(57)【要約】      （修正有）【課題】ＩＣカード等のように薄く、使用時に応力のかかる製品において、このような応力に耐えて、接点が外れないような高い接続信頼性を付与できる導電性ペーストを提供する。【解決手段】（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂と、（Ｂ）アクリルモノマーと、（Ｃ）有機過酸化物と、（Ｄ）導電性粉末と、（Ｅ）金属石鹸と、を必須成分とするモジュール接続用導電性ペースト５及びＩＣチップ１を搭載したＩＣカードにおいて、前記ＩＣチップとＩＣカード基体４との電気的接続が、モジュール接続用導電性ペーストによりなされたＩＣカード。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂と、
（Ｂ）希釈剤としてアクリルモノマーと、
（Ｃ）硬化剤として有機過酸化物と、
（Ｄ）硬化促進剤として金属石鹸と、
（Ｅ）導電性粉末と、
を必須成分とするモジュール接続用導電性ペースト。
【請求項２】
前記（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂が４〜３０質量％、前記（Ｂ）アクリルモノマーが０．５〜５質量％、前記（Ｃ）有機過酸化物が０．０５〜０．５質量％、前記（Ｄ）金属石鹸が０．００５〜０．１質量％、前記（Ｅ）導電性粉末が６０〜９５質量部、の配合割合で含有することを特徴とする請求項１記載のモジュール接続用導電性ペースト。
【請求項３】
前記（Ｄ）導電性粉末は、比表面積が１．３ｍ２／ｇ以下で、かつ、タップ密度が３．０〜６．０ｇ／ｃｍ２である鱗片状銀粉末を、前記（Ｄ）導電性粉末中に７０質量％以上含むことを特徴とする請求項１又は２記載のモジュール接続用導電性ペースト。
【請求項４】
前記モジュール接続用導電性ペーストの硬化物の弾性率が、０．５〜２．０ＧＰａであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のモジュール接続用導電性ペースト。
【請求項５】
ＩＣチップを搭載したＩＣカードにおいて、前記ＩＣチップ又は前記ＩＣチップを固定したＩＣ基板とＩＣカード基体との電気的接続が、請求項１乃至４のいずれか１項記載のモジュール接続用導電性ペーストによりなされたことを特徴とするＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール接続用導電性ペースト及びＩＣチップ（ＩＣ基板）とＩＣカード基体との電気的接続が、そのモジュール接続用導電性ペーストによりなされたＩＣカードに係り、特に、応力のかかりやすい薄型のＩＣカードに適したモジュール接続用導電性ペースト及びＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
キャッシュカード、クレジットカード等のＩＣカードや薄型電子機器が広く普及しているが、それらに内蔵されている回路部品には高い信頼性が求められている。近年、これらに使用される回路基板は、技術開発が進むごとに配線幅や配線間隔が狭くなってきており、その電気的な接続を安定して確保するのが難しくなるが、変わらずに高い接続信頼性が要求される。
【０００３】
従来、搭載されるチップ部品を回路基板上に形成される回路に固定するためには、半田や導電性ペーストによる接続が行われている。最近はますます、回路板の薄型化が進んでおり、極薄の耐熱基板やフレキシブル回路板にチップを接続した両面基板や多層基板等の採用とともに、薄型の基板においても電気的な接続が確保できる信頼性の高い配線基板が求められており、基材フィルムだけでなくその表面に形成される導電パターンも薄くする検討がなされている。これに対応して、異方性導電フィルムによる接続（例えば、特許文献１参照。）、バンプを電極に食い込ませての接続（例えば、特許文献２，３参照。）等がおこなわれるようになり、接続方法の改良が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５９６１５号公報
【特許文献２】特開２００５−１１１９２８号公報
【特許文献３】特開２００７−２８６９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これら従来の接続の改良によっても、薄型の基板は折り曲げ等による外部からの応力が生じ易く、この応力により接点がはずれ電気的にオープンになってしまうことがあり、ＩＣカード等のように薄く、使用時に応力のかかる製品においては、これに耐えて、接点が外れないような高い接続信頼性を有する接続方法が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の組成を有する導電性ペーストを用いてチップと電極の接続を行うことで、充分な接着力を有し、かつ、その硬化物の弾性率が低く外部から応力がかかっても接点が外れにくい、という接続信頼性に優れたモジュール接続用導電性ペーストを見出し、本発明を完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明のモジュール接続用導電性ペーストは、（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂と、（Ｂ）アクリルモノマーと、（Ｃ）架橋剤として有機過酸化物と、（Ｄ）架橋助剤としての金属石鹸と、（Ｅ）導電性粉末と、を必須成分とすることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明のＩＣカードは、ＩＣチップを搭載したＩＣカードにおいて、ＩＣチップ又はＩＣチップを固定したＩＣ基板とＩＣカード基体との電気的接続が、本発明のモジュール接続用導電性ペーストによりなされたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモジュール接続用導電性ペーストは、充分な接着力を有し、かつ、その硬化物が低弾性率であるため、ＩＣチップとカード基体の電極との接続を確実に行うことができ、また、接続部に応力がかかった場合においても、接点が外れにくく接続信頼性に優れたものである。
【００１０】
また、本発明のＩＣカードは、本発明のモジュール接続用導電性ペーストを接続に用いていることから配線の接続信頼性が高く、高密度で高精度の薄型モジュール基板を用いた場合でも製品自体の動作信頼性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の導電ペーストで接続したＩＣカードの断面図
【図２】カード折り曲げ試験用サンプル及び折り曲げ試験時の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について、さらに詳細に説明する。
本発明に用いる（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂は、ヒドロキシルアルキルアクリル酸又はヒドロキシルアルキルメタクリル酸、ポリアルキレン及びイソシアネートを反応させて得られるものであり、特に限定されるものではないが、脂肪族系ウレタンアクリレート樹脂が好ましい。このようなウレタンアクリレート樹脂の市販品としては、ＥＢＥＣＲＹＬ２３０、ＥＢＥＣＲＹＬ２７０（以上、ダイセル・サイテック社製、商品名）等がある。
【００１３】
このとき、ウレタンアクリレート樹脂の他に、アクリレート樹脂を併用することが粘度低下、反応性向上等の点から好ましい。このとき用いるアクリレート樹脂としては、ＴＭＰＴＡ（ダイセル・サイテック株式会社製、商品名）、ライトエステル  ４ＥＧ（共栄社化学株式会社製、商品名）が好ましい。
【００１４】
本発明に用いる（Ｂ）アクリルモノマーは、ウレタンアクリレート樹脂の希釈剤として用いられるもので、この種の希釈剤として公知のアクリルモノマーを用いることができる。ウレタンアクリレート樹脂は高粘度である為、アクリルモノマーを加えて粘度を低くし、導電材料を高充填にしたときにもボイドの発生や塗布作業性低下の少ない導電性ペーストを得ることができる。例えば、メチルアクリレート、ラウリルアクリレート、イソボルニルアクリレート等が挙げられ、市販品としては、ＩＢＯＡ（日本触媒株式会社製、商品名）等がある。
【００１５】
本発明に用いる（Ｃ）有機過酸化物は、ウレタンアクリレート樹脂の硬化剤として用いられるものであれば、特に限定されるものではない。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ノン等が挙げられ、これらは単独でも２種類以上混合して使用しても良い。
【００１６】
本発明に用いる（Ｄ）金属石鹸は、ウレタンアクリレート樹脂を硬化する際の硬化促進剤であり、例えば、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸コバルト等が使用できる。市販品としてはニッカオクチックＫ（日本化学産業株式会社製）、ジ・ブチルＳｎジ・オクテート等が挙げられる。
【００１７】
本発明に用いる（Ｅ）導電性粉末は、公知の導電性樹脂を製造するために通常用いられる導電性の充填剤、例えば、銀粉、銅粉、ニッケル粉、金粉等、が挙げられ、その導電性等から銀粉を用いることが好ましい。
【００１８】
また、銀粉を用いる場合でも、銀粉中には、比表面積が１．３ｍ２／ｇ以下で、かつ、タップ密度が３．０〜６．０ｇ／ｃｍ２である鱗片状銀粉末を、（Ｄ）導電性粉末中に７０質量％以上含むようにすることが導電性の確保を高い信頼性で付与することができる点で好ましい。
【００１９】
比表面積（ＳＡ）が１．３ｍ２／ｇ以下であれば、銀粉末の充填状態が良好で、導電性銀ペーストの導電性が向上する。この比表面積の下限については特に制限はないが、通常０．２ｍ２／ｇ程度であり、好ましい比表面積は０．２〜１．３ｍ２／ｇの範囲である。
【００２０】
一方、タップ密度が３．０ｇ／ｃｍ３以上であれば、導電性銀ペーストの硬化物の導電性が良好となり、また６．０ｇ／ｃｍ３以下であれば導電性銀ペーストのチクソ性が良好で、塗出作業性が良好となるので、タップ密度は３．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の範囲であることが好ましい。
【００２１】
当該銀粉末のタップ密度が３．０〜６．０ｇ／ｃｍ３であれば十分な効果が得られるが、このような範囲の中でもさらにタップ密度の大きいもの、すなわち４．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の範囲のものがより特性の向上が可能となり好ましい。
【００２２】
なお、上記比表面積（ＳＡ）は、Ｂ．Ｔ．Ｔ．Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ  Ｍｏｄｏｓｏｒｂにて測定した、粉末の単位質量当たりの表面積（単位：ｍ２／ｇ）であり、また、タップ密度（ＴＤ）は、Ｔａｐ−Ｐａｋ  Ｖｏｌｕｍｍｅｔｅｒにて測定した振動させた容器内の粉末の単位体積当たりの質量（単位：ｇ／ｃｍ３）である。当該銀粉末のサイズに制限はなく、前記したような比表面積及びタップ密度を満たすものであれば様々なサイズの銀粉末を用いることができる。
【００２３】
これら（Ａ）〜（Ｅ）の各成分は、（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂  ４〜３０質量％、（Ｂ）アクリルモノマー  ０．５〜５質量％、（Ｃ）有機過酸化物  ０．０５〜０．５質量％、（Ｄ）金属石鹸  ０．００５〜０．１質量％、（Ｅ）導電性粉末  ６０〜９５質量％の割合で配合することが好ましい。
【００２４】
なお、ウレタンアクリレート樹脂の他に、他の樹脂成分を併用してもよく、この他の樹脂としてはエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、キシレン樹脂等があり、これらは（Ａ）成分のウレタンアクリレート樹脂  １００質量部に対して、０〜３０質量部の範囲で使用するのが好ましい。
【００２５】
さらに、本発明のモジュール接続用導電性ペーストには、本発明の目的に反しない範囲において、その他の無機充填剤、反応性希釈剤、カップリング剤、消泡剤、硬化促進剤、形状維持剤等の成分を適宜配合することできる。
【００２６】
本発明のモジュール接続用導電性ペーストは、上記した（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂、（Ｂ）アクリルモノマー、（Ｃ）有機過酸化物、（Ｄ）金属石鹸、（Ｅ）導電性粉末及び必要に応じて用いられる樹脂、硬化促進剤、溶剤、反応性希釈剤、カップリング剤等を加えて十分に混合した後、さらにディスパース、ニーダー、３本ロール等により混練して製造される。
【００２７】
このようにして得られた本発明のモジュール接続用導電性ペーストは、チップと電極の接続においては、従来と同様に行うことで接続することができ、上記したように（Ａ）ウレタンアクリレート樹脂、（Ｂ）アクリルモノマー、（Ｃ）有機過酸化物、（Ｄ）金属石鹸及び（Ｅ）導電性粉末を用いた配合のペーストとすることにより、これをモジュール接続用として用いることで、十分な導電性を有すると同時に、高い接続信頼性を有するものとすることができる。
【００２８】
本発明のモジュール接続用導電性ペーストは、特に、その硬化物の弾性率を、０．５〜２．０ＧＰａの範囲のものとすることで、薄型のカードに適用した場合のカードの湾曲により応力がかかった場合でも、接続が切れにくくなり好ましいものである。
【００２９】
そして、この本発明のモジュール接続用導電性ペーストを用いたＩＣカードは、例えば、図１の概略断面図に示したように、ＩＣチップ１を固定したＩＣ基板２の配線接続用のバンプ３と、カード基体４上の配線とを、本発明のモジュール接続用導電性ペースト５により接続して形成した構造を有するものである。
【００３０】
そして、このように本発明のモジュール接続用導電性ペーストを適用したＩＣカードは、その配線が上記のように応力がかかった場合でも接続が切れにくいため、製品自体の信頼性に優れたものとすることができるものである。
【実施例】
【００３１】
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの記載によって制限されるものではない。下記の実施例及び比較例に使用する物質は、下記の通りである。
【００３２】
・ウレタンアクリレート樹脂Ａ：ＥＢＥＣＲＬ２３０（ダイセル・サイテック株式会社製、商品名）
・ウレタンアクリレート樹脂Ｂ：ＥＢＥＣＲＬ２７０（ダイセル・サイテック株式会社製、商品名）
・アクリレート樹脂：ＴＭＰＥＯＴＡ（ダイセル・サイテック株式会社製、商品名）
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（固形）：ｊＥＲ８０７（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名）
・シリコーン樹脂： ＳＥ１７１３（東レ・ダウコーニング株式会社製、商品名）
・アクリルモノマー：ＩＢＯＡ（日本触媒株式会社製、商品名）
【００３３】
・シランカップリング剤：ＫＢＭ−４０３（信越シリコーン株式会社製、商品名）
・有機過酸化物Ｃ：カヤブチルＤ（化薬アクゾ株式会社製、商品名）
・有機過酸化物Ｄ：トリゴノックスＭ−５０（化薬アクゾ株式会社製、商品名）
・ジシアンジアミド：ＤＩＣＹ７（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名）
・金属石鹸Ｅ：ニッカオクチックＫ（日本化学産業株式会社製、商品名）
・金属石鹸Ｆ：トリゴノックスＭ−５０（日本化学産業株式会社製、商品名）
・イミダゾール：２Ｅ４ＭＺ（四国化成株式会社製、商品名）
・鱗片状銀粉：ＡｇＣ−１０３（福田金属箔粉株式会社製、商品名；タップ密度：５．０ｇ／ｃｍ３、比表面積１．２ｍ２／ｇ）
【００３４】
（実施例１〜４及び比較例１〜５）
表１に示す組成で各成分（配合の数値は質量％）を十分混合し、さらに３本ロールで混練してモジュール接続用導電性ペーストを製造した。得られた導電性ペーストの特性（粘度、作業性等）を以下に示す方法で求め、結果を表１に併せて示した。
【００３５】
〔導電性銀ペーストの特性〕
（１）粘度
Ｅ型粘度計（３度コーン、０．５ｒｐｍ）を用いて、２５℃における粘度を測定した。
（２）ポットライフ
２５℃で２４時間放置後の粘度変化率を測定した。
（３）反応性
１５０℃ホットプレート上でゲルタイムを測定した。
【００３６】
〔硬化物特性〕
（１）弾性率
テフロン（登録商標）シート上にペーストを厚さ０．１ｍｍに塗布し、１５０℃オーブン中１０分間硬化した後、所定寸法にカットして、熱分析装置ＤＭＡ（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、商品名：ＤＭＡＱ８００）により、２５℃及び２６０℃で引っ張りモードの弾性率を測定した。昇温速度は１０℃／分である（単位：ＧＰａ）。
（２）剪断強度
銅フレームに２×２ｍｍ角のＳｉチップを接着し、１５０℃で１０分オーブンした後、硬化後のサンプルについて２５℃にて剪断強度を自動接着力測定機（デイジ株式会社製、商品名：ＢＴ１００）で測定した。
【００３７】
〔カード折り曲げ性〕
図２（ａ）の構造のカードモデルを作成した。厚さ３５μｍ圧延銅箔６、厚さ２０μｍ接着剤層７、厚さ２５μｍポリイミドフィルム８からなる３層基材の上にモジュール接続用導電性ペースト５を３００μｍの厚さに塗布、乾燥、硬化（１５０℃で２０秒加熱）してサンプルを作成した。
（１）折り曲げ試験
図２（ａ）構造のカードモデルを、図２（ｂ）に示したように、直径２０ｍｍのＳＵＳ棒９にサンプルを巻き付けて剥離（クラック）発生の有無を目視で観察し、剥離発生率を算出した（ｎ＝１０）。
【００３８】
【表１】
2010176894.tif 000003
【００３９】
本発明のモジュール接続用導電性ペーストは、作業性が良好で、また硬化物の弾性率が低いため、ＩＣカード等の薄型の基板におけるチップ、電極等の配線の接続において、応力がかかった場合においても、その接続が簡単に切れることなく接続状態を維持することができるため、カード折り曲げ等による接続信頼性が高く、製品自体の信頼性を高めることができることがわかった。
【符号の説明】
【００４０】
１…ＩＣチップ、２…ＩＣ基板、３…バンプ、４…カード基体、５…モジュール接続用導電性ペースト、６…圧延銅箔、７…接着剤層、８…ポリイミドフィルム、９…ＳＵＳ棒
【図１】
2010176894.tif 000004
【図２】
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