JP2019214714A - フィラー含有フィルム - Google Patents
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- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
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- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/29344—Gold [Au] as principal constituent
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- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/29347—Copper [Cu] as principal constituent
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- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/29355—Nickel [Ni] as principal constituent
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- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
- H01L2224/29357—Cobalt [Co] as principal constituent
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- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
- H01L2224/29363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
- H01L2224/29364—Palladium [Pd] as principal constituent
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- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/29386—Base material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
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- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/2939—Base material with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
- H01L2224/29391—The principal constituent being an elastomer, e.g. silicones, isoprene, neoprene
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- H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
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- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29499—Shape or distribution of the fillers
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Abstract
Description
フィラー含有フィルムを平滑面で挟み、所定の熱圧着条件で熱圧着した場合の、熱圧着前に対する熱圧着後のフィラーの繰り返しピッチの比率が300%以内であるフィラー含有フィルムを提供し、特に、絶縁性樹脂層が2層の絶縁性樹脂層の積層体から形成されている態様及び、30〜200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層よりも低い低粘度樹脂層が絶縁性樹脂層に積層されている態様を提供する。
絶縁性樹脂層の剥離基材と反対側の面からフィラーを押し込む工程、
フィラーを押し込んだ絶縁性樹脂層と、該絶縁性樹脂層と別個の絶縁性樹脂層とをそれらの剥離基材を外側にして積層する工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法を提供し、
第2の製造方法として、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
2つの絶縁性樹脂層を、それらの剥離基材を外側にして積層することにより絶縁性樹脂層の積層体を形成する工程、
該絶縁性樹脂層の積層体にフィラーを押し込む工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法を提供し、
第3の製造方法として、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
30〜200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層より低い低粘度樹脂層の形成用組成物を剥離基材に塗布し、剥離基材上に低粘度樹脂層を形成する工程、
絶縁性樹脂層と低粘度樹脂層を、それらの剥離基材を外側にして積層することにより絶縁性樹脂層と低粘度樹脂層の積層体を形成する工程、
絶縁性樹脂層の剥離基材を剥離し、剥離基材を剥離した絶縁性樹脂層の面からフィラーを押し込む工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法を提供し、
第4の製造方法として、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
30〜200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層より低い低粘度樹脂層の形成用組成物を剥離基材に塗布し、剥離基材上に低粘度樹脂層を形成する工程、
絶縁性樹脂層の剥離基材と反対側の面にフィラーを押し込む工程、
フィラーを押し込んだ絶縁性樹脂層と、剥離基材上に形成した低粘度樹脂層とを、それらの剥離基材を外側にして積層する工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法を提供する。
図1Aは実施例のフィラー含有フィルム1Aのフィラー配置を示す平面図であり、図1BはそのX−X断面図である。このフィラー含有フィルム1Aは、フィラー2として導電粒子を含有し、異方性導電フィルムとして使用されるもので、絶縁性樹脂層10に導電粒子が所定配列を繰り返す規則的な配置で保持されている。絶縁性樹脂層10は、フィラー2の他に微小固形物3を含有している。従来のフィラー含有フィルムを、後述するように平滑面で挟んで熱圧着した場合、熱圧着前の規則的なフィラーの配置は熱圧着後に広がり、配列の繰り返しピッチは熱圧着前に対して広くなり、繰り返しピッチのバラツキも大きくなり、フィラーの配列に乱れが生じるが、本発明のフィラー含有フィルムでは、フィラーの移動量や配列の乱れが少なく、熱圧着前に対する熱圧着後のフィラーの繰り返しピッチの比率が300%以内、好ましくは250%以内、より好ましくは200%以内である。言い換えると、本発明のフィラー含有フィルムによれば熱圧着前後でフィラー配置の相対的位置関係が維持されることにより熱圧着前の最近接フィラーの中心間距離に対して、熱圧着後の最近接フィラーの中心間距離を3倍以内、2.5倍以内、2倍以内にすることができる。
本発明においてフィラー2としては、フィラー含有フィルムの用途に応じて、公知の無機系フィラー(金属粒子、金属酸化物粒子、金属窒化物粒子など)、有機系フィラー(樹脂粒子、ゴム粒子など)、有機系材料と無機系材料が混在したフィラー(例えば、コアが樹脂材料で形成され、表面が金属メッキされている粒子(金属被覆樹脂粒子)、導電粒子の表面に絶縁性微粒子を付着させたもの、導電粒子の表面を絶縁処理したもの等)から、硬さ、光学的性能などの用途に求められる性能に応じて適宜選択される。例えば、光学フィルムや艶消しフィルムでは、シリカフィラー、酸化チタンフィラー、スチレンフィラー、アクリルフィラー、メラミンフィラーや種々のチタン酸塩等を使用することができる。コンデンサー用フィルムでは、酸化チタン、チタン酸マグネシウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ビスマス、酸化ランタン、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛及びこれらの混合物等を使用することができる。接着フィルムではポリマー系のゴム粒子、シリコーンゴム粒子等を含有させることができる。導電フィルムや異方性導電フィルムでは導電粒子を含有させる。導電粒子としては、ニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、ハンダなどの合金粒子、金属被覆樹脂粒子、表面に絶縁性微粒子が付着している金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。2種以上を併用することもできる。中でも、金属被覆樹脂粒子が、接続された後に樹脂粒子が反発することで端子との接触が維持され易くなり、導通性能が安定する点から好ましい。また、導電粒子の表面には公知の技術によって、導通特性に支障を来さない絶縁処理が施されていてもよい。
本発明においてフィラー2の粒子径はフィラー含有フィルムの用途に応じて定めることができる。例えば、フィラー含有フィルムを異方性導電フィルムとして使用する場合、フィラー含有フィルムの製造時のフィラーの押込精度を向上させるため、好ましくは1μm以上、より好ましくは2.5μm以上である。また、フィラー含有フィルムの製造時のフィラーの位置ずれの影響を抑制するため、好ましくは200μm以下、より好ましくは50μm以下である。ここで、粒子径は平均粒子径を意味する。フィラー含有フィルムにおけるフィラーの平均粒子径は、平面画像又は断面画像から求めることができる。また、フィラー含有フィルムに含有させる前の原料粒子としてのフィラーの平均粒子径は湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA−3000(マルバーン社)を用いて求めることができる。なお、フィラーに絶縁性微粒子等の微粒子が付着している場合には、微粒子を含めない径を粒子径とする。
本発明のフィラー含有フィルムの平面視において、フィラーは所定配列を繰り返す規則的な配置をしており、図1Aに示した実施例のフィラー含有フィルム1Aでは、フィラー2の配置は6方格子配列となっている。本発明においてフィラーの規則的な配置の例としては、正方格子、長方格子、斜方格子等の格子配列を挙げることができる。異なる形状の格子が、複数組み合わさったものでもよい。フィラーが所定間隔で直線状に並んだ粒子列を所定の間隔で並列させてもよい。フィラーが密に配置されている領域と疎に配置されている領域が規則的に繰り返されていてもよい。フィラー同士が接触しているユニットが、フィラーの規則的な繰り返し単位を構成していてもよい。フィラー含有フィルムを異方性導電フィルムとする場合には、導電粒子を互いに非接触な規則的な配列とすることが、端子における捕捉安定性とショート抑制の両立のためにより好ましい。なお、フィラーが規則的な配列をしているか否かは、例えばフィルムの長手方向(フィラー含有フィルムを巻装体にした場合の巻取り方向)にフィラーの所定の配置が繰り返されているか否かを観察することで判別することができる。
フィラーの面積占有率(%)=[平面視におけるフィラーの個数密度]×[フィラー1個の平面視面積の平均]×100
絶縁性樹脂層10には、フィラー2と異なる機能をフィラー含有フィルム1Aに付与するために、フィラー2と形成素材の異なる種々の微小固形物3を含有することができる。例えば、フィラー2が導電粒子である場合に、微小固形物3としては、粘度調整剤、チキソトロピック剤、重合開始剤、カップリング剤、難燃化剤等を含有することができる。より具体的には、例えば粘度調整剤としては、シリカ粉、アルミナ粉などを挙げることができる。
本発明において、絶縁性樹脂層は、単一の絶縁性樹脂層から構成されていてもよく、複数の絶縁性樹脂層の積層体から構成されていてもよい。図1A、図1Bに示したフィラー含有フィルム1Aの絶縁性樹脂層10は、後述するフィラー含有フィルムの製造方法により、同様の絶縁性樹脂層形成用組成物を平滑な剥離基材上に塗布し、乾燥することにより形成された絶縁性樹脂層11、12を、それらの乾燥面を内側にし、剥離基材側の面を外側にして積層したものとなっている。フィラー含有フィルム1Aでは、これら2層の絶縁性樹脂層11、12の界面を観察することができる。絶縁性樹脂層形成用組成物を塗布し、乾燥した面には、該組成物に含有される微小固形物に由来する荒れが現れやすいが、図1Bに示したように絶縁性樹脂層11、12における塗布乾燥面を内側にして重ね合わせるとフィラー含有フィルムの表面は剥離基材の平滑面が転写された面になるので、フィラー含有フィルムを物品に均一に熱圧着することが容易になると考えられる。
絶縁性樹脂層10を形成する樹脂組成物は、フィラー含有フィルムの用途に応じて適宜選択され、熱可塑性樹脂組成物、高粘度粘着性樹脂組成物、硬化性樹脂組成物から形成することができる。例えば、フィラー含有フィルムを異方性導電フィルムとする場合、特許文献5に記載の異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層を形成する樹脂組成物と同様に、重合性化合物と重合開始剤から形成される硬化性樹脂組成物を使用することができる。この場合、重合開始剤としては熱重合開始剤を使用してもよく、光重合開始剤を使用してもよく、それらを併用してもよい。例えば、熱重合開始剤としてカチオン系重合開始剤、熱重合性化合物としてエポキシ樹脂を使用し、光重合開始剤として光ラジカル重合開始剤、光重合性化合物としてアクリレート化合物を使用する。熱重合開始剤として、熱アニオン重合開始剤を使用してもよい。熱アニオン重合開始剤としては、イミダゾール変性体を核としその表面をポリウレタンで被覆してなるマイクロカプセル型潜在性硬化剤を用いることが好ましい。
絶縁性樹脂層10の最低溶融粘度は、フィラーを絶縁性樹脂層に押し込めれば特に制限はないが、フィラー含有フィルム1Aを物品に熱圧着するときのフィラー2の不用な流動を抑制するため、好ましくは1500Pa・s以上、より好ましくは2000Pa・s以上、さらに好ましくは3000〜15000Pa・s、特に好ましくは3000〜10000Pa・sである。この最低溶融粘度は、一例として回転式レオメータ(TA instruments社製)を用い、測定圧力5gで一定に保持し、直径8mmの測定プレートを使用して求めることができ、より具体的には、温度範囲30〜200℃において、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hz、前記測定プレートに対する荷重変動5gとすることにより求めることができる。なお、最低溶融粘度の調整は、溶融粘度調整剤として含有させる微小固形物の種類や配合量、樹脂組成物の調整条件の変更などにより行うことができる。
前述のように、フィラー含有フィルムにおいて絶縁性樹脂層を単一の絶縁性樹脂層から構成してもよく、複数の絶縁性樹脂層の積層体から構成してもよいが、いずれの場合においても、フィラー含有フィルムの製造工程で絶縁性樹脂層にフィラーを押し込むにあたり、フィラーの押し込みを安定して行えるようにするため、絶縁性樹脂層の層厚はフィラー2の粒子径に対して、好ましくは0.3倍以上、より好ましくは0.6倍以上、さらに好ましくは0.8倍以上、特に好ましくは1倍以上である。また、絶縁性樹脂層の層厚の上限については特に制限はなく、絶縁性樹脂層の層厚はフィラー含有フィルムを熱圧着する物品に応じて適宜調整すればよいが、絶縁性樹脂層の層厚が厚くなりすぎるとフィラー含有フィルムを物品に熱圧着するときにフィラー2が樹脂流動の影響を不用に受け易くなり、また、絶縁性樹脂層に含まれている微小固形物の絶対量が多くなることにより物品の熱圧着が阻害される虞がある。そのため、絶縁性樹脂層の層厚は、フィラー2の粒子径の好ましくは20倍以下、より好ましくは15倍以下である。
絶縁性樹脂層は、フィラー含有フィルムを熱圧着する物品に対して、熱圧着前の仮圧着を可能とする粘着力を有していることが好ましい。フィラー含有フィルムの粘着力は、JIS Z 0237に準じて測定することができ、また、JIS Z 3284−3又はASTM D 2979―01に準じてプローブ法によりタック力として測定することもできる。フィラー含有フィルムが樹脂層として絶縁性樹脂層と低粘度樹脂層を有する場合も、絶縁性樹脂層のみを有する場合も、フィラー含有フィルムの表裏各面のプローブ法によるタック力は、例えば、プローブの押し付け速度を30mm/min、加圧力を196.25gf、加圧時間を1.0sec、引き剥がし速度を120mm/min、測定温度23℃±5℃で計測したときに、表裏の面の少なくとも一方を1.0kPa(0.1N/cm2)以上とすることができ、1.5kPa(0.15N/cm2)以上とすることが好ましく、3kPa(0.3N/cm2)より高いことがより好ましい。この場合、フィラー含有フィルムの一方の面を素ガラスに貼り付けることで、他方の面のタック力を測定してもよい。素ガラスではなく、柔軟性のある熱可塑性樹脂フィルム(例えば、厚さ20μm以下の離形処理していないPETフィルム、シリコンラバーなど)に貼り付けて測定してもよい。フィラー含有フィルムの貼り付ける面を反転させることで、フィラー含有フィルムの表裏の面のタック力を同一条件で測定することができる。
フィラー含有フィルム1Aは、次のように製造することができる。まず、PETフィルム等の表面が平滑な剥離基材20aに、上述の微小固形分を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を塗布し、乾燥することにより絶縁性樹脂層11を形成する工程を行う(図2A)。
上述のようにして製造されるフィラー含有フィルム1Aの表面は、剥離基材20a、20b側の絶縁性樹脂層の面11b、12bとなることから、その面11b、12bは剥離基材20a、20bの表面の平滑性が転写されて平滑になる。したがって、フィラー含有フィルム1Aを物品に熱圧着するときに、絶縁性樹脂層11、12の物品に対する粘着性が向上し、また、フィラー含有フィルムを一様に押圧することができる。これにより、熱圧着でフィラー2が不均一に流動することが抑制され、熱圧着後のフィラー2の配置は当初の規則的な配置が一様に拡大したものとなる。よって、フィラー含有フィルム1Aを平滑面で挟み、当該絶縁性樹脂層の組成などに応じた所定の加熱加圧条件で面積を熱圧着した場合、熱圧着前に対する熱圧着後のフィラーの繰り返しピッチの比率が300%以内となり、絶縁性樹脂層の乾燥面11a、12aがフィラー含有フィルムの表面を構成するようにした場合に比して顕著に小さくなる。
本発明のフィラー含有フィルムは種々の態様をとることができる。例えば、図3に示したフィラー含有フィルム1Bは、上述のフィラー含有フィルム1Aに対して、フィラー2のフィルム表面側の位置とフィラー含有フィルム1Bの表面(絶縁性樹脂層12の剥離基材側の面12b)とがフィルム厚方向に面一に揃っている点が異なっている。
図5に示したフィラー含有フィルム1Cは、上述のフィラー含有フォルム1Bのフィラーの押込面(剥離基材側の絶縁性樹脂層の面12b)(図4C)に、低粘度樹脂層15を積層したものである。
図7に示したフィラー含有フィルム1Dは、絶縁性樹脂層10と低粘度樹脂層15の乾燥面同士が対向した積層体の該絶縁性樹脂層10の外表面にフィラー2の頂部が面一に揃って配置されているものであり、次の工程から製造することができる。
図9に示したフィラー含有フィルム1Eは、絶縁性樹脂層10の乾燥面と低粘度樹脂層15の乾燥面とが対向した積層体の該絶縁性樹脂層10の乾燥面にフィラー2の頂部が面一に揃って配置されているものであり、次の工程から製造することができる。
フィラー含有フィルムは、その製品形態において巻装体とすることができる。巻装体の長さについて特に制限はないが、出荷物の取り扱い性の点から好ましくは5000m以下、より好ましくは1000m以下、さらに好ましくは500m以下である。一方、巻装体の量産性の点からは5m以上が好ましい。
本発明のフィラー含有フィルムは、従前のフィラー含有フィルムと同様に物品に貼り合わせて使用することができ、貼り合わせる物品に特に制限はない。したがって、フィラー含有フィルムを介して種々の第1部品と第2部品とを接続し、第1物品と第2物品の接続体を得ることができる。例えば、フィラー含有フィルムを異方性導電フィルムとして構成する場合、熱圧着ツールを用いて異方性導電フィルムを、PN接合を利用した半導体素子(太陽電池等の発電素子、CCD等の撮像素子、発光素子、ペルチェ素子)、その他各種半導体素子、ICチップ、ICモジュール、FPCなどの第1電子部品と、FPC、ガラス基板、プラスチック基板、リジッド基板、セラミック基板などの第2電子部品との異方性導電接続に使用することができ、またこのフィラー含有フィルムを異方性導電接続以外用途で電子部品に用いることもできる。なお、フィラー含有フィルムを貼り合せる物品の面は、平滑でもよく、段部や凸形状を有していてもよい。
フィラー含有フィルムとして、比較例1及び実施例1〜4の異方性導電フィルムを作製した。
比較例1
(1)絶縁性樹脂層の形成
表1に示す配合で絶縁性樹脂層形成用組成物を調製し、PETフィルムに塗布、乾燥し、表2に示す厚みの絶縁性樹脂層(以下、高粘度樹脂層という)を得た。この高粘度樹脂層の最低溶融粘度(回転式レオメータ(TA instruments社製)、測定圧力5g、温度範囲30〜200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hz、測定プレート直径8mm、測定プレートに対する荷重変動5g)は9000Pa・sであった。
導電粒子として、特許文献5の実施例に記載の金属被覆樹脂粒子(積水化学工業(株)、AUL703、平均粒子径3μm)を使用し、この導電粒子を特許文献5の実施例に記載の方法で、(1)の高粘度樹脂層の乾燥面に貼着させ、押圧(60℃、0.5MPa)することにより導電粒子を高粘度樹脂層の乾燥面に押し込んだ(粒子密度28000個/mm2)。この場合、導電粒子は6方格子配列とし、フィルム厚方向の頂部が高粘度樹脂層の乾燥面に面一となるようにした。
比較例1と同様にPETフィルム上に高粘度樹脂層を形成した(層厚3μm)。
一方、表1に示す配合で低粘度樹脂層形成用組成物を調製し、PETフィルムに塗布、乾燥して層厚3μmの低粘度樹脂層を形成した。この低粘度樹脂層の最低溶融粘度(回転式レオメータ(TA instruments社製)、測定圧力5g、温度範囲30〜200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hz、測定プレート直径8mm、測定プレートに対する荷重変動5g)は300Pa・sであった。
比較例1と同様にPETフィルム上に高粘度樹脂層を形成し、その乾燥面に導電粒子を押し込んだ。
一方、実施例1と同様にPETフィルム上に低粘度樹脂層を形成し、この乾燥面を高粘度樹脂層の乾燥面に貼り合わせた。
比較例1と同様にPETフィルム上に高粘度樹脂層を形成し(層厚3μm)、その乾燥面から導電粒子を押し込んだ。
これとは別に、PETフィルム上に高粘度樹脂層を別途形成し(層厚3μm)、双方の高粘度樹脂層の乾燥面同士を貼り合わせた。
比較例1と同様にPETフィルム上に高粘度樹脂層を形成した(層厚3μm)。同様の高粘度樹脂層を別途形成し(層厚3μm)、これらの乾燥面同士を貼り合わせ、高粘度樹脂層が2層の積層体を形成した。この積層体の一方のPETフィルムを剥離し、PETフィルムを剥離した高粘度樹脂層の表面に、比較例1と同様にして導電粒子を貼着し、押し込んだ。
各実施例及び比較例の異方性導電フィルムについて、次の(1)〜(4)の評価試験を行った。(1)〜(4)の結果を表2に示す。但し、比較例1では(2)フィルム表面の粘着性(仮圧着試験)の評価結果がNGであったため、(3)導通抵抗試験と(4)導通信頼性試験では、評価用接続物を正常に製造できたものを選択して評価対象とした。
熱圧着前後の粒子配列の繰り返しピッチの比率の評価用電子部品として以下の電子部品(a)、(b)を使用し、これら電子部品(a)、(b)で実施例及び比較例で作製した異方性導電フィルムを挟み、導電粒子が少なくとも50個以上が含まれるバンプ面積(0.0024mm2)を、温度180℃、圧力60MPa、5秒で熱圧着した。この場合、表2に図示したフィルム構成において、図中下側に電子部品(b)のガラス基板を配置し、上側に電子部品(a)の評価用ICを配置した。
評価用IC
外形:0.7×20.0mm
厚み:0.2mm
Au−plated bump:サイズ40μm×60μm、バンプ間距離20μm、バンプ高さ5μm、
ガラス基板(ITO配線ガラス基板)
厚み:0.3mm
(2-1)仮圧着試験
実施例及び比較例で作製した各異方性導電フィルムの導電粒子の押込側表面又はその反対側の表面を評価用ノンアルカリガラスに貼り付け、50μm厚の緩衝材(ポリテトラフルオロエチレン)を用い、異方性導電フィルム幅1.5mm、長さ50mm、圧着温度70℃、圧着圧力1MPa、圧着時間1秒で仮圧着した。そして、貼着面と反対側のPETフィルムをピンセットで剥がす際に、PETフィルムと共に異方性導電フィルムがガラス基板から剥がれるか否かを観察した。これを100回行い、次の基準で評価した。
OK:100回の全てにおいて異方性導電フィルムがガラス基板から剥がれない
NG:100回のうち1回以上異方性導電フィルムがガラス基板から剥がれた
特開2017−48358号公報に記載の接着強度試験に準じ、図11に示すように、2枚のスライドグラス(26mm×76mm×1mm)(松波硝子工業株式会社)30、31を互い違いに重ね、その間に実施例で作製した各異方性導電フィルム1を挟んだ。この場合、各異方性導電フィルムは円形(直径10mm)に打ち抜いたものを使用し、まず、表2に示す「フィルム構成」の下側の面を下側のスライドグラス30と重ね合わせた。そして下側のスライドグラス30を実装時の仮貼りの一般的なステージ温度である40〜50℃に加温したホットプレートに載置し、指で押さえて30秒間加熱し貼り合わせ、下側のスライドグラス30と異方性導電フィルムの下側の面とを所謂、仮貼り状態とした。その後、表2に示す「フィルム構成」の上側の面に上側のスライドグラス31を載置して貼り合わせ、上側のスライドグラス31が異方性導電フィルムの上側の面の粘着力で貼着している状態とした。
タック試験機(TACII、株式会社レスカ)を用いて次のように粘着力(タック力)を22℃の雰囲気下で測定した。まず、実施例で作製した各異方性導電フィルム(1cm×1cm)を素ガラス(厚さ0.3mm)と貼り合わせた。この場合、表2に図示したフィルム構成において、下側の面を素ガラスと貼り合わせ、上側の面をタック力の測定面とし、素ガラスを試料台のシリコンラバーの受け台上においた。次にタック試験機の円柱状の直径5mmのプローブ(ステンレス製鏡面仕上げ)を測定面の上方にセットし、押し付け速度30mm/minでプローブを測定面に接触させ、加圧力196.25gf、加圧時間1.0secで加圧し、引き剥がし速度120mm/minで測定面から2mm引き剥がしたときにプローブが測定面の粘着力によって受ける抵抗を荷重値として測定し、プローブを測定面から引き剥がすときの最大荷重を粘着力(タック力)とした。各実施例において粘着力を2回ずつ測定し、その最低値を表2に示した。ただし、実施例3、4は測定が難しいため実施例1、2に比して測定値のばらつきが大きかった。比較例1は指で触った感触により粘着力が実施例3、4よりも小さく、測定を行わなかった。
各実施例及び比較例の異方性導電フィルムを、接続に十分な面積で裁断し、導通特性の評価用ICとガラス基板との間に挟み、加熱加圧(180℃、60MPa、5秒)して各評価用接続物を得、得られた評価用接続物の導通抵抗を4端子法で測定し、以下の基準で評価した。(1)と同様に、この場合も表2に図示したフィルム構成の下側をガラス基板に貼り付けた。
外形:1.8×20.0mm
厚み:0.3mm
Au−plated bump:サイズ30μm×85μm、バンプ間距離50μm、バンプ高さ5μm
厚み:0.3mm
OK:2.0Ω未満
NG:2.0Ω以上
(3)で作製した評価用接続物を、温度85℃、湿度85%RHの恒温槽に500時間おいた後の導通抵抗を、初期導通抵抗と同様に測定し、以下の基準で評価した。
た。
OK:5.0Ω未満
NG:5.0Ω以上
一方、実施例1〜4も比較例1も、(3)初期導通抵抗や(4)導通信頼性は実施例1〜4は問題がないことがわかる。
また、実施例1〜4も比較例1も、A軸とB軸の双方で熱圧着前後のピッチの比率((P1/P0)×100%)が300%以下であり、熱圧着前後の配列の乱れが少ないことが確認できた。
本発明のフィラー含有フィルムにおいて2段階押し込みによる接続がフィラーの挟持に及ぼす影響を調べるため、実施例1〜4の異方性導電フィルムを用い、次の評価用ICチップとガラス基板を接続対象として2段階押し込みによる接続体を製造し、接続体のバンプで挟持されている導電粒子数を計測した。
ペリフェラル型ICチップ
外形:6×6mm、
バンプ仕様:φ36μm(円形のバンプ)、バンプピッチ;300μm
バンプ高さはフィルム厚みより3μm以上高かった。
素ガラス
外形15×15mm、厚み150μm
また、比較のため、仮圧着で押圧せずに上記の本圧着のみを行った接続体を製造した。
2 フィラー、導電粒子
3 微小固形物
10、11、12 絶縁性樹脂層
10a、11a、12a 乾燥面
10b、11b、12b 剥離基材側の絶縁性樹脂層の面
15 低粘度樹脂層
15a 低粘度樹脂層の乾燥面
15b 低粘度樹脂層の乾燥面と反対の面
20a、20b、20c 剥離基材
21 型
30、31 スライドグラス
D フィラーの粒子径
Claims (12)
- 絶縁性樹脂層にフィラーと、フィラーと形成素材の異なる微小固形物が保持され、平面視でフィラーが所定配列を繰り返しているフィラー含有フィルムであって、
フィラー含有フィルムを平滑面で挟み、所定の熱圧着条件で熱圧着した場合の、熱圧着前に対する熱圧着後のフィラーの繰り返しピッチの比率が300%以内であるフィラー含有フィルム。 - 絶縁性樹脂層が2層の絶縁性樹脂層の積層体から形成されている請求項1記載のフィラー含有フィルム。
- 30〜200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層より低い低粘度樹脂層が絶縁性樹脂層に積層されている請求項1又は2記載のフィラー含有フィルム。
- 請求項1記載のフィラー含有フィルムの製造方法であって、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
絶縁性樹脂層の剥離基材と反対側の面からフィラーを押し込む工程、
フィラーを押し込んだ絶縁性樹脂層と、該絶縁性樹脂層と別個の絶縁性樹脂層とをそれらの剥離基材を外側にして積層する工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法。 - 請求項1記載のフィラー含有フィルムの製造方法であって、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
2つの絶縁性樹脂層を、それらの剥離基材を外側にして積層することにより絶縁性樹脂層の積層体を形成する工程、
該絶縁性樹脂層の積層体にフィラーを押し込む工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法。 - 請求項3記載のフィラー含有フィルムの製造方法であって、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
30〜200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層より低い低粘度樹脂層の形成用組成物を剥離基材に塗布し、剥離基材上に低粘度樹脂層を形成する工程、
絶縁性樹脂層と低粘度樹脂層を、それらの剥離基材を外側にして積層することにより絶縁性樹脂層と低粘度樹脂層の積層体を形成する工程、
絶縁性樹脂層の剥離基材を剥離し、剥離基材を剥離した絶縁性樹脂層の面からフィラーを押し込む工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法。 - 請求項3記載のフィラー含有フィルムの製造方法であって、微小固形物を含有する絶縁性樹脂層形成用組成物を剥離基材上に塗布し、剥離基材上に絶縁性樹脂層を形成する工程、
30〜200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層より低い低粘度樹脂層の形成用組成物を剥離基材に塗布し、剥離基材上に低粘度樹脂層を形成する工程、
絶縁性樹脂層の剥離基材と反対側の面にフィラーを押し込む工程、
フィラーを押し込んだ絶縁性樹脂層と、剥離基材上に形成した低粘度樹脂層とを、それらの剥離基材を外側にして積層する工程、
を有するフィラー含有フィルムの製造方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のフィラー含有フィルムを物品に貼り合わせたフィルム貼着体。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のフィラー含有フィルムを介して第1物品と第2物品とを接続した接続体。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のフィラー含有フィルムにおいてフィラーとして導電粒子を用いた異方性導電フィルムを介して第1電子部品と第2電子部品を接続した接続体。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のフィラー含有フィルムを介して第1物品と第2物品を接続する接続体の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のフィラー含有フィルムにおいてフィラーとして導電粒子を用いた異方性導電フィルムを介して第1電子部品と第2電子部品を接続する接続体の製造方法。
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