説明

硬化性組成物及び接続構造体

【課題】耐マイグレーション性に優れた接続構造体を得ることができる硬化性組成物を提供する。
【解決手段】硬化性組成物は、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含む。硬化性化合物は、式(11−1)で表される化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる。式(11−1)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3〜R8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3〜R8の内の水素原子ではない基は、式(11a)で表される基を表す。式(11a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子部品などの様々な接続対象部材を接続するために用いることができ、(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む硬化性組成物、並びに該硬化性組成物を用いた接続構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
電子部品などの様々な接続対象部材を接続するために、硬化性組成物が用いられている。該硬化性組成物は、光の照射により硬化可能な光硬化性化合物又は加熱により硬化可能な熱硬化性化合物を含む。
【0003】
上記硬化性組成物は、例えば、金属バンプ電極を有する半導体チップと、電極を有する回路基板との接続に用いられている。
【0004】
また、導電性粒子を含む硬化性組成物が知られている。導電性粒子を含む硬化性組成物は、各種の接続構造体を得るために、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on Film))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、並びにフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等に使用されている。
【0005】
上記硬化性組成物の一例として、下記の特許文献1には、導電性粒子と、ベース樹脂と、ヒンダードフェノール重合禁止剤とを含む熱硬化性又は光硬化性組成物が開示されている。上記ベース樹脂として、ポリアセタール樹脂及び(メタ)アクリル樹脂が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−20455号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載のような従来の硬化性組成物では、電子部品の電極を接続して得られた接続構造体が高湿下で通電した状態で用いられると、マイグレーションが生じやすいという問題がある。
【0008】
また、近年、上記接続構造体における電極幅/電極間幅であるL/S(ライン/スペース)がより一層小さくなってきている。上記接続構造体における電極のL/Sが小さいほど、マイグレーションが生じたときに、絶縁不良が生じやすいという問題がある。
【0009】
本発明の目的は、耐マイグレーション性に優れた接続構造体を得ることができる硬化性組成物、並びに該硬化性組成物を用いた接続構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の広い局面によれば、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含み、該硬化性化合物が、下記式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は
全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる、硬化性組成物が提供される。
【0011】
【化1】

上記式(11−1)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(11a)で表される基を表す。
【0012】
【化2】

上記式(11a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【0013】
本発明に係る硬化性組成物のある特定の局面では、上記硬化性化合物は、下記式(11)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる。
【0014】
【化3】

上記式(11)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、上記式(11a)で表される基を表す。
【0015】
本発明に係る硬化性組成物の他の特定の局面では、上記硬化性化合物は、エポキシ基の数の20%以上、100%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる。
【0016】
本発明に係る硬化性組成物のさらに他の特定の局面では、上記硬化性化合物は、エポキシ基の一部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、上記硬化性化合物は、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する。
【0017】
本発明に係る硬化性組成物の別の特定の局面では、上記硬化性化合物は、エポキシ基の数の20%以上、80%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる。
【0018】
本発明に係る硬化性組成物のさらに別の特定の局面では、上記硬化性化合物は、エポキシ基の全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、上記硬化性化合物は、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有する。
【0019】
本発明の広い局面によれば、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含み、該硬化性化合物が、下記式(1A)、下記式(1B)又は下記式(1C)で表される、硬化性組成物が提供される。
【0020】
【化4】

上記式(1A)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表し、R10及びR11はそれぞれ水素原子又はメチル基を表す。
【0021】
【化5】

上記式(1B)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3
、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表し、R10は水素原子又はメチル基を表す。
【0022】
【化6】

上記式(1C)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表し、R11は水素原子又はメチル基を表す。
【0023】
【化7】

上記式(1a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【0024】
【化8】

上記式(1b)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R12は水素原子又はメチル基を表す。
【0025】
本発明に係る硬化性組成物のある特定の局面では、該硬化性化合物は、上記式(1A)で表され、上記式(1A)中のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、上記式(1b)で表される基であり、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む。
【0026】
本発明に係る硬化性組成物の他の特定の局面では、該硬化性化合物は、上記式(1B)又は上記式(1C)で表わされ、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む。
【0027】
本発明に係る硬化性組成物の他の特定の局面では、光硬化開始剤がさらに含まれている。
【0028】
本発明に係る硬化性組成物の他の特定の局面では、導電性粒子がさらに含まれている。
【0029】
本発明に係る接続構造体は、第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、該第1,第2の接続対象部材を接続している接続部とを備え、該接続部が、上述した硬化性組成物により形成されている。
【発明の効果】
【0030】
本発明に係る硬化性組成物は、上記式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含むので、耐マイグレーション性に優れた接続構造体を得ることができる。
【0031】
本発明に係る硬化性組成物は、上記式(1A)、上記式(1B)又は上記式(1C)で表され、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含むので、耐マイグレーション性に優れた接続構造体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る硬化性組成物を用いた接続構造体の一例を模式的に示す部分切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、本発明の詳細を説明する。
【0034】
本発明に係る硬化性組成物は、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含む。
【0035】
本発明に係る硬化性組成物は、式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含むので、本発明に係る硬化性組成物の使用により、耐マイグレーション性に優れた接続構造体を得ることができる。よって、絶縁信頼性が高い接続構造体を得ることができる。
【0036】
また、本発明に係る硬化性組成物は、式(1A)、式(1B)又は式(1C)で表される硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含むので、本発明に係る硬化性組成物の使用により、耐マイグレーション性に優れた接続構造体を得ることができる。よって、絶縁信頼性が高い接続構造体を得ることができる。
【0037】
本発明に係る硬化性組成物は、熱ラジカル発生剤以外の他の熱硬化剤をさらに含んでいてもよい。本発明に係る硬化性組成物は、光硬化開始剤をさらに含んでいてもよい。本発明に係る硬化性組成物は、導電性粒子をさらに含んでいてもよい。
【0038】
(硬化性化合物)
上記硬化性化合物は、下記式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られることが好ましい。上記硬化性化合物は、エポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られるエポキシ(メタ)アクリレートである。上記硬化性化合物は、エポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部を(メタ)アクリロイル基で変性した化合物である。この硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基を少なくとも1つ有する。上記「(メタ)アクリル」はアクリルとメタクリルとを示す。上記「(メタ)アクリロイル」はアクリロイルとメタクリロイルとを示す。上記「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。
【0039】
【化9】

上記式(11−1)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(11a)で表される基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の全てが水素原子であってもよい。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の1個又は2個が下記式(11a)で表される基であり、かつR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の下記式(11a)で表される基ではない基は水素原子であってもよい。
【0040】
【化10】

上記式(11a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【0041】
上記硬化性化合物は、下記式(1A)、下記式(1B)又は下記式(1C)で表されることが好ましい。この硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基を少なくとも1つ有する。
【0042】
【化11】

上記式(1A)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表す。R10及びR11はそれぞれ水素原子又はメチル基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の1個又は2個が下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基であり、かつR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基ではない基は水素原子であってもよい。上記式(1A)で表される硬化性化合物がエポキシ基を有さない場合には、上記式(1A)中のR3、R4、R5及びR6の内の水素原子ではない基は下記式(1b)で表される基を表す。
【0043】
【化12】

上記式(1B)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表す。R10は水素原子又はメチル基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の1個又は2個が下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基であり、かつR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基ではない基は水素原子であってもよい。
【0044】
【化13】

上記式(1C)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表す。R11は水素原子又はメチル基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の1個又は2個が下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基であり、かつR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基ではない基は水素原子であってもよい。
【0045】
【化14】

上記式(1a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【0046】
【化15】

上記式(1b)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R12は水素原子又はメチル基を表す。
【0047】
上記式(1A)、上記式(1B)又は上記式(1C)で表され、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、上記式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得ること可能である。上記式(1A)、上記式(1B)又は上記式(1C)で表され、エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物は、上記式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させる方法以外の方法で合成してもよい。
【0048】
硬化性組成物の反応性をより一層良好にし、耐マイグレーション性により一層優れた接続構造体を得る観点からは、上記硬化性化合物は、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有することが好ましい。上記硬化性化合物は、エポキシ基を有していてもよく、エポキシ基を有していなくてもよい。すなわち、上記硬化性化合物には、エポキシ基の一部が(メタ)アクリロイル基に変換されずに残存している化合物も含まれる。
【0049】
硬化性組成物の反応性を良好にし、耐マイグレーション性により一層優れた接続構造体を得る観点からは、上記式(11−1)で表される硬化性化合物は、下記式(11)で表される硬化性化合物であることが好ましい。
【0050】
【化16】

上記式(11)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表す。R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、上記式(11a)で表される基を表す。
【0051】
硬化性組成物の反応性を更に一層良好にする観点からは、上記式(11−1)で表される硬化性化合物は、下記式(11A−1)で表される硬化性化合物であることが好ましい。上記式(11−1)中のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基は全て水素原子を表すことが好ましい。
【0052】
【化17】

上記式(11A−1)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【0053】
硬化性組成物の反応性を更に一層良好にし、耐マイグレーション性に更に一層優れた接続構造体を得る観点からは、上記式(11)で表される化合物は、下記式(11A)で表される硬化性化合物であることが好ましい。上記式(11)中のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基は全て水素原子を表すことが好ましい。
【0054】
【化18】

上記式(11A)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【0055】
硬化性組成物の反応性を更に一層良好にし、耐マイグレーション性に更に一層優れた接続構造体を得る観点からは、上記式(1A)、上記式(1B)又は上記式(1C)で表される硬化性化合物は、下記式(1AA)、下記式(1BB)又は下記式(1CC)で表される化合物であることが好ましい。上記式(1A)、上記式(1B)又は上記式(1C)中のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基は全て水素原子を表すことが好ましい。
【0056】
【化19】

上記式(1AA)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R10及びR11はそれぞれ水素原子又はメチル基を表す。
【0057】
【化20】

上記式(1BB)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R10は水素原子又はメチル基を表す。
【0058】
【化21】

上記式(1CC)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表す。R11はそれぞれ水素原子又はメチル基を表す。
【0059】
上記式(11−1)、式(11A−1)、式(11)及び式(11A)で表されるエポキシ基を有する化合物はいずれも、エポキシ基を少なくとも2個有する。また、エポキシ基を有する基がナフタレン環に結合されている。このような構造を有するので、該エポキ
シ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる硬化性化合物を含む上記硬化性組成物を加熱することにより、得られる接続構造体の耐マイグレーション性を良好にすることができる。また、ナフタレン環は、平面構造を有するために、硬化性組成物を速やかな硬化させることを可能にする。
【0060】
上記式(11−1)、式(11A−1)、式(11)、式(11A)、式(1A)、式(1AA)、式(1B)、式(1BB)、式(1C)及び式(1CC)中のR1及びR2、並びに上記式(11a)、式(1a)及び式(1b)中のR9はいずれも、炭素数1〜5のアルキレン基である。該アルキレン基の炭素数が5を超えると、上記硬化性組成物の硬化速度が低下しやすくなる。該炭素数1〜5のアルキレン基はいずれも、炭素数1〜3のアルキレン基であることが好ましく、メチレン基であることがより好ましい。上記アルキレン基は直鎖構造を有するアルキレン基であってもよく、分岐構造を有するアルキレン基であってもよい。
【0061】
エポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させる反応自体は、従来公知の方法により行うことができる。すなわち、常法に従って触媒の存在下で反応を行うことにより、エポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることが可能である。
【0062】
エポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させる際に、溶剤を用いてもよい。また、上記エポキシ基を有する化合物及び上記(メタ)アクリル酸はそれぞれ、溶剤に添加され、溶液とされて用いられてもよい。上記溶剤としては、水及び有機溶剤等が挙げられる。上記有機溶剤としては、メタノール、エタノール及びトルエン等が挙げられる。
【0063】
上記エポキシ基を有する化合物100重量部に対して、上記溶剤は好ましくは50重量部以上、好ましくは300重量部以下で用いられることが好ましい。上記溶剤の使用量が上記下限以上及び上記上限以下であると、(メタ)アクリロイル基をより一層効率的に導入できる。
【0064】
上記エポキシ基を有する化合物と上記(メタ)アクリル酸との反応の際に、触媒又は重合禁止剤等を用いてもよい。
【0065】
上記触媒としては、トリエチルアミン、ベンジルジメチルアミン、N,N’−ジメチルピペリジン、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエチレンジアミン、トリメチルベンジルアンモニウムクロライド、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロミド、塩化リチウム及びトリフェニルフォスフィン等が挙げられる。上記重合禁止剤としては、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ベンゾキノン、p−t−ブチルカテコール、及び2,6−ジブチル−4−メチルフェノール等が挙げられる。
【0066】
上記エポキシ基を有する化合物100重量部に対して、上記触媒は好ましくは0.5重量部以上、好ましくは5重量部以下で用いられることが好ましい。上記触媒の使用量が上記下限以上及び上記上限以下であると、(メタ)アクリロイル基をより一層効率的に導入できる。上記エポキシ基を有する化合物100重量部に対して、上記重合禁止剤は好ましくは0.2重量部以上、好ましくは1.5重量部以下で用いられることが好ましい。上記重合禁止剤の使用量が上記下限以上及び上記上限以下であると、原料中もしくは生成物中のラジカル重合性二重結合同士の重合反応を効果的に抑制できる。
【0067】
上記硬化性化合物は、エポキシ基の全個数100%に対して、0%を超えて(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られており、20%以上に(メタ)アクリル酸を反応
させることにより得られていることが好ましく、30%以上に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られていることがより好ましく、40%以上に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られていることが更に好ましい。上記硬化性化合物は、エポキシ基の全個数100%に対して、100%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られており、80%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られていることが好ましく、70%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られていることがより好ましく、60%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られていることが更に好ましい。エポキシ基の数の100%に(メタ)アクリル酸を反応させると、エポキシ基の全部に(メタ)アクリル酸を反応させた硬化性化合物が得られる。
【0068】
硬化性組成物の反応性を良好にする観点からは、上記硬化性化合物は、エポキシ基の数の20%以上、100%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られることが好ましい。
【0069】
また、エポキシ基の存在により熱硬化性をより一層良好にする観点からは、上記硬化性化合物は、エポキシ基の一部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有することが好ましい。エポキシ基の存在により熱硬化性を更に一層良好にする観点からは、上記硬化性化合物は、エポキシ基の数の20%以上、80%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られることが好ましい。
【0070】
(メタ)アクリロイル基の数を多くし、上記硬化性組成物の反応性をより一層良好にする観点からは、上記硬化性化合物は、エポキシ基の全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有することが好ましい。すなわち、上記硬化性化合物は、エポキシ基の数の100%に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られることが好ましい。
【0071】
(メタ)アクリロイル基の数を多くし、上記硬化性組成物の反応性をより一層良好にする観点からは、上記硬化性化合物は、式(1A)で表され、上記式(1A)中のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、上記式(1b)で表される基であり、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含むことが好ましい。
【0072】
エポキシ基の存在により熱硬化性をより一層良好にする観点からは、上記硬化性化合物は、上記式(1B)又は上記式(1C)で表わされ、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含むことが好ましい。
【0073】
また、上記硬化性組成物は、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有する第1の硬化性化合物と、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する第2の硬化性化合物との双方を含んでいてもよい。この場合に、硬化性化合物の全体のエポキシ基と(メタ)アクリロイル基との数の合計100%中の(メタ)アクリロイル基の数は、0%を超え、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上、更に好ましくは40%以上、100%未満、好ましくは80%以下、より好ましくは70%以下、更に好ましくは60%以下である。
【0074】
(熱硬化剤)
上記硬化性組成物を加熱により硬化させるために、上記硬化性組成物は熱硬化剤を含む。本発明に係る硬化性組成物では、該熱硬化剤は、熱ラジカル発生剤を必須で含む。熱ラジカル発生剤の使用により、接続構造体の耐マイグレーション性が良好になる。さらに、電極間の導通信頼性及び接続構造体の高温高湿下での接続信頼性も高くなる。
【0075】
上記熱ラジカル発生剤は特に限定されない。上記熱ラジカル発生剤として、従来公知の熱ラジカル発生剤が使用可能である。上記熱ラジカル発生剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。上記「熱ラジカル発生剤」とは、加熱によってラジカル種を生成する化合物を意味する。
【0076】
上記熱ラジカル発生剤としては、特に限定されず、アゾ化合物及び過酸化物等が挙げられる。上記過酸化物としては、ジアシルパーオキサイド化合物、パーオキシエステル化合物、ハイドロパーオキサイド化合物、パーオキシジカーボネート化合物、パーオキシケタール化合物、ジアルキルパーオキサイド化合物、及びケトンパーオキサイド化合物等が挙げられる。
【0077】
上記アゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2−tert−ブチルアゾ−2−シアノプロパン、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミド)二水和物、及び2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)等が挙げられる。
【0078】
上記ジアシルパーオキサイド化合物としては、過酸化ベンゾイル、ジイソブチリルパーオキサイド、ジ(3,5,5−トリメチルヘキサノイル)パーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、及びDisuccinic acid peroxide等が挙げられる。上記パーオキシエステル化合物としては、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、tert−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシネオデカノエート、tert−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、tert−ヘキシ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−エチルヘキサノエート、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、tert−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシイソブチレート、tert−ブチルパーオキシラウレート、tert−ブチルパーオキシイソフタレート、tert−ブチルパーオキシアセテート、tert−ブチルパーオキシオクトエート及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート等が挙げられる。上記ハイドロパーオキサイド化合物としては、キュメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド等が挙げられる。上記パーオキシジカーボネート化合物としては、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ(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−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カーボネート、及びジ(2−エチルヘキシル)パーオキシカーボネート等が挙げられる。また、上記過酸化物の他の例としては、メチルエチルケトンパーオキサイド、カリウムパーサルフェイト、及び1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等が挙げられる。
【0079】
上記熱ラジカル発生剤の10時間半減期を得るための分解温度は、好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下である。上記熱ラジカル発生剤の10時間半減期を得るための分解温度が、30℃未満であると、硬化性組成物の保存安定性が低下する傾向があり、90℃を超えると、硬化性組成物を充分に熱硬化させることが困難になる傾向がある。
【0080】
上記熱ラジカル発生剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物100重量部に対して、上記熱ラジカル発生剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.05重量部以上、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。上記熱ラジカル発生剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、硬化性組成物が充分に熱硬化する。
【0081】
上記硬化性化合物がエポキシ基を有する場合等には、上記硬化性化合物は、上記熱ラジカル発生剤とは異なる他の熱硬化剤をさらに含んでいてもよい。
【0082】
上記他の熱硬化剤としては、熱カチオン開始剤、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤及び酸無水物等が挙げられる。上記他の熱硬化剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0083】
硬化性組成物を低温でより一層速やかに硬化させる観点からは、上記他の硬化剤は、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤、酸無水物又は熱カチオン開始剤であることが好ましく、イミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤、アミン硬化剤又は熱カチオン開始剤であることがより好ましい。
【0084】
また、硬化性組成物の保存安定性を高めることができるので、潜在性の硬化剤が好ましい。該潜在性の硬化剤は、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤又は潜在性アミン硬化剤であることが好ましい。上記他の熱硬化剤は、ポリウレタン樹脂又はポリエステル樹脂等の高分子物質で被覆されていてもよい。
【0085】
上記イミダゾール硬化剤としては、特に限定されず、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾール、1−シアノエチル−2−フェニルイミダゾリウムトリメリテート、2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジン及び2,4−ジアミノ−6−[2’−メチルイミダゾリル−(1’)]−エチル−s−トリアジンイソシアヌル酸付加物等が挙げられる。
【0086】
上記ポリチオール硬化剤としては、特に限定されず、トリメチロールプロパン トリス−3−メルカプトプロピオネート、ペンタエリスリトール テトラキス−3−メルカプトプロピオネート及びジペンタエリスリトール ヘキサ−3−メルカプトプロピオネート等が挙げられる。
【0087】
上記アミン硬化剤としては、特に限定されず、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラスピロ[5.5]ウンデカン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、メタフェニレンジアミン及びジアミノジフェニルスルホン等が挙げられる。
【0088】
上記他の硬化剤は、熱カチオン開始剤であることが好ましい。上記硬化性組成物は、熱カチオン開始剤を含むことが好ましい。該熱カチオン開始剤として、ヨードニウム塩やスルホニウム塩が好適に用いられる。例えば、上記熱カチオン開始剤の市販品としては、三新化学社製のサンエイドSI−45L、SI−60L、SI−80L、SI−100L、SI−110L、SI−150Lや、ADEKA社製のアデカオプトマーSP−150、SP−170等が挙げられる。
【0089】
好ましい熱カチオン開始剤のアニオン部分としては、SbF、PF、BF、及びB(Cが挙げられる。
【0090】
上記他の熱硬化剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物100重量部に対して、上記他の熱硬化剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.05重量部以上、更に好ましくは5重量部以上、特に好ましくは10重量部以上、好ましくは40重量部以下、より好ましくは30重量部以下、更に好ましくは20重量部以下である。上記熱硬化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、硬化性組成物が充分に熱硬化する。
【0091】
上記他の硬化剤が、熱カチオン開始剤である場合に、上記硬化性化合物100重量部に対して、上記熱カチオン開始剤の含有量は、好ましくは0.01重量部以上、より好ましくは0.05重量部以上、好ましくは10重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。上記熱カチオン開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、硬化性組成物が充分に熱硬化する。
【0092】
(光硬化開始剤)
上記硬化性組成物を加熱だけでなく光の照射によっても硬化させるために、上記硬化性組成物は光硬化開始剤を含んでいてもよい。該光硬化開始剤は特に限定されない。上記光硬化開始剤として、従来公知の光硬化開始剤が使用可能である。硬化性組成物の反応性をより一層良好にする観点からは、上記硬化性組成物は光ラジカル発生剤を含むことが好ましい。光ラジカル発生剤の使用により、電極間の導通信頼性及び接続構造体の接続信頼性も高くなる。上記光硬化開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0093】
上記光硬化開始剤としては、特に限定されず、アセトフェノン光硬化開始剤(アセトフェノン光ラジカル発生剤)、ベンゾフェノン光硬化開始剤(ベンゾフェノン光ラジカル発生剤)、チオキサントン、ケタール光硬化開始剤(ケタール光ラジカル発生剤)、ハロゲン化ケトン、アシルホスフィノキシド及びアシルホスフォナート等が挙げられる。上記光硬化開始剤として、光カチオン開始剤も挙げられる。
【0094】
上記アセトフェノン光硬化開始剤の具体例としては、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、メトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、及び2−ヒドロキシ−2−シクロヘキシルアセトフェノン等が挙げられる。上記ケタール光硬化開始剤の具体例としては、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。
【0095】
上記硬化性組成物は、光カチオン開始剤を含むことが好ましい。光カチオン開始剤の使用により、光照射後の硬化性組成物の硬化を速やかに進行させることができる。さらに、導電性粒子により光が遮られて光が直接照射されなかった硬化性組成物部分も、光カチオン開始剤の作用によるカチオン反応によって、硬化を充分に進行させることができる。
【0096】
上記光カチオン硬化剤としては、ヨードニウム系光カチオン硬化剤、オキソニウム系光カチオン硬化剤及びスルホニウム系光カチオン硬化剤等が挙げられる。上記ヨードニウム系光カチオン硬化剤としては、例えば、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスファート等が挙げられる。上記オキソニウム系光カチオン硬化剤としては、例えば、トリメチルオキソニウムテトラフルオロボラート等が挙げられる。上記スルホニウム系光カチオン硬化剤としては、例えば、トリ−p−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート及びトリフェニルスルホニウムブロミド等が挙げられる。なかでも、硬化性組成物の反応性をより一層良好にし、電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、スルホニウム系光カチオン硬化剤が好ましい。
【0097】
上記光硬化開始剤の含有量は特に限定されない。上記硬化性化合物100重量部に対して、上記光硬化開始剤の含有量(光硬化開始剤が光カチオン開始剤である場合には光カチオン開始剤の含有量)は、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは0.2重量部以上、好ましくは2重量部以下、より好ましくは1重量部以下である。上記光硬化開始剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、硬化性組成物が適度に光硬化する。硬化性組成物に光を照射し、Bステージ化することにより、硬化性組成物の流動を抑制できる。
【0098】
(導電性粒子)
上記硬化性組成物は、導電性粒子を含んでいてもよい。導電性粒子を含む硬化性組成物は、異方性導電材料として用いることができる。
【0099】
上記異方性導電材料に含まれている導電性粒子は、第1,第2の接続対象部材の電極間を電気的に接続する。上記導電性粒子は、導電性を有する粒子であれば特に限定されない。導電性粒子の導電層の表面が絶縁層により被覆されていてもよい。導電性粒子の導電層の表面が、絶縁性粒子により被覆されていてもよい。これらの場合には、接続対象部材の接続時に、導電層と電極との間の絶縁層又は絶縁性粒子が排除される。上記導電性粒子としては、例えば、有機粒子、無機粒子、有機無機ハイブリッド粒子もしくは金属粒子等の表面を金属層で被覆した導電性粒子、並びに実質的に金属のみで構成される金属粒子等が挙げられる。上記金属層は特に限定されない。上記金属層としては、金層、銀層、銅層、ニッケル層、パラジウム層及び錫を含有する金属層等が挙げられる。
【0100】
電極間の導通信頼性をより一層高める観点からは、上記導電性粒子は、樹脂粒子と、該樹脂粒子の表面上に配置された導電層とを有することが好ましい。
【0101】
上記導電性粒子の含有量は特に限定されない。硬化性組成物100重量%中、上記導電性粒子の含有量は好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上、好ましくは20重量%以下、より好ましくは15重量%以下である。上記導電性粒子の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、接続されるべき上下の電極間に導電性粒子を容易に配置できる。さらに、接続されてはならない隣接する電極間が複数の導電性粒子を介して電気的に接続され難くなる。すなわち、隣り合う電極間の短絡を防止できる。
【0102】
(他の成分)
本発明に係る硬化性組成物は、フェノール性化合物をさらに含むことが好ましい。該フェノール性化合物は、ベンゼン環に水酸基が結合したフェノール性水酸基を有する。上記フェノール性化合物としては、ポリフェノール、トリオール、ハイドロキノン、及びトコフェロール(ビタミンE)等が挙げられる。上記フェノール性化合物は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0103】
本発明に係る硬化性組成物は、フィラーをさらに含むことが好ましい。フィラーの使用により、硬化性組成物の硬化物の潜熱膨張を抑制できる。上記フィラーの具体例としては、シリカ、窒化アルミニウム又はアルミナ等が挙げられる。フィラーは1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0104】
上記フィラーの含有量は特に限定されない。硬化性化合物の合計100重量部に対して、上記フィラーの含有量は好ましくは5重量部以上、より好ましくは15重量部以上、好ましくは200重量部以下、より好ましくは100重量部以下である。上記フィラーの含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、硬化物の潜熱膨張を充分に抑制でき、更に硬化性組成物中にフィラーを充分に分散させることができる。
【0105】
本発明に係る硬化性組成物は、溶剤を含んでいてもよい。該溶剤の使用により、硬化性組成物の粘度を容易に調整できる。
【0106】
上記溶剤としては、例えば、酢酸エチル、メチルセロソルブ、トルエン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、テトラヒドロフラン及びジエチルエーテル等が挙げられる。
【0107】
本発明に係る硬化性組成物は、必要に応じて、貯蔵安定剤、イオン捕捉剤又はシランカップリング剤等をさらに含んでいてもよい。
【0108】
(硬化性組成物の用途)
本発明に係る硬化性組成物は、様々な接続対象部材を接着するために使用できる。
【0109】
本発明に係る硬化性組成物が、導電性粒子を含む異方性導電材料である場合、該異方性導電材料は、異方性導電ペースト、又は異方性導電フィルム等として使用され得る。異方性導電材料が、異方性導電フィルムである場合、導電性粒子を含む該異方性導電フィルムに、導電性粒子を含まないフィルムが積層されていてもよい。なお、フィルムにはシートが含まれる。本発明に係る硬化性組成物は、ペースト状の異方性導電ペーストであることが好ましい。
【0110】
上記異方性導電材料は、第1,第2の接続対象部材が電気的に接続されている接続構造体を得るために好適に用いられる。
【0111】
図1に、本発明の一実施形態に係る硬化性組成物を用いた接続構造体の一例を模式的に断面図で示す。
【0112】
図1に示す接続構造体1は、第1の接続対象部材2と、第2の接続対象部材4と、第1,第2の接続対象部材2,4を接続している接続部3とを備える。接続部3は、導電性粒子5を含む硬化性組成物、すなわち異方性導電材料を硬化させることにより形成されている。
【0113】
第1の接続対象部材2は上面2aに、複数の電極2bを有する。第2の接続対象部材4は下面4aに、複数の電極4bを有する。電極2bと電極4bとが、1つ又は複数の導電性粒子5により電気的に接続されている。従って、第1,第2の接続対象部材2,4が導電性粒子5により電気的に接続されている。
【0114】
本発明に係る硬化性組成物は、ペースト状の異方性導電ペーストであり、ペースト状の状態で第1の接続対象部材上に塗布される異方性導電ペーストであることが好ましい。
【0115】
上記第1,第2の接続対象部材は、特に限定されない。該第1,第2の接続対象部材としては、具体的には、半導体チップ、コンデンサ及びダイオード等の電子部品、並びにプリント基板、フレキシブルプリント基板及びガラス基板等の回路基板などの電子部品等が挙げられる。第1,第2の接続対象部材は、電子部品であることが好ましい。本発明に係る硬化性組成物は電子部品を接続するための硬化性組成物であることが好ましい。
【0116】
上記接続構造体の製造方法は特に限定されない。接続構造体の製造方法の一例として、第1の接続対象部材と第2の接続対象部材との間に上記硬化性組成物を配置し、積層体を得た後、該積層体を加熱及び加圧する方法等が挙げられる。
【0117】
なお、上記硬化性組成物は、導電性粒子を含んでいなくてもよい。この場合には、第1,第2の接続対象部材を電気的に接続することなく、第1,第2の接続対象部材を接着して接続するために、上記硬化性組成物が用いられる。
【0118】
本発明に係る硬化性組成物が異方性導電材料である場合に、該異方性導電材料は、例えば、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続(FOG(Film on Glass))、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続(COF(Chip on
Film))、半導体チップとガラス基板との接続(COG(Chip on Glass))、又はフレキシブルプリント基板とガラスエポキシ基板との接続(FOB(Film on Board))等に使用できる。なかでも、上記異方性導電材料は、FOG用途又はCOG用途に好適であり、COG用途により好適である。本発明に係る硬化性組成物は、フレキシブルプリント基板とガラス基板との接続、又は半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続に用いられる異方性導電材料であることが好ましく、半導体チップとフレキシブルプリント基板との接続に用いられる異方性導電材料であることがより好ましい。
【0119】
本発明に係る接続構造体では、上記第2の接続対象部材及び上記第1の接続対象部材として、フレキシブルプリント基板とガラス基板とを用いるか、又は半導体チップとガラス基板とを用いることが好ましく、半導体チップとガラス基板とを用いることがより好ましい。
【0120】
FOG用途では、L/Sが比較的広いため、導電性粒子の粒径も大きく濃度も低いので、接続時の圧力が低く、充分な圧痕や樹脂充填性が得られず、電極間の導通信頼性、及び硬化物層における空隙(ボイド)の発生が問題となることが多い。これに対して、本発明に係る硬化性組成物の使用により、FOG用途において、電極間の導通信頼性を効果的に高めることができ、硬化物層における空隙(ボイド)の発生を効果的に抑制することが可能である。
【0121】
COG用途では、L/Sが比較的狭ピッチなことから、異方導電性材料を加熱したときの流動性が不足すると、電極ライン間に異方導電性材料が十分充填されないため、電極間の導通信頼性、及び硬化物層におけるボイドの発生が問題となることが多い。これに対して、本発明に係る硬化性組成物の使用により、COG用途において、電極間の導通信頼性を効果的に高めることができ、硬化物層におけるボイドの発生を効果的に抑制することが可能である。
【0122】
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。
【0123】
(合成例1)
上記式(11)中のR1、R2がメチレン基を表し、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の全てが水素原子を表すエポキシ基を有する化合物を用意した。すなわち、下記式(11AA)で表されるエポキシ基を有する化合物を用意した。
【0124】
【化22】

上記式(11AA)で表される硬化性化合物100重量部と、アクリル酸51重量部と、テトラ−n−ブチルアンモニウムブロミド1重量部とを混合し、窒素雰囲気下で、120℃に加熱し、エポキシ基の数の100%(エポキシ基の数の(メタ)アクリロイル基で変換された割合である転化率)がアクリロイル基で変換された硬化性化合物を得た。
【0125】
クロロホルムを溶媒として、得られた硬化性化合物のH−NMRの測定を行った。こ
の結果、エポキシ基の存在を示す6.5〜7.5ppmの領域のシグナルが消え、水酸基の存在を示す2.5〜3.5ppmの領域にシグナルが現れた。また、アクリロイル基の存在を示す4〜6ppmの領域のシグナルが現れた。得られた硬化性化合物は、下記式(1AAA)で表される硬化性化合物であった。
【0126】
【化23】

【0127】
(合成例2〜5)
上記式(11AA)で表されるエポキシ基を有する化合物を用意した。
【0128】
アクリル酸の使用量を変えたこと以外は合成例1と同様にして、エポキシ基の数の(メタ)アクリロイル基で変換された割合である転化率が下記の表1に示す値である硬化性化合物を得た。
【0129】
クロロホルムを溶媒として、得られた硬化性化合物のH−NMRの測定を行った。この結果、エポキシ基の存在を示す6.5〜7.5ppmの領域のシグナルが小さくなり、水酸基の存在を示す2.5〜3.5ppmの領域にシグナルが現れた。また、アクリロイル基の存在を示す4〜6ppmの領域のシグナルが現れた。得られた硬化性化合物は、上記式(1AAA)で表される硬化性化合物と、下記式(1BBB)で表される硬化性化合物と、下記式(1CCC)で表される硬化性化合物とを含んでいた。
【0130】
【化24】

【0131】
【化25】

【0132】
(合成例6〜8)
下記の表1に示す種類の式(11)で表されるエポキシ基を有する化合物を用いたこと、並びにアクリル酸の使用量を変えたこと以外は合成例1と同様にして、エポキシ基の数の(メタ)アクリロイル基で変換された割合である転化率が下記の表1に示す値である硬化性化合物を得た。
【0133】
(合成例9)
アクリル酸にかえてメタクリル酸を用いたこと、並びにメタクリル酸の使用量を変えたこと以外は合成例1と同様にして、エポキシ基の数の(メタ)アクリロイル基で変換された割合である転化率が下記の表1に示す値である硬化性化合物を得た。
【0134】
【表1】

【0135】
また、実施例及び比較例では、合成例1〜9で得られた硬化性化合物以外の成分として、下記の材料を用いた。
【0136】
(他の硬化性化合物)
硬化性化合物A(エポキシアクリレート、共栄社化学社製「エポキシエステル3000A」)
硬化性化合物B(エポキシアクリレート、共栄社化学社製「エポキシエステルM−600A」)
【0137】
(熱ラジカル発生剤)
熱ラジカル発生剤A(日油社製「パーブチルO」)
熱ラジカル発生剤B(日油社製「パーヘキシルPV」)
【0138】
(光硬化開始剤)
光重合開始剤A(BASF社製「DAROCUR TPO」)
光重合開始剤B(BASF社製「IRGUCURE 819」)
【0139】
(フィラー)
シリカ(平均粒子径0.25μm)
アルミナ(平均粒子径0.5μm)
【0140】
(導電性粒子)
導電性粒子(ジビニルベンゼン樹脂粒子の表面にニッケルめっき層が形成されており、かつ該ニッケルめっき層の表面に金めっき層が形成されている金属層を有する)
【0141】
(実施例1)
合成例1で得られた硬化性化合物を用いて、下記表2に示す各成分を下記の表2に示す配合量で配合して、遊星式攪拌機を用いて2000rpmで5分間攪拌することにより、配合物を得た。得られた配合物を、ナイロン製ろ紙(孔径10μm)を用いてろ過することにより、硬化性組成物(異方性導電ペースト)を得た。
【0142】
(実施例2〜13及び比較例1,2)
配合成分の種類及び配合量を下記の表2に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、硬化性組成物(異方性導電ペースト)を得た。
【0143】
(評価)
(1)硬化性組成物の保存安定性
調製直後の硬化性組成物を25℃で24時間放置した。放置前後の硬化性組成物の粘度変化から、硬化性組成物の保存安定性を評価した。粘度測定においては、E型粘度測定装置(東機産業社製、商品名:VISCOMETER TV−22、使用ローター:φ15mm、温度:25℃)を用いて、10rpm及び25℃での硬化性組成物の粘度(10rpm)を測定した。硬化性組成物の保存安定性を下記の基準で判定した。
【0144】
[硬化性組成物の保存安定性の判定基準]
○○:24時間後の粘度が、初期粘度の1倍以上、1.1倍未満
○:24時間後の粘度が、初期粘度の1.1倍以上、1.3倍未満
×:24時間後の粘度が、初期粘度の1.3倍以上
【0145】
(2)接続構造体(COG)の作製:
L/Sが15μm/15μmのAl−Nd電極パターンを上面に有するガラス基板(第1の接続対象部材)を用意した。また、L/Sが15μm/15μmのCu電極パターンを下面に有する半導体チップ(第2の接続対象部材)を用意した。
【0146】
上記ガラス基板上に、硬化性組成物を厚さ20μmとなるようにディスペンサーを用いて塗工し、硬化性組成物層を形成した。次に、硬化性組成物層上に上記半導体チップを、電極同士が対向するように積層した。
【0147】
実施例1〜11及び比較例1,2の硬化性組成物を用いた場合には、大橋製作所製BD−02を用い、硬化性組成物層の温度が170℃(本圧着温度)となるように加熱圧着ヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧圧着ヘッドを載せ、1MPaの圧力をかけて170℃で5秒間硬化性組成物層を硬化させ、接続構造体(COG)を得た。
【0148】
実施例12,13の硬化性組成物を用いた場合には、硬化性組成物層上に上記半導体チ
ップを、電極同士が対向するように積層した。365nmの紫外線を光照射強度が3000mW/cmとなるように3秒間照射し、光重合によって硬化性組成物層を半硬化させ、Bステージ化した。その後、大橋製作所製BD−02を用い、硬化性組成物層の温度が170℃(本圧着温度)となるように加熱圧着ヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧圧着ヘッドを載せ、1MPaの圧力をかけて170℃で5秒間硬化性組成物層を硬化させ、接続構造体(COG)を得た。
【0149】
(3)接続構造体(FOG)の作製:
L/Sが50μm/50μmのAu電極パターンを上面に有するガラス基板(第1の接続対象部材)を用意した。また、L/Sが40μm/40μmのCu電極パターンを下面に有するフレキシブルプリント基板(第2の接続対象部材)を用意した。
【0150】
上記ガラス基板上に、硬化性組成物を厚さ40μmとなるようにディスペンサーを用いて塗工し、硬化性組成物層を形成した。次に、硬化性組成物層上に上記フレキシブルプリント基板を、電極同士が対向するように積層した。
【0151】
実施例1〜11及び比較例1,2の硬化性組成物を用いた場合には、大橋製作所製BD−02を用い、硬化性組成物層の温度が170℃(本圧着温度)となるように加熱圧着ヘッドの温度を調整しながら、フレキシブルプリント基板の上面に加圧圧着ヘッドを載せ、1MPaの圧力をかけて170℃で5秒間硬化性組成物層を硬化させ、接続構造体(COG)を得た。
【0152】
実施例12,13の硬化性組成物を用いた場合には、365nmの紫外線を光照射強度が3000mW/cmとなるように3秒間照射し、光重合によって硬化性組成物層を半硬化させ、Bステージ化した。その後、大橋製作所製BD−02を用い、硬化性組成物層の温度が170℃(本圧着温度)となるように加熱圧着ヘッドの温度を調整しながら、半導体チップの上面に加圧圧着ヘッドを載せ、1MPaの圧力をかけて170℃で5秒間硬化性組成物層を硬化させ、接続構造体(COG)を得た。
【0153】
(4)耐マイグレーション性
得られた接続構造体(COG)及び得られた接続構造体(FOG)の互いに絶縁された測定用端子間に20Vの電圧を印加した状態で85℃及び85%RHの雰囲気下にて500時間暴露した(絶縁信頼性試験)。この間、測定用端子間の抵抗値変化を測定した。抵抗値が10Ω以下となった場合を絶縁不良と判断した。耐マイグレーション性を下記基準で判定した。
【0154】
[耐マイグレーション性の判定基準]
○○:10個の接続構造体のうち、絶縁不良が生じている接続構造体がなく、かつ絶縁信頼性試験後の平均抵抗値が10Ω以上
○:10個の接続構造体のうち、絶縁不良が生じている接続構造体がなく、かつ絶縁信頼性試験後の平均抵抗値が10Ω以上、10Ω未満
△:10個の接続構造体のうち、絶縁不良が生じている接続構造体がなく、かつ絶縁信頼性試験後の平均抵抗値が10Ω以上、10Ω未満
×:10個の接続構造体のうち、絶縁不良が生じている接続構造体が1個以上ある
【0155】
(5)導通性
得られた接続構造体(COG)及び得られた接続構造体(FOG)の20箇所の抵抗値を4端子法にて評価した。導通性を下記の基準で判定した。
【0156】
[導通性の判定基準]
○:全ての箇所で抵抗値が3Ω以下にある
△:抵抗値が3Ωを超える箇所が1箇所以上ある
×:全く導通していない箇所が1箇所以上ある
【0157】
(6)熱履歴後の接続信頼性
得られた接続構造体(COG)及び得られた接続構造体(FOG)各100個を、−30℃で5分間保持し、次に120℃まで25分で昇温し、120℃で5分間保持した後、−30℃まで25分で降温する過程を1サイクルとする冷熱サイクル試験を実施した。1000サイクル後に、接続構造体を取り出した。
【0158】
冷熱サイクル試験後の100個の接続構造体について、上下の電極間の導通不良が生じているか否かを評価した。100個の接続構造体のうち、導通不良が生じている個数が1個以下である場合を「○」、2個以上、3個以下である場合を「△」、4個以上である場合を「×」と判定した。
【0159】
結果を下記の表2に示す。
【0160】
【表2】

【符号の説明】
【0161】
1…接続構造体
2…第1の接続対象部材
2a…上面
2b…第1の電極
3…接続部
4…第2の接続対象部材
4a…下面
4b…第2の電極
5…導電性粒子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含み、
前記硬化性化合物が、下記式(11−1)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる、硬化性組成物。
【化1】

前記式(11−1)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(11a)で表される基を表す。
【化2】

前記式(11a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【請求項2】
前記硬化性化合物が、下記式(11)で表されるエポキシ基を有する化合物のエポキシ基の一部又は全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる、請求項1に記載の硬化性組成物。
【化3】

前記式(11)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、前記式(11a)で表される基を表す。
【請求項3】
前記硬化性化合物が、エポキシ基の数の20%以上、100%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
【請求項4】
前記硬化性化合物が、エポキシ基の一部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、
前記硬化性化合物が、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項5】
前記硬化性化合物が、エポキシ基の数の20%以上、80%以下に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られる、請求項4に記載の硬化性組成物。
【請求項6】
前記硬化性化合物が、エポキシ基の全部に(メタ)アクリル酸を反応させることにより得られ、
前記硬化性化合物が、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項7】
エポキシ基を有さないか又はエポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物と、熱ラジカル発生剤とを含み、
前記硬化性化合物が、下記式(1A)、下記式(1B)又は下記式(1C)で表される、硬化性組成物。
【化4】

前記式(1A)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表し、R10及びR11はそれぞれ水素原子又はメチル基を表す。
【化5】

前記式(1B)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表し、R10は水素原子又はメチル基を表す。
【化6】

前記式(1C)中、R1及びR2はそれぞれ炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の6個の基の内の4〜6個の基は水素原子を表し、R3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、下記式(1a)又は下記式(1b)で表される基を表し、R11は水素原子又はメチル基を表す。
【化7】

前記式(1a)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表す。
【化8】

前記式(1b)中、R9は炭素数1〜5のアルキレン基を表し、R12は水素原子又はメチル基を表す。
【請求項8】
前記硬化性化合物が、前記式(1A)で表され、前記式(1A)中のR3、R4、R5、R6、R7及びR8の内の水素原子ではない基は、前記式(1b)で表される基であり、エポキシ基を有さず、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む、請求項7に記載の硬化性組成物。
【請求項9】
前記硬化性化合物が、前記式(1B)又は前記式(1C)で表わされ、エポキシ基を有し、かつ(メタ)アクリロイル基を有する硬化性化合物を含む、請求項7又は8に記載の硬化性組成物。
【請求項10】
光硬化開始剤をさらに含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項11】
導電性粒子をさらに含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
【請求項12】
第1の接続対象部材と、第2の接続対象部材と、該第1,第2の接続対象部材を接続している接続部とを備え、
前記接続部が、請求項1〜11のいずれか1項に記載の硬化性組成物により形成されている、接続構造体。

【図1】
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【公開番号】特開2013−57018(P2013−57018A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−196537(P2011−196537)
【出願日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【出願人】(000002174)積水化学工業株式会社 (5,781)
【Fターム(参考)】