JPH05247424A - 異方性導電膜用接着剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、及び接着力の持続性を共に有する異
方性導電膜用接着剤組成物を提供する。 【構成】 （１）スチレン−ブタジエン−スチレン−ブ
ロック共重合体１００重量部、粘着付与剤３０〜１００
０重量部、及びカルボキシル化スチレン−エチレン−ブ
チレン−スチレン−ブロック共重合体２０〜４００重量
部を含んで成る接着剤組成物；並びに （２）前記接着剤成分１００重量部に対して０．１〜２
０重量部の、粒子サイズ０．１〜５０μの導電性粒子；
を含んで成る異方性導電膜用接着剤組成物。この組成物
は、９．０〜９．５の溶解度パラメーター値を有する溶
剤を用いることにより最も効果的に塗布することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は異方性導電膜用接着剤組
成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品の小型化に伴い、これら
に用いられる、回路基板は高密度、高精密化されてい
る。これらの、微細回路の接続は、従来の半田やゴムコ
ネクターでは対応が難しく、最近では導電性接着フィル
ムである異方性導電膜による接続が提唱されている。

【０００３】異方性導電膜による接続方法は、接続する
回路部材、例えばＦＰＣ（FlexiblePrinted Circuit Bo
ard) とＩＴＯ（Indium Tin Oxide) ガラスの間に異方
性導電膜を設け、加熱加圧手段を講じることにより、上
下回路間の電気的接続を得ると共に、隣接回路間の絶縁
性を保ちつつ、上下の回路を接着固定するものである。

【０００４】この異方性導電膜に用いる接着剤として
は、スチレン−ブタジエン−スチレン−ブロック共重合
体（以下、ＳＢＳと略記する。）をベースポリマーとし
た系がそのクリープ特性の良好さ、接着力の高さから多
様されている（特開昭６２−１８１３７９）。クリープ
特性が良好ということは、電気的接続の安定性に優れて
いるということである。しかしながら、ＳＢＳは、不飽
和二重結合を有するため、耐熱、耐酸化性に問題があっ
た。酸化を防止するためには多量の酸化防止剤を添加す
ればよいが、多量の添加は同時に接着力を低下させた
り、抵抗値安定性に悪影響を及ぼす傾向があった。

【０００５】そこで、不飽和結合を水添したスチレン−
エチレン−ブチレン−スチレン−ブロック共重合体（以
下ＳＥＢＳと略記する。）の検討も試みられている（特
開昭６３−８６７８１）。しかしながら、ＳＥＢＳをベ
ースポリマーとした系は、耐熱性は良好であるが、接着
力に乏しいという問題があった。さらに、ＳＥＢＳをベ
ースポリマーとした系は、ＳＢＳをベースポリマーとし
た系に比べて、粘着性を得るのが難しく、オイル類を粘
着付与剤と共に用い、凝集力を下げて使用していた。接
着剤に粘着性があると、回路部材の位置合わせを簡単に
行うことができて好ましいが、凝集力の低下は、クリー
プ力や接着力の低下に通ずるので問題となっていた。

【０００６】さらに、ＳＥＢＳの低接着力の改良のため
に、カルボキシル基が導入されたＳＥＢＳ（以下、Ｃ−
ＳＥＢＳと略記する。）が検討されている（特開平１−
２６１４７８）。しかしながら、Ｃ−ＳＥＢＳをベース
ポリマーとした系は、カルボキシル基が親水性であるこ
とより，高湿度下での接着力の低下が著しいという問題
が見られた。そのため、シランカップリング剤等の添加
が試みられているが、アミノシランなどのアミノ基のよ
うに、カルボキシル基との反応性のある官能基をもった
シランカップリング剤は安定剤の面から使えないなどの
制約があった。

【０００７】また、Ｃ−ＳＥＢＳはＳＥＢＳと同様に、
凝集力を下げずに粘着性を得るのが難しく、抵抗値安定
性に問題があった。更に、ＳＢＳとＳＥＢＳの混合を試
みたが、相容性に乏しく、経時的に相分離が生じた。さ
らに溶液中でポリマーを混合する場合に沈殿が生ずるな
どの問題が見られた。また、ＳＢＳとＣ−ＳＥＢＳの混
合においても、単に、それぞれの良溶媒であるトルエン
を用いて混合しても、同様にポリマーが沈殿する問題が
見られた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、ＳＢ
ＳとＣ−ＳＥＢＳとを基礎とし、上記種々の問題点が解
決された異方性導電接着剤組成物を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の問題を
鋭意検討した結果、ＳＢＳとＣ−ＳＥＢＳとを基礎とし
た接着剤成分の組成比及び単電性粒子の大きさと含有量
を特定するとともに、ＳＢＳとＣ−ＳＥＢＳを混合する
際の溶剤として、溶解度パラメーター（ＳＰ）値９．０
−９．５の極性の溶剤を用いれば、溶剤状態でのポリマ
ーの沈殿を防げることを見出した。本発明はこの知見に
基き、優れた耐熱性と耐湿性を有し、適当な粘着性を持
った、異方性導電膜を提供するものである。

【００１０】従って本発明は、 （１）スチレン−ブタジエン−スチレン−ブロック共重
合体１００重量部、粘着付与剤３０〜１０００重量部、
及びカルボキシル化スチレン−エチレン−ブチレン−ス
チレン−ブロック共重合体２０〜４００重量部を含んで
成る接着剤組成物；並びに （２）前記接着剤成分１００重量部に対して０．１〜２
０重量部の、粒子サイズ０．１〜５０μの導電性粒子；
を含んで成る異方性導電膜用接着剤組成物を提供する。

【００１１】本発明はまた、９．０〜９．５の溶解度パ
ラメーター値（ＳＰ値）を有する溶剤を含んで成る上記
の組成物を提供する。

【００１２】

【具体的な説明】本発明に用いられるＳＢＳは、市販の
ものの中から選ぶことができるが、例えば、タフプレン
Ａ（旭化成）、ソルプレンＴ４１１（旭化成）、アサプ
レンＴ４３０（旭化成）、カリフレックスＴＲ１１０１
（シエル化学）、カリフレックスＴＲ１１０２（シエル
化学）等が挙げられ、数平均分子量５−３０万の範囲の
ものが好ましい。数平均分子量が５万未満では、耐熱
性、耐クリープ性に劣り、接着力に乏しいなど問題があ
り、数平均分子量が３０万を越えると、熱圧着時に高温
を要し、液晶などのディスプレイ装置に悪影響を及ぼす
おそれがあるからである。

【００１３】また、ＳＢＳのＳ成分（スチレン重合体ブ
ロック）の含有率としては、１０−５０重量％が好まし
い。Ｓ成分の含有率が５０％を超えると、耐寒性が悪く
なったり、接着力が低下したりするからであり、含有率
１０％未満では耐熱性に劣ったり、耐クリープ性がとぼ
しくなったりするからである。

【００１４】Ｃ−ＳＥＢＳは、分子鎖中に少なくとも一
個のカルボキシル基を持ったＳＥＢＳと定義することが
できる。これも、市販のものの中から選ぶことができ、
例えば、タフテックＭ１９１１（旭化成）、タフテック
Ｍ１９１３（旭化成）、タフテックＭ１９４３（旭化
成）、クレイトンＦＧ１９０１Ｘ（シエル化学）等が挙
げられ、数平均分子量としては、１−２０万の範囲のも
のが好ましい。数平均分子量が１万未満では耐熱性、耐
クリープ性に劣り、数平均分子量が２０万を越えると、
ＳＢＳとの相溶性が悪くなるからである。また、ＳＢＳ
と同じ理由でＳ成分の含有率は１０−５０重量％が好ま
しい。

【００１５】Ｃ−ＳＥＢＳの添加量をＳＢＳ１００重量
部に対して、２０−４００重量部と規定するのは、２０
重量部未満では、耐酸化性の向上に顕著な効果が見られ
ないからであり、４００重量部をこえると、耐湿性に劣
ったり、粘着性の発現が乏しくなるなどの問題が生じる
からである。粘着付与剤としては、公知のものの中か
ら、単独あるいは、複数選ぶことができ、例えば、テル
ペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、クマロン樹脂、ロ
ジンエステル樹脂、芳香族系石油樹脂、炭化水素樹脂等
が挙げられる。

【００１６】粘着付与剤の添加量を３０−１０００重量
部と規定するのは、３０重量部未満では、接着力が低下
し、適当な粘着性が得られないからである。また、添加
量が１０００重量部をこえると、凝集力やクリープ力が
低下するからである。導電粒子としてはＮｉ，Ｆｅ，Ａ
ｕ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ａｌ，Ｐｂ，Ｓｎ，Ｚｕ，Ｐｔ
などの金属単体、合金、金属酸化物、カーボン、グラフ
ァイトなどの導電物質、あるいはガラス等の無機物やプ
ラスチック等の表面に導電層を設けた導電物質も適用可
能である。また、形状としても、球状、突起状、偏平
状、針状などの粒子を、単粒子あるいは凝集粒子として
用いてもよい。これらも市販品を用いることができ、例
えばファインパールＡＵ−１０５（住友化学）、Ｔ１２
３（インコ社）、Ｔ２５５（インコ社）、ＳＦ−ＰｂＳ
ｎ６０４０（日本アトマイズ）等が挙げられる。

【００１７】導電粒子の平均粒径としては、０．１−５
０μが好ましい。０．１μ未満では接続する部材間の導
通が得られにくく、５０μをこえると隣接導体間でショ
ートが発生するおそれがあるからである。また、導電粒
子の添加量としては、絶縁性接着剤１００重量部に対し
て、０．１−２０重量部が好ましい。平均粒径と同様に
添加量が０．１未満では、導通が得られにくく、２０重
量部をこえると、隣接導体間でショートが発生しやすく
なるからである。

【００１８】本発明に於て、成膜する際の溶剤をＳＢ
Ｓ，Ｃ−ＳＥＢＳの良溶剤でＳＰ値が９．０−９．５に
規定するのは、良溶剤でなければ、プロセス上問題を生
じ、良溶剤であってもＳＰ値が９．０未満では、ポリマ
ーが相分離し、沈殿するからであり、ＳＰ値が９．５を
こえると、ＳＢＳ，Ｃ−ＳＥＢＳの貧溶媒となり、問題
となるからである。ＳＢＳ，Ｃ−ＳＥＢＳの良溶剤でＳ
Ｐ値が９．０−９．５の溶剤としては、Ｏ−キシレン、
ＴＨＦ、トリクロロエチレン、トルエン／ＴＨＦ＝１／
１、トルエン／ＭＩＢＫ＝１／１などがある。更に、溶
剤種に関しては、粘度、溶解速度、乾燥速度などプロセ
ス上の問題を加味して選択することができる。

【００１９】なお、本発明には、本発明の主旨に反しな
い範囲で、充填剤、軟化剤、硬化剤、硬化促進剤、酸化
防止剤、カップリング剤などを使用することができる。

【００２０】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。実験例１．溶剤種の検討 ＳＢＳ、及びＣ−ＳＥＢＳを溶剤に溶解、混合させ、ポ
リマーの溶解性、沈殿性を検討した。

【００２１】（１）ポリマーの溶解性 ＳＢＳ，Ｃ−ＳＥＢＳを２０％の濃度になるよう、溶剤
と混合し、溶解性を判断した。 ○ ＳＢＳ，Ｃ−ＳＥＢＳとも溶解させる △ ＳＢＳ，Ｃ−ＳＥＢＳどちらか一方を溶解させる × ＳＢＳ，Ｃ−ＳＥＢＳとも溶解させない （２）ポリマーの沈殿性 上記溶液を１／１の比率で混合し、更に、粘着付与剤と
してＹＳレジンＰｘ１１５０（安原油脂工業製）をＳＢ
ＳとＣ−ＳＥＢＳの混合物１００重量部に対して、１０
０重量部添加した後、室温に２４時間放置し、ポリマー
の沈殿性及び混合溶液の透明性を検討した。

【００２２】○ 混合溶液透明、ポリマーの沈殿なし △ 混合溶液不透明、ポリマーの沈殿なし × ポリマーの沈殿あり この結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】この結果、本発明において使用する溶剤と
しては、ＳＰ値が９〜９．５のものが好ましいことが明
らかとなった。実施例１〜２０ 接着剤溶液の調製及び異方導電性膜の作成 溶剤として、トルエン／ＴＨＦ＝１／１を用い、溶剤４
００重量部に対して、ＳＢＳ１００重量部を溶解させＳ
ＢＳ溶液とした。また、同様に、Ｃ−ＳＥＢＳ溶液を作
成し、ＳＢＳ溶液とＣ−ＳＥＢＳ溶液とを比率をかえて
混合した。それに粘着付与剤と導電粒子を添加量を変え
て添加した後、スクリューミキサーで約１０分間攪拌
し、導電性接着剤溶液とした。

【００２５】そしてそれを、ナイフコーターでセパレー
ター（シリコン処理５０μポリエステルフィルム）上に
塗布し、オーブン中、温度１２０℃で３分間乾燥させ、
接着剤厚み約２５ｕの導電性接着フィルムとした。な
お、使用したＳＢＳはタフプレンＡ（旭化成製）、ソル
プレンＴ４１１（旭化成製）、クレイトン１１８４（シ
ェル化学製）Ｃ−ＳＥＢＳはタフテックＭ１９１３，Ｍ
１９１１，Ｍ１９４３，Ｍ１９５３（旭化成製）、クレ
イトンＦＧ１９０１Ｘ（シェル化学製）であった。その
分子量及びスチレン（Ｓ）とブタジエン及びブチレン・
エチレン（Ｂ）との比を表２に示す。また、使用した粘
着付与剤はテルペンフェノールのＹＳポリスターＴ１１
５（安原油脂工業製）、β−ピネンのＹＳレジンＰｘ１
１５０（安原油脂工業製）、水添テルペン樹脂のクリア
ロンＰ１１５（安原油脂工業製）、導電粒子は平均粒径
１０μのファインパールＡｕ−１０Ｓ（住友化学製）、
一次平均粒径が０．０１μで二次平均粒径が０．０５−
５μのＮｉ凝集粒子Ａ及び一次平均粒径が１．０μで二
次平均粒径が５−８０μのＮｉ凝集粒子Ｂであった。ま
た、Ｎｉ凝集粒子の平均粒径はボールミル法によりコン
トロールし、画像処理装置ＳＰＩＣＣＡ２（日本アビオ
ニクス製）により測定を行った。

【００２６】

【表２】

【００２７】評価及び測定方法 上記で作成した異方導電性膜を用い、酸化劣化による外
観評価、粘着性測定、抵抗値測定、接着力測定、クリー
プ力測定、ショート測定を行なった。

【００２８】（１）外観評価 温度８０，１００，１２０℃のオーブン中に１０００時
間放置して、接着剤部分の変色具合、しなやかさより、
酸化劣化の度合いを判断した。 ◎ 変色せず／フィルムはフレキシブル ○ 若干変色／フィルムはフレキシブル △ 少々赤褐色に変色／フィルムに若干クラックが生じ
る × 赤褐色に変色／フィルムにクラックが生じ、もろく
なる （２）粘着性評価 フィンガータック及びＦＰＣの保持性から、導電性接着
フィルムの粘着性を評価した。

【００２９】フィンガータック 指で接着剤表面のベタツキを感覚的に判断した。 ○ ベタツキあり △ 少々ベタツキあり × ベタツキなし ＦＰＣの保持性 ガラスの上に接着剤フィルムをはり、その上からＦＰＣ
（３５ｕ Ｃｕ／５０ｕポリイミドフィルム、ピッチ
０．４mm、長さ３cm、幅１cm）を指で押し付け、ガラス
を傾けたり、振ったりして、ＦＰＣが落ちるかどうか検
討した。

【００３０】○ ガラスを傾けても、ガラスをふっても
ＦＰＣは落ちない △ ガラスを傾けてもＦＰＣは落ちないが、ガラスをふ
るとＦＰＣが落ちる × ガラスを傾けるとＦＰＣは落ちる （３）抵抗値測定 被着体として、上記ＦＰＣとＩＴＯガラス（３０ohm ／
□）を用い、被着体の間に導電性接着剤フィルムを挟
み、熱圧着機（住友３Ｍ製、Ｊ３ボンダー）で、温度１
８０℃、圧力３０kg／cm² 、時間１５秒、圧着面積０．
２mm² の条件で熱圧着した。そして、温度６０℃、相対
湿度９５％RH、１０００時間のエージングの前後で、マ
ルチメーターを用い、抵抗値を測定した。

【００３１】◎ 抵抗値変化 １０ Ohm未満 ○ 抵抗値変化 ５０ Ohm未満 △ 抵抗値変化 １００ Ohm未満 × 抵抗値変化 １００ Ohm以上 （４）接着力測定 抵抗値測定と同一サンプルを、温度６０℃、相対湿度９
５％RH、１０００時間のエージングの前後で、テンシロ
ンを用い、９０°ピール力（引っ張りスピード５０mm／
min.）を測定した。

【００３２】◎ 接着力１０００ｇ／cm以上 ○ 接着力 ５００ｇ／cm以上 △ 接着力 ３００ｇ／cm以上 × 接着力 ３００ｇ／cm未満 （５）クリープ力測定 抵抗値測定と同一サンプルを用い、接着剤に対して、剪
断方向に力が加わるように、ＦＰＣに５００ｇのおもり
をぶらさげ、８０℃オーブン中でおもりが落下するまで
の時間を測定した。

【００３３】◎ 保持時間 ２４時間以上 ○ 保持時間 １２時間以上 △ 保持時間 １時間以上 × 保持時間 １時間未満 （６）ショート測定 被着体として、ＦＰＣ（１８μ Ｃｕ／２５μ ポリイ
ミドフィルム、ピッチ０．２mm、長さ３cm、幅４cm）と
ガラス（非導電）を用い、非着体の間に導電性接着剤フ
ィルムを挟み、熱圧着機（住友３Ｍ製、Ｊ３ボンダー）
で、温度１８０℃、圧力３０kg／cm² 、時間１５秒、圧
着面積４cm² （隣接導体数４００端子）の条件で熱圧着
した。そして、隣接導体間の抵抗を測定し、ショートの
有り無しを判断した。

【００３４】○ ショート 無し × ショート 有り 結果を表３に示す。

【００３５】

【表３】 比較例１−９ 実施例１−２０と同様にし、但し本発明の組成の範囲外
の組成を用いて比較例を実施した。結果を表４に示す。

【００３６】

【表４】

【００３７】

【効果】以上表３〜４の結果から明らかな通り、本発明
の異方性導電性接着剤組成物は、耐熱性及び接着力持続
性の要件を同時にそなえている。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）数平均分子量５〜３０万のスチレ
   ン−ブタジエン−スチレン−ブロック共重合体１００重
   量部，粘着付与剤３０〜１０００重量部、及びカルボキ
   シル化スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン−ブロ
   ック共重合体２０〜４００重量部を含んで成る接着剤組
   成物；並びに （２）前記接着剤成分１００重量部に対して０．１〜２
   ０重量部の、粒子サイズ０．１〜５０μの導電性粒子；
   を含んで成る異方性導電膜用接着剤組成物。
2. 【請求項２】 さらに、９．０〜９．５の溶解度パラメ
   ーター値を有する溶剤を含んで成る、請求項１に記載の
   組成物。
3. 【請求項３】 スチレン−ブタジエン−スチレン−ブロ
   ック共重合体中のスチレン重合体ブロックの含有率が１
   ０〜５０重量％である、請求項１〜２のいずれか１項に
   記載の組成物。
4. 【請求項４】 カルボキシル化スチレン−エチレン−ブ
   チレン−スチレン−ブロック共重合体の数平均分子量が
   １〜２０万である、請求項１又は２に記載の組成物。