JPH09143252A - 回路用接続部材 - Google Patents
回路用接続部材Info
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Abstract
短時間で容易に補修可能な熱硬化性接着剤組成物、及び
回路用接続部材を提供すること。 【解決手段】 下記(1)〜(3)の成分を必須とする
接着剤組成物と、導電性粒子よりなる回路用接続部材。 (1)ビスフェノールA、F共重合型フェノキシ樹脂 (2)ビスフェノール型エポキシ樹脂 (3)潜在性硬化剤
Description
を接続するための回路用接続部材に関する。
相対峙する電極同士を電気的に接続するための接続部材
に用いられる接着剤については、スチレン系やポリエス
テル系等の熱可塑性物質や、エポキシ系やシリコーン系
等の熱硬化性物質が知られている。この場合、接着剤中
に導電性粒子を配合し加圧により接着剤の厚み方向に電
気的接続を得るもの(例えば特開昭55−104007
号公報)と、導電性粒子を用いずに接続時の加圧により
電極面の微細凹凸の接触により電気的接続を得るもの
(例えば特開昭60−262430号公報)とがある。
ところで、これらの接着剤による接続において、電気的
接続不良であったり接続後に電子部品や回路が不良にな
ると、回路間を剥がす等した後で接着剤を溶剤等で除去
した後に、再度良品を接着剤により接続することが行わ
れている。この場合、微細回路や電極上の接着剤を汎用
溶剤(例えばアセトン、メチルエチルケトン、トルエ
ン、リグロイン、テトラヒドロフラン、アルコール等)
を用いて、周辺部の良好部に悪影響を与えず、迅速かつ
容易に除去できることが重要である。接着剤が熱硬化性
物質等の場合、溶剤として例えば塩化メチレンと酸等よ
りなるいわゆるエポキシ剥離剤を用いる場合が多い。
性の接着剤では、溶剤として例えば塩化メチレンと酸等
よりなるいわゆるエポキシ剥離剤を用いて補修していた
が、基板回路等への悪影響があった。本発明は、接続部
の信頼性が高く、かつ汎用溶剤により短時間で容易に補
修可能な熱硬化性回路用接続部材を提供するものであ
る。
れば、ビスフェノールA、F共重合型フェノキシ樹脂、
ビスフェノール型エポキシ樹脂、及び潜在性硬化剤を必
須とする接着剤成分と導電性粒子よりなる回路用接続部
材により達成される。
A、F共重合型フェノキシ樹脂について説明する。ビス
フェノールA、F共重合型フェノキシ樹脂は、高速液体
クロマトグラフィー(HLC)から求めた平均分子量が
10,000以上の高分子量エポキシ樹脂に相当し、エ
ポキシ樹脂と構造が似ていることから相溶性が良く、ま
た接着性も良好な特徴を有する。分子量の大きい程フィ
ルム形成性が容易に得られ、また接続時の流動性に影響
する溶融粘度を広範囲に設定できる。平均分子量として
は10,000〜150,000のものがあり、10,
000〜80,000程度のものが好ましい。その理由
としては、分子量が10,000以下ではフィルム状に
しにくく、また80,000以上だと他の樹脂等との相
溶性が悪くなるためである。これらの樹脂は水酸基やカ
ルボキシル基等の極性基を含有すると、エポキシ樹脂と
の相溶性が向上し、均一な外観や特性を有するフィルム
が得られることや、硬化時の反応促進による短時間硬化
を得る点からも好ましい。配合量としてはフィルム形成
性や硬化反応の促進の点から樹脂成分全体に対して20
〜80重量%が好ましい。また、溶融粘度の調整等のた
めにビスフェノールA型、ビスフェノールF型フェノキ
シ樹脂を適宜混合して用いてもよい。また、共重合体に
おけるビスフェノールA、ビスフェノールF骨格の組成
比は1/1、2/1等の整数比のものが主であるが、粘
度の調整のために任意の組成比で調整してもよい。
樹脂は、エピクロルヒドリンとビスフェノールAやF、
AD、S等から誘導される汎用エポキシ樹脂であり、エ
ピクロルヒドリンとフェノールノボラックやクレゾール
ノボラックから誘導されるエポキシノボラック樹脂やグ
リシジルアミン、グリシジルエステル、脂環式、複素環
式等の1分子内に2個以上のオキシラン基を有する各種
のエポキシ化合物と比較すると、ビスフェノール型エポ
キシ樹脂は分子量の異なるグレードが広く入手可能で、
接着性や反応性等を任意に設定できる。これらは必要に
応じて単独または2種以上混合して用いてもよい。配合
量は、共に混合するビスフェノールF型フェノキシ樹脂
との和が固形重量比で100%とするのが好ましい。こ
れらのエポキシ樹脂は、不純物イオン(Na+ 、Cl-
等)や、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。
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、及びこれらの変性物があり、これらは単独また
は2種以上の混合体として使用できる。これらはアニオ
ンまたはカチオン重合型等のいわゆるイオン重合性の触
媒型硬化剤であり、速硬化性を得やすく、また化学当量
的な考慮が少なくて良いことから好ましい。硬化剤とし
てはその他にポリアミン類、ポリメルカプタン、ポリフ
ェノール、酸無水物等の適用や前記触媒型硬化剤との併
用も可能である。アニオン重合型の触媒型硬化剤として
は、第3アミン類やイミダゾール類が主として用いられ
る。第3アミン類やイミダゾール類を配合したエポキシ
樹脂は160〜200℃程度の中温で数10秒〜数時間
程度の加熱により硬化するために可使時間が比較的長
い。カチオン重合型の触媒型硬化剤としては、エネルギ
ー線照射により樹脂を硬化させる感光性オニウム塩、例
えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩等
が主として用いられる。またエネルギー線照射以外に、
加熱によっても活性化してエポキシ樹脂を硬化させるも
のとして、脂肪族スルホニウム塩等がある。この種の硬
化剤は速硬化性という特徴を有することから好ましい。
これらの硬化剤をポリウレタン、ポリエステル等の高分
子物質や、Ni、Cu等の金属薄膜及びケイ酸カルシウ
ム等の無機物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。
Cu、はんだ等の金属粒子やカーボン等があり、これら
及び非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等に
前記した導通層を被覆等により形成したものでもよい。
プラスチックを核とした場合や熱溶融金属粒子の場合、
加熱加圧により変形性を有するので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。導電性
粒子は、接着剤成分100体積に対して0.1〜30体
積%の広範囲で用途により使い分ける。過剰な導電性粒
子による回路の短絡等を防止するためには0.1〜10
体積%がより好ましい。カップリング剤としては、アミ
ン基やエポキシ基、及びイソシアネート基含有物が、接
着性の向上の点から特に好ましい。
て、とりわけICチップと基板との接着や電気回路相互
の接着用のフィルム状接着剤として特に有用である。こ
の場合例えば、上記で得た接着剤組成物を溶剤あるいは
エマルジョンの場合の分散液等として液状化して、離形
紙等の剥離性基材上に形成し、あるいは不織布等の基材
に前記配合液を含浸させて剥離性基材上に形成し、硬化
剤の活性温度以下で乾燥し、溶剤あるいは分散液等を除
去すればよい。この時、用いる溶剤は芳香族炭化水素系
と含酸素系の混合溶剤が材料の溶解性を向上させるため
好ましい。ここに含酸素系溶剤のSP値は8.1〜1
0.7の範囲とすることが潜在性硬化剤の保護上好まし
く、酢酸エステル類がより好ましい。また溶剤の沸点は
150℃以下が適用できる。沸点が150℃を超すと乾
燥に高温を要し、潜在性硬化剤の活性温度に近いことか
ら潜在性の低下を招き、低温では乾燥時の作業性が低下
する。このため沸点が60〜150℃が好ましく、70
〜130℃がより好ましい。
について説明する。この方法は、回路接続部材を基板上
の相対峙する電極間に配置し、加熱加圧により両電極の
接触と基板間の接着を得る電極の接続方法である。電極
を形成する基板としては、半導体、ガラス、セラミック
等の無機質、ポリイミド、ポリカーボネート等の有機
物、ガラス/エポキシ等のこれら複合の各組み合わせが
適用できる。
共重合型フェノキシ樹脂を混合した接続部材は微細回路
接続後の信頼性が高く、また補修には汎用溶剤の使用が
可能であるという特徴に加えて、補修に要する時間が短
いという特徴も兼備することになる。その結果として、
回路の接続作業の効率があがる。また、ビスフェノール
型エポキシ樹脂は流動性、粘着性、接着性、反応性等を
任意に調節するのに有効である。本発明における回路用
接続部材は、用いる接着剤がビスフェノールA、F共重
合型フェノキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂及
び潜在性硬化剤を含有し、溶剤の種類と沸点を特定し潜
在性硬化剤の活性温度以下で乾燥するため、硬化剤の劣
化がなく、安定した保存性が得られる。
する。なお、それぞれの配合比は表1にまとめた。
クロルヒドリンから、ビスフェノールA、F共重合型フ
ェノキシ樹脂(平均分子量20,000)50gを一般
的方法により作製し、これを重量比でトルエン(沸点1
10.6℃、SP値8.90)/酢酸エチル(沸点7
7.1℃、SP値9.10)=50/50の混合溶剤に
溶解して、固形分40%の溶液とした。ビスフェノール
型液状エポキシ樹脂(ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、油化シェルエポキシ株式会社製、商品名エピコート
828、エポキシ当量184)50gを、重量比でトル
エン/酢酸エチル=50/50の混合溶剤に溶解して、
固形分40%の溶液とした。潜在性硬化剤はノバキュア
3941(イミダゾール変性体を核とし、その表面をポ
リウレタンで被覆してなる平均粒径5μmのマイクロカ
プセル型硬化剤を液状ビスフェノールF型エポキシ樹脂
中に分散してなるマスターバッチ型硬化剤、活性温度1
25℃、旭化成工業株式会社製商品名)を用いた。ポリ
スチレンを核とする粒子の表面に、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0.02
μmの金層を設け、平均粒径10μm、比重2.0の導
電性粒子を作製した。固形重量比で樹脂成分100、潜
在性硬化剤20となるように配合し、さらに、導電性粒
子を3体積%配合分散させ、厚み80μmのフッ素樹脂
フィルムに塗工装置を用いて塗布し、75℃、10分の
熱風乾燥により接着剤層の厚みが25μmの回路用接続
部材を得た。得られた接続部材は、室温での十分な柔軟
性を有し、また40℃で240時間放置してもフィルム
の性質には変化がほとんどなく、良好な保存性を示し
た。
型フェノキシ樹脂に代えて、平均分子量10,000
(実施例2)、40,000(実施例3)、70,00
0(実施例4)のビスフェノールA、F共重合型フェノ
キシ樹脂をそれぞれ作製して使用した他は、実施例1と
同様にして回路用接続部材を得た。その結果、いずれも
場合も実施例1と同等な性質を有していた。
ェノール型エポキシ樹脂の固形重量比を50g/50g
に代えて、20g/80g(実施例5)、40g/60
g(実施例6)、60g/40g(実施例7)、80g
/20g(実施例8)とした他は、実施例1と同様にし
て回路用接続部材を得た。
を25gとし、これにビスフェノールA型フェノキシ樹
脂(ユニオンカーバイド株式会社製、商品名PKHC、
平均分子量45,000)25gを加えた他は、実施例
1と同様にして回路用接続部材を得た。
ェノールA型フェノキシ樹脂の固形重量比を10g/4
0g(実施例10)、40g/10g(実施例11)と
した他は、実施例9と同様にして回路用接続部材を得
た。
ポキシ樹脂(油化シェルエポキシ株式会社製、商品名エ
ピコートYL−807、エポキシ当量170)とした他
は、実施例1と同様にして回路用接続部材を得た。
同様にして回路用接続部材を得た。
にして回路用接続部材を得た。
にして回路用接続部材を得た。
−アセトキシフェニルベンジルスルホニウム塩の50重
量%酢酸エチル溶液(三新化学工業株式会社製、商品名
サンエイドSI−60)とし、かつ固形重量比で樹脂成
分100に対して3となるように配合した他は、実施例
1と同様にして回路用接続部材を得た。
て、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂(PKHC)と
した他は、実施例1と同様にして回路用接続部材を得
た。
路用接続部材を得た。
〜2で得た回路用接続部材を用いて、ライン幅50μ
m、ピッチ100μm、厚み18μmの銅回路を500
本有するフレキシブル回路板(FPC)同士を、170
℃、2MPaで20秒間加熱加圧して幅2mmにわたり
接続した。この時、あらかじめ一方のFPC上に回路用
接続部材の接着面を貼り付けた後、70℃、0.5MP
aで5秒間加熱加圧して仮接続し、その後、フッ素樹脂
フィルムを剥離して、もう一方のFPCと接続した。ま
た、前述のFPCと酸化インジウム(ITO)の薄層を
形成したガラス(表面抵抗20Ω/□)とを160℃、
2MPaで10秒間加熱加圧して幅2mmにわたり接続
した。この時、上記と同様にITOガラス上に仮接続を
行った。
続部を含むFPCの隣接回路間の抵抗値を、初期と、8
5℃、85%RHの高温高湿槽中に500時間保持した
後にマルチメータで測定した。抵抗値は隣接回路間の抵
抗150点の平均(x+3σ)で示した。これらの結果
を表1に示す。実施例1で得られた接着剤組成物は良好
な短時間接続性を示した。また初期の接続抵抗も低く、
高温高湿試験後の抵抗の上昇もわずかであり、高い耐久
性を示した。実施例2〜4についてはビスフェノール
A、F共重合型フェノキシ樹脂の分子量を変化させても
接続性、耐熱耐湿性にさほど変化は見られず、いずれも
良好であった。また、実施例5〜8で作製したフィルム
状接着剤はビスフェノールA、F共重合型フェノキシ樹
脂/ビスフェノール型エポキシ樹脂の配合量によって形
成後のフィルムのタック性に差が認められるものの、接
続性や保存性、耐久性自体は良好であった。また、硬化
剤をイミダゾール変性体のマイクロカプセルから芳香族
スルホニウム塩に代えた実施例16の場合、良好な接続
性、保存性等に加えて、これまでの系に比べてより短時
間での硬化が可能となっている。これらに対して、ビス
フェノールA、F共重合型フェノキシ樹脂からビスフェ
ノールA型フェノキシ樹脂に代えた比較例1では、接続
抵抗が大きくなり、上昇も著しかった。これは接着剤成
分が十分に流動する前に硬化し、接続厚みが導電性粒子
の粒径よりも大きくなったためである。また、比較例2
は導電性粒子が入っていないため初期の抵抗が高く、上
昇も著しい。
接続部のFPCをITOガラスから剥離し、ITOガラ
ス上に残存する一定面積(20×2mm)の接着剤を、
アセトンを含浸した綿棒で拭き取り、終わるまでに要し
た時間で評価した。その結果を表1に示す。実施例1〜
16では、実施例9〜11を除き、25〜45秒で接着
剤の除去が完了している。これはビスフェノールF型フ
ェノキシ樹脂が有する特異な補修性に起因している。実
施例9〜11では、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂
が混合しているため、補修性にやや劣っている。また、
ビスフェノールA、F共重合型フェノキシ樹脂の含まれ
ていない比較例1の場合、補修時間は95秒と最も長か
った。
られている接着剤と核接着剤組成物との接着性は接着力
をJIS−Z0237に準じて90度剥離法で測定し評
価した。使用したFPCは巴川E(株式会社巴川製紙所
製、商品名)を接着剤として用いて作製した。そしてこ
のFPCを用いてそれぞれ回路接続体を作製して測定を
行った。測定装置は東洋ボールドウィン株式会社製テン
シロンUTM−4(剥離速度50mm/min、25
℃)を使用した。測定結果を表1に示す。FPCの接着
剤が巴川Eの場合、樹脂の配合比、分子量によって若干
の差が見られるものの、いずれの例もかなり強い接着力
が得られている。これは巴川Eの接着剤成分と回路用接
続部材のそれとの相性が良いためであると思われる。
続信頼性が高く、かつ汎用の溶剤により容易に、しかも
非常に短時間で補修することが可能な回路用接続部材を
提供することが可能となった。
Claims (8)
- 【請求項1】 下記(1)〜(3)の成分を必須とする
接着剤成分と、導電性粒子よりなる回路用接続部材。 (1)ビスフェノールA、F共重合型フェノキシ樹脂 (2)ビスフェノール型エポキシ樹脂 (3)潜在性硬化剤 - 【請求項2】 ビスフェノールA、F共重合型フェノキ
シ樹脂の分子量(MW)が10,000以上であること
を特徴とする請求項1記載の回路用接続部材。 - 【請求項3】 潜在性硬化剤が加熱により活性化するオ
ニウム塩であることを特徴とする請求項1又は2に記載
の記載の回路用接続部材。 - 【請求項4】 ビスフェノールA、F共重合型フェノキ
シ樹脂の含有量が樹脂成分全体に対して20〜80重量
%であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに
記載の回路用接続部材。 - 【請求項5】 ビスフェノール型エポキシ樹脂がビスフ
ェノールA型エポキシ樹脂であることを特徴とする請求
項1乃至4のいずれかに記載の回路用接続部材。 - 【請求項6】 導電性粒子の平均粒径が2〜18μmで
あることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
の回路用接続部材。 - 【請求項7】 導電性粒子の含有量が接着剤組成物10
0体積に対して、0.1〜10体積%であることを特徴
とする請求項1乃至6のいずれかに記載の回路用接続部
材。 - 【請求項8】 形状がフィルム状であることを特徴とす
る請求項1乃至7のいずれかに記載の回路用接続部材。
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JP30266195A JP3651624B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 回路用接続部材 |
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JP30266195A Expired - Lifetime JP3651624B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | 回路用接続部材 |
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