特許 6490781 異方性導電ペーストおよび電子基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6490781

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】異方性導電ペーストおよび電子基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01B 1/22 20060101AFI20190318BHJP

   H01B 5/16 20060101ALI20190318BHJP

   H01B 13/00 20060101ALI20190318BHJP

   C08L 63/00 20060101ALI20190318BHJP

   C08K 3/08 20060101ALI20190318BHJP

   C08L 33/10 20060101ALI20190318BHJP

   H05K 3/32 20060101ALI20190318BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   H01B1/22 A

   H01B5/16

   H01B13/00 503D

   C08L63/00 C

   C08K3/08

   C08L33/10

   H05K3/32 B

   H05K1/14 J

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-226150(P2017-226150)

(22)【出願日】2017年11月24日

(65)【公開番号】特開2018-110106(P2018-110106A)

(43)【公開日】2018年7月12日

【審査請求日】2017年12月8日

(31)【優先権主張番号】特願2016-255337(P2016-255337)

(32)【優先日】2016年12月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390005223

【氏名又は名称】株式会社タムラ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】三木 禎大

(72)【発明者】

【氏名】岡田 直記

(72)【発明者】

【氏名】西川 大英

【審査官】 田澤 俊樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１２４５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２９６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８４８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３４５０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０９４７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０７７１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４５６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２６５７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｂ １／００−１／２４

５／００−５／１６，１３／００

Ｃ０８Ｋ ３／００−１３／０８

Ｃ０８Ｌ １／００−１０１／１６

Ｈ０５Ｋ １／００−３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）はんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）活性剤と、（Ｅ）プレゲル化剤とを含有し、
前記（Ｄ）活性剤が、有機酸、有機酸アミン塩、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物、およびアミン系活性剤からなる群から選択される少なくとも１つであり、
前記（Ｅ）プレゲル化剤の配合量が、当該異方性導電ペースト１００質量％に対して、２質量％以上２５質量％以下である
ことを特徴とする異方性導電ペースト。

【請求項2】

請求項１に記載の異方性導電ペーストにおいて、
前記（Ｂ）エポキシ樹脂が、（Ｂ１）２５℃において液状のビスフェノール型エポキシ樹脂と、（Ｂ２）ノボラック型エポキシ樹脂とを含有する
ことを特徴とする異方性導電ペースト。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の異方性導電ペーストにおいて、
前記（Ｅ）プレゲル化剤が、ポリメタクリル酸エステル系有機微粒子である
ことを特徴とする異方性導電ペースト。

【請求項4】

請求項３に記載の異方性導電ペーストにおいて、
前記ポリメタクリル酸エステル系有機微粒子は、親水処理がされているものである
ことを特徴とする異方性導電ペースト。

【請求項5】

請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の異方性導電ペーストを用いた電子基板の製造方法であって、
配線基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する塗布工程と、
前記塗布工程後の前記配線基板に対し、９０℃以上１５０℃以下の温度で３秒間以上１２０秒間以下の熱処理を施すプリヒート工程と、
前記異方性導電ペースト上に電子部品を配置し、前記電子部品を前記配線基板に、１３０℃以上２５０℃以下の温度で熱圧着する熱圧着工程と、
を備えることを特徴とする電子基板の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載の電子基板の製造方法において、
前記熱処理の温度が１００℃以上１５０℃以下であり、前記熱処理の時間が３秒間以上３０秒間以下である
ことを特徴とする電子基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異方性導電ペーストおよび電子基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、フレキ基板（フレキシブル性を有する配線基板）とリジット基板（フレキシブル性を有しない配線基板）との接続や、電子部品と配線基板との接続には、異方性導電接着剤（異方性導電フィルム、異方性導電ペースト）を用いた接続方式が利用されている。例えば、電子部品と配線基板とを接続する場合には、電極が形成された電子部品と、電極のパターンが形成された配線基板との間に異方性導電接着剤を配置し、電子部品と配線基板とを熱圧着して電気的接続を確保している。

【0003】

異方性導電ペーストとしては、はんだ粉末と、熱硬化性樹脂と、カルボン酸系硬化剤と、イミダゾール系硬化剤と、アミン系硬化剤とを含有するペーストが提案されている（例えば、特許文献１）。電子部品と配線基板とを熱圧着させると、接続対象である電子部品および配線基板の電極同士をはんだ接合することができ、これらの電極同士の間での導電性が確保される。一方、電子部品の電極同士の間隙や配線基板の電極同士の間隙では、樹脂成分内にはんだ粉末が埋設されたような状態となり、隣接電極間の絶縁性が確保される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−０４５６５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載のような異方性導電ペーストを用いる場合には、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂とその硬化剤とを反応させるために、１８０℃以上の高温で熱圧着がされる。このように高温で熱圧着をする場合には、エポキシ樹脂の硬化の進行よりも低い温度領域で、配線基板や電子部品に由来するガス（主に水などの低沸点物質）が発生する。そして、このガスが硬化前の低粘度のエポキシ樹脂中に取り込まれることによって、ボイドが発生するという問題が生じる。
そのため、従来の熱圧着工程では、ボイドの低減対策として、配線基板や電子部品の内部に取り込まれる低沸点物質を、予め揮発させておく必要があった。具体的には、配線基板や電子部品に対し、例えば、温度１５０℃で５〜１０分間程度の条件でプリベーク処理が行われていた。しかしながら、このようなプリベーク処理では、５〜１０分間程度の処理時間を要することから、プリベーク処理を省略することが求められている。

【0006】

そこで、本発明は、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略できる異方性導電ペースト、並びに、電子基板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】

【0007】

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような異方性導電ペーストおよび電子基板の製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明の異方性導電ペーストは、（Ａ）はんだ粉末と、（Ｂ）エポキシ樹脂と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）活性剤と、（Ｅ）プレゲル化剤とを含有し、前記（Ｄ）活性剤が、有機酸、有機酸アミン塩、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物、およびアミン系活性剤からなる群から選択される少なくとも１つであり、前記（Ｅ）プレゲル化剤の配合量が、当該異方性導電ペースト１００質量％に対して、２質量％以上２５質量％以下であることを特徴とするものである。

【0008】

本発明の異方性導電ペーストにおいては、前記（Ｂ）エポキシ樹脂が、（Ｂ１）２５℃において液状のビスフェノール型エポキシ樹脂と、（Ｂ２）ノボラック型エポキシ樹脂とを含有することが好ましい。
本発明の異方性導電ペーストにおいては、前記（Ｅ）プレゲル化剤が、ポリメタクリル酸エステル系有機微粒子であることが好ましい。また、このポリメタクリル酸エステル系有機微粒子は、親水処理がされているものであることが好ましい。

【0009】

本発明の電子基板の製造方法は、前記異方性導電ペーストを用いた電子基板の製造方法であって、配線基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する塗布工程と、前記塗布工程後の前記配線基板に対し、９０℃以上１５０℃以下の温度で３秒間以上１２０秒間以下の熱処理を施すプリヒート工程と、前記異方性導電ペースト上に電子部品を配置し、前記電子部品を前記配線基板に、１３０℃以上２５０℃以下の温度で熱圧着する熱圧着工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明の電子基板の製造方法においては、前記熱処理の温度が１００℃以上１５０℃以下であり、前記熱処理の時間が３秒間以上３０秒間以下であることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略できる異方性導電ペースト、並びに、電子基板の製造方法を提供できる。

【発明を実施するための形態】

【0011】

先ず、本発明の異方性導電ペーストについて説明する。
本発明の異方性導電ペーストは、以下説明する（Ａ）導電性粒子、（Ｂ）エポキシ樹脂、（Ｃ）硬化剤、（Ｄ）活性剤および（Ｅ）プレゲル化剤を含有するものである。

【0012】

［（Ａ）成分］
本発明に用いる（Ａ）導電性粒子としては、導電性を有する粒子（粉末）であれば、適宜公知のものを用いることができる。この（Ａ）成分としては、はんだ粉末、無機物粒子（ニッケル、銅、銀、カーボンなど）、無機物粒子の表面に導電性の高い金属（銀、金など）をコーティングした粒子、および、有機物粒子の表面に導電性の高い金属（銀、金など）をコーティングした粒子などが挙げられる。これらの導電性粒子は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
この（Ａ）成分としては、電極同士の間での導通性の観点から、はんだ粉末を用いることが好ましい。このはんだ粉末は、２４０℃以下の融点を有することが好ましく、低温プロセス化の観点からは、１８０℃以下の融点を有することがより好ましく、１３０℃以上１６０℃以下の融点を有することが特に好ましい。一方で、このはんだ粉末は、はんだ接合の強度の観点からは、１８０℃以上の融点を有することがより好ましい。
また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【0013】

前記（Ａ）成分は、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、およびチタン（Ｔｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属からなる金属または合金であることが好ましい。例えば、スズ基のはんだとしては、Ｓｎ−０．７Ｃｕなどのスズ−銅系；Ｓｎ−３．５Ａｇなどのスズ−銀系；Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−１．０Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−０．３Ａｇ−０．７Ｃｕなどのスズ−銀−銅系；Ｓｎ−２．５Ａｇ−１．０Ｂｉ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−１．０Ａｇ−２．０Ｂｉ−０．５Ｃｕなどのスズ−銀−ビスマス−銅系；Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ−８．０Ｉｎなどのスズ−銀−ビスマス−インジウム系；Ｓｎ−１．０Ａｇ−０．７Ｃｕ−２．０Ｂｉ−０．２Ｉｎなどのスズ−銀−銅−ビスマス−インジウム系；Ｓｎ−５８Ｂｉなどのスズ−ビスマス系；Ｓｎ−１．０Ａｇ−５８Ｂｉなどのスズ−銀−ビスマス系；Ｓｎ−５．０Ｓｂなどのスズーアンチモン系；Ｓｎ−９Ｚｎなどのスズ−亜鉛系；Ｓｎ−８．０Ｚｎ−３．０Ｂｉなどのスズ−亜鉛−ビスマス系；Ｓｎ−３０Ｉｎ−１２Ｓｂ−３Ｚｎなどのスズ−インジウム−アンチモン−亜鉛系；Ｓｎ−５６Ｂｉ−４Ｔｉなどのスズ−ビスマス−チタン系；Ｓｎ−３．５Ａｇ−４Ｔｉなどのスズ−銀−チタン系；Ｓｎ−５２Ｉｎなどのスズ−インジウム系などが挙げられる。インジウム基のはんだとしては、金属インジウムのインジウム系；Ｉｎ−３．０Ａｇなどのインジウム−銀系が挙げられる。また、上記金属、合金には更に微量成分として、上記の金属以外にも、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、リン（Ｐ）、セリウム（Ｃｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などを含有していてもよい。これらの中でも、はんだ接合の強度の観点からは、スズ−銀−銅系、スズ−銀系などが好ましい。また、低融点特性の点からは、スズ−ビスマス系、スズ−銀−ビスマス系、スズ−インジウム系、インジウム系、インジウム−銀系などがより好ましい。

【0014】

前記（Ａ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上１５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上１２μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。

【0015】

前記（Ａ）成分の配合量は、異方性導電ペースト１００質量％に対して、１５質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１７質量％以上３５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上３０質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記下限以上であれば、得られる異方性導電ペーストの接着強度および導電性を確保できる。他方、（Ａ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの絶縁性を確保できる。

【0016】

［（Ｂ）成分］
本発明に用いる（Ｂ）エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。また、この（Ｂ）成分は、（Ｂ１）２５℃において液状のビスフェノール型エポキシ樹脂と、（Ｂ２）ノボラック型エポキシ樹脂とを含有することが好ましい。このように、（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分を併用することにより、プリヒート時のプレゲル性を維持しつつ、接着強度を向上できる。さらに、この（Ｂ）成分は、前記（Ｂ１）成分および前記（Ｂ２）成分以外の他のエポキシ樹脂（以下（Ｂ３）成分ともいう）を含有していてもよい。

【0017】

前記（Ｂ１）成分としては、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型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記（Ｂ２）成分としては、ビフェニ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およびフェノールノボラック型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、接着強度および絶縁性の観点から、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂が好ましい。また、これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記（Ｂ１）成分および前記（Ｂ２）成分を併用する場合、前記（Ｂ１）成分の配合量は、前記（Ｂ）成分１００質量％に対して、５０質量％以上９０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。

【0018】

前記（Ｂ３）成分としては、結晶性エポキシ樹脂（テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、トリグリシジルイソシアヌレートなど）、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、および２５℃において固体のビスフェノール型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらの中でも、耐熱性などの観点から、結晶性エポキシ樹脂が好ましく、テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタンが特に好ましい。また、これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0019】

前記（Ｂ）成分の配合量は、異方性導電ペースト１００質量％に対して、３０質量％以上７５質量％以下であることが好ましく、４０質量％以上６５質量％以下であることがより好ましく、４５質量％以上６０質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの接着強度を確保できる。他方、（Ｂ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの粘度を低くでき、塗布性を確保できる。

【0020】

［（Ｃ）成分］
本発明に用いる（Ｃ）硬化剤としては、イミダゾール類、イミダゾール誘導体およびエポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、硬化性および硬化物の性能の観点から、イミダゾール類およびイミダゾール誘導体の少なくともいずれか１つと、エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤と併用することが好ましい。

【0021】

前記イミダゾール類としては、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシ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、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、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、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、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イト、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、および２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。これらの中でも、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、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、および１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイトなどを用いることが好ましい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記イミダゾール類の市販品としては、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＰＨＺ−ＰＷ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２ＭＺ−Ａ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＰＺ−ＣＮ、２ＰＺＣＮＳ−ＰＷ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮ、およびＣ１１Ｚ−Ａなど（四国化成工業社製など、商品名）が挙げられる。

【0022】

前記イミダゾール誘導体は、イミダゾール類から誘導して得られるものである。前記イミダゾール誘導体の市販品としては、サンマイド ＬＨ−２１０、Ｉｍｉｃｕｒｅ ＡＭＩ−２、および、Ｉｍｉｃｕｒｅ ＨＡＰＩなど（エアープロダクツ社製、商品名）が挙げられる。
エポキシ樹脂アミンアダクト系硬化剤としては、例えば、アミキュアＰＮ−２３、ＰＮ−Ｆ、ＭＹ−２４、ＶＤＨ、ＵＤＨ、ＰＮ−３１、ＰＮ−４０（味の素ファインテクノ社製、商品名）、ＥＨ−３６１５Ｓ、ＥＨ−３２９３Ｓ、ＥＨ−３３６６Ｓ、ＥＨ−３８４２、ＥＨ−３６７０Ｓ、ＥＨ−３６３６ＡＳ、ＥＨ−４３４６Ｓ（ＡＤＥＫＡ社製、商品名）が挙げられる。

【0023】

前記（Ｃ）成分の配合量は、異方性導電ペースト１００質量％に対して、５質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、７質量％以上２５質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量が前記下限以上であれば、得られる異方性導電ペーストの硬化性を確保できる。他方、（Ｃ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの保存安定性を確保できる。

【0024】

［（Ｄ）成分］
本発明に用いる（Ｄ）活性剤としては、有機酸、有機酸アミン塩、非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、環境対策の観点からは、有機酸、有機酸アミン塩を用いることが好ましい。

【0025】

前記有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、グリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、グルタル酸、アジピン酸などが好ましい。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。

【0026】

前記有機酸アミン塩は、前記有機酸のアミン塩である。前記アミンとしては、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数３〜１３のアミンを用いることが好ましく、炭素数４〜７の１級アミンを用いることがより好ましい。
前記芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
前記脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。

【0027】

前記非解離型活性剤としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシル化合物のように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、トリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシル化合物としては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物、２−クロロ安息香酸、３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物、その他これらに類する化合物が挙げられる。

【0028】

前記アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、バリンなど）、アミド系化合物などが挙げられる。具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩（塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、セバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。

【0029】

前記（Ｄ）成分の配合量としては、異方性導電ペースト１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３質量％以下であることが特に好ましい。（Ｄ）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ粉末の表面への活性作用を確保できる。また、（Ｄ）成分の配合量が前記上限以下であれば、得られる異方性導電ペーストの絶縁性を確保できる。

【0030】

［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）プレゲル化剤は、エポキシ樹脂との相溶性が良好な有機微粒子である。また、この（Ｅ）成分は、所定温度以上かつエポキシ樹脂の硬化温度以下に加熱した場合に、有機微粒子が膨潤することで、異方性導電ペーストをゲル化できるものである。前記（Ｅ）成分は、ボイド抑制の観点から、ポリメタクリル酸エステル系有機微粒子であることが好ましい。また、このポリメタクリル酸エステル系有機微粒子は、親水処理がされているものであることが好ましい。また、前記（Ｅ）成分は、コアシェル構造を有するものであってもよい。

【0031】

前記（Ｅ）成分の平均粒子径は、０．１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
前記（Ｅ）成分の市販品としては、ゼフィアックＦ３０１、Ｆ３０３、Ｆ３２０、およびＦ３５１など（アイカ工業社製など、商品名）が挙げられる。

【0032】

前記（Ｅ）成分の配合量は、異方性導電ペースト１００質量％に対して、２質量％以上２５質量％以下であることが必要である。（Ｅ）成分の配合量が２質量％未満では、熱圧着工程前のプリヒート処理の時間が短い場合に、ボイドの発生を抑制できない。他方、（Ｅ）成分の配合量が２５質量％を超えると、得られる異方性導電ペーストの接着強度が低下するとともに、導通性が不十分となる。また、得られる異方性導電ペーストのボイドおよび導通性のバランスの観点から、前記（Ｅ）成分の配合量は、異方性導電ペースト１００質量％に対して、３質量％以上２０質量％以下であることがより好ましく、４質量％以上１５質量％以下であることが特に好ましい。

【0033】

また、本発明の異方性導電ペーストは、前記（Ａ）成分〜前記（Ｅ）成分の他に、（Ｆ）チクソ剤をさらに含有してもよい。

【0034】

［（Ｆ）成分］
本発明に用いる（Ｆ）チクソ剤としては、公知のチクソ剤を適宜用いることができる。このようなチクソ剤としては、例えば、脂肪酸アマイド、水添ヒマシ油、オレフィン系ワックス、およびアモルファスシリカなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪酸アマイド、アモルファスシリカが好ましく、特に、得られる異方性導電ペーストのにじみにくさの観点からは、アモルファスシリカが好ましい。アモルファスシリカとしては、アエロジルＲ９７４、およびアエロジル２００などが挙げられる。
前記（Ｆ）成分の配合量は、異方性導電ペースト１００質量％に対して、０．５質量％以上４質量％以下であることが好ましい。（Ｆ）成分の配合量が前記下限以上であれば、十分なチクソ性が得られ、ダレを十分に抑制できる。また、（Ｆ）成分の配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎて、塗布不良となることはない。

【0035】

本発明の異方性導電ペーストは、必要に応じて、前記（Ａ）成分〜前記（Ｆ）成分の他に、界面活性剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の配合量としては、異方性導電ペースト１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。

【0036】

［電子基板の製造方法］
次に、本発明の電子基板の製造方法について説明する。
本発明の電子基板の製造方法は、前述した本発明の異方性導電ペーストを用いた電子基板の製造方法であって、配線基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する塗布工程と、前記塗布工程後の前記配線基板に対し、９０℃以上１５０℃以下の温度で３秒間以上１２０秒間以下の熱処理を施すプリヒート工程と、前記異方性導電ペースト上に電子部品を配置し、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、を備えることを特徴とする方法である。
配線基板としては、プリント配線基板などの公知の配線基板を使用できる。また、電子部品としては、複数の電極を有するものであれば、特に限定されず、例えば、フレキ基板であってもよい。ここでは、異方性導電ペーストを用いて、リジット基板およびフレキ基板の電極同士を接続する場合を例に挙げて説明する。

【0037】

塗布工程においては、前記リジット基板上に前記異方性導電ペーストを塗布する。
ここで用いる塗布装置としては、例えば、ディスペンサー、スクリーン印刷機、ジェットディスペンサーおよびメタルマスク印刷機が挙げられる。
また、塗布膜の厚みは、特に限定されないが、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。厚みが前記下限未満では、リジット基板の電極上にフレキ基板を搭載した際の付着力が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、接続部分以外にもペーストがはみ出しやすくなる傾向にある。

【0038】

プリヒート工程においては、前記塗布工程後の前記配線基板に対し、９０℃以上１５０℃以下の温度で３秒間以上１２０秒間以下の熱処理を施す。
プリヒート工程における熱処理は、前記範囲内であればよいが、作業性の観点から適宜変更してもよい。例えば、熱処理の温度は、１００℃以上１５０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１４０℃以下であることがより好ましく、１２０℃以上１３０℃以下であることが特に好ましい。なお、熱処理の温度は、前記はんだ粉末の融点よりも低いことが好ましい。また、熱処理の時間は、３秒間以上３０秒間以下であることが好ましく、５秒間以上２０秒間以下であることがより好ましく、５秒間以上１０秒間以下であることが特に好ましい。
また、はんだ粉末を含有する異方性導電ペーストを用いる場合には、熱処理の温度を、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上低い温度（より好ましくは１０℃以上低い温度）とすることが好ましい。
なお、本発明においては、このように処理時間の短いプリヒート工程を行うことにより、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略できる。すなわち、従来は、ボイドの低減対策として、配線基板や電子部品の内部に取り込まれる低沸点物質を、予め揮発させておくプリベーク処理が必要であった。しかし、本発明の異方性導電ペーストを用いる場合には、プリヒート工程により、異方性導電ペーストをプレゲル化することができる。そして、配線基板や電子部品に由来するガス（主に水などの低沸点物質）が発生したとしても、エポキシ樹脂中に取り込まれることを抑制できる。そのため、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略した場合でも、ボイドの発生を十分に抑制できる。

【0039】

熱圧着工程においては、前記異方性導電ペースト上に前記フレキ基板を配置し、前記フレキ基板を前記リジット基板に熱圧着する。また、はんだ粉末を含有する異方性導電ペーストを用いる場合には、熱圧着時の温度を、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高い温度（より好ましくは１０℃以上高い温度）とすることが好ましい。
熱圧着時の温度が、前記はんだ粉末の融点よりも１℃以上高いという条件を満たさない場合には、はんだを十分に溶融させることができない傾向にある。そのため、フレキ基板およびリジット基板の間に十分なはんだ接合を形成できず、フレキ基板およびリジット基板の間の導電性が不十分となる傾向にある。
熱圧着時の温度は、１３０℃以上２５０℃以下とすることが好ましく、１５０℃以上２４０℃以下とすることがより好ましく、１８０℃以上２２０℃以下とすることが特に好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、０．０５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．１ＭＰａ以上３．５ＭＰａ以下とすることがより好ましい。圧力が前記下限以上であれば、リジット基板およびフレキ基板の間に十分なはんだ接合を形成でき、リジット基板およびフレキ基板の間の導電性を向上できる。他方、圧力が前記上限以下であれば、リジット基板に過度のストレスがかかることを抑制でき、デッドスペースを少なくできる。
なお、本発明においては、上記のように、熱圧着時の圧力を、導電性フィラー系の異方性導電ペーストを用いる方法による場合と比較して、低い圧力範囲に設定することができる。そのため、熱圧着工程に用いる装置の低コスト化を達成することもできる。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、通常、１秒間以上６０秒間以下であり、２秒間以上２０秒間以下であることが好ましく、３秒間以上１５秒間以下であることがより好ましい。

【0040】

また、本発明の異方性導電ペーストを用いた接続方法は、前記接続方法に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。

【実施例】

【0041】

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ）成分）
導電性粒子：はんだ粉末、平均粒子径は１２μｍ、はんだの融点は１３９℃、はんだの組成は４２Ｓｎ／５８Ｂｉ
（（Ｂ１）成分）
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＦ型とビスフェノールＡ型との混合液状エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＲＯＮ ＥＸＡ−８３０ＬＶＰ」、ＤＩＣ社製
（（Ｂ２）成分）
エポキシ樹脂Ｂ：ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂、商品名「ＮＣ−３０００」、日本化薬社製
（（Ｂ３）成分）
エポキシ樹脂Ｃ：テトラキス（グリシジルオキシフェニル）エタン、商品名「ＧＴＲ−１８００」、日本化薬社製
（（Ｃ）成分）
硬化剤Ａ：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、商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ」、四国化成工業社製
硬化剤Ｂ：イミダゾール誘導体、商品名「サンマイド ＬＨ−２１０」、エアープロダクツ社製
硬化剤Ｃ：エポキシ樹脂アミンアダクト、「アミキュアＰＮ−Ｆ」、味の素ファインテクノ社製
（（Ｄ）成分）
活性剤Ａ：アジピン酸
活性剤Ｂ：ベンジルアミンアジピン酸塩
（（Ｅ）成分）
プレゲル化剤Ａ：改質ポリメタクリル酸エステル微粒子（親水処理）、商品名「ゼフィアック Ｆ３０３」、アイカ工業社製
プレゲル化剤Ｂ：ポリメタクリル酸エステル微粒子、商品名「ゼフィアック Ｆ３２０」、アイカ工業社製
プレゲル化剤Ｃ：コアシェル型アクリル系微粒子、商品名「ゼフィアック Ｆ３５１」、アイカ工業社製
（（Ｆ）成分）
チクソ剤Ａ：商品名「ゲルオールＤ」、新日本理化社製
チクソ剤Ｂ：アモルファスシリカ、商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７４」、日本アエロジル社製
（他の成分）
有機微粒子：多層構造有機微粒子、商品名「スタフィロイド ＡＣ−３３５５」、アイカ工業社製

【0042】

［実施例１］
エポキシ樹脂Ａ３５質量部、エポキシ樹脂Ｂ１５質量部、エポキシ樹脂Ｃ５質量部、硬化剤Ａ５質量部、硬化剤Ｂ５質量部、硬化剤Ｃ５質量部、活性剤Ａ１質量部、活性剤Ｂ１質量部、チクソ剤Ａ１質量部、チクソ剤Ｂ２質量部、およびプレゲル化剤Ａ３質量部を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させて樹脂組成物を得た。
その後、得られた樹脂組成物７８質量部に対し、導電性粒子２５質量部を容器に投入し、混練機にて２時間混合することで異方性導電ペーストを調製した。
次に、リジット基板（基材：ＦＲ−４、ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１８μｍ）を準備し、リジット基板の櫛形電極上に、得られた異方性導電ペーストをディスペンサーにて塗布した（厚み：０．２ｍｍ）。そして、塗布後のリジット基板に対し、１３０℃の温度で１０秒間のプリヒートを行い、その後、異方性導電ペースト上に、フレキ基板（ライン幅：１００μｍ、ピッチ：２００μｍ、銅厚：１２μｍ）を配置し、熱圧着装置（アドバンセル社製）を用いて、温度１８０℃、圧力１．０ＭＰａ、圧着時間１５秒の条件で、フレキ基板をリジット基板に熱圧着して、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。

【0043】

［実施例２〜６および比較例１〜３］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、異方性導電ペーストを得た。
また、得られた異方性導電ペーストを用いた以外は実施例１と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。

【0044】

＜異方性導電ペーストの評価＞
異方性導電ペーストの評価（ボイド、接着強度、導通性、初期接合不良率）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）ボイド
評価基板を、測定顕微鏡（オリンパス社製の「ＳＴＭ６」）で観察し、評価基板におけるリジット基板とフレキ基板が重なり合う部分の面積と、泡の存在する箇所の面積とを測定し、泡の占める比率［（泡の存在する箇所の面積）／（重なり合う部分の面積）×１００％］を測定した。ボイドの評価は、以下の基準に従って評価した。
○：泡の占める比率が１０％以下である。
△：泡の占める比率が１０％超２０％以下である。
×：泡の占める比率が２０％超である。
（２）接着強度（ピール強度）
試験機（Ｄａｇｅ社製の「Ｄａｇｅ４０００」）を用い、評価基板におけるリジット基板に対するフレキ基板の角度が９０度となるようにして、フレキ基板を試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、そのときのピール強度（単位：Ｎ／ｍｍ）を測定した。そして、接着強度は、以下の基準に従って評価した。
○：ピール強度が０．８Ｎ／ｍｍ以上である。
△：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ以上０．８Ｎ／ｍｍ未満である。
×：ピール強度が０．６Ｎ／ｍｍ未満である。
（３）導通性
デジタルマルチメーター（アジレント・テクノロジー社製の「３４４１０Ａ」）を用いて、評価基板の抵抗値を測定した。なお、リジット基板の電極とフレキ基板の電極に、それぞれ端子を接続して抵抗値を測定した。測定基準として抵抗値が測定されれば、導通していることがわかり、回路の形成が可能であると判断できる。導通性は、以下の基準に従って評価した。
○：抵抗値が１００ｍΩ以下である。
△：抵抗値が１００ｍΩ超である。
×：抵抗値が高すぎて、測定できない。
（４）初期接合不良率
導通性試験の評価基板を１０枚準備し、それぞれの評価基板について、導通性試験を行った。評価基板の数（試験片数）に対する導通性の評価結果が「×」となった回数（測定不能数）との比（測定不能数／試験片数）を、初期接合不良率として、評価した。

【0045】

【表1】

【0046】

表１に示す結果からも明らかなように、本発明の異方性導電ペーストを用いた場合（実施例１〜６）には、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略した場合でも、ボイドの発生を十分に抑制でき、十分な接着強度および導通性を有することが確認された。従って、本発明の異方性導電ペーストによれば、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略できることが確認された。
これに対し、プレゲル化剤を含有しない異方性導電ペーストを用いた場合（比較例１および３）には、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略した場合にはボイドの問題が生じることが分かった。また、プレゲル化剤の配合量が多過ぎる場合（比較例２）には、導通性の問題が発生することが分かった。

【0047】

［実施例７］
塗布後のリジット基板に対し、９０℃の温度で３秒間のプリヒートを行った以外は実施例２と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
［実施例８］
塗布後のリジット基板に対し、１５０℃の温度で１２０秒間のプリヒートを行った以外は実施例２と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
［実施例９］
塗布後のリジット基板に対し、９０℃の温度で１２０秒間のプリヒートを行った以外は実施例２と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。
［実施例１０］
塗布後のリジット基板に対し、１５０℃の温度で３秒間のプリヒートを行った以外は実施例２と同様にして、フレキ基板付のリジット基板（評価基板）を作製した。

【0048】

＜電子基板の製造方法の評価＞
電子基板の製造方法の評価（ボイド、接着強度、導通性、初期接合不良率）を、前述した異方性導電ペーストの評価と同様の方法で行った。得られた結果を表２に示す。また、プリヒート工程における熱処理温度および熱処理時間を表２に示す。なお、参考のために、実施例２の結果も表２に示す。

【0049】

【表2】

【0050】

表２に示す結果からも明らかなように、プリヒート工程における熱処理温度が９０℃以上１５０℃以下であり、熱処理時間が３秒間以上１２０秒間以下であれば（実施例７〜１０）、本発明の異方性導電ペーストを用いた場合に、熱圧着工程前のプリベーク処理を省略した場合でも、ボイドの発生を十分に抑制でき、十分な接着強度および導通性を有することが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明の異方性導電ペーストは、配線基板同士（例えば、フレキ基板とリジット基板）を接続する技術や、電子部品と配線基板とを接続する技術として好適に用いることができる。