JP2015025104A - 導電性接着フィルムの製造方法、導電性接着フィルム、接続体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】開口部に充填した導電性粒子を確実にバインダー樹脂層に転着させる。
【解決手段】基板１１の表面に所定のパターンで形成された複数の開口部１２に、溶媒１３及び導電性粒子３を充填する工程と、基板１１の開口部１２が形成された表面上に、ベースフィルム４にバインダー樹脂層７が形成された接着フィルム８のバインダー樹脂層７が形成された面を貼着する工程と、基板１１を加熱しながら、接着フィルム８を基板１１の表面より剥離し、開口部１２内に充填された導電性粒子３をバインダー樹脂層７に転着する工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、導電性接着剤に関し、特に異方性導電接続に用いて好適な導電性接着フィルムの製造方法、この製造方法を用いて製造された導電性接着フィルム、及びこの導電性接着フィルムを用いた接続体の製造方法に関する。

従来、ガラス基板やガラスエポキシ基板等のリジッド基板とフレキシブル基板やＩＣチップとを接続する際や、フレキシブル基板同士を接続する際に、接着剤として導電性粒子が分散されたバインダー樹脂をフィルム状に成形した異方性導電フィルムが用いられている。フレキシブル基板の接続端子とリジッド基板の接続端子とを接続する場合を例に説明すると、図５（Ａ）に示すように、フレキシブル基板５１とリジッド基板５４の両接続端子５２，５５が形成された領域の間に異方性導電フィルム５３を配置し、適宜緩衝材５０を配して加熱押圧ヘッド５６によってフレキシブル基板５１の上から熱加圧する。すると、図５（Ｂ）に示すように、バインダー樹脂は流動性を示し、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５との間から流出するとともに、異方性導電フィルム５３中の導電性粒子は、両接続端子間に挟持されて押し潰される。

その結果、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５とは、導電性粒子を介して電気的に接続され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。両接続端子５２，５５の間にない導電性粒子は、バインダー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。これにより、フレキシブル基板５１の接続端子５２とリジッド基板５４の接続端子５５との間のみで電気的導通が図られることになる。

特表２００９−５３５８４３号公報

近年、主に携帯電話やスマートフォン、タブレットＰＣ、ノートパソコン等の小型の携帯型電子機器においては、小型化、薄型化に伴って電子部品の高密度実装が進行し、フレキシブル基板をメイン基板に接続する所謂ＦＯＢ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）接続や、フレキシブル基板同士を接続する所謂ＦＯＦ（Ｆｉｌｍ ｏｎ Ｆｉｌｍ）接続において、接続端子の微小化と、隣接する接続端子間の狭小化が進行している。また、液晶画面の制御用ＩＣをガラス基板のＩＴＯ配線上に接続するといった、いわゆるＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）接続においても、画面の高精細化に伴う多端子化と制御用ＩＣの小型化による接続端子の微小化と、隣接する接続端子間の狭小化が進行している。

このような高密度実装の要求に伴う接続端子の微小化、及び接続端子間の狭小化の進行に対して、従来の異方性導電フィルムにおいては、導電性粒子をバインダー樹脂中にランダムに分散させていることから、微小端子間において導電性粒子が連結し、端子間ショートが生じるおそれがある。

ここで、導電性粒子の小径化や、粒子表面に絶縁皮膜を形成する方法も提案されているが、導電性粒子の小径化では微小化された接続端子における粒子捕捉率が低下するおそれがあり、また、絶縁皮膜を形成した場合にも端子間ショートを完全に防ぐことはできない。

そこで、このような問題に対して、導電性粒子を予め均等間隔に整列させることにより、微小化された接続端子上における粒子捕捉率の向上、及び狭小化された隣接する接続端子間のショート防止を図る方法が考えられる。導電性粒子を均等間隔に整列させる方法としては、例えば、基板上に所定のパターンで形成された無数の開口部（マイクロキャビティ）に導電性粒子を充填し、バインダー樹脂層に転着させることにより、開口部内に充填された導電性粒子を当該開口部の配列パターンでバインダー樹脂層に配列する方法が提案されている（特許文献１）。

しかし、特許文献１に記載の方法では、導電性粒子がバインダー樹脂層に転着されず、マイクロキャビティ内に残存してしまうことがある。これにより、バインダー樹脂層には、導電性粒子が配列されていない欠損領域が発生し、当該欠損領域が接続端子上に貼りつけられると、粒子捕捉率が下がり、導通抵抗の上昇を招いてしまう。

また、より多くの導電性粒子をマイクロキャビティ内より取り出すために、マイクロキャビティが形成された基板上にバインダー樹脂層を貼り付ける際に、バインダー樹脂層のラミネート圧力を高めると、剥離する際に、マイクロキャビティ内にバインダー樹脂が入り込むことにより密着力が上がり、いわゆるアンカー効果が生じてバインダー樹脂層をきれいに剥すことができなくなり、また、バインダー樹脂とともに導電性粒子がマイクロキャビティ内に残存してしまう。

そこで、本発明は、マイクロキャビティに充填した導電性粒子を確実にバインダー樹脂層に転着させ、所定のパターンに配列させることができる導電性接着フィルムの製造方法、これを用いて形成された導電性接着フィルム、及び接続体の製造方法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、本発明に係る導電性接着フィルムの製造方法は、基板の表面に導電性粒子の配列パターンに応じた所定のパターンで形成された複数の開口部に、溶媒及び上記導電性粒子を充填する工程と、上記基板の上記開口部が形成された表面上に、ベースフィルムにバインダー樹脂層が形成された接着フィルムの上記バインダー樹脂層が形成された面を貼着する工程と、上記基板を加熱しながら、上記接着フィルムを上記基板の表面より剥離し、上記開口部内に充填された上記導電性粒子を上記バインダー樹脂層に転着する工程とを有するものである。

また、本発明に係る導電性接着フィルムは、上述した製造方法によって製造されたものである。

また、本発明に係る接続体の製造方法は、導電性粒子が配列された異方性導電フィルムによって複数並列された端子同士が接続された接続体の製造方法において、上記異方性導電フィルムは、基板の表面に所定のパターンで形成された複数の開口部に、溶媒及び導電性粒子を充填する工程と、上記基板の上記開口部が形成された表面上に、ベースフィルムにバインダー樹脂層が形成された接着フィルムの上記バインダー樹脂層が形成された面を貼着する工程と、上記基板を加熱しながら、上記接着フィルムを上記基板の表面より剥離し、上記開口部内に充填された上記導電性粒子を上記バインダー樹脂層に転着する工程とによって製造されるものである。

本発明によれば、加熱による溶媒の体積膨張により、開口部より確実に導電性粒子を取り出しバインダー樹脂層に転着させることができ、かつバインダー樹脂層のアンカー効果を防止することでバインダー樹脂層の剥離をスムーズに行い、開口部のパターンに応じた所定のパターンで導電性粒子をバインダー樹脂層に配列させることができる。これにより、接続端子の微小化、及び接続端子間の狭小化の進行によっても、端子間ショートを防止するとともに微小化された接続端子においても導電性粒子を捕捉することができ、高密度実装の要求に応えることができる導電性接着フィルムを提供することができる。

本発明が適用された異方性導電フィルムを示す断面図である。 本発明が適用された異方性導電フィルムの製造工程を示す断面図である。 導電性粒子が転着された後、ラミネートする工程を示す断面図である。 複数の接続端子が並列するリジッド基板に異方性導電フィルムが貼り付けられる状態を示す斜視図である。 従来の異方性導電フィルムを用いた接続体の製造工程を示す断面図であり、（Ａ）は圧着前、（Ｂ）は圧着後の状態を示す。

以下、本発明が適用された導電性接着フィルムの製造方法、導電性接着フィルム、接続体の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［異方性導電フィルム］
本発明が適用された導電性接着フィルムは、接着剤となるバインダー樹脂中に導電性粒子が所定のパターンで均等に分散配置され、相対向する接続端子間に導電性粒子が挟持されることにより当該接続端子間の導通を図る異方性導電フィルム１として好適に用いられる。また、本発明が適用された導電性接着フィルムを用いた接続体としては、例えば、異方性導電フィルム１を用いてＩＣやフレキシブル基板がＣＯＧ接続、ＦＯＢ接続あるいはＦＯＦ接続された接続体、その他の接続体であって、テレビやＰＣ、携帯電話、ゲーム機、オーディオ機器、タブレット端末あるいは車載用モニタ等のあらゆる機器に好適に用いることができる。

異方性導電フィルム１は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、図示しない圧着ツールにより熱加圧されることにより流動化して導電性粒子が相対向する接続端子間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、ＩＣやフレキシブル基板をガラス基板等の接続対象に電気的、機械的に接続する。

異方性導電フィルム１は、例えば図１に示すように、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通常のバインダー樹脂２（接着剤）に導電性粒子３が所定のパターンで配置されてなり、この熱硬化性接着材組成物が上下一対の第１、第２のベースフィルム４，５に支持されているものである。

第１、第２のベースフィルム４，５は、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなる。

バインダー樹脂２に含有され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、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特に好ましい。

熱硬化性樹脂としては、特に限定されず、例えば、市販のエポキシ樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。

エポキシ樹脂としては、特に限定されないが、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、目的に応じてアクリル化合物、液状アクリレート等を適宜選択することができる。例えば、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を挙げることができる。なお、アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

潜在性硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、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、ラジカル）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、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着性が向上される。

［導電性粒子］
導電性粒子３としては、異方性導電フィルム１において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子３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、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が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、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１は、後述するように、導電性粒子３が所定の配列パターンで規則的に配列され、導電性粒子の凝集による粗密の発生が防止されている。したがって、異方性導電フィルム１によれば、接続端子間の狭小化の進行によっても導電性粒子の凝集体による端子間ショートを防止することができ、また微小化された接続端子においても導電性粒子を捕捉することができ、高密度実装の要求に応えることができる。

なお、異方性導電フィルム１の形状は、特に限定されないが、例えば、図１に示すように、巻取リール６に巻回可能な長尺テープ形状とし、所定の長さだけカットして使用することができる。

また、上述の実施の形態では、異方性導電フィルム１として、バインダー樹脂２に導電性粒子３を含有した熱硬化性樹脂組成物をフィルム状に成形した接着フィルムを例に説明したが、本発明に係る接着剤は、これに限定されず、例えばバインダー樹脂２のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子３を含有したバインダー樹脂２からなる導電性粒子含有層とを積層した構成とすることができる。

［異方性導電フィルムの製造工程］
次いで、異方性導電フィルム１の製造工程について説明する。図２に示すように、異方性導電フィルム１の製造工程は、先ず、基板１１の表面に開口部（マイクロキャビティ）１２が形成された配列板１０配列板１０を用い、当該開口部１２内に導電性粒子３が溶媒１３とともに充填されることにより、開口部１２のパターンに導電性粒子３を配列させる。次いで、第１のベースフィルム４にバインダー樹脂２からなる接着剤層７が形成された絶縁性接着フィルム８の接着剤層７が形成された面を、基板１１の開口部１２が形成された表面上に貼着する。そして、基板１１を加熱しながら、絶縁性接着フィルム８を基板１１の表面より剥離し、開口部１２内に充填された導電性粒子３を接着剤層７に転着する。

［配列板１０］
配列板１０は、導電性粒子３を予め異方性導電フィルム１のバインダー樹脂２に配列させるパターンで整列させるものであり、基板１１の表面に導電性粒子３の配列パターンに応じた所定のパターンで形成された複数の開口部１２が形成されている。

基板１１は、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートのようなポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリレート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリアミド、液晶性ポリマー、及びこれらの混合物、合成物、積層体、あるいはＳＵＳ等の鉄鋼やアルミ等の非鉄金属を用いて形成することができる。

なお、基板１１は、バインダー樹脂２の剥離性能を高めるために、開口部１２が形成される表面に剥離処理を施してもよい。剥離層は、コーティング、印刷、噴霧、蒸着、熱転写、プラズマ重合、架橋によって、開口部１２の形成前後の何れかに適用できる。剥離層に適した材料は、フッ素重合体又はオリゴマー、シリコーン油、フルオロシリコン類、ポリオレフィン、ワックス、ポリ（エチレン酸化物）、ポリ（プロピレン酸化物）、疎水性のブロック又は分岐の長鎖を含む界面活性剤、又は、これらの共重合体若しくは混合物などを含むが、必ずしもこれらに限定されない。

開口部１２は、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂２に配列される導電性粒子３の配列パターンと同パターンで基板１１表面に形成され、例えば格子状かつ均等に配列されている。開口部１２は、例えば、レーザアブレーション、エンボシング、スタンピング、又はフォトレジストを用いたリソグラフィ工程その他のエッチング工程、電鋳法等により、形成することができる。

また、開口部１２は、使用する導電性粒子３の平均粒子径に応じた開口径及び深さを有する。開口部１２の開口径は、導電性粒子３が１つだけ入る大きさ、すなわち導電性粒子３の平均粒子径よりも大きく、導電性粒子３の平均粒子径の２倍未満の大きさに形成される。また、開口部１２の深さは、充填された導電性粒子３を保持するとともに、後述する絶縁性接着フィルム８が貼着されたときにバインダー樹脂２が導電性粒子３と密着しうる深さに形成され、例えば導電性粒子３の半径よりも深い深さ、好ましくは導電性粒子３の平均粒子径と略同じ深さで形成される。

なお、開口部１２は、導電性粒子３の充填及び転着を容易にするために、開口径が下部よりも上部でより広くなるように形成してもよい。

［溶媒］
開口部１２には、導電性粒子３が溶媒１３とともに充填される。溶媒１３は、絶縁性接着フィルム８の剥離工程において加熱されることにより気化され、体積膨張によって導電性粒子３を開口部１２よりバインダー樹脂２に転着しやすくするとともに、バインダー樹脂２の基板１１からの剥離を促進するものである。

溶媒１３は、液体又は固体であってもよい。液体の溶媒１３としては、水やエタノール等、任意の溶媒を用いることができる。固体の溶媒としては、例えばドライアイスを用いることができる。

溶媒１３としては、導電性粒子３とともに開口部１２へ充填が容易となることから液体が好ましい。また、液体の溶媒を用いることにより、導電性粒子３とともに配列板１０に噴霧し、開口部１２内に充填することができる。なお、固体の溶媒１３を用いる場合、例えば予めドライアイスで覆われた導電性粒子３を用いることにより、開口部１２内に充填することができる。

また溶媒１３は、バインダー樹脂２の溶解度が低い（例えば５％以下）ものを用いることが好ましい。溶媒１３と接触したバインダー樹脂２が溶解すると、導電性粒子３をバインダー樹脂２に転着させることが困難となり、また溶解が進むとフィルム形状を維持することができなくなるためである。

［絶縁性接着フィルム］
配列板１０に貼り付けられ、開口部１２内の導電性粒子３を転着する絶縁性接着フィルム８は、異方性導電フィルム１を構成する第１のベースフィルム４に、バインダー樹脂２からなる接着剤層７が形成されたものである。絶縁性接着フィルム８は、接着剤層７に導電性粒子３が転着された後、第２のベースフィルム５が貼り合わされる。

［充填・貼付け工程］
配列板１０の開口部１２内への導電性粒子３の充填工程では、配列板１０が複数の搬送ローラ１４に搬送されるとともに、液体の溶媒１３に分散された導電性粒子３を配列板１０に散布し、スキージ１５を用いて各開口部１２内に１つの導電性粒子３を、液体の溶媒１３とともに充填する。導電性粒子３の充填工程は開口部１２内に導電性粒子３が欠落していないことが確認できるまで繰り返す。余剰の導電性粒子３は、例えば、ワイパー、ドクターブレード、エアナイフ等によって除去される。これにより、導電性粒子３が開口部１２のパターンに配列される。

次いで、絶縁性接着フィルム８の接着剤層７が形成された面を、基板１１の開口部１２が形成された面上に貼着する。絶縁性接着フィルム８の貼着は、ロールラミネート等により行う。

［剥離・転着工程］
次いで、基板１１を加熱しながら、絶縁性接着フィルム８を基板１１の表面より剥離し、開口部１２内に充填された導電性粒子３を接着剤層７に転着する。基板１１を加熱することにより、開口部１２内に導電性粒子３とともに充填された溶媒１３は、気化され、体積膨張によって導電性粒子３を開口部１２よりバインダー樹脂２に転着しやすくするとともに、開口部１２によるアンカー効果を抑え、バインダー樹脂２の基板１１からの剥離を促進することができる。

なお、溶媒１３は、気化による体積膨張が発現すればよく、蒸発、沸騰、昇華のいずれの状態変化によってもよい。なかでも、瞬時に体積膨張を十分に発現させて導電性粒子３を確実に転着させ、かつバインダー樹脂２に対する加熱時間も短くする上で、液体の溶媒１３の沸騰温度以上に加熱することが好ましい。

基板１１の加熱手段は問わない。例えば図２に示すように、ヒータ１６を内蔵した加熱ローラ１７を絶縁性接着フィルム８の剥離箇所に配置し、基板１１を搬送しながら加熱をおこなってもよい。

また、基板１１の加熱温度は、バインダー樹脂２の最低溶融粘度を示す温度よりも低いことが好ましい。バインダー樹脂２は、これ以上に加熱されると、流動性が増してフィルム形状が維持できず、また、導電性粒子３を転着できなくなるためである。

配線板１０から剥離された絶縁性接着フィルム８は、接着剤層７の表面に導電性粒子３が、開口部１２のパターンに応じて、導電性粒子３が格子状かつ均等に転写される（図３（Ａ））。

なお、導電性粒子３が開口部１２より排出された配列板１０は、適宜クリーニング及び剥離処理が施された後、再度、導電性粒子３の充填、配列に利用される。また、配列板１０は、可撓性を有するとともに環状に形成され、搬送ローラによって周回されることにより、導電性粒子３の充填、絶縁性接着フィルム８の貼り付け、導電性粒子３の転着及び絶縁性接着フィルム８の剥離を連続して行うことができ、製造効率を向上させることができる。

［第２のベースフィルムの貼付け工程］
導電性粒子３が転写された絶縁性接着フィルム８は、異方性導電フィルム１を構成する第２のベースフィルム５によってラミネートされる（図３（Ｂ））。第２のベースフィルム５は、絶縁性接着フィルム８に転着された導電性粒子３をバインダー樹脂２に押し込み、位置決めを図るものである。第２のベースフィルム５は、剥離処理された面を絶縁性接着フィルム８の導電性粒子３が転着された面に貼り合わされることにより、導電性粒子３を第１のベースフィルム４に塗布されたバインダー樹脂２中に保持する。これにより、導電性粒子３を含有するバインダー樹脂２が上下一対の第１、第２のベースフィルム４，５に支持された異方性導電フィルム１が形成される。

図３（Ｃ）に示すように、異方性導電フィルム１は、適宜、ラミネートロール２１によって押圧されることにより、第１のベースフィルム４に塗布されたバインダー樹脂２内に押し込まれる。次いで、異方性導電フィルム１は、第２のベースフィルム５側から紫外線が照射される等により、バインダー樹脂２の導電性粒子３が押し込まれた面が硬化され、これにより導電性粒子３を転着されたパターンで固定されている。

［含有率］
上述した製造工程を経て製造された異方性導電フィルム１は、バインダー樹脂２内に配列されている導電性粒子３の周辺部に気化された溶剤１３が付着することから、バインダー樹脂２に対する溶解度の低い溶媒１３が一定の割合（０．１％未満）で含有されている。

また、本発明に係る製法に起因すると思われる、微小な気泡も同様に検出される。気泡は、導電性粒子３の周辺（導電性粒子３の平均粒子径の２倍以内の範囲）に検出され、大きさは、開口部１２の等倍以下の大きさ、即ち導電性粒子３と略同等以下となる。気泡は、接着剤層７の表面において、３０％以下程度の割合で存在する。

また、気泡は極微小なものとして存在することもあり、このような場合は、局所的な光学特性の違いとして現れることがある。この場合でも導電性粒子３の周辺（粒子径の２倍以内の範囲）に存在していることから、製法に起因していると推察できる。

また、気泡の存在は、信頼性試験において特に著しい悪化の要因とはなっていないことから、この気泡は必ずしも溶媒が揮発したものではなく、ラミネート時に巻き込まれた空気も含む。

［接続体の製造工程］
異方性導電フィルム１は、ＩＣやフレキシブル基板がＣＯＧ接続、ＦＯＢ接続あるいはＦＯＦ接続された接続体等であって、テレビやＰＣ、携帯電話、ゲーム機、オーディオ機器、タブレット端末あるいは車載用モニタ等のあらゆる電子機器に好適に用いることができる。

図４に示すように、異方性導電フィルム１を介してＩＣやフレキシブル基板が接続されるリジッド基板２２は、複数の接続端子２３が並列して形成されている。これら接続端子２３は、高密度実装の要求から微小化、及び接続端子間の狭小化が図られている。

異方性導電フィルム１は、実使用時には、幅方向のサイズを接続端子２３のサイズに応じて切断された後、接続端子２３の並列方向を長手方向として、複数の接続端子２３上に貼り付けられる。次いで、接続端子２３上には、異方性導電フィルム１を介してＩＣやフレキシブル基板側の接続端子が搭載され、その上から図示しない圧着ツールにより熱加圧される。

これにより異方性導電フィルム１は、バインダー樹脂２が軟化して導電性粒子３が相対向する接続端子間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子３が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、ＩＣやフレキシブル基板をガラス基板等の接続対象に電気的、機械的に接続する。

ここで、異方性導電フィルム１は、長手方向にわたって導電性粒子３が格子状かつ均等に転着されている。したがって、異方性導電フィルム１は、微小化された接続端子２３上にも確実に捕捉され、導通性を向上させることができ、また、狭小化された接続端子間においても導電性粒子３が連結することなく、隣接する端子間におけるショートを防止することができる。

次いで、本発明に係る実施例について説明する。本実施例では、開口部が所定のパターンで形成された配列板を用い、導電性粒子を充填した後、絶縁性接着フィルムを貼り付け、開口部内の導電性粒子を接着剤層に転着させることにより、異方性導電フィルムを得た。異方性導電フィルムは、溶媒の有無、あるいは加熱の有無や加熱温度を変えて、複数のサンプルを製造した。配列板の加熱は、ヒータが内蔵された搬送ローラを用いて行った。

そして、絶縁性接着フィルムを剥離した後の各配列板について、導電性粒子の取り出し率を計測した。また、各異方性導電フィルムを用いてガラス基板上にＩＣを接続した接続体サンプルを製造し、各接続体サンプルについて、信頼性試験（高温高湿試験：８５℃８５％１０００ｈｒ）を行った後、導通抵抗（Ω）を求めた。

実施例及び比較例に係る絶縁性接着フィルムは、バインダー樹脂として、
フェノキシ樹脂（ＹＰ‐５０、新日鉄住金化学株式会社製） ６０質量部
エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８ 三菱化学株式会社製） ４０質量部
カチオン系硬化剤（ＳＩ‐６０Ｌ 三新化学工業株式会社製） ２質量部
を配合した樹脂組成物を用いた。

実施例及び比較例に係る絶縁性接着フィルムは、これら樹脂組成物をトルエンにて固形分５０％になるように調整した混合溶液を作成し、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に塗布した後、８０℃オーブンにて５分間乾燥した。これにより、厚さ２０μｍのバインダー樹脂２を有する絶縁性接着フィルムを得た。

また、実施例及び比較例に係る異方性導電フィルムは、導電性粒子として、ＡＵＬ７０４（平均粒子径：４μｍ 積水化学工業株式会社製）を用いた。

ガラス基板としては、ＩＣチップのパターンに対応したアルミ配線パターンが形成されたガラス基板（商品名：１７３７Ｆ、コーニング社製、サイズ：５０ｍｍ×３０ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ）を用いた。

このガラス基板上に、実施例及び比較例に係る異方性導電フィルムを配置し、異方性導電フィルム上にＩＣチップ（サイズ：１．８ｍｍ×２０．０ｍｍ、厚さ：０．５ｍｍ、金バンプサイズ：３０μｍ×８５μｍ、バンプ高さ：１５μｍ、ピッチ：５０μｍ）を配置し、加熱押圧することにより、ＩＣチップとアルミ配線パターンガラス基板とを接続した。圧着条件は、１８０℃、８０ＭＰａ、５ｓｅｃとした。

［実施例１］
実施例１では、溶媒として水を用いた。また、配列板の加熱温度は、１００℃である。

［実施例２］
実施例２では、溶媒として水を用いた。また、配列板の加熱温度は、１５０℃である。

［実施例３］
実施例１では、溶媒として水を用いた。また、配列板の加熱温度は、２００℃である。

［実施例４］
実施例１では、溶媒としてエタノールを用いた。また、配列板の加熱温度は、１５０℃である。

［比較例１］
比較例１では、溶媒を用いず、また、配列板の加熱も行わなかった。

［比較例２］
比較例１では、溶媒として水を用いた。また、配列板の加熱温度は、５０℃である。

［比較例３］
比較例３では、溶媒として水を用いた。また、配列板の加熱温度は、２５０℃である。

表１に示すように、実施例１〜３は、いずれも配列板の開口部から導電性粒子を９０％以上の割合で取り出すことができ、かつ信頼性試験後におけるＩＣチップとガラス基板に形成された接続端子との間の導通抵抗が９Ω以下と低いものであった。

一方、比較例１では、粒子取出し率が８０％と低く、信頼性試験後における導通抵抗も５０Ωと高いものとなった。また、比較例２でも、粒子取出し率が８３％と低く、信頼性試験後における導通抵抗も４０Ωと依然として高いものとなった。さらに、比較例３では、絶縁性接着フィルムの接着剤層が溶解してフィルム形状を維持することができなかったため、粒子取出し率の測定、及び信頼性試験後における導通抵抗の測定を行うことができなかった。

これは、実施例１〜４では、絶縁性接着フィルムを配列板より剥離するに際して、配列板を加熱することにより、開口部内に充填した溶媒を気化させているため、溶媒の体積膨張を利用して導電性粒子をバインダー樹脂に転着させるとともに、接着剤層の配列板からの剥離をスムーズに行うことができたことによる。そして、実施例１〜４では、導電性粒子を９９％以上の割合で開口部からバインダー樹脂に転着させることができ、導電性粒子が所定のパターンで均等に分散配置されていることから、微小化された配線パターン及びバンプ間においても多くの導電性粒子が捕捉され、信頼性試験を経た後も導通抵抗（Ω）が低い。

一方、比較例１では、配列板の開口部に溶媒を充填させていないため、絶縁性接着フィルムのバインダー樹脂が開口部内に入り込むアンカー効果が生じて、接着剤層をきれいに剥すことができなくなり、また、２０％の導電性粒子が開口部内に残存してしまった。このため、比較例１に係る異方性導電フィルムは、バインダー樹脂に導電性粒子が欠損する領域が発生し、当該欠損領域においては、配線パターン及びバンプ間の導通抵抗が悪化した。

また、比較例２では、配列板の加熱温度が溶媒である水の沸点よりも大幅に低く、体積膨張による効果が不十分であった。したがって、比較例２においてもバインダー樹脂によるアンカー効果が発現し、１７％の導電性粒子が開口部内に残存してしまった。このため、比較例２に係る異方性導電フィルムは、バインダー樹脂に導電性粒子が欠損する領域が発生し、当該欠損領域においては、配線パターン及びバンプ間の導通抵抗が悪化した。

以上より、配列板の加熱温度は、短い加熱時間で体積膨張による効果を確実に奏するために、溶媒の沸点以上の温度とすることが好ましいことが分かる。

比較例３では、配列板の加熱温度が２５０℃と非常に高く、絶縁性接着フィルムのバインダー樹脂が溶解し、フィルム形状が維持できなかった。以上より、配列板の加熱温度は、バインダー樹脂の最低溶融粘度を示す温度よりも低い温度とすることが好ましいことが分かる。

１ 異方性導電フィルム、２ バインダー樹脂、３ 導電性粒子、４ 第１のベースフィルム、５ 第２のベースフィルム、６ 巻取リール、１０ 配列板、１１ 基板、１２ 開口部、１３ 溶媒、１５ スキージ、１６ ヒータ、１７ 搬送ローラ、２１ ラミネートロール、２２ リジッド基板、２３ 接続端子

Claims (10)

1. 基板の表面に導電性粒子の配列パターンに応じた所定のパターンで形成された複数の開口部に、溶媒及び上記導電性粒子を充填する工程と、
   上記基板の上記開口部が形成された表面上に、ベースフィルムにバインダー樹脂層が形成された接着フィルムの上記バインダー樹脂層が形成された面を貼着する工程と、
   上記基板を加熱しながら、上記接着フィルムを上記基板の表面より剥離し、上記開口部内に充填された上記導電性粒子を上記バインダー樹脂層に転着する工程とを有する導電性接着フィルムの製造方法。
2. 上記溶媒は、液体又は固体であり、
   上記基板を加熱することにより、上記溶媒が気化される請求項１記載の導電性接着フィルムの製造方法。
3. 上記基板の加熱温度は、液状の上記溶媒の沸騰温度以上である請求項１又は２記載の導電性接着フィルムの製造方法。
4. 上記基板の加熱温度は、上記バインダー樹脂層の最低溶融粘度を示す温度よりも低い請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性接着フィルムの製造方法。
5. バインダー樹脂層は、上記溶媒に対する溶解度が５％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性接着フィルムの製造方法。
6. 上記バインダー樹脂層に上記導電性粒子が転着された後、上記バインダー樹脂層の上に第２のベースフィルムをラミネートする請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性接着フィルムの製造方法。
7. 上記第２のベースフィルムの上を加圧ロールが転動することにより、上記導電性粒子が上記バインダー樹脂層の内部へ埋め込まれる請求項６記載の導電性接着フィルムの製造方法。
8. ベースフィルムと、
   上記ベースフィルム上に積層されたバインダー樹脂と、
   上記バインダー樹脂に、所定の配列パターンで、規則的に分散配置された導電性粒子とを備え、
   上記導電性粒子の周辺に、上記導電性粒子の粒子径と同等以下の気泡が存在する導電性接着フィルム。
9. 上記請求項１〜７のいずれか１項に記載の導電性接着フィルムの製造方法を用いて製造された請求項８記載の導電性接着フィルム。
10. 導電性粒子が配列された異方性導電フィルムによって複数並列された端子同士が接続された接続体の製造方法において、
    上記異方性導電フィルムは、
    基板の表面に所定のパターンで形成された複数の開口部に、溶媒及び導電性粒子を充填する工程と、
    上記基板の上記開口部が形成された表面上に、ベースフィルムにバインダー樹脂層が形成された接着フィルムの上記バインダー樹脂層が形成された面を貼着する工程と、
    上記基板を加熱しながら、上記接着フィルムを上記基板の表面より剥離し、上記開口部内に充填された上記導電性粒子を上記バインダー樹脂層に転着する工程とによって製造される接続体の製造方法。
    
    

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