JP2011109149A - 異方性導電フィルム、異方性導電フィルムの製造方法、電子部品の接続方法、異方性導電接続体 - Google Patents
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Abstract
【課題】異方性導電層に弾性スペーサを含有させて、チップ部品の反りや割れを防止する。
【解決手段】導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３とが積層された多層構造をなし、導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３との境界に弾性スペーサ４を有し、弾性スペーサ４は、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである。
【選択図】図１
【解決手段】導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３とが積層された多層構造をなし、導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３との境界に弾性スペーサ４を有し、弾性スペーサ４は、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである。
【選択図】図１
Description
本発明は、電子部品を回路基板等に異方性導電接続させる異方性導電フィルム、この異方性導電フィルムの製造方法、この異方性導電フィルムを用いた接続方法、この異方性導電フィルムを用いた異方性導電接続体に関する。
チップ部品を基板に実装する技術として、例えばチップ部品をいわゆるフェースダウン状態で基板上に実装するフリップチップ実装法が広く用いられている。このフリップチップ実装法は、チップ部品の端子電極としてバンプと称される電極を形成し、このバンプが基板の電極部と対向するように配置し、一括して電気的に接続する方法である。
フリップチップ実装法においては、接続信頼性を高めること等を目的に、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）による電気的、機械的接続が図られている。図５に示すように、異方性導電フィルム５０は、接着剤として機能する絶縁性の樹脂５１中に導電性粒子５２を分散したものである。チップ部品５５は、複数のバンプ５６が設けられているアクティブ面を基板５７の電極部５８と対向させ、異方性導電フィルム５０を介して電気的に接続される。
具体的に、基板５７は、チップ部品５５が実装される電極部５８に異方性導電フィルム５０が配置され、チップ部品５５のアクティブ面が電極部５８に対して位置合わせされた後、図示しない加熱ボンダーによってチップ部品５５の上面から熱加圧される。
これにより、チップ部品５５及び基板５７は、バンプ５６と電極部５８との間から樹脂５１を排除すると共に導電性粒子５２を挟み込むことで、電気的な接続が図られる。チップ部品５５及び基板５７は、バンプ５６の無い部分では、導電性粒子５２が絶縁性の樹脂５１中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれるので、バンプ５６のある部分でのみ電気的導通が図られることになる。
異方性導電フィルム５０を用いたフリップチップ実装法によれば、前記の通り、多数の電極間を一括して電気的に接続することが可能であり、ワイヤボンディングのように電極間を１つ１つボンディングワイヤで接続する必要はなく、また高密度実装に伴う端子電極の微細化、狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。
ところで、チップ部品５５は、加熱ボンダーによって熱加圧されることにより、図６に示すように、反りを生じることがある。チップ部品５５は、反りが生じることによりアクティブ面の外側縁にあるバンプ５６と電極部５８との電気的な接続が不十分となる。特にチップ部品５５の一方のバンプが複数存在する場合、内側のバンプ５６ａは反りの中心点（支点）に近いことから、バンプの一部が浮き導電性粒子の潰れが十分でなくなり、外側のバンプ５６ｂはバンプと電極部５８とが完全に離間し導電性粒子の潰れが生じない為に接続不良が発生する。また、チップ部品５５は、反りの程度が大きくなると、チップ割れが生じてしまう。
このため、異方性導電フィルム５０にスペーサを含有させ、チップ部品５５のアクティブ面と基板５７の電極部５８との間にスペーサを挟み込ませる技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、特許文献１に記載されているようにチップ部品５５のアクティブ面と基板５７の電極部５８との間にスペーサを挟み込ませる場合においても、スペーサの硬度や粒子径によっては、チップ部品５５に割れや反りを生じさせるおそれがあり、またバンプ５６と電極部５８とが離間し、導通抵抗の上昇を招くおそれもある。
そこで、本発明は、異方性導電フィルム中にスペーサを含有させることにより、確実にチップ部品の反りや割れを防止することができる異方性導電フィルム、この異方性導電フィルムの製造方法、この異方性導電フィルムを用いた電子部品の接続方法、この異方性導電フィルムを用いた異方性導電接続体を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するために、本発明に係る異方性導電フィルムは、導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とが積層された多層構造をなし、上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを有し、上記弾性スペーサは、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである。
また、本発明に係る異方性導電フィルムの製造方法は、基材に導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の一方を形成する工程と、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである弾性スペーサを、上記基材に塗布された導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の一方の表面に配置する工程と、上記弾性スペーサが配置された導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の一方の表面上に、導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の他方を形成することにより、上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを配設する工程とを有するものである。
また、本発明に係る電子部品の接続方法は、電子部品が接続される電極部に、異方性導電フィルムを配置する工程と、上記電極部に、上記異方性導電フィルムを介して電子部品を配置する工程と、上記電子部品を上記電極部に接続する接続工程とを有し、上記異方性導電フィルムは、導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とが積層された多層構造をなし、上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを有し、上記弾性スペーサは、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである。
また、本発明に係る異方性導電接続体は、電子部品と、上記電子部品が導電接続された電極部と、上記電子部品を上記電極部に導電接続させる導電性接着層とを有し、上記導電性接着層は、導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とが積層された多層構造をなし、上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを有し、上記弾性スペーサは、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである。
本発明によれば、弾性スペーサによって、電子部品の撓みを防止し、安定した導通を図ることができる。このとき、本発明によれば、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２とし、粒子径Ｄを１０〜５０μｍとすることにより、加熱ボンダーによる熱加圧による電子部品の反りを確実に防止できるとともに、電子部品に過剰な負荷を与えず、電子部品の割れを防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の具体例として示す異方性導電フィルム１は、図１に示すように、導電性粒子含有層２と、絶縁性樹脂層３と、弾性スペーサ４とを有するものである。異方性導電フィルム１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネルの製造において画素をコントロールする駆動ＩＣ（集積回路）や、フレキシブルプリント配線板をガラス基板に接合する、いわゆるＣＯＧ（Chip on Glass）や、ＦＯＧ（Film on Glass）などに用いることができる。
図２に示すように、基板１０は、例えばガラス基板やリジット基板、フレキシブル基板などの各種回路基板であり、チップ部品１２が実装される電極部１１が設けられている。また、チップ部品１２は、例えば半導体チップやコンデンサなどの実装部品であり、基板１０の電極部１１に接続するバンプ１３が形成されている。
［異方性導電フィルム１］
異方性導電フィルム１は、基板１０の電極部１１と、チップ部品１２との間に介在されることにより、チップ部品１２のバンプ１３と基板１０の電極部１１との間を導電性粒子を介して接続すると共に、チップ部品１２と電極部１１との間に弾性スペーサ４が挟み込まれる。これにより、異方性導電フィルム１は、チップ部品１２が加熱ボンダーによって熱加圧されたときにも、チップ部品１２の反りを抑制し、チップ部品１２と基板１０の電極部１１との接続信頼性を向上させることができる。
異方性導電フィルム１は、基板１０の電極部１１と、チップ部品１２との間に介在されることにより、チップ部品１２のバンプ１３と基板１０の電極部１１との間を導電性粒子を介して接続すると共に、チップ部品１２と電極部１１との間に弾性スペーサ４が挟み込まれる。これにより、異方性導電フィルム１は、チップ部品１２が加熱ボンダーによって熱加圧されたときにも、チップ部品１２の反りを抑制し、チップ部品１２と基板１０の電極部１１との接続信頼性を向上させることができる。
導電性粒子含有層２は、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有する。絶縁性樹脂層３は、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含有する。弾性スペーサ４は、導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３との境界に設けられている。
図１に示す異方性導電フィルム１は、それぞれＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の剥離フィルムに形成された絶縁性樹脂層３及び導電性粒子含有層２によって弾性スペーサ４をラミネートして形成された２層構造である。本発明に係る異方性導電フィルム１は、少なくとも絶縁性樹脂層３、導電性粒子含有層２を備えた３層以上の多層構造であってもよい。
［導電性粒子含有層２］
導電性粒子含有層２は、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有する。
導電性粒子含有層２は、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有する。
膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１００００〜８００００程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ブチラール樹脂などの種々の樹脂が挙げられ、これらは単独で用いても良いし、２種類以上を組み合わせて用いても良い。これらの中でも膜形成状態、接続信頼性などの観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。
熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、常温で流動性を有する液状エポキシ樹脂などを単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂や、ゴム、ウレタン等の各種変成エポキシ樹脂等が例示され、これらは単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。また、液状エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができ、これらは単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。
硬化剤は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加熱により活性化する潜在性硬化剤、加熱により遊離ラジカルを発生させる潜在性硬化剤などを用いることができる。加熱により活性化する潜在性硬化剤としては、例えば、ポリアミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤やスルホニウム塩などのカチオン系硬化剤などが挙げられる。
導電性粒子は、電気的に良好な導体であるものであれば使用でき、例えば、銅、銀、ニッケル等の金属粉末や樹脂よりなる粒子を上記金属により被覆したものが挙げられる。また、導電性粒子の全表面を絶縁性の皮膜で被覆したものを用いてもよい。導電性粒子は、粒子径が１〜１０μｍのものを使用でき、３〜５μｍのものを好適に使用できる。
その他の添加組成物として、シランカップリング剤を添加することが好ましい。シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。また、無機フィラーを添加させてもよい。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。無機フィラーの含有量により、流動性を制御し、粒子捕捉率を向上させることができる。また、ゴム成分なども接合体の応力を緩和させる目的で、適宜使用することができる。
これら導電性粒子含有層２の各構成成分を配合する際、これらを溶解させる有機溶剤としては、トルエン、酢酸エチル、又はこれらの混合溶剤、その他各種有機溶剤を用いることができる。また、導電性粒子含有層２の溶融粘度は導電性粒子の粒子捕捉率を向上させる観点から、絶縁性樹脂層３の溶融粘度よりも高いことが好ましい。
［絶縁性樹脂層３］
絶縁性樹脂層３は、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含有する。膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、及び硬化剤は、導電性粒子含有層２と同様なものを用いることができる。
絶縁性樹脂層３は、膜形成樹脂と、熱硬化性樹脂と、硬化剤とを含有する。膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、及び硬化剤は、導電性粒子含有層２と同様なものを用いることができる。
また、絶縁性樹脂層３は、その他の添加組成物として、導電性粒子含有層２と同様に、シランカップリング剤を添加することが好ましい。シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。
また、絶縁性樹脂層３は、無機フィラーを添加させてもよい。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。無機フィラーの含有量により、流動性を制御し、粒子捕捉率を向上させることができる。また、絶縁性樹脂層３は、ゴム成分なども接合体の応力を緩和させる目的で、適宜使用することができる。
なお、導電性粒子の粒子捕捉率を向上させる観点から、絶縁性樹脂層３は、導電性粒子含有層２よりも溶融粘度が低くなることが好ましい。
［弾性スペーサ４］
導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３との境界に設けられる弾性スペーサ４は、例えば球形で絶縁性、緩衝性、かつ耐熱性を有する樹脂系の弾性体からなる。弾性スペーサ４は、チップ部品１２を基板１０の電極部１１に実装する際に、加熱ボンダーによる熱加圧工程によってチップ部品１２に反りが発生することを防止するものである。
導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３との境界に設けられる弾性スペーサ４は、例えば球形で絶縁性、緩衝性、かつ耐熱性を有する樹脂系の弾性体からなる。弾性スペーサ４は、チップ部品１２を基板１０の電極部１１に実装する際に、加熱ボンダーによる熱加圧工程によってチップ部品１２に反りが発生することを防止するものである。
弾性スペーサ４は、加熱ボンダーによる熱加圧によってもチップ部品１２の反りを防止できるとともに、チップ部品１２に過剰な負荷を与えない程度の硬度を有し、例えば、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２とされ、好ましくは１００〜４００ｋｇｆ／ｍｍ２である。弾性スペーサ４は、硬度（２０％Ｋ値）が２０ｋｇｆ／ｍｍ２よりも小さいと加熱ボンダーによる圧力に抗してチップ部品１２の反りを防止することができず、５００ｋｇｆ／ｍｍ２を超えるとかえってチップ部品１２に過剰な負荷を与えチップ割れが発生するおそれがある。
また、弾性スペーサ４は、チップ部品１２のバンプ１３の高さに応じて、加熱ボンダーによる熱加圧によってもチップ部品１２の反りを防止できるとともに、バンプ１３と電極部１１との接続を阻害しない粒子径を有し、例えば、バンプ高さＨが１５μｍとされているのに対して粒子径Ｄが１０〜５０μｍとされている。弾性スペーサ４は、粒子径Ｄが１０〜５０μｍとされることにより、チップ部品１２のバンプ１３の高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．５となる。これにより、弾性スペーサ４は、チップ部品１２の反りを抑制すると共に、バンプ１３と電極部１１との接続を阻害することもない。
［フィルム製造方法］
次に、異方性導電フィルム１の製造方法について説明する。本実施の形態における異方性導電フィルム１は、剥離フィルム上に導電性粒子含有層２を形成し、同様に剥離フィルム上に絶縁性樹脂層３を形成し、導電性粒子含有層２の表面に弾性スペーサ４を配設した後、弾性スペーサ４上から絶縁性樹脂層３をラミネートすることにより製造される。
次に、異方性導電フィルム１の製造方法について説明する。本実施の形態における異方性導電フィルム１は、剥離フィルム上に導電性粒子含有層２を形成し、同様に剥離フィルム上に絶縁性樹脂層３を形成し、導電性粒子含有層２の表面に弾性スペーサ４を配設した後、弾性スペーサ４上から絶縁性樹脂層３をラミネートすることにより製造される。
剥離フィルムは、例えば、シリコーンなどの剥離剤をＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などに塗布した積層構造からなり、導電性粒子含有層２及び絶縁性樹脂層３の乾燥を防ぐとともに、これらの形状を維持する。剥離フィルムは、基板１０の電極部１１の形状に応じた形状、例えば矩形状に形成されている。
異方性導電フィルム１は、この剥離フィルム上に導電性粒子含有層２を構成する樹脂組成物をバーコーター、塗布装置などを用いて塗布し、熱オーブン、加熱乾燥装置などを用いて乾燥させる。これにより所定の厚さ、例えば１０μｍ厚の導電性粒子含有層２を形成する。導電性粒子含有層２は、剥離フィルム５の同形状の例えば矩形状に形成される。
次いで、導電性粒子含有層２と同様に、剥離フィルム上に絶縁性樹脂層３を構成する樹脂組成物を塗布し、乾燥させ、所定の厚さ、例えば１０μｍ厚の絶縁性樹脂層３を形成する。
次いで、図３に示すように、バンプ１３と電極部１１との接続位置を除いた導電性粒子含有層２の所定の位置、例えば幅方向の中央部に、長手方向に亘って複数の弾性スペーサ４が所定間隔で配設される。このとき、弾性スペーサ４は、全体が導電性粒子含有層２に埋没することなく、表面の２０〜４０％が接するように配設される。
次いで、弾性スペーサ４上から絶縁性樹脂層３をラミネートする。このとき、弾性スペーサ４は、導電性粒子含有層２に表面の２０〜４０％が接し、絶縁性樹脂層３に表面の６０〜８０％が接する。
このように、異方性導電フィルム１は、弾性スペーサ４が導電性粒子含有層２にその表面の２０〜４０％が埋没するように配設され、絶縁性樹脂層３にその表面の６０〜８０％が埋没するように配設されるため、導電性粒子含有層２及び絶縁性樹脂層３の厚さが、弾性スペーサ４が配設されている領域においても、弾性スペーサ４が配設されていない領域においても等しくなり、全体に亘って均一の樹脂厚みとすることができる。
すなわち、異方性導電フィルム１は、弾性スペーサ４が導電性粒子含有層２や絶縁性樹脂層３のいずれかに、表面の１００％が接するまで埋没すると、ラミネート処理によって当該弾性スペーサ４が配設された領域の樹脂が周囲に排除され、弾性スペーサ４が配設された領域の樹脂厚みは薄く、その周囲は厚くなってしまう。
本発明に係る異方性導電フィルム１は、弾性スペーサ４が導電性粒子含有層２と絶縁性樹脂層３との境界に配設されているため、全体に亘って樹脂厚みを均一に形成することができる。
［チップ部品の接続方法］
次に、上述した異方性導電フィルム１を用いたチップ部品１２の接続方法、及び異方性導電接続体について説明する。本実施の形態におけるチップ部品１２の接続方法は、基板１０の電極部１１上に異方性導電フィルム１を貼付け、この異方性導電フィルム１上にチップ部品１２を仮配置する。次いで、チップ部品１２上から加熱ボンダーにより熱加圧することにより異方性導電フィルム１を熱硬化させるとともに、基板１０の電極部１１と、チップ部品１２のバンプ１３とを接続させるものである。これにより、異方性導電フィルム１に分散された導電性粒子を介して基板１０の電極部１１とチップ部品１２のバンプ１３とが接続された異方性導電接続体が得られる。
次に、上述した異方性導電フィルム１を用いたチップ部品１２の接続方法、及び異方性導電接続体について説明する。本実施の形態におけるチップ部品１２の接続方法は、基板１０の電極部１１上に異方性導電フィルム１を貼付け、この異方性導電フィルム１上にチップ部品１２を仮配置する。次いで、チップ部品１２上から加熱ボンダーにより熱加圧することにより異方性導電フィルム１を熱硬化させるとともに、基板１０の電極部１１と、チップ部品１２のバンプ１３とを接続させるものである。これにより、異方性導電フィルム１に分散された導電性粒子を介して基板１０の電極部１１とチップ部品１２のバンプ１３とが接続された異方性導電接続体が得られる。
基板１０に異方性導電フィルム１を貼り付ける工程では、導電性粒子含有層２と接する剥離フィルムを剥がし、導電性粒子含有層２を電極部１１に配置する。次いで、絶縁性樹脂層３と接する剥離フィルムの上から硬化剤が本硬化しない程度の温度で熱加圧する。その後、剥離フィルムを剥がし、絶縁性樹脂層３側からチップ部品１２を搭載し、図示しない加熱ボンダーによってチップ部品１２上から熱加圧する。
ここで、異方性導電フィルム１は、導電性粒子を含有しないバンプ１３が埋入する上層に絶縁性樹脂層３を有し、電極部１１と接する下層に導電性粒子含有層２が設けられている。したがって、チップ部品１２は、バンプ１３が加熱によって流動性を示す絶縁性樹脂層３を押し退け、バンプ１３が導電性粒子含有層２の導電性粒子を介して電極部１１と接続される。
チップ部品１２及び基板１０は、バンプ１３の無い部分では、導電性粒子が絶縁性の樹脂中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれるので、バンプ１３のある部分でのみ電気的導通が図られることになる。
また、異方性導電フィルム１は、バンプ１３と電極部１１とが接続される領域を除く、例えばチップ部品１２の略中央部分に応じて弾性スペーサ４が配設され、この弾性スペーサ４によってチップ部品１２の略中央が撓むことを防止する。したがって、チップ部品１２は、略中央部が反ることにより、外側縁に設けられたバンプ１３が電極部１１と離間することなく、安定した導通を得ることができる。
このとき、異方性導電フィルム１は、弾性スペーサ４の硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２とすることにより、加熱ボンダーによる熱加圧によるチップ部品１２の反りを確実に防止できるとともに、チップ部品１２に過剰な負荷を与えず、チップ割れを防止することができる。
また、異方性導電フィルム１は、弾性スペーサ４が、チップ部品１２のバンプ１３の高さに応じた所定の粒子径を有し、例えば、バンプ高さＨが１５μｍとされているのに対して粒子径Ｄが１０〜５０μｍとされている。これにより、異方性導電フィルム１は、弾性スペーサ４の粒子径Ｄと、チップ部品１２のバンプ１３の高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．５となり、チップ部品１２の反りを抑制すると共に、バンプ１３と電極部１１との接続を阻害することもない。
以下、本発明の実施例について説明する。実施例では、導電性粒子含有層２に含まれる弾性スペーサ４の硬度（２０％Ｋ値）、バンプ高さＨに対する粒子径Ｄ、そして弾性スペーサ４が導電性粒子含有層２へ接する表面の割合が異なる異方性導電フィルムのサンプルを用いて、チップ部品をガラス基板上の電極部に熱加圧することにより実装した。そして各サンプルについて、チップ部品の反り、初期導通抵抗（Ω）、高温高湿試験（８５℃−８５％ＲＨ５００ｈｒ）後の導通抵抗（Ω）について調べた。チップ部品のバンプ高さＨは、いずれも１５μｍで統一した。
なお、チップ部品の反りは、触針式表面粗度計（商品名：ＳＥ−３ 株式会社小阪研究所製）を用いて、ガラス基板の下側からスキャンし、チップ部品実装後のガラス基板面を測定し、チップ部品の両端をベースラインとした時の最大値を求めた。評価指標として、反りが１７μｍ未満の場合は実用上問題なしとして○とし、反りが１７μｍ以上のものは×とした。
各異方性導電フィルムのサンプルは、導電性粒子含有層及び絶縁性樹脂層からなる２層構造、又は導電性粒子含有層のみからなる１層構造であり、導電性粒子含有層は、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鐵化学株式会社製）；６０質量部
エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；３５質量部
硬化剤（Ｓｉ−８０Ｌ：三新化学工業株式会社製）；４質量部
シランカップリング剤（Ａ−１８７：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）；１質量部
導電性粒子；（ＡＵＬ７０４：積水化学工業株式会社製）：５００００ｐｃｅ／ｍｍ２で分散
を混合し樹脂組成物を調整した。
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鐵化学株式会社製）；６０質量部
エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；３５質量部
硬化剤（Ｓｉ−８０Ｌ：三新化学工業株式会社製）；４質量部
シランカップリング剤（Ａ−１８７：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）；１質量部
導電性粒子；（ＡＵＬ７０４：積水化学工業株式会社製）：５００００ｐｃｅ／ｍｍ２で分散
を混合し樹脂組成物を調整した。
また、絶縁性樹脂層は、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鐵化学株式会社製）；５５質量部
エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；４０質量部
硬化剤（Ｓｉ−８０Ｌ：三新化学工業株式会社製）；４質量部
シランカップリング剤（Ａ−１８７：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）；１質量部
を混合し樹脂組成物を調整した。
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鐵化学株式会社製）；５５質量部
エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；４０質量部
硬化剤（Ｓｉ−８０Ｌ：三新化学工業株式会社製）；４質量部
シランカップリング剤（Ａ−１８７：モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）；１質量部
を混合し樹脂組成物を調整した。
実施例１は、導電性粒子含有層及び絶縁性樹脂層からなる２層構造であり、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を２０ｋｇｆ／ｍｍ２、粒子径Ｄを３０μｍ、バンプ高さＨ（＝１５μｍ）と粒子径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を０．５、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合を３０％とした。
実施例２は、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を１００ｋｇｆ／ｍｍ２とした他は、実施例１と同一の構成とした。
実施例３は、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を３００ｋｇｆ／ｍｍ２とした他は、実施例１と同一の構成とした。
実施例４は、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を４００ｋｇｆ／ｍｍ２とした他は、実施例１と同一の構成とした。
実施例５は、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を５００ｋｇｆ／ｍｍ２とした他は、実施例１と同一の構成とした。
実施例６は、導電性粒子含有層及び絶縁性樹脂層からなる２層構造であり、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を３００ｋｇｆ／ｍｍ２、粒子径Ｄを１０μｍ、バンプ高さＨ（＝１５μｍ）と粒子径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を１．５、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合を３０％とした。
実施例７は、粒子径Ｄが２０μｍ、バンプ高さＨ（＝１５μｍ）と粒子径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を０．７５とした他は、実施例６同一の構成とした。
実施例８は、粒子径Ｄが４０μｍ、バンプ高さＨ（＝１５μｍ）と粒子径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を０．３８とした他は、実施例６同一の構成とした。
実施例９は、粒子径Ｄが５０μｍ、バンプ高さＨ（＝１５μｍ）と粒子径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を０．３とした他は、実施例６同一の構成とした。
実施例１０は、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合を２０％とした他は、実施例３と同一の構成とした。
実施例１１は、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合を４０％とした他は、実施例３と同一の構成とした。
比較例１は、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）を７００ｋｇｆ／ｍｍ２とした他は、実施例１と同一の構成とした。
比較例２は、導電性粒子含有層及び絶縁性樹脂層からなる２層構造であり、弾性スペーサを含有しない構成とした。
比較例３は、導電性粒子含有層のみからなる１層構造であり、実施例３と同一の弾性スペーサを含有し、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合を１００％とした。
比較例４は、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合が０％、すなわち、弾性スペーサは全て絶縁性樹脂層に埋設した他は、実施例３と同一の構成とした。
比較例５は、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合が１００％、すなわち、弾性スペーサは全て導電性粒子含有層に埋設し、絶縁性樹脂層には接していない他は、実施例３と同一の構成とした。
比較例６は、粒子径Ｄが６０μｍ、バンプ高さＨ（＝１５μｍ）と粒子径Ｄとの比（Ｈ／Ｄ）を０．２５とした他は、実施例６同一の構成とした。
結果を表１に示す。表１に示すように、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２である実施例１〜５では、チップ部品の反りが最大１６．３μｍであり、また初期導通抵抗が１．８Ω以下、高温高湿試験（８５℃−８５％ＲＨ５００ｈｒ）後の導通抵抗が４７Ω以下と、いずれも実用上問題はなかった。一方、弾性スペーサの硬度（２０％Ｋ値）が７００ｋｇｆ／ｍｍ２である比較例１では、チップ部品に割れが発生した。
また、弾性スペーサの粒子径Ｄが１０〜５０μｍであり、バンプ高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．２５である実施例６〜実施例９では、チップ部品の反りが最大１３．５μｍであり、また初期導通抵抗が１．８Ω以下、高温高湿試験（８５℃−８５％ＲＨ５００ｈｒ）後の導通抵抗が５１Ω以下と、いずれも実用上問題はなかった。一方、弾性スペーサの粒子径Ｄが６０μｍ、バンプ高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．２５である比較例６では、チップ部品の一部に割れが発生し、このため高温高湿試験後の導通抵抗はＯＰＥＮとなり、使用できなくなった。
また、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層に接する弾性スペーサの表面の割合が２０〜４０％である実施例１０〜実施例１１では、チップ部品の反りが１２．３μｍであり、また初期導通抵抗が０．３Ω、高温高湿試験（８５℃−８５％ＲＨ５００ｈｒ）後の導通抵抗が１５Ωと、いずれも実用上問題はなかった。一方、熱加圧に供する前における導電性粒子含有層２に接する弾性スペーサ４の表面の割合が０％、１００％である比較例４及び比較例５では、図４（ａ）（ｂ）に示すように、弾性スペーサ４が配設された箇所の導電性粒子含有層２又は絶縁性樹脂層３の厚さがその他の箇所との厚さと比して薄くなり、全体に亘って均一の樹脂厚みの異方性導電フィルムを製作することができなかった。
なお、導電性粒子含有層のみからなる比較例３では、チップ部品のバンプによる樹脂の排除が不十分となり、初期導通抵抗が比較的高くなった。また、弾性スペーサを含有しない比較例２では、チップ部品の反りが１７μｍ、初期導通抵抗が６．８Ω、高温高湿試験後の導通抵抗が５０Ω以上となり、反りによる導通抵抗の上昇がみられた。
１ 異方性導電フィルム、２ 導電性粒子含有層、３ 絶縁性樹脂層、４ 弾性スペーサ、１０ 基板、１１ 電極部、１２ チップ部品、１３ バンプ
Claims (18)
- 導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とが積層された多層構造をなし、
上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを有し、
上記弾性スペーサは、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、上記弾性スペーサは、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである異方性導電フィルム。 - 上記弾性スペーサは、粒子径Ｄと、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の電極高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．５である請求項１記載の異方性導電フィルム。
- 上記弾性スペーサは、上記導電性粒子含有層に接する表面の割合が２０〜４０％である請求項１又は請求項２に記載の異方性導電フィルム。
- 上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層の２層構造からなる請求項３記載の異方性導電フィルム。
- 導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とは、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の形状に応じた形状をなし、
上記弾性スペーサは、上記電子部品の上記電極端子が配置される位置を除く領域に設けられている請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の異方性導電フィルム。 - 基材に導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の一方を形成する工程と、
硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである弾性スペーサを、上記基材に塗布された導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の一方の表面に配置する工程と、
上記弾性スペーサが配置された導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の一方の表面上に、導電性粒子含有樹脂層及び絶縁性樹脂層の他方を形成することにより、上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを配設する工程とを有する異方性導電フィルムの製造方法。 - 上記弾性スペーサは、粒子径Ｄと、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の電極高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．５である請求項６記載の異方性導電フィルムの製造方法。
- 上記弾性スペーサは、上記導電性粒子含有層に接する表面の割合が２０〜４０％である請求項６又は請求項７に記載の異方性導電フィルムの製造方法。
- 導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とは、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の形状に応じた形状をなし、
上記弾性スペーサは、上記電子部品の上記電極端子が配置される位置を除く領域に配置される請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の異方性導電フィルムの製造方法。 - 電子部品が接続される電極部に、異方性導電フィルムを配置する工程と、
上記電極部に、上記異方性導電フィルムを介して電子部品を配置する工程と、
上記電子部品を上記電極部に接続する接続工程とを有し、
上記異方性導電フィルムは、
導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とが積層された多層構造をなし、
上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを有し、
上記弾性スペーサは、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである電子部品の接続方法。 - 上記弾性スペーサは、粒子径Ｄと、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の電極高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．５である請求項１０記載の電子部品の接続方法。
- 上記弾性スペーサは、上記導電性粒子含有層に接する表面の割合が２０〜４０％である請求項１０又は請求項１１に記載の電子部品の接続方法。
- 導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とは、上記電子部品の形状に応じた形状をなし、
上記弾性スペーサは、上記電子部品の上記電極端子が配置される位置を除く領域に配置されている請求項１０〜請求項１２のいずれか１項に記載の電子部品の接続方法。 - 電子部品と、
上記電子部品が導電接続された電極部と、
上記電子部品を上記電極部に導電接続させる導電性接着層とを有し、
上記導電性接着層は、
導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とが積層された多層構造をなし、
上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層との境界に弾性スペーサを有し、
上記弾性スペーサは、硬度（２０％Ｋ値）が２０〜５００ｋｇｆ／ｍｍ２であり、粒子径Ｄが１０〜５０μｍである異方性導電接続体。 - 上記弾性スペーサは、粒子径Ｄと、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の電極高さＨとの比（Ｈ／Ｄ）が０．３〜１．５である請求項１４記載の異方性導電接続体。
- 上記弾性スペーサは、上記導電性粒子含有層に接する表面の割合が２０〜４０％である請求項１４又は請求項１５に記載の異方性導電接続体。
- 上記導電性粒子含有層と上記絶縁性樹脂層の２層構造からなる請求項１６記載の異方性導電接続体。
- 導電性粒子含有層と絶縁性樹脂層とは、該異方性導電フィルムを介して導電接続される電子部品の形状に応じた形状をなし、
上記弾性スペーサは、上記電子部品の上記電極端子が配置される位置を除く領域に設けられている請求項１４〜請求項１７のいずれか１項に記載の異方性導電接続体。
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