(57)【要約】【課題】回路基板間の電気的接続において、低温接続性に優れると共に、接続信頼性に優れる非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム及び接続構造体を提供すること。【解決手段】支持フィルム上に、フィルム形成性樹脂及び非拡散性硬化剤を含む接着層と、硬化性樹脂、フィルム形成性樹脂及び導電性粒子を含む導電層とを順に積層して成る非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持フィルム上に、フィルム形成性樹脂及び非拡散性硬化剤を含む接着層と、硬化性樹脂、フィルム形成性樹脂及び導電性粒子を含む導電層とを順に積層して成る非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項２】
前記接着層が、前記非拡散性硬化剤により硬化しない液状樹脂を５〜４０質量部含む、請求項１に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項３】
前記非拡散性硬化剤の反応開始温度が６０〜１２０℃である、請求項１又は２に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項４】
前記非拡散性硬化剤の反応開始温度が８０〜１００℃である、請求項３に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項５】
前記非拡散性硬化剤が三級アミンとカルボン酸の塩である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項６】
前記硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項７】
前記導電層が潜在性硬化剤をさらに含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項８】
前記接着層が、７５℃以上のガラス転移温度を有するフィルム形成性樹脂を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【請求項９】
剥離処理したフィルム上に形成した導電層を、支持フィルム上に形成した接着層上に３０℃以下の温度でラミネートする工程を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの製造方法。
【請求項１０】
配線電極を有する回路基板上に請求項１〜８のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを８０℃以下の温度及び２ＭＰａ以下の荷重で仮貼りし、次いで該非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの支持フィルムを除去し、該回路基板の配線電極に対応する回路基板を熱圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法により製造された接続構造体であって、非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの接着層に接する回路基板がＩＣチップ又はフレキシブル回路基板である接続構造体。
【請求項１２】
回路基板の接続部全体に対する接続電極面積の割合が３０〜７０％である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを用いて接続された接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回線電極を有する回路基板間の電気的接続において、低温接続性に優れると共に、接続信頼性及び保存安定性に優れる非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイとＩＣチップ若しくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）との接続、又はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）とＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との接続、例えば、ノート型パソコン又は携帯電話の液晶ディスプレイと制御ＩＣ、その他の部品の搭載されたフレキシブル配線板との接続を簡便に行うために回路接着フィルムが用いられている。この回路接着フィルムは、潜在性硬化剤を含む絶縁性接着剤フィルムであり、対向する回路電極を有する回路基板の間に介在させ、熱圧着することにより、電気的接続と機械的接続を同時に、短時間で形成することが出来る。
【０００３】
回路接着フィルムとしては、保存性と接続性を両立させるため、熱硬化性絶縁樹脂と潜在性硬化剤の組み合わせを用いる回路接着フィルムが知られている。
【０００４】
一方、本技術分野では近年、接続される配線パターン又は電極パターンの寸法が益々微細化されている。微細化された配線又は電極の場合、接続される回路基板間の線膨張係数の差により、配線ズレが発生し易く、接続エラー又は隣接する端子間の絶縁エラーが発生し易くなる。また、液晶パネルの場合、パネルの薄膜化又は大型化の影響で接続時の線膨張係数の差によりパネルの反りが発生し易く、表示ムラ又はパネル割れが発生し易くなるという問題が生じる。
【０００５】
この問題を解決する技術として、より低温で接続する技術が提案されている。例えば、速硬化性硬化剤と熱硬化性樹脂の混合物を剥離性の支持フィルム上に塗布、乾燥して回路接着フィルムを形成しようとしても、溶剤乾燥時の熱により硬化反応が進行してしまい形成できない。そこで、接着剤の主剤成分を含む層と、これと反応して硬化をもたらす成分を含む層とを、隔離膜を設けることで隔離して成る回路接着フィルムが知られている（特許文献１及び２）。また、多層化による製造工程の複雑化を低減するため、２層構成による回路接着フィルムも検討されている（特許文献３及び４）。隔離膜で隔離して成る方法において、保存性を高めるため隔離性能を向上した場合、反応性が低下するが、反応を高めるため隔離性能を調整した場合、保存性が低下し、保存性と反応性のバランスを取り難いという課題があった。また、２層構成による回路接着フィルムの場合は更に保存性と反応性を両立させることは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−１１１１２４号公報
【特許文献２】特許第３８７１０８２号
【特許文献３】特許弟３８７１０８３号
【特許文献４】特開２００５−１９７０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、回線電極を有する回路基板間の電気的接続において、低温接続性に優れると共に、保存安定性及び接続信頼性に優れる非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、支持フィルム上に、特定構成の接着層と導電層とを順に積層して成る非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムにより低温接続性及び保存性を両立することが出来、それらを用いることで、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の通りである。
［１］  支持フィルム上に、フィルム形成性樹脂及び非拡散性硬化剤を含む接着層と、硬化性樹脂、フィルム形成性樹脂及び導電性粒子を含む導電層とを順に積層して成る非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１０】
［２］  前記接着層が、前記非拡散性硬化剤により硬化しない液状樹脂を５〜４０質量部含む、［１］に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１１】
［３］  前記非拡散性硬化剤の反応開始温度が６０〜１２０℃である、［１］又は［２］に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１２】
［４］  前記非拡散性硬化剤の反応開始温度が８０〜１００℃である、［３］に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１３】
［５］  前記非拡散性硬化剤が三級アミンとカルボン酸の塩である、［１］〜［４］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１４】
［６］  前記硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、［１］〜［５］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１５】
［７］  前記導電層が潜在性硬化剤をさらに含む、［１］〜［６］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１６】
［８］  前記接着層が、７５℃以上のガラス転移温度を有するフィルム形成性樹脂を含む、［１］〜［７］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルム。
【００１７】
［９］  剥離処理したフィルム上に形成した導電層を、支持フィルム上に形成した接着層上に３０℃以下の温度でラミネートする工程を含む、［１］〜［８］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの製造方法。
【００１８】
［１０］  配線電極を有する回路基板上に［１］〜［８］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを８０℃以下の温度及び２ＭＰａ以下の荷重で仮貼りし、次いで該非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの支持フィルムを除去し、該回路基板の配線電極に対応する回路基板を熱圧着する工程を含む、接続構造体の製造方法。
【００１９】
［１１］  ［１０］に記載の方法により製造された接続構造体であって、非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの接着層に接する回路基板がＩＣチップ又はフレキシブル回路基板である接続構造体。
【００２０】
［１２］  回路基板の接続部全体に対する接続電極面積の割合が３０〜７０％である、［１］〜［８］のいずれか１項に記載の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを用いて接続された接続構造体。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、回線電極を有する回路基板間の電気的接続において、低温接続性に優れると共に、保存安定性及び接続信頼性に優れるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明について具体的に説明する。
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムは、支持フィルム上に、フィルム形成性樹脂及び非拡散性硬化剤を含む接着層と、硬化性樹脂、フィルム形成性樹脂及び導電性粒子を含む導電層とを順に積層することにより形成されている。
【００２３】
本発明における接着層は、室温でフィルム状の形状を維持するために、好ましくは絶縁性接着剤を含むフィルム形成性樹脂を含む。フィルム形成性樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、及びカルボキシル基、ヒドロシキシル基、ビニル基、アミノ基などの官能基を有するエラストマー類等が例示される。
【００２４】
フィルム形成性樹脂としては、接続信頼性に優れるフェノキシ樹脂が好ましい。本明細書で用いられるフェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＦ混合型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＳ混合型フェノキシ樹脂、ビフェニル型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビフェニル混合型フェノキシ樹脂、フルオレン環含有フェノキシ樹脂、カプロラクトン変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂等が例示される。
【００２５】
フィルム形成性樹脂の重量平均分子量は、２０，０００以上１００，０００以下が好ましい。接着性及びフィルム形成性を調整するため、上記のフィルム形成性樹脂の種類又は分子量と異なる種類又は分子量の樹脂を任意に組み合わせることも可能である。
【００２６】
絶縁性接着剤は、好ましくはエポキシ系絶縁性接着剤である。しかしながら、絶縁性接着剤がエポキシ系絶縁性接着剤以外である場合も、エポキシ系絶縁性接着剤と同様のフィルム形成性樹脂を用いることが好ましい。フィルム形成性樹脂の配合量は、接着層中の樹脂成分１００質量部中、１０〜７０質量部の範囲にあることが好ましく、２０〜６０質量部の範囲にあることがより好ましく、３０〜５０質量部の範囲にあることがさらに好ましい。１０質量部以上であれば、良好にフィルム形成可能であり好ましく、７０質量部以下であれば、支持フィルムに対する密着性が高く好ましい。
【００２７】
本発明の接着層のフィルム形成性樹脂は、ガラス転移温度が７５℃以上であること好ましく、９０℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度が７５℃以上である場合、機械強度の観点から好ましい。
【００２８】
本発明の接着層は、接着層に含まれる非拡散性硬化剤により硬化しない液状樹脂を含むことが好ましい。本発明に用いる液状樹脂は、粘着性付与樹脂であり、そして接着層に含まれる非拡散性硬化剤により硬化しない液状樹脂であればいかなる構造でも差し支えない。本明細書では、「液状樹脂（粘着性付与樹脂）が硬化剤により硬化しない」とは、以下の測定方法により定義する。接着層中の配合比で混合した粘着性付与樹脂と硬化剤との混合物の加熱前後の粘度を測定する。８０℃での１時間保持前後の粘度比、すなわち加熱保持後粘度／加熱前粘度が１．２以下である場合を、硬化していないとする。
【００２９】
本発明の液状樹脂としては、ポリエステルポリオール樹脂、アクリル酸エステル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、テルペン樹脂、又はそれらの変性樹脂を単独、あるいは２種以上組み合わせて用いることが出来る。
【００３０】
本発明の液状樹脂の含有量は、接着層中の樹脂成分１００質量部に対して、５〜４０質量部であることが好ましく、１０〜４０質量部であることがより好ましく、２０〜３０質量部であることがさらに好ましい。液状樹脂の含有量が５質量部以上であれば、支持フィルムとの密着性が良好であり好ましく、４０質量部以下であれば支持フィルムの剥離性が良好であり、かつ接着信頼性も良好であり好ましい。
【００３１】
本発明の液状樹脂の２５℃における粘度は、１００〜６００００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５００〜５００００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１０００〜３００００ｍＰａ・ｓであることが更に好ましい。１００ｍＰａ・ｓ以上であれば、接続後の密着性が良好であり、６００００ｍＰａ・ｓ以下であれば、支持フィルムとの密着性が良好である。
【００３２】
本発明の接着層の膜厚は、３〜３０μｍであるが、５〜２０μｍが好ましく、５〜１５μｍが更に好ましい。３μｍ以上の場合、硬化性が良好であり、３０μｍ以下であれば、密着性のバランスが取り易く好ましい。また、本発明の接着層の膜厚は、導電層の膜厚の０．１〜１倍であることが好ましく、０．２〜０．７倍がより好ましく、０．３〜０．５倍が更に好ましい。本発明の接着層の膜厚が、０．１倍以上であれば、硬化性良好であり、１倍以下であれば、機械強度が良好である。
【００３３】
本発明に用いられる非拡散性硬化剤としては、ラジカル重合系硬化剤、エポキシ系硬化剤が例示される。本発明の非拡散性硬化剤は導電層中の絶縁硬化性樹脂の種類に合わせて選択可能である。非拡散性硬化剤の反応開始温度は、６０〜１２０℃の範囲にあることが好ましく、６０〜１１０℃がより好ましく、８０〜１００℃が更に好ましい。非拡散性硬化剤の反応開始温度は、６０℃以上であれば、可使時間を確保し易く、１２０℃以下であれば良好な低温接続性が得られるため好ましい。この場合の硬化開始温度は、導電層中の硬化性樹脂と接着層中の硬化剤とを混合し、ＤＳＣ、ＩＲ等の公知の方法で測定することが可能である。また、反応開始温度と反応ピーク温度が異なる場合、反応ピーク温度は９０〜１５０℃であることが好ましく、１００〜１４０℃であることがより好ましく、１１０〜１２０℃であることが更に好ましい。
【００３４】
本明細書では、「非拡散性である」とは、下記の方法で定義する。接着層と導電層を積層した非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを４０℃で１時間保持し、保持後の未反応率（保持前の未反応率を１００％、２００℃での１時間処理後の未反応率０％として算出）が０．８以上の場合を非拡散性とする。反応率の測定方法としては、公知の方法を用いることが出来るが、エポキシ樹脂硬化系の場合は、ＩＲ法が好適である。またＤＳＣを用いることも好適である。
【００３５】
本発明に用いる非拡散性硬化剤としては、高い接続信頼性及び絶縁信頼性が得られるのでエポキシ系硬化剤が好ましい。以下、エポキシ系硬化剤について説明する。
【００３６】
エポキシ系硬化剤は、アミン誘導体、ホウ素化合物、ヒドラジド、三級アミン、三級アミンとカルボン酸の塩、イミダゾール、イミダゾールアダクト、ジシアンジアミド、無機酸、カルボン酸無水物、チオール、イソシアネート、ホウ素錯塩、アルミニウムキレートとシラン化合物との複合体、及びそれらの誘導体等の硬化剤が好ましい。
【００３７】
アニオン型エポキシ硬化剤を用いる場合、これら硬化剤の中でも、潜在性を有する硬化剤が好ましい。更に触媒性があり、かつ高反応性である三級アミンとカルボン酸の塩が好ましい。非拡散性の観点から、潜在性硬化剤であることが好ましい。潜在性硬化剤の中でも接着層中で固体分散している硬化剤が好ましい。
【００３８】
カチオン型エポキシ硬化剤を用いる場合、安定性、反応性の観点から、芳香族スルホニウム塩を用いることが好ましい。さらに、アラルキル置換基型、例えば、ベンジル置換基型、ナフチル置換基型のスルホニウム塩が好ましい。スルホニウム塩の対イオンとしては、非求核性イオン、例えば、ヘキサフルオロアンチモネート、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、芳香族置換ボレートが好適に使用できる。その中でも、不純物イオンの少ない芳香族置換ボレート、例えば、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートが好ましい。芳香族スルホニウム塩硬化剤の場合、接着層中に微分散可能であり好ましい。
【００３９】
ラジカル系硬化剤としては、有機化酸化物又はアゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物が例示される。潜在性の観点から、半減期１０時間の温度が５０℃以上かつ、半減期１分の温度が１５０℃以下の有機過酸化物が好ましく、具体的には、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。
【００４０】
本発明の接着層中の硬化剤の配合量は、接着層中の全成分１００質量部に対して、５〜５０質量部の範囲にあることが好ましく、１０〜４０質量部であることがより好ましい。５質量部以上の場合、硬化性が良好であり、５０質量部以下の場合、接続信頼性が良好である。
【００４１】
本発明の導電層は、フィルム形成樹脂、硬化性樹脂及び導電性粒子を含む。硬化性向上のため、本発明の導電層は、潜在性硬化剤をさらに含むことが好ましい。また、本発明の導電層に含まれる硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることが好ましい。また、本発明の導電層に配合する導電性粒子としては、公知の導電性粒子を用いることが可能である。
【００４２】
また、本発明の接着層には、好ましくは０．１〜１０体積％、より好ましくは０．２〜５体積％、更に好ましくは０．５〜３体積％の導電性粒子を配合してもよい。接着層に導電性粒子を配合することにより、接続性を向上することが可能となり好ましい。導電性粒子の配合量が、０．１体積％以上であれば、接続性を得易く、１０体積％以下であれば、絶縁性低下を起こし難く好ましい。絶縁性の観点から接着層中の導電性粒子の配合量は、導電層中の導電性粒子の体積％より少ないことが好ましい。本発明の接着層に配合する導電性粒子は公知の導電性粒子を用いることが可能であり、導電層中の導電性粒子と同じであっても異なっていても差し支えない。該導電性粒子の平均粒径は１〜２０μｍであることが好ましく、２〜１５μｍであることがより好ましく、３〜１０μｍであることが更に好ましい。接着層中の導電性粒子は導電層に含まれる導電性粒子の平均粒径より小さいことが好ましい。導電性粒子は、公知の方法により絶縁被覆することも好適である。
【００４３】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムには、更に、その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、絶縁粒子、充填剤、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、イオントラップ剤等が挙げられる。カップリング剤としては、シランカップリング剤が接着性の向上の点から好ましい。
【００４４】
その他の成分の配合量は、絶縁性接着剤の配合量に対して２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。
【００４５】
本発明の接着層又は導電層の各成分を混合する場合、必要に応じ、溶剤を用いることができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、シクロヘキサノン、γ―ブチロラクトン、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等が挙げられる。
【００４６】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムは、２層であっても、２層以上の複数のフィルムを積層したフィルムであっても差し支えない。
【００４７】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの製造方法としては、公知の方法を用いることが出来る。例えば、予めおよび絶縁性接着剤成分を溶剤中で混合、塗工液を作製し、支持フィルム上にアプリケーター塗装等により塗工、オーブン中で溶剤を揮発させる事で製造した接着層と同様にして作製した導電層をラミネートする方法が好適である。支持フィルム上に形成した接着層と支持フィルム上に形成した導電層をラミネートする場合、ラミネート温度は３０℃以下であることが好ましく、２０℃以下であることがより好ましい。ラミネート温度が３０℃以下の場合、保存安定性の観点から好ましい。ラミネートは公知の方法を用いることが出来るが、接着層、導電層間の密着性向上のため、真空ラミネートすることがより好ましい。真空ラミネートする場合、５００Ｔｏｒｒ以下に減圧することが好ましく、３００Ｔｏｒｒ以下がより好ましい。
【００４８】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムに用いられる支持フィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ナイロン、塩化ビニル、ポリビニルアルコールのフィルムが例示される。好ましい保護フィルム用の樹脂としては、ポリプロピレン、ＰＥＴが挙げられる。該支持フィルムはフッ素処理、Ｓｉ処理、アルキド処理等の表面処理を行っていることが好ましい。支持フィルムの膜厚は、２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。また、本発明の異方導電性接着フィルム上にカバーフィルムを積層することも好適である。この場合、カバーフィルムは、剥離処理を有することが好ましい。
【００４９】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムは、必要に応じ、所望の幅にスリットされ、リール状に巻き取られる。
【００５０】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムは、液晶ディスプレイとＴＣＰ、ＴＣＰとＦＰＣ、ＦＰＣとプリント配線基板との接続、あるいは、ＩＣチップを直接基板に実装するフリップチップ実装に好適に用いることができる。
【００５１】
回路基板としては、無アルカリガラス基板、ガラスエポキシ基板、セラミックス基板等のリジッド基板、ポリイミド基板、ポリアミド基板、ポリエーテルスルホン基板、ポリエチレンナフタレート基板、シクロオレフィンポリマー基板、ポリカーボネート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等のフレキシブル基板を用いることが出来る。特に低温接続が必要とされる耐熱性の低い基板、例えばポリエチレンテレフタレート基板、ポリカーボネート基板に好適に用いることが出来る。
【００５２】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを用いて接続する用途としては、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー等のディスプレイとフレキシブル基板、ＩＣとの接続が挙げられる。特に、本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムは、フィルム基板を用いた電子ペーパーに好適に用いることができる。
【００５３】
また、本発明は、配線電極を有する回路基板上に本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを８０℃以下の温度及び２ＭＰａ以下の荷重で仮貼りし、次いで該非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの支持フィルムを除去し、該回路基板の配線電極に対応する回路基板を熱圧着する工程を含む接続構造体の製造方法に関する。
【００５４】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを用いた接続構造体の製造方法では、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）配線又は金属配線等によって回路と電極を形成した回路基板と、回路基板の電極と対を成す位置に電極を形成したフレキシブル回路基板、ＩＣチップ等の回路部材とを準備し、回路基板上の回路部材を配置する位置に、対応する非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの導電層面を貼り付け、支持フィルムを除去し、次に、回路基板と回路部材をそれぞれの電極が互いに対を成すように位置を合わせた後、熱圧着して接続する。このとき導電層面が密着する回路基板の電極高さが対応する回路基板の電極高さより低いことが好ましく、０．００１〜０．５倍の範囲にあることがより好ましく、０．０１〜０．４倍の範囲が更に好ましい。導電層面が密着する回路基板の電極高さが対応する回路基板の電極高さより低い場合、接着層の流動が起こり易く、硬化の観点から好ましい。
【００５５】
本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの貼付け時に、支持フィルムを剥離するために、加熱、加圧することができる。加熱、加圧の条件は、例えば、８０℃以下の温度が好ましく、７０℃以下がより好ましく、６０℃以下が更に好ましい。８０℃以下の場合、十分な可使時間が得られるため好ましい。荷重は、２ＭＰａ以下が好ましく、１ＭＰａ以下がより好ましく、０．５ＭＰａ以下が更に好ましい。圧着時間は０．５秒以上３秒以下の間加熱、加圧することが好ましい。
【００５６】
接続における熱圧着は、１００℃以上１７０℃以下（より好ましくは１１０℃以上１５０℃以下、一層好ましくは１２０℃以上１４０℃以下）の温度範囲で、２秒以上１０秒以下（より好ましくは４秒以上７秒以下）の間、加熱・加圧することが好ましい。前記範囲で接続することにより、高い接続信頼性が得られると共に、耐熱性の低い基板の接続に対し有利であり、基板の反りが抑制でき、工程時間の短縮に有利である。
【００５７】
また、本発明は、本発明の接続構造体の製造方法により製造された接続構造体、及び本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを用いて接続された接続構造体に関する。好ましくは、非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの接着層に接する回路基板は、ＩＣチップ又はフレキシブル回路基板である。
【００５８】
また、本発明の非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを接続に用いる回路基板の接続部全体に対する接続面積の割合は３０〜７０％であることが好ましく、４０〜６０％であることがより好ましい。接続面積の割合が３０％以上である場合、硬化層中の硬化剤との導電層中の硬化性樹脂との混合が良好であるために接続性の観点から好ましい。接続面積の割合が７０％以下である場合、機械的強度が良好である。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
＜接続信頼性評価＞
酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）付きフィルム基板（ポリカーボネート樹脂０．２ｍｍ上に全面ＩＴＯ形成したもの、抵抗値３５Ω／ｓｑ）に７０℃、０．１ＭＰａ、１秒の貼り付け条件で非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを貼り付け、６０℃、１ＭＰａ、１秒間仮圧着し、支持フィルムを取り除き、フレキシブル配線板（ポリイミド基板、金めっき銅電極１５μ厚、ピッチ５０μｍ、配線幅２５μｍ、接続電極面積の割合５０％）を１５０℃、６秒、４ＭＰａで接続した接続構造体について、フレキシブル配線板の電極で接続した隣接する２つの電極対を介して基板側の引出し配線上で２端子抵抗測定を、日置電機（株）製３５４１ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ  ＨｉＴＥＳＴＥＲを用いて実施した。抵抗測定箇所は１つの接続構造体当たり２４箇所について実施し、その平均値を求めた。
【００６０】
更に、前記接続構造体を８０℃、３０分、−４０℃、３０分を１サイクルとして２４０サイクル（ＥＳＰＥＣ社製、ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＨＯＣＫ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＴＳＥ−１１）し、再度、前記と同様に抵抗測定を実施し、その平均値を求め、放置前後の平均値の抵抗上昇量が２０Ω未満であれば◎、２０Ω以上４０Ω未満であれば○、４０Ω以上１００Ω未満であれば△、１００Ω以上であれば×と評価した。
【００６１】
＜保存性評価＞
非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムを３０℃、１４日間保持し、その後＜接続信頼性試験＞と同様にして、接続抵抗値を測定し、その平均値を求め、保存前後の平均値の抵抗上昇率が３０％未満の場合を◎、３０％以上５０％未満の場合を△、５０％以上の場合を×とする。
【００６２】
＜剥離強度信頼性評価＞
＜接続信頼性評価＞と同様にして接続構造体を作製した。接続構造体を接続幅１０ｍｍとなるように切断し、９０°ピール強度を測定した（２５℃、５０ｍｍ／分、ＳＨＩＭＡＺＵ製、オートグラフ、ＥＺ−Ｓ）。各サンプルについて５回測定し、平均値を測定値とした。測定値が≧７００ｇｆ／ｃｍであれば、○、４００ｇｆ／ｃｍ以上７００ｇｆ／ｃｍ未満であれば△、４００ｇｆ／ｃｍであれば×評価した。
【００６３】
更に、前記接続構造体を８０℃、３０分、−４０℃、３０分を１サイクルとして２４０サイクル（ＥＳＰＥＣ社製、ＴＨＥＲＭＡＬ  ＳＨＯＣＫ  ＣＨＡＭＢＥＲ  ＴＳＥ−１１）し、前記と同様に剥離強度測定を実施し、測定値が≧７００ｇｆ／ｃｍであれば、○、４００ｇｆ／ｃｍ以上７００ｇｆ／ｃｍ未満であれば△、４００ｇｆ／ｃｍであれば×評価した。
【００６４】
［実施例１］
（導電層の作製）
ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（数平均分子量１３，０００、ガラス転移温度９８℃）５５質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量１８８ｇ／ｅｑ）２０質量部、マイクロカプセル型潜在性イミダゾール硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物３５質量部（マイクロカプセル硬化剤の平均粒径５μｍ、活性温度１２５℃、液状エポキシ樹脂６６質量部）、シランカップリング剤（３−グリシドキシプロパントリメトキシシラン）２質量部、酢酸エチル２００質量部、トルエン１００質量部を混合し、絶縁性接着剤ワニスＡを得た。この絶縁性接着剤ワニスＡに樹脂成分に対して３体積部になるように導電性粒子Ｂを加えて分散し、離型処理した３８μｍのＰＥＴフィルム上にブレードコーターを用いて塗布、６０℃で２０分間加熱し、溶剤を乾燥除去し、膜厚１７μｍの導電層Ｃを得た。導電性粒子Ｂはベンゾグアナミン樹脂を核とする粒子の表面に厚み０．２μｍのニッケル層を設け、そのニッケル層の外側に、厚み０．０２μｍの金層を設けた平均粒径５μｍの導電性粒子である。
【００６５】
（接着層の作製）
ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（数平均分子量１２０００、ガラス転移温度９８℃）３０質量部、変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（数平均分子量１１０００のフェノキシ樹脂の２級水酸基の３０％をカプロラクタムで変性したフェノキシ樹脂）２０質量部、ポリエステルポリオール樹脂Ｄ（アジピン酸と３−メチル−１，５−ペンタンジオールからなる分子量２０００のポリエステルポリオール樹脂、２５℃粘度、８０００ｍＰａ・ｓ）３０質量部、２０質量部をメチルエチルケトン１００質量部に溶解し、絶縁性接着ワニスＥを得た。この絶縁性接着ワニスＥを離型処理した５０μｍのＰＥＴ製支持フィルム上にブレードコーターを用いて塗布、６０℃で２０分間加熱し、溶剤を乾燥除去し、膜厚８μｍの硬化剤フィルム（接着層）Ｆを得た。上記ポリエステルポリオール樹脂Ｄ３０質量部と４−ピロリジノピリジンのトリメリット酸塩２０質量部を混合し、８０℃、１時間保持前後での粘度比を算出したところ、１．０５であった（Ｅ型粘度計、東機産業製、ＶＩＳＣＯＭＥＴＥＲ、ＲＥ−８５Ｒ）。
【００６６】
（非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムの作製）
上記の導電層Ｃ、接着層Ｆを３０℃で真空ラミネート（４００Ｔｏｒｒ）し、非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムＧを得た。この非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムＧを４０℃、１時間保持し、保持後の未反応率（保持前の未反応率を１００％、２００℃、１時間処理後の未反応率０％とする。）をＩＲ法（エポキシ基の吸収を基準に算出）したところ、０．９５であった。
【００６７】
４−ピロリジノピリジンのトリメリット酸塩１０質量部とビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量１８８ｇ／ｅｑ）１０質量部を混合し、ＤＳＣを用いて反応開始温度を測定したところ８５℃であった。
【００６８】
非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムＧを用いて前述の接続信頼性評価を行ったところ、初期抵抗の平均値は１０．３Ωであり、信頼性評価の結果は◎であった。同様にして剥離強度信頼性評価を行ったところ、初期剥離強度○、信頼性評価の結果は○であった。保存試験での抵抗上昇率は８％であり、◎であった。
【００６９】
［実施例２］
硬化剤フィルム作製に用いるポリエステルポリオール樹脂Ｄを、アジピン酸とジエチレングリコールからなる分子量２２００のポリエステルポリオール樹脂Ｇ（２５℃粘度、４００００ｍＰａ・ｓ）に変え、膜厚を１０μｍとする以外は、実施例１と同様にして、接着層Ｉを得た。ポリエステルポリオール樹脂Ｇ３０質量部と４−ピロリジノピリジンのトリメリット酸塩２０質量部を混合し、８０℃、１時間保持前後での粘度比を算出したところ、１．１０であった。
【００７０】
上記の導電層Ｃ、接着層Ｉを用いて、実施例１と同様に真空ラミネートして、非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムＪを得た。この非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムＪを４０℃、１時間保持し、保持後の未反応率（保持前の未反応率を１００％、２００℃、１時間処理後の未反応率０％とする。）をＩＲ法（エポキシ基の吸収を基準に算出）したところ、０．９７であった。４−ピロリジノピリジンのトリメリット酸塩１０質量部とビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量１８８ｇ／ｅｑ）１０質量部を混合し、ＤＳＣを用いて反応開始温度を測定したところ８５℃であった。
【００７１】
この非拡散性硬化剤層付き異方導電性フィルムＪを用いて、前述の接続信頼性評価を行ったところ、初期抵抗の平均値は６．７Ωであり、信頼性評価の結果は◎であった。同様にして剥離強度信頼性評価を行ったところ、初期剥離強度○、信頼性評価の結果は○であった。保存試験での抵抗上昇率は１０％であり、◎であった。
【００７２】
［比較例１］
ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（数平均分子量１１０００）６７質量部、変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（数平均分子量１１０００のフェノキシ樹脂の２級水酸基の３０％をカプロラクタムで変性したフェノキシ樹脂）２０質量部、ポリエステルポリオール樹脂Ｄ（アジピン酸と３−メチル−１，５−ペンタンジオールからなる分子量２０００のポリエステルポリオール樹脂、２５℃粘度、８０００ｍＰａ・ｓ）３質量部、４−ピロリジノピリジンのトリメリット酸塩１０質量部をメチルエチルケトン１００質量部に溶解し、絶縁性接着ワニスＫを得た。
【００７３】
この絶縁性接着ワニスＫを離型処理した５０μｍのＰＥＴ製支持フィルム上にブレードコーターを用いて塗布、６０℃で２０分間加熱し、溶剤を乾燥除去し、膜厚８μｍの硬化剤フィルムＬを得た。
【００７４】
上記の導電層Ｃ、接着層Ｌを用いて、実施例１と同様に真空ラミネートして、異方導電性接着フィルムＭを得た。この異方導電性接着フィルムＭを４０℃、１時間保持し、保持後の未反応率（保持前の未反応率を１００％、２００℃、１時間処理後の未反応率０％とする。）をＩＲ法（エポキシ基の吸収を基準に算出）したところ、０．９６であった。
【００７５】
前述の接続信頼性評価を行ったところ、初期抵抗の平均値は２２５．４Ωであり、信頼性評価の結果は×であった。同様にして剥離強度信頼性評価を行ったところ、初期剥離強度×、信頼性評価の結果は×であった。保存試験での抵抗上昇率は３２％であり、△であった。
【００７６】
［比較例２］
硬化剤を４−ピロリジノピリジンのトリメリット酸塩に変えて、トリエチレンテトラミンを用いる以外は、実施例１と同様にして異方導電性接着フィルムＮを得た。この異方導電性接着フィルムＮを４０℃、１時間保持し、保持後の未反応率（保持前の未反応率を１００％、２００℃、１時間処理後の未反応率０％とする。）をＩＲ法（エポキシ基の吸収を基準に算出）したところ、０．６５であった。トリエチレンテトラミン１０質量部とビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（エポキシ当量１８８ｇ／ｅｑ）１０質量部を混合し、ＤＳＣを用いて反応開始温度を測定したが３０℃以下であり、測定できなかった。
【００７７】
異方導電性接着フィルムＮを用いて、前述の接続信頼性評価を行ったところ、初期抵抗の平均値は１ｋΩであり、信頼性評価の結果は×であった。同様にして剥離強度信頼性評価を行ったところ、初期剥離強度×、信頼性評価の結果は×であった。保存試験後の抵抗値は＞１００ＭΩとなり、×であった。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明の硬化剤フィルムは、回路電極を有する回路基板間の電気的接続において、保存性、低温接続性に優れるとともに、接続信頼性に優れており、特に有機基板を用いるフィラットパネルディスプレイとフレキシブル基板、ＩＣチップとの接続等の電気的接続用途において好適に利用できる。