JPWO2018199329A1 - 接着剤組成物、及び接続体の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一側面は、接着剤成分と、導電性粒子とを含有し、導電性粒子が、プラスチック粒子及び該プラスチック粒子を被覆する金属層を有し、導電性粒子の表面には複数の突起部が形成されており、複数の突起部の高さが平均で８５〜１２００ｎｍである、接着剤組成物である。

Description

本発明は、接着剤組成物、及び接続体の製造方法に関する。

近年、電子部品の小型化、薄型化及び高性能化が進んでおり、それと共に高密度実装技術の開発が活発に行われている。このような高密度実装において、電子部品と微細回路電極との接続を従来のハンダ及びゴムコネクターによって対応することは困難である。そこで、分解能に優れた異方導電性の接着剤及びそのフィルムを用いる接続方法が多用されている。この接続方法では、例えば、液晶ディスプレイ（Liquid Cristal Display）のガラス基板と、フレキシブル回路基板（ＦＰＣ；Flexible Print Circuit）のような回路部材とを接続する際に、導電性粒子を含有する異方導電性接着フィルムを対向する電極間に挟み、加熱及び加圧することによって、同一の基板上の隣接する電極同士の絶縁性を維持しながら、両基板の電極同士を電気的に接続して、微細電極を有する電子部品と回路部材とが接着固定される。

また、モジュールの軽量化及び薄型化の要求から、上記のガラス基板に代えて、プラスチック基板等のフレキシブル基板を使用することが望まれている。このような基板を用いた部材同士を異方導電性接着フィルムで接続する場合、接続抵抗を低減するために、異方導電性接着フィルムに含まれる導電性粒子の表面に突起を形成することが検討されており、そのような導電性粒子の形状の評価も行われている（特許文献１参照）。

特開２０１６−６１７２２号公報

フレキシブル基板又はガラス基板の電極としては、例えば、金属酸化物等で形成された透明電極が用いられる。これらの金属酸化物等の電極を有する回路部材にＦＰＣのような回路部材を接続する場合、十分な電気的接続を確保しにくい傾向がある。特に、導電性粒子を含む接着剤を用いて接続する場合、電極間の電気的接続の信頼性に関して改良の余地がある。

そこで、本発明の主な目的は、フレキシブル基板又はガラス基板を有する回路部材を、導電性粒子を含有する接着剤によって接続する場合において、より信頼性の高い電気的接続を得ることにある。

本発明の一側面は、接着剤成分と、導電性粒子とを含有し、導電性粒子が、プラスチック粒子及び該プラスチック粒子を被覆する金属層を有し、導電性粒子の表面には複数の突起部が形成されており、複数の突起部の高さが平均で８５〜１２００ｎｍである、接着剤組成物である。

本発明の他の一側面は、第一の基板及び該第一の基板上に設けられた第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第一の回路部材と対向して配置され、第二の基板及び該第二の基板上に設けられた第二の接続端子を有する第二の回路部材との間に回路接続材料を配置して積層体を作製し、積層体を加熱及び加圧して、第一の回路部材と第二の回路部材とを互いに電気的に接続する工程を備え、回路接続材料が、接着剤成分と、導電性粒子とを含有し、導電性粒子が、プラスチック粒子及び該プラスチック粒子を被覆する金属層を有し、導電性粒子の表面には複数の突起部が形成されており、複数の突起部の高さが平均で８５〜１２００ｎｍである、接続体の製造方法である。

上記の各側面では、導電性粒子の投影像において、導電性粒子表面の面積に対する突起部の面積の割合は、８〜６０％であってよい。導電性粒子は、金属層として、導電性粒子の最表面にＰｄで形成されている層を有してよい。Ｐｄで形成されている層の厚さは、２〜２００ｎｍであってよい。

上記の接着剤組成物は、第一の基板及び該第一の基板上に設けられた第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の基板及び該第二の基板上に設けられた第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、互いに電気的に接続するために用いられてよい。この場合、第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、第二の基板が、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含むフレキシブル基板であってよい。第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、第二の基板が、ガラス基板、又は、ガラス基板及び該ガラス基板上に設けられた絶縁膜を有する複合基板であってもよい。

上記の接続体の製造方法では、第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、第二の基板が、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含むフレキシブル基板であってよい。第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、第二の基板が、ガラス基板、又は、ガラス基板及び該ガラス基板上に設けられた絶縁膜を有する複合基板であってもよい。

本発明によれば、フレキシブル基板又はガラス基板を有する回路部材を、導電性粒子を含有する接着剤によって接続する場合において、より信頼性の高い電気的接続を得ることができる。

接着剤組成物の一実施形態を模式的に示す断面図である。 導電性粒子の一実施形態を模式的に示す断面図である。 接続体の製造方法の一実施形態を模式的に示す断面図である。 一実施形態の接続体の要部を模式的に示す断面図である。 従来の接続体の要部を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

一実施形態に係る接着剤組成物は、フィルム状に形成された接着剤フィルムである。他の一実施形態では、接着剤組成物は、フィルム状以外の状態（例えばペースト状）であってもよい。

図１は、一実施形態に係るフィルム状の接着剤組成物（接着剤フィルム）を模式的に示す断面図である。図１に示すように、接着剤フィルム１は、一実施形態において、接着剤成分（絶縁性接着剤）２と、接着剤成分２中に分散された導電性粒子３とを備えている。接着剤フィルム１の厚さは、例えば１０〜５０μｍであってよい。

接着剤成分は、一実施形態において、絶縁性を有し、熱又は光によって硬化する硬化性成分を含有する。接着剤成分は、接着剤組成物中の導電性粒子以外の固形分として定義される。

硬化性成分は、ラジカル重合性物質及び遊離ラジカル発生剤を含んでいてよく、熱硬化性樹脂を含んでいてよく、ラジカル重合性物質、遊離ラジカル発生剤及び熱硬化性樹脂を含んでいてよい。

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、例えば、アクリレート、メタクリレート、及びマレイミド化合物が挙げられる。ラジカル重合性物質の含有量は、接着剤成分全量を基準として、例えば５０〜８０質量％であってよい。

アクリレート及びメタクリレートとしては、例えば、ウレタンアクリレート、ウレタンメタアクリレート、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、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、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、及びトリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレートが挙げられる。ラジカル重合性物質は、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。ラジカル重合性物質は、接着性の観点からは、好ましくはウレタンアクリレート又はウレタンメタアクリレートである。

ラジカル重合性物質としては、耐熱性を向上させる観点から、ウレタンアクリレート又はウレタンメタアクリレートと、有機過酸化物で架橋された、単独で１００℃以上のＴｇを示すラジカル重合性物質とを併用することが特に好ましい。このようなラジカル重合性物質は、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していてよく、好ましくは、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は、２５℃における粘度が１０００００〜１００００００ｍＰａ・ｓであるラジカル重合性物質の少なくとも１種であってもよく、好ましくは、１０００００〜５０００００ｍＰａ・ｓであるラジカル重合性物質の少なくとも１種であってよい。ラジカル重合性物質の粘度は、市販のＥ型粘度計を用いて測定できる。

遊離ラジカル発生剤は、加熱又は光により分解して遊離ラジカルを発生する化合物であり、例えば過酸化化合物又はアゾ系化合物である。遊離ラジカル発生剤は、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。遊離ラジカル発生剤は、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、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及びハイドロパーオキサイドから選ばれる１種以上であってよい。高反応性とポットライフの観点からは、遊離ラジカル発生剤は、好ましくは、半減期１０時間の温度が４０℃以上で、且つ、半減期１分の温度が１８０℃以下の有機過酸化物である。遊離ラジカル発生剤は、分解促進剤、抑制剤等を組み合わせて用いられてもよい。遊離ラジカル発生剤の含有量は、接着剤成分全量を基準として、例えば０．０５〜１５質量％であってよい。

接着剤成分がラジカル硬化型材料を含有する場合、重合禁止剤を更に含んでいてもよい。重合禁止剤は、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類等であってよい。重合禁止剤の含有量は、接着剤成分全量を基準として、０．０５〜５質量％であってよい。

熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、シアネートエステル樹脂、マレイミド樹脂、アリルナジイミド樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、レゾルシノールホルムアルデヒド樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、ポリウレタン樹脂、ケトン樹脂、トリアリルシアヌレート樹脂、ポリイソシアネート樹脂、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌラートを含有する樹脂、トリアリルトリメリタートを含有する樹脂、シクロペンタジエンから合成された熱硬化性樹脂、芳香族ジシアナミドの三量化による熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂は、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて用いられる。熱硬化性樹脂の含有量は、接着剤成分全量を基準として、例えば２０〜５０質量％であってよい。

接着剤成分が熱硬化性樹脂を含有する場合、接着剤成分は、硬化剤を更に含有してもよい。硬化剤は、メラミン及びその誘導体、ヒドラジド系硬化剤、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、ジアミノマレオニトリル、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等、又はこれらの変性物であってよく、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて使用されてよい。硬化剤は、その他、ポリアミン類、ポリメルカプタン、ポリフェノール、酸無水物等の重付加型の硬化剤であってもよいし、重付加型の硬化剤と触媒型硬化剤とを併用することもできる。硬化剤の含有量は、接着剤成分全量を基準として、０．５〜１５質量％であってよい。

これらの硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質、又は、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、可使時間が延長できるため好ましい。

接着剤成分は、シリコーン粒子等の充填材、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、カップリング剤などを更に含有してもよい。

接着剤組成物をフィルム状に形成させる場合、フィルム形成性を高めるために、接着剤成分は、水酸基等の官能基を有する樹脂を含んでいてよい。このような樹脂は、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、ポリウレタン樹脂等であってよく、接続信頼性を更に高める観点からは、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）から求められる重量平均分子量が１００００以上の高分子量エポキシ樹脂又はフェノキシ樹脂であってよい。接着剤成分は、これらの樹脂がラジカル重合性の官能基で変性したものを含有してもよいし、溶融粘度調整等のために、これらの樹脂と、スチレン系樹脂又はアクリル樹脂の混合物を含有してもよい。他の実施形態として、接着剤成分は、フィルム形成性を高めるためにゴムを含有してもよい。

図２は、接着剤フィルム１に含まれる導電性粒子３の一実施形態を模式的に示す断面図である。図２（ａ）に示すように、導電性粒子３Ａは、一実施形態において、プラスチック粒子３１、及び、プラスチック粒子３１を被覆する金属層３２Ａを有する。

プラスチック粒子３１の表面の実質的に全体が金属層３２Ａで被覆されていることが好ましいが、回路接続材料としての機能（回路部材同士を電気的に接続する機能）が維持される範囲で、プラスチック粒子３１の表面の一部が金属層３２Ａで被覆されずに露出していてもよい。

プラスチック粒子３１は、例えば、スチレン及びジビニルベンゼンから選ばれる少なくとも１種のモノマーをモノマー単位として含む重合体を含む粒子であってよい。当該重合体は、モノマー単位として、（メタ）アクリレートを更に含んでいてもよい。

プラスチック粒子３１の直径は、好ましくは、平均で、１μｍ以上であってよく、４０μｍ以下であってよい。高密度実装の観点から、プラスチック粒子３１の直径は、より好ましくは、平均で、１μｍ以上であり、３０μｍ以下である。電極の表面凹凸のばらつきのある場合により安定して接続状態を維持する観点からは、プラスチック粒子３１の直径は、より好ましくは、平均で、２μｍ以上であり、２０μｍ以下である。

金属層３２Ａは、例えば一層の金属層からなっている。金属層３２Ａは、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、ＮｉＢ、Ａｇ又はＲｕで形成されている。金属層３２Ａの厚さは、例えば、５０ｎｍ以上であってよく、３００ｎｍ以下であってよい。金属層３２Ａの厚さは、後述する突起部が形成されていない金属層の部分における厚さを意味する。金属層３２Ａの厚さは、電子顕微鏡により測定することができる。

図２（ｂ）に示すように、他の一実施形態の導電性粒子３Ｂでは、金属層３２Ｂは、第一の金属層３２ａ及び第二の金属層３２ｂの二層からなる金属層であってよい。すなわち、他の一実施形態に係る導電性粒子３Ｂは、プラスチック粒子３１と、プラスチック粒子３１を被覆する第一の金属層３２ａと、第一の金属層３２ａを被覆する第二の金属層３２ｂとを備えている。

第一の金属層３２ａは、例えばＮｉで形成されている。第二の金属層３２ｂは、例えば、Ａｕ又はＰｄで形成されていてよく、信頼性を更に向上させる観点から、好ましくはＰｄで形成されている。つまり、導電性粒子３Ｂは、金属層として、導電性粒子３Ｂの最表面に、Ａｕ又はＰｄで形成されている層を有していてよく、信頼性を更に向上させる観点から、好ましくはＰｄで形成されている層を有する。

第一の金属層３２ａの厚さは、例えば、５０ｎｍ以上であってよく、３００ｎｍ以下であってよい。第二の金属層３２ｂの厚さは、例えば、２ｎｍ以上、５ｎｍ以上、又は１０ｎｍ以上であってよく、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は５０ｎｍ以下であってよく、２〜２００ｎｍ、２〜１００ｎｍ、２〜５０ｎｍ、５〜２００ｎｍ、５〜１００ｎｍ、５〜５０ｎｍ、１０〜２００ｎｍ、１０〜１００ｎｍ、又は１０〜５０ｎｍであってよい。第一の金属層３２ａ及び第二の金属層３２ｂの厚さは、それぞれ、後述する突起部が形成されていない金属層の部分における厚さを意味する。第一の金属層３２ａ及び第二の金属層３２ｂの厚さは、電子顕微鏡により測定することができる。

導電性粒子３の表面には、複数の突起部３３が形成されている。図２（ａ）に示した導電性粒子３Ａでは、突起部３３Ａは、一層からなる金属層３２Ａで構成されている。図２（ｂ）に示した導電性粒子３Ｂでは、突起部３３Ｂは、第一の金属層３２ａ及び第二の金属層３２ｂの二層からなる金属層３２Ｂで構成されている。

突起部３３の高さは、電気的接続の信頼性を向上させる観点から、８５ｎｍ以上、９０ｎｍ以上、又は１００ｎｍ以上であり、１２００ｎｍ以下、１０００ｎｍ以下、６００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、又は２００ｎｍ以下である。同様の観点から、突起部３３の高さは、８５〜１２００ｎｍ、８５〜１０００ｎｍ、８５〜６００ｎｍ、８５〜５００ｎｍ、８５〜４００ｎｍ、８５〜３００ｎｍ、８５〜２００ｎｍ、９０〜１２００ｎｍ、９０〜１０００ｎｍ、９０〜６００ｎｍ、９０〜５００ｎｍ、９０〜４００ｎｍ、９０〜３００ｎｍ、９０〜２００ｎｍ、１００〜１２００ｎｍ、１００〜１０００ｎｍ、１００〜６００ｎｍ、１００〜５００ｎｍ、１００〜４００ｎｍ、１００〜３００ｎｍ、又は１００〜２００ｎｍであってよい。

ここで、突起部３３の高さは、導電性粒子の投影像を含む二次元画像を分析することによって決定される。二次元画像の分析は、特開２０１６−６１７２２号公報に記載された方法に従って行うことができる。

具体的には、例えば、複数の導電性粒子が撮像された二次元画像における各導電性粒子の投影像とその他の領域との境界である粒子エッジを検出する工程と、粒子エッジを基に二次元画像上の導電性粒子の中心座標を算出する工程と、中心座標の周りの所定の角度毎に、粒子エッジを複数の粒子エッジ部分（例えば１２個）に分割し、複数の粒子エッジ部分ごとに、中心座標と粒子エッジとの距離の最大値と最小値の差分を算出し、それらの差分の平均値を突起の高さとして算出する工程と、複数の導電性粒子（例えば５〜１００個の任意の個数）について算出された突起の高さの平均値を算出する工程と、を備える方法によって、決定することができる。

上記の二次元画像の分析において、粒子エッジは、導電性粒子の二次元投影像の、突起部に由来する凹凸を含む外周に実質的に相当する。二次元画像から得られる輝度の度数分布は、一般に、粒子エッジの部分を反映した極小値を示す。この極小値に対応する輝度を第一閾値として二次元画像を二値化して、二値化画像を生成する。得られた二値化画像において形成されたエッジが、粒子エッジとして検出される。粒子エッジを基に、二次元画像上の導電性粒子の中心座標が算出される。粒子エッジにフィッティングする円を最小二乗法で求め、その円の中心が導電性粒子の中心座標とされる。

導電性粒子３の表面の投影像の全体に対する突起部３３の面積割合（突起部３３の面積率）は、電気的接続の信頼性を更に向上させる観点から、好ましくは、８％以上、９％以上、又は２０％以上であり、好ましくは、６０％以下又は５０％以下であり、好ましくは、８〜６０％、８〜５０％、９〜６０％、９〜５０％、２０〜６０％、又は２０〜５０％である。

突起部の面積率も、特開２０１６−６１７２２号公報に記載された方法に従って、導電性粒子の二次元画像を分析することによって決定することができる。突起部の面積率は、例えば、粒子エッジの内側の領域における輝度の度数分布から、突起部とそれ以外の部分との境界に対応する第二閾値を算出する工程と、得られた第二閾値によって粒子エッジの内側の領域を二値化して二値化画像を生成する工程と、得られた二値化画像において、粒子エッジの内側の面積に対する、突起部に対応する領域の面積の割合を、突起部の面積率として算出する工程とを備える方法によって、決定することができる。

上述のような突起部を有する導電性粒子３は、例えば、プラスチック粒子３１の表面上に金属メッキによって金属層３２Ａ，３２Ｂを形成することによって、得ることができる。金属メッキの際、メッキ条件を変更して、金属層３２Ａ，３２Ｂの厚さを変化させることで、突起部３３を形成することができる。例えば、金属メッキの過程で、メッキ液の濃度を段階的に高めていくことで、突起部３３を形成することができる。

あるいは、メッキ液のｐＨを調節すること、例えば、ニッケルメッキ液のｐＨを６とすることによっても、こぶ状の突起部を有する金属層を形成することができる（望月ら、表面技術、Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．４、４２９〜４３２頁、１９９７参照）。メッキ浴の安定性に寄与する錯化剤としてグリシンを用いた場合、平坦な表面を有する金属層が形成されるのに対して、錯化剤として酒石酸又はＤＬ−リンゴ酸を用いた場合、こぶ状の突起部が形成される（例えば、荻原ら、非晶質メッキ、Ｖｏｌ．３６、第３５〜３７頁、１９９４；荻原ら、回路実装学会誌、Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．３、１４８〜１５２頁、１９９５参照）。これらの方法を採用することによって、所望の高さ及び面積率の突起部３３を有する金属層３２Ａ，３２Ｂを形成することができる。

図２（ｂ）に示した導電性粒子３Ｂを作製する場合は、例えば、上記の方法により突起部を有する第一の金属層３２ａを形成した後、置換メッキによって、Ａｕ又はＰｄの層を形成することで、第二の金属層３２ｂを得ることができる。

接着剤フィルム１に含まれる導電性粒子３の含有量は、接続する電極の精細度等に応じて決められる。導電性粒子３の含有量は、例えば、接着剤成分１００体積部に対して、１体積部以上であってよく、５０体積部以下であってもよく、絶縁性及び製造コストの観点から、好ましくは、３０体積部以下である。

接着剤組成物は、多層のフィルム状（多層接着剤フィルム）であってもよい。多層接着剤フィルムは、例えば、導電性粒子を含む層と、導電性粒子を含まない層とから構成される二層構成であってよく、導電性粒子を含む層と、その両側に設けられた導電性粒子を含まない層とから構成される三層構成であってもよい。多層接着剤フィルムは、導電性粒子を含む層を複数備えていてもよい。多層接着剤フィルムは、回路部材との接着性を考慮して、接続される回路部材に対して高い接着性を示す接着層を備えていてもよい。これらの多層接着剤フィルムを用いた場合、接続電極上に効率良く導電性粒子を捕獲できるため、狭ピッチの回路部材の接続に有利である。

以上説明した接着剤組成物（接着剤フィルム）は、回路部材同士を接続するための材料（回路接続材料）として好適に用いられ、回路部材同士を接続するための異方導電性接着剤組成物（異方導電性接着剤フィルム）として特に好適に用いられる。

次に、接着剤フィルム１を用いた、接続体の製造方法を説明する。図３は、一実施形態に係る接続体の製造方法を模式的に示す断面図である。まず、図３（ａ）に示すように、第一の回路部材４、第二の回路部材５及び接着剤フィルム１（回路接続材料）を用意する。第一の回路部材４は、第一の基板６、及び第一の基板６の一面６ａ上に設けられた第一の接続端子７を有する。第二の回路部材５は、第二の基板８、及び第二の基板８の一面８ａ上に設けられた第二の接続端子９を有する。

次に、第一の回路部材４と第二の回路部材５とを、第一の接続端子７と第二の接続端子９とが対向するように配置し、第一の回路部材４と第二の回路部材５との間に接着剤フィルム１を配置して積層体を作製する。

そして、図３（ａ）において矢印で示した方向に積層体全体を加圧しながら、接着剤フィルム１を硬化させる。加圧時の圧力は、例えば総接続面積あたり１〜１０ＭＰａであってよい。接着剤フィルム１を硬化させる方法は、加熱による方法であってよく、加熱に加えて光照射を併用する方法であってもよい。加熱は、例えば１００〜１７０℃で行われてよい。加圧及び加熱（必要に応じて光照射）は、例えば１〜１６０秒間行われてよい。これにより、第一の回路部材４と第二の回路部材５とが、接着剤フィルム１を構成する接着剤組成物の硬化物を介して圧着される。

本実施形態では、第一の回路部材４と第二の回路部材５との間に接着剤フィルム１を配置したが、他の実施形態として、接着剤フィルムに代えて、ペースト状の接着剤組成物を、第一の回路部材４又は第二の回路部材５上に、又はその両方に塗布してもよい。

このようにして得られる、一実施形態に係る接続体１０は、図３（ｂ）に示すように、第一の基板６及び第一の基板６上に設けられた第一の接続端子７を有する第一の回路部材４と、第二の基板８及び第二の基板８上に設けられた第二の接続端子９を有する第二の回路部材５と、第一の回路部材４と第二の回路部材５との間に設けられ、第一の回路部材４（第一の接続端子７）と第二の回路部材５（第二の接続端子９）とを互いに電気的に接続する接続部１１と、を備える。接続部１１は、接着剤組成物の硬化物により構成されており、接着剤成分２の硬化物１２と、該硬化物１２中に分散された導電性粒子３とからなっている。接続体１０では、導電性粒子３が第一の接続端子７と第二の接続端子９との間に介在することにより、第一の接続端子７と第二の接続端子９とが互いに電気的に接続されている。

第一の基板６は、例えば、ＩＣチップ又はフレキシブル基板であってよい。第二の基板８は、例えば、フレキシブル基板、ガラス基板、又は、ガラス基板及び該ガラス基板上に設けられた絶縁膜を有する複合基板であってよい。

第一の基板６及び第二の基板８の組み合わせとして、より具体的には、第一の基板６がＩＣチップ又はフレキシブル基板で、第二の基板８がフレキシブル基板であってもよい。あるいは、第一の基板６がＩＣチップ又はフレキシブル基板で、第二の基板８がガラス基板又は複合基板であってもよい。言い換えると、第二の基板８がフレキシブル基板であるとき、第一の基板６はＩＣチップであってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。第一の基板６がＩＣチップで、第二の基板８がフレキシブル基板であるとき、ＣＯＰ（Chip on Plastic substrate）接続のために上述の接着剤フィルム１が用いられる。第一の基板６及び第二の基板８がフレキシブル基板であるとき、ＦＯＰ（Film on Plastic substrate）接続のために上述の接着剤フィルム１が用いられる。

フレキシブル基板は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）からなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含む。

フレキシブル基板は、有機基材の表面上に形成された、光学及び機械的特性を向上するためのハードコート等の改質処理膜及び／又は保護膜等を更に有していてもよい。フレキシブル基板の取り扱い、及び搬送を容易にするため、ガラス基材及びＳＵＳ等から選ばれる補強材が有機基材に貼り合わせられていてもよい。

フレキシブル基板の厚さは、基板単体でフィルムとしての強度、及び曲げやすさを確保する点から、好ましくは１０μｍ以上であり、２００μｍ以下又は１２５μｍ以下である。

従来の回路接続材料を用いると、回路部材同士の圧着のための加熱及び加圧により、フレキシブル基板上の電極が破断したり、クラックを生じたりし易いことがあった。また、十分な電気的接続を形成しにくい電極の接続に関しては、電極の破損を抑制するために、より低温又はより低応力の条件で回路部材を圧着する必要がある。本実施形態の回路接続材料（接着剤フィルム）は、これらの点においても従来の材料と比較して有利な効果を有し得る。

ガラス基板は、ソーダガラス、石英硝子等で形成されていてよく、外部からの応力による破損防止の観点からは、これらに化学強化処理が施された基板であってもよい。複合基板は、ガラス基板と、ガラス基板の表面に設けられた、ポリイミド又は装飾のための加色の有機材料若しくは無機材料から構成される絶縁膜を有してよく、複合基板において、電極はその絶縁膜の上に形成されてよい。

第二の基板８がフレキシブル基板である場合、第一の基板６は、半導体チップ、トランジスタ、ダイオ−ド、サイリスタ等の能動素子、コンデンサ、抵抗体、コイル等の受動素子等の電子部品、プリント基板等であってもよい。第一の基板６がＩＣチップである場合、めっきで形成されるバンプ又は金ワイヤの先端をトーチ等により溶融させ、金ボールを形成し、このボールを電極パッド上に圧着した後、ワイヤを切断して得られるワイヤバンプなどの突起電極（第一の接続端子７）を設け、これを第一の回路部材４として用いることができる。

第一の接続端子７及び第二の接続端子９を形成する電極材料としては、Ａｇペースト、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ等の金属、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の金属酸化物、銀ナノワイヤ、カーボンナノチューブ等の導電体などが挙げられる。第一の接続端子７及び第二の接続端子９は、互いに同一の素材で形成されていても異なる素材で形成されていてもよいが、好ましくは同一の素材である。第一の接続端子７上及び第二の接続端子９上には、断線防止の観点から、酸化物、窒化物、合金、有機物等で形成された表面層を更に設けてもよい。第一の回路部材４及び第二の回路部材５には、第一の接続端子７又は第二の接続端子９がそれぞれ１つずつ設けられていてもよいが、好ましくは所定の間隔を形成して多数設けられている。

上記の回路接続材料（接着剤フィルム）を用いると、第一の回路部材４がＦＰＣ回路基板であり、第二の回路部材５における第二の接続端子９が、十分な電気的接続を確保しにくい傾向がある金属酸化物で形成されている場合であっても、より高い信頼性の電気的接続を得ることができる。

図４は、一実施形態の接続体１０の要部を模式的に示す断面図である。図４に示すとおり、導電性粒子３の突起部３３の高さが所定の範囲にあることにより、回路部材同士を接続する際に、第一の接続端子７と第二の接続端子９との間に介在する導電性粒子３が、突起部３３によって第一の接続端子７と第二の接続端子９（及び第二の基板８）とに充分な圧力を加えることができるため、より高い信頼性の電気的接続を得ることができ、例えば、高温高湿下での接続抵抗の上昇が起こりにくいと考えられる。

一方、図５（従来の接続体の要部を模式的に示す断面図）に示すように、従来の接続体２０では、導電性粒子２３が比較的低い突起部２３ａを有しているため、第一の接続端子７と第二の接続端子９（及び第二の基板８）とに充分な圧力を加えることができない。したがって、従来の接続体２０は、電気的接続の信頼性の点で劣る。

以下、実施例を挙げて本発明について更に具体的に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（導電性粒子の作製）
（１）プラスチック粒子
テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ジビニルベンゼン及びスチレンをモノマーとして用い、これらを、重合開始剤（ベンゾイルパーオキサイド）を用いた懸濁重合によって重合することで、プラスチック粒子を得た。

（２−１）導電性粒子１−１〜１−３
得られたプラスチック粒子を無電解Ｎｉメッキ処理することで、突起部を有し、Ｎｉで形成された金属層（Ｎｉ層、厚さ０．２μｍ）を備える導電性粒子１〜３を得た。Ｎｉメッキ処理の際、メッキ液の仕込み量、処理温度及び処理時間を適宜調整してＮｉ層の厚さを変更することにより、高さ及び面積率の異なる突起部を形成した。

（２−２）導電性粒子１−４〜１−６
導電性粒子１〜３それぞれのＮｉ層上に、置換メッキによって突起部を有するＡｕで形成された層（Ａｕ層）を形成させて、導電性粒子４〜６をそれぞれ得た。

（２−３）導電性粒子１−７
得られたプラスチック粒子上に平坦な表面を有するＮｉ層を形成し、Ｎｉ層上に平坦な表面を有するＡｕ層を更に形成して、導電性粒子を作製した。

（２−４）導電性粒子２−１〜２−４
得られたプラスチック粒子を無電解Ｎｉメッキ処理することで、突起部を有するＮｉ層（厚さ０．２μｍ）を有する導電性粒子を得た。Ｎｉメッキ処理の際、メッキ液の仕込み量、処理温度及び処理時間を適宜調整してメッキ厚を変更することにより、高さ及び面積率の異なる突起部を形成した。これらの導電性粒子のＮｉ層上に、置換メッキによって突起部を有するＰｄで形成された層（Ｐｄ層）を形成して、導電性粒子２−１〜２−４をそれぞれ得た。

（３）突起部の高さ及び面積率
各導電性粒子を含む二次元画像を、走査型電子顕微鏡によって取得した。得られた二次元座画像を特開２０１６−６１７２２号公報に記載の方法で分析することによって、１００個の導電性粒子の突起部の高さ及び面積率を算出し、それらの平均値を求めた。

（接着剤フィルム（回路接続材料）の作製）
ラジカル重合性物質であるウレタンアクリレート（製品名：ＵＡ−５５００Ｔ、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）１５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、共栄社化学共栄社化社製）５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ヘート（製品名：Ｐ−２Ｍ、共栄社化学共栄社化社製）１質量部と、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）８質量部と、ポリエステルウレタン樹脂（製品名：ＵＲ４８００、東洋紡績株式会社製）を含む濃度４０質量％の溶液６０質量部と、を混合し、攪拌して、バインダ樹脂の溶液を得た。ポリエステルウレタン樹脂の溶液は、ポリエステルウレタン樹脂をトルエン／メチルエチルケトン＝５０／５０の混合溶剤に溶解して調製した。

調製したバインダ樹脂の溶液に、各導電性粒子を、バインダ樹脂１００体積部に対して１０体積部の割合で分散させた。そこに、平均粒径２μｍのシリコーン微粒子（製品名：ＫＭＰ−６０５、信越化学工業株式会社製）を、バインダ樹脂１００質量部に対して２０質量部の割合で分散させて、バインダ樹脂、導電性粒子及びシリコーン微粒子を含む塗工液を得た。この塗工液を、片面を表面処理したポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルム（厚さ５０μｍ）に、塗工装置を用いて塗布した。塗膜を７０℃の熱風乾燥により乾燥して、回路接続材料としての異方導電性接着剤フィルム（厚さ１８μｍ）を作製した。

（回路部材の準備）
・ガラス部材
ガラス基板と、該ガラス基板上に順に積層されたＣｕ膜（厚さ３０ｎｍ）及びアモルファスＩＴＯの接続端子（厚さ４０ｎｍ）とを有するガラス部材を準備した。
・フレキシブル部材
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（２５℃での弾性率：４６００ＭＰａ）と、ＰＥＴフィルム上に形成されたＩＴＯの接続端子（厚さ２０ｎｍ）とを有するフレキシブル部材を準備した。
・フレキシブル回路基板（ＦＰＣ）
ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）を基材とした樹脂フィルム基材と、該樹脂フィルム基材上に設けられた配線とを有するＦＰＣを準備した。このＦＰＣの配線は、ピッチ０．３ｍｍ（スペース０．１５ｍｍ、電極幅０．１５ｍｍ、高さ１８μｍ）のＣｕ層と、Ｃｕ層上に順に形成された厚さ３μｍのＮｉメッキ層及び厚さ０．０３μｍのＡｕメッキ層とからなる接続端子を有する。

フレキシブル部材とＦＰＣとの間に、異方導電性接着剤フィルムを挟んだ。この状態で、異方導電性接着剤フィルムの到達温度が１６０℃となるように加熱しながら、総接続面積当たり２ＭＰａの圧力で１０秒間全体を加圧して、フレキシブル部材とＦＰＣとが接続されたフレキシブル／ＦＰＣ接続体を得た。
同様に、ガラス部材とＦＰＣとを、これらの間に異方導電性接着フィルムを挟むことで接続して、ガラス／ＦＰＣの接続体を得た。

得られた各接続体を、８５℃、８５％ＲＨ、７２時間の信頼性試験に供した。試験前後の接続体について、対向する回路部材間の接続抵抗を測定した。

得られた各導電性粒子の最表面層、突起高さ、突起面積率等の特性、及び評価結果を表１，２に示す。

１…接着剤フィルム、２…接着剤成分、３…導電性粒子、４…第一の回路部材、５…第二の回路部材、６…第一の基板、７…第一の接続端子、８…第二の基板、９…第二の接続端子、１０…接続体、１１…接続部、３１…プラスチック粒子、３２Ａ，３２Ｂ…金属層、３３，３３Ａ，３３Ｂ…突起部。

Claims (12)

1. 接着剤成分と、導電性粒子とを含有し、
   前記導電性粒子が、プラスチック粒子及び該プラスチック粒子を被覆する金属層を有し、
   前記導電性粒子の表面には複数の突起部が形成されており、前記複数の突起部の高さが平均で８５〜１２００ｎｍである、接着剤組成物。
2. 前記導電性粒子の投影像において、前記導電性粒子表面の面積に対する前記突起部の面積の割合が、８〜６０％である、請求項１に記載の接着剤組成物。
3. 前記導電性粒子が、前記金属層として、前記導電性粒子の最表面にＰｄで形成されている層を有する、請求項１又は２に記載の接着剤組成物。
4. 前記Ｐｄで形成されている層の厚さが２〜２００ｎｍである、請求項３に記載の接着剤組成物。
5. 第一の基板及び該第一の基板上に設けられた第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の基板及び該第二の基板上に設けられた第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、互いに電気的に接続するために用いられ、
   前記第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、
   前記第二の基板が、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含むフレキシブル基板である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
6. 第一の基板及び該第一の基板上に設けられた第一の接続端子を有する第一の回路部材と、第二の基板及び該第二の基板上に設けられた第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、互いに電気的に接続するために用いられ、
   前記第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、
   前記第二の基板が、ガラス基板、又は、ガラス基板及び該ガラス基板上に設けられた絶縁膜を有する複合基板である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の接着剤組成物。
7. 第一の基板及び該第一の基板上に設けられた第一の接続端子を有する第一の回路部材と、前記第一の回路部材と対向して配置され、第二の基板及び該第二の基板上に設けられた第二の接続端子を有する第二の回路部材との間に回路接続材料を配置して積層体を作製し、前記積層体を加熱及び加圧して、前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とを互いに電気的に接続する工程を備え、
   前記回路接続材料が、接着剤成分と、導電性粒子とを含有し、
   前記導電性粒子が、プラスチック粒子及び該プラスチック粒子を被覆する金属層を有し、
   前記導電性粒子の表面には複数の突起部が形成されており、前記複数の突起部の高さが平均で８５〜１２００ｎｍである、接続体の製造方法。
8. 前記導電性粒子の投影像において、前記導電性粒子表面の面積に対する前記突起部の面積の割合が、８〜６０％である、請求項７に記載の接続体の製造方法。
9. 前記導電性粒子が、前記金属層として、前記導電性粒子の最表面にＰｄで形成されている層を有する、請求項７又は８に記載の接続体の製造方法。
10. 前記Ｐｄで形成されている層の厚さが２〜２００ｎｍである、請求項９に記載の接続体の製造方法。
11. 前記第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、
    前記第二の基板が、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート及びポリエチレンナフタレートからなる群より選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含むフレキシブル基板である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の接続体の製造方法。
12. 前記第一の基板がＩＣチップ又はフレキシブル基板であり、
    前記第二の基板が、ガラス基板、又は、ガラス基板及び該ガラス基板上に設けられた絶縁膜を有する複合基板である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の接続体の製造方法。

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