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特開2024-161731接着剤組成物、構造体及びその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161731
(43)【公開日】2024-11-20
(54)【発明の名称】接着剤組成物、構造体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C09J 171/10 20060101AFI20241113BHJP
   C09J 175/04 20060101ALI20241113BHJP
   C09J 9/02 20060101ALI20241113BHJP
   H01B 1/22 20060101ALI20241113BHJP
   H01B 5/16 20060101ALI20241113BHJP
【FI】
C09J171/10
C09J175/04
C09J9/02
H01B1/22 D
H01B5/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023076709
(22)【出願日】2023-05-08
(71)【出願人】
【識別番号】000004455
【氏名又は名称】株式会社レゾナック
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100169454
【弁理士】
【氏名又は名称】平野 裕之
(74)【代理人】
【識別番号】100201226
【弁理士】
【氏名又は名称】水木 佐綾子
(72)【発明者】
【氏名】川口 将矢
(72)【発明者】
【氏名】工藤 直
【テーマコード(参考)】
4J040
5G301
5G307
【Fターム(参考)】
4J040EE061
4J040EF001
4J040HA136
4J040HD30
4J040HD36
4J040JB10
4J040KA11
4J040KA32
4J040KA42
4J040LA01
4J040NA20
5G301DA03
5G301DA05
5G301DA06
5G301DA10
5G301DA13
5G301DA18
5G301DA22
5G301DA23
5G301DA42
5G301DD03
5G301DD08
5G301DE01
5G307HA02
5G307HB01
5G307HB03
5G307HC01
5G307HC04
5G307HC05
(57)【要約】
【課題】塩水環境下に置かれた場合であっても、接続部での接続抵抗を小さくできる接着剤組成物を提供する。
【解決手段】(a)フェノキシ樹脂、(b)ウレタン結合を有する熱可塑性樹脂、(c)ラジカル重合性化合物、(d)ラジカル重合開始剤、(e)非導電性無機微粒子、及び(f)金属水酸化物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属化合物を含む粒子を含有する接着剤組成物であって、(f)成分における金属化合物が、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、ビスマス、カルシウム、錫、マンガン、及びアンチモンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、接着剤組成物を180℃で1時間加熱して得られる硬化物の、40℃環境下における貯蔵弾性率E‘が、1.0×10~1.0×1010Paである、接着剤組成物。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)フェノキシ樹脂、
(b)ウレタン結合を有する熱可塑性樹脂、
(c)ラジカル重合性化合物、
(d)ラジカル重合開始剤、
(e)非導電性無機微粒子、及び
(f)金属水酸化物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属化合物を含む粒子
を含有する接着剤組成物であって、
前記(f)成分における前記金属化合物が、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、ビスマス、カルシウム、錫、マンガン、及びアンチモンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、
前記接着剤組成物を180℃で1時間加熱して得られる硬化物の、40℃環境下における貯蔵弾性率E‘が、1.0×10~1.0×1010Paである、接着剤組成物。
【請求項2】
前記(a)成分の含有量が、前記(b)成分の含有量以上である、請求項1に記載の接着剤組成物。
【請求項3】
フロー率が120%以上である、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
【請求項4】
(g)導電粒子を更に含有する、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
【請求項5】
回路接続用である、請求項1又は2に記載の接着剤組成物。
【請求項6】
第一の回路電極を有する第一の回路部材と、
第二の回路電極を有する第二の回路部材と、
前記第一の回路部材及び前記第二の回路部材の間に配置された回路接続部材と、を備え、
前記第一の回路電極及び前記第二の回路電極が電気的に接続されており、
前記回路接続部材が、請求項1又は2に記載の接着剤組成物又はその硬化物を含む、構造体。
【請求項7】
第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有する第二の回路部材との間に、請求項1又は2に記載の接着剤組成物を配置する配置工程と、
前記第一の回路部材と前記第二の回路部材とを加圧して、前記第一の回路電極と前記第二の回路電極とを電気的に接続させると共に、前記接着剤組成物を硬化させる硬化工程と、を備える、構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接着剤組成物、構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、回路接続を行うために各種の接着材料が使用されている。例えば、液晶ディスプレイと、フレキシブルプリント配線板(FPC)、テープキャリアパッケージ(TCP)若しくはチップオンフィルム(COF)との接続のための接着材料として、接着剤中に導電粒子が分散された異方導電性を有する回路接続用接着剤フィルムが使用されている。
【0003】
異方導電性を有する回路接続用接着剤フィルムが使用される精密電子機器の分野では、回路の高密度化が進んでおり、電極幅及び電極間隔が極めて狭くなっている。このため、微小電極上に効率良く導電粒子を捕捉させ、同時に高い接続信頼性を得ることが容易ではなくなっている。
【0004】
近年、スマートフォン、タブレット等のモバイル端末は小型化しており、スマートウォッチ等のウェアラブル端末(身につける端末)の開発も活性化している。これらの端末は使用用途から想定される優れた耐候性が求められており、端末を構成する回路部材の接続に用いられる接着剤フィルムに対しては、特に、汗、海水等の塩水を想定した耐塩水性が求められるようになってきた。耐塩水性の向上を目的として、所定の金属化合物を添加することで接続信頼性を向上させた接着剤組成物が報告されている(例えば特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第2017/090659号
【特許文献2】国際公開第2009/063827号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ウェアラブル端末等の小型のモバイル端末においては、回路接続部の接続面積がより小さくなっている。そのため、回路接続部を形成する接着剤フィルムには、回路接続部における接着性が優れ、回路接続部での接続抵抗の悪化が生じにくいこと(接続抵抗が大きくなりにくいこと)が求められている。
【0007】
そこで本発明は、塩水環境下に置かれた場合であっても、接続部での接続抵抗を小さくできる接着剤組成物、及びこれを用いた構造体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】
【0008】
本発明は、下記の側面を含む。
[1](a)フェノキシ樹脂、(b)ウレタン結合を有する熱可塑性樹脂、(c)ラジカル重合性化合物、(d)ラジカル重合開始剤、(e)非導電性無機微粒子、及び(f)金属水酸化物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属化合物を含む粒子を含有する接着剤組成物であって、(f)成分における金属化合物が、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、ビスマス、カルシウム、錫、マンガン、及びアンチモンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、接着剤組成物を180℃で1時間加熱して得られる硬化物の、40℃環境下における貯蔵弾性率E‘が、1.0×10~1.0×1010Paである、接着剤組成物。
[2](a)成分の含有量が、(b)成分の含有量以上である、[1]に記載の接着剤組成物。
[3]フロー率が120%以上である、[1]又は[2]に記載の接着剤組成物。
[4](g)導電粒子を更に含有する、[1]~[3]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[5]回路接続用である、[1]~[4]のいずれかに記載の接着剤組成物。
[6]第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有する第二の回路部材と、第一の回路部材及び第二の回路部材の間に配置された回路接続部材と、を備え、第一の回路電極及び第二の回路電極が電気的に接続されており、回路接続部材が、[1]~[5]のいずれかに記載の接着剤組成物又はその硬化物を含む、構造体。
[7]第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有する第二の回路部材との間に、[1]~[5]のいずれかに記載の接着剤組成物を配置する配置工程と、第一の回路部材と第二の回路部材とを加圧して、第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続させると共に、接着剤組成物を硬化させる硬化工程と、を備える、構造体の製造方法。
【0009】
上記の接着剤組成物によれば、塩水環境下に置かれた場合であっても、電気信号の伝搬に十分な程度に低抵抗である構造体(例えば回路接続構造体)を得ることができる。また、この接着剤組成物は、塩水環境下に置かれた場合の接着力にも優れている。このような効果が得られる理由としては、まず、樹脂中に拡散した塩水中のイオン性成分を特定の金属化合物がトラップすることで、当該イオン性成分の界面への侵入と界面への寄与が抑制されるためと推察される。加えて、本接着剤組成物が特定の貯蔵弾性率を備えることで、導通に適切な回路部材間の間隔と剛性を保持できるために、上記の効果が得られ、良好な接続信頼性を得られると推察される。
【0010】
また、従来のラジカル硬化系の接着剤組成物によって接続された接続構造体が、耐塩水性に劣る原因の一つとして、接続部となる接着剤組成物の硬化物の極性が低いことが挙げられる。例えば、ラジカル重合性化合物の重合体が主骨格として炭素-炭素結合(C-C)を有する場合には、極性が低い傾向がある。その場合、被着体(基板等)と接着剤組成物の硬化物との界面の密着性が不十分となり、塩水中のイオン性成分が前記界面に容易に侵入し、接着阻害が起こると考えられる。特に、被着体が、SiO、SiN等の絶縁材料を含む絶縁材料部を有する場合、当該絶縁材料部は、表面に水酸基を多数有し、水(塩水等)に対して濡れやすいのに対し、ラジカル硬化系の接着剤組成物に対して濡れにくいため、接着阻害が起こりやすくなると考えられる。これに対し、本発明に係る接着剤組成物においては、特定の金属酸化物及び/又は金属水酸化物が含まれることにより、接着剤組成物自体の極性が上がり、更に、接着阻害を招くイオン性成分が金属酸化物及び/又は金属水酸化物に捕捉されて接着阻害が抑制されることにより、接続構造体の耐塩水性を高めることができると考えられる。
【0011】
(a)フェノキシ樹脂の含有量が(b)ウレタン結合を有する熱可塑性樹脂の含有量以上であると、接着剤組成物が低透湿化して、イオン性の水分が系内に拡散することが抑制されるため、上記の効果が更に優れたものとなると推察される。また、接着剤組成物が特定のフロー率を有することにより、導通に適切な回路部材間の間隔と剛性をより保持しやすくするため、更に良好な接続信頼性を有することができると推察される。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、塩水環境下に置かれた場合であっても、接続部での接続抵抗を小さくできる接着剤組成物、及びこれを用いた構造体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の構造体の一実施形態を示す模式断面図である。
図2】本発明の構造体の他の一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。
【0015】
本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート、及び、それに対応するメタクリレートの少なくとも一方を意味する。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル酸」等の他の類似の表現においても同様である。以下で例示する材料は、特に断らない限り、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。「A又はB」とは、A及びBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。「常温」とは、25℃を意味する。
【0016】
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
【0017】
本明細書において「接着剤成分」とは、接着剤組成物に含まれる成分のうち、導電粒子を除く成分(固形分)を総称したものである。
【0018】
<接着剤組成物>
本実施形態の接着剤組成物は、(a)フェノキシ樹脂(以下、(a)成分ともいう)、(b)ウレタン結合を有する熱可塑性樹脂(以下、(b)成分ともいう)、(c)ラジカル重合性化合物(以下、(c)成分ともいう)、(d)ラジカル重合開始剤(以下、(d)成分ともいう)、(e)非導電性無機微粒子(以下、(e)成分ともいう)、及び(f)金属水酸化物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属化合物を含む粒子(以下、(f)成分ともいう)を少なくとも含有する接着剤組成物である。以下、各成分について説明する。
【0019】
[(a)成分]
本実施形態の接着剤組成物は、熱可塑性樹脂として、(a)フェノキシ樹脂を含有する。本実施形態で用いられる(a)成分は、例えば、2官能エポキシ樹脂と2官能フェノール類を重付加させることで得られる樹脂、及び2官能フェノール類とエピハロヒドリンを高分子化するまで反応させることで得られる樹脂を有することができる。(a)成分は、例えば2官能フェノール類1モルと、エピハロヒドリン0.985~1.015モルとをアルカリ金属水酸化物等の触媒の存在下、非反応性溶剤の中で40~120℃の温度で反応させることで得ることができる。(a)成分としては、特に、2官能性エポキシ樹脂と2官能性フェノール類の配合当量比をエポキシ基/フェノール水酸基=1/0.9~1/1.1として、アルカリ金属化合物、有機燐系化合物、環状アミン系化合物等の触媒の存在下、沸点が120℃以上の有機溶剤(アミド系、エーテル系、ケトン系、ラクトン系、アルコール系溶剤等)の中で、反応固形分が50質量%以下の条件で50~200℃で加熱して重付加反応させて得た樹脂が好ましい。このような樹脂を用いることにより、樹脂の機械的特性及び熱的特性を優れたものとすることができる。(a)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0020】
2官能エポキシ樹脂としては、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AD型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビフェニルジグリシジルエーテル、メチル置換ビフェニルジグリシジルエーテル等が挙げられる。2官能フェノール類は、2個のフェノール性水酸基を有する化合物である。2官能フェノール類としては、ハイドロキノン類;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールAD、ビスフェノールS、ビスフェノールフルオレン、メチル置換ビスフェノールフルオレン、ジヒドロキシビフェニル、メチル置換ジヒドロキシビフェニル等のビスフェノール類などをあげることができる。(a)成分は、ラジカル重合性の官能基、又はその他の反応性化合物によって変性(例えば、エポキシ変性)された樹脂であってもよい。
【0021】
(a)成分の重量平均分子量は、接着剤組成物の接着強度に更に優れる観点から、好ましくは5000以上、より好ましくは10000以上である。(a)成分の重量平均分子量は、他の成分との相溶性が良好であり、接着剤の流動性の低下を抑制できる観点から、好ましくは400000以下、より好ましくは200000以下、更に好ましくは150000以下である。上記の観点から、(a)成分の重量平均分子量は、5000~400000、5000~200000、又は10000~150000であってもよい。ここでの重量平均分子量は、下記の表1に示す条件に従って、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー法(GPC)により標準ポリスチレンによる検量線を用いて測定される(以下同様)。
【0022】
【表1】
【0023】
(a)成分の含有量は、接着剤組成物中の接着剤成分の全量を基準として、5質量%以上、10質量%以上、20質量%以上、又は25質量%以上であってよく、45質量%、40質量%、又は35質量%以下であってよい。
【0024】
接着剤組成物中の(a)成分の含有量は、後述する(b)成分の含有量以上であることが好ましく、(b)成分の含有量よりも多いことがより好ましい。これにより、耐塩水性に更に優れ、塩水環境下での接続抵抗を更に小さくすることができる。(b)成分に対する(a)成分の質量比((a)/(b))は、好ましくは、1以上、1.5以上、又は2以上である。(a)/(b)は、10以下、又は7以下であってもよい。
【0025】
[(b)成分]
本実施形態の接着剤組成物は、熱可塑性樹脂として、(b)ウレタン結合を有する熱可塑性樹脂を含有する。本実施形態で用いられる(b)成分は、例えば、ポリオールとジイソシアネート等のイソシアネート成分との反応により得ることができる。
【0026】
(b)成分の合成に用いられるポリオールとしては、例えば、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、アクリルポリオール、ポリウレタンポリオール、フタル酸系ポリオール等の芳香族系ポリオールなどが挙げられる。具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール等を基本骨格としたものなどが挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0027】
イソシアネート成分としては、例えば、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物が挙げられる。具体的には、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート(IPDI)等が挙げられる。また、イソシアネート成分として、上記ジイソシアネートモノマーから形成したイソシアヌレート化合物(3官能)又はウレトジオン化合物(2官能)を用いることもできる。さらに、イソシアネート成分として、末端イソシアネート基ポリイソシアネート(例えば、アダクト型ポリイソシアネート、ビウレット型ポリイソシアネート等)を用いることもできる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0028】
(b)成分の重量平均分子量は、接着剤組成物をフィルム形状で用いる場合のフィルム形成性に優れる観点から、好ましくは5000以上、より好ましくは10000以上である。(b)成分の重量平均分子量は、接着剤組成物中の他の成分との相溶性が良好となる観点から、好ましくは150000以下、より好ましくは80000以下である。上記の観点から、(b)成分の重量平均分子量は、5000~150000、又は10000~80000であってもよい。
【0029】
(b)成分の含有量は、接着剤組成物中の接着剤成分の全量を基準として、1質量%以上、3質量%以上、又は5質量%以上であってよく、30質量%、25質量%、20質量%又は15質量%以下であってよい。
【0030】
[(c)成分]
本実施形態の接着剤組成物は、(c)ラジカル重合性化合物を含有する。ラジカル重合性化合物とは、ラジカル重合可能な官能基を有する化合物である。(c)成分としては、(メタ)アクリレート化合物、マレイミド化合物、シトラコンイミド樹脂、ナジイミド樹脂等が挙げられる。「(メタ)アクリレート化合物」とは、(メタ)アクリロイル基を有する化合物を意味する。ラジカル重合性化合物は、モノマー又はオリゴマーの状態で用いてもよく、モノマーとオリゴマーとを併用することもできる。(c)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0031】
(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-1,3-ジ(メタ)アクリロキシプロパン、2,2-ビス[4-((メタ)アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、トリス((メタ)アクリロイロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタン(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸EO変性ジ(メタ)アクリレート、9,9-ビス-[4-(2-(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン等が挙げられる。(メタ)アクリレート化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。(メタ)アクリレート化合物以外の(c)成分としては、例えば、特許文献2(国際公開第2009/063827号)に記載の化合物を好適に使用することができる。
【0032】
(c)成分としては、優れた保存安定性を得る観点から、(メタ)アクリレート化合物が好ましく、ウレタン(メタ)アクリレートがより好ましい。(メタ)アクリレート化合物は、耐熱性が向上する観点から、ジシクロペンテニル基、トリシクロデカニル基及びトリアジン環からなる群より選ばれる少なくとも1種の置換基を有することが好ましい。
【0033】
また、(c)成分として、下記一般式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物を用いることが好ましく、(メタ)アクリレート化合物等の上記ラジカル重合性化合物と、式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物とを併用することがより好ましい。これらの場合、無機物(金属等)の表面に対する接着強度が向上するため、例えば、回路電極同士の接着に好適である。
【0034】
【化1】

[式中、pは1~3の整数を示し、Rは、水素原子又はメチル基を示す。]
【0035】
式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、例えば、無水リン酸と2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させることにより得られる。式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物の具体例としては、モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)アシッドフォスフェート、ジ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)アシッドフォスフェート等が挙げられる。式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0036】
(c)成分として式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物を含有する場合、当該化合物の含有量は、更に優れた接着性を得る観点から、(c)成分の全量((c)ラジカル重合性化合物に該当する成分の総量)を基準として、好ましくは1~100質量%、より好ましくは1~50質量%、更に好ましくは1~10質量%である。式(1)で表されるリン酸エステル構造を有するラジカル重合性化合物の含有量は、更に優れた接着性を得る観点から、(c)成分及び熱可塑性樹脂((a)成分、(b)成分及び後述する他の熱可塑性樹脂の総量)の含有量の合計を基準として、好ましくは0.01~50質量%、より好ましくは0.5~10質量%、更に好ましくは0.5~5質量%である。
【0037】
(c)成分は、アリル(メタ)アクリレートを含んでいてもよい。この場合、アリル(メタ)アクリレートの含有量は、(c)成分及び熱可塑性樹脂((a)成分、(b)成分及び後述する他の熱可塑性樹脂の総量)の含有量の合計を基準として、好ましくは0.1~10質量%、より好ましくは0.5~5質量%である。
【0038】
(c)成分の含有量は、更に優れた接着性を得る観点から、接着剤組成物中の接着剤成分の全量を基準として下記の範囲が好ましい。(c)成分の含有量は、好ましくは、10質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、又は40質量%以上であり、また、好ましくは、90質量%以下、80質量%以下、70質量%以下、60質量%以下、又は50質量%以下である。これらの観点から、(c)成分の含有量は、接着剤成分の全量を基準として、10~90質量%、20~80質量%、30~70質量%、40~60質量%、又は40~50質量%であってもよい。
【0039】
[(d)成分]
本実施形態の接着剤組成物は、(d)ラジカル重合開始剤を含有する。(d)成分としては、熱(加熱)により遊離ラジカルを発生する開始剤、光により遊離ラジカルを発生する開始剤、超音波、電磁波等により遊離ラジカルを発生する開始剤等を用いることができる。
【0040】
熱により遊離ラジカルを発生する開始剤は、熱により分解して遊離ラジカルを発生する化合物である。このような化合物としては、過酸化物(有機過酸化物等)、アゾ系化合物等が挙げられる。このようなラジカル重合開始剤は、目的とする接続温度、接続時間、ポットライフ等により適宜選定される。安定性、反応性及び相溶性の観点から、1分間半減期温度が90~175℃で、且つ分子量が180~1000の過酸化物が好ましい。「1分間半減期温度」とは、過酸化物の半減期が1分である温度をいう。「半減期」とは、所定の温度において化合物の濃度が初期値の半分に減少するまでの時間をいう。1分間半減期温度は、日油株式会社発行のカタログ(有機過酸化物(第10版、2015年2月))掲載の値とする。
【0041】
熱により遊離ラジカルを発生する開始剤の具体例としては、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステル、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイド等が挙げられる。中でも、電極(回路電極等)の腐食を抑える観点からは、含有される塩素イオン及び有機酸の濃度が5000ppm以下である開始剤が好ましく、熱分解後に発生する有機酸が少ない開始剤がより好ましい。このような開始剤の具体例としては、パーオキシエステル、ジアルキルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、シリルパーオキサイド等が挙げられ、高反応性が得られる観点から、パーオキシエステルがより好ましい。
【0042】
熱により遊離ラジカルを発生する開始剤としては、より具体的には、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、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(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、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、ジラウロイルパーオキサイド、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチ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、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-t-ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート、t-アミルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、3-ヒドロキシ-1,1-ジメチルブチ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-2-エチルヘキサノエート、t-アミルパーオキシネオデカノエート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、3-メチルベンゾイルパーオキサイド、4-メチルベンゾイルパーオキサイド、ジ(3-メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキサイド、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-アセトキシ-1-フェニルエタン)、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)、ジメチル-2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、4,4’-アゾビス(4-シアノバレリン酸)、1,1’-アゾビス(1-シクロヘキサンカルボニトリル)、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(3-メチルベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジブチルパーオキシトリメチルアジペート、t-アミルパーオキシノルマルオクトエート、t-アミルパーオキシイソノナノエート及びt-アミルパーオキシベンゾエートから選ばれる1以上の化合物が挙げられる。
【0043】
光により遊離ラジカルを発生する開始剤は、光により分解して遊離ラジカルを発生する化合物である。このような開始剤としては、波長150~750nmの光照射によって遊離ラジカルを発生する化合物を用いることができる。このような化合物としては、例えば、光照射に対する感度が高い観点から、Photoinitiation,Photopolymerization,and Photocuring,J.-P. Fouassier,Hanser Publishers(1995年)、p17~p35に記載されているα-アセトアミノフェノン誘導体及びホスフィンオキサイド誘導体が好ましい。
【0044】
(d)成分は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ラジカル重合開始剤と、分解促進剤、分解抑制剤等とを併用して用いられてもよい。また、ラジカル重合開始剤をポリウレタン系又はポリエステル系の高分子物質等で被覆してマイクロカプセル化したものを用いてもよい。マイクロカプセル化したラジカル重合開始剤は、可使時間が延長されるために好ましい。
【0045】
(d)成分の含有量は、(c)成分及び熱可塑性樹脂((a)成分、(b)成分及び後述する他の熱可塑性樹脂の総量)の含有量の合計100質量部に対して、好ましくは1~15質量部、より好ましくは2.5~10質量部である。
【0046】
[(e)成分]
本実施形態の接着剤組成物は、(e)非導電性無機微粒子を含有する。本明細書における非導電性無機微粒子とは、画像解析により測定される平均一次粒子径が20nm以下である、非導電性の無機化合物で形成された粒子をいう。(e)成分としては、公知の非導電性無機微粒子を特に制限無く用いることができる。例えば、(e)成分は、シリカ、アルミナ、シリカ-アルミナ、チタニア等で形成された粒子であってよい。これらは1種を単独で又は2種以上を混合して用いることができる。なお、本実施形態に係る(e)成分は、導電性を有しないため、後述する(g)導電粒子には属さないものである。
【0047】
(e)成分の平均粒子径は、好ましくは1μm未満、より好ましくは0.5μm以下であり、また、好ましくは0.1μm以上である。なお、ここでいう平均粒子径とは、回路接続材料中に存在するときの長軸方向のモード径である。また、(e)成分の平均一次粒子径は、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、更に好ましくは40nm以下であり、また、好ましくは30nm以上、より好ましくは25nm以上、更に好ましくは20nm以上である。なお、本明細書において、平均粒子径及び平均一次粒子径は、画像解析によって測定される値を示す。
【0048】
(e)成分としては、分散性に優れることから、表面を有機基で修飾した微粒子を好適に用いることができる。有機基としては、例えば、ジメチルシロキサン基、ジフェニルシロキサン基等が挙げられる。
【0049】
(e)成分の含有量は、接着剤組成物中の接着剤成分の全量を基準として、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。(e)成分の含有量が上記範囲であると、本発明の効果が一層顕著に奏される。同様の観点から、(e)成分の含有量は、接着剤成分の全量を基準として、1~30質量%、又は5~20質量%であってもよい。
【0050】
[(f)成分]
本実施形態の接着剤組成物は、(f)金属水酸化物及び金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一種の金属化合物を含む粒子を含有する。(f)成分は、金属水酸化物を含んでいてもよく、金属酸化物を含んでいてもよい。(f)成分は、金属水酸化物又は金属酸化物を構成する金属元素として、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、ビスマス、カルシウム、錫、マンガン、アンチモンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む。なお、(f)成分は、後述する(g)導電粒子とは種類が異なる粒子である。
【0051】
金属水酸化物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、マグネシウムアルミニウムハイドロタルサイト、水酸化ジルコニウム等が挙げられる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化錫、酸化マンガン、酸化アンチモン等が挙げられる。(f)成分は、これらの化合物を1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。金属水酸化物を含む粒子と、金属酸化物を含む粒子とが併用されてもよい。
【0052】
金属水酸化物は、更に優れた耐塩水性を得る観点から、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。酸化物は、更に優れた耐塩水性を得る観点から、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、及び酸化ジルコニウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0053】
(f)成分の平均一次粒径は、接着剤組成物中の優れた分散性及び被着体に対する高い接着性を得る観点、被着体の腐食を防止する観点から、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、更に好ましくは1μm以下である。(f)成分の平均一次粒径が上記範囲であると、接着剤組成物中の(f)成分全体の比表面積が増加することで、被着体に対する高い接着性を得る効果、被着体の腐食を防止する効果及びイオン成分の捕捉能を得る効果が得られると考えられる。(f)成分の平均一次粒径は、0.5μm以上であってよく、1μm以上であってもよい。(f)成分の平均一次粒径は、例えば注射型電子顕微鏡によって測定することができる。
【0054】
(f)成分の含有量は、接着剤組成物中の接着剤成分の全量を基準として下記の範囲が好ましい。(f)成分の含有量は、更に優れた耐塩水性を得る観点から、好ましくは、0.1質量%以上、0.5質量%以上、1質量%以上、2質量%以上、3質量%以上、又は4質量%以上である。(f)成分の含有量は、優れた分散性が得られることで、凝集粒子で起因する短絡が容易に抑制される観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。これらの観点から、(f)成分の含有量は、0.1~50質量%、0.5~50質量%、1~50質量%、0.1~10質量%、又は0.5~5質量%であってもよい。
【0055】
(f)成分の含有量は、(c)成分100質量部に対して、下記の範囲であることが好ましい。(f)成分の含有量は、更に優れた耐塩水性を得る観点から、好ましくは、0.1質量部以上、0.5質量部以上、1質量部以上、又は2質量部以上である。(f)成分の含有量は、優れた分散性が得られることで、凝集粒子に起因する短絡が容易に抑制される観点から、好ましくは、200質量部以下、100質量部以下、50質量部以下、30質量部以下、20質量部以下、10質量部以下、又は5質量部以下である。これらの観点から、(f)成分の含有量は、0.1~200質量部、0.1~50質量部、0.1~5質量部、1~200質量部、1~50質量部、1~5質量部、2~100質量部であってもよい。
【0056】
[(g)成分]
接着剤組成物は、(g)導電粒子(以下、(g)成分ともいう)を更に含有してもよい。導電粒子は、金(Au)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、はんだ等の金属、カーボンなどで形成されていてよい。また、(g)成分は、非導電性の樹脂、ガラス、セラミック、プラスチック等を核とし、この核に上記金属(金属粒子等)又はカーボンを被覆した被覆導電粒子であってもよい。このような被覆導電粒子、又は熱により溶融する金属で形成された熱溶融金属粒子は、加熱加圧により変形性を有するため、接続時に回路電極の高さによるばらつきを解消し、接続時に電極との接触面積が増加することから信頼性が向上するため好ましい。
【0057】
(g)成分の平均粒径は、分散性及び導電性に優れる観点から、1~30μmであることが好ましい。導電粒子の平均粒径は、例えば、レーザー回折法等の機器分析を用いて測定することができる。
【0058】
(g)成分の含有量は、接着剤組成物中の接着剤成分の全体積100体積部に対して、下記の範囲であることが好ましい。(g)成分の含有量は、導電性に優れる観点から、好ましくは0.1体積部以上、より好ましくは1体積部以上である。(g)成分の含有量は、電極(回路電極等)の短絡を抑制しやすい観点から、好ましくは、50体積部以下、20体積部以下、10体積部以下、5体積部以下、又は3体積部以下である。これらの観点から、(g)成分の含有量は、0.1~50体積部、0.1~20体積部、1~20体積部、1~10体積部、1~5体積部、又は1~3体積部であってもよい。なお、「体積部」は、23℃の硬化前の各成分の体積をもとに決定されるが、各成分の体積は、比重を利用して質量から体積に換算することができる。また、対象成分を溶解したり膨潤させたりせず且つ対象成分をよく濡らす適当な溶剤(水、アルコール等)をメスシリンダー等に入れた容器に対象成分を投入し増加した体積を対象成分の体積として求めることもできる。
【0059】
[その他の成分]
接着剤組成物は、上述した(a)成分及び(b)成分以外の熱可塑性樹脂を更に含有してもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、及びポリビニルブチラール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
【0060】
このような熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、接着剤組成物の接着強度に更に優れる観点から、好ましくは、5000以上、又は10000以上である。熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、他の成分との相溶性が良好であり、接着剤の流動性の低下を抑制できる観点から、好ましくは、400000以下、200000以下、又は150000以下である。上記の観点から、熱可塑性樹脂の重量平均分子量は、5000~400000が好ましく、5000~200000がより好ましく、10000~150000が更に好ましい。
【0061】
熱可塑性樹脂として、応力緩和及び接着性向上を目的として、ゴム成分を用いることもできる。ゴム成分としては、例えば、アクリルゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、カルボキシル基末端ポリブタジエン、水酸基末端ポリブタジエン、1,2-ポリブタジエン、カルボキシル基末端1,2-ポリブタジエン、水酸基末端1,2-ポリブタジエン、スチレン-ブタジエンゴム、水酸基末端スチレン-ブタジエンゴム、カルボキシル化ニトリルゴム、水酸基末端ポリ(オキシプロピレン)、アルコキシシリル基末端ポリ(オキシプロピレン)、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコール、ポリオレフィングリコール及びポリ-ε-カプロラクトンが挙げられる。ゴム成分は、接着性向上の観点から、高極性基であるシアノ基又はカルボキシル基を側鎖基又は末端基として有することが好ましい。これらのゴム成分は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0062】
接着剤組成物中の熱可塑性樹脂の含有量の合計((a)成分、(b)成分及び他の熱可塑性樹脂の含有量の合計)は、接着剤組成物の接着剤成分の全質量を基準として、20~90質量%であることが好ましく、20~80質量%であることがより好ましく、30~70質量%であることが更に好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が20質量%以上であると、接着強度を良好にしつつ、接着剤組成物のフィルム形成性を向上できる傾向があり、90質量%以下であると、接着剤組成物の流動性を良好にできる傾向がある。
【0063】
接着剤組成物は、シランカップリング剤を含有していてもよい。シランカップリング剤は、好ましくは、下記式(2)で表される化合物である。
【0064】
【化2】

式(2)中、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数1~5のアルコキシカルボニル基又はアリール基を示す。R、R及びRのうち少なくとも1つはアルコキシ基である。Rは(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニル基、イソシアネート基、イミダゾール基、メルカプト基、アミノアルキル基で置換されていてもよいアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、フェニルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、モルホリノ基、ピペラジノ基、ウレイド基、グリシジル基又はグリシドキシ基を示す。aは0~10の整数を示す。
【0065】
式(2)で表される化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3-(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン及び3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
【0066】
シランカップリング剤の含有量は、(c)成分及び熱可塑性樹脂((a)成分、(b)成分及び後述する他の熱可塑性樹脂の総量)の含有量の合計100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.25~5質量部である。シランカップリング剤の含有量が0.1質量部以上であれば、回路部材と回路接続材料の界面の剥離、及び気泡の発生を抑制する効果がより大きくなる傾向があり、シランカップリング剤の含有量が10質量部以下であると、接着剤組成物のポットライフが長くなる傾向がある。
【0067】
本実施形態の接着剤組成物は、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル及びアクリロニトリルからなる群より選ばれる少なくとも1種のモノマー成分を重合させて得られる単独重合体又は共重合体を更に含有していてもよい。本実施形態の接着剤組成物は、応力緩和に優れる観点から、グリシジルエーテル基を有するグリシジル(メタ)アクリレートを重合させて得られる共重合体であるアクリルゴム等を含有してもよい。上記アクリルゴムの重量平均分子量は、接着剤組成物の凝集力を高める観点から、20万以上が好ましい。
【0068】
本実施形態の接着剤組成物は、必要に応じて、ハイドロキノン、メチルエーテルハイドロキノン類等の重合禁止剤を適宜含有してもよい。
【0069】
本実施形態の接着剤組成物は、上記導電粒子の表面を高分子樹脂等で被覆した被覆微粒子を含有してもよい。このような被覆微粒子を上記(g)導電粒子と併用した場合、導電粒子の含有量が増加した場合であっても、導電粒子同士の接触による短絡を抑制しやすいことから、隣接した回路電極間の絶縁性を向上させることができる。導電粒子を用いることなく上記被覆微粒子を単独で用いてもよく、被覆微粒子と導電粒子とを併用してもよい。
【0070】
本実施形態の接着剤組成物は、ゴム微粒子、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤等を含有することもできる。本実施形態の接着剤組成物は、増粘剤、レベリング剤、着色剤、耐候性向上剤等の添加剤を適宜含有してもよい。
【0071】
ゴム微粒子は、(g)導電粒子の平均粒径の2倍以下の平均粒径を有し、且つ、常温での貯蔵弾性率が、導電粒子及び接着剤組成物の常温での貯蔵弾性率の1/2以下である粒子が好ましい。特に、ゴム微粒子の材質がシリコーン、アクリルエマルジョン、SBR、NBR又はポリブタジエンゴムである場合、ゴム微粒子は、単独で又は2種以上を混合して用いることが好適である。3次元架橋したゴム微粒子は、耐溶剤性に優れており、接着剤組成物中に容易に分散される。
【0072】
充填剤は、回路電極間の電気特性(接続信頼性等)を向上させることができる。充填剤としては、例えば、(g)導電粒子の平均粒径の1/2以下の平均粒径を有する粒子を好適に使用できる。導電性を有さない粒子を充填剤と併用する場合、導電性を有さない粒子の平均粒径以下の粒子を充填剤として使用できる。充填剤の含有量は、接着剤組成物の接着剤成分全量を基準として、好ましくは0.1~60質量%である。上記含有量が60質量%以下であることにより、接続信頼性の向上効果を更に充分に得られる傾向がある。上記含有量が0.1質量%以上であることにより、充填剤の添加効果を充分に得られる傾向がある。
【0073】
本実施形態の接着剤組成物は、常温で液状である場合にはペースト状で使用することができる。接着剤組成物が常温で固体状である場合には、加熱して使用する他、溶剤を使用してペースト化してもよい。使用できる溶剤としては、接着剤組成物中の成分に対して反応性がなく、且つ、充分な溶解性を示す溶剤であれば、特に制限はない。溶剤は、常圧での沸点が50~150℃である溶剤が好ましい。沸点が50℃以上であると、常温での溶剤の揮発性に乏しいため、開放系でも使用できる。沸点が150℃以下であると、溶剤を揮発させることが容易であるため、接着後に良好な信頼性が得られる。
【0074】
本実施形態の接着剤組成物は、フィルム状であってもよい。必要に応じて溶剤等を含有する接着剤組成物を、フッ素樹脂フィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、剥離性基材(離型紙等)上に塗布した後、溶剤等を除去することによりフィルム状の接着剤組成物を得ることができる。また、不織布等の基材に上記溶液を含浸させて剥離性基材上に載置した後、溶剤等を除去することによりフィルム状の接着剤組成物を得ることができる。接着剤組成物をフィルム状で使用すると、取扱性等に優れる。
【0075】
本実施形態の接着剤組成物は、加熱又は光照射と共に加圧することにより接着させることができる。加熱及び光照射を併用することにより、更に低温且つ短時間で接着できる。光照射は、150~750nmの波長域の光を照射することが好ましい。光源は、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯(超高圧水銀灯等)、キセノンランプ、メタルハライドランプなどを使用することができる。照射量は、0.1~10J/cmであってよい。加熱温度は、特に制限はないが、50~170℃の温度が好ましい。圧力は、被着体に損傷を与えない範囲であれば、特に制限はないが、0.1~10MPaが好ましい。加熱及び加圧は、0.5秒~3時間の範囲で行うことが好ましい。
【0076】
本実施形態の接着剤組成物は、回路接続用の接着剤組成物(回路接続用接着剤組成物)として好適に用いることができる。本実施形態の接着剤組成物は、同一種の被着体の接着剤として使用してもよく、熱膨張係数の異なる異種の被着体の接着剤として使用してもよい。具体的には、異方導電接着剤、銀ペースト、銀フィルム等に代表される回路接続材料;CSP用エラストマー、CSP用アンダーフィル材、LOCテープ等に代表される半導体素子接着材料などとして使用することができる。
【0077】
本実施形態の接着剤組成物は、接着剤組成物を180℃で1時間加熱して得られる硬化物の、40℃環境下における貯蔵弾性率E‘が、1.0×10~1.0×1010Paである。本明細書における貯蔵弾性率E‘は、下記の測定方法に基づいて測定された値を意味する。まず、接着剤組成物を、例えば上述した方法によりフィルム状に成形する。このフィルム状接着剤組成物を、100μmの厚さになるように積層して、恒温槽により180℃で1時間加熱することにより、接着剤組成物の硬化物を得る。この硬化物を、5mm×30mmの大きさに切り出して、レオメーター(例えば、TA Instruments社製のARES-G2)により、40℃環境下で貯蔵弾性率E‘を測定する。
【0078】
接着剤組成物の貯蔵弾性率E‘は、より優れた耐塩水性を得る観点から、好ましくは1.0×10Pa以上、1.0×10Pa以上、又は2.0×10Pa以上であり、また、好ましくは1.0×1010Pa以下、7.0×10Pa以下、又は5.0×10Pa以下である。
【0079】
本実施形態の接着剤組成物は、フロー率が120%以上であることが好ましい。本明細書におけるフロー率は、下記の測定方法に基づいて測定された値を意味する。まず、接着剤組成物を、幅0.6mm、長さ35mm、厚さ0.020mmのフィルム状に成形する。フィルム状に成形する方法は、例えば上述した方法であってよい。フィルム状の接着剤組成物を、被着体(例えば回路基板等)同士で挟み込み、これらを、170℃、4MPaで5秒間の加熱及び加圧により圧着する。圧着後、フィルム状接着剤組成物が広がった幅を、測長機能を有する顕微鏡にて測定し、初期のフィルム状接着剤組成物の幅0.6mmからの変化率を算出し、これをフロー率(%)とする。
【0080】
フロー率は、フィルム状接着剤組成物の幅が0.6mmより小さい場合、下記のとおり換算して求めることができる。
フロー率(%)=実装後の接着剤組成物の幅/フィルム状接着剤組成物の幅
【0081】
接着剤組成物のフロー率は、耐塩水性に更に優れ、塩水環境下での接続抵抗を更に小さくできる観点から、好ましくは120%以上、より好ましくは125%以上、更に好ましくは130%以上である。接着剤組成物のフロー率は、接続部の実装後の残留応力緩和に必要な接続ギャップ確保の観点から、好ましくは250%以下、より好ましくは200%以下、更に好ましくは180%以下である。
【0082】
<構造体及びその製造方法>
本実施形態の構造体は、本実施形態の接着剤組成物又はその硬化物を備える。本実施形態の構造体は、例えば、回路接続構造体等の半導体装置である。本実施形態の構造体の一態様として、回路接続構造体は、第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有する第二の回路部材と、第一の回路部材及び第二の回路部材の間に配置された回路接続部材と、を備える。第一の回路部材は、例えば、第一の基板と、当該第一の基板上に配置された第一の回路電極と、を有する。第二の回路部材は、例えば、第二の基板と、当該第二の基板上に配置された第二の回路電極と、を有する。第一の回路電極及び第二の回路電極は、相対向すると共に電気的に接続されている。回路接続部材は、本実施形態の接着剤組成物又はその硬化物を含んでいる。本実施形態に係る構造体は、本実施形態に係る接着剤組成物又はその硬化物を備えていればよく、上記回路接続構造体の回路部材に代えて、回路電極を有していない部材(基板等)を用いてもよい。
【0083】
本実施形態の構造体の製造方法は、本実施形態の接着剤組成物を硬化させる工程を備える。本実施形態の構造体の製造方法の一態様として、回路接続構造体の製造方法は、第一の回路電極を有する第一の回路部材と、第二の回路電極を有する第二の回路部材との間に、本実施形態の接着剤組成物を配置する配置工程と、第一の回路部材と第二の回路部材とを加圧して第一の回路電極と第二の回路電極とを電気的に接続させると共に、接着剤組成物を硬化させる硬化工程と、を備える。配置工程においては、第一の回路電極と第二の回路電極とが相対向するように配置することができる。硬化工程においては、第一の回路部材と第二の回路部材とを相対向する方向に加圧しながら加熱すること、又は光を照射することにより、接着剤組成物を硬化させることができる。
【0084】
以下、図面を用いて、本実施形態の一態様として、回路接続構造体及びその製造方法について説明する。図1は、構造体の一実施形態を示す模式断面図である。図1に示す回路接続構造体100aは、相対向する回路部材(第一の回路部材)20及び回路部材(第二の回路部材)30を備えており、回路部材20と回路部材30との間には、これらを接続する回路接続部材10が配置されている。回路接続部材10は、本実施形態の接着剤組成物の硬化物を含む。
【0085】
回路部材20は、基板(第一の基板)21と、基板21の主面21a上に配置された回路電極(第一の回路電極)22とを備えている。基板21の主面21a上には、場合により絶縁層(図示せず)が配置されていてもよい。
【0086】
回路部材30は、基板(第二の基板)31と、基板31の主面31a上に配置された回路電極(第二の回路電極)32とを備えている。基板31の主面31a上には、場合により絶縁層(図示せず)が配置されていてもよい。
【0087】
回路接続部材10は、絶縁性物質として、本実施形態の接着剤組成物の接着剤成分(導電粒子を除く成分)の硬化物10a及び導電粒子10bを含有している。導電粒子10bは、少なくとも、相対向する回路電極22と回路電極32との間に配置されている。回路接続構造体100aにおいては、回路電極22及び回路電極32が導電粒子10bを介して電気的に接続されている。
【0088】
回路部材20及び30は、単数又は複数の回路電極(接続端子)を有している。回路部材20及び30としては、例えば、電気的接続を必要とする電極を有する部材を用いることができる。回路部材としては、半導体チップ(ICチップ)、抵抗体チップ、コンデンサチップ等のチップ部品;プリント基板、半導体搭載用基板等の基板などを用いることができる。回路部材20及び30の組み合わせとしては、例えば、半導体チップ及び半導体搭載用基板が挙げられる。基板の材質としては、例えば、半導体、ガラス、セラミック等の無機物;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、(メタ)アクリル樹脂、環状オレフィン樹脂等の有機物;ガラスとエポキシ等との複合物などが挙げられる。基板は、プラスチック基板であってもよい。
【0089】
図2は、構造体の他の実施形態を示す模式断面図である。図2に示す回路接続構造体100bは、回路接続部材10が導電粒子10bを含有していないこと以外は、回路接続構造体100aと同様の構成を有している。図2に示す回路接続構造体100bでは、回路電極22と回路電極32とが導電粒子を介することなく直接接触して電気的に接続されている。
【0090】
回路接続構造体100a及び100bは、例えば、以下の方法により製造することができる。まず、接着剤組成物がペースト状である場合、接着剤組成物を塗布及び乾燥することにより、接着剤組成物を含む樹脂層を回路部材20上に配置する。接着剤組成物がフィルム状である場合、フィルム状の接着剤組成物を回路部材20に貼り付けることにより、接着剤組成物を含む樹脂層を回路部材20上に配置する(配置工程)。続いて、回路電極22と回路電極32とが対向配置されるように、回路部材20上に配置された樹脂層の上に回路部材30を載せる。そして、接着剤組成物を含む樹脂層に加熱処理又は光照射を行うことにより、接着剤組成物が硬化して硬化物(回路接続部材10)が得られる(硬化工程)。以上により、回路接続構造体100a及び100bが得られる。
【符号の説明】
【0091】
10…回路接続部材、10a…絶縁性物質、10b…導電粒子、20…第一の回路部材、21…第一の基板、21a…主面、22…第一の回路電極、30…第二の回路部材、31…第二の基板、31a…主面、32…第二の回路電極、100a,100b…回路接続構造体。
図1
図2