JPH09124771A - 異方導電フィルム - Google Patents
異方導電フィルムInfo
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- JPH09124771A JPH09124771A JP7281453A JP28145395A JPH09124771A JP H09124771 A JPH09124771 A JP H09124771A JP 7281453 A JP7281453 A JP 7281453A JP 28145395 A JP28145395 A JP 28145395A JP H09124771 A JPH09124771 A JP H09124771A
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- Non-Insulated Conductors (AREA)
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Abstract
合に使用可能でありかつ接着性、長期信頼性に優れた異
方導電フィルムが得られる。 【解決手段】 重合度が1500〜2500、アセチル
化度が3モル%以下、ブチラール化度が65モル%以
上、フロー軟化点が200℃以上の特性を有するポリビ
ニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、イミダゾール誘導
体と特定の構造で表わされるシリコーンエポキシ化合物
との反応物及び高分子球状核材の表面に金属被覆を有す
る導電粒子を必須成分とする異方導電フィルム。
Description
電気的接続、更に詳しくはLCD(液晶ディスプレイ)
とフレキシブル回路基板やTABフィルムとの接続や、
半導体ICとIC搭載回路基板のマイクロ接合に用いる
異方導電フィルムに関するものである。
い、微細な回路同士の接続、微小部品と微細回路の接続
等の必要性が飛躍的に増大してきており、その接続方法
として、異方性の導電性接着剤やフィルムが使用され始
めている。(例えば、特開昭59−120436、60
−191228、61−274394、61−2879
74、62−244242、63−153534、63
−305591、64−81878、平1−4654
9、1−25178各号公報等)。更なる部品の微細化
が進み、それに伴う異方性導電フィルムによる回路同士
の接続作業において、位置ずれ等の理由によって一度接
続した被接続部材を破損または損傷せずに剥離し再圧着
すること(所謂“リペア”)が可能であることへの要求
や、異方導電フィルムの熱硬化反応時の硬化収縮や種々
の雰囲気中での樹脂自体の歪み応力に基づき、被着体が
損傷(例えば、LCDに用いられるガラス基板のクラッ
クや基板の反り)するという問題が生じてきている。こ
れらの問題を解決するために、速硬化、長ライフ、耐湿
性、更には低歪みの高信頼性熱硬化タイプの異方導電フ
ィルムが強く要求されている。
化型では得られなかった、常温での貯蔵安定性に優れ、
加熱加圧して硬化後、広範囲の温度領域(−40℃〜1
00℃)において優れた接着性を有し、しかも接合部に
残る歪み(応力)が極めて小さく、更に温湿度サイクル
試験のような厳しい処理後も接続抵抗の安定性が優れた
熱硬化型異方導電フィルムを提供するものである。
00〜2500、アセチル化度が3モル%以下、ブチラ
ール化度が65モル%以上、フロー軟化点が200℃以
上の特性を有するポリビニルブチラール樹脂(A)、エ
ポキシ樹脂(B)、イミダゾール誘導体と式(1)で表
わされるシリコーンエポキシ化合物との反応物(C)、
及び高分子球状核材の表面に金属被覆を有する導電粒子
(D)を必須成分とする異方導電フィルムである。
数6以上の芳香族から2個の水素を除いた残基を示し、
互いに同じであっても異なっていてもよい)
ール樹脂の重合度は1500〜2500であるが、重合
度が1500未満だと加熱、加圧時の樹脂流動性が大き
く接着力が不十分となる。また、重合度が2500を越
えると樹脂の流動性が不足し、導電粒子が端子と接触で
きず導通性が得られない。また、本発明に用いるポリビ
ニルブチラール樹脂のアセチル化度は3モル%以下であ
るが、3モル%を越えると被着体(LCDガラス基板や
TABフィルム)との相性が悪くなり接着力が不足し、
ブチラール化度が65モル%未満だと分子中のポリビニ
ルアルコール及びポリ酢酸ビニルの含有割合が増加し接
着力が不足する。更に、ポリビニルブチラール樹脂のフ
ロー軟化点は、200℃以上であるが、200℃未満だ
と加熱、加圧時の樹脂流動性が大きく気泡の抱き込みが
大きくなり接着力が不足する。
に少なくとも2個以上のエポキシ基を有するものであ
る。具体的には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エ
ポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ク
レゾールノボラック型エポキシ樹脂等の他、分子中にナ
フタレン骨格を有するエポキシ樹脂としては、1,6−
ビス−(2,3−エポキシプロポキシ)ナフタレン、ま
たは2,7−ジヒドロキシナフタレンとホルムアルデヒ
ドとの縮合物をエピクドルヒドリンと反応した樹脂、2
−ヒドロキシナフタレンと2,7−ジヒドロキシナフタ
レンとホルムアルデヒドとの縮合物をエピクドルヒドリ
ンと反応した樹脂等が挙げられるが、これらのものに限
定されるものではなく、また単独でも混合して用いても
差し支えない。
は、例えば、2−メチルイミダゾール、2−エチルイミ
ダゾール、2−ウンデシルイミダゾール、2−ヘプタジ
シルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エ
チル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4−メ
チルイミダゾール、2−フェニル−4−メチル−5−ヒ
ドロキシメチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−
ジヒドロキシメチルイミダゾール等の分子内に活性水素
を有するものが挙げられる。本発明に用いるシリコーン
エポキシ化合物は、式(1)で示されるが、R1、R2と
してはプロピレン基である、式(2)で示される構造の
ものが工業的入手の容易さから好ましい。本発明に用い
るイミダゾール誘導体とシリコーンエポキシ化合物との
反応物は、イミダゾール誘導体とシリコーンエポキシ化
合物とを仕込モル比1.5〜2.5の割合で混合し、必
要により溶剤を加えて100℃以上の条件で1〜100
時間反応させて得られる。仕込モル比が2.5を越える
と、イミダゾール誘導体が未反応成分として残るため、
これを用いた場合樹脂組成物の保存性が低下する。ま
た、1.5未満だとシリコーンエポキシ化合物が未反応
成分として残り、硬化性が低下するため好ましくない。
該反応物は、イミダゾール誘導体の種類や仕込モル比に
よって常温で固形または液状の状態であり、エポキシ樹
脂の硬化剤として用いる。この反応物は単独で用いても
良いが、更に保存性を向上するために、固形の場合には
微粉化し、少量のイソシアネート化合物と反応させて表
面処理を行い、液状の場合にはポリウレタン樹脂等でマ
イクロカプセル化して用いても良い。反応物は、エポキ
シ樹脂100重量部に対して5〜200重量部用いられ
る。5重量部未満だと硬化性、耐湿性、応力性において
効果が少なく、また200重量部を越えると保存性、接
着強度が低下する。反応物以外の硬化剤としては、従来
から用いられているエポキシ樹脂用硬化剤であれば良
く、例えば、イミダゾール誘導体、アミン類、フェノー
ル類酸無水物などを併用しても良い。
ロキサンユニットを含むエポキシ化合物を用いるため、
低温及び高温時における接着力の低下が少なく、吸湿性
も少なく、更に適度の可撓性を有するため応力も少なく
なるため、吸湿処理後及びヒートサイクル処理後の劣化
の少ない異方導電フィルムが得られる。
属被覆を有する導電粒子は、高分子球状核材の表面にニ
ッケル膜を有し、該ニッケル膜の更に外層に金膜を有す
る導電粒子であるが、導電粒子表面の金膜、ニッケル膜
の皮膜の厚さは特に限定しないが、薄すぎると導電性が
不安定になり、厚すぎると粒子変形が困難になったり凝
集などが生じるため、金及びニッケル皮膜の厚さは0.
01〜1μmが好ましい。また皮膜の形成方法では、こ
の皮膜と中心核となる高分子球状核材との密着力、導通
性などを考慮し、均一に形成されていることが良く、従
来から用いられている無電解メッキなどが望ましい。
面に金属被覆を有する導電粒子の粒径は3〜15μm、
平均粒径は5〜10μmであることが好ましい。粒径が
3μm未満および平均粒径が5μm未満だと、接続する
回路表面の凹凸の大きさに近く、熱圧着時に回路厚みの
バラツキを吸収できず、接続抵抗増やオープン不良の原
因となる。また粒径が15μmを越え、かつ平均粒径1
0μmを越えると回路ピッチ(回路幅+回路間隔)が
0.1mm以下に適用した際に隣接回路間で粒子が接触
し、隣接回路間での絶縁性が低下したり、ショートを起
こす危険性がある。これらの範囲内で接続する回路端子
ピッチ、端子厚さバラツキ等により最適値を選択すれば
よい。例えば、異方導電フィルムの主要な用途である液
晶ディスプレイパネルとフレキシブル回路基板(以下F
PC)との接続では、金属被覆を有する導電粒子の粒径
は3〜15μm程度で、かつ絶縁性接着剤に対する配合
量は、0.5〜10体積%が好ましい。又、高分子球状
核材の表面に金属被覆を有する導電粒子の圧縮破壊強度
は10〜100kg/mm2、圧縮弾性率は100〜1
000kg/mm2である。圧縮破壊強度が10kg/
mm2未満および圧縮弾性率が100kg/mm2未満で
あると電気的接続を得る前に粒子が破壊されてしまい接
続できない。また圧縮破壊強度が100kg/mm2を
越え、かつ圧縮弾性率が1000kg/mm2を越える
場合には、端子と端子の接続に充分な面積を得るには過
大な圧力をかけなくてはならなく被着体を破損する原因
となる。熱圧着後の金属被覆粒子をつぶれ具合が接続信
頼性等の諸特性に影響を及ぼすため、圧縮破壊強度は1
0〜100kg/mm2、圧縮弾性率は100〜100
0kg/mm2である必要がある。
が、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹
脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹
脂、スチレン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体等の
ポリマーが挙げられ、これらは単独でも混合して用いて
も差し支えない。又金属被覆には、Au、Ni、Ag、
Cu、Zn、Sn、In、Al、Pd等が挙げられ、こ
れらは組み合わせても良い。これらの高分子球状核材と
金属被覆は、両者の密着力などを考慮して適切なものを
選択すればよい。
(D)成分を適宜選択して、溶剤を使用して均一に溶解
または分散させた後、離型処理をしたポリエステル系フ
ィルムまたはフッ素系フィルム等に均一な厚みに流延し
て、熱処理で溶剤を揮散させることで得られる。作業性
や各種性能の向上を狙って、各種添加剤、例えば非反応
性希釈剤、反応性希釈剤、揺変性付与剤、カップリング
剤、増粘剤、無機充填材等を適宜添加しても差し支えな
い。
g(0.2モル)を150℃に加温し撹拌しながら、前
記の式(2)のシリコーンエポキシ化合物(分子量39
2)39.2g(0.1モル)を徐々に添加し、170
℃に昇温して3時間反応させ、褐色で粘稠な生成物を得
た。この生成物を反応生成物(1)とする。 反応物の製造例2 2−ヘプタデシルイミダゾール(分子量306)61.
2g(0.2モル)を150℃に加温し撹拌しながら、
前記の式(2)のシリコーンエポキシ化合物39.2g
(0.1モル)を徐々に添加し、180℃に昇温し5時
間反応させ、褐色で粘稠な生成物を得た。この生成物を
反応生成物(2)とする。
を150℃に加温し撹拌しながら、式(3)で表わされ
る長鎖シロキサンユニットを含有するエポキシ化合物
(分子量660)66g(0.1モル)を徐々に添加
し、180℃に昇温して10時間反応させて褐色で粘稠
な生成物を得た。この生成物を反応生成物(3)とす
る。
を120℃に加温し撹拌しながら、式(4)で表わされ
るシロキサンユニットを含まないエポキシ化合物(分子
量340)34.0g(0.1モル)を徐々に添加し更
に120℃で5時間反応させて赤色で固形の生成物を得
た。この生成物を20メッシュ程度に微粉砕したものを
反応生成物(4)とする。
ル)を用いる以外は、製造例1と同様に反応して反応生
成物(5)を得た。 反応物の製造例6 2−ウンデシルイミダゾールを22.2g(0.1モ
ル)を用いる以外は、製造例1と同様に反応して反応生
成物(6)を得た。
化度3モル%以下、ブチラール化度65モル%以上、フ
ロー軟化点が225℃のポリビニルブチラール樹脂25
重量部をトルエン/酢酸エチル=5:1(重量比)混合
溶液に10重量%となるように溶解した溶液、高分子量
ビスフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量400
0)25重量部をトルエン/酢酸ブチル=3:1混合溶
液に50重量%となるように溶解した溶液、低分子量ビ
スフェノールA型エポキシ樹脂(エポキシ当量200)
40重量部、反応生成物(1)40重量部を速やかに撹
拌混合し、これにポリスチレン球状核材にNi/Auメ
ッキした導電粒子(平均粒径5μm)を4重量部添加し
均一に分散し、更にトルエンを添加し、4−フッ化エチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体フ
ィルム上に流延・乾燥し厚みが25μmの異方導電フィ
ルムを得た。この異方導電フィルムについて保存性、接
着力及び接続抵抗値の各種処理後の評価を実施した結果
を表1に示す。保存性は、フィルムを室温(23℃)で
30日間、又は40℃で7日間放置後、TABとITO
ガラスを接続した場合の接続抵抗値が、初期の接続抵抗
値に対して20%以上上昇しておれば×<20%未満の
上昇であれば○とした。接着力は、被着体として銅箔/
ポリイミド=35/75μmに0.4μmの錫メッキを
施したTAB(ピッチ0.10mm、端子数200本)
とシート抵抗値30Ωのインジウム/錫酸化物導電皮膜
を全面に形成した厚さ1.1mmのITOガラスを用い
て、両者を2mm幅の異方導電フィルムを30kg/c
m2の圧力で、180℃で30秒間圧着したサンプルを
90°剥離試験によって評価した。接続抵抗値は上記の
サンプルを用いて、200端子の端子間の接続抵抗値を
測定して平均値を算出した。
ィルムを調整し、実施例1と同一の試験を行った。評価
結果を表1に示す。 比較例1、2 反応性エラストマーとして、比較例1では、重合度30
0、アセチル化度が3モル%を越え、ブチラール化度6
3±3モル%、フロー軟化点115℃のポリビニルブチ
ラール樹脂を、比較例2では重合度1000、アセチル
化度3モル%以下、ブチラール化度70モル%、フロー
軟化点160℃のポリビニルブチラール樹脂を用いた以
外は、実施例1と同様にして異方導電フィルムを得た。
評価結果を表2に示す。 比較例3〜6 反応生成物(3)〜(6)を用いる以外は、実施例1と
同じ方法で異方導電フィルムを調製した。評価結果を表
2に示す。
下の微細なマイクロ接合に使用可能であり、かつ接着力
に優れ、信頼性の高い異方導電フィルムを得ることがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項1】 重合度が1500〜2500、アセチル
化度が3モル%以下、ブチラール化度が65モル%以
上、フロー軟化点が200℃以上の特性を有するポリビ
ニルブチラール樹脂(A)、エポキシ樹脂(B)、イミ
ダゾール誘導体と式(1)で表わされるシリコーンエポ
キシ化合物との反応物(C)、及び高分子球状核材の表
面に金属被覆を有する導電粒子を必須成分とすることを
特徴とする異方導電フィルム。 【化1】 (R1、R2は2価の炭素数1〜5の脂肪族基、又は炭素
数6以上の芳香族から2個の水素を除いた残基を示し、
互いに同じであっても異なっていてもよい) - 【請求項2】 イミダゾール誘導体と式(1)で表わさ
れるシリコーンエポキシ化合物の反応モル比が、1.5
〜2.5である請求項1記載の異方導電フィルム。 - 【請求項3】 式(1)で表わされるシリコーンエポキ
シ化合物が、下記式(2)である請求項1又は請求項2
記載の異方導電フィルム。 【化2】 - 【請求項4】 高分子球状核材の表面に金属被覆を有す
る導電粒子の粒径が3〜15μm、平均粒径が5〜10
μmである請求項1、請求項2又は請求項3記載の異方
導電フィルム。
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---|---|---|---|
JP28145395A JP3620751B2 (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | 異方導電フィルム |
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