JPH10273626A - 回路接続材料及び回路板の製造法 - Google Patents
回路接続材料及び回路板の製造法Info
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Landscapes
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Abstract
の電極間に形成し、両電極を接続するのに良好なフィル
ム状接着剤に関するもので、従来のエポキシ樹脂系より
も低温速硬化性に優れ、かつ長時間の保存性を有する電
気・電子用の回路接続材料を提供する。 【解決手段】 下記(1)〜(3)の成分を必須とする
回路接続材料。 (1)加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤 (2)ラジカル重合性物質 (3)表面層が金、銀および白金族の金属から選ばれる
少なくとも1種で構成される導電性粒子
Description
性粒子を用いた回路接続材料及び回路板の製造法に関す
る。
が得られ、耐水性や耐熱性に優れること等から、電気・
電子・建築・自動車・航空機等の各種用途に多用されて
いる。中でも一液型エポキシ樹脂系接着剤は、主剤と硬
化剤との混合が不必要であり使用が簡便なことから、フ
ィルム状・ペースト状・粉体状の形態で使用されてい
る。この場合、エポキシ樹脂と硬化剤及び変性剤との多
様な組み合わせにより、特定の性能を得ることが一般的
である。(例えば、特開昭62−141083号公
報)。
開昭62−141083号公報に示されるフィルム状接
着剤は、作業性に優れるものの、20秒程度の接続時間
で140〜180℃程度の加熱、10秒では180〜2
10℃程度の加熱が必要であった。この理由は、短時間
硬化性(速硬化性)と貯蔵安定性(保存性)の両立によ
り良好な安定性を得ることを目的として、常温で不活性
な触媒型硬化剤を用いているために、硬化に際して十分
な反応が得られないためである。近年、精密電子機器の
分野では、回路の高密度化が進んでおり、電極幅、電極
間隔が極めて狭くなっている。このため、従来のエポキ
シ樹脂系を用いた回路接続材料の接続条件では、配線の
脱落、剥離や位置ずれが生じるなどの問題があった。ま
た、生産効率向上のために10秒以下への接続時間の短
縮化が求められてきており、低温速硬化性が必要不可欠
となっている。本発明の目的は、従来のエポキシ樹脂系
よりも低温速硬化性に優れかつ可使時間を有する電気・
電子用の回路接続材料を提供することにある。
は、相対峙する回路電極間に介在され、相対向する回路
電極を加圧し加圧方向の電極間を電気的に接続する接続
材料であって、下記(1)〜(3)の成分を必須とする
ものである。 (1)加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤 (2)ラジカル重合性物質 (3)表面層が金、銀および白金族の金属から選ばれる
少なくとも1種で構成される導電性粒子 加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤の半減期10
時間の温度が40℃以上かつ、半減期1分の温度が18
0℃以下である硬化剤が好ましく、導電性粒子表面層の
金属の厚みが300オングストロ−ム以上あるものが好
ましい。本発明の回路板の製造法は、第一の接続端子を
有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第二
の回路部材とを、第一の接続端子と第二の接続端子を対
向して配置し、前記対向配置した第一の接続端子と第二
の接続端子の間に本発明の回路接続材料を介在させ、加
熱加圧して前記対向配置した第一の接続端子と第二の接
続端子を電気的に接続させるものである。
ジカルを発生する硬化剤としては、過酸化化合物、アゾ
系化合物などの加熱により分解して遊離ラジカルを発生
するものであり、目的とする接続温度、接続時間、保存
性等により適宜選定されるが、高反応性と保存性の点か
ら、半減期10時間の温度が40℃以上かつ、半減期1
分の温度が180℃以下の有機過酸化物が好ましく、半
減期10時間の温度が60℃以上かつ、半減期1分の温
度が170℃以下の有機過酸化物がより好ましい。この
場合、配合量は0.05〜10重量%程度であり0.1
〜5重量%がより好ましい。具体的には、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、ハイドロパーオキサイドなどから選定できる。
4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、3,5,5,
−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイ
ルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステア
ロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、
ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサ
イド等がある。
ーnープロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート、ビス(4−t−ブチル
シクロヘキシル)パーオキシジカーボネト、ジ−2−エ
トキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ(2−エ
チルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシ
ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3
−メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネート等があ
る。
3,3,−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエ
ート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキ
シノエデカノエート、tーヘキシルパーオキシネオデカ
ノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、1,1,
3,3,−テトラメチルブチルパーオキシ2ーエチルヘ
キサノネート、2,5,ージメチルー2,5ージ(2ー
エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、1−シクロ
ヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ2−エチルヘキ
サノネート、tーヘキシルパーオキシ2ーエチルヘキサ
ノネート、tーブチルパーオキシ2ーエチルヘキサノネ
ート、tーブチルパーオキシイソブチレート、1,1ー
ビス(tーブチルパーオキシ)シクロヘキサン、tーヘ
キシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tー
ブチルパーオキシー3,5,5ートリメチルヘキサノネ
ート、tーブチルパーオキシラウレート、2,5,ージ
メチルー2,5,ージ(mートルオイルパーオキシ)ヘ
キサン、tーブチルパーオキシイソプロピルモノカーボ
ネート、tーブチルパーオキシ2ーエチルヘキシルモノ
カーボネート、tーヘキシルパーオキシベンゾエート、
tーブチルパーオキシアセテート等がある。
ス(tーヘキシルパーオキシ)ー3,3,5ートリメチ
ルシクロヘキサン、1,1ービス(tーヘキシルパーオ
キシ)シクロヘキサン、1,1ービス(tーブチルパー
オキシ)−3,3,5ートリメチルシクロヘキサン、
1、1ー(tーブチルパーオキシ)シクロドデカン、
2,2ービス(tーブチルパーオキシ)デカン等があ
る。
α’ビス(tーブチルパーオキシ)ジイソプロピルベン
ゼン、ジクミルパーオキサイド、2,5,ージメチルー
2,5,ージ(tーブチルパーオキシ)ヘキサン、tー
ブチルクミルパーオキサイド等がある。
ロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイド
ロパーオキサイド等がある。これらの遊離ラジカル発生
剤は単独または混合して使用することができ、分解促進
剤、抑制剤等を混合して用いてもよい。また、これらの
硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質
等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。
は、ラジカルにより重合する官能基を有する物質であ
り、アクリレート、メタクリレート等が挙げられる。ラ
ジカル重合性物質はモノマー、オリゴマーいずれの状態
で用いることが可能であり、モノマーとオリゴマーを併
用することも可能である。アクリレート(メタクリレー
ト)の具体例てしては、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ーヒドロキシ1。3ジアクリロキシプ
ロパン、2,2ービス〔4ー(アクリロキシメトキシ)
フェニル〕プロパン、2,2ービス〔4ー(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、
トリス(アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート等
がある。これらは単独または併用してもちいることがで
き、必要によっては、ハイドロキノン、メチルエーテル
ハイドロキノン類などの重合禁止剤を適宜用いてもよ
い。また、ジシクロペンテニル基および/またはトリシ
クロデカニル基および/またはトリアジン環を有する場
合は、耐熱性が向上するので好ましい。
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
脂などのポリマー類を含有した場合取扱い性もよく硬化
時の応力緩和に優れるため好ましく、水酸基等の官能基
を有する場合接着性が向上するためより好ましい。各ポ
リマーをラジカル重合性の官能基で変性したものがより
好ましい。これらポリマーの分子量は10000以上が
好ましいが1000000以上になると混合性が悪くな
る。
止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップ
リング剤及びフェノール樹脂やメラミン樹脂、イソシア
ネート類等を含有することもできる。充填材を含有した
場合、接続信頼性等の向上が得られるので好ましい。充
填材の最大径が導電粒子の粒径未満であれば使用でき、
5〜60体積%の範囲が好ましい。60体積%以上では
信頼性向上の効果が飽和する。カップリング剤として
は、ビニル基、アクリル基、アミノ基、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好
ましい。
Au、Ag、Ni、Cu、はんだ等の金属粒子やカーボ
ン等があり、十分な保存性を得るためには、表層はN
i、Cuなどの遷移金属類ではなくAu、Ag、白金族
の貴金属類が好ましくAuがより好ましい。また、Ni
などの遷移金属類の表面をAu等の貴金属類で被覆した
ものでもよい。また、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
最外層を貴金属類としたものは、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。貴金族類の被覆層の厚みは良
好な抵抗を得るためには、100オングストロ−ム以上
が好ましい。しかし、Ni等の遷移金属の上に貴金属類
の層を設ける場合では、貴金属類層の欠損や導電粒子の
混合分散時に生じる貴金属類層の欠損等により生じる酸
化還元作用で遊離ラジカルが発生し保存性低下引き起こ
すため、300オングストロ−ム以上が好ましい。導電
性粒子は、接着剤樹脂成分100部(体積)に対して
0.1〜30部(体積)の範囲で用途により使い分け
る。過剰な導電性粒子による隣接回路の短絡等を防止す
るためには0.1〜10部(体積)とするのがより好ま
しい。
分割し、遊離ラジカルを発生する硬化剤を含有する層と
導電粒子を含有する層に分離した場合、従来の高精細化
可能の効果に加えて、保存性の向上が得られる。
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
剤としても有用である。本発明で得た回路接続材料を用
いた電極の接続について説明する。この方法は、回路接
続材料を基板上の相対峙する電極間に形成し、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。
イスダウン方式により半導体チップを基板と接着フィル
ムで接着固定すると共に両者の電極どうしを電気的に接
続する場合にも使用できる。すなわち、第一の接続端子
を有する第一の回路部材と、第二の接続端子を有する第
二の回路部材とを、第一の接続端子と第二の接続端子を
対向して配置し、前記対向配置した第一の接続端子と第
二の接続端子の間に本発明の接続材料(フィルム状接着
剤)を介在させ、加熱加圧して前記対向配置した第一の
接続端子と第二の接続端子を電気的に接続させ回路板を
製造することができる。
プ、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品、
プリント基板等の基板等が用いられる。これらの回路部
材には接続端子が通常は多数(場合によっては単数でも
良い)設けられており、前記回路部材の少なくとも1組
をそれらの回路部材に設けられた接続端子の少なくとも
一部を対向配置し、対向配置した接続端子間に接着剤を
介在させ、加熱加圧して対向配置した接続端子どうしを
電気的に接続して回路板とする。回路部材の少なくとも
1組を加熱加圧することにより、対向配置した接続端子
どうしは、直接接触により又は異方導電性接着剤の導電
粒子を介して電気的に接続することができる。
も低温速硬化性に優れかつ可使時間を有する電気・電子
用の回路接続材料を提供が可能となる。
する。なお、それぞれの配合比は図1の表にまとめてあ
る。 実施例1 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)50gを、重量
比でトルエン(沸点110.6℃、SP値8.90)/
酢酸エチル(沸点77.1℃、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。ラジカル重合性物質としてトリヒドロキシエチルグ
リコールジメタクリレート(共栄社油脂株式会社製、商
品名80MFA)を用いた。遊離ラジカル発生剤として
ベンゾイルパーオキサイドを用いた。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0.04μmの金層
を設け、平均粒径10μmの導電性粒子を作製した。固
形重量比でフェノキシ樹脂50g、トリヒドロキシエチ
ルグリコールジメタクリレート樹脂50g、ベンゾイル
パーオキサイド5g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、70℃、10分
の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが35μmの回路接
続材料を得た。得られたフィルム状接着剤は、室温での
十分な柔軟性を示し、また40℃で10時間放置しても
フィルムの性質にはほとんど変化がなく、良好な保存性
を示した。
タクリレートの固形重量比を50g/50gに代えて、
30g/70g(実施例2)、70g/30g(実施例
3)とした他は、実施例1と同様にして回路接続材料を
得た。
ートに代えて、ベンゾイルパーオキシトルエンの40重
量%トルエン溶液(日本油脂株式会社製、商品名ナイパ
ーBMTーT40)とした他は、実施例1と同様にして
回路接続材料を得た。
液(日本油脂株式会社製、商品名ナイパーBMTーT4
0)の配合量を2gとした他は、実施例1と同様にして
回路接続材料を得た。
ートに代えて、ベンゾイルパーオキシトルエンの40重
量%トルエン溶液(日本油脂株式会社製、商品名ナイパ
ーBMTーT40)とした他は、実施例1と同様にして
回路接続材料を得た。
ートに代えて、tーヘキシルパーオキシ2ーエチルヘキ
サノネートの50重量%DOP溶液(日本油脂株式会社
製、商品名パーキュアHO)とした他は、実施例1と同
様にして回路接続材料を得た。
100gに末端にアクリル基を持つモノイソシアネート
5gを一般的方法で反応させて、アクリル基で変性した
フェノキシ樹脂を作製した。このフェノキシ樹脂を用い
た他は実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
被覆(被覆厚み0.08μm)したものを用いて、0.
5部(体積)とした他は、実施例1と同様にして回路接
続材料を得た。
にして回路接続材料を得た。
ールジメタクリレート(共栄社油脂株式会社製、商品名
80MFA)30gとジシクロペンテニルアクリレート
20gを用いた他は、実施例1と同様にして回路接続材
料を得た。
ールジメタクリレート(共栄社油脂株式会社製、商品名
80MFA)30gとトリシクロデカニルアクリレート
20gを用いた他は、実施例1と同様にして回路接続材
料を得た。
ールジメタクリレート(共栄社油脂株式会社製、商品名
80MFA)40gとトリス(アクリロイロキシエチ
ル)イソシアヌレート10gを用いた他は、実施例1と
同様にして回路接続材料を得た。
ロキシ・ジエトキシ)フェニル}プロパン(新中村化学
(株)製、商品名 A−BPE−4)を用いた他は、実
施例1と同様にして回路接続材料を得た。
工業(株)製、商品名PVB3000K)とした他は、
実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
被覆(被覆厚み0.04μm)したものを用いて、0.
5体積%とした他は、実施例1と同様にして回路接続材
料を得た。
実施例1と同様にして回路接続材料を得た。
例1と同様にして回路接続材料を得た。
施例1と同様にして回路接続材料を得た。
かは、実施例10と同様にして回路接続材料を得た。
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160℃、3MP
aで10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、回路接続材料の
接着面を貼り付けた後、70℃、0.5MPa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。
抵抗値を、初期と、85℃、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。 実施例1で得られた回路接続材料は良好な接
続信頼性を示した。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。また、実施例2〜16の回路接続材料も同様に
良好な接続信頼性が得ら、いずれの場合も室温で10日
以上の良好な保存性を有した。これらに対して、比較例
1は、用いた硬化剤の反応性が低く、保存性は室温で1
0日以上と長いが、硬化反応が不十分であるため接着状
態が悪く、初期の接続抵抗も高くなった。また、比較例
2では用いた硬化剤の反応性が非常に高く、初期では良
好な接続が得られたが、保存性1日と短かった。さら
に、比較例3ではNi粒子が遷移金属であるために酸化
還元作用により初期では良好な接続が得られたが、保存
性1日と短かった。また、比較例4では金めっき層が薄
いために比較例3と同様に保存性が短くなった。
で接着力測定を行った。比較例1〜4では200gf/
cm程度と接着力が低いが、実施例1〜16では100
0gf/cm程度と良好な接着力が得られた。
来のエポキシ樹脂系よりも低温速硬化性に優れかつ可使
時間を有する電気・電子用の回路接続材料を提供が可能
となる。
の測定結果を示す表である。
Claims (4)
- 【請求項1】 相対峙する回路電極間に介在され、相対
向する回路電極を加圧し加圧方向の電極間を電気的に接
続する接続材料であって、下記(1)〜(3)の成分を
必須とする回路接続材料。 (1)加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤 (2)ラジカル重合性物質 (3)表面層が金、銀および白金族の金属から選ばれる
少なくとも1種で構成される導電性粒子 - 【請求項2】 加熱により遊離ラジカルを発生する硬化
剤の半減期10時間の温度が40℃以上かつ、半減期1
分の温度が180℃以下である請求項1記載の回路接続
材料。 - 【請求項3】 表面層の金属の厚みが300オングスト
ロ−ム以上ある請求項1〜3各項記載の回路接続材料。 - 【請求項4】 第一の接続端子を有する第一の回路部材
と、第二の接続端子を有する第二の回路部材とを、第一
の接続端子と第二の接続端子を対向して配置し、前記対
向配置した第一の接続端子と第二の接続端子の間に請求
項1〜3各項記載の回路接続材料を介在させ、加熱加圧
して前記対向配置した第一の接続端子と第二の接続端子
を電気的に接続させる回路板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7942597A JPH10273626A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 回路接続材料及び回路板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7942597A JPH10273626A (ja) | 1997-03-31 | 1997-03-31 | 回路接続材料及び回路板の製造法 |
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