JP2013171656A - 異方性導電接続材料、接続構造体、接続構造体の製造方法及び接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線のクラック発生を防止する。
【解決手段】フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを接続する異方性導電接続材料３であり、絶縁性接着剤４中に、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２である導電性粒子５を含有させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルディスプレイに、例えばフレキシブルプリント配線板や半導体素子等の電子部品を実装する際に使用する異方性導電接続材料、異方性導電接続層を用いてフレキシブルディスプレイと電子部品とを接続した接続構造体、異方性導電接続層を用いてフレキシブルディスプレイと電子部品とを接続する接続方法及びこの接続方法による接続構造体の製造方法に関するものである。

半導体素子等の電子部品を基板に実装する技術として、例えば電子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。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、電子部品の端子と基板に設けられた端子との間に異方性導電フィルムを介在させ、異方性導電フィルムによる電気的及び機械的な接続が行われている。異方性導電フィルムは、樹脂等を含有する接着剤に導電性粒子を分散させたものである。導電性粒子は、例えば樹脂粒子にニッケル、金めっきを施した粒子等である。

このような実装方法において、例えば、特許文献１では、電子部品の端子又は配線基板の端子の表面を平坦な面とし、導電性粒子を均一に潰すことにより、電子部品の端子と配線基板に設けられた端子との電気的接続を良好にしている。

また、この実装方法は、液晶ディスプレイやフレキシブルディスプレイにも使用されている。液晶ディスプレイは、ヤング率が７２ＧＰａと高く変形しにくいガラス基材が用いられており、外部からの押圧等によって破損しやすいものである。一方、柔軟なプラスチックを基材に用いたフレキシブルディスプレイは、非常に薄く、可撓性を有するため曲げることができ、破損しづらく、電子ペーパやロールアップスクリーンに用いることができる。

フレキシブルディスプレイでは、表示領域の透明電極（ＩＴＯ等）が延在してプラスチック等からなる基材の端部に、ＩＣチップやプレキシブルプリント配線板等の電子部品と電気的に接続される接続用の端子が設けられている。フレキシブルディスプレイでは、この接続用の端子が表示領域の直下又は近傍に設けられ、高密度実装等に対応するため、端子の微細化、狭ピッチ化がなされている。このように微細化、狭ピッチ化がなされた端子と、電子部品やプレキシブルプリント配線板等の端子との電気的な接続には、上述のように異方性導電フィルムが使用される（例えば特許文献２参照）。

フレキシブルディスプレイでは、ポリイミドやポリエチレンテレフタラート等の柔軟な基材を用いているため、電子部品との接続に用いられている一般的な異方性導電フィルムを使用し、加圧により接続した場合、導電性粒子を起点として端子にクラックが入ったり、基材にもクラックが入ったり又は破壊されてしまう等の不具合が生じることがある。例えば、フレキシブルディスプレイの基材上にＩＣチップ等の電子部品を直接接続する場合、配線幅で接続するフレキシブルプリント配線板の場合と異なり、ＩＣチップ等は端子となるバンプが点在しており、接続時に加わる圧力も点に集中して加わるため、クラックが入りやすくなる。

フレキシブルディスプレイでは、表示部の直下又は近傍に電子部品の実装領域が存在することから、上述した特許文献１のような単に配線基板に設けられた端子に電子部品を実装する場合に比べて、狭額の実装領域においてクラックが発生しないように、クラックの発生を特に抑制する必要がある。フレキシブルディスプレイでは、電子部品を接続する際に端子にクラックが入ったり、フレキシブルな基材が破壊されてしまうと、表示部までクラックや破壊等が生じてしまう場合があるため、表示部への影響が大きく、電子部品の接続によるクラックの発生や基材の破壊を抑制することが求められている。

特開２００９−１１１０４３号公報 特開２００９−２４２５０８号公報

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り、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と、電子部品の端子とを異方性導電接続材料で機械的及び電気的に接続する際に、フレキシブルディスプレイに設けられた端子にクラックやフレキシブルディスプレイ自体にもクラックが入ったり、破壊が生じることを抑制できる異方性導電接続材料、異方性導電接続層を用いてフレキシブルディスプレイと電子部品とを接続した接続構造体、異方性導電接続層を用いてフレキシブルディスプレイと電子部品とを接続する接続方法及びこの接続方法による接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成する本発明に係る接続構造体の製造方法は、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子との間に異方性導電接続層を介在させて、フレキシブルディスプレイと電子部品とを接続及び導通した接続構造体の製造方法であり、異方性導電接続層を介して、電子部品の端子がフレキシブルディスプレイに設けられた端子と対向するように電子部品をフレキシブルディスプレイ上に搭載する搭載工程と、電子部品をフレキシブルディスプレイに対して加圧し、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを異方性導電接続層で接続及び異方性導電接続層中の導電性粒子を介して導通する接続工程とを有し、導電性粒子は、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする。

上述した目的を達成する本発明に係る接続方法は、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを異方性導電接続層により接続する接続方法であり、異方性導電接続層を介して、電子部品の端子がフレキシブルディスプレイに設けられた端子と対向するように電子部品をフレキシブルディスプレイ上に搭載する搭載工程と、電子部品をフレキシブルディスプレイに対して加圧し、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを異方性導電接続層で接続及び異方性導電接続層中の導電性粒子を介して導通する接続工程とを有し、導電性粒子は、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする。

上述した目的を達成する本発明に係る異方性導電接続材料は、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを接続する異方性導電接続材料であり、接着剤中に、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２である導電性粒子を含有することを特徴とする。

上述した目的を達成する本発明に係る接続構造体は、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子との間に異方性導電接続層を介在させて、フレキシブルディスプレイと電子部品とを接続及び導通した接続構造体であり、異方性導電性層中の導電性粒子は、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする。

本発明によれば、異方性導電接続材料の絶縁性接着剤に含有されている導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２とすることによって、フレキシブルディスプレイと電子部品とを接続する際に加圧しても、導電性粒子が変形し、導電性粒子とフレキシブルディスプレイの端子との接触面積が広くなり、フレキシブルディスプレイの端子にクラックが入ることを防止でき、フレキシブルディスプレイ自体にもクラックが入ったり、破壊されることを抑制できる。

本発明を適用したフィルム積層体の断面図である。 導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さの算出における圧縮変位−荷重の関係を示す図である。 フレキシブルディスプレイと電子部品とを異方性導電フィルムで接続した接続構造体を示す図であり、（Ａ）は接続構造体の上面図であり、（Ｂ）は接続構造体の断面図である。 フレキシブルフィルムの端子と、電子部品の端子との接続部分を示す断面図である。 フレキシブルディスプレイに、２つのＩＣチップ及びフレキシブルプリント配線基板を異方性導電フィルムで接続した接続構造体の上面図である。

以下、本発明が適用された異方性導電接続材料、接続構造体、接続構造体の製造方法及び接続方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、特に限定がない限り、以下の詳細な説明に限定されるものではない。本発明に係る実施の形態の説明は、以下の順序で行う。
１．異方性導電接続材料
２．接続構造体・接続構造体の接続方法・接続方法

＜異方性導電接続材料＞
異方性導電接続材料は、フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子との間に介在し、フレキシブルディスプレイと電子部品とを接続して導通させるものである。このような異方性導電接続材料としては、フィルム状の異方性導電フィルム又はペースト状の異方性導電接続ペーストを挙げることができる。本願では、異方性導電フィルム又は異方性導電接続ペーストを「異方性導電接続材料」と定義する。以下では、異方性導電フィルムを例に挙げて説明する。

フィルム積層体１は、図１に示すように、通常、剥離基材となる剥離フィルム２上に異方性導電接続層となる異方性導電フィルム３が積層されたものである。

剥離フィルム２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るものである。

異方性導電フィルム３は、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂及び硬化剤等を含有する絶縁性接着剤（バインダ）４に導電性粒子５が分散されたものである。この異方性導電フィルム３は、剥離フィルム２上にフィルム状に形成されている。

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い。膜形成樹脂としては、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。膜形成樹脂の含有量は、少なすぎるとフィルムを形成せず、多すぎると電気接続のための樹脂の排除がしにくくなるので、１００質量部の絶縁性接着剤４に対して、２０〜８０質量部、好ましくは４０〜７０質量部である。

硬化成分としては、常温で流動性を有していれば特に限定されず、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、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、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。

アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばアクリル化合物、液状アクリレート等が挙げられる。具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等が挙げられる。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。

熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂又はアクリル樹脂を用いることが好ましい。

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。

なお、異方性導電フィルム３には、シランカップリング剤を含有させてもよい。シランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、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続性を向上させることができる。

導電性粒子５としては、３０％圧縮変形時の圧縮硬さ（Ｋ値）が１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２（１．５０〜４．００ＧＰａ）であり、好ましくは１５０〜３５０Ｋｇｆ／ｍｍ^２（１．５０〜３．５０ＧＰａ）である。この導電性粒子５の硬さの指標は、１つの粒子に加重をかけて粒子を変形させる際に、無負荷状態の粒子径に対して３０％圧縮変形させるために必要な加重から算出したＫ値である。３０％圧縮変形とは、導電性粒子５を一方向に圧縮した際に、導電性粒子の粒径２Ｒ（ｍｍ）が元の粒径に比べて３０％短くなるように変形する状態、すなわち導電性粒子の粒径２Ｒが元の粒径の７０％となる変形状態をいう。Ｋ値が小さいほど軟らかい粒子となる。

この導電性粒子５の３０％圧縮変形時の圧縮硬さ（Ｋ値）は、下記の式（１）によって算出される。

Ｋ値は、例えば以下の測定方法によって測定される。具体的には、先ず、室温において平滑表面を有する鋼板の上に導電性粒子を散布する。次に、散布した導電性粒子の中から１個の導電性粒子を選択する。そして、微小圧縮試験機（例えば、ＰＣＴ−２００型：株式会社島津製作所製）が備えるダイアモンド製の直径５０μｍの円柱の平滑な端面を、選択した１個の導電性粒子に押し当てることによりこの導電性粒子を圧縮する。この際、圧縮荷重は、電磁力として電気的に検出され、圧縮変位は、作動トランスによる変位として電気的に検出される。ここで、「圧縮変位」とは、変形前の導電性粒子の粒径から変形後の導電性粒子の短径の長さを引いた値（ｍｍ）をいう。その後、鋼板上の別の導電性粒子を選択し、選択した導電性粒子についても圧縮荷重及び圧縮変位を測定する。例えば１０個の導電性粒子について、異なる圧縮荷重に対する圧縮変形の測定を行う。

圧縮変位−荷重の関係は、図２のように表わされる。この図２に示す関係から、導電性粒子の３０％圧縮時における圧縮変位Ｓ（ｍｍ）から荷重値Ｆ（ｋｇｆ）を算出する。そして、荷重値Ｆ（ｋｇｆ）及び圧縮変位Ｓ（ｍｍ）により、式（１）を用いて３０％圧縮時の圧縮硬さＫ値を算出する。

導電性粒子５の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることによって、ほぼ球状の粒子が加圧されると荷重により変形することによって、後述するようなフレキシブルディスプレイに設けられた端子と、電子部品の端子との間に異方性導電フィルム３を介在させて端子同士を接続及び導通させる際に、圧縮されても少し潰れるように変形する。このため、導電性粒子５は、フレキシブルディスプレイの端子に対して点で接触せず面で接触するようになり、端子に伝わる単位面積あたりの圧力が軽減し、端子にかかる局所的な圧力を分散でき、端子にクラックが入ったり、フレキシブルディスプレイ自体が破壊されることを防止できる。導電性粒子５のＫ値が小さく、柔らか過ぎると、接続部の導通抵抗値が不安定とあるため、１５０Ｋｇｆ／ｍｍ^２以上とする。１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２以上とすることによって、端子のクラック発生及びフレキシブルディスプレイ自体へのクラック発生や破壊を防止できると共に、導通抵抗値も低くすることができる。

導電性粒子５としては、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、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。導電性粒子５は、これらの材料からなり上記Ｋ値を満たすものである。

導電性粒子５の平均粒径は、接続信頼性の観点から、好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍである。導電性粒子５の平均粒径を１μｍ〜２０μｍの範囲とすることによって、加圧により圧縮変形しても電気的接続が可能である。

また、絶縁性接着剤４中の導電性粒子５の平均粒子密度は、接続信頼性及び絶縁信頼性の観点から、好ましくは１０００〜５００００個／ｍｍ^２、より好ましくは３０００〜３００００個／ｍｍ^２である。

このような構成からなるフィルム積層体１は、トルエンや酢酸エチル等の溶媒に、上述した絶縁性接着剤（バインダー）４を溶解させ、導電性粒子５を分散させた異方性導電組成物を作製し、この異方性導電組成物を剥離性を有する剥離フィルム２上に所望の厚さとなるように塗布し、乾燥して溶媒を除去し、異方性導電フィルム３を形成することによって製造することができる。

なお、フィルム積層体１は、このような剥離フィルム２上に異方性導電フィルム３を形成した構成に限定されず、異方性導電フィルム３に例えば絶縁性接着剤４のみからなる絶縁性樹脂層（ＮＣＦ：Non Conductive Film層）を積層するようにしてもよい。

また、フィルム積層体１は、異方性導電フィルム３の剥離フィルム２が積層された面とは反対の面側にも剥離フィルムを設ける構成としてもよい。

以上のような構成からなるフィルム積層体１の異方性導電フィルム３は、導電性粒子５の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることによって、加圧されるとほぼ球状の粒子が荷重により変形することになる。このため、この異方性導電フィルム３では、可撓性のフレキシブルディスプレイに設けられた端子と、電子部品の端子との間を接続及び導通させる際に、圧縮されてやや潰れるように変形するため、フレキシブルディスプレイの端子に対して点ではなく面で接触するようになり、接触面積が増えるため、端子にかかる圧力が分散され、端子にクラックが入ったり、フレキシブルディスプレイ自体へのクラック発生や破壊を抑制できる。

＜接続構造体・接続構造体の製造方法・接続方法＞
次に、この異方性導電フィルム３を用いてフレキシブルディスプレイの端子と電子部品の端子とを導通して接続する接続方法及びこれにより製造される接続構造体、接続構造体の製造方法について説明する。

図３に示す接続構造体１０は、フレキシブルディスプレイ１１に、このフレキシブルディスプレイ１１を駆動させるための電子部品としてＩＣチップ１２や外部と電気的に接続するためにフレキシブルプリント配線板１３が機械的及び電気的に接続固定されているものである。接続構造体１０は、画像等を表示する表示部１０ａと、ＩＣチップ１２やフレキシブルプリント配線板１３が機械的及び電気的に接続され実装される実装部１０ｂとを有する。

フレキシブルディスプレイ１１は、前面板と背面板の２枚のフレキシブルフィルム１４を有し、この２枚のフレキシブルフィルム１４の間にマイクロカプセル層又は液晶層等の表示媒体層１５を配置し、この表示媒体層１５の周囲が封止材による封止部１６で封止されている。フレキシブルフィルム１４は、ヤング率が１０ＧＰａ以下であり、２〜１０ＧＰａが好ましく、３〜５ＧＰａが更に好ましい。ヤング率は、物質に応力を印加して変形させた場合に発生する単位あたりの歪み（変形率）から算出する物質固有に定数である。このヤング率が大きいと応力に対して変形しにくく、ヤング率が小さいと変形しやすい。このフレキシブルフィルム１４は、ヤング率が小さく、７２ＧＰａ程度のガラス基材に比べて荷重に対して変形しやすいものである。このフレキシブルフィルム１４は、例えばポリイミド又はポリエチレンテレフタラートが挙げられる。図４に示すように、背面板のフレキシブルフィルム１４に設けられた端子１４ａと、ＩＣチップ１２の端子１２ａやフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとが圧縮変形した導電性粒子５によって電気的に接続されている。

この接続構造体１０は、次のような接続方法を利用して製造することができる。先ず、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａとＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとの間に、異方性導電フィルム３を介在させ、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａとＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとが対向するように、フレキシブルフィルム１４上にＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３に搭載する搭載工程を行う。次に、ＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３をフレキシブルフィルム１４に対して加圧し、フレキシブルフィルム１４に設けられた端子１４ａとＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとを異方性導電フィルム３で接続及び異方性導電フィルム３中の導電性粒子５を介して導通する接続工程とを行う。

接続構造体１０の製造方法について、例えば硬化成分として熱可塑性樹脂を用いた絶縁性接着剤４に導電性粒子５を含有した異方性導電フィルム３を備えるフィルム積層体１を用いた場合について説明する。先ず、搭載工程では、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａと、ＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとを接続する位置にフィルム積層体１の異方性導電フィルム３がフレキシブルフィルム１４の端子１４ａ側となるように置き、剥離フィルム２を剥がし取り、異方性導電フィルム３のみとした後、端子１４ａに異方性導電フィルム３を貼付ける。この貼付けは、例えば僅かに加圧しながら、異方性導電フィルム３に含まれる熱硬化性樹脂成分が硬化しない温度で加熱して行う。これにより、異方性導電フィルム３がフレキシブルフィルム１４の端子１４ａ上に位置決め固定される。

次に、異方性導電フィルム３上にＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３を搭載する。電子部品の搭載は、異方性導電フィルム３の位置合わせ状態を確認し、位置ずれ等が生じていない場合には、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａとＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａが対向するように、ＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３を異方性導電フィルム３を介してフレキシブルフィルム１４上に搭載する。

次に、フレキシブルディスプレイ１１のフレキシブルフィルム１４と、ＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３とを機械的及び電気的に接続する接続工程は、加熱及び加圧可能な押圧ヘッドでＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３の上面からＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３をフレキシブルフィルム１４に対して加熱しながら加圧し、異方性導電フィルム３を硬化させ、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａとＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとを導電性粒子５を介して電気に接続し、フレキシブルフィルム１４とＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３とを絶縁性接着剤４で機械的に接続することによって、フレキシブルディスプレイ１１にＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３が接続された接続構造体１０を得ることができる。

この接続工程の条件は、加熱温度が異方性導電フィルム３に含まれる熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度であり、端子１４ａと端子１２ａ、１３ａと間から熱溶融した異方性導電フィルム３が排除され、導電性粒子５を挟持し得る圧力で加圧する。これにより、フレキシブルフィルム１４とＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３とが導電性粒子５により電気的に接続され、絶縁性接着剤（バインダー）４により機械的に接続される。温度及び加圧の具体的な条件としては、温度１２０℃〜１５０℃程度、圧力１ＭＰａ〜５ＭＰａ程度である。

接続工程では、ＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３がフレキシブルフィルム１４側に向って押圧ヘッドで加圧されることによって、これらの間に介在している導電性粒子５が圧縮変形し、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａに対して点で接触せず、面で接触するようになり、端子１４ａとの接触面積が増える。これにより、接続工程では、導電性粒子５から端子１４ａに伝わる単位面積あたりの圧力が軽減し、端子１４ａにかかる局所的な圧力を分散でき、端子１４ａにクラックが発生することを防止でき、またフレキシブルフィルム１４までクラックが入ったり、破壊されることを防止できる。

以上のような接続構造体１０の製造方法は、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａと、ＩＣチップ１２の端子１２ａ及びフレキシブルプリント配線板１３の端子１３ａとの間に介在させた異方性導電フィルム３に含有されている導電性粒子５の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることによって、フレキシブルフィルム１４と電子部品とを接続する際、特に端子が点在しているＩＣチップ１２と接続する際に、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａにクラックが生じること及びフレキシブルフィルム１４自体にクラックが入ったり、破壊されることを防止できる。したがって、この接続構造体１０の製造方法では、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａにクラックを発生させず、またフレキシブルフィルム１４自体にもクラックが生じず、また破壊することなく、フレキシブルフィルム１４上に電子部品を実装することが可能である。

したがって、接続構造体１０の製造方法は、フレキシブルディスプレイ１１の表示媒体層１５を有する表示部１０ａに近接又は表示部１０ａの直下に電子部品の実装領域が存在する場合において、実装部１０ｂが狭額な実装領域であってもフレキシブルフィルム１４の端子１４ａにクラックを発生させることなく、またフレキシブルフィルム１４自体にもクラックを発生させることなく、または破壊しないため、表示部１０ａまでクラックや破壊が伝わらず、表示媒体層１５による画像等の表示に影響が及ぶことを防止できる。

上述した接続構造体１０は、フレキシブルディスプレイ１１に１つのＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３を機械的及び電気的に接続した構成であるが、このことに限定されず、図５に示すような接続構造体２０であってもよい。接続構造体２０は、フレキシブルディスプレイ１１のフレキシブルフィルム１４に２つのＩＣチップ１２及びフレキシブルプリント配線板１３を異方性導電フィルム３で機械的及び電気的に接続した構成である。この接続構造体２０は、図示しない表示媒体層による画像等を表示する表示部２０ａと、ＩＣチップ１２やフレキシブルプリント配線板１３が機械的及び電気的に接続され、実装された実装部２０ｂとを有する。このような接続構造体２０においても、上述した接続構造体１０と同様に、フレキシブルフィルム１４の端子１４ａにクラックが発生せず、またフレキシブルフィルム１４自体を破壊されることがない。

また、上述した接続構造体１０、２０は、フレキシブルディスプレイ１１の端子１４ａにクラック防止のための補強処理をする必要がなく、従来のフレキシブルディスプレイ１１の製造工程と変わらず、製造コストが高くなることを防止できる。

接続構造体１０、２０としては、上述したフレキシブルディスプレイに限定されず、フレキシブルフィルム等のフレキシブル基材に対して、ＩＣチップ１２やフレキシブルプリント配線板１３等の電子部品を接続したものであってもよい。

また、電子部品としては、ＩＣチップ１２やフレキシブルプリント配線板１３に限らず、他の電子部品であってもよい。例えば、ＬＳＩ（Large Scale Integration）チップ等のＩＣチップ以外の半導体チップやチップコンデンサ等の半導体素子、液晶駆動用半導体実装材料（ＣＯＦ：Chip On Film）等を挙げることができる。また、電子部品は、フレキシブルディスプレイ１１に２以上実装してもよく、電子部品の実装位置も図４及び図５に限られず、表示部１０ａ、２０ａの直下に実装してもよい。

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いうまでもなく、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。

次に、本発明の具体的な実施例について、実際に行った実験結果に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜異方性導電フィルムの作製＞
（実施例１〜実施例５）
実施例１〜実施例５では、膜形成樹脂としてフェノキシ樹脂（ＹＰ５０、新日鐵化学社製）を３０質量部と、液状エポキシ樹脂（ＥＰ−８２８、三菱化学社製）２０質量部と、イミダゾール系潜在性硬化剤（ノバキュア３９４１ＨＰ、旭化成イーマテリアルズ社製）、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社製）２質量部、所定の硬度を有する導電性粒子１０質量部、トルエンを固形分５０％となるように加え、異方性導電組成物を調整した。続いて、前記異方性導電組成物を剥離基材上にバーコーターを用いて塗布し、オーブンを用いてトルエンを乾燥させ、膜厚２０μｍの異方性導電フィルムを作製した。

導電性粒子は、コア部を樹脂で形成し、そのコア部にニッケル（Ｎｉ）メッキ又はニッケル金（ＮｉＡｕ）メッキを施して作製した。具体的には、コア部の樹脂粒子は、ジビニルベンゼン、スチレン、ブチルメタクリレートの混合比を調整した溶液に、重合開始剤としてベンゾイソパーオキサイドを投入して高速で均一撹拌しながら加熱を行い、重合反応を行うことにより微粒子分散液を得た。そして、この微粒子分散液をろ過し減圧乾燥することにより微粒子の凝集体であるブロック体を得た。更に、このブロック体を粉砕することにより、種々の硬度を有する平均粒子径３．０μｍのジビニルベンゼン系樹脂粒子を得た。

そして、以上のようにして得たジビニルベンゼン系樹脂粒子に対して、Ｎｉメッキ又はＮｉＡｕメッキを施して、ジビニルベンゼン系樹脂粒子にＮｉメッキ又はＮｉＡｕメッキを施した導電性粒子を作製した。

ジビニルベンゼン系樹脂粒子にＮｉメッキを施した導電性粒子は、３μｍのジビニルベンゼン系樹脂粒子５ｇに、パラジウム触媒を浸漬法により担持させた。次に、この樹脂粒子に対し、硫酸ニッケル六水和物、次亜リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、トリエタノールアミン及び硝酸タリウムから調整された無電解ニッケルメッキ液（ｐＨ１２、メッキ液温５０℃）を用いて無電解ニッケルメッキを行い、種々のリン含有量を有するニッケルメッキ層（金属層）が表面に形成されたニッケル被膜樹脂粒子を導電粒子（樹脂コアＮｉメッキ粒子）として得た。得られた導電性粒子の平均粒子径は、３〜４μｍの範囲内であった。

ジビニルベンゼン系樹脂粒子にＮｉＡｕメッキを施した導電性粒子は、塩化金酸ナトリウム１０ｇをイオン交換水１０００ｍＬに溶解させた溶液に、ジビニルベンゼン系樹脂粒子１２ｇを混合して水性懸濁液を調整した。得られた水性懸濁液に、チオ硫酸アンモニウム１５ｇ、亜硫酸アンモニウム８０ｇ、及びリン酸水素アンモニウム４０ｇを投入することにより金メッキ浴を調整した。得られた金メッキ浴にヒドロキシルアミン４ｇを投入後、アンモニアを用いて金メッキ浴のｐＨを９に調整し、その浴温を６０℃に１５〜２０分程度維持することにより、金ニッケルメッキ層（金属層）が表面に形成されたニッケル被膜樹脂粒子（樹脂コアＮｉＡｕメッキ粒子）として得た。得られた導電性粒子の平均粒子径は、３〜４μｍの範囲内であった。

導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さは、それぞれ表１に示すようになった。導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さは、上述したように、室温において平滑表面を有する鋼板の上に導電性粒子を散布し、散布した導電性粒子の中から１個の導電性粒子を選択した。そして、微小圧縮試験機（例えば、ＰＣＴ−２００型：株式会社島津製作所製）が備えるダイアモンド製の直径５０μｍの円柱の平滑な端面を、選択した１個の導電性粒子に押し当てることによりこの導電性粒子を圧縮した。そして、図２に示す関係から、導電性粒子の３０％圧縮時における圧縮変位Ｓ（ｍｍ）から荷重値Ｆ（ｋｇｆ）を算出した。続いて、算出した荷重値Ｆ（ｋｇｆ）及び圧縮変位Ｓ（ｍｍ）により、式（１）を用いて３０％圧縮時の圧縮硬さＫ値を算出した。

（比較例１〜比較例３）
比較例１〜比較例３については、樹脂コアＮｉメッキ粒子の３０％圧縮時の圧縮硬さが表１に示すようになるように導電性粒子を作製したこと以外は、実施例と同様にして異方性導電フィルムを作製した。

＜クラックの発生試験＞
クラックの発生試験には、表１に示すヤング率を有するポリイミド又はポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）のフレキシブルフィルムを用いた。このフレキシブルフィルム上に、サイズが２０ｍｍ×４０ｍｍ×総厚み５０．６μｍであって、ＰＩ／Ａｌ／ＩＴＯ＝５０μｍ／０．５μｍ／０．１μｍ、ピッチ５０μｍで配線を形成した。

次に、配線を形成したフレキシブルフィルム上に作製した異方性導電フィルムを載せ、異方性導電フィルムを介してＩＣチップの端子と配線とが対向するように、ＩＣチップを異方性導電フィルム上に裁置した。そして、ＩＣチップの上面から押圧ヘッドで温度２００℃、圧力６００ｋｇｆ／ｃｍ^２の条件で加熱、加圧して接続し、接続構造体を作製した。

そして、配線のクラックの発生は、目視により確認した。クラックの発生率は、１００個の配線のうち、クラックが発生した割合を示す。クラック発生率を表１及び表２に示す。

＜導通抵抗値の試験＞
導通抵抗値の試験は、クラックの発生試験と同様にフレキシブルフィルムとフレキシブル配線基板を接続し、接続構造体を作製し、導通抵抗を測定した。フレキシブル配線基板には、サイズが２０ｍｍ×４０ｍｍ×５０．５μｍであり、ＰＩ／Ａｌ／ＩＴＯ＝５０μｍ／０．５μｍ／０．１μｍ、ピッチ５０μｍで導通測定用配線を形成した測定用の特性評価用素子を使用した。８５℃／８５％ＲＨ環境下に１２５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（商品名：デジタルマルチメーター７５６１、横河電機社製）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１０Ω以下である場合には、抵抗が低いものとする。導通抵抗値の測定結果を表１及び表２に示す。

表１及び２に示す結果から、実施例１〜５では、配線にクラックが発生しなかったり、クラックが発生しても発生率は比較例２及び３に比べて低くなり、クラックの発生が抑制されていることがわかる。したがって、実施例１〜５から、異方性導電フィルム中の導電粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さを１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２の範囲内となるようにすることで、配線のクラック発生を抑制できることがわかる。

また、実施例１〜５では、導通抵抗値が比較例１と比べて低くなり、導通抵抗が低くなった。したがって、実施例１〜５から、異方性導電フィルム中の導電粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さを１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２の範囲内となるようにすることで、配線のクラック発生を抑制できると共に、導通抵抗値を低くできることがわかる。実施例の中でも、実施例２は、配線のクラックが発生せず、かつ導通抵抗値が低くなった。

これらの実施例に対して、比較例１は、導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、硬度が低いため、配線のクラックが発生しなかったが、配線への導電性粒子の食い込み不足が生じ、低い導通抵抗値を得ることができなかった。

比較例２及び３は、導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが５００Ｋｇｆ／ｍｍ^２、７２０Ｋｇｆ／ｍｍ^２であるため、硬度が高く硬いため、導電抵抗は低くなったが、配線クラックが発生した。比較例３は、比較例２よりも硬いため、配線のクラックがより生じやすくなった。

１ フィルム積層体、２ 剥離フィルム、３ 異方性導電フィルム、４ 絶縁性接着剤、５ 導電性粒子、１０ 接続構造体、１０ａ 表示部、１０ｂ 実装部、１１ フレキシブルディスプレイ、１２ ＩＣチップ、１２ａ 端子、１３ フレキシブルプリント配線板、１３ａ 端子、１４ フレキシブルフィルム、１５ 表示媒体層、１６ 封止部

Claims (13)

1. フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子との間に異方性導電接続層を介在させて、上記フレキシブルディスプレイと上記電子部品とを接続及び導通した接続構造体の製造方法において、
   上記異方性導電接続層を介して、上記電子部品の端子が上記フレキシブルディスプレイに設けられた端子と対向するように上記電子部品を上記フレキシブルディスプレイ上に搭載する搭載工程と、
   上記電子部品を上記フレキシブルディスプレイに対して加圧し、上記フレキシブルディスプレイに設けられた端子と上記電子部品の端子とを上記異方性導電接続層で接続及び上記異方性導電接続層中の導電性粒子を介して導通する接続工程とを有し、
   上記導電性粒子は、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする接続構造体の製造方法。
2. 上記フレキシブルディスプレイの基材に使用されるフレキシブルフィルムは、ヤング率が２〜１０ＧＰａであることを特徴とする請求項１記載の接続構造体の製造方法。
3. 上記導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜３５０Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の接続構造体の製造方法。
4. 上記フレキシブルディスプレイの基材に使用されるフレキシブルフィルムは、ポリイミド又はポリエチレンテレフタラートであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の接続構造体の製造方法。
5. フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを異方性導電接続層により接続する接続方法において、
   上記異方性導電接続層を介して、上記電子部品の端子が上記フレキシブルディスプレイに設けられた端子と対向するように上記電子部品を上記フレキシブルディスプレイ上に搭載する搭載工程と、
   上記電子部品を上記フレキシブルディスプレイに対して加圧し、上記フレキシブルディスプレイに設けられた端子と上記電子部品の端子とを上記異方性導電接続層で接続及び上記異方性導電接続層中の導電性粒子を介して導通する接続工程とを有し、
   上記導電性粒子は、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする接続方法。
6. 上記フレキシブルディスプレイの基材に使用されるフレキシブルフィルムは、ヤング率が２〜１０ＧＰａであることを特徴とする請求項５記載の接続方法。
7. 上記導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜３５０Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の接続方法。
8. 上記フレキシブルディスプレイに使用されるフレキシブルフィルムは、ポリイミド又はポリエチレンテレフタラートであることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項記載の接続方法。
9. フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子とを接続する異方性導電接続材料において、
   絶縁性接着剤中に、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２である導電性粒子を含有することを特徴とする異方性導電接続材料。
10. 上記導電性粒子の３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜３５０Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする請求項９記載の異方性導電接続材料。
11. 上記導電性粒子が樹脂に金属メッキを施した粒子であることを特徴とする請求項９乃又は請求項１０記載の異方性導電接続材料。
12. 剥離基材上にフィルム状に形成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項記載の異方性導電接続材料。
13. フレキシブルディスプレイに設けられた端子と電子部品の端子との間に異方性導電接続層を介在させて、上記フレキシブルディスプレイと上記電子部品とを接続及び導通した接続構造体であって、
    上記異方性導電性層中の導電性粒子は、３０％圧縮変形時の圧縮硬さが１５０〜４００Ｋｇｆ／ｍｍ^２であることを特徴とする接続構造体。

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