JP2020038993A - 接続体及び接続体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の配線ピッチや電子部品の電極端子がファインピッチ化されても、電子部品と回路基板との導通性を確保するとともに、電子部品の電極端子間におけるショートを防止する。【解決手段】回路基板１２上に異方性導電接着剤１を介して電子部品１８が接続された接続体１０において、異方性導電接着剤１は、バインダー樹脂３に導電性粒子４が規則的に配列され、電子部品１８に形成された接続電極１９間のスペース２３における導電性粒子４同士の粒子間距離は、回路基板１２に形成された基板電極１７と接続電極１９との間に捕捉された導電性粒子４同士の粒子間距離よりも長い。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品と回路基板とが接続された接続体及び接続体の製造方法に関し、特に導電性粒子を含有する接着剤を介して電子部品が回路基板に接続された接続体及び接続体の製造方法に関する。

従来から、テレビやＰＣモニタ、携帯電話やスマートホン、携帯型ゲーム機、タブレット端末やウェアラブル端末、あるいは車載用モニタ等の各種表示手段として、液晶表示装置や有機ＥＬパネルが用いられている。近年、このような表示装置においては、ファインピッチ化、軽量薄型化等の観点から、駆動用ＩＣを直接表示パネルのガラス基板上に実装するいわゆるＣＯＧ（chip on glass）が採用されている。

例えばＣＯＧ実装方式が採用された液晶表示パネルにおいては、図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、ガラス基板等からなる透明基板１０１に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる透明電極１０２が複数形成され、これら透明電極１０２上に液晶駆動用ＩＣ１０３等の電子部品が接続される。液晶駆動用ＩＣ１０３は、実装面に、透明電極１０２に対応して複数の電極端子１０４が形成され、異方性導電フィルム１０５を介して透明基板１０１上に熱圧着されることにより、電極端子１０４と透明電極１０２とが接続される。

異方性導電フィルム１０５は、バインダー樹脂に導電性粒子を混ぜ込んでフィルム状としたもので、２つの導体間で加熱圧着されることにより導電性粒子で導体間の電気的導通がとられ、バインダー樹脂にて導体間の機械的接続が保持される。異方性導電フィルム１０５を構成する接着剤としては、通常、信頼性の高い熱硬化性のバインダー樹脂が用いられるが、光硬化性のバインダー樹脂又は光熱併用型のバインダー樹脂であってもよい。

このような異方性導電フィルム１０５を介して液晶駆動用ＩＣ１０３を透明電極１０２へ接続する場合は、先ず、透明基板１０１の透明電極１０２上に異方性導電フィルム１０５を図示しない仮圧着手段によって仮貼りする。続いて、異方性導電フィルム１０５を介して透明基板１０１上に液晶駆動用ＩＣ１０３を搭載し仮接続体を形成した後、熱圧着ヘッド１０６等の熱圧着手段によって液晶駆動用ＩＣ１０３を異方性導電フィルム１０５とともに透明電極１０２側へ加熱押圧する。この熱圧着ヘッド１０６による加熱によって、異方性導電フィルム１０５は熱硬化反応を起こし、これにより液晶駆動用ＩＣ１０３が透明電極１０２上に接着される。

特許第４７８９７３８号公報 特開２００４−２１４３７４号公報 特開２００５−２０３７５８号公報

近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高精細化に伴い、回路基板の配線ピッチや電子部品の電極端子のファインピッチ化も進み、異方性導電フィルムを用いて、電極端子がファインピッチ化された回路基板上にＩＣチップ等の電子部品をＣＯＧ接続する場合、狭小化された電極端子間においても確実に導電性粒子が挟持され導通を確保するために、導電性粒子を高密度に充填する必要がある。

しかし、図１３に示すように、回路基板の配線ピッチや電子部品の電極端子のファインピッチ化が進むなかで導電性粒子１０７を高密度に充填すると、電極端子１０４間に分散された導電性粒子１０７が連続することによる端子間ショートの発生率が高まる。

なお、一般に回路基板に形成される電極は印刷等により数十ｎｍ〜数μｍオーダーの薄さで形成されるため、回路基板側の電極間におけるショートは問題にならない。

そこで、本発明は、回路基板の配線ピッチや電子部品の電極端子がファインピッチ化されても、電子部品と回路基板との導通性を確保するとともに、電子部品の電極端子間におけるショートを防止することができる接続体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、本発明に係る接続体は、回路基板上に異方性導電接着剤を介して電子部品が接続された接続体において、上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に導電性粒子が配列され、上記電子部品に形成された接続電極間のスペースにおける導電性粒子同士の粒子間距離は、上記回路基板に形成された基板電極と上記接続電極との間に捕捉された上記導電性粒子同士の粒子間距離よりも長いものである。

また、本発明に係る接続体の製造方法は、回路基板上に、導電性粒子を含有した接着剤を介して電子部品を搭載し、上記電子部品を上記回路基板に対して押圧するとともに、上記接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記回路基板上に接続する接続体の製造方法において、上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に導電性粒子が配列され、上記接続電極間のスペースにおける導電性粒子同士の粒子間距離は、上記回路基板に形成された基板電極と上記電子部品に形成された接続電極との間に捕捉された上記導電性粒子同士の粒子間距離よりも長いものである。

本発明によれば、隣接する電極端子間の端子間スペースにおける導電性粒子同士の粒子間距離は、接続電極と基板電極との間に捕捉された導電性粒子同士の粒子間距離よりも長い。したがって、ファインピッチ化された接続電極の端子間スペースにおいて導電性粒子が連なることによる端子間ショートを防止することができる。

図１は、接続体の一例として示す液晶表示パネルの断面図である。 図２は、液晶駆動用ＩＣと透明基板との接続工程を示す断面図である。 図３は、液晶駆動用ＩＣの電極端子（バンプ）及び端子間スペースを示す平面図である。 図４は、液晶駆動用ＩＣと透明基板において、電極端子及び端子部の配列方向における最小距離Ｄを示す断面図である。 図５は、異方性導電フィルムを示す断面図である。 図６は、導電性粒子が格子状に規則配列された異方性導電フィルムを示す平面図である。 図７は、導電性粒子が規則配列された異方性導電フィルムと、ランダム分散された異方性導電フィルムを用いた接続体における電極端子の粒子捕捉数の分布を示すグラフである。 図８（Ａ）は、導電性粒子が長手方向に疎、幅方向に密に配列された異方性導電フィルムを示す平面図であり、図８（Ｂ）は、導電性粒子が長手方向に密、幅方向に疎に配列された異方性導電フィルムを示す平面図である。 図９は、導電性粒子をフィルム長手方向及び幅方向に対して傾斜して配列させた異方性導電フィルムを、フィルム長手方向を端子部の配列方向に沿って端子部上に配置した状態を示す平面図である。 図１０は、導電性粒子をフィルム長手方向及び幅方向に対して傾斜して配列させた他の異方性導電フィルムを、フィルム長手方向を端子部の配列方向に沿って端子部上に配置した状態を示す平面図である。 図１１は、導電性粒子をフィルム長手方向及び幅方向に対して傾斜して配列させた他の異方性導電フィルムを、フィルム長手方向を端子部の配列方向に沿って端子部上に配置した状態を示す平面図である。 図１２は、液晶表示パネルの透明基板にＩＣチップを接続する工程を示す断面図であり、（Ａ）接続前の工程、（Ｂ）は接続工程を示す。 図１３は、従来の透明基板とＩＣチップとの接続状態を示す断面図である。

以下、本発明が適用された接続体及び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。

［液晶表示パネル］
以下では、本発明が適用された接続体として、ガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のＩＣチップが実装された液晶表示パネルを例に説明する。この液晶表示パネル１０は、図１に示すように、ガラス基板等からなる二枚の透明基板１１，１２が対向配置され、これら透明基板１１，１２が枠状のシール１３によって互いに貼り合わされている。そして、液晶表示パネル１０は、透明基板１１，１２によって囲繞された空間内に液晶１４が封入されることによりパネル表示部１５が形成されている。

透明基板１１，１２は、互いに対向する両内側表面に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等からなる縞状の一対の透明電極１６，１７が、互いに交差するように形成されている。そして、両透明電極１６，１７は、これら両透明電極１６，１７の当該交差部位によって液晶表示の最小単位としての画素が構成されるようになっている。

両透明基板１１，１２のうち、一方の透明基板１２は、他方の透明基板１１よりも平面寸法が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板１２の縁部１２ａには、電子部品として液晶駆動用ＩＣ１８が実装されるＣＯＧ実装部２０が設けられている。なお、ＣＯＧ実装部２０には、透明電極１７の端子部１７ａ、及び液晶駆動用ＩＣ１８に設けられたＩＣ側アライメントマーク２２と重畳させる基板側アライメントマーク２１が形成されている。

液晶駆動用ＩＣ１８は、画素に対して液晶駆動電圧を選択的に印加することにより、液晶の配向を部分的に変化させて所定の液晶表示を行うことができるようになっている。また、図２に示すように、液晶駆動用ＩＣ１８は、透明基板１２への実装面１８ａに、透明電極１７の端子部１７ａと導通接続される複数の電極端子１９（バンプ）が形成されている。電極端子１９は、例えば銅バンプや金バンプ、あるいは銅バンプに金メッキを施したもの等が好適に用いられる。

［電極端子］
液晶駆動用ＩＣ１８は、例えば、図３に示すように、実装面１８ａの一方の側縁に沿って電極端子１９（入力バンプ）が一列で配列され、一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って電極端子１９（出力バンプ）が複数列で千鳥状に配列されている。電極端子１９と、透明基板１２のＣＯＧ実装部２０に設けられている端子部１７ａとは、それぞれ同数かつ同ピッチで形成され、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とが位置合わせされて接続されることにより、接続される。

なお、近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高機能化に伴い、液晶駆動用ＩＣ１８等の電子部品も小型化、低背化が求められ、電極端子１９もその高さが低くなっている（例えば６〜１５μｍ）。

また、上述したように、近年の液晶表示装置その他の電子機器の小型化、高精細化に伴い、回路基板の配線ピッチや電子部品の電極端子のファインピッチ化も進んでいる。例えば、液晶駆動用ＩＣ１８は、電極端子１９の端子部１７ａと接続される接続面の大きさが、幅８〜６０μｍ、長さ４００μｍ以下で下限が幅と同距離（８〜６０μｍ）又は導電性
粒子径の７倍未満とされている。また、電極端子１９間の最小距離も、電極端子１９の幅に準じ、例えば８〜３０μｍとされる。また、例えば、図４に示す電極端子１９及び端子部１７ａの配列方向における最小距離Ｄ（この距離は、異方性接続が可能な範囲で配列方向にずれていてもよい。）が導電性粒子径の４倍未満とすることができる。

また、後述するように、液晶駆動用ＩＣ１８は、透明基板１２のＣＯＧ実装部２０に実装されることにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂の流動性が電極端子１９上と、隣接する電極端子１９間のスペース２３とで異なり、この端子間スペース２３におけるバインダー樹脂の流動性の方が高く、流動しやすい。この流動性に起因して、液晶表示パネル１０は、端子部１７ａと接続される電極端子１９上における導電性粒子４の最も近接する粒子との距離（以下、「粒子間距離」とも言う。）よりも、端子間スペース２３における導電性粒子４の粒子間距離が長くなる。

また、液晶駆動用ＩＣ１８は、実装面１８ａに、基板側アライメントマーク２１と重畳させることにより、透明基板１２に対するアライメントを行うＩＣ側アライメントマーク２２が形成されている。なお、透明基板１２の透明電極１７の配線ピッチや液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９のファインピッチ化が進んでいることから、液晶駆動用ＩＣ１８と透明基板１２とは、高精度のアライメント調整が求められている。

基板側アライメントマーク２１及びＩＣ側アライメントマーク２２は、組み合わされることにより透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とのアライメントが取れる種々のマークを用いることができる。

ＣＯＧ実装部２０に形成されている透明電極１７の端子部１７ａ上には、回路接続用接着剤として異方性導電フィルム１を用いて液晶駆動用ＩＣ１８が接続される。異方性導電フィルム１は、導電性粒子４を含有しており、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の縁部１２ａに形成された透明電極１７の端子部１７ａとを、導電性粒子４を介して電気的に接続させるものである。この異方性導電フィルム１は、熱圧着ヘッド３３により熱圧着されることによりバインダー樹脂が流動化して導電性粒子４が端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間で押し潰され、この状態でバインダー樹脂が硬化する。これにより、異方性導電フィルム１は、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とを電気的、機械的に接続する。

また、両透明電極１６，１７上には、所定のラビング処理が施された配向膜２４が形成されており、この配向膜２４によって液晶分子の初期配向が規制されるようになっている。さらに、両透明基板１１，１２の外側には、一対の偏光板２５，２６が配設されており、これら両偏光板２５，２６によってバックライト等の光源（図示せず）からの透過光の振動方向が規制されるようになっている。

［異方性導電フィルム］
次いで、異方性導電フィルム１について説明する。異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）１は、図５に示すように、通常、基材となる剥離フィルム２上に導電性粒子４を含有するバインダー樹脂層（接着剤層）３が形成されたものである。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、液晶表示パネル１０の透明基板１２に形成された透明電極１７上に貼着されるとともに液晶駆動用ＩＣ１８が搭載され、熱圧着ヘッド３３により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子４が相対向する透明電極１７の端子部１７ａと液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９との間で押し潰され、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、透明基板１２と液晶駆動用ＩＣ１８とを接続し、導通させることができる。

また、異方性導電フィルム１は、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層３に導電性粒子４が所定のパターンで規則的に配列されている。

バインダー樹脂層３を支持する剥離フィルム２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り、異方性導電フィルム１の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム１の形状を維持する。

バインダー樹脂層３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４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４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。導電性粒子４の大きさは１〜１０μｍが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。

［導電性粒子の規則配列］
異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が平面視において所定の配列パターンで規則的に配列され、例えば図６に示すように、格子状かつ均等に配列されるものがある。平面視において規則的に配列されることにより、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４がランダムに分散されている場合に比して、液晶駆動用ＩＣ１８の隣接する電極端子１９間がファインピッチ化し端子間面積が狭小化するとともに、導電性粒子４が高密度に充填されていても、液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程において、導電性粒子４の凝集体による電極端子１９間のショートを防止することができる。

また、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が規則的に配列されることにより、バインダー樹脂層３に高密度に充填した場合にも、導電性粒子４の凝集による疎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、ファインピッチ化された端子部１７ａや電極端子１９においても導電性粒子４を捕捉することができる。導電性粒子４の均等配列パターンは、任意に設定することができる。液晶駆動用ＩＣ１８の接続工程については後に詳述する。

このような異方性導電フィルム１は、例えば、延伸可能なシート上に粘着剤を塗布し、その上に導電性粒子４を単層配列した後、当該シートを、所望の延伸倍率で延伸させる方法、導電性粒子４を基板上に所定の配列パターンに整列させた後、剥離フィルム２に支持されたバインダー樹脂層３に導電性粒子４を転写する方法、あるいは剥離フィルム２に支持されたバインダー樹脂層３上に、配列パターンに応じた開口部が設けられた配列板を介して導電性粒子４を供給する方法等により製造することができる。

［粒子個数密度］
ここで、透明基板１２の透明電極１７の配線ピッチや液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９のファインピッチ化が進んでいることから、透明基板１２上に液晶駆動用ＩＣ１８をＣＯＧ接続する場合、ファインピッチ化された電極端子１９及び端子部１７ａとの間においても確実に導電性粒子が挟持され導通を確保するために、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が高密度で配列されている。

具体的に、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が５０００〜６００００個／ｍｍ²の個数密度で配列されている。粒子個数密度が５０００個／ｍｍ²よりも少ないとファインピッチ化された電極端子１９及び端子部１７ａとの間における粒子捕捉数が減少し、導通抵抗が上がってしまう。また、粒子個数密度が６００００個／ｍｍ²よりも多いと狭小
化された電極端子１９間の端子間スペース２３にある導電性粒子４が連なってしまい、隣接する電極端子１９間をショートさせるおそれがある。なお、これらは一例であり、粒子個数密度は導電性粒子４の大きさから任意に調整するものであり、本発明はこれに限定されるものではない。

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５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、バインダー樹脂層３に導電性粒子４を規則配列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３のみからなる絶縁性接着剤層と導電性粒子４を規則配列したバインダー樹脂３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。また、異方性導電フィルム１は、導電性粒子４が平面視で規則配列されていれば、図５に示すように単層配列されている他、複数のバインダー樹脂層３にわたって導電性粒子４が配列されるとともに平面視において規則配列されるものでもよい。また、異方性導電フィルム１は、多層構成の少なくとも一つの層内で、所定距離で単一に分散されたものでもよい。

［接続工程］
次いで、透明基板１２に液晶駆動用ＩＣ１８を接続する接続工程について説明する。先ず、透明基板１２の端子部１７ａが形成されたＣＯＧ実装部２０上に異方性導電フィルム１を仮貼りする。次いで、この透明基板１２を接続装置のステージ上に載置し、透明基板１２の実装部上に異方性導電フィルム１を介して液晶駆動用ＩＣ１８を配置する。

次いで、バインダー樹脂層３を硬化させる所定の温度に加熱された熱圧着ヘッド３３によって、所定の圧力、時間で液晶駆動用ＩＣ１８上から熱加圧する。これにより、異方性導電フィルム１のバインダー樹脂層３は流動性を示し、液晶駆動用ＩＣ１８の実装面１８ａと透明基板１２のＣＯＧ実装部２０の間から流出するとともに、バインダー樹脂層３中の導電性粒子４は、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の端子部１７ａとの間に挟持されて押し潰される。

その結果、電極端子１９と端子部１７ａとの間で導電性粒子４を挟持することにより電気的に接続され、この状態で熱圧着ヘッド３３によって加熱されたバインダー樹脂が硬化する。これにより、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２に形成された端子部１７ａとの間で導通性を確保された液晶表示パネル１０を製造することができる。

電極端子１９と端子部１７ａとの間にない導電性粒子４は、隣接する電極端子１９間の端子間スペース２３において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、液晶駆動用ＩＣ１８の電極端子１９と透明基板１２の端子部１７ａとの間のみで電気的導通が図られる。なお、バインダー樹脂として、ラジカル重合反応系の速硬化タイプのものを用いることで、短い加熱時間によってもバインダー樹脂を速硬化させることができる。また、異方性導電フィルム１としては、熱硬化型に限らず、加圧接続を行うものであれば、光硬化型もしくは光熱併用型の接着剤を用いてもよい。

［導電性粒子間距離］
ここで、本発明においては、隣接する電極端子１９間の端子間スペース２３における導電性粒子４同士の粒子間距離は、電極端子１９と端子部１７ａとの間に捕捉された導電性粒子４同士の粒子間距離よりも長い。したがって、液晶表示パネル１０は、ファインピッチ化された電極端子１９の端子間スペース２３において導電性粒子４が連なることによる
端子間ショートを防止することができる。

すなわち、本発明においては、異方性導電フィルム１の導電性粒子４が規則的に配置されている。また、熱圧着ヘッド３３による熱加圧時において、液晶駆動用ＩＣ１８は、電極端子１９上よりも、端子間スペース２３の方がバインダー樹脂の流動性が高く流動しやすい。さらに、電極端子１９と端子部１７ａとの間に捕捉された導電性粒子４は、バインダー樹脂の流動による影響が低い。

一方、端子間スペース２３における導電性粒子４は、電極端子１９や端子部１７ａに挟持されておらず、熱圧着ヘッド３３による熱加圧によって流動するバインダー樹脂の影響を相対的に大きく受ける。このため、端子間スペース２３における導電性粒子４は、粒子間距離が相対的に大きくなる。したがって、液晶表示パネル１０は、電極端子１９と端子部１７ａとの間に確実に導電性粒子４を捕捉して導通性を確保することができ、かつ、隣接する電極端子１９間の端子間スペース２３において、粒子間距離を保持するため、電極端子１９間のショートを防止することができる。

また、上述したように、導電性粒子の個数密度は５０００〜６００００個／ｍｍ²とされていることが好ましい。当該個数密度を有することにより、液晶表示パネル１０は、狭小化された端子間スペース２３において導電性粒子４が連続することによる端子間ショートを防止するとともに、ファインピッチ化された電極端子１９と端子部１７ａとの間に導電性粒子４を確実に捕捉し、導通性を向上させることができる。

図７は、導電性粒子４が規則的に配置された異方性導電フィルム１（個数密度：２８０００個／ｍｍ²）と導電性粒子がランダムに分散されている異方性導電フィルム（個数密度：６００００個／ｍｍ²）とを用いてそれぞれ異方性導電接続された接続体における一つの電極端子１９の導電性粒子捕捉数の分布を対比したグラフである。電極端子１９のサイズは１４μｍ×５０μｍ（＝７００μｍ²）、電極端子１９間の距離は１４μｍである。また、異方性導電フィルム１のバインダー及び接続条件は、下記の実施例及び比較例に準ずる。

図７に示すように、異方性導電フィルム１を用いて製造された接続体では、捕捉の確実性が向上されていることがわかる。

［フィルム長手方向に疎密配列］
また、図８（Ａ）に示すように、異方性導電フィルム１は、端子部１７ａ及び電極端子１９の配列方向を長手方向とするフィルム状に形成され、導電性粒子４が、長手方向にわたって疎、幅方向に亘って密に配列されていてもよい。

異方性導電フィルム１は、長手方向を端子部１７ａ及び電極端子１９の配列方向に沿って貼着される。したがって、異方性導電フィルム１は、ＣＯＧ実装部２０に貼り合われることにより、導電性粒子４が端子部１７ａ及び電極端子１９の配列方向にわたって疎に配列され、端子部１７ａ及び電極端子１９の長さ方向にわたって密に配列される。

このような異方性導電フィルム１は、相対的に導電性粒子４が端子部１７ａ及び電極端子１９の配列方向にわたって疎に配列されることにより、端子間スペース２３において隣接する電極端子１９間にわたる導電性粒子４の数が減り、粒子間距離が広がるため、より電極端子１９間のショートを防止することができる。

また、異方性導電フィルム１は、相対的に導電性粒子４が幅方向に亘って密に配列されているため、端子部１７ａ及び電極端子１９の間における導電性粒子４の粒子捕捉率が上
がる。したがって、液晶駆動用ＩＣ１８との導通性を損なうこともない。

なお、図８（Ｂ）に示すように、異方性導電フィルム１は、端子部１７ａ及び電極端子１９の配列方向を長手方向とするフィルム状に形成され、導電性粒子４が、長手方向にわたって密、幅方向に亘って疎に配列されていてもよい。

この場合も、端子間スペース２３における導電性粒子４は、熱圧着ヘッド３３による熱加圧によって流動するバインダー樹脂の影響を大きく受け、粒子間距離が相対的に大きくなる。そのため、液晶表示パネル１０は、電極端子１９間のショートを防止することができる。

また、液晶表示パネル１０は、相対的に導電性粒子４がフィルムの長さ方向に亘って密に配列されているため、端子部１７ａ及び電極端子１９の間において導電性粒子４を確実に捕捉することができ、液晶駆動用ＩＣ１８との導通性を損なうこともない。

[高密度充填配列]
また、図９〜図１１に示すように、異方性導電フィルム１は、フィルムの長手方向Ｌｆと直交する幅方向Ｌｔに対して、導電性粒子４を傾斜させて配列し、フィルムの長手方向Ｌｆを端子部１７ａの配列方向と平行、且つフィルムの幅方向Ｌｔを端子部１７ａの長手方向と平行に配置させることにより、異方導電性フィルム１の長手方向Ｌｆに直交する方向の、導電性粒子Ｐの外接線（二点鎖線）が、その導電性粒子Ｐに隣接する導電性粒子Ｐｃ、Ｐｅを貫いてもよい。

これにより、透明電極１７の端子部１７ａに異方導電性フィルム１を重ねた平面図において、端子部１７ａの幅方向（フィルムの長手方向Ｌｆ）に対する隣接する導電性粒子４の粒子間距離が密となり、ファインピッチ化された端子部１７ａの接続面に占める導電性粒子４の捕捉率を向上することができる。よって、異方性導電フィルム１は、異方導電接続時に対向する電極端子１９との間で挟持されて端子部１７ａに押し込まれ、電極端子１９と端子部１７ａとの間を導通させる導電性粒子Ｐの数が不十分になることを防止することができる。

なお、図９〜図１１に示す異方性導電フィルム１は、導電性粒子がフィルム幅方向Ｌｔへの第２配列方向Ｌ２がフィルム幅方向Ｌｔに対して傾斜するとともに、フィルムの長手方向Ｌｆへの第１配列方向Ｌ１がフィルム長手方向Ｌｆに対して傾斜することにより、端子部１７ａの幅方向及び長手方向に対する隣接する導電性粒子間距離が密とされ、より捕捉率が向上されている。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例では、導電性粒子が規則配列された異方性導電フィルムと、導電性粒子がランダムに分散された異方性導電フィルムを用いて、評価用ガラス基板に評価用ＩＣを接続した接続体サンプルを作成し、それぞれ評価用ガラス基板に形成された基板電極と評価用ＩＣに形成されたＩＣバンプとの間に捕捉された導電性粒子の数及び導電性粒子の最も近接する粒子との距離（粒子間距離）、隣接するＩＣバンプ間に亘るバンプ間スペースにおける導電性粒子の数及び導電性粒子の最も近接する粒子との距離（粒子間距離）、初期導通抵抗、隣接するＩＣバンプ間のショート発生率を測定した。

［異方性導電フィルム］
評価用ＩＣの接続に用いる異方性導電フィルムのバインダー樹脂層は、フェノキシ樹脂（商品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）６０質量部、エポキシ樹脂（商品名：ｊＥＲ８２８、三菱化学社製）４０質量部、カチオン系硬化剤（商品名：ＳＩ‐６０Ｌ、三新化学工業社製）２質量部を溶剤に加えたバインダー樹脂組成物を調整し、このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム上に塗布、焼成することにより形成した。

［評価用ＩＣ］
評価素子として、外形；１．８ｍｍ×２０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、バンプ（Ａｕ‐ｐｌａｔｅｄ）；幅３０μ×長さ８５μｍ、高さ１５μｍ、バンプ間スペース幅；５０μｍの評価用ＩＣを用いた。

［評価用ガラス基板］
評価用ＩＣが接続される評価用ガラス基板として、外形；３０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、評価用ＩＣのバンプと同サイズ同ピッチの櫛歯状の電極パターンが形成されたＩＴＯパターングラスを用いた。

この評価用ガラス基板に異方性導電フィルムを仮貼りした後、ＩＣバンプと基板電極とのアライメントを取りながら評価用ＩＣを搭載し、熱圧着ヘッドにより１８０℃、８０ＭＰａ、５ｓｅｃの条件で熱圧着することにより接続体サンプルを作成した。各接続体サンプルについて、ＩＣバンプと基板電極との間に挟持されている導電性粒子の捕捉数及び粒子間距離、隣接するＩＣバンプ間に亘るバンプ間スペースにある導電性粒子の数及び粒子間距離、初期導通抵抗、隣接するＩＣバンプ間のショート発生率を測定した。

ＩＣバンプと基板電極との間に挟持されている導電性粒子の捕捉数は、各接続体サンプルについて、基板電極に現れる圧痕を評価用ガラス基板の裏面から観察し、１対のＩＣバンプ及び基板電極の間に捕捉された導電性粒子の数を、任意の１００個のＩＣバンプ及び基板電極について計測して、その平均を求めた。同様に、ＩＣバンプと基板電極との間に捕捉された導電性粒子の粒子間距離は、基板電極に現れる圧痕を評価用ガラス基板の裏面から観察し、任意の１００個のＩＣバンプ及び基板電極について計測し、その平均及び最小距離を求めた。

バンプ間スペースにある導電性粒子の数は、各接続体サンプルについて、評価用ガラス基板の裏面から観察し、任意の１００個のバンプ間スペースについて計測し、その平均を求めた。同様に、バンプ間スペースにある導電性粒子の粒子間距離は、評価用ガラス基板の裏面から観察し、任意の１００個のバンプ間スペースについて計測し、その平均及び最小距離を求めた。なお、同一観察面において深さ方向でずれているものは、計測値から概算して求めた。

また、各接続体サンプルは、初期導通抵抗が０．５Ω以下、ＩＣバンプ間のショート発生率が５０ｐｐｍ以下を良好と評価した。

［実施例１］
実施例１では、導電性粒子がバインダー樹脂層に規則配列された異方性導電フィルムを用いた。実施例１で用いた異方性導電フィルムは、延伸可能なシート上に粘着剤を塗布し、その上に導電性粒子を格子状かつ均等に単層配列した後、当該シートを所望の延伸倍率で延伸させた状態で、バインダー樹脂層をラミネートすることにより製造した。使用した導電性粒子（商品名：ＡＵＬ７０４、積水化学工業社製）は粒子径４μｍで、接続前における粒子間距離は０．５μｍ、粒子個数密度は２８０００個／ｍｍ²である。

［実施例２］
実施例２では、接続前における粒子間距離が１μｍ、粒子個数密度が１６０００個／ｍｍ²の異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［実施例３］
実施例３では、接続前における粒子間距離が１．５μｍ、粒子個数密度が１０５００個／ｍｍ²の異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［実施例４］
実施例４では、接続前における粒子間距離が３μｍ、粒子個数密度が５２００個／ｍｍ²の異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［実施例５］
実施例５では、接続前における粒子間距離が０．５μｍ、粒子個数密度が５００００個／ｍｍ²の異方性導電フィルムを用いた他は、実施例１と同じ条件とした。

［比較例１］
比較例１では、バインダー樹脂組成物に導電性粒子を加えて調整し、剥離フィルム上に塗布、焼成することにより、バインダー樹脂層に導電性粒子がランダムに分散されている異方性導電フィルムを用いた。使用した導電性粒子（商品名：ＡＵＬ７０４、積水化学工業社製）は粒子径４μｍで、粒子個数密度は１０００００個／ｍｍ²である。

［比較例２］
比較例２では、粒子個数密度は１６０００個／ｍｍ²である他は、比較例１と同じ条件とした。

表１に示すように、実施例１〜５に係る接続体サンプルでは、１対の評価用ＩＣのＩＣバンプ及び評価用ガラス基板の基板電極の間に挟持された導電性粒子の数が平均８．１以上であり、初期導通抵抗が０．４Ω以下と良好であった。１対のＩＣバンプ及び基板電極の間に挟持された導電性粒子の粒子間距離は、平均１．２μｍ以上で、最小でも０．２μｍ以上であった。

また、実施例１〜５に係る接続体サンプルでは、隣接するＩＣバンプ間に亘るバンプ間スペースにおける導電性粒子の数が平均で１４．３〜１９４．２と分かれたが、導電性粒子の粒子間距離は、平均で１．４μｍ以上、最小でも０．３μｍとなり、ＩＣバンプ間のショート発生率は５０ｐｐｍよりも低く、絶縁性も良好であった。

一方、比較例１では、個数密度が１０００００個／ｍｍ²で充填された導電性粒子がバインダー樹脂層にランダムに分散されているため、基板電極とＩＣバンプとの間に挟持された導電性粒子数は平均４８個、粒子間距離は、平均で０．５μｍ、最小距離は０μｍであり、初期導通抵抗は０．２Ωと問題は無かった。一方、バンプ間スペースにおいては、導電性粒子の数が平均８０個、粒子間距離は平均で０．７μｍ、最小距離は０μｍ、すなわち導電性粒子同士の接触がみられ、バンプ間ショートの発生率が１０００ｐｐｍ以上となった。

また、比較例２では、個数密度が１６０００個／ｍｍ²で充填された導電性粒子がランダムに分散されているため、バンプ間スペースにおいては、導電性粒子の数が平均１２．８個、粒子間距離は平均で２．６μｍ、最小距離は０μｍ、すなわち導電性粒子同士の接触がみられたが、バンプ間ショートの発生率は５０ｐｐｍ以下となった。一方、基板電極とＩＣバンプとの間に挟持された導電性粒子数は平均７．７個、粒子間距離は、平均で２．１μｍ、最小距離は０μｍであり、導通抵抗が５Ωと高くなった。

なお、実施例４では、導電性粒子の個数密度が５０００個／ｍｍ²であるが、導通抵抗が０．５Ωより大きい場合が不良であるところ、０．４Ωであり、実用上問題なかった。また実施例５では、導電性粒子の個数密度が５００００個／ｍｍ²であるが、バンプ間のショート数が５０ｐｐｍより大きい場合が不良であるところ、５０ｐｐｍ以下であり、実用上問題なかった。すなわち、異方性導電フィルムの接着前における導電性粒子の個数密度は、５０００〜６００００個／ｍｍ²とすることが好ましいことが分かる。

なお、圧痕からバンプに捕捉された導電性粒子の個数をカウントする場合、上述のように基板側から観察するのが一般的である。このとき、バンプ間スペースの導電性粒子は、バンプに捕捉された導電性粒子と同一平面上に存在しているものは少ない。これは、流動による影響と推測される。

１ 異方性導電フィルム、２ 剥離フィルム、３ バインダー樹脂層、４ 導電性粒子、６ 巻取リール、１０ 液晶表示パネル、１１，１２ 透明基板、１２ａ 縁部、１３ シール、１４ 液晶、１５ パネル表示部、１６，１７ 透明電極、１７ａ 端子部、１８ 液晶駆動用ＩＣ、１８ａ 実装面、１９ 電極端子、２０ ＣＯＧ実装部、２１ 基板側アライメントマーク、２２ ＩＣ側アライメントマーク、２３ 端子間スペース、３３ 熱圧着ヘッド

Claims (8)

1. 回路基板上に異方性導電接着剤を介して電子部品が接続された接続体において、
   上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に導電性粒子が配列され、
   上記電子部品に形成された接続電極間のスペースにおける導電性粒子同士の粒子間距離は、上記回路基板に形成された基板電極と上記接続電極との間に捕捉された上記導電性粒子同士の粒子間距離よりも長い接続体。
2. 上記異方性導電接着剤は、上記導電性粒子密度が５０００個／ｍｍ²以上である請求項１記載の接続体。
3. 上記異方性導電接着剤は、上記基板電極及び上記接続電極の配列方向を長手方向とするフィルム状に形成され、上記導電性粒子が、長手方向にわたって疎、幅方向に亘って密に配列されている請求項１又は２に記載の接続体。
4. 上記異方性導電接着剤は、上記基板電極及び上記接続電極の配列方向を長手方向とするフィルム状に形成され、上記導電性粒子が、長手方向にわたって密、幅方向に亘って疎に配列されている請求項１又は２に記載の接続体。
5. 回路基板上に、導電性粒子を含有した接着剤を介して電子部品を搭載し、
   上記電子部品を上記回路基板に対して押圧するとともに、上記接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記回路基板上に接続する接続体の製造方法において、
   上記異方性導電接着剤は、バインダー樹脂に導電性粒子が配列され、
   上記接続電極間のスペースにおける導電性粒子同士の粒子間距離は、上記回路基板に形成された基板電極と上記電子部品に形成された接続電極との間に捕捉された上記導電性粒子同士の粒子間距離よりも長い接続体の製造方法。
6. 上記異方性導電接着剤は、上記導電性粒子密度が５０００個／ｍｍ²以上である請求項５記載の接続体の製造方法。
7. 上記異方性導電接着剤は、上記基板電極及び上記接続電極の配列方向を長手方向とするフィルム状に形成され、上記導電性粒子が、長手方向にわたって疎、幅方向に亘って密に配列されている請求項５又は６に記載の接続体の製造方法。
8. 上記異方性導電接着剤は、上記基板電極及び上記接続電極の配列方向を長手方向とするフィルム状に形成され、上記導電性粒子が、長手方向にわたって密、幅方向に亘って疎に配列されている請求項５又は６に記載の接続体の製造方法。

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