JP7020029B2

JP7020029B2 - 導電性接着フィルム

Info

Publication number: JP7020029B2
Application number: JP2017188172A
Authority: JP
Inventors: 達也熊田; 哲之白川
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd; Showa Denko Materials Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2037-09-28
Also published as: JP2019065062A

Description

本発明は導電性接着フィルムに関する。

相対向する回路を加熱、加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する回路接続材料、例えばエポキシ系接着剤又はアクリル系接着剤に導電粒子を分散させた異方導電性接着フィルムは、主に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を駆動させる半導体が搭載されたＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）又はＣＯＦ（ＣｈｉｐＯｎＦｌｅｘ）とＬＣＤパネル、あるいは、ＴＣＰ又はＣＯＦとプリント配線板との電気的接続に広く使用されている。

また、最近では、半導体をフェイスダウンで直接ＬＣＤパネル又はプリント配線板に実装する場合でも、従来のワイヤーボンディング法ではなく、薄膜化及び狭ピッチ接続に有利なフリップチップ実装が採用されており、ここでも異方導電フィルムが回路接続材料として用いられている（例えば、特許文献１～４参照）。

特開昭５９－１２０４３６号公報特開昭６０－１９１２２８号公報特開平１－２５１７８７号公報特開平７－９０２３７号公報

しかしながら、これら従来の異方導電性接着フィルムでは、樹脂の染み出しを抑制しつつ大面積の電極、特に大面積のアルミニウム電極を接続することが困難である。従来の異方導電性接着フィルムでは、加熱加圧により樹脂を流動させ、狭幅の隣接する回路電極間のスペースに樹脂が入り込むと共に、対向する電極間で粒子を捕捉することで電極間を接続する。したがって、大面積の電極を実装する場合、大量に樹脂が流動し、流動した樹脂が入り込む隣接電極間のスペースがないことから、電極外に多くの樹脂が染み出してしまう。また、大面積の電極を圧着する際の圧力が低いと、流動した樹脂が入り込む隣接電極間のスペースがないことから、樹脂流動が抑制され、対向する電極間での粒子の捕捉が妨げられることで、接続抵抗が充分に低い値にならない。更に、アルミニウム電極は金電極等とは異なり接触抵抗が高くなるため、接続抵抗の低抵抗化は困難とされる。

上記に鑑み、本発明は、従来の回路接続用の異方導電性接着フィルムに比べて、接続の際に樹脂の流動を抑え、低圧力で大面積の電極を、低抵抗且つ高接着力で接続可能とする導電性接着フィルムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、相対向する電極間に介在され、相対向する電極間を電気的に接続する導電性接着フィルムであって、フィラー及び導電粒子を含有する接着剤層を備え、上記フィラーの含有量が上記接着剤層の全質量を基準として５質量％以上３０質量％未満であり、上記導電粒子の平均粒径ａ（μｍ）と上記接着剤層の厚みｂ（μｍ）とが下記式（１）の関係を満たす、導電性接着フィルムを提供する。
ａ≧ｂ …（１）

上記構成を有する導電性接着フィルムによれば、従来の回路接続用の異方導電性接着フィルムに比べて、接続の際に樹脂の流動を抑え、低圧力で大面積の電極を、低抵抗且つ高接着力で接続可能とすることができる。また、電極がアルミニウム電極である場合でも、接続特性に優れる。本発明の導電性接着フィルムによりこのような効果が現れる理由は必ずしも明らかになっていないが、本発明者らは以下のように推察する。以下では、図２及び図４に基づき、本発明者らの考えを説明する。

図４は、従来の導電粒子４’と接着剤成分２とを含有するフィルム状の回路接続材料１０’を用いて、大面積の第１の金属電極２０と大面積の第２の金属電極３０とを電気的に接続するときの回路接続材料１０’の挙動を示す模式断面図である。まず、図４の（ａ）に示した状態から図４の（ｂ）の矢印方向に加熱加圧すると、図４の（ｃ）に示すように回路接続材料１０’の流動中に接着剤成分２が硬化することで導電粒子４’の捕捉が妨げられる。また、接着剤成分２の流動に伴い、導電粒子４’が電極外部に流出してしまい充分な導電粒子４’を捕捉できない。

一方、図２は、導電粒子４’と接着剤成分２とフィラー６とを含有する本発明の導電性接着フィルム１０を用いて大面積の第１の金属電極２０と大面積の第２の金属電極３０とを電気的に接続するときの導電性接着フィルム１０の挙動を示す模式断面図である。図２に示すように、本発明の導電性接着フィルム１０を用いた場合には、添加したフィラー６により接着剤成分２の流動が抑えられるため、図２の（ａ）～（ｃ）に示すように、導電性接着フィルム１０が流動しない。また、導電性接着フィルム１０の厚みと同等又はそれ以上の平均粒径を有する導電粒子を用いることで、接着剤成分２が流動せずとも電極間を接続できる。接着剤成分２が流動せずとも電極間を接続できるため、低圧力で接続した場合でも、接続抵抗が充分に低い値になる。また、フィラー６の含有量を所定の範囲とすることで、接着剤成分２の流動を抑える効果と、高い接着力とを両立できる。

上記導電性接着フィルムにおいて、上記導電粒子の平均粒径は１～３５μｍであることが好ましい。導電粒子の平均粒径が上記範囲内であると、導電粒子の機械的強度が良好となる。

上記導電性接着フィルムにおいて、上記接着剤層は、加熱又は光によりラジカルを発生する硬化剤、ラジカル重合性物質、及び、フィルム形成材を更に含有していてもよい。

上記導電性接着フィルムにおいて、上記導電粒子は、その表面の一部又は全部が、Ａｕ、Ｎｉ及びＰｂからなる群より選択される少なくとも１種を含む金属により被覆されていることが好ましい。

上記導電性接着フィルムにおいて、上記導電粒子は、核体と上記核体表面の一部又は全部を被覆する金属層とを有することが好ましい。ここで、上記核体は、有機高分子化合物を含むことが好ましい。

上記導電性接着フィルムにおいて、上記フィラーは、シリカ及びアルミナからなる群より選択される少なくとも１種のフィラーを含むことが好ましい。

上記導電性接着フィルムにおいて、上記導電粒子の一部が、導電性接着フィルムの表面に露出していることが好ましい。

上記導電性接着フィルムにより接続される相対向する電極の少なくとも一方は、アルミニウムを含む金属からなる電極であることが好ましい。

本発明によれば、従来の回路接続用の異方導電性接着フィルムに比べて、接続の際に樹脂の流動を抑え、低圧力で大面積の電極を、低抵抗且つ高接着力で接続可能とする導電性接着フィルムを提供することができる。

図１は、本発明の導電性接着フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。図２は、本発明の導電性接着フィルムを用いて大面積電極同士を接続する場合の導電性接着フィルムの挙動を示す模式断面図である。図３は、本発明の導電性接着フィルムを用いて大面積電極同士を接続した接続構造を示す模式図である。図４は、従来の異方導電性接着フィルムを用いて大面積電極同士を接続する場合の回路接続材料の挙動を示す模式断面図である。

以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

＜導電性接着フィルム＞
図１は、本発明の導電性接着フィルムの一実施形態を示す模式断面図である。図１に示すように、本実施形態の導電性接着フィルム１０は、接着剤成分２と、導電粒子４と、フィラー６とを含有する接着剤層１からなる。本実施形態の導電性接着フィルム１０は、相対峙する電極間に介在され、相対向する電極を加圧し、加圧方向の電極間を電気的に接続する材料である。

導電粒子４としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃｕ及びはんだ等の金属粒子、並びに、カーボン等が挙げられる。導電粒子４は、核となる粒子を１又は２以上の層で被覆したものであってもよい。この場合、最外層はＮｉ、Ｃｕ等の遷移金属類よりも、Ａｕ、Ａｇのような貴金属類が好ましく、Ａｕがより好ましい。

導電粒子４は、核となる粒子（核体）をＮｉ等の遷移金属類で被覆し、更にその遷移金属類の層の表面をＡｕの貴金属類で被覆したものでもよい。核体は、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック（有機高分子化合物）等の絶縁粒子であってもよい。導電粒子４が、絶縁粒子に導電性物質を被覆したものであって、最外層を貴金属類、核となる絶縁粒子をプラスチックとした場合、又は導電粒子４が熱溶融金属粒子の場合、加熱加圧により変形性を有し、接続時に電極との接触面積が増加し信頼性が向上するので好ましい。

貴金属類の被覆層の厚みは、良好な抵抗を得るためには、１００Å以上であると好ましい。ただし、Ｎｉ等の遷移金属の上に貴金属類の被覆層を設ける場合には、貴金属類の被覆層の欠損、又は、導電粒子４の混合分散時に生じる貴金属類の被覆層の欠損等により生じる酸化還元作用で遊離ラジカルが発生しポットライフ低下を引き起こすため、ラジカル重合系の接着剤成分を使用するときには被覆層の厚みは３００Å以上が好ましい。

導電粒子４は通常、１００質量部の接着剤成分２に対して０．１～３０質量部の範囲で含有させることができるが、用途により好適な含有量は異なる。例えば、接着剤成分２を流動させずに電極間を電気的に接続する場合は、１００質量部の接着剤成分２に対して０．１～１０質量部とするとより好ましい。

導電粒子４の平均粒径は、接着剤層１の厚み以上であるが、圧着時の粒子表面金属の剥離を抑制する等の観点から、３５μｍ以下であると好ましく、３０μｍ以下であるとより好ましく、２５μｍ以下であると更に好ましい。導電粒子４の平均粒径は、１μｍ以上であると好ましく、１０μｍ以上であるとより好ましい。また、１０％圧縮弾性率（Ｋ値）が１００～１０００ｋｇｆ／ｍｍ^２のものを適宜選択して使用することができる。

導電粒子４の平均粒径は、次のようにして求めることができる。すなわち、１個の核粒子を任意に選択し、これを示差走査電子顕微鏡で観察してその最大径及び最小径を測定する。この最大径及び最小径の積の平方根をその粒子の粒径とする。この方法で、任意に選択した核粒子５０個について粒径を測定し、その平均値を導電粒子４の平均粒径とする。

本実施形態の導電性接着フィルム１０において、導電粒子４の平均粒径ａと接着剤層１の厚みｂとは、下記式（１）の関係を満たす。
ａ≧ｂ・・・（１）

上記接着剤層１の厚みは、導電粒子４の平均粒径に対して、２０～１００％の厚みであると好ましく、８０～１００％の厚みであるとより好ましい。また、接着剤層１の厚みは、導電粒子４の平均粒径に対して１００％未満であってもよい。この場合、導電粒子４の一部が、導電性接着フィルム１０の表面に露出した状態となり、対向する電極間の接続抵抗をより低減することができる。接着剤層１の厚みは、ミューチェッカー（ミツトヨ株式会社製）等の接触式の厚み計により測定することができる。接触式の厚み計により厚みを測定することで、接着剤層１の表面から導電粒子４が突出している場合であっても、導電粒子の突出部に集中して圧力がかかることで導電粒子が潰れ、導電粒子の粒径の影響を受けずに接着剤層１の厚み（接着剤成分２により形成される層の厚み）を測定することができる。

フィラー６としては、絶縁性無機フィラー、ウィスカー、樹脂フィラー等が挙げられる。絶縁性無機フィラーの材質としては、例えば、ガラス、シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック、マイカ、及び、窒化ホウ素等が挙げられる。これらの中でも、シリカ、アルミナ、酸化チタン、及び、窒化ホウ素が好ましく、シリカ、アルミナ、及び、窒化ホウ素がより好ましく、シリカ、及び、アルミナが更に好ましい。ウィスカーの材質としては、ホウ酸アルミニウム、チタン酸アルミニウム、酸化亜鉛、珪酸カルシウム、硫酸マグネシウム、窒化ホウ素等が挙げられる。樹脂フィラーの材質としては、ポリウレタン、ポリイミド、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸メチル－ブタジエン－スチレン共重合樹脂（ＭＢＳ）等を用いることができる。これらのフィラーは単独又は２種以上の混合体として用いることもできる。フィラーの形状については特に制限されない。また、フィラー６は、疎水性のフィラーが好ましい。

フィラー６の平均粒径は、０．００１～３５μｍであることが好ましく、０．０５～２０μｍであることがより好ましく、０．０１～１０μｍであることが更に好ましい。平均粒径が０．０１μｍ以上であることで、フィラー６の凝集力が向上する傾向があり、３５μｍ以下であることで、フィラー６の分散性が向上する傾向がある。フィラー６の平均粒径は、導電粒子４の平均粒径より小さい方が好ましく、導電粒子４の平均粒径の１０％より小さい方がより好ましい。

接着剤層１において、フィラー６の含有量は、接着剤層１の全質量を基準として５質量％以上３０質量％未満であり、５～２５質量％であることが好ましく、５～２０質量％であることがより好ましく、１０～２０質量％であることが更に好ましい。この含有量が５質量％以上であることで、電極同士を接続する際に接着剤成分２の流動を充分に抑えることができ、３０質量％未満であることで、電極同士を充分に高い接着力で接続することができる。

本実施形態の導電性接着フィルム１０は、（ａ）エポキシ樹脂、及び（ｂ）潜在性硬化剤からなる接着剤を接着剤層１における接着剤成分２として含有することが好ましい。

（ａ）エポキシ樹脂としては、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ及び／又はビスフェノールＡＤ等とから誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂、エピクロルヒドリンとフェノールノボラック又はクレゾールノボラックとから誘導されるエポキシノボラック樹脂又はナフタレン環を含んだ骨格を有するナフタレン系エポキシ樹脂、グリシジルアミン、グリシジルエーテル、ビフェニル、脂環式等の１分子内に２個以上のグリシジル基を有する各種のエポキシ化合物等を単独にあるいは２種以上を混合して用いることが可能である。これらのエポキシ樹脂は、不純物イオン（Ｎａ^＋、Ｃｌ^－等）及び加水分解性塩素等を３００ｐｐｍ以下に低減した高純度品を用いることがエレクトロンマイグレーション防止のために好ましい。

（ｂ）潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素－アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミンの塩、ジシアンジアミド等が挙げられる。これらは、１種を単独又は２種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。また、これらの硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものは、可使時間が延長されるために好ましい。

また、本実施形態の導電性接着フィルムは、（ｃ）加熱若しくは光によって遊離ラジカルを発生する硬化剤（以下、「遊離ラジカル発生剤」ともいう。）、及び（ｄ）ラジカル重合性物質からなる接着剤を接着剤層１における接着剤成分２として含有することも好ましい。

（ｃ）遊離ラジカル発生剤としては、過酸化化合物、アゾ系化合物等の加熱により分解して遊離ラジカルを発生するものであり、目的とする接続温度、接続時間、ポットライフ等により適宜選定されるが、高反応性とポットライフの点から、半減期１０時間の温度が４０℃以上かつ、半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物が好ましい。この場合、（ｃ）遊離ラジカル発生剤の配合量は、接着剤成分２の固形分全体に対して、０．０５～１０質量％であると好ましく、０．１～５質量％であるとより好ましい。

（ｃ）遊離ラジカル発生剤は、具体的には、ジアシルパーオキサイド、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、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド等から選定できる。電極の腐食を抑えるために、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドから選定されることが好ましく、高反応性が得られるパーオキシエステルから選定されることがより好ましい。

ジアシルパーオキサイドとしては、例えば、イソブチルパーオキサイド、２，４－ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５－トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。

パーオキシジカーボネートとしては、例えば、ジ－ｎ－プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス（４－ｔ－ブチルシクロヘキシル）パーオキシジカーボネート、ジ－２－エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２－エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３－メチル－３－メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。

パーオキシエステルとしては、例えば、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３－テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１－シクロヘキシル－１－メチルエチルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ－ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３－テトラメチルブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノネート、２，５－ジメチル－２，５－ビス（２－エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１－シクロヘキシル－１－メチルエチルパーオキシ－２－エチルヘキサノネート、ｔ－ヘキシルパーオキシ－２－エチルヘキサノネート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノネート、ｔ－ブチルパーオキシイソブチレート、１，１－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ－ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシ－３，５，５－トリメチルヘキサノネート、ｔ－ブチルパーオキシラウレート、２，５－ジメチル－２，５－ビス（ｍ－トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ－ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ－ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。

パーオキシケタールとしては、例えば、１，１－ビス（ｔ－ヘキシルパーオキシ）－３，５，５－トリメチルシクロヘキサン、１，１－ビス（ｔ－ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）－３，５，５－トリメチルシクロヘキサン、１，１－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。

ジアルキルパーオキサイドとしては、例えば、α，α’－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。

ハイドロパーオキサイドとしては、例えば、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。

これらの（ｃ）遊離ラジカル発生剤は１種を単独で又は２種以上を混合して使用することができ、分解促進剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。

（ｄ）ラジカル重合性物質は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であり、その具体例としては、アクリレート、メタクリレート、マレイミド化合物等が挙げられる。（ｄ）ラジカル重合性物質の配合量は、接着剤成分２の固形分全体に対して、２５～５５質量％であると好ましく、３０～５０質量％であるとより好ましい。

アクリレート（メタクリレート）としては、例えば、ウレタンアクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、２－ヒドロキシ－１，３－ジアクリロキシプロパン、２，２－ビス〔４－（アクリロキシメトキシ）フェニル〕プロパン、２，２－ビス〔４－（アクリロキシポリエトキシ）フェニル〕プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ε－カプロラクトン変性トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート等が挙げられる。

マレイミド化合物としては、分子中にマレイミド基を少なくとも２個以上含有するものが好ましく、例えば、１－メチル－２，４－ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’－ｍ－フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－Ｐ－フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－ｍ－トルイレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－（３，３’－ジメチル－ビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－（３，３’－ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－（３，３’－ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－４，４－ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’－３，３’－ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２－ビス［４－（４－マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、２，２－ビス［３－ｓ－ブチル－４，８－（４－マレイミドフェノキシ）フェニル］プロパン、１，１－ビス［４－（４－マレイミドフェノキシ）フェニル］デカン、４，４’－シクロヘキシリデン－ビス［１－（４－マレイミドフェノキシ）－２－シクロヘキシル］ベンゼン、２，２－ビス［４－（４－マレイミドフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いたり、アリルフェノール、アリルフェニルエーテル、安息香酸アリル等のアリル化合物と組み合わせて用いてもよい。

このような（ｄ）ラジカル重合性物質は、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。（ｄ）ラジカル重合性物質は、２５℃での粘度が１０００００～１００００００ｍＰａ・ｓであるラジカル重合性物質を少なくとも含有することが好ましく、特に１０００００～５０００００ｍＰａ・ｓの粘度（２５℃）を有するラジカル重合性物質を含有することが好ましい。（ｄ）ラジカル重合性物質の粘度の測定は、市販のＥ型粘度計を用いて測定できる。

（ｄ）ラジカル重合性物質の中でもウレタンアクリレート又はウレタンメタアクリレートが接着性の観点から好ましく、また、耐熱性を向上させるために用いる有機過酸化物との橋かけ後、単独で１００℃以上のＴｇを示すラジカル重合性物質を組み合わせて用いることが特に好ましい。このようなラジカル重合性物質としては、ジシクロペンテニル基、トリシクロデカニル基及び／又はトリアジン環を有するものを用いることができる。特に、トリシクロデカニル基又はトリアジン環を有するラジカル重合性物質が好適に用いられる。

本実施形態の導電性接着フィルムには、必要に応じて、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類等の重合禁止剤を適宜用いてもよい。

また、更に、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質を、接着剤成分２の固形分全量を基準として０．１～１０質量％用いた場合、金属等の無機物表面での接着強度が向上するので好ましく、０．５～５質量％であるとより好ましい。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、無水リン酸と２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートの反応物として得られる。具体的には、２－メタクリロイロキシエチルアッシドフォスフェート、２－アクリロイロキシエチルアッシドフォスフェート等が挙げられる。こららは、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

また、本実施形態の導電性接着フィルムはフィルム状で使用することが取り扱い性に優れることから好ましく、その場合、フィルム形成材として、フィルム形成性高分子を含有してもよい。フィルム形成性高分子としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンオキサイド、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイソシアネート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステルウレタン樹脂等が用いられる。これらの中でも水酸基等の官能基を有する樹脂は接着性が向上することができるので、より好ましい。また、これらの高分子をラジカル重合性の官能基で変性したものも用いることができる。これら高分子の重量平均分子量は１００００以上が好ましい。また、重量平均分子量が１００００００以上になると混合性が低下するため、１００００００未満であると好ましい。

更に、本実施形態の導電性接着フィルムは、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤、フェノール樹脂、メラミン樹脂、イソシアネート類等を含有することもできる。

カップリング剤としては、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種以上の基を含有する化合物が、接着性の向上の点から好ましい。

本実施形態の導電性接着フィルム１０は、大面積電極、特に３．０ｍｍ×３．０ｍｍ以上の大きさを有する電極を接続する用途に好適に用いることができる。また、上記大面積電極を有する回路部材同士を接続する用途に好適に用いることができる。

本実施形態の導電性接着フィルム１０は、以下の方法で作製することができる。すなわち、上述した接着剤成分、導電粒子、フィラー、及び、その他添加剤等を有機溶媒中に加え、攪拌混合、混錬等により溶解又は分散させて樹脂ワニスを調製し、これを塗布、乾燥させて接着剤層１を形成する。これにより、接着剤層１からなる導電性接着フィルム１０を得ることができる。

導電性接着フィルムは、基材フィルム上に接着剤層が積層された構造を有していてもよい。この場合、上記樹脂ワニスを、離型処理を施した基材フィルム上に、ナイフコーター、ロールコーター、アプリケーター、ダイコーター、コンマコーター等を用いて塗布した後、加熱により有機溶媒を減少させて、基材フィルム上に接着剤層を形成することで、基材フィルムと接着剤層とを有する導電性接着フィルムを得ることができる。

基材フィルムとしては、有機溶媒を揮発させる際の加熱条件に耐え得る耐熱性を有するものであれば特に制限はなく、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリエーテルナフタレートフィルム、メチルペンテンフィルム等が例示できる。基材フィルムは、これらのフィルムからなる単層のものに限られず、２種以上の材料からなる多層フィルムであってもよい。

塗布後の樹脂ワニスから有機溶媒を揮発させる際の条件は、具体的には、５０～２００℃、０．１～９０分間の加熱を行うことが好ましい。このとき、有機溶媒が１．５％以下まで揮発する条件とすることが好ましい。

次に、本実施形態に係る電極の接続構成の製造方法の一実施形態を、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は電極同士を接続する前の電極及び導電性接着フィルムの断面図であり、図１の（ｂ）は電極同士を接続する際の電極の接続構造の断面図であり、図１の（ｃ）は電極同士を接続した電極の接続構造の断面図である。

まず、図１の（ａ）に示すように第１の金属電極２０上に導電性接着フィルム１０を載置する。なお、第１の金属電極２０はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのいずれかの金属からなる。

次に、位置合わせをしながら第２の金属電極３０と第１の金属電極２０とが互いに対向するように導電性接着フィルム１０の上に載置して、導電性接着フィルム１０を第１の金属電極２０と第２の金属電極３０との間に介在させる。なお、第２の金属電極３０はＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのいずれかの金属からなる。

次に、加熱しながら、第１の金属電極２０電極と第２の金属電極３０とを介して、導電性接着フィルム１０を加圧し、図１の（ｃ）に示すような電極同士を接続した電極の接続構造が得られる。硬化処理の方法は、使用する接着剤成分２に応じて、加熱及び光照射の一方又は双方を使用できる。

本実施形態の導電性接着フィルム１０は、接続時に接着剤成分２の溶融流動が少なく、相対する金属電極の接続を得た後、硬化して接続を保持するものであり、接着剤成分２の流動性は大変重要な要素である。厚み０．７ｍｍ、１５ｍｍ×１５ｍｍのガラス板に、厚み２０μｍ、５ｍｍ×５ｍｍの導電性接着フィルム１０を挟み、１４０℃、１．０ＭＰａ、１０秒の条件で加熱加圧を行った場合、初期の接着剤層１の主面の面積（Ａ）ｍｍ^２と加熱加圧後の接着剤層１の主面（Ｂ）ｍｍ^２とを用いて表される流動値（Ｂ）／（Ａ）の値が０．９～１．１であることが好ましく、０．９５～１．０５であることがより好ましい。流動値が０．９以上であると硬化収縮による電極のゆがみを充分に抑制でき、１．１以下であると外部への接着剤層１の染み出しを充分に抑制できる。

本実施形態の導電性接着フィルム１０の硬化後の室温（２５℃）での弾性率は、１００～３００００ＭＰａが好ましく、１００００～２００００ＭＰａがより好ましい。弾性率は、動的粘弾性測定装置（ＴＡインスツルメンツ株式会社製）により測定することができる。

本実施形態に係る電極の接続構成は、図３に示す構造を有していてもよい。図３に示す電極の接続構成においては、第１の金属電極２０の長さ方向と第２の金属電極３０の長さ方向とが直交するように、第１の金属電極２０と第２の金属電極３０とが導電性接着フィルム１０を介して電気的に接続されている。

これらの電極の接続構成によれば、上記本実施形態の導電性接着フィルムを用いて電極同士が接続されているため、大面積電極の接続が可能となり、接続抵抗の低減及び接着力の向上が図れ、かつ樹脂の流動は少なく、アルミニウム電極に対する接続特性にも優れる。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
（ｄ）ラジカル重合性物質として、ウレタンアクリレート（製品名：ＵＮ－５５００、新中村化学工業株式会社製）２０質量部、ビス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート（製品名：Ｍ－２１５、東亞合成株式会社製）２０質量部、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート（製品名：ＤＣＰ－Ａ、共栄社化学株式会社製）１０質量部、及び２－メタクリロイロキシエチルアッシドフォスフェート（製品名：Ｐ－２Ｍ、共栄社化学株式会社製）３質量部、（ｃ）遊離ラジカル発生剤としてベンゾイルパーオキサイド（製品名：ナイパーＢＭＴ－Ｋ、日油株式会社製）４質量部、並びに、フィルム形成材としてポリエステルウレタン樹脂（製品名：ＵＲ８２４０、東洋紡績株式会社製）をトルエン／メチルエチルケトン＝５０／５０（質量比）の混合溶剤に溶解して得られた２３質量％の溶液６０質量部、を混合及び攪拌し、接着剤成分とした。ここに、疎水性シリカフィラー（製品名：Ｒ１０４、日本アエロジル株式会社製、平均粒径１２μｍ）を分散させた。更に、ポリスチレンを核とした粒子の表面に、厚み０．２μｍのニッケル層を設け、このニッケル層の外側に、厚み０．０４μｍの金層を設けた平均粒径２０μｍの導電粒子（１０％圧縮弾性率（Ｋ値）：４１０Ｋｇｆ／ｍｍ^２）を接着剤成分１００質量部に対して１０質量部分散させ、分散液を得た。この分散液を厚み５０μｍの片面を表面処理したＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃で１０分間熱風乾燥することにより、厚みが２０μｍの異方導電性の接着剤層（幅１５ｃｍ、長さ７０ｍ）をＰＥＴフィルム上に備える導電性接着フィルムを得た。ここで、疎水性シリカフィラーの添加量は、接着剤層の全質量を基準（１００質量％）として１０質量％となる量とした。得られた導電性接着フィルムを３．０ｍｍ幅に裁断し、内径４０ｍｍ、外径４８ｍｍのプラスチック製リールの側面（厚み３．４ｍｍ）に接着剤層面を内側にして５０ｍ巻きつけ、テープ状の導電性接着フィルムを得た。

（実施例２～４及び比較例１）
疎水性シリカフィラーの添加量を表１のように変化させた以外は実施例１と同様にして、テープ状の導電性接着フィルムを得た。

（実施例５～６及び比較例２～３）
接着剤層の厚みを表１のように変化させた以外は実施例３と同様にして、テープ状の導電性接着フィルムを得た。

＜流動性の測定＞
実施例及び比較例で得られた導電性接着フィルム（直径１．０ｍｍの円形形状）の接着剤層面を、７０℃、０．５ＭＰａで２秒間加熱加圧して薄膜ガラス（厚み０．７ｍｍ、１５ｍｍ×１５ｍｍ）に転写し、ＰＥＴフィルムを剥離した。この接着剤層上に厚み０．７ｍｍ、１５ｍｍ×１５ｍｍのガラス板を配置して２枚のガラス板で接着剤層を挟み、１４０℃、１．０ＭＰａ、１０秒の条件で加熱加圧を行った。加熱加圧前の初期の接着剤層の主面の面積（Ａ）ｍｍ^２と加熱加圧後の接着剤層の主面の面積（Ｂ）ｍｍ^２とを用いて表される流動値（Ｂ）／（Ａ）を求めた。流動値（Ｂ）／（Ａ）は異なるサンプル５個の測定値を平均して求めた。得られた結果を表１に示す。

＜評価用接続体１の作製＞
接続抵抗の測定には、次のようにして得られた接続体を用いた。実施例、比較例で得られた導電性接着フィルム（幅３．０ｍｍ、長さ３．０ｍｍ）の接着剤層面を、７０℃、０．５ＭＰａで２秒間加熱加圧してアルミニウム箔（幅３．０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚み２０μｍ）に転写し、ＰＥＴフィルムを剥離した（図３の（ａ）及び（ｂ）参照）。次いで、転写した接着剤層上に銅箔（幅３．０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚み２０μｍ）を置き、２４℃、０．５ＭＰａで１秒間加圧して仮固定した。このとき、アルミニウム箔の長さ方向と銅箔の長さ方向とが直交するように配置した（図３の（ｃ）参照）。この銅箔が仮固定されたアルミニウム箔を本圧着装置に設置し、２００μｍ厚みのシリコーンゴムをクッション材として、アルミニウム箔側から、ヒートツールによって１４０℃、１．０ＭＰａで１０秒間加熱加圧して幅３．０ｍｍ、長さ３．０ｍｍにわたり接続し、図３の（ｄ）に示したような構造を有する評価用接続体１を得た。

＜評価用接続体２の作製＞
本圧着時の加熱加圧条件を、１４０℃、０．５ＭＰａで１０秒間の低圧力条件とした以外は評価用接続体１の作製と同様にして、アルミニウム箔と銅箔とを接着剤層を介して幅３．０ｍｍ、長さ３．０ｍｍにわたり接続し、図３の（ｄ）に示したような構造を有する評価用接続体２を得た。

＜接続抵抗の測定＞
上述の評価用接続体１，２の接続部を含むアルミニウム箔と銅箔間の二端子間の抵抗値を、マルチメータ（装置名：ＴＲ６８４５、株式会社アドバンテスト製）で測定した。抵抗値は異なるサンプル５個の測定値を平均して求めた。得られた結果を表１に示す。

＜接着力の評価＞
上述の評価用接続体１を剥離速度５０ｍｍ／ｍｉｎで剥離することにより接着力の測定を行った。接着力は、引っ張り試験機（オリエンテック株式会社製）により測定した。結果を表１に示す。

表１に示した結果から分かるように、比較例１はフィラーの量が多く、接着力が不充分であった。比較例２～３は、導電粒子の平均粒径が接着剤層の厚みより小さく、低圧力（０．５ＭＰａ）接続時の抵抗値が高くなった。

２…接着剤成分、４…導電粒子、６…フィラー、１０…導電性接着フィルム（接着剤層）、２０…第１の金属電極、３０…第２の金属電極。

Claims

相対向する電極間に介在され、相対向する電極間を電気的に接続する導電性接着フィルムであって、
フィラー及び導電粒子を含有する接着剤層からなり、
前記フィラーの含有量が前記接着剤層の全質量を基準として５質量％以上３０質量％未満であり、
前記フィラーの平均粒径が０．０５～２０μｍであり、
前記導電粒子の平均粒径ａ（μｍ）と前記接着剤層の厚みｂ（μｍ）とが下記式（１）の関係を満たす、単層の導電性接着フィルム。
ａ≧ｂ …（１）
前記導電粒子の平均粒径が１～３５μｍである、請求項１に記載の導電性接着フィルム。
前記接着剤層が、加熱又は光によりラジカルを発生する硬化剤、ラジカル重合性物質、及び、フィルム形成材を更に含有する、請求項１又は２に記載の導電性接着フィルム。
前記導電粒子は、その表面の一部又は全部が、Ａｕ、Ｎｉ及びＰｂからなる群より選択される少なくとも１種を含む金属により被覆されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の導電性接着フィルム。
前記導電粒子が、核体と前記核体表面の一部又は全部を被覆する金属層とを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の導電性接着フィルム。
前記核体が有機高分子化合物を含む、請求項５に記載の導電性接着フィルム。
前記フィラーが、シリカ及びアルミナからなる群より選択される少なくとも１種のフィラーを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の導電性接着フィルム。
前記導電粒子の一部が、導電性接着フィルムの表面に露出している、請求項１～７のいずれか一項に記載の導電性接着フィルム。
相対向する電極の少なくとも一方がアルミニウムを含む金属からなる電極である、請求項１～８のいずれか一項に記載の導電性接着フィルム。