JP4730215B2 - 異方導電性接着剤フィルム - Google Patents

Description

本発明は、異方導電性接着剤フィルムに関する。

近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）との接続や、ＴＣＰと印刷回路基板（ＰＣＢ）との接続等の微細な回路接続の必要性が増大してきている。その接続には、接着性樹脂中に導電性粒子を分散させた異方導電性接着剤フィルム（ＡＣＦ）を使用する方法が用いられている。

この方法は、接続したい部材間にフィルム状の異方導電性接着剤を挟み加熱加圧することにより、面方向の隣接端子間では電気的絶縁性を保ちつつ、上下端子間では電気的に導通させるものである。

異方導電性接着剤中の接着剤樹脂として、高い接続信頼性を得る観点から熱硬化タイプの接着剤樹脂が用いられている。熱硬化タイプの接着剤樹脂として、被着体との密着性や耐湿信頼性を向上させるためにエポキシ樹脂系が用いられている。

また、エポキシ樹脂の硬化剤としては、硬化性と保存安定性を両立させるという観点から潜在性を有するものを配合した材料が用いられている。こうした潜在性硬化剤として、たとえば、ＢＦ₃アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジド、マイクロカプセル型イミダゾール化合物等が挙げられる。

これらの潜在性硬化剤を配合した熱硬化タイプのものは、１７０℃〜２００℃の温度で１０〜３０秒前後加熱硬化することが必要とされているものが通常である（特許文献１、２）。

ところが、最近では、ＬＣＤモジュールが大画面化、高精度化、そして狭額縁化され、これに伴って接続ピッチの微細化や接続の細幅化も急速に進んできている。そのため、たとえば、ＬＣＤとＴＣＰの接続においては、接続時の加熱によるＴＣＰの伸びのために接続部分にずれが生じたり、接続部分が細幅のため接続時の温度でＬＣＤ内部の部材が熱的影響を受けたりする場合があった。また、ＴＣＰとＰＣＢの接続においては、ＰＣＢが長尺化していたため接続時の加熱によりＰＣＢとＬＣＤが反り、ＴＣＰの配線が断線する場合があった。

これらの問題を解決するため、充分な接続信頼性を保ちながら、低温でかつ短時間での接続が可能な異方導電性接着剤が求められてきている。
特開平５−２１０９４号公報 特開２００２−３２７１６２号公報

ところが、エポキシ樹脂系の熱硬化タイプの異方導電性接着剤は、潜在性硬化剤を適用しても、市場の要求に対応可能なレベルの低温短時間で硬化できるものは保存安定性が低く、逆に保存安定性に優れるものは硬化に長時間または高温を必要としていた。これらはいずれも一長一短であり、低温短時間硬化と保存安定性のバランスをともに充足させる技術が求められていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保存安定性および低温短時間の接続性に優れた異方導電性接着剤フィルムを提供することにある。

本発明者は、異方導電性接着剤の保存安定性および低温短時間硬化性を両立させることを目指して鋭意検討を重ねた。その結果、低温短時間硬化性および保存安定性を両立させる条件を見出し、本発明の完成に至った。

従来においては、異方導電性接着剤の低温短時間硬化性および保存安定性のそれぞれ単独での評価方法については検討されていたものの、これらが両立しなかった原因を究明し、それを製品設計に反映させるという思想にたったものではなかった。これに対し、本発明では、異方導電性接着剤の設計に低温短時間硬化性および保存安定性の両方の観点を取り入れることにより、優れた特性を有する異方導電性接着剤を安定的に得ることが可能となった。

本発明によれば、
（ａ）エポキシ樹脂、
（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物、
（ｃ）導電性粒子、および
（ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマー
を必須成分として含み、
前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径が０．１μｍ以上３μｍ以下であって、
樹脂フロー係数が１．５以上３．０以下であり、
３ＭＰａの加圧下、１０秒間で１７０℃まで昇温する加熱加圧条件下で圧着した際の反応率が７０％以上であり、
４０℃３日間放置後のタックが放置前のタックの７０％以上であり、
４０℃３日間放置後の樹脂フロー係数が放置前の樹脂フロー係数の７０％以上であることを特徴とする異方導電性接着剤フィルムが提供される。

本発明に係る異方導電性接着剤フィルムは、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径が０．１μｍ以上３μｍ以下であって、樹脂フロー係数が１．５以上３．０以下であり、また、３ＭＰａの加圧下、１０秒間で１７０℃まで昇温するという加熱加圧条件においても反応率が７０％以上と充分に大きいため、低温で速やかに硬化する。また、４０℃３日間放置後のタックが放置前のタックの７０％以上と充分に大きく、また、４０℃３日間放置後の樹脂フロー係数が放置前の樹脂フロー係数の７０％以上と充分に大きく、保存安定性に優れる。このため、低温短時間硬化性および保存安定性にすぐれた構成となっている。

本発明に係る異方導電性接着剤フィルムにおいて、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物とトルエンとを混合した混合物を４０℃にて９０分間放置した後の粘度が、放置前の粘度の３倍以下であってもよい。こうすれば、保存による粘度上昇が、さらに充分に抑制されている。このため、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の耐溶剤性がさらに充分に確保されている。よって、低温短時間硬化性および保存安定性により一層すぐれた構成となっている。

ところで、本発明で見出された所定の保存安定性および低温短時間硬化性を有する異方導電性接着剤フィルムは、従来の製法で得ることが困難であった。本発明においては、さらに、フィルム状の異方導電性接着剤の製造について、所定の構成の原料物質を選別して用いるとともに、所定の条件により前処理することにより、保存安定性および低温短時間硬化性にすぐれた異方導電性接着剤フィルムの製造が可能であることを見出した。

本発明において、
（ａ）エポキシ樹脂、
（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物、および
（ｃ）導電性粒子
を必須成分として含み、加熱された前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物を含む異方導電性接着剤を用いてもよい。

本発明における異方導電性接着剤では、加熱された前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物が用いられるため、保存安定性および低温短時間硬化性を確実に向上させることができる。

また、本発明において、フィルム形成前に、前記（ａ）エポキシ樹脂との混合物として３５℃以上６０℃以下の温度条件下で２日以上加熱された前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物を含んでもよい。（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物を比較的長期間加熱することにより、保存安定性および低温短時間硬化性をより一層確実に向上させることができる。

本発明においては、前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径が０．１μｍ以上３μｍ以下である。（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径（ｄ₅₀）を０．１μｍ以上とすることにより、保存安定性をさらに向上させることができる。また、平均粒径を３μｍ以下とすることにより、低温かつ短時間の加熱条件でエポキシ樹脂を確実に硬化させることができる。このため、低温短時間硬化性および保存安定性にさらに優れた構成とすることができる。

本発明において、前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物のマイクロカプセル壁材膜の厚さが０．００１μｍ以上０．３μｍ以下であってもよい。マイクロカプセル壁材膜の厚さを０．００１μｍ以上とすることにより、保存安定性をさらに向上させることができる。また、マイクロカプセル壁材膜の厚さを０．３μｍ以下とすることにより、低温短時間の加熱においても、異方導電性接着剤を確実に硬化させる構成とすることができる。このため、低温短時間硬化性および保存安定性により一層優れた構成とすることができる。

また、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物として、上述したマイクロカプセルの膜厚が薄いものを特に選別して用い、さらに、これを所定の条件で予備加熱して用いることができる。こうすることにより、異方導電性接着剤の保存安定性および低温短時間硬化性をさらに向上させることができる。

本発明においては、（ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマーをさらに含んでいる。こうすることにより、ポリイミドに対する密着性を向上させることができる。ポリイミドは、ＣＯＦ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｆｉｌｍ）の基材等の材料として用いられているため、（ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマーを含む構成とすることにより、ＣＯＦ等の基材に対する密着性を向上させることができる。

本発明において、前記エポキシ樹脂は、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂を含んでもよい。こうすることにより、接着剤の流動性を低下させ、速硬化性をさらに向上させることができる。

以上、本発明について説明したが、これらの構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置の間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

たとえば、本発明によれば、前記異方導電性接着剤フィルムを介して電子部品または電機部品の電気的な接合が行われたことを特徴とする電子機器が提供される。

本発明において、前記電子部品または電機部品が、半導体素子、半導体装置、プリント回路基板、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、パネル、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）パネル、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネル、またはフィールドエッミッションディスプレイ（ＦＥＤ）パネルであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、（ａ）エポキシ樹脂、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物、（ｃ）導電性粒子および（ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマーを必須成分として含み、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径が０．１μｍ以上３μｍ以下であって、樹脂フロー係数が１．５以上３．０以下であり、３ＭＰａの加圧下、１０秒間で１７０℃まで昇温する加熱加圧条件下で圧着した際の反応率が７０％以上であり、４０℃３日間放置後のタックが放置前のタックの７０％以上であり、４０℃３日間放置後の樹脂フロー係数が放置前の樹脂フロー係数の７０％以上である構成とすることにより、保存安定性および低温短時間の接続性に優れた異方導電性接着剤フィルムが実現される。

以下、本発明に係る異方導電性接着剤について説明する。
本発明の異方導電性接着剤は、
（ａ）エポキシ樹脂、
（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物、および
（ｃ）導電性粒子
を必須成分とし、（ａ）および（ｂ）を含む絶縁性接着剤および（ｃ）導電性粒子で構成される。本発明の異方導電性接着剤は、フィルム状とすることができる。

（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物は、潜在性硬化剤であり、絶縁性接着剤の必須成分である。具体的には、旭化成社製ノバキュア等の粒子を用いることができる。

マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の粒子の平均粒径は、０．１μｍ以上であり、好ましくは１μｍ以上とすることができる。こうすることにより、保存安定性を向上させることができる。また、粘度上昇を抑制し、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の安定的な作製が可能な構成とすることができる。

また、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物粒子の平均粒径は、３μｍ以下であり、好ましくは２μｍ以下とすることができる。こうすることにより、潜在性硬化剤と樹脂との反応点の増加により硬化反応性を高め、低温でかつ短時間での接続が可能となる。また、反応点を充分に確保し、低温短時間で確実に硬化させることが可能となる。

なお、本発明で用いる（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径は、レーザー回折型測定装置ＲＯＤＯＳ ＳＲ型（ＳＹＭＰＡＴＥＣ ＨＥＲＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）での体積換算平均粒径とした。

また、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物のカプセル壁材膜の厚さは、０．００１μｍ以上、好ましくは０．０１μｍ以上とすることができる。こうすることにより、壁材膜の強度を充分に確保するとともに、欠陥のない壁材膜を作製することができる。このため、他の原料との調合中に機械的なシェアや溶剤により壁材膜が破損し、保存安定性が低下することを抑制できる。

マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物のカプセル壁材膜の厚さは、たとえば０．３μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下とすることができる。こうすることにより、壁材膜の保存安定性を確保しつつ、壁材膜が破壊するまでの時間を充分に短くすることができる。このため、低温短時間での接着を確実に行うことができる。

なお、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物のカプセル壁材膜の厚さは、たとえば（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の断面の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により求めることができる。

マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物は、イミダゾール誘導体とエポキシ化合物との反応生成物をマイクロカプセル化し微粉末化したものであれば特に限定するものではない。マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物とイソシアネート化合物とを反応させ、耐薬品性および貯蔵安定性を高めたものもさらに好適である。

マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物に用いるエポキシ化合物としては、たとえば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦおよびブロム化ビスフェノールＡ等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、ダイマー酸ジグリシジルエステル、フタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。

また、ここで用いられるイミダゾール誘導体としては、イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−エチルイミダゾール、１−ベンジル−２−エチル−５−メチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシジメチルイミダゾール、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール等が挙げられる。

マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の添加量は特に限定するものではないが、エラストマーとエポキシ樹脂の合計１００重量部に対して５重量部以上２００重量部以下であることが好ましい。配合量が大きすぎると、異方導電性接着剤とした時の耐熱性や耐湿性が低下するため、接続信頼性が低下する懸念がある。また、配合量が小さすぎると、硬化性の低下が懸念される。

なお、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物は、配合品を用いてもよい。たとえば、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物とエポキシ樹脂との配合品を用いてもよい。この場合、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の配合品に含まれるエポキシ樹脂の量を考慮して、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の添加量をたとえば上記範囲に調製することができる。

次に、（ａ）エポキシ樹脂は、１分子中に少なくとも２個以上のエポキシ基を有するものであれば、特に限定されるものではない。たとえば、グリシジルエステル型エポキシ樹脂グリシジルアミン型エポキシ樹脂またはナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂とすることができる。こうすることにより、短時間硬化を確実に得ることができる。また、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、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等を用いてもよい。エポキシ樹脂は、これらに限定されるものではなく、単独でも混合して用いても差し支えない。耐湿信頼性の点から、エポキシ樹脂中のイオン性不純物であるＮａイオンやＣｌイオンが極力少ない方が好ましく、硬化性の点からエポキシ当量を、たとえば１００ｇ／ｅｑ以上５００ｇ／ｅｑ以下とすることができる。

（ａ）エポキシ樹脂の配合量は、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物１００重量部に対して５０重量部以上２０００重量部以下であることが好ましい。配合量が大きすぎると異方導電性接着剤とした時の硬化性が低下する。また、配合量が小さすぎると耐熱性および耐湿性が低下し、異方導電性接着剤とした時の接続信頼性が低下する。

ここで、ナフタレン骨格を有するナフタレン系エポキシ樹脂は、１分子内に少なくとも１個以上のナフタレン環を含んだ骨格を有しており、ナフトール系、ナフタレンジオール系等がある。ナフタレン系エポキシ樹脂を用いることにより、異方導電性接着剤の硬化物のガラス転移温度Ｔｇを向上させることができる。また、硬化物の高温域での線膨張係数を低下させることができる。ナフタレン系エポキシ樹脂の添加量は、異方導電性接着剤中のエポキシ樹脂成分全体に対してたとえば５重量％以上８０重量％以下、好ましくは１０重量％以上５０重量％以下とすることができる。こうすることにより、フィルム形成性や硬化反応性を向上させることができる。

本発明に係る異方性導電接着剤は、さらにエラストマーを含み、（ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマーを必須成分として含む。エラストマーを含むことにより、フィルム形成を確実に行うことができる。また、エラストマーは、反応性エラストマーとすることができる。こうすることにより、異方性導電接着剤を確実にフィルム化し、シート状にすることができる。また、硬化後の樹脂の弾性率を下げ接着力を向上させ、接続時の残留応力を小さくすることができる。このため、接続信頼性を向上することができる。

他のエラストマーの材料は、特に限定するものではないが、フィルム形成性があるもの、たとえば、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリブタジエン、ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ブチルゴム、クロロプレンゴム、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ酢酸ビニル樹脂、ナイロン、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体などを用いることができ、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。

エラストマーの配合量は特に限定されないが、エポキシ樹脂とマイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の合計１００部に対して１０部以上３００部以下であることが好ましい。配合量が大きすぎると、異方導電性接着剤の流動性が低下するため、接続信頼性が低下する。また、各種被着体との濡れ性が低下し、密着性が低下する。また配合量が小さすぎると、異方導電性接着剤とした時の製膜性が低下する。また、硬化物の弾性率が高くなるため、各種被着体に対する密着性が低下したり、熱衝撃試験後の接続信頼性が低下したりする懸念がある。

また、エラストマーとして、ニトリル基とエポキシ基を有する樹脂を用いる。このような樹脂として、たとえばアクリルゴムを用いることができる。アクリルゴムとしては、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルまたはアクリロニトリルのうち少なくともひとつをモノマー成分とした重合体または共重合体があげられ、中でもグリシジルエーテル基を含有するグリシジルアクリレートやグリシジルメタクリレートを含む共重合体系アクリルゴムが好適に用いられる。

アクリルゴムは、具体的には、たとえば、下記一般式（１）で示される化合物とすることができる。

ただし、上記一般式（１）において、Ｒ₁は、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のいずれかを示し、Ｒ₂は、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のいずれかを示す。また、Ｒ₁とＲ₂とが同じ基であっても異なる基であってもよい。また、上記一般式（１）において、Ｘは４０ｍｏｌ％以上９８．５ｍｏｌ％以下、Ｙは１ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下、Ｚは０．５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下である。また、上記一般式（１）に示したアクリルゴムの分子量は、たとえば、１００００以上１５０００００以下である。上記一般式（１）に示したアクリルゴムを用いることにより、密着性および接続信頼性をさらに向上させることができる。

次に、本発明において、（ｃ）導電性粒子の組成は限定されるものではない。導電粒子の粒径や材質、配合量は接続したい回路のピッチやパターン、回路端子の厚みや材質等に応じて適宜選択することができる。たとえば、金属粒子や高分子核材に金属被覆をした粒子を用いることができる。

金属粒子としては、金、銀、亜鉛、錫、半田、インジウム、パラジウム等の単体もしくは２種以上を組み合わせてもよい。

また、高分子核材に金属被覆をした粒子としては、高分子核材に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体などのポリマーの中から１種あるいは２種以上組み合わせたもの、金属薄膜皮膜に、金、ニッケル、銀、銅、亜鉛、錫、インジウム、パラジウム、アルミニウムなどの中から１種あるいは２種以上組み合わせてよい。

金属薄膜皮膜の厚さに特に制限はないが、たとえば０．０１μｍ以上１μｍ以下とすることができる。金属薄膜皮膜の厚さが薄すぎると異方導電性接着剤とした場合接続が不安定になり、厚すぎると凝集が生じるため、異方導電性接着剤とした場合絶縁不良を起こす可能性がある。また、金属薄膜皮膜は、高分子核材の表面に均一に被覆されていることが好ましい。均一に被覆することにより、皮膜のむらや欠けをなくし、電気的接続性を向上させることができる。

導電性粒子の配合量は、エラストマー、エポキシ樹脂、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の合計に対してたとえば０．１体積％以上１０体積％以下とすることができる。配合量が大きすぎると、異方導電性接着剤中の導電性粒子絶対量が多くなるため、被着体接続端子間の絶縁性が低下する。また、配合量が小さすぎると、異方導電性接着剤中の導電性粒子絶対量が少なくなるため、被着体接続端子上の導電性粒子が不足し、接続抵抗値が高くなる。

本発明の異方導電性接着剤には、必要に応じてカップリング剤を適量添加してもよい。カップリング剤を添加することにより、異方導電性接着剤の接着界面の接着性を改質することができる。また、異方導電性接着剤の耐熱性、耐湿性を向上することができる。

カップリング剤としては特に限定するものではないが、シランカップリング剤を好適に使用することができ、たとえば、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ―メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、１種あるいは２種以上混合してもよい。

さらに、本発明に係る異方導電接着剤には、樹脂の相溶性、安定性、作業性等の各種特性向上のため、各種添加剤、たとえば、非反応性希釈剤、反応性希釈剤、揺変性付与剤、増粘剤、無機充填剤等を適宜添加してもよい。

次に、本発明に係る異方導電性接着剤の作製方法について説明する。異方導電性接着剤は、潜在性硬化剤を含む絶縁性接着剤、導電粒子、および必要に応じて他の添加剤を、トルエンや酢酸エチルなどの溶媒に均一に分散させることにより得られる。また、本発明に係る異方導電性接着剤フィルムは、得られた分散液を剥離基材（例えばポリエステルシート）上にフィルム状に塗布し硬化剤の活性温度以下で溶剤を除去し、乾燥することにより製造される。

ただし、本発明に係る異方導電性接着剤を、上述の従来の方法で得ることは困難である。そこで、本発明においては、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物として、粒子径およびシェル層の厚さが一定条件の範囲内にあるもののみを選別して用いる。さらに、選別された（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物に、前処理として予備加熱を施す。

予備加熱の温度は、たとえば３５℃以上６０℃以下とすることができる。３５℃以上とすることにより、異方導電性接着剤の保存安定性を確実に向上させることができる。また、６０℃以下とすることにより、異方導電性接着剤の短時間硬化性の低下を抑制することができる。

また、予備加熱時間は、好ましくは２日以上とする。こうすることにより、潜在性硬化剤の保存性を確実に向上させることができる。

予備加熱の条件は、具体的には、たとえば、４０℃、４〜５日間とすることができる。このように低温で比較的長期間の予備加熱を行うことにより、従来の構成に比べて低温短時間効果性および保存安定性がともに優れた異方導電性接着剤を安定的に得ることができる。なお、本発明に係る異方導電性接着剤を作製する際の原料の選別および予備加熱条件の選択については、後述する実施例においてさらに詳細に示す。

また、本発明においては、潜在硬化剤として選別された（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物を予備加熱して用いているため、下記のうち、少なくとも一の条件を満たすフィルム状の異方導電性接着剤を得ることがはじめて可能となる。

本発明に係る異方導電性接着剤フィルムは、低温短時間硬化性（Ａ）および保存安定性（Ｂ）の指標として、（Ａ１）、（Ａ２）、（Ｂ１）および（Ｂ２）の条件をともに満たす。
（Ａ１）樹脂フロー係数が１．５以上３．０以下である、
（Ａ２）３ＭＰａにて１０秒間で１７０℃まで昇温する加熱加圧条件下で圧着した際の反応率が７０％以上である、
（Ｂ１）４０℃３日間放置後のタックが放置前のタックの７０％以下である、
（Ｂ２）４０℃で３日間放置後の樹脂フロー係数が放置前の樹脂フロー係数の７０％以上である。
また、異方導電性接着剤フィルムが、保存安定性（Ｂ）の指標として、さらに（Ｂ３）の条件を満たすようにしてもよい。
（Ｂ３）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物とトルエンとを混合した混合物を４０℃にて９０分間放置した後の粘度が、放置前の粘度の３倍以下である。

本発明においては、低温短時間硬化性（Ａ）の条件と保存安定性（Ｂ）の条件とを組み合わせることにより、低温短時間硬化と保存安定性の両立が可能となる。また、これらをともに満たす異方導電性接着剤は、上述のように、特定の形状（粒径、膜厚）の潜在性硬化剤粒子を特定の条件で予備加熱することによりはじめて得ることができる。

なお、本明細書において、樹脂フロー係数は、ガラス基板上に貼付した異方導電性接着剤フィルムの上に他のガラス基板を配設し、７ＭＰａにて１７０℃まで１０秒間で昇温した際の加圧前後の面積比である。低温短時間硬化性が良好であると、樹脂フロー係数が小さくなる。

また、反応率は、ＦＴ−ＩＲ測定によりエポキシ環の減衰量を測定することにより、以下のようにして算出される。測定サンプルとして、以下（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３つを用いる。
（ｉ）未硬化の異方導電性接着剤フィルム（生フィルム）、
（ｉｉ）生フィルムをオーブン中で１８０℃にて１ｈｒ硬化させて得られる完全硬化フィルム、
（ｉｉｉ）１７０℃×１０秒接続条件下のフィルム。

各サンプルのＦＴＩＲ測定を行い、得られたＩＲチャートから、
（Ｉ）９１４ｃｍ^-1：エポキシ環の逆対象伸縮振動、および
（ＩＩ）８２９ｃｍ^-1：芳香環のＣ−Ｈ間界面外変角振動、
２つのピークを数値化し、各試料について、
吸光度比＝（Ｉ）／（ＩＩ）
を求める。そして、得られた吸光度比を用いて下記式で示される反応率を算出する。
反応率（％）＝（１−（ｉｉｉ）の吸光度比／（ｉ）の吸光度比）／（１−（ｉｉ）の吸光度比／（ｉ）の吸光度比）×１００

また、タックは、たとえば、直径５ｍｍのプローブを有するタックテスタを用いて、３０℃における異方導電性接着剤シートの表面タック力を測定することにより得られる。

また、（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の粘度測定は、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物とエポキシ樹脂の混合物をトルエン中に分散させ、回転粘度計により溶液粘度を測定することにより行う。

本発明に係る異方導電性接着剤フィルムは、低温短時間硬化性および保存安定性に優れ、電子部品または電機部品の接続に好適に用いられる。電子部品または電機部品として、たとえば、半導体素子、半導体装置、プリント回路基板、ＬＣＤパネル、ＰＤＰパネル、ＥＬパネル、およびＦＥＤパネル等が挙げられる。さらに具体的には、たとえば、液晶表示装置において、ＬＣＤパネルとＴＣＰとの接続や、ＴＣＰとＰＣＢとの接続などの微細回路同士の電気的接続に好適に用いられる。

本発明の異方導電性接着剤フィルムを用いて得られる電子機器の一つである表示装置について説明する。ここでは、表示装置がＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モジュールである場合を例に説明する。図１は、本発明のＬＣＤモジュールの一例を模式的に示す断面図である。

ＬＣＤモジュール１０は、ＬＣＤパネル１１および回路基板を有する。回路基板として、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）１２およびＰＣＢ（印刷回路基板）１３を有する。ＬＣＤパネル１１とＴＣＰ１２、およびＴＣＰ１２とＰＣＢ１３は、フィルム状の異方導電性接着剤１４によって接着されている。

図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。図２に示すように、ＴＣＰ１２のＬＣＤパネル１１との対向面には、回路端子としてＴＣＰ電極１８が設けられている。また、ＬＣＤパネル１１のＴＣＰ１２との対向面には、回路端子としてＩＴＯ（酸化インジウムスズ）電極１７が設けられている。また、図１および図２には示していないが、ＰＣＢ１３のＴＣＰ１２との対向面には、回路端子としてＰＣＢ電極が設けられている。

異方導電性接着剤１４は、接着剤樹脂１６および接着剤樹脂１６の中に分散した導電粒子１５を含む。ＩＴＯ電極１７とＴＣＰ電極１８またはＴＣＰ電極１８とＰＣＢ電極（不図示）とは、異方導電性接着剤１４を介して電気的に接続される。異方導電性接着剤１４は導電粒子１５を含むため、各回路端子間の電気的な接続が確保される。

このように、異方導電性接着剤１４は、表示装置周辺の接続部材として好適に用いることができる。また、本発明に係る異方導電性接着剤１４は、ＴＣＰ１２とＬＣＤパネル１１とを接続する出力用の接続部材としてさらに好適に用いることができる。

なお、図１では、表示装置用基板としてＬＣＤパネル１１を用いたものを示したが、本発明はこれに限定されず、たとえばエレクトロルミネッセンスパネル、プラズマディスプレイパネル等についても適用することができる。

以上、本発明を実施形態に基づき説明した。これらの実施形態は例示であり様々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

たとえば、本発明の異方導電性接着剤を介して表示部材と被着体を接合し、本発明に係る表示装置とすることができる。

また、本発明の異方導電性接着剤を介して回路基板と被着体を接合し、本発明に係る電子機器とすることができる。

以下、本発明を実験例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

（実験例１）
ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂（インケム社製ＰＫＨＣ、重量平均分子量Ｍｗ＝５００００、酢酸エチル２０重量％溶液）を１００重量部、
ポリビニルブチラール樹脂（積水化学工業社製ＢＸ、重合度１７００、ブチラール化度６５ｍｏｌ％、酢酸エチル２０重量％溶液）を５０重量部、
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社製エピコート８２８、エポキシ当量１８０ｇ／ｅｑ）を２０重量部、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製エピコート８０６、エポキシ当量１７５ｇ／ｅｑ）を３０重量部、
マイクロカプセル化２−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物（平均粒径３μｍ、カプセル膜材厚０．２μｍ）を２０重量部、および
Ｎｉ／Ａｕメッキアクリル粒子（積水化学社製ミクロパールＡＵＬ−７０５、平均粒径５μｍ）を３重量部、
を混合し、均一に分散させた。

ただし、混合に先立ち、２００ｍｌの容器中にマイクロカプセル化２−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物および配合に使用したエポキシ樹脂成分を配合比で混合した混合物１００重量部を入れ、予備加熱を行った。予備加熱の条件は、表中に記載した。これを、離型処理を施したポリエチレンテレフタレート上に乾燥後の厚さが１５μｍになるように塗布し、乾燥した。乾燥物を幅１．５ｍｍに切断して異方導電性接着剤フィルムを得た。

得られた異方導電性接着剤フィルムの樹脂フロー係数、反応率、タック変化、樹脂フロー係数変化、接着強度、接続信頼性、および保存性を後述する方法で評価した。樹脂フロー係数および反応率を短時間硬化性の指標とした。また、タック変化および樹脂フロー係数変化を保存安定性の指標とした。ただし、タック変化は、４０℃にて３日間放置後のタックの放置前のタックに対する割合（％）であり、樹脂フロー係数変化は、４０℃にて３日間放置後の樹脂フロー係数の放置前の樹脂フロー係数に対する割合（％）である。

また、用いたマイクロカプセル化２−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物のトルエン中での粘度変化を評価し、保存安定性の指標とした。ここで、粘度変化は、トルエン中にマイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物、および配合に使用したエポキシ樹脂成分を配合比で混合した混合物を分散させた溶液を４０℃で９０分間放置した後の粘度の放置前の粘度に対する比率である。

（実験例２、３）
表１に示したように、マイクロカプセル化２−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物の粒子径およびカプセル膜材厚を実験例１と変化させて、実験例１と同様にして異方導電性接着剤フィルムを作製した。

（実験例４、５）
表１に示したように、マイクロカプセル化２−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物の粒子径およびカプセル膜材厚を実験例１と変化させた。また、エポキシ樹脂の配合をビスフェノールＡ型エポキシ樹脂１５重量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂３５重量部とした。実験例１と同様にして異方導電性接着剤フィルムを作製した。なお、実験例５では、カップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン２重量部をさらに配合した。

（実験例６〜９）
表１および表２に示したように、エラストマーとして実験例１で用いたポリビニルブチラール樹脂にかえて下記式（２）に示すアクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体（酢酸エチル２０重量％溶液）を用いた。

（ただし、上記式（２）において、ｌ：２７ｗｔ％、ｎ：４．０ｍｏｌ％、分子量：１００，０００である。）

また、実験例６〜８においては、エポキシ樹脂の配合をビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３０重量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂２０重量部とした。また、実験例８では、カップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランをさらに配合した。また、実験例９では、エポキシ樹脂の配合をビスフェノールＡ型エポキシ樹脂２０重量部、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂３０重量部とし、カップリング剤として、γ−アミノプロピルトリエトキシシランをさらに配合した。そして、マイクロカプセル化２−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物の粒子径およびカプセル膜材厚を変化させて、実験例１と同様にして異方導電性接着剤フィルムを作製した。

（実験例１０〜１２）
表２に示したように、エラストマーとして実験例１で用いた、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂および実験例６で用いたアクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル酸共重合体とを用いて異方導電性接着剤フィルムを作製した。また、実験例１２では、カップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを用いた。

（実験例１３〜１４）
表２に示したように、エラストマーとしてビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂および上記一般式（１）で示されるエポキシ基含有アクリルゴム（酢酸エチル２０重量％溶液、上記一般式（１）中のＲ₁＝Ｃ₂Ｈ₅、Ｒ₂＝ＣＨ₃、分子量７００，０００）を用いて異方導電性接着剤フィルムを作製した。また、実験例１３では、カップリング剤として、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシランを用いた。

（実験例１５〜１６）
表２に示したように、エポキシ樹脂としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂およびビスフェノールＦ型エポキシ樹脂に加え、ナフタレン型エポキシ樹脂（大日本インキ社製ＨＰ−４０３２）を用い、異方導電性接着剤フィルムを作製した。なお、実験例１６では、カップリング剤としてγ−アミノプロピルトリエトキシシランを用いた。

（実験例１７〜２１）
表３に示したように、実験例１において、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径およびカプセル膜材厚を変えて異方導電性接着剤フィルムを得た。なお、実験例１９および２０では、エポキシ樹脂の配合を実験例１と異ならせた。また、実験例１７、１８および２１では、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の予備加熱を行わなかった。また、実験例１９では、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の予備加熱条件を、５０℃、１６ｈｒとした。実験例２０では、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の予備加熱条件を、５０℃、８ｈｒとした。

（実験例２２〜２４）
表３に示したように、実験例６において、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物を、マイクロカプセル化２−フェニル−４−メチルイミダゾール誘導体エポキシ化合物とした。この化合物の平均粒径およびカプセル膜材厚を変えて異方導電性接着剤フィルムを得た。なお、実験例２３および２４では、エポキシ樹脂の配合比を実験例６と異なるものとした。実験例２３では、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の予備加熱を行わなかった。また、実験例２２では、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の予備加熱条件を、５０℃、８ｈｒとした。また、実験例２４では、マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の予備加熱条件を、５０℃、１６ｈｒとした。

以上の実験例で作成した接着剤の配合量および評価結果を表１〜表３に示す。表１〜表３中の評価項目は、それぞれ以下の方法で測定した。

樹脂フロー係数
作製した異方導電性接着剤フィルムをガラス基板上に貼付した。そして、異方導電性接着剤フィルムの上に別のガラス基板を配設し、７ＭＰａにて１７０℃まで１０秒間で昇温した。そして、加熱加圧前後の面積比を算出し、樹脂フロー係数とした。

反応率
各実験例に係る異方導電性接着剤フィルムにおいて、下記（ｉ）〜（ｉｉｉ）の３つを測定サンプルとして用いた。
（ｉ）未硬化の異方導電性接着剤シート（生フィルム）、
（ｉｉ）生フィルムをオーブン中で１８０℃にて１ｈｒ硬化させて得られる完全硬化フィルム、
（ｉｉｉ）１７０℃×１０秒接続条件下のフィルム。

各サンプルのＦＴＩＲ測定を行った。得られたＩＲチャートから、
（Ｉ）９１４ｃｍ^-1：エポキシ環の逆対象伸縮振動、および
（ＩＩ）８２９ｃｍ^-1：芳香環のＣ−Ｈ間界面外変角振動、
２つのピークを数値化し、各試料について、
吸光度比＝（Ｉ）／（ＩＩ）
を求め、得られた吸光度比を用いて下記式で示される反応率を算出した。
反応率（％）＝（１−（ｉｉｉ）の吸光度比／（ｉ）の吸光度比）／（１−（ｉｉ）の吸光度比／（ｉ）の吸光度比）×１００

タック
直径５ｍｍのプローブを有するタックテスタを用いて、３０℃における異方導電性接着剤シートの表面タック力を測定した。

マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物のトルエン中での粘度変化
トルエン１重量部中にマイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物および使用したエポキシ樹脂成分を表の配合比で配合した混合物４重量部を分散させた溶液の粘度を回転粘度計（Ｅ型粘度計、５０ｒｐｍ）で２５℃にて測定し、初期粘度に対する４０℃で９０分間放置した後の粘度の比を算出した。

接着強度、接続信頼性、保存性測定用サンプルの作製
被着体は銅箔／ポリイミド＝８μｍ／３８μｍに、Ｎｉ／Ａｕメッキを施した２層ＦＰＣ（ピッチ５０μｍ、端子数４００本）とＩＴＯ（インジウム／錫酸化物）ベタガラスを用いた。これらの被着体を、各実験例または実験例で得られた異方導電性接着剤フィルムにより接合した。

接着強度
３ＭＰａにて１７０℃まで１０秒間で昇温する条件で圧着し、引っ張り速度５０ｍｍ／分で９０度剥離試験によって評価を行った。サンプル作製直後の接着力を測定した。

接続信頼性
３ＭＰａにて１７０℃まで１０秒間で昇温する条件で圧着し、サンプル作製直後（初期）および温度８５℃、湿度８５％にて１０００時間放置後の隣接端子間の接続抵抗を２端子法により測定した。接触抵抗１０．０Ω未満を○（導通良好）、１０．０Ω以上を×（導通不良）とした。

保存性
異方導電性接着剤を２５℃の雰囲気中に２週間放置後、３ＭＰａにて１７０℃まで１０秒間で昇温する条件で圧着し、接続抵抗を測定した。１０．０Ω未満を○（保存性良好）、１０．０Ω以上を×（保存性不良）とした。

表１〜表３より、所定の平均粒径およびカプセル膜材厚を有する潜在硬化剤に対して４０℃で２日間以上の低温長時間の予備加熱を行うことにより、低温短時間硬化性および保存安定性の両方が良好な異方導電性接着剤フィルムが得られることがわかった。

また、実験例１〜１６に係る異方導電性接着剤フィルムを用いてＬＣＤパネルとＣＯＦを接続し、表示装置部材を得た。異方導電性接着剤フィルムの接着条件は、３ＭＰａにて１７０℃まで１０秒間で昇温する条件とした。得られた表示装置部材に、電源、バックライトなどの周辺部材を設けて液晶表示装置を得た。

得られた液晶表示装置においては、ＬＣＤパネルとＣＯＦとの良好な接着性が得られた。これより、実験例１〜１６に係る異方導電性接着剤フィルムは、出力用の異方導電性接着剤フィルムとして好適に利用できることがわかった。

本発明の表示装置の構成の一例を模式的に示す断面図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。

符号の説明

１１ ＬＣＤパネル
１２ ＴＣＰ
１３ ＰＣＢ
１４ 異方導電性接着剤
１５ 導電粒子
１６ 接着剤樹脂
１７ ＩＴＯ電極
１８ ＴＣＰ電極

Claims (6)

1. （ａ）エポキシ樹脂、
   （ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物、
   （ｃ）導電性粒子、および
   （ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマー
   を必須成分として含み、
   前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の平均粒径が０．１μｍ以上３μｍ以下であって、
   樹脂フロー係数が１．５以上３．０以下であり、
   ３ＭＰａの加圧下、１０秒間で１７０℃まで昇温する加熱加圧条件下で圧着した際の反応率が７０％以上であり、
   ４０℃３日間放置後のタックが放置前のタックの７０％以上であり、
   ４０℃３日間放置後の樹脂フロー係数が放置前の樹脂フロー係数の７０％以上であることを特徴とする異方導電性接着剤フィルム。
2. 請求項１に記載の異方導電性接着剤フィルムにおいて、
   前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物とトルエンとを混合した混合物を４０℃にて９０分間放置した後の粘度が、放置前の粘度の３倍以下であることを特徴とする異方導電性接着剤フィルム。
3. 請求項１または２に記載の異方導電性接着剤フィルムにおいて、前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物のマイクロカプセル壁材膜の厚さが０．００１μｍ以上０．３μｍ以下であることを特徴とする異方導電性接着剤フィルム。
4. 請求項１乃至３いずれかに記載の異方導電性接着剤フィルムにおいて、
   前記（ｄ）ニトリル基とエポキシ基を有するエラストマーの配合比が、（ａ）エポキシ樹脂と（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物の合計１００部に対して１０部以上３００部以下であることを特徴とする異方導電性接着剤フィルム。
5. 請求項１乃至４いずれかに記載の異方導電性接着剤フィルムにおいて、前記（ａ）エポキシ樹脂は、ナフタレン骨格を有するエポキシ樹脂を含むことを特徴とする異方導電性接着剤フィルム。
6. 請求項１乃至５いずれかに記載の異方導電性接着剤フィルムにおいて、フィルム形成前に、前記（ａ）エポキシ樹脂との混合物として３５℃以上６０℃以下の温度条件下で２日以上加熱された前記（ｂ）マイクロカプセル化イミダゾール誘導体エポキシ化合物を含むことを特徴とする異方導電性接着剤フィルム。

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