JP2002170910A - 接続材料 - Google Patents

接続材料

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Abstract

(57)【要約】 要約 【課題】 フレキシブル回路基板とベアＩＣチップとを
接続する際に、ショルダータッチ現象を生じさせないよ
うに接続する。 【解決手段】 フィルム状のフレキシブル回路基板３と
ベアＩＣチップ４とを接続するための接続材料として、
絶縁性接着剤とその中に分散された鱗片状又は繊維状の
絶縁性フィラーとを含むものを使用する。ここで、鱗片
状又は繊維状の絶縁性フィラーのアスペクト比は少なく
とも２０である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレキシブル回路
基板とベアＩＣチップとを接続するための接続材料であ
って、ショルダータッチ現象を実質的に生じさせない接
続材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示素子モジュールを製造する場合
に、ドライバＩＣをテープ状基板に搭載したテープキャ
リアパッケージ（ＴＣＰ）が従来使用されていたが、配
線の狭ピッチ化に対応できるようにすると共に液晶表示
素子モジュールへの組み込みの際の加工操作を容易化で
きるようにするために、ＴＣＰ用のテープ状基板よりも
更に薄いフィルム状のフレキシブル回路基板の導体パタ
ーンに、ベアＩＣチップをフェイスダウン式に直接実装
すること（CHIP ON FILM (ＣＯＦ)）が行われるように
なっている。
【０００３】このようなＣＯＦ接続においては、図３に
示すように、絶縁性フィルム１とその上に形成された導
体パターン２とからなるフィルム状のフレキシブル回路
基板３の当該導体パターン２に対し、ベアＩＣチップ４
のバンプ５を位置合わせし、両者の間に、熱硬化性接着
フィルム中に異方性導電接続用導電粒子を分散させてな
る異方性導電フィルム６を挟持させて熱圧着することが
行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、異方性導電
フィルム６を用いてベアＩＣチップ４を接続すると、フ
ィルム状のフレキシブル回路基板３の絶縁性フィルム１
が接続後に熱収縮し、図４に示すように、ベアＩＣチッ
プ４の外側に位置するフレキシブル回路基板３がベアＩ
Ｃチップ４側に反るという現象が生ずる。従来は、ベア
ＩＣチップ４のバンプ高さが２０μｍ程度あるために、
ベアＩＣチップ４とフレキシブル回路基板３の導体パタ
ーン２とが接触することがなかった。
【０００５】しかしながら、ＩＣチップの配線ルールが
更に微細化するにつれ、端子数が増加し、端子の狭ピッ
チ化がますます進行し、ベアＩＣチップのバンプ径が小
さくなると共に、バンプ高さも従来の半分程度に非常に
低くなってきているため、図５に示すように、ベアＩＣ
チップ４とフレキシブル回路基板３の導体パターン２と
が接触する場合が生ずる。ベアＩＣチップ４の下面には
パッシべーション膜７が形成されているので接触しても
ショートすることはないが、ウエハからベアＩＣチップ
４を切り出すために設けられるスクライブライン部分８
にはパッシべーション膜７を形成できないために、特
に、ベアＩＣチップ４のショルダーエッジ部９でショー
トしてしまう場合（ショルダータッチ現象）があり、隣
接する導体パターン２の絶縁抵抗値が大きく低下すると
いう問題がある。
【０００６】本発明は、フレキシブル回路基板とベアＩ
Ｃチップとを接続する際に、ショルダータッチ現象を生
じさせない接続材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、フィルム状
のフレキシブル回路基板とベアＩＣチップとを接続する
ための接続材料の中に、鱗片状又は繊維状の絶縁性フィ
ラーを配合することにより、本発明の目的を達成できる
ことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】即ち、本発明は、フレキシブル回路基板と
ベアＩＣチップとを接続するための接続材料であって、
絶縁性接着剤とその中に分散された鱗片状又は繊維状の
絶縁性フィラーとを含むことを特徴とする接続材料を提
供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】本発明の接続材料は、フレキシブル回路基
板とベアＩＣチップとを接続するためのものであって、
絶縁性接着剤中に鱗片状又は繊維状の絶縁性フィラーが
分散したものである。鱗片状又は繊維状の絶縁性フィラ
ー１０は、図１に示すように、ベアＩＣチップ４のショ
ルダーエッジ部９と、フレキシブル回路基板３の導体パ
ターン２との間に挟まれたときに、押し出されることな
くその場に止まり易いので、両者の直接的な接触（ショ
ルダータッチ現象）を防止することができる。なお、球
状の絶縁性フィラーの場合には、それらの間に挟まれた
ときに非常に移動し易いので、ショルダータッチ現象を
防止することができない。
【００１１】本発明で使用する鱗片状又は繊維状の絶縁
性フィラー１０としては、ベアＩＣチップ４のショルダ
ーエッジ部９とフレキシブル回路基板３の導体パターン
２との間に押し出されることなく挟まれ易くするため
に、アスペクト比が好ましくは少なくとも２０以上、よ
り好ましくは３０以上のものを使用する。ここで、アス
ペクト比は、鱗片状絶縁性フィラーの場合には、図２
（ａ）に示すように、厚みをｔとし、平面の大きさ（平
面を円に近似したときの直径に相当）をΦとしたとき
に、Φ／ｔで定義される比であり、一方、繊維状絶縁性
フィラーの場合には、図２（ｂ）に示すように、径をｈ
とし、長さをＬとしたときに、Ｌ／ｈで定義される比で
ある。
【００１２】また、アスペクト比を２０以上とすること
を前提として、接続材料に異方性接続用導電粒子を配合
した場合に、その導電粒子による電気的接続を阻害して
不具合が発生しないようにするために、鱗片状絶縁性フ
ィラーの厚み（ｔ）は３μｍ以下が好ましく、平面の大
きさ（Φ）は６０μｍ以下とすることが好ましい。ま
た、繊維状絶縁性フィラーの径（ｈ）は１μｍ以下が好
ましく、長さ（Ｌ）は２０μｍ以下とすることが好まし
い。
【００１３】以上説明したような鱗片状絶縁性フィラー
の具体例としては、マイカ、タルク、ベントナイト等を
挙げることができ、中でも充填性、電気絶縁性の点でマ
イカが好ましい。また、繊維状絶縁性フィラーの具体例
としては、チタン酸カリウムウィスカ、ガラス繊維、ホ
ウ酸アルミニウムウィスカ、アラミド繊維、炭化ケイ素
ウィスカ等を挙げることができ、中でも入手容易性、配
合物の物性の点でチタン酸カリウムウィスカが好まし
い。
【００１４】本発明の接続材料中の絶縁性フィラーの配
合量は、少なすぎるとショルダータッチ現象の防止効果
が十分でなく、多すぎると電気的接続の妨げとなるの
で、絶縁性接着剤等の絶縁性フィラー以外の成分１００
重量部に対して絶縁性フィラーを好ましくは５〜９５重
量部、より好ましくは２０〜９０重量部である。
【００１５】本発明の接続材料に使用する絶縁性接着剤
としては、従来よりフレキシブル回路基板とベアＩＣチ
ップとを接続するために用いられている絶縁性接着剤を
使用することができる。そのような絶縁性接着剤は、種
々の熱硬化性樹脂、例えば、ｍアクリル酸エステル重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン
−アクリル酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体、スチレン−ブタ
ジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチ
レンブロック共重合体、カルボキシル化スチレン−エチ
レン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、エポキ
シ化スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
ク共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、
ポリブタジエン、エチレン−スチレン−ブチレンブロッ
ク共重合体、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマ
ール、フェノキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、
ポリアミド、ポリビニルアセタール、ポリビニルエーテ
ル、ポリサルフォン、ＮＢＲ、ＳＢＲ、クロロプレンゴ
ム、シアネートエステル重合体、エポキシ樹脂、シリコ
ーン樹脂、フェノール樹脂等から構成することができ
る。あるいは光硬化性樹脂も使用することができる。こ
れらは単独であるいは２種以上併用して用いることもで
き、必要に応じて硬化剤や硬化触媒も使用することがで
きる。
【００１６】また、本発明の接続材料には、通常の添加
剤、例えば粘着付与剤、老化防止剤、分散剤等を必要に
応じて配合することができる。粘着付与剤としては、テ
ルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジン類、キシ
レン樹脂、アルキルフェノール樹脂、ジシクロペンタジ
エン樹脂、クロマン樹脂、芳香族系石油樹脂等が挙げら
れる。老化防止剤としては、アルキルフェノール類、メ
ルカプト類、ホスファイト類、アミン類が挙げられる。
また、分散剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニ
オン系、両性の界面活性剤が挙げられる。
【００１７】本発明の接続材料を異方性接続材料として
機能させる場合には、異方性接続用導電粒子を含有させ
る。このような異方性接続用導電粒子としては、従来よ
り異方性導電接続の際に使用されているものを利用で
き、例えば、金、ニッケル、半田などの金属粒子、樹脂
ポリマー核を金属メッキ被覆した粒子や更に金属メッキ
の表面を絶縁被覆した粒子等を使用することができる。
これらの導電性粒子の粒径は、適宜選択することができ
る。
【００１８】なお、このような異方性接続用導電粒子の
配合量は、少なすぎると確実な導通が確保しにくくな
り、多すぎると粒子同士が接触して異方性接続が困難に
なることも予想されるので、異方性導電接続用導電粒子
を配合する前の接続材料１００重量部に対して、異方性
導電接続用導電粒子を１〜２０重量部、好ましくは３〜
１２重量部とする。
【００１９】本発明の接続材料は、絶縁性接着剤中に鱗
片状又は繊維状絶縁性フィラーを常法により分散させる
ことにより製造することができる。また、更に、異方性
接続用導電粒子も分散させることにより、異方性導電接
続材料を製造することができる。これらの接続材料の使
用形態としては、必要に応じて、フィルムとして、ペー
ストとして、あるいは高粘性液体として使用することが
できる。
【００２０】本発明の接続材料又は異方性導電接続材料
を用いて、フレキシブル回路基板とベアＩＣチップとを
接続して得られる接続構造体は、ショルダータッチ現象
が防止された、接続信頼性の高いものとなる。ここで、
フレキシブル回路基板とベアＩＣチップとしては、従来
のフレキシブル回路基板とベアＩＣチップと同様のもの
を使用することができるが、特にバンプ高さが低いベア
ＩＣチップや配線ピッチが狭いフレキシブル回路基板も
使用することができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
【００２２】実施例１〜７及び比較例１〜４ 表１に示す配合成分を、トルエン３０重量部中で常法に
より均一に混合し、得られた混合物を、シリコーン処理
を施したポリエチレンテレフタレートフィルムに乾燥厚
が３０μｍとなるように塗工し、乾燥することにより異
方性導電接続フィルムを作製した。
【００２３】作製した異方性導電接続フィルムを、バン
プピッチが８５μｍのＩＣチップ（チップサイズ６．３
ｍｍ角；メッキバンプサイズ４５×４５μｍ、バンプ間
隔４０μｍ、バンプ高さ１０μｍ）と、１２μｍ厚の銅
パターン端子（Ｎｉ／Ａｕメッキあり）が設けられた２
５μｍ厚のポリイミド絶縁フィルム上との間に位置合わ
せをして挟み込み、１９０℃の温度、１６０Ｎの圧力で
１０秒間圧着し、接続構造体を得た。得られた接続構造
体について、４端子法により銅パターン端子の初期接触
抵抗値とＩＣチップと銅パターン端子との間の絶縁抵抗
値とを判定した。得られた結果を表２に示す。
【００２４】なお、初期接触抵抗は低い程好ましく、実
用的には１００ｍΩ以下であることが望まれる。また、
絶縁抵抗値は高いほど好ましく、実用的には１×１０6
Ω以上であることが望まれる。
【００２５】
【表１】 （重量部） 実 施 例 比 較 例 成分 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ １ ２ ３ ４ エポキシ樹脂Ａ*1 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 43 エポキシ樹脂Ｂ*2 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 アミン系硬化剤*3 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 導電性粒子*4 12 12 12 12 12 12 − 12 12 12 12 鱗片状絶縁フィラー*5 10 30 80 − − − 80 − − − − 繊維状絶縁フィラー*6 − − − 10 30 80 − − − − −球状絶縁フィラー*7 − − − − − − − 10 30 80 − ＊１：エピコート１００９、油化シェルエポキシ社製 ＊２：エピコート８２８、油化シェルエポキシ社製 ＊３：３９４１ＨＰ、旭化成社製 ＊４：ブライト２０ＧＮＲ、日本合成化学社製 ＊５：ミクロマイカＭＫ−１００、コープケミカル社製 （ｔ＝１μｍ，Φ＝３５μｍ，アスペクト比（ｔ／Φ）＝３５） ＊６：ティスモＤ、大塚化学社製 （ｈ＝０．５μｍ，Ｌ＝１５μｍ，アスペクト比（ｈ／Ｌ）＝３０） ＊７：ＳＯ−Ｅ５、龍森社製
【００２６】
【表２】
【００２７】表２から分かるように、鱗片状又は繊維状
絶縁性フィラーを含有する実施例１〜７の接続材料は、
初期接触抵抗及び絶縁抵抗の双方の値とも実用上好まし
いものであった。
【００２８】しかし、鱗片状又は繊維状絶縁性フィラー
を含有せず、球状絶縁性フィラーを含有する比較例１〜
４の接続材料は、初期接触抵抗に関しては問題がない
が、絶縁抵抗については１×１０6Ωを下回っており、
ショルダータッチ現象が十分に防止できていないことが
分かる。
【００２９】
【発明の効果】本発明の接続材料によれば、フレキシブ
ル回路基板とベアＩＣチップとを接続する際に、ショル
ダータッチ現象を生じさせないように接続することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接続材料を用いて接続されたベアＩＣ
チップとフレキシブル回路基板とのショルダーエッジ部
の部分拡大図である。
【図２】本発明において使用する鱗片状絶縁性フィラー
の斜視図（ａ）と繊維状絶縁性フィラーの斜視図（ｂ）
である。
【図３】従来のＣＯＦ接続の説明図である。
【図４】従来のＣＯＦ接続の欠点の説明図である
【図５】従来のＣＯＦ接続の欠点の説明図である
【符号の説明】
１ 絶縁性フィルム、２ 導体パターン、３ フレキシ
ブル回路基板、４ ベアＩＣチップ、５ バンプ、６
異方性導電フィルム、７ パッシべーション膜、８ ス
クライブライン部分、９ ショルダーエッジ部、１０
絶縁性フィラー
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 21/60 ３１１ Ｆターム(参考） 4J040 DA031 DF021 HA066 HA176 HA296 KA03 KA04 KA42 LA09 NA20 4M109 AA01 BA03 CA04 DB17 EB16 5F044 KK03 LL09 LL11

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フレキシブル回路基板とベアＩＣチップ
    とを接続するための接続材料であって、絶縁性接着剤と
    その中に分散された鱗片状又は繊維状の絶縁性フィラー
    とを含むことを特徴とする接続材料。
  2. 【請求項２】 鱗片状又は繊維状の絶縁性フィラーのア
    スペクト比が少なくとも２０である請求項１記載の接続
    材料。
  3. 【請求項３】 鱗片状絶縁性フィラーがマイカである請
    求項１又は２記載の接続材料。
  4. 【請求項４】 繊維状絶縁性フィラーがチタン酸カリウ
    ムウィスカである請求項１又は２記載の接続材料。
  5. 【請求項５】 接続材料中に、絶縁性フィラー以外の成
    分１００重量部に対して絶縁性フィラーを２０〜９０重
    量部含有する請求項１〜４のいずれかに記載の接続材
    料。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の接続材
    料１００重量部に対して異方性導電接続用導電粒子を１
    〜２０重量部含有する異方性導電接続材料。
  7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかに記載の接続材
    料で、フレキシブル回路基板とベアＩＣチップとが接続
    されている接続構造体。
  8. 【請求項８】 請求項６の異方性導電接続材料で、フレ
    キシブル回路基板とベアＩＣチップとが接続されている
    接続構造体。
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