JP2012054564A - 接続方法及び接続構造体並びに接続構造体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子部品と基板とを熱加圧によって異方性接続させる際に、電子部品がいわゆるスプリングバック生じて異方性接続部材から剥離することを抑制し、接続構造体において高い接続信頼性を実現する。
【解決手段】ガラスパネル１１とＦＰＣ１３とを異方性接続する際、一方の面にＦＰＣ１３の配線電極１３ｂの配線パターンに応じたパターンの凸部１４ｂが形成されている緩衝材１４をＦＰＣ１３上に配置する。緩衝材１４の凸部１４ｂとＦＰＣ本体１３ａの配線電極１３ｂが形成されていない面とを対峙させ、凸部１４ｂがＦＰＣ１３の配線電極１３ｂの直上方向に位置するように緩衝材１４を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品と基板とを異方性導電接続させる接続方法、及び該接続方法によって接続されてなる接続構造体、並びに該接続構造体の製造方法に関する。
従来より、電子部品と基板とをフェースダウンで接続する方法として、フリップチップ実装法やマイクロバンプボンディング実装法等の実装法が挙げられる（特許文献１参照）。
これらの実装法では、接続信頼性を高めること等を目的に、電子部品の電極（バンプ）と基板の電極との間に異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を挟み込み、熱加圧ツールの加熱した加圧ヘッドによって熱加圧する。これにより、導電性粒子を押し潰して電子部品と基板とを電気的に接続する。電極間にない導電性粒子は、異方性導電フィルムの絶縁性樹脂に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。すなわち、電極がある部分でのみ電気的導通が図られることになる。
このような接続処理においては、熱加圧によって、溶融した異方性導電フィルムが接続構造体からはみ出して熱加圧ツールに付着することがある。また、電子部品に対して加圧ヘッドの加圧圧力が不均一に掛かることで、電子部品の一部が変形する場合がある。特に、電子部品が例えばＦＰＣのように、薄くて柔らかい部材からなる場合には、その変形度合が大きい。
そこで、熱加圧時、熱加圧ツールへの異方性導電フィルムの付着を防止するとともに、電子部品に対する加圧圧力の均一化を図るため、熱加圧ツールの加圧ヘッドと電子部品との間に、所定の厚みを有するポリイミドシート、テフロンシート、シリコンラバーシート等からなる緩衝材を介在させる方法がある。
この方法では、例えば、図２（Ａ）に示すように、熱加圧ツール１０５の支持部１０５ａに接続された加圧ヘッド１０５ｂと、電子部品の一種であるＦＰＣ１０３との間にポリイミドシート、テフロンシート、シリコンラバーシート等からなる緩衝材１０４を介在させる。そして、図２（Ｂ）に示すように、加熱した加圧ヘッド１０５ｂの加圧面１０５ｃを緩衝材１０４を介してＦＰＣ本体１０３ａ上面に押し当てて熱加圧を行う。熱加圧によって、異方性導電フィルム１０２の接着剤組成物（バインダ）１０２ａを溶融させてガラスパネル１０１のパネル本体１０１ａに形成された基板電極１０１ｂとＦＰＣ１０３の配線電極１０３ｂとの間に導電性粒子１０２ｂを介在させ、接着剤組成物１０２ａを硬化させる。これにより、ガラスパネル１０１とＦＰＣ１０３とを電気的及び機械的に接続する。
特許２７５４８８３号公報
しかしながら、このようにＦＰＣ１０３と加圧ヘッド１０５ｂとの間に緩衝材１０４を介在させて熱加圧を行っても、熱加圧後の接続構造体においては、図３（Ａ）に示すように、ＦＰＣ本体１０３ａの配線電極１０３ｂが形成されていない電極間部分が異方性導電フィルム１０２側に押されることで、ＦＰＣ１０３が湾曲することがある。ＦＰＣ１０３の配線電極１０３ｂが形成されていない電極間部分は、配線電極１０３ｂが形成されている部分（電極形成部分）よりも薄くて厚み方向における強度が小さい。このような電極間部分に電極形成部分と同様の加圧圧力が掛かることで湾曲が生じると考えられる。この場合、熱加圧ツール１０５を離すと、図３（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ本体１０３ａの湾曲した電極間部分には元の形に戻ろうとする力（応力）が矢印方向に働いてスプリングバックを生じさせる。このスプリングバックによって、硬化した異方性導電フィルム１０２とＦＰＣ１０３の電極間部分との間には隙間１０６が生じてしまう。これによって、ＦＰＣ１０３の一部が異方性導電フィルム１０２から剥離してしまう。
また、緩衝材の種類によっては、その化学的或いは物理的性質によって、電子部品の電極上に圧力が掛かりにくい、接続する電子部品間においてアライメントがずれる等の問題が生じてしまう。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、電子部品と基板とを熱加圧によって異方性導電接続させる場合に、電子部品がいわゆるスプリングバックを生じさせて異方性導電フィルムから剥離することを抑制し、これにより高い接続信頼性を得ることが可能な接続方法、及びこの接続方法を用いて得られる接続構造体、並びにこの接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。
前述の目的を達成するために、本発明の接続方法は、基板と電子部品とを異方性接続する接続方法において、異方性接続部材を介して基板上に電子部品を仮配置する仮配置工程と、一方の面に電子部品の配線電極の配線パターンに応じたパターンの凸部が形成されている緩衝材を介して電子部品を押圧し、基板と電子部品とを圧着接続する接続工程とを有し、緩衝材の凸部は、電子部品本体の配線電極が形成されていない面と対峙されて配線電極の直上方向に位置する。
また、前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体は、基板と電子部品とが異方性接続されてなる接続構造体において、異方性接続部材を介して基板上に電子部品を仮配置する仮配置工程と、一方の面に電子部品の配線電極の配線パターンに応じたパターンの凸部が形成されている緩衝材を介して電子部品を押圧し、基板と電子部品とを圧着接続する接続工程とを有し、緩衝材の凸部は、電子部品本体の配線電極が形成されていない面と対峙されて配線電極の直上方向に位置する接続方法によって接続されてなる。
また、前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体の製造方法は、基板と電子部品とが異方性接続されてなる接続構造体の製造方法において、異方性接続部材を介して基板上に電子部品を仮配置する仮配置工程と、一方の面に電子部品の配線電極の配線パターンに応じたパターンの凸部が形成されている緩衝材を介して電子部品を押圧し、基板と電子部品とを圧着接続する接続工程とを有し、緩衝材の凸部は、電子部品本体の配線電極が形成されていない面と対峙されて配線電極の直上方向に位置する。
本発明によれば、電子部品と基板とを異方性接続する際、電子部品がスプリングバックによって異方性接続部材から剥離することを抑制することができ、これにより、電子部品と基板との接続構造体において、高い接続信頼性を得ることができる。
本実施の形態における接続方法で用いる構造体の模式断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ接続前、接続後の構造体を示す模式断面図である。 従来の接続方法で用いる構造体の模式断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ接続前、接続後の構造体を示す模式断面図である。 従来の接続方法によって接続された接続構造体の模式断面図であり、（Ａ）は熱加圧後の接続構造体、（Ｂ）はスプリングバックが生じた接続構造体をそれぞれ示す模式断面図である。
以下、本発明の接続方法の具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における接続方法で用いる構造体の模式断面図である。本実施の形態の接続方法は、絶縁性の接着剤組成物１２ａに導電性粒子１２ｂが分散されてなる異方性導電フィルム１２を介してガラスパネル１１とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１３とを異方導電接続するものである。
この接続処理においては、図１（Ａ）に示すように、熱加圧ツール１５の支持部１５ａに接続された加圧ヘッド１５ｂとＦＰＣ１３との間に緩衝材１４を介在させる。緩衝材本体１４ａの一方の面には、配線電極１３ｂの配線パターンに応じたパターンの凸部１４ｂが形成されている。図１（Ｂ）に示すように、凸部１４ｂとＦＰＣ本体１３ａの配線電極１３ｂが形成されていない面とを対峙させるとともに、配線電極１３ｂの直上方向に凸部１４ｂが位置するようにして、緩衝材１４をＦＰＣ本体１３ｂ上に配置する。そして、緩衝材本体１４ａ上に、熱加圧ツール１５の加熱した加圧ヘッド１５ｂの加圧面１５ｃを押し当てて熱加圧を行う。
ガラスパネル１１としては、例えばアルカリガラスパネル、ガラス製の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、ガラス製のプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ガラス製の有機ＥＬパネル等を挙げることができる。
ガラスパネル１１は、パネル本体１１ａの一方の面に、複数の基板電極１１ｂが形成されている。また、ＦＰＣ１３には、ＦＰＣ本体１３ａの一方の面のパネル電極１１ｂに対応する位置に配線電極１３ｂが形成されている。
加圧ヘッド１５ｂによる熱加圧によって、基板電極１１ｂと配線電極１３ｂとの間に導電性粒子１２ｂが挟持されてガラスパネル１１とＦＰＣ１３とが熱圧着される。これにより、ガラスパネル１１とＦＰＣ１３とが電気的及び機械的に接続されてなる接続構造体を得る。
加圧ヘッド１５ｂによる加圧圧力は、配線電極１３ｂの配線パターンに応じた凸部１４ｂのみを介してＦＰＣ１３に掛かる。このため、ＦＰＣ１３に対する加圧圧力は、凸部１４ｂの直下にある、ＦＰＣ本体１３ａの配線電極１３ｂの形成された部分（電極形成部分１３ａ１）及び配線電極１３ｂに掛かるようになる。
その一方で、加圧ヘッド１５ｂによる加圧圧力は、配線電極１３ｂが形成されていないＦＰＣ本体部分（電極間部分１３ａ２）には掛からない。このため、電極間部分１３ａ２が異方性導電フィルム１２の方向に沈み込むように湾曲することが抑制される。これにより、熱加圧後に熱加圧ツール１５を離しても、ＦＰＣ本体１３ａの電極間部分１３ａ２には応力が働かないことから、この電極間部分１３ａ２においてスプリングバックが生じることがない。すなわち、硬化した異方性導電フィルム１２と電極間部分１３ａ２との間には、このスプリングバックによって隙間が生じることがないことから、ＦＰＣ１３が異方性導電フィルム１２から剥離することが抑制される。その結果、得られた接続構造体は、高い接続信頼性を発揮することができる。
図１（Ａ）に示すように、ＦＰＣ１３の配線電極１３ｂの幅方向長さをライン幅Ｌ０とし、隣り合う配線電極１３ｂ間の長さをスペース幅Ｓ０とする。また、配線電極１３ｂのピッチ幅Ｐ０は、Ｐ０＝Ｌ０＋Ｓ０である。同様に、緩衝材１４の凸部１４ｂの幅方向長さをライン幅Ｌとし、隣り合う凸部１４ｂ間の長さをスペース幅Ｓとする。また、凸部１４ｂのピッチ幅Ｐは、Ｐ＝Ｌ＋Ｓである。また、ピッチ幅Ｐ０はピッチ幅Ｐと同一であることが好ましい。後述するように、凸部１４ｂのライン幅Ｌは、配線電極１３ｂのライン幅Ｌ０以下であることが好ましく、配線電極１３ｂのライン幅Ｌ０の１／２以上、ライン幅Ｌ０以下であることが特に好ましい。例えばピッチ幅Ｐ０が１００μｍでありライン幅Ｌ０が５０μｍである場合、凸部１４ｂのライン幅Ｌは、２５〜５０μｍとすることが好ましい。この場合、隣り合う凸部１４ｂ間のスペース幅Ｓは、５０〜７５μｍが好ましい。すなわち、Ｌ＝０．５Ｌ０〜Ｌ０、Ｌ／Ｓ＝１／３〜１／１であることが好ましい。凸部１４ｂと配線電極１３ｂとにおいて、このように特定されることで、加圧ヘッド１５ｂの加圧圧力は、緩衝材１４の凸部１４ｂを介してＦＰＣ本体１３ａの電極形成部分１３ａ１と配線電極１３ｂに対して掛かり、電極間部分１３ａ２には掛からないようになる。その結果、熱加圧後にＦＰＣ本体１３ａの電極間部分１３ａ２と異方性導電フィルム１２との間にスプリングバックによる剥離が抑制される。
一方、ＬがＬ０よりも大きくなると、ＦＰＣ本体１３ａの配線電極１３ｂの形成部分のみならず、電極間部分１３ａ２の略半分の領域においても加圧圧力が掛かることから、緩衝材１４は内側に湾曲し易くなる。すなわち、電極間部分１３ａ２の略半分の領域に、緩衝材１４の凸部１４ｂがより強く押し込まれるため、緩衝材１４が内側に湾曲する。これにより、導通状態が不良となり、接着強度も低くなる。
また、凸部１４ｂのライン幅Ｌと、配線電極１３ｂのライン幅Ｌ０とを略同一とすることにより、加圧ヘッド１５ｂの加圧圧力は、緩衝材１４の凸部１４ｂを介してＦＰＣ本体１３ａの配線電極形成部分１３ａ１全体と配線電極１３ｂ全体に対して十分に掛かり、電極間部分１３ａ２には掛からない。その結果、熱加圧後にＦＰＣ本体１３ａの電極間部分１３ａ２と異方性導電フィルム１２との間にスプリングバックによる剥離が抑制されるとともに、良好な導通性、接着強度を得ることができる。このように、加圧圧力が配線電極１３ｂ全体に対して十分に掛かることで、配線電極１３ｂと基板電極１１ｂとの間において接着剤組成物１２ｂが十分に加圧されることで導通性が良好となるとともに、高い接着強度を実現する接続構造体とすることができる。
緩衝材１４としては、例えばＦＰＣ１３をもう１つ用意し、これを適用することができる。緩衝材１４としてＦＰＣ１３を適用することで、緩衝材１４とＦＰＣ１３とのサイズ及び構成を同一とすることができる。このため、ＦＰＣ１３と緩衝材１４（ＦＰＣ１３）の積層方向において、凸部１４ｂと配線電極１３ｂの幅方向右端の位置、幅方向左端の位置を何れも一致させることができる。その結果、ＦＰＣ１３の配線電極１３ｂに対して圧力をより均一に且つ効率的に掛けることができる。また、ＦＰＣ１３を緩衝材１４として適用することにより、ＦＰＣの作製時に生じる切れ端部分や、使用期限が切れたＦＰＣ等を廃棄せずに有効に利用することができる。また、緩衝材１４としてＦＰＣ１３とは別の部材を製造する必要がないため、部品点数を削減することができる。
なお、緩衝材１４は、ＦＰＣに限定されず、凸部１４ｂを備えた他の何れの材料であってもよく、例えば、凸部１４ｂを備えたフィルム、プラスチック基板等を挙げることができる。
異方性導電フィルム１２は、絶縁性の接着剤組成物１２ａに導電性粒子１２ｂが分散された通常の異方性導電フィルムである。接着剤組成物１２ａは、例えば膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する。
膜形成樹脂としては、平均分子量が１００００〜８００００程度の樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好ましい。
熱硬化性樹脂としては、常温で流動性を有していれば特に限定されず、例えば市販のエポキシ樹脂が挙げられる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、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、ビスフェノール型エポキシ樹脂、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等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせであってもよい。
潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、２種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。
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、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。
導電性粒子１２ｂとしては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラスやセラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
異方性導電フィルム１２は、その一方又は両方の面に導電性粒子を含有しない接着剤層（ＮＣＦ（Non conductive Film））をラミネート等によって形成するようにしてもよい。
また、異方性導電フィルム１２は、その一方又は両方の面に剥離フィルムを設けるようにしてもよい。
剥離フィルムは、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム１２の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム１２の形状を維持する。
異方性導電フィルム１２は、例えば、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する接着剤組成物１２ａを調整し、接着剤組成物１２ａをバーコーター、塗布装置等を用いて剥離フィルム上に塗布し、オーブン等によって乾燥させることによって得られる。
次に、本実施の形態の接続方法の処理工程について説明する。先ず、図１（Ａ）に示すように、ガラスパネル１１上の所定の位置に異方性導電フィルム１２を貼り付ける（貼付工程）。
次に、ＦＰＣ１３を異方性導電フィルム１２上に仮配置する（仮配置工程）。この仮配置工程では、基板電極１１ｂと配線電極１３ｂとが対向するようにＦＰＣ１３を仮配置する。
続いて、緩衝材１４の凸部１４ｂとＦＰＣ本体１３の配線電極１３ｂが形成されていない面とを対峙させ、凸部１４ｂが配線電極１３ｂの直上方向に位置するように緩衝材１４をＦＰＣ本体１３ａ上に配置する（緩衝材配置工程）。
なお、緩衝材配置工程では、ＦＰＣ本体１３の配線電極１３ｂが形成されていない面における配線電極１３ｂ幅方向両端の直上位置（図１（Ａ）の矢印先端位置）に、アライメントマークを記すようにしてもよい。Ｌ＜Ｌ０である場合には、アライメントマーク間に凸部１４ｂが位置するように緩衝材１４をＦＰＣ本体１３ａ上に配置する。また、Ｌ＝Ｌ０である場合には、アライメントマークと凸部１４ｂの幅方向一端又は両端とが一致するように緩衝材１４をＦＰＣ本体１３ａ上に配置する。これによって、ＦＰＣ本体１３ａと緩衝材１４との位置ずれが抑制された厳密なアライメントを実現することができる。
その後、緩衝材１４の上面に熱加圧ツール１５の加熱した加圧ヘッド１５ｂを押し当ててガラスパネル１１とＦＰＣ１３とを圧着接続する（接続工程）。熱加圧時の加圧ヘッド１５ｂによる加圧圧力は、例えば０．５ＭＰａ〜１２０ＭＰａのうちの所定の値とすることができる。また、熱加圧時の加圧ヘッド１５ｂによる加熱温度は、異方性導電フィルム１２中の熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度（熱硬化性樹脂の種類によっても異なるが、例えば１３０〜２２０℃のうちの所定の値）とすることができる。また、熱加圧時の加圧ヘッド１５ｂによる熱加圧時間は、例えば３〜２０秒のうちの所定の時間とすることができる。
このような熱加圧による接続処理によって、異方性導電フィルム１２を介してガラスパネル１１とＦＰＣ１３とが接続されてなる接続構造体が製造される。
なお、異方性導電フィルム１２を貼り付けた後、異方性導電フィルム１２の位置合わせ状態を確認し、位置ずれ等の不具合が生じている場合には、異方性導電フィルム１２を剥離して再度異方性導電フィルム１２を正しい位置で貼り付けるリペア処理を行うようにしてもよい（リペア工程）。
以上、本実施の形態について説明したが、本発明が前述の実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上述の実施の形態では、異方性接続部材として、フィルム状の異方性導電部材である異方性導電フィルムを用いたが、これに限定されない。異方性接続部材としては、例えば絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散された導電性接着剤ペーストを塗布するようにして使用するペースト状の異方性導電部材であってもよい。また、異方性接続部材は、導電性粒子を含有しない接着剤層（ＮＣＦ）であってもよく、絶縁性の接着剤組成物のみからなる接着剤ペーストを塗布するようにして使用するペースト状の異方性接続部材であってもよい。
また、上述の実施の形態では、基板としてガラスパネルを用い、電子部品としてＦＰＣを用いたが、これらに限定されず、ガラスパネルに替えてリジッドパネル等の他の基板を用いてもよく、また、ＦＰＣに替えてＩＣチップ、コンデンサ等の他の電子部品を用いてもよい。
以下、本発明の具体的な実施例について実験結果を基に説明する。
＜実施例１＞
ガラスパネルとＦＰＣとを異方性導電フィルムを介して接続し、接続構造体を製造した。ガラスパネルとしては、基板電極が形成されたものを使用した。ＦＰＣとしては、ガラスパネルの基板電極に対応する位置に配線電極が形成されたものを使用した。
先ず、ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名ＹＰ５０、新日鐵化学株式会社製）３０質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（商品名ＥＰ８２８、三菱化学株式会社製）３０質量部、イミダゾール系潜在性硬化剤（商品名ＰＨＸ３９４１ＨＰ、旭化成株式会社製）４０質量部、エポキシ系シランカップリング剤（商品名Ａ−１８７、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ株式会社製）１質量部からなる絶縁性の接着剤組成物に、ＮｉＡｕメッキ樹脂粒子（平均粒径４μｍ）により構成される導電性粒子（商品名ミクロパールＡＵＬ 平均粒子径４μｍ、積水化学工業株式会社製）３５質量部を分散させ、１層構造の異方性導電フィルムを作製した。
作製した異方性導電フィルムを用いてガラスパネルとＦＰＣとを接続する処理を行った。先ず、ガラスパネル上の所定の位置に異方性導電フィルムを貼り付けた。異方性導電フィルムの位置ずれが生じていないことを確認した後、ガラスパネルの基板電極とＦＰＣの配線電極とを対向させて異方性導電フィルム上にＦＰＣ（配線電極のピッチ幅Ｐ０（＝Ｌ０＋Ｓ０）＝２００μｍ、配線電極のライン幅Ｌ０＝１００μｍ、スペース幅Ｓ０＝１００μｍ、Ｌ０／Ｓ０＝１００／１００）を配置した。ＦＰＣと同一のＦＰＣ（凸部のピッチ幅Ｐ＝２００μｍ、凸部のライン幅Ｌ＝１００μｍ、スペース幅Ｓ＝１００μｍ、Ｌ／Ｓ＝１００／１００）を緩衝材として用意した。緩衝材としてのＦＰＣを異方性導電フィルム上に配置したＦＰＣ上に配置した。具体的には、ＦＰＣからなる緩衝材における配線電極からなる凸部と異方性導電フィルム上に配置したＦＰＣ本体の配線電極が形成されていない面とを対峙させ、緩衝材としてのＦＰＣを、凸部が配線電極の直上方向に位置するように先に配置したＦＰＣ本体上に配置した。
その後、緩衝材の上面に熱加圧ツールの加熱した加圧ヘッドを押し当て、熱加圧によって異方性導電フィルムを硬化させた。これにより、ガラスパネルとＦＰＣとが圧着接続されてなる接続構造体を作製した。熱加圧条件は、加圧圧力：１ＭＰａ、加熱温度：１８０℃、熱加圧時間：８秒とした。
＜実施例２＞
熱加圧条件において、加圧圧力を５ＭＰａとした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
＜実施例３＞
緩衝材として、配線電極のライン幅（Ｌ）：５０μｍ、スペース幅（Ｓ）：１５０μｍ、Ｌ／Ｓ＝５０／１５０のＦＰＣを用いた以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
＜比較例１＞
実施例１の緩衝材本体（ＦＰＣ本体）とサイズ及び形状が同一の凸部を有しないテフロンフィルム（商品名ニトフロン、日東電工包装システム株式会社製）を緩衝材として用いた以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
＜比較例２＞
熱加圧条件において加圧圧力を５ＭＰａとした以外は、比較例１と同様にして接続構造体を作製した。
＜比較例３＞
実施例１の緩衝材本体（ＦＰＣ本体）とサイズ及び形状が同一の凸部を有しないシリコンラバーフィルム（商品名サーコンＴＲ、富士分子工業株式会社製）を緩衝材として用いた以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
＜比較例４＞
熱加圧条件において加圧圧力を５ＭＰａとした以外は、比較例３と同様にして接続構造体を作製した。
＜比較例５＞
緩衝材として、配線電極のライン幅（Ｌ）：１５０μｍ、スペース幅（Ｓ）：５０μｍ、Ｌ／Ｓ：１５０／５０のＦＰＣを用いた以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。
［外観の評価］
実施例１〜３、比較例１〜５の接続構造体について、３０倍実体顕微鏡にて観察し、ＦＰＣの電極間部分と異方性導電フィルムとの間に剥離が無いものを○、ＦＰＣの電極間部分と異方性導電フィルムとの間に僅かに剥離が生じているが実用上問題ない程度のものを△、全体的に剥離しているものを×として評価した。
［導通状態の評価］
実施例１〜３、比較例１〜５の接続構造体について、６０℃／９５％ＲＨ環境下に５００時間放置後（エージング後）の導通抵抗値を評価した。導通抵抗値は、デジタルマルチメーターを用いて、４端子法にて電流１ｍＡを流したときの導通抵抗値を測定した。エージング後の導通抵抗値が５Ω未満である場合には導通良好（○）とし、５Ω以上１０Ω未満である場合には導通がやや不良（△）とし、１０Ω以上である場合には導通不良（×）として評価した。
［接続強度の評価］
実施例１〜３、比較例１〜５の接続構造体について、引張試験機（テンシロン、オリエンテック社製）を用いて剥離速度５０ｍｍ／分で９０度（Ｙ軸方向）に引き上げ、接着強度を測定した。接着強度が５Ｎ／ｃｍ以上である場合には接着強度が高い（○）ものとし、接着強度が５Ｎ／ｃｍ未満である場合には接着強度が低い（×）ものとして評価した。
加圧圧力を１ＭＰａ（低圧条件）とした実施例１、比較例１、３の接続構造体における外観、導通状態、接着強度の各評価結果を［表１］に示す。
Figure 2012054564
加圧圧力を５ＭＰａ（高圧条件）とした実施例２、比較例２、４の接続構造体における外観、導通状態、接着強度の各評価結果を［表２］に示す。
Figure 2012054564
緩衝材をＦＰＣとした実施例１、３、比較例５の評価結果を［表３］に示す。
Figure 2012054564
実施例１、２では、緩衝材として配線電極からなる凸部が形成されたＦＰＣを用いている。実施例１、２では、緩衝材の凸部のライン幅ＬがＦＰＣの配線電極のライン幅Ｌ０と同一の１００μｍであり、緩衝材の凸部のスペース幅ＳがＦＰＣの配線電極のスペース幅Ｓ０と同一の１００μｍである。このため、加圧ヘッドの加圧圧力は、緩衝材の凸部を介してＦＰＣ本体の配線電極の形成部分の全体と配線電極全体に掛かり、ＦＰＣ本体の電極間部分には掛からない。その結果、熱加圧後にＦＰＣ本体の電極間部分と異方性導電フィルムとの間にスプリングバックによる隙間が生じることが抑制されたと考えられる。これによって、実施例１、２の接続構造体では、低圧条件、高圧条件の何れにおいても、ＦＰＣが異方性導電フィルムから剥離せず、また、圧力が凸部を介してＦＰＣ本体の配線電極の形成部分の全体と配線電極全体に掛かることで、配線電極と基板電極との間において絶縁性の接着剤組成物が十分に排除されて良好な導通状態とともに高い接着強度を発揮する接続構造体を得ることができたと考えられる。
また、実施例３では、緩衝材の凸部のライン幅ＬがＦＰＣの配線電極のライン幅Ｌ０の１／２である５０μｍであり、緩衝材の凸部のスペース幅ＳがＦＰＣの配線電極のスペース幅Ｓ０の１．５倍の１５０μｍである。これにより、実施例３では、熱加圧後にＦＰＣがスプリングバックしないため、スプリングバックによる剥離が抑制されて高い接着強度が得られたと考えられる。しかしながら、実施例３では、緩衝材の凸部のライン幅ＬがＦＰＣの配線電極のライン幅Ｌ０の１／２であることから、実施例１、２よりもＦＰＣ本体の配線電極の形成部分及び配線電極に圧力が掛かる有効接続面積が狭くなる。その為、導通抵抗値の上昇が若干上昇したと考えられる。
このように、実施例１〜３の結果から、接続抵抗値が安定する低圧条件で優れた接続構造体を得ることができることがわかった。また、実施例１〜３の結果から、電極間の剥離に対する高圧条件へのマージンを広げることができることがわかった。
一方、比較例１、２では、緩衝材として凸部を有しないテフロンフィルムを用いている。緩衝材に凸部が形成されていないことから、加圧ヘッドによる加圧圧力は、緩衝材全体を介してＦＰＣ全体に掛かる。そして、高圧条件である比較例２においては、ＦＰＣは、加圧ヘッドによって加圧されると、ＦＰＣ本体の電極間部分が異方性導電フィルムの方向に沈み込むように湾曲してしまう。これにより、湾曲したＦＰＣは、熱加圧後に熱加圧ツールを離した際に、ＦＰＣ本体の電極間部分に応力が働くことで、この電極間部分においてスプリングバックが生じる。その結果、硬化した異方性導電フィルムと電極間部分との間に、このスプリングバックによって隙間が生じることでＦＰＣが異方性導電フィルムから剥離したと考えられる。
また、導通状態は、高圧条件では良好であったが（比較例２）、低圧条件では不良であった（比較例１）。これは、高圧条件の比較例２では、テフロンフィルムを介してＦＰＣに圧力が十分に掛かったことから、配線電極と基板電極との間において接着剤組成物が十分に排除されたためと考えられる。また、低圧条件の比較例１では、テフロンフィルムを介してＦＰＣに掛かる圧力が小さいことから、配線電極と基板電極との間において排除されない接着剤組成物が多く存在したためと考えられる。
また、比較例２では、スプリングバックが生じることにより、接着強度が低下したと考えられる。
比較例３、４では、緩衝材として凸部を有しないシリコンラバーフィルムを用いている。この比較例３、４においても、比較例１、２と同様の原因により，ＦＰＣ本体の電極間部分においてスプリングバックによる隙間が生じることで、ＦＰＣが異方性導電フィルムから剥離したと考えられる。その結果、導通状態は、低圧条件（比較例３）、高圧条件（比較例４）の何れにおいても不良であった。
また、接着強度は、比較例３の低圧条件では低く、比較例４の高圧条件でも低かった。これは、スプリングバックが生じることが原因と考えられる。
また、比較例５の緩衝材は、凸部のライン幅Ｌが１５０μｍであり、スペース幅Ｓが５０μｍである（Ｌ／Ｓ＝１５０／５０）である。このため、ＦＰＣ本体の配線電極の形成部分のみならず、電極間部分の半分の領域においても加圧圧力が掛かることから、緩衝材は、内側に湾曲し易くなる（電極間部分の略半分の領域には緩衝材の凸部がより強く押し込まれるため、緩衝材は、内側に湾曲する）。これにより、導通状態は不良であり、接着強度も低くなったと考えられる。
実施例１、３、比較例５の結果から、配線電極のライン幅Ｌ０に対し、ＦＰＣの配線電極のライン幅Ｌ０が５０μｍである場合、凸部のライン幅Ｌは２５〜５０μｍとし、隣り合う凸部間のスペース幅Ｓは５０〜７５μｍとすることが好ましいことがわかる。すなわち、Ｌ＝０．５Ｌ０〜Ｌ０、Ｌ／Ｓ＝１／３〜１／１であることが好ましいことがわかる。
１１ ガラスパネル、１１ａ パネル本体、１１ｂ 基板電極、１２ 異方性導電フィルム、１２ａ 接着剤組成物、１２ｂ 導電性粒子、１３ ＦＰＣ、１３ａ ＦＰＣ本体、１３ｂ 配線電極、１４ 緩衝材、１４ａ 緩衝材本体、１４ｂ 凸部、１５ 熱加圧ツール、１５ａ 支持部、１５ｂ 加圧ヘッド

Claims (11)

  1. 基板と電子部品とを異方性接続する接続方法において、
    異方性接続部材を介して前記基板上に前記電子部品を仮配置する仮配置工程と、
    一方の面に前記電子部品の配線電極の配線パターンに応じたパターンの凸部が形成されている緩衝材を介して前記電子部品を押圧し、前記基板と該電子部品とを圧着接続する接続工程とを有し、
    前記緩衝材の前記凸部は、前記電子部品本体の配線電極が形成されていない面と対峙されて前記配線電極の直上方向に位置する接続方法。
  2. 前記仮配置工程にて仮配置された前記電子部品上に前記緩衝材を配置する緩衝材配置工程を有し、
    前記緩衝材配置工程では、前記緩衝材の前記凸部と前記電子部品本体の配線電極が形成されていない面とを対峙させ、該凸部が該電子部品の配線電極の直上方向に位置するように該緩衝材を配置する請求項１記載の接続方法。
  3. 前記接続工程では、前記緩衝材の上面に熱加圧ツールの加熱した加圧ヘッドを押し当てて前記基板と前記電子部品とを圧着接続する請求項１又は２記載の接続方法。
  4. 前記電子部品は、フレキシブルプリント基板である請求項１乃至３の何れか１項記載の接続方法。
  5. 前記凸部のライン幅は、前記配線電極のライン幅以下である請求項１乃至４の何れか１項記載の接続方法。
  6. 前記凸部のライン幅Ｌ、前記配線電極のライン幅Ｌ０、隣り合う該凸部のピッチ幅Ｐ、及び隣り合う該配線電極のピッチ幅Ｐ０において、Ｌ＝０．５Ｌ０〜Ｌ０、Ｐ＝Ｐ０である請求項５記載の接続方法。
  7. 前記凸部のライン幅は、前記配線電極のライン幅と同一である請求項１乃至４の何れか１項記載の接続方法。
  8. 前記凸部のライン幅Ｌ、及び隣り合う該凸部間のスペース幅Ｓにおいて、Ｌ／Ｓ＝１／３〜１／１である請求項１乃至７の何れか１項記載の接続方法。
  9. 前記異方性接続部材は、絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電部材である請求項１乃至８の何れか１項記載の接続方法。
  10. 基板と電子部品とが異方性接続されてなる接続構造体において、
    異方性接続部材を介して前記基板上に前記電子部品を仮配置する仮配置工程と、
    一方の面に前記電子部品の配線電極の配線パターンに応じたパターンの凸部が形成されている緩衝材を介して前記電子部品を押圧し、前記基板と該電子部品とを圧着接続する接続工程とを有し、
    前記緩衝材の前記凸部は、前記電子部品本体の配線電極が形成されていない面と対峙されて前記配線電極の直上方向に位置する接続方法によって接続されてなる接続構造体。
  11. 基板と電子部品とが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法において、
    異方性接続部材を介して前記基板上に前記電子部品を仮配置する仮配置工程と、
    一方の面に前記電子部品の配線電極の配線パターンに応じたパターンの凸部が形成されている緩衝材を介して前記電子部品を押圧し、前記基板と該電子部品とを圧着接続する接続工程とを有し、
    前記緩衝材の前記凸部は、前記電子部品本体の配線電極が形成されていない面と対峙されて前記配線電極の直上方向に位置する接続構造体の製造方法。
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