JP2000178511A - 多層異方導電性接着剤およびその製造方法 - Google Patents

多層異方導電性接着剤およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣチップと回路基板との接続において、Ｉ
Ｃチップの電極間の１０〜１００μｍピッチでもショー
トしない接続信頼性に優れた多層異方導電性接着剤を提
供する。 【解決手段】 絶縁性樹脂中に導電粒子を分散してなる
異方導電性接着剤層の少なくとも片面に絶縁性接着剤層
が積層されてなる多層異方導電性接着剤層において、前
記異方導電性接着剤層の必須成分がフィルム形成性樹脂
と導電粒子とからなり且つ前記異方導電性接着剤層の１
５０℃における溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ以上であっ
て、前記絶縁性接着剤層の必須成分が官能基を有する樹
脂と潜在性硬化剤とからなり且つ前記絶縁性接着剤層の
１５０℃における溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ未満であ
る多層異方導電性接着剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップと回路
基板との接続等に用いる高密度実装に対応した異方導電
性接着剤を用いた接続に関し、ファインピッチに対応し
た接続信頼性を高めることが可能な多層異方導電性接着
剤およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達によってＩＣチッ
プを実装するデバイスや電子機器は、軽量・薄型化が求
められ、ＩＣチップを実装する基板も高密度化が要求さ
れている。
【０００３】ＩＣチップを高密度実装する方法として
は、フリップチップ方式や異方導電性接着剤を用いた方
式、ＩＣチップに半田バンプを設け回路基板上に半田バ
ンプ付きＩＣベアチップを載置し、半田リフロー炉を通
して実装するか、または熱プレスによって実装するフェ
イスダウン方式等がある。
【０００４】その中でもＩＣチップと基板との間に異方
導電性接着剤を載置し、加熱・加圧によって、上下の相
対峙する電極間は異方導電性接着剤中に存在する導電材
により電気的導通をとって、左右の隣接する電極間は導
電材同士が接触せず、絶縁性を保つことができるもの
で、簡便な接続方法である異方導電性接着剤が使用され
ている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】しかしながらＩＣチップの電極間は１０〜
１００μｍと、ＬＣＤの電極間に比較して、よりファイ
ンピッチになっている。また、異方導電性接着剤を加熱
・加圧することによって、上下の相対峙する電極間の異
方導電性接着剤が流動して左右の隣接する電極間に流出
する。それに伴い導電材も一緒に流出してしまって導通
抵抗が高くなったり、導通が図れないものや、左右の隣
接する電極間に流出した導電粒子同士の接触によってシ
ョートしてしまうという問題もあった。更に異方導電性
接着剤はＩＣのスタッドバンプに対応することが要求さ
れており、スタッドバンプの接続面積は非常に小さく最
近では４０μｍφ（１２４０μｍ2 ）と、これまでのＣ
ＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）用メッキバンプに
比較して１／３〜１／４の大きさとなっている。このこ
とによりバンプ上の粒子を確保するためには多くの導電
粒子を必要とする問題があった。
【０００６】この対策として特開昭６１−１９５１７
９、特開平１−２３６５８８、特開平４−２３６５８
８、特開平６−２８３２２５等に異方導電性接着剤層上
に絶縁性接着剤層を設け、前記異方導電性接着剤層が前
記絶縁性接着剤層よりも軟化点や溶融粘度を高くした
り、流動性を低くして上下の相対峙する電極間から導電
材が流出し難いようにすることが開示されている。
【０００７】しかしながら、これらの方法をもってして
も、左右の隣接する電極間に存在する導電粒子の接触に
よるショートの問題が生じている。導電材の粒径を小さ
くすれば良いが、余り小さくすると二次凝集がおこって
更なる問題となる。
【０００８】ところで、現在は接続信頼性の点から熱硬
化性の異方導電性接着剤が主流である。 熱硬化性の異
方導電性接着剤には官能基を有するエポキシ樹脂を主成
分とし、常温では不活性で加熱によって活性化するイミ
ダゾールをポリウレタン樹脂で被覆してマイクロカプセ
ル化した潜在性硬化剤を用いるのが一般的になってい
る。
【０００９】これらの熱硬化性異方性導電接着剤を用い
て多層異方導電性接着剤の製造を行おうとすると、潜在
性硬化剤が入った層が複数回、熱オーブン中を通過する
ことになる。このことによって潜在性硬化剤を覆ってい
るポリウレタン樹脂がオーブン中の熱によって被膜が破
れ、反応を開始してしまい製品化できなくなってしまう
という問題があった。
【００１０】これらの解決方法として、エクストルージ
ョンコータ等の複数のノズルによって剥離フィルム上に
異方導電性接着剤と絶縁性接着剤を同時に塗工すること
も考えられるが、接着剤層の厚みが非常に薄い場合には
有効であるが、２５μｍ以上の多層異方性導電接着剤で
は接着剤中の溶剤の揮散が完全に行われず残留溶剤が多
くなってしまったり、接着剤層に気泡が発生して製品と
しての機能を低下させてしまうという新たな問題も発生
してしまう。
【００１１】本発明はこれらの問題を解決するもので、
従来の多層異方導電性接着剤よりさらに品質および信頼
性を向上した多層異方導電性接着剤およびその製造方法
を提供することを課題とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、異方導電
性接着剤中に潜在性硬化剤を混入させないで絶縁性接着
剤中にのみ含ませたことと異方導電性接着剤の１５０℃
における溶融粘度を絶縁性接着剤層の１５０℃における
溶融粘度よりも高くすると共に各々の１５０℃における
溶融粘度の数値を規定したこと、異方導電性接着剤中に
最外層が接着剤に不溶な絶縁性樹脂で被覆した導電粒子
を含有させることによって、さらにファインピッチの回
路に対応できること、またこれらの製造方法として、異
方導電性接着剤中に潜在性硬化剤を混入させないで、絶
縁性接着剤中にのみ含ませたことによって、製造工程に
おいて異方導電性接着剤層が熱オーブン中を複数回通過
させることが可能で、絶縁性接着剤中の潜在性硬化剤を
熱により硬化剤を覆っている被膜を溶解させて反応を開
始してしまうことのないような製造方法を見出し、本発
明を完成させるに至った。
【００１３】すなわち本発明は、請求項１に記載する発
明は、絶縁性樹脂中に導電粒子を分散してなる異方導電
性接着剤層の少なくとも片面に絶縁性接着剤層が積層さ
れてなる多層異方導電性接着剤において、前記異方導電
性接着剤層の必須成分がフィルム形成性樹脂と導電粒子
とからなり且つ前記異方導電性接着剤層の１５０℃にお
ける溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ以上であって、前記絶
縁性接着剤層の必須成分が官能基を有する樹脂と潜在性
硬化剤とからなり且つ前記絶縁性接着剤層の１５０℃に
おける溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ未満であることを特
徴とする多層異方導電性接着剤である。
【００１４】また請求項２に記載の発明のように、この
多層異方導電性接着剤は、異方導電性接着剤の１５０℃
における溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ以上３００ｐｏｉ
ｓｅ以下であって、絶縁性接着剤層の１５０℃における
溶融粘度が３０ｐｏｉｓｅ以上１００ｐｏｉｓｅ未満で
あることを特徴とする多層異方導電性接着剤であること
が好ましい。
【００１５】また請求項３に記載する発明である多層異
方導電性接着剤は、異方導電性接着剤中の導電粒子が、
最外層が接着剤に不溶な絶縁性樹脂で被覆してなる導電
粒子であって、該導電粒子の粒径が２〜７μｍであり、
前記異方導電性接着剤中に５〜６０体積％含有してなる
ことを特徴とする多層異方導電性接着剤である。
【００１６】また請求項４に記載する発明である多層異
方導電性接着剤は、ＩＣチップの電極と回路基板の電極
との接続を多層異方導電性接着剤を用いて行う接続構造
体において、絶縁性接着剤層の厚みが前記ＩＣチップの
電極および前記回路基板の０．７〜１．５倍の厚みであ
り、異方導電性接着剤層の厚みが該異方導電性接着剤中
に分散してなる導電粒子の粒径の０．５〜３倍の厚みで
あり、前記多層異方導電性接着剤の厚みが前記ＩＣ電極
厚みと前記回路基板との厚みの０．８〜２倍の厚みであ
ることを特徴とする多層異方導電性接着剤である。
【００１７】また請求項５に記載する発明である多層異
方導電性接着剤の製造方法は、第１の剥離フィルム５上
に、必須成分がフィルム形成性樹脂と導電粒子とを含有
する異方性導電接着剤を塗布・乾燥して異方導電性接着
剤層２を形成する工程と、前記異方導電性接着剤層２上
に、必須成分が官能基を有する樹脂と潜在性硬化剤とか
らなる絶縁性接着剤を塗布・乾燥して第１の絶縁性接着
剤層３を形成する工程と、からなる多層異方導電性接着
剤の製造方法である。
【００１８】また請求項６に記載する発明である多層異
方導電性接着剤の製造方法は、第１の剥離フィルム５上
に、異方導電性接着剤の必須成分がフィルム形成性樹脂
と最外層が前記異方導電性接着剤に不溶な絶縁性樹脂で
被覆してなる導電粒子とを含有する異方性導電接着剤を
塗布・乾燥して異方導電性接着剤層２を形成する工程
と、前記異方導電性接着剤層２上に、必須成分が官能基
を有する樹脂と潜在性硬化剤とからなる絶縁性接着剤を
塗布・乾燥して第１の絶縁性接着剤層３を形成する工程
と、前記第１の絶縁性接着剤層３上に前記第１の剥離フ
ィルム５より剥離力の大きい第２の剥離フィルム６をラ
ミネートする工程と、前記第１の剥離フィルム５を引き
剥がす工程と、前記第１の剥離フィルム５を引き剥がし
露出した前記異方導電性接着剤層２の他面上に前記絶縁
性接着剤と同一の必須成分を有する絶縁性接着剤を塗布
・乾燥して第２の絶縁性接着剤層４を形成する工程と、
からなる多層異方導電性接着剤の製造方法である。
【００１９】更に請求項７に記載する多層異方導電性接
着剤の製造方法は、第１の剥離フィルム５上に、異方導
電性接着剤の必須成分がフィルム形成性樹脂と最外層が
前記異方導電性接着剤に不溶な絶縁性樹脂で被覆してな
る導電粒子とを含有する異方性導電接着剤を塗布・乾燥
して異方導電性接着剤層２を形成する工程と、前記異方
導電性接着剤層２上に、必須成分が官能基を有する樹脂
と潜在性硬化剤とからなる絶縁性接着剤を塗布・乾燥し
て第１の絶縁性接着剤層３を形成する工程と、前記第１
の絶縁性接着剤層３上に前記第１の剥離フィルム５より
剥離力の大きい第２の剥離フィルム６をラミネートする
工程と、前記第１の剥離フィルム５を引き剥がす工程
と、前記第１の剥離フィルム５を引き剥がし露出した前
記異方導電性接着剤層２上に、あらかじめ前記絶縁性接
着剤層３と同一の必須成分を有する絶縁性接着剤を塗布
・乾燥して得た第２の絶縁性接着剤層４をラミネートに
て積層する工程と、からなることを特徴とする多層異方
導電性接着剤の製造方法でもよい。
【００２０】そして請求項８に記載する発明は、請求項
６〜８のいずれかの製造方法により得た多層異方導電性
接着剤により、ＩＣチップの電極と回路基板の電極との
接続を行うことを特徴とする接続構造体である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図１は本発明の多層異方導電性接着
剤の１例を示す断面図である。図２は本発明の他の例を
示す断面図である。図３は本発明の多層異方導電性接着
剤を製造する工程の１例を示す図である。図４はＩＣチ
ップと回路基板の接続構造を多層異方導電性接着剤で行
なう接続構造を示す断面図である。
【００２２】本発明の多層異方導電性接着剤に用いる剥
離フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートフィ
ルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等のポリエス
テルフイルムの表面にシリコーン処理を施したもの、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンフィル
ム、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系フィルム
等を用いることができる。この中でもポリエチレンテレ
フタレートフィルム（ＰＥＴ）の表面にシリコーン処理
した剥離フィルムが特性、取り扱い、コストの面から、
好ましく使用できる。
【００２３】異方導電性接着剤の樹脂成分としては、熱
や電子線により硬化性を呈する樹脂を幅広く適用するこ
とができ、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が好ましく
使用できる。フィルム形成性樹脂としては、フェノキシ
樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ＳＥＢＳ
（スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンのブロック
コポリマ）、ＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレン
のブロックコポリマ）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタ
ジエンラバー）等が使用できる。熱や電子線により硬化
性を呈する樹脂とフィルム形成性樹脂との１種以上を用
いたものが好ましく使用できる。熱硬化性樹脂の中では
接着性、耐熱性、耐湿性に優れるエポキシ樹脂が特に好
ましく使用できる。また異方導電性接着剤としては、フ
ィルム形成性樹脂のみでも良く、この場合はＩＣチップ
と回路基板との接続においてＩＣチップに不良が生じた
場合等に、異方導電性接着剤としてフィルム形成性樹脂
のみであると、リペア性に富み、ＩＣチップの交換等が
容易にできる。
【００２４】絶縁性接着剤の樹脂成分としては、熱や電
子線により硬化性を呈する樹脂を幅広く適用することが
でき、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が好ましく使用
できる。フィルム形成性樹脂としてはフェノキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ＳＥＢＳ（スチ
レン−エチレン−ブチレン−スチレンのブロックコポリ
マ）、ＳＩＳ（スチレン−イソプレン−スチレンのブロ
ックコポリマ）、ＮＢＲ（アクリロニトリル／ブタジエ
ンラバー）等の樹脂が好ましく使用できる。これらの熱
硬化性樹脂とフィルム形成性樹脂との１種以上を用いた
ものが好ましく使用できる。熱硬化性樹脂の中では接着
性、耐熱性、耐湿性に優れるエポキシ樹脂が特に好まし
く使用できる。ここでエポキシ樹脂としては常温で固体
のエポキシ樹脂や必要に応じて常温で液状のエポキシ樹
脂を併用することもできる。そして絶縁性接着剤の溶融
粘度を調整するためにこれらの常温で固体のエポキシ樹
脂や常温で液状のエポキシ樹脂を所望する粘度にあわせ
て適宜配合量を決定すれば良い。その他に必要に応じて
フィラおよびシランカップリング剤等も適宜併用するこ
とができる。
【００２５】異方導電接着剤および絶縁性接着剤層の溶
融粘度は、異方導電性接着剤の溶融粘度が絶縁性接着剤
層の溶融粘度よりも高いほうが好ましく、１５０℃にお
ける溶融粘度として、異方導電性接着剤の溶融粘度が１
００〜４００ｐｏｉｓｅが好ましく、１００〜３００ｐ
ｏｉｓｅであることがさらに好ましい。絶縁性接着剤層
の１５０℃における溶融粘度は１０ｐｏｉｓｅ〜１００
ｐｏｉｓｅであることが好ましく、３０ｐｏｉｓｅ〜１
００ｐｏｉｓｅであることがさらに好ましい。
【００２６】絶縁性接着剤層は異方導電接着剤層の１面
のみではなく、両面に設けても良い。また絶縁性接着剤
層の溶融粘度も両面で違えても良い。さらにＩＣチップ
等を接続する際の熱源側の絶縁性接着剤層層の溶融粘度
を高くする工夫があってもよい。溶融粘度を調整するた
めには固形エポキシ樹脂と液状エポキシ樹脂の量を所望
する溶融粘度に合わせて適宜決定すれば良い。しかしな
がら異方導電性接着剤層中の導電粒子が電極から流出す
るのを防ぐために、何れの絶縁性接着剤層の溶融粘度も
異方導電性接着剤層の溶融粘度よりも高いことが好まし
く、上記した溶融粘度の範囲に入ることが好ましい。
【００２７】溶融粘度の測定方法としては、フローテス
タ（ＣＦＴ−５００（株）島津製作所製）を用いて、異
方性導電接着剤、および硬化剤を除いた絶縁性接着剤を
各々容器中に入れ１５０℃における溶融粘度を測定す
る。
【００２８】異方導電性接着剤中の導電材としては、ニ
ッケル、金、銀、銅、半田等の単一の金属や合金の他
に、ニッケル導電粒子の表面に金メッキしたもの、また
はこれらの２種以上の金属粒子や、ガラスビーズ、セラ
ミックスや、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコ
ーン樹脂等の合成樹脂や、アクリルゴム、クロロプレン
ゴム等のゴムなどの絶縁性粒子にニッケル／金メッキ等
の導電材を被覆した導電材被覆粒子や、さらに導電材被
覆粒子及び金属粒子の表面に絶縁性樹脂を被覆した絶縁
材被覆導電粒子等を用いることができる。この中でもＩ
Ｃと基板等の接続に用いるファインピッチ対応として
は、絶縁材被覆導電粒子が好ましく用いることができ
る。導電粒子の粒径としては、ファインピッチに対応す
るために粒径の小さいほうが好ましいが、１０μm 以
下、２〜７μm がさらに好ましい。
【００２９】これらの他に上下の相対峙する電極間の厚
みを一定にするためと、左右の隣接する電極間の絶縁性
を高めるために、ガラスビーズ、セラミックス等の無機
物質、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹
脂等の有機合成樹脂、アクリルゴム、クロロプレンゴム
等のゴムなどの絶縁性粒子を混入させても良い。
【００３０】絶縁性接着剤の硬化剤として、エポキシ樹
脂に対してはアミン系、イミダゾール系等が好ましく用
いることができる。この中でもイミダゾール系の硬化剤
がさらに好ましく使用できる。イミダゾールをポリウレ
タン樹脂で被覆して常温では不活性で加熱によって活性
化するマイクロカプセル化した潜在性硬化剤のものが使
用できる。これらのものとしてはノバキュアシリーズ
（旭化成工業社製、商品名）等が好ましく使用できる。
【００３１】異方導電性接着剤層の厚みとしては、５〜
２５μｍの範囲が好ましく使用できる。５μｍ以下であ
ると多層異方導電性接着剤にした場合の異方導電性接着
剤の比率が低く、異方導電性接着剤の機能が充分に果た
せない。２５μｍを超えると例えば異方導電性接着剤の
主成分がフィルム形成性樹脂のみの場合においては、熱
硬化性異方導電性接着剤としての機能が果たせない。
【００３２】絶縁性接着剤層の厚みとしては、異方導電
性接着剤層の厚みに影響されるが１層の厚みとして１０
〜５０μｍの範囲が好ましく使用できる。多層異方導電
性接着剤の厚みとしては、厳密には適用するＩＣおよび
回路基板の電極の高さ（厚み）によって決められるが、
５０〜９０μｍの範囲が好ましく使用できる。
【００３３】次に製造装置としては、一般的なグラビア
コータ、オフセットグラビアコータ、ロールコータ、リ
バースロールコータ、キスコータ等のコータヘッドを用
いて、熱オーブンまたは電子線または紫外線等の乾燥・
架橋装置等を単独または併用して使用することができ
る。
【００３４】
【作用】本発明は、絶縁性樹脂中に導電粒子を分散して
なる異方導電性接着剤層の少なくとも片面に絶縁性接着
剤層が積層されてなる多層異方導電接着剤において、前
記異方導電性接着剤層の必須成分がフィルム形成性樹脂
と導電粒子とからなり、前記絶縁性接着剤層の必須成分
が官能基を有する樹脂と潜在性硬化剤とからなることに
よって、多層異方導電接着剤としてみた場合には、熱硬
化性接着剤としての機能を有するが、異方導電性接着剤
層がフィルム形成性樹脂と導電粒子のみの場合には熱可
塑性の機能を有することからリペア性に富み、ＩＣチッ
プの交換等も容易にできる。また製造工程においても異
方導電性接着剤層に硬化剤が含まれていないことから、
異方導電性接着剤層を複数回熱オーブン中を通過させて
も硬化することがなく、異方導電性接着剤としての機能
を果たす。
【００３５】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】実施例１ （１）異方導電性接着剤の作成 フェノキシ樹脂（ＹＰ５０ 東都化成社製）と、固形エ
ポキシ樹脂（ＥＰ１００９ 油化シェル社製）と、ノボ
ラック型液状エポキシ樹脂（ＲＥ３０５Ｓ 日本化薬社
製）との重量比率を４０／３０／３０として、メチルエ
チルケトン（ＭＥＫ）／トルエンの重量比率を５０／５
０にした混合溶剤で溶解し、４０％溶液を得た。この溶
液に粒径４．６μｍのベンゾグアナミン樹脂にニッケル
／金のメッキをそれぞれ０．２μｍ／０．０２μｍの厚
みで施して導電粒子を形成し、さらにこの導電粒子の表
面にアクリル／スチレンの共重合体樹脂を０．２〜０．
５μｍの厚みで被覆した絶縁材被覆導電粒子を２７体積
％混合分散した。この異方導電性接着剤の溶剤を揮散さ
せて、１５０℃における溶融粘度をフローテスタで測定
したところ、２００ｐｏｉｓｅであった。
【００３７】（２）絶縁性接着剤の作成 固形エポキシ樹脂（ＥＰ１００９ 油化シェル社製）
と、ノボラック型液状エポキシ樹脂（ＲＥ３０５Ｓ 日
本化薬社製）と、イミダゾール変性物をポリウレタン樹
脂で被覆したマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有す
る液状エポキシ樹脂中に分散させたＨＸ３９４１ＨＰ
（旭化成工業社製）との比率を４０／３０／３０とし
て、トルエン／酢酸エチルの比率を５０／５０にした混
合溶剤で溶解し、６０％溶液を得た。この絶縁性接着剤
の溶剤を揮散させて、１５０℃における溶融粘度（測定
は硬化剤を抜いた状態で行った。）をフローテスタで測
定したところ、６０ｐｏｉｓｅであった。
【００３８】（３）多層異方導電性接着剤の作成 （１）で作成した異方導電性接着剤溶液を、シリコーン
処理したＰＥＴフィルムの剥離フィルム（以下単に剥離
フィルムという）上にロールコータで塗布後、８０℃で
５分間乾燥し、１０μｍ厚の異方導電性接着剤層を作成
した。次に（２）で作成した絶縁性接着剤溶液を、異方
導電性接着剤層上にロールコータで塗布後、８０℃で５
分間乾燥し、上記で用いた剥離フィルムよりも剥離力の
大きい剥離フィルムをラミネートし、２０μｍ厚の絶縁
性接着剤層を得た。さらに、（２）で作成した絶縁性接
着剤溶液を、異方導電性接着剤層面の剥離フィルムを除
去した面にロールコータで塗布後、８０℃で５分間乾燥
し、４０μｍ厚の絶縁性接着剤層を形成した。
【００３９】（４）評価 （ａ）多層異方導電性接着剤中の気泡 多層異方導電性接着剤を光学顕微鏡を用いて１７０倍の
倍率で、１０の任意の箇所を選定し評価した。３０μｍ
以上の気泡がないものについては○、３０μｍ以上の気
泡があるものについては×とした。 （ｂ）多層異方導電性接着剤の外観 多層異方導電性接着剤を目視で観察し評価した。スジが
認められないものを○、スジが認められるものを×とし
た。 （ｃ）多層異方導電性接着剤のライフ 多層異方導電性接着剤を６０℃のオーブン中で２４時間
エージングして、使用に供せられるか否かを判断した。
示差熱測定器（セイコー電子工業社製）を用いて、１５
ｍｇのサンプルを１０℃／分の昇温スピードで昇温し
て、ピークが１８０ｍＪ以上のものを○、ピークが１８
０ｍＪ未満のものを×とした。 （ｄ）ＩＣチップの１電極当たりの導電粒子数 評価に先立って、接続用のＩＣチップと回路基板を用意
した。サンプルに供したＩＣの仕様は、１０ｍｍ□で
０．４ｍｍ厚み、ＩＣ電極（バンプ）は１１０μｍ□で
金メッキし、高さ４５μｍ。バンプのピッチは１５０μ
ｍで１６０ピンのＩＣチップを用意した。回路基板は、
０．６ｍｍ厚みのガラス／エポキシ基板に１８μｍの銅
箔を貼り合わせた。ＩＣチップとの接続端子はニッケル
／金メッキを施したものを用意した。このＩＣチップと
回路基板との間に多層異方導電性接着剤を載置し、温度
１８０℃、１バンプあたりの圧力を４００ｋｇｆ／ｃｍ
2 で２０秒圧着した。このＩＣチップと回路基板とを多
層異方導電性接着剤で接続した電子部品の、ＩＣチップ
を剥がして２００箇所のバンプを倍率３４０倍の光学顕
微鏡を用いてＩＣチップの１バンプに残存する導電粒子
数を数えた。２００箇所のバンプ中最小の個数で５個以
上残存するものをＯＫとした。 （ｅ）導通信頼性 前記ＩＣチップの１バンプあたりの導電粒子数の評価に
用いたサンプルと同一のサンプルを用いた。この評価用
サンプルを、プレッシャークッカーテスタ（ＥＨＳ−４
１１ タバイエスペック社製）を用いて、２４時間エー
ジングした。エージングを終了したサンプルを用いて、
上下の相対峙する電極間の導通抵抗を測定した。導通抵
抗が０．１Ω以下のものを○、０．１Ωを超えるものを
×とした。 （ｆ）絶縁信頼性 前記導通信頼性で評価した条件と同一のサンプルを用い
て、左右の隣接する電極間の絶縁抵抗を測定した。絶縁
抵抗が１×１０8 Ω以上のものを○、絶縁抵抗が１×１
０8 Ω未満のものを×とした。実施例の結果を表１に示
す。
【００４０】実施例２ 異方導電性接着剤の樹脂の組成をフェノキシ樹脂（ＹＰ
５０ 東都化成社製）のみとし、ＭＥＫの溶剤に溶解し
４０％溶液とした以外は実施例１と同様とした。実施例
２で用いた異方導電性接着剤の１５０℃における溶融粘
度は２７０ｐｏｉｓｅであった。
【００４１】実施例３ 異方導電性接着剤の樹脂の組成を、ポリエステル樹脂
（ＵＥ３２２０ ユニチカ社製）とエポキシ樹脂（ＥＰ
８２８ 油化シェル社製）の重量比率を１／１として、
トルエン／ＭＥＫの重量比率が１／１の溶剤に溶解した
以外は実施例１と同様とした。実施例３で用いた異方導
電性接着剤の１５０℃における溶融粘度は１２０ｐｏｉ
ｓｅであった。
【００４２】実施例４ 異方導電性接着剤中の導電粒子の配合比率を５４体積％
とした以外は実施例１と同様とした。
【００４３】実施例５ 実施例１で用いた異方導電性接着剤溶液を、剥離フィル
ム上にロールコータで塗布後、８０℃で５分間乾燥し、
１０μｍ厚の異方導電性接着剤層を作成した。次に実施
例１で用いた絶縁性接着剤溶液を、異方導電性接着剤層
上にロールコータで塗布後、８０℃で５分間乾燥し、剥
離フィルムをラミネートし、２０μｍ厚の絶縁性接着剤
層を得た。さらに、前記絶縁性接着剤と同一の溶液を、
剥離フィルム上に塗布し巻き取っておいた絶縁性接着剤
フィルムを異方導電性接着剤層面の剥離フィルムを除去
した面に，上下６０℃のロール間を、線圧２ｋｇｆ／ｃ
ｍの条件でラミネートし作成した。
【００４４】実施例６ 異方導電性接着剤中の導電粒子の配合量を５体積％にし
た以外は実施例１と同様にした。
【００４５】実施例７ 異方導電性接着剤中の導電粒子の配合量を６０体積％に
した以外は実施例１と同様にした。
【００４６】実施例８ 異方導電性接着剤の厚みを２５μｍ、最後に塗布する絶
縁性接着剤の厚みを２０μｍとした以外は実施例２と同
様とした。
【００４７】比較例１ 異方導電性接着剤中の樹脂の組成を、フェノキシ樹脂
（ＹＰ５０ 東都化成社製）と、エポキシ樹脂（ＥＰ８
２８ 油化シェル社製）と、潜在性硬化剤を含有する液
状エポキシ樹脂（ＨＸ３９４１ＨＰ 旭化成工業社製）
との重量比率を５０／５０／５０として、トルエン／酢
酸エチルの重量比率が１／１の溶剤に溶解した以外は実
施例１と同様とした。比較例１で用いた異方導電性接着
剤の１５０℃における溶融粘度は６０ｐｏｉｓｅであっ
た。この異方導電性接着剤中には潜在性硬化剤が含まれ
ているので多層異方導電性接着剤を製造する過程で硬化
を開始してしまい、満足する特性が得られなかった。
【００４８】比較例２ 比較例１で用いた多層異方導電性接着剤を、実施例２で
用いたラミネートによる製造方法で製造した。この異方
導電性接着剤中の１５０℃における溶融粘度が６０ｐｏ
ｉｓｅであったので、ＩＣチップと回路基板とを加熱圧
着した際に、異方導電性接着剤中の導電粒子粒子がＩＣ
チップの電極上から流出してしまい、ラミネートによる
製造方法をもってしても満足する特性が得られなかっ
た。
【００４９】比較例３ 異方導電性接着剤中の樹脂の組成を、フェノキシ樹脂
（ＹＰ５０ 東都化成社製）と、エポキシ樹脂（ＥＰ８
２８ 油化シェル社製）との重量比率を５０／５０／５
０として、トルエン／酢酸エチルの重量比率が１／１の
混合溶剤に溶解した以外は実施例１と同様とした。この
異方導電性接着剤の１５０℃における溶融粘度は９０ｐ
ｏｉｓｅであったので、ＩＣチップのバンプ上から異方
導電性接着剤中の導電粒子が流出してしまい、導通信頼
性に欠ける結果となった。
【００５０】表１
【００５１】
【発明の効果】以上、詳細に述べたように本発明によれ
ば、異方導電性接着剤中に潜在性硬化剤を混入させない
で絶縁性接着剤中にのみ含ませたことによって、多層異
方導電性接着剤の製造工程において異方導電性接着剤層
が熱オーブン中を複数回通過させることが可能となる多
層異方導電性接着剤が提供できる。また異方導電性接着
剤の１５０℃における溶融粘度を絶縁性接着剤層の１５
０℃における溶融粘度よりも高くすると共に各々の１５
０℃における溶融粘度の数値を規定したことによって、
ＩＣチップと回路基板との接続がエージング後において
も接続信頼性が良好となる多層異方導電性接着剤が提供
できる。さらに異方導電性接着剤中に最外層が接着剤に
不溶な絶縁性樹脂で被覆した導電粒子を含有させること
によって、通常の導電粒子の配合量よりも多数量配合す
ることができ、ファインピッチの回路に対応できること
が可能となる多層異方導電性接着剤が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層異方導電性接着剤の１例を示す断
面図。
【図２】本発明の他の例を示す断面図。
【図３】本発明の多層異方導電性接着剤を製造する工程
の１例を示す図。
【図４】ＩＣチップと回路基板の接続構造を多層異方導
電性接着剤で行なう接続構造を示す断面図。
【符号の説明】
１ 多層異方導電性接着剤 ２ 異方導電性接着剤層 ３ 第１の絶縁性接着剤層 ４ 第２の絶縁性接着剤層 ５ 第１の剥離フィルム ６ 第２の剥離フィルム ７ ＩＣチップ ８ ＩＣチップの電極 ９ 回路基板 １０ 回路基板電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０９Ｊ 163/00 Ｃ０９Ｊ 163/00 (72)発明者 篠崎 潤二 栃木県鹿沼市さつき町12−３ ソニーケミ カル株式会社内 (72)発明者 武市 元秀 栃木県鹿沼市さつき町12−３ ソニーケミ カル株式会社内 Ｆターム(参考） 4J004 AA01 AA05 AA11 AA12 AA13 AA14 AA15 AA18 AA19 AB05 AB06 BA03 DA02 DA03 DB02 EA05 FA05 GA01 4J040 CA071 DF081 DM011 EB031 EC001 ED001 EF001 HA066 KA02 KA03 KA32 LA01 LA08 MA10 MB03 NA19 4M105 BB09 DD05 DD19 5G301 DA03 DA05 DA06 DA10 DA29 DA42 DA53 DA55 DA57 DA59 DD03 DD10 DE10

Claims (8)

    【整理番号】ＳＣＰ９７０００８ 【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 絶縁性樹脂中に導電粒子を分散してなる
    異方導電性接着剤層の少なくとも片面に絶縁性接着剤層
    が積層されてなる多層異方導電接着剤において、 前記異方導電性接着剤層の必須成分がフィルム形成性樹
    脂と導電粒子とからなり且つ前記異方導電性接着剤層の
    １５０℃における溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ以上であ
    って、前記絶縁性接着剤層の必須成分が官能基を有する
    樹脂と潜在性硬化剤とからなり且つ前記絶縁性接着剤層
    の１５０℃における溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ未満で
    あることを特徴とする多層異方導電性接着剤。
  2. 【請求項２】 異方導電性接着剤層の１５０℃における
    溶融粘度が１００ｐｏｉｓｅ以上３００ｐｏｉｓｅ以下
    であって、絶縁性接着剤層の１５０℃における溶融粘度
    が３０ｐｏｉｓｅ以上１００ｐｏｉｓｅ未満であること
    を特徴とする請求項１に記載する多層異方導電性接着
    剤。
  3. 【請求項３】 異方導電性接着剤層中の導電粒子が、該
    導電粒子の最外層を前記異方導電性接着剤に不溶な絶縁
    性樹脂で被覆してなる導電粒子であって、該導電粒子の
    粒径が２〜７μｍであり、前記異方導電性接着剤層中に
    ５〜６０体積％含有してなることを特徴とする請求項１
    または２に記載する多層異方導電性接着剤。
  4. 【請求項４】 ＩＣチップの電極と回路基板の電極との
    接続を請求項１〜３のいずれかに記載する多層異方導電
    性接着剤を用いて行う接続構造体において、絶縁性接着
    剤層の厚みが前記ＩＣチップの電極および前記回路基板
    の電極の厚みの０．７〜１．５倍の厚みであり、異方導
    電性接着剤層の厚みが該異方導電性接着剤中に分散して
    なる導電粒子の粒径の０．５〜３倍の厚みであり、前記
    多層異方導電性接着剤の厚みが前記ＩＣチップの電極厚
    みと前記回路基板の電極との厚みの０．８〜２倍である
    ことを特徴とする多層異方導電性接着剤。
  5. 【請求項５】 第１の剥離フィルム５上に、異方導電性
    接着剤の必須成分がフィルム形成性樹脂と導電粒子とを
    含有する異方性導電接着剤を塗布・乾燥して異方導電性
    接着剤層２を形成する工程と、 前記異方導電性接着剤層２上に、必須成分が官能基を有
    する樹脂と潜在性硬化剤とからなる絶縁性接着剤を塗布
    ・乾燥して第１の絶縁性接着剤層３を形成する工程と、
    からなることを特徴とする多層異方導電性接着剤の製造
    方法。
  6. 【請求項６】 第１の剥離フィルム５上に、異方導電性
    接着剤の必須成分がフィルム形成性樹脂と最外層が前記
    異方導電性接着剤に不溶な絶縁性樹脂で被覆してなる導
    電粒子とを含有する異方性導電接着剤を塗布・乾燥して
    異方導電性接着剤層２を形成する工程と、 前記異方導電性接着剤層２上に、必須成分が官能基を有
    する樹脂と潜在性硬化剤とからなる絶縁性接着剤を塗布
    ・乾燥して第１の絶縁性接着剤層３を形成する工程と、
    前記第１の絶縁性接着剤層３上に前記第１の剥離フィル
    ム５より剥離力の大きい第２の剥離フィルム６をラミネ
    ートする工程と、 前記第１の剥離フィルム５を引き剥がす工程と、 前記第１の剥離フィルム５を引き剥がし露出した前記異
    方導電性接着剤層２上に前記絶縁性接着剤層３と同一の
    必須成分を有する絶縁性接着剤を塗布・乾燥して第２の
    絶縁性接着剤層４を形成する工程と、 からなることを特徴とする多層異方導電性接着剤の製造
    方法。
  7. 【請求項７】 第１の剥離フィルム５上に、異方導電性
    接着剤の必須成分がフィルム形成性樹脂と最外層が接着
    剤に不溶な絶縁性樹脂で被覆してなる導電粒子とを含有
    する異方性導電接着剤を塗布・乾燥して異方導電性接着
    剤層２を形成する工程と、 前記異方導電性接着剤層２上に、必須成分が官能基を有
    する樹脂と潜在性硬化剤とからなる絶縁性接着剤を塗布
    ・乾燥して第１の絶縁性接着剤層３を形成する工程と、
    前記第１の絶縁性接着剤層３上に前記第１の剥離フィル
    ム５より剥離力の大きい第２の剥離フィルム６をラミネ
    ートする工程と、 前記第１の剥離フィルム５を引き剥がす工程と、 前記第１の剥離フィルム５を引き剥がし露出した前記異
    方導電性接着剤層２上に、あらかじめ前記絶縁性接着剤
    層３と同一の必須成分を有する絶縁性接着剤を塗布・乾
    燥して得た第２の絶縁性接着剤層４をラミネートにて積
    層する工程と、 からなることを特徴とする多層異方導電性接着剤の製造
    方法。
  8. 【請求項８】 請求項５〜７のいずれかの製造方法によ
    り得た多層異方導電性接着剤により、ＩＣチップの電極
    と回路基板の電極との接続を行うことを特徴とする接続
    構造体。
JP19839897A 1997-07-24 1997-07-24 多層異方導電性接着剤およびその製造方法 Expired - Lifetime JP3678547B2 (ja)

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