異方導電性接着剤組成物
【課題】導電粒子としてニッケル等の金属粒子を使用した場合でも、保存安定性がよく、接続後の腐食を生じにくい異方導電性接着剤組成物を提供とする。
【解決手段】接着性バインダーと、スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子と、を含む異方導電性接着剤組成物。
【解決手段】接着性バインダーと、スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子と、を含む異方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、異方導電性接着剤組成物に関する。さらに詳しくは、相対峙する基板同士又は基板と電子部品を電気的に接続する異方導電性接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電極を有する電子部品を、基板等に接続するための接続材料として、異方導電性接着剤（以下、ＡＣＦということがある）が使用されている。ＡＣＦはプリント配線基板、ＬＣＤ用ガラス基板、フレキシブルプリント基板等の基板や、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子やパッケージ等の被接続部材を接続する際、相対する電極同士の導通状態を保ち、隣接する電極同士の絶縁を保つように電気的接続と機械的固着を行う接続材料である。
【０００３】
ＡＣＦは、熱硬化性樹脂を含有する接着剤成分と、導電性粒子とを含み、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の支持体（セパレーター）上に、フィルム状に形成され、芯材に同一円心状に巻き付けたリール形状の細幅長尺テープ（巻重体）として製品化されている。
【０００４】
ＡＣＦに配合される導電性粒子については、ＡＣＦの接続信頼性の向上及び接続箇所の低抵抗化の観点から、様々な粒子が提案され、使用されている。
例えば、錫、鉛、銀、アルミニウム、ニッケル等の金属粒子（例えば、特許文献１参照。）や、ガラス、セラミック等の無機微粒子や熱硬化性樹脂等の有機ポリマー粒子に金属薄膜を被覆した粒子（例えば、特許文献２−３参照。）が開示されている。
【０００５】
ところで、粒子表面に凹凸を設けた金属粒子を使用すると、被接続部材の電極等に突き刺さるように接続することが知られている。従って、電極表面に汚染物質や酸化性の薄膜がある場合でも、それらを突き破って接続するため、低抵抗な接続が得られる。この効果を得るために、回路部材（電極等）として一般的である銅よりも硬いニッケルが使用されている。
【０００６】
しかしながら、導電粒子としてニッケルを用いた場合、ＡＣＦとしてのポットライフ（保存性）が低下したり、電極間の接続後でも、一部未硬化の接着剤成分の影響によって、接続箇所の腐食を引き起こす可能性があった。
【特許文献１】特開昭５８−２３１７４号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６５８８６号公報
【特許文献３】特開昭６２−１７７０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、導電粒子としてニッケル等の金属粒子を使用した場合でも、保存安定性がよく、接続後の腐食を生じにくい異方導電性接着剤組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明によれば、接着性バインダーと、スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子と、を含む異方導電性接着剤組成物が提供される。
上記金属粒子としては、ニッケルを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の異方導電性接着剤組成物は、導電粒子としてニッケル等の金属粒子を使用した場合でも、保存安定性がよく、また、接続後の腐食を生じにくい。さらに、導電性の高い金属を表層に被覆しているので、単にニッケル等の金属粒子を用いるよりも、導電性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の異方導電性接着剤組成物について説明する。
本発明の異方導電性接着剤組成物は、接着性バインダーと、スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子とを含む。
【００１１】
接着性バインダーとしては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂、ポリアクリル樹脂、スチレン−ブタジエン系ゴムアクリロニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレン樹脂、ビニル樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリアセタール樹脂等の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が挙げられ、これらは単独で使用しても２種類以上組み合わせて使用しても良い。
【００１２】
接着性を向上させるためにカップリング剤や粘着付与剤等を添加することもできる。接着性バインダーは、これらの樹脂をホットメルト接着剤の形態にしておき、熱により溶解し冷却により固化するタイプ、あるいは熱により溶融と化学反応を起こし硬化するタイプのいずれかにすることができる。
【００１３】
金属粒子としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等が使用できる。なかでも、剛直性と取り扱い性の容易さから、Ｎｉが好ましい。
また、金属粒子は、その表面に凹凸を設けていることが好ましい。これにより、被接続部材の電極等に突き刺さるように接続することができる。
【００１４】
本発明で使用する導電性粒子は、上記の金属粒子にスパッタリング法により、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆したものである。
スパッタリング法とは、イオンを蒸着材料に照射して、その表面から原子、分子、クラスターを気相にはじき飛ばし（蒸発）、基材（金属粒子）に付着させる技術である。
具体的には、真空槽内にアルゴン等不活性ガスを導入し、被覆する金属を負電極にして適当な電圧を印加する。これによりグロー放電を起こし、電極のまわりにアルゴンイオンを発生させ、このイオンが負電極（被覆する金属）の表面に衝突し、その表面から原子や分子をたたき出す。これが金属粒子の表面に付着堆積し成膜（蒸着）する。
【００１５】
金属粒子の表面に被覆される膜の厚さは、１００〜１００，０００オングストロームであることが好ましい。１００オングストロームより薄いと導電性が不安定になりやすく、１００，０００オングストロームより厚いとコスト面において不利となる。
【００１６】
スパッタリング法で上記金属粒子を被覆することにより、導電性の良い延性金属で金属粒子を被覆でき、しかも、その被覆は密着性、追随性のある金属膜になる。このため、電極表面に突き刺さった際においても金属層が剥がれることがなく、ポットライフの低下を招かないという効果が得られる。
また、この導電性粒子を使用した異方導電性接着剤は、接続時の圧着により電極等に、食い込み又は突き刺さるように接続するため、電極表面に酸化皮膜等が存在しても導電性が良好となる。
【００１７】
導電性粒子の粒径は、接続する基板上の電極のピッチ幅や厚さにより異なるが、０．１〜１００μｍが適当である。また、導電性粒子の接着性バインダーに対する割合は電極のピッチ幅、厚さ、導電性粒子の粒径等により適宜調整する必要があるが、接着性バインダー１００重量部に対し導電性粒子が１〜３０重量部である。
【００１８】
尚、本発明の異方導電性接着剤組成物中には、導電性粒子を接着性バインダー中に分散させる分散剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、充填剤、骨剤、帯電防止剤、顔料等を本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて添加することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の異方導電性接着剤組成物は、保存安定性がよく、接続後の腐食を生じにくい。また、導電性の高い金属を表層に被覆しているので、単にニッケル等の金属粒子を用いるよりも導電性を向上できる。従って、プリント配線基板、ＬＣＤ用ガラス基板、フレキシブルプリント基板等の基板や、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子やパッケージ等の被接続部材を電気的に接続する異方導電性接着剤として好適に使用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方導電性接着剤組成物に関する。さらに詳しくは、相対峙する基板同士又は基板と電子部品を電気的に接続する異方導電性接着剤組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電極を有する電子部品を、基板等に接続するための接続材料として、異方導電性接着剤（以下、ＡＣＦということがある）が使用されている。ＡＣＦはプリント配線基板、ＬＣＤ用ガラス基板、フレキシブルプリント基板等の基板や、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子やパッケージ等の被接続部材を接続する際、相対する電極同士の導通状態を保ち、隣接する電極同士の絶縁を保つように電気的接続と機械的固着を行う接続材料である。
【０００３】
ＡＣＦは、熱硬化性樹脂を含有する接着剤成分と、導電性粒子とを含み、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等の支持体（セパレーター）上に、フィルム状に形成され、芯材に同一円心状に巻き付けたリール形状の細幅長尺テープ（巻重体）として製品化されている。
【０００４】
ＡＣＦに配合される導電性粒子については、ＡＣＦの接続信頼性の向上及び接続箇所の低抵抗化の観点から、様々な粒子が提案され、使用されている。
例えば、錫、鉛、銀、アルミニウム、ニッケル等の金属粒子（例えば、特許文献１参照。）や、ガラス、セラミック等の無機微粒子や熱硬化性樹脂等の有機ポリマー粒子に金属薄膜を被覆した粒子（例えば、特許文献２−３参照。）が開示されている。
【０００５】
ところで、粒子表面に凹凸を設けた金属粒子を使用すると、被接続部材の電極等に突き刺さるように接続することが知られている。従って、電極表面に汚染物質や酸化性の薄膜がある場合でも、それらを突き破って接続するため、低抵抗な接続が得られる。この効果を得るために、回路部材（電極等）として一般的である銅よりも硬いニッケルが使用されている。
【０００６】
しかしながら、導電粒子としてニッケルを用いた場合、ＡＣＦとしてのポットライフ（保存性）が低下したり、電極間の接続後でも、一部未硬化の接着剤成分の影響によって、接続箇所の腐食を引き起こす可能性があった。
【特許文献１】特開昭５８−２３１７４号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６５８８６号公報
【特許文献３】特開昭６２−１７７０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、導電粒子としてニッケル等の金属粒子を使用した場合でも、保存安定性がよく、接続後の腐食を生じにくい異方導電性接着剤組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明によれば、接着性バインダーと、スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子と、を含む異方導電性接着剤組成物が提供される。
上記金属粒子としては、ニッケルを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の異方導電性接着剤組成物は、導電粒子としてニッケル等の金属粒子を使用した場合でも、保存安定性がよく、また、接続後の腐食を生じにくい。さらに、導電性の高い金属を表層に被覆しているので、単にニッケル等の金属粒子を用いるよりも、導電性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の異方導電性接着剤組成物について説明する。
本発明の異方導電性接着剤組成物は、接着性バインダーと、スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子とを含む。
【００１１】
接着性バインダーとしては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イソシアネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、ロジン樹脂、ポリアクリル樹脂、スチレン−ブタジエン系ゴムアクリロニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレン樹脂、ビニル樹脂、ポリブチレン樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリアセタール樹脂等の熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が挙げられ、これらは単独で使用しても２種類以上組み合わせて使用しても良い。
【００１２】
接着性を向上させるためにカップリング剤や粘着付与剤等を添加することもできる。接着性バインダーは、これらの樹脂をホットメルト接着剤の形態にしておき、熱により溶解し冷却により固化するタイプ、あるいは熱により溶融と化学反応を起こし硬化するタイプのいずれかにすることができる。
【００１３】
金属粒子としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ等が使用できる。なかでも、剛直性と取り扱い性の容易さから、Ｎｉが好ましい。
また、金属粒子は、その表面に凹凸を設けていることが好ましい。これにより、被接続部材の電極等に突き刺さるように接続することができる。
【００１４】
本発明で使用する導電性粒子は、上記の金属粒子にスパッタリング法により、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆したものである。
スパッタリング法とは、イオンを蒸着材料に照射して、その表面から原子、分子、クラスターを気相にはじき飛ばし（蒸発）、基材（金属粒子）に付着させる技術である。
具体的には、真空槽内にアルゴン等不活性ガスを導入し、被覆する金属を負電極にして適当な電圧を印加する。これによりグロー放電を起こし、電極のまわりにアルゴンイオンを発生させ、このイオンが負電極（被覆する金属）の表面に衝突し、その表面から原子や分子をたたき出す。これが金属粒子の表面に付着堆積し成膜（蒸着）する。
【００１５】
金属粒子の表面に被覆される膜の厚さは、１００〜１００，０００オングストロームであることが好ましい。１００オングストロームより薄いと導電性が不安定になりやすく、１００，０００オングストロームより厚いとコスト面において不利となる。
【００１６】
スパッタリング法で上記金属粒子を被覆することにより、導電性の良い延性金属で金属粒子を被覆でき、しかも、その被覆は密着性、追随性のある金属膜になる。このため、電極表面に突き刺さった際においても金属層が剥がれることがなく、ポットライフの低下を招かないという効果が得られる。
また、この導電性粒子を使用した異方導電性接着剤は、接続時の圧着により電極等に、食い込み又は突き刺さるように接続するため、電極表面に酸化皮膜等が存在しても導電性が良好となる。
【００１７】
導電性粒子の粒径は、接続する基板上の電極のピッチ幅や厚さにより異なるが、０．１〜１００μｍが適当である。また、導電性粒子の接着性バインダーに対する割合は電極のピッチ幅、厚さ、導電性粒子の粒径等により適宜調整する必要があるが、接着性バインダー１００重量部に対し導電性粒子が１〜３０重量部である。
【００１８】
尚、本発明の異方導電性接着剤組成物中には、導電性粒子を接着性バインダー中に分散させる分散剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、充填剤、骨剤、帯電防止剤、顔料等を本発明の効果を損なわない範囲で必要に応じて添加することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明の異方導電性接着剤組成物は、保存安定性がよく、接続後の腐食を生じにくい。また、導電性の高い金属を表層に被覆しているので、単にニッケル等の金属粒子を用いるよりも導電性を向上できる。従って、プリント配線基板、ＬＣＤ用ガラス基板、フレキシブルプリント基板等の基板や、ＩＣ、ＬＳＩ等の半導体素子やパッケージ等の被接続部材を電気的に接続する異方導電性接着剤として好適に使用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着性バインダーと、
スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子と、を含む異方導電性接着剤組成物。
【請求項２】
前記金属粒子がニッケルである請求項１に記載の異方導電性接着剤組成物。
【請求項１】
接着性バインダーと、
スパッタリング法により金属粒子に、金、白金、銀及び銅からなる群から選択される金属を被覆した導電性粒子と、を含む異方導電性接着剤組成物。
【請求項２】
前記金属粒子がニッケルである請求項１に記載の異方導電性接着剤組成物。
【公開番号】特開２００８−３０８５３７（Ｐ２００８−３０８５３７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５５９９７（Ｐ２００７−１５５９９７）
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【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２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１３日（２００７．６．１３）
【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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