JP2003273161A

JP2003273161A - 導電性粒子配置フィルムの製造装置

Info

Publication number: JP2003273161A
Application number: JP2002068659A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ogawa; 彰弘小川; Mitsuo Akimune; 満雄秋宗
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-26

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の導電性粒子を過不足なくかつ速やかに位
置決めして配置する。【解決手段】接着性フィルム１２を吸着ヘッド１３によ
り吸着しつつ、空気を接着性フィルム１２の各貫通孔１
２ａを通じて吸引している。そして、トレイ１５内の各
導電性粒子１４を振動させながら、各導電性粒子１４を
吸着ヘッド１３上の接着性フィルム１２の各貫通孔１２
ａに吸着して配置し、更に回転ブラシ３１により吸着ヘ
ッド１３の吸着面上の接着性フィルム１２の表面を掃い
て、余分な導電性粒子１４を接着性フィルム１２から掻
き落としている。これにより、各導電性粒子１４を接着
性フィルム１２上に過不足なくかつ速やかに位置決めし
て配列することができる。この後、吸着ヘッド１３によ
る接着性フィルム１２の吸着を停止して、接着性フィル
ム１２を吸着ヘッド１３から解放している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子や回路
基板を電気的に接続するための導電性粒子配置フィルム
の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ、パーソナルコンピュ
ータ、携帯通信端末等の電子機器において、その小型化
を図るには、各電子部品の搭載スペースを縮小すること
が前提となる。このため、例えば電子部品の各リードを
省き、この代わりに微小な各突起電極（以下、バンプと
称する）を電子部品に設け、電子部品の各バンプを半田
又は導電ペーストにより基板に直接接続し、これにより
電子部品の搭載スペースを縮小するという方法が提案さ
れている。

【０００３】この様なバンプは、例えば導電性ボール
（半田ボール）を電子部品に対して融着させることによ
り形成されるものであり、その製造方法が例えば特開平
９−２６０３８７号公報、特開平１１−３１７４６９号
公報、及び特開平１１−３３０１６０号公報等に開示さ
れている。

【０００４】また、特願２００１−１８０３１１号に
は、複数の導電性粒子を接着性フィルムのそれぞれの貫
通孔に嵌合させ、この接着性フィルムを例えば電子部品
と基板間に挟み込んで、電子部品と基板を接着性フィル
ムにより接着すると共に、電子部品と基板を接着性フィ
ルムの各導電性粒子を通じて電気的に接続するという技
術が提案されている。

【０００５】この様な導電性ボールもしくは導電性粒子
による接続方法は、電子部品と基板間の接続に用いられ
るだけではなく、ＩＣやＬＳＩの更なる集積化に役立て
られている。この更なる集積化は、複数のＩＣやＬＳＩ
等の半導体装置を薄層化して積層するというものであ
り、各半導体装置にそれぞれの孔を開けて、各孔にそれ
ぞれの電極を設け、各半導体装置のそれぞれの孔の電極
間に導電性ボールや導電性粒子を介在させて、各半導体
装置を接続するという接続方法を必要とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
９−２６０３８７号公報では、多数の導電性ボールを収
納した容器を振動させると共に、各導電性ボールに空気
を吹き付けて、各導電性ボールを流動化させておき、ヘ
ッドの各吸着孔にそれぞれの導電性ボールを吸着し、ヘ
ッドを基板上に移動させてから、ヘッドの各吸着孔によ
る吸着を停止させて、各導電性ボールをヘッドの各吸着
孔から基板上へと移動させて配置している。また、この
公報と同様の装置が他の特開平１０−３０３２５０号公
報、特開平１１−８７３９３号公報、特開平１１−８７
４２２号公報、特開平１１−９７４８５号公報、及び特
開平１１−１１１７６７号公報等に開示されており、更
に該他の各公報には、余分に付着した導電性ボールをヘ
ッドから脱落させるための各種の方法も開示されてい
る。しかしながら、これらの公報のいずれにおいても、
各導電性ボールをヘッドから基板上へと移動させるとき
に、各導電性ボールの位置ずれを生じる可能性がある。
また、各導電性ボールを基板上に固定するには、基板表
面にフラックス等を塗布するという工程を別途必要とす
る。

【０００７】また、上記特開平１１−３１７４６９号公
報では、複数の導電性要素を転写板上に撒き、転写板を
振動させて、各導電性要素を転写板のそれぞれの凹部に
入れ、シートを転写板に重ね合わせて、各導電性要素を
シートに転写して埋め込み、更にシートを半導体素子に
重ね合わせて、各導電性要素を半導体素子に融着させて
いる。しかしながら、転写板を振動させるだけでは、導
電性要素が入らない凹部が発生したり、余分な導電要素
が転写板上に残る可能性があり、各導電要素の過不足が
発生する虞がある。また、各導電性要素がそれぞれの凹
部に入れるまでに長い時間を要する。更に、転写板から
シートへの各導電性要素の移動、及びシートから半導体
素子への各導電性要素の移動という様に、各導電性要素
の移動を２回必要とするので、製造工程が繁雑化し、生
産効率が低下する虞がある。

【０００８】更に、上記特開平１１−３３０１６０号で
は、複数の導電性要素を絶縁性シート上に撒き、絶縁性
シートを振動さるか、あるいは刷毛等により絶縁性シー
トを掃いて、各導電性要素を絶縁性シートのそれぞれの
凹部に入れ、更に絶縁性シートを半導体素子に重ね合わ
せて、各導電性要素を半導体素子に融着させている。し
かしながら、転写板を振動させるか、あるいは刷毛等に
より絶縁性シートを掃くだけでは、導電性要素の欠落が
発生したり、余分な導電要素が絶縁シート上に残る可能
性があり、各導電要素の過不足が発生する虞がある。ま
た、各導電性要素をそれぞれの凹部に収容するまでに長
い時間を要する。

【０００９】尚、上記特願２００１−１８０３１１号に
は、複数の導電性粒子を接着性フィルムのそれぞれの貫
通孔に嵌合させて配列するための具体的な方法が明記さ
れてはいない。

【００１０】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたものであり、複数の導電性粒子を過不足な
くかつ速やかに位置決めして配置することが可能な導電
性粒子配置フィルムの製造装置を提供することを目的と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の導電性粒子を接着性フィルムの複
数の貫通孔に配置する導電性粒子配置フィルムの製造装
置において、接着性フィルムを吸着すると共に、空気を
接着性フィルムの各貫通孔を通じて吸引する吸着ヘッド
と、複数の導電性粒子を収容する収容手段と、吸着ヘッ
ドの吸着面上の接着性フィルムの表面を掃く回転ブラシ
とを備え、収容手段内の各導電性粒子を吸着ヘッド上の
接着性フィルムの各貫通孔に吸着して配置し、回転ブラ
シにより吸着ヘッドの吸着面上の接着性フィルムの表面
を掃いてから、吸着ヘッドによる接着性フィルムの吸着
を停止して、接着性フィルムを吸着ヘッドから解放して
いる。

【００１２】この様な構成の製造装置によれば、接着性
フィルムを吸着ヘッドにより吸着しつつ、空気を接着性
フィルムの各貫通孔を通じて吸引し、各導電性粒子を吸
着ヘッド上の接着性フィルムの各貫通孔に吸着して配置
し、更に回転ブラシにより吸着ヘッドの吸着面上の接着
性フィルムの表面を掃いて、余分に付着した導電性粒子
を接着性フィルムから掻き落としている。これにより、
各導電性粒子を接着性フィルム上に過不足なくかつ速や
かに位置決めして配列することができる。この後、吸着
ヘッドによる接着性フィルムの吸着を停止して、接着性
フィルムを吸着ヘッドから解放している。この接着性フ
ィルムは、例えば電子部品と基板間に挟み込まれ、電子
部品と基板を接着すると共に、電子部品と基板を該接着
性フィルムの各導電性粒子を通じて電気的に接続するも
のである。

【００１３】また、本発明においては、導電性粒子は、
高分子量体の球状コアの表面を金属導電層により被覆し
たものである。

【００１４】この様な導電性粒子は、球状コア表面の金
属導電層により導電性を保ち、半田ボールの様に加熱溶
融されずに、そのままの状態で用いられる。例えば、接
着性フィルムを電子部品と基板間に挟み込んだ状態で
は、接着性フィルムの導電性粒子が電子部品と基板に共
に接触して、電子部品と基板が導電性粒子の金属導電層
を通じて電気的に接続される。

【００１５】更に、本発明においては、回転ブラシは、
複数の毛を回転体に螺旋状に植毛したものである。

【００１６】この様な螺旋状に植毛された回転ブラシの
各毛は、一旦掻き落とした導電性粒子を接着性フィルム
に再び吸着させることなく、余分な導電性粒子を速やか
に掻き落とす。

【００１７】また、本発明においては、回転ブラシは、
静電気を吸着ヘッドの吸着面上の接着フィルムから除去
している。

【００１８】この様に回転ブラシにより接着フィルムの
静電気を除去すれば、余分な導電性粒子を容易に掻き落
とすことができる。また、余分な導電性粒子が自然に脱
落することも有り得る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の製造装置の一実施形態を
概略的に示す図である。本実施形態の製造装置は、複数
の接着性フィルム１２を予め積み重ねて載置した搭載ス
テージ１１と、昇降並びにＡ方向に往復移動され、搭載
ステージ１１上の接着性フィルム１２を吸着して搬送す
る吸着ヘッド１３と、多数の導電性粒子１４を収容する
トレイ１５と、トレイ１５を振動させる加振機１６と、
吸着ヘッド１３上の接着性フィルム１２の表面を掃く回
転ブラシ３１と、吸着ヘッド１３から解放された接着性
フィルム１２を載置する解放ステージ１７とを備えてい
る。

【００２１】各接着性フィルム１２は、図２（ａ）及び
（ｂ）に示す様に矩形状であって、複数の貫通孔１２ａ
及び一対の位置決め用孔１２ｂを有している。接着性フ
ィルム１２の各貫通孔１２ａの平均的な直径は、各導電
性粒子１４の平均的な直径よりも僅かに小さく設定され
ている。

【００２２】各導電性粒子１４は、高分子量体の球状コ
アの表面を金属導電層により被覆したものである。

【００２３】搭載ステージ１１上には、図３に示す様に
一対の位置決めピン２１を突設しており、各接着性フィ
ルム１２の一対の位置決め用孔１２ｂに各位置決めピン
２１を挿入した状態で、各接着性フィルム１２を搭載ス
テージ１１上に位置決めして載置している。

【００２４】吸着ヘッド１３の吸着面には、図４に示す
様に矩形状の溝１３ａ及び該溝１３ａ内側の各吸引孔１
３ｂを形成している。各吸引孔１３ｂは、真空ポンプ
（図示せず）に接続されており、これらの吸引孔１３ｂ
を通じて空気が吸引される。また、矩形状の溝１３ａ
は、後で述べる様に接着性フィルム１２の各貫通孔１２
ａに重ね合わせられる。

【００２５】トレイ１５は、加振機１６により支持され
て振動される。加振機１６は、各支持棒１８に通された
それぞれのバネ１９によりトレイ１５を振動可能に支持
し、モータ２０をトレイ１５に固定し、このモータ２０
の駆動軸に偏芯荷重を固定し、このモータ２０により偏
芯荷重を回転させて、トレイ１５を振動させ、表層の各
導電性粒子を飛び跳ねさせ浮遊させる。また、トレイ１
５の底面には、球面状凹部１５ａを形成している。この
球面状凹部１５ａ上の各導電性粒子１４は、該各導電性
粒子１４の振動に伴い、球面状凹部１５ａの焦点近傍へ
と移動し、この焦点近傍に集中して浮遊する。

【００２６】尚、リニアモータをトレイ１５に連結し、
このリニアモータによりトレイ１５を直接上下振動させ
ても良い。あるいは、トレイ１５の底にシートを張り渡
して、このシートを振動させたり、空気をトレイ１５内
に吹き付けても構わない。いずれにしても、各導電性粒
子１４をトレイ１５から飛散させないために、各導電性
粒子１４を垂直方向に振動させることが好ましい。

【００２７】回転ブラシ３１は、複数の毛３２を回転ド
ラム３３に植毛したものであり、モータ（図示せず）に
より回転駆動され、後で述べる様に余分な導電性粒子１
４を吸着ヘッド１３上の接着性フィルム１２の表面から
掻き落とす。回転ブラシ３１の各毛３２の強度もしくは
剛性を適宜に設定し、余分に付着した導電性粒子のみを
掻き落とす。また、回転ブラシ３１の各毛３２は、導電
性を有し、回転ドラム３３を通じて接地されている。更
に、図５に示す様に回転ブラシ３１の各毛３２は、回転
ドラム３３に螺旋状に植毛されている。

【００２８】尚、図６に示す様に回転ブラシ３１の各毛
３２をＶ字状に配列して植毛しても良い。

【００２９】解放ステージ１７上には、図７に示す様に
一対の位置決めピン２２を突設しており、吸着ヘッド１
３から解放された各接着性フィルム１２の一対の位置決
め用孔１２ｂに各位置決めピン２２を挿入しつつ、各接
着性フィルム１２を解放ステージ１７上に位置決めして
載置する。

【００３０】この様な構成の製造装置においては、まず
吸着ヘッド１３を搭載ステージ１１上に移動させ、吸着
ヘッド１３の吸着面が搭載ステージ１１の各位置決めピ
ン２１の先端に当接するまで吸着ヘッド１３を下降さ
せ、吸着ヘッド１３の各吸引孔１３ｂからの空気の吸引
を開始する。これにより、搭載ステージ１１上の１枚の
接着性フィルム１２が浮上して吸着ヘッド１３の吸着面
に吸着される。このとき、接着性フィルム１２の一対の
位置決め用孔１２ｂに各位置決めピン２１が挿入された
ままの状態で、接着性フィルム１２が吸着ヘッド１３の
吸着面へと吸着されるので、図８に示す様に接着性フィ
ルム１２が吸着ヘッド１３の吸着面の所定位置に位置決
めされる。この結果、吸着ヘッド１３の吸着面の矩形状
の溝１３ａが接着性フィルム１２の各貫通孔１２ａに正
確に重ね合わせられ、接着性フィルム１２の各貫通孔１
２ａを通じて吸着ヘッド１３の矩形状の溝１３ａへと空
気を確実に吸引することが可能になる。

【００３１】尚、吸着ヘッド１３を下降させる前に、搭
載ステージ１１をｘｙ方向に移動させて、搭載ステージ
１１の位置を調整し、吸着ヘッド１３の吸着面上の接着
性フィルム１２の位置を予め設定しておくことが好まし
い。

【００３２】次に、吸着ヘッド１３の各吸引孔１３ｂか
らの空気の吸引を継続しつつ、吸着ヘッド１３を上昇さ
せ、吸着ヘッド１３をトレイ１５上に移動させる。そし
て、吸着ヘッド１３の吸着面がトレイ１５内の多数の導
電性粒子１４の表層に十分接近するまで吸着ヘッド１３
を下降させる。このとき、空気を接着性フィルム１２の
各貫通孔１２ａから吸引していることから、図９に示す
様に接着性フィルム１２の各貫通孔１２ａにそれぞれの
導電性粒子１４が吸着されて嵌合する。また、加振機１
６によりトレイ１５内の各導電性粒子１４を振動させ
て、表層の各導電性粒子１４を飛び跳ねさせ浮遊させて
いることから、接着性フィルム１２の各貫通孔１２ａに
それぞれの導電性粒子１４が速やかに吸着される。

【００３３】次に、吸着ヘッド１３の各吸引孔１３ｂか
らの空気の吸引を継続しつつ、吸着ヘッド１３を上昇さ
せる。そして、吸着ヘッド１３を回転ブラシ３１上で移
動させつつ、吸着ヘッド１３の吸着面上の接着性フィル
ム１２を回転ブラシ３１の各毛３２に接触させる。ここ
では、吸着ヘッド１３の吸着面上の接着性フィルム１２
に対する回転ブラシ３１の各毛３２の押し付け量を０．
２ｍｍに設定している。この状態で、図１０に示す様に
回転ブラシ３１の各毛３２により余分な導電性粒子１４
を吸着ヘッド１３上の接着性フィルム１２の表面から掻
き落とす。先に述べた様に回転ブラシ３１の各毛３２の
強度もしくは剛性を適宜に設定しているので、余分に付
着した導電性粒子１４のみが掻き落とされ、かつ接着性
フィルム１２の各貫通孔１２ａに吸着した導電性粒子１
４が掻き落とされることはない。これにより、図１１に
示す様に接着性フィルム１２のそれぞれの貫通孔１２ａ
に導電性粒子１４が一個ずつ行き渡る。

【００３４】また、各導電性粒子１４をトレイ１５内で
振動させると、各導電性粒子１４間の摩擦により静電気
が発生して、各導電性粒子１４が帯電し、各導電性粒子
１４が接着性フィルム１２の各貫通孔１２ａとは異なる
箇所に付着する。先に述べた様に回転ブラシ３１の各毛
３２を接地しているので、各導電性粒子１４の静電気を
回転ブラシ３１の各毛３２を通じて除去することがで
き、余分な導電性粒子１４を接着性フィルム１２から容
易に掻き落とすことができる。尚、余分な導電性粒子１
４が接着性フィルム１２から自然に脱落することも有り
得る。

【００３５】尚、接着性フィルム１２の各貫通孔１２ａ
にそれぞれの導電性粒子１４が吸着され嵌合してから、
接着性フィルム１２を平板に押し当てて、接着性フィル
ム１２の各貫通孔１２ａにそれぞれの導電性粒子１４を
押し込むことが望ましい。

【００３６】この後、吸着ヘッド１３の各吸引孔１３ｂ
からの空気の吸引を継続しつつ、吸着ヘッド１３を上昇
させ、吸着ヘッド１３を解放ステージ１７上に移動させ
る。そして、吸着ヘッド１３の吸着面が解放ステージ１
７の各位置決めピン２２の先端に当接するまで吸着ヘッ
ド１３を下降させてから、吸着ヘッド１３の各吸引孔１
３ｂからの空気の吸引を停止する。これにより、接着性
フィルム１２が吸着ヘッド１３から解放されて離間し、
この接着性フィルム１２の各位置決め用孔１２ｂに解放
ステージ１７の各位置決めピン２２が挿入され、接着性
フィルム１２が解放ステージ１７上に位置決めして載置
される。尚、接着性フィルム１２を解放ステージ１７上
に解放するときに、空気を吸着ヘッド１３の吸着面の各
吸引孔１３ｂから僅かに吹き出させても良い。

【００３７】この様に本実施形態では、接着性フィルム
１２を吸着ヘッド１３により吸着しつつ、空気を接着性
フィルム１２の各貫通孔１２ａを通じて吸引している。
そして、トレイ１５内の各導電性粒子１４を振動させた
状態で、各導電性粒子１４を吸着ヘッド１３上の接着性
フィルム１２の各貫通孔１２ａに吸着して配置し、更に
回転ブラシ３１により接着性フィルム１２の表面を掃い
て、余分に付着した導電性粒子１４を接着性フィルム１
２から掻き落としている。これにより、各導電性粒子１
４を接着性フィルム１２上に過不足なくかつ速やかに位
置決めして配列することができる。この後、吸着ヘッド
１３による接着性フィルム１２の吸着を停止して、接着
性フィルム１２を吸着ヘッド１３から解放している。

【００３８】また、接着性フィルム１２の一対の位置決
め用孔１２ｂに搭載ステージ１１の各位置決めピン２１
を挿入した状態で、接着性フィルム１２を吸着ヘッド１
３の吸着面に吸着するので、接着性フィルム１２が吸着
ヘッド１３の吸着面の所定位置に位置決めされて、吸着
ヘッド１３の吸着面の矩形状の溝１３ａが接着性フィル
ム１２の各貫通孔１２ａに正確に重ね合わせられ、各貫
通孔１２ａを通じて矩形状の溝１３ａへと空気を確実に
吸引することが可能になる。更に、接着性フィルム１２
の一対の位置決め用孔１２ｂに解放ステージ１７の各位
置決めピン２２を挿入しつつ、接着性フィルム１２を解
放ステージ１７上に載置するので、接着性フィルム１２
が解放ステージ１７上の所定位置に位置決めされる。

【００３９】こうして製造された接着性フィルム１２
は、その両面のＰＥＴフィルムを剥離されてから、例え
ば電子部品と基板間に挟み込まれ、電子部品と基板を接
着すると共に、電子部品と基板を該接着性フィルム１２
の各導電性粒子１４を通じて電気的に接続するものであ
る。電子部品としては、一般的なＩＣやＬＳＩ等があ
り、基板としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、マレイミド樹脂
等の樹脂系のもの、アルミナ等のセラミックのもの、シ
リコンのもの等がある。また、電子部品と基板の接続だ
けではなく、接着性フィルム１２を各電子部品同士の接
続にも適用することができる。特に高集積化のために薄
層化されて積層される複数のＩＣやＬＳＩの接続に接着
性フィルム１２を適用すれば、その全体の面積及び高さ
を低減して、集積密度を大幅に向上させることができ、
また隣接する各電極間のリークを低く抑えることができ
る。

【００４０】この接着性フィルム１２の実装は、例えば
フリップチップボンダー等のボンディング装置により行
われる。この種の装置では、例えば接着性フィルム１２
の両面のＰＥＴフィルムを剥離してから、接着性フィル
ム１２の各導電性粒子１４、電子部品の各電極、及び基
板の各電極の位置合わせを行いつつ、接着性フィルム１
２を電子部品と基板間に挟み込み加圧して、電子部品と
基板を接着性フィルム１２により接着し、接着性フィル
ム１２の各導電性粒子１４を電子部品の各電極及び基板
の各電極に圧接して、電子部品の各電極と基板の各電極
を各導電性粒子１４を通じて接続する。更に、接着性フ
ィルム１２、電子部品、及び基板を樹脂封止して固定す
ることにより、電子部品と基板間の接続の信頼性を向上
させても良い。

【００４１】次に、実験により得られた本実施形態の製
造装置の評価及び他の各比較例の評価を図１２の図表に
示す。ここでは、本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ〜Ｆ別
に、回転ブラシ３１の種類もしくは使用方法を設定し
て、回転ブラシ３１の効果を評価している。

【００４２】本実施形態Ａでは、図５に示す様に各毛３
２が螺旋状に植毛された回転ブラシ３１を用い、接着性
フィルム１２に対する回転ブラシ３１の各毛３２の押し
付け量を０．２ｍｍに設定し、回転ブラシ３１の各毛３
２を接地している。また、比較例Ｂでは、図６に示す様
に各毛３２がＶ字状に配列されて植毛された回転ブラシ
３１を用い、回転ブラシ３１の各毛３２の押し付け量を
０．２ｍｍに設定し、回転ブラシ３１の各毛３２を接地
している。更に、比較例Ｃでは、各毛３２が螺旋状に植
毛された回転ブラシ３１を用い、回転ブラシ３１の各毛
３２の押し付け量を０．４ｍｍに設定し、回転ブラシ３
１の各毛３２の接地を行っていない。また、比較例Ｄで
は、各毛３２が螺旋状に植毛された回転ブラシ３１を用
い、回転ブラシ３１の各毛３２の押し付け量を１．５ｍ
ｍに設定し、回転ブラシ３１の各毛３２の接地を行って
いない。更に、比較例Ｅでは、各毛３２が螺旋状に植毛
された回転ブラシ３１を用い、回転ブラシ３１の各毛３
２の押し付け量を０．０３ｍｍに設定し、回転ブラシ３
１の各毛３２の接地を行っていない。また、比較例Ｆで
は、各毛３２が回転ドラム３３の軸方向とそれに直交す
る方向に格子状に配列されて植毛された回転ブラシ３１
を用い、回転ブラシ３１の各毛３２の押し付け量を０．
５ｍｍに設定し、回転ブラシ３１の各毛３２の接地を行
っていない。

【００４３】評価は、回転ブラシ３１による掻き落しを
行う以前に余分な導電性粒子１４の個数を目視により計
数し、更に回転ブラシ３１による掻き落しを行った後に
回転ブラシ３１により掻き落とされた余分な導電性粒子
１４の個数を目視により計数し、これらの計数値の比を
除去割合（％）として求め、更に接着性フィルム１２の
貫通孔１２ａから掻き落とされてしまった導電性粒子１
４の個数を目視により計数することにより行われてい
る。

【００４４】本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ〜Ｆのいずれ
においても、各導電性粒子１４として、ジビニルベンゼ
ン系の球状コアをニッケルメッキ層及び金メッキ層によ
り二重に被覆したものを適用している。

【００４５】また、本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ、Ｃ、
Ｅでは、接着性フィルム１２として、ポリイミドフィル
ムを適用し、その両面に２５μm 厚のＰＥＴフィルムを
貼り付けて仕上げる。一方、各比較例Ｄ、Ｆでは、接着
性フィルム１２として、エポキシフィルムを適用し、そ
の両面に２５μm 厚のＰＥＴフィルムを貼り付けて仕上
げる。

【００４６】更に、本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ〜Ｆの
いずれにおいても、接着性フィルム１２の各貫通孔１２
ａをレーザーによりテーパ状に設定し、図２（ｂ）に示
す様な各貫通孔１２ａの空気流入側の直径ｄ１を空気流
出側の直径ｄ２よりも大きくし、各導電性粒子１４を各
貫通孔１２ａに嵌合し易くしている。

【００４７】更に、本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ〜Ｆ別
に、各導電性粒子１４のニッケルメッキ層及び金メッキ
層の厚み、各導電性粒子１４の平均的な直径（μm ）、
各導電性粒子１４のアスペクト比、各導電性粒子１４の
ＣＶ値、接着性フィルム１２の厚み（μm ）、接着性フ
ィルム１２の各貫通孔１２ａの空気流入側の直径ｄ１
（μm ）と空気流出側の直径ｄ２（μm ）、及び各導電
性粒子１４の平均的な直径（μm ）に対する各貫通孔１
２ａの空気流入側の直径ｄ１（μm ）の比等を適宜に設
定している。

【００４８】アスペクト比は、各導電性粒子１４の平均
長径をその平均短径で割った値である。ＣＶ値は、各導
電性粒子１４の直径の標準偏差をσとし、平均的な直径
をＤn とすると、（σ／Ｄn ）×１００（％）で表わさ
れる。

【００４９】図１２の図表から明らかな様に本実施形態
Ａ及び各比較例Ｂ〜Ｆにおいては、各導電性粒子１４の
アスペクト比及びＣＶ値をほぼ同一に設定し、かつ各導
電性粒子１４の平均的な直径（μm ）に対する各貫通孔
１２ａの空気流入側の直径ｄ１（μm ）の比もほぼ同一
に設定している。この様なアスペクト比、ＣＶ値、及び
直径比を設定した場合は、各導電性粒子１４の形状や大
きさのバラツキが小さく、かつ各導電性粒子１４の平均
的な直径に対する各貫通孔１２ａの平均的な直径の比が
適確であることから、各導電性粒子１４が接着性フィル
ム１２の各貫通孔１２ａに非常に入り易い。このため、
回転ブラシ３１による掻き落しを行う以前には、接着性
フィルム１２の各貫通孔１２ａの全てにそれぞれの導電
性粒子１４が嵌合している。ただし、余分な多数の導電
性粒子１４が接着性フィルム１２の各貫通孔１２ａとは
異なる個所に付着して残る。

【００５０】本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ、Ｃでは、余
分な導電性粒子１４の除去割合が１００（％）であり、
接着性フィルム１２の貫通孔１２ａから掻き落とされて
しまった導電性粒子１４の個数が０である。従って、回
転ブラシ３１による余分な導電性粒子１４の除去が良好
に行われたと言える。

【００５１】ところが、比較例Ｄでは、余分な導電性粒
子１４の除去割合が１００（％）であるものの、接着性
フィルム１２の貫通孔１２ａから掻き落とされてしまっ
た導電性粒子１４の個数が３である。これは、回転ブラ
シ３１の各毛３２の押し付け量を１．５ｍｍに設定して
いることから、接着性フィルム１２の表面に対する回転
ブラシ３１の各毛３２の押し付けが強すぎて、回転ブラ
シ３１の各毛３２により接着性フィルム１２の貫通孔１
２ａから導電性粒子１４が掘り起こされたためである。

【００５２】また、比較例Ｅでは、接着性フィルム１２
の貫通孔１２ａから掻き落とされてしまった導電性粒子
１４の個数が０であるものの、余分な導電性粒子１４の
除去割合が３１（％）と低くなっている。これは、回転
ブラシ３１の各毛３２の押し付け量を０．０３ｍｍに設
定していることから、接着性フィルム１２の表面に対す
る回転ブラシ３１の各毛３２の押し付けが弱すぎて、回
転ブラシ３１の各毛３２により接着性フィルム１２の余
分な導電性粒子１４を掻き落とすことが困難なためであ
る。

【００５３】本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ、Ｃと各比較
例Ｄ、Ｅの比較から、回転ブラシ３１の各毛３２の押し
付け量を０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍに設定することが望
ましい。０．０５ｍｍ未満の場合は、接着性フィルム１
２の余分な導電性粒子１４を掻き落とすことが困難とな
る。また、１．０ｍｍを超えた場合は、接着性フィルム
１２の貫通孔１２ａから導電性粒子１４が掘り起こされ
てしまう。

【００５４】一方、比較例Ｆでは、回転ブラシ３１の各
毛３２の押し付け量を適確な０．５ｍｍに設定している
ものの、余分な導電性粒子１４の除去割合が５３（％）
と低くなっている。これは、各毛３２を格子状に配列し
た回転ブラシ３１を用いてることから、回転ブラシ３１
の各毛３２が接触しない接着性フィルム１２の領域が生
じ、この領域の余分な導電性粒子１４が掻き落とされな
かったためである。

【００５５】本実施形態Ａ及び各比較例Ｂ〜Ｅと比較例
Ｆの比較から、回転ブラシ３１の各毛３２を回転ドラム
３３の外周に斜めに配列することが望ましい。

【００５６】尚、各導電性粒子１４の球状コアの材料と
しては、高分子量体、シリカ、アルミナ、金属、カーボ
ン等の無機物、低分子量化合物等を適用することができ
る。その中でも高分子量体は、弾性、柔軟性、及び回復
性等を適度に有し、かつ球状に加工し易いことから望ま
しい材質である。高分子量体としては、上記ジビニルベ
ンゼン系の他に、フェノール樹脂、アミノ樹脂、アクリ
ル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、スチレン−ブタジ
エンブロック共重合体、ポリエステル樹脂、尿素樹脂、
メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂、ウレタ
ン樹脂、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂、架橋樹脂、有機無機ハイブリッド重合体等を挙げる
ことができる。更に、その中でも架橋樹脂は耐熱性の点
から好ましい。また、充填物を必要に応じて混入したも
のでも構わない。

【００５７】各導電性粒子１４は、例えば電子部品や基
板間に挟み込まれて加圧される。このため、各導電性粒
子１４の球状コアには、機械的な強度が要求される。例
えば、Ｋ値として５００〜１００００Ｎ／ｍｍ²、回復
率として１０％以上を要求される。Ｋ値は、２０℃での
１０％圧縮変形時の荷重をＦ（Ｎ）とし、圧縮変位をＳ
（ｍｍ）とし、半径をＲとすると、（３／√２）・Ｆ・
Ｓ^-3/2・Ｒ^-1/2で表される。Ｋ値が５００未満の場合
は、各導電性粒子１４が小さな負荷でも破壊され易く、
またＫ値が１００００を超える場合は、導電性粒子１４
を電子部品や基板間に挟み込んで加圧したときに、導電
性粒子１４に接触する電子部品や基板の電極に局所的な
圧力がかかり、電極が破壊されたり、電子部品や基板そ
のものが破壊される可能性がある。このＫ値を２０００
〜６０００Ｎ／ｍｍ²にするとより好ましい。また、回
復率が１０％未満の場合は、導電性粒子１４を電子部品
や基板間に挟み込んで加圧したときに、各導電性粒子１
４が塑性変形し易く、導電性粒子１４が電子部品と基板
に共に接触せず、電子部品と基板間の導通不良を招く。
この回復率を３０％以上にするとより好ましい。

【００５８】球状コアを被覆する金属導電層には、接触
抵抗が低く、かつ酸化による劣化を起こさないという点
から、少なくとも表層に金を適用することが好ましい。
金属導電層の厚みは、十分な強度を保つために０．４μ
ｍ以上であることが好ましい。また、金属導電層の厚み
は、球状コアの機械的な特性を導電性粒子１４そのもの
に十分に反映させるために導電性粒子１４の直径の１／
５以下であることが好ましい。

【００５９】導電性粒子１４の抵抗は、該導電性粒子１
４の直径を１０％圧縮変形させた状態で、０．５Ω以下
であることが好ましい。導電性粒子１４の抵抗が０．５
Ωを超えた場合は、電力損失が大きくなり、電子部品や
基板に印加される電圧の低下を招いたり、導電性粒子１
４そのものが破壊されてしまう。この導電性粒子１４の
抵抗を０．０５Ω以下にするとより好ましく、電子部品
と基板間の接続手段としての信頼性を高くすることがで
き、電流駆動型の電子部品への適用が容易になる。

【００６０】尚、各導電性粒子の球状コアの材料とし
て、金属を適用する場合は、球状コアを被覆する金属導
電層を省略することができる。各導電性粒子の材料とな
る金属としては、半田の様な３５０℃以下の低融点の合
金や、延転性の高い金等を挙げることができる。

【００６１】また、接着性フィルム１２としては、高分
子量体及びその複合物、セラミック、金属、カーボン等
の無機物、低分子量化合物等を適用することができる。
その中の高分子量体としては、フェノール樹脂、アミノ
樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂、スチ
レン−ブタジエンブロック共重合体、ポリエステル樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、マレイミ
ド樹脂、ポリエーテル樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド
樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂、
熱硬化性樹脂、架橋樹脂、有機無機ハイブリッド重合体
等を挙げることができる。更に、ガラス繊維やアルミナ
粒子等の無機充填物を必要に応じて混入したものでも構
わない。

【００６２】接着性フィルム１２の厚みは、その強度を
保つために２０μｍ以上にすることが好ましい。また、
先に述べた様に高集積化のために薄層化されて積層され
る複数のＩＣやＬＳＩ間の接続に接着性フィルム１２を
適用する場合は、その全体の高さを抑えるために２００
μｍ以下にすることが好ましい。

【００６３】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではなく、多様に変形することができる。例えば、
円柱状の回転ブラシの代わりに、多角柱状の回転ブラシ
を適用しても構わない。

【００６４】また、導電性フィルムそのものをＩＣやＬ
ＳＩに組み込んで、導電性フィルムの各導電性粒子をＩ
ＣやＬＳＩの電極としても良い。

【００６５】更に、吸着ヘッドとして、多孔質の板を適
用しても構わない。更に、吸着ヘッドの吸着面に複数の
接着性フィルムを吸着し、これらの接着性フィルムの各
貫通孔にそれぞれの導電性粒子を嵌合させても良い。こ
の場合は、各接着性フィルムを別々の真空ポンプにより
吸着して、各接着性フィルムに対する吸着力の均一化を
図ることが望ましい。

【００６６】また、各貫通孔１２ａの形状をテーパ状に
する代わりに、各貫通孔１２ａの径を途中で変更して、
各貫通孔１２ａの内側を階段状に形成しても構わない。
更に、接着性フィルムの貫通孔からの導電性粒子の欠落
を防止するために、接着性フィルムの表面に粘着性材料
を予め塗布しても良い。

【００６７】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、接着
性フィルムを吸着ヘッドにより吸着しつつ、空気を接着
性フィルムの各貫通孔を通じて吸引し、各導電性粒子を
吸着ヘッド上の接着性フィルムの各貫通孔に吸着して配
置し、更に回転ブラシにより吸着ヘッドの吸着面上の接
着性フィルムの表面を掃いて、余分に付着した導電性粒
子を接着性フィルムから掻き落としている。これによ
り、各導電性粒子を接着性フィルム上に過不足なくかつ
速やかに位置決めして配列することができる。

【００６８】また、本発明によれば、導電性粒子は、球
状コア表面の金属導電層により導電性を保ち、半田ボー
ルの様に加熱溶融されずに、そのままの状態で用いられ
る。例えば、接着性フィルムを電子部品と基板間に挟み
込んだ状態では、接着性フィルムの導電性粒子が電子部
品と基板に共に接触して、電子部品と基板が導電性粒子
の金属導電層を通じて電気的に接続される。

【００６９】更に、本発明によれば、螺旋状に植毛され
た回転ブラシの各毛は、一旦掻き落とした導電性粒子を
接着性フィルムに再び吸着させることなく、余分な導電
性粒子を速やかに掻き落とす。

【００７０】また、本発明においては、回転ブラシによ
り接着フィルムの静電気を除去しているので、余分な導
電性粒子を容易に掻き落とすことができる。また、余分
な導電性粒子が自然に脱落することも有り得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造装置の一実施形態を概略的に示す
図である。

【図２】（ａ）は本実施形態の装置で用いられる接着性
フィルムを示す平面図であり、（ｂ）は該接着性フィル
ムを拡大して示す断面図である。

【図３】本実施形態の装置における搭載ステージを示す
平面図である。

【図４】本実施形態の装置における吸着ヘッドの吸着面
を示す平面図である。

【図５】本実施形態の装置における回転ブラシの各毛の
配列を示す平面図である。

【図６】本実施形態の装置における回転ブラシの各毛の
配列の変形例を示す平面図である。

【図７】本実施形態の装置における解放ステージを示す
平面図である。

【図８】本実施形態の装置における吸着ヘッドの吸着面
に接着性フィルムを吸着した状態を示す平面図である。

【図９】図２の接着性フィルムの各貫通孔にそれぞれの
導電性粒子が吸着する過程を示す図である。

【図１０】図２の接着性フィルムの余分な導電性粒子を
回転ブラシにより除去する過程を示す図である。

【図１１】図２の接着性フィルムの各貫通孔にそれぞれ
の導電性粒子が吸着した状態を示す図である。

【図１２】実験により得られた本実施形態の製造装置の
評価及び各比較例の評価を示す図表である。

【符号の説明】

１１搭載ステージ１２接着性フィルム１３吸着ヘッド１４導電性粒子１５トレイ１６加振機１７解放ステージ１８支持棒１９バネ２０モータ２１，２２位置決めピン３１回転ブラシ３２毛３３回転体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の導電性粒子を接着性フィルムの複
数の貫通孔に配置する導電性粒子配置フィルムの製造装
置において、接着性フィルムを吸着すると共に、空気を接着性フィル
ムの各貫通孔を通じて吸引する吸着ヘッドと、複数の導電性粒子を収容する収容手段と、吸着ヘッドの吸着面上の接着性フィルムの表面を掃く回
転ブラシとを備え、収容手段内の各導電性粒子を吸着ヘッド上の接着性フィ
ルムの各貫通孔に吸着して配置し、回転ブラシにより吸
着ヘッドの吸着面上の接着性フィルムの表面を掃いてか
ら、吸着ヘッドによる接着性フィルムの吸着を停止し
て、接着性フィルムを吸着ヘッドから解放することを特
徴とする導電性粒子配置フィルムの製造装置。
【請求項２】各導電性粒子は、高分子量体の球状コア
の表面を金属導電層により被覆したものであることを特
徴とする請求項１に記載の導電性粒子配置フィルムの製
造装置。
【請求項３】回転ブラシは、複数の毛を回転体に螺旋
状に植毛したものであることを特徴とする請求項１に記
載の導電性粒子配置フィルムの製造装置。
【請求項４】回転ブラシは、静電気を吸着ヘッドの吸
着面上の接着フィルムから除去することを特徴とする請
求項１に記載の導電性粒子配置フィルムの製造装置。