CN109983853B - 连接构造体 - Google Patents

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Abstract

在利用各向异性导电膜来将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件30A、和具有与第1电子部件30A的端子图案21A对应的端子图案的第2电子部件30B进行各向异性导电连接的连接构造体的制造方法中,(i)使每一个端子的有效连接面积为3000μm2以上,使各向异性导电膜10A中的导电粒子1的个数密度为2000个/mm2以上且20000个/mm2以下;或者(ii)作为各向异性导电膜10B,使导电粒子以格子状排列,且排列间距及排列方向使得各端子捕获3个以上的导电粒子;或者(iii)作为各向异性导电膜10C,使用具有多重圆区域25的导电膜。在用该方法制造的连接构造体中,减少乃至消除不会捕获导电粒子的端子。

Description

连接构造体
技术领域
本发明涉及利用各向异性导电膜的连接构造体。
背景技术
在IC芯片等的电子部件中不断进行着端子的微小间距化。另外,随着电子部件的轻量化,多采用比重较轻的FPC(柔性印刷电路:Flexible printed circuits)或塑料基板。另外,在电子部件的安装上广泛使用向绝缘性树脂层分散了导电粒子的各向异性导电膜。
然而,若利用FPC或塑料基板,则存在由于环境温度对热膨胀产生影响,在各向异性导电连接之前的相同电子部件间端子布局也出现细微不同的问题。另外,为了量产安装了电子部件的制品而连续进行各向异性导电连接的情况下,如果压接温度在各个连接中发生变动,则还存在因为压接温度对热膨胀产生影响而端子的位置容易从预定的位置偏移的问题。由于制造批号不同的电子部件间存在设置端子的基板等的材料的线膨胀率不同的情况,所以发生同样的问题。这样,与电子部件的热膨胀有关系的问题,会存在于连接工序的前后。
相对于此,提出了在并排多个端子的端子图案中,使各个端子沿着通过端子图案外的一点的放射状的直线的方案(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
另一方面,提出了在各向异性导电连接平行并排多个端子的端子图案彼此的情况下,以端子微小间距化的情况下也能在各端子捕获足够数量的导电粒子的方式,使各向异性导电膜中的导电粒子以既定的排列方向和粒子间距离按照格子状排列的方案(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-112119号公报
专利文献2:日本特开2007-19550号公报
专利文献3:日本特开2015-232660号公报
专利文献4:日本特开2016-66573号公报 。
发明内容
发明要解决的课题
然而,如在专利文献1、专利文献2、专利文献3中记载的那样,如果将第1、第2电子部件的端子图案设为多个端子以放射状并排的端子图案,且利用各向异性导电膜连接该端子图案彼此,则因为各个端子的倾斜而会出现不能充分地捕获导电粒子的端子。另外,因为每个端子的捕获状态显著不同,有时还出现进行连接的良否判定上需要时间等、生产性的问题。
例如,如图9所示,第1电子部件30A的端子图案21A具有多个端子20A以放射状并排的端子图案(即各个端子20A沿着以端子图案21A外的一点P为中心的放射状的直线R的端子图案),第2电子部件30B具有与第1电子部件的端子图案21A一致的端子图案,在通过在绝缘性树脂层2中导电粒子1以正方格子排列的各向异性导电膜10x来连接它们的情况下,在端子图案21A与端子图案21B的有效连接区域中出现完全不能捕获导电粒子1的端子20 a、20b。图中,对这样的端子20a、20b加了倾斜阴影。另外,全面涂黑在第1电子部件30A与第2电子部件30B的对置的端子间被捕获的导电粒子1。此外,图中导电粒子与端子的重复部分为导电粒子的面积的1/2以下的情况下,该导电粒子设为未被捕获而没有全面涂黑。
另外,如图10所示,在同样的情况下,各向异性导电膜10y的导电粒子1以六方格子排列时,构成端子图案21A的端子之中也出现完全不能捕获导电粒子1的端子20c。
针对这样的问题,本发明的目的在于:在利用各向异性导电膜来各向异性导电连接具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件而得到的连接构造体中,减少乃至消除不能捕获导电粒子的端子。
用于解决课题的方案
本发明人发现:在各向异性导电连接具有多个端子以放射状并排的端子图案的电子部件彼此的情况下,如果根据端子的有效连接面积或间距改变各向异性导电膜的导电粒子的个数密度,优选决定导电粒子的排列状态,则能够减少乃至消除连接构造体中不捕获导电粒子的端子,从而想到了本发明。
即,第1本发明是连接构造体的制造方法,利用各向异性导电膜,将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中,
使每一个端子的有效连接面积为3000μm2以上,
使各向异性导电膜中的导电粒子的个数密度为2000个/mm2以上且20000个/mm2以下。
第2本发明是连接构造体的制造方法,利用各向异性导电膜,将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中,
各向异性导电膜为在俯视观察下导电粒子以格子状排列在绝缘性树脂层的各向异性导电膜,格子状的排列中的排列间距及排列方向,使得在第1电子部件与第2电子部件的有效连接区域中各端子捕获3个以上导电粒子。
第3本发明是连接构造体的制造方法,利用各向异性导电膜,将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中,
各向异性导电膜在俯视观察下在绝缘性树脂层使导电粒子以既定间隔配置在多个同心圆(包含同心椭圆)上,且具有在设连结第1同心圆上的第1导电粒子和圆的中心的直线为第1直线、连结与第1同心圆邻接的第2同心圆上的导电粒子中与第1导电粒子最接近的第2导电粒子和圆的中心的直线为第2直线的情况下,以使第1直线不与第2直线一致的方式配置有导电粒子的多重圆区域。
另外本发明提供各向异性导电膜,其是在第2连接构造体的制造方法中所使用的各向异性导电膜,为了将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接而使用,其中导电粒子以格子状排列,
在设各向异性导电膜中导电粒子的排列间距最小的排列轴或第二小的排列轴与各向异性导电膜的短边方向所成的角度为γ,
且沿着构成端子图案的各端子的长边方向延伸的中心轴与端子图案的短边方向所成的角度的最大值为αmax的情况下,
具有成为γ>αmax的排列轴。
提供各向异性导电膜,其是在第3连接构造体的制造方法中所使用的各向异性导电膜,在绝缘性树脂层中配置有导电粒子,
在俯视观察下在绝缘性树脂层导电粒子配置在多个同心圆上,且具有在设连结第1同心圆上的第1导电粒子和圆的中心的直线为第1直线、连结与第1同心圆邻接的第2同心圆上的导电粒子中与第1导电粒子最接近的第2导电粒子和圆的中心的直线为第2直线的情况下,以使第1直线不与第2直线一致的方式配置有导电粒子的多重圆区域。
进而本发明提供以上述连接构造体的制造方法制造的连接构造体。
发明效果
依据本发明,在连接具有多个端子以放射状并排的端子图案的电子部件彼此而得到连接构造体时,能够减少乃至消除不会捕获导电粒子的端子。
特别是,依据第1连接构造体的制造方法,在端子面积比较大,且每一个端子的有效连接面积为3000μm2以上的情况下,不管各向异性导电膜中的导电粒子的配置是规则的还是随机的,都能减少乃至消除连接构造体中不会捕获导电粒子的端子。
依据第2连接构造体的制造方法,在各向异性导电膜中的导电粒子以格子状规则排列的情况下,能够减少乃至消除连接构造体中不会捕获导电粒子的端子。另外,能够使构成端子图案的每个端子中的导电粒子的捕获状态均匀。特别是在端子图案左右对称的情况下,能得到显著效果。
依据第3连接构造体的制造方法,无论电子部件的端子的大小或端子间距如何,都能减少乃至消除连接构造体中不会捕获导电粒子的端子。另外,能够使构成端子图案的每个端子中的导电粒子的捕获状态均匀。特别是在端子图案左右对称的情况下,能得到显著效果。
附图说明
[图1A]图1A是在第1发明的连接构造体的制造方法中所使用的电子部件的端子图案的平面图。
[图1B]图1B是示出在第1发明的连接构造体的制造方法中所使用的电子部件的端子图案的重叠状态的平面图。
[图1C]图1C是示出第1电子部件和热膨胀的第2电子部件的端子图案的重叠状态的平面图。
[图2]图2是各向异性导电膜的膜厚方向的截面图。
[图3A]图3A是在第2发明的连接构造体的制造方法中所使用的电子部件的端子图案的平面图。
[图3B]图3B是在第2发明的连接构造体的制造方法中所使用的各向异性导电膜中的导电粒子的格子状的排列的说明图。
[图4]图4是在第3发明的连接构造体的制造方法中所使用的各向异性导电膜中的多重圆区域的说明图。
[图5A]图5A是从多重圆区域切出的矩形区域的说明图。
[图5B]图5B是铺满从多重圆区域切出的矩形区域的、各向异性导电膜中的导电粒子配置的说明图。
[图6A]图6A是从多重圆区域切出的六边形区域的说明图。
[图6B]图6B是铺满从多重圆区域切出的六边形区域的、各向异性导电膜中的导电粒子配置的说明图。
[图7A]图7A是同心圆由椭圆构成的多重圆区域及从该多重圆区域切出的矩形区域的说明图。
[图7B]图7B是铺满从同心圆由椭圆构成的多重圆区域切出的矩形区域的、各向异性导电膜中的导电粒子配置的说明图。
[图8A]图8A是实施例中的导电粒子的配置与端子的关系图。
[图8B]图8B是实施例中的导电粒子的配置与端子的关系图。
[图9]图9是多个端子以放射状并排的现有的连接构造体的端子中的导电粒子的捕获状态的说明图。
[图10]图10是多个端子以放射状并排的现有的连接构造体的端子中的导电粒子的捕获状态的说明图。
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明详细地进行说明。此外,各图中,相同标号表示相同或同等的结构要素。
[第1发明]
(连接构造体的整体构造)
图1A是在第1本发明的连接构造体的制造方法中所使用的第1电子部件30A的端子图案21A和第2电子部件30B的端子图案21B的平面图,图1B是示出这些端子图案21A、21B的重叠状态的平面图。
在该端子图案21A中多个端子20A以放射状并排。即,各端子20A以通过端子图案21A外的点P的放射状的直线R为中心轴形成为带状。本实施例中,点P处于端子图案21A的宽度的中心线Q上,中心线Q与沿着各端子20A的长边方向延伸的成为中心轴的直线R所成的角度θ的相邻的端子图案彼此之差Δθ恒定,成为Δθ=α。此外,本发明中,该角度θ无限定,角度θ既可以按一定角度逐渐变化,也可以规则变化。另外,成为各端子20A的中心轴的直线R无需全部通过点P。例如,在直线R和中心线Q所成的角度较小的端子中,直线R也可以与中心线Q平行。也可以具有以相同角度倾斜的端子并排的部分。也可以左右对称地存在多个点P。另外,由多个端子20A构成的端子图案21A,也可以不用相对于中心线Q左右对称。
第2电子部件30B的端子图案21B与第1电子部件30A的端子图案21A对应,如图1B所示,以在既定温度下使它们刚好重合的方式形成。此外,这样如果在端子图案21A、21B中,各端子20A、20B以放射状形成,即便假设因为热等而第1电子部件30A和第2电子部件30B的一个相对于另一个相对膨胀,也可以如图1C所示,使第1电子部件30A的各端子20A、和与之对应的第2电子部件30B的各端子20B重合。此外,图1C中,以实线示出的标号30B表示膨胀后的第2电子部件,以虚线示出的标号30B表示膨胀前的第2电子部件。此外,在本发明各个电子部件中,迂回的布线的布线宽度和端子宽度既可以相同也可以不同,且迂回布线的布线高度和端子高度也既可以相同也可以不同。作为迂回布线的布线高度和端子高度不同的例子,可举出IC芯片等。
此外,关于IC芯片,热膨胀的影响相对于FPC或塑料基板等而言明显低,因此在图1C所示的连接构造体中,第1电子部件为IC芯片,而膨胀的第2电子部件为FPC或塑料基板。
(有效连接面积)
第1发明中,设如上述以放射状形成的端子20A、20B的每一个的有效连接面积为3000μm2以上。在此端子的有效连接面积是指第1电子部件30A的端子20A、第2电子部件30B的端子20B、和各向异性导电膜10A实际重合的有效连接区域的面积,例如,如图1C那样在第1电子部件30A的端子20A与第2电子部件30B的端子20B局部重叠的情况下,是指该局部重叠的区域和各向异性导电膜10A重叠的区域20C的面积。图1C中对有效连接区域20C之一加了倾斜阴影。第1发明中,由于使每一个端子的有效连接面积为3000μm2以上,所以优选使端子20A、20B的每一个的面积为3000μm2以上,因此优选使每一个端子的宽度为5~300μm,更优选为20~200μm。优选端子长度为10~3000μm,更优选为500~2000μm。另外,优选使端子间空间为10~300μm,更优选为20~200μm。此外,端子宽度和端子间空间,也可根据需要而使上限为1000μm左右。
(各向异性导电膜)
・个数密度
各向异性导电膜10A中,例如如图1C所示,在绝缘性树脂层2保持着导电粒子1。第1发明中,如上述在端子面积比较大,且每一个端子的有效连接面积为3000μm2以上的情况下,使各向异性导电膜10A中的导电粒子1的个数密度为2000个/mm2以上且20000个/mm2以下,优选为7000个/mm2以上且15000个/mm2以下。由此,能够提高连接构造体的各端子中的导电粒子的捕获性。
此外,根据导电粒子的个数密度、和一个导电粒子的俯视观察面积的平均,按照下式算出的面积占用率,成为为了向电子部件热压接各向异性导电膜按压夹具所需要的推力的指标。
面积占用率(%) =
[俯视观察下的导电粒子的个数密度(个/mm2)]×[一个导电粒子的俯视观察面积的平均(mm2/个)]×100。
面积占用率优选为35%以下,更优选为0.3~30%的范围。由此,能够将为了向电子部件热压接各向异性导电膜按压夹具所需要的推力抑制得较低。
・粒子配置
各向异性导电膜10A中的导电粒子1的配置上无特别限制。既可以随机,也可以按格子状等排列。作为格子状的排列,能够举出正方格子、六方格子、斜方格子、长方格子等。也可以使这些格子形状的排列轴相对于膜的长边方向倾斜。作为全体导电粒子的粒子配置,也可以使导电粒子1按照既定间隔以直线状并排的粒子列按照既定间隔并排。
・导电粒子
作为导电粒子1,可举出镍、钴、银、铜、金、钯等的金属粒子;焊锡等的合金粒子;金属包覆树脂粒子;在表面附着有绝缘性微粒子的金属包覆树脂粒子等。也可以并用2种以上。其中,金属包覆树脂粒子因为连接后树脂粒子回弹而容易维持与端子的接触,从导通性能稳定这一点来说是优选的。另外,在导电粒子的表面利用公知的技术既可以附着绝缘性微粒子,也可以实施对导通特性不带来障碍的绝缘处理。
各向异性导电膜10A中的导电粒子1的粒径,为了抑制导通电阻的上升,且抑制短路的发生,优选为1μm以上且30μm以下,更优选为3μm以上且小于10μm。分散于绝缘性树脂层之前的导电粒子的粒径,能够通过一般的粒度分布测定装置来测定,另外,平均粒径也能利用粒度分布测定装置来求出。作为测定装置,作为一个例子能够举出FPIA-3000(MALVERN公司)。各向异性导电膜中的导电粒子的粒径,能够根据SEM等的电子显微镜观察求出。在该情况下,使测定导电粒径的样本数为200以上,优选为1000以上。
此外,作为导电粒子,在使用在其表面附着了绝缘性微粒子的导电粒子的情况下,本发明中的导电粒子的粒径是指不包含表面的绝缘性微粒子的粒径。
・导电粒子以非接触方式存在的个数比例
另外,各向异性导电膜10A中的导电粒子1,优选在膜的俯视观察下互相不接触地存在,且在膜厚方向上导电粒子1也互相不重叠地存在。因此,对于全体导电粒子,导电粒子1彼此以互相非接触方式存在的个数比例为95%以上,优选为98%以上,更优选为99.5%以上。这无论是规则配置还是在随机配置都是同样的。如后述那样,若使用转印模来使导电粒子1规则配置,则能够容易控制导电粒子1彼此以互相非接触方式存在的比例,因此是优选的。在随机配置的情况下,由于向绝缘性树脂混入导电粒子1而容易制作各向异性导电膜,所以也可以兼顾性能或成本,选择利用转印模的制造方法和利用混入的制造方法的一种。此外,将导电粒子规则配置的方法并不限于利用转印模的方法。
・导电粒子的膜厚方向的位置
在导电粒子1以互相不接触的方式存在的情况下,优选使其膜厚方向的位置对齐。例如,如图2所示,能够使导电粒子1的膜厚方向的埋入量Lb对齐。由此,使端子中的导电粒子1的捕获性容易稳定。此外,本发明中,导电粒子1无论从绝缘性树脂层2露出,还是完全埋入均可。
在此,埋入量Lb是指在导电粒子1所埋入的绝缘性树脂层2的表面(绝缘性树脂层2的表面和背面之中的、导电粒子1露出一侧的表面、或导电粒子1完全埋入绝缘性树脂层2的情况下与导电粒子1的距离较近的表面),邻接的导电粒子间的中央部的接平面2p与导电粒子1的最深部的距离。
・埋入率
在设埋入量Lb相对于导电粒子1的平均粒径D的比例为埋入率(Lb/D)的情况下,埋入率优选为30%以上且105%以下。通过使埋入率(Lb/D)为30%以上,能够利用绝缘性树脂层2将导电粒子1维持在既定位置,另外,通过设为105%以下,能够减少各向异性导电连接时以使端子间的导电粒子无用流动的方式作用的绝缘性树脂层的树脂量。另外,若埋入率为100%以上且导电粒子从绝缘性树脂层2露出,则连接时施加的压力会容易传递到导电粒子1。另外,若导电粒子1从绝缘性树脂层2露出,则能够减小在各向异性导电连接时利用按压夹具压入导电粒子1而产生的、绝缘性树脂层2相对于该导电粒子1的变形的阻力,因此连接后的压痕的状态容易变得均匀。由此,会容易确认连接后的状态。在导电粒子1从绝缘性树脂层2过度露出的情况下,也可以设置后述的第2绝缘性树脂层。
此外,本发明中,埋入率(Lb/D)的数值是指各向异性导电膜所包含的全部导电粒子数的99%以上、优选为99.9%以上、更优选为99.99%以上成为该埋入率(Lb/D)的数值。因而,埋入率为30%以上且105%以下是指各向异性导电膜所包含的全部导电粒子数的99%以上、优选为99.9%以上、更优选为99.99%以上的埋入率为30%以上且105%以下。这样使全部导电粒子的埋入率(Lb/D)一致,从而使按压的加重均匀施加到导电粒子,因此端子中的导电粒子的捕获状态变得良好,从而提高导通的稳定性。
(绝缘性树脂层)
・绝缘性树脂层的粘度
各向异性导电膜10A中,绝缘性树脂层2能够使最低熔化粘度为1000Pa・s左右,也可为1100Pa・s以上,优选为2000Pa・s以上,更优选为3000~15000Pa・s,进一步优选为3000~10000Pa・s。作为一个例子,最低熔化粘度能够利用旋转式流变仪(TA instruments公司制),以测定压力5g保持恒定,并使用直径8mm的测定板求出,更具体而言,在温度范围30~200℃中,能够通过设为升温速度为10℃/分钟、测定频率10Hz、相对于所述测定板的负荷变动5g来求出。
通过使绝缘性树脂层2的最低熔化粘度为2000Pa・s以上的高粘度,能够防止在各向异性导电连接时应该在端子间被夹持的导电粒子1因树脂流动而会流。
・绝缘性树脂层的组成
绝缘性树脂层2能够由固化性树脂组合物形成,例如,能够由含有热聚合性化合物和热聚合引发剂的热聚合性组合物形成。热聚合性组合物中根据需要也可以含有光聚合引发剂。
在并用热聚合引发剂和光聚合引发剂的情况下,既可以使用既作为热聚合性化合物发挥功能又作为光聚合性化合物发挥功能的材料,也可以与热聚合性化合物区分开地含有光聚合性化合物。优选的是,与热聚合性化合物开地含有光聚合性化合物。例如,作为热聚合引发剂使用阳离子类固化引发剂,作为热聚合性化合物使用环氧树脂,作为光聚合引发剂使用光自由基聚合引发剂,作为光聚合性化合物使用丙烯酸酯化合物。
作为光聚合引发剂,也可以含有在波长不同的光下反应的多种类型。由此,能够区分使用在制造各向异性导电膜时的、构成绝缘性树脂层的树脂的光固化、和在各向异性导电连接时用于粘接电子部件彼此的树脂的光固化上所使用的波长。
在制造各向异性导电膜时的光固化中,能够使绝缘性树脂层所包含的光聚合性化合物的全部或一部分光固化。通过该光固化,绝缘性树脂层2中的导电粒子1的配置被保持乃至固定,有希望抑制短路和提高捕获性。另外,通过该光固化,也可以适当调整各向异性导电膜的制造工序中的绝缘性树脂层的粘度。特别是,该光固化优选在绝缘性树脂层2的层厚La与导电粒子1的平均粒径D之比(La/D)小于0.6的情况下进行。这是因为绝缘性树脂层2的层厚相对于导电粒子的平均粒径较薄的情况下,也由绝缘性树脂层2更加可靠地进行导电粒子的配置的保持乃至固定,并且进行绝缘性树脂层2的粘度调整,从而抑制利用各向异性导电膜的电子部件彼此的连接中成品率的下降。
绝缘性树脂层中的光聚合性化合物的配合量优选为30质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为小于2质量%。这是因为若光聚合性化合物过多,则连接时向压入施加的推力会增加。
作为热聚合性组合物的例子,可举出:包含(甲基)丙烯酸酯化合物和热自由基聚合引发剂的热自由基聚合性丙烯酸酯类组合物;包含环氧化合物和热阳离子聚合引发剂的热阳离子聚合性环氧类组合物等。也可以取代包含热阳离子聚合引发剂的热阳离子聚合性环氧类组合物,而使用包含热阴离子聚合引发剂的热阴离子聚合性环氧类组合物。另外,特别是如果不会带来阻碍,也可以并用多种聚合性化合物。作为并用例,可举出阳离子聚合性化合物和自由基聚合性化合物的并用等。
在此,作为(甲基)丙烯酸酯化合物,能够使用现有公知的热聚合型(甲基)丙烯酸酯单体。例如,能够使用单官能(甲基)丙烯酸酯类单体、2官能以上的多官能(甲基)丙烯酸酯类单体。
作为热自由基聚合引发剂,能够举出例如有机过氧化物、偶氮类化合物等。特别是,能够优选使用不产生成为气泡的原因的氮的有机过氧化物。
热自由基聚合引发剂的使用量,若过少则会固化不良,若过多则降低制品寿命,所以对于(甲基)丙烯酸酯化合物100质量份,优选为2~60质量份,更优选为5~40质量份。
作为环氧化合物,能够举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、它们的改性环氧树脂、脂环式环氧树脂等,能够并用这些的2种以上。另外,除了环氧化合物之外也可以并用氧杂环丁烷化合物。
作为热阳离子聚合引发剂,能够采用作为环氧化合物的热阳离子聚合引发剂而公知的材料,例如,能够利用因为热而产生氧的碘鎓盐、硫鎓盐、鏻鎓盐、二茂铁类等,特别是,能够优选使用对于温度显示良好的潜在性的芳香族硫鎓盐。
热阳离子聚合引发剂的使用量,过少也有成为固化不良的倾向,过多也有能使制品寿命下降的倾向,所以对于环氧化合物100质量份,优选为2~60质量份,更优选为5~40质量份。
热聚合性组合物优选含有膜形成树脂或硅烷偶联剂。作为膜形成树脂,能够举出苯氧基树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、氨基甲酸酯树脂、丁二烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚烯烃树脂等,能够并用这些的2种以上。这些之中,从成膜性、加工性、连接可靠性的观点来说,能够优选使用苯氧基树脂。重量平均分子量优选为10000以上。另外,作为硅烷偶联剂,能够举出环氧类硅烷偶联剂、丙烯类硅烷偶联剂等。这些硅烷偶联剂主要为烷氧基硅烷衍生物。
热聚合性组合物中,为了调整熔化粘度,也可以与前述的导电粒子上附着的绝缘性微粒子相区别地含有绝缘性填料。作为该绝缘性填料,可举出硅石粉或氧化铝粉等。绝缘性填料的大小优选粒径20~1000nm,另外,配合量优选相对于环氧化合物等的聚合性化合物100质量份为5~50质量份。
进而,在本发明的各向异性导电膜中,也可以含有与上述绝缘填料不同的填充剂、软化剂、促进剂、防老化剂、着色剂(颜料、染料)、有机溶剂、离子捕获剂等。
・绝缘性树脂层的层厚
在本发明的各向异性导电膜中,绝缘性树脂层2的层厚随着导电粒子1的粒径或连接对象物或端子高度而发生变动,因此无特别限定,作为一个例子,在平均粒径D小于10μm的情况下,优选使绝缘性树脂层2的层厚La与导电粒子1的平均粒径D之比(La/D)为0.3以上且10以下,从维持绝缘性树脂层2中的导电粒子1的配置的观点来说,更优选使比(La/D)为0.4以上。另外,从抑制各向异性导电连接时的过度的树脂流动及实现低压安装的观点来说,优选为3以下,更优选为1以下。进而,从使导电粒子1容易从绝缘性树脂层2露出,且更容易进行低压安装的观点来说,优选使该比(La/D)为小于1、更优选为小于0.6、进一步优选为0.5以下。此外,在使比(La/D)为3以下的情况下,有时设置最低熔化粘度比绝缘性树脂层2更低的第2绝缘性树脂层会更加理想。
另一方面,在平均粒径D为10μm以上的情况下,La/D关于上限为3.5以下,优选为2.5以下,更优选为2以下,而关于下限为0.8以上,优选为1以上,更优选为大于1.3。
另外,与平均粒径D的大小无关地,如果绝缘性树脂层2的层厚La过大而该比(La/D)过度变大,则在各向异性导电连接时导电粒子1会难以被端子按到,并且导电粒子会容易因树脂流动而流动。因此导电粒子容易位置偏移,使端子中的导电粒子的捕获性下降。另外,为了将导电粒子按到端子,按压夹具所需要的推力也增大,会妨碍低压安装。相反,如果绝缘性树脂层2的层厚La过小而该比过度变小,则难以通过绝缘性树脂层2将导电粒子1维持在既定位置。
第2绝缘性树脂层与绝缘性树脂层2的最低熔化粘度,越有差距,经由各向异性导电膜而连接的两个端子间的空间就越容易被第2绝缘性树脂层填充,从而能够期待提高电子部件彼此的粘接性的效果。另外,越有该差距,绝缘性树脂层2的移动量相对于第2绝缘性树脂层就越相对变小,因此越容易提高端子中的导电粒子的捕获性。
在利用具有第2绝缘性树脂层的各向异性导电膜进行连接的情况下,如果第2绝缘性树脂层处于绝缘性树脂层2的由热压接工具加压的电子部件侧(换言之,处于绝缘性树脂层2承载于工作台的电子部件侧),则能够避免导电粒子的非本意的移动,且提高捕获性,从这一点来说是优选的。另外,如果第2绝缘性树脂层处于绝缘性树脂层2的设有导电粒子的一侧,则会存在足够保持导电粒子的树脂,因此,为了得到稳定的连接状态是优选的(因为保持导电粒子的夹持的树脂量相对变多而优选)。另外,如果第2绝缘性树脂层处于绝缘性树脂层2的设有导电粒子的一侧的相反侧,一般因为导电粒子靠近承载于工作台的电子部件侧,根据与上述同样的理由,从捕获性的观点来说是优选的。这些,根据电子部件的端子或材质、连接方法适当分开采用即可。
另外,绝缘性树脂层2与第2绝缘性树脂层的最低熔化粘度,越有差距,在各向异性导电连接时含有导电粒子的绝缘性树脂层2的移动量相对于第2绝缘性树脂层的移动量就越相对变小,因此会容易提高端子中的导电粒子的捕获性。在将第2绝缘性树脂层粘合在预先设置在工具侧的电子部件而使用的情况下,能够作为胶粘层而利用。
绝缘性树脂层2与第2绝缘性树脂层的最低熔化粘度比,实际使用上,也依据绝缘性树脂层2与第2绝缘性树脂层的层厚的比例,但是优选为2以上,更优选为5以上,进一步优选为8以上。另一方面,如果该比过大,则在使各向异性导电膜为长条的卷装体的情况下,担心树脂的挤出或阻塞,所以在实际使用上优选为15以下。第2绝缘性树脂层的优选最低熔化粘度,更具体而言,满足上述比,且3000Pa・s以下,更优选为2000Pa・s以下,进一步优选为100~2000Pa・s。
此外,第2绝缘性树脂层能够通过在与绝缘性树脂层2同样的树脂组合物中调整粘度而形成。
第2绝缘性树脂层的层厚能够根据各向异性导电膜的用途而适当设定。第2绝缘性树脂层的层厚优选为4~20μm,另外,优选为导电粒径的1~8倍。
另外,绝缘性树脂层2和第2绝缘性树脂层合在一起后的各向异性导电膜整体的最低熔化粘度,根据各向异性导电膜的用途、或绝缘性树脂层2和第2绝缘性树脂层的层厚的比例等进行确定,但是实际使用上为8000Pa・s以下,为了容易进行对凸点间的填充,也可为200~7000Pa・s,优选为200~4000Pa・s。
也可以与绝缘性树脂层2夹着第2绝缘性树脂层而在相反侧设置第3绝缘性树脂层。能够使第3绝缘性树脂层作为胶粘层而发挥功能。另外,与第2绝缘性树脂层同样,也可以为了填充由电子部件的电极或凸点形成的空间而设置。
第3绝缘性树脂层的树脂组成、粘度及层厚,既可以与第2绝缘性树脂层同样,也可以不同。使绝缘性树脂层2和第2绝缘性树脂层和第3绝缘性树脂层合在一起后的各向异性导电膜的最低熔化粘度无特别限制,但是,既可以为8000Pa・s以下,也可以为200~7000Pa・s,也可以为200~4000Pa・s。
与上述的第2绝缘性树脂层及第3绝缘性树脂层相关的记载,不只是适用于第2发明,也可以适用于第1发明或第3发明。
[第2发明]
(连接构造体的整体构造)
图3A是在第2本发明的连接构造体的制造方法中所使用的第1电子部件30A的端子图案21A和第2电子部件30B的端子图案21B的平面图,图3B是用第2发明的连接构造体的制造方法制造的连接构造体的端子中的导电粒子的捕获状态的说明图。
图3A、图3B所示的电子部件30A、30B,也与图1A所示的在第1发明中所使用的电子部件30A、30B同样,在端子图案21A、21B中,多个端子20A、20B以放射状并排。
但是,在第2发明中所使用的电子部件30A、30B的端子图案21A、21B中,对于图1A所示的第1发明中所使用的部分所不同的是每一个端子的有效连接面积上无限制,且各向异性导电膜10B中的导电粒子的个数密度也没有限制这一点。因此,能够适用于标准(normal)间距的端子图案、或微小间距的端子图案,例如,能够适用于端子宽度为5~50μm、优选为5~25μm,且端子间空间为10~50μm、优选为10~25μm的端子。
另一方面,第2发明中作为各向异性导电膜10B,作为一个例子如图3B所示,使用俯视观察下绝缘性树脂层中导电粒子1以格子状排列的导电膜,且格子状的排列中的排列间距及排列方向,被决定为使得第1电子部件和第2电子部件的有效连接区域中各端子上导电粒子被捕获3个以上。此外,优选在膜宽度方向上有3个以上的导电粒子被各端子捕获。在有效连接区域中被各端子捕获的导电粒子优选为10个以上,更优选的是11个以上。
该排列间距及排列方向根据电子部件30A、30B的端子图案21A、21B适当决定。例如,在图3B所示的各向异性导电膜10B中,导电粒子1以排列间距(即格子间距离)L1按照正方格子排列的情况下,在任意的导电粒子1x的周围,对于导电粒子1x在导电粒子中心间距离最近的距离(格子间距离)L1上存在4个导电粒子1a,通过连结导电粒子1a和所述导电粒子1x而引出排列轴Ta1、Ta2。另外,作为处于距离导电粒子1x第二近的距离的导电粒子,在格子间距离L1的1.4倍的距离存在4个导电粒子1b,通过连结导电粒子1b和所述导电粒子1x而引出排列轴Tb1、Tb2。关于这些排列轴Ta1、Ta2、Tb1、Tb2,使排列轴与端子图案21A的短边方向所成的角度为β。另一方面,使沿着各端子20A的长边方向延伸的中心轴(直线R)、与端子图案21A的短边方向所成的角度之中最大的角度为αmax。此时,决定排列轴的方向,以存在满足β>αmax的角度β。另外,如图3B所示使满足β>αmax的排列轴Ta1中导电粒子的排列间距L1短于有效连接区域中的各端子的长度。由此,各端子在有效连接区域中必定与排列轴Ta1相交。因而,依据该各向异性导电膜10B,在各端子中能够捕获导电粒子。这以端子图案21A的短边方向上存在足够数量的导电粒子为前提。作为一个具体例子,在叠合到端子图案A的各向异性导电膜的、端子图案21A的短边方向的排列轴上,使得存在于各端子的导电粒子优选为5个以上、更优选为12个以上、进一步优选为13个以上即可。虽然还依据端子的倾斜角度,但是导电粒子配置较密,则能够满足一个端子上捕获3个以上的粒子。通过这样构成,根据适当决定满足β>αmax的排列轴中导电粒子的排列间距,能够使在第1电子部件和第2电子部件的有效连接区域中各端子上捕获的导电粒子的数量为3个以上。
作为存在满足β>αmax的角度β的导电粒子的排列例子,能够举出:(i)设为六方格子,使其格子轴(轴内的导电粒子的排列间距成为最小的轴)为端子图案21的短边方向;(ii)使(i)的六方格子排列旋转30°后的排列;(iii)设为正方格子,使其格子轴(轴内的导电粒子的排列间距成为最小的轴)为端子图案21的短边方向;(iv)使(iii)的正方向观察排列旋转45°后的排列。(i)中图3B中的β的最大值成为60°,(ii)中图3B中的β的最大值成为30°,(iii)及(iv)中图3B中的β的最大值成为45°。若导电粒子为(i)~(iv)的排列,只要端子图案21左右对称,端子图案21的左右的捕获状态就会相同,会容易进行连接上的良否判定。
为了得到存在满足β>αmax的角度β的导电粒子的排列,也可为使六方格子或正方格子沿端子图案21的长边方向或短边方向伸缩的粒子配置,例如,既可以使(iii)的正方格子的排列轴Ta(导电粒子的排列间距成为最小的排列轴)与端子图案21的短边方向匹配,且使正方格子沿端子图案的长边方向延伸而成为长方格子的排列,也可以使(iv)的正方格子的排列轴Tb(导电粒子的排列间距成为第二小的排列轴)与端子图案21的短边方向匹配,且使正方格子沿端子图案的长边方向延伸而成为斜方格子(菱形的格子)的排列。
若使导电粒子的排列间距成为最小的排列轴或其第二小的排列轴与端子图案的短边方向匹配,则在各向异性导电膜中会存在与排列图案的短边方向平行的排列轴,且会成为左右对称的格子排列。因此,如果排列图案在长边方向上左右对称,则捕获状态在左右相同或无限接近,因此捕获状态的判定会变得容易,从连接构造体的生产性观点来说是优选的。
此外,虽然在图3B中将导电粒子中心间距离中成为最近的距离的排列轴Ta1设为端子图案21A的短边方向,但是有优选设为端子图案21A的长边方向的情况。虽然在图3B中以在端子图案的短边方向存在足够数量的导电粒子为前提,但是在如IC芯片那样端子长度受限的情况下,通过使排列轴(各向异性导电膜的排列轴中导电粒子的排列间距成为最小)与端子长度较短的方向匹配,会容易使每一个端子的导电粒子的捕获数满足既定数量以上。
另外,在排列轴为(i)的朝向的六方格子排列中,能够使β的最大值如上述为60°,但是通过伸缩格子而能够调整β的最大值。在使导电粒子的排列为六方格子、正方格子或将它们伸缩的排列的情况下,β的最大值的下限也可为5°以上,优选为15°以上,更优选为30°以上。另外上限也可为85°以下,优选为75°以下,更优选为60°以下。这是因为无论倾斜角过小还是过大都会产生导电粒子变密的区域,担心难以适用于微小间距。
作为在第2发明中使用的各向异性导电膜10B,在设所述排列轴Ta1、Ta2、Tb1、Tb2与各向异性导电膜10B的短边方向所成的角度为γ的情况下,优选满足γ>αmax。由此,在利用各向异性导电膜10B来各向异性导电连接第1电子部件30A与第2电子部件30B的情况下,通过使各向异性导电膜10B的短边方向与端子图案的短边方向匹配,会满足上述β>αmax(在各向异性导电连接时端子图案的长边方向和各向异性导电膜的长边方向相同的情况下,会成为β=γ)。
作为在第2发明中使用的各向异性导电膜中的导电粒子的格子状的排列,除了图3B所示的正方格子之外,能够举出六方格子、斜方格子、长方格子等。
另外,第2发明中使用的各向异性导电膜的导电粒子本身的结构、个数密度、绝缘性树脂层的结构等,能够与第1发明同样。
[第3发明]
(连接构造体的整体构造)
第3发明中,取代上述第2发明中使用的各向异性导电膜,而使用关于导电粒子的配置,具有多重圆区域的各向异性导电膜。
作为多重圆区域,能够举出例如图4所示的多重圆区域25。在该多重圆区域25中,各向异性导电膜10C在俯视观察下在绝缘性树脂层2中导电粒子1配置在多个同心圆上。在该同心圆上以既定间隔(导电粒子的中心间距离L2恒定)配置,这将能够削减排列的设计工时数,因此是优选的。另外,在设连结第1同心圆22a上的第1导电粒子1a和圆的中心的直线为第1直线23a、且连结与第1同心圆22a邻接的第2同心圆22b上的导电粒子中与第1导电粒子1a最接近的第2导电粒子1b和圆的中心的直线为第2直线23b的情况下,如果导电粒子以使第1直线23a不与第2直线23b一致的方式配置,则能够兼顾捕获性的提高和短路的抑制,因此是优选的。
在图4所示的多重圆区域25中,进而在将连结与第2同心圆22b邻接的第3同心圆22c上的导电粒子中与第2导电粒子1b最接近的第3导电粒子1c和圆的中心的直线设为第3直线23c的情况下,第2直线22b和第1直线22a所成的角度θ、与第3直线23c和第2直线23b所成的角度θ相等,同样决定的第4直线23d和第3直线23c所成的角度也与上述角度θ相等。这样在通过使直线23a、23b、23c、23d每次以一定的角度θ倾斜而端子以放射状并排的情况下,会由各端子中任一部位捕获导电粒子。从抑制短路或减少导电粒子个数而稳定捕获的观点来说,该角度θ的大小优选为1~40°。
另外,也可以如图4所示的多重圆区域25那样,使各同心圆间距离(邻接的同心圆的半径之差)L3与各同心圆中的导电粒子的中心间距离L2相等。这样通过使各同心圆间距离L3与各同心圆中的导电粒子的中心间距离L2相等,能够确定配置导电粒子的设计上的决定事项,因此能够很好地进行制造各向异性导电膜时的质量管理。另外,由此在多重圆区域25中还能允许与六方格子类似的粒子配置,可以将导电粒子配置较密,从而提高捕获性。
在第3发明中使用的各向异性导电膜10C中,导电粒子的配置由上述多重圆区域形成。在该情况下,各向异性导电膜既可以由一个多重圆区域形成,也可以由多个多重圆区域形成。通过将由一个多重圆区域形成的各向异性导电膜以长条的带状裁断而作为各向异性导电膜的制品(即将图5A或图5B的粒子配置的各向异性导电膜裁断而作为带状的各向异性导电膜),能得到并排有弯曲的粒子排列的粒子配置的膜。认为通过使该粒子配置的各向异性导电膜,在如放射状的端子图案那样各个端子的倾斜角逐渐变化的情况下,会容易获得稳定的捕获。
另一方面,通过将利用多个多重圆区域形成的各向异性导电膜以长条的带状裁断而作为各向异性导电膜的制品,如后述那样,能够使在一个连接构造体的制造中所使用的各向异性导电膜的长度与多重圆区域的最大长度之比为整数,由此将会容易比较连接区域中的粒子的捕获状态。因而,会容易进行良否判定,且对削减各向异性连接体的制造成本有用。
在由多个多重圆区域形成的情况下,各向异性导电膜中的导电粒子的配置,例如如图5A所示,从由多个同心圆构成的多重圆区域25切出既定形状的区域(例如正方形区域26),从而能够作成如图5B所示无间隙地并排所切出的区域的配置。这样无间隙地并排的情况下,当相邻的多重圆区域中导电粒子重复的情况下、或相邻的导电粒子间距离为导电粒径的2倍以内、最好为0.5倍以内的情况下,从防止短路的观点来说,能够削除它们的一方的导电粒子。
从多重圆区域25切出的形状无特别限制,如图6A所示,从由多个同心圆构成的多重圆区域25切出六边形区域27,从而能够作成如图6B所示无间隙地并排所切出的六边形区域27的配置。也可以使切出的形状为三角形、或长方形、菱形等的四边形。关于从多重圆区域25切出的多边形的形状,以使所切出的形状能够无间隙地并排的方式适当选择边的数量或边的长度即可。另外,也可以切出2种以上的多边形区域,并无间隙地并排。
在一个连接构造体的制造中所使用的各向异性导电膜的长度Lf,在连续连接多个连接构造体的情况下,也能从各连接构造体中稳定导电粒子的捕获这一额连接构造体的生产性等方面决定。例如,通过使各向异性导电膜的膜长边方向的一个多重圆区域的最大长度Lx,为构成连接构造体的电子部件的端子图案的宽度(即一个连接构造体的制造中所使用的各向异性导电膜的长度Lf)的整数分之一以上(即使上述各向异性导电膜的长度Lf,为形成在该各向异性导电膜的一个多重圆区域的最大长度Lx的整数倍以下),在各个连接构造体的制造中会包含相同数量的多重圆区域,因此能得到会容易进行连续获得的连接构造体间导电粒子的捕获状态的比较的优点。上述的整数分之一,更具体而言优选为1/200以上(相对于多重圆区域的最大长度Lx,各向异性导电膜的长度Lf为200倍以下),更优选为1/100以上(100倍以下),进一步优选为1/50以上(50倍以下)。[一个多重圆区域的最大长度Lx]与[一个连接构造体的制造中所使用的各向异性导电膜的长度Lf]之比Lx/Lf的理想数值,因为随着所使用的膜的长度和连接对象的端子布局而变动,所以并不局限于上述数值。另一方面,相对于在一个连接构造体的制造中所使用的各向异性导电膜的长度Lf,其中所包含的一个多重圆区域的最大长度Lx,为了容易进行所制造的多个连接构造体间导电粒子的捕获状态的比较,虽然无特别上限,但是作为一个例子也可为10倍以下,且优选为5倍以下,更优选为2倍以下,进一步优选为1.2倍以下。通过这样构成,在连续生产连接构造体的情况下,会连接各连接构造体中同样的粒子排列形状的各向异性导电膜,因此认为容易以稳定质量生产连接构造体。
在无间隙地并排从多重圆区域25切出的区域的情况下,优选削除在相邻的区域彼此中重复的导电粒子、或导电粒子间距离成为导电粒径的2倍以内、最好是0.5倍以内的导电粒子的一方。另外,例如,也可以在相邻的区域彼此的连接点部分,使多重圆区域25的处于最外部的圆,例如图6B中的连接点部分28那样,以连续的曲线相连。由此,能够在切出的多重圆区域25的连接点的部分,期待变得容易避免不整齐的不良(端子中的导电粒子的捕获数的下降或发生短路等)的效果。另外,如这样的连接点部分28,也可以在粒子密度局部变疏的部分有意地配置导电粒子。
另外,第3发明中,形成多重圆区域的同心圆也可为椭圆。例如,如图7A所示,能够由多个同心的椭圆22p、22q、22r、22s形成多重圆区域25。在该情况下,各同心的椭圆上的导电粒子的中心间距离L2恒定,且该距离L2与各椭圆间的短径方向的距离L3相等。此外,本发明中,也可以为使各椭圆间的长径方向的距离与椭圆上的导电粒子的中心间距离L2相等。
另外,将连结第1同心椭圆22p上的第1导电粒子1p与椭圆的中心的直线设为第1直线23p,且将连结与第1同心椭圆邻接的第2同心椭圆22q上的导电粒子中与第1导电粒子1p最接近的第2导电粒子1q和椭圆的中心的直线设为第2直线23q的情况下,以使第1直线23p不与第2直线23q一致的方式配置导电粒子。此外,在同样决定第3直线23r和第4直线23s的情况下,第1直线23p和第2直线23q所夹着的角度θ1、第2直线23q和第3直线23r所夹着的角度θ2、和第3直线23r和第4直线23s所夹着的角度θ3,既可以相同也可以不同。
如图7A所示在形成多重圆区域25的同心圆为椭圆的情况下,也如图7B所示,各向异性导电膜中的导电粒子1的配置,能够采用切出既定形状的区域(例如矩形区域26),并无间隙地并排所切出的区域的配置。在这样无间隙地并排的情况下,为了防止短路,也最好除掉重复的导电粒子或导电粒子间距离为导电粒子的2倍以内、最好是0.5倍以内的导电粒子。另外,在该情况下,也可以如连接点部分28那样,在粒子密度局部变疏的部分有意地配置导电粒子。另外,本发明中包含如上述以带状裁断具有多重圆区域25的各向异性导电膜的部分,也包含如图7A或图7B所示,以带状裁断无间隙地并排从多重圆区域切出的区域的配置的各向异性导电膜的部分。因而,以带状裁断的各向异性导电膜中,有时弯曲的粒子排列被看成并排、或者有时弯曲的粒子排列被看成连续。
第3发明中所使用的各向异性导电膜的导电粒子本身的结构、个数密度、绝缘性树脂层的结构等,能够与第1发明或第2发明同样。
若使用第3发明中所使用的各向异性导电膜,由于任意的导电粒子和接近该导电粒子的2个以上的导电粒子不在1条直线上,所以不依赖各向异性导电连接的第1电子部件及第2电子部件中的端子的大小或间距,而能够提高各端子中的导电粒子的捕获性。这是因为在由导电粒子彼此形成的直线上,除此以外的导电粒子能够以不重叠的方式存在,所以即便端子倾斜,只要端子的长边方向足够长,就有可能存在被捕获的导电粒子。因而,本发明还包含第3发明中所使用的各向异性导电膜。另外,本发明还包含以上述第1、第2、第3发明的方法制造的连接构造体。
[各向异性导电膜的制造方法]
第1发明、第2发明、第3发明中所使用的各向异性导电膜,使导电粒子的配置或密度适合于各个发明,但是制造导电粒子为既定粒子配置及粒子密度的各向异性导电膜的方法本身上没有特别限定。例如,制造用于将导电粒子以既定排列配置的转印模,向转印模的凹部填充导电粒子,其上覆盖形成于剥离膜上的绝缘性树脂层并施加压力,向绝缘性树脂层压入导电粒子,从而向绝缘性树脂层转移附着导电粒子。或者,进一步在该导电粒子上层叠绝缘性粘接层。这样,能够得到各向异性导电膜。
另外,也可以在向转印模的凹部填充导电粒子后,其上覆盖绝缘性树脂层,从转印模向绝缘性树脂层的表面转印导电粒子,并将绝缘性树脂层上的导电粒子向绝缘性树脂层内压入,从而制造各向异性导电膜。
此外,作为转印模,除了向凹部填充导电粒子的转印模以外,也可以利用给凸部的顶面赋予微粘着剂而使得导电粒子附着在该顶面的转印模。这些转印模能够利用机械加工、光刻、印刷法等公知的技术来制造。
另外,作为将导电粒子以既定排列配置的方法,取代利用转印侧的方法,也可以使用利用二轴延伸膜的方法等。也可以使用使导电粒子通过以既定配置设置的贯通孔的方法等。
[连接构造体的制造方法]
在第1发明、第2发明、第3发明的任一发明中,都是使用适合于各自连接的第1电子部件和第2电子部件的各向异性导电膜,且通过对第1电子部件和第2电子部件进行加热加压而得到第1电子部件和第2电子部件各向异性导电连接的连接构造体,但是该情况下的加热加压方法本身上没有特别限制。
例如,在工作台上承载一个电子部件,其上隔着各向异性导电膜而承载另一个电子部件,由压接工具进行加热按压,从而制造连接构造体的情况下,使承载于工作台的电子部件为IC芯片、IC模块、FPC、玻璃基板、塑料基板、刚性基板、陶瓷基板等的第2电子部件,而由压接工具进行加热加压的电子部件为FPC、IC芯片、IC模块等的第1电子部件。而且,通过向各种基板等的第2电子部件临时粘贴各向异性导电膜后进行临时压接,并对临时压接的各向异性导电膜合上IC芯片等的第1电子部件,进行热压接而制造连接构造体。此外,也可以不是第2电子部件而是向第1电子部件临时粘贴各向异性导电膜而制造连接构造体。另外,本发明的连接方法并不局限于热压接,包含利用光固化的压接、或并用热和光的压接等公知的方式。
但是,本发明的连接构造体的制造方法在使第1电子部件及第2电子部件的至少一个为FPC或塑料基板等的容易热膨胀的材质的情况下价值高,特别是第1电子部件和第2电子部件两者都是容易热膨胀的材质的情况下本发明的价值将会更高。
另一方面,作为连接对象的电子部件,包含如IC芯片那样端子图案成为多级,或者在矩形的连接面的对置边形成了端子图案等的电子部件。另外,也包含4个边全部形成有端子图案的电子部件。作为实际使用上优选方式,由于能够仅在电子部件的短边方向上调整对准,所以主要的端子图案仅存在于电子部件的长边方向。
实施例
以下,通过实施例,对本发明具体地进行说明。
实施例1
在制造连接了端子以放射状排列的端子图案彼此的连接构造体的情况下,通过使多个端子以放射状排列的端子图案和粒子排列在作图上叠合而求出各端子捕获的导电粒子数,将端子中的导电粒子的最少捕获数为3个以上的情况设为“OK”、小于3个的情况设为“NG”。
在该情况下,第1电子部件中的端子图案具有以下的形状。
(1)作为端子图案21,如图8A所示设想了由2个端子构成的放射状的排列。
(2)使端子图案21的中心线Q与沿端子20的长边方向延伸的中心轴R所成的角度α,每次以角度0.01~1°进行变化,并将最大值αmax设为14°。
(3)与点P相反侧的端子宽度Lt为100μm,端子长度为1000μm,端子间空间Ls为100μm。
第1电子部件的端子和第2电子部件的端子中的有效连接面积为100000μm2
作为各向异性导电膜10,使导电粒子的粒径为3.2μm、导电粒子的配置为随机、个数密度为4000个/mm2。导电粒子随机的配置状态是使用以使个数密度成为4000个/mm2的方式向粘合剂树脂中混入,且从由膜厚度20μm的实际的各向异性导电膜获得的俯视观察图像抽取导电粒子的轮廓而绘出的配置状态。
其结果,在使端子20的中心轴R倾斜到最大值αmax为止的情况下的该端子20的导电粒子的最少捕获数的评价为“OK”,中心线Q和中心轴R所成的角度为任一大小也不存在端子20连一个导电粒子也捕获不到的情况。
比较例1
除了在实施例1中,使端子图案的形状相同,并使端子宽度Lt为10μm、端子间空间Ls为20μm、有效连接面积为2000μm2以外,与实施例1同样地通过模拟求出各端子捕获的导电粒子数。
其结果,端子中的导电粒子的最少捕获数为0个,其评价为“NG”。
比较例2
除了在实施例1中,使导电粒子的个数密度为小于2000个/mm2以外,与实施例1同样地通过模拟求出各端子捕获的导电粒子数。
其结果,端子中的导电粒子的最少捕获数为0个,其评价为“NG”。
实施例2
对于与实施例1同样的端子图案,与实施例1同样,在作图上求出端子捕获的导电粒子数。
作为各向异性导电膜,使导电粒子的粒径为3.2μm、导电粒子的配置为正方格子、格子间距离(导电粒子中心间距离)为10μm。
其结果,在使端子20的中心轴R倾斜至最大值αmax为止的情况下该端子20的导电粒子的最少捕获数的评价为“OK”,在中心线Q和中心轴R所成的角度为任一大小端子20也不存在连一个导电粒子也捕获不到的端子。
比较例3
实施例2中,使角度αmax为10°、格子间距离为20μm。其结果,端子中的导电粒子的最少捕获数为0个,其评价为“NG”。
实施例3
对于与实施例1同样的端子图案,与实施例1同样,作图上求出端子捕获的导电粒子数。但是,作为各向异性导电膜,使用以下的导电粒子配置的导电膜。
即,各向异性导电膜具有图5B所示的多重圆区域。在该情况下,多重圆区域采用以下规格:
第1同心圆的直径为20μm;
各同心圆中的导电粒子中心间距离L2为10μm;
各同心圆间的距离L3为10μm;
第1直线23a和第2直线23b所成的角度θ为5°;
切出的矩形区域是一边100μm的正方形。
其结果,端子中的导电粒子的最少捕获数的评价为“OK”。
此外,如图8B所示,将一个端子20(200μm×10μm)置于上述各向异性导电膜10C上,计测了使该端子绕着该端子的中心以1°的刻度0°~360°旋转时的该端子中的导电粒子的捕获数。其结果,导电粒子的最少捕获数在角度40°时为6个,不存在连一个导电粒子也没有捕获的端子。
标号说明
1、1a、1b、1c、1p、1q、1x 导电粒子;2 绝缘性树脂层 ;3 导电粒子分散层;10、10x、10y、10A、10B、10C 各向异性导电膜 ;20、20A、20B 端子;20C 有效连接区域;21 端子图案;21A 第1电子部件的端子图案;21B 第2电子部件的端子图案;22a、22b、22c、22d 同心圆;22p、22q、22r、22s 同心椭圆;23a 第1直线;23b 第2直线;23c 第3直线;23d 第4直线;25多重圆区域;26 区域;27 六边形区域;28 连接点部分;30A 第1电子部件;30B 第2电子部件;L1 排列间距(格子间距离);L2 同心圆上(同心椭圆上)的导电粒子的中心间距离;L3同心圆间(同心椭圆间)的距离;P 端子图案外的点;Q 通过点P的端子图案的中心线;R 端子的中心轴;T 排列轴。

Claims (11)

1.一种连接构造体的制造方法,利用各向异性导电膜,将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中,
使每一个端子的有效连接面积为3000μm2以上,
使各向异性导电膜中的导电粒子的个数密度为2000个/mm2以上且20000个/mm2以下,
各向异性导电膜为在俯视观察下导电粒子以格子状排列在绝缘性树脂层的各向异性导电膜,
在设各向异性导电膜中导电粒子的排列间距最小的排列轴或第二小的排列轴与各向异性导电膜的短边方向所成的角度为γ,且沿着各端子的长边方向延伸的中心轴与端子图案的短边方向所成的角度的最大值为αmax的情况下,
各向异性导电膜具有成为γ>αmax的排列轴。
2.一种连接构造体的制造方法,利用各向异性导电膜,将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中,
各向异性导电膜为在俯视观察下导电粒子以格子状排列在绝缘性树脂层的各向异性导电膜,格子状的排列中的排列间距及排列方向,使得在第1电子部件与第2电子部件的有效连接区域中各端子捕获3个以上导电粒子,
在设各向异性导电膜中导电粒子的排列间距最小的排列轴或第二小的排列轴与各向异性导电膜的短边方向所成的角度为γ,且沿着各端子的长边方向延伸的中心轴与端子图案的短边方向所成的角度的最大值为αmax的情况下,
各向异性导电膜具有成为γ>αmax的排列轴。
3.一种各向异性导电膜,使用于将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中导电粒子在绝缘性树脂层以格子状排列,
在设各向异性导电膜中导电粒子的排列间距最小的排列轴或第二小的排列轴与各向异性导电膜的短边方向所成的角度为γ,
且沿着构成端子图案的各端子的长边方向延伸的中心轴与端子图案的短边方向所成的角度的最大值为αmax的情况下,
具有成为γ>αmax的排列轴。
4.如权利要求3所述的各向异性导电膜,其中,
导电粒子的格子状的排列为六方格子或正方格子。
5.如权利要求3或4所述的各向异性导电膜,其中,
导电粒子是金属包覆树脂粒子。
6.如权利要求3所述的各向异性导电膜,其中,
在俯视观察下在绝缘性树脂层导电粒子以既定间隔配置在多个同心圆上,且在设连结第1同心圆上的第1导电粒子和圆的中心的直线为第1直线的情况下,设连结与第1同心圆邻接的第2同心圆上的导电粒子中的、与第1导电粒子最接近的第2导电粒子和圆的中心的直线为第2直线的情况下,且设连结与第2同心圆邻接的第3同心圆上的导电粒子中的、与第2导电粒子最接近的第3导电粒子和圆的中心的直线为第3直线的情况下,第2直线和第1直线所成的角度与第3直线和第2直线所成的角度相等。
7.一种连接构造体,其中第1电子部件和第2电子部件由权利要求1~2的任一项所述的制造方法制造。
8.一种连接构造体的制造方法,利用各向异性导电膜,将具有多个端子以放射状并排的端子图案的第1电子部件、和具有与第1电子部件的端子图案对应的端子图案的第2电子部件进行各向异性导电连接,其中,
端子的宽度为5~300μm,端子的长度为10~3000μm,
各向异性导电膜为在俯视观察下导电粒子以格子状排列在绝缘性树脂层的各向异性导电膜,格子状的排列中的排列间距及排列方向,使得在第1电子部件与第2电子部件的有效连接区域中各端子捕获3个以上导电粒子,
在设各向异性导电膜中导电粒子的排列间距最小的排列轴或第二小的排列轴与各向异性导电膜的短边方向所成的角度为γ,且沿着各端子的长边方向延伸的中心轴与端子图案的短边方向所成的角度的最大值为αmax的情况下,
各向异性导电膜具有成为γ>αmax的排列轴,
在导电粒子的平均粒径D小于10μm的情况下,绝缘性树脂层的层厚La与导电粒子的平均粒径D之比(La/D)为0.3以上且10以下,在导电粒子的平均粒径D为10μm以上的情况下,绝缘性树脂层的层厚La与导电粒子的平均粒径D之比(La/D)为0.8以上且3.5以下,
导电粒子的面积占用率为0.3~30%。
9.如权利要求8所述的连接构造体的制造方法,其中,
导电粒子是金属包覆树脂粒子。
10.一种连接构造体,通过对权利要求3~6的任一项所述的各向异性导电膜进行加热加压将第1电子部件和第2电子部件进行各向异性导电连接而成。
11.一种连接构造体的制造方法,通过对权利要求3~6的任一项所述的各向异性导电膜进行加热加压将第1电子部件和第2电子部件进行各向异性导电连接。
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