(57)【要約】【課題】低温圧着特性と保存安定性を両立させることのできる異方性導電膜を提供する。【解決手段】少なくとも樹脂成分１１と導電性粒子１２を含有した導電性粒子含有層１３と、少なくとも樹脂成分１４を含有した絶縁性樹脂層１５が積層された異方性導電膜１０であって、導電性粒子含有層１３の樹脂成分１１は、成膜成分と硬化性樹脂と硬化剤を含有し、絶縁性樹脂層１５の樹脂成分１４は、成膜成分と硬化性樹脂を含有するが、硬化剤は含有せず、導電性粒子含有層１３に含まれる硬化剤が、当該異方性導電膜１０に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量よりも多く配合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂成分と導電性粒子を含有した導電性粒子含有層と、少なくとも樹脂成分を含有した絶縁性樹脂層が積層された異方性導電膜であって、
前記導電性粒子含有層の樹脂成分は、成膜成分と硬化性樹脂と硬化剤を含有し、
前記絶縁性樹脂層の樹脂成分は、成膜成分と硬化性樹脂を含有するが、硬化剤は含有せず、
前記導電性粒子含有層に含まれる前記硬化剤が、当該異方性導電膜に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量よりも多く配合されている異方性導電膜。
【請求項２】
前記導電性粒子含有層に含まれる前記硬化剤が、当該異方性導電膜に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量に対して１．５倍以上配合されている請求項１に記載の異方性導電膜。
【請求項３】
前記導電性粒子含有層の硬化性樹脂及び／又は前記絶縁性樹脂層の硬化性樹脂は、低温硬化型エポキシ樹脂である請求項１又は請求項２に記載の異方性導電膜。
【請求項４】
前記低温硬化型エポキシ樹脂は、脂環式エポキシ樹脂である請求項３に記載の異方性導電膜。
【請求項５】
前記硬化剤は、熱カチオン系開始剤である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の異方性導電膜。
【請求項６】
前記導電性粒子含有層と前記絶縁樹脂層との間に、さらに成膜成分から成る中間層を形成する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の異方性導電膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層が積層された異方性導電膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性導電膜（ＡＣＦ：anisotropic conductive film）は、接着剤として機能する絶縁性のバインダー樹脂中に導電性粒子を分散してなるものである。異方性導電膜は、プリント基板に半導体等の部品を装着させるために使用されている。例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）パネルの製造においては、画素をコントロールする駆動ＩＣ（集積回路）を異方性導電膜を介してガラス基板に熱圧着等により接合する、いわゆるチップ・オン・グラス（ＣＯＧ）等に用いられている。
【０００３】
近年、液晶ディスプレイのパネル厚みの薄型化、画面の外縁部分である所謂額縁部を狭くする狭額縁化、または、ガラスではなくプラスチック基板を用いたＬＣＤの開発等により、電子部品を異方性導電膜を介して基板に実装する際に、これらの基板や電子部品が熱の影響を受けやすくなってきている。
【０００４】
このため、異方性導電膜には、従来の熱圧着温度よりも低温で熱圧着可能な低温圧着特性が求められる。一方で、低温圧着特性を追及すると常温に近い温度においても異方性導電膜中で少しずつ硬化性樹脂と硬化剤とで硬化反応が進行していき、保存安定性を損なうことになってしまう。
【０００５】
このような問題に対して、例えば特許文献１には、硬化剤を含有する導電性粒子含有層と、硬化剤を含有する第１の絶縁性樹脂層と、硬化剤を含有しない第２の絶縁性樹脂層とを有する異方性導電フィルムが記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、硬化剤とゴムと導電粒子を含有する層の表裏に、エポキシ樹脂と導電粒子を含有する層を積層して少なくとも３層以上の多層構造を有する異方性導電膜が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、エポキシ樹脂とゴムと導電粒子を含有する層に、硬化促進剤とゴムと導電粒子を含有する層を積層した異方性導電膜が記載されている。
【０００８】
また、特許文献４には、熱硬化性樹脂を主成分とする主剤層と、硬化剤を主成分とする硬化剤層とが、隔離層を介して積層され、主剤層，硬化剤層または隔離層のいずれかに導電性粒子が含有されている異方導電性接着剤フィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２７８０２５号公報
【特許文献２】特開平９−３０６５７３号公報
【特許文献３】特開平９−１６１５４４号公報
【特許文献４】特開平８−１１１１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した通り、異方性導電膜に対して低温圧着特性を良好にすると保存時にも少しずつ硬化反応が起こってしまい、保存安定性が悪くなる。また、保存安定性を良くすると低温では反応しにくくなるが、これにより低温圧着特性を出すのが困難になる。このように、一般的には、低温圧着特性と保存安定性はトレードオフの関係にあるといえる。
【００１１】
特許文献１では、硬化剤を含有しない第２の絶縁性樹脂層（押流し層）を積層することが記載されているが、この押流し層は圧着時に導電性粒子を配線間外に押流すことで接続性を向上させるためのものであり、低温圧着特性や保存安定性については記載されていない。
【００１２】
特許文献２乃至４では、反応性組成物を群の成分同士では反応しない２つ以上の層に分けることで保存安定性を良くすることについては記載されているが、低温圧着特性については記載されていないか、または十分な記載とはなっていない。例えば、特許文献２乃至４のような構成で低温実装を行った際に、粒子が十分に潰れた状態を維持できておらず良好な圧着状態を得られない場合がある（後述する比較例）。
【００１３】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、低温圧着特性と保存安定性を両立させることのできる異方性導電膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様は、少なくとも樹脂成分と導電性粒子を含有した導電性粒子含有層と、少なくとも樹脂成分を含有した絶縁性樹脂層が積層された異方性導電膜であって、導電性粒子含有層の樹脂成分は、成膜成分と硬化性樹脂と硬化剤を含有し、絶縁性樹脂層の樹脂成分は、成膜成分と硬化性樹脂を含有するが、硬化剤は含有せず、前記導電性粒子含有層に含まれる前記硬化剤が、当該異方性導電膜に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量よりも多く配合されている異方性導電膜である。
【００１５】
本発明の一態様によれば、絶縁樹脂層には硬化剤が含まれないため保存安定性に優れ、また、導電性粒子含有層に硬化剤を過剰に含有させることで低温圧着特性を上げることができる。
【００１６】
このとき、本発明の一態様では、導電性粒子含有層に含まれる硬化剤が、当該異方性導電膜に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量に対して１．５倍以上配合されていることが好ましい。
【００１７】
導電性粒子含有層に含まれる硬化剤の配合量を上記範囲にさらに限定することにより、圧着特性が最適な異方性導電膜とすることができる。
【００１８】
また、本発明の一態様では、導電性粒子含有層の硬化性樹脂及び／又は絶縁性樹脂層の硬化性樹脂は、低温硬化型エポキシ樹脂である。
【００１９】
低温硬化型エポキシ樹脂は低温反応性に優れているため、本発明の一態様として、好適に用いることができる。
【００２０】
また、本発明の一態様では、低温硬化型エポキシ樹脂は、脂環式エポキシ樹脂である。
【００２１】
脂環式エポキシ樹脂は、エポキシ基の反応性が高く、低温硬化型エポキシ樹脂として最適である。
【００２２】
また、本発明の一態様では、硬化剤は、熱カチオン系開始剤である。
【００２３】
熱カチオン系開始剤は、エポキシ樹脂に代表されるカチオン重合性樹脂成分の硬化剤として好適に用いることができる。
【００２４】
また、本発明の一態様では、導電性粒子含有層と絶縁樹脂層との間に、さらに成膜成分から成る中間層を形成することができる。
【００２５】
中間層を形成することで、より保存安定性を向上させることができ、また、導電性粒子含有層には過剰に硬化剤が含まれていることで低温圧着特性も良好な状態で維持することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、硬化剤を含有する層と含有しない層に分離することで保存安定性を高めることができると共に、導電性粒子含有層に硬化剤を過剰に含有させておくことで優れた低温圧着特性を得ることができ、低温圧着特性と保存安定性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る異方性導電膜の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る中間層を有する場合の異方性導電膜の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
【００２９】
本発明の一実施形態に係る異方性導電膜１０は、図１に示すように、少なくとも樹脂成分１１と導電性粒子１２を含有した導電性粒子含有層１３と、少なくとも樹脂成分１４を含有した絶縁性樹脂層１５が積層されている。導電性粒子含有層１３の樹脂成分１１（導電性粒子含有層側の樹脂成分）は、成膜成分と硬化性樹脂と硬化剤を含有し、絶縁性樹脂層１５の樹脂成分１４（絶縁性樹脂層側の樹脂成分）は、成膜成分と硬化性樹脂を含有するが、硬化剤は含有しない。
【００３０】
成膜成分は、従来の異方性導電材料において用いられているものを適宜選択して使用することができる。成膜成分としては、フェノキシ樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ブチラール樹脂等の種々の樹脂が挙げられ、これらは単独で用いても、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらの中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。
【００３１】
硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂であり、エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等を単独又は混合して用いることができる。
【００３２】
硬化剤は、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱により活性化する潜在性硬化剤、加熱により遊離ラジカルを発生させる潜在性硬化剤等を用いることができる。加熱により活性化する潜在性硬化剤としては、例えば、ポリアミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤やスルホニウム塩等のカチオン系硬化剤等が挙げられる。
【００３３】
その他、樹脂成分１１又は１４は、必要に応じてシランカップリング剤、又はトルエン等の有機溶剤等、更に顔料、防錆剤等の各種添加剤を適宜含有することができる。
【００３４】
導電性粒子１２は、従来の異方性導電材料において用いられているものを適宜選択して使用することができる。例えば、金、ニッケル、半田等の金属粒子、ベンゾグアナミン樹脂をＮｉ／Ａｕ薄膜で被膜した金属被覆樹脂粒子、これらの表面に絶縁樹脂薄膜で被覆した絶縁被覆導電性粒子等が挙げられる。これらの粒径としては、一般に１〜１０μｍ、好ましくは２〜５μｍである。
【００３５】
また、異方性導電膜１０は、使用態様に応じて剥離基材上に形成される。剥離基材は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなる。
【００３６】
本発明の一実施形態に係る異方性導電膜１０は、絶縁性樹脂層１５には硬化剤を含有させず、導電性粒子含有層１３にのみ硬化剤を含有させること、及び、導電性粒子含有層に含まれる硬化剤が、異方性導電膜１０に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量よりも多く配合されていることを特徴とする。
【００３７】
ここで、異方性導電膜１０に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量とは、化学量論的な計算で求めた、導電性粒子含有層１３側の硬化性樹脂と絶縁性樹脂層１５側の硬化性樹脂の全てを硬化させるために必要な硬化剤の量のことである。導電性粒子含有層１３に配合される硬化剤の量が、この計算値による量よりも多く、特に、当該異方性導電膜１０に含まれる硬化性樹脂を硬化させるために必要な当量に対して１．５倍以上配合されていることが好ましい。
【００３８】
このように、硬化剤を含有する層と含有しない層に分離することで保存安定性を高めることができる。また、導電性粒子含有層に硬化剤を過剰に含有させておくことで優れた低温圧着特性を得ることができ、低温圧着特性と保存安定性を両立させることができる。なお、導電性粒子含有層１３の方に硬化剤を含有させるのは、例えば、絶縁性樹脂層１５の方に硬化剤を含有させると、保存中に絶縁性樹脂層１５が少しずつ硬化していき、熱圧着時に導電性粒子含有層１３中の導電性粒子１２の押し込みが不十分となったり、余分な樹脂の排除が速やかに行われなくなるという弊害が大きくなるからである。
【００３９】
また、低温圧着特性を向上させる観点から、導電性粒子含有層の硬化性樹脂及び／又は絶縁性樹脂層の硬化性樹脂は、低温硬化型エポキシ樹脂であることが好ましい。導電性粒子含有層側の硬化性樹脂は低温硬化型エポキシ樹脂であることが好ましいが、絶縁性樹脂層側の硬化性樹脂は粒子が捕捉され硬化が行われる側ではないため、必ずしも低温硬化型エポキシ樹脂でなくてもよい。低温硬化型エポキシ樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂やナフタレン型エポキシ樹脂が挙げられるが、特に低温反応性に優れている脂環式エポキシ樹脂が好ましい。
【００４０】
また、硬化剤は、熱カチオン系開始剤が好ましい。熱カチオン系開始剤は、カチオン種がエポキシ樹脂末端のエポキシ基を開環させ、エポキシ樹脂同士を自己架橋させる。このようなカチオン硬化剤としては、スルホニウム塩、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、セレノニウム塩等のオニウム塩を挙げることができる。
【００４１】
また、本発明の一態様では、図２に示すように、異方性導電膜２０は、導電性粒子含有層２３と絶縁樹脂層２５との間に、さらに成膜成分から成る中間層２６を形成してもよい。
【００４２】
中間層２６は、導電性粒子含有層２３や絶縁樹脂層２５の成分とは反応しない成分で形成されることが好ましく、硬化剤や導電性粒子１２は含有しない。中間層２６は、上述した成膜成分で構成されることが好ましく、成膜成分は、導電性粒子含有層２３や絶縁樹脂層２５の成膜成分と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００４３】
中間層２６を形成することで、導電性粒子含有層２３内の硬化剤が絶縁樹脂層２５へと侵出することをより防止することができるため保存安定性を向上させることができる。また、導電性粒子含有層には過剰に硬化剤が含まれていることで、中間層２６が間に形成されていたとしても、絶縁樹脂層２５の硬化性樹脂を硬化させるのに十分な量の硬化剤を有することで低温圧着特性も良好な状態で維持することができる。
【実施例】
【００４４】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
（異方性導電膜の作製）
実施例１〜７及び比較例１〜４として、表１の各層の成分（質量部）を酢酸エチル、トルエンにて固形分５０％となるように混合溶液を作成した。なお、従来の場合であれば、硬化剤は５〜１５質量部用いており、今回の実施例及び比較例の場合には１５質量部を含有させると必要な当量になる。各層ごとに作成した混合溶液を厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布し、５０℃オーブンにて５分間乾燥しフィルム状のサンプルを得た。評価用のサンプルの厚みは、導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層は８μｍ、中間層は３μｍとなるように調整した。最後に、導電性粒子含有層、中間層を有する場合には中間層、絶縁性樹脂層の順に積層し、評価用のサンプルとした。得られた実施例１〜７、比較例１〜４の異方性導電膜について、それぞれ低温圧着特性と保存安定性の評価を行った。
【００４６】
（低温圧着特性）
低温圧着特性については、下記の条件で導通抵抗を測定することで評価した。得られた結果、すなわち下記の基準に基づいて評価した導通抵抗を表１に示す。
【００４７】
（導通抵抗測定）
異方性導電膜を、周縁部にバンプを有する評価用ＩＣ（外形：１．８ｍｍ×２０ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ）と、評価用ＩＴＯコーティングガラス（ガラス厚０．５ｍｍ）との間に挟持させ、加熱加圧ヘッドにて１３０℃で圧力６０ＭＰａで５秒間の加熱加圧を行った。その後１ｍＡの電流を流し、４端子法にて導通抵抗値（Ω）を測定し、下記の基準に基づいて４段階に分けて評価した。
【００４８】
評価    基準
◎：  導通抵抗値が５Ω以下
○：  導通抵抗値が５Ωを超えて７．５Ω以下
△：  導通抵抗値が７．５Ωを超えて１０Ω以下
×：  導通抵抗値が１０Ωを超える
【００４９】
（保存安定性）
保存安定性については、３０℃オーブン内に２４時間、実施例１〜７、比較例１〜４の異方性導電膜を放置した上で、実装温度を１５０℃として上記導通抵抗測定と同様の方法により評価した。得られた結果、すなわち上記基準に基づいて評価した導通抵抗を表１に示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１から分かるように、実施例１の異方性導電膜の場合、絶縁樹脂層には硬化剤を含有せず、導電性粒子含有層に硬化剤を過剰に含有する構成であり、低温圧着特性が良好で保存安定性も悪くはなく、低温圧着特性と保存安定性を両立させることができている。また特に、実施例２の異方性導電膜の場合、さらに導電性粒子含有層と絶縁樹脂層の間に中間層を有するため、低温圧着特性と保存安定性共に良好な状態で両立させることができる。
【００５２】
実施例１、３〜６では、導電性粒子含有層に添加する硬化剤の量を変化させている。いずれも、今回の実施例における硬化剤の必要な当量である１５質量部より多く配合されており、後述する比較例と比べても低温圧着特性と保存安定性を両立できていることが分かる。特に、実施例１、３、４に示すように、硬化剤の添加量を２５〜３５質量部（すなわち必要な当量である１５質量部に対して１．６７〜２．３３倍）の時には、低温圧着特性、保存安定性共に良好であり、優れた両立性を示していることが分かる。
【００５３】
実施例７は、実施例１において絶縁性樹脂層中に脂環式エポキシ樹脂の代わりにナフタレン型エポキシ樹脂を加えている。この場合、実施例１よりも保存安定性がやや劣っている。このことから、硬化性樹脂としては、脂環式エポキシ樹脂のような低温硬化型エポキシ樹脂が好ましいことが分かる。
【００５４】
比較例１は、特許文献２（特開平９−３０６５７３号公報）と同様の層構成である。この場合、硬化剤は中間層にのみ含有されているため、保存安定性は良好であるが、低温圧着特性については、粒子が十分に潰れた状態を維持できておらず反応不足の状態であった。
【００５５】
比較例２は、導電性粒子含有層と絶縁樹脂層の両方に硬化剤を入れた場合であるが、この場合、低温圧着特性は良好であるが、両方の層に硬化剤を含めているため、保存安定性については悪い結果であった。
【００５６】
比較例３及び４は、絶縁樹脂層に硬化剤を含有させた場合である。この場合も、保存安定性は良好であったが、低温圧着特性は十分な結果を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の異方性導電膜は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルの製造等、低温圧着特性が求められる場合に有用であり、また保存安定性にも優れている。
【符号の説明】
【００５８】
１０，２０  異方性導電膜、１１，２１  樹脂成分、１２，２２  導電性粒子、１３，２３  導電性粒子含有層、１４，２４  樹脂成分、１５，２５  絶縁性樹脂層、２６  中間層
【図１】
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【図２】
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