JPH11236540A - 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、かつ、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】 ラジカル硬化性樹脂、有機過酸化物、熱
可塑性エラストマー、マレイミドを含む樹脂組成物中に
導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤において、該
ラジカル重合性樹脂が、フェノール性水酸基を有する
（メタ）アクリロイル化ノボラック樹脂と２−ヒドロキ
シ−３−フェノキシプロピルアクリレートを含むことを
特徴とする異方導電性接着剤。

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、ＬＣＤとＴＣＰ、あるいはＴＣＰ
とＰＣＢ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。

【０００３】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。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。

【０００４】このため、たとえば、ＬＣＤとＴＣＰ接続
においては、接続時の加熱によるＴＣＰの伸びのために
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。これらの問題を解決するため、十分
な接続信頼性を保ちながら、より低温かつ短時間での接
続が可能な異方導電性接着剤が求められている。

【０００５】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ている。しかし、これら
エポキシ樹脂系の熱硬化タイプの異方導電接着剤はその
硬化反応性から、保存性安定性と樹脂の硬化性を両立さ
せるため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１５０℃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
を用いた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、一度接続したものを位置ずれ等の原因により、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
し殆どの熱硬化タイプの異方導電性接着剤は、高接着
力、高信頼性といった長所がある反面、リペアの容易性
という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】低温接続を可能とする異方導電性接着剤と
しては、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。

【０００９】これらの問題を解決し、低温速硬化性と保
存安定性との両立及び、接続信頼性とリペア性との両立
を可能とする異方導電性接着剤として、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、及びマレ
イミド樹脂からな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。この異
方導電性接着剤に於いてラジカル重合性樹脂は、接続信
頼性、接着力、作業性など接着剤の性能の多くを左右す
る主成分であり、ラジカル硬化性樹脂と必要に応じてこ
れに加えられるラジカル重合性モノマーとからなる。し
かしながら、前記樹脂系による異方導電性接着剤が良好
な特性を示すような熱硬化性樹脂とラジカル重合性モノ
マーの組み合わせは、現状では最適化されるには至って
いない。

【００１０】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、かつ接着性、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。

【００１１】

【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、かつ、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。

【００１２】

【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、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について、該異方導電性接着剤の
諸特性とラジカル重合性樹脂の組成との関係について検
討を重ねた結果、ラジカル重合性樹脂としてフェノール
性水酸基を有する（メタ）アクリロイル化ノボラック樹
脂及び、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアク
リレートとを合わせて用いることにより、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。

【００１３】即ち、本発明はフェノール性水酸基を有す
る（メタ）アクリロイル化ノボラック樹脂、２−ヒドロ
キシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、有機過酸
化物、熱可塑性エラストマー及びマレイミドを含む樹脂
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。

【００１４】本発明で用いられるラジカル重合性樹脂と
しては、硬化性樹脂として（１）式に示される構造のフ
ェノール性水酸基を有する（メタ）アクリロイル化ノボ
ラック樹脂を用い、ラジカル重合性モノマーとして２−
ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートを合
わせて用いる。

【００１５】

【化１】

【００１６】更に、必要に応じてビニルエステル樹脂等
のアクリレート類、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリル
フタレート樹脂等を加えてもよい。同様に、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ク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などのアクリレー
ト類や、スチレン等各種モノマー、その他一般的な反応
性希釈剤を添加してもよい。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号公報など）。

【００１７】本発明で用いられる（メタ）アクリロイル
化ノボラック樹脂におけるフェノール性水酸基と（メ
タ）アクリロイル基との割合は特に限定するものではな
いが、フェノール性水酸基対（メタ）アクリロイル基の
モル比にして１対９から９対１の範囲が望ましく、２対
８から５対５の範囲でより好適に用いることができる。
（メタ）アクリロイル基の比が上記範囲より多いと硬化
性は良好になるものの、フェノール性水酸基に基づく接
着強度が得られ難く、更に樹脂の軟化点が低下し、水飴
状もしくは粘着性の固形状になるので取り扱いが困難に
なる。また逆に、フェノール性水酸基が上記範囲より多
いと硬化性が不足するため好ましくない。

【００１８】本発明で用いられるラジカル重合性樹脂全
体に於ける２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルア
クリレートの割合は、５重量パーセントから５０重量パ
ーセントの範囲にあることが望ましい。この割合が５重
量パーセント以内であると、異方導電性接着剤としたと
きに熱時の流動性の不足や硬化収縮の増加が生じ、十分
な接着力が得られない。また５０％を超えると、硬化物
の架橋密度低下により十分な接続信頼性が得られない。

【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。

【００２０】これらの過酸化物は単独で、あるいは硬化
性をコントロールするために二種以上の有機過酸化物を
混合して用いることができる。また、保存性を改良する
ために各種重合禁止剤を予め添加しておくことも可能で
ある。さらに樹脂への溶解作業を容易にするため溶剤等
に希釈して用いることもできる。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。

【００２１】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。

【００２２】本発明に用いられるマレイミドとしては、
ラジカル重合性樹脂と熱可塑性エラストマーとを相溶さ
せる作用を有するものであれば特に制限はないが、一般
的に（２）、（３）式に例示される化学構造を有するも
のを用いる。

【００２３】

【化２】

【００２４】

【化３】

【００２５】異方導電性接着剤の使用条件（接続温度、
接続時間）や、使用するラジカル重合性樹脂及び熱可塑
性エラストマーの種類により、その化学構造を選択ある
いは変更して使用できる。また、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、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マレイミドを用いるこ
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。

【００２６】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、金など各種金属やそれらの合金、または金属酸
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、接続したい回路の端子間隔や端子形状、回路素材の
厚みや材質等によって適切なものを選ぶことができる。

【００２７】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。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により説明
する。 （実施例１） ［異方導電性接着剤フィルムの作製］７００重量部のメ
チルエチルケトン中に、（１）式の構造を有し、フェノ
ール性水酸基とメタアクリロイル基とのモル比が３対７
であるフェノール性水酸基を有するメタアクリロイル化
ノボラック樹脂を８０重量部、２−ヒドロキシ−３−フ
ェノキシプロピルアクリレートを２０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１００重量部、１，１−ジメチルブチル
パーオキシ−２，２−ジメチルプロパネートを５重量
部、ビス（４−マレイミドフェニル）エーテルを１００
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、離型処理を施し
たポリエチレンテレフタレートフィルム上に乾燥後の厚
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。

【００２９】［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０．８
ｍｍ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６
０本）を用い、圧着条件は、１３０℃、３０ｋｇ／ｃｍ
²、１５秒の条件で圧着し、評価サンプルを得た。

【００３０】［評価］ 接着力測定： １３０℃で接着した評価サンプルを用い
て、９０度剥離試験による評価を行った。接続信頼性：
評価サンプル作製直後及び、温度８５℃、湿度８５％
雰囲気中に１００時間放置後の接続抵抗値を測定した。
接続抵抗値を測定できないものについては導通不良（Ｏ
ＰＥＮ）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。これらの評価結果を表２に示
した。なお、使用した原料を表１に示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【化４】

【００３３】

【化５】

【００３４】

【化６】

【００３５】

【表２】

【００３６】（実施例２〜６及び比較例１〜４）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。得られた異方導
電性接着剤フィルムを実施例１と同様に評価した結果を
表２に示した。

【００３７】

【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こと
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、なおかつ、該ラジカル重合性樹脂として
フェノール性水酸基を有する（メタ）アクリロイル化ノ
ボラック樹脂と２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピ
ルアクリレートを用いることにより、これらのラジカル
重合性樹脂に含まれる水酸基に基づく優れた接着力が得
られるため、極めて低温かつ短時間で接続可能であり、
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 (2)

【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、マレイミドを含む樹脂組成物中に
   導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤に於いて、該
   ラジカル重合性樹脂が、フェノール性水酸基を有する
   （メタ）アクリロイル化ノボラック樹脂及び２−ヒドロ
   キシ−３−フェノキシプロピルアクリレートを含むこと
   を特徴とする異方導電性接着剤。
2. 【請求項２】 ラジカル重合性樹脂中に於ける２−ヒド
   ロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレートの割合が
   ５重量パーセントから５０重量パーセントの範囲内にあ
   ることを特徴とする請求項１記載の異方導電性接着剤。