JP2023117329A - 導電フィルムの設計方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ミニＬＥＤやマイクロＬＥＤの基板への接続にも適応しやすい導電フィルム用の導電粒子の配置の設計を手軽に行えるようにする。【解決手段】導電粒子Ｐが絶縁性樹脂層に保持されている導電フィルムを用いて、端子長Ｌ1、端子幅Ｌ2の端子を接続する場合の該導電フィルムにおける導電粒子Ｐの配置の設計方法であって、まず、導電粒子Ｐの配置が矩形格子又は斜方格子の格子点にあり、導電フィルムの長手方向又は短手方向に直交する格子軸を有するとし、次に導電フィルムにおける導電粒子Ｐの個数密度等を設定し、次に、一つの格子点Ａから端子長Ｌ１以下の距離にある格子点のうち、その格子点と格子点Ａとを結ぶ直線がフィルム短手方向となす角度が最も小さい格子点Ｂを選択し、格子点Ａを中心に格子を回転させて格子点Ａと格子点Ｂがフィルム短手方向で重なる格子の回転角αを求め、その角度αにより導電フィルムの格子軸の傾斜角を決定する。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、導電フィルムの設計方法に関する。

絶縁性樹脂層に導電粒子を保持させた導電フィルムが、ミニＬＥＤやマイクロＬＥＤといった光学半導体素子を含むＩＣチップ等の電子部品を配線基板等に実装する際に広く使用されている。

ＩＣチップの実装に使用される導電フィルムは異方性導電フィルムとも称されている。本発明における導電フィルムは、この異方性導電フィルムも包含する。

異方性導電フィルムとは、電子部品の端子列と基板の端子列とを接続した接続構造体を得る場合にそれらの間に介在させるフィルムであって、フィルム厚方向のみに導通性が発揮され、フィルム面方向には導通性が無くなるフィルムをいう。また、異方性導電接続とは、電子部品の端子列と基板の端子列との接続に関し、電子部品と基板の積層方向には導通性があるが、端子の列方向には導通性が無い接続をいう。

異方性導電フィルムにおいては、電子部品の高密度実装に伴う端子のファインピッチ化により、端子における導電粒子の捕捉性を高め、かつ隣り合う端子間のショートを回避することが強く求められている。

このような要請に対し、異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を格子状の配列とし、かつその導電粒子の配列方向を異方性導電フィルムの長手方向及び短手方向の双方に対して傾斜させることが提案されている（特許文献１）。

また、電子部品の実装時の圧着温度が変動し、その温度変動により端子の位置がずれても電子部品の接続を確実に行えるようにするため、電子部品の端子を放射状に並列させること（所謂、ファンアウト配線）が知られている（特許文献２）。

近年、さらなるファインピッチ化の要請により、接続する端子同士のアラインメントずれがあると正味の端子間スペースが５μｍ未満となる場合や、異方性導電フィルムに含まれる導電粒子の粒子径に極わずかなマージン（例えば、３μｍ程度の粒子径に対して１μｍ）を加えただけの幅になる場合があるが、そのような場合でもショートを引き起こさないようにすることが異方性導電フィルムに求められている。

また、異方性導電フィルムを用いてファンアウト型の端子列を接続する場合に、異方性導電フィルムの導電粒子が単に格子状に配置されているときには、ファンアウト型の端子列では、端子の配列方向と端子の長手方向とのなす角度が順次異なるので、その格子軸がフィルム長手方向に対して傾斜していても、端子同士における導電粒子の捕捉数の差が大きくなり、また、端子に捕捉された導電粒子の配置状態が端子同士で異なることになる。そのため、接続の良否判定が困難になる等の問題が生じる。

そこで、端子の配列パターンが放射状になっていても、また、端子間スペースが、５μｍ未満又は異方性導電フィルムに含まれる導電粒子径に極わずかなマージン（例えば、３μｍ程度の粒子径に対して１μｍ）を加えただけの幅になる場合も、異方性導電接続を良好に行うために新たな粒子配置が提案されている。この粒子配置では、異方性導電フィルムの長手方向を端子ピッチで区切った場合に、一つの端子ピッチの範囲に、導電粒子の配列軸として、端子の長手方向に伸びた第１配列軸Ａ１と第２配列軸Ａ２が繰り返し配置されるとし、この第１配列軸Ａ１上の導電粒子と第２配列軸Ａ２上の導電粒子の位置関係を導電粒子の平均粒子径との関係で規定する（特許文献３）。

特許6119718号公報 特開2015-232660号公報 特開2020-095922号公報

しかしながら、特許文献３に記載の異方性導電フィルムは、該異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を定めるためのパラメータが多く、実際上導電粒子の配置パターンを定める手法が煩雑になっていた。

これに対し、本発明は、微細なピッチに対応することができ、ミニＬＥＤやマイクロＬＥＤの基板への接続にも適応しやすい導電フィルム用の導電粒子の配置を手軽に設計できるようにすることを課題とする。

本発明者は、絶縁樹脂層に導電粒子を格子状に配置した導電フィルムの導電粒子の配置の設計方法として、まず、導電フィルムで接続する端子ピッチに応じて導電粒子の個数密度を定め、次にその個数密度に応じた格子軸のピッチを定め、次にこの導電フィルムで接続する端子長に応じて格子軸の傾きを定めることにより、微細なピッチの接続に対応することのできる導電フィルム用の導電粒子の配置を簡便に設計できることを想到し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、平面視にて、所定の粒子径の導電粒子が絶縁性樹脂層に保持されている導電フィルムを用いて、端子長Ｌ1、端子幅Ｌ2の端子（但し、Ｌ1≧Ｌ2）を接続する場合の該導電フィルムにおける導電粒子の配置の設計方法であって、
まず、導電粒子の配置が矩形格子又は斜方格子の格子点にあり、導電フィルムの長手方向又は短手方向（以下、フィルム長手方向又はフィルム短手方向ともいう）に直交する格子軸を有するとし、導電フィルムにおける導電粒子の粒子密度、該粒子密度に応じたフィルム長手方向の格子軸における導電粒子のピッチｄ1、及びフィルム短手方向の格子軸における導電粒子のピッチｄ2（ｄ2＝ａ・ｄ1、ａは係数）を設定し、
次に、一つの格子点Ａから端子長Ｌ１以下の距離にある格子点のうち、その格子点と格子点Ａとを結ぶ直線がフィルム短手方向となす角度が最も小さい格子点Ｂを選択し、格子点Ａを中心に格子を回転させて格子点Ａと格子点Ｂがフィルム短手方向で重なる格子の回転角αを求め、その角度αにより導電フィルムの格子軸の傾斜角を決定する設計方法を提供する。

本発明によれば、接続すべき端子における導電粒子の捕捉性やショートの起こりにくさをシミュレーションにより容易に確認することができる。また、接続すべき端子の大きさに応じて格子軸に角度をつけるので、設定した導電粒子の個数密度においてショートをできる限り防止し、かつ各端子における導電粒子の捕捉性を向上させることができる。

また、本発明によれば導電粒子の配列が複雑にならない。したがって、本発明の方法により設計された導電フィルムを作製する場合に、導電粒子の配置を定める原盤の作製が容易となり、原盤をレーザ加工の他に切削加工によっても作製することが可能となる。

図１は、ある導電粒子が正方格子の格子点Ａにある場合に、格子点Ａと該格子点Ａの対角にある格子点Ｂとを結ぶ直線が格子軸となす傾斜角αの説明図である。 図２は、所定の端子長及び端子幅を有する端子と、該端子の接続に好適な導電粒子の粒子配置の傾斜角αとの対応関係の説明図である。 図３Ａは、実施例の設計方法の説明図である。 図３Ｂは、実施例の設計方法の説明図である。 図４Ａは、実施例の設計方法の説明図である。 図４Ｂは、実施例の設計方法の説明図である。 図５は、導電フィルム１０Ａをフィルム厚方向に切った断面図である。 図６は、導電フィルム１０Ｂをフィルム厚方向に切った断面図である。 図７Ａは、実験例１の導電フィルムの接続状態(i)の粒子配置を示した図である。 図７Ｂは、実験例１の導電フィルムの接続状態(ii)の粒子配置を示した図である。 図８Ａは、実験例２の導電フィルムの接続状態(i)の粒子配置を示した図である。 図８Ｂは、実験例２の導電フィルムの接続状態(ii)の粒子配置を示した図である。 図９Ａは、実験例３の導電フィルムの接続状態(i)の粒子配置を示した図である。 図９Ｂは、実験例３の導電フィルムの接続状態(ii)の粒子配置を示した図である。 図１０Ａは、実験例４の導電フィルムの接続状態(i)の粒子配置を示した図である。 図１０Ｂは、実験例４の導電フィルムの接続状態(ii)の粒子配置を示した図である。 図１１Ａは、実験例５の導電フィルムの接続状態(i)の粒子配置を示した図である。 図１１Ｂは、実験例５の導電フィルムの接続状態(ii)の粒子配置を示した図である。 図１２Ａは、実験例６の導電フィルムの接続状態(i)の粒子配置を示した図である。 図１２Ｂは、実験例６の導電フィルムの接続状態(ii)の粒子配置を示した図である。 図１３は、実験例７の導電フィルムの接続状態の粒子配置を示した図である。 図１４は、実験例８の導電フィルムの接続状態の粒子配置を示した図である。

以下、本発明を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。

＜導電粒子の平面配置＞
本発明の設計方法は、平面視にて、所定の粒子径の導電粒子が絶縁性樹脂層に矩形格子又は斜方格子の格子点に保持され、その格子の格子軸が導電フィルムのフィルム長手方向に傾斜している導電フィルムを用いて、端子長Ｌ1、端子幅Ｌ2（Ｌ1≧Ｌ2）の端子を接続する場合の該導電フィルムにおける導電粒子の配置を設計する方法である。

まず、本発明の設計思想の要点を、導電粒子が正方格子の格子点に保持されている場合を例として説明する。なお、導電粒子が長方格子や斜方格子の格子点に保持されている場合も同様に考えることができる。

まず、図１に示すように、導電粒子が正方格子の格子点Ａにある場合に、格子点Ａと、該格子点Ａの対角にある格子点Ｂとを結ぶ直線を考える。この直線が格子点Ａを通る格子軸（フィルム短手方向）となす角度（以下、傾斜角ともいう）αは、格子点Ｂの位置が正方格子のピッチｄで規制されるため飛び飛びの値となる。したがって、図２に示すように、傾斜角αの方向を端子長の方向に合わせることにより、当該導電フィルムで接続する端子の端子長と端子幅に応じて最適な傾斜角αを定めることができる。例えば、図２に破線で示すＣＯＧ(Chip On Glass)の端子１ｘは、通常端子長Ｌ1と端子幅Ｌ2とに大きな差が無いので、ＣＯＧ用の導電フィルムの導電粒子の粒子配置では傾斜角αを大きくすることが好ましい。一方、図２に二点鎖線で示すＦＯＧ(Film On Glass)の端子１ｙは、通常、端子長Ｌ1が長く、端子幅Ｌ2が狭いため、傾斜角αを小さくすることが好ましい。

以上の設計思想を踏まえた上で、次に本実施例の設計方法を詳細に説明する。まず図３Ａに示したように、格子軸が導電フィルムのフィルム長手方向又はフィルム短手方向に直交する正方格子の格子点に導電粒子Ｐがある粒子配置を想定する。

この格子配置において、フィルム長手方向の格子軸における導電粒子のピッチｄ1、及びフィルム短手方向の格子軸における導電粒子のピッチｄ2（ｄ2＝ａ・ｄ1、ａは係数）は、接続すべき端子長Ｌ１、端子幅Ｌ2（Ｌ1≧Ｌ2）及び端子の配列ピッチに応じて適宜定める。例えば、端子の配列ピッチが端子幅の２倍の場合、端子長Ｌ1、端子幅Ｌ2に応じて導電フィルムにおける導電粒子Ｐの個数密度を次のように定め、その個数密度から導電粒子Ｐのピッチｄ1及びピッチｄ2＝ａ・ｄ1（ａは係数）を算出する。
この場合、設計を容易にする点からは、ｄ1＝ｄ2として矩形格子を想定することが好ましい。

導電粒子の個数密度は、端子長Ｌ1及び端子幅Ｌ2から想定される導電フィルムの用途に応じて定めることができる。大凡、個数密度の下限は、疎な状態が好ましい用途では５００個／ｍｍ²以上とすることができ、密な状態が好ましい用途では２００００個／ｍｍ²以上、４００００個／ｍｍ²以上、さらに５００００個／ｍｍ²以上とすることができる。また個数密度の上限についても同様の理由から１５０００００個／ｍｍ²以下、１００００００個／ｍｍ²以下、さらには１０００００個／ｍｍ²以下とすることができる。

より具体的には、例えば端子長Ｌ1が５０～１００μｍ,及び端子幅Ｌ2が１０～３０μｍの場合に、導電粒子の個数密度を１２０００個／ｍｍ²～３２０００個／ｍｍ²の範囲で設定し、また、端子長Ｌ1が１００～１０００μｍ,及び端子幅Ｌ2が８～３０μｍの場合に、導電粒子の個数密度を４０００個／ｍｍ²～２００００個／ｍｍ²の範囲で設定し、更には端子長Ｌ1が７～３０μｍ,及び端子幅Ｌ2が７～２０μｍの場合に、導電粒子の個数密度を２００００個／ｍｍ²～１０００００個／ｍｍ²の範囲で設定することが好ましい。

一方、接続すべき端子長Ｌ1及び端子幅Ｌ2が具体的に定まっている場合には、以下に説明する角度αとピッチｄ1、ｄ2とが次の関係を満たすようにｄ1、ｄ2を定めることが好ましい。これにより、各端子における導電粒子の捕捉性が向上する。
ｄ1・cosα≦Ｌ2 又は
ｄ2・sinα≦Ｌ1

本発明において導電粒子のピッチｄ1、ｄ2を設定した後は、導電フィルムの最終的な粒子配置において、端子長Ｌ1の範囲内に１個以上の導電粒子が存在するようにするため、一つの格子点Ａから端子長Ｌ1の円を考える（図３Ａ）。

次に、格子点Ａから端子長Ｌ１以下の距離にある格子点のうち、その格子点と格子点Ａを結ぶ直線がフィルム短手方向となす角度α’（α’≠０）が最も小さい格子点Ｂを選択する。

そして、図３Ｂに示すように格子点Ａを中心に矩形格子を角度α（│α│＝│α’│）だけ回転させて格子点Ａと格子点Ｂとをフィルム短手方向で重ねる。このときの回転角αを導電フィルムの格子軸の傾斜角とする。即ち、格子点Ａと格子点Ｂとを結ぶ直線がフィルム短手方向となるように、当初の矩形格子を回転角αで回転させた導電粒子Ｐの配置を最終的な粒子配置とする。

このように導電粒子の配置を決定すると、端子１が微細で端子幅Ｌ2がピッチｄ2より小さい場合でも、端子長Ｌ1の円内にある格子点Ｂの導電粒子が端子で捕捉されることになる。したがって、端子長Ｌ1、端子幅Ｌ2の端子が該端子の端子幅方向に所定間隔で配列している一般的な通常の電子部品の端子列では、各端子は最低でも１個の導電粒子を捕捉することが可能となる。よって、本発明の設計方法によれば、微細な端子において、各端子に１個以上の導電粒子が捕捉される導電粒子の配置を得ることができる。言い換えると、当該端子長で各端子に１個の導電粒子が捕捉されるための最長の格子ピッチを得ることができる。

本発明の設計方法において、図３Ｂに示したように角度αで傾斜している格子軸であって、互いに隣接するものを第１配列軸、第２配列軸とした場合に、第１配列軸にある導電粒子Ｐ1と、第２配列軸にある導電粒子Ｐ2とが、フィルム長手方向に重畳しないように角度αを定めることが好ましい。これにより、端子間で導電粒子同士が連なりショートが引き起こされることを防止することができる。

本発明の設計方法において、導電フィルムをファンアウト型の端子列の端子に対応させる場合にも図４Ａに示すように、まず格子ピッチｄ1、ｄ2の導電粒子Ｐの矩形格子を設定し、次に、一つの格子点Ａから端子長Ｌ１以下の距離にある格子点のうち、その格子点と格子点Ａとを結ぶ直線がフィルム短手方向となす角度α’が最も小さい格子点Ｂを選択し、図４Ｂに示すように格子点Ａを中心に矩形格子を角度αだけ回転させて格子点Ａと格子点Ｂとをフィルム短手方向で重ねる。このときの導電粒子の配置を導電フィルムの粒子配置とする。

この場合、こうしてできる粒子配置の配列軸がフィルム長手方向となす角度β（β＝９０－α）がファンアウト角θよりも小さくなるように格子ピッチｄ1、ｄ2を設定することが望ましい。これにより、ファンアウト型の端子列内のいずれの端子も導電粒子の配列軸と交叉するので各端子に導電粒子を捕捉させることが可能となる。

一方、本発明の設計方法において導電粒子の粒子径は、本発明の導電フィルムの用途に応じて適宜定めることができ、例えば、１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは１．５μｍ以上１０μｍ未満とすることができる。

＜導電粒子のフィルム厚方向の位置＞
本発明の設計方法にしたがって導電粒子の配置を決定した導電フィルムを製造する場合に、導電粒子Ｐのフィルム厚方向の位置は揃っていることが好ましい。例えば、図５
に示す導電フィルム１０Ａのように、導電粒子Ｐが高粘度絶縁性樹脂層２と低粘度絶縁性樹脂層３の積層体に埋め込まれている場合に、導電粒子Ｐと高粘度絶縁性樹脂層２が面一となるように導電粒子Ｐのフィルム厚方向の埋込量Ｌｂを揃えることができる。これにより、端子における導電粒子Ｐの捕捉性が安定し易い。

一方、本発明の設計方法にしたがって導電粒子の配置を決定した導電フィルムとしては、図６に示す導電フィルム１０Ｂのように、導電粒子Ｐが高粘度絶縁性樹脂層２から露出していてもよい。また、導電粒子Ｐは高粘度絶縁性樹脂層２に完全に埋め込まれていてもよい。

ここで、埋込量Ｌｂは、導電粒子Ｐが埋め込まれている高粘度絶縁性樹脂層２の表面（高粘度絶縁性樹脂層２の表裏の面のうち、導電粒子Ｐが露出している側の表面、又は導電粒子Ｐが高粘度絶縁性樹脂層２に完全に埋め込まれている場合には、導電粒子Ｐとの距離が近い表面）であって、隣接する導電粒子間の中央部における接平面２ｐと、導電粒子Ｐの最深部との距離をいう。

＜高粘度絶縁性樹脂層＞
高粘度絶縁性樹脂層２は、特許６１８７６６５号公報に記載の異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層と同様に、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用いて形成することができる。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。

＜高粘度絶縁性樹脂層の最低溶融粘度＞
高粘度絶縁性樹脂層２の最低溶融粘度は、特に制限はないが、導電フィルムを用いた電子部品の接続における熱圧着において、導電粒子Ｐ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。

＜低粘度絶縁性樹脂層＞
低粘度絶縁性樹脂層３は、３０～２００℃の範囲の最低溶融粘度が高粘度絶縁性樹脂層２よりも低い樹脂層である。本発明により粒子配置が設計される導電フィルムおいて、低粘度絶縁性樹脂層３は必要に応じて設けられるが、低粘度絶縁性樹脂層３を高粘度絶縁性樹脂層２に積層することにより、導電フィルム１０Ａを介して対峙する電子部品を熱圧着する場合に、電子部品の電極やバンプによって形成される空間を低粘度絶縁性樹脂層３で充填し、電子部品同士の接着性を向上させることができる。

また、高粘度絶縁性樹脂層２の最低溶融粘度と低粘度絶縁性樹脂層３の最低溶融粘度との差があるほど導電フィルム１０Ａを介して接続する電子部品間の空間が低粘度絶縁性樹脂層３で充填され、電子部品同士の接着性が向上しやすくなる。また、この差があるほど導電粒子Ｐを保持している高粘度絶縁性樹脂層２の熱圧着時の移動量が低粘度絶縁性樹脂層３に対して相対的に小さくなるため、端子における導電粒子Ｐの捕捉性が向上しやすくなる。

＜高粘度絶縁性樹脂層と低粘度絶縁性樹脂層の層厚＞
高粘度絶縁性樹脂層２の層厚は、導電フィルムの製造工程において、高粘度絶縁性樹脂層２へ導電粒子Ｐを安定して押し込めるようにするため、導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄ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、高粘度絶縁性樹脂層２の層厚の上限については接続する電子部品の端子形状、端子厚、配列ピッチ等に応じて定めることができるが、層厚が厚くなりすぎると接続時に導電粒子Ｐが樹脂流動の影響を不用に受け易くなるため、導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄの好ましくは２０倍以下、より好ましくは１５倍以下である。

低粘度絶縁性樹脂層３は、導電フィルムにおいて必要に応じて設けられる。低粘度絶縁性樹脂層を導電フィルムに設ける場合に、低粘度絶縁性樹脂層の層厚の下限としては、導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄの好ましくは０．２倍以上、より好ましくは１倍以上である。また、低粘度絶縁性樹脂層３の層厚の上限については、厚くなりすぎると高粘度絶縁性樹脂層２との積層の困難性が増すことから、導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄの好ましくは５０倍以下、より好ましくは１５倍以下、さらに好ましくは８倍以下である。

また、高粘度絶縁性樹脂層２と低粘度絶縁性樹脂層３との総厚は、電子部品の接続時に導電粒子Ｐの不用な流動を抑制する点、接続する電子部品におけるバンプの低背化に対応させる点、導電フィルムを巻装体とする場合の樹脂のはみ出しやブロッキングを抑制する点、導電フィルムの単位重量あたりのフィルム長を長くする点等からは、薄い方が好ましい。しかし、薄くなりすぎると導電フィルムの取り扱い性が劣る。また、導電フィルムを電子部品に貼着し難くなり、電子部品を接続する際の仮圧着において必要な粘着力を得られない虞があり、本圧着においても樹脂量の不足により必要な接着力を得られない虞がある。そのため、総厚の下限は、導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄに対して好ましくは０．６倍以上、より好ましくは０．８倍以上、さらに好ましくは１倍以上、特に好ましくは１．２倍以上である。

一方、総厚が厚くなりすぎると導電フィルムを電子部品に熱圧着するときに導電粒子Ｐが樹脂流動の影響を不用に受け易くなり、また、これらの樹脂層に粘度調整等の点からフィラーが含まれている場合には、フィラーの絶対量が多くなることにより電子部品の熱圧着が阻害される虞があることから、樹脂層の総厚の上限としては導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄの好ましくは５０倍以下、より好ましくは１５倍以下、さらに好ましくは８倍以下である。また、熱圧着時に押し込みツールに必要な推力が高くなり過ぎないようにする点からは、樹脂層の総厚は導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄの好ましくは４倍以下、より好ましくは３倍以下、さらに好ましくは２倍以下、さらにより好ましくは１．８倍以下、特に１．５倍以下である。高粘度絶縁性樹脂層２と低粘度絶縁性樹脂層３の厚みの比率については、導電粒子Ｐの平均粒子径Ｄとバンプ高さや求められる接着力などの関係から適宜調整することができる。

＜導電フィルムの巻装体＞
本発明により導電粒子の配置が定められた導電フィルムは、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。

巻装体におけるフィルム幅について特に制限はないが、幅広の導電フィルムをスリットして巻装体を製造する場合のスリット幅の下限の点からフィルム幅を０．３ｍｍ以上とすることが好ましく、スリット幅を安定させる点から０．５ｍｍ以上とすることがより好ましい。フィルム幅の上限には特に制限はないが、持ち運びや取り扱いの観点から、７００ｍｍ以下が好ましく、６００ｍｍ以下がより好ましい。導電フィルムの実用的な取り扱い性の点からは、フィルム幅を０．３～４００ｍｍの間で選択することが好ましい。即ち、導電フィルムが、接続する電子部品の端に用いられる場合には、フィルム幅は数ｍｍ程度以下とされることが多く、比較的大きな電子部品（電極配線と実装部が一面に設けられた基板や切削前のウェーハーなど）にそのまま貼り付けて使用される場合には、４００ｍｍ程度のフィルム幅が必要とされることがある。一般には、導電フィルムのフィルム幅は０．５～５ｍｍで使用されることが多い。

＜導電フィルムの製造方法＞
本発明により導電粒子の配置が設計された導電フィルムの製造方法自体には特に限定はない。例えば、導電粒子を所定の配列に配置するため、まず転写型を製造する。転写型の製造方法については後述する。

次に、転写型の凹部に導電粒子を充填し、その上に、剥離フィルム上に形成した高粘度絶縁性樹脂層を被せて圧力をかけ、高粘度絶縁性樹脂層に導電粒子を押し込むことにより、高粘度絶縁性樹脂層に導電粒子を転着させ、あるいはさらにその導電粒子上に低粘度絶縁性樹脂層を積層することで導電フィルムを製造する。

また、転写型の凹部に導電粒子を充填した後、その上に高粘度絶縁性樹脂層を被せ、転写型から高粘度絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を転写させ、導電粒子を高粘度絶縁性樹脂層内に押し込むことにより導電フィルムを製造してもよい。

なお、転写型としては、凹部に導電粒子を充填するものの他、凸部の天面に微粘着剤を付与してその天面に導電粒子が付着するようにしたものを用いても良い。

また、導電粒子を所定の配列に配置する方法としては、転写型を用いる方法に代えて、所定の配置で設けられた貫通孔に導電粒子を通過させる方法等を使用してもよい。

＜転写型の製造方法＞
転写型は公知の方法で製造することができる。例えば、まず、ニッケルプレート等の金属プレートに公知の切削加工またはレーザ加工を行うことにより、金属プレートに導電粒子の配置パターンを凹部又は凸部として形成し、転写型原盤とする。金属原盤はフォトリソグラフィ、印刷法等の技術を用いたパターニングによって製造してもよい。

次に、転写型原盤に硬化性樹脂組成物を塗布し、硬化させ、原盤から引き離すことにより転写型を作製することができる。

＜導電フィルムを用いた電子部品の接続方法＞
本発明により導電粒子の配置が設計された導電フィルムを用いて電子部品を接続する方法としては、例えば、ステージに一方の電子部品を載置し、その上に導電フィルムを介してもう一方の電子部品を載置し、圧着ツールで加熱押圧することにより接続構造体を製造する。この場合、ステージに載置する電子部品をミニＬＥＤやマイクロＬＥＤといった発光素子、ＩＣチップ、ＩＣモジュール、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電子部品とし、圧着ツールで加熱加圧する電子部品をＦＰＣ、ＩＣチップ、ＩＣモジュール、発光素子などの第１電子部品とする。より詳細な方法としては、各種基板等の第２電子部品に導電フィルムを仮貼りして仮圧着し、仮圧着した導電フィルムにＩＣチップ等の第１電子部品を合わせ、熱圧着することにより接続構造体を製造する。なお、第２電子部品ではなく、第１電子部品に導電フィルムを仮貼りして接続構造体を製造することもできる。また、接続方法における圧着は熱圧着に限定されるものではなく、光硬化を利用した圧着や、熱と光を併用した圧着などを行っても良い。

本発明により導電粒子の配置が設計された導電フィルムは、(i)マイクロＬＥＤをディスプレイ用基板に接続する場合を初めとして、接続する端子列がファインピッチの場合に端子間のショートを効果的に抑制できるので意義が高く、また、(ii)第１電子部品および第２電子部品の少なくとも一方を、ＦＰＣやプラスチック基板などの熱膨張しやすい材質のものとする場合に意義が高い。具体的には、ＦＯＰ（Flex On Plastic）、ＦＯＧ（Flex On Glass）、ＣＯＧ（Chip On Glass）、ＣＯＰ（Chip On Plastic）接続する場合に上述の(i)、(ii)の何れか一つもしくは両方を満足するので好ましい。さらに接続する端子列がファンアウト型の場合にはより一層本発明の意義が高くなる。なお、ファンアウト配列は端子列が部品の何れか一方にのみ存在する態様に限定されるものではない。本発明により導電粒子の配置が設計された導電フィルムはペリフェラル配列などの公知の配列にも適用することができる。

以下、本発明を実験例により具体的に説明する。
実験例１～６
表１に示す仕様の導電フィルムを製造した。この導電フィルムでは、導電粒子の粒子径を３μｍとした。また、導電粒子が正方格子の格子点に配置されており、その格子軸と導電フィルムの短手方向とのなす角度（傾斜角）αを表１に示す値とした。
これらの粒子配置を図７Ａ、図７Ｂ～図１２Ａ、図１２Ｂに示す。

各実験例の導電フィルムを用いて、端子長１００μｍ、端子幅１０μｍ、端子間距離１０μｍの端子列を有する第１電子部品と同様の端子列を有する第２電子部品とを接続した場合の接続状態(i)として、第１電子部品と第２電子部品の対向する端子同士が端子幅方向に位置ズレしなかった場合を考え、そのときの性能評価として、(ａ)個々の端子における導電粒子の最少捕捉数、(ｂ)端子間あたりの最大粒子数、(ｃ)端子間あたりの最大粒子占有面積率、をシミュレーションにより調べた。

また、接続状態(ii)として、第１電子部品と第２電子品の対向する端子同士が端子幅方向に４μｍずらした場合を考え、そのときの性能評価を同様に調べた。

さらに、接続状態(i)及び(ii)の性能判定として、(ｄ)シミュレーションで得られた個々の端子における導電粒子の最少捕捉数から導通接続性を予測して次のように評価し、評価Ｃ以上で合格、評価Ｄで不合格とした。

(ｄ)導通接続性
評価Ａ：５個以上
評価Ｂ：３～４個
評価Ｃ：１～２個
評価Ｄ：０個

また、接続状態(i)及び(ii)の性能判定として、（ｅ）シミュレーションで得られた導電粒子の端子間最大粒子数からショートのしにくさを予測して次のように評価し、評価Ｃ以上で合格、評価Ｄで不合格とした。
具体的には導電粒子の端子間最大粒子数と端子間面積から下記の式に当てはめ端子間粒子占有面積率を算出する。
端子間粒子占有面積率＝（端子間最大粒子数×粒子面積）/端子間面積 ×１００

(ｅ)ショートのしにくさ
評価Ａ：１０％未満
評価Ｂ：１０以上～１８％未満
評価Ｃ：１８以上～２６％未満
評価Ｄ：２６％以上

結果を表１に示す。

表１から、粒子配置を正方格子とし、傾斜角αを図２に示した飛び飛びの大きさで傾けることにより、導電フィルムの性能評価や性能判定をシミュレーションで容易に確認できることがわかる。

実験例７、実験例８
傾斜角αの変更により、個々の端子における導電粒子の最少捕捉数が変わることを確認するため、端子長Ｌ1が３０μｍ、端子幅Ｌ2＝有効接続端子幅Ｌ3＝５μｍ、端子間方向の導体間距離Ｌ５＝５μｍの端子を、次の導電粒子の粒子配置で接続する場合をシミュレーションした。
導電粒子の粒子径：２μｍ
導電粒子の粒子密度：１２０００個／ｍｍ²
粒子配置格子間距離：９．１μｍ

この場合、実験例７では傾斜角αを１４°とし、実験例８では傾斜角αを９．５°とした。結果を図１３、図１４及び表１に示す。

本実験例の端子に対し、格子間距離９．１μｍの正方格子に粒子径２μｍの導電粒子を配置した場合に傾斜角αを１４°（図１３）とすると各端子に１個以上の導電粒子が捕捉されていることがわかり、傾斜角αを９．５°（図１４）とすると、導電粒子を捕捉しない端子が出現することがわかる。

１、１ｘ、１ｙ 端子
２ 高粘度絶縁性樹脂層
３ 低粘度絶縁性樹脂層
１０Ａ、１０Ｂ 導電フィルム
Ｐ 導電粒子

Claims (8)

1. 平面視にて、所定の粒子径の導電粒子が絶縁性樹脂層に保持されている導電フィルムを用いて、端子長Ｌ1、端子幅Ｌ2の端子（但し、Ｌ1≧Ｌ2）を接続する場合の該導電フィルムにおける導電粒子の配置の設計方法であって、
   まず、導電粒子の配置が矩形格子又は斜方格子の格子点にあり、導電フィルムの長手方向又は短手方向（以下、フィルム長手方向又はフィルム短手方向ともいう）に直交する格子軸を有するとし、導電フィルムにおける導電粒子の個数密度、該個数密度に応じたフィルム長手方向の格子軸における導電粒子のピッチｄ1、及びフィルム短手方向の格子軸における導電粒子のピッチｄ2（ｄ2＝ａ・ｄ1、ａは係数）を設定し、
   次に、一つの格子点Ａから端子長Ｌ１以下の距離にある格子点のうち、その格子点と格子点Ａとを結ぶ直線がフィルム短手方向となす角度が最も小さい格子点Ｂを選択し、格子点Ａを中心に格子を回転させて格子点Ａと格子点Ｂがフィルム短手方向で重なる格子の回転角αを求め、その角度αにより導電フィルムの格子軸の傾斜角を決定する設計方法。
2. 格子が正方格子である請求項１記載の設計方法。
3. 端子長Ｌ1及び端子幅Ｌ2が７～１０００μｍの場合に、導電粒子の個数密度を５００個／ｍｍ²～１５０００００個／ｍｍ²の範囲で設定する請求項１又は２記載の設計方法。
4. 導電粒子の粒子径を１．０～３０μｍとする請求項１～３のいずれかに記載の設計方法。
5. フィルム短手方向に対して角度αで傾斜している格子軸であって、互いに隣接するものを第１配列軸、第２配列軸とした場合に、第１配列軸における導電粒子と、第２配列軸における導電粒子とがフィルム長手方向に重畳しないように角度αを定める請求項１～４のいずれかに記載の設計方法。
6. ｄ1・cosα≦Ｌ2 又は
   ｄ2・sinα≦Ｌ1
   が満たされように導電粒子のピッチｄ1、ｄ2を定める請求項１～５のいずれかに記載の設計方法。
7. 絶縁性樹脂層に導電粒子を所定の配置パターンで転写するために使用する転写型の製造方法であって、請求項１～６のいずれかに記載の方法で設計した所定の配置パターンを凹部又は凸部として金属プレートに加工する工程を有する方法。
8. 金属プレートの加工を切削加工により行う請求項７記載の方法。

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