JP2022121154A - 接続体の製造方法,接続体 - Google Patents

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遥哲 芝
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裕樹 大関
Hiroki Ozeki
宏一 佐藤
Koichi Sato
康二 江島
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Abstract

【課題】接続体の配線領域が細幅であっても、接続体の所定の評価項目(導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度)の評価結果が実用に適用できないレベルにまで低下してしまうこと回避可能な接続体及びその製造方法を提供する。【解決手段】第1電子部品の端子部を第2電子部品の実装領域内の配線領域に異方性導電フィルムを介して異方性導電接続する接続体の製造方法は、第1電子部品に、異方性導電フィルムを仮貼りする仮貼り工程と、第2電子部品の配線領域上に、第1電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムを載置する載置工程と、第1電子部品側から熱圧着ツールで熱圧着する熱圧着工程、とを有する。熱圧着の際、異方性導電フィルムが、第2電子部品と第1電子部品との対向面間で挟持される第1領域と、第1領域に隣接し、第1電子部品には対向しているが第2電子部品には対向していない第2領域とを有するように行う。【選択図】図4

Description

本発明は、異方性導電フィルムを利用した接続体の製造方法及び当該接続体に関する。
従来、スマートフォンやタブレット型コンピュータ等の小型電子機器や大型有機ELテレビ等の大型画像表示装置のディスプレイパネルは、表示部とその周縁の少なくとも一部に配置された配線領域とから構成されている。配線領域には、FPC(フレキシブル印刷回路)基板等の各種電子部品の端子部が異方性導電フィルムを介して異方性導電接続されている。この異方性導電接続の際には、ディスプレイパネルの配線領域に、配線領域の幅と同等程度の幅もしくはそれ以下の幅の異方性導電フィルムを仮貼りし、仮貼りした異方性導電フィルムにFPC基板等の各種電子部品の端子部を位置合わせした後、異方性導電接続処理を行っている(特許文献1)。
近年、上述したような小型電子機器や大型画像表示装置のディスプレイパネルにおいては狭額縁化が求められている。このため、パネル周縁の実装領域の幅を今まで以上に狭くすることが試みられ、必然的に実装領域内の配線領域の幅もいっそう狭くすること(例えば、0.6mm以下の幅にすること)も試みられている。相応して、そのような実装領域に仮貼りするための異方性導電フィルムとして、ディスプレイパネルの実装領域の幅と同等程度の幅もしくはそれ以下の幅にスリットしたものを使用することが試みられている。
特開2007―90461号
しかし、異方性導電フィルムをこれまで以上に細い幅(例えば0.6mm以下の幅)にスリットしようとすると、異方性導電フィルムに対しスリット刃が入り難く、切断面が乱れがちとなり、スリット作業の難易度が著しく増大するという問題がある。また、そのように細幅にスリットされた異方性導電フィルムから作成した巻装体から異方性導電フィルムを引き出そうとした場合、ブロッキングなどの引き出し不良が生じ易いという問題もある。このように、ディスプレイパネルの狭額縁化に細幅の異方性導電フィルム及びその巻装体を対応させようとすると、それらの製造難易度が増大するという問題がある。
また、異方性導電フィルムをディスプレイパネルの配線領域に仮貼りする実装装置においては、異方性導電フィルムを、細い幅の配線領域に正確に配置する必要がある。しかし、従前の実装装置の配置精度では、これまで以上に細幅の異方性導電フィルムを、細い幅の配線領域に正確に配置することが困難になることが予想される。そのように困難になると、小型電子機器の狭額縁化したディスプレイパネルに先ず細幅の異方性導電フィルムを仮貼りして異方性導電接続により接続体を製造する際に、製造された接続体の所定の評価項目(導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度)のいずれか一つでも、その評価結果を実用に適用できないレベルにまで低下させてしまうという問題を引き起こしかねない。そのような問題が引き起こされた場合には、例えば、異方性導電フィルムを用いて異方性導電接続を行う際に、ショートの発生や導電粒子捕捉数の減少等の接続不良が発生してしまうことが懸念される。
本発明の目的は、以上の従来技術における問題点を解決しようとするものである。具体的には、FPC基板などの第1電子部品の端子部を、狭額縁化したディスプレイパネルなどの第2電子部品の非常に細い幅(例えば0.6mm以下の幅)の実装領域内の更に細い配線領域に異方性導電フィルムを介して異方性導電接続して接続体を製造する際に、実装領域の幅以下の幅の異方性導電フィルムを使用しなければならないという制約から解放されるようにすることである。そして、異方性導電フィルムの仮貼りを従前の実装装置で実現でき、しかも、製造された接続体の所定の評価項目(導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度)のいずれについても、評価結果が実用に適用できないレベルに低下してしまうことを回避することである。
本発明者は、「従来技術の問題点が、小型電子機器のディスプレイパネル等の第2電子部品の狭額縁化に伴ってディスプレイパネル等の第2電子部品の細狭化した実装領域に異方性導電フィルムを先ず仮貼りすること、そして、その仮貼りをするための異方性導電フィルムとして、その幅を実装領域の細幅以下にスリットしたものを使用すること、といった技術常識にとらわれていることに起因している」との仮説を立てた。その仮説の下、ディスプレイパネルなどの第2電子部品の実装領域内の配線領域の幅以上の幅の異方性導電フィルムを使用できるようにすれば本発明の目的を達成できる可能性が増大することを見出した。そして、その目的を達成する手段として、異方性導電フィルムをディスプレイパネル等の第2電子部品の細狭化した実装領域に先ず仮貼りするのではなく、FPC基板などの第1電子部品の端子部に先ず仮貼りし、更に、FPC基板などの第1電子部品の端子部と、ディスプレイパネルなどの第2電子部品の実装領域内の配線領域と、それらを異方性導電接続するために使用する異方性導電フィルムとの相互の相対位置関係を所定の関係となるように調整すればよいことを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、第1電子部品の端子部を第2電子部品の実装領域内の配線領域に異方性導電フィルムを介して異方性導電接続する接続体の製造方法であって、
第1電子部品に、異方性導電フィルムを仮貼りする仮貼り工程と、
第2電子部品の配線領域上に、第1電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムを載置する載置工程と、
第1電子部品側から熱圧着ツールで熱圧着する熱圧着工程とを含み、
異方性導電フィルムは、第2電子部品と第1電子部品との対向面間で挟持される第1領域と、第1領域に隣接し、第1電子部品に対向しているが第2電子部品には対向していない第2領域とを有する、接続体の製造方法を提供する。
また、本発明は、第1電子部品の端子部と第2電子部品の配線領域とが、バインダー樹脂層に導電粒子が含有されてなる導電粒子含有層を有する異方性導電フィルムを介して異方性導電接続されている接続体であって、
前記異方性導電フィルムは、前記第2電子部品と第1電子部品との対向面間に挟持されている第1領域と、第1領域に隣接し、第1電子部品には対向しているが第2電子部品には対向していない第2領域とを備えることを特徴とする接続体を提供する。
本発明の接続体の製造方法においては、異方性導電フィルムを、FPC基板などの第1電子部品の端子部に仮貼りする。このため、使用する異方性導電フィルムの幅を、ディスプレイパネルなどの第2電子部品の実装領域の幅以下とする必要性から解放される。従って、異方性導電フィルムとして、その幅が第2電子部品の配線領域の幅よりも大きく、安定した異方性導電特性のものを使用することができる。よって、異方性導電フィルムの仮貼りを従前の実装装置で実現することができ、格別に高い配置精度での仮貼りが不要となる。結果的に、製造された接続体の所定の評価項目(導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度)のいずれについても、評価結果が実用に適用できないレベルにまで低下してしまうことを回避できる。
図1は、本発明の接続体の製造方法の仮貼り工程説明図である。 図2は、本発明の接続体の製造方法の載置工程説明図である。 図3は、本発明の接続体の製造方法の熱圧着工程説明図である。 図4は、本発明の接続体の概略断面図である。 図5は、本発明の接続体の製造方法に適用する異方性導電フィルムの概略断面図である。
本発明は、第1電子部品の端子部を第2電子部品の配線領域に異方性導電フィルムを介して異方性導電接続する接続体の製造方法であり、以下の「仮貼り工程」、「載置工程」及び「熱圧着工程」を有する。以下、本発明の接続体の製造方法について、図面を参照しながら、工程毎に詳細に説明する。
(仮貼り工程)
仮貼り工程では、図1に示すように、第1電子部品10に、異方性導電フィルム20を仮貼りする。第1電子部品10において、異方性導電フィルム20を仮貼りする位置は、通常、第1電子部品10の末端に設けている端子部11を被覆する位置であり、第1電子部品10と異方性導電フィルム20とは、後続する載置工程でのアライメントを容易化し、また、異方性導電フィルム20自体の幅を最小化するために、末端端部で面一となっていることが好ましい。また、仮貼りの操作自体は、異方性導電フィルムの仮貼り操作に準じて行うことができる。
(第1電子部品10)
第1電子部品10としては、好ましくは、公知のCOF(チップオンフィルム)基板などのFPC基板等を適用することができる。なお、硬質なガラス基板やガラスエポキシ基板なども、本発明の効果を損なわない限り、使用することができる。また、端子部11としては、Au、Ag、Cu、Ni、Ti、AL、Sn、Mo等の金属やこれらを組み合わせた金属合金、もしくはITOなどの金属酸化物等の端子素材から形成したものを適用することできる。
(異方性導電フィルム20)
異方性導電フィルム20は、バインダー樹脂層21に導電粒子22が2次元的又は3次元的にランダム又は規則的(例えば、六方格子状、正方格子状等の格子状)に配置されている構造の導電粒子含有層23を有する。導電粒子がランダムに配置されている場合には、異方性導電フィルム20の製造操作を簡略化することができる(例えば、バインダー樹脂に導電粒子を混練して分散させ、分散物を成膜すればよい)。導電粒子が規則的に配置されている場合には、導電粒子の使用量を減少させて、異方性導電フィルムの製造コストを削減することができ、ショートの発生を抑制することもできる。
バインダー樹脂層21及び導電粒子22は、それぞれ、公知の異方性導電フィルムの導電粒子含有層を構成するバインダー樹脂層及び導電粒子と同様の構成とすることができる。たとえばバインダー樹脂層としては、アクリル系樹脂組成物層、エポキシ系樹脂組成物層などが挙げられる。バインダー樹脂層21の層厚は、好ましくは1μm以上10μm以下である。また、導電粒子としては、ニッケル粒子、ハンダ粒子等の金属または合金粒子や、公知の樹脂粒子をニッケルなどの金属で被覆した金属被覆樹脂粒子を挙げることができる。導電粒子の平均粒子径は、好ましくは1μm以上10μm以下である。このような導電粒子22は、その表面が絶縁処理されていてもよい。
また、バインダー樹脂層21中の導電粒子22の個数密度は、好ましくは1000~500000個/mmである。導電粒子22の個数密度をこの範囲とすることにより、接続端子に必要な数の導電粒子22の捕捉数を提供することが可能となる。この個数密度はフィルム平面視で光学顕微鏡を用いて観察して求めることができる。
異方性導電フィルム20は、導電粒子含有層23のみで構成されていてもよいが、図5に示すように、絶縁性樹脂層24が更に積層された構造を有するものを使用することが好ましい。当然に、この絶縁性樹脂層24は導電粒子を含有していない層である。この場合、導電粒子含有層23は、異方性導電接続時に導電粒子が不要に樹脂流動してしまうことを抑制する点から、絶縁性樹脂層24よりも高い溶融粘度を示すことが好ましい。
なお、異方性導電フィルム20においては、導電粒子22がバインダー樹脂層21の片面に導電粒子22が偏在していることが好ましい。片面に偏在していると、後述する第2電子部品の配線領域に導電粒子が接触しやすくなり、異方性導電接続時に導通信頼性を良好なものとすることが容易となる。偏在の程度としては、異方性導電フィルム20のバインダー樹脂層21の該片面から導電粒子22までの距離をDとし、バインダー樹脂層21の層厚をLaとしたとき、距離Dの層厚Laに対する比率(%)[(D/La)×100]が、好ましくは-5%以上40%以下、より好ましくは-5%以上15%以下、特に好ましくは-5%以上5%以下である。比率が40%を超えると、異方性導電接続時に導電粒子22が位置ズレしやすくなり、異方性導電接続時に第1電子部品の端子部と後述する第2電子部品の配線領域との間で捕捉される導電粒子数が減少する。また比率が-5%未満になると(バインダー樹脂層から導電粒子が露出する程度が大きくなると)、絶縁性樹脂層24が導電粒子22を覆えなくなり、接着能力の低下等、異方性導電フィルム20の特性が損なわれることが懸念される。特に好ましい偏在の程度としては、導電粒子22がバインダー樹脂層21と面一になっていることである。
なお、本仮貼り工程において、異方性導電フィルムを第1電子部品に仮貼りする際に、導電粒子が偏在していない側から仮貼りを行うことが好ましい。これにより、後述する第2電子部品の配線領域に導電粒子を接触させやすくなり、異方性導電接続時に導通信頼性を良好なものとすることが容易となる。
また、異方性導電フィルム20が、図5のように絶縁性樹脂層24を有する場合、本仮貼り工程において、異方性導電フィルムを第1電子部品に仮貼りする際に、絶縁性樹脂層24側が第1電子部品10側に位置するように行うことが好ましい。これは、異方性導電接続の際に導電粒子含有層23が絶縁性樹脂層24の後に加圧されることから導電粒子22の不要な移動を抑制することになり、ショートや捕捉粒子数の低下を回避することができる。
(載置工程)
載置工程では、図2に示すように、仮貼り工程の後、第2電子部品30の実装領域30a内の配線領域31上に、第1電子部品10に仮貼りされた異方性導電フィルム20を載置する。この載置工程で異方性導電フィルム20を載置する際には、第2電子部品30と第1電子部品10との対向面間で挟持される第1領域20Xと、第1領域20Xに隣接し、第1電子部品10に対向しているが第2電子部品30には対向していない第2領域20Yとが形成されるようにアライメントを行う。このように異方性導電フィルム20を構成すると、仮に第2電子部品30の配線領域31が非常に細幅であっても、異方性導電フィルム20の幅を配線領域31の幅よりも大きくすることができる。アライメントは公知のアライメント装置やアライメント機構を用いて行うことができる。なお、第1領域20Xと第2領域20Yとが「隣接」しているとは、第2領域20Yが第1領域20Xから途切れなく連続して延設されていることである。
(第2電子部品30)
第2電子部品30としては、好ましくは、ガラス基板や光学樹脂を使用した液晶表示パネル等の各種画像表示パネルを例示することができる。実装領域30aは、第2電子部品30の周縁(額縁)の少なくとも一部に形成されている領域であり、第1電子部品10との異方性導電接続が行われる領域である。そしてその内側には、Au、Ag、Cu、Ni、Ti、AL、Sn、Mo等の金属やこれらを組み合わせた金属合金、もしくはITOなどの金属酸化物等の端子素材から形成した配線領域31が形成されている。
(熱圧着工程)
熱圧着工程は本硬化工程に相当する。図3に示すように、この工程では、第1電子部品10側から熱圧着ツール40で加熱しながら矢印の方向に熱圧着し、異方性導電フィルム10の第1領域20Xを、第2電子部品30の配線領域31に熱圧着する。この熱圧着の際に、熱圧着ツール40と第1電子部品10の間に公知の緩衝材(例えば50μm厚のテフロン(登録商標)シート)を介在させてもよい。この際、異方性導電フィルム20の第2領域20Yは熱圧着ツール40では熱圧着されない。本熱圧着工程を経て、本発明の一部である、図4の接続体100が得られる。この接続体100は、第1電子部品10の端子部11と第2電子部品30の配線領域31とが、バインダー樹脂層21に導電粒子22が含有されてなる導電粒子含有層23を有する異方性導電フィルム20を介して異方性導電接続されている構造を有している。この接続体100は、異方性導電フィルム20が、第2電子部品30と第1電子部品10との対向面間に挟持されている第1領域20Xと、第1領域20Xに隣接し、第1電子部品10には対向しているが第2電子部品30には対向していない第2領域20Yとを備えるように構成されている。
なお、この熱圧着工程において、第1電子部品10と第2電子部品30と異方性導電フィルム(ACF)20との間の関係は図3に示す以下の(イ)~(ヘ)の指標(幅)で表すことができる。
(イ)実装幅:
ディスプレイパネル等の第2電子部品の額縁の幅であり、特に限定されないが、ディスプレイパネルなどの第2電子部品の狭額縁化に対応して1mm以下が好ましく、0.2mm又はそれ以下の場合も想定される。
(ロ)配線領域幅:
実装幅内に設けられている配線領域の幅であり、配線領域幅は、実装幅より大きくなることはない。ディスプレイパネルなどの第2電子部品の狭額縁化に対応して実装幅は1mm以下が好ましいことから、0.1mm以上であることが好ましい。
(ハ)ACFの第1領域幅:
第1電子部品と第2電子部品との対向面間に挟持され、熱圧着ツールで熱圧着される領域の幅(オーバーラップ幅)であり、第1領域幅は実装幅以下であるが、ACF幅の25%以上が好ましい。
(ニ)熱圧着ツール位置:
実装領域の内側端(表示部エッジ)からの距離であり、この数値が負であると、熱圧着ツールがディスプレイ部に及んでいることを示す。実装領域幅の0%以上100%未満であるが、好ましくは5%以上70%以下である。
(ホ)熱圧着ツール幅:
熱圧着ツール幅は、実装幅の好ましくは0.8倍以上3倍以下である。ツールの片当たりを防ぎつつ、異方性導電フィルムの第1領域の硬化反応を促進させるためである。他方、異方性導電フィルム幅よりも大きくすることが好ましい。第2領域の異方性導電フィルムの硬化反応も促進させるためである。
(ヘ)ACFの第2領域幅:
第1電子部品には対向しているが第2電子部品には対向していないACFの領域の幅であり、ツール幅以下であることが好ましい。第2領域のACFの硬化反応率を増大させるためである。第2領域は、接続強度を十分に得るために、異方性導電フィルム幅の75%以下が好ましい。更にフィルムの硬化反応率を一定以上に高くすることが求められ、実用上60%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましい。硬化反応率は、一般的なIR法で完全硬化物と未硬化物との各ピーク強度を元に、各評価用接続体の熱圧着されていないACFの第2領域を測定部位として算出することができる。硬化反応率測定部位であるACFの第2領域においては、重心点付近を測定することが代表値として好ましい。
このようにして得られる接続体は、FPC基板などの第1電子部品の端子部を、狭額縁化したディスプレイパネルなどの第2電子部品の非常に細い幅(例えば0.6mm以下)の実装領域内の更に細い配線領域に異方性導電フィルムを介して異方性導電接続して接続体を製造する際に、実装領域の幅以下の幅の異方性導電フィルムを使用する必要性から解放され、また、異方性導電フィルムの仮貼りを(格別に高い配置精度ではない)従前の実装装置で実現できる。結果的に、製造された接続体の所定の評価項目(導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度)のいずれについても、評価結果を実用上問題のないレベルにすることができる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例1~10、比較例1~6
(1)異方性導電フィルムの作成
(a)バインダー樹脂層の作成
フェノキシ樹脂(YP-50、日鉄ケミカル&マテリアル(株))40質量部、シリカフィラ(アエロジルR805、日本アエロジル(株))25質量部、液状エポキシ樹脂(iER828、三菱化学(株))30質量部、シランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業(株))2質量部、及び熱カチオン重合開始剤(SI-60L、三新化学工業(株))3質量部からなるバインダー樹脂層形成用組成物を、バーコーターでフィルム厚さ50μmのPETフィルム上に塗布し、80℃のオーブンにて5分間乾燥させ、PETフィルム上に5μmの厚さのバインダー樹脂層を形成した。但し、実施例8ではPETフィルム上に10μmの厚さのバインダー樹脂層を形成した。
(b)導電粒子転写型の作成
導電粒子の配列を平面視で正方格子配列とし、実施例10については導電粒子の個数密度が6000個/mm、実施例1、2、4及び6~8並びに比較例1及び3~5については12000個/mm、実施例3、5及び9並びに比較例2については16000個/mm、比較例6については20000個/mmなるように、凸部パターンを形成した金型を作製した。金型に公知の透明性樹脂のペレットを溶融させた状態で該金型に流し込み、冷やして固めることで、正方格子配列パターンを有する導電粒子転写型を作成した。
(c)導電粒子含有層の作成
導電粒子として、金属被覆樹脂粒子(積水化学工業(株)、AUL703、平均粒子径3μm)を用意し、この導電粒子を導電粒子転写型の凹みに充填し、その上に上述のバインダー樹脂を被せ、60℃、0.5MPaで熱圧着することで貼着させた。そして、導電粒子転写型からバインダー樹脂層を剥離し、バインダー樹脂層上の導電粒子を、加圧(熱圧着条件:60~70℃、0.5MPa)することでバインダー樹脂層に押し込むことにより導電粒子含有層を作成した。この導電粒子含有層は、単層の異方性導電フィルムとして機能することができるものであった。なお、導電粒子の埋め込みの程度(バインダー樹脂層の層厚Laと、その表面から導電粒子までの距離Dとの比率)は、実施例1~7及び比較例1~5の場合0%であり(換言すれば、導電粒子がバインダー樹脂層の片面に面一になって、偏在している状態)、実施例8~10及び比較例6の場合は40%であった。なお、使用した金属被覆樹脂粒子のCV値はFPIA-3000(マルバーン社)を用いて、粒子個数1000個以上で測定したところ20%以下であった。
(d)絶縁性樹脂層の形成
フェノキシ樹脂(YP-50、日鉄ケミカル&マテリアル(株))40質量部、シリカフィラ(アエロジルR805、日本アエロジル(株))5質量部、液状エポキシ樹脂(iER828、三菱化学(株))50質量部、シランカップリング剤(KBM-403、信越化学工業(株))2質量部、及び熱カチオン重合開始剤(SI-60L、三新化学工業(株))3質量部からなる絶縁性樹脂層形成用組成物を、バーコーターでフィルム厚さ50μmのPETフィルム上に塗布し、80℃のオーブンにて5分間乾燥させ、PETフィルム上に5μmの厚さの絶縁性樹脂層を形成した。
(e)導電粒子含有層と絶縁性樹脂層との積層
実施例1~7及び比較例1~5については、導電粒子含有層の導電粒子が偏在していない面に絶縁性樹脂層を常法により積層することにより、2層構造の異方性導電フィルムを得た。実施例9~10及び比較例6については、導電粒子含有層の導電粒子が偏在している面に絶縁性樹脂層を常法により積層することにより、2層構造の異方性導電フィルムを得た。これらの異方性導電フィルムを以下の接続体の製造に適用した。なお、実施例8については、絶縁性樹脂層を積層せず、バインダー樹脂層単層で接続体の製造に適用した。
(2)接続体の製造
(a)構成材料の準備
接続体製造用に、以下の異方性導電フィルム、FPC基板及びガラス基板を用意した。
*異方性導電フィルム
作成した異方性導電フィルムを、スリッターで0.6mm幅にスリットしたものを使用した。
*FPC基板
評価用FPC基板として、ポリイミドフィルム(38μmt-S’perflex基材)上に端子ピッチ(L/S=1/1)が20μmのCu配線(8μmt-Snメッキ)が設けられたものを準備した。
*ガラス基板
評価用ガラス基板として、ITOパターンガラス基板(コーニング社製)を準備した。このガラス基板の外形は30mm×50mmであり、厚みは0.5mmであり、FPC基板が異方性導電接続されるべき額縁部分に対応する実装領域の幅は0.5mmであり、実装領域内には、Ti/AL配線(厚み0.3μm)が設けられていた。
(b)仮貼り工程、載置工程及び熱圧着工程の実施
実装ステージ上に配置された評価用FPC基板の端子部に、実施例1~7及び10並びに比較例1~6の異方性導電フィルムを絶縁性樹脂層側から仮貼りし、実施例9の異方性導電フィルムを導電粒子含有層側から仮貼りし、実施例8の異方性導電フィルムを直接仮貼りした。仮貼りされた異方性導電フィルムを、ガラス基板の実装領域上にアライメントして載置し、異方性導電フィルム上から熱圧着ツールで加熱加圧(180℃、3.5MPa、6秒、熱圧着ツールの下降速度10mm/sec、ステージ温度40℃)することにより接続体を得た。
なお、熱圧着を行う際、図3に示すように、異方性導電フィルム20、第1電子部品としてのFPC基板10及び第2電子部品としてのガラス基板30の相互間の位置関係「(イ)実装幅、(ロ)配線領域幅、(ハ)ACFの第1領域幅、(ニ)熱圧着ツール位置、(ホ)熱圧着ツール幅、及び(ヘ)ACFの第2領域幅」が表1に特定されるように行った。
(3)接続体の評価
得られた接続体について、以下に説明する「ACFの第2領域の硬化反応率」、「導通抵抗」、「絶縁抵抗」、「粒子捕捉性」及び「接着強度」を試験評価し、総合判定を行った。評価結果・総合判定結果を表1に示す。
(a)ACFの第2領域の硬化反応率
評価用接続体におけるACFの第2領域(即ち、熱圧着されていない領域)の硬化反応率を評価した。具体的には、IR法で完全硬化物と未硬化物のそれぞれのピーク強度を元に各評価用接続物におけるACFの第2領域の硬化反応率を算出する。硬化反応率の評価は、次の基準で行った。
(ACFの第2領域の硬化反応率の評価基準)
A(好ましい):80%以上
B(問題なし):60%以上80%未満
C(不可):60%未満
(b)導通抵抗
各評価用接続体の導通抵抗を評価した。具体的には、デジタルマルチメータ(品番:デジタルマルチメータ7555、横河電機株式会社製)を用いて4端子法にて電流1mAを流したときの抵抗値を測定した。導通抵抗の評価は、次の基準で行った。
(導通抵抗評価基準)
A(好ましい):2Ω未満
B(問題なし):2Ω以上4Ω以下
C(不可):4Ωより大
(c)絶縁抵抗
各評価用接続体の絶縁抵抗を評価した。具体的には、ハイレジスタンスメータ(品番:ハイレジスタンスメータ4339B、アジレント・テクノロジー社製)を用いて2端子法にて印加電圧25Vとしたときの、隣接ライン間の抵抗を測定した。絶縁抵抗の評価は、次の基準で行った。
(絶縁抵抗評価基準)
AA(より好ましい):1012Ω以上
A(好ましい):1011Ω以上1012Ω未満
B(問題なし):109Ω以上1011Ω未満
C(不可):109Ω未満
(d)粒子捕捉性(最小接続面積)
粒子捕捉については最小接続面積(5個以上の導電粒子が捕捉されている端子の面積)を見積もることで評価した。具体的には、X方向にライン状に配線形成したTEGを用いた。圧痕を光学顕微鏡にてカウントし、横軸:接続面積、縦軸:捕捉数とする検量線を作成することで、見積もった。
(粒子捕捉性評価基準)
A(好ましい):200μm以上1000μm未満
B(問題なし):1000μm以上2000μm以下
C(不可):2000μmより大
(e)接着強度
各評価用接続体の接着強度を評価した。具体的には、引張試験機(RTC1225A、AMD社)を用いて測定した。評価用ガラス基板から評価用FPC基板を、50mm/秒の速度で90度方向に引き上げ、引き剥がしに要した力を接着強度(N)とし測定した。接着強度の評価は、次の基準で行った。
(接着強度評価基準)
A(好ましい):8Nより大
B(問題なし):5N以上8N以下
C(不可):5Nより小
Figure 2022121154000002
[評価結果の考察]
表1の結果から、実施例1~10の接続体は、ACFの第2領域の硬化反応率、導通抵抗、絶縁抵抗、粒子捕捉性、接着強度の各評価項目について、良好な結果を示した。特に、実施例3の場合、ガラス基板の配線領域幅が0.1mmの細幅であっても、製造された接続体の導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度のいずれも、評価結果は実用上問題のないレベルとなることがわかった。
比較例1の接続体は、導通抵抗が“C”評価であった。実施例4との比較により、ACFの第1領域幅の割合が少なくACFの第2領域幅の割合が多いことが原因と思われる。比較例1と実施例4の結果の比較により、異方性導電フィルムの全幅に対する異方性導電フィルムの第1領域幅の割合が25%以上(異方性導電フィルムの第2領域幅の割合が75%未満)である方が好ましいことがわかった。
比較例2の接続体は、導通抵抗が“C”評価であった。熱圧着ツール位置が表示部エッジから離れすぎていることが原因と思われる。比較例2と実施例5の結果の比較により、熱圧着ツール位置は70%以下である方が好ましいことがわかった。
比較例3では接続体を製造することができなかった。熱圧着ツール幅が、実装幅の約4倍の幅があるため、熱圧着ツールの底面がFPC基板に面接触せずに片当たりを起こしていることが原因と思われる。比較例3と実施例6の結果の比較により、熱圧着ツール幅は、実装幅の3倍以下であることが好ましいことがわかった。
比較例4の条件で製造した接続体は、接着強度の評価項目について問題があった。実装幅0.1mmでありガラス基板と異方性導電フィルムの接着幅が減少したことで接続強度が低下したことが原因と思われる。比較例4と実施例7の結果の比較により、実装幅0.2mm以上であれば、接着強度に問題が生じないことがわかった。
比較例5の条件では接続体を製造することができなかった。熱圧着ツール位置が、-10%の負の値であり、熱圧着ツールがディスプレイ部に接触し、底面がFPC基板に面接触せずに片当たりを起こしていることが原因と思われる。
比較例6の条件で製造した接続体は、絶縁抵抗の評価項目について問題があった。比較例6の異方性導電フィルムは、導電粒子の個数密度が20000個/mmであり導電粒子が密になりすぎたことが原因と思われる。比較例6と実施例9、10の結果の比較により、導電粒子の個数密度が6000個/mm以上16000個/mm以下であれば、絶縁抵抗に問題が生じないことがわかった。
本発明の接続体の製造方法においては、異方性導電フィルムを、FPC基板などの第1電子部品の端子部に仮貼りする。このため、使用する異方性導電フィルムの幅を、ディスプレイパネルなどの第2電子部品の実装領域の幅以下とする必要性から解放される。従って、異方性導電フィルムとして、その幅が第2電子部品の配線領域の幅よりも大きく、安定した異方性導電特性のものを使用することができる。よって、異方性導電フィルムの仮貼りを従前の実装装置で実現することができ、格別に高い配置精度での仮貼りが不要となる。このように、新規実装装置の導入を不要とするだけでなく、従前の実装装置の大幅な改修も回避することができる。結果的に、製造された接続体の所定の評価項目(導通抵抗、絶縁抵抗、導電粒子捕捉性、接着強度)のいずれについても、評価結果が実用に適用できないレベルにまで低下してしまうことを回避できる。従って、本発明の接続体の製造方法は、ディスプレイパネルなどの第2電子部品の細幅に形成された実装領域にFPC基板などの第1電子部品の端子部を異方性導電接続する際に有用である。
10 第1電子部品
11 端子部
20 異方性導電フィルム
20X 第1領域
20Y 第2領域
21 バインダー樹脂層
22 導電粒子
23 導電粒子含有層
24 絶縁性樹脂層
30 第2電子部品(例えば、ディスプレイパネル)
30a 実装領域
31 配線領域
40 熱圧着ツール
100 接続体
D 異方性導電フィルムのバインダー樹脂層の片面から導電粒子までの距離
La バインダー樹脂層の層厚
(イ) 実装幅
(ロ) 配線領域幅
(ハ) 異方性導電フィルムの第1領域幅
(ニ) 熱圧着ツール位置
(ホ) 熱圧着ツール幅
(ヘ) 異方性導電フィルムの第2領域幅

Claims (13)

  1. 第1電子部品の端子部を第2電子部品の実装領域内の配線領域に異方性導電フィルムを介して異方性導電接続する接続体の製造方法であって、
    第1電子部品に、異方性導電フィルムを仮貼りする仮貼り工程と、
    第2電子部品の配線領域上に、第1電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムを載置する載置工程と、
    第1電子部品側から熱圧着ツールで熱圧着する熱圧着工程とを含み、
    異方性導電フィルムは、第2電子部品と第1電子部品との対向面間で挟持される第1領域と、第1領域に隣接し、第1電子部品に対向しているが第2電子部品には対向していない第2領域とを有する、接続体の製造方法。
  2. 載置工程において、第1電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムの第1領域の第2電子部品の配線領域へのアライメントを行う請求項1記載の製造方法。
  3. 異方性導電フィルムが、バインダー樹脂層とそれに含有されている導電粒子とからなる導電粒子含有層を有し、バインダー樹脂層の片面に導電粒子が偏在している請求項1又は2に記載の製造方法。
  4. 異方性導電フィルムの導電粒子含有層のバインダー樹脂層の該片面から導電粒子までの距離をDとし、バインダー樹脂層の層厚をLaとしたとき、距離Dの層厚Laに対する比率(%)[(D/La)×100]が、-5%以上40%以下である請求項3記載の製造方法。
  5. 前記仮貼り工程において、前記異方性導電フィルムを第1電子部品に仮貼りする際に、導電粒子が偏在していない側から仮貼りを行う請求項4記載の製造方法。
  6. 異方性導電フィルムとして、導電粒子含有層において前記導電粒子が規則的に配置されているものを使用する請求項3~5のいずれかに記載の製造方法。
  7. 前記異方性導電フィルムとして、導電粒子含有層に、絶縁性樹脂層が更に積層された構造を有するものを使用する請求項3~6のいずれかに記載の製造方法。
  8. 前記仮貼り工程において、前記異方性導電フィルムを第1電子部品に仮貼りする際に、絶縁性樹脂層側が第1電子部品側に位置するように仮貼りを行う請求項7記載の製造方法。
  9. 前記異方性導電フィルムの全幅に対する前記異方性導電フィルムの前記第1領域幅の割合が25%以上である請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。
  10. 前記熱圧着ツールの幅は、異方性導電フィルムの幅よりも大である請求項1~9のいずれかに記載の製造方法。
  11. 前記熱圧着ツール幅は、第2電子部品の実装幅の0.8倍以上3倍以下である請求項1~10のいずれかに記載の製造方法。
  12. 前記第1電子部品がFPC基板であり、前記第2電子部品がディスプレイパネルである請求項1~11のいずれかに記載の製造方法。
  13. 第1電子部品の端子部と第2電子部品の配線領域とが、バインダー樹脂層に導電粒子が含有されてなる導電粒子含有層を有する異方性導電フィルムを介して異方性導電接続されている接続体であって、
    前記異方性導電フィルムは、前記第2電子部品と第1電子部品との対向面間に挟持されている第1領域と、第1領域に隣接し、第1電子部品には対向しているが第2電子部品には対向していない第2領域と、を備える、
    ことを特徴とする接続体。
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