(57)【要約】【課題】貯蔵安定性及び硬化性の両方が優れており、圧着時に気泡の発生を抑制する、フレキシブルプリント基板を回路基板に電気接続するための非導電性接着フィルムを提供する。【解決手段】熱硬化性エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子とから本質的になり、有機弾性微粒子の凝集によってフィルムが形成されている、非導電性接着フィルムを提供する。【選択図】図４
2009096851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性エポキシ樹脂と、
潜在性硬化剤と、
平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子と
から本質的になり、前記有機弾性微粒子の凝集によってフィルムが形成されている、非導電性接着フィルム。
【請求項２】
前記有機弾性微粒子が、固形分質量の４０〜９０質量％含まれる、請求項１に記載の非導電性接着フィルム。
【請求項３】
前記有機弾性微粒子の少なくとも表面を構成する材料のＴｇが室温以下である、請求項１又は２のいずれかに記載の非導電性接着フィルム。
【請求項４】
前記有機弾性微粒子の少なくとも表面を構成する材料がアクリル系樹脂を含む、請求項１〜３のいずれか１つに記載の非導電性接着フィルム。
【請求項５】
前記有機弾性微粒子が、コア−シェル型弾性微粒子を含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載の非導電性接着フィルム。
【請求項６】
前記潜在性硬化剤がカプセル化硬化剤である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の非導電性接着フィルム。
【請求項７】
前記カプセル化硬化剤がカプセル化イミダゾールを含む、請求項６に記載の非導電性接着フィルム。
【請求項８】
前記非導電性接着フィルムの弾性率について、１００℃で測定した値が室温で測定した値の１．５×１０-3〜１．５×１０-2倍である、請求項１に記載の非導電性接着フィルム。
【請求項９】
η＝σ／（ｄγ／ｄｔ）（式中、ηは見かけ粘度、σはせん断応力、ｄγ／ｄｔはせん断ひずみ速度）で定義される、前記非導電性接着フィルムの見かけ粘度ηについて、１００℃、応力４６．８ｋＰａで測定した値が、１００℃、応力７８．０ｋＰａで測定した値の４倍以上大きい、請求項１に記載の非導電性接着フィルム。
【請求項１０】
室温で２週間保管した後の流れ率が、初期の流れ率の９０％〜１１０％である、請求項１に記載の非導電性接着フィルム。
【請求項１１】
導体を備えた配線板であって少なくとも一方の配線板がフレキシブルプリント配線板である、第１と第２の配線板を用意する工程と、
前記第１と第２の配線板の間に、請求項１〜１０のいずれか１つに記載の非導電性接着フィルムを配置する工程と、
前記非導電性接着フィルムを間に配置した前記第１と第２の配線板を加熱及び加圧することにより、前記第１と第２の配線板の前記導体との間の前記非導電性接着フィルムを排除して、前記第１の配線板の前記導体と前記第２の配線板の前記導体とを電気接続するとともに、前記熱硬化性エポキシ樹脂を硬化する工程と
を含む、２の配線板を電気接続する方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法で電気接続された配線板を含む、電子機器。
【請求項１３】
前記電子機器がフラットパネルディスプレイである、請求項１２に記載の電子機器。
【請求項１４】
熱硬化性エポキシ樹脂と、
潜在性硬化剤と、
平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子と、
前記有機弾性微粒子を分散可能な溶媒と
から本質的になり、溶媒に溶解した高分子材料を含まなくてもフィルム形成性を有する、非導電性接着剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非導電性接着剤組成物及び非導電性接着フィルム、並びにそれらの製造方法及び使用方法に関し、より詳細には、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）と回路基板との間に配置して熱圧着することにより、それらの導体間に電気接続を形成可能な非導電性接着剤組成物及び非導電性接着フィルム、並びにそれらの製造方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレイのガラス基板とフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）との電気接続や、プリント配線板とＦＰＣとの電気接続には、従来から異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が使用されている。ＡＣＦは一般に熱硬化性樹脂と導電性粒子を含んでおり、このような配線板又は基板の間にＡＣＦを挟んで熱圧着することにより、片方の配線板又は基板上の導体ともう一方の配線板又は基板上の対応する導体との間に挟持された導電性粒子が、これらの導体間に電気接続を形成する。図１に、ＡＣＦを用いてＦＰＣ上の導体２とガラス基板上の導体３との間に電気接続が形成されている、ＦＰＣ１及びガラス基板４の断面図を示す。図１では、導体２と導体３が、ＡＣＦの熱硬化性樹脂５の中に分散している導電性粒子６を介して電気接続しており、導電性粒子６は導体間で圧着されて変形していることが示されている。
【０００３】
電子機器の小型化に伴って、ここ最近、上述の配線板又は基板の配線パターンがより高密度化している。ＡＣＦを用いてそのような高密度化した配線パターンを有する配線板又は基板の間に電気接続を形成した場合、導体の配線間隔が非常に小さいために、導電性粒子が同一配線板又は基板上で隣り合っている導体を短絡する可能性がある。また、導電性粒子には非常に高価な金属等が含まれるため、材料全体のコストが上がり、結果的に製造コストが増大してしまう場合がある。
【０００４】
ＡＣＦと同等の結果をもたらすが、導電性粒子を含まない材料を用いる方法として、非導電性接着剤（ＮＣＡ）が提案されている（H. Kristiansen and A. Bjorneklett, "Fine-pitch connection to rigid substrate using non-conductive epoxy adhesive", J. Electronics Manufacturing, vol. 2, pp. 7-12, 1992）。この方法では、ＦＰＣと配線板又は基板との間に熱硬化性樹脂を配置し、加圧下で熱硬化性樹脂を硬化することによって、ＦＰＣ上の導体と配線板又は基板上の導体が圧接された状態に保持される。このような方法は、高価な導電性粒子を使用しないため、微細配線接続であっても短絡が発生しない上に、コスト面でも有利であることから、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の製造工程を大幅に改善することが期待されている。図２に、ＮＣＡを用いて、ＦＰＣ上の導体２とガラス基板上の導体３との間に電気接続が形成されている、ＦＰＣ１及びガラス基板４の断面図を示す。図２では、導体２と導体３が物理的に直接接触して電気接続しており、熱硬化性樹脂７は導体２と導体３とを圧接した状態に保持していることが示されている。
【０００５】
しかしながら、この方法には実用上依然として様々な問題がある。非導電性接着剤をフィルム状に形成した非導電性接着フィルム（ＮＣＦ）法を使用する場合、ＮＣＦを構成する樹脂がこれらの導体間から排除されつつ、圧接された導体の表面に塑性変形が生じることが望ましい。導体の表面の微細な凹凸が塑性変形することによって、導電性粒子がなくてもこれらの導体間に電気接続を形成することができる。従って、ＮＣＦ法を使用してより良好な電気接続を形成するためには、比較的高い圧力でＦＰＣを圧着するのが望ましく、その際に生じるＦＰＣのベースフィルムのたわみは、ＡＣＦ法を使用した場合と比べて大きくなる傾向がある。
【０００６】
熱圧着時にＦＰＣに生じたたわみは残留応力を有しているため、圧着時の荷重を解除して冷却する際に、ＦＰＣが元の形状に戻ろうとするのに伴って、樹脂内に気泡が発生する場合がある。図３に、ＦＰＣに生じたたわみ量Ｄ及び樹脂内に発生した気泡８を示す。気泡は熱膨張しうることに加えて、その内部に水分を含む場合があるため、そのような気泡は配線板又は基板間の接続信頼性を損なうばかりでなく、同一配線板又は基板上で隣り合った導体間の絶縁信頼性を低下させる場合がある。従って、高密度配線の電気接続に本質的に有利であるＮＣＦ法において、気泡の問題を解決することが非常に強く望まれている。
【０００７】
ＮＣＦ法でＦＰＣのたわみを小さくするアプローチの１つとして、気泡の発生する部分、すなわち隣り合う導体間で配線板又は基板上に導体の存在しない区域からの樹脂の流出を少なくすることが挙げられる。例えば、熱圧着条件での樹脂の粘度を高くすると、樹脂の流出を抑えることができる。しかしながら、熱圧着条件での樹脂の粘度が高すぎると、電気接続を形成しようとする導体間の界面に樹脂が薄く残る可能性があり、導通不良の原因となる場合がある。従って、ＮＣＦ法では、熱圧着時に、導体を電気接続する部分の樹脂粘度は低い方が望ましいが、気泡の発生を抑えるためにはその他の部分の樹脂粘度は高い方が望ましい。
【０００８】
一方で、熱圧着工程の生産性を考慮すると、熱圧着時間は短い方が望ましい。熱圧着時間を短縮する有効な方法の一つとして、熱硬化性樹脂の硬化時に加熱温度を高くすることが挙げられる。しかしながら、例えば２００℃以上に加熱すると、ＦＰＣの伸び及び／又は変形が発生する可能性があるため、製造工程の安定化の観点からはそのような伸び及び／又は変形は望ましくない。従って、低温かつ短時間で硬化する反応性の高い硬化システムを使用することが望ましい。一方で、そのような反応性の高い硬化システムを使用すると、例えば室温で保存した場合、経時で熱硬化性樹脂が徐々に硬化して、材料の粘度特性が変化してしまい、実際の使用時に所望の粘度特性が得られない場合がある。
【０００９】
このように相反する要求である、短時間硬化性と貯蔵安定性を両立するための有効な方法の１つとして、カプセル化された硬化剤を使用することが知られている。これは、イミダゾール誘導体等のエポキシとの反応性の高い硬化剤を、架橋した高分子の薄膜で被覆した材料である。このような材料を使用することにより、非常に良好な貯蔵安定性を達成することができる。しかしながら、ＮＣＦの作製時に熱可塑性樹脂等の高分子材料を溶解するために通常使用される、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）のような極性の高い溶媒は、硬化剤を被覆するカプセル材料も一部溶解してしまう。従って、ＮＣＦの作製時に溶解力の高い溶媒を使用すると、カプセル化硬化剤が十分に潜在性を発揮できずに、ＮＣＦの貯蔵安定性が損なわれる場合がある。
【００１０】
ＡｓａｉらのJ. Appl. Polym. Sci., Vol. 56, 769-777 (1995)では、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、マイクロカプセル化イミダゾール及び導電性粒子をトルエン／ＭＥＫの混合溶媒に溶解し、フィルム化することによって、短時間硬化性と貯蔵安定性をある程度両立できることが記載されている。この文献では、極性溶媒であるＭＥＫがマイクロカプセル化イミダゾールの潜在性を損なうことも見出されている。Ｊ．Ｙ．  ＫｉｍらのJ. Mat. Processing Technology Vol. 152, 357-362 (2004)では、エポキシ樹脂、ＮＢＲ、マイクロカプセル化イミダゾール及び導電性粒子をトルエンに溶解してＡＣＦを作製している。しかしながら、かかるＡＣＦを使用した場合、８５℃、ＲＨ８５％の１０００時間のエージングによって、接続抵抗が２Ω以上増加することが見出されている。特開平１０−２１７４０号では、マイクロカプセル化イミダゾールを含むＡＣＦ組成物が記載されている。この組成物は、フィルム形成剤として、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂、ＳＢＲ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂等を使用している。特開２００６−２５２９８０号では、反応性エラストマー、エポキシ樹脂、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなるＡＣＦ組成物が記載されている。特開２００４−３１５６８８号では、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなる半導体製造用フィルムが記載されている。特開平１０−２０４１５３号では、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂、液状のアクリル系樹脂、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなる接着剤組成物が記載されている。特許第３４４９９０４号では、主成分として、トリメチロールプロラントリアクリレートとビスフェノールＦ型エポキシ樹脂前駆体、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなる樹脂組成物が記載されている。特許第３８８３２１４号では、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリカ粒子、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなる樹脂組成物が記載されている。特開平５−３２７９９号では、シランカップリング剤を均一に混合した反応性エラストマー、エポキシ樹脂、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなるＡＣＦ組成物が記載されている。特開平９−１５０４２５号では、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなるＡＣＦ組成物が記載されている。特開２００６−７３３９７号では、固体エポキシ樹脂と潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなるＡＣＦ組成物が記載されている。特許第３４６５２７６号では、アクリルエラストマー、エポキシ樹脂、潜在性硬化剤（マイクロカプセル化イミダゾール）からなる接着剤組成物が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２１７４０号明細書
【特許文献２】特開２００６−２５２９８０号明細書
【特許文献３】特開２００４−３１５６８８号明細書
【特許文献４】特開平１０−２０４１５３号明細書
【特許文献５】特許第３４４９９０４号明細書
【特許文献６】特許第３８８３２１４号明細書
【特許文献７】特開平５−３２７９９号明細書
【特許文献８】特開平９−１５０４２５号明細書
【特許文献９】特開２００６−７３３９７号明細書
【特許文献１０】特許第３４６５２７６号明細書
【非特許文献１】H. Kristiansen and A. Bjorneklett, "Fine-pitch connection to rigid substrate using non-conductive epoxy adhesive", J. Electronics Manufacturing, vol. 2, pp. 7-12, 1992
【非特許文献２】S. Asai, et al. J. Appl. Polym. Sci., Vol. 56, 769-777 (1995)
【非特許文献３】J. Y. Kim, et al. J. Mat. Processing Technology Vol. 152, 357-362 (2004)
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、熱硬化性エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子とから本質的になり、前記有機弾性微粒子の凝集によってフィルムが形成されている、非導電性接着フィルムを提供する。
【００１３】
本発明の一実施態様では、前記有機弾性微粒子が、固形分質量の約４０〜約９０質量％含まれてもよい。別の実施態様では、前記有機弾性微粒子の少なくとも表面を構成する材料のＴｇが室温以下であってよい。また、さらに別の実施態様では、前記有機弾性微粒子の少なくとも表面を構成する材料がアクリル系樹脂を含んでもよく、前記有機弾性微粒子がコア−シェル型弾性微粒子を含んでもよい。
【００１４】
また、他の実施態様では、前記潜在性硬化剤がカプセル化硬化剤であってよく、前記カプセル化硬化剤がカプセル化イミダゾールを含んでもよい。
【００１５】
また、他の実施態様では、前記非導電性接着フィルムの弾性率について、１００℃で測定した値が室温で測定した値の１．５×１０-3〜１．５×１０-2倍であってよい。別の実施態様では、η＝σ／（ｄγ／ｄｔ）（式中、ηは見かけ粘度、σはせん断応力、ｄγ／ｄｔはせん断ひずみ速度）で定義される、前記非導電性接着フィルムの見かけ粘度ηについて、１００℃、応力４６．８ｋＰａで測定した値が、１００℃、応力７８．０ｋＰａで測定した値の４倍以上大きくてもよい。また、さらに別の実施態様では、非導電性フィルムの室温で２週間保管した後の流れ率が、初期の流れ率の９０％〜１１０％であってもよい。
【００１６】
さらに本発明は、導体を備えた配線板であって少なくとも一方の配線板がフレキシブルプリント配線板である、第１と第２の配線板を用意する工程と、前記第１と第２の配線板の間に、上述の非導電性接着フィルムを配置する工程と、前記非導電性接着フィルムを間に配置した前記第１と第２の配線板を加熱及び加圧することにより、前記第１と第２の配線板の前記導体との間の前記非導電性接着フィルムを排除して、前記第１の配線板の前記導体と前記第２の配線板の前記導体とを電気接続するとともに、前記熱硬化性エポキシ樹脂を硬化する工程とを含む、２の配線板を電気接続する方法を提供する。
【００１７】
さらに本発明は、上述の方法で電気接続された配線板を含む電子機器を提供する。本発明の一実施態様では、前記電子機器がフラットパネルディスプレイであってもよい。
【００１８】
また、本発明は、熱硬化性エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子と、前記有機弾性微粒子を分散可能な溶媒とから本質的になり、溶媒に溶解した高分子材料を含まなくてもフィルム形成性を有する、非導電性接着剤組成物を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の非導電性接着剤組成物は、有機弾性微粒子を含むことにより、高分子材料を溶媒に溶解して組成物に組み入れなくとも、フィルム形成性を有している点に特徴がある。このフィルム形成性は、有機弾性微粒子が凝集することによって主に提供される。本発明の組成物においては、有機弾性微粒子を分散可能な溶媒を使用するが、この溶媒は潜在性硬化剤の損傷をほとんど又は全く引き起こさないように選択される。本発明では、フィルムを形成するために従来から使用されてきた高分子材料を必要としないため、そのような高分子材料を溶解するために使用されるが潜在性硬化剤の損傷を引き起こしてしまう溶媒、例えばＭＥＫ等を必要としない。そのため、本発明の非導電性接着剤組成物及び前記組成物を用いて作製した非導電性接着フィルムは、潜在性硬化剤の本来有する性能、すなわち常温での潜在性及び加熱時の熱硬化性の両方を十分に発揮させることができ、貯蔵安定性に非常に優れている。
【００２０】
また、本発明の非導電性接着フィルムを構成する、熱硬化性エポキシ樹脂と有機弾性微粒子との混合物は、熱硬化する前の溶融状態において擬塑性流体として振る舞うことができる点に特徴がある。擬塑性流体とは、作用する応力がより大きくなると、見かけ粘度がより小さくなるような挙動を示す流体である。例えば、本発明の一実施態様では、１００℃で粘度測定を行った場合、応力を４６．８ｋＰａとして測定した見かけ粘度が、応力を７８．０ｋＰａとして測定した見かけ粘度の４倍以上である。このような混合物を含むフィルムを用いることによって、熱圧着時に、導体同士を電気接続する部分、すなわち応力がより大きくかかる部分の接着フィルムの粘度は低くなり、導体間から接着フィルムが容易に排除されて接触抵抗の小さい電気接続を形成することができる。一方で、気泡が発生する可能性のある部分、すなわち隣り合う導体間で配線板又は基板上に導体の存在しない区域では、加わる応力がより小さくなるため接着フィルムの粘度がより高く維持されて、当該区域からの接着フィルムの流出が少なくなり、結果的に気泡の発生を抑えることができる。
【００２１】
上述の記載は、本発明の全ての実施態様、及び本発明に関する全ての利点又は効果を開示したものと見なしてはならない。以下の図面及び詳細な説明にて、本発明の代表的な実施態様を例示する目的で、本発明をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、熱硬化性エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子と、前記有機弾性微粒子を分散可能な溶媒とから本質的になる、非導電性接着剤組成物を提供する。この非導電性接着剤組成物は、溶媒に溶解した高分子材料を含まない場合であってもフィルム形成性を有している。
【００２３】
本発明で使用する熱硬化性エポキシ樹脂は、熱圧着時に硬化してＦＰＣと回路基板とを接着する。また、熱硬化性エポキシ樹脂は、本発明の接着剤組成物又は接着フィルムにおいて、有機弾性微粒子のバインダーとしても機能する。
【００２４】
本発明で使用する熱硬化性エポキシ樹脂は、本技術分野で知られている任意のエポキシ樹脂を含んでいてよいが、上述したように、有機弾性微粒子のバインダーとして機能するためには、常温で液状であることが望ましい。そのような熱硬化性エポキシ樹脂は、硬化前２５℃での粘度が、約０．１Ｐａ・ｓ以上であることが好ましく、約０．５Ｐａ・ｓ以上であることがより好ましく、約１Ｐａ・ｓ以上であることがさらにより好ましい。また、硬化前２５℃での粘度が、約２００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましく、約１５０Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、約１００Ｐａ・ｓ以下であることがさらにより好ましい。熱硬化性エポキシ樹脂の粘度は、例えば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ回転粘度計を用いて測定すればよい。
【００２５】
そのような常温で液状のエポキシ樹脂として、平均分子量約２００〜約５００の、エピクロルヒドリンとビスフェノールＡ、Ｆ、ＡＤ等とから誘導されるビスフェノール型エポキシ樹脂；エピクロルヒドリンとフェノールノボラック又はクレゾールノボラックとから誘導されるエポキシノボラック樹脂；ナフタレン環を含んだ骨格を有するナフタレン型エポキシ樹脂；グリシジルアミン、グリシジルエーテル等のグリシジル基を、ビフェニル、ジシクロペンタジエン等の１分子内に２個以上有する、様々なエポキシ化合物；脂環エポキシ基を１分子内に２個以上有する脂環式エポキシ化合物、及びこれらの２種以上の混合物を使用してもよい。具体的には、例えば、エピコートＥＰ８２８（ビスフェノールＡ型、エポキシ当量：１９０ｇ／ｅｑ、ジャパンエポキシレジン）、ＹＤ１２８（ビスフェノールＡ型、エポキシ当量：１８４〜１９４ｇ／ｅｑ、東都化成）、エピコートＥＰ８０７（ビスフェノールＦ型、ジャパンエポキシレジン）、ＥＸＡ７０１５（水添ビスフェノールＡ型、ＤＩＣ）、ＥＰ４０８８（ジシクロペンタジエン型、旭電化）、ＨＰ４０３２（ナフタレン型、ＤＩＣ）、ＰＬＡＣＣＥＬ  Ｇ４０２（ラクトン変性エポキシ、エポキシ当量：１０５０〜１４５０ｇ／ｅｑ、ダイセル化学工業）、セロキサイド２０２１（脂環式、ダイセル化学工業）等を挙げることができる。本発明の接着剤組成物は、上記のような熱硬化性エポキシ樹脂を１種類又は２種類以上混合して含んでいてもよい。
【００２６】
熱硬化性エポキシ樹脂の含有量は、例えば、樹脂の種類、構造及び分子量、要求される接着特性及び硬化特性、有機弾性微粒子の種類及び含有量に加えて、フィルムに形成して使用する場合は形成されたフィルムの特性（例えば可撓性等）を考慮して、当業者であれば適宜選択することができる。一例を挙げると、熱硬化性エポキシ樹脂の含有量は、接着剤組成物の固形分質量に対して、約２質量％以上であってよく、約５質量％以上であることが好ましく、約１５質量％以上であることがより好ましい。また、熱硬化性エポキシ樹脂の含有量は、接着剤組成物の固形分質量に対して、約６０質量％以下であってよく、約５０質量％以下であることが好ましく、約３０質量％以下であることがより好ましい。
【００２７】
本発明で使用する潜在性硬化剤とは、常温では硬化性を発現せずに、接着剤組成物又は接着フィルムに含まれる熱硬化性エポキシ樹脂の硬化を進行させないが、加熱すると硬化性を発揮して、熱硬化性エポキシ樹脂を所望の水準まで硬化させることが可能な硬化剤である。
【００２８】
本発明で使用可能な潜在性硬化剤として、イミダゾール、ヒドラジド、三フッ化ホウ素−アミン錯体、アミンイミド、ポリアミン、第３級アミン、アルキル尿素等のアミン化合物、ジシアンジアミド、及びこれらの変性物、並びにこれら２種以上の混合物が挙げられる。
【００２９】
上述した潜在性硬化剤の中でも、イミダゾール潜在性硬化剤が好ましい。イミダゾール潜在性硬化剤は、本技術分野で知られているイミダゾール潜在性硬化剤、例えば、イミダゾール化合物とエポキシ樹脂との付加物を含んでもよく、そのようなイミダゾール化合物として、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−ドデシルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、４−メチルイミダゾールが挙げられる。
【００３０】
さらに、貯蔵安定性と短時間硬化性という相反する特性を両方とも高めるために、上述した潜在性硬化剤を核とし、ポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質や、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属薄膜等で被覆したカプセル化硬化剤を、本発明の潜在性硬化剤として使用してもよく、そのようなカプセル化硬化剤の中でも、カプセル化イミダゾールを使用することが好ましい。
【００３１】
このようなカプセル化イミダゾールとして、イミダゾール化合物を尿素やイソシアネート化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤や、イミダゾール化合物をエポキシ化合物でアダクトし、さらにその表面をイソシアネート化合物でブロックすることによりカプセル化したイミダゾール系潜在性硬化剤を挙げることができる。具体的には、例えば、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３０４２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３９２２ＨＰ、ノバキュアＨＸＡ３７９２、ノバキュアＨＸ３７４８、ノバキュアＨＸ３７２１、ノバキュアＨＸ３７２２、ノバキュアＨＸ３０８８、ノバキュアＨＸ３７４１、ノバキュアＨＸ３７４２、ノバキュアＨＸ３６１３（いずれも旭化成ケミカルズ）等を挙げることができる。なお、ノバキュアはカプセル化イミダゾールと熱硬化性エポキシ樹脂とをある比率にて混合した製品である。
【００３２】
また、本発明に使用可能なアミン系潜在性硬化剤として、本技術分野で知られているアミン系潜在性硬化剤を含んでもよく、ポリアミン（例えば、Ｈ−４０７０Ｓ、Ｈ−３７３１Ｓ等、ＡＣＲ）、第３級アミン（Ｈ３８４９Ｓ、ＡＣＲ）、アルキル尿素（例えばＨ−３３６６Ｓ、ＡＣＲ）等が挙げられる。
【００３３】
潜在性硬化剤の含有量は、熱硬化性エポキシ樹脂の質量に対して、約１質量％以上であってよく、約１０質量％以上であることが好ましく、約１５質量％以上であることがより好ましい。また、潜在性硬化剤の含有量は、熱硬化性エポキシ樹脂の質量に対して、約５０質量％以下であってよく、約２５質量％以下であることが好ましく、約２１質量％以下であることがより好ましい。ここで、熱硬化性エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との混合物の市販品を使用した場合、潜在性硬化剤の含有量とは、混合物中の熱硬化性エポキシ樹脂成分と他の熱硬化性エポキシ樹脂成分との合計質量を基準にした、混合物中に含まれる潜在性硬化剤成分の割合を指すことに注意する。また、潜在性硬化剤の反応開始温度（又は活性温度とも呼ぶ）が高いほど接着剤組成物の貯蔵安定性が高くなり、反応開始温度が低いほど短時間で硬化させることができる。短時間硬化性と貯蔵安定性を可能な限り高い水準で両立させるために、潜在性硬化剤の反応開始温度が、典型的には約５０℃以上であることが好ましく、約１００℃以上であることがより好ましい。また、潜在性硬化剤の反応開始温度が約２００℃以下であることが好ましく、約１８０℃以下であることがより好ましい。ここで、潜在性硬化剤の反応開始温度（活性温度）とは、ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用い、熱硬化性エポキシ樹脂と潜在性硬化剤との混合物を試料として室温から１０℃／分で昇温させた時に得られるＤＳＣ曲線において、発熱量がピークの１／２となる低温側の温度での接線がベースラインと交わる点の温度と定義される。
【００３４】
有機弾性微粒子は、常温で弾性を有する微粒子であって、例えば、微粒子を構成する有機高分子のガラス転移温度は約−１４０℃〜室温の範囲にある。本発明で使用する有機弾性微粒子は粒径が小さいため、接着剤組成物に含まれる溶媒を除去した際に、微粒子同士が凝集してフィルムを形成する傾向がある。微粒子の粒径が大きいとフィルム平坦性が低くなり、導体間の導通を阻害する可能性が高くなる。２の導体を電気的に接続する場合、導体間に存在する有機弾性微粒子は導体間から排出されるか、導体間の電気的接続に影響しない部位に存在する必要がある。導体表面は典型的に約１〜約２μｍ程度の表面粗度を有しており、有機弾性微粒子の平均粒径が約１μｍ以下であれば、導体表面の電気的接続箇所とはなりにくい凹部に粒子を排出することができて、導体間の電気的接続に影響を与える恐れが低くなる。従って、本発明に使用する有機弾性微粒子の平均粒径は、典型的に約１μｍ以下であり、約０．８μｍ以下であることが好ましく、約０．６μｍ以下であることがより好ましい。また、有機弾性微粒子の平均粒径は、典型的に約０．０１μｍ以上であり、約０．１μｍ以上であることが好ましく、約０．３μｍ以上であることがより好ましい。
【００３５】
上述したようにフィルムを形成した際に、有機弾性微粒子が有している弾性が、フィルムに必要とされる強度及び可撓性を提供すると考えられているため、有機弾性微粒子の少なくとも表面を構成する材料のＴｇが室温以下であることが好ましく、（有機弾性微粒子が複数の材料から構成される場合）有機弾性微粒子を構成する全ての材料のＴｇが室温以下であることがより好ましい。
【００３６】
そのような有機弾性微粒子を構成する材料は、例えば衝撃改質剤の技術分野で多く知られており、例えば、アクリル、メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体及びアクリレート−スチレン−アクリロニトリル共重合体等のアクリル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−エチレンプロピレン−スチレン共重合体、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、並びにこれらの混合物又はポリマーアロイが挙げられる。本発明の接着剤組成物に使用する場合、有機弾性微粒子の表面を構成する材料がアクリル系樹脂を含むことが好ましく、（有機弾性微粒子が複数の材料から構成される場合）有機弾性微粒子を構成する全ての材料がアクリル系樹脂を含むことがより好ましい。アクリル系樹脂を含む有機弾性微粒子は、他の材料に比べて、溶媒に対する分散性に優れているためである。
【００３７】
そのようなアクリル系樹脂として、例えば、（メタ）アクリレートモノマーを含むラジカル重合性モノマーと、多官能性モノマーとを含むアクリル系共重合体が挙げられる。ラジカル重合性モノマーには、必要に応じて（メタ）アクリレートモノマーと共重合可能な他のラジカル重合性モノマーが含まれてもよい。使用できる（メタ）アクリレートモノマーとして、例えば、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｓｅｃ−ブチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソノニルアクリレート、ｎ−デシルアクリレート、ｎ−オクチルメタクリレート、ｎ−ノニルメタクリレート、ｎ−デシルメタクリレート、ラウリルメタアクリレート等が挙げられる。（メタ）アクリレートモノマーと共重合可能なラジカルモノマーは、（メタ）アクリレートモノマーと共重合可能な、本技術分野で知られているラジカルモノマーであってよく、例えば、イソプレン、酢酸ビニル、分岐カルボン酸のビニルエステル、スチレン、イソブチレン等が挙げられる。多官能性モノマーは、得られるアクリル系共重合体の架橋点となり、製造中及び製造後のアクリル系共重合体粒子の望ましくない凝集を制御するために使用される。そのような多官能性モノマーとして、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリストールトリ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）アクリレートが挙げられる。また、その他の多官能性モノマーとして、ペンタエリストールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリストールヘキサ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ジアリルフマレート、ジアリルサクシネート、トリアリルイソシアヌレート等のジもしくはトリアリル化合物、ジビニルベンゼン、アジピン酸ジビニル、ブタジエン等のジビニル化合物等が挙げられる。これらの多官能性モノマーを２種類以上組み合わせて用いてもよい。これらを懸濁重合やエマルジョン重合することで、微粒子とすることができる。
【００３８】
有機弾性微粒子が、表面（シェル）部分と核（コア）部分とを有する、いわゆるコア−シェル型の弾性微粒子であってもよい。一般に、シェル部分のＴｇはコア部分のＴｇよりも高くなるように設計される。このようなコア−シェル型弾性微粒子を使用することにより、低Ｔｇのコア部分が応力の集中点として働くことにより、形成されたフィルムに可撓性が提供される一方で、シェル部分が微粒子同士の望ましくない凝集を制御するため、溶媒及び熱硬化性エポキシ樹脂に対する微粒子の分散性が高まることが期待される。
【００３９】
このようなコア−シェル型の弾性微粒子の一例として、コア部分が、（メタ）アクリレート及び多官能性モノマーを含む共重合体であって、その外側にシェル部分として、（メタ）アクリレート及び多官能性モノマーを含む混合モノマーをグラフト共重合した、アクリル系のコア−シェル型弾性微粒子が挙げられる。本発明の一実施態様では、例えば、コア部分を構成する共重合体のＴｇが約−１４０℃以上、約−３０℃以下であって、かつシェル部分のＴｇが約−３０℃以上、約１５０℃以下となるように、（メタ）アクリレート及び多官能性モノマーの種類及び配合量が選択される。このように選択すると、弾性微粒子の分散性を高くすることができる。（メタ）アクリレートモノマー及び多官能性モノマーは、アクリル系樹脂について上述したようなものであってよく、同様に上述したような（メタ）アクリレートモノマーと共重合可能な他のラジカル重合性モノマーが、コア部分及び／又はシェル部分に含まれてもよい。また、組成の異なる複数のコア部分がコア−シェル型弾性微粒子に含まれていてもよく、コア部分をあるシェル部分が被覆し、そのシェル部分を別のシェル部分が被覆するような、多層シェル構造をコア−シェル型弾性微粒子が有していてもよい。
【００４０】
このようなコア−シェル型弾性微粒子は、例えば、従来から知られている乳化重合法、懸濁重合法等を用いて重合することによって製造できる。複数の種類のモノマーが含まれている場合、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等の任意の適当な共重合を使用してもよい。コア−シェル構造の形成方法は、本技術分野で知られている方法を使用でき、例えば、上述したような重合法を用いてコア部の粒子を形成し、その粒子に対して、シェル部を形成する上述のようなモノマーをグラフト重合すればよい。シェル部のグラフト重合を、コア部の重合と同一の重合行程で連続して行ってもよい。
【００４１】
有機弾性微粒子の含有量が多いほど、接着フィルムの塑性流動性、フィルム形成性やフィルムとしての強度を高くすることができる。一方、有機弾性微粒子の含有量が少なくなると、接着フィルムの耐熱性や対クリープ性を高めることができる。例えば、有機弾性微粒子の含有量は、接着剤組成物の固形分質量に対して、約３０質量％以上であってよく、約４０質量％以上であることが好ましく、約５５質量％以上であることがより好ましい。また、有機弾性微粒子の含有量は、接着剤組成物の固形分質量に対して、約９５質量％以下であってよく、約８０質量％以下であることが好ましく、約７０質量％以下であることがより好ましい。ここで、固形分質量とは、熱硬化性エポキシ樹脂と有機弾性微粒子及び潜在性硬化剤の質量の合計を指し、換言すれば接着剤組成物から溶媒を取り除いた成分の質量のことである。
【００４２】
上述の有機弾性微粒子を分散可能な溶媒は、有機弾性微粒子の表面官能基の極性、有機弾性微粒子を構成する高分子の種類、有機弾性微粒子の平均粒径に応じて、所望の水準の分散が得られるように選択すればよいが、この溶媒が潜在性硬化剤を溶解しないことが好ましい。
【００４３】
そのような溶媒を選択するにあたって、有機弾性微粒子の分散性は、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒径分布測定装置（例えば、ＬＳ−２３０、ベックマンコールター）、動的光散乱法を測定原理とする粒径分布測定装置（例えば、「ナノトラックＵＰＡ」、日機装株式会社）などを用いて、分散した粒子の二次粒径の経時変化を測定することによって評価でき、溶媒が潜在性硬化剤を溶解する能力は、適当な熱硬化性エポキシ樹脂に評価しようとする潜在性硬化剤及び溶媒を混合し、必要であれば所定時間放置した後、ＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いてその混合物の発熱ピークを決定することによって評価できる。上述したような評価法を用いることにより、当業者であれば、目的とする用途に応じて接着剤組成物に使用可能な溶媒を適宜選択することができる。溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサンなどの炭化水素系、ジオキサンなどのエーテル系、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル等などのエステル系などの有機溶剤が挙げられる。
【００４４】
例えば、有機弾性微粒子がアクリルのコア−シェル型微粒子であって、潜在性硬化剤がウレタン系材料で被覆されたカプセル化イミダゾールである場合、上述の溶媒として、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル等のエステル系溶媒を使用することがカプセル化イミダゾールへの悪影響が少ないため好ましい。酢酸エチルは比較的低沸点の溶媒であり、フィルム化時の乾燥が容易に行えるため特に好適に使用できる。
【００４５】
溶媒の含有量は、接着剤組成物に所望する粘度を考慮した上で、有機弾性微粒子を分散するのに必要な量であればよく、接着剤組成物の固形分質量１００質量部に対して、約１００質量部以上であることが望ましく、約２００質量部以上であることがより好ましい。また、溶媒の含有量は、接着剤組成物の固形分質量１００質量部に対して、約１０００質量部以下であることが望ましく、約５００質量部以下であることがより好ましい。
【００４６】
非導電性接着剤組成物に、例えばフィルム形成性を補助するために、任意成分として高分子材料を適切な溶媒に溶解して添加してもよい。高分子材料とは、本技術分野で知られている熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂からなり、接着剤組成物に対してフィルム形成性を付与できるものである。このような材料は、典型的には室温で固体であるか、あるいは１０００以上の平均分子量を有している。そのような熱可塑性樹脂として、例えば、フェノキシ、ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ポリブタジエン、ポリプロピレン、ポリエチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアセタール、ポリビニルブチラール、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド、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、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、及びそれらの混合物又はポリマーアロイが挙げられる。また、熱硬化性樹脂として、例えば、上述した種類のエポキシ樹脂で、平均分子量が１０００以上の常温で固体のものが挙げられる。しかしながら、溶媒が潜在性硬化剤の潜在性を望ましくない水準まで損なわないように、高分子材料及びその高分子材料を溶解する溶媒の、種類及び使用量を決定することが望ましい。接着剤組成物に含まれる高分子材料の量は、接着剤組成物の全固形分質量に対して約０．１質量％以上、約５質量％以下であることが好ましく、接着剤組成物に高分子材料が含まれないことが最も好ましい。このように、本発明の接着剤組成物は、フィルム形成のための高分子材料及びそのような材料を溶解する溶媒を本質的に必要としないため、そのような溶媒によって潜在性硬化剤の潜在性が損なわれず、貯蔵安定性に優れている。また、本発明の接着剤組成物には、必要に応じて他の添加剤等を加えることができる。
【００４７】
本発明の接着剤組成物は、有機弾性微粒子、熱硬化性エポキシ樹脂、潜在性硬化剤及び溶媒を、例えば高速ミキサー等を使用して混合することにより製造できる。各成分を混合する順序は特に限定されないが、潜在性硬化剤が機械的混合によって損傷しないように潜在性硬化剤を工程の最後に加えることが好ましい。例えば、有機弾性微粒子を溶媒に分散してから、熱硬化性エポキシ樹脂、潜在性硬化剤をその分散液に混合してもよく、あるいは溶媒に熱硬化性エポキシ樹脂を予め混合してから、有機弾性微粒子をその混合液中に分散し、潜在性硬化剤を加えてもよい。有機弾性微粒子が二次凝集している場合、必要に応じてビーズミルなどを使用して、混合前に粉砕してもよい。
【００４８】
本発明の非導電性接着フィルムは、上述のようにして得られた非導電性接着剤組成物を基材上に塗布し、接着剤組成物に含まれる溶媒を除去して成膜することによって、形成することができる。基材として、シリコーン処理したポリエステルフィルム、ポリテトラフルオロエチレン等の離型性が付与された樹脂フィルムや、これらの樹脂フィルムで被覆したステンレス板等を使用することができる。非導電性接着剤組成物は、ナイフコーター、バーコーター、スクリーン印刷等を用いて基材に塗布してもよく、固形分含量及び塗布量を調節することによって、様々な厚さのフィルムを形成してもよい。溶媒除去は、オーブン、ホットプレートなどを用いて、潜在性硬化剤が活性化しない温度、例えば、約１００℃以下に加熱することによって行うことができる。
【００４９】
本発明の非導電性接着フィルムは、熱硬化性エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、平均粒径約１μｍ以下の有機弾性微粒子とから本質的になる。接着剤組成物から溶媒を除去した際に、有機弾性微粒子が凝集することによってフィルムが形成され、熱硬化性エポキシ樹脂は凝集した有機弾性微粒子の間の空間に存在して、有機弾性微粒子のバインダーとして機能している。また、潜在性硬化剤は、上述したように潜在性を損なわずにフィルム中に存在している。図４に、本発明の一実施態様の非導電性接着フィルムを圧力を加えない状態で熱硬化して、その横断面を電子走査型顕微鏡で観察したときの写真を示す。図４で白く見える部分は、接着フィルムの切断時に有機弾性微粒子が脱落した部分であり、灰色の部分（図中、中央やや左と、右端中央から左斜め上にかけて）は切断された有機弾性微粒子の断面であり、黒く見える部分は硬化したエポキシ樹脂相である。この図から、有機弾性微粒子が凝集して連続相を形成していることが分かる。
【００５０】
非導電性接着フィルムの厚さ、大きさ及び形状は、電気接続しようとする導体の厚さに応じて適宜選択すればよい。一例として、一般的なフラットパネルディスプレイの製造において、ＦＰＣと回路基板を電気接続するためには、非導電性接着フィルムの厚さが、例えば、約５μｍ〜約１ｍｍであることが望ましく、約１０μｍ〜約２００μｍであることが好ましく、約２０μｍ〜約５０μｍであることがより好ましい。
【００５１】
本発明の非導電性接着フィルムの弾性率は、１００℃で測定した値が、室温（２５℃）で測定した値の約１×１０-3倍以上であることが望ましく、約１．５×１０-3倍以上であることが好ましい。また、非導電性接着フィルムの弾性率は、１００℃で測定した値が、室温（２５℃）で測定した値の約５×１０-2倍以下であることが望ましく、約１．５×１０-2倍以下であることが好ましい。上述の弾性率は、接着フィルムの硬化が開始しない温度で、動的粘弾性測定法を用いて非導電性接着フィルムのヤング率を測定することによって決定できる。高分子材料をフィルム形成に用いた従来の非導電性接着フィルムは、本発明の非導電性接着フィルムと比較して、室温では弾性率がより高く、加熱時、例えば１００℃では弾性率がより低い。本発明の接着フィルムの弾性率が上述の範囲にあることは、有機弾性微粒子をフィルム形成要素として用いた本発明の非導電性接着フィルムに特有であると考えられる。
【００５２】
ここで、いかなる理論に拘束されることを意図するわけではないが、２５℃の弾性率は、非導電性接着フィルムの貯蔵・取り扱い時の強度及び可撓性を表しており、１００℃の弾性率は、熱圧着時に熱硬化する前のフィルムの流動性を表していると考えられる。本発明の一実施態様における非導電性接着フィルムの弾性率は、一例を挙げると、室温で１×１０8〜４×１０8ＭＰａ、１００℃で６×１０5〜１．５×１０6ＭＰａの範囲にある。熱硬化性エポキシ樹脂単独では室温でこのような弾性率が得られないことから、接着フィルム中の有機弾性微粒子が凝集することによって、フィルムに強度及び可撓性が付与されていると思われる。また、１００℃での弾性率がこのような範囲にあることは、接着フィルムが、目的とする用途に必要な流動性に加えて、見かけ粘度の項目で後述するように、擬塑性も備えていることも示唆している。
【００５３】
また、本発明の非導電性接着フィルムは有機弾性微粒子を含んでいるため、せん断応力の増加に伴って見かけ粘度が減少する挙動、すなわち擬塑性を有しうる。本発明の非導電性接着フィルムは、η＝σ／（ｄγ／ｄｔ）（式中、ηは見かけ粘度、σはせん断応力、ｄγ／ｄｔはせん断ひずみ速度）で定義される見かけ粘度ηについて、１００℃、応力４６．８ｋＰａで測定した値が、１００℃、応力７８．０ｋＰａで測定した値の３倍以上大きいことが望ましく、４倍以上大きいことが好ましい。このような擬塑性のおかげで、本発明の非導電性接着フィルムを用いると、熱圧着時に、導体間からエポキシ樹脂及び有機弾性微粒子が容易に排除されて接触抵抗の小さい電気接続を形成できる一方、隣り合う導体間で配線板又は基板上に導体の存在しない区域では気泡の発生を抑えることができる。
【００５４】
また、本発明の非導電性接着フィルムは、潜在性硬化剤を溶解してその潜在性を損ないうる溶媒を用いなくとも製造できるため、従来の非導電性接着フィルムと比較して優れた貯蔵安定性を有している。本発明の非導電性接着フィルムについて、室温で２週間保管した後の流れ率が、初期の流れ率の約８０％以上、約１２０％以下であることが望ましく、約９０％以上、約１１０％以下であることが好ましい。この流れ率については、以下の実施例にその詳細を説明する。
【００５５】
本発明の非導電性接着フィルムは、使用時に、例えば、導体を備えたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）と導体を備えた回路基板の間に配置され、その後フレキシブルプリント配線板及び回路基板と一緒に加熱及び加圧される。その際に、フレキシブルプリント配線板の導体と回路基板の導体との間の非導電性接着フィルムが排除されて、フレキシブルプリント配線板の導体と回路基板の導体との間に電気接続が形成されるとともに、熱硬化性エポキシ樹脂が硬化して、フレキシブルプリント配線板と回路基板とが接着される。
【００５６】
本発明の非導電性接着フィルムの使用方法の一例を以下に説明する。本発明の非導電性接着フィルムを、ＦＰＣの導体の配置面と接触するようにして、ローラーラミネーター等を用いて、例えば８０〜１２０℃でＦＰＣに加熱積層する。次に、例えばパルスヒートボンダー又はセラミックヒートボンダーのステージ上に、導体の配置面を上に向けて回路基板を置き、非導電性接着フィルムの積層面を下に向けてＦＰＣをその上に移動し、顕微鏡を用いてＦＰＣ及び回路基板の対応する導体の位置合せを行う。その後、温度１５０〜２００℃、圧力１〜１０ＭＰａで、１〜３０秒加熱圧着する。この時、圧着部に超音波を加えることによって、導体間の電気接続を促進してもよい。超音波は、導体金属同士の融着を助けることに加えて、圧着部近辺に存在する接着フィルムに対して、振動によるせん断応力を与えるため、その部分の粘度が低下して接着フィルムの導体間からの排除を容易にすると考えられている。また、必要に応じて後硬化（ポストキュア）を行ってもよい。また、非導電性接着フィルムは、回路基板に加熱積層してから用いてもよく、ＦＰＣ及び回路基板に加熱積層せずに、電気接続時にこれらの配線板又は基板間に配置してもよい。あるいは、本発明の非導電性接着剤組成物を液状のままでＦＰＣ又は回路基板に直接塗布し、乾燥することによって、これらの配線板又は基板上に直接フィルムを形成してもよい。
【００５７】
本発明の非導電性接着フィルム又は非導電性接着剤組成物を用いてＦＰＣ及び回路基板を電気接続することによって、様々な電子機器、例えば、プラズマディスプレイ、液晶ディプレイなどのフラットパネルディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ノートブックコンピューター、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの電子機器を製造することができる。特に、本発明の非導電性接着フィルム又は非導電性接着剤組成物は、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに使用するのに適している。
【実施例】
【００５８】
以下、代表的な実施例を詳述するが、本願の特許請求の範囲の範囲内で、以下の実施態様の変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。
【００５９】
この例で使用した材料は以下の通りである。
ＨＸ３９４１ＨＰ（エポキシ樹脂６５質量％、硬化剤３５質量％）、ＨＸＡ３０４２ＨＰ（エポキシ樹脂６６質量％、硬化剤３４質量％）、ＨＸＡ３９２２ＨＰ（エポキシ樹脂６７質量％、硬化剤３３質量％）、ＨＸＡ３７９２（エポキシ樹脂６５質量％、硬化剤３５質量％）及びＨＸ３７４８（エポキシ樹脂６５質量％、硬化剤３５質量％）は、旭化成ケミカルズ株式会社製のマイクロカプセル化潜在性硬化剤と熱硬化性エポキシ樹脂との混合物である。
ＥＸＬ２３１４は、Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  ＣｏｍｐａｎｙからＰａｒａｌｏｉｄ（登録商標）の商品名で販売されている、アクリルゴム層をコアとしアクリル樹脂をシェルとする、一次粒径が１００〜６００ｎｍのコア−シェル型弾性微粒子である。
Ｇ４０２は、ダイセル化学工業株式会社製のＰＬＡＣＣＥＬ  Ｇ（ラクトン変性エポキシ樹脂）である。
ＹＤ１２８は、東都化成株式会社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１８４〜１９４）である。
１０１０は、ジャパンエポキシレジン株式会社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量３０００〜５０００）である。
ＹＤ１７０は、東都化成株式会社製のビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６０〜１８０）である。
ＹＰ５０Ｓは、東都化成株式会社製のフェノキシ樹脂（商品名フェノトート）である。
【００６０】
また、この例で使用したＦＰＣ、硬質プリント基板及びガラス基板は以下の通りである。
（１）ＦＰＣ１
大きさ：１８ｍｍ×２０ｍｍ
材質：ポリイミド（エスパネックスＭ）、厚さ２５μｍ
配線：幅７５μｍ、配線間隔１２５μｍ、配線高さ１８μｍ、配線本数５０本
ＦＰＣの一方の短辺から長手方向３ｍｍにわたって配線が露出しており、他の基板等との接続部となる。
（２）ＦＰＣ２
大きさ：１８ｍｍ×２５ｍｍ
材質：ポリイミド（エスパネックスＭ）、厚さ２５μｍ
配線：幅１００μｍ、配線間隔１００μｍ、配線高さ１８μｍ、配線本数５０本
ＦＰＣの一方の短辺から長手方向３ｍｍにわたって配線が露出しており、他の基板等との接続部となる。
（３）硬質プリント配線板
大きさ：１８ｍｍ×２８ｍｍ×０．５ｍ
材質：ガラスエポキシ  ＦＲ４
配線：幅１００μｍ、配線間隔１００μｍ、配線高さ１８μｍ、配線本数５０本
配線板の一方の短辺から長手方向３ｍｍにわたって配線が露出しており、他の基板等との接続部となる。
（４）ガラス基板
大きさ：１４ｍｍ×１４ｍｍ×１．１ｍｍ
基板の一方の平面全体にＩＴＯ蒸着膜を０．１５μｍ堆積
【００６１】
例１〜例１４：非導電性接着フィルムの組成を表１及び表２に示す。固形分１００質量部に対して２５０〜４５０質量部の酢酸エチルを用意した。次に、コア−シェル型弾性微粒子を酢酸エチルに入れ、室温で高速ミキサーを用いて混合物を十分に撹拌することによってコア−シェル型粒子を酢酸エチル中に完全に分散した。その後、熱硬化性エポキシ樹脂及び潜在性硬化剤をその混合物に溶解して、非導電性接着剤組成物を作製した。この非導電性接着剤組成物を、シリコーン処理したポリエステルフィルム上にナイフコーターを用いて適用し、設定１００℃のオーブンで５分間乾燥して、厚さ１５μｍ及び３０μｍの試験用の非導電性接着フィルムを作製した。
【００６２】
【表１】
2009096851.tif 000003
【００６３】
【表２】
2009096851.tif 000004
【００６４】
比較例：ＡｓａｉらのJ. Appl. Polym. Sci., Vol. 56, 769-777 (1995)に記載されている組成物と類似するものとして、表３に示す組成物を用いて非導電性接着フィルムを作製した。この組成物を、シリコーン処理したポリエステルフィルム上にナイフコーターを用いて適用し、設定１００℃のオーブンで５分間乾燥して、厚さ３０μｍの比較例の非導電性接着フィルムを作製した。
【００６５】
【表３】
2009096851.tif 000005
【００６６】
接着フィルムのヤング率測定：例９の接着フィルムについて、未硬化時及び圧力を加えずに１９０℃で１０秒硬化した後のヤング率を測定した。ヤング率の測定は次のように行った。レオメトリクス社の動的粘弾性装置ＲＳＡを用いて貯蔵ヤング率Ｅ’（正弦的変形におけるひずみと同位相の応力に対するヤング率）及び損失ヤング率Ｅ”（正弦的変形におけるひずみの位相と９０度ずれた応力に対するヤング率）の測定をω＝６．２８ｒａｄ／ｓｅｃにおいて行った。測定は厚さ６０μｍのフィルムに対して引っ張りモードで行った。なお測定サンプルは厚さ３０μｍのものを２枚ラミネートして、６０μｍとして測定に使用した。得られた結果を表４及び図５に示す。例９の接着フィルムのヤング率は、未硬化時、２０℃で２．３３×１０8Ｐａであって、硬化後のヤング率とさほど変わらない。このことは、例９の接着フィルムは未硬化状態でも十分な強度及び可撓性を有していることを示している。また、未硬化時、１００℃のヤング率は９．６４×１０5Ｐａであり、例９の接着フィルムは、加熱時に制御された流動性を有する、すなわち擬塑性を有していることが示唆される。
【００６７】
【表４】
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【００６８】
外観観察：ＩＴＯ蒸着膜を有する１４×１４ｍｍ2のガラス板上に、厚さ１５μｍ、寸法２×１４ｍｍ2の接着フィルムを載せ、その上にＦＰＣ１を重ねて置き、得られた積層物を熱圧着した。熱圧着はアビオニクス製ＮＡ−７５を用い、積層物とＮＡ−７５のボンダーヘッドの間に２５μｍ厚のＰＴＦＥフィルムを配置して、間接的に熱圧着部分に熱を与えた。接着剤部分が、温度１８０℃で１５秒加熱されるように、ボンダーヘッドの熱量を調節した。熱圧着時の圧力は５ＭＰａであった。図６ａ及び図６ｂに、圧着したサンプルをガラス板側から観察したときの写真を示す。図６ａは例１のサンプルの写真であり、図６ｂは比較例のサンプルの写真である。図６ｂに示されるように、比較例では、ＦＰＣのはバッキング（ポリイミド）が、隣り合う導体間で導体が存在しない区域で押し込まれた結果、多数の気泡がそれらの区域で発生している。ポリイミドのたわみ量Ｄを、株式会社菱化システム製の３次元非接触表面形状計測システム（ＭＭ５２０Ｎ−Ｍ１００型）を用いて測定した結果を表５に示す。例１では導体間の区域でのポリイミドのたわみ量Ｄが明らかに小さく、その結果気泡が少なくなったものと考えられる。
【００６９】
【表５】
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【００７０】
熱圧着時の流動性評価：熱圧着時の接着フィルムの流動性を定量的に評価する目的で、以下の手順で流れ率（flow ratio）とせん断クリープの測定を行った。
【００７１】
流れ率：厚さ３０μｍのフィルムを６．１ｍｍφの円盤状に打ち抜く。３０×３０ｍｍ2の２枚のガラス板（厚さ１ｍｍ）の間に、シリコーンオイルを１滴塗布してから、その円盤状フィルムを挟む。この積層物に１３７０Ｎの力を与えて１８０℃で１０秒間圧着する。本実施例では、１０秒後にフィルム温度が実測値で１９３℃に到達した。圧着後のフィルムはほぼ円形を保ったまま、その直径のみが大きくなるため、計測した圧着後の直径を初期直径で割った値を流れ率と定義する。この流れ率は、熱圧着時のフィルムの流動性を表していると考えられる。
【００７２】
せん断クリープ：１０×３０ｍｍ2の２枚のポリイミドフィルム（厚さ７５μｍ）をそれぞれの短辺で重ね合わせ、重ね合わせ部の長さを３、５、７ｍｍとして重ね合わせ部分全体に接着フィルム（厚さ３０μｍ）を間に挟んで重ねる。それらを１００℃で１秒熱圧着することにより、ラップシアー試験片を作製する。この試験片の両側に２３４ｇの荷重を与えて、接着部のせん断変形を測定する。測定中に樹脂が硬化して増粘する影響をできるだけ除外するため、測定は１００℃で行う。せん断ひずみ速度ｄγ／ｄｔ＝（せん断ずれ速度）／（接着剤厚さ）、応力σ＝（荷重）／（重なり部分の面積）から見かけ粘度＝σ／（ｄγ／ｄｔ）を計算する。
【００７３】
上述の方法を用いて得られた見かけ粘度を表６に示す。ここで接着剤厚さは熱圧着前の接着フィルムの厚さである。図７は、計算して得られた見かけ粘度を、弾性微粒子（アクリル粒子）の量に対してプロットしたものである。アクリル粒子を４０質量％以上含む系については、応力が４６．８ｋＰａの場合に測定した見かけ粘度は、７８．０ｋＰａの場合に測定した見かけ粘度の４〜１０倍大きい。このことは、アクリル粒子と熱硬化性エポキシ樹脂との混合物が、完全に熱硬化する前に擬塑性流体として振る舞うことを示している。
【００７４】
【表６】
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【００７５】
図８は、例１〜５のサンプルについて、１００℃、４６．８ｋＰａで測定したときの見かけ粘度と、上述の方法で測定した流れ率を、それぞれアクリル粒子の質量パーセントに対してプロットしたものである。
【００７６】
貯蔵安定性：表７に、上述の方法で測定したサンプルの初期流れ率と、サンプルを３０℃、ＲＨ７０％の環境で１週間及び２週間エージングした後に測定した流れ率を示す。
【００７７】
【表７】
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【００７８】
ＦＰＣとガラス基板の電気接続：図６ａに示す試験用配線パターンを有するＦＰＣ１とＩＴＯ蒸着膜を有するガラス板とを、例１〜７、例１３及び参考例の接着フィルムを用いて接続し、図９ａに示すように電流を印加して、接触部の電圧変化ΔＶを測定した。ＦＰＣの接続部とガラス板とを約２ｍｍ重ね合わせた。重ね合わせた部分には２×１４ｍｍに切断した厚さ１５μｍの接着フィルムを挟み込み、３．５ＭＰａの圧力を加えながら１８４℃で２０秒間熱圧着した。図９ａ中の符号１、２、４及び７はそれぞれ図１〜３に示したものと同じであり、「９」はＩＴＯを表す。図９ｂに示す回路図にて、近似式：Ｖ＝ΔＶ＝（Ｒ（接触部）＋Ｒ（導体））×Ｉ≒Ｒ（接触部）×Ｉを用いることにより、接続抵抗を計算した。表８に、高温・高湿エージング（６０℃、ＲＨ９０％）を行ったときの、接続抵抗の変化量を示す。また、例１の接着フィルムについて、様々な圧着条件で作製したサンプルの接続抵抗の経時変化を測定した結果を表９に示す。
【００７９】
ＦＰＣと硬質プリント配線板の電気接続：ＦＰＣと硬質プリント配線板（ＦＲ４）の接続については、以下の方法を用いて試験した。ＦＰＣ２と、硬質プリント配線板（ＦＲ４）を用意した。ＦＲ４及びＦＰＣを接続する部分の導体部には、Ｎｉを下地とした金メッキ処理を行った。ＦＲ４とＦＰＣの導体を接続することにより、５０箇所で接続されたチェーン回路が形成される。チェーン回路の抵抗値は、配線自体のバルク抵抗と合わせて約３Ωであった。予め硬質プリント配線板の導体上に厚さ３０μｍ、幅２ｍｍ、長さ１２ｍｍの接着フィルムを積層しておいた。ＦＰＣの接続部分を硬質プリント配線板の接続部分に２ｍｍ重ねて導体間の位置合わせを行い、はんだコテを用いて硬質プリント配線板上に仮固定した。ヒートボンダーをＦＰＣ側から押し付けることにより熱と圧力を与えて、ＦＰＣの導体と硬質プリント配線板の導体の間からフィルムを排出して、導体を電気接続するとともに、樹脂を硬化してＦＰＣと硬質プリント配線板を接着した。熱圧着時に、接続部に与えた圧力は４ＭＰａであり、１８０℃で１０秒間加熱した。このような方法によって作製したサンプルを用いて、高温・高湿エージング（８５℃、ＲＨ８５％）を行ったときの接続抵抗の変化量を、１接続あたりに換算して表８に示す。
【００８０】
【表８】
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【００８１】
【表９】
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【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】異方性導電性フィルムを用いて電気接続した、フレキシブルプリント配線板とガラス基板の横断面図である。
【図２】非導電性接着剤を用いて電気接続した、フレキシブルプリント配線板とガラス基板の横断面図である。
【図３】熱硬化した樹脂内に気泡が発生している、非導電性接着剤を用いて電気接続した、フレキシブルプリント配線板とガラス基板の横断面図である。
【図４】本発明の一実施態様の、硬化した非導電性接着フィルムの横断面の電子走査型顕微鏡写真である。
【図５】例９の接着フィルムの未硬化時及び硬化後のヤング率である。
【図６ａ】例１のサンプルを用いて熱圧着したフレキシブルプリント配線板の写真である。
【図６ｂ】比較例のサンプルを用いて熱圧着したフレキシブルプリント配線板の写真である。
【図７】見かけ粘度と弾性微粒子の量の関係を示すプロットである。
【図８】見かけ粘度及び流れ率と弾性微粒子の量の関係を示すプロットである。
【図９ａ】フレキシブルプリント配線板とガラス基板との間の接触抵抗の測定方法を示す概略図である。
【図９ｂ】接触抵抗を計算する際に用いた回路図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    フレキシブルプリント配線板
２    導体
３    導体
４    ガラス基板
５    異方性導電フィルムの熱硬化性樹脂
６    導電性粒子
７    非導電性接着剤の熱硬化性樹脂
８    気泡
９    ＩＴＯ蒸着膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図４】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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