WO2015056512A1 - 電気接続材料 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an electrical connection material such as an anisotropic conductive film, a manufacturing method thereof, and a connection body.
  • an anisotropic conductive film composed of conductive particles and a binder resin composition serving as a dispersion medium thereof is widely used as an electrical connection material. Since such an anisotropic conductive film is required to have high adhesive strength, a wide range of epoxy adhesive compositions capable of realizing higher adhesive strength than acrylate adhesive compositions as binder resin compositions. in use. Usually, such an epoxy adhesive composition is obtained by blending an anionic curing agent or a cationic curing agent with an epoxy compound.
  • an epoxy-based adhesive composition comprising an acrylate-based radical polymerizable composition that gives a cured product having a relatively superior stress relaxation capability to an epoxy-based adhesive composition using a cationic curing agent. It has been proposed to impart stress relaxation ability without reducing the high adhesive strength of the film (Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to solve the above-described problems of the conventional technology, and suppress the occurrence of warpage in an electrical connection portion such as an anisotropic conductive connection portion, and also an anisotropic conductive connection and the like.
  • An object of the present invention is to provide an electrical connection material such as an anisotropic conductive film which does not lower the conduction reliability of a connection body obtained by electrical connection.
  • the present inventor has an electrical connection material such as an anisotropic conductive film having a structure in which a conductive particle-containing layer is sandwiched between insulating thermosetting resin composition layers, and the conductive particle-containing layer contains conductive particles.
  • Adopting a B-stage by photocuring a resin composition layer in which an epoxy non-radical polymerizable compound is blended in an acrylate radical polymerizable composition without using it together with a curing agent for an epoxy compound Thus, the inventors have found that the above-described object can be achieved and have completed the present invention.
  • the present invention provides an electrical connection material in which the conductive particle-containing layer is sandwiched between the first insulating thermosetting resin composition layer and the second insulating thermosetting resin composition layer, preferably anisotropic.
  • Conductive film, Conductive particle-containing layer is a photo-radical polymerization of light-irradiated conductive particle-containing resin composition layer containing acrylate radical polymerizable compound, photo radical polymerization initiator, epoxy non-radical polymerizable compound, and conductive particles. It was made into B stage, The first insulating thermosetting resin composition layer and the second insulating thermosetting resin composition layer each contain an epoxy-based non-radical polymerizable compound and a thermal cationic polymerization initiator or a thermal anionic polymerization initiator. An electrical connection material is provided.
  • the present invention is also a method for producing the above-described electrical connection material of the present invention, preferably an anisotropic conductive film,
  • a conductive particle-containing resin composition containing an acrylate radical polymerizable compound, a photo radical polymerization initiator, an epoxy non-radical polymerizable compound, and conductive particles is formed, and the resulting film is irradiated with light.
  • a first insulating thermosetting resin composition layer containing, an epoxy non-radical polymerizable compound and a thermal cationic polymerization initiator or a thermal anionic polymerization initiator on the other surface The manufacturing method which has a process of laminating a heat-curable thermosetting resin composition layer is provided.
  • the present invention provides an electrical connection between the terminal of the first electrical component and the terminal of the second electrical component by thermocompression bonding via the electrical connection material of the present invention described above, preferably an anisotropic conductive film, preferably Provides a connection body formed by anisotropic conductive connection.
  • the conductive particle-containing layer is sandwiched between the first insulating thermosetting resin composition layer and the second insulating thermosetting resin composition layer.
  • the conductive particle-containing layer has a structure.
  • the curing shrinkage rates of the first insulating thermosetting resin composition layer and the second insulating thermosetting resin composition layer are matched to the same level, an anisotropic conductive film, etc. It is possible to suppress the occurrence of warpage in a connection body made using the electrical connection material.
  • the conductive particle-containing layer is irradiated with light by irradiating a conductive particle-containing resin composition layer containing an acrylate radical polymerizable compound, a photo radical polymerization initiator, an epoxy non-radical polymerizable compound, and conductive particles. B-staged by radical polymerization. Therefore, in electrical connection such as anisotropic conductive connection, it becomes difficult for the conductive particles to flow from between the terminals to be connected (connection portion), and it is possible to contribute to improvement of conduction reliability.
  • stress relaxation capability can be expressed in the entire electrical connection material such as an anisotropic conductive film, contributing to the suppression of warpage in a connection body made using an electrical connection material such as an anisotropic conductive film. It is also possible to do.
  • this conductive particle-containing layer does not contain a polymerization initiator that polymerizes an epoxy non-radically polymerizable compound. Therefore, the B-staged conductive particle-containing layer contains an unpolymerized epoxy-based non-radically polymerizable compound. If a liquid epoxy compound is used, electrical connection such as anisotropic conductive connection is performed. In this case, it is possible to ensure the fluidity necessary to push the conductive particles.
  • the epoxy non-radically polymerizable compound contained in the conductive particle-containing layer is obtained by subjecting the first and second insulating thermosetting resin composition layers to thermocompression bonding during electrical connection such as anisotropic conductive connection.
  • the cationic polymerization or the anionic polymerization can be carried out by thermal cationic polymerization or thermal anionic polymerization that occurs in the above.
  • an electroconductive particle content layer can fully be hardened, and the fall of the conduction reliability of the connection object created using electric connection materials, such as an anisotropic conductive film, can be controlled.
  • the electrical connection material of this invention is useful as an anisotropic conductive film, it is useful also as an anisotropic conductive paste, a normal conductive film, and a conductive paste.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an anisotropic conductive film which is a preferred embodiment of the electrical connection material of the present invention.
  • the conductive particle-containing layer 1 has a first insulating thermosetting resin composition layer 2 and a second insulating thermosetting resin composition. It has a structure sandwiched between layers 3.
  • the conductive particle-containing layer 1 is formed by light irradiation of a conductive particle-containing resin composition layer containing an acrylate radical polymerizable compound, a photo radical polymerization initiator, an epoxy non-radical polymerizable compound, and conductive particles. B-staged by radical polymerization.
  • “B stage” means a state in which the curable resin composition is semi-cured and flows or softens by heating.
  • the conductive particle-containing resin composition layer which is a precursor of the conductive particle-containing layer 1 before photoradical polymerization, is composed of an acrylate radical polymerizable compound, a photo radical polymerization initiator, an epoxy non-radical polymerizable compound, and conductive particles. However, it does not contain a polymerization initiator for polymerizing the epoxy non-radically polymerizable compound. This is because epoxy non-radicals are formed by polymerization of the first insulating thermosetting resin composition layer 2 and the second insulating thermosetting resin composition layer 3 laminated on both surfaces of the conductive particle-containing layer 1. This is because the polymerizable compound is polymerized.
  • the reaction rate of the acrylate radical polymerizable compound in the photo radical polymerization generated by light irradiation is preferably 70% or more. If the reaction rate is 70% or more, the effect of suppressing the flow of particles at the time of connection can be sufficiently obtained.
  • the reaction rate can be measured by a known method such as FT-IR. The case where the reaction rate is 100% is also within the scope of the present invention.
  • the conductive particle-containing layer 1 contains an unpolymerized epoxy-based non-radically polymerizable compound, the conductive particle-containing layer 1 As a whole, it can be said that it is not a fully cured state but a B stage state.
  • the light irradiation conditions (light source, light wavelength, light intensity, light amount, temperature, etc.) can be set as appropriate.
  • Examples of the acrylate-based radical polymerizable compound include monofunctional or polyfunctional (meth) acrylate (where (meth) acrylate is a term including acrylate and methacrylate).
  • Monofunctional (meth) acrylate compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n or i-propyl (meth) acrylate, n, i, sec or tert-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl ( And (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, and dicyclopentanyl acrylate compounds.
  • Polyfunctional (meth) acrylate compounds include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, dipropylene glycol di ( Bifunctional (meth) acrylate compounds such as (meth) acrylate, 1,2-cyclohexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, dicyclopentadiene dimethacrylate, glycerin tri (meth) acrylate, trimethylol Examples of trifunctional (meth) acrylate compounds such as propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, tris (2-acryloyloxyethyl) isocyanurate It can be.
  • epoxy-modified, urethane-modified, ethylene oxide-modified, and propylene oxide-modified products can also be used.
  • bisphenol A type epoxy acrylate can be preferably used from the viewpoint of connection stability after curing.
  • the photo radical polymerization initiator can be appropriately selected from known photo radical polymerization initiators. Examples include acetophenone photopolymerization initiators, benzyl ketal photopolymerization initiators, ⁇ -alkylaminophenone photopolymerization initiators, and phosphorus photopolymerization initiators. Specifically, 2-hydroxy-2-cyclohexylacetophenone (IRGACURE 184, BASF Japan Ltd.), ⁇ -hydroxy- ⁇ , ⁇ ′-dimethylacetophenone (Darocur) as an acetophenone photopolymerization initiator.
  • acetophenone photopolymerization initiators include acetophenone photopolymerization initiators, benzyl ketal photopolymerization initiators, ⁇ -alkylaminophenone photopolymerization initiators, and phosphorus photopolymerization initiators.
  • 2-hydroxy-2-cyclohexylacetophenone IRGACURE 184, BASF Japan Ltd.
  • benzyl ketal photopolymerization initiators examples include benzophenone, fluorenone, dibenzosuberone, 4-aminobenzophenone, 4,4'-diaminobenzophenone, 4-hydroxybenzophenone, 4-chlorobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, etc. It is done. Further, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (IRGACURE 369, BASF Japan Ltd.) was used as an ⁇ -alkylaminophenone photopolymerization initiator. Can be used.
  • phosphorous photopolymerization initiators bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (IRGACURE 819, BASF Japan Ltd.), (2,4,6-trimethylbenzoyl) -diphenyl Phosphine oxide (DAROCURE TPO, BASF Japan Ltd.) etc. are mentioned.
  • the compounding amount of the photo radical polymerization initiator is preferably 0.1 to 40 parts by mass, more preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylate radical polymerizable compound. If it is this range, radical photopolymerization can fully advance and the fall of the mechanical strength of the electroconductive particle content layer 1 can be suppressed.
  • a combination of the acrylate radical polymerizable compound and the photo radical polymerization initiator a combination of a bisphenol A type epoxy acrylate and an ⁇ -alkylaminophenone photo polymerization initiator can be exemplified.
  • the epoxy-based non-radical polymerizable compound may be liquid or solid, and the epoxy equivalent is usually about 100 to 4000, and there is no radical polymerizable unsaturated bond in the molecule, and two or more epoxy groups are present.
  • the compound which has can be mentioned.
  • a bisphenol A type epoxy compound, a phenol novolac type epoxy compound, a cresol novolac type epoxy compound, an ester type epoxy compound, an alicyclic epoxy compound, or the like can be preferably used. These compounds include monomers and oligomers.
  • the compounding amount of the epoxy non-radically polymerizable compound is preferably 3 to 250 parts by mass, more preferably 10 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acrylate radical polymerizable compound. If it is this range, an adhesive force can be improved and the change of an excessive curvature can be suppressed.
  • the conductive particle-containing layer 1 includes a phenoxy resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a saturated polyester resin, and a urethane as a film forming resin.
  • Resins, butadiene resins, polyimide resins, polyamide resins, polyolefin resins, and the like can be included.
  • the blending amount of such a film-forming resin component is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 20 to 150 parts per 100 parts by mass in total of the acrylate radical polymerizable compound and the epoxy non-radical polymerizable compound. Part by mass. If it is this range, the handleability before hardening can be improved and the residual stress after hardening which also becomes a factor of curvature can be suppressed.
  • conductive particles constituting a known anisotropic conductive film can be employed.
  • examples thereof include metal particles such as nickel, and metal-coated resin particles in which a metal plating film such as nickel is formed on the surface of the resin core.
  • An insulating thin film may be formed as necessary.
  • the average particle size of such conductive particles is preferably 1 to 20 ⁇ m, more preferably 2 to 10 ⁇ m, from the viewpoint of electrical conductivity retention.
  • the blending amount of the conductive particles is preferably 2 to 200 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the acrylate radical polymerizable compound, the epoxy non-radical polymerizable compound, and the film-forming resin blended as necessary. More preferred is 5 to 150 parts by mass. If it is this range, conduction
  • Conductive particle density in the conductive particle-containing layer 1, from the viewpoint of securing the short-circuit prevention of conduction preferably from 1000 to 150,000 / mm 2, more preferably from 2000 to 100,000 / mm 2.
  • the conductive particles in the conductive particle-containing layer 1 may be present in a form in which the conductive particles are uniformly mixed in the conductive particle-containing resin composition and formed into a single layer using a known technique such as a transfer mold. It is good also as a form arranged regularly by.
  • the layer thickness of the conductive particle-containing layer 1 is preferably 1 to 20 ⁇ m, more preferably 2 to 10 ⁇ m, and even more preferably 3 to 8 ⁇ m. If it is this range, particle
  • Each of these resin composition layers independently contains an epoxy non-radical polymerizable compound and a thermal cationic polymerization initiator or a thermal anionic polymerization initiator.
  • the epoxy-based non-radical polymerizable compound may be liquid or solid, and the epoxy equivalent is usually about 100 to 4000, and there is no radical polymerizable unsaturated bond in the molecule, and two or more epoxy groups are present.
  • the compound which has can be mentioned.
  • a bisphenol A type epoxy compound, a phenol novolac type epoxy compound, a cresol novolac type epoxy compound, an ester type epoxy compound, an alicyclic epoxy compound, or the like can be preferably used. These compounds include monomers and oligomers.
  • a particularly preferred epoxy-based non-radically polymerizable compound is a bisphenol A type epoxy compound from the viewpoint of connection stability after curing.
  • thermal cationic polymerization initiator a known thermal cationic polymerization initiator for initiating cationic polymerization of an epoxy compound can be used.
  • known iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, ferrocenes, etc. can be used.
  • Aromatic sulfonium salts that can be used and exhibit good potential with respect to temperature can be preferably used.
  • thermal cationic polymerization initiator examples include diphenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium hexafluorophosphate, diphenyliodonium hexafluoroborate, triphenylsulfonium hexafluoroantimonate, triphenylsulfonium hexafluorophosphate, triphenyls.
  • Rufonium hexafluoroborate is exemplified.
  • the amount of the thermal cationic polymerization initiator is preferably 0.1 to 40 parts by mass, more preferably 0.5 to 30 parts by mass with respect to parts.
  • thermal anion polymerization initiator a known thermal anion polymerization initiator for initiating anionic polymerization of an epoxy compound can be used.
  • an aliphatic amine compound, an aromatic amine compound, a secondary or tertiary amine Compounds, imidazole compounds, polymercaptan compounds, boron trifluoride-amine complexes, dicyandiamide, organic acid hydrazides, etc., preferably encapsulated imidazole compounds showing good potential with respect to temperature can do.
  • Specific examples include NovaCure HX3941HP manufactured by Asahi Kasei E-Materials Corporation.
  • the amount of the thermal anionic polymerization initiator is preferably 0.1 to 200 parts by mass, more preferably 0.5 to 150 parts by mass with respect to parts.
  • the difference in cure shrinkage between the first insulating thermosetting resin composition layer 2 and the second insulating thermosetting resin composition layer 3 was created using the anisotropic conductive film of the present invention. In order to further suppress the warpage of the connection body, it is preferably 10% or less.
  • the cure shrinkage rate can be measured according to JISK6901.
  • the cure shrinkage of each layer is preferably within 10%, more preferably within 5%, and even more preferably within 3%.
  • the layer thicknesses of the first insulating thermosetting resin composition layer 2 and the second insulating thermosetting resin composition layer 3 are each preferably 0.1 to 30 ⁇ m, more preferably 1 to 20 ⁇ m. If it is this range, particle
  • the electrical connection material of the present invention has been described by taking an anisotropic conductive film as an example.
  • the electrical connection material of the present invention includes an anisotropic conductive film, anisotropic conductive paste, conductive paste, conductive film, etc. Can take the form.
  • the electrical connection material such as the anisotropic conductive film of the present invention can be produced by a production method having Step 1 and Step 2 described below.
  • a conductive particle-containing resin composition containing an acrylate radical polymerizable compound, a photo radical polymerization initiator, an epoxy non-radical polymerizable compound, and conductive particles is formed, and light is applied to the resulting film.
  • a conductive particle-containing layer by photoradical polymerization and B-stage.
  • the conductive particle-containing resin composition is composed of an acrylate radical polymerizable compound, a photo radical polymerization initiator, an epoxy non-radical polymerizable compound, conductive particles, and other film forming components blended as necessary. It can prepare by mixing with a component uniformly by well-known methods, for example, a planetary mixer etc. The film formation can also be performed by a known means such as a doctor blade method. In this case, the conductive particle-containing resin composition layer in an uncured state is formed by forming a conductive particle-containing resin composition on a release-treated base sheet (for example, a peel-treated polyester sheet) and drying it as necessary. Can be formed.
  • a release-treated base sheet for example, a peel-treated polyester sheet
  • the conductive particle-containing resin composition layer thus formed is irradiated with light such as ultraviolet rays to photoradically polymerize the acrylate radical polymerizable compound.
  • the reaction rate of the acrylate radical polymerizable compound is 70. % Or more, preferably 90% or more.
  • a B-staged conductive particle-containing layer is formed.
  • a second insulating thermosetting resin composition layer containing an epoxy non-radical polymerizable compound and a thermal cationic polymerization initiator or a thermal anionic polymerization initiator is laminated on the surface. Thereby, electrical connection materials, such as the anisotropic conductive film of this invention, are obtained.
  • the first insulating thermosetting resin composition layer and the second insulating thermosetting resin composition layer can be prepared as follows. First of all, together with other components such as an epoxy non-radically polymerizable compound and a thermal cationic polymerization initiator or a thermal anionic polymerization initiator and a film-forming component blended as necessary, it is uniform by a known method such as a planetary mixer. Insulating thermosetting resin compositions are respectively prepared by mixing them. A first insulating thermosetting resin composition in an uncured state by depositing this resin composition on a release-treated base sheet by a known means such as a doctor blade method and drying it as necessary. A layer and a second insulating thermosetting resin composition layer are prepared.
  • the first insulating thermosetting resin composition layer is overlaid on the previously formed conductive particle-containing layer and pressed.
  • the anisotropic conductive film of the present invention is peeled off by peeling off the peeling base sheet on the conductive particle-containing layer side, overlaying the second insulating thermosetting resin composition layer, and pressing the resulting laminate.
  • An electrical connection material such as is obtained.
  • the conductive particle-containing layer peeled off from the release treatment base sheet was sandwiched between the first insulating thermosetting resin composition layer and the second insulating thermosetting resin composition layer, and the resulting laminate was obtained.
  • An electrical connection material such as the anisotropic conductive film of the present invention can also be obtained by pressure bonding an object.
  • the electrical connection material such as the anisotropic conductive film of the present invention includes terminals (for example, bumps) of the first electrical component (for example, IC chip) and terminals (for example, bumps) of the second electrical component (for example, wiring board). Between the first and second electrical components and by electrical connection, preferably anisotropic conductive connection, from the first or second electrical component side.
  • Examples 1-7, Comparative Examples 1-4 Formation of first insulating thermosetting resin composition layer
  • a first insulating thermosetting resin composition mixed solution of 50% solid content is prepared using toluene, and this mixed solution is applied onto a release PET base sheet. It apply
  • Second insulating thermosetting resin composition layer (Formation of second insulating thermosetting resin composition layer) According to the composition shown in Table 1 (unit: parts by mass), a second insulating resin composition mixed solution of 50% solid content is prepared using toluene, and this mixed solution is dried on a peeled PET base sheet. It apply
  • Thermocompression bonding conditions 180 ° C., 80 MPa, 5 seconds IC chip size: 1.5 mm ⁇ 20 mm, 0.5 mmt IC chip bump: gold-plated bump, 30 ⁇ m ⁇ 85 ⁇ m, bump height 15 ⁇ m, bump pitch 50 ⁇ m Size of glass substrate provided with 200 nm thick ITO pattern electrode: 50 mm ⁇ 30 mm, 0.3 mmt (1737F, Corning)
  • connection body was measured for “initial conduction resistance”, “conduction resistance after high temperature and high humidity load test (conduction reliability)”, and “warping of the connection body”. The obtained results are shown in Table 1.
  • Initial conduction resistance The initial conduction resistance of the connection body immediately after preparation was measured using a commercially available resistance measuring instrument. Practically, it is desired to be 10 ⁇ or less.
  • connection warping Regarding the warpage of the connection body, the surface of the glass substrate on which the IC chip is not mounted was measured using a commercially available three-dimensional shape measurement system (Keyence Co., Ltd.) with a width of 20 mm corresponding to the back side of the IC chip. . It is desirable that the warpage is within 10 ⁇ m.
  • the anisotropic conductive films of Examples 1 to 7 had excellent conduction reliability and little warpage.
  • the anisotropic conductive film of Example 4 whose rigidity is comparatively low because the blending amount of acrylate is comparatively small, and the anisotropic conductive film of Example 6 whose comparatively low rigidity is low because the reaction rate is comparatively low
  • the relatively low rigidity of the anisotropic conductive film is less likely to warp.
  • the anisotropic conductive films of Examples 5 and 7 having relatively high rigidity are easily warped.
  • Comparative Examples 1, 2, and 4 light irradiation was not performed on the conductive particle-containing layer, and thus there was a problem in conduction reliability.
  • Comparative Example 3 although light irradiation was performed on the conductive particle-containing layer, there was a problem in conduction reliability because no photoradical polymerization initiator was contained. Further, since it contained a thermal radical polymerization initiator, it was immediately cured at the time of anisotropic conductive connection and warped greatly.
  • the electrical connection material such as the anisotropic conductive film of the present invention
  • the conduction reliability of the connected body is not lowered. Therefore, the anisotropic conductive film of the present invention is useful when flip-chip mounting an electrical component such as an IC chip on another electrical component such as a wiring board.

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Abstract

 異方性導電接続部等の電気接続部に反りが発生することを抑制し、しかも異方性導電接続等の電気接続により得られた接続体の導通信頼性を低下させない異方性導電フィルム等の電気接続材料は、導電粒子含有層が、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層とで挟持された構造を有する。該導電粒子含有層は、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物層を光照射により光ラジカル重合させてBステージ化したものである。第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層は、それぞれエポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤を含有している。

Description

電気接続材料
 本発明は、異方性導電フィルム等の電気接続材料、その製造方法及び接続体に関する。
 ICチップ等の電気部品を基板等に実装する際に、導電粒子とその分散媒となるバインダ樹脂組成物とから構成される異方性導電フィルムが電気接続材料として広く使用されている。このような異方性導電フィルムには、高い接着強度が求められているため、バインダ樹脂組成物として、アクリレート系接着剤組成物よりも高い接着強度を実現可能なエポキシ系接着剤組成物が広く使用されている。通常、このようなエポキシ系接着剤組成物は、エポキシ系化合物にアニオン系硬化剤又はカチオン系硬化剤を配合したものである。
 しかし、エポキシ系接着剤組成物をバインダ樹脂組成物として使用した異方性導電フィルムの場合、エポキシ系接着剤組成物の硬化物は、当該エポキシ系接着剤組成物の硬化収縮により異方性導電接続部に生ずる応力を十分に緩和することができないため、異方性導電接続部に反りを発生させてしまうという問題があった。このため、カチオン系硬化剤を使用したエポキシ系接着剤組成物に、それよりも比較的応力緩和能に優れた硬化物を与えるアクリレート系ラジカル重合性組成物を配合し、エポキシ系接着剤組成物の高い接着強度を低下させずに応力緩和能を付与しようとすることが提案されている(特許文献1)。
特開2006-127776号公報
 しかしながら、特許文献1の異方性導電フィルムの場合、異方性導電接続部における反りの発生をある程度軽減することが可能であったが、異方性導電フィルムを用いて形成した接続体を高温高湿で保管した場合には、導通抵抗が増大し、導通信頼性が低下するという問題があった。
 本発明の目的は、以上の従来の技術の問題点を解決することであり、異方性導電接続部等の電気接続部に反りが発生することを抑制し、しかも異方性導電接続等の電気接続により得られた接続体の導通信頼性を低下させない異方性導電フィルム等の電気接続材料を提供することである。
 本発明者は、異方性導電フィルム等の電気接続材料を、導電粒子含有層を絶縁性熱硬化型樹脂組成物層で挟持させた構造とし、当該導電粒子含有層として、導電粒子を含有するアクリレート系ラジカル重合性組成物に、エポキシ系非ラジカル重合性化合物をエポキシ化合物用の硬化剤と併用することなく配合してなる樹脂組成物層を光硬化させてBステージ化したものを採用することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
 即ち、本発明は、導電粒子含有層が、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層とで挟持された電気接続材料、好ましくは異方性導電フィルムであって、
 導電粒子含有層が、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物層を光照射により光ラジカル重合させてBステージ化したものであり、
 第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層が、それぞれエポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有していることを特徴とする電気接続材料を提供する。
 本発明は、また、上述の本発明の電気接続材料、好ましくは異方性導電フィルムの製造方法であって、
 アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物を成膜し、得られた膜に対し光を照射して光ラジカル重合させBステージ化することにより導電粒子含有層を形成する工程、及び
 導電粒子含有層の片面に、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有している第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層、他面にエポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有している第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を積層する工程
を有する製造方法を提供する。
 更に、本発明は、第1の電気部品の端子と第2の電気部品の端子とを、上述の本発明の電気接続材料、好ましくは異方性導電フィルムを介して熱圧着により電気接続、好ましくは異方性導電接続してなる接続体を提供する。
 本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料は、導電粒子含有層が、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層とで挟持された構造を有する。従って、例えば、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層との硬化収縮率を互いに同レベルに合致させれば、異方性導電フィルム等の電気接続材料を用いて作成した接続体における反りの発生を抑制することが可能となる。
 また、導電粒子含有層が、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物層を光照射により光ラジカル重合させてBステージ化したものである。従って、異方性導電接続等の電気接続の際、接続すべき端子間(接続部)から導電粒子が流動し難くなり、導通信頼性の向上に資することが可能となる。しかも、異方性導電フィルム等の電気接続材料全体に応力緩和能を発現させることが可能となり、異方性導電フィルム等の電気接続材料を用いて作成した接続体における反りの発生の抑制に寄与することも可能となる。
 更に、この導電粒子含有層にはエポキシ系非ラジカル重合性化合物を重合させる重合開始剤が含有されていない。よって、Bステージ化した導電粒子含有層には重合していないエポキシ系非ラジカル重合性化合物が含有されていることになり、液状のエポキシ化合物を使用すれば、異方性導電接続等の電気接続の際に導電粒子を押し込むのに必要な流動性を確保することが可能となる。
 また、導電粒子含有層に含有されているエポキシ系非ラジカル重合性化合物は、異方性導電接続等の電気接続の際の熱圧着により第1及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層で生ずる熱カチオン重合又は熱アニオン重合によりカチオン重合又はアニオン重合することができる。これにより、導電粒子含有層を十分に硬化させることができ、異方性導電フィルム等の電気接続材料を用いて作成した接続体の導通信頼性の低下を抑制することができる。このように本願発明の電気接続材料は異方性導電フィルムとして有用であるが、異方性導電ペースト、通常の導電フィルムや導電ペーストとしても有用である。
図1は、本発明の電気接続材料の好ましい一態様である異方性導電フィルムの断面図である。
 以下、本発明の電気接続材料の好ましい一態様である異方性導電フィルムを例にとり、本発明を詳細に説明する。
<異方性導電フィルム>
 図1に示すように、本発明の異方性導電フィルム10は、導電粒子含有層1が、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層2と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層3とで挟持された構造を有する。
(導電粒子含有層1)
 この導電粒子含有層1は、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物層を光照射により光ラジカル重合させてBステージ化したものである。ここで、“Bステージ”とは硬化型樹脂組成物が半硬化した状態であって、加熱により流動もしくは軟化する状態を意味する。
 導電粒子含有層1の光ラジカル重合前の前駆体である導電粒子含有樹脂組成物層は、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有するが、エポキシ系非ラジカル重合性化合物を重合させる重合開始剤を含有しない。この理由は、導電粒子含有層1の両面に積層されている第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層2及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層3の重合によりエポキシ系非ラジカル重合性化合物を重合させるためである。
 導電粒子含有層1中において、光照射により生ずる光ラジカル重合におけるアクリレート系ラジカル重合性化合物の反応率は、好ましくは70%以上である。反応率が70%以上であれば、接続時の粒子流動の抑制という効果を十分に得ることができる。反応率の測定は、FT-IRなど公知の手法により行うことができる。なお、その反応率が100%である場合も本願発明の範囲であるが、導電粒子含有層1は、重合していないエポキシ系非ラジカル重合性化合物を含有しているため、導電粒子含有層1全体としては本硬化状態ではなく、Bステージ状態であると言える。
 なお、光照射条件(光源、光波長、光強度、光量、温度等)は適宜設定することができる。
 アクリレート系ラジカル重合性化合物としては、単官能又は多官能(メタ)アクリレート(ここで、(メタ)アクリレートとはアクリレートとメタクリレートとを包含する用語である)化合物を挙げることができる。単官能(メタ)アクリレート化合物としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n又はi-プロピル(メタ)アクリレート、n,i,sec又はtert―ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルアクリレ-ト化合物等が挙げられる。多官能(メタ)アクリレート化合物としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,2-シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタジエンジメタクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物や、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリス(2-アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート等の3官能(メタ)アクリレート化合物を例示することができる。また、エポキシ変性、ウレタン変性、エチレンオキサイド変性、プロピレンオキサイド変性したものも使用することができる。中でも、硬化後の接続安定性の点からビスフェノールA型エポキシアクリレートを好ましく使用することができる。
 光ラジカル重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、α-アルキルアミノフェノン系光重合開始剤、リン系光重合開始剤等が挙げられる。具体的には、アセトフェノン系光重合開始剤として、2-ヒドロキシ-2-シクロへキシルアセトフェノン(イルガキュア(IRGACURE)184、BASFジャパン(株))、α-ヒドロキシ-α,α′-ジメチルアセトフェノン(ダロキュア(DAROCUR)1173、BASFジャパン(株))、2,2-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン(イルガキュア(IRGACURE)651、BASFジャパン(株))、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン(イルガキュア(IRGACURE)2959、BASFジャパン(株))、2-ヒドロキシ-1-{4-[2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル]-ベンジル}フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(イルガキュア(IRGACURE)127、BASFジャパン(株))等が挙げられる。ベンジルケタール系光重合開始剤として、ベンゾフェノン、フルオレノン、ジベンゾスベロン、4-アミノベンゾフェノン、4,4′-ジアミノベンゾフェノン、4-ヒドロキシベンゾフェノン、4-クロロベンゾフェノン、4,4′-ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。また、α-アルキルアミノフェノン系光重合開始剤として、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(イルガキュア(IRGACURE)369、BASFジャパン(株))を使用することができる。リン系光重合開始剤として、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(イルガキュア(IRGACURE)819、BASFジャパン(株))、(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-ジフェニルフォスフィンオキサイド(ダロキュア(DAROCURE)TPO、BASFジャパン(株))等が挙げられる。
 光ラジカル重合開始剤の配合量は、アクリレート系ラジカル重合性化合物100質量部に対し、好ましくは0.1~40質量部、より好ましくは0.5~30質量部である。この範囲であれば、光ラジカル重合を十分に進行させ、導電粒子含有層1の機械的強度の低下を抑制することができる。
 アクリレート系ラジカル重合性化合物と光ラジカル重合開始剤との好ましい組み合わせとしては、ビスフェノールA型エポキシアクリレートとα-アルキルアミノフェノン系光重合開始剤との組み合わせを挙げることができる。
 エポキシ系非ラジカル重合性化合物としては、液状でも固体状でもよく、エポキシ当量が通常100~4000程度であって、分子内にラジカル重合性の不飽和結合が存在せず、2以上のエポキシ基を有する化合物を挙げることできる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、エステル型エポキシ化合物、脂環型エポキシ化合物等を好ましく使用することができる。また、これらの化合物にはモノマーやオリゴマーが含まれる。
 エポキシ系非ラジカル重合性化合物の配合量は、アクリレート系ラジカル重合性化合物100質量部に対し、好ましくは3~250質量部、より好ましくは10~150質量部である。この範囲であれば、接着力を向上させ、過度な反りの変化を抑制することができる。
 なお、導電粒子含有層1には、アクリレート系ラジカル重合性化合物とエポキシ系非ラジカル重合性化合物とに加えて、膜形成用樹脂としてフェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等を含有させることができる。このような膜形成用樹脂成分の配合量は、アクリレート系ラジカル重合性化合物とエポキシ系非ラジカル重合性化合物との合計100質量部に対し、好ましくは10~200質量部、より好ましくは20~150質量部である。この範囲であれば、硬化前の取り扱い性を向上させ、反りの要因にもなる硬化後の残留応力を抑制することができる。
 導電粒子としては、公知の異方性導電フィルムを構成している導電粒子を採用することができる。例えば、ニッケルなどの金属粒子、樹脂コアの表面にニッケル等の金属メッキ膜を形成した金属被覆樹脂粒子等が挙げられる。必要に応じて絶縁薄膜が形成されていてもよい。
 このような導電粒子の平均粒径としては、導通保持性の点から、好ましくは1~20μm、より好ましくは2~10μmである。
 導電粒子の配合量は、アクリレート系ラジカル重合性化合物とエポキシ系非ラジカル重合性化合物と必要に応じて配合される膜形成用樹脂との合計100質量部に対し、好ましくは2~200質量部、より好ましくは5~150質量部である。この範囲であれば、導通信頼性を向上させ、接着性の過度な低下や接続後のショート発生を抑制することができる。
 導電粒子含有層1における導電粒子密度は、導通の確保とショート防止の点から、好ましくは1000~150000個/mmで、より好ましくは2000~100000個/mmである。
 なお、導電粒子含有層1における導電粒子の存在形態としては、導電粒子含有樹脂組成物中に均一に混合して成膜した形態としてもよく、公知の手法、例えば転写型を使用して単層で規則配列させた形態としてもよい。
 導電粒子含有層1の層厚は、好ましくは1~20μm、より好ましくは2~10μm、更により好ましくは3~8μmである。この範囲であれば、粒子捕捉効率を必要以上に低下させず、導通抵抗の過度の上昇も抑制することができる。
(第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層2及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層3)
 これらの樹脂組成物層は、それぞれ独立的に、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有する。
 エポキシ系非ラジカル重合性化合物としては、液状でも固体状でもよく、エポキシ当量が通常100~4000程度であって、分子内にラジカル重合性の不飽和結合が存在せず、2以上のエポキシ基を有する化合物を挙げることできる。例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、エステル型エポキシ化合物、脂環型エポキシ化合物等を好ましく使用することができる。また、これらの化合物にはモノマーやオリゴマーが含まれる。特に好ましいエポキシ系非ラジカル重合性化合物としては、硬化後の接続安定性の点からビスフェノールA型エポキシ化合物である。
 熱カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物のカチオン重合を開始させる公知の熱カチオン重合開始剤を使用することができ、例えば、公知のヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができ、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。熱カチオン系重合開始剤の好ましい例としては、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロボレート、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルフォニウムヘキサフルオロボレートが挙げられる。具体的には、(株)ADEKA製のSP-150、SP-170、CP-66、CP-77;日本曹達(株)製のCI-2855、CI-2639;三新化学工業(株)製のサンエイドSI-60、SI-80;ユニオンカーバイド社製のCYRACURE-UVI-6990、UVI-6974等が挙げられる。
 熱カチオン重合開始剤の配合量は、少なすぎると熱カチオン重合が十分に進行しない傾向があり、多すぎると剛性低下の原因となることが懸念されるので、エポキシ系非ラジカル重合性化合物100質量部に対し、好ましくは0.1~40質量部、より好ましくは0.5~30質量部である。
 熱アニオン重合開始剤としては、エポキシ化合物のアニオン重合を開始させる公知の熱アニオン重合開始剤を使用することができ、例えば、脂肪族アミン系化合物、芳香族アミン系化合物、二級又は三級アミン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリメルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素-アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッド等を挙げることができ、温度に対して良好な潜在性を示すカプセル化イミダゾール系化合物を好ましく使用することができる。具体的には、旭化成イーマテリアルズ(株)製ノバキュアHX3941HP等が挙げられる。
 熱アニオン重合開始剤の配合量は、少なすぎると熱アニオン重合が十分に進行しない傾向があり、多すぎると剛性低下の原因となることが懸念されるので、エポキシ系非ラジカル重合性化合物100質量部に対し、好ましくは0.1~200質量部、より好ましくは0.5~150質量部である。
 第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層2と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層3との間の硬化収縮率差は、本発明の異方性導電フィルムを用いて作成した接続体の反りの発生をより抑制するために、好ましくは10%以下であることが好ましい。なお、硬化収縮率は、JISK6901に準拠して測定することができる。各層それぞれの硬化収縮率は、好ましくは10%以内、より好ましくは5%以内、更により好ましくは3%以内である。
 第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層2及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層3の層厚は、それぞれ好ましくは0.1~30μm、より好ましくは1~20μmである。この範囲であれば、粒子捕捉効率を必要以上に低下させず、導通抵抗の過度の上昇も抑制することができる。
 以上、本発明の電気接続材料を、異方性導電フィルムを例にとり説明したが、本発明の電気接続材料は、異方性導電フィルムの他、異方性導電ペースト、導電ペースト、導電フィルム等の態様を取ることができる。
<電気接続材料(好ましくは異方性導電フィルム)の製造方法>
 本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料は、以下に説明する工程1と工程2とを有する製造方法により製造することができる。
(工程1)
 まず、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物を成膜し、得られた膜に対し光を照射して光ラジカル重合させBステージ化することにより導電粒子含有層を形成する。
 導電粒子含有樹脂組成物は、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子と、必要に応じて配合される膜形成成分などの他の成分とともに、公知の手法、例えば遊星混合機などにより均一に混合することにより調製できる。その成膜も公知の手段、例えば、ドクターブレード法などにより行うことができる。この場合、剥離処理ベースシート(例えば剥離処理されたポリエステルシート)に、導電粒子含有樹脂組成物を成膜し、必要に応じて乾燥させることにより未硬化の状態の導電粒子含有樹脂組成物層を形成することができる。このようにして形成された導電粒子含有樹脂組成物層に対し、紫外線などの光を照射し、アクリレート系ラジカル重合性化合物を光ラジカル重合させ、好ましくはアクリレート系ラジカル重合性化合物の反応率が70%以上、好ましくは90%以上となるようにする。これによりBステージ化された導電粒子含有層が形成される。
(工程2)
 次に、導電粒子含有層の片面に、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有している第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層、他面にエポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有している第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を積層する。これにより、本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料が得られる。
 第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層は以下のように作成することができる。まず、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤と必要に応じて配合される膜形成成分などの他の成分とともに、公知の手法、例えば遊星混合機などにより均一に混合することによりそれぞれ絶縁性熱硬化型樹脂組成物を調製する。この樹脂組成物を、公知の手段、例えばドクターブレード法などにより、剥離処理ベースシートに成膜し、必要に応じて乾燥させることにより未硬化の状態の第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を作成する。
 次に、先に形成した導電粒子含有層に、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を重ね合わせ、圧着させる。続いて、導電粒子含有層側の剥離ベースシートを剥がし、第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を重ね合わせ、得られた積層物を圧着することにより、本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料が得られる。なお、剥離処理ベースシートから剥がされた導電粒子含有層を、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層とで挟持し、得られた積層物を圧着することでも本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料が得られる。
<接続体>
 本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料は、第1の電気部品(例えば、ICチップ)の端子(例えばバンプ)と、第2の電気部品(例えば配線基板)の端子(例えばバンプ、パッド)との間に配置し、第1又は第2の電気部品側から熱圧着により電気接続、好ましくは異方性導電接続することにより接続体を与えることができる。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
  実施例1~7、比較例1~4
(第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層の形成)
 表1に示す配合(単位:質量部)に従って、トルエンを用いて50%固形分の第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物混合液を調製し、この混合液を剥離PETベースシート上に、乾燥厚が8μmとなるように塗布し、80℃で5分間乾燥することにより、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を形成した。
(第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層の形成)
 表1に示す配合(単位:質量部)に従って、トルエンを用いて50%固形分の第2の絶縁性樹脂組成物混合液を調製し、この混合液を剥離PETベースシート上に、乾燥厚が8μmとなるように塗布し、80℃で5分間乾燥することにより、第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を形成した。
(導電粒子含有層の形成)
 表1に示す配合(単位:質量部)に従って、トルエンを用いて50%固形分の導電粒子含有樹脂組成物混合液を調製し、この混合液を剥離PETベースシート上に、乾燥厚が6μmとなるように塗布し、80℃で5分間乾燥し、続いて、紫外線を表1の積算光量となるように照射して光ラジカル重合させることにより導電粒子含有層を形成した。この導電粒子含有層におけるアクリレート系ラジカル重合性化合物の反応率を、FT-IR(FT/IR-4100、日本分光(株))を用いて測定し、得られた結果を表1に示した。
(異方性導電フィルムの作成)
 第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層に導電粒子含有層を重ね合わせ、ラミネートした後、導電粒子含有層側の剥離PETベースシートを剥がし、導電粒子含有層を露出させた。その露出した導電粒子含有層に第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を重ね合わせ、剥離PETベースシート上から、40℃、0.1Paの条件でラミネートすることにより、異方性導電フィルムを得た。
<接続体の評価>
(接続体の作成)
 各実施例及び比較例で作成した異方性導電フィルムを用いて、ICチップのバンプとガラス基板のITOパターン電極との間を、熱圧着により異方性導電接続した。なお、異方性接続時には第一の絶縁性樹脂組成物層をICチップ側に配置した。
 熱圧着条件: 180℃、80MPa、5秒
 ICチップのサイズ:1.5mm×20mm、0.5mmt
 ICチップのバンプ:金メッキバンプ、30μm×85μm、バンプ高さ15μm、バンプピッチ50μm
 200nm厚のITOパターン電極が設けられたガラス基板のサイズ:50mm×30mm、0.3mmt(1737F、コーニング社) 
(性能評価)
 得られた接続体について、以下に説明するように、「初期導通抵抗」、「高温高湿負荷試験後の導通抵抗(導通信頼性)」、「接続体の反り」について測定した。得られた結果を表1に示す。
「初期導通抵抗」
 作成直後の接続体の初期導通抵抗を市販の抵抗測定器を用いて測定した。実用上、10Ω以下であることが望まれる。
「高温高湿負荷試験後の導通抵抗(導通信頼性)」
 接続体を、85℃、85%Rhに維持されたチャンバー中で1000時間放置した後の接続体の導通抵抗を市販の抵抗測定器を用いて測定した。実用上、15Ω以下であることが望まれる。
「接続体の反り」
 接続体の反りについては、ICチップが実装されていない側のガラス基板表面を、ICチップの裏側に相当する巾20mmを、市販の三次元形状測定システム((株)キーエンス)を用いて測定した。反りが10μm以内であることが望まれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 
<考察>
 実施例1~7の異方性導電フィルムは、導通信頼性に優れ、反りも少ないものであった。なお、アクリレートの配合量が比較的少ないために剛性が比較的低い実施例4の異方性導電フィルムと、反応率が比較的低いために剛性が比較的低い実施例6の異方性導電フィルムとの結果から、異方性導電フィルムの剛性が比較的低い方が反り難いことが分かる。また逆に、剛性が比較的高い実施例5や実施例7の異方性導電フィルムの場合、反り易くなっていることがわかる。
 それに対し、比較例1、2、4の場合には、導電粒子含有層に対する光照射が行われていないので、導通信頼性に問題があった。比較例3の場合も、導電粒子含有層に対する光照射は行われていたが、光ラジカル重合開始剤が含有されていないので、導通信頼性に問題があった。また、熱ラジカル重合開始剤を含有していたため、異方性導電接続時に直ちに硬化し、大きく反ってしまった。
 本発明の異方性導電フィルム等の電気接続材料によれば、異方性導電接続部等の電気接続部に反りが発生することを抑制し、しかも異方性導電接続等の電気接続により得られた接続体の導通信頼性を低下させることがない。従って、本発明の異方性導電フィルムは、ICチップ等の電気部品を、配線基板等の他の電機部品にフリップチップ実装する際に有用である。
 1 導電粒子含有層
 2 第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層
 3 第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層

Claims (8)

  1.  導電粒子含有層が、第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層とで挟持された電気接続材料であって、
     導電粒子含有層が、アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物層を光照射により光ラジカル重合させてBステージ化したものであり、
     第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層及び第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層が、それぞれエポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有していることを特徴とする電気接続材料。
  2.  導電粒子含有層中において、アクリレート系ラジカル重合性化合物の反応率が70%以上である請求項1記載の電気接続材料。
  3.  アクリレート系ラジカル重合性化合物が、ビスフェノールA型エポキシアクリレートであり、光ラジカル重合開始剤が、α-アルキルアミノフェノン系光重合開始剤である請求項1又は2記載の電気接続材料。
  4.  エポキシ系非ラジカル重合性化合物が、ビスフェノールA型エポキシ化合物であり、熱カチオン重合開始剤が、芳香族スルホニウム塩である請求項1~3のいずれかに記載の電気接続材料。
  5.  第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層と第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層との間の硬化収縮率差が10%以下である請求項1~4のいずれかに記載の電気接続材料。
  6.  請求項1記載の電気接続材料の製造方法であって、
     アクリレート系ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と、導電粒子とを含有する導電粒子含有樹脂組成物を成膜し、得られた膜に対し光を照射して光ラジカル重合させBステージ化することにより導電粒子含有層を形成する工程、及び
     導電粒子含有層の片面に、エポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有している第1の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層、他面にエポキシ系非ラジカル重合性化合物と熱カチオン重合開始剤又は熱アニオン重合開始剤とを含有している第2の絶縁性熱硬化型樹脂組成物層を積層する工程
    を有する製造方法。
  7.  導電粒子含有樹脂組成物の膜に対し、アクリレート系ラジカル重合性化合物の反応率が70%以上となるように光を照射する請求項6記載の製造方法。
  8.  第1の電気部品の端子と第2の電気部品の端子とを、請求項1~5のいずれかに記載の電気接続材料を介して熱圧着により電気接続してなる接続体。
     
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