JP2004164910A

JP2004164910A - 異方導電性接着剤

Info

Publication number: JP2004164910A
Application number: JP2002326871A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Taniguchi; 敦谷口
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】熱圧着時に短時間で低温圧着することができ、常温で保管、及び取り扱い容易性のある異方導電性接着剤であって、そのマイクロカプセル化エポキシ樹脂のマイクロカプセル壁材が導電粒子と被接続基板の電極間に残存した場合でも高接続信頼性が得られる接続安定性に優れた異方導電性接着剤を提供すること。
【解決手段】第一、及び第二の回路の電極間に介在させ、該第一、及び第二の回路電極を互いに接続する異方導電性接着剤であって、エポキシ樹脂を内包するマイクロカプセルと、該エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤と、成膜性を有する高分子化合物と、導電粒子とを含み、該導電粒子として粒子表面に突起を有する粒子を用いたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異方導電性接着剤に関するものであり、より詳細には、液晶ディスプレイ（以下、ＬＣＤという）やプラズマディスプレイ（以下、ＰＤＰという）等とこれらの駆動回路を搭載した回路基板等との接合に際して機械的及び電気的な接続に使用される異方導電性接着剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、異方導電性接着剤はＬＣＤやＰＤＰ等からなる表示体とプラスチック基板（以下、ＰＣＢという）、フレキシブル基板（以下、ＦＰＣ）等との接合、又は接続、あるいはＰＣＢとＦＰＣとの間の接合等に利用されている（例えば、特許文献１参照）。この異方導電性接着剤は絶縁性接着剤中に導電粒子を分散させたもので、上記のような被接続基板間に挟持させた後、熱と圧力とをかける、換言すれば熱圧着することにより基板同士の接合及び電極同士の電気的接続とを同時に行う。
【０００３】
近年の電子機器の高機能、高精密化に伴い、表示体の電極間ピッチが非常に狭くなっており、このため接続の信頼性に対する要求が非常に高くなってきている。したがって、異方導電性接着剤に使用される絶縁性接着剤は熱可塑性樹脂よりむしろ、耐熱性、接着強度に優れる熱硬化性のものが最も良く使用されている（例えば、特許文献２参照）。特にエポキシ系樹脂はガラス、ポリイミド、ガラスエポキシ等の基板に対する接着力が強く、耐熱性に優れることから頻用されている。
【０００４】
一般に異方導電性接着剤にあっては、上記の接着力や耐熱性という性能が求められる他にも、熱圧着時間の短縮により工程能力を向上させるため短時間で硬化すること、可能な限り低温で圧着すること、取り扱いが容易であること等も求められる。しかし、短時間で硬化したり、低温で硬化する熱硬化性樹脂は常温での可使時間が短いという課題がある。そこでこれを回避するため、従来から硬化剤をマイクロカプセル化して可使時間を延長できる潜在性硬化剤を含有する異方導電性接着剤が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５９−１２０４３６号公報（第２項）
【特許文献２】
特開昭６１−０７４２０５号公報（第３〜５頁）
【特許文献３】
特公平７−６５０２３号公報（第２〜４頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような潜在性硬化剤は常温でもゆるやかに反応しており、異方導電性接着剤の貯蔵安定性確保のために冷凍や冷蔵保存が必須となり、管理や取り扱いが頻雑である。また、マイクロカプセルの壁材は硬化剤との反応生成物であるため、従来の異方導電性接着剤より硬化物の特性は劣る。
【０００７】
さらに、硬化剤のマイクロカプセルはその製法上、壁材の耐溶剤性が弱く、特にケトン系、アルコール系等の極性溶媒で容易に破壊されてしまうことから、異方導電性接着剤の調整に多くの制約がある。これは、硬化剤は短時間で硬化させるためになるべく速硬化性のもの、例えばアミン系、イミダゾール系の硬化剤を選択するが、従来の界面反応法によるマイクロカプセル化では耐溶剤性、耐熱性に優れるカプセル壁が形成できないことによる。特に市販の潜在性硬化剤は熱潜在性のものであり、このため、異方導電性接着剤を膜状に成形する際には硬化が開始しないよう低温（５０℃〜８０℃程度）で乾燥させばければならない。従って使用できる溶剤が低沸点溶剤に限定されるので、部分印刷が可能なスクリーン印刷法等の高沸点溶剤を必要とする製造方法を採用することができない。
【０００８】
本発明者等は、上記欠点を解消する方法として、エポキシ樹脂を含むマイクロカプセルと、エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤と、導電粒子を含んでなる異方導電性接着剤を提案している（特願２００２−０７８６３１号）。このような接着剤によれば熱圧着時に短時間で低温圧着することができ、しかも、常温で保管することのできる取り扱い容易なものとなる。
【０００９】
また、本発明者等は鋭意研究を進めたところ、上記の異方導電性接着剤にあっては、その後の検討により次の問題点を有していることも分かった。すなわち、マイクロカプセル化エポキシ樹脂のマイクロカプセル壁材が導電粒子と被接続基板の電極間に残存した場合、接触不良を起こし易く、接着界面も不均一になり、十分な接続安定性が得られないという課題点が見られた。
【００１０】
本発明等は、上記課題に鑑みなされたもので、熱圧着時に短時間で低温圧着することができ、常温で保管、及び取り扱い容易性のある異方導電性接着剤であって、そのマイクロカプセル化エポキシ樹脂のマイクロカプセル壁材が導電粒子と被接続基板の電極間に残存した場合でも高接続信頼性が得られる接続安定性に優れた異方導電性接着剤を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために種々検討した結果、エポキシ樹脂を内包するマイクロカプセルを硬化剤と共に異方導電性接着剤に分散して互いに隔離すれば、熱圧着時まで室温状態にて安定な保存性を示し、かつ熱圧着時に低温、短時間で硬化できることを前提として、被接続基板等の相対向する回路電極間を電気的に接続するための導電粒子に着目し、該粒子の表面に複数の突起を設けて使用すれば、熱圧着時、低温、短時間で硬化し、しかもマイクロカプセル壁材が導電粒子と被接続基板の電極間に残存した場合にも導電粒子表面の突起が破壊したマイクロカプセル壁材を確実に突き破り、その後、被接続基板の電極面に食い込むことで導電粒子の接触面積の増大とトンネル効果により高い電気特性が得られ、またその楔効果により接合される互いの電極面での接続安定性に優れることを見出し、本発明に至ってものである。
【００１２】
即ち、本発明に係る異方導電性接着剤は、以下の構成或いは手段からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。
本発明に係る異方導電性接着剤は、第一、及び第二の回路の電極間に介在させ、該第一、及び第二の回路電極を互いに接続する異方導電性接着剤であって、エポキシ樹脂を内包するマイクロカプセルと、該エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤と、成膜性を有する高分子化合物と、導電粒子とを含み、該導電粒子として粒子表面に突起を有する粒子を用いたことを特徴とする。
【００１３】
ここで、本発明に係る異方導電性接着剤は単独で使用することもできるが、ヒートシールコネクタの一部として利用することもできる。この場合、異方導電性接着剤は可撓性の基材の少なくとも一面に設けられた導電ラインの少なくとも接続部に印刷されたり、あるいは塗布される。
また、第一或いは第二回路として具体的には、上述のようにＬＣＤ、ＰＤＰ、ＰＣＢ、ＦＰＣ等の基板を挙げることができるが、本発明においてはこのような例示基板等に限る必要はない。
【００１４】
また、本発明に係る異方導電性接着にあっては、上記導電粒子の突起長は０．０５乃至２．０μｍの範囲にあることを特徴とすることができる。
更に、上記突起は、上記粒子の成形と共に表面に直接形成され、或いは上記粒子表面に突起を成長させて形成されるものであっても良く、上記導電粒子は、核材と、該核材を被覆して突起を形成する被覆材とからなることを特徴とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳説する。
本実施形態における異方導電性接着剤１は図１及び図２に示すように、エポキシ樹脂を内包するマイクロカプセル２、このマイクロカプセル２のエポキシ樹脂２Ａを硬化させる硬化剤３、粒子表面に複数の突起を有する導電粒子４、及び成膜性を有する高分子化合物５等を含み、第一、第二の絶縁性基材１０、１１における回路の電極１０Ａ、１１Ａに介在され、これら第一、第二の絶縁性基材１０、１１における回路の電極１０Ａ、１１Ａが熱圧着されることにより、これらを接続する。
【００１６】
上記エポキシ樹脂２Ａを内包するマイクロカプセル２としては、例えば液状または固形のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を公知のカプセル化法によりカプセルにしたものが用いられる。すなわち、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ重合法等の化学的方法や、コアセルベーション法、液中乾燥法等の物理化学的方法、メカノフュージョン、メカノケミカル等の機械的方法、その他スプレードライ法、高速気流中衝撃法等によりカプセル化されたエポキシ樹脂マイクロカプセルが用いられる。
【００１７】
マイクロカプセル２のエポキシ樹脂内包率としては３０ｗｔ％以上であることが好ましい。これは、３０ｗｔ％未満であると異方導電性接着剤１としたときに接着に関与しないマイクロカプセル２の壁材２Ｂの割合が多くなって接着性に欠けるからである。また、マイクロカプセル２のエポキシ樹脂内包率は９９ｗｔ％以下であることが好ましい。これは、９９ｗｔ％を超える場合には、マイクロカプセル２の壁材強度が弱化し、異方導電性接着剤１の調整時に損傷したり、保存安定性の悪いマイクロカプセル２になる可能性が大きいからである。
また、特に好ましい内包率は７０乃至９０ｗｔ％の範囲にある。
【００１８】
内包率は壁材２Ｂに内包されたエポキシ樹脂２Ａからなるマイクロカプセル２を乳鉢ですり潰し、これを秤量し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等からなるエポキシの良溶媒で洗浄後、乾燥して残存したカプセル壁の重量から求められる。［１−（カプセル壁）／（エポキシ樹脂＋カプセル壁）］×１００（ｗｔ％）
【００１９】
マイクロカプセル壁材２Ｂの強度としては、マイクロカプセル２の平均破壊強度で１ＭＰａ〜５０ＭＰａが好ましい。この平均破壊強度とは微小圧縮試験機（（株）島津製作所：ＭＣＴＭ‐５００））等を用いた場合の塑性変形点或いは破壊点での強度の平均をいう。
【００２０】
さらに、マイクロカプセル２の壁材２Ｂの厚み（Ｔ）は、以下の式の範囲であることが好ましい。
０．０５≦Ｔ≦２．０（μｍ）
これは、０．０５μｍ未満の場合には、マイクロカプセル２の壁材２Ｂの強度が弱く、異方導電性接着剤１の調整時に破壊したり、保存時に崩壊したり、保存安定性の悪いマイクロカプセル２になるからである。また、２．０μｍよりも大きい場合には、異方導電性接着剤１としたときに接着に関与しないマイクロカプセル２の壁材２Ｂの割合が増加し接着性に欠ける。また、壁材の強度が必要以上に強くなり、熱圧着時に破壊されずに硬化が進行しない恐れがある。
【００２１】
マイクロカプセル２の壁材２Ｂは、異方導電性接着剤１の配合に溶剤を使用することがある関係上、一般的な溶剤に対する耐性が強い方が好ましく、たとえばＭＥＫ、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、キシレン、シクロヘキサノン、酢酸カルビトール、石油スピリット等の汎用溶剤に溶解したり、膨潤したりしない壁材が望まれる。さらにこれを、ヒートシールコネクタの接着部に直接スクリーン印刷する場合には、沸点の高い溶剤を乾燥させる必要があり、耐熱性が必要となるので、マイクロカプセル壁材２Ｂも耐熱性を有することが好ましい。
この場合、マイクロカプセル壁材２Ｂは１００乃至２００℃程度の耐熱性を有することが好ましい。
【００２２】
エポキシ樹脂を硬化する硬化剤３としては、エポキシ樹脂用の通常の硬化剤で良い。例えば、アミン系化合物、イミダゾール系化合物、フェノール系化合物、メルカプト化合物、カルボン酸系化合物、水酸基含有化合物、イソシアネート類等があげられるが、特に、アミン系、イミダゾール系、メルカプト化合物等は反応速度が速いので好ましい。更に促進剤として各種の酸、アミン類等を混合することもできる。
【００２３】
これら硬化剤３は特に溶剤の影響のない異方導電性接着剤１に使用するのであれば、潜在性を付与するためにマイクロカプセル化する事も可能である。例えば、市販の潜在性硬化剤であるノバキュア（旭化成エポキシ株式会社）、アミキュア（味の素ファインテクノ株式会社）、フジキュア（富士化成工業株式会社）を使用することができる。これは、保存時の硬化剤による吸湿を防止し、しかも、より高温の保存条件にも十分に耐えうる異方導電性接着剤１となるので有効であるが、硬化時間を遅延させる恐れもあるので選択には注意を要する。また、溶剤の影響が多少あっても製膜時におけるインクのポットライフを若干ながらも向上させることができるので、異方導電性接着剤膜やヒートシールコネクタの製造時に有効である。
【００２４】
異方導電性接着剤１に分散される導電粒子４としては、従来使用されている種類の導電粒子を特に制限なく使用できる。
例えば、金、銀、ニッケル、銅、パラジウム、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、白金、コバルト、又は半田等のこれらの合金等の金属粒子、タングステンカーバイト、シリカカーバイト等のセラミック粒子、カーボン粒子等を導電性粒子を挙げることができる。また、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等硬質樹脂の表面に所定金属を部分的又は全部に被覆した導電粒子等を挙げることができる。これらは組み合わせて使用することができる。
【００２５】
また、図２に示すように、導電粒子４は粒子表面に複数の突起を有しており、突起形成方法については特に制限しないが、例えば、それ自体公知の方法（特開昭６０−１９３２０８号公報等）のように金属粒子等にその表面に直接突起部４Ａを設けても良く（図３を参照。）、また表面の突起は導電粒子の製造の際に、又は球状金属粒子を製造の後、その表面に金属被覆を施してもよい。更に、既にそれ自体公知な方法（特開平１−２０８６１７号公報等）のように金属粒子の表面にウイスカーを成長させることで突起を設けてもよい。
【００２６】
核材として金属粒子を用いてその表面に被覆するときの金属の材質は従来から使用されているものでよく、核材となる金属と同種の金属を用いても、異種の金属、もしくはこれらを組み合わせても用いてもよい。ただし、異種の金属を用いると界面で金属拡散が生じる可能性があるため、選定には注意が必要である。
【００２７】
また、図４に示すように導電粒子の核材に金属粒子等と異なり導電性に乏しいものを用いる場合には、例えば、球状の核材４Ｂ表面に金属４Ｃ被覆によって突起を設けてもよいし、核材自身に突起を設けた後に、金属被覆することによって突起を設けてもよい。突起形状は、多角形、方片、樹枝状、針状、テトラポット状、イガ栗状等であるが、安定した接続が得られれば突起先端は尖鋭である必要はない。
【００２８】
導電粒子４の平均粒子内径（尚、ここでの内径とは、突起部を無視した平均核材粒子径をいう。）は０．５乃至２０μｍが好ましい。また、突起の大きさは、電極１０Ａ、１１Ａと導電粒子４間に存在するマイクロカプセル壁材２Ｂを突き破る必要があるため、マイクロカプセル壁材２Ｂより厚いことが好ましく、導電粒子４の平均粒子内径より０．０５乃至２．０μｍ突出していることが好ましい。また、１粒子あたりの表面の突起数については接続安定性のため少なくとも４個以上あることが好ましい。
【００２９】
導電粒子の硬度は、導電粒子の表面突起によりマイクロカプセル壁材２Ｂを突き破り、電極１０Ａ、１１Ａ面に食い込ませるため、電極１０Ａ、１１Ａ面の硬度よりも大きいことが好ましい。また、金属被覆した導電粒子を用いる場合も、同様の理由で金属被覆材の硬度が電極１０Ａ、１１Ａ面の硬度より大きいことが好ましい。
【００３０】
上記成膜性を有する高分子化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、カルボキシル変性エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−イソブチルアクリレート共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリウレタン、スチレン−ブチレン−スチレン（ＳＢＳ）共重合体、カルボキシル変性ＳＢＳ共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）共重合体、マレイン酸変性ＳＢＥＳ共重合体、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、カルボキシル変性ＣＲ、スチレン−ブタジエンゴム、イソブチレン−イソプレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、カルボキシル変性ＮＢＲ、アミン変性ＮＢＲ、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーンゴム、アクリルゴム等から選択される１種または２種以上の組み合わせにより得られるものがあげられる。
【００３１】
異方導電性接着剤１には、粘着付与剤としてのロジン、ロジン誘導体、テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、スチレン系樹脂、イソプレン系樹脂、アルキルフェノール樹脂、キシレン樹脂などの１種または２種以上、反応性助剤、架橋剤としてのポリオール、イソシアネート類、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウトロピン類、アミン類、酸無水物、過酸化物、金属酸化物、トリフルオロ酢酸クロム塩などの有機金属塩、チタン、ジルコニア、アルミニウムなどのアルコキシド、ジブチル錫ジオキサイドなどの有機金属化合物、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンジルなどの光開始剤、アミン類、燐化合物、塩素化合物などの増感剤などを添加することは任意である。これにはまた、硬化剤、加硫剤、劣化防止剤、耐熱添加剤、熱伝導向上剤、軟化剤、着色剤、各種カップリング剤、金属不活性剤などを適宜添加することができる。
【００３２】
異方導電性接着剤１は、接着剤中に導電粒子４が常法にしたがって分散混合することによって調整されるが、配合量は前記絶縁性接着剤１００容量部に対して０．０１〜１００容量部、好ましくは１〜１０容量部の範囲が良い。これは、配合量が０．０１容量部未満であると導通不良を起こしやすく、逆に１００容量部を超えると絶縁不良を起こしやすくなる。
【００３３】
なお、この異方導電性接着剤１は接着、粘着成分が常温で固形、或いは高粘度液体の場合には、これをエステル系、ケトン系、エーテルエステル系、エーテル系、アルコール系、炭化水素系の溶剤、例えば酢酸エチル、メチルエチルケトン、酢酸ブチルセロソルブ、酢酸エチルカルビトール、ジイソアミルエーテル、シクロヘキサノール、石油スピリット、トルエンなどの溶剤に溶解して溶液とすることが望ましい。これを適宜の印刷法、コート法等によって接続すべき電極１０Ａ、１１Ａ上の所定位置に塗布したり、セパレータ上に形成して所定の寸法にカットし、その後、これを接続すべき電極１０Ａ、１１Ａ上に転写して用いることができる。また接着、粘着成分が液状の場合、接続作業時にこれを接続電極上に塗布して用いることもできる。
【００３４】
このような異方導電性接着剤１は、上下方向に相対向する第一、第二の絶縁性基材１０、１１における回路の電極１０Ａ、１１Ａ間に介在され、これら第一の絶縁性基材１０が上方から加熱加圧されることにより、接着剤を活性化させ、第一、第二の絶縁性基材１０、１１の回路の電極１０Ａ、１１Ａ同士を導電粒子４を介して電気的、機械的に接続する。
第一、第二の絶縁性基材１０、１１としては、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー等の耐熱性、可撓性基材、液晶表示パネル等の透明ガラス基板、ＬＳＩチップなどのシリコン、ガラスクロスエポキシ樹脂からなるプラスチック基板等の硬質基材が用いられる。特に第一の絶縁基材１０として可塑性、可撓性基材が好ましい。
【００３５】
第一、第二の絶縁性基材１０、１１における回路の電極１０Ａ、１１Ａについては、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム等の金属粉末、及びファーネスブラック、チャネルブラック、グラファイト等のカーボン粉末等からなる導電粉末を導電性付与材とし、これと有機高分子バインダーとからなる導電性ペーストをスクリーン印刷等で印刷するか、銅箔等を貼着した後エッチングによってパターンを形成し、これに適宜ニッケル、金、ハンダ、すず等のメッキを施すことによって形成することもできる。もしくはフォトリソ法によりＩＴＯ電極パターンとしても良い。
【００３６】
第一、第二の絶縁性基材１０、１１における回路の電極の高さとしては特に限定されるのもではないが安定した導通抵抗の得られる電極１０Ａ、１１Ａの高さ、たとえば導電ペーストであれば５〜３０μｍ、可撓性基材に形成する銅箔等であれば２〜３６μｍが好ましい。また、プラスチック基材に形成する銅箔等であれば５〜６０μｍ、透明ガラス上のＩＴＯ電極であれば４００〜２０００Åの範囲内にあるとよい。
【００３７】
上記によれば、エポキシ樹脂をマイクロカプセル化するので異方導電性接着剤１を常温で長期間保存することが可能になり、しかも、表面に複数の突起を有する導電粒子４を用いることで、回路電極１０Ａ、１１Ａと導電粒子４間にマイクロカプセル壁材２Ｂの残さが存在した場合にも導電粒子４表面の複数の突起がマイクロカプセルの壁材を突き破り、さらに回路電極１０Ａ、１１Ａにくい込み接触面積の増大とトンネル効果により、良好な電気的特性が得られ、また複数の突起が回路電極１０Ａ、１１Ａにくい込むことによるくさび効果により、安定した接続信頼性が得られる。
【００３８】
【実施例】
以下に本発明に係る異方導電性接着剤１の実施例について比較例と共に説明する。
（実施例１）
（１）絶縁性接着剤溶液の調製
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ製、商品名ＰＫＨＨ）１００質量部、イミダゾール系の硬化剤（四国化成社製、商品名２ＭＺ）１５質量部、エポキシ当量１８４〜１９４の液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、商品名エピコート８２８）を内包した内包率９０％、平均粒径６５μｍ、マイクロカプセル壁材厚み０．３μｍ、平均破壊強度１２．７ＭＰａのマイクロカプセル１５０質量部にカルビトールアセテート３００質量部を加えて絶縁性接着剤溶液を調製した。
【００３９】
（２）異方導電性接着剤の調整
絶縁性接着剤溶液の固形分１００質量部に対し、図３に示すような導電粒子４Ａ、平均突起高１．０μｍの複数の突起を有した平均粒径１０μｍのニッケル粒子（図６を参照。）を１０容量部加えて異方導電性接着剤１を調整した。
（３）ヒートシールコネクタの作製
ポリイミドフィルムからなる厚さ２５μｍで可撓性の絶縁基材上に、厚さ１８μｍの銅箔より形成された０．２０ｍｍピッチ（ライン／スペース＝０．１０／０．１０ｍｍ）の回路パターンを有するＦＰＣの一方の接続端子部に上記異方導電性接着剤をスクリーン印刷で塗布して異方導電性接着剤層を形成し、他方の接続端子部は露出するよう両接続端子部以外に絶縁レジストを設け、これを所定の寸法にカットしてヒートシールコネクタを作製した。異方導電性接着剤については、溶媒除去後のマイクロカプセルを除く部分の平均膜厚が１５μｍとなるように塗布した。
【００４０】
（実施例２）
（１）絶縁性接着剤溶液の調整
実施例１と同様に絶縁性接着剤を調整した。
（２）異方導電性接着剤の作製
絶縁性接着剤溶液の固形分１００質量部に対し、図４に示すように真球状スチレン樹脂粒子４Ｂ（平均粒径５μｍ）表面をＮｉ−Ａｕめっき４Ｃし、めっきにより平均突起高０．５μｍの複数の突起を設けた導電粒子４を１０容量部加えて異方導電性接着剤を調整した。
（３）ヒートシールコネクタの製作
実施例１と同様にして、ヒートシールコネクタを得た。
【００４１】
（比較例１）
（１）絶縁性接着剤溶液の調製
実施例１と同様に絶縁性接着剤を調整した。
（２）異方導電性接着剤の作製
図５に示すように絶縁性接着剤溶液の固形分１００質量部に対し、導電粒子として真球状の平均粒径１０μｍのニッケル粒子４Ａを１０容量部加えて異方導電性接着剤１を調整した。
（３）ヒートシールコネクタの製作
実施例１と同様に、ヒートシールコネクタをした。
【００４２】
（比較例２）
（１）絶縁性接着剤溶液の調整
実施例１と同様に絶縁性接着剤を調整した。
（２）異方導電性接着剤１の作製
図６に示すように絶縁性接着剤溶液の固形分１００質量部に対し、真球状スチレン樹脂粒子４Ｂ（平均粒径５μｍ）表面を平均めっき厚０．１μｍで凹凸なく均一にＮｉ−Ａｕめっき４Ｃした導電粒子を１０容量部加えて異方導電性接着剤１を調整した。
（３）ヒートシールコネクタの製作
実施例１と同様にして、ヒートシールコネクタを得た。
【００４３】
＜各実施例及び比較例の接続特性評価試験＞
図３乃至図６において、実施例１、２および比較例１、２で作製したヒートシールコネクタにおいて、導電性接着剤の印刷された接続端子部と対向する位置に電極回路が形成された面積抵抗率５０Ω／□の透明導電酸化膜ガラス基板１２（ＩＴＯ；導電酸化膜厚６００Å）とを、それぞれ温度１８０℃、４ＭＰａ、１５ｓｅｃの条件下にて熱圧着し、ヒートシールコネクタの他方をフレキシブルコネクタ対応のＺＩＦ（ＺｅｒｏＩｎｓｅｒｔｉｏｎＦｏｒｃｅ）ソケットにセットし、平均剥離強度と信頼性試験を実施して以下の表１及び２にまとめた。
信頼性試験では、８５℃、８５％ＲＨ、１０００時間前後における平均抵抗値の変化（１０００時間後−初期）を測定した。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
実施例１と実施例２においては、導電粒子４が粒子表面に複数の突起を有するため、良好な剥離強度と抵抗値変化が得られた。
これに対し、比較例１、比較例２においては、真球状の導電粒子を用いたため良好な剥離強度と抵抗値変化を得ることができない場合があった。特に比較例２の場合には、硬度の低いプラスチック樹脂粒子４Ｂを導電粒子の核材として用いたため、圧着時に核材が弾性し、マイクロカプセル壁材２Ｂを導電粒子４が突き破ることができず、剥離強度、接続抵抗値とも良好な結果が得られなかった。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る異方導電性接着剤によれば、エポキシ樹脂を内包するマイクロカプセルと、該エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤と、成膜性を有する高分子化合物と、導電粒子とを含み、該導電粒子として粒子表面に突起を有する粒子を用いたことにより、短時間で低温圧着することができ、常温で長期保存することが可能となり、しかも電気的、機械的に優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異方導電性接着剤の実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明に係る異方導電性接着剤の実施形態における絶縁性基材の第一、第二の回路電極と導電粒子とマイクロカプセルの壁材との関係を示す模式断面図である。
【図３】実施例１におけるヒートシールコネクタとＩＴＯガラス基板の圧着状態を示す模式断面図である。
【図４】実施例２におけるヒートシールコネクタとＩＴＯガラス基板の圧着状態を示す模式断面図である。
【図５】比較例１におけるヒートシールコネクタとＩＴＯガラス基板の圧着状態を示す模式断面図である。
【図６】比較例２におけるヒートシールコネクタとＩＴＯガラス基板の圧着状態を示す模式断面図である。
【図７】本発明に係る異方導電性接着剤の実施例に含まれる導電粒子を示す電子顕微鏡写真による図である。
【符号の説明】
１異方導電性接着剤
２マイクロカプセル
２Ａエポキシ樹脂
２Ｂマイクロカプセル壁材
３硬化剤
４導電粒子
４Ａ金属粒子
４Ｂプラスチック粒子
４Ｃ金属皮膜
５複合層
１０第一の絶縁性基材
１１第二の絶縁性基材
１０Ａ電極
１１Ａ電極
１２透明導電酸化膜ガラス基板

Claims

第一、及び第二の回路の電極間に介在させ、該第一、及び第二の回路電極を互いに接続する異方導電性接着剤であって、エポキシ樹脂を内包するマイクロカプセルと、該エポキシ樹脂を硬化させる硬化剤と、成膜性を有する高分子化合物と、導電粒子とを含み、該導電粒子として粒子表面に突起を有する粒子を用いたことを特徴とする異方導電性接着剤。
上記導電粒子の突起長は０．０５乃至２．０μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１記載の異方導電性接着剤。
上記突起は、上記粒子の成形と共に表面に直接形成され、或いは上記粒子表面に突起を成長させて形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の異方導電性接着剤。
上記導電粒子は、核材と、該核材を被覆して突起を形成する被覆材とからなることを特徴とする請求項１又は２記載の異方導電性接着剤。