JPH1135903A - 異方導電性接着剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＣＤとＴＣＰとの接続や、ＴＣＰとＰＣＢ
との接続などの微細回路同士の電気的接続において、特
に低温短時間での接続も可能で、且つ、接着性、接続信
頼性、保存安定性、リペア性にも優れる加熱硬化型異方
導電性接着剤を提供する。 【解決手段】 ラジカル重合性樹脂、有機過酸化物、熱
可塑性エラストマー、（１）式に表される化学構造を有
するマレイミド、及びこれら樹脂組成物中に分散された
導電性粒子からなる異方導電性接着剤。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＣＤ（液晶ディ
スプレイ）とＴＣＰ（テープキャリヤパッケージ）との
接続や、ＴＣＰとＰＣＢ（プリント回路基板）との接続
などの微細な回路同士の電気的接続に使用される異方導
電性接着剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、接着性樹脂中に導電性粒子を分散
させた異方導電性接着剤が液晶ディスプレイＬＣＤとＴ
ＣＰやＴＣＰとＰＣＢとの接続など各種微細回路接続の
必要性が飛躍的に増大してきており、その接続方法とし
て異方導電性接着剤が使用されてきている。この方法
は、接続したい部材間に異方導電性接着剤を挟み加熱加
圧することにより、面方向の隣接端子間では電気的絶縁
性を保ち、上下の端子間では電気的に導通させるもので
ある。このような用途に異方導電性接着剤が多用されて
きたのは、被着体の耐熱性がないことや微細な回路では
隣接端子間で電気的にショートしてしまうなど半田付け
などの従来の接続方法が適用できないことが理由であ
る。

【０００３】この異方導電接着剤は、熱可塑タイプのも
のと熱硬化タイプのものに分類されるが、最近では熱可
塑タイプのものより、信頼性の優れたエポキシ樹脂系の
熱硬化タイプのものが広く用いられつつある。

【０００４】熱可塑タイプの異方導電性接着剤について
は、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン）、ＳＩ
Ｓ（スチレン−イソプレン−スチレン）、ＳＥＢＳ（ス
チレン−エチレン−ブタジエン−スチレン）等スチレン
系共重合体が主として用いられてきているが、これら熱
可塑タイプの使用方法は、基本的に溶融融着方式であ
り、その作業性は一般的に条件を選べば熱硬化のものに
比べて、比較的低温・短時間での適用が可能であり良好
であると考えられるが、樹脂の耐湿性・耐薬品性などが
低いため、接続信頼性が低いため長期環境試験に耐えう
るもののではなかった。

【０００５】一方、現在主流となっている熱硬化タイプ
の異方導電性接着剤は、一般に保存性安定性、硬化性の
バランスの良いエポキシ樹脂系の熱硬化タイプが広く用
いられている。しかし、実用上これらの熱硬化タイプの
ものは、保存性安定性と樹脂の硬化性を両立させるた
め、その硬化反応性から１５０〜２００℃の温度で３０
秒前後加熱、硬化することが必要とされ、たとえば１５
０℃以下の温度では実用的な接続時間で樹脂を硬化させ
ることは困難であった。

【０００６】更に、保存安定性については、例えば、Ｂ
Ｆ₃アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジ
ド、イミダゾール化合物等の潜在性硬化剤を配合した系
のもの等が提案されているが、保存安定性に優れるもの
は硬化に長時間または高温を必要とし、低温・短時間で
硬化できるものは逆に保存安定性に劣るといった問題が
ありいずれも一長一短があった。

【０００７】前記問題点に加えて、熱硬化タイプの異方
導電性接着剤を用いた微細な回路同士の接続作業性にお
いて、位置ずれ等の原因によって一度接続したものを被
接続部材を破損または損傷せずに剥離して再度接合（所
謂リペア）したいという要求が多くでてきている。しか
し殆どのものが高接着力、高信頼性といった長所がある
反面、この様な一見矛盾する要求に対しては対応が極め
て難しく、満足するものは得られていない。

【０００８】特に最近ではＬＣＤモジュールの大画面
化、高精細化、狭額縁化が急速に進み、これに伴って、
接続ピッチの微細化や接続の細幅化も急速に進んでき
た。このため、たとえば、ＬＣＤとＴＣＰ接続において
は、接続時のＴＣＰののびのため接続パターンずれが生
じたり、接続部が細幅のため接続時の温度でＬＣＤ内部
の部材が熱的影響を受けるなどの問題が生じてきた。ま
た、ＴＣＰとＰＣＢの接続においては、ＰＣＢが長尺化
してきたため接続時の加熱によりＰＣＢとＬＣＤが反
り、ＴＣＰの配線が断線するという問題も生じてきた。

【０００９】そこで、より低温で接続することによりこ
れらの問題を解決することが考えられたが、たとえば、
従来の熱可塑性タイプの異方導電性接着剤で接続しよう
とすると、比較的低温での接続は可能であるが樹脂の耐
湿性・耐熱性が低いため接続信頼性が悪いという問題が
あった。また、熱硬化タイプの主流であるエポキシ樹脂
系の異方導電性接着剤で低温で接続しようとすると、樹
脂を硬化させるために接続時間を長くする必要があり、
実用上適用できるものではなかった。

【００１０】低温接続を可能とする異方導電性接着剤と
して、カチオン重合性物質とスルホニウム塩とを配合し
た接着性樹脂中に導電性粒子を分散させたもの（特開平
７−９０２３７号公報）や、エポキシ樹脂等と４−（ジ
アルキルアミノ）ピリジン誘導体に導電性粒子を分散さ
せたもの（特開平４−１８９８８３号公報）も提案され
ているが、接着剤樹脂の保存性や被接続回路端子の腐食
等の問題があり実用には至っていない。

【００１１】さらに、低温速硬化性と保存安定性との両
立を可能とする異方導電性接着剤としては、ラジカル重
合性樹脂、有機過酸化物、熱可塑性エラストマーの樹脂
組成物に加え、マレイミドを配合することで、該樹脂組
成物中のラジカル重合性樹脂と熱可塑性エラストマー
が、両者の相溶性の違いから熱圧着時に相分離する現象
を抑えられる接着剤成分に、導電性粒子を分散させた熱
硬化型異方導電性接着剤が提案されているが、現在主流
となっているエポキシ樹脂系異方導電性接着剤に比べ、
その接着力及び接続信頼性において必ずしも満足できる
ものではなかった。

【００１２】即ち、現状では硬化性、作業性、接着性、
接続信頼性等の全てをバランス良く満足する樹脂系は得
られておらず、そのため、より低温短時間で接続でき、
且つ、接着性、接続信頼性、保存安定性、リペア性等に
優れる異方導電性接着剤の要求が強くなっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
このような問題に鑑みて種々の検討の結果なされたもの
であり、その目的とするところは、ＬＣＤとＴＣＰとの
接続や、ＴＣＰとＰＣＢとの接続などの微細回路同士の
電気的接続において、特に低温短時間での接続も可能
で、且つ、接着性、接続信頼性、保存安定性、リペア性
にも優れる加熱硬化型異方導電性接着剤を提供しようと
するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、低温速硬化
性と保存安定性性の両立が可能なラジカル重合性樹脂と
有機過酸化物、熱可塑性エラストマー、及びマレイミド
を配合した接着剤中に導電性粒子を分散させた熱硬化型
異方導電性接着剤では十分な接着強度と接続安定性が得
られない点についての検討を重ねた結果、該マレイミド
として（１）式に表される化学構造を有するマレイミド
を用いることによって種々の環境下で種々の被着体に対
し、高い接着力及び接続信頼性を有する熱硬化型異方導
電性接着剤の得られることを見いだし、本発明に至った
ものである。

【００１５】

【化１】

【００１６】即ち、本発明はラジカル重合性樹脂、有機
過酸化物、熱可塑性エラストマー及び（１）式に表され
る化学構造を有するマレイミドからなる樹脂組成物中に
導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるラジカル重合
性樹脂としては特に限定されるものではなく、分子中に
一個以上の炭素−炭素二重結合を有し、ラジカル重合可
能なものであればよく、これを単独、あるいは２種以上
混合して用いても良い。

【００１８】具体的にラジカル重合可能なものとして
は、ビニルエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等
のアクリレート類、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリル
フタレート樹脂などが挙げられる。中でも硬化性と保存
性、硬化物の耐熱性、耐湿性、耐薬品性を兼ね備えた、
ビニルエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂を好適
に用いることができ、特にビニルエステル樹脂について
は、被着体への接着性が高い、フェノール性水酸基を有
するビニルエステル樹脂を好適に用いることができる。
また、その保存性を確保するために、予めキノン類、多
価フェノール類、フェノール類等の重合禁止剤を添加す
ることも可能である（例えば、特開平４−１４６９５１
など）。さらに硬化性、加熱時の流動性、作業性を改良
するため、トリメチロールプロパントリアクリレート
（ＴＭＰＴＡ）、ペンタエリスリトールジアリレートモ
ノステアレート、テトラエチレングリコールジアクリレ
ート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの
アクリレート類やスチレンなど各種モノマー類や一般的
な反応性希釈剤で希釈して使用することが可能である。

【００１９】本発明で用いられる有機過酸化物としては
特に限定されるものではなく、例えば１，１，３，３−
テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネー
ト、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、
ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサネート、
１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−３，３，５−
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）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサ
ン、ビス（４−ｔ−ブチルシクロヘキシル）パーオキシ
ジカーボネート等が挙げられる。これらの過酸化物は単
独あるいは硬化性をコントロールするため２種類以上の
有機過酸化物を混合して用いることも可能である。ま
た、保存性を改良するため各種重合禁止剤を予め添加し
ておく事も可能である。さらに樹脂への溶解作業を容易
にするため溶剤等に希釈して用いる事もできる。本発明
で用いられる有機過酸化物の種類や配合量は各過酸化物
を配合した場合の接着剤の硬化性と保存性との兼ね合い
で決定されることは当然である。

【００２０】本発明で用いられる熱可塑性エラストマー
としては特に制限はないが、例えばポリエステル樹脂
類、ポリウレタン樹脂類、ポリイミド樹脂、ポリブタジ
エン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレ
ン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラー
ル樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹
脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロ
ニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、アクリ
ロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸
ビニル樹脂、ナイロン、スチレン−イソプレン共重合
体、スチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、
スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重
合体、ポリメチルメタクリレート樹脂などを用いること
ができる。その中で異方導電性接着剤とした際の接着
性、接続信頼性などの特性を考えると、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、ポリエステ
ル、ポリアミド樹脂、ナイロン、ポリビニルブチラール
樹脂、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロッ
ク共重合体等をより好適に用いることができる。

【００２１】本発明に用いられるマレイミドは、（１）
式に表される化学構造を有するマレイミドである。ただ
し、ラジカル重合性樹脂と熱可塑性エラストマーの相溶
性の更なる向上、或いは溶媒溶解性など異方導電性接着
剤の作製における作業性向上等の目的で、（１）式に表
される化学構造を有するマレイミドがアミン化合物、
（メタ）アリル化合物、シアネート化合物等で変性され
たものを用いることもできる。また変性されたマレイミ
ドを用いるにあたっては、その変性に用いられた化合物
の未反応残留物を除去したものであっても構わない。

【００２２】本発明に於いて、前段落に記述したところ
のマレイミドを使用することにより、ガラス、プリント
配線板に代表される種々の被着体に対して高い接着力を
有し、また、信頼性試験、殊に熱衝撃試験に対し良好な
特性を示す異方導電性接着剤が得られる。これに対し、
（２）から（５）式の化学構造を有するマレイミドを用
いた場合では、接着力、熱衝撃試験に対する信頼性に於
いて、本発明に比べて大きく劣ったものとなる。

【００２３】

【化２】

【００２４】

【化３】

【００２５】

【化４】

【００２６】

【化５】

【００２７】ここで本発明が接着力で優れている理由
は、（１）式の化学構造に於いて、ベンゼン環に結合し
たアルキル基、すなわちメチル基及びエチル基が、被着
体表面へのより高い接着力を発生させるためである。ま
た、熱衝撃試験に対し良好な信頼性を示す理由は、既述
の理由により被着体への接着力が高いことに加え、
（１）式の化学構造に於いてベンゼン環に結合したアル
キル基がメチル基及びエチル基という異なる２種である
事により、（２）から（５）のマレイミドに比べ分子の
対称性が低く、この事により硬化物の柔軟性が増すため
である。

【００２８】本発明に用いられる導電性粒子は、導電性
を有するものであれば特に制限するものではなく、ニッ
ケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバル
ト、銀、金など各種金属や金属合金、金属酸化物、カー
ボン、グラファイト、ガラスやセラミック、プラスチッ
ク粒子の表面に導電物をコートしたもの等が適用でき
る。これらの導電性粒子の粒径や材質、配合量は、接続
したい回路のピッチやパターン、回路端子の厚みや材質
等によって適切なものを選ぶことができる。

【００２９】更に、本発明の異方導電性接着剤中には、
必要に応じてカップリング剤を適量添加してもよい。カ
ップリング剤を添加する目的は、異方導電性接着剤の接
着界面の接着性を改質し、接着強度や耐熱性、耐湿性を
向上し接続信頼性を向上するものである。カップリング
剤としては、特にシラン系カップリング剤を好適に添加
使用することができ、例えば、エポキシシラン系、メル
カプトシラン系、アクリルシラン系（例えば、β−
（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等）を用い
ることができる。

【００３０】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により説明
する。 （異方導電性接着剤フィルムの作製） ［実施例１］７００重量部のメチルエチルケトン中に、
（１）式の構造を有するマレイミドを１００重量部、
（６）式の構造を有するフェノールノボラック型ビニル
エステルを５０重量部、トリメチロールプロパントリア
クリレートを５０重量部、分子量が２万５千であり軟化
点が摂氏１２０度である飽和共重合ポリエステルを１０
０重量部、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオ
キシ−２−エチルヘキサネートを５重量部を溶解させ、
樹脂成分溶液を得た。この樹脂成分溶液中に、平均粒径
５μｍのＮｉ／Ａｕメッキポリスチレン粒子７重量部を
均一分散させた後、離系処理を施したポリエチレンテレ
フタレートフィルム上に乾燥後の熱さが４５μｍになる
ように溶液を流延・乾燥し、異方導電性接着剤フィルム
を得た。

【００３１】

【化６】

【００３２】［実施例２−５及び比較例１−５］実施例
に用いる成分の一覧を表１に示す。表１の成分を表２に
示される配合量にて実施例１と同様の操作を行い、それ
ぞれ異方導電性接着剤フィルムを得た。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【化７】

【００３６】

【化８】

【００３７】（評価） ［評価サンプル作製］被着体は銅箔／ポリイミド＝２５
／７５μｍに０．５μｍの錫メッキを施したＴＣＰ（ピ
ッチ０．３ｍｍ、端子数６０本）と０．８ｍｍ厚４層板
（ＦＲ−４）内層・外層銅箔１８μｍフラッシュ金メッ
キＰＣＢ（ピッチ０．３０ｍｍ、端子数６０本）を用
い、圧着条件は、１３０℃、３０ｋｇ／ｃｍ²、１５秒
の条件で圧着し、評価サンプルを得た。

【００３８】［接着力測定］９０度剥離試験によって評
価を行った。 ［接続信頼性］評価サンプル作製直後、及び、−４０
℃、１００℃間の熱衝撃試験１００回後の接続抵抗値を
測定した。測定できないものを導通不良（ＯＰＥＮ）と
した。 ［保存安定性］フィルム化された状態で２５℃の条件下
に７日間放置した異方導電性接着剤フィルムを用いて評
価サンプルを作製し、サンプル作製直後の接続抵抗を測
定した。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、ラジカル重合性樹脂、
有機過酸化物、熱可塑性エラストマー、マレイミドとを
配合した樹脂組成分中に、導電性粒子を分散させる事に
より得られる異方導電性接着剤を用いて加熱硬化接続す
る際、該接着剤中に含まれるマレイミドによってラジカ
ル重合性樹脂と熱可塑性エラストマーとが相溶化され、
またマレイミド自身も硬化するため、均一分散した状態
で硬化し、極めて低温・短時間での接続も可能である。
尚且つ、該異方導電性接着剤中のマレイミドが（１）式
の化学構造を有することにより、従来の低温短時間接続
可能な異方導電性接着剤に比べ、高い接着力と接続信頼
性を示す。よって本発明の方法によれば、接着性、接続
信頼性、保存安定性、リペア性に優れた異方導電性接着
剤が得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジカル重合性樹脂、有機過酸化物、熱
   可塑性エラストマー、及び（１）式の化学構造を有する
   マレイミドからなる樹脂組成物中に導電性粒子を分散さ
   せたことを特徴とする異方導電接着剤。 【化１】