたが、異方導電フィルム５の構成はこれに限られない。接着剤層８が接着剤成分からなり導電粒子を含まなくても構わない。また、接着剤層８に、導電粒子を異方導電テープよりも多く配合させ、異方性を有さない導電テープとしてもよい。上記以外の巻芯２に捲き付けられるテープとしては、ダイボンドフィルム、銀フィルム、半導体ウエハ加工用の接着フィルム等各種の電子材料用の接着フィルムを適用することができる。

以下、本発明の好適な実施例について更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［参考例１］
硬化性成分として、脂環式エポキシ樹脂であるＣＥＬ２０２１Ｐ（株式会社ダイセル製、商品名）：２５質量部及びビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるＹＬ９８０（三菱化学株式会社製、商品名）：２５質量部と、光カチオン重合開始剤であるイルガキュア２５０（ＢＡＳＦ社製、商品名（「イルガキュア」は、登録商標））：３質量部とを用いた。バインダとして、フェノキシ樹脂ＹＰ−７０（新日鉄住金化学株式会社製、商品名）：５０質量部を用いた。また、ポリスチレンを核とする粒子の表面に厚さ０．２μｍのニッケル層を設け、このニッケル層の外側に厚さ０．０２μｍの金属層を設けることにより、平均粒径３μｍ、比重２．５の導電粒子を作製し、４０質量部を用いた。各成分を配合し、厚さ４０μｍのＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、５分の熱風乾燥によって厚さが２０μｍの異方導電フィルムＡを得た。

［参考例２］
硬化性成分として、ラジカル重合性化合物であるＵＡ５５００（根上工業株式会社製、商品名）：２５質量部及びＭ３１３（新中村化学工業株式会社製、商品名）：２５質量部と、光ラジカル重合開始剤であるイルガキュアＯＸＥ０２（ＢＡＳＦ社製、商品名）：３質量部とを用いた。バインダとして、フェノキシ樹脂ＹＰ−７０（新日鉄住金化学株式会社製、商品名）：５０質量部を用いた。また、ポリスチレンを核とする粒子の表面に厚さ０．２μｍのニッケル層を設け、このニッケル層の外側に厚さ０．０２μｍの金属層を設けることにより、平均粒径３μｍ、比重２．５の導電粒子を作製し、４０質量部を用いた。各成分を配合し、厚さ４０μｍのＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、５分の熱風乾燥によって厚さが２０μｍの異方導電フィルムＢを得た。

［実施例１〜６及び比較例１，２］
表１に示す紫外線吸収剤を、リールを構成する樹脂１００質量部に対して３質量部配合した条件で異方導電フィルム用リール及び異方導電フィルム巻を作製した後、異方導電フィルム巻を蛍光灯下にて２４時間横置きした場合における、異方導電フィルムの保存安定性を評価した。保存安定性は、異方導電フィルムの赤外吸収スペクトルを測定し、エポキシの転化率を測定することにより評価した。なお、異方導電フィルムとしては、上記で作製した異方導電フィルムＡ及び異方導電フィルムＢを用いた。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、紫外線吸収剤を配合しない比較例１及び２に示す異方導電フィルム用リールに巻きつけられた異方導電フィルム巻は、２４時間後にモノマがそれぞれ３０％及び３２％エポキシ転化したが、紫外線吸収剤を配合した実施例１〜６に示す異方導電フィルム用リールに巻きつけられた異方導電フィルム巻は、２４時間後もエポキシ転化率が５％以下であり良好な保存安定性を示した。

１異方導電フィルム用リール
１０異方導電フィルム巻
２巻芯
３側板
３ａ側板の内側面
３ｂ側板の周縁側
３０側板の開口部
４軸穴
５異方導電フィルム
６基材
８接着剤層
Ｗ１側板間の距離
Ｗ２側板の厚さ

Claims

巻芯、及び前記巻芯の両側に互いに対向するように設けられた、プラスチック樹脂組成物を成形した一対の側板を備える異方導電フィルム用リールと、
前記巻芯に巻きつけられた異方導電フィルムと、
を備える異方導電フィルム巻であって、
前記一対の側板は、前記一対の側板の材質として用いられる前記プラスチック樹脂組成物に配合された、紫外線吸収剤を含有し、
前記異方導電フィルムは、テープ状の基材及びその一方面上に設けられた接着剤層を有し、少なくとも紫外線照射によって活性化する潜在性硬化剤及びモノマを含有する、異方導電フィルム巻。
前記紫外線吸収剤は、トリアジン骨格、ベンゾトリアゾール骨格、或いはベンゾフェノン骨格を有する化合物である、請求項１に記載の異方導電フィルム巻。