(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続電極を有する回路部材１と、前記回路部材１の接続電極に対峙する接続電極を有する回路部材２を熱硬化性異方導電性接続部材を介して接続する方法において、
接続前における回路部材１、２の少なくとも一方の電極面が前記異方導電性接続部材に対して硬化促進作用を有する物質により覆われており、
前記熱硬化性異方導電性接着部材がエポキシ樹脂系接着剤であり、
前記熱硬化性異方導電性接続部材に対して少なくとも硬化促進作用を有する物質が、ベンゾトリアゾール類、アミノシラン類およびイミダゾール類の中から選ばれた化合物であることを特徴とする電極の接続方法。
【請求項２】
回路部材１がフレキシブル回路板（ＦＰＣ）、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）または半導体チップであり、回路部材２がガラス基板上に金属電極あるいはＩＴＯ電極を形成した回路、印刷回路板（ＰＣＢ）またはＦＰＣである請求項１記載の電極の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶パネル、ＰＤＰパネル、ＥＬパネル、ベアチップ実装などの電子部品と回路板や回路板同士を接着固定すると共に、両者の電極同士を電気的に接続する接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
異方導電性接続部材（以下異方導電部材という）による接続方法は、相対峙する電極間にフィルム状の接着剤である異方導電部材を挟み、接続時に加熱加圧することにより接続を行う方法である。フィルム状の接着剤中には電極間の導通を得るための導電粒子が混合され、接着剤成分としては、熱可塑、熱硬化、または熱可塑と熱硬化の混合樹脂系が用いられる（例えば特開昭５５−１０４００７号公報）。また、導電粒子を含まず、樹脂のみからなる回路接続方法も知られている（例えば特開昭６０−２６２４３０号公報）。接着剤用樹脂の代表的なものには、熱可塑系としてスチレン系、ポリエステル系があり、また熱硬化系としてはエポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系または熱ラジカル系が知られている。熱可塑系、熱硬化系共に接続するに際しては加熱加圧が必要である。熱可塑系では樹脂を流動させ被着体との密着力を得るために、また熱硬化系では更に樹脂の硬化反応を行うためである。現在は、接続信頼性の面から熱可塑熱硬化混合系と熱硬化系が主流となっている。
【０００３】
しかし、最近では、接続後の隣接する電極間に大電圧（ＤＣ、ＡＣ５０〜４００Ｖ）をかけ使用する用途が広がりつつある。大電圧がかかることにより、電極間のマイグレーション（電極から金属原子やイオンが移動、析出する現象）が発生し易く、特にガラス基板としてアルカリガラスや、Ａｇ、Ａｌを含有させた電極を用いた場合にマイグレーションが発生し易い。
また、マイグレーションの発生する部位としては、異方導電材による接続部に限って観察すると、ガラスの界面にマイグレーションが発生し易く、特にＡｇを含有する電極はマイグレーションが発生し易くなる。
さらに、近年、異方導電材の用途は拡大しており、接続する回路部材も多種多様化している。ＦＰＣ、ＴＣＰあるいは半導体チップメーカーはその用途に応じて、仕様を変えている。ＦＰＣにおいては、ポリイミドとＣｕ電極を接続する接着剤に異方導電材と密着性のよいＮＢＲを含まないものを使用したり、接着剤を使用しない２層ＦＰＣも普及している。また、ＴＣＰの接着剤には異方導電材と密着性の悪い有機シリコン系のものが使用されている。さらに、半導体チップ表面に絶縁層としてポリイミドを形成したチップが多用されている。このようなＦＰＣ、ＴＣＰ及びチップと異方導電材は接続強度が低くなるといった問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたもので、熱硬化性異方導電材を使った接続方法における接続後のマイグレーションを抑制するとともに、接続強度の向上を図った電極の接続方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、接続電極を有する回路部材１と、前記回路部材１の接続電極に対峙する接続電極を有する回路部材２を熱硬化性異方導電性接続部材を介して接続する方法において、接続前における回路部材１、２の少なくとも一方の電極面が、前記異方導電性接続部材に対して少なくとも硬化促進作用を有する物質により覆われていることを特徴とする電極の接続方法に関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる硬化促進作用を有する物質としては、ベンゾトリアゾール類、アミノシラン類、イミダゾール類の化合物が用いられる。
一般的にベンゾトリアゾール類、アミノシラン類、イミダゾール類はエポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系または熱ラジカル系の硬化促進剤あるいは硬化剤として知られている。これらの具体例を、限定でなく単に例示の目的で示すと、ベンゾトリアゾール類としては、例えば、１，２，３−ベンゾトリアゾール、３−ベンジル−５−アミノ−１，２，４−トリアゾール、１−ベンジル−３−アミノ−５−フェニル−１，２，４−トリアゾール、１，４−ジフェニルエンドアニリノジヒドロトリアゾール、３，５−ビス（４−アミノフェニル）−１，２，４−トリアゾール、４−サリチリデンイミノ−３，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール、３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−［Ｎ−β−（３，５−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］アミノ−１，２，４−トリアゾール、５−アミノ−３−（ｐ−ニトロベンジル）−１，２，４−トリアゾール、１，２，４−トリアゾール−５−アゾ−４−（Ｎ，Ｎ−ジエチル）アニリン、１，２，４−トリアゾール−５−アゾ−４’−（Ｎ−メチル−Ｎ−ベンジル）アニリン、３−（４−Ｎ−エチル−Ｎ−ベンジルアミノフェニルアゾ）−２，３−ジメチルトリアゾリウム、１，４−ジメチル−２−アミノ−５−｛４−（ベンジル−エチルアミノ）フェニルアゾ｝−１，２，４−トリアゾリウム、３，５−ビス［｛４−（Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ）フェニル｝アゾ］１，２，４−トリアゾリウム、１，４−ジメチル−３，５−ビス｛４−（Ｎ−メチル−Ｎ−β−エトキシエチルアミノ）フェニルアゾ｝−１，２，４−トリアゾリウム、１，２，４−トリアゾール−５−アゾ−３’−（２’−フェニル）インドール、３−｛（１−エチル−２−フェニルインドール−３−イル）アゾ｝−１，２，４−トリアゾールなどを例示することができる。
アミノシラン類としてはγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどを例示することができる。
イミダゾール類としては２−メチルイミダゾール、２−エチル−４−イミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、２−メチルイミダゾリン、２−エチル−４メチルイミダゾリン、２−フェニル−イミダゾリン、２−ウンデシル−イミダゾリン、２−ヘプタデシルイミダゾリン、２−エチルイミダゾール、２−イソプロピルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−イミダゾール、２−エチル−イミダゾリン、２−イソプロピルイミダゾリン、２，４−ジメチル−イミダゾリン、２−フェニル−４−メチル−イミダゾリンなどを例示することができる。
【０００７】
これらの化合物あるいはこれら化合物を有機溶剤で希釈あるいは溶解したものを、回路部材２のガラス基板上に金属電極あるいはＩＴＯ電極を形成した回路、ＰＣＢまたはＦＰＣ上に金属電極を形成した回路面に塗布することにより、回路部材２と異方導電材料の接続時に回路部材２の表面において異方導電材の硬化を促進させ、回路部材２と異方導電材の密着性を向上させ、電極間のスペース部のガラス界面で発生し易いマイグレーションを抑制することができる。
また、金属電極あるいはＩＴＯ電極と異方導電材の密着力が向上することで金属あるいはＩＴＯの溶出を防ぐ効果があり、マイグレーションを抑制することが可能である。特にＡｇ、Ａｌを含む電極では顕著な効果が見られる。さらに、硬化促進作用のある化合物を塗布処理することにより、回路部材２と異方導電材の密着力が増し、接続強度が向上する。
一方、回路部材１が異方導電材と密着性の悪いＦＰＣ、ＴＣＰまたは半導体チップにおいても回路部材１の表面に塗布処理することにより、接続強度が向上する。
【０００８】
【実施例】
次に実施例により具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
回路部材１としてクシ形のＴＣＰ（ピッチＰ＝０．２ｍｍ、１０ｚ（３５μｍ）Ｃｕ電極、Ｓｎメッキ、電極本数１００ライン）を用い、また回路部材２としてＰＣＢ（Ｐ＝０．２、１０ｚ、Ｃｕ電極、Ｎｉ／Ａｕメッキ品）を用いた。これらの回路部材１，２の電極表面をアミノシラン類であるγ−アミノプロピルトリエトキシシラン２０ｗｔ％トルエン希釈溶液を塗布し、その後異方導電材ＡＣ−２０５２Ｐ−４５、２，５ｍｍ幅（日立化成工業（株）製 エポキシ樹脂系フィルム状接着剤）を用い、ＰＣＢ側に８０℃、１Ｍｐａ、５ｓで仮圧着を行った。その後、位置合わせを行い、１７０℃、２Ｍｐａ、２０ｓで本接続を行った。また、アミノシラン処理のないものを比較例１として作製した。
この接続後の基板に防湿コート処理を施し、通電処理を行った。印可電圧はＤＣ３００Ｖで、処理条件は８５℃、８５％ＲＨとした。表１に処理時間毎の絶縁抵抗を示した。この結果から、アミノシランにより処理を行ったものでは、絶縁性の低下が抑制されている。アミノシランの効果により異方導電材樹脂と金属電極の密着性が改善され、絶縁性の低下が抑制されている。
さらに、回路部材１として有機シリコン系の接着剤を使用したＴＣＰ（ピッチＰ＝０．２ｍｍ、１０ｚ（３５μｍ）Ｃｕ電極、Ｓｎメッキ）及び回路部材２としてＰＣＢ（Ｐ＝０．２、１０ｚ、Ｃｕ電極、Ｎｉ／Ａｕメッキ品）を用い、上記条件と同様に接続を行い、アミノシランによる処理を行わないものを比較例１として、接続強度をピール試験として剥離スピード５０ｍｍ／ｍｉｎ、９０°ピールにて測定した。この結果を表１に示した。
アミノシランによる処理を行ったものは、ＴＣＰの表面の異方導電材との密着力が向上し、処理行っていないものに比べ高い接着強度が得られた。信頼性評価として８５℃、８５％ＲＨ処理を行い接着力を評価したが、処理したものは接着強度の劣化が抑制され、良好な接続強度を示した。
【０００９】
【表１】
0004253931.tif 000002
【００１０】
実施例２
回路部材１として、１電極間おきにグランドを取った通電試験用のＦＰＣ（１０ｚ、Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕメッキ品Ｐ＝０．３）を用い、回路部材２とし無アルカリガラス基板上に１０μｍの高さにピッチＰ＝０．３ｍｍでＡｇ電極を形成した部材を用いた。回路部材２に実施例１と同様にアミノシラン類であるγ−アミノプロピルトリエトキシシラン希釈溶液（２０ｗｔ％）処理を行い、異方導電材で接続を行った。ここで、異方導電材ＡＣ−２０５２０Ｐ−３５（日立化成工業（株）製 エポキシ樹脂系フィルム状接着剤）を用い、通電試験条件としＤＣ１００Ｖとし、他は実施例１と同様な方式で試験を行った。
表２に試験結果を示した。アミノシラン処理を行っていないもので７５０ｈでマイグレーションが発生したが、アミノシラン処理を行ったものでは、１０００ｈ経過しても絶縁性を保っている。尚、１０6 以下をリークとした。
一方、接着剤を使用していない２層ＦＰＣ（１０ｚ、Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕメッキ品Ｐ＝０．３）を回路部材１として用い、回路部材２として無アルカリガラス基板上に１０μｍの高さにピッチＰ＝０．３ｍｍでＡｇ電極を形成した部材を用い、回路部材２にアミノシラン処理を行ったものと行わないもの（比較例２）を実施例１と同様に接続強度試験を行った。アミノシラン処理を行ったものは、良好な接着強度が得られた。
【００１１】
【表２】
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【００１２】
実施例３〜６
回路部材１として、１電極間おきにグランドを取った通電試験及び接続強度測定用の種々のＦＰＣ（１０ｚ、Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕメッキ品Ｐ＝０．３）、ＴＣＰ（１０ｚ、Ｃｕ、Ｎｉ／Ａｕメッキ品Ｐ＝０．３）及び半導体チップ（１０×１０ｍｍ、高さ０．５ｍｍ、４辺周辺に５０μｍ角バンプ、高さ２０μｍの金属電極形成）を用い、回路部材２として無アルカリガラス基板上に１０μｍの高さにピッチＰ＝０．３ｍｍでＡｇ、Ａｌ、ＩＴＯ電極を形成した部材、ＡｕメッキしたＣｕ電極を持つＰＣＢ及びＦＰＣを用いた。
回路部材１及び回路部材２に実施例１と同様に種々の硬化促進作用のある化合物をそのままあるいはトルエンで２０ｗｔ％で希釈した溶液で塗布処理を行った。その後、異方導電材ＡＣ−２０５２Ｐ−３５ ２．５ｍｍ幅を用い、回路部材２に８０℃、１Ｍｐａ、５ｓで仮圧着を行い、１７０℃、２Ｍｐａ、２０ｓで本圧着を行った。
また、塗布処理を行わないものを比較例として作製した。この接続後通電試験用の接続片には防湿処理を行い、通電試験を行った。印可電圧はＤＣ１００Ｖとし、８５℃、８５％ＲＨ環境下で通電試験を行った。一方、接続強度試験片はそのまま８５℃、８５％ＲＨ環境下で放置し接続強度試験を行った。
その回路部材１及び２、硬化促進作用のある塗布処理剤の仕様を表３に示す。表３に示す全ての実施例において、実施例１及び２に同様、塗布処理を行った試験片は初期及び信頼性試験において、マイグレーションによる絶縁抵抗及び接続強度の劣化が抑制され、８５℃、８５％ＲＨ環境下１０００ｈ処理後、絶縁抵抗評価において１００Ｖ通電１０9 Ω以上、接続強度評価において７００ｇｆ／ｃｍ以上の良好な結果が得られた。一方、表３に示す全ての比較例同様の試験において、絶縁抵抗評価で１０9 Ω未満あるいはリークし、接続強度評価においても５００ｇｆ／ｃｍ以下の結果であった。
【００１３】
【表３】
0004253931.tif 000004
【００１４】
表３の仕様の詳細
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金属電極を形成した回路
ベンゾトリアゾール類：
処理剤１；１，２，３−ベンゾトリアゾール
処理剤２；３−ベンジル−５−アミノ−１，２，４−トリアゾール
アミノシラン類：
処理剤３；γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
処理剤４；Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン
イミダゾール類：
処理剤５；２−メチルイミダゾール
処理剤６；２−エチル−４−メチル−イミダゾール
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、接続電極を有する回路部材１と、前記回路部材１の接続電極に対峙する接続電極を有する回路部材２を熱硬化性異方導電性接続部材を介して接続する方法において、回路部材１、２の少なくとも一方の電極面が前記異方導電性接続部材に対して硬化促進作用を有する物質により覆ったものを用いることにより、マイグレーションが抑制され、接続強度の良好な接続信頼性に優れた回路の接続が可能になった。