異方導電性接着剤、異方導電性フィルムおよび回路接続構造体の製造方法
【課題】対向配置された２つの回路部材の回路電極同士を電気的に接続するに際し、低温速硬化性と接続信頼性とを高水準で両立することが可能な異方導電性接着剤および異方導電性フィルム、ならびに、該異方導電性接着剤または該異方導電性フィルムを用いた回路接続構造体の製造方法を提供すること。
【解決手段】第一の基板２１の主面上に第一の回路電極２２が形成された第一の回路部材２０と、第二の基板３１の主面上に第二の回路電極３２が形成された第二の回路部材３０とを、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを介して、第一の回路電極および第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続するための異方導電性接着剤であって、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電性接着剤。
【解決手段】第一の基板２１の主面上に第一の回路電極２２が形成された第一の回路部材２０と、第二の基板３１の主面上に第二の回路電極３２が形成された第二の回路部材３０とを、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを介して、第一の回路電極および第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続するための異方導電性接着剤であって、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電性接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方導電性接着剤、異方導電性フィルムおよび回路接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイとＴＣＰ（Tape Carrier Package、テープキャリアーパッケージ）またはＦＰＣ（FlexiblePrinted Circuits、フレキシブル回路板）とＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との接続には接着剤中に導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤が使用されている。このような異方導電性接着剤のうち、例えばエポキシ樹脂系接着剤は、作業性に優れるものの、通常、２０秒程度の接続時間で１４０〜１８０℃程度の加熱、１０秒では１８０〜２１０℃程度の加熱が必要である。
【０００３】
近年、異方導電性接着剤の分野では、生産効率向上のために１０秒以下への接続時間の短縮化が求められてきており、低温速硬化性に優れたラジカル硬化型の異方導電性接着剤が検討されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第９８／４４０６７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のラジカル硬化型の異方導電性接着剤の場合、従来のエポキシ硬化型接着剤と比較すると、接続温度のばらつきがあった場合にその判定が困難なため、十分な接続抵抗および接着力を安定的に得ることが必ずしも容易とはいえず、接続信頼性の点で未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、対向配置された２つの回路部材の回路電極同士を電気的に接続するに際し、低温速硬化性と接続信頼性とを高水準で両立することが可能な異方導電性接着剤および異方導電性フィルム、ならびに、該異方導電性接着剤または該異方導電性フィルムを用いた回路接続構造体の製造方法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】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来のラジカル硬化型異方導電性接着剤の場合に接続信頼性が不十分となるのは、硬化反応の進行に伴う色相の変化がなく、硬化反応が十分に進行したか否かを目視判定することが極めて困難であることに起因しているとの知見を得た。そして、かかる知見に基づきさらに検討を重ねた結果、加熱または含有成分のラジカル反応により色相が変化する異方導電性接着剤を用いることによって上記課題が解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、第一の回路電極および第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続するための異方導電性接着剤であって、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電剤を提供する。
【０００８】
上記本発明の異方導電性接着剤によれば、硬化反応が十分に進行したか否かを色相の変化により容易に判定することができるため、ラジカル硬化型異方導電性接着剤が本来的に有する低温速硬化性を有効に発揮させつつ、十分な接続抵抗および接着力を安定的に得ることが可能となる。
【０００９】
上記本発明の異方導電性接着剤は、ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤と、を含有することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の異方導電性接着剤は、導電性粒子をさらに含有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の異方導電性接着剤においては、ラジカル反応により色相が変化する添加剤が、芳香族ケトン系化合物（アントラキノン、アセトフェノン等を含む）、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル、アゾベンゼン、フルギド類、ジアリールエテン、スピロオキサジン系化合物から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。また、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性物質との反応が阻害されにくいという点から、ラジカル反応により色相が変化する添加剤の含有量は、異方導電性接着剤の全重量を基準として、０．０５〜５重量％であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、上記本発明の異方導電性接着剤をフィルム状に形成してなる回路接続用接着フィルムを提供する。
【００１３】
本発明の回路接続用接着フィルムは、上記本発明の異方導電性接着剤をフィルム状に形成してなるものであり、硬化反応が十分に進行したか否かを色相の変化により容易に判定することができるものである。したがって、本発明の回路接続用接着フィルムによれば、ラジカル硬化型異方導電性接着剤が本来的に有する低温速硬化性を有効に発揮させつつ、十分な接続抵抗および接着力を安定的に得ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、上記本発明の異方導電性接着剤または上記本発明の異方導電性フィルムを介して、第一の回路電極および第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続する工程を備える回路接続構造体の製造方法を提供する。
【００１５】
上記本発明の回路接続構造体の製造方法によれば、硬化反応が十分に進行したか否かを色相の変化により容易に判定することができるため、ラジカル硬化型異方導電性接着剤が本来的に有する低温速硬化性を有効に発揮させつつ、得られる回路接続構造体に十分な接続抵抗および接着力を安定的に付与することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の通り、本発明によれば、対向配置された２つの回路部材の回路電極同士を電気的に接続するに際し、低温速硬化性と接続信頼性とを高水準で両立することが可能な異方導電性接着剤および異方導電性フィルム、ならびに、該異方導電性接着剤を用いた回路接続構造体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明において、「（メタ）アクリル樹脂」とは「アクリル樹脂」およびそれに対応する「メタクリル樹脂」を意味し、「（メタ）アクリル酸」とは「アクリル酸」およびそれに対応する「メタクリル酸」を意味し、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」およびそれに対応する「メタクリレート」を意味し、「（メタ）アクリロイル」とは「アクリロイル」およびそれに対応する「メタクリロイル」を意味し、「（メタ）アクリロキシ」とは「アクリロキシ」およびそれに対応する「メタクリロキシ」を意味する。
【００１８】
（異方導電性接着剤）
本発明の異方導電性接着剤は、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電剤であり、好ましくは、ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤と、を含有するものである。
【００１９】
ラジカル重合性物質（「ラジカル硬化性物質」または「ラジカル重合性化合物」ともいう。）としては、（メタ）アクリル樹脂、マレイミド樹脂、シトラコンイミド樹脂等を構成するモノマーが挙げられる。これらのラジカル重合性物質は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
（メタ）アクリル樹脂を構成するモノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールテトラ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートトリシクロデカニル（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらのモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種顛以上を組み合わせて用いてもよい。また、必要によっては、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン等のラジカル重合禁止剤を硬化性が損なわれない範囲で使用してもよい。
【００２１】
さらに、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質を使用した場合、金属等無機物に対する接着力を向上することができる。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、無水リン酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のモノマーとの反応生成物として得られる。具体的には、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート等が挙げられる。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
マレイミド樹脂を構成するモノマーとしては、分子中にマレイミド基を少なくとも１個有しているもので、例えば、フェニルマレイミド、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニルプロパン、１，１−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−マレイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）へキサフルオロプロパンなどが挙げられる。これらのモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
シトラコンイミド樹脂を構成するモノマーとしては、分子中にシトラコンイミド基を少なくとも１個有しているもので、例えば、フェニルシトラコンイミド、１−メチル−２，４−ビスシトラコンイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスシトラコンイミド、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。これらのモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
ラジカル重合性物質の配合量は、硬化時の接続を保持する観点から、異方導電性接着剤の全重量を基準として、５〜７０重量％が好ましく、１０〜５０重量％がより好ましい。
【００２５】
また、ラジカル重合開始剤（「加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤」または「遊離ラジカル発生剤」ともいう。）としては、熱または光によってラジカルを発生する化合物であれば特に制限はなく、例えば過酸化物が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等を考慮し適宜選択される。また、回路部材の接続端子の腐食を抑えるために、ラジカル重合開始剤中に含有される塩素イオンや有機酸は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、更に、加熱分解後に発生する有機酸が少ないものがより好ましい。また、作製した異方導電性接着剤の安定性が向上することから、室温（２５℃）常圧下で２４時間の開放放置後に２０重量％以上の重量保持率を有することが好ましい。
【００２６】
ラジカル重合開始剤としての過酸化物の具体的な化合物としては、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドなどが挙げられるから選定できるが、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドは、開始剤中の塩素イオンや有機酸が５０００ｐｐｍ以下であり、加熱分解後に発生する有機酸が少なく、金属等でできた回路部材の接続端子の腐食を抑えることができるため特に好ましい。
【００２７】
ジアシルパーオキサイド類としては、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
【００２８】
パーオキシジカーボネート類としては、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。
【００２９】
パーオキシエステル類としては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等を挙げることができる。
【００３０】
パーオキシケタール類では、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、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、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−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
【００３１】
ジアルキルパーオキサイド類では、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【００３２】
ハイドロパーオキサイド類では、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００３３】
シリルパーオキサイド類としては、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジメチルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリビニルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジビニルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）ビニルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリアリルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジアリルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）アリルシリルパーオキサイド等が挙げられる。
【００３４】
ラジカル重合開始剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、ラジカル重合開始剤に、分解促進剤または分解抑制剤を組み合せてもよい。また、ラジカル重合開始剤をポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質で被覆し、マイクロカプセル化して使用することもできる。マイクロカプセル化したものは、可使時間が延長され好ましい。
【００３５】
ラジカル重合開始剤の配合量は、硬化反応の反応率の観点から、異方導電性接着剤の全重量を基準として、１〜２０重量％が好ましく、２〜１５重量％がより好ましい。
【００３６】
また、ラジカル反応により色相が変化する添加剤としては、アントラキノン、アセトフェノンなどの芳香族ケトン系化合物、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル、アゾベンゼン、フルギド類、ジアリールエテン、スピロオキサジン系化合物などが挙げられ、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性物質との反応を阻害する悪影響が少ないアントラキノン系化合物が好ましい。
【００３７】
ラジカル反応により色相が変化する添加剤の配合量は、色相の変化を容易に判定できることから、異方導電性接着剤の全重量を基準として、０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに、ラジカル反応を阻害する悪影響を一層低減できることから、０．１〜１重量％が特に好ましい。
【００３８】
ラジカル反応により色相が変化する添加剤としては、異方導電性接着剤を１３０℃から２００℃で５秒程度加熱したときに色相の変化を生じさせることが可能なものが好ましく、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性物質との反応を阻害する悪影響が少ない範囲で適用され、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルが好ましい。
【００３９】
本発明の異方導電性接着剤は、ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤とのみからなるものであってもよいが、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和性を付与するため、高分子成分をさらに含有することができる。高分子樹脂成分としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられる。高分子成分の重量平均分子量は１００００〜１０００００００であることが好ましい。また、高分子成分は、ラジカル重合性の官能基で変成されていても良く、この場合耐熱性が向上する。高分子成分の配合量は、異方導電性接着剤の全重量を基準として、好ましく２〜８０重量％であり、５〜７０重量％がより好ましく、１０〜６０重量％が特に好ましい。２重量％未満では、応力緩和や接着力が十分でなく、８０重量％を超えると流動性が低下する。
【００４０】
また、本発明の異方導電性接着剤は、必要に応じて、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、難燃剤、カップリング剤等の添加剤をさらに含有してもよい。
【００４１】
本発明の異方導電性接着剤は、導電性粒子を含まなくても、接続時に相対向する電極が直接接触することにより電気的な接続が得られるが、導電性粒子を含んだ場合、より電極間の電気的な接続をより安定的に行うことができる。導電性粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、はんだ等の金属粒子やカーボン、またはガラス、セラミック、プラスチック等の非導電性粒子にＡｕ、Ａｇ、白金等の貴金属類を被覆した粒子が使用される。金属粒子の場合には表面の酸化を抑えるため、貴金属類で被覆したものが好ましい。上記導電性粒子のなかで、プラスチックを核体としてＡｕ、Ａｇ等で被覆した粒子や熱溶融金属粒子は、接続時の加熱加圧によって変形し接触面積が増加したり、接続電極の高さばらつきを吸収し信頼性が向上する。貴金属類の被覆層の厚さは、好ましくは１００Å以上、より好ましくは３００Å以上であれば、良好な接続が得られる。また、更には上記導電性粒子を、絶縁性樹脂で被覆したものも使用できる。導電性粒子は、接着剤成分１００体積％に対して、好ましくは０．１〜３０体積％、より好ましくは０．１〜１０体積％の範囲で用途により適宜配合される。
【００４２】
本発明の異方導電性接着剤は、常温で液状である場合にはペースト状で使用することができる。常温で固体の場合には、加熱によりペースト化する他、溶剤を用いてペースト化することができる。使用できる溶剤としては、異方導電性接着剤と反応せず、かつ十分な溶解性を示すものであれば特に制限されないが、常温での沸点が５０〜１５０℃である溶媒が好ましい。溶剤の沸点が５０℃未満であると、溶剤が室温で容易に揮発してしまい後述するフィルムを作製するときの作業性が悪化する傾向にある。また、溶剤の沸点が１５０℃を超えると、溶剤が揮発しにくくなり、残存する溶剤により接着後の接着強度が低下する傾向にある。
【００４３】
本発明の異方導電性接着剤はフィルム状の形態（すなわち異方導電性フィルム）として用いることも可能である。このように異方導電性接着剤をフィルム状とすると、取扱性に優れ一層便利である。この異方導電性フィルムは、例えば異方導電性接着剤に溶剤等を加えた混合液を、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、剥離紙等の剥離性基材上に塗布し、または不織布等の基材に上記混合液を含浸させて剥離性基材上に載置し、溶剤を除去することによって得ることができる。
【００４４】
本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムによれば、基板上の対向する電極間に配置し、加熱・加圧して、両電極の接着および電気的接続を行うことができる。そして、本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムは、低温速硬化性と接続信頼性との両立を可能とするものであり、例えば加熱温度が１３０〜２００℃である場合に接続時間を１０秒以下に短縮することができる。ここで、低温速硬化性と接続信頼性との両立との両立の観点から、加熱温度は、１５０〜１８０℃がより好ましい。また、圧力は、被着体に損傷を与えない範囲であればよく、一般的には１〜１０ＭＰａが好ましい。また、必要に応じて、後硬化を行っても良い。さらに、接続時に、加熱・加圧に加えて、必要に応じて熱以外のエネルギー（光、超音波、電磁波等）を使用してもよい。
【００４５】
本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムは、上記の優れた特性を有するものであることから、回路接続材料として好適に用いることができる。例えば、第１の回路部材の回路電極と第２の回路部材の電気的に接続する際に、本発明の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを介して２つの回路部材を対向配置した状態で加圧・加熱することによって、ラジカル重合による硬化反応が進行し、他方の回路電極と電気的に接続することができる。そして、異方導電性接着剤または異方導電性フィルムの色相の変化により硬化反応が十分に進行したか否かを容易に判定できるので、得られる回路接続構造体における接続信頼性と低温速硬化性との両立が可能となる。
【００４６】
（回路部材の接続構造）
次に、本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムを用いて得られる回路部材の接続構造の好適な一例について説明する。図１は、当該回路部材の接続構造の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、回路部材の接続構造１は、相互に対向する第１の回路部材２０および第２の回路部材３０を備えており、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０との間には、これらを電気的に接続する回路接続部材１０が設けられている。第１の回路部材２０は、第１の回路基板２１と、回路基板２１の主面２１ａ上に形成される第１の回路電極２２とを備えている。なお、回路基板２１の主面２１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００４７】
一方、第２の回路部材３０は、第２の回路基板３１と、第２の回路基板３１の主面３１ａ上に形成される第２の回路電極３２とを備えている。また、回路基板３１の主面３１ａ上にも、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００４８】
第１の回路部材２０および第２の回路部材３０としては、電気的接続を必要とする電極が形成されているものであれば特に制限されないが、少なくとも一方の電極高さは５〜１４μｍであることが好ましい。具体的には、液晶ディスプレイに用いられているＩＴＯ等で電極が形成されているガラスまたはプラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、フレキシブル配線板、半導体シリコンチップ、ＴＣＰ、２層ＦＰＣ等が挙げられ、これらは必要に応じて組み合わせて用いることができる。このように、本実施形態では、プリント配線板やポリイミド等の有機物からなる材質をはじめ、銅、アルミニウム等の金属やＩＴＯ（indium tin oxide）、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の無機材質のように多種多様な表面状態を有する回路部材を用いることができる。
【００４９】
回路接続部材１０は、本発明の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを用いて形成されたもので、絶縁性物質１１および導電性粒子７を含有している。導電性粒子７は、対向する第１の回路電極２２と第２の回路電極３２との間のみならず、主面２１ａと３１ａとの間にも配置されている。本実施形態の回路部材の接続構造１においては、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とが、導電性粒子７を介して電気的に接続されている。このため、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２の間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２の間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。また、この導電性粒子７を上述した配合割合とすることによって電気的な接続の異方性を示すことも可能である。
【００５０】
なお、回路接続部材１０が導電性粒子７を含有していない場合には、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２の間に所望の量の電流が流れるように、それらを直接接触させるか若しくは十分に近づけることで電気的に接続される。
【００５１】
回路接続部材１０は本発明の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを用いて形成されたものであるため、接続時間を短縮した場合であっても、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２間の電気特性の長期信頼性を確保することができる。つまり、第１の回路部材２０または第２の回路部材３０に対する回路接続部材１０の接着強度は十分に高く、かつ、接続抵抗が十分低く、しかもこの状態を長期間にわたって持続させることができる。
【００５２】
（回路部材の接続構造の製造方法）
次に、上述した回路部材の接続構造の製造方法について、その工程図である図２を参照にしつつ、説明する。
【００５３】
先ず、上述した第一の回路部材２０と、フィルム状回路接続材料４０を用意する（図２（ａ）参照）。本実施形態においては、フィルム状回路接続材料４０として、本発明の異方導電性接着剤をフィルム状に成形してなるもの（すなわち本発明の異方導電性フィルム）が適用されている。回路接続材料は、接着剤成分５と、導電性粒子７とを含有する。ここで、接着剤成分５には上述した本発明に係る接着剤成分が用いられる。なお、回路接続材料が導電性粒子７を含有しない場合でも、その回路接続材料は絶縁性接着剤として異方導電性接着に使用でき、特にＮＣＡ（Non-Conductive Adhesive）と呼ばれることもある。また、回路接続材料が導電性粒子７を含有する場合には、その回路接続材料はＡＣＡ（AnisotropicConductive Adhesive）と呼ばれることもある。
【００５４】
フィルム状回路接続材料４０の厚さは、１０〜５０μｍであることが好ましい。フィルム状回路接続材料４０の厚さが１０μｍ未満では、回路電極２２、３２間に回路接続材料が充填不足となる傾向がある。他方、５０μｍを超えると、回路電極２２、３２間の異方導電性接着剤を十分に排除しきれなくなり、回路電極２２、３２間の導通の確保が困難となる傾向がある。
【００５５】
次に、フィルム状回路接続材料４０を第一の回路部材２０の回路電極２２が形成されている面上に載せる。なお、フィルム状回路接続材料４０が支持体（図示せず）上に付着している場合には、フィルム状回路接続材料４０側を第一の回路部材２０に向けるようにして、第一の回路部材２０上に載せる。このとき、フィルム状回路接続材料４０はフィルム状であり、取り扱いが容易である。このため、第一の回路部材２０と第二の回路部材３０との間にフィルム状回路接続材料４０を容易に介在させることができ、第一の回路部材２０と第二の回路部材３０との接続作業を容易に行うことができる。
【００５６】
そして、フィルム状回路接続材料４０を、図２（ａ）の矢印ＡおよびＢ方向に加圧し、フィルム状回路接続材料４０を第一の回路部材２０に仮接続する（図２（ｂ）参照）。このとき、加熱しながら加圧してもよい。但し、加熱温度はフィルム状回路接続材料４０を構成する異方導電性接着剤または異方導電性フィルムが硬化しない温度、すなわちラジカル重合開始剤が遊離ラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。
【００５７】
続いて、図２（ｃ）に示すように、第二の回路部材３０を、第二の回路電極を第一の回路部材２０に向けるようにしてフィルム状回路接続材料４０上に載せる。なお、フィルム状回路接続材料４０が支持体（図示せず）上に付着している場合には、支持体を剥離してから第二の回路部材３０をフィルム状回路接続材料４０上に載せる。
【００５８】
そして、フィルム状回路接続材料４０を加熱しながら、図２（ｃ）の矢印ＡおよびＢ方向に第一および第二の回路部材２０、３０を介して加圧する。このときの加熱温度は、フィルム状回路接続材料４０に含まれるラジカル重合開始剤が遊離ラジカルを発生可能な温度とする。これにより、ラジカル重合開始剤において遊離ラジカルが発生し、ラジカル重合性物質の重合が開始される。こうして、フィルム状回路接続材料４０が硬化処理され、本接続が行われ、図１に示すような回路部材の接続構造が得られる。
【００５９】
加熱温度は、使用する用途、異方導電性接着剤、回路部材によって適宜選択されるが、低温速硬化性の観点からは、１３０〜２００℃が好ましく、１５０〜１７０℃がより好ましい。なお、色相の変化により硬化反応が十分に進行したと判定した場合であっても、その後に、必要に応じて、後硬化を行ってもよい。
【００６０】
上記のようにして、回路部材の接続構造を製造すると、得られる回路部材の接続構造において、導電性粒子７を対向する回路電極２２、３２の双方に接触させることが可能となり、回路電極２２、３２間の接続抵抗を十分に低減することができる。
【００６１】
また、フィルム状回路接続材料４０の加熱により、回路電極２２と回路電極３２との間の距離を十分に小さくした状態で接着剤成分５が硬化して絶縁性物質１１となり、第一の回路部材２０と第二の回路部材３０とが回路接続部材１０を介して強固に接続される。即ち、得られる回路部材の接続構造においては、回路接続部材１０は、上記異方導電性接着剤を含む回路接続材料の硬化物により構成されていることから、回路部材２０または３０に対する回路接続部材１０の接着強度が十分に高くなり、かつ、回路電極２２、３２間の接続抵抗を十分に低減することができる。また、この回路部材の接続構造は、そのような状態を長期間にわたって持続することができる。したがって、得られる回路部材の接続構造は、回路電極２２、３２間の電気特性の長期信頼性に優れる。
【００６２】
なお、接着剤成分５は、少なくとも加熱によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を含むものでもよく、このラジカル重合開始剤に代えて、光照射のみでラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。この場合、フィルム状回路接続材料４０の硬化処理に際して、加熱に代えて光照射を行えばよい。この他にも、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。また、接着剤成分５における硬化性成分としてエポキシ樹脂および潜在性硬化剤を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、フィルム状回路接続材料４０を用いて回路部材の接続構造を製造しているが、フィルム状回路接続材料４０に代えて、フィルム状に形成されていない回路接続材料を用いてもよい。この場合でも、回路接続材料を溶媒に溶解させ、その溶液を、第一の回路部材２０または第二の回路部材３０のいずれかに塗布し乾燥させれば、第一および第二の回路部材２０、３０間に回路接続材料を介在させることができる。
【００６４】
また、導電性粒子７の代わりに、他の導電材料を用いてもよい。他の導電材料としては、粒子状、または短繊維状のカーボン、ＡｕめっきＮｉ線などの金属線条等が挙げられる。
【００６５】
（半導体装置）
次に、本発明の半導体装置の実施形態について説明する。図３は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す概略断面図である。図３に示すように、本実施形態の半導体装置２は、半導体素子５０と、半導体の支持部材となる基板６０とを備えており、半導体素子５０および基板６０の間には、これらを電気的に接続する半導体素子接続部材８０が設けられている。また、半導体素子接続部材８０は基板６０の主面６０ａ上に積層され、半導体素子５０は更にその半導体素子接続部材８０上に積層されている。
【００６６】
基板６０は回路パターン６１を備えており、回路パターン６１は、基板６０の主面６０ａ上で半導体接続部材８０を介してまたは直接に半導体素子５０と電気的に接続されている。そして、これらが封止材７０により封止され、半導体装置２が形成される。
【００６７】
半導体素子５０の材料としては特に制限されないが、シリコン、ゲルマニウムの４族の半導体素子、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮＡｓＰなどのIII-V族化合物半導体素子、ＨｇＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＣｄＭｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ、ＺｅＴｅなどのII-VI族化合物半導体素子、そして、ＣｕＩｎＳｅ（ＣｌＳ）などの種々のものを用いることができる。
【００６８】
半導体素子接続部材８０は、絶縁性物質１１および導電性粒子７を含有している。導電性粒子７は、半導体素子５０と回路パターン６１との間のみならず、半導体素子５０と主面６０ａとの間にも配置されている。本実施形態の半導体装置２においては、半導体素子５０と回路パターン６１とが、導電性粒子７を介して電気的に接続されている。このため、半導体素子５０および回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、半導体素子５０および回路パターン６１間の電流の流れを円滑にすることができ、半導体の有する機能を十分に発揮することができる。また、この導電性粒子７を上述した配合割合とすることによって電気的な接続の異方性を示すことも可能である。
【００６９】
なお、半導体素子接続部材８０が導電性粒子７を含有していない場合には、半導体素子５０と回路パターン６１とを所望の量の電流が流れるように直接接触させるか若しくは十分に近づけることで電気的に接続される。
【００７０】
半導体素子接続部材８０は上記接着剤成分を含む異方導電性接着剤の硬化物により構成されている。このことから、半導体素子５０および基板６０に対する半導体素子接続部材４０の接着強度が十分に高くなり、かつ、半導体素子５０および回路パターン６１間の接続抵抗を十分に低減することができる。そして、この状態を長期間にわたって持続させることができる。したがって、半導体素子５０および基板６０間の電気特性の長期信頼性を十分に高めることが可能となる。
【００７１】
（半導体装置の製造方法）
次に、上述した半導体装置の製造方法について説明する。
【００７２】
まず、回路パターン６１を形成した基板６０と、フィルム状半導体素子接続材料を用意する。フィルム状半導体素子接続材料は、半導体素子接続材料をフィルム状に成形してなるものである。半導体素子接続材料は、接着剤成分５と、導電性粒子７とを含有する。ここで、接着剤成分５には上述した本発明に係る接着剤成分が用いられる。
【００７３】
フィルム状半導体素子接続材料の厚さは、１０〜５０μｍであることが好ましい。フィルム状半導体素子接続材料の厚さが１０μｍ未満では、回路パターン６１と半導体素子５０間に半導体素子接続材料が充填不足となる傾向がある。他方、５０μｍを超えると、回路パターン６１と半導体素子５０間の異方導電性接着剤を十分に排除しきれなくなり、回路パターン６１と半導体素子５０間の導通の確保が困難となる傾向がある。
【００７４】
次に、フィルム状半導体素子接続材料を基板６０の回路パターン６１が形成されている面上に載せる。なお、フィルム状半導体素子接続材料が支持体（図示せず）上に付着している場合には、フィルム状半導体素子接続材料側を基板６０に向けるようにして、基板６０上に載せる。このとき、フィルム状半導体素子接続材料はフィルム状であり、取り扱いが容易である。このため、基板６０と半導体素子５０との間にフィルム状半導体素子接続材料を容易に介在させることができ、基板６０と半導体素子５０との接続作業を容易に行うことができる。
【００７５】
そして、フィルム状半導体素子接続材料を加圧し、フィルム状半導体素子接続材料を基板６０に仮接続する。このとき、加熱しながら加圧してもよい。但し、加熱温度はフィルム状半導体素子接続材料中の異方導電性接着剤が硬化しない温度、すなわちラジカル重合開始剤がラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。
【００７６】
続いて、半導体素子５０をフィルム状半導体素子接続材料上に載せる。なお、フィルム状半導体素子接続材料が支持体（図示せず）上に付着している場合には、支持体を剥離してから半導体素子５０をフィルム状半導体素子接続材料上に載せる。
【００７７】
そして、フィルム状半導体素子接続材料を加熱しながら、基板６０および半導体素子５０を介して加圧する。このときの加熱温度は、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生可能な温度とする。これにより、ラジカル重合開始剤においてラジカルが発生し、ラジカル重合性物質の重合が開始される。こうして、フィルム状半導体素子接続材料が硬化処理され、本接続が行われる。
【００７８】
加熱温度は、例えば、９０〜２００℃とし、接続時間は例えば１秒〜１０分とする。これらの条件は、使用する用途、異方導電性接着剤、基板によって適宜選択され、必要に応じて、後硬化を行ってもよい。
【００７９】
次いで、必要に応じて半導体素子を樹脂封止する。このとき、樹脂封止材を基板の表面に形成するが、基板の表面とは反対側の面にも樹脂封止材を形成するとしてもよい。これにより図３に示すような半導体装置が得られる。
【００８０】
上記のようにして、半導体装置を製造すると、得られる半導体装置において、導電性粒子７を対向する回路パターン６１と半導体素子５０の双方に接触させることが可能となり、回路パターン６１と半導体素子５０間の接続抵抗を十分に低減することができる。
【００８１】
また、フィルム状半導体素子接続材料の加熱により、回路パターン６１と半導体素子５０との間の距離を十分に小さくした状態で接着剤成分５が硬化して絶縁性物質１１となり、基板６０と半導体素子５０とが半導体素子接続部材８０を介して強固に接続される。す
なわち、得られる半導体装置においては、半導体素子接続部材８０は、上記異方導電性接着剤を含む半導体素子接続材料の硬化物により構成されていることから、基板５０または半導体素子５０に対する半導体素子接続部材８０の接着強度が十分に高くなり、かつ、半導体素子５０および回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。また、この半導体装置ではそのような状態が長期間にわたって持続される。したがって、得られる半導体装置は、回路パターン６１、半導体素子５０間の距離の経時的変化が十分に防止され、回路パターン６１、半導体素子５０間の電気特性の長期信頼性に優れる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、接着剤成分５として、少なくとも加熱によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を含むものが用いられているが、このラジカル重合開始剤に代えて、光照射のみでラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。この場合、フィルム状半導体素子接続材料の硬化処理に際して、加熱に代えて光照射を行えばよい。この他にも、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。また、接着剤成分５における硬化性成分としてエポキシ樹脂および潜在性硬化剤を用いてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、フィルム状半導体素子接続材料を用いて半導体装置を製造しているが、フィルム状半導体素子接続材料に代えて、フィルム状に形成されていない半導体素子接続材料を用いてもよい。この場合でも、半導体素子接続材料を溶媒に溶解させ、その溶液を、基板６０または半導体素子５０のいずれかに塗布し乾燥させれば、基板６０または半導体素子５０間に半導体素子接続材料を介在させることができる。
【００８４】
また、導電性粒子７の代わりに、他の導電材料を用いてもよい。他の導電材料としては、粒子状、または短繊維状のカーボン、ＡｕめっきＮｉ線などの金属線条等が挙げられる。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例および比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００８７】
［接着剤の作製］
（実施例１）
フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品名ＰＫＨＣ、平均分子量４５，０００）５０ｇを、トルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０／５０（重量比）の混合溶剤に溶解して、固形分４０重量％の溶液とした。この溶液に、ラジカル重合性物質としてリン酸エステル型アクリレート（商品名：Ｐ２Ｍ、共栄社油脂株式会社製）およびトリヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート（商品名：８０ＭＦＡ、共栄社油脂株式会社製）を、固形分の重量比がフェノキシ樹脂／トリヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート／リン酸エステル型アクリレート＝５０／４９／１となるように加えた。さらに、溶液中の樹脂成分１００重量部に対し、ラジカル重合開始剤として２，５−ジメチル−２，５ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン（商品名：パーヘキサ２５Ｏ、共栄社油脂株式会社製）を５重量部、ラジカル反応により色相が変化する添加剤として１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルを０．０５重量部、導電性粒子としてＮｉ粉（平均粒子径５ミクロン）を５重量部、それぞれ配合して分散させ、塗布液を得た。
【００８８】
次に、厚みが７５μｍであり、表面処理されているＰＥＴ（ポリエチレンテレフテレート）フィルムを準備した。このＰＥＴフィルムに上記の塗布液を塗布し、７０℃、５分の熱風乾燥を行い、厚み３５μｍの接着剤層を有する異方導電性フィルムを得た。
【００８９】
厚み８０μｍの片面を表面処理したＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、１０分の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが３５μｍの異方導電性接着剤を得た。塗布液の塗布には簡易塗工機（テスター産業製）を用いた。
【００９０】
［接続体の作製］
（接続体Ａの作製）
得られた異方導電性フィルムを用いて、ライン幅１００μｍ、ピッチ２００μｍ、厚み１８μｍの銅回路に錫めっきしたフレキシブル回路板（ＦＰＣ）と、ライン幅１００μｍ、ピッチ２００μｍ、厚み３５μｍの銅回路に金めっきし、一部の回路がスルーホールと連結した回路板（ＰＣＢ）とを、１６０℃（スルーホール部は１４０℃）、３ＭＰａで５秒間加熱・加圧して幅２ｍｍにわたり接続した。このとき、予め一方のＰＣＢ上に、異方導電性フィルムの接着面を貼り付けた後、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して仮接続し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離してもう一方のＦＰＣと接続することにより、回路を接続した。
【００９１】
（接続体Ｂの作製）
１８０℃（スルーホール部は１６０℃）、３ＭＰａで５秒間加熱・加圧したこと以外は接続体Ａと同様にして、幅２ｍｍにわたり接続して接続体Ｂを得た。
【００９２】
（実施例２）
ラジカル反応により色相が変化する添加剤として、実施例１における１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルに代えてアントラキノン系レッド（商品名ＳＣ−４０１４、日本ピグメント社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、異方導電性フィルムの作製および回路の接続を実施した。
【００９３】
（比較例１）
ラジカル反応により色相が変化する添加剤を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、異方導電性フィルムの作製および回路の接続を実施した。
【００９４】
［接続抵抗の測定］
実施例１、２および比較例３における回路の接続後、上記接続部を含むＦＰＣの隣接回路間の抵抗値をマルチメータで測定した。抵抗値の測定は、初期（すなわち回路接続後であって後述する高温高湿槽中での保持前）と、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿槽中に５００時間保持した後にマルチメータで測定した。抵抗値の測定時の温度は２３℃とした。その結果、実施例１、２及び比較例１の接続体Ａでは、スルーホール部以外の部分の接続抵抗値が初期で０．１Ωであり、高温高湿中での保持後も抵抗値が１Ω以下の良好な接続信頼性を示した。一方、スルーホール部では、接続抵抗値が初期で０．１Ωであったが、高温高湿中の保持後は５Ω以上に抵抗値が上昇した。スルーホール部以外の部分の加熱温度が１６０℃であったのに対して、スルーホール部の加熱温度は１４０℃程度であり、反応不足により接続信頼性が悪くなったと考えられる。
また、実施例１、２及び比較例１の接続体Ｂでは、全部分の接続抵抗値が初期で０．１Ωであり、高温高湿中での保持後も抵抗値が１Ω以下の良好な接続信頼性を示した。
【００９５】
（接着力の測定）
回路の接続後、９０度剥離、剥離速度５０ｍｍ／分で接着力測定を行った。実施例１、２及び比較例１の接続体Ａ及びＢにおいて８００ｇｆ／ｃｍ程度の良好な接着力が得られた。
【００９６】
（硬化後の色相変化）
接続体Ａでは、実施例１の異方導電性フィルムの接着剤層は、接続前はやや桃色の色相であったが、接続後はスルーホール部はやや桃色の色相を呈したがその他の部分は無色に色相が変化した。また、実施例２の異方導電性フィルムの接着剤層は、接続前はやや赤色の色相であったが、接続後はスルーホール部はやや赤色の色相を呈したがその他の部分は無色に色相が変化した。一方、比較例１の異方導電性接着剤は接続前後ともに無色で色相に変化がなかった。
また、接続体Ｂでは、実施例１、２の場合は全部分で無色に色相が変化したが、比較例１の異方導電性接着剤は接続前後ともに無色で色相に変化がなかった。
【００９７】
（反応率の測定）
実施例１、２及び比較例１の接続体のスルーホール部とスルーホール部以外の部分の反応率を、ＦＴ−ＩＲによるアクリレートの吸収波長域のピーク変化により測定した。接続体Ａのスルーホール部以外の部分は、実施例１、２及び比較例１ともに７０％以上の反応率であったが、スルーホール部は４０〜５０％であり、スルーホール部以外の部分よりも低かった。また、接続体Ｂのスルーホール部以外の部分は、実施例１、比較例１ともに７０％以上の反応率であったが、スルーホール部は４０〜５０％であり、スルーホール部以外の部分よりも低かった。
【００９８】
（再現性試験）
実施例１及び２において、加熱・加圧する時間を計測せず、異方導電性フィルムの接着剤層の色相の変化に基づき加熱・加圧の停止を目視にて判断し、接続体Ａ、Ｂを作製した。この操作を１０回繰り返したところ、得られた接続体Ａ、Ｂは全て十分な接続抵抗及び接着力を有するものであることが確認された。
【００９９】
一方、比較例１においては、加熱・加圧する時間を５秒に固定して、接続体Ａ、Ｂの作製を１０回繰り返した。その結果、得られた接続体Ａの１０個中７個、接続体Ｂの１０個中０個は、接続抵抗又は接着力が不十分なものであった。
【０１００】
以上の通り、本発明によれば、接続前後で色相が変化することにより、加熱が行われたことが容易に判別可能で、接続特性が良好な異方導電材料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】回路部材の接続構造の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ回路部材を接続する一連の工程図である。
【図３】半導体装置の一実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…回路部材の接続構造、２…半導体装置、５…接着剤成分、７…導電性粒子、１０…回路接続部材、１１…絶縁性物質、２０…第１の回路部材、２１…第１の回路基板、２２…第１の回路電極、３０…第２の回路部材、３１…第２の回路基板、３２…第２の回路電極、４０…フィルム状回路接続部材、５０…半導体素子、６０…基板、６１…回路パターン、７０…封止材、８０…半導体素子接続部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方導電性接着剤、異方導電性フィルムおよび回路接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶ディスプレイとＴＣＰ（Tape Carrier Package、テープキャリアーパッケージ）またはＦＰＣ（FlexiblePrinted Circuits、フレキシブル回路板）とＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との接続には接着剤中に導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤が使用されている。このような異方導電性接着剤のうち、例えばエポキシ樹脂系接着剤は、作業性に優れるものの、通常、２０秒程度の接続時間で１４０〜１８０℃程度の加熱、１０秒では１８０〜２１０℃程度の加熱が必要である。
【０００３】
近年、異方導電性接着剤の分野では、生産効率向上のために１０秒以下への接続時間の短縮化が求められてきており、低温速硬化性に優れたラジカル硬化型の異方導電性接着剤が検討されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第９８／４４０６７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のラジカル硬化型の異方導電性接着剤の場合、従来のエポキシ硬化型接着剤と比較すると、接続温度のばらつきがあった場合にその判定が困難なため、十分な接続抵抗および接着力を安定的に得ることが必ずしも容易とはいえず、接続信頼性の点で未だ改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、対向配置された２つの回路部材の回路電極同士を電気的に接続するに際し、低温速硬化性と接続信頼性とを高水準で両立することが可能な異方導電性接着剤および異方導電性フィルム、ならびに、該異方導電性接着剤または該異方導電性フィルムを用いた回路接続構造体の製造方法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】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、従来のラジカル硬化型異方導電性接着剤の場合に接続信頼性が不十分となるのは、硬化反応の進行に伴う色相の変化がなく、硬化反応が十分に進行したか否かを目視判定することが極めて困難であることに起因しているとの知見を得た。そして、かかる知見に基づきさらに検討を重ねた結果、加熱または含有成分のラジカル反応により色相が変化する異方導電性接着剤を用いることによって上記課題が解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、第一の回路電極および第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続するための異方導電性接着剤であって、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電剤を提供する。
【０００８】
上記本発明の異方導電性接着剤によれば、硬化反応が十分に進行したか否かを色相の変化により容易に判定することができるため、ラジカル硬化型異方導電性接着剤が本来的に有する低温速硬化性を有効に発揮させつつ、十分な接続抵抗および接着力を安定的に得ることが可能となる。
【０００９】
上記本発明の異方導電性接着剤は、ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤と、を含有することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の異方導電性接着剤は、導電性粒子をさらに含有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の異方導電性接着剤においては、ラジカル反応により色相が変化する添加剤が、芳香族ケトン系化合物（アントラキノン、アセトフェノン等を含む）、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル、アゾベンゼン、フルギド類、ジアリールエテン、スピロオキサジン系化合物から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。また、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性物質との反応が阻害されにくいという点から、ラジカル反応により色相が変化する添加剤の含有量は、異方導電性接着剤の全重量を基準として、０．０５〜５重量％であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、上記本発明の異方導電性接着剤をフィルム状に形成してなる回路接続用接着フィルムを提供する。
【００１３】
本発明の回路接続用接着フィルムは、上記本発明の異方導電性接着剤をフィルム状に形成してなるものであり、硬化反応が十分に進行したか否かを色相の変化により容易に判定することができるものである。したがって、本発明の回路接続用接着フィルムによれば、ラジカル硬化型異方導電性接着剤が本来的に有する低温速硬化性を有効に発揮させつつ、十分な接続抵抗および接着力を安定的に得ることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、上記本発明の異方導電性接着剤または上記本発明の異方導電性フィルムを介して、第一の回路電極および第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続する工程を備える回路接続構造体の製造方法を提供する。
【００１５】
上記本発明の回路接続構造体の製造方法によれば、硬化反応が十分に進行したか否かを色相の変化により容易に判定することができるため、ラジカル硬化型異方導電性接着剤が本来的に有する低温速硬化性を有効に発揮させつつ、得られる回路接続構造体に十分な接続抵抗および接着力を安定的に付与することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の通り、本発明によれば、対向配置された２つの回路部材の回路電極同士を電気的に接続するに際し、低温速硬化性と接続信頼性とを高水準で両立することが可能な異方導電性接着剤および異方導電性フィルム、ならびに、該異方導電性接着剤を用いた回路接続構造体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明において、「（メタ）アクリル樹脂」とは「アクリル樹脂」およびそれに対応する「メタクリル樹脂」を意味し、「（メタ）アクリル酸」とは「アクリル酸」およびそれに対応する「メタクリル酸」を意味し、「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」およびそれに対応する「メタクリレート」を意味し、「（メタ）アクリロイル」とは「アクリロイル」およびそれに対応する「メタクリロイル」を意味し、「（メタ）アクリロキシ」とは「アクリロキシ」およびそれに対応する「メタクリロキシ」を意味する。
【００１８】
（異方導電性接着剤）
本発明の異方導電性接着剤は、含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電剤であり、好ましくは、ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤と、を含有するものである。
【００１９】
ラジカル重合性物質（「ラジカル硬化性物質」または「ラジカル重合性化合物」ともいう。）としては、（メタ）アクリル樹脂、マレイミド樹脂、シトラコンイミド樹脂等を構成するモノマーが挙げられる。これらのラジカル重合性物質は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
（メタ）アクリル樹脂を構成するモノマーとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、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、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールテトラ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートトリシクロデカニル（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらのモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種顛以上を組み合わせて用いてもよい。また、必要によっては、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン等のラジカル重合禁止剤を硬化性が損なわれない範囲で使用してもよい。
【００２１】
さらに、リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質を使用した場合、金属等無機物に対する接着力を向上することができる。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、無水リン酸と２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等のモノマーとの反応生成物として得られる。具体的には、モノ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート、ジ（２−メタクリロイルオキシエチル）アシッドホスフェート等が挙げられる。リン酸エステル構造を有するラジカル重合性物質は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
マレイミド樹脂を構成するモノマーとしては、分子中にマレイミド基を少なくとも１個有しているもので、例えば、フェニルマレイミド、１−メチル−２，４−ビスマレイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスマレイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスマレイミド、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニルプロパン、１，１−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−マレイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−マレイミドフェノキシ）フェニル）へキサフルオロプロパンなどが挙げられる。これらのモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
シトラコンイミド樹脂を構成するモノマーとしては、分子中にシトラコンイミド基を少なくとも１個有しているもので、例えば、フェニルシトラコンイミド、１−メチル−２，４−ビスシトラコンイミドベンゼン、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−ｐ−フェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ビフェニレンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルビフェニレン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジメチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−（３，３−ジエチルジフェニルメタン）ビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルメタンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルプロパンビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルエーテルビスシトラコンイミド、Ｎ，Ｎ’−４，４−ジフェニルスルホンビスシトラコンイミド、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、２，２−ビス（３−ｓ−ブチル−３，４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）プロパン、１，１−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）デカン、４，４’−シクロヘキシリデン−ビス（１−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェノキシ）−２−シクロヘキシルベンゼン、２，２−ビス（４−（４−シトラコンイミドフェノキシ）フェニル）ヘキサフルオロプロパンなどが挙げられる。これらのモノマーは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
ラジカル重合性物質の配合量は、硬化時の接続を保持する観点から、異方導電性接着剤の全重量を基準として、５〜７０重量％が好ましく、１０〜５０重量％がより好ましい。
【００２５】
また、ラジカル重合開始剤（「加熱により遊離ラジカルを発生する硬化剤」または「遊離ラジカル発生剤」ともいう。）としては、熱または光によってラジカルを発生する化合物であれば特に制限はなく、例えば過酸化物が挙げられる。ラジカル重合開始剤は、目的とする接続温度、接続時間、保存安定性等を考慮し適宜選択される。また、回路部材の接続端子の腐食を抑えるために、ラジカル重合開始剤中に含有される塩素イオンや有機酸は５０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、更に、加熱分解後に発生する有機酸が少ないものがより好ましい。また、作製した異方導電性接着剤の安定性が向上することから、室温（２５℃）常圧下で２４時間の開放放置後に２０重量％以上の重量保持率を有することが好ましい。
【００２６】
ラジカル重合開始剤としての過酸化物の具体的な化合物としては、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドなどが挙げられるから選定できるが、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイドは、開始剤中の塩素イオンや有機酸が５０００ｐｐｍ以下であり、加熱分解後に発生する有機酸が少なく、金属等でできた回路部材の接続端子の腐食を抑えることができるため特に好ましい。
【００２７】
ジアシルパーオキサイド類としては、イソブチルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、３，５，５−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、スクシニックパーオキサイド、ベンゾイルパーオキシトルエン、ベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。
【００２８】
パーオキシジカーボネート類としては、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、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、ジ−２−エトキシメトキシパーオキシジカーボネート、ジ（２−エチルヘキシルパーオキシ）ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、ジ（３−メチル−３−メトキシブチルパーオキシ）ジカーボネート等が挙げられる。
【００２９】
パーオキシエステル類としては、クミルパーオキシネオデカノエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシノエデカノエート、ｔ−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、ｔ−ブチルパーオキシピバレート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン、１−シクロヘキシル−１−メチルエチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ヘキシルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｔ−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノネート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｍ−トルオイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネート、ｔ−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシアセテート等を挙げることができる。
【００３０】
パーオキシケタール類では、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、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン、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−（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）デカン等が挙げられる。
【００３１】
ジアルキルパーオキサイド類では、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド等が挙げられる。
【００３２】
ハイドロパーオキサイド類では、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。
【００３３】
シリルパーオキサイド類としては、ｔ−ブチルトリメチルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジメチルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリビニルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジビニルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）ビニルシリルパーオキサイド、ｔ−ブチルトリアリルシリルパーオキサイド、ビス（ｔ−ブチル）ジアリルシリルパーオキサイド、トリス（ｔ−ブチル）アリルシリルパーオキサイド等が挙げられる。
【００３４】
ラジカル重合開始剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに、ラジカル重合開始剤に、分解促進剤または分解抑制剤を組み合せてもよい。また、ラジカル重合開始剤をポリウレタン系、ポリエステル系等の高分子物質で被覆し、マイクロカプセル化して使用することもできる。マイクロカプセル化したものは、可使時間が延長され好ましい。
【００３５】
ラジカル重合開始剤の配合量は、硬化反応の反応率の観点から、異方導電性接着剤の全重量を基準として、１〜２０重量％が好ましく、２〜１５重量％がより好ましい。
【００３６】
また、ラジカル反応により色相が変化する添加剤としては、アントラキノン、アセトフェノンなどの芳香族ケトン系化合物、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル、アゾベンゼン、フルギド類、ジアリールエテン、スピロオキサジン系化合物などが挙げられ、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性物質との反応を阻害する悪影響が少ないアントラキノン系化合物が好ましい。
【００３７】
ラジカル反応により色相が変化する添加剤の配合量は、色相の変化を容易に判定できることから、異方導電性接着剤の全重量を基準として、０．０１〜１０重量％が好ましく、さらに、ラジカル反応を阻害する悪影響を一層低減できることから、０．１〜１重量％が特に好ましい。
【００３８】
ラジカル反応により色相が変化する添加剤としては、異方導電性接着剤を１３０℃から２００℃で５秒程度加熱したときに色相の変化を生じさせることが可能なものが好ましく、ラジカル重合開始剤とラジカル重合性物質との反応を阻害する悪影響が少ない範囲で適用され、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルが好ましい。
【００３９】
本発明の異方導電性接着剤は、ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤とのみからなるものであってもよいが、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和性を付与するため、高分子成分をさらに含有することができる。高分子樹脂成分としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルゴム等が挙げられる。高分子成分の重量平均分子量は１００００〜１０００００００であることが好ましい。また、高分子成分は、ラジカル重合性の官能基で変成されていても良く、この場合耐熱性が向上する。高分子成分の配合量は、異方導電性接着剤の全重量を基準として、好ましく２〜８０重量％であり、５〜７０重量％がより好ましく、１０〜６０重量％が特に好ましい。２重量％未満では、応力緩和や接着力が十分でなく、８０重量％を超えると流動性が低下する。
【００４０】
また、本発明の異方導電性接着剤は、必要に応じて、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、難燃剤、カップリング剤等の添加剤をさらに含有してもよい。
【００４１】
本発明の異方導電性接着剤は、導電性粒子を含まなくても、接続時に相対向する電極が直接接触することにより電気的な接続が得られるが、導電性粒子を含んだ場合、より電極間の電気的な接続をより安定的に行うことができる。導電性粒子としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ、はんだ等の金属粒子やカーボン、またはガラス、セラミック、プラスチック等の非導電性粒子にＡｕ、Ａｇ、白金等の貴金属類を被覆した粒子が使用される。金属粒子の場合には表面の酸化を抑えるため、貴金属類で被覆したものが好ましい。上記導電性粒子のなかで、プラスチックを核体としてＡｕ、Ａｇ等で被覆した粒子や熱溶融金属粒子は、接続時の加熱加圧によって変形し接触面積が増加したり、接続電極の高さばらつきを吸収し信頼性が向上する。貴金属類の被覆層の厚さは、好ましくは１００Å以上、より好ましくは３００Å以上であれば、良好な接続が得られる。また、更には上記導電性粒子を、絶縁性樹脂で被覆したものも使用できる。導電性粒子は、接着剤成分１００体積％に対して、好ましくは０．１〜３０体積％、より好ましくは０．１〜１０体積％の範囲で用途により適宜配合される。
【００４２】
本発明の異方導電性接着剤は、常温で液状である場合にはペースト状で使用することができる。常温で固体の場合には、加熱によりペースト化する他、溶剤を用いてペースト化することができる。使用できる溶剤としては、異方導電性接着剤と反応せず、かつ十分な溶解性を示すものであれば特に制限されないが、常温での沸点が５０〜１５０℃である溶媒が好ましい。溶剤の沸点が５０℃未満であると、溶剤が室温で容易に揮発してしまい後述するフィルムを作製するときの作業性が悪化する傾向にある。また、溶剤の沸点が１５０℃を超えると、溶剤が揮発しにくくなり、残存する溶剤により接着後の接着強度が低下する傾向にある。
【００４３】
本発明の異方導電性接着剤はフィルム状の形態（すなわち異方導電性フィルム）として用いることも可能である。このように異方導電性接着剤をフィルム状とすると、取扱性に優れ一層便利である。この異方導電性フィルムは、例えば異方導電性接着剤に溶剤等を加えた混合液を、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、剥離紙等の剥離性基材上に塗布し、または不織布等の基材に上記混合液を含浸させて剥離性基材上に載置し、溶剤を除去することによって得ることができる。
【００４４】
本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムによれば、基板上の対向する電極間に配置し、加熱・加圧して、両電極の接着および電気的接続を行うことができる。そして、本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムは、低温速硬化性と接続信頼性との両立を可能とするものであり、例えば加熱温度が１３０〜２００℃である場合に接続時間を１０秒以下に短縮することができる。ここで、低温速硬化性と接続信頼性との両立との両立の観点から、加熱温度は、１５０〜１８０℃がより好ましい。また、圧力は、被着体に損傷を与えない範囲であればよく、一般的には１〜１０ＭＰａが好ましい。また、必要に応じて、後硬化を行っても良い。さらに、接続時に、加熱・加圧に加えて、必要に応じて熱以外のエネルギー（光、超音波、電磁波等）を使用してもよい。
【００４５】
本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムは、上記の優れた特性を有するものであることから、回路接続材料として好適に用いることができる。例えば、第１の回路部材の回路電極と第２の回路部材の電気的に接続する際に、本発明の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを介して２つの回路部材を対向配置した状態で加圧・加熱することによって、ラジカル重合による硬化反応が進行し、他方の回路電極と電気的に接続することができる。そして、異方導電性接着剤または異方導電性フィルムの色相の変化により硬化反応が十分に進行したか否かを容易に判定できるので、得られる回路接続構造体における接続信頼性と低温速硬化性との両立が可能となる。
【００４６】
（回路部材の接続構造）
次に、本発明の異方導電性接着剤および異方導電性フィルムを用いて得られる回路部材の接続構造の好適な一例について説明する。図１は、当該回路部材の接続構造の一例を示す概略断面図である。図１に示すように、回路部材の接続構造１は、相互に対向する第１の回路部材２０および第２の回路部材３０を備えており、第１の回路部材２０と第２の回路部材３０との間には、これらを電気的に接続する回路接続部材１０が設けられている。第１の回路部材２０は、第１の回路基板２１と、回路基板２１の主面２１ａ上に形成される第１の回路電極２２とを備えている。なお、回路基板２１の主面２１ａ上には、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００４７】
一方、第２の回路部材３０は、第２の回路基板３１と、第２の回路基板３１の主面３１ａ上に形成される第２の回路電極３２とを備えている。また、回路基板３１の主面３１ａ上にも、場合により絶縁層（図示せず）が形成されていてもよい。
【００４８】
第１の回路部材２０および第２の回路部材３０としては、電気的接続を必要とする電極が形成されているものであれば特に制限されないが、少なくとも一方の電極高さは５〜１４μｍであることが好ましい。具体的には、液晶ディスプレイに用いられているＩＴＯ等で電極が形成されているガラスまたはプラスチック基板、プリント配線板、セラミック配線板、フレキシブル配線板、半導体シリコンチップ、ＴＣＰ、２層ＦＰＣ等が挙げられ、これらは必要に応じて組み合わせて用いることができる。このように、本実施形態では、プリント配線板やポリイミド等の有機物からなる材質をはじめ、銅、アルミニウム等の金属やＩＴＯ（indium tin oxide）、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の無機材質のように多種多様な表面状態を有する回路部材を用いることができる。
【００４９】
回路接続部材１０は、本発明の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを用いて形成されたもので、絶縁性物質１１および導電性粒子７を含有している。導電性粒子７は、対向する第１の回路電極２２と第２の回路電極３２との間のみならず、主面２１ａと３１ａとの間にも配置されている。本実施形態の回路部材の接続構造１においては、第１の回路電極２２と第２の回路電極３２とが、導電性粒子７を介して電気的に接続されている。このため、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２の間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２の間の電流の流れを円滑にすることができ、回路の持つ機能を十分に発揮することができる。また、この導電性粒子７を上述した配合割合とすることによって電気的な接続の異方性を示すことも可能である。
【００５０】
なお、回路接続部材１０が導電性粒子７を含有していない場合には、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２の間に所望の量の電流が流れるように、それらを直接接触させるか若しくは十分に近づけることで電気的に接続される。
【００５１】
回路接続部材１０は本発明の異方導電性接着剤または異方導電性フィルムを用いて形成されたものであるため、接続時間を短縮した場合であっても、第１の回路電極２２および第２の回路電極３２間の電気特性の長期信頼性を確保することができる。つまり、第１の回路部材２０または第２の回路部材３０に対する回路接続部材１０の接着強度は十分に高く、かつ、接続抵抗が十分低く、しかもこの状態を長期間にわたって持続させることができる。
【００５２】
（回路部材の接続構造の製造方法）
次に、上述した回路部材の接続構造の製造方法について、その工程図である図２を参照にしつつ、説明する。
【００５３】
先ず、上述した第一の回路部材２０と、フィルム状回路接続材料４０を用意する（図２（ａ）参照）。本実施形態においては、フィルム状回路接続材料４０として、本発明の異方導電性接着剤をフィルム状に成形してなるもの（すなわち本発明の異方導電性フィルム）が適用されている。回路接続材料は、接着剤成分５と、導電性粒子７とを含有する。ここで、接着剤成分５には上述した本発明に係る接着剤成分が用いられる。なお、回路接続材料が導電性粒子７を含有しない場合でも、その回路接続材料は絶縁性接着剤として異方導電性接着に使用でき、特にＮＣＡ（Non-Conductive Adhesive）と呼ばれることもある。また、回路接続材料が導電性粒子７を含有する場合には、その回路接続材料はＡＣＡ（AnisotropicConductive Adhesive）と呼ばれることもある。
【００５４】
フィルム状回路接続材料４０の厚さは、１０〜５０μｍであることが好ましい。フィルム状回路接続材料４０の厚さが１０μｍ未満では、回路電極２２、３２間に回路接続材料が充填不足となる傾向がある。他方、５０μｍを超えると、回路電極２２、３２間の異方導電性接着剤を十分に排除しきれなくなり、回路電極２２、３２間の導通の確保が困難となる傾向がある。
【００５５】
次に、フィルム状回路接続材料４０を第一の回路部材２０の回路電極２２が形成されている面上に載せる。なお、フィルム状回路接続材料４０が支持体（図示せず）上に付着している場合には、フィルム状回路接続材料４０側を第一の回路部材２０に向けるようにして、第一の回路部材２０上に載せる。このとき、フィルム状回路接続材料４０はフィルム状であり、取り扱いが容易である。このため、第一の回路部材２０と第二の回路部材３０との間にフィルム状回路接続材料４０を容易に介在させることができ、第一の回路部材２０と第二の回路部材３０との接続作業を容易に行うことができる。
【００５６】
そして、フィルム状回路接続材料４０を、図２（ａ）の矢印ＡおよびＢ方向に加圧し、フィルム状回路接続材料４０を第一の回路部材２０に仮接続する（図２（ｂ）参照）。このとき、加熱しながら加圧してもよい。但し、加熱温度はフィルム状回路接続材料４０を構成する異方導電性接着剤または異方導電性フィルムが硬化しない温度、すなわちラジカル重合開始剤が遊離ラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。
【００５７】
続いて、図２（ｃ）に示すように、第二の回路部材３０を、第二の回路電極を第一の回路部材２０に向けるようにしてフィルム状回路接続材料４０上に載せる。なお、フィルム状回路接続材料４０が支持体（図示せず）上に付着している場合には、支持体を剥離してから第二の回路部材３０をフィルム状回路接続材料４０上に載せる。
【００５８】
そして、フィルム状回路接続材料４０を加熱しながら、図２（ｃ）の矢印ＡおよびＢ方向に第一および第二の回路部材２０、３０を介して加圧する。このときの加熱温度は、フィルム状回路接続材料４０に含まれるラジカル重合開始剤が遊離ラジカルを発生可能な温度とする。これにより、ラジカル重合開始剤において遊離ラジカルが発生し、ラジカル重合性物質の重合が開始される。こうして、フィルム状回路接続材料４０が硬化処理され、本接続が行われ、図１に示すような回路部材の接続構造が得られる。
【００５９】
加熱温度は、使用する用途、異方導電性接着剤、回路部材によって適宜選択されるが、低温速硬化性の観点からは、１３０〜２００℃が好ましく、１５０〜１７０℃がより好ましい。なお、色相の変化により硬化反応が十分に進行したと判定した場合であっても、その後に、必要に応じて、後硬化を行ってもよい。
【００６０】
上記のようにして、回路部材の接続構造を製造すると、得られる回路部材の接続構造において、導電性粒子７を対向する回路電極２２、３２の双方に接触させることが可能となり、回路電極２２、３２間の接続抵抗を十分に低減することができる。
【００６１】
また、フィルム状回路接続材料４０の加熱により、回路電極２２と回路電極３２との間の距離を十分に小さくした状態で接着剤成分５が硬化して絶縁性物質１１となり、第一の回路部材２０と第二の回路部材３０とが回路接続部材１０を介して強固に接続される。即ち、得られる回路部材の接続構造においては、回路接続部材１０は、上記異方導電性接着剤を含む回路接続材料の硬化物により構成されていることから、回路部材２０または３０に対する回路接続部材１０の接着強度が十分に高くなり、かつ、回路電極２２、３２間の接続抵抗を十分に低減することができる。また、この回路部材の接続構造は、そのような状態を長期間にわたって持続することができる。したがって、得られる回路部材の接続構造は、回路電極２２、３２間の電気特性の長期信頼性に優れる。
【００６２】
なお、接着剤成分５は、少なくとも加熱によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を含むものでもよく、このラジカル重合開始剤に代えて、光照射のみでラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。この場合、フィルム状回路接続材料４０の硬化処理に際して、加熱に代えて光照射を行えばよい。この他にも、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。また、接着剤成分５における硬化性成分としてエポキシ樹脂および潜在性硬化剤を用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、フィルム状回路接続材料４０を用いて回路部材の接続構造を製造しているが、フィルム状回路接続材料４０に代えて、フィルム状に形成されていない回路接続材料を用いてもよい。この場合でも、回路接続材料を溶媒に溶解させ、その溶液を、第一の回路部材２０または第二の回路部材３０のいずれかに塗布し乾燥させれば、第一および第二の回路部材２０、３０間に回路接続材料を介在させることができる。
【００６４】
また、導電性粒子７の代わりに、他の導電材料を用いてもよい。他の導電材料としては、粒子状、または短繊維状のカーボン、ＡｕめっきＮｉ線などの金属線条等が挙げられる。
【００６５】
（半導体装置）
次に、本発明の半導体装置の実施形態について説明する。図３は、本発明の半導体装置の一実施形態を示す概略断面図である。図３に示すように、本実施形態の半導体装置２は、半導体素子５０と、半導体の支持部材となる基板６０とを備えており、半導体素子５０および基板６０の間には、これらを電気的に接続する半導体素子接続部材８０が設けられている。また、半導体素子接続部材８０は基板６０の主面６０ａ上に積層され、半導体素子５０は更にその半導体素子接続部材８０上に積層されている。
【００６６】
基板６０は回路パターン６１を備えており、回路パターン６１は、基板６０の主面６０ａ上で半導体接続部材８０を介してまたは直接に半導体素子５０と電気的に接続されている。そして、これらが封止材７０により封止され、半導体装置２が形成される。
【００６７】
半導体素子５０の材料としては特に制限されないが、シリコン、ゲルマニウムの４族の半導体素子、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＡｓ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＳｂ、ＩｎＳｂ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮＡｓＰなどのIII-V族化合物半導体素子、ＨｇＴｅ、ＨｇＣｄＴｅ、ＣｄＭｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＭｇＳｅ、ＭｇＳ、ＺｎＳｅ、ＺｅＴｅなどのII-VI族化合物半導体素子、そして、ＣｕＩｎＳｅ（ＣｌＳ）などの種々のものを用いることができる。
【００６８】
半導体素子接続部材８０は、絶縁性物質１１および導電性粒子７を含有している。導電性粒子７は、半導体素子５０と回路パターン６１との間のみならず、半導体素子５０と主面６０ａとの間にも配置されている。本実施形態の半導体装置２においては、半導体素子５０と回路パターン６１とが、導電性粒子７を介して電気的に接続されている。このため、半導体素子５０および回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。したがって、半導体素子５０および回路パターン６１間の電流の流れを円滑にすることができ、半導体の有する機能を十分に発揮することができる。また、この導電性粒子７を上述した配合割合とすることによって電気的な接続の異方性を示すことも可能である。
【００６９】
なお、半導体素子接続部材８０が導電性粒子７を含有していない場合には、半導体素子５０と回路パターン６１とを所望の量の電流が流れるように直接接触させるか若しくは十分に近づけることで電気的に接続される。
【００７０】
半導体素子接続部材８０は上記接着剤成分を含む異方導電性接着剤の硬化物により構成されている。このことから、半導体素子５０および基板６０に対する半導体素子接続部材４０の接着強度が十分に高くなり、かつ、半導体素子５０および回路パターン６１間の接続抵抗を十分に低減することができる。そして、この状態を長期間にわたって持続させることができる。したがって、半導体素子５０および基板６０間の電気特性の長期信頼性を十分に高めることが可能となる。
【００７１】
（半導体装置の製造方法）
次に、上述した半導体装置の製造方法について説明する。
【００７２】
まず、回路パターン６１を形成した基板６０と、フィルム状半導体素子接続材料を用意する。フィルム状半導体素子接続材料は、半導体素子接続材料をフィルム状に成形してなるものである。半導体素子接続材料は、接着剤成分５と、導電性粒子７とを含有する。ここで、接着剤成分５には上述した本発明に係る接着剤成分が用いられる。
【００７３】
フィルム状半導体素子接続材料の厚さは、１０〜５０μｍであることが好ましい。フィルム状半導体素子接続材料の厚さが１０μｍ未満では、回路パターン６１と半導体素子５０間に半導体素子接続材料が充填不足となる傾向がある。他方、５０μｍを超えると、回路パターン６１と半導体素子５０間の異方導電性接着剤を十分に排除しきれなくなり、回路パターン６１と半導体素子５０間の導通の確保が困難となる傾向がある。
【００７４】
次に、フィルム状半導体素子接続材料を基板６０の回路パターン６１が形成されている面上に載せる。なお、フィルム状半導体素子接続材料が支持体（図示せず）上に付着している場合には、フィルム状半導体素子接続材料側を基板６０に向けるようにして、基板６０上に載せる。このとき、フィルム状半導体素子接続材料はフィルム状であり、取り扱いが容易である。このため、基板６０と半導体素子５０との間にフィルム状半導体素子接続材料を容易に介在させることができ、基板６０と半導体素子５０との接続作業を容易に行うことができる。
【００７５】
そして、フィルム状半導体素子接続材料を加圧し、フィルム状半導体素子接続材料を基板６０に仮接続する。このとき、加熱しながら加圧してもよい。但し、加熱温度はフィルム状半導体素子接続材料中の異方導電性接着剤が硬化しない温度、すなわちラジカル重合開始剤がラジカルを発生する温度よりも低い温度とする。
【００７６】
続いて、半導体素子５０をフィルム状半導体素子接続材料上に載せる。なお、フィルム状半導体素子接続材料が支持体（図示せず）上に付着している場合には、支持体を剥離してから半導体素子５０をフィルム状半導体素子接続材料上に載せる。
【００７７】
そして、フィルム状半導体素子接続材料を加熱しながら、基板６０および半導体素子５０を介して加圧する。このときの加熱温度は、ラジカル重合開始剤がラジカルを発生可能な温度とする。これにより、ラジカル重合開始剤においてラジカルが発生し、ラジカル重合性物質の重合が開始される。こうして、フィルム状半導体素子接続材料が硬化処理され、本接続が行われる。
【００７８】
加熱温度は、例えば、９０〜２００℃とし、接続時間は例えば１秒〜１０分とする。これらの条件は、使用する用途、異方導電性接着剤、基板によって適宜選択され、必要に応じて、後硬化を行ってもよい。
【００７９】
次いで、必要に応じて半導体素子を樹脂封止する。このとき、樹脂封止材を基板の表面に形成するが、基板の表面とは反対側の面にも樹脂封止材を形成するとしてもよい。これにより図３に示すような半導体装置が得られる。
【００８０】
上記のようにして、半導体装置を製造すると、得られる半導体装置において、導電性粒子７を対向する回路パターン６１と半導体素子５０の双方に接触させることが可能となり、回路パターン６１と半導体素子５０間の接続抵抗を十分に低減することができる。
【００８１】
また、フィルム状半導体素子接続材料の加熱により、回路パターン６１と半導体素子５０との間の距離を十分に小さくした状態で接着剤成分５が硬化して絶縁性物質１１となり、基板６０と半導体素子５０とが半導体素子接続部材８０を介して強固に接続される。す
なわち、得られる半導体装置においては、半導体素子接続部材８０は、上記異方導電性接着剤を含む半導体素子接続材料の硬化物により構成されていることから、基板５０または半導体素子５０に対する半導体素子接続部材８０の接着強度が十分に高くなり、かつ、半導体素子５０および回路パターン６１間の接続抵抗が十分に低減される。また、この半導体装置ではそのような状態が長期間にわたって持続される。したがって、得られる半導体装置は、回路パターン６１、半導体素子５０間の距離の経時的変化が十分に防止され、回路パターン６１、半導体素子５０間の電気特性の長期信頼性に優れる。
【００８２】
なお、上記実施形態では、接着剤成分５として、少なくとも加熱によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を含むものが用いられているが、このラジカル重合開始剤に代えて、光照射のみでラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。この場合、フィルム状半導体素子接続材料の硬化処理に際して、加熱に代えて光照射を行えばよい。この他にも、必要に応じて、超音波、電磁波等によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤を用いてもよい。また、接着剤成分５における硬化性成分としてエポキシ樹脂および潜在性硬化剤を用いてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、フィルム状半導体素子接続材料を用いて半導体装置を製造しているが、フィルム状半導体素子接続材料に代えて、フィルム状に形成されていない半導体素子接続材料を用いてもよい。この場合でも、半導体素子接続材料を溶媒に溶解させ、その溶液を、基板６０または半導体素子５０のいずれかに塗布し乾燥させれば、基板６０または半導体素子５０間に半導体素子接続材料を介在させることができる。
【００８４】
また、導電性粒子７の代わりに、他の導電材料を用いてもよい。他の導電材料としては、粒子状、または短繊維状のカーボン、ＡｕめっきＮｉ線などの金属線条等が挙げられる。
【００８５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれに制限されるものではない。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例および比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００８７】
［接着剤の作製］
（実施例１）
フェノキシ樹脂（ユニオンカーバイド株式会社製、商品名ＰＫＨＣ、平均分子量４５，０００）５０ｇを、トルエン（沸点１１０．６℃、ＳＰ値８．９０）／酢酸エチル（沸点７７．１℃、ＳＰ値９．１０）＝５０／５０（重量比）の混合溶剤に溶解して、固形分４０重量％の溶液とした。この溶液に、ラジカル重合性物質としてリン酸エステル型アクリレート（商品名：Ｐ２Ｍ、共栄社油脂株式会社製）およびトリヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート（商品名：８０ＭＦＡ、共栄社油脂株式会社製）を、固形分の重量比がフェノキシ樹脂／トリヒドロキシエチルグリコールジメタクリレート／リン酸エステル型アクリレート＝５０／４９／１となるように加えた。さらに、溶液中の樹脂成分１００重量部に対し、ラジカル重合開始剤として２，５−ジメチル−２，５ビス（２−エチルヘキサノイルパーオキシ）ヘキサン（商品名：パーヘキサ２５Ｏ、共栄社油脂株式会社製）を５重量部、ラジカル反応により色相が変化する添加剤として１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルを０．０５重量部、導電性粒子としてＮｉ粉（平均粒子径５ミクロン）を５重量部、それぞれ配合して分散させ、塗布液を得た。
【００８８】
次に、厚みが７５μｍであり、表面処理されているＰＥＴ（ポリエチレンテレフテレート）フィルムを準備した。このＰＥＴフィルムに上記の塗布液を塗布し、７０℃、５分の熱風乾燥を行い、厚み３５μｍの接着剤層を有する異方導電性フィルムを得た。
【００８９】
厚み８０μｍの片面を表面処理したＰＥＴフィルムに塗工装置を用いて塗布し、７０℃、１０分の熱風乾燥により、接着剤層の厚みが３５μｍの異方導電性接着剤を得た。塗布液の塗布には簡易塗工機（テスター産業製）を用いた。
【００９０】
［接続体の作製］
（接続体Ａの作製）
得られた異方導電性フィルムを用いて、ライン幅１００μｍ、ピッチ２００μｍ、厚み１８μｍの銅回路に錫めっきしたフレキシブル回路板（ＦＰＣ）と、ライン幅１００μｍ、ピッチ２００μｍ、厚み３５μｍの銅回路に金めっきし、一部の回路がスルーホールと連結した回路板（ＰＣＢ）とを、１６０℃（スルーホール部は１４０℃）、３ＭＰａで５秒間加熱・加圧して幅２ｍｍにわたり接続した。このとき、予め一方のＰＣＢ上に、異方導電性フィルムの接着面を貼り付けた後、７０℃、１ＭＰａで２秒間加熱加圧して仮接続し、その後、ＰＥＴフィルムを剥離してもう一方のＦＰＣと接続することにより、回路を接続した。
【００９１】
（接続体Ｂの作製）
１８０℃（スルーホール部は１６０℃）、３ＭＰａで５秒間加熱・加圧したこと以外は接続体Ａと同様にして、幅２ｍｍにわたり接続して接続体Ｂを得た。
【００９２】
（実施例２）
ラジカル反応により色相が変化する添加剤として、実施例１における１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルに代えてアントラキノン系レッド（商品名ＳＣ−４０１４、日本ピグメント社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、異方導電性フィルムの作製および回路の接続を実施した。
【００９３】
（比較例１）
ラジカル反応により色相が変化する添加剤を用いなかったこと以外は、実施例１と同様にして、異方導電性フィルムの作製および回路の接続を実施した。
【００９４】
［接続抵抗の測定］
実施例１、２および比較例３における回路の接続後、上記接続部を含むＦＰＣの隣接回路間の抵抗値をマルチメータで測定した。抵抗値の測定は、初期（すなわち回路接続後であって後述する高温高湿槽中での保持前）と、８５℃、８５％ＲＨの高温高湿槽中に５００時間保持した後にマルチメータで測定した。抵抗値の測定時の温度は２３℃とした。その結果、実施例１、２及び比較例１の接続体Ａでは、スルーホール部以外の部分の接続抵抗値が初期で０．１Ωであり、高温高湿中での保持後も抵抗値が１Ω以下の良好な接続信頼性を示した。一方、スルーホール部では、接続抵抗値が初期で０．１Ωであったが、高温高湿中の保持後は５Ω以上に抵抗値が上昇した。スルーホール部以外の部分の加熱温度が１６０℃であったのに対して、スルーホール部の加熱温度は１４０℃程度であり、反応不足により接続信頼性が悪くなったと考えられる。
また、実施例１、２及び比較例１の接続体Ｂでは、全部分の接続抵抗値が初期で０．１Ωであり、高温高湿中での保持後も抵抗値が１Ω以下の良好な接続信頼性を示した。
【００９５】
（接着力の測定）
回路の接続後、９０度剥離、剥離速度５０ｍｍ／分で接着力測定を行った。実施例１、２及び比較例１の接続体Ａ及びＢにおいて８００ｇｆ／ｃｍ程度の良好な接着力が得られた。
【００９６】
（硬化後の色相変化）
接続体Ａでは、実施例１の異方導電性フィルムの接着剤層は、接続前はやや桃色の色相であったが、接続後はスルーホール部はやや桃色の色相を呈したがその他の部分は無色に色相が変化した。また、実施例２の異方導電性フィルムの接着剤層は、接続前はやや赤色の色相であったが、接続後はスルーホール部はやや赤色の色相を呈したがその他の部分は無色に色相が変化した。一方、比較例１の異方導電性接着剤は接続前後ともに無色で色相に変化がなかった。
また、接続体Ｂでは、実施例１、２の場合は全部分で無色に色相が変化したが、比較例１の異方導電性接着剤は接続前後ともに無色で色相に変化がなかった。
【００９７】
（反応率の測定）
実施例１、２及び比較例１の接続体のスルーホール部とスルーホール部以外の部分の反応率を、ＦＴ−ＩＲによるアクリレートの吸収波長域のピーク変化により測定した。接続体Ａのスルーホール部以外の部分は、実施例１、２及び比較例１ともに７０％以上の反応率であったが、スルーホール部は４０〜５０％であり、スルーホール部以外の部分よりも低かった。また、接続体Ｂのスルーホール部以外の部分は、実施例１、比較例１ともに７０％以上の反応率であったが、スルーホール部は４０〜５０％であり、スルーホール部以外の部分よりも低かった。
【００９８】
（再現性試験）
実施例１及び２において、加熱・加圧する時間を計測せず、異方導電性フィルムの接着剤層の色相の変化に基づき加熱・加圧の停止を目視にて判断し、接続体Ａ、Ｂを作製した。この操作を１０回繰り返したところ、得られた接続体Ａ、Ｂは全て十分な接続抵抗及び接着力を有するものであることが確認された。
【００９９】
一方、比較例１においては、加熱・加圧する時間を５秒に固定して、接続体Ａ、Ｂの作製を１０回繰り返した。その結果、得られた接続体Ａの１０個中７個、接続体Ｂの１０個中０個は、接続抵抗又は接着力が不十分なものであった。
【０１００】
以上の通り、本発明によれば、接続前後で色相が変化することにより、加熱が行われたことが容易に判別可能で、接続特性が良好な異方導電材料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】回路部材の接続構造の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ回路部材を接続する一連の工程図である。
【図３】半導体装置の一実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１…回路部材の接続構造、２…半導体装置、５…接着剤成分、７…導電性粒子、１０…回路接続部材、１１…絶縁性物質、２０…第１の回路部材、２１…第１の回路基板、２２…第１の回路電極、３０…第２の回路部材、３１…第２の回路基板、３２…第２の回路電極、４０…フィルム状回路接続部材、５０…半導体素子、６０…基板、６１…回路パターン、７０…封止材、８０…半導体素子接続部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、前記第一の回路電極および前記第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とを電気的に接続するための異方導電性接着剤であって、
含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電性接着剤。
【請求項２】
ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤と、を含有する請求項１に記載の異方導電性接着剤。
【請求項３】
導電性粒子をさらに含有する請求項１または２に記載の異方導電性接着剤。
【請求項４】
前記ラジカル反応により色相が変化する添加剤が、芳香族ケトン系化合物、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル、アゾベンゼン、フルギド類、ジアリールエテン、スピロオキサジン系化合物から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方導電性接着剤。
【請求項５】
前記ラジカル反応により色相が変化する添加剤の含有量が、異方導電性接着剤の全重量を基準として、０．０５〜５重量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の異方導電性接着剤。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の異方導電性接着剤をフィルム状に形成してなる異方導電性フィルム。
【請求項７】
第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、請求項１〜５に記載の異方導電性接着剤または請求項６に記載の異方導電性フィルムを介して、前記第一の回路電極および前記第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とを電気的に接続する工程を備える回路接続構造体の製造方法。
【請求項１】
第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、前記第一の回路電極および前記第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とを電気的に接続するための異方導電性接着剤であって、
含有成分のラジカル反応により色相が変化するラジカル硬化型の異方導電性接着剤。
【請求項２】
ラジカル重合性物質と、ラジカル重合開始剤と、ラジカル反応により色相が変化する添加剤と、を含有する請求項１に記載の異方導電性接着剤。
【請求項３】
導電性粒子をさらに含有する請求項１または２に記載の異方導電性接着剤。
【請求項４】
前記ラジカル反応により色相が変化する添加剤が、芳香族ケトン系化合物、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル、アゾベンゼン、フルギド類、ジアリールエテン、スピロオキサジン系化合物から選ばれる少なくとも１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の異方導電性接着剤。
【請求項５】
前記ラジカル反応により色相が変化する添加剤の含有量が、異方導電性接着剤の全重量を基準として、０．０５〜５重量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の異方導電性接着剤。
【請求項６】
請求項１〜５に記載の異方導電性接着剤をフィルム状に形成してなる異方導電性フィルム。
【請求項７】
第一の基板の主面上に第一の回路電極が形成された第一の回路部材と、第二の基板の主面上に第二の回路電極が形成された第二の回路部材とを、請求項１〜５に記載の異方導電性接着剤または請求項６に記載の異方導電性フィルムを介して、前記第一の回路電極および前記第二の回路電極を対向配置させた状態で加圧・加熱し、前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とを電気的に接続する工程を備える回路接続構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−８８４６５（Ｐ２００９−８８４６５Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４８５（Ｐ２００８−２４８５）
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（０００００４４５５）日立化成工業株式会社 (4,649)
【Ｆターム（参考）】
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