JP2005200521A - 接着フィルム、接着フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接続信頼性の高い電気装置を製造するための接着フィルムを提供する。
【解決手段】本発明の接着フィルム４は、第一の樹脂層１０の表面に第二の樹脂層２０が形成され、第一の樹脂層１０の裏面に第三の樹脂層１５が形成されており、第一の樹脂層１０の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度は、第二、第三の樹脂層２０、２５の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも高くなっている。従って、第一、第二の被着体４０、５０で接着フィルム４を挟みこみ、加熱押圧をすると、第二の樹脂層２０は被着体５０の外側に向けて流れ出すが、導電性粒子１２を有する第一の樹脂層１０は流れ出さずに被着体４０、５０の間に留まるので、第一、第二の接続端子４２、５２の間に挟み込まれる導電性粒子１２の数が多くなる。
【選択図】図５

Description

本発明は接着剤の分野に関し、特に導電性粒子を含有する接着剤に関する。

従来より、半導体チップや配線板のような電気部品同士の接続には、異方導電性接着フィルム（ＡＣＦ）が広く用いられている。

ＡＣＦは熱硬化性樹脂を有するバインダー中に導電性粒子が分散された異方導電性接着剤が、フィルム状に成形性されて構成されており、電気部品同士でＡＣＦを挟みこみ、加熱押圧すると、ＡＣＦが加熱により軟化し、押圧によって電気部品の接続端子が軟化したＡＣＦを押し退け、導電性粒子が互いに対向する接続端子で挟みこまれた状態になる。

ＡＣＦはバインダーとして熱硬化性樹脂を有しており、接続端子が導電性粒子を挟みこんだ状態で更に加熱押圧を続けると、熱硬化性樹脂が重合してＡＣＦが硬化し、導電性粒子によって電気部品同士が電気的に接続されると共に、電気部品同士が硬化したＡＣＦで固定される。

例えば、接続端子の高さにばらつきがあり、接続すべき接続端子の間に隙間が生じることがあっても、その隙間に導電性粒子が充填されるので、導電性粒子によって接続端子同士が電気的に接続される。

しかしながら、接着フィルムを介して加熱押圧するときに、軟化したバインダーと共に導電性粒子が被着体の外側に流れ出すので、接続すべき接続端子の間の導電性粒子の量が少なくなり、接続端子同士が導電性粒子によって接続されないことがある。

ＡＣＦに添加する導電性粒子の密度を大きくすれば、接続端子の接続信頼性は向上するが、電気部品の配線が高細密化された場合には、互いに隣接する接続端子間の間隔が狭いので、接続すべきでない接続端子が導電性粒子によって電気的に接続され、電気部品が短絡することがある。このように、従来のＡＣＦを用いて接続信頼性の高い電気装置を得ることは困難であった。
特開平６−２８３２２５号公報 特開平７−２３０８４０号公報 特開平８−１４８２１１号公報 特開平９−３１２１７６号公報 特開平１０−２７３６２９号公報 特開平１１−８７４１５号公報 特開２０００−１７８５１１号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、信頼性の高い電気装置を製造可能な接着フィルムを提供するものである。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、第一の樹脂層と、前記第一の樹脂層上に配置された第二の樹脂層と、前記第一の樹脂層の前記第二の樹脂層とは反対側の面に配置された第三の樹脂層とを有し、前記第一の樹脂層は絶縁性のバインダーと、前記バインダー中に分散された導電性粒子とを有し、前記絶縁性のバインダーは第一の熱硬化性樹脂と、加熱により前記第一の熱硬化性樹脂と反応し、前記第一の熱硬化性樹脂を硬化させる第一の硬化剤を有し、前記第二の樹脂層は絶縁性の第二の熱硬化性樹脂と、加熱により前記第二の熱硬化性樹脂と反応し、前記第二の熱硬化性樹脂を硬化させる第二の硬化剤を有し、前記第三の樹脂層は第三の熱硬化性樹脂と、加熱により前記第三の熱硬化性樹脂と反応し、前記第三の熱硬化性樹脂を硬化させる第三の硬化剤とを有し、第一の接続端子を有する第一の被着体と、第二の接続端子を有する第二の被着体との間に配置された状態で加熱押圧され、前記第一〜第三の樹脂層が所定の接続温度以上に昇温すると、前記第一、第二の接続端子の間に前記導電性粒子が挟まれた状態で前記第一〜第三の熱硬化性樹脂が前記第一〜第三の硬化剤とそれぞれ反応して硬化し、前記第一、第二の被着体が接続されるように構成された接着フィルムであって、前記第一の樹脂層は、前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上１００００００Ｐａ・ｓ以下にされ、前記第二の樹脂層は前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも低くされ、前記第二の樹脂層の膜厚は、前記第一、第三の樹脂層の膜厚よりも大きくされた接着フィルムである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の接着フィルムであって、前記第二の樹脂層は、前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度の１／１０以下にされた接着フィルムである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の接着フィルムであって、前記第一の樹脂層の膜厚は、前記導電性粒子の平均粒径の１／２倍以上２倍以下にされた接着フィルムである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接着フィルムであって、前記第一の樹脂層の導電性粒子密度は、前記第二の樹脂層の導電性粒子密度よりも大きくされた接着フィルムである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の接着フィルムであって、前記第二の樹脂層の膜厚は、前記第一、第二の被着体のうち、前記第二の樹脂層側に密着して接続される被着体の、前記接続端子の膜厚よりも大きくされた接着フィルムである。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の接着フィルムであって、前記第三の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度は、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも低くされた接着フィルムである。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の接着フィルムであって、前記第三の樹脂層は、前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度の１／１０以下にされた接着フィルムである。
請求項８記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の接着フィルムであって、前記第三の樹脂層の膜厚は、前記第一の樹脂層の膜厚よりも薄くされた接着フィルムである。
請求項９記載の発明は、少なくとも片面に剥離フィルムが貼付された接着フィルムを製造する接着フィルムの製造方法であって、第一の剥離フィルムと、前記第一の剥離フィルムの表面に配置された第一の樹脂層と、前記第一の樹脂層の表面に配置された第二の樹脂層と、前記第二の樹脂層の表面に配置された第二の剥離フィルムとを有し、前記第一の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第二の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも大きくされた積層体の、前記第一の剥離フィルムを前記第一の樹脂層から剥離して前記第一の樹脂層表面を露出させ、露出した前記第一の樹脂層表面に、液状の接着剤を塗布、乾燥し、第三の樹脂層を形成する接着フィルムの製造方法である。
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の接着フィルムの製造方法であって、前記積層体の作製は、前記第一の剥離フィルム表面に液状の接着剤を塗布、乾燥して前記第一の樹脂層を形成し、前記第一の樹脂層の表面に液状の接着剤を塗布、乾燥して前記第二の樹脂層を形成した後、前記第二の樹脂層の表面に前記第二の剥離フィルムを貼付する接着フィルムの製造方法である。
請求項１１記載の発明は、請求項９記載の接着フィルムの製造方法であって、前記積層体の作製は、前記第一、第二の剥離フィルムの表面に、それぞれ液状の接着剤を塗布、乾燥して前記第一、第二の樹脂層を形成した後、前記第一の樹脂層の表面と前記第二の樹脂層の表面とを互いに密着させる接着フィルムの製造方法である。

図７は熱硬化性樹脂と硬化剤とを有する樹脂層を加熱し、設定された接続温度Ｔ₂まで昇温させた場合の、粘度変化と温度との関係を模式的に示すグラフであり、図７の縦軸は粘度を、横軸は温度を示している。

加熱によって樹脂層が室温から昇温し始めると、樹脂層中の樹脂成分軟化し、樹脂層の粘度が下がり始める。樹脂層が昇温するときには、樹脂成分の軟化と一緒に熱硬化性樹脂の重合反応も進行するので、その粘度が樹脂層の組成やその配合割合によって決まる温度Ｔ₁で最低値となった後、上昇に転じる。

樹脂層に導電性粒子を含有させた場合であっても、樹脂層の粘度は室温よりも高い温度で最低粘度となるので、第一、第二の被着体の間に接着フィルムを挟みこみ、加熱すると、室温以上のある温度に達したところで第一、第二の樹脂層が最低粘度に達する。

第二の樹脂層は最低粘度付近で被着体の外側に向かって流れ出すが、第一の樹脂層は第二の樹脂層に比べて最低粘度が高いので流れ出さず、第一の樹脂層中の導電性粒子は被着体の間に残り、第一、第二の接続端子に挟み込まれる導電性粒子の数が大きくなる。

第一の樹脂層の最低粘度は、熱硬化性樹脂の種類や、硬化剤の種類及び、熱硬化性樹脂と硬化剤の配合量を変えることによって、他の樹脂層よりも高くすることが可能である。

導電性粒子として、導電層の表面が絶縁被膜で覆われたものを用いれば、第二の樹脂層に導電性粒子を含有させたとしても、導電性粒子の導電層が直接接続端子に触れることがないので、接続端子間の短絡を防止することができる。

絶縁被膜は一般に絶縁性樹脂で構成されており、導電性粒子が第一、第二の接続端子間に挟まれると容易に破れるので、導電層が第一、第二の接続端子に直接接触し、第一、第二の接続端子が導電性粒子によって電気的に接続される。

第一の樹脂層の膜厚は、本発明の接着フィルム４の導電性粒子数を決定するので、高い膜厚精度が要求されるが、第二の樹脂層を第二の剥離フィルム上に形成する場合でも、第二の樹脂層を第一の樹脂層表面に直接形成するでも、いずれにしろ第一の樹脂層は剥離フィルム表面に形成されるので、第一の樹脂層を膜厚精度良く形成することができる。

本発明の接着フィルムを用いれば、加熱押圧の工程で導電性粒子が流れ出さず、第一、第二の接続端子の間に残るので、第一、第二の接続端子に挟み込まれる導電性粒子の数が多くなる。また、互いに隣接する接続端子の間は、導電性粒子密度が小さい第二の樹脂層で充填されるので、同じ被着体の接続端子同士が短絡し難い。従って本発明の本発明の接着フィルムを用いれば、接続信頼性の高い電気装置を得ることができる。

以下に本発明により接着フィルムを製造する工程の一例を説明する。絶縁性の第一の熱硬化性樹脂と、第一の熱硬化性樹脂を加熱により重合させる第一の硬化剤とを有機溶媒中に分散し、バインダー溶液を作製し、更にそのバインダー溶液に導電性粒子を分散し、液状の第一の接着剤を作製する。

これとは別に、絶縁性の第二、第三の熱硬化性樹脂を、第二、第三の硬化剤と一緒に有機溶媒中に別々に分散し、液状であって、導電性粒子を含有しない第二、第三の接着剤を作製する。

図１（ａ）の符号３１は第一の剥離フィルムを示している。第一の剥離フィルム３１は細長であって、その片面には表面処理が予めされており、その表面処理された剥離面に、乾燥した後の膜厚が導電性粒子の平均粒径の１／２倍以上２倍以下になるよう第一の接着剤を塗布し、図１（ａ）に示すように熱硬化性樹脂と硬化剤とを有するバインダー１１中に導電性粒子１２が分散された第一の樹脂層１０を形成する。

次に、第二の接着剤を第一の樹脂層１０表面に塗布、乾燥し、第二の接着剤から余分な有機溶媒を蒸発させ、導電性粒子を含有しない第二の樹脂層２０を形成する（図１（ｂ））。ここでは、第二の樹脂層２０の膜厚は第一の樹脂層１０よりも大きく、かつ、後述する第二の接続端子の高さよりも厚くなっている。

次に、細長の第二の剥離フィルム３２を第二の樹脂層２０の表面に貼付すると、細長の積層体３が得られる（図１（ｃ））。第二の樹脂層２０は接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、第一の樹脂層の最低粘度よりも低くなるような熱硬化性樹脂と硬化剤とを有しており、最低粘度が低い樹脂層は、室温においてもその粘度が低く、接着性が高い。

従って、第一、第二の剥離フィルム３１、３２に同じものをそれぞれ用いた場合であっても、第一の樹脂層１０の第一の剥離フィルム３１に対する接着力は、第二の樹脂層２０の第二の剥離フィルム３２に対する接着力に比べて弱いので、第一、第二の剥離フィルム３１、３２に相対的に引き剥がす力を加えると、第一の剥離フィルム３１は第一の樹脂層１０から剥がれるが、第二の剥離フィルム３２は第二の樹脂層２０から剥がれずに残る（図１（ｄ））。

次いで、上述した第三の接着剤を第一の樹脂層１０の表面に塗布、乾燥すると、導電性粒子を含有しない第三の樹脂層２５が形成され、細長の接着フィルム４が得られる（図１（ｅ））。ここでは、第三の樹脂層２５の膜厚は第一の樹脂層１０の膜厚よりも小さくなっている。

次いで、表面処理によって剥離面と第三の樹脂層２５表面との間の接着力が、第二の剥離フィルム３２の剥離面と第二の樹脂層２０表面との間の接着力よりも弱くされた第三の剥離フィルム３３を用意し、この剥離フィルム３３を第三の樹脂層２５表面に貼付すると、両面に剥離フィルム３２、３３が貼付された接着フィルム４が得られる（図２（ｆ））。その接着フィルム４をロール状に巻き取ると、剥離フィルム３２、３３付き接着フィルム４のロールが得られる。

次にこの接着フィルム４を用いて接続端子を有する被着体を接続する工程について説明する。図３の符号４０と、図４の符号５０はそれぞれ第一、第二の被着体である回路基板と、半導体素子を示している。

回路基板４０はガラス基板４１と、ガラス基板４１の片面に形成された第一の接続端子４２とを有しており、第一の接続端子４２はガラス基板４１上に形成された導電膜がパターニングされて形成され、そのパターニングの工程では同じ導電膜から第一の接続端子４２同士を接続する幅狭の配線膜が形成されている。

半導体素子５０は素子本体５１と、素子本体５１の一面に配置された第二の接続端子５２とを有しており、第二の接続端子５２はバンプ状であって、素子本体５１の不図示の内部回路に電気的に接続されている。

この回路基板４０に半導体素子５０を接続するには、接着フィルム４のロールから剥離フィルム３２、３３付き接着フィルム４を巻き出す。上述したように、第三の剥離フィルム３３の剥離面と第三の樹脂層２５表面との間の接着力は、第二の剥離フィルム３２の剥離面と第二の樹脂層２０表面との間の接着力よりも小さくなっており、第二、第三の剥離フィルム３２、３３を静電吸着し、相対的に引き剥がす力を加えると、第三の剥離フィルム３３が第三の樹脂層２５から剥がれるが、第二の剥離フィルム３２は第二の樹脂層２０から剥がれずに残る。

第三の剥離フィルム３３を剥離した後の接着フィルム４を所定長さに切断し、その切断片の第三の樹脂層２５表面を、上述した回路基板４０の第一の接続端子４２が配置された側の面に密着させると、第三の樹脂層２５の表面が第一の接続端子４２の表面に接着される（図５（ａ））。

第三の樹脂層２５は接続温度より低い温度範囲にある最低粘度が、第一の樹脂層１０に比べて低くなるような熱硬化性樹脂と硬化剤とを含有しており、最低粘度が低い樹脂層は接着性が高いので、回路基板４０と第二の剥離フィルム３２とを静電吸着し、相対的に引き剥がす力を加えると、第二の剥離フィルム３２が接着フィルム４から剥がれ、接着フィルム４が回路基板４０上に残る（図５（ｂ））。

半導体素子５０の第二の接続端子５２が配置された側の面を、回路基板４０の接着フィルム４が貼付された面に向けて配置し、第一、第二の接続端子４２、５２が互いに対向するように位置合わせを行い、半導体素子５０を接着フィルム４に載せ、半導体素子５０を不図示の押圧器具で押圧する（図５（ｃ））。

回路基板４０を載置する載置台と、半導体素子５０を押圧する押圧器具は予め所定温度まで昇温されており、半導体素子５０が回路基板４０に対して押圧されると、熱伝導によって半導体素子５０と回路基板４０と接着フィルム４とが加熱開始温度（室温）から昇温し、第一〜第三の樹脂層１０、２０、２５の粘度が下がり始め、設定された接続温度に昇温するまでに最低粘度に達する。

第二の樹脂層２０には接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が１００Ｐａ・ｓ以下（１０００poise以下）と小さくなるような種類の熱硬化性樹脂が用いられているので、第二の樹脂層２０は接続温度に昇温するまでに半導体素子５０の外側に向かって流れ出すが、第一の樹脂層１０には接続温度より低い温度範囲での最低粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上３０００Ｐａ・ｓ以下（１００００poise以上３００００poise以下）と高くなるような種類の熱硬化性樹脂が用いられているので、半導体素子５０の外側に向かって流れ出すことがなく、第一の樹脂層１０中の導電性粒子１２は半導体素子５０と回路基板４０との間に残る。

従って、半導体素子５０の押圧によって第二の接続端子５２が接着フィルム４を押し退けると、第二の接続端子５２の先端が半導体素子５０と回路基板４０との間に残った導電性粒子１２を回路基板４０側へ押し付ける。

第三の樹脂層２５の膜厚は第一の樹脂層１０に比べて薄くなっているので、導電性粒子１２が回路基板４０側へ押し付けられると、導電性粒子１２が第三の樹脂層２５を突き破って第一の接続端子４２に押し付けられ、導電性粒子１２が第一、第二の接続端子４２、５２で挟み込まれた状態になる。

第二の樹脂層２０の膜厚は半導体素子５０の接続端子５２の高さよりも数μｍ（０．５μｍ以上１０μｍ未満）厚くなっているので、第二の樹脂層２０が半導体素子５０の外側へ押し出されても、残った第二の樹脂層２０が第二の接続端子５２間を充填し、第二の接続端子５２の側面と、素子本体５１の第二の接続端子５２の間に露出する部分に第二の樹脂層２０が密着する。

更に加熱押圧を続けると、第一〜第三の熱硬化性樹脂の重合反応の進行によって、第一〜第三の樹脂層１０、２０、２５の粘度が上昇に転じ、設定された接続温度に昇温するまで加熱をすると、接着フィルム４が硬化し、硬化した接着フィルム４によって半導体素子５０が回路基板４０に固定される。

図５（ｅ）の符号１は半導体素子５０が回路基板４０に固定された状態の電気装置を示している。この電気装置１は硬化した接着フィルム４によって回路基板４０と半導体素子５０が機械的に接続されているだけではなく、第一、第二の接続端子４２、５２間に挟みこまれた導電性粒子１２によって電気的にも接続されている。

上述したように、本発明の接着フィルム４を用いると加熱押圧の工程で導電性粒子１２が半導体素子５０の外側へ流れ出さず、第一、第二の接続端子４２、５２の間に挟み込まれる導電性粒子１２の数が多くなるので、導通信頼性が高くなる。

また、互いに隣接する接続端子５２間は、導電性粒子を含有しない第二の樹脂層１２で充填されるので、同じ被着体の接続端子５２間が短絡することもない。このように、本発明の接着フィルム４を用いれば信頼性の高い電気装置１を製造することができる。

以上は、第二の接着剤を第一の樹脂層１０上に形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。以下に本発明の接着フィルムの製造例の他の例について説明する。

先ず、上述した工程で、第一、第二の接着剤を作製し、これら接着剤を細長の第一、第二の剥離フィルム３１、３２の剥離面にそれぞれ別々に塗布、乾燥し、図１（ａ）に示すように、第一の剥離フィルム３１表面に第一の樹脂層１０を形成し、図６（ａ）に示すように第二の剥離フィルム３２表面に第二の樹脂層２０をそれぞれ形成する。

次に、第一、第二の樹脂層１０、２０が形成された面を互いに対向させた状態で、各剥離フィルム３１、３２の長手方向の端部を２つの押圧ロールの間を通し、所定温度に昇温させた押圧ロールで剥離フィルム３１、３２の樹脂層１０、２０が形成された面とは反対側の面を押圧しながら、剥離フィルム３１、３２を長手方向に走行させると、剥離フィルム３１、３２が押圧ロールの間を通過するときに第一、第二の樹脂層１０、２０が互いに密着された状態で加熱押圧されるので、第一、第二の樹脂層１０、２０が貼り合わされ、図６（ｂ）に示すような積層体３が得られる。

この積層体３から第一の剥離フィルム３１を剥離し、上述した図１（ｃ）〜（ｅ）に示したのと同様の工程で第三の樹脂層２５を形成すれば、図１（ｅ）に示した接着フィルム４と同様の構造であって、全体の形状が細長である剥離フィルム３２付き接着フィルム４が得られる。

以上は、第一〜第三の樹脂層１０、２０、２５に用いる熱硬化性樹脂と硬化剤の種類を変えることで、第一の樹脂層１０の最低粘度を、第二、第三の樹脂層２０、２５の最低粘度よりも高くする場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

第一の樹脂層の粘度は樹脂以外の材料で調整することが可能であり、例えば、第一の樹脂層に添加するフィラーの種類、平均粒径、配合量及び、第一の樹脂層に添加する導電性粒子の種類、平均粒径、配合量を変えることで、第一の樹脂層１０の最低粘度を他の樹脂層より高くすることができる。

＜実施例１＞
粒径４．０μｍのベンゾグアナミン樹脂粒子の表面に、膜厚０．０８μｍのニッケル層と、膜厚０．０４μｍの金層とを順次積層して導電性粒子１２を製造し、更にこの導電性粒子１２の表面にアクリル／スチレン／ジビニルベンゼンの共重合体樹脂からなり、膜厚が０．１μｍ以上０．５μｍ以下の絶縁性樹脂膜を形成し、絶縁被膜付き導電性粒子１２を得た。

第一の熱硬化性樹脂（商品名「エピコート１００７」、ジャパンエポキシレジン（株）社製）８０重量％と、イミダゾール系硬化剤（商品名「２Ｅ４ＭＺ」、四国化成工業（株）社製）２０重量％とからなるバインダーに、トルエン／酢酸エチルを等量（重量比率）混合した混合溶媒に溶解し、バインダーを３０重量％含有するバインダー溶液を作製し、このバインダー溶液に上述した絶縁被膜付き導電性粒子１２を所望の粒子密度になるよう分散させ、絶縁被膜付き導電性粒子１２を含有する液状の第一の接着剤を作製した。

この第一の接着剤を剥離フィルムに塗布、乾燥してフィルムを形成し、そのフィルムを用いて粘度測定装置（ハーケ社製のレオメータＲＳ１５０）で、毎分１０℃の昇温速度で接続温度（１８０℃）まで加熱したときの粘度を測定し、接続温度より低い温度範囲で最低となる粘度を第一の樹脂層１０の最低粘度として求めたところ、その値は２０００Ｐａ・ｓであった。また、このフィルムの単位体積当たりの絶縁被膜付き導電性粒子１２の密度を測定したところ、約３００万個／ｍｍ³であった。

第二の熱硬化性樹脂（商品名「エピコート４００７Ｐ」、ジャパンエポキシレジン（株）社製）８０重量％と、イミダゾール系硬化剤（商品名「２ＭＺ」、四国化成工業（株）社製）２０重量％とからなるバインダーを、第一の接着剤と同じ混合溶媒に分散し、バインダーを３０重量％含有し、導電性粒子を含有しない第二の接着剤を作製した。この第二の接着剤を乾燥してフィルム化し、上記第一の接着剤と同じ条件で後述する第二、第三の樹脂層２０、２５の最低粘度を求めたところ、その最低粘度は８５Ｐａ・ｓであった。

これら第一、第二の接着剤を用いて上述した図１（ａ）〜（ｅ）、図２（ｆ）に示した工程で第一、第二の樹脂層１０、２０を形成した後、第三の接着剤として第二の接着剤と同じものを用いて第三の樹脂層２５を形成して実施例１の剥離フィルム付き接着フィルム４を作製した。尚、第一〜第三の接着剤の塗布にはロールコータを用いた。

各樹脂層１０、２０、２５の最低粘度と、膜厚と、絶縁被膜付き導電性粒子の密度と、絶縁被膜付き導電性粒子の粒径とを下記表１に記載する。尚、導電性粒子の密度とは、樹脂層１ｍｍ³当たりに含まれる導電性粒子の個数である。

尚、絶縁被膜付き導電性粒子の粒径は４．２２μｍ以上４．６２μｍ以下の範囲にあるため、その平均粒径も４．２２μｍ以上４．６２μｍ以下の範囲にある。
＜実施例２＞
第一の接着剤を、最低粘度の高い熱硬化性樹脂（商品名「エピコート４００７Ｐ」、ジャパンエポキシレジン（株）社製）８０重量％と、イミダゾール系硬化剤（商品名「２ＭＺ」、四国化成工業（株）社製）２０重量％とからなる接着剤に変えた以外は実施例１と同じ条件で実施例２の接着フィルム４を作製した。

＜実施例３＞
第一の接着剤を、最低粘度の低い熱硬化性樹脂（商品名「エピコート４００７」、ジャパンエポキシレジン（株）社製）８０重量％と、イミダゾール系硬化剤（商品名「２Ｅ４ＭＺ」、四国化成工業（株）社製）２０重量％とからなる接着剤に変えた以外は実施例１と同じ条件で実施例３の接着フィルム４を作製した。

＜実施例４＞
第一の樹脂層に分散させた絶縁被膜付き導電粒子の数を増やした以外は上記実施例１と同じ条件で実施例４の接着フィルム４を作製した。

＜実施例５＞
第一の樹脂層に分散させた絶縁被膜付き導電粒子の数を減らした以外は上記実施例１と同じ条件で実施例５の接着フィルム４を作製した。

＜実施例６＞
第一の樹脂層に分散させた絶縁被膜付き導電粒子の数を、実施例４よりも増やした以外は上記実施例４と同じ条件で実施例６の接着フィルム４を作製した。

＜実施例７＞
第一の接着剤に絶縁性のフィラーである二酸化ケイ素粒子（平均粒径０．５μｍ）を添加し、該フィラーを４０重量％含有する第一の樹脂層１０を形成した以外は実施例１と同じ条件で実施例７の接着フィルム４を作製した。

＜実施例８＞
第二、第三の接着剤を、最低粘度の高い熱硬化性樹脂（商品名「エピコート１００７」、ジャパンエポキシレジン（株）社製）８０重量％と、イミダゾール系硬化剤（商品名「２ＭＺ」、四国化成工業（株）社製）２０重量％とからなる接着剤に変えた以外は、実施例２と同じ条件で実施例８の接着フィルム４を作製した。

＜実施例９＞
第二、第三の接着剤を、最低粘度の高い熱硬化性樹脂（商品名「エピコート４００７Ｐ」、ジャパンエポキシレジン（株）社製）８０重量％と、イミダゾール系硬化剤（商品名「２ＭＺ］、四国化成工業（株）社製）２０重量％とからなる接着剤に変えた以外は、実施例７と同じ条件で実施例９の接着フィルム４を作製した。

＜比較例１＞
第一の樹脂層の膜厚を１０μｍ、第二の樹脂層の膜厚を１０μｍとした以外は実施例１と同じ条件で比較例１の接着フィルムを作製した。

＜比較例２＞
第二の樹脂層の膜厚を１０μｍ、第三の樹脂層の膜厚を１０μｍとした以外は、実施例１と同じ条件で比較例２の接着フィルムを作製した。

＜比較例３＞
第二の樹脂層の膜厚を５μｍ、第三の樹脂層の膜厚を１５μｍとした以外は実施例１と同じ条件で比較例３の接着フィルムを作製した。

＜比較例４＞
第一の接着剤を、実施例１で用いた第二の接着剤に変えた以外は、実施例８と同じ条件で比較例４の接着フィルムを作製した。

＜比較例５＞
第一の樹脂層に分散させた絶縁被膜付き導電粒子の数を、比較例４より増やした以外は、比較例４と同じ条件で比較例５の接着フィルムを作製した。

＜比較例６＞
第一の接着剤から硬化剤を抜いた以外は、実施例１と同じ条件で比較例６の接着フィルムを作製した。

これら実施例２〜９、比較例１〜６の接着フィルム４における各樹脂層１０、２０、２５の最低粘度と、膜厚と、絶縁被膜付き導電性粒子の密度と、絶縁被膜付き導電性粒子の粒径とを上記表１、２に記載した。

尚、各樹脂層の最低粘度は、樹脂層の構成材料（例えば熱硬化性樹脂）単独の粘度を測定したのではなく、出来上がった樹脂層の粘度を測定したのであって、例えば熱硬化性樹脂だけではなく、硬化剤が添加された場合は、硬化剤が添加された状態の樹脂層の粘度を測定し、更に導電性粒子やフィラーが添加された場合には、それら導電性粒子やフィラーが添加された状態での樹脂層の粘度を測定した。

上述した実施例１〜９、比較例１〜６の接着フィルム４を用い、接続温度１９０℃、押圧荷重１９６０ｋＰａ、加熱押圧時間１０秒間の条件で半導体素子５０と回路基板４０とを接続し、実施例１〜９、比較例１〜６の電気装置１を得た。

ここでは、半導体素子５０として横１．８ｍｍ、長さ２０ｍｍ、高さ０．４ｍｍの半導体素子５０の片面に、バンプ接合面積４５μｍ×３０μｍ、高さ１５μｍの金バンプ（接続端子５２）が４０μｍ間隔で形成されたものを用い、回路基板４０としてガラス基板４１上に膜厚０．７μｍの酸化インジウム膜からなる接続端子４２が形成されたものを用いた。

これら実施例１〜９、比較例１〜６の電気装置１について下記に示す評価試験を行った。
[導電性粒子の数]
各電気装置１の２００箇所のバンプを回路基板４０側から光学顕微鏡（倍率３４０倍）を用いて観察し、バンプに捕捉された導電性粒子１２の数を数えた。２００箇所のバンプのうち、導電性粒子の補足数が最も少ない箇所の数を上記表１、２に記載した。

[導通信頼性]
各電気装置１について、プレッシャークッカーテスター（タバイエスペック（株）社製の商品名「ＥＨＳ−４１１」）を用いて、互いに対向する第一、第二の接続端子４２、５２間の導通抵抗を測定した。導通抵抗が３０Ω以下の場合を「○」、３０Ωを超える場合を「×」として評価した。

[絶縁信頼性]
各電気装置１について、同じ被着体の互いに隣接する接続端子５２間の絶縁抵抗を測定した。絶縁抵抗が１×１０⁸Ω以上の場合を「○」、１×１０⁸Ω未満の場合を「×」として評価した。

これら評価試験の結果を上記表１に記載した。上記表１から明らかなように、第一の樹脂層の最低粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上３０００００Ｐａ・ｓ以下であり、第二の樹脂層の膜厚が第一、第三の樹脂層の膜厚よりも大きかった実施例１〜１０の電気装置１では導電性粒子がバンプに補足される数が多く、導通信頼性、絶縁信頼性共に高い評価結果が得られた。

これに対し、第一、第二の樹脂層の膜厚が同じであった比較例１では、導通信頼性には優れていたが、絶縁信頼性が低く、また、第三の樹脂層の膜厚が第二の樹脂層と同じ、又はそれ以上であった比較例２、３では、導通信頼性が低くかった。

従って、第一の樹脂層の膜厚が第二の樹脂層の膜厚未満である場合には電気装置の導通信頼性が高くなり、第三の樹脂層の膜厚が第二の樹脂層未満である場合には電気装置の絶縁信頼性が高くなることがわかる。

また、比較例４から明らかなように、第一の樹脂層の最低粘度が１５０Ｐａ・ｓと小さく、第二、第三の樹脂層の最低粘度が第一の樹脂層よりも大きかった場合には、導通信頼性が低く、比較例５のように導電性粒子の密度を高くしても、導通信頼性は改善されなかった。

これら比較例４、５の結果から、導通信頼性の高い電気装置を得るためには、第一の樹脂層の粘度が第二、第三の樹脂層の最低粘度よりも大きく、かつ、その値を１０００Ｐａ・ｓよりも大きくする必要があることがわかる。また、硬化剤を含有しない第一の接着剤を用いて第一の樹脂層を形成した比較例６では、導通信頼性の評価結果が悪かった。

第一の樹脂層と第二の樹脂層、第一の樹脂層と第三の樹脂層のように、互いに隣接する樹脂層の最低粘度の差が大きい場合には、加熱押圧の際に樹脂層同士が混ざり難く、硬化した後の接着フィルムが連続した硬化物とならない。従って比較例６では、硬化した接着フィルムの電気部品同士を引き付ける応力が非常に小さく、導通信頼性が低くなったと推測される。

これに対し、上記実施例１〜９のように、第一の樹脂層に熱硬化性樹脂を硬化させる硬化剤が添加されている場合には、導電性粒子の周囲で第一の接着剤が加熱の際に硬化収縮する。即ち、電気部品の接続端子に挟み込まれる導電性粒子の周囲で硬化収縮が起こることで、電気部品同士を引き付ける応力が発生することになるので、互いに隣接する樹脂層の最低粘度の差が大きくても、導通信頼性が高くなったと推測される。

以上は第二、第三の樹脂層２０、２５が導電性粒子を含有させない場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第一の樹脂層１０の導電性粒子密度よりも導電性粒子密度が小さいのであれば、第二、第三の樹脂層２０、２５に導電性粒子を含有させることもできる。

また、第一の樹脂層１０の膜厚を、導電性粒子１２の平均粒径の１／２倍以上２倍以下と薄くした場合には、第一の樹脂層１０の表面から導電性粒子１２の一部が突き出し、第二、第三の樹脂層２０、２５にめり込むことがあるが、第二、第三の樹脂層２０、２５に導電性粒子を含有させなければ、第二、第三の樹脂層２０、２５の導電性粒子密度を第一の樹脂層１０の導電性粒子密度よりも小さくすることができる。

第一、第二の被着体は回路基板４０や半導体素子５０に限定れるものではなく、被着体としては、樹脂フィルム上に配線膜が形成されたフレキシブル配線板や、抵抗素子、液晶表示素子等種々のものを用いることができる。

第一〜第三の熱硬化性樹脂の種類は特に限定されず、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等種々のものを用いることができる。

第一〜第三の硬化剤の種類も特に限定されず、第一〜第三の熱硬化性樹脂の種類に応じて種々のものを用いることができる。例えば、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、イミダゾール系硬化剤、ポリアミン系硬化剤、酸無水物、イソシアネート系硬化剤、有機酸、三級アミン等を用いることができる。接着フィルムの保存性を考慮すると、硬化剤は潜在性硬化剤を用いることが好ましい。

以上は第一の樹脂層１０だけにフィラーを添加する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第二、第三の樹脂層２０、２５にフィラーを添加することも可能であり、第二、第三の樹脂層２０、３０に用いるフィラーの種類、平均粒径、配合量を変えれば、第二、第三の樹脂層２０、２５の最低粘度を第一の樹脂層１０の最低粘度よりも低くすることができる。

フィラーを添加する場合には、絶縁性のものを用いることが好ましい。フィラーの種類は特に限定されるものではなく、二酸化ケイ素以外にもタルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の無機フィラー、樹脂粒子等の有機フィラー等種々のものを用いることができる。フィラーの平均粒径は、導電性粒子の平均粒径以下、より好ましくは１μｍ以下であれば、接続端子間の導通信頼性が高くなる。また、各樹脂層にはフィラー以外にも、老化防止剤、着色剤、シランカップリング剤等の添加剤を添加することもできる。

導電性粒子は、上述したように、樹脂粒子の表面を導電層で覆ったもの以外にも、ニッケル粒子、銀紛のような金属粒子や、カーボン粒子等種々のものを用いることができる。また、２種類以上の導電性粒子の混合物を用いることもできる。

また、本発明によれば、導電性粒子が接続端子５２間に流れ込み難いので、絶縁被覆を有しない導電性粒子を用いても接続信頼性の高い電気装置１を得ることができる。

以上は、第三の樹脂層２５を第一の樹脂層１０表面に直接形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第三の樹脂層２５を別の剥離フィルム上に形成した後、第三の樹脂層２５と第一の樹脂層１０を貼り合わせることもできる。

以上は、第一の樹脂層１０の表面に、先ず、第一の樹脂層１０よりも膜厚が厚い樹脂層（第二の樹脂層２０）を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第一の樹脂層１０表面に第一の樹脂層１０よりも膜厚の薄い樹脂層（第三の樹脂層２５）を形成した後、第一の樹脂層１０から第一の剥離フィルム３１を剥離し、第一の樹脂層１０の露出した表面に、第一の樹脂層１０よりも膜厚の大きい樹脂層（第二の樹脂層２０）を形成してもよい。

第一〜第三の剥離フィルム３１〜３３としては、樹脂フィルムの表面（剥離面）を表面処理したものを用いることが好ましい。表面処理方法としては、例えば樹脂フィルムの表面に接着性の低い他の樹脂膜を形成する方法がある。

第一〜第三の接着剤の塗布方法もロールコータを用いる場合に限定されるものではなく、ディップコーティング法、ナイフコータ法、オフセット印刷等種々の方法を用いることができる。

以上は、接着フィルム４の両面に剥離フィルムがそれぞれ貼付された剥離フィルム付き接着フィルムについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第二の剥離フィルム２１の第二の樹脂層２０が配置される側の面とは反対側の面に表面処理を施し、剥離面を形成しておけば、第三の剥離フィルムを貼付せずに接着フィルム４を巻き取っても、第三の樹脂層２５が第二の剥離フィルム３２に接着することがない。

（ａ）〜（ｅ）：本発明の剥離フィルム付き接着フィルムの製造方法の第一例の前半を説明する断面図 （ｆ）：本発明の剥離フィルム付き接着フィルムの製造方法の第一例の後半を説明する断面図 本発明に用いる第一の被着体の一例を説明する断面図 本発明に用いる第二の被着体の一例を説明する断面図 （ａ）〜（ｄ）：本発明の接着フィルムを用いて電気装置を製造する工程を説明する断面図 （ａ）、（ｂ）：本発明の剥離フィルム付き接着フィルムの製造方法の第二例を説明する断面図 樹脂層を加熱した場合の粘度と温度との関係を示すグラフ

符号の説明

１……電気装置 ３……積層体 ４……接着フィルム １０……第一の樹脂層 １１……バインダー １２……導電性粒子 ２０……第二の樹脂層 ２５……第三の樹脂層 ３１……第一の剥離フィルム ３２……第二の剥離フィルム ４０……第一の被着体（回路基板） ４２……第一の接続端子 ５０……第二の被着体（半導体素子） ５２……第二の接続端子

Claims (11)

1. 第一の樹脂層と、前記第一の樹脂層上に配置された第二の樹脂層と、前記第一の樹脂層の前記第二の樹脂層とは反対側の面に配置された第三の樹脂層とを有し、
   前記第一の樹脂層は絶縁性のバインダーと、前記バインダー中に分散された導電性粒子とを有し、前記絶縁性のバインダーは第一の熱硬化性樹脂と、加熱により前記第一の熱硬化性樹脂と反応し、前記第一の熱硬化性樹脂を硬化させる第一の硬化剤を有し、
   前記第二の樹脂層は絶縁性の第二の熱硬化性樹脂と、加熱により前記第二の熱硬化性樹脂と反応し、前記第二の熱硬化性樹脂を硬化させる第二の硬化剤を有し、
   前記第三の樹脂層は第三の熱硬化性樹脂と、加熱により前記第三の熱硬化性樹脂と反応し、前記第三の熱硬化性樹脂を硬化させる第三の硬化剤とを有し、
   第一の接続端子を有する第一の被着体と、第二の接続端子を有する第二の被着体との間に配置された状態で加熱押圧され、前記第一〜第三の樹脂層が所定の接続温度以上に昇温すると、前記第一、第二の接続端子の間に前記導電性粒子が挟まれた状態で前記第一〜第三の熱硬化性樹脂が前記第一〜第三の硬化剤とそれぞれ反応して硬化し、前記第一、第二の被着体が接続されるように構成された接着フィルムであって、
   前記第一の樹脂層は、前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上１００００００Ｐａ・ｓ以下にされ、
   前記第二の樹脂層は前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも低くされ、
   前記第二の樹脂層の膜厚は、前記第一、第三の樹脂層の膜厚よりも大きくされた接着フィルム。
2. 前記第二の樹脂層は、前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度の１／１０以下にされた請求項１記載の接着フィルム。
3. 前記第一の樹脂層の膜厚は、前記導電性粒子の平均粒径の１／２倍以上２倍以下にされた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の接着フィルム。
4. 前記第一の樹脂層の導電性粒子密度は、前記第二の樹脂層の導電性粒子密度よりも大きくされた請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接着フィルム。
5. 前記第二の樹脂層の膜厚は、前記第一、第二の被着体のうち、前記第二の樹脂層側に密着して接続される被着体の、前記接続端子の膜厚よりも大きくされた請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の接着フィルム。
6. 前記第三の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度は、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも低くされた請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の接着フィルム。
7. 前記第三の樹脂層は、前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第一の樹脂層の前記接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度の１／１０以下にされた請求項６記載の接着フィルム。
8. 前記第三の樹脂層の膜厚は、前記第一の樹脂層の膜厚よりも薄くされた請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の接着フィルム。
9. 少なくとも片面に剥離フィルムが貼付された接着フィルムを製造する接着フィルムの製造方法であって、
   第一の剥離フィルムと、前記第一の剥離フィルムの表面に配置された第一の樹脂層と、前記第一の樹脂層の表面に配置された第二の樹脂層と、前記第二の樹脂層の表面に配置された第二の剥離フィルムとを有し、前記第一の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度が、前記第二の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも大きくされた積層体の、
   前記第一の剥離フィルムを前記第一の樹脂層から剥離して前記第一の樹脂層表面を露出させ、
   露出した前記第一の樹脂層表面に、液状の接着剤を塗布、乾燥し、第三の樹脂層を形成する接着フィルムの製造方法。
10. 前記積層体の作製は、前記第一の剥離フィルム表面に液状の接着剤を塗布、乾燥して前記第一の樹脂層を形成し、
    前記第一の樹脂層の表面に液状の接着剤を塗布、乾燥して前記第二の樹脂層を形成した後、前記第二の樹脂層の表面に前記第二の剥離フィルムを貼付する請求項９記載の接着フィルムの製造方法。
11. 前記積層体の作製は、前記第一、第二の剥離フィルムの表面に、それぞれ液状の接着剤を塗布、乾燥して前記第一、第二の樹脂層を形成した後、前記第一の樹脂層の表面と前記第二の樹脂層の表面とを互いに密着させる請求項９記載の接着フィルムの製造方法。

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