JP4130746B2 - Conductive adhesive sheet having anisotropy and method for producing the same - Google Patents

Conductive adhesive sheet having anisotropy and method for producing the same Download PDF

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    • H01L2224/83851Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート面内に分散配置された導電性微粒子により、シートの厚さ方向のみに導電性を付与する導電性接着シート、およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶ディスプレイの配線とフレキシブル基板との接続や、集積回路部品の基板への高密度実装等の際に、厚さ方向のみに導電性を付与する導電性接着シートが使用されている。従来の導電性接着シートの一例を図12に示す。この例では、接着剤層からなるシート20内に導電性微粒子4がランダムに分散配置されている。このシートには以下の問題点がある。
近年、接続される配線パターンやランドパターンの寸法は益々微細化されている。接続されるパターンの寸法が小さくなると、導電性微粒子がランダムに分散配置されているシートでは、図12(b)に示すように、接続されるパターンが導電性微粒子の存在しない位置Aに配置される確率が高くなる。その結果、接続されるパターン間が電気的に接続されない恐れがある。
【0003】
この問題点を解決するためには、より小さな導電性微粒子を高密度でシート内に分散させることが有効であるが、導電性微粒子の寸法を小さくすると、図13(a)に示すように、接続パターンP1,P2の基板B1,B2の面からの突出高さのバラツキを吸収できないという問題点がある。また、シート20内での導電性粒子4の密度を高くすると、図13(b)に示すように、パターンP1,P2がファインピッチで配列されている場合に、隣り合うパターン間にショート(短絡)が生じる確率が高くなる。すなわち、これらの方法では、導電性微粒子がランダムに分散配置されている導電性接着シートの接続信頼性が改善されない。一方、特開平5−67480号公報および特開平10−256701号公報には、シート内に導電性微粒子を所定配置で分散させることが記載されている。
【0004】
特開平5−67480号公報に記載されている方法では、導電性微粒子をシート(接着剤層)に分散させる前に帯電させ、導電性微粒子間の反発力を利用して導電性微粒子をシート内に均一に分散させている。また、導電性微粒子と支持体の各位置を異なる電荷で帯電させ、支持体上に所定配置で導電性微粒子を配置させた後に、この配置を保持した状態で導電性微粒子を接着剤層に転写することが記載されている。
しかしながら、この方法では、帯電した導電性微粒子同士の反発力によって配置を保持するため、シート面内で隣り合う導電性微粒子間の距離を20μm以下まで接近させることは不可能である。
【0005】
特開平10−256701号公報には、磁性を有する導電性粒子を使用して、ゴム材料と導電性粒子とからなる組成物をシート状に形成し、このシート状物の厚さ方向に磁場をかけて導電性粒子を配向させ、この状態でゴムを硬化させることが記載されている。
しかしながら、この方法には以下の問題点がある。磁場を極めて狭い領域に集中させることが困難であるため、シート面内で隣り合う導電性微粒子間の距離を20μm以下まで接近させることができない。導電性粒子がゴムシートの厚さ方向で重なって配列される場合がある。導電性粒子を規則的に(隣り合う粒子間に所定間隔を保持しながら)配置することが困難である。使用できる導電性粒子が磁性体に限られる。
【0006】
更に、従来の金属微粒子をシート状接着剤内に分散させた構造の導電性接着シートでは、該導電性接着シートを2つの回路基板の間に挟み加熱圧縮して使用する際、回路基板上の接続バンプと該導電性接着シート内の金属微粒子の表面は物理的に接触しているのみであり、その界面において金属・金属結合は形成されず接続信頼性に大きな課題を残していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点に着目してなされたものであり、シート面内に分散配置された導電性微粒子により、シートの厚さ方向のみに導電性を付与する導電性接着シートにおいて、導電性微粒子がシート面内に、規則的に且つ高密度で(隣り合う導電性微粒子間の距離が20μm以下となるように)配置された導電性接着シートを提供し、使用時に2つの回路基板間に挟み加熱圧縮することにより、該回路基板上の接続バンプと導電性微粒子間に金属・金属結合を形成させることにより接続信頼性を高められる導電性接着シートを提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の構成を持つものである。
1.シート面内に分散配置された導電性微粒子により、シートの厚さ方向のみに導電性を付与する接着シートにおいて、厚さ方向の中央に配置したコアフィルムの両面に接着剤層が配置され、前記コアフィルムおよび接着剤層は絶縁性であり、コアフィルムには厚さ方向に貫通する貫通孔がフィルム面内に所定配置で複数個形成され、当該貫通孔に導電性微粒子が配置されていること、前記導電性微粒子が実質的に鉛を含まない合金粒子であって、各合金粒子は示差走査熱量測定(DSC)によって吸熱ピークが観察される温度として定義される複数の融点を示し、該複数の融点は初期最低融点および最高融点を含み、各合金粒子は少なくとも表面部分において該初期最低融点を示し、各合金粒子を該初期最低融点またはそれ以上の温度で加熱しそれにより各合金粒子について該初期最低融点を示すその少なくとも表面部分を溶融せしめ、その後各合金粒子を室温まで冷却させ、それによって各合金粒子の溶融部分を固化させると、加熱および固化を経た各合金粒子は初期最低融点より高い上昇最低融点を示す合金粒子であることを特徴とする異方性を有する導電性接着シート。
【0009】
2.導電性微粒子の平均粒子径は0.5μm以上50μm以下であり、導電性微粒子の粒子径分布の標準偏差は平均粒子径の50%以下であり、コアフィルムの厚さは0.5μm以上50μm以下であり、接着剤層の厚さは1μm以上50μm以下であり、貫通孔の大きさは導電性微粒子の平均粒子径の1倍以上1.5倍以下である項1記載の導電性接着シート。
【0010】
3.導電性微粒子は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、インジウム、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、白金、ガリウム、アンチモン、シリコン、ゲルマニウム、コバルト、タンタル、アルミニウム、マンガン、モリブデン、クロム、マグネシウム、チタン、タングステン、希土類元素から選ばれる3種以上の元素からなる合金微粒子、あるいは当該合金微粒子の表面を上記群から選ばれる1種以上の金属で薄く被覆した金属微粒子、あるいは上記金属群から選ばれる金属の単体からなる金属微粒子の表面を、該金属単体とは異種であって、上記金属群から選ばれる1種以上の金属で被覆した金属微粒子であり、該金属微粒子が複数の融点を有することを特徴とする項1および2に記載の導電性接着シート。
【0011】
4.コアフィルムの両面に配置された接着剤層の少なくとも一方は、軟化温度の差が20℃以上である二種類の接着剤層が、軟化温度の高い方をコアフィルム面側に配置して積層されたものであることを特徴とする項1〜3のいずれかに記載の導電性接着シート。
5.項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、支持体の上に形成された第1の接着剤層の上に、コアフィルムをなす感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィで感光性樹脂層をパターニングすることにより、コアフィルムに所定の配置で貫通孔を形成し、前記貫通孔内に導電性微粒子を入れた後に、このコアフィルムの上に第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。
【0012】
6.項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、貫通孔を有するコアフィルムの一方の面に第1の接着剤層を形成し、次いで、前記貫通孔内に導電性微粒子を入れた後に、このコアフィルムの他方の面に第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。
7.レーザ照射によってコアフィルムに貫通孔を形成する工程を含む項6記載の導電性接着シートの製造方法。
【0013】
8.貫通孔の配置に対応させた突起を有する雄型と、前記突起を受ける凹部を有する雌型とからなるプレス用金型を用いて、プレスで打ち抜くことにより、コアフィルムに貫通孔を形成する工程を含む項6記載の導電性接着シートの製造方法。
9.項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、導電性基板の上に、貫通孔を有するコアフィルムを形成し、次いで、前記貫通孔に電解めっき法により導電性微粒子を成長させた後、コアフィルムの導電性基板とは反対側の面に、第1の接着剤層を形成するとともに、導電性基板を除去して、この導電性基板が除去されたコアフィルムの面に、第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。
【0014】
10.項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、一方の面に第1の接着剤層が形成されたコアフィルムを用意し、このコアフィルムの他方の面側からレーザ照射を行うことにより、このコアフィルムに貫通孔を形成し、次いで、前記貫通孔内に導電性微粒子を入れた後に、このコアフィルムの他方の面に第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。
【0015】
[コアフィルムについて]
本発明で用いるコアフィルムの材料は特に限定されず、種々のエンジニアリングプラスチックを用いることができる。例えは、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、不飽和ポリウレタン樹脂、ポリウレタン樹脂などである。
【0016】
また、コアフィルムとしては寸法安定性の良いものが好ましい。そのため、コアフィルムの材料としては、ポリマー骨格として、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン等の芳香族系の骨格あるいはシクロヘキサン、ビシクロヘキサン、ビシクロヘキセン、アダマンタン等の脂環式系骨格等を含むポリマーを使用することが好ましい。
更に本発明のコアフィルムとして、熱可塑性樹脂あるいは熱で可塑化した後硬化するタイプの熱硬化性成分を含有した熱硬化性樹脂を用いることができる。ただし、コアフィルムを構成する樹脂の軟化温度は、接着剤層を形成する接着樹脂の軟化温度よりも20℃以上高いことが好ましい。更に好ましくは50℃以上、最も好ましくは80℃以上高いものである。
【0017】
ここで、コアフィルムおよび接着剤層の軟化温度とは、コアフィルムをなす樹脂および接着剤層をなす接着剤の温度を室温から温度を上昇させた際に粘性率が大きく低下する(粘性率曲線の傾きが変化する)最初の温度を意味する。この軟化温度は、例えばレオメータ等の粘弾性測定装置を用いて、前記樹脂および接着剤の温度を室温から一定速度で上昇させながら、粘性率を測定することによって調べることができる。
【0018】
本発明の導電性接着シートを第1の方法で作製する場合には、コアフィルムの材料として感光性樹脂を用いる。本発明の導電性接着シートを第2の方法および第3の方法で作製する場合にも、コアフィルムの材料として感光性樹脂を用いることができる。第2の方法でコアフィルムの材料として感光性樹脂を用いる場合には、剥離性を有する基板面に感光性樹脂層を形成し、フォトリソグラフィで感光性樹脂層をパターニングすることで貫通孔を形成した後に基板を除去することによって、貫通孔を有するコアフィルムを得ることができる。
【0019】
コアフィルムの材料とする感光性樹脂としては、例えば、光重合性ポリイミド樹脂、光重合性エポキシ樹脂、光重合性ポリエステル樹脂などが有用である。また、本発明の導電性接着シートでは、感光性樹脂層に微小な導電性微粒子を微小なピッチで配列させるために、微小な貫通孔を微小なピッチで形成する必要がある。そのため、線幅が数μm以下のパターンが形成可能な、解像度の極めて高い感光性樹脂を用いる必要がある。
【0020】
コアフィルムの厚さは、用いる導電性微粒子の大きさと1つの孔に挿入する導電性微粒子の数に大きく依存する。すなわち、本発明の導電性接着シートは、使用時に、コアフィルムを変形させずに、接続する両パターンに導電性微粒子を接触させる必要がある。1つの孔に1個の導電性微粒子を挿入する場合、コアフィルムの厚さは、導電性接着シートの導電性微粒子の平均粒子径と同じかそれより小さい寸法にする必要がある。例えば、用いる導電性微粒子の平均粒子径が0.5〜50μmの場合、コアフィルムの厚さは0.5μm〜50μmとすることが好ましい。コアフィルムの厚さが50μmを越えると、用いる粒子も平均粒子径が50μmを超える大きさにする必要があるため、ファインパターンの接続には不向きとなる。また、1つの孔に挿入する導電性微粒子の個数が複数個の場合、コアフィルムの厚さは、導電性微粒子の平均粒子径と1つの孔当たりの導電性微粒子の個数の平均値との積に1.2から2を掛けた範囲に設定することが好ましい。
【0021】
また、接着剤層との密着性を向上させる目的で、フィルム内に直径1μm以下の細孔がランダムに配置されているスポンジ状の微多孔性フィルムを、コアフィルムとして使用することもできる。この微多孔性フィルムをコアフィルムとして使用すれば、接着剤がこの微多孔性フィルムの細孔に入るアンカー効果により、コアフィルムと接着剤層との接着強度の向上が期待できる。
コアフィルムに形成する貫通孔の大きさは、用いる導電性微粒子の大きさに依存するが、導電性粒子の平均粒子径の1〜1.5倍とすることが好ましい。貫通孔の配列については、接続パターンの配列ピッチや配線幅に依存するが、配列ピッチの0.3倍〜1倍の間隔で貫通孔を配列することが好ましい。また、接続する部分のパターンにのみ貫通孔を形成することも可能である。ただし、この場合には、接続パターンと接続部品との位置合わせが必要となる。
【0022】
[導電性微粒子について]
本発明において用いる導電性微粒子は、実質的に鉛を含まない合金粒子であって、各合金粒子は示差走査熱量測定(DSC)によって吸熱ピークが観察される温度として定義される複数の融点を示し、該複数の融点は初期最低融点および最高融点を含み、各合金粒子は少なくとも表面部分において該初期最低融点を示し、各合金粒子を該初期最低融点またはそれ以上の温度で加熱しそれにより各合金粒子について該初期最低融点を示すその少なくとも表面部分を溶融せしめ、その後各合金粒子を室温まで冷却させ、それによって各合金粒子の溶融部分を固化させると、加熱および固化を経た各合金粒子は初期最低融点より高い上昇最低融点を示すような合金粒子である。このような金属微粒子を使用することにより、本発明の接着シートを2つの回路基盤の間にはさみ、所定の温度圧力で加熱圧縮する工程で、金属微粒子の一部が溶融し、冷却により再固化する過程で当該金属微粒子と回路基板上の接続バンプを構成する金属と接合することにより金属・金属結合が形成され、接着強度の高い接続が可能となる。また、前記再固化した部分は前記熱処理と同一処理で再度熱処理した場合、溶融により変形することがなく、金属・金属結合が保持される。従来、比較的低温度で融解する合金微粒子として、錫と鉛から成るはんだ粒子があるが、この粒子は融解する際に粒子全体が融解するために粒子の形状を保持することができず、液体として広い範囲に広がってしまう。したがって、異方導電性シート用の導電性微粒子としては不適当である。
【0023】
本発明で用いる金属合金粒子の初期最低融点は40〜250℃の範囲にあることが好ましい。最高融点は1100℃以下であることが好ましい。
本発明で用いる金属微粒子は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、インジウム、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、白金、ガリウム、アンチモン、シリコン、ゲルマニウム、コバルト、タンタル、アルミニウム、マンガン、モリブデン、クロム、マグネシウム、チタン、タングステン、希土類元素から選ばれる3種以上の元素からなる合金微粒子、あるいは当該合金微粒子の表面を上記群から選ばれる1種以上の金属で薄く被覆した金属微粒子、あるいは上記金属群から選ばれる金属の単体からなる金属微粒子の表面を、該金属単体とは異種であって、上記金属群から選ばれる1種以上の金属で被覆した金属微粒子であることが好ましい。用いる合金微粒子において更に好ましい組成としては、錫を主成分とし、銅、亜鉛、ビスマスのうちいずれか2種類以上を必須添加成分とし、銀、インジウム、アンチモン、アルミニウム、ガリウム、金、シリコン、ゲルマニウム、コバルト、タングステン、タンタル、チタン、ニッケル、白金、パラジウム、マグネシウム、マンガン、モリブデン、クロム、リン、希土類元素を添加金属として添加できる合金微粒子である。更に好ましくは、錫が10〜90重量%、銅が5〜60重量%、亜鉛が1〜80重量%、ビスマスが0.5〜20重量%、添加金属が0.1〜20重量%である合金微粒子である。
【0024】
金属微粒子の作成方法としては、通常の方法、例えばガスアトマイズ法、めっき法、プラズマCVD法、MOCVD法、湿式化学還元法等の方法を用いることができるが、複数の元素からなる合金微粒子の組成をコントロールして作製する必要があるため、溶融させた金属液体を不活性ガス中で急冷却するガスアトマイズ法が好ましい。また、合金微粒子の表面を金属で薄く被覆した金属微粒子において、被覆する金属は合金微粒子を構成する元素であってもよく、また、上記の金属群から選ばれ、かつ合金微粒子を構成する元素とは異なる元素であっても構わない。合金微粒子の表面を金属で被覆する方法としては、電解めっき法、無電解めっき法、置換型めっき法、プラズマCVD法、MOCVD法、湿式化学還元法等を挙げることができる。いずれの手法においても金属微粒子表面に薄い金属層を形成する必要があるので、均一に金属を析出させるためには振動を加えるなどの工夫が必要となる。
【0025】
本発明で使用する導電性微粒子の大きさは、平均粒子径が0.5μmから50μmが好ましい。更に好ましくは1μmから20μm、最も好ましくは2μmから10μmとする。導電性微粒子の平均粒子径が0.5μm未満であると、接続パターンの高さのバラツキを吸収できない場合がある。また、50μmを越える大きさでは、ファインパターンの接続には不向きとなる。
本発明で使用する導電性微粒子の形状は、特に球形である必要はなく、多面体、球形粒子に多数の突起状物があるものでも構わない。ただし、扁平状のものは貫通孔に入れ難いので好ましくない。圧縮時に潰れやすい、変形し易い導電性微粒子は、接続パターンとの接触面積を大きくでき、接続パターンの高さのバラツキを吸収できるため好ましい。
【0026】
前述の本発明の導電性接着シートを製造する第3の方法では、コアフィルムの貫通孔に、電解めっき法により導電性微粒子を成長させるが、その際に、以下の方法で、導電性微粒子を圧縮時に潰れ易い形状および構造にすることができる。電解めっきの電流密度を調整して、導電性微粒子の先端を丸くあるいは突起状にする。あるいは、電解めっき時およびその後の処理により、導電性微粒子を多孔質化する。
また、前記第3の方法で、貫通孔を有するコアフィルムを導電性基板の上に形成する際に、導電性基板の上に感光性樹脂層を形成してこの感光性樹脂層にフォトリソグラフィで貫通孔を形成する方法を採用した場合には、以下の方法で、導電性微粒子内に孔を形成することができる。
【0027】
先ず、ネガ型の感光性樹脂組成物中に、現像液に溶解(あるいは分散)しにくい有機化合物を混合し、この組成物による感光性樹脂層を形成する。次に、この感光性樹脂層に、貫通孔に対応する部分が遮光部となっているマスクを用いた露光を行って、貫通孔の部分に前記樹脂組成物をそのまま残存させる。この状態で現像および電解めっきを行う。この際、貫通孔内に有機化合物が存在するため、導電性微粒子はこの有機化合物を含有した状態で成長する。次に、導電性微粒子中の有機物を溶解あるいは焼成工程によって除去する。これにより、内部に多数の孔を有する導電性微粒子が貫通孔内に形成される。
また、電解めっきのめっき浴中に有機物を混合しておき、金属が析出する過程で金属中に有機物を取り込ませる複合めっき法などの処理を行った後、導電性微粒子内に取り込まれた有機物を溶解あるいは焼成工程で除去する方法によっても、導電性微粒子内に孔を形成することができる。
【0028】
本発明で使用する導電性微粒子の粒子径分布は、標準偏差が平均粒子径の50%以下となるようにすることが好ましい。更に好ましくは標準偏差が平均粒子径の20%以下となるように、最も好ましくは10%以下となるようにする。導電性微粒子の粒子径分布が標準偏差が平均粒子径の50%を越えて広く分布すると、粒子径の小さな導電性微粒子により貫通孔に詰まりが発生したり、貫通孔以外の場所に存在する不要な小さな導電性微粒子を取り除くことが難しくなる。また、接続パターンの高さばらつきを吸収することが難しくなる。そのため、接続パターン間の電気的な接続信頼性の低下につながる。また、一つの貫通孔に一つの導電性微粒子が入っていることが好ましい。
【0029】
導電性微粒子の分級方法としては通常の方法、例えばサイクロン、クラシクロン等の遠心分級機、重力分級機、慣性分級機、気流分級機、あるいはふるい分けによる分級機等を用いることができる。粒子径が10μm以下の微細な導電性微粒子を分級するには、精密ふるいによる分級方法が有用である。また、精密ふるいによる分級方法では、導電性微粒子が分級工程において変質しない液体中で超音波を加えることにより分級効率を飛躍的に向上させることができる。
【0030】
[接着剤層について]
本発明の導電性接着シートを構成する接着剤層をなす接着剤としては、例えば、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤あるいは感圧接着剤等を好適に使用することができる。特に、マイクロカプセル中に硬化剤を含有する化合物を閉じ込め、圧力あるいは熱によりマイクロカプセルが潰れることにより硬化が開始するいわゆる潜在性硬化剤を含有するタイプの接着剤を使用することが好ましい。
【0031】
また、この接着剤層の材質としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、尿素樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂、イソシアネート樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等を挙げることができる。特に、寸法安定性、耐熱性等の観点からは、使用する接着剤を構成する樹脂が、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、ビフェニル、フェニレンエーテル等の芳香族化合物やシクロヘキサン、シクロヘキセン、ビシクロオクタン、ビシクロオクテン、アダマンタン等の脂肪族環状化合物の骨格を分子鎖中に有する化合物からなることが好ましい。
【0032】
また、溶剤に可溶な樹脂からなる接着剤を使用すれば、接着剤を溶剤に溶かした状態で支持体上に塗布した後に乾燥することによって、接着剤層を得ることができる。この乾燥(溶媒除去)後の接着剤層の厚さを1μm〜50μmとする事が好ましい。更に好ましくは5μm〜20μmとする。1μm未満の厚さでは、接着後の密着強度を得ることが難しい。接着剤層の厚さが50μmを越えると、接着剤の量が多すぎて、導電性微粒子と接続パターンとの間の電気的な接続が妨害される。
【0033】
本発明の導電性接着シートでは、コアフィルムを挟んで両面に第1および第2の接着剤層が形成されているが、これらの接着剤層は組成の同じものであっても異なるものであっても構わない。また、第1および第2の接着剤層は、それぞれ機能の異なる複数の接着剤層が積層されたものであってもかまわない。
【0034】
また、第1および第2の接着剤層がそれぞれ2種類の接着剤層の積層体である場合、コアフィルムに接着する側の接着剤層2aの軟化点が、外側に配置するもう片方の接着剤層2bの軟化点よりも20℃以上とする事が好ましい。更に好ましくは50℃以上、最も好ましくは80℃以上高く設定することにより、コアフィルムに接する接着剤層2aが存在するために、加熱圧縮時に導電性微粒子がコアフィルム内からはみ出すことを防ぐ効果がある。特に隣接する接続パッド間の間隔が10μm以下と狭い場合、コアフィルム内からはみ出した導電性微粒子がショートの原因になることがあるため、コアフィルム内から導電性微粒子がはみ出すことを防げる前記接着剤層の積層構造が好ましい。またコアフィルムにレーザを用いて貫通孔を形成する場合、貫通孔の断面形状をテーパー状に加工することができる。この場合、コアフィルムの貫通孔の孔径が大きな側に接着する接着剤層のみを、軟化点の異なる接着剤層の積層体とすることができる。これは、貫通孔の小さい側の孔から導電性微粒子が、はみ出すことがないためである。
【0035】
本発明の導電性接着シートが製造工程において酸性水溶液や水などに曝される場合には、水系処理液で変質や反応が生じない接着剤層を使用する必要がある。また、粘着性あるいはタック性を有する接着剤層を使用することによって、本発明の導電性接着シートを被接続物に対して仮止め可能とすることができる。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明の導電性接着シートの一実施形態について、図1を用いて説明する。
この導電性接着シートは、厚さ方向の中央に配置したコアフィルム1と、コアフィルム1の両面に配置された接着剤層2,3と、球状の導電性微粒子4とで構成されている。コアフィルム1はポリイミド樹脂または不飽和ポリエステル樹脂からなり、厚さは4μmである。接着剤層2,3は、潜在性硬化剤を含有するエポキシ系の熱硬化型接着剤からなり、厚さは12μmである。導電性微粒子4は、銅、銀、ビスマス、インジウムの合金微粒子の表面を錫で薄く被覆した粉末であって、平均粒径が6μm、粒子径分布の標準偏差が0.6μmである。
【0037】
コアフィルム1には、厚さ方向に貫通する貫通孔10が、フィルム面内に多数個、規則的に配置されている。この実施形態では、図1(b)に示すように、フィルム面内の格子点(格子の縦線と横線との交点)の位置および単位格子の面心位置に、貫通孔10が配置されている。縦線に沿って隣り合う格子点の間隔は15μmであり、横線に沿って隣り合う格子点の間隔は15μmである。貫通孔10の平面形状(フィルム面に沿った断面形状)は円形であり、この円の直径は8μm(導電性微粒子4の平均粒径の1.33倍)である。また、コアフィルム1の全ての貫通孔10内に、各1個の導電性微粒子4が配置されている。
【0038】
この導電性接着シートは、使用時に、接続する基板間に挟んで加圧する。これにより、接着剤層2,3を変形させて、接続する両パターンに導電性微粒子4を接触させる。この時、コアフィルム1によって、シート面内での導電性微粒子4の配置が固定される。また、この導電性接着シートでは、上述のように、導電性微粒子4がシート面内に、規則的に且つ高密度で(隣り合う導電性微粒子間の距離が20μm以下となるように)配置されている。
【0039】
したがって、この実施形態の導電性接着シートによれば、接続するパターンの寸法が小さい場合や、ファインピッチで配列されているパターンを接続する場合でも、信頼性の高い接続を行うことができる。特に、貫通孔10のピッチおよび大きさを、接続するパターンの配列ピッチおよび配線幅に対応させて設定することにより、接続するパターンが導電性微粒子4の存在しない位置(図12に符号Aで表示)に配置される、という恐れがなくなる。
【0040】
なお、この実施形態の導電性接着シートによれば、導電性微粒子が規則的に配置されているため、ランダムに配置されている場合のように導電性微粒子を極端に小さく(例えば、直径2μm以下に)しなくても、接続するパターンが導電性微粒子の存在しない位置(図12に符号Aで表示)に配置される確率が原理的にはゼロになる。したがって、この実施形態の導電性接着シートは、導電性微粒子をある程度の大きさにすることによって、導電性微粒子がランダムに配置されている導電性接着シートよりも、接続パターンの基板面からの突出高さのバラツキを吸収し易くなる。
【0041】
図1(c)に、コアフィルム1の面内での貫通孔10の配置が上記とは異なる導電性接着シートを示す。この例では、貫通孔10がフィルム面内の格子点の位置に配置されている。これらの全ての貫通孔10内に、各1個の導電性微粒子4が配置されている。
本発明の導電性接着シートを製造する第1の方法(請求項5の方法)の実施形態について、図2を用いて説明する。
先ず、プラスチックフィルム等からなる支持体5の上に、接着剤溶液(接着剤を溶剤に溶かした液体)を所定の厚さで塗布した後、溶剤を乾燥除去することにより、第1の接着剤層2を形成する。接着剤溶液の塗布方法としては、通常の方法、例えば、ブレードコート法、スプレーコート法、スピンコート法、ロールコート法などが採用できる。
【0042】
次に、第1の接着剤層2の上に、液状のネガ型感光性樹脂を塗布し、溶剤を含む感光性樹脂の場合には溶剤を乾燥させることによって、コアフィルム1をなす感光性樹脂層11を形成する。
次に、フォトリソグラフィでこの感光性樹脂層11をパターニングする。すなわち、図2(a)に示すように、先ず、コアフィルム1に形成する貫通孔10に対応させた(形状とシート面内での配置)光遮蔽部を有する露光マスクMを、ネガ型の感光性樹脂層11の上方に配置し、この露光マスクMの上から高エネルギー光を照射する。次に、所定の現像処理を行うことによって、感光性樹脂層11の光が当たらなかった部分を除去する。
【0043】
この実施形態では、ネガ型感光性樹脂の重合度を高くして不溶化することができる高エネルギー光を照射するが、その光源としては、超高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプなどが挙げられる。孔径が20μm以下の微細なパターンを形成するためには、平行光線を照射することが好ましい。なお、ポジ型感光性樹脂を使用する場合には、貫通孔10に対応させた光照射部を有する露光マスクを用いる。この場合には、前述の光源を使用する方法以外に、シンクロトロン軌道放射光から取り出したX線、あるいは電子線等を照射することで、光照射部のポリマー鎖の結合を切断する方法が採用できる。
これにより、感光性樹脂層11に所定の配置で貫通孔10が形成される。その結果、所定配置の貫通孔10を有するコアフィルム1が、第1接着剤層2の上に形成される。図2(b)はこの状態を示す。
【0044】
次に、この状態でコアフィルム1の上方から、多数の導電性微粒子4からなる粉末を散布した後、支持体5と第1の接着剤層2とコアフィルム1とからなるシート全体を振動させることにより、コアフィルム1の貫通孔10内に導電性微粒子4を入れる。また、図2(c)に示すように、貫通孔10内に入らず、コアフィルム1の上面に存在する導電性微粒子4aは、接着剤の付いたフィルムなどで押し当てることによって除去する。
【0045】
シート全体を振動させることで、全ての貫通孔10に導電性微粒子4が入り易くなる。また、導電性微粒子の入った容器内にシート全体を複数回くぐらせることによって、コアフィルム1の貫通孔10内に導電性微粒子4を入れてもよい。次に、コアフィルム1の上に接着剤溶液を所定の厚さで塗布した後、溶剤を乾燥除去することにより、コアフィルム1の上に第2の接着剤層3を形成する。さらに、この第2の接着剤層3の上にカバーフィルム6を被覆する。これにより、導電性接着シートが、図2(d)に示すように、一方の面に支持体5が、他方の面にカバーフィルム6がそれぞれ接合された状態で得られる。
【0046】
これに代えて、接着剤層3が形成されたカバーフィルム6を、接着剤層3をコアフィルム1側に向けて、コアフィルム1の上に置いて加熱することにより、図2(d)の状態としてもよい。ただし、この場合の加熱温度は、接着剤層3をなす接着剤が硬化しない温度とする必要がある。
なお、導電性接着シートは、支持体5とカバーフィルム6を剥離した状態で使用される。そのため、支持体5の第1の接着剤層2を形成する面と、カバーフィルム6の第2の接着剤層3側となる面に、シリコン系等の剥離剤を塗布しておくことが好ましい。
以上説明したように、この第1の方法によれば、フォトリソグラフィを採用することによって、コアフィルム1に直径20μm以下の微小な貫通孔10を容易に形成することができる。
【0047】
本発明の導電性接着シートを製造する第2の方法(請求項6〜8の方法)の実施形態について、図3〜6を用いて説明する。
先ず、支持体5の上に接着剤溶液を所定の厚さで塗布した後、乾燥することによって、支持体5の上に第1の接着剤層2を形成する。図3(a)はこの状態を示す。この第1の接着剤層2の上に、図3(b)に示すような、貫通孔10を有するコアフィルム1を接合する。図3(c)はこの状態を示す。この接合は、第1の接着剤層2の上にコアフィルム1を載せて加熱することで行う。この加熱温度は、接着剤層2をなす接着剤が硬化しない温度とする。
【0048】
次に、第1の方法と同じ方法で、導電性微粒子4をコアフィルム1の貫通孔10内に充填する。次に、第1の方法と同じ方法で、コアフィルム1上への第2の接着剤層3の形成およびカバーフィルム6の被覆を行う。これにより、導電性接着シートが、図3(d)に示すように、一方の面に支持体5が、他方の面にカバーフィルム6がそれぞれ接合された状態で得られる。
この第2の方法において、図3(b)に示すような、貫通孔10を有するコアフィルム1を形成する方法としては、(1)図4に示すように、コアフィルム1にレーザ照射を行う方法と、(2)図5に示すように、プレス用金型90,170を用いてコアフィルム1をプレスで打ち抜く方法を採用することが好ましい。
【0049】
(1)の方法の実施形態としては、先ず、図4(a)に示すように、コアフィルム1に形成する貫通孔10に対応させた開口部K1を有する金属マスクKを、支持体5の上に固定したポリイミド樹脂からなるコアフィルム1の上方に配置し、このマスクKの上からエキシマレーザを照射する。これにより、コアフィルム1のエキシマレーザが照射された部分が除去されて、貫通孔10が形成される。図4(b)はこの状態を示す。次に、コアフィルム1から支持体5を除去する。
【0050】
ここで用いるレーザ光としては、炭酸ガスレーザ、YAGレーザの基本波等のように、赤外線領域に発振波長を持つもの、YAGレーザの第3、第4高調波や、エキシマレーザ等のように、紫外線あるいは真空紫外線領域の光を照射できるものが挙げられる。
例えば、YAGレーザの第3、第4高調波あるいはエキシマレーザを用いることにより、直径20μm以下の微小な貫通孔10を容易に形成することができる。特に、微小ビームで加工できるYAGレーザでは、ビーム形状をテーパー状にすることによって貫通孔をテーパー状にすることができる。これにより、導電性微粒子をテーパー状貫通孔の窄まった部分で保持して、第1の接着剤層2にはみ出さないようにすることもできる。
【0051】
(2)の方法では、先ず、プレス用金型を作製する。この作製方法の実施形態について図6を用いて説明する。
先ず、アルミニウム板やステンレス板等の導電性基板7を用意し、その表面に亜鉛置換めっき処理を施して、厚さ200μm程度のメッキ層を形成する。このメッキ層の上に、前述の感光性樹脂層11の形成方法と同じ方法で、ネガ型の感光性樹脂層8を形成する。
【0052】
次に、コアフィルム1の貫通孔10に対応させた光遮蔽部を有する露光マスクMを用意し、この露光マスクMを感光性樹脂層8の上方に配置する。この露光マスクMの上から高エネルギー光の平行光を照射する。平行光は、光源からの光をフライアイレンズと数枚の反射鏡で加工することによって得られる。図6(a)はこの状態を示す。
次に、所定の現像処理を行うことによって、感光性樹脂層8の光が当たらなかった部分を除去する。これにより、コアフィルム1の貫通孔10に対応する貫通孔81が感光性樹脂層8に形成される。図6(b)はこの状態を示す。
【0053】
次に、めっき前処理として、この導電性基板7と感光性樹脂層8とからなる板状物の表面を、反応性イオンエッチング等で清浄化する。すなわち、現像後にこの板状物に残存する現像残査を完全に除去する。
次に、この導電性基板7と感光性樹脂層8とからなる板状物をめっき浴内に入れて、導電性基板7に通電することにより、リンを含有するニッケルの電解めっきを行う。これにより、感光性樹脂層8の上と貫通孔81内にメッキ層9を形成する。この状態を図6(c)に示す。メッキ層9の厚さは、プレス用金型として必要な強度を発揮できる厚さとする。例えば、貫通孔81の深さの50倍程度とする。
【0054】
次に、導電性基板7と感光性樹脂層8とメッキ層9とからなる板状物から、導電性基板7を、エッチング法であるいは物理的に剥離することによって除去する。次に、メッキ層9から感光性樹脂層8を剥離する。このメッキ層9が、図6(d)に示すように、コアフィルム1の貫通孔10の配置に対応させた突起91を有する雄型90となる。
次に、電解ニッケルめっきの代わりに電解銅めっきを行うことを除いて、この雄型90の形成方法と同じ方法を実施することにより、雄型90と同じ形状の銅製の型15を作製する。すなわち、この型15は、コアフィルム1の貫通孔10の配置に対応させた突起15aを有する。次に、この型15の突起15a側の面に、リンを含有するニッケルの電解めっきを行ってメッキ層17を形成する。この状態を図6(e)に示す。メッキ層17の厚さは、プレス用金型として必要な強度を発揮できる厚さとする。例えば、突起15aの突出長さの50倍程度とする。
【0055】
次に、銅製の型15を、過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄塩酸水溶液、塩化第二銅水溶液、または濃硝酸、濃水酸化ナトリウム水溶液等の銅を溶解する溶液を用いてエッチングすることにより、メッキ層17から除去する。このときニッケル層を溶解せずに、銅層のみ除去することが必要となる。したがって、ニッケルが露出している部分は予め保護しておき、ニッケルが露出する直前まで、前記過硫酸アンモニウム、塩化第二鉄塩酸水溶液、塩化第二銅水溶液等の酸化力の強いエッチング液で銅を除去し、その後、銅のみを溶解する濃硝酸あるいは濃水酸化ナトリウム水溶液等を用いて銅を完全に除去する。このメッキ層17が、図6(f)に示すように、雄型90の突起91を受ける凹部171を有する雌型170となる。
【0056】
このようにして得られた雄型90と雌型170とをプレス装置に装着し、雄型90の突起91と雌型170の凹部171が正確に噛み合うように、上下両側のパターンを同時に観察できるCCDカメラで見ながら、少なくとも2カ所で位置合わせを行う。次に、図5に示すように、雄型90と雌型170との間にコアフィルム1を設置してプレスすることにより、コアフィルムの突起91と凹部171とで挟まれた部分に貫通孔が形成される。このプレス装置としては、LSIベアチップを反転して基板へ実装するときに用いられるフリップチップボンダー等を使用することができる。
以上説明したように、この第2の方法によれば、レーザ照射法または微細金型によるプレス加工法を採用することによって、コアフィルム1に直径20μm以下の微小な貫通孔10を容易に形成することができる。
【0057】
なお、この実施形態では、本発明の第2の方法における、貫通孔10を有するコアフィルム1の一方の面に第1接着剤層2を形成する方法として、支持体5の上に形成された第1接着剤層2の上に、貫通孔10を有するコアフィルム1を接合する方法を採用しているが、これに代えて、例えば、貫通孔10を有するコアフィルム1の上に接着剤溶液を塗布・乾燥する方法を採用してもよい。
この場合、コアフィルム上に第1の接着剤層を形成した後にコアフィルム側を上にして、貫通孔内に導電性微粒子を入れた後、このコアフィルムの上に第2の接着剤層を形成する。なお、第1の接着剤層の形成時に、コアフィルムの貫通孔内に接着剤が入った場合でも、この接着剤も第1の接着剤層と同様に未硬化状態に保持されるため、導電性微粒子を貫通孔に押し込むこと等によって、導電性微粒子を貫通孔内に入れることができる。
【0058】
本発明の導電性接着シートを製造する第3の方法(請求項9の方法)の実施形態について、図7を用いて説明する。
先ず、図7(a)に示すように、導電性基板7の上に、第1の方法と同じ方法で、ネガ型の感光性樹脂層11の形成、感光性樹脂層11に対する露光マスクMを介した高エネルギー光の照射、および現像処理を行う。これにより、導電性基板7の上に、貫通孔10を有するコアフィルム1が形成される。図7(b)はこの状態を示す。
【0059】
次に、コアフィルム1の貫通孔10内に、電解めっき法により導電性微粒子4を成長させる。この実施形態では、電解めっき時の電流密度を調整することによって、図7(c)に示すように、導電性微粒子4を、貫通孔10の中央部でコアフィルム1から突出する高さで、しかも先端が丸くなるように成長させる。
次に、コアフィルム1の導電性基板7とは反対側の面に、第1の方法で第2の接着剤層3を形成した方法と同じ方法で、第1の接着剤層2を形成する。次に、この第1の接着剤層2の上にカバーフィルム6を被覆する。これに代えて、接着剤層2が形成されたカバーフィルム6を、接着剤層2をコアフィルム1側に向けて、コアフィルム1の上に置いて加熱することにより、図7(c)の状態としてもよい。ただし、この場合の加熱温度は、接着剤層2をなす接着剤が硬化しない温度とする必要がある。
【0060】
次に、導電性基板7を、エッチング法によりあるいは引き剥がすことにより除去する。図7(d)はこの状態を示す。
次に、導電性基板7が除去されたコアフィルム1の面に第2の接着剤層3を形成し、この第2の接着剤層3にカバーフィルム6を被覆する。このようにして、図7(e)に示すように、両面にカバーフィルム6が接合されている導電性接着シートが得られる。
この第3の方法によれば、電解めっき法により貫通孔10内に導電性微粒子4を成長させるため、貫通孔10への導電性微粒子4の配置を容易に行うことができる。
【0061】
【実施例1】
[導電性接着シートの作製]
この実施例では、本発明の第1の方法の実施例に相当する方法で導電性接着シートを作製する。この実施例を図2に基づいて説明する。
先ず、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、このPETフィルムの表面に、剥離剤としてポリジメチルシロキサンを約50nmの膜厚で被覆した。このPETフィルム(支持体)5の剥離剤が被覆された面に、熱可塑性ポリイミド溶液をブレードコーターを用いて塗布した。次に、この塗布膜から溶剤を乾燥除去することにより、PETフィルム5上に、厚さ10μmの熱可塑性ポリイミドからなる接着剤層(第1の接着剤層)2を形成した。
【0062】
熱可塑性ポリイミド溶液としては、宇部興産社製の熱可塑性ポリイミド溶液「UPA−N−111C」100重量部に対して、ペンタエリスリトールトリメタクリレートを1重量部の割合で添加して30分間混合し、泡が消えるまで放置したものを使用した。
この接着剤層2の上に、ブレードコーターを用いて液状のネガ型感光性樹脂を塗布することによって、感光性樹脂層11を厚さ4μmで形成した。この感光性樹脂層11の上に厚さ10μmのPETフィルムを載せた。
【0063】
使用した感光性樹脂は、数平均分子量が2000である不飽和ポリエステルプレポリマー:100重量部に、テトラエチレングリコールジメタクリレート:10.7重量部、ジエチレングリコールジメタクリレート:4.3重量部、ペンタエリスリトールトリメタクリレート:15重量部、リン酸(モノメタクリロイルオキシエチル):3.6重量部、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン:2重量部、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール:0.04重量部、およびオリヱント化学製「OPLASイエロー140」:0.11重量部を加えて、攪拌混合することにより得られたものである。
【0064】
数平均分子量が2000である不飽和ポリエステルプレポリマーは、アジピン酸、イソフタル酸、イタコン酸、フマル酸と、ジエチレングリコールとの仕込み比を調整し、脱水重縮合反応により得た。数平均分子量は、島津製作所社製のゲルパーミエーションクロマトグラフィー装置を用いて測定し、ポリスチレン標準品で検量化した。
この感光性樹脂は溶剤を含有しないが、前述の膜厚ではそのまま塗布することができる。ただし、2μm以下の膜厚で塗布する場合には、溶剤を加えて粘度を低くして使用することが好ましい。その場合には、塗布後に溶剤を乾燥させることによって感光性樹脂層が得られる。
【0065】
次に、露光マスクMとして、直径8μmである円形のクロムパターンが、図1(b)に示す貫通孔10の配置と同じ配置で、格子点間隔が15μmピッチで、規則的に配列されているガラス製フォトマスクを用意した。この露光マスクMを感光性樹脂層11の上に配置し、この露光マスクMの上から超高圧水銀ランプの光を照射した。この照射光は、光源からの光を光学系で平行にした平行光線である。図2(a)はこの状態を示す。但し、この図では、厚さ10μmのPETカバーフィルムが省略されている。
【0066】
次に、PETカバーフィルムを剥離し、現像処理を行った。その結果、感光性樹脂層11の光の当たらなかった部分が除去されて、図2(b)に示すように、多数の貫通孔10を有するコアフィルム1が、熱可塑性ポリイミド接着剤層(第1の接着剤層)2の上に形成された。このコアフィルム1には、直径が8μmである円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に配列されている。
このコアフィルム1上に、多数の導電性微粒子4からなる粉末を散布した後、超音波振動装置を用いてシート全体に振動を与えることにより、全ての貫通孔10内に導電性微粒子4を入れた。次に、コアフィルム1の表面に、日東電工(株)製の粘着フィルム「SPV−363」を、ローラーを用いて張り付けた後に剥がすことによって、貫通孔10に入らず、コアフィルム1の上面に存在する導電性微粒子4aを取り除いた。
【0067】
導電性微粒子4からなる粉末としては、アトマイズ法を用いて作製した合金微粒子を用いた。錫60重量部、亜鉛30重量部、ビスマス5重量部、インジウム5重量部を、黒鉛るつぼに入れ、高周波誘導加熱装置により800℃に加熱し、99体積%以上のヘリウムガス雰囲気で融解した。次に融解した金属をるつぼの先端よりヘリウムガス雰囲気の噴霧槽内に導入した後、るつぼ先端付近に設けられたガスノズルからヘリウムガス(純度99体積%以上、酸素濃度0.1体積%、圧力2.5MPa)を噴射してアトマイズを行い、合金微粒子を得た。用いた金属原料の純度は、いずれの金属も99重量%以上であった。アトマイズ法で得られた合金微粒子を気流式分級装置(日清エンジニアリング社製、ターボクラッシファイアーTC15)を用いて5回に渡り分級し、粒子径分布を徐々に狭めていった。更に、フォトリソグラフィーと電解ニッケルめっき法を用いて作製した精密ふるいを用いて分級することにより得られた平均粒子径が6μm、粒子径分布の標準偏差が0.6μmである粉末を使用した。得られた合金微粒子を走査型電子顕微鏡(日立製作所社製、S−2700)で観察したところ球状微粒子であった。また、合金微粒子の組成比は、前記原料仕込み比と同一であった。示差走査型熱分析法(島津製作所社製、DSC−50)により窒素雰囲気下で吸熱ピーク温度(融点を示す)を測定した。その結果、172℃、268℃、335℃に吸熱ピークが存在し、複数の融点が存在することを確認した。合金微粒子について、示差走査熱分析法を3回連続で行う熱処理を実施した後、示差走査熱分析法により前記と同一条件で融点の測定を測定した結果、187℃、270℃、339℃に吸熱ピークが存在する合金微粒子に変化していることを確認した。示差走査型熱分析法では、アルミナセル中に金属微粒子を入れ、窒素雰囲気下(流量50ml/分)、昇温速度2℃/分、720℃まで昇温し、この温度で10分間保持した。吸熱ピークの内、熱量が1J/g以上であるピークは全て金属微粒子由来のピークとして定量し、それ以下の熱量については分析精度の観点から定量していない。
【0068】
また、銅板の上に前記導電性微粒子をばら撒き、下記の性能評価で用いた加熱条件である230℃で5分間保持した。その後、室温まで冷却し銅板上の粒子に圧縮空気を吹き付けることにより、吹き飛ばすことを試みたが、導電性微粒子は銅板上に固定されており、除去することができなかった。また、導電性微粒子は粒子の形態を保持していることを走査型電子顕微鏡で確認した。
次に、図2(d)に示すように、一方の面にエポキシ接着剤からなる接着剤層(第2の接着剤層)3が形成されているPETフィルム6を、接着剤層3をコアフィルム1側に向けて、コアフィルム1の上に置いて加熱することにより接合した。
【0069】
一方の面にエポキシ接着剤からなる接着剤層3が形成されているPETフィルム6は、以下のようにして作製した。先ず、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、このPETフィルムの表面に、剥離剤としてポリジメチルシロキサンを約50nmの膜厚で被覆した。このPETフィルム(カバーフィルム)6の剥離剤が被覆された面に、エポキシ接着剤溶液をブレードコーターを用いて塗布した。次に、この塗布膜から溶剤を乾燥除去することにより、PETフィルム6上に、厚さ10μmのエポキシ接着剤からなる層3を形成した。
【0070】
使用したエポキシ接着剤溶液の組成は、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂:10重量部、フェノキシ樹脂:10重量部、マイクロカプセル型のイミダゾール誘導体エポキシ化合物からなる潜在性硬化剤:4.5重量部、およびトルエン/酢酸エチル混合液:5重量部である。
以上のようにして、不飽和ポリエステル樹脂からなるコアフィルム1の一方の面に熱可塑性ポリイミドからなる接着剤層2が配置され、他方の面にエポキシ接着剤からなる接着剤層3が配置され、コアフィルム1には、直径8μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルム5,6が接合されている。
【0071】
[性能評価]
図8(a)は試験用基板の一部を示す平面図であり、図8(b)は図8(a)のa−a線断面図である。
試験用基板30は、絶縁性基板31の上に、200本の配線32を有し、検査用パッド35は、それぞれ独立に配線32で接続されている。配線32の幅Wは15μmであり、配列ピッチpは30μmであり、高さhは15μmである。
先ず、上述の方法で得られた導電性接着シートの両面からPETフィルム5,6を剥がして、試験用基板30の全ての配線32部分と、図14に平面図と断面図を示した基板Dとの間に挟み、50MPaの圧力をかけた状態で230℃に加熱して5分間保持した。基板Dはガラス基板上にパターンを銅めっきで作製した基板であり、直線パターン、検査用パッドおよび円形のダミーパターンからなる。直線パターンの幅は15μm、高さは15μmであり、直線パターンの左右に配置したダミーパターンは直径が15μm、高さが15μmである。ガラス基板に直接銅めっきを実施した場合、接着強度を確保できないため、ガラス基板と銅めっきとの間には、薄いクロムの層を形成した。その結果、試験用基板30の配線32部分と基板Dの直線パターンとが、導電性接着シートによって接着された。
【0072】
図9は、試験用基板30の配線32部分と基板Dとが導電性接着シートによって接着された状態を示す断面図である。この断面図は図8(a)のb−b線断面図に相当する。この接着時に、導電性接着シートのコアフィルム1とその両面の接着剤層2,3は変形するため、これらをまとめて図9では符号23(図9の符号1を23に変更)で示してある。
このようにして得られた2個のテストピースを用いて、実施例1の導電性接着シートによる接続確認試験を行った。すなわち、各テストピースについて、200個の検査用パッド35と基板Dの検査パッドとの間の抵抗を測定した。その結果、2個のテストピースの合計400個の接続パッド35のうち、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが分かった。
【0073】
次に、上述の方法で得られた導電性接着シートの両面からPETフィルム5,6を剥がして、試験用基板30の全ての配線32部分と、ガラス基板Eとの間に挟み、50MPaの圧力をかけた状態で230℃に加熱して5分間保持した。ガラス基板Eは、ガラスの表面に基板Dと同じパターンが凸状に形成されている。凸部の高さは15μmであり、ガラス基板にエキシマレーザ光を照射することにより形成した。その結果、試験用基板30の配線32部分とガラス基板Eとが、導電性接着シートによって接着された。
【0074】
このようにして得られた2個のテストピースを用いて、隣接する検査用パッド35間の絶縁抵抗を測定した。その結果、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが分かった。
これらの試験結果から、この実施例の導電性接着シートによって、図9に示すように、試験用基板30の配線32と基板Dが、導電性接着シートの導電性微粒子4によって接続され、隣り合う配線32間が導電性微粒子4で接続されていない状態になることが分かる。
【0075】
【実施例2】
[導電性接着シートの作製]
使用した金属微粒子が銅、錫、銀、ビスマス、銀、インジウムからなる合金微粒子の表面を置換型錫めっき処理した金属微粒子であること以外は、実施例1と同じ方法により、導電性接着シートを得た。
合金微粒子は、銅65重量部、錫15重量部、銀10重量部、ビスマス5重量部、インジウム5重量部を仕込み組成とした。アトマイズ法により得られた合金微粒子の表面を置換型錫めっき液(奥野製薬工業社製、サブスターSN−5)中で50℃、12分間撹拌することにより処理した。合金微粒子表面の薄い錫の被膜は約0.2μmであった。置換型錫めっき処理後の金属微粒子の組成は、銅36重量%、錫44重量%、銀10重量%、ビスマス5重量%、インジウム5重量%へ変化していた。
【0076】
置換型錫めっき後、得られた金属微粒子は、窒素雰囲気下での示差走査熱分析法(DSC)において、146℃、438℃、499℃、566℃に融点を示し、DSCを3回連続繰り返し測定するという熱処理を実施したところ、262℃、439℃、500℃、569℃に融点を示し、熱処理前に存在していた146℃の吸熱ピークが消失し、262℃に新たな吸熱ピークを示した。
実施例1と同様に、気流分級機と精密ふるいを用いて分級することにより、得られた平均導電性微粒子の粒子径は5.8μm、粒子径分布の標準偏差は0.6μmであった。
【0077】
また、銅板の上に前記導電性微粒子をばら撒き、下記の性能評価で用いた加熱条件である230℃で5分間保持した。その後、室温まで冷却し銅板上の粒子に圧縮空気を吹き付けることにより、吹き飛ばすことを試みたが、導電性微粒子は銅板上に固定されており、除去することができなかった。また、導電性微粒子は粒子の形態を保持していることを走査型電子顕微鏡で確認した。
【0078】
[性能評価]
この実施例2で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0079】
【実施例3】
[導電性接着シートの作製]
この実施例では、本発明の第2の方法の実施例に相当する方法により、導電性接着シートを作製する。この実施例を図3および4に基づいて説明する。
先ず、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意し、このPETフィルムの表面に、剥離剤としてポリジメチルシロキサンを約50nmの膜厚で被覆した。このPETフィルムの剥離剤が被覆された面に、エポキシ接着剤溶液をブレードコーターを用いて塗布した。次に、この塗布膜から溶剤を乾燥除去することにより、PETフィルム上に、厚さ12μmのエポキシ接着剤からなる接着剤層を形成した。このPETフィルムと接着剤層とからなるシートを2枚用意した。
【0080】
使用したエポキシ接着剤溶液の組成は、ビスフェノールA型液状エポキシ樹脂:10重量部、フェノキシ樹脂:10重量部、マイクロカプセル型のイミダゾール誘導体エポキシ化合物からなる潜在性硬化剤:4.5重量部、およびトルエン/酢酸エチル混合液:5重量部である。
一方、上記と同じPETフィルムの表面に、剥離剤としてポリジメチルシロキサンを約50nmの膜厚で被覆した。このPETフィルムの剥離剤が被覆された面に、ポリイミド樹脂溶液(宇部興産社製の「UPA−N−111C」)をブレードコーターを用いて塗布した。次に、この塗布膜から溶剤を乾燥除去することにより、図4(a)に示すように、PETフィルム(支持体)5上に、ポリイミド樹脂からなるコアフィルム1を厚さ4μmで形成した。
【0081】
次に、コアフィルム1に形成する貫通孔10に対応させた開口部K1を有するニッケル製の金属マスクKを用意し、この金属マスクKをコアフィルム1の上方に配置し、この金属マスクKの上からエキシマレーザを照射した。図4(a)はこの状態を示す。金属マスクKには、直径8μm径の円形の孔が、図1(b)に示す貫通孔の配置と同じ配置で、15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成されている。
エキシマレーザの照射は、LUMONICS社製のエキシマレーザ「INDEX800」と住友重機械工業社製の搬送系「SIL300H」とからなるエキシマレーザ加工装置を用いて行った。レーザの波長は248nm(フッ化クリプトンガス)であり、レーザビームの寸法は8mmx25mmであり、発振周波数は200Hzであった。
【0082】
これにより、コアフィルム1のエキシマレーザが照射された部分(開口部K1の下側の部分)が除去されて、コアフィルム1の所定位置に貫通孔10が形成された。このコアフィルム1には、直径が8μmである円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に配列されている。図4(b)はこの状態を示す。次に、コアフィルム1からPETフィルム(支持体)5を剥離する。
次に、上述の方法で予め用意した、PETフィルムと接着剤層とからなるシートを、図3(a)に示すように、接着剤層(第1の接着剤層)2側を上に向けて置き、その上に、貫通孔10を有するコアフィルム1を載せて、加熱により接合した。この状態を図3(c)に示す。
【0083】
このコアフィルム1上に、多数の導電性微粒子4からなる粉末を散布した後、超音波振動装置を用いてシート全体に振動を与えることにより、全ての貫通孔10内に導電性微粒子4を入れた。この状態を図3(d)に示す。次に、コアフィルム1の表面に、日東電工(株)製の粘着フィルム「SPV−363」を、ローラーを用いて張り付けた後に剥がすことによって、貫通孔10に入らず、コアフィルム1の上面に存在する導電性微粒子4aを取り除いた。
【0084】
導電性微粒子4からなる粉末としては、アトマイズ法により得られた合金微粒子を用いた。錫45重量部、亜鉛45重量部、ビスマス5重量部、銀5重量部を仕込み組成とした。合金微粒子は、窒素雰囲気下での示差走査熱分析法(DSC)において、150℃、167℃、310℃、458℃に融点を示し、DSCを3回連続繰り返し測定するという熱処理を実施したところ、180℃、345℃、455℃に融点を示し、熱処理前に存在していた150℃、167℃、310℃の吸熱ピークが消失し、180℃、345℃に新たな吸熱ピークを示した。
【0085】
得られた合金微粒子をフォトリソグラフィーとめっき法を用いて作製した精密ふるいを用いて分級した。得られた合金微粒子の平均粒子径は5.9μm、粒子径分布の標準偏差は0.6μmであった。走査型電子顕微鏡により合金微粒子の形状を観察したところ、球状粒子であった。
また、銅板の上に前記導電性微粒子をばら撒き、下記の性能評価で用いた加熱条件である230℃で5分間保持した。その後、室温まで冷却し銅板上の粒子に圧縮空気を吹き付けることにより、吹き飛ばすことを試みたが、導電性微粒子は銅板上に固定されており、除去することができなかった。また、導電性微粒子は粒子の形態を保持していることを走査型電子顕微鏡で確認した。
【0086】
次に、上述の方法で予め用意した、PETフィルム上にエポキシ接着剤からなる接着剤層が形成されたシートを、図3(e)に示すように、接着剤層(第2の接着剤層)3側を下側に向けてコアフィルム1の上に載せて、加熱により接合した。
これにより、ポリイミド樹脂からなる厚さ4μmのコアフィルム1の両面に、厚さ12μmのエポキシ接着剤からなる接着剤層2,3が配置され、コアフィルム1には直径8μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルム5,6が接合されている。
【0087】
[性能評価]
この実施例2で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0088】
【実施例4】
[導電性接着シートの作製]
この実施例では、本発明の第2の方法の実施例に相当する方法により、導電性接着シートを作製する。この実施例を図3、図5、および図6に基づいて説明する。
実施例2と同じ方法で、PETフィルム(支持体)5上に、ポリイミド樹脂からなるコアフィルム1を形成した。ただし、厚さは10μmとした。次に、コアフィルム1からPETフィルム(支持体)5を剥離した。
【0089】
次に、図5に示すように、このコアフィルム1を、雄型90および雌型170からなるプレス用金型(加圧面:2.5cm角)の間に挟み、プレスで打ち抜くことにより、コアフィルム1に貫通孔10を開けた。プレス装置としてはフリップチップボンダーを用い、雄型90および雌型170の位置合わせはCCDカメラを用いた方法で行った。また、プレス圧は3MPaとした。
雄型90および雌型170は、前述の実施形態で図6を用いて説明した方法により作製した。
【0090】
具体的には、導電性基板7として厚さ200μmのアルミニウム板を用意し、その表面に対して亜鉛置換めっき処理を施した。感光性樹脂層8は、実施例1と同じ感光性樹脂溶液を用いて、同じ方法により、厚さ100μmで形成した。露光マスクMとしては、直径10μmの円形のクロムパターンが、図1(b)に示す貫通孔10の配置と同じ配置で、格子点間隔が20μmピッチで規則的に配列されているガラス製フォトマスクを用意した。露光方法は実施例1の感光性樹脂層11に対する方法と同じとした。
【0091】
めっき前処理の反応性イオンエッチングは、ヤマト科学社製の「PC−1000−5030」を用いて、酸素ガスを系内に導入しながら行った。ニッケルめっきによるメッキ層9の厚さは5mmとした。導電性基板7の除去は、塩酸を用いたウエットエッチングにより行った。また、硫酸銅を使用した電解銅めっき処理によって銅製の型15を作製した。ニッケルめっきによるメッキ層17の厚さは5mmとした。銅製の型15の除去は、過硫酸アンモニウム水溶液を用いたウエットエッチングにより行った。
【0092】
このようにして、直径10μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で、20μmピッチ(格子点間隔)で規則的に配列されているコアフィルム1を得た。このコアフィルム1の両面に、以下の方法で接着剤層を形成した。
先ず、実施例2と同じ方法で予め用意した、PETフィルムと接着剤層(10μm)とからなるシートを、図3(a)に示すように、接着剤層(第1の接着剤層)2側を上に向けて置いた。次に、この接着剤層2の上に、得られた貫通孔10を有するコアフィルム1を載せて、加熱により接合した。この状態を図3(c)に示す。
【0093】
これ以降は実施例3と同じ方法で、貫通孔10への導電性微粒子4の配置および第2接着剤層3とカバーフィルム6の接合を行った。ただし、導電性微粒子4からなる粉末としては、同じ材料からなるが、平均粒子径7μm、粒子径分布の標準偏差0.7μmのものを使用した。
これにより、ポリイミド樹脂からなる厚さ10μmのコアフィルム1の両面に、10μmのエポキシ接着剤からなる接着剤層2,3が配置され、コアフィルム1には直径10μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で20μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルム5,6が接合されている。
【0094】
[性能評価]
配線の幅Wが20μmで配列ピッチpが40μmであること、基板Dおよびガラス基板Eの直線パターンの幅が20μmであり、ダミーパターンの直径が20μm、配列ピッチが40μmである点以外は実施例1と同じ試験用基板30を作製した。この試験用基板30と、この実施例3で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ銅板Dおよびガラス基板とを用いて、実施例1と同じ方法で2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
【0095】
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0096】
【実施例5】
[導電性接着シートの作製]
この実施例では、本発明の第2の方法の実施例に相当する方法により、導電性接着シートを作製する。この実施例を図3および図10に基づいて説明する。
図10(a)に示すように、表面に厚さ15μmの剥離層(光照射により接着力が低下する感光性樹脂)46が被覆されている、厚さ70μmのポリオレフィンフィルム(ウルトロンシステムズ社製「SUA−074」)45を用意した。このポリオレフィンフィルム45の剥離層46の上に、ブレードコーターを用いて、実施例1と同じネガ型の感光性樹脂溶液を塗布することによって、感光性樹脂層11を厚さ4μmで形成した。この感光性樹脂層11の上に厚さ10μmのPETフィルム47を載せた。光照射により接着力が低下する感光性樹脂を使用した。
【0097】
次に、露光マスクMとして、直径が8μmである円形のクロムパターンが、図1(b)に示す貫通孔10の配置と同じ配置で、格子点間隔が15μmピッチで規則的に配列されているガラス製フォトマスクを用意した。この露光マスクMを感光性樹脂層11の上に配置し、この露光マスクMの上から超高圧水銀ランプの光を照射した。この照射光は、光源からの光を光学系で平行にした平行光線である。
【0098】
次に、PETフィルム47を剥離した後、現像処理を行った。その結果、感光性樹脂層11の光の当たらなかった部分が除去されて、図10(b)に示すように、多数の貫通孔10を有するコアフィルム1が、剥離層46を介してポリオレフィンフィルム45上に形成された。このコアフィルム1には、直径が8μmである円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に配列されている。ここで、剥離層46をなす感光性樹脂の接着力は露光により低下するため、ポリオレフィンフィルム45はコアフィルム1から容易に剥離可能となっている。
【0099】
このようにして得られた貫通孔10を有するコアフィルム1の両面に、以下の方法で接着剤層を形成した。
先ず、実施例2と同じ方法で予め用意した、PETフィルムと接着剤層(10μm)とからなるシートを、図3(a)に示すように、接着剤層(第1の接着剤層)2側を上に向けて置いた。次に、得られた貫通孔10を有するコアフィルム1からポリオレフィンフィルム45を剥離して、このコアフィルム1を接着剤層2の上に載せ、加熱により接合した。この状態を図3(c)に示す。
【0100】
これ以降は実施例3と同じ方法で、貫通孔10への導電性微粒子4の配置および第2接着剤層3とカバーフィルム6の接合を行った。導電性微粒子4からなる粉末についても、実施例3と同じものを使用した。
これにより、不飽和ポリエステル樹脂からなる厚さ4μmのコアフィルム1の両面に、10μmのエポキシ接着剤からなる接着剤層2,3が配置され、コアフィルム1には直径8μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルム5,6が接合されている。
【0101】
[性能評価]
この実施例5で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0102】
【実施例6】
[導電性接着シートの作製]
この実施例では、本発明の第3の方法の実施例に相当する方法により、導電性接着シートを作製する。この実施例を図7に基づいて説明する。
先ず、厚さ100μmのアルミニウム板(導電性基板)7を用意し、その表面に対して亜鉛置換めっき処理を施した。このアルミニウム板7のめっき処理面に、ブレードコーターを用いて実施例1と同じネガ型の感光性樹脂溶液を塗布し、乾燥させることによって、ネガ型の感光性樹脂層11を厚さ10μmで形成した。この感光性樹脂層11の上に厚さ10μmのPETフィルムを載せた。図7(a)はこの状態を示す。ただし、この図では感光性樹脂層11上のPETフィルムが省略されている。
【0103】
次に、露光マスクMとして、直径が5μmである円形のクロムパターンが、図1(b)に示す貫通孔10の配置と同じ配置で、格子点間隔が10μmピッチで規則的に配列されているガラス製フォトマスクを用意した。この露光マスクMを感光性樹脂層11の上に配置し、この露光マスクMの上から超高圧水銀ランプの光を照射した。この照射光は、光源からの光を光学系で平行にした平行光線である。
【0104】
次に、PETフィルムを剥離した後、現像処理を行った。その結果、感光性樹脂層11の光の当たらなかった部分が除去されて、図7(b)に示すように、多数の貫通孔10を有するコアフィルム1がアルミニウム板7の上に形成された。このコアフィルム1には、直径が5μmである円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で10μmピッチ(格子点間隔)で規則的に配列されている。
次に、めっき前処理として、この導電性基板7と感光性樹脂層11とからなる板状物の表面に、反応性イオンエッチング処理を施し、現像後にこの板状物に残存する現像残査を完全に除去した。
【0105】
次に、この板成物を電解錫めっき浴に入れて、アルミニウム板7に通電することにより、コアフィルム1の貫通孔10内に電解めっき法で厚さ1μmの錫皮膜を形成し、その後ピロリン酸銅めっき浴を用いて厚さ10μmの銅層を形成させ、更に銅層の上に厚さ1μmの錫層を形成させることにより導電性微粒子4を成長させた。めっき時の電流密度を3A/dm2と高めに設定することで、銅は、貫通孔10から上に突出するまで成長して先端が丸くなった。その結果、コアフィルム1の全ての貫通孔10に、錫と銅からなる先端の丸い柱状物からなる導電性微粒子4が形成された。導電性微粒子4をなす柱状物の高さは、最も高い中心部でコアフィルム1の厚さ10μmより高い12μmであった。また、形成した導電性微粒子の融点は、錫と銅の2つの融点を示すものであった。
【0106】
次に、実施例2と同じ方法で予め用意した、PETフィルムと接着剤層(10μm)とからなるシートを、図7(c)に示すように、接着剤層(第1の接着剤層)2をコアフィルム1側に向けて、コアフィルム1の上に置いて加熱することにより接合した。
次に、接着剤層2に液体が入ることを防ぐために、シートの四端部を塞いだ。次に、アルミニウム板7に塩酸を噴霧することにより、ウエットエッチング法でアルミニウム板7を完全に除去した。図7(d)はこの状態を示す。
【0107】
次に、実施例2と同じ方法で予め用意した、PETフィルムと接着剤層(10μm)とからなるシートを、接着剤層(第2の接着剤層)3をコアフィルム1側に向けて、コアフィルム1の上に置いて加熱することにより接合した。この状態を図7(e)に示す。
これにより、不飽和ポリエステル樹脂からなる厚さ10μmのコアフィルム1の両面に、10μmのエポキシ接着剤からなる接着剤層2,3が配置され、コアフィルム1に直径5μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で10μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の銅製の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルム5,6が接合されている。
【0108】
[性能評価]
この実施例6で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の配線32の全てが基板Dと電気的に接続されていることが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0109】
【実施例7】
[導電性接着シートの作製]
この実施例では、本発明の第4の方法の実施例に相当する方法により、導電性接着シートを作製する。この実施例を図11に基づいて説明する。
先ず、実施例1に示す方法で予め用意した、PETフィルム(支持体)5とエポキシ接着剤からなる厚さ10μmの接着剤層2とからなるシートを、図11(a)に示すように、接着剤層(第1の接着剤層)2側を上に向けて置き、その上に厚さ4μmのポリイミド樹脂からなるコアフィルム1を形成した。コアフィルム1の形成は、実施例2で使用したポリイミド樹脂溶液を接着剤層2の上に塗布した後、塗膜から溶剤を乾燥させることで行った。これにより、一方の面に第1の接着剤層が形成されたコアフィルム1を得た。
【0110】
次に、コアフィルム1の上に5μmのPETフィルム6aを載せ、その上方に実施例2と同じ金属マスクを配置し、この金属マスクの上からエキシマレーザを照射した。この照射は、PETフィルム6aとコアフィルム1が厚さ方向全体で除去され、接着剤2の表面も少し除去されるまで(深さ12μmの孔が形成されるまで)行った。
これにより、PETフィルム6aとコアフィルム1のエキシマレーザが照射された部分が除去されて、コアフィルム1の所定位置に貫通孔10が形成された。このコアフィルム1には、直径が8μmである円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に配列されている。図11(b)はこの状態を示す。
【0111】
次に、PETフィルム6aの上に、実施例2と同じ、多数の導電性微粒子4からなる粉末を散布した後、超音波振動装置を用いてシート全体に振動を与えることにより、コアフィルム1の全ての貫通孔10内に導電性微粒子4を入れた。この状態を図11(c)に示す。次に、PETフィルム6aをコアフィルム1から剥離することにより、コアフィルム1の上面を露出させた。この際に、貫通孔10に入らず、PETフィルム6aの上面に存在する導電性微粒子4aが取り除かれた。
【0112】
次に、実施例1に示す方法で予め用意した、PETフィルム(カバーフィルム)6とエポキシ接着剤からなる厚さ10μmの接着剤層3とからなるシートを、図11(d)に示すように、接着剤層(第2の接着剤層)3側を下側に向けてコアフィルム1の上に載せて、加熱により接合した。
これにより、ポリイミド樹脂からなる厚さ4μmのコアフィルム1の両面に、厚さ10μmのエポキシ接着剤からなる接着剤層2,3が配置され、コアフィルム1には直径8μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルム5,6が接合されている。
【0113】
[性能評価]
この実施例7で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0114】
【実施例8】
[導電性接着シートの作製]
まず、実施例3と同様の方法により、厚さ25μmのPETフィルムからなる支持体5の上に厚さ6μmのエポキシ接着剤層2bを形成した。図15(a)は、この状態を示す。このPETフィルムとエポキシ接着剤とからなるシートを2枚用意した。
次に、コアフィルム1として、厚さ4.5μmの全芳香族ポリアミドフィルム(商品名:アラミカ、旭化成製)を用意した。また、ポリスルホン樹脂(Amoco Polymer社製、Udel P−1700)80重量部、シアネートエステル樹脂(Ciba−Geigy社製、B−30)20重量部、THF400重量部を撹拌混合することにより得た。この接着剤溶液をコアフィルム1の上に塗布して乾燥することにより、コアフィルム1の上に、厚さ6μmのポリスルホン/シアネートエステル接着剤層2aを形成した。図15(b)は、この状態を示す。
【0115】
各接着剤層をなす接着剤の軟化温度を、レオメトリックス・サイエンティフィック・エフ・イー社製の粘弾性測定装置、回転型の「レオメーター」を用いて測定した。測定条件は、回転速度:10rad/秒、昇温開始温度:室温、昇温速度:10℃/分とし、粘性率曲線の傾きが変化する最初の温度を軟化温度として求めた。その結果、エポキシ接着剤の軟化点は、約80℃であり、ポリスルホン・シアネートエステル系樹脂の軟化点は160℃であった。
次に、PET支持体5およびエポキシ接着剤層2bからなるシートと、コアフィルム1およびポリスルホン/シアネートエステル接着剤層2aとからなるシートを、接着剤層2a、2b同士を向かい合わせて、60℃に加熱しながら貼り合せた。これにより、軟化温度の差が20℃以上である二種類の接着剤層とPETフィルムとコアフィルム1とからなる積層シートを得た。図15(c)は、この状態を示す。
【0116】
次に、この積層シートのコアフィルム1に、実施例2と同じ方法でエキシマレーザにより貫通孔10を形成した。貫通孔の配置も実施例2と同様に、図1(b)に示す配置とした。貫通孔10の孔径は7.5μmであった。図15(d)は、この状態を示す。
エキシマレーザの照射は、コアフィルム1の各位置に確実に貫通孔10を形成する条件で行う必要があるため、ポリスルホン/シアネートエステル接着剤層の表面にもエキシマレーザが照射される。しかし、エキシマレーザによる除去速度は、全芳香族ポリアミドからなるコアフィルム1の方がポリスルホン/シアネートエステル接着剤層より速いため、前記条件で照射を行った場合でも、ポリスルホン/シアネートエステル接着剤層の表面に生じる凹部を1μm未満の深さに抑えることができる。
【0117】
次に、コアフィルム1の貫通孔10への導電性微粒子の充填方法は、実施例3と同じ方法を用いた。また、導電性微粒子4は、実施例2と同じものを用いた。
次に、この状態のコアフィルム1上に、前述のポリスルホン/シアネートエステル接着剤溶液を塗布して乾燥することにより、厚さ6μmのポリスルホン・シアネートエステルからなる接着剤層3aを形成した。
次に、このポリスルホン・シアネートエステル接着剤層の上に、PETフィルムからなるカバーフィルム6とエポキシ接着剤層3bとからなるシートを、エポキシ接着剤層3bを下に向けて載せ、60℃に加熱して接着した。
【0118】
これにより、全芳香族ポリアミド樹脂からなる厚さ4.5μmのコアフィルム1の両側に、厚さ6μmのポリスルホン/シアネートエステルからなる接着剤層と厚さ6μmのエポキシ樹脂からなる接着剤層が、コアフィルム1側からこの順に配置され、コアフィルム1には直径7.5μmの円形の貫通孔10が、図1(b)に示す配置で15μmピッチ(格子点間隔)で規則的に形成され、各貫通孔10に各1個の導電性微粒子4が配置されている導電性接着シートが得られた。この導電性接着シートの両面にはPETフィルムが接合されている。図15(e)は、この状態を示す。
【0119】
[性能評価]
この実施例8で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0120】
【実施例9】
マスクパターンを10分の1に縮小投影することのできるエキシマレーザを用いてコアフィルムに孔の断面形状がテーパー状の孔を形成した。コアフィルムには、実施例8と同じ全芳香族ポリアミドフィルム(商品名:アラミカ、旭化成株式会社製)を用いた。貫通孔の配置は図1(b)に示した配置であり、図16を用いて説明すると断面形状がテーパー状の孔において、大きく明いた側の面の孔径は8μm、小さく明いた側の面の孔径は4μmであった(図16(a))

【0121】
次に実施例1と同様に、PETフィルム上にエポキシ接着剤層を形成し、このエポキシ接着剤層の上に、孔径の小さい側の面からコアフィルムをラミネートし貼り付けた。したがって、この状態ではコアフィルム表面には、孔径の大きな方の面が露出していることになる。
コアフィルムの孔に実施例2と同様に導電性微粒子を充填した。充填した導電性微粒子は実施例2と同じものを用いた。導電性微粒子の平均粒子径は6μm、粒子径分布の標準偏差は0.6μmであった。
【0122】
次に、実施例8と同様の方法によりエポキシ接着剤とポリスルホン・シアネートエステル系接着剤からなる積層体接着層を形成し、ポリスルホン・シアネートエステル系接着剤層の側からコアフィルムに貼り合わせ、導電性接着シートを得た(図16(b))。
【0123】
[性能評価]
この実施例9で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての配線32について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0124】
【比較例1】
[導電性接着シートの作製]
実施例1で使用したエポキシ接着剤溶液に、実施例1で使用した導電性微粒子4を、1.2体積%の割合で添加して混合した。この液体を、剥離剤としてポリジメチルシロキサンが被覆されたPETフィルムの表面に、ブレードコーターを用いて塗布した。次に、この塗布膜から溶剤を乾燥除去することにより、PETフィルム上に、厚さ28μmの導電性接着シートを形成した。この導電性接着シートはPETフィルムを剥がして使用する。
なお、導電性微粒子4のエポキシ接着剤溶液への添加率は、導電性接着シート内での導電性微粒子4の含有率が実施例2と同程度となるように設定した。
【0125】
[性能評価]
この比較例1で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の配線32のうち4箇所が基板Dと電気的に接続されていないことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35について、全ての絶縁抵抗が1012Ω以上であった。これにより、2個のテストピースの合計398組の全ての配線32について、隣接する全ての配線32間にショートが発生していないことが確認された。
【0126】
【比較例2】
導電性微粒子4のエポキシ接着剤溶液への添加率を20体積%とした以外は、比較例1と同じ方法で、同じ構成の導電性接着シートを作製した。
この比較例2で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、基板D、およびガラス基板Eとを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の配線32の全てが基板Dと電気的に接続されていることが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35のうち10箇所で、絶縁抵抗が108Ω以下となった。これにより、これらの10箇所で隣接する配線32間にショートが発生していることが分かった。
【0127】
【比較例3】
用いた導電性微粒子4が銀―銅合金微粒子であること以外は、比較例2と同様にして導電性接着シートを作製した。
導電性微粒子4からなる粉末としては、特開平6−223633号公報に記載された、組成がAgx Cu(1-x)(0.008≦x≦0.4)であって粒子表面の銀濃度が平均の銀濃度の2.2倍より高く、表面近傍で粒子表面に向かって銀濃度が増加する領域を有する球状の導電性粒子からなり、平均粒子径が6μm、粒子径分布の標準偏差が0.5μmである粉末を使用した。
【0128】
また、実施例1と同様に銅板の上に前記導電性微粒子をばら撒き、性能評価で用いた加熱条件である230℃で5分間保持した。その後、室温まで冷却し銅板上の粒子に圧縮空気を吹き付けることにより、吹き飛ばすことを試みた。導電性微粒子は銅板上に固定されておらず、除去されてしまった。
この比較例3で作製された導電性接着シートと、実施例1と同じ試験用基板30、銅板D、およびガラス基板とを用いて、実施例1と同じ方法で各2個のテステストピースを作製し、実施例1と同じ方法で接続確認試験とショート確認試験を行った。
【0129】
その結果、接続確認試験では、2個のテストピースの合計400個の全ての接続箇所について、基板Dと電気的に接続されていないものは無いことが確認された。
また、ショート確認試験では、2個のテストピースの合計398組の検査用パッド35のうち15箇所で、絶縁抵抗が108Ω以下となった。これにより、2個のテストピースの合計398組の内15箇所について、隣接する接続パッド34間にショートが発生していることが分かった。
【0130】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電性接着シートによれば、コアフィルム面内に所定配置で複数個の貫通孔を形成し、この貫通孔に導電性微粒子を配置するため、貫通孔のピッチおよび大きさを、接続するパターンの配列ピッチおよび配線幅等に対応させて設定することが可能となる。また、使用時に、コアフィルムによってシート面内での導電性微粒子の配置が固定される。
【0131】
そのため、貫通孔のピッチおよび大きさを、接続するパターンの配列ピッチおよび配線幅等に対応させて設定することによって、ファインピッチで配列されているパターンを接続する場合でも、隣り合うパターン間にショートが生じないようにすることができる。また、接続するパターンが導電性微粒子の存在しない位置に配置される、という恐れを無くすことができる。
その結果、本発明の導電性接着シートによれば、接続するパターンの寸法が小さい場合や、ファインピッチで配列されているパターンを接続する場合でも、信頼性の高い接続を行うことができる。
【0132】
また、本発明の導電性接着シートの製造方法によれば、導電性微粒子がシート面内に、規則的に且つ高密度で(隣り合う導電性微粒子間の距離が20μm以下となるように)配置された導電性接着シートを容易に製造することができる。
さらに、明細書中記載の特定の金属微粒子を使用することにより、本発明の接着シートを2つの回路基盤の間にはさみ、所定の温度圧力で加熱圧縮する工程で、金属微粒子の一部が溶融し、冷却により再固化する過程で当該金属微粒子と回路基板上の接続バンプを構成する金属と接合することにより金属・金属結合が形成され、接着強度の高い接続が可能となる。また、前記再固化した部分は前記熱処理と同一処理で再度熱処理した場合、溶融により変形することがなく、金属・金属結合が保持される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導電性接着シートの一実施形態を示す断面図(a)と平面図(b,c)である。
【図2】本発明の導電性接着シートを製造する第1の方法(請求項5の方法)の実施形態、および実施例1を説明する図である。
【図3】本発明の導電性接着シートを製造する第2の方法(請求項6〜8の方法)の実施形態、および実施例2〜4を説明する図である。
【図4】本発明の導電性接着シートを製造する第2の方法(請求項6〜8の方法)の実施形態、および実施例2を説明する図である。
【図5】本発明の導電性接着シートを製造する第2の方法(請求項6〜8の方法)の実施形態、および実施例3を説明する図である。
【図6】本発明の導電性接着シートを製造する第2の方法(請求項6〜8の方法)の実施形態、および実施例3を説明する図である。
【図7】本発明の導電性接着シートを製造する第3の方法(請求項9)の実施形態、および実施例7を説明する図である。
【図8】本発明の実施例1〜5および比較例1,2で性能評価に使用した試験用基板を示す平面図(a)と断面図(b)である。
【図9】試験用基板の接続パッド部分と銅板とが、実施例1〜5の導電性接着シートによって接着された状態を示す図であって、図8(a)のb−b線断面図に相当する。
【図10】本発明の実施例4(導電性接着シートを製造する第2の方法)を説明する図である。
【図11】本発明の実施例6(導電性接着シートを製造する第4の方法)を説明する図である。
【図12】従来の導電性接着シートの一例を示す断面図(a)と平面図(b)である。
【図13】従来の導電性接着シートの問題点を説明するための断面図である。
【図14】本発明における性能評価で用いる基板Dおよび基板Eのパターンを示す平面図(a)であって、(b)は基板Dの(c)は基板Eのc−c線断面図に相当する。
【図15】本発明の導電性接着シートを製造する方法(請求項4)の実施形態、および実施例8を説明する図である。
【図16】本発明の実施例9を説明する図である。
【符号の説明】
1 コアフィルム
2 接着剤層(第1の接着剤層)
2a 第1の接着剤層の軟化点の高い接着剤層
2b 第1の接着剤層の軟化点の低い接着剤層
3 接着剤層(第2の接着剤層)
3a 第2の接着剤層の軟化点の高い接着剤層
3b 第2の接着剤層の軟化点の低い接着剤層
4 導電性微粒子
5 支持体
6 カバーフィルム
6a PETフィルム
7 導電性基板
8 感光性樹脂層
9 メッキ層
10 貫通孔
11 感光性樹脂層
15 銅製の型
15a 突起
17 メッキ層
20 接着剤層からなるシート
21 銅製円柱状凸部
22 銅製直線状凸部
23 接着時のコアフィルムとその両面の接着剤層
24 ガラスからなる円柱状凸部
25 ガラス基板
26 電気検査用パッド
30 試験用基板
31 絶縁性基板
32 配線
35 検査用パッド
45 ポリオレフィンフィルム
46 剥離層
47 PETフィルム
81 貫通孔
90 雄型(プレス用金型)
91 突起
170 雌型(プレス用金型)
171 凹部
500 PETフィルム
510 エポキシ接着剤層(軟化温度の低い接着剤層)
530 ポリスルホン/シアネートエステル接着剤層(軟化温度の高い接着剤層)
A 導電性微粒子の存在しない位置
B1 基板
B2 基板
D 基板D
h 配線の高さ
K1 開口部
K 金属マスク
M 露光マスク
P1 接続パターン
P2 接続パターン
P10 円柱状凸部の配列ピッチ
p 接続パッドの配列ピッチ
W 接続パッドをなす正方形の一辺の寸法
W1 銅製直線状凸部の幅
W2 銅製円柱状凸部の直径
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a conductive adhesive sheet that imparts conductivity only in the thickness direction of a sheet by conductive fine particles dispersedly arranged in the sheet surface, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a conductive adhesive sheet that imparts conductivity only in the thickness direction has been used at the time of connection between a liquid crystal display wiring and a flexible substrate, high density mounting of an integrated circuit component on a substrate, or the like. An example of a conventional conductive adhesive sheet is shown in FIG. In this example, the conductive fine particles 4 are randomly arranged in the sheet 20 made of an adhesive layer. This sheet has the following problems.
In recent years, the dimensions of connected wiring patterns and land patterns have been increasingly miniaturized. When the dimension of the connected pattern is reduced, in the sheet in which the conductive fine particles are randomly dispersed and arranged, the connected pattern is arranged at the position A where the conductive fine particles do not exist as shown in FIG. The probability that As a result, the connected patterns may not be electrically connected.
[0003]
In order to solve this problem, it is effective to disperse smaller conductive fine particles in the sheet at a high density. However, when the size of the conductive fine particles is reduced, as shown in FIG. There is a problem that variations in the protruding height of the connection patterns P1, P2 from the surfaces of the substrates B1, B2 cannot be absorbed. When the density of the conductive particles 4 in the sheet 20 is increased, as shown in FIG. 13B, when the patterns P1 and P2 are arranged at a fine pitch, a short (short circuit) occurs between adjacent patterns. ) Is likely to occur. That is, in these methods, the connection reliability of a conductive adhesive sheet in which conductive fine particles are randomly dispersed and arranged is not improved. On the other hand, JP-A-5-67480 and JP-A-10-256701 describe that conductive fine particles are dispersed in a predetermined arrangement in a sheet.
[0004]
In the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-67480, the conductive fine particles are charged before being dispersed in the sheet (adhesive layer), and the repulsive force between the conductive fine particles is utilized to make the conductive fine particles in the sheet. Are uniformly dispersed. In addition, each position of the conductive fine particles and the support is charged with different charges, and after the conductive fine particles are arranged on the support in a predetermined arrangement, the conductive fine particles are transferred to the adhesive layer in a state in which this arrangement is maintained. It is described to do.
However, in this method, since the arrangement is maintained by the repulsive force between the charged conductive fine particles, it is impossible to bring the distance between the adjacent conductive fine particles within the sheet surface closer to 20 μm or less.
[0005]
In JP-A-10-256701, a composition comprising a rubber material and conductive particles is formed into a sheet using conductive particles having magnetism, and a magnetic field is applied in the thickness direction of the sheet. It is described that the conductive particles are oriented to cure the rubber in this state.
However, this method has the following problems. Since it is difficult to concentrate the magnetic field in a very narrow region, the distance between adjacent conductive fine particles in the sheet surface cannot be brought close to 20 μm or less. In some cases, the conductive particles are arranged so as to overlap in the thickness direction of the rubber sheet. It is difficult to arrange the conductive particles regularly (while maintaining a predetermined interval between adjacent particles). The conductive particles that can be used are limited to magnetic materials.
[0006]
Further, in a conductive adhesive sheet having a structure in which conventional metal fine particles are dispersed in a sheet adhesive, when the conductive adhesive sheet is sandwiched between two circuit boards and heated and compressed, The connection bumps and the surface of the metal fine particles in the conductive adhesive sheet are only in physical contact, and no metal-metal bond is formed at the interface, leaving a big problem in connection reliability.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made paying attention to such problems of the prior art, and conductive adhesion imparting conductivity only in the thickness direction of the sheet by conductive fine particles dispersed and arranged in the sheet surface. In the sheet, there is provided a conductive adhesive sheet in which conductive fine particles are regularly and densely arranged in the sheet surface (so that the distance between adjacent conductive fine particles is 20 μm or less). PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive adhesive sheet capable of improving connection reliability by forming a metal-metal bond between connection bumps on the circuit board and conductive fine particles by sandwiching and compressing between two circuit boards. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has the following configuration.
1. In the adhesive sheet that imparts conductivity only in the thickness direction of the sheet by the conductive fine particles dispersed and arranged in the sheet surface, an adhesive layer is disposed on both surfaces of the core film disposed in the center in the thickness direction, The core film and the adhesive layer are insulative, and a plurality of through holes penetrating in the thickness direction are formed in the film surface in a predetermined arrangement in the core film, and conductive fine particles are arranged in the through holes. The conductive fine particles are alloy particles that do not substantially contain lead, and each alloy particle exhibits a plurality of melting points defined as temperatures at which endothermic peaks are observed by differential scanning calorimetry (DSC). The melting point of the alloy includes an initial minimum melting point and a maximum melting point, and each alloy particle exhibits the initial minimum melting point in at least a surface portion, and each alloy particle is heated at the initial minimum melting point or higher. As a result, when each alloy particle is melted at least the surface portion showing the initial minimum melting point, and then each alloy particle is cooled to room temperature, thereby solidifying the melted portion of each alloy particle, each alloy subjected to heating and solidification An electrically conductive adhesive sheet having anisotropy, wherein the particles are alloy particles exhibiting a rising minimum melting point higher than an initial minimum melting point.
[0009]
2. The average particle size of the conductive fine particles is 0.5 μm or more and 50 μm or less, the standard deviation of the particle size distribution of the conductive fine particles is 50% or less of the average particle size, and the thickness of the core film is 0.5 μm or more and 50 μm or less. Item 2. The conductive adhesive sheet according to Item 1, wherein the adhesive layer has a thickness of 1 µm or more and 50 µm or less, and the size of the through hole is 1 to 1.5 times the average particle size of the conductive fine particles.
[0010]
3. Conductive fine particles are copper, silver, gold, nickel, palladium, indium, tin, lead, zinc, bismuth, platinum, gallium, antimony, silicon, germanium, cobalt, tantalum, aluminum, manganese, molybdenum, chromium, magnesium, titanium Alloy fine particles comprising three or more elements selected from tungsten, rare earth elements, metal fine particles obtained by thinly coating the surface of the alloy fine particles with one or more metals selected from the above group, or metals selected from the above metal group The surface of the metal fine particles made of the simple substance is different from the metal simple substance and is coated with one or more metals selected from the above metal group, and the metal fine particles have a plurality of melting points. Item 3. The conductive adhesive sheet according to Item 1 or 2,
[0011]
4). At least one of the adhesive layers arranged on both surfaces of the core film is laminated with two types of adhesive layers having a difference in softening temperature of 20 ° C. or more arranged with the higher softening temperature on the core film surface side. Item 4. The conductive adhesive sheet according to any one of Items 1 to 3, wherein
5. Item 5. In the method for producing a conductive adhesive sheet according to any one of Items 1 to 4, after forming a photosensitive resin layer forming a core film on a first adhesive layer formed on a support. Then, by patterning the photosensitive resin layer by photolithography, through-holes are formed in a predetermined arrangement in the core film, and conductive fine particles are put into the through-holes, and then a second adhesion is formed on the core film. A method for producing a conductive adhesive sheet, comprising forming an agent layer.
[0012]
6). Item 5. The method for producing a conductive adhesive sheet according to any one of Items 1 to 4, wherein a first adhesive layer is formed on one surface of the core film having a through hole, and then the conductive material is formed in the through hole. A method for producing a conductive adhesive sheet, comprising: forming a second adhesive layer on the other surface of the core film after adding fine particles.
7). The manufacturing method of the electroconductive adhesive sheet of claim | item 6 including the process of forming a through-hole in a core film by laser irradiation.
[0013]
8). A step of forming a through-hole in the core film by punching with a press using a pressing mold comprising a male mold having a projection corresponding to the arrangement of the through-hole and a female mold having a recess for receiving the projection. The manufacturing method of the electroconductive adhesive sheet of claim | item 6 containing this.
9. Item 5. The method for producing a conductive adhesive sheet according to any one of Items 1 to 4, wherein a core film having a through hole is formed on a conductive substrate, and then conductive fine particles are formed on the through hole by electrolytic plating. The first adhesive layer is formed on the surface of the core film opposite to the conductive substrate, and the conductive substrate is removed to remove the conductive substrate from the core film. A method for producing a conductive adhesive sheet, comprising forming a second adhesive layer on the surface.
[0014]
10. Item 5. The method for producing a conductive adhesive sheet according to any one of Items 1 to 4, wherein a core film having a first adhesive layer formed on one side is prepared, and a laser is applied from the other side of the core film. By performing irradiation, a through hole is formed in the core film, and then a second adhesive layer is formed on the other surface of the core film after putting conductive fine particles in the through hole. A method for producing a conductive adhesive sheet.
[0015]
[About core film]
The material of the core film used in the present invention is not particularly limited, and various engineering plastics can be used. For example, polyimide resin, polyamide resin, polyamideimide resin, polysulfone resin, polyester resin, unsaturated polyester resin, polyallyl resin, polyolefin resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, polyphenylene ether resin, unsaturated polyurethane resin, polyurethane resin, etc. .
[0016]
Moreover, as a core film, a thing with good dimensional stability is preferable. Therefore, as the material of the core film, as the polymer skeleton, a polymer containing an aromatic skeleton such as benzene, naphthalene, anthracene or pyrene or an alicyclic skeleton such as cyclohexane, bicyclohexane, bicyclohexene or adamantane is used. It is preferable to do.
Furthermore, as the core film of the present invention, a thermoplastic resin or a thermosetting resin containing a thermosetting component of a type that is hardened after being plasticized by heat can be used. However, the softening temperature of the resin constituting the core film is preferably higher by 20 ° C. than the softening temperature of the adhesive resin forming the adhesive layer. More preferably, it is 50 ° C or higher, most preferably 80 ° C or higher.
[0017]
Here, the softening temperature of the core film and the adhesive layer means that the viscosity decreases greatly when the temperature of the resin forming the core film and the adhesive forming the adhesive layer is increased from room temperature (viscosity curve). Means the first temperature). This softening temperature can be examined by measuring the viscosity using a viscoelasticity measuring device such as a rheometer while increasing the temperature of the resin and the adhesive from room temperature at a constant rate.
[0018]
When the conductive adhesive sheet of the present invention is produced by the first method, a photosensitive resin is used as the material for the core film. Even when the conductive adhesive sheet of the present invention is produced by the second method and the third method, a photosensitive resin can be used as the material of the core film. When photosensitive resin is used as the core film material in the second method, a photosensitive resin layer is formed on the surface of the substrate having peelability, and through holes are formed by patterning the photosensitive resin layer by photolithography. Then, by removing the substrate, a core film having a through hole can be obtained.
[0019]
As the photosensitive resin used as the material of the core film, for example, a photopolymerizable polyimide resin, a photopolymerizable epoxy resin, a photopolymerizable polyester resin, and the like are useful. Further, in the conductive adhesive sheet of the present invention, in order to arrange minute conductive fine particles in the photosensitive resin layer with a minute pitch, it is necessary to form minute through holes with a minute pitch. Therefore, it is necessary to use a photosensitive resin with extremely high resolution that can form a pattern with a line width of several μm or less.
[0020]
The thickness of the core film greatly depends on the size of the conductive fine particles to be used and the number of conductive fine particles to be inserted into one hole. That is, when the conductive adhesive sheet of the present invention is used, it is necessary to bring the conductive fine particles into contact with both patterns to be connected without deforming the core film. When one conductive fine particle is inserted into one hole, the thickness of the core film needs to be equal to or smaller than the average particle diameter of the conductive fine particles of the conductive adhesive sheet. For example, when the average particle diameter of the conductive fine particles used is 0.5 to 50 μm, the thickness of the core film is preferably 0.5 μm to 50 μm. When the thickness of the core film exceeds 50 μm, it is necessary to make the average particle diameter larger than 50 μm, so that it is not suitable for connecting a fine pattern. When there are a plurality of conductive fine particles to be inserted into one hole, the thickness of the core film is the product of the average particle diameter of the conductive fine particles and the average value of the number of conductive fine particles per hole. It is preferable to set to a range obtained by multiplying 1.2 by 2.
[0021]
For the purpose of improving the adhesion with the adhesive layer, a sponge-like microporous film in which pores having a diameter of 1 μm or less are randomly arranged in the film can also be used as the core film. If this microporous film is used as a core film, an improvement in the adhesive strength between the core film and the adhesive layer can be expected due to the anchor effect that the adhesive enters the pores of the microporous film.
The size of the through holes formed in the core film depends on the size of the conductive fine particles used, but is preferably 1 to 1.5 times the average particle size of the conductive particles. The arrangement of the through holes depends on the arrangement pitch of the connection patterns and the wiring width, but it is preferable to arrange the through holes at intervals of 0.3 to 1 times the arrangement pitch. It is also possible to form a through hole only in the pattern of the connected portion. However, in this case, it is necessary to align the connection pattern and the connection component.
[0022]
[Conductive fine particles]
The conductive fine particles used in the present invention are alloy particles which do not substantially contain lead, and each alloy particle has a plurality of melting points defined as temperatures at which endothermic peaks are observed by differential scanning calorimetry (DSC). The plurality of melting points includes an initial minimum melting point and a maximum melting point, each alloy particle exhibiting the initial minimum melting point at least in a surface portion, and each alloy particle is heated at a temperature at or above the initial minimum melting point, thereby each alloy particle When at least the surface portion of the particles exhibiting the initial minimum melting point is melted and then each alloy particle is allowed to cool to room temperature, thereby solidifying the molten portion of each alloy particle, each alloy particle that has undergone heating and solidification has an initial minimum Alloy particles exhibiting a rising minimum melting point higher than the melting point. By using such metal fine particles, the adhesive sheet of the present invention is sandwiched between two circuit boards, and in the process of heating and compressing at a predetermined temperature and pressure, a part of the metal fine particles is melted and re-solidified by cooling. In this process, the metal fine particles are bonded to the metal constituting the connection bump on the circuit board to form a metal / metal bond, and a connection with high adhesive strength is possible. Further, when the re-solidified portion is heat-treated again in the same treatment as the heat treatment, the metal-metal bond is maintained without being deformed by melting. Conventionally, as alloy fine particles that melt at a relatively low temperature, there are solder particles composed of tin and lead. However, when the particles are melted, the entire shape of the particles melts so that the shape of the particles cannot be maintained. Will spread over a wide range. Therefore, it is unsuitable as conductive fine particles for anisotropic conductive sheets.
[0023]
The initial minimum melting point of the metal alloy particles used in the present invention is preferably in the range of 40 to 250 ° C. The highest melting point is preferably 1100 ° C. or lower.
Metal fine particles used in the present invention are copper, silver, gold, nickel, palladium, indium, tin, lead, zinc, bismuth, platinum, gallium, antimony, silicon, germanium, cobalt, tantalum, aluminum, manganese, molybdenum, chromium, From alloy fine particles composed of three or more elements selected from magnesium, titanium, tungsten and rare earth elements, metal fine particles obtained by thinly coating the surface of the alloy fine particles with one or more metals selected from the above group, or from the above metal group It is preferable that the surface of the metal fine particles made of a single selected metal is different from the single metal and is coated with one or more metals selected from the above metal group. As a more preferable composition in the alloy fine particles to be used, tin is the main component, and any two or more of copper, zinc and bismuth are essential additive components, and silver, indium, antimony, aluminum, gallium, gold, silicon, germanium, Cobalt, tungsten, tantalum, titanium, nickel, platinum, palladium, magnesium, manganese, molybdenum, chromium, phosphorus, and alloy fine particles to which rare earth elements can be added as additive metals. More preferably, tin is 10 to 90% by weight, copper is 5 to 60% by weight, zinc is 1 to 80% by weight, bismuth is 0.5 to 20% by weight, and added metal is 0.1 to 20% by weight. Alloy fine particles.
[0024]
As a method for producing the metal fine particles, a usual method such as a gas atomizing method, a plating method, a plasma CVD method, an MOCVD method, a wet chemical reduction method, or the like can be used. Since it is necessary to control and produce, the gas atomizing method which cools rapidly the melted metal liquid in an inert gas is preferable. Further, in the metal fine particles obtained by thinly coating the surface of the alloy fine particles with a metal, the metal to be coated may be an element constituting the alloy fine particles, or selected from the above metal group and the elements constituting the alloy fine particles May be different elements. Examples of the method for coating the surface of the alloy fine particles with a metal include an electrolytic plating method, an electroless plating method, a displacement plating method, a plasma CVD method, an MOCVD method, and a wet chemical reduction method. In any of the methods, since it is necessary to form a thin metal layer on the surface of the metal fine particles, it is necessary to devise such as applying vibration in order to deposit the metal uniformly.
[0025]
The conductive fine particles used in the present invention preferably have an average particle size of 0.5 μm to 50 μm. More preferably, it is 1 μm to 20 μm, and most preferably 2 μm to 10 μm. If the average particle size of the conductive fine particles is less than 0.5 μm, the variation in the height of the connection pattern may not be absorbed. On the other hand, when the size exceeds 50 μm, it is not suitable for connecting a fine pattern.
The shape of the conductive fine particles used in the present invention is not particularly required to be spherical, and polyhedral and spherical particles may have a large number of protrusions. However, a flat shape is not preferable because it is difficult to enter the through hole. Conductive fine particles that are easily crushed during compression and that are easy to deform are preferable because they can increase the contact area with the connection pattern and absorb variations in the height of the connection pattern.
[0026]
In the above-described third method for producing the conductive adhesive sheet of the present invention, conductive fine particles are grown in the through holes of the core film by electrolytic plating. At that time, the conductive fine particles are formed by the following method. The shape and structure can be easily crushed during compression. The current density of electrolytic plating is adjusted so that the tips of the conductive fine particles are rounded or protruded. Alternatively, the conductive fine particles are made porous by electrolytic plating and subsequent treatment.
In addition, when the core film having a through hole is formed on the conductive substrate by the third method, a photosensitive resin layer is formed on the conductive substrate, and the photosensitive resin layer is formed by photolithography. When the method of forming the through hole is adopted, the hole can be formed in the conductive fine particles by the following method.
[0027]
First, in the negative photosensitive resin composition, an organic compound that is difficult to dissolve (or disperse) in a developer is mixed, and a photosensitive resin layer is formed from this composition. Next, the photosensitive resin layer is exposed using a mask in which the portion corresponding to the through hole is a light shielding portion, and the resin composition remains as it is in the through hole portion. In this state, development and electrolytic plating are performed. At this time, since the organic compound exists in the through hole, the conductive fine particles grow in a state containing this organic compound. Next, the organic matter in the conductive fine particles is removed by a dissolution or firing process. Thereby, conductive fine particles having a large number of holes therein are formed in the through holes.
In addition, organic substances are mixed in the plating bath for electrolytic plating, and after processing such as a composite plating method in which organic substances are incorporated into the metal in the process of metal precipitation, the organic substances incorporated into the conductive fine particles are removed. The pores can be formed in the conductive fine particles also by the method of removing in the dissolution or firing step.
[0028]
The particle size distribution of the conductive fine particles used in the present invention is preferably such that the standard deviation is 50% or less of the average particle size. More preferably, the standard deviation is 20% or less of the average particle diameter, and most preferably 10% or less. If the particle size distribution of the conductive fine particles is widely distributed with a standard deviation exceeding 50% of the average particle size, the conductive fine particles having a small particle size may cause clogging of the through holes, or may not be present in places other than the through holes. It becomes difficult to remove such small conductive fine particles. Moreover, it becomes difficult to absorb the height variation of the connection pattern. This leads to a decrease in electrical connection reliability between connection patterns. Moreover, it is preferable that one conductive fine particle is contained in one through hole.
[0029]
As a method for classifying the conductive fine particles, a conventional method, for example, a centrifugal classifier such as cyclone or clacyclon, a gravity classifier, an inertia classifier, an air classifier, or a classifier by sieving can be used. In order to classify fine conductive fine particles having a particle size of 10 μm or less, a classification method using a precision sieve is useful. Further, in the classification method using a precision sieve, the classification efficiency can be drastically improved by applying ultrasonic waves in a liquid in which the conductive fine particles do not change in the classification process.
[0030]
[About adhesive layer]
As the adhesive forming the adhesive layer constituting the conductive adhesive sheet of the present invention, for example, a thermosetting adhesive, a thermoplastic adhesive, a pressure sensitive adhesive, or the like can be suitably used. In particular, it is preferable to use a type of adhesive containing a so-called latent curing agent in which a compound containing a curing agent is confined in a microcapsule and curing starts when the microcapsule is crushed by pressure or heat.
[0031]
Examples of the material for the adhesive layer include epoxy resins, polyimide resins, urea resins, amino resins, melamine resins, phenol resins, xylene resins, furan resins, isocyanate resins, benzocyclobutene resins, polyphenylene ethers. Examples thereof include a resin, a polysulfone resin, and a polyethersulfone resin. In particular, from the viewpoint of dimensional stability, heat resistance, etc., the resin constituting the adhesive used is an aromatic compound such as benzene, naphthalene, anthracene, pyrene, biphenyl, phenylene ether, cyclohexane, cyclohexene, bicyclooctane, bicyclo It is preferably composed of a compound having a skeleton of an aliphatic cyclic compound such as octene or adamantane in the molecular chain.
[0032]
In addition, if an adhesive made of a resin soluble in a solvent is used, an adhesive layer can be obtained by applying the adhesive on a support in a state dissolved in the solvent and then drying. The thickness of the adhesive layer after drying (solvent removal) is preferably 1 μm to 50 μm. More preferably, the thickness is 5 μm to 20 μm. When the thickness is less than 1 μm, it is difficult to obtain adhesion strength after bonding. When the thickness of the adhesive layer exceeds 50 μm, the amount of the adhesive is too large and the electrical connection between the conductive fine particles and the connection pattern is hindered.
[0033]
In the conductive adhesive sheet of the present invention, the first and second adhesive layers are formed on both sides of the core film, but these adhesive layers are different even if they have the same composition. It doesn't matter. In addition, the first and second adhesive layers may be formed by laminating a plurality of adhesive layers having different functions.
[0034]
Further, when each of the first and second adhesive layers is a laminate of two types of adhesive layers, the softening point of the adhesive layer 2a on the side that adheres to the core film is the other adhesive disposed on the outside. The temperature is preferably 20 ° C. or higher than the softening point of the agent layer 2b. More preferably, by setting the temperature to 50 ° C. or higher, most preferably 80 ° C. or higher, the presence of the adhesive layer 2a in contact with the core film has the effect of preventing the conductive fine particles from protruding from the core film during heat compression. is there. In particular, when the distance between adjacent connection pads is as narrow as 10 μm or less, the conductive fine particles protruding from the core film may cause a short circuit, and thus the adhesive can prevent the conductive fine particles from protruding from the core film. A layered structure of layers is preferred. Moreover, when forming a through-hole using a laser for a core film, the cross-sectional shape of a through-hole can be processed into a taper shape. In this case, only the adhesive layer that adheres to the side with the larger diameter of the through hole of the core film can be a laminate of adhesive layers having different softening points. This is because the conductive fine particles do not protrude from the hole on the smaller side of the through hole.
[0035]
When the conductive adhesive sheet of the present invention is exposed to an acidic aqueous solution, water, or the like in the production process, it is necessary to use an adhesive layer that does not cause alteration or reaction in the aqueous processing solution. Further, by using an adhesive layer having tackiness or tackiness, the conductive adhesive sheet of the present invention can be temporarily fixed to an object to be connected.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
One embodiment of the conductive adhesive sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
This conductive adhesive sheet is composed of a core film 1 disposed in the center in the thickness direction, adhesive layers 2 and 3 disposed on both surfaces of the core film 1, and spherical conductive fine particles 4. The core film 1 is made of polyimide resin or unsaturated polyester resin and has a thickness of 4 μm. The adhesive layers 2 and 3 are made of an epoxy thermosetting adhesive containing a latent curing agent and have a thickness of 12 μm. The conductive fine particles 4 are powders in which the surface of alloy fine particles of copper, silver, bismuth, and indium is thinly coated with tin, and the average particle size is 6 μm and the standard deviation of the particle size distribution is 0.6 μm.
[0037]
In the core film 1, a large number of through holes 10 penetrating in the thickness direction are regularly arranged in the film plane. In this embodiment, as shown in FIG.1 (b), the through-hole 10 is arrange | positioned in the position of the lattice point (intersection of the vertical line and horizontal line of a grating | lattice) in a film surface, and the face center position of a unit cell. Yes. The interval between adjacent lattice points along the vertical line is 15 μm, and the interval between adjacent lattice points along the horizontal line is 15 μm. The planar shape (cross-sectional shape along the film surface) of the through hole 10 is circular, and the diameter of this circle is 8 μm (1.33 times the average particle diameter of the conductive fine particles 4). In addition, one conductive fine particle 4 is disposed in every through hole 10 of the core film 1.
[0038]
The conductive adhesive sheet is pressed between the substrates to be connected in use. Thereby, the adhesive layers 2 and 3 are deformed, and the conductive fine particles 4 are brought into contact with both patterns to be connected. At this time, the arrangement of the conductive fine particles 4 in the sheet surface is fixed by the core film 1. In this conductive adhesive sheet, as described above, the conductive fine particles 4 are regularly and densely arranged in the sheet surface (so that the distance between adjacent conductive fine particles is 20 μm or less). ing.
[0039]
Therefore, according to the conductive adhesive sheet of this embodiment, even when the dimension of the pattern to be connected is small or when patterns arranged at a fine pitch are connected, highly reliable connection can be performed. In particular, by setting the pitch and size of the through holes 10 in accordance with the arrangement pitch and wiring width of the pattern to be connected, the position where the conductive fine particles 4 do not exist (indicated by reference symbol A in FIG. 12). ) Is eliminated.
[0040]
According to the conductive adhesive sheet of this embodiment, since the conductive fine particles are regularly arranged, the conductive fine particles are extremely small (for example, a diameter of 2 μm or less, as in the case of being randomly arranged). Even if it is not, the probability that the pattern to be connected is arranged at a position where the conductive fine particles do not exist (indicated by symbol A in FIG. 12) becomes zero in principle. Therefore, in the conductive adhesive sheet of this embodiment, the conductive fine particles are made to have a certain size, so that the connection pattern protrudes from the substrate surface more than the conductive adhesive sheet in which the conductive fine particles are randomly arranged. It becomes easy to absorb the variation in height.
[0041]
FIG. 1C shows a conductive adhesive sheet in which the arrangement of the through holes 10 in the plane of the core film 1 is different from the above. In this example, the through holes 10 are arranged at the positions of lattice points in the film plane. One conductive fine particle 4 is disposed in each of these through holes 10.
An embodiment of the first method (the method of claim 5) for producing the conductive adhesive sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
First, after applying an adhesive solution (a liquid in which an adhesive is dissolved in a solvent) to a predetermined thickness on a support 5 made of a plastic film or the like, the first adhesive is removed by drying and removing the solvent. Layer 2 is formed. As a method for applying the adhesive solution, a usual method such as a blade coating method, a spray coating method, a spin coating method, a roll coating method, or the like can be employed.
[0042]
Next, a liquid negative photosensitive resin is applied onto the first adhesive layer 2, and in the case of a photosensitive resin containing a solvent, the photosensitive resin forming the core film 1 is dried by drying the solvent. Layer 11 is formed.
Next, the photosensitive resin layer 11 is patterned by photolithography. That is, as shown in FIG. 2A, first, an exposure mask M having a light shielding portion corresponding to the through hole 10 formed in the core film 1 (shape and arrangement in the sheet surface) is a negative type. It arrange | positions above the photosensitive resin layer 11, and irradiates high energy light from on this exposure mask M. FIG. Next, a predetermined development process is performed to remove a portion of the photosensitive resin layer 11 that was not exposed to light.
[0043]
In this embodiment, high-energy light that can be insolubilized by increasing the degree of polymerization of the negative photosensitive resin is irradiated. As the light source, an ultra-high pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a halogen lamp, a xenon lamp, etc. Is mentioned. In order to form a fine pattern with a pore diameter of 20 μm or less, it is preferable to irradiate parallel rays. In addition, when using positive photosensitive resin, the exposure mask which has the light irradiation part corresponding to the through-hole 10 is used. In this case, in addition to the method of using the above-mentioned light source, a method of cutting the polymer chain bond of the light irradiation part by irradiating X-rays or electron beams extracted from synchrotron orbital radiation is adopted. it can.
Thereby, the through holes 10 are formed in the photosensitive resin layer 11 in a predetermined arrangement. As a result, the core film 1 having the through holes 10 in a predetermined arrangement is formed on the first adhesive layer 2. FIG. 2B shows this state.
[0044]
Next, in this state, a powder made of a large number of conductive fine particles 4 is sprayed from above the core film 1, and then the entire sheet made of the support 5, the first adhesive layer 2, and the core film 1 is vibrated. Thus, the conductive fine particles 4 are put into the through holes 10 of the core film 1. Further, as shown in FIG. 2C, the conductive fine particles 4a that do not enter the through hole 10 and exist on the upper surface of the core film 1 are removed by pressing with a film or the like with an adhesive.
[0045]
By vibrating the entire sheet, the conductive fine particles 4 can easily enter all the through holes 10. Alternatively, the conductive fine particles 4 may be put in the through holes 10 of the core film 1 by passing the entire sheet through a plurality of times in a container containing the conductive fine particles. Next, after the adhesive solution is applied on the core film 1 with a predetermined thickness, the solvent is dried and removed to form the second adhesive layer 3 on the core film 1. Further, the cover film 6 is covered on the second adhesive layer 3. Thereby, as shown in FIG.2 (d), a conductive adhesive sheet is obtained in the state by which the support body 5 was joined to one surface, and the cover film 6 was joined to the other surface, respectively.
[0046]
Instead of this, the cover film 6 on which the adhesive layer 3 is formed is heated by placing the adhesive layer 3 on the core film 1 with the adhesive layer 3 facing the core film 1 side, as shown in FIG. It is good also as a state. However, the heating temperature in this case needs to be a temperature at which the adhesive forming the adhesive layer 3 is not cured.
In addition, a conductive adhesive sheet is used in the state which peeled the support body 5 and the cover film 6. FIG. Therefore, it is preferable to apply a silicone-based release agent to the surface of the support 5 on which the first adhesive layer 2 is formed and the surface of the cover film 6 on the second adhesive layer 3 side. .
As described above, according to the first method, the micro through-hole 10 having a diameter of 20 μm or less can be easily formed in the core film 1 by adopting photolithography.
[0047]
An embodiment of a second method (methods of claims 6 to 8) for producing the conductive adhesive sheet of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, the first adhesive layer 2 is formed on the support 5 by applying an adhesive solution with a predetermined thickness on the support 5 and then drying. FIG. 3A shows this state. On the first adhesive layer 2, a core film 1 having a through hole 10 as shown in FIG. FIG. 3C shows this state. This joining is performed by placing the core film 1 on the first adhesive layer 2 and heating. This heating temperature is set to a temperature at which the adhesive forming the adhesive layer 2 is not cured.
[0048]
Next, the conductive fine particles 4 are filled into the through holes 10 of the core film 1 by the same method as the first method. Next, the second adhesive layer 3 is formed on the core film 1 and the cover film 6 is coated by the same method as the first method. Thereby, as shown in FIG.3 (d), a conductive adhesive sheet is obtained in the state by which the support body 5 was joined to one surface, and the cover film 6 was joined to the other surface, respectively.
In this second method, as a method of forming the core film 1 having the through holes 10 as shown in FIG. 3B, (1) as shown in FIG. 4, the core film 1 is irradiated with laser. Method (2) As shown in FIG. 5, it is preferable to employ a method of punching the core film 1 with a press using press dies 90, 170.
[0049]
As an embodiment of the method (1), first, as shown in FIG. 4A, a metal mask K having an opening K1 corresponding to the through hole 10 formed in the core film 1 is formed on the support 5. It arrange | positions above the core film 1 which consists of a polyimide resin fixed on the top, and excimer laser is irradiated from on this mask K. FIG. Thereby, the part irradiated with the excimer laser of the core film 1 is removed, and the through hole 10 is formed. FIG. 4B shows this state. Next, the support 5 is removed from the core film 1.
[0050]
The laser light used here is an ultraviolet ray having an oscillation wavelength in the infrared region, such as a fundamental wave of a carbon dioxide laser or a YAG laser, a third or fourth harmonic of a YAG laser, an excimer laser, or the like. Or what can irradiate the light of a vacuum ultraviolet region is mentioned.
For example, by using a third or fourth harmonic of an YAG laser or an excimer laser, a minute through hole 10 having a diameter of 20 μm or less can be easily formed. In particular, in a YAG laser that can be processed with a minute beam, the through hole can be tapered by making the beam shape tapered. As a result, the conductive fine particles can be held at the portion where the tapered through-hole is constricted so that they do not protrude from the first adhesive layer 2.
[0051]
In the method (2), first, a press mold is prepared. An embodiment of this manufacturing method will be described with reference to FIGS.
First, a conductive substrate 7 such as an aluminum plate or a stainless steel plate is prepared, and a zinc substitution plating process is performed on the surface thereof to form a plating layer having a thickness of about 200 μm. On this plated layer, the negative photosensitive resin layer 8 is formed by the same method as the method for forming the photosensitive resin layer 11 described above.
[0052]
Next, an exposure mask M having a light shielding portion corresponding to the through hole 10 of the core film 1 is prepared, and this exposure mask M is disposed above the photosensitive resin layer 8. High-energy parallel light is irradiated from above the exposure mask M. Parallel light is obtained by processing light from a light source with a fly-eye lens and several reflecting mirrors. FIG. 6A shows this state.
Next, a predetermined development process is performed to remove a portion of the photosensitive resin layer 8 that was not exposed to light. Thereby, a through hole 81 corresponding to the through hole 10 of the core film 1 is formed in the photosensitive resin layer 8. FIG. 6B shows this state.
[0053]
Next, as a pretreatment for plating, the surface of the plate-like material composed of the conductive substrate 7 and the photosensitive resin layer 8 is cleaned by reactive ion etching or the like. That is, the development residue remaining on the plate after development is completely removed.
Next, a plate-like material composed of the conductive substrate 7 and the photosensitive resin layer 8 is placed in a plating bath, and the conductive substrate 7 is energized, whereby electrolytic plating of nickel containing phosphorus is performed. Thereby, the plating layer 9 is formed on the photosensitive resin layer 8 and in the through hole 81. This state is shown in FIG. The thickness of the plating layer 9 is set to a thickness that can exhibit the strength required for a press mold. For example, the depth of the through hole 81 is about 50 times.
[0054]
Next, the conductive substrate 7 is removed from the plate-like material composed of the conductive substrate 7, the photosensitive resin layer 8, and the plating layer 9 by an etching method or physically peeling. Next, the photosensitive resin layer 8 is peeled from the plating layer 9. As shown in FIG. 6D, the plated layer 9 becomes a male mold 90 having protrusions 91 corresponding to the arrangement of the through holes 10 of the core film 1.
Next, a copper mold 15 having the same shape as the male mold 90 is produced by performing the same method as the male mold 90 except that electrolytic copper plating is performed instead of electrolytic nickel plating. That is, the mold 15 has a protrusion 15 a corresponding to the arrangement of the through holes 10 of the core film 1. Next, the plating layer 17 is formed on the surface of the mold 15 on the side of the protrusions 15a by performing electrolytic plating of nickel containing phosphorus. This state is shown in FIG. The thickness of the plating layer 17 is set to a thickness that can exhibit the strength required for a press mold. For example, it is about 50 times the protruding length of the protrusion 15a.
[0055]
Next, the copper mold 15 is plated by etching using a solution that dissolves copper, such as ammonium persulfate, ferric chloride aqueous solution, cupric chloride aqueous solution, or concentrated nitric acid, concentrated sodium hydroxide aqueous solution. Remove from layer 17. At this time, it is necessary to remove only the copper layer without dissolving the nickel layer. Therefore, the exposed part of nickel is protected in advance, and copper is removed with a strong oxidizing solution such as ammonium persulfate, aqueous solution of ferric chloride, aqueous solution of cupric chloride and the like until just before the exposure of nickel. After that, the copper is completely removed using concentrated nitric acid or concentrated aqueous sodium hydroxide solution that dissolves only copper. As shown in FIG. 6 (f), the plated layer 17 becomes a female die 170 having a recess 171 that receives the protrusion 91 of the male die 90.
[0056]
The male mold 90 and the female mold 170 obtained in this way are mounted on a press device, and the patterns on both the upper and lower sides can be observed simultaneously so that the projection 91 of the male mold 90 and the recess 171 of the female mold 170 are accurately engaged with each other. While looking at the CCD camera, align at least two locations. Next, as shown in FIG. 5, the core film 1 is placed between the male mold 90 and the female mold 170 and pressed, so that a through hole is formed in a portion sandwiched between the projection 91 and the concave portion 171 of the core film. Is formed. As the pressing device, a flip chip bonder used when the LSI bare chip is inverted and mounted on the substrate can be used.
As described above, according to the second method, a minute through hole 10 having a diameter of 20 μm or less is easily formed in the core film 1 by employing a laser irradiation method or a press working method using a fine mold. be able to.
[0057]
In this embodiment, as a method for forming the first adhesive layer 2 on one surface of the core film 1 having the through holes 10 in the second method of the present invention, the first adhesive layer 2 is formed on the support 5. Although the method of joining the core film 1 having the through holes 10 on the first adhesive layer 2 is adopted, instead of this, for example, an adhesive solution is formed on the core film 1 having the through holes 10. You may employ | adopt the method of apply | coating and drying.
In this case, after forming the first adhesive layer on the core film, the core film side is turned up, and conductive fine particles are put in the through holes, and then the second adhesive layer is formed on the core film. Form. In addition, even when an adhesive enters the through-hole of the core film when the first adhesive layer is formed, the adhesive is also kept in an uncured state like the first adhesive layer. The conductive fine particles can be put into the through holes by, for example, pushing the conductive fine particles into the through holes.
[0058]
An embodiment of a third method (a method according to claim 9) for producing the conductive adhesive sheet of the present invention will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 7A, the negative photosensitive resin layer 11 is formed on the conductive substrate 7 by the same method as the first method, and an exposure mask M for the photosensitive resin layer 11 is formed. High-energy light irradiation and development processing are performed. As a result, the core film 1 having the through holes 10 is formed on the conductive substrate 7. FIG. 7B shows this state.
[0059]
Next, the conductive fine particles 4 are grown in the through holes 10 of the core film 1 by electrolytic plating. In this embodiment, by adjusting the current density at the time of electrolytic plating, as shown in FIG. 7C, the conductive fine particles 4 have a height protruding from the core film 1 at the center of the through-hole 10, Moreover, it is grown so that the tip is rounded.
Next, the first adhesive layer 2 is formed on the surface of the core film 1 opposite to the conductive substrate 7 by the same method as the method in which the second adhesive layer 3 is formed by the first method. . Next, the cover film 6 is covered on the first adhesive layer 2. Instead of this, the cover film 6 on which the adhesive layer 2 is formed is heated by placing the cover layer 6 on the core film 1 with the adhesive layer 2 facing the core film 1 side, thereby heating the cover film 6 of FIG. It is good also as a state. However, the heating temperature in this case needs to be a temperature at which the adhesive forming the adhesive layer 2 is not cured.
[0060]
Next, the conductive substrate 7 is removed by an etching method or peeling. FIG. 7D shows this state.
Next, the second adhesive layer 3 is formed on the surface of the core film 1 from which the conductive substrate 7 has been removed, and the cover film 6 is covered on the second adhesive layer 3. Thus, as shown in FIG.7 (e), the electroconductive adhesive sheet with which the cover film 6 was joined on both surfaces is obtained.
According to the third method, since the conductive fine particles 4 are grown in the through holes 10 by the electrolytic plating method, the conductive fine particles 4 can be easily arranged in the through holes 10.
[0061]
[Example 1]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
In this example, a conductive adhesive sheet is produced by a method corresponding to the example of the first method of the present invention. This embodiment will be described with reference to FIG.
First, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 25 μm was prepared, and the surface of this PET film was coated with polydimethylsiloxane as a release agent to a thickness of about 50 nm. A thermoplastic polyimide solution was applied to the surface of the PET film (support) 5 coated with a release agent using a blade coater. Next, an adhesive layer (first adhesive layer) 2 made of thermoplastic polyimide having a thickness of 10 μm was formed on the PET film 5 by drying and removing the solvent from the coating film.
[0062]
As a thermoplastic polyimide solution, 100 parts by weight of a thermoplastic polyimide solution “UPA-N-111C” manufactured by Ube Industries Co., Ltd. was added in a proportion of 1 part by weight of pentaerythritol trimethacrylate and mixed for 30 minutes. I used it until it disappeared.
On this adhesive layer 2, a liquid negative photosensitive resin was applied using a blade coater to form a photosensitive resin layer 11 having a thickness of 4 μm. A PET film having a thickness of 10 μm was placed on the photosensitive resin layer 11.
[0063]
The photosensitive resin used was an unsaturated polyester prepolymer having a number average molecular weight of 2000: 100 parts by weight, tetraethylene glycol dimethacrylate: 10.7 parts by weight, diethylene glycol dimethacrylate: 4.3 parts by weight, pentaerythritol tris Methacrylate: 15 parts by weight, phosphoric acid (monomethacryloyloxyethyl): 3.6 parts by weight, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone: 2 parts by weight, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol : 0.04 parts by weight, and “OPLAS Yellow 140” manufactured by Orient Chemical Co., Ltd .: 0.11 parts by weight were added and mixed by stirring.
[0064]
The unsaturated polyester prepolymer having a number average molecular weight of 2,000 was obtained by dehydration polycondensation reaction by adjusting the charging ratio of adipic acid, isophthalic acid, itaconic acid, fumaric acid and diethylene glycol. The number average molecular weight was measured using a gel permeation chromatography apparatus manufactured by Shimadzu Corporation and calibrated with a polystyrene standard product.
This photosensitive resin does not contain a solvent, but can be applied as it is with the above-mentioned film thickness. However, when coating with a film thickness of 2 μm or less, it is preferable to add a solvent to lower the viscosity. In that case, the photosensitive resin layer is obtained by drying the solvent after coating.
[0065]
Next, as the exposure mask M, circular chrome patterns with a diameter of 8 μm are regularly arranged with the same arrangement as the arrangement of the through holes 10 shown in FIG. A glass photomask was prepared. This exposure mask M was placed on the photosensitive resin layer 11, and the light from the ultrahigh pressure mercury lamp was irradiated on the exposure mask M. This irradiation light is a parallel light beam obtained by collimating the light from the light source by the optical system. FIG. 2A shows this state. However, in this figure, a PET cover film having a thickness of 10 μm is omitted.
[0066]
Next, the PET cover film was peeled off and developed. As a result, the portion of the photosensitive resin layer 11 that was not exposed to light was removed, and as shown in FIG. 2B, the core film 1 having a large number of through holes 10 became a thermoplastic polyimide adhesive layer (first layer). 1 adhesive layer) 2. In the core film 1, circular through holes 10 having a diameter of 8 μm are regularly arranged at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG.
After the powder composed of a large number of conductive fine particles 4 is dispersed on the core film 1, the conductive fine particles 4 are put in all the through holes 10 by applying vibration to the entire sheet using an ultrasonic vibration device. It was. Next, the adhesive film “SPV-363” manufactured by Nitto Denko Corporation is attached to the surface of the core film 1 using a roller, and then peeled off, so that it does not enter the through-hole 10 and the upper surface of the core film 1. The existing conductive fine particles 4a were removed.
[0067]
As the powder composed of the conductive fine particles 4, alloy fine particles produced using an atomizing method were used. 60 parts by weight of tin, 30 parts by weight of zinc, 5 parts by weight of bismuth, and 5 parts by weight of indium were placed in a graphite crucible, heated to 800 ° C. with a high-frequency induction heating device, and melted in a 99% by volume or more helium gas atmosphere. Next, after the molten metal is introduced from the tip of the crucible into a helium gas atmosphere spray tank, helium gas (purity 99 vol% or more, oxygen concentration 0.1 vol%, pressure 2) is supplied from a gas nozzle provided near the crucible tip. .5 MPa) was atomized to obtain alloy fine particles. The purity of the metal raw material used was 99% by weight or more for all metals. The alloy fine particles obtained by the atomizing method were classified five times using an airflow classifier (manufactured by Nissin Engineering Co., Ltd., turbo classifier TC15), and the particle size distribution was gradually narrowed. Further, a powder having an average particle size of 6 μm and a standard deviation of the particle size distribution of 0.6 μm obtained by classification using a precision sieve prepared by photolithography and electrolytic nickel plating was used. When the obtained alloy fine particles were observed with a scanning electron microscope (S-2700, manufactured by Hitachi, Ltd.), they were spherical fine particles. The composition ratio of the alloy fine particles was the same as the raw material charge ratio. The endothermic peak temperature (indicating melting point) was measured under a nitrogen atmosphere by differential scanning thermal analysis (manufactured by Shimadzu Corporation, DSC-50). As a result, it was confirmed that endothermic peaks exist at 172 ° C., 268 ° C., and 335 ° C., and a plurality of melting points exist. The alloy fine particles were subjected to differential scanning calorimetry three consecutive heat treatments, and then the melting point was measured under the same conditions as described above by differential scanning calorimetry. As a result, the endothermic temperatures were 187 ° C., 270 ° C., and 339 ° C. It was confirmed that the peak changed to alloy fine particles. In the differential scanning thermal analysis method, metal fine particles were placed in an alumina cell, heated to 2 ° C./min and 720 ° C. in a nitrogen atmosphere (flow rate 50 ml / min), and held at this temperature for 10 minutes. Of the endothermic peaks, all peaks with a calorific value of 1 J / g or more are quantified as peaks derived from metal fine particles, and the calorific values below that are not quantified from the viewpoint of analysis accuracy.
[0068]
Further, the conductive fine particles were dispersed on a copper plate and held at 230 ° C., which is the heating condition used in the following performance evaluation, for 5 minutes. After that, it was cooled to room temperature and blown away by blowing compressed air onto the particles on the copper plate, but the conductive fine particles were fixed on the copper plate and could not be removed. Further, it was confirmed with a scanning electron microscope that the conductive fine particles maintained the particle form.
Next, as shown in FIG. 2 (d), a PET film 6 having an adhesive layer (second adhesive layer) 3 made of an epoxy adhesive on one surface is used, and the adhesive layer 3 is used as a core. The film 1 was placed on the core film 1 and heated by heating toward the film 1 side.
[0069]
The PET film 6 in which the adhesive layer 3 made of an epoxy adhesive is formed on one surface was produced as follows. First, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 25 μm was prepared, and the surface of this PET film was coated with polydimethylsiloxane as a release agent to a thickness of about 50 nm. An epoxy adhesive solution was applied to the surface of the PET film (cover film) 6 coated with a release agent using a blade coater. Next, a layer 3 made of an epoxy adhesive having a thickness of 10 μm was formed on the PET film 6 by drying and removing the solvent from the coating film.
[0070]
The composition of the epoxy adhesive solution used is as follows: bisphenol A type liquid epoxy resin: 10 parts by weight, phenoxy resin: 10 parts by weight, latent hardener comprising imidazole derivative epoxy compound of microcapsule type: 4.5 parts by weight Toluene / ethyl acetate mixture: 5 parts by weight.
As described above, the adhesive layer 2 made of thermoplastic polyimide is arranged on one surface of the core film 1 made of unsaturated polyester resin, and the adhesive layer 3 made of epoxy adhesive is arranged on the other surface, In the core film 1, circular through holes 10 having a diameter of 8 μm are regularly formed at a pitch of 15 μm (lattice interval) in the arrangement shown in FIG. 1B, and one conductive material is provided in each through hole 10. A conductive adhesive sheet in which the fine particles 4 were arranged was obtained. PET films 5 and 6 are bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet.
[0071]
[Performance evaluation]
FIG. 8A is a plan view showing a part of the test substrate, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 8A.
The test substrate 30 has 200 wires 32 on an insulating substrate 31, and the inspection pads 35 are independently connected by the wires 32. The wiring 32 has a width W of 15 μm, an arrangement pitch p of 30 μm, and a height h of 15 μm.
First, the PET films 5 and 6 are peeled off from both sides of the conductive adhesive sheet obtained by the above-described method, and all the wiring 32 portions of the test substrate 30 and the substrate D whose plan view and sectional view are shown in FIG. And heated to 230 ° C. under a pressure of 50 MPa and held for 5 minutes. The board | substrate D is a board | substrate which produced the pattern on the glass substrate by copper plating, and consists of a linear pattern, an inspection pad, and a circular dummy pattern. The width of the linear pattern is 15 μm and the height is 15 μm, and the dummy patterns arranged on the left and right of the linear pattern have a diameter of 15 μm and a height of 15 μm. When copper plating was directly performed on the glass substrate, a thin chromium layer was formed between the glass substrate and the copper plating because the adhesive strength could not be ensured. As a result, the wiring 32 portion of the test substrate 30 and the linear pattern of the substrate D were bonded by the conductive adhesive sheet.
[0072]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the wiring 32 portion of the test substrate 30 and the substrate D are bonded by a conductive adhesive sheet. This sectional view corresponds to the sectional view taken along the line bb of FIG. At the time of this bonding, the core film 1 of the conductive adhesive sheet and the adhesive layers 2 and 3 on both sides thereof are deformed. Therefore, these are collectively denoted by reference numeral 23 in FIG. 9 (changed reference numeral 1 in FIG. 9 to 23). is there.
A connection confirmation test using the conductive adhesive sheet of Example 1 was performed using the two test pieces thus obtained. That is, for each test piece, the resistance between the 200 test pads 35 and the test pads on the substrate D was measured. As a result, it was found that none of the total 400 connection pads 35 of the two test pieces were not electrically connected to the substrate D.
[0073]
Next, the PET films 5 and 6 are peeled off from both surfaces of the conductive adhesive sheet obtained by the above-described method, and sandwiched between all the wiring 32 portions of the test substrate 30 and the glass substrate E, and a pressure of 50 MPa. And heated to 230 ° C. for 5 minutes. The glass substrate E has the same pattern as the substrate D formed in a convex shape on the glass surface. The height of the convex portion was 15 μm, and it was formed by irradiating the glass substrate with excimer laser light. As a result, the wiring 32 portion of the test substrate 30 and the glass substrate E were bonded by the conductive adhesive sheet.
[0074]
Using the two test pieces thus obtained, the insulation resistance between the adjacent test pads 35 was measured. As a result, with respect to a total of 398 test pads 35 of two test pieces, all the insulation resistances are 10 12 It was more than Ω. As a result, it was found that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 with respect to all the wirings 32 of the total 398 sets of the two test pieces.
From these test results, with the conductive adhesive sheet of this example, as shown in FIG. 9, the wiring 32 and the substrate D of the test substrate 30 are connected by the conductive fine particles 4 of the conductive adhesive sheet and are adjacent to each other. It can be seen that the wirings 32 are not connected by the conductive fine particles 4.
[0075]
[Example 2]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
A conductive adhesive sheet was formed in the same manner as in Example 1 except that the metal fine particles used were metal fine particles obtained by subjecting the surface of alloy fine particles made of copper, tin, silver, bismuth, silver, and indium to substitutional tin plating. Obtained.
The alloy fine particles were prepared by adding 65 parts by weight of copper, 15 parts by weight of tin, 10 parts by weight of silver, 5 parts by weight of bismuth, and 5 parts by weight of indium. The surface of the alloy fine particles obtained by the atomizing method was treated by stirring at 50 ° C. for 12 minutes in a substitutional tin plating solution (Okuno Pharmaceutical Co., Ltd., Substar SN-5). The thin tin coating on the surface of the alloy fine particles was about 0.2 μm. The composition of the metal fine particles after the substitutional tin plating treatment was changed to 36% by weight of copper, 44% by weight of tin, 10% by weight of silver, 5% by weight of bismuth, and 5% by weight of indium.
[0076]
After substitutional tin plating, the obtained metal fine particles showed melting points at 146 ° C., 438 ° C., 499 ° C., 566 ° C. in DSC under a nitrogen atmosphere, and DSC was repeated three times continuously. When heat treatment was performed, the melting points were shown at 262 ° C, 439 ° C, 500 ° C, 569 ° C, the endothermic peak at 146 ° C that existed before the heat treatment disappeared, and a new endothermic peak was shown at 262 ° C. It was.
In the same manner as in Example 1, by classifying using an air classifier and a precision sieve, the average conductive fine particles obtained had a particle size of 5.8 μm and a standard deviation of the particle size distribution of 0.6 μm.
[0077]
Further, the conductive fine particles were dispersed on a copper plate and held at 230 ° C., which is the heating condition used in the following performance evaluation, for 5 minutes. After that, it was cooled to room temperature and blown away by blowing compressed air onto the particles on the copper plate, but the conductive fine particles were fixed on the copper plate and could not be removed. Further, it was confirmed with a scanning electron microscope that the conductive fine particles maintained the particle form.
[0078]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet produced in Example 2 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0079]
[Example 3]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
In this example, a conductive adhesive sheet is produced by a method corresponding to the example of the second method of the present invention. This embodiment will be described with reference to FIGS.
First, a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 25 μm was prepared, and the surface of this PET film was coated with polydimethylsiloxane as a release agent to a thickness of about 50 nm. An epoxy adhesive solution was applied to the surface of the PET film coated with the release agent using a blade coater. Next, the solvent was dried and removed from the coating film to form an adhesive layer made of an epoxy adhesive having a thickness of 12 μm on the PET film. Two sheets comprising this PET film and an adhesive layer were prepared.
[0080]
The composition of the epoxy adhesive solution used is as follows: bisphenol A type liquid epoxy resin: 10 parts by weight, phenoxy resin: 10 parts by weight, latent hardener comprising imidazole derivative epoxy compound of microcapsule type: 4.5 parts by weight Toluene / ethyl acetate mixture: 5 parts by weight.
On the other hand, the surface of the same PET film as described above was coated with polydimethylsiloxane as a release agent in a film thickness of about 50 nm. A polyimide resin solution (“UPA-N-111C” manufactured by Ube Industries, Ltd.) was applied to the surface of the PET film coated with the release agent using a blade coater. Next, by removing the solvent from the coating film by drying, a core film 1 made of polyimide resin was formed on the PET film (support) 5 with a thickness of 4 μm as shown in FIG.
[0081]
Next, a nickel metal mask K having an opening K1 corresponding to the through-hole 10 formed in the core film 1 is prepared, and the metal mask K is disposed above the core film 1. Excimer laser was irradiated from above. FIG. 4A shows this state. In the metal mask K, circular holes having a diameter of 8 μm are regularly formed at a pitch of 15 μm (lattice interval) with the same arrangement as the arrangement of the through holes shown in FIG.
Excimer laser irradiation was performed using an excimer laser processing apparatus including an excimer laser “INDEX800” manufactured by LUMONICS and a transport system “SIL300H” manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. The laser wavelength was 248 nm (krypton fluoride gas), the laser beam dimensions were 8 mm × 25 mm, and the oscillation frequency was 200 Hz.
[0082]
As a result, the portion of the core film 1 irradiated with the excimer laser (the lower portion of the opening K1) was removed, and the through hole 10 was formed at a predetermined position of the core film 1. In the core film 1, circular through holes 10 having a diameter of 8 μm are regularly arranged at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. FIG. 4B shows this state. Next, the PET film (support) 5 is peeled from the core film 1.
Next, the sheet made of the PET film and the adhesive layer prepared in advance by the above-described method is directed upward with the adhesive layer (first adhesive layer) 2 side upward as shown in FIG. The core film 1 having the through hole 10 was placed thereon and joined by heating. This state is shown in FIG.
[0083]
After the powder composed of a large number of conductive fine particles 4 is dispersed on the core film 1, the conductive fine particles 4 are put in all the through holes 10 by applying vibration to the entire sheet using an ultrasonic vibration device. It was. This state is shown in FIG. Next, the adhesive film “SPV-363” manufactured by Nitto Denko Corporation is attached to the surface of the core film 1 using a roller, and then peeled off, so that it does not enter the through-hole 10 and the upper surface of the core film 1. The existing conductive fine particles 4a were removed.
[0084]
As the powder composed of the conductive fine particles 4, alloy fine particles obtained by an atomizing method were used. The composition was 45 parts by weight of tin, 45 parts by weight of zinc, 5 parts by weight of bismuth, and 5 parts by weight of silver. The alloy fine particles showed melting points at 150 ° C., 167 ° C., 310 ° C., and 458 ° C. in a differential scanning calorimetry (DSC) under a nitrogen atmosphere, and subjected to a heat treatment in which DSC was repeatedly measured three times. The melting points were 180 ° C., 345 ° C., and 455 ° C. The endothermic peaks at 150 ° C., 167 ° C., and 310 ° C. that existed before the heat treatment disappeared, and new endothermic peaks were obtained at 180 ° C. and 345 ° C.
[0085]
The obtained alloy fine particles were classified using a precision sieve prepared by photolithography and plating. The average particle size of the obtained alloy fine particles was 5.9 μm, and the standard deviation of the particle size distribution was 0.6 μm. When the shape of the alloy fine particles was observed with a scanning electron microscope, it was a spherical particle.
Further, the conductive fine particles were dispersed on a copper plate and held at 230 ° C., which is the heating condition used in the following performance evaluation, for 5 minutes. After that, it was cooled to room temperature and blown away by blowing compressed air onto the particles on the copper plate, but the conductive fine particles were fixed on the copper plate and could not be removed. Further, it was confirmed with a scanning electron microscope that the conductive fine particles maintained the particle form.
[0086]
Next, as shown in FIG. 3 (e), an adhesive layer (second adhesive layer) prepared in advance by the above-mentioned method and having an adhesive layer made of an epoxy adhesive formed on a PET film is formed. ) It was placed on the core film 1 with the 3 side facing down and joined by heating.
Thus, adhesive layers 2 and 3 made of 12 μm thick epoxy adhesive are arranged on both surfaces of the core film 1 made of polyimide resin and having a thickness of 4 μm. The core film 1 has a circular through hole 10 having a diameter of 8 μm. However, in the arrangement shown in FIG. 1B, a conductive adhesive sheet that is regularly formed at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) and in which each conductive fine particle 4 is arranged in each through hole 10 is obtained. It was. PET films 5 and 6 are bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet.
[0087]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet produced in Example 2 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0088]
[Example 4]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
In this example, a conductive adhesive sheet is produced by a method corresponding to the example of the second method of the present invention. This embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 5, and 6. FIG.
In the same manner as in Example 2, a core film 1 made of polyimide resin was formed on a PET film (support) 5. However, the thickness was 10 μm. Next, the PET film (support) 5 was peeled from the core film 1.
[0089]
Next, as shown in FIG. 5, the core film 1 is sandwiched between pressing dies (pressing surface: 2.5 cm square) composed of a male mold 90 and a female mold 170, and punched with a press. A through hole 10 was opened in the film 1. A flip chip bonder was used as the pressing device, and the alignment of the male mold 90 and the female mold 170 was performed by a method using a CCD camera. The press pressure was 3 MPa.
The male mold 90 and the female mold 170 were produced by the method described with reference to FIG. 6 in the above-described embodiment.
[0090]
Specifically, an aluminum plate having a thickness of 200 μm was prepared as the conductive substrate 7, and the surface thereof was subjected to zinc substitution plating. The photosensitive resin layer 8 was formed with a thickness of 100 μm by the same method using the same photosensitive resin solution as in Example 1. As the exposure mask M, a glass photomask in which circular chrome patterns having a diameter of 10 μm are arranged in the same manner as the arrangement of the through holes 10 shown in FIG. Prepared. The exposure method was the same as the method for the photosensitive resin layer 11 of Example 1.
[0091]
Reactive ion etching of the plating pretreatment was performed using “PC-1000-5030” manufactured by Yamato Kagaku while introducing oxygen gas into the system. The thickness of the plating layer 9 formed by nickel plating was 5 mm. The conductive substrate 7 was removed by wet etching using hydrochloric acid. Moreover, the copper type | mold 15 was produced by the electrolytic copper plating process which uses copper sulfate. The thickness of the plating layer 17 by nickel plating was 5 mm. The copper mold 15 was removed by wet etching using an aqueous ammonium persulfate solution.
[0092]
In this way, a core film 1 was obtained in which circular through holes 10 having a diameter of 10 μm were regularly arranged at a pitch of 20 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. An adhesive layer was formed on both surfaces of the core film 1 by the following method.
First, as shown in FIG. 3A, an adhesive layer (first adhesive layer) 2 prepared from a PET film and an adhesive layer (10 μm) prepared in advance by the same method as in Example 2 was used. Placed side up. Next, the core film 1 having the obtained through holes 10 was placed on the adhesive layer 2 and joined by heating. This state is shown in FIG.
[0093]
Thereafter, in the same manner as in Example 3, the conductive fine particles 4 were arranged in the through holes 10 and the second adhesive layer 3 and the cover film 6 were joined. However, the powder made of the conductive fine particles 4 was made of the same material but had an average particle diameter of 7 μm and a standard deviation of particle diameter distribution of 0.7 μm.
As a result, the adhesive layers 2 and 3 made of 10 μm epoxy adhesive are arranged on both surfaces of the core film 1 made of polyimide resin and having a thickness of 10 μm. The core film 1 has circular through holes 10 having a diameter of 10 μm, A conductive adhesive sheet that was regularly formed at a pitch of 20 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. 1B and in which each one conductive fine particle 4 was arranged in each through hole 10 was obtained. PET films 5 and 6 are bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet.
[0094]
[Performance evaluation]
Example except that the width W of the wiring is 20 μm and the arrangement pitch p is 40 μm, the width of the linear pattern of the substrate D and the glass substrate E is 20 μm, the diameter of the dummy pattern is 20 μm, and the arrangement pitch is 40 μm. The same test substrate 30 as 1 was prepared. Using this test substrate 30, the conductive adhesive sheet produced in this Example 3, and the same copper plate D and glass substrate as in Example 1, two test pieces were produced in the same manner as in Example 1. Then, a connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
[0095]
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0096]
[Example 5]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
In this example, a conductive adhesive sheet is produced by a method corresponding to the example of the second method of the present invention. This embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 10 (a), a polyolefin film with a thickness of 70 μm (made by Ultron Systems Co., Ltd.) whose surface is coated with a release layer with a thickness of 15 μm (photosensitive resin whose adhesive strength is reduced by light irradiation). SUA-074 ") 45 was prepared. On the release layer 46 of the polyolefin film 45, the same negative photosensitive resin solution as in Example 1 was applied by using a blade coater to form the photosensitive resin layer 11 with a thickness of 4 μm. A 10 μm thick PET film 47 was placed on the photosensitive resin layer 11. A photosensitive resin whose adhesive strength is reduced by light irradiation was used.
[0097]
Next, as an exposure mask M, a circular chrome pattern having a diameter of 8 μm is regularly arranged at a pitch of 15 μm with the same arrangement as that of the through holes 10 shown in FIG. A glass photomask was prepared. This exposure mask M was placed on the photosensitive resin layer 11, and the light from the ultrahigh pressure mercury lamp was irradiated on the exposure mask M. This irradiation light is a parallel light beam obtained by collimating the light from the light source by the optical system.
[0098]
Next, after the PET film 47 was peeled off, development processing was performed. As a result, the portion of the photosensitive resin layer 11 that was not exposed to light was removed, and the core film 1 having a large number of through-holes 10 became a polyolefin film through the release layer 46 as shown in FIG. 45 formed. In the core film 1, circular through holes 10 having a diameter of 8 μm are regularly arranged at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. Here, since the adhesive force of the photosensitive resin forming the peeling layer 46 is reduced by exposure, the polyolefin film 45 can be easily peeled from the core film 1.
[0099]
An adhesive layer was formed on both surfaces of the core film 1 having the through-holes 10 thus obtained by the following method.
First, as shown in FIG. 3A, an adhesive layer (first adhesive layer) 2 prepared from a PET film and an adhesive layer (10 μm) prepared in advance by the same method as in Example 2 was used. Placed side up. Next, the polyolefin film 45 was peeled from the obtained core film 1 having the through-hole 10, and the core film 1 was placed on the adhesive layer 2 and joined by heating. This state is shown in FIG.
[0100]
Thereafter, in the same manner as in Example 3, the conductive fine particles 4 were arranged in the through holes 10 and the second adhesive layer 3 and the cover film 6 were joined. The same powder as in Example 3 was used for the powder composed of the conductive fine particles 4.
Thereby, the adhesive layers 2 and 3 made of 10 μm epoxy adhesive are arranged on both surfaces of the core film 1 made of unsaturated polyester resin and having a thickness of 4 μm. The core film 1 has a circular through hole 10 having a diameter of 8 μm. However, in the arrangement shown in FIG. 1B, a conductive adhesive sheet that is regularly formed at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) and in which each conductive fine particle 4 is arranged in each through hole 10 is obtained. It was. PET films 5 and 6 are bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet.
[0101]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet produced in Example 5 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0102]
[Example 6]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
In this example, a conductive adhesive sheet is produced by a method corresponding to the example of the third method of the present invention. This embodiment will be described with reference to FIG.
First, an aluminum plate (conductive substrate) 7 having a thickness of 100 μm was prepared, and the surface was subjected to zinc substitution plating. A negative photosensitive resin layer 11 having a thickness of 10 μm is formed on the plated surface of the aluminum plate 7 by applying the same negative photosensitive resin solution as in Example 1 using a blade coater and drying. did. A PET film having a thickness of 10 μm was placed on the photosensitive resin layer 11. FIG. 7A shows this state. However, in this figure, the PET film on the photosensitive resin layer 11 is omitted.
[0103]
Next, as an exposure mask M, circular chrome patterns having a diameter of 5 μm are regularly arranged at a pitch of 10 μm with the same arrangement as the arrangement of the through holes 10 shown in FIG. A glass photomask was prepared. This exposure mask M was placed on the photosensitive resin layer 11, and the light from the ultrahigh pressure mercury lamp was irradiated on the exposure mask M. This irradiation light is a parallel light beam obtained by collimating the light from the light source by the optical system.
[0104]
Next, after the PET film was peeled off, development processing was performed. As a result, the portion of the photosensitive resin layer 11 that was not exposed to light was removed, and the core film 1 having a large number of through holes 10 was formed on the aluminum plate 7 as shown in FIG. . In the core film 1, circular through holes 10 having a diameter of 5 μm are regularly arranged at a pitch of 10 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG.
Next, as a pretreatment for plating, the surface of the plate-like material composed of the conductive substrate 7 and the photosensitive resin layer 11 is subjected to reactive ion etching treatment, and the development residue remaining on the plate-like material after development is removed. Completely removed.
[0105]
Next, this plate product is put in an electrolytic tin plating bath, and the aluminum plate 7 is energized to form a tin film having a thickness of 1 μm in the through hole 10 of the core film 1 by electrolytic plating. A conductive fine particle 4 was grown by forming a copper layer having a thickness of 10 μm using an acid copper plating bath and further forming a tin layer having a thickness of 1 μm on the copper layer. Current density during plating is 3 A / dm 2 By setting the height higher, copper grew until it protruded upward from the through hole 10 and the tip was rounded. As a result, conductive fine particles 4 made of a columnar material having a round tip made of tin and copper were formed in all the through holes 10 of the core film 1. The height of the columnar material forming the conductive fine particles 4 was 12 μm, which was higher than the thickness of 10 μm of the core film 1 at the highest central portion. Further, the melting point of the formed conductive fine particles showed two melting points of tin and copper.
[0106]
Next, a sheet made of a PET film and an adhesive layer (10 μm) prepared in advance by the same method as in Example 2 is used, as shown in FIG. 7C, an adhesive layer (first adhesive layer). 2 was put on the core film 1 with the core film 1 side facing and joined by heating.
Next, in order to prevent liquid from entering the adhesive layer 2, the four ends of the sheet were closed. Next, the aluminum plate 7 was completely removed by wet etching by spraying hydrochloric acid onto the aluminum plate 7. FIG. 7D shows this state.
[0107]
Next, a sheet made of a PET film and an adhesive layer (10 μm) prepared in advance by the same method as in Example 2, with the adhesive layer (second adhesive layer) 3 facing the core film 1 side, It put on the core film 1 and joined by heating. This state is shown in FIG.
As a result, the adhesive layers 2 and 3 made of 10 μm epoxy adhesive are arranged on both surfaces of the core film 1 made of unsaturated polyester resin and having a thickness of 10 μm. The core film 1 has circular through holes 10 having a diameter of 5 μm. A conductive adhesive sheet is obtained which is regularly formed at a pitch of 10 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. 1 (b), and each copper fine particle 4 is arranged in each through hole 10. It was. PET films 5 and 6 are bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet.
[0108]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet prepared in Example 6 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that all 400 wirings 32 in total of the two test pieces were electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0109]
[Example 7]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
In this example, a conductive adhesive sheet is produced by a method corresponding to the example of the fourth method of the present invention. This embodiment will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 11 (a), a sheet made of a PET film (support) 5 and an adhesive layer 2 having a thickness of 10 μm made of an epoxy adhesive, prepared in advance by the method shown in Example 1, An adhesive layer (first adhesive layer) 2 side was placed facing upward, and a core film 1 made of polyimide resin having a thickness of 4 μm was formed thereon. The core film 1 was formed by applying the polyimide resin solution used in Example 2 onto the adhesive layer 2 and then drying the solvent from the coating film. This obtained the core film 1 in which the 1st adhesive bond layer was formed in one surface.
[0110]
Next, a 5 μm PET film 6 a was placed on the core film 1, and the same metal mask as in Example 2 was placed thereon, and an excimer laser was irradiated from above the metal mask. This irradiation was performed until the PET film 6a and the core film 1 were removed in the entire thickness direction, and the surface of the adhesive 2 was also removed a little (until a hole having a depth of 12 μm was formed).
Thereby, the portions of the PET film 6 a and the core film 1 irradiated with the excimer laser were removed, and the through holes 10 were formed at predetermined positions of the core film 1. In the core film 1, circular through holes 10 having a diameter of 8 μm are regularly arranged at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. FIG. 11B shows this state.
[0111]
Next, the same powder as in Example 2 was sprayed on the PET film 6a, and then the whole sheet was vibrated using an ultrasonic vibration device, whereby the core film 1 was coated. The conductive fine particles 4 were put in all the through holes 10. This state is shown in FIG. Next, the upper surface of the core film 1 was exposed by peeling the PET film 6 a from the core film 1. At this time, the conductive fine particles 4a present on the upper surface of the PET film 6a without removing the through holes 10 were removed.
[0112]
Next, as shown in FIG. 11 (d), a sheet made of a PET film (cover film) 6 and a 10 μm thick adhesive layer 3 made of an epoxy adhesive prepared in advance by the method shown in Example 1 is used. The adhesive layer (second adhesive layer) 3 was placed on the core film 1 with the side facing downward and joined by heating.
Thus, adhesive layers 2 and 3 made of an epoxy adhesive having a thickness of 10 μm are arranged on both surfaces of the core film 1 made of polyimide resin and having a thickness of 4 μm. The core film 1 has a circular through hole 10 having a diameter of 8 μm. However, in the arrangement shown in FIG. 1B, a conductive adhesive sheet that is regularly formed at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) and in which each conductive fine particle 4 is arranged in each through hole 10 is obtained. It was. PET films 5 and 6 are bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet.
[0113]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet prepared in Example 7 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0114]
[Example 8]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
First, an epoxy adhesive layer 2b having a thickness of 6 μm was formed on a support 5 made of a PET film having a thickness of 25 μm by the same method as in Example 3. FIG. 15A shows this state. Two sheets comprising this PET film and an epoxy adhesive were prepared.
Next, as the core film 1, a wholly aromatic polyamide film (trade name: Aramika, manufactured by Asahi Kasei) having a thickness of 4.5 μm was prepared. Further, 80 parts by weight of a polysulfone resin (Amoco Polymer, Udel P-1700), 20 parts by weight of a cyanate ester resin (Ciba-Geigy, B-30) and 400 parts by weight of THF were obtained by stirring and mixing. This adhesive solution was applied onto the core film 1 and dried to form a polysulfone / cyanate ester adhesive layer 2 a having a thickness of 6 μm on the core film 1. FIG. 15B shows this state.
[0115]
The softening temperature of the adhesive forming each adhesive layer was measured using a viscoelasticity measuring device manufactured by Rheometrics Scientific F.E., a rotary “rheometer”. The measurement conditions were a rotation speed: 10 rad / sec, a temperature rise start temperature: room temperature, a temperature rise speed: 10 ° C./min, and the first temperature at which the slope of the viscosity curve changed was determined as the softening temperature. As a result, the softening point of the epoxy adhesive was about 80 ° C., and the softening point of the polysulfone / cyanate ester resin was 160 ° C.
Next, a sheet composed of the PET support 5 and the epoxy adhesive layer 2b, and a sheet composed of the core film 1 and the polysulfone / cyanate ester adhesive layer 2a, the adhesive layers 2a and 2b face each other at 60 ° C. It was bonded while heating. Thereby, the laminated sheet which consists of two types of adhesive bond layers with which the difference in softening temperature is 20 degreeC or more, PET film, and the core film 1 was obtained. FIG. 15C shows this state.
[0116]
Next, through holes 10 were formed in the core film 1 of the laminated sheet by an excimer laser in the same manner as in Example 2. The arrangement of the through holes was the same as that shown in FIG. The hole diameter of the through hole 10 was 7.5 μm. FIG. 15D shows this state.
Since the excimer laser irradiation needs to be performed under the condition that the through holes 10 are surely formed at each position of the core film 1, the excimer laser is also irradiated to the surface of the polysulfone / cyanate ester adhesive layer. However, since the core film 1 made of wholly aromatic polyamide is faster than the polysulfone / cyanate ester adhesive layer, the removal rate by the excimer laser is higher than that of the polysulfone / cyanate ester adhesive layer. The concave portion generated on the surface can be suppressed to a depth of less than 1 μm.
[0117]
Next, the same method as in Example 3 was used for filling the through holes 10 of the core film 1 with conductive fine particles. Further, the same conductive fine particles 4 as in Example 2 were used.
Next, the above-mentioned polysulfone / cyanate ester adhesive solution was applied onto the core film 1 in this state and dried to form an adhesive layer 3a made of polysulfone / cyanate ester having a thickness of 6 μm.
Next, a sheet made of a cover film 6 made of a PET film and an epoxy adhesive layer 3b is placed on the polysulfone / cyanate ester adhesive layer with the epoxy adhesive layer 3b facing down and heated to 60 ° C. And bonded.
[0118]
Thereby, on both sides of the 4.5 μm thick core film 1 made of wholly aromatic polyamide resin, an adhesive layer made of 6 μm thick polysulfone / cyanate ester and an adhesive layer made of 6 μm thick epoxy resin, Arranged in this order from the core film 1 side, circular through holes 10 having a diameter of 7.5 μm are regularly formed in the core film 1 at a pitch of 15 μm (lattice point spacing) in the arrangement shown in FIG. A conductive adhesive sheet in which one conductive fine particle 4 was disposed in each through hole 10 was obtained. A PET film is bonded to both surfaces of the conductive adhesive sheet. FIG. 15E shows this state.
[0119]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet produced in Example 8 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0120]
[Example 9]
Using an excimer laser capable of projecting the mask pattern reduced to 1/10, a hole having a tapered cross-sectional shape was formed in the core film. As the core film, the same wholly aromatic polyamide film (trade name: Aramika, manufactured by Asahi Kasei Corporation) as in Example 8 was used. The arrangement of the through-holes is the arrangement shown in FIG. 1 (b). As will be described with reference to FIG. 16, in the hole having a tapered cross-sectional shape, the diameter of the surface on the largely clear side is 8 μm, and the surface on the small and clear side The pore diameter of this was 4 μm (FIG. 16A).
.
[0121]
Next, in the same manner as in Example 1, an epoxy adhesive layer was formed on the PET film, and a core film was laminated and pasted on the epoxy adhesive layer from the surface having the smaller pore diameter. Therefore, in this state, the surface having the larger hole diameter is exposed on the surface of the core film.
The pores of the core film were filled with conductive fine particles in the same manner as in Example 2. The same conductive fine particles as those used in Example 2 were used. The average particle size of the conductive fine particles was 6 μm, and the standard deviation of the particle size distribution was 0.6 μm.
[0122]
Next, a laminate adhesive layer composed of an epoxy adhesive and a polysulfone / cyanate ester adhesive is formed by the same method as in Example 8, and is bonded to the core film from the side of the polysulfone / cyanate ester adhesive layer. An adhesive sheet was obtained (FIG. 16B).
[0123]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet prepared in Example 9 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total of the wirings 32 of the two test pieces was electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0124]
[Comparative Example 1]
[Preparation of conductive adhesive sheet]
The conductive fine particles 4 used in Example 1 were added to the epoxy adhesive solution used in Example 1 at a ratio of 1.2% by volume and mixed. This liquid was applied to the surface of a PET film coated with polydimethylsiloxane as a release agent using a blade coater. Next, by removing the solvent from the coating film by drying, a conductive adhesive sheet having a thickness of 28 μm was formed on the PET film. This conductive adhesive sheet is used after peeling off the PET film.
The addition rate of the conductive fine particles 4 to the epoxy adhesive solution was set so that the content of the conductive fine particles 4 in the conductive adhesive sheet was approximately the same as that in Example 2.
[0125]
[Performance evaluation]
Using the conductive adhesive sheet prepared in Comparative Example 1 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were respectively used in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that four places out of a total of 400 wires 32 of the two test pieces were not electrically connected to the substrate D.
In the short check test, all the insulation resistances of the test pads 35 of a total of 398 sets of two test pieces are 10%. 12 It was more than Ω. As a result, it was confirmed that no short circuit occurred between all the adjacent wirings 32 in all the 398 sets of the wirings 32 of the two test pieces.
[0126]
[Comparative Example 2]
A conductive adhesive sheet having the same configuration was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the addition ratio of the conductive fine particles 4 to the epoxy adhesive solution was 20% by volume.
Using the conductive adhesive sheet produced in Comparative Example 2 and the same test substrate 30, substrate D, and glass substrate E as in Example 1, two test pieces were formed in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that all 400 wirings 32 in total of the two test pieces were electrically connected to the substrate D.
In the short check test, the insulation resistance is 10 at 10 points out of a total of 398 sets of test pads 35 of two test pieces. 8 It became below Ω. As a result, it was found that a short circuit occurred between the adjacent wirings 32 at these ten locations.
[0127]
[Comparative Example 3]
A conductive adhesive sheet was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the conductive fine particles 4 used were silver-copper alloy fine particles.
As the powder composed of the conductive fine particles 4, the composition described in JP-A-6-223633 is Agx Cu (1-x) (0.008 ≦ x ≦ 0.4), and the silver concentration on the particle surface Is higher than 2.2 times the average silver concentration, and is composed of spherical conductive particles having a region where the silver concentration increases toward the particle surface near the surface, the average particle size is 6 μm, and the standard deviation of the particle size distribution is A powder that was 0.5 μm was used.
[0128]
Further, similarly to Example 1, the conductive fine particles were dispersed on a copper plate and held at 230 ° C., which is the heating condition used for performance evaluation, for 5 minutes. Then, it tried to blow off by cooling to room temperature and spraying the compressed air on the particle | grains on a copper plate. The conductive fine particles are not fixed on the copper plate and have been removed.
Using the conductive adhesive sheet prepared in Comparative Example 3 and the same test substrate 30, copper plate D, and glass substrate as in Example 1, two test test pieces were respectively used in the same manner as in Example 1. A connection confirmation test and a short confirmation test were performed in the same manner as in Example 1.
[0129]
As a result, in the connection confirmation test, it was confirmed that none of the total 400 connection locations of the two test pieces was not electrically connected to the substrate D.
In the short check test, the insulation resistance is 10 at 15 points out of a total of 398 sets of test pads 35 of two test pieces. 8 It became below Ω. As a result, it was found that a short circuit occurred between adjacent connection pads 34 at 15 points out of a total of 398 sets of two test pieces.
[0130]
【The invention's effect】
As described above, according to the conductive adhesive sheet of the present invention, a plurality of through holes are formed in a predetermined arrangement in the core film surface, and conductive fine particles are arranged in the through holes. It is possible to set the size and the size corresponding to the arrangement pitch of the pattern to be connected, the wiring width, and the like. In use, the arrangement of the conductive fine particles in the sheet surface is fixed by the core film.
[0131]
Therefore, by setting the pitch and size of the through holes corresponding to the arrangement pitch and wiring width of the pattern to be connected, even when connecting patterns arranged at a fine pitch, short-circuits between adjacent patterns. Can be prevented from occurring. Further, it is possible to eliminate the fear that the pattern to be connected is disposed at a position where no conductive fine particles are present.
As a result, according to the conductive adhesive sheet of the present invention, a highly reliable connection can be performed even when the dimension of the pattern to be connected is small or when a pattern arranged at a fine pitch is connected.
[0132]
Further, according to the method for producing a conductive adhesive sheet of the present invention, the conductive fine particles are regularly and densely arranged in the sheet surface (so that the distance between adjacent conductive fine particles is 20 μm or less). The manufactured conductive adhesive sheet can be easily manufactured.
Furthermore, by using the specific metal fine particles described in the specification, a part of the metal fine particles is melted in the step of sandwiching the adhesive sheet of the present invention between two circuit boards and heating and compressing at a predetermined temperature and pressure. Then, in the process of re-solidifying by cooling, the metal fine particles and the metal constituting the connection bumps on the circuit board are joined to form a metal / metal bond, thereby enabling a connection with high adhesive strength. Further, when the re-solidified portion is heat-treated again in the same treatment as the heat treatment, the metal-metal bond is maintained without being deformed by melting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view (a) and a plan view (b, c) showing an embodiment of a conductive adhesive sheet of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an embodiment of a first method (a method of claim 5) and Example 1 for producing a conductive adhesive sheet of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining an embodiment of a second method (methods of claims 6 to 8) and Examples 2 to 4 for producing a conductive adhesive sheet of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of a second method (methods of claims 6 to 8) for manufacturing a conductive adhesive sheet of the present invention, and Example 2.
FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of a second method (a method according to claims 6 to 8) and Example 3 for producing a conductive adhesive sheet of the present invention.
6 is a diagram for explaining an embodiment of a second method (methods of claims 6 to 8) for manufacturing a conductive adhesive sheet of the present invention, and Example 3. FIG.
7 is a diagram for explaining an embodiment of a third method (claim 9) and Example 7 for producing a conductive adhesive sheet of the present invention. FIG.
FIGS. 8A and 8B are a plan view and a cross-sectional view showing a test substrate used for performance evaluation in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention. FIGS.
9 is a view showing a state in which the connection pad portion of the test substrate and the copper plate are bonded together by the conductive adhesive sheets of Examples 1 to 5, and is a cross-sectional view taken along the line bb in FIG. 8 (a). It corresponds to.
FIG. 10 is a view for explaining Example 4 (second method for producing a conductive adhesive sheet) of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating Example 6 (fourth method for producing a conductive adhesive sheet) of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view (a) and a plan view (b) showing an example of a conventional conductive adhesive sheet.
FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining problems of a conventional conductive adhesive sheet.
14A is a plan view showing patterns of the substrate D and the substrate E used in the performance evaluation in the present invention, where FIG. 14B is a cross-sectional view of the substrate E taken along the line cc of FIG. Equivalent to.
FIG. 15 is a diagram for explaining an embodiment of a method for producing a conductive adhesive sheet of the present invention (claim 4) and an example 8;
FIG. 16 is a diagram illustrating Example 9 of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Core film
2 Adhesive layer (first adhesive layer)
2a Adhesive layer having a high softening point of the first adhesive layer
2b Adhesive layer with low softening point of first adhesive layer
3 Adhesive layer (second adhesive layer)
3a Adhesive layer having a high softening point of the second adhesive layer
3b Adhesive layer with low softening point of second adhesive layer
4 Conductive fine particles
5 Support
6 Cover film
6a PET film
7 Conductive substrate
8 Photosensitive resin layer
9 Plating layer
10 Through hole
11 Photosensitive resin layer
15 Copper mold
15a protrusion
17 Plating layer
20 Sheet made of adhesive layer
21 Copper cylindrical projection
22 Copper straight projection
23 Core film during bonding and adhesive layers on both sides
24 Cylindrical convex part made of glass
25 glass substrate
26 Electrical test pads
30 Test substrate
31 Insulating substrate
32 Wiring
35 Inspection pad
45 Polyolefin film
46 Release layer
47 PET film
81 Through hole
90 Male (press mold)
91 protrusion
170 Female (press mold)
171 recess
500 PET film
510 Epoxy adhesive layer (adhesive layer with low softening temperature)
530 Polysulfone / cyanate ester adhesive layer (adhesive layer with high softening temperature)
A Position where conductive fine particles do not exist
B1 board
B2 board
D Substrate D
h Wiring height
K1 opening
K metal mask
M exposure mask
P1 connection pattern
P2 connection pattern
P10 Arrangement pitch of cylindrical projections
p Connection pad array pitch
W Dimensions of one side of the square that forms the connection pad
W1 Copper straight convex width
W2 Diameter of copper cylindrical projection

Claims (10)

シート面内に分散配置された導電性微粒子により、シートの厚さ方向のみに導電性を付与する接着シートにおいて、厚さ方向の中央に配置したコアフィルムの両面に接着剤層が配置され、前記コアフィルムおよび接着剤層は絶縁性であり、コアフィルムには厚さ方向に貫通する貫通孔がフィルム面内に所定配置で複数個形成され、当該貫通孔に導電性微粒子が配置されていること、前記導電性微粒子が、実質的に鉛を含まない合金粒子であって、各合金粒子は示差走査熱量測定(DSC)によって吸熱ピークが観察される温度として定義される複数の融点を示し、該複数の融点は初期最低融点および最高融点を含み、各合金粒子は少なくとも表面部分において該初期最低融点を示し、各合金粒子を該初期最低融点またはそれ以上の温度で加熱しそれにより各合金粒子について該初期最低融点を示すその少なくとも表面部分を溶融せしめ、その後各合金粒子を室温まで冷却させ、それによって各合金粒子の溶融部分を固化させると、加熱および固化を経た各合金粒子は初期最低融点より高い上昇最低融点を示す合金粒子であることを特徴とする異方性を有する導電性接着シート。In the adhesive sheet that imparts conductivity only in the thickness direction of the sheet by the conductive fine particles dispersed and arranged in the sheet surface, an adhesive layer is disposed on both surfaces of the core film disposed in the center in the thickness direction, The core film and the adhesive layer are insulative, and a plurality of through holes penetrating in the thickness direction are formed in the film surface in a predetermined arrangement in the core film, and conductive fine particles are arranged in the through holes. The conductive fine particles are alloy particles substantially free of lead, and each alloy particle exhibits a plurality of melting points defined as temperatures at which endothermic peaks are observed by differential scanning calorimetry (DSC), The plurality of melting points includes an initial minimum melting point and a maximum melting point, each alloy particle exhibits the initial minimum melting point at least in a surface portion, and each alloy particle is heated at a temperature equal to or higher than the initial minimum melting point. As a result, at least the surface portion showing the initial minimum melting point of each alloy particle is melted, and then each alloy particle is cooled to room temperature, thereby solidifying the molten portion of each alloy particle. An electrically conductive adhesive sheet having anisotropy, wherein the particles are alloy particles exhibiting a rising minimum melting point higher than an initial minimum melting point. 導電性微粒子の平均粒子径は0.5μm以上50μm以下であり、導電性微粒子の粒子径分布の標準偏差は平均粒子径の50%以下であり、コアフィルムの厚さは0.5μm以上50μm以下であり、接着剤層の厚さは1μm以上50μm以下であり、貫通孔の大きさは導電性微粒子の平均粒子径の1倍以上1.5倍以下である請求項1記載の導電性接着シート。The average particle size of the conductive fine particles is 0.5 μm or more and 50 μm or less, the standard deviation of the particle size distribution of the conductive fine particles is 50% or less of the average particle size, and the thickness of the core film is 0.5 μm or more and 50 μm or less. The conductive adhesive sheet according to claim 1, wherein the thickness of the adhesive layer is 1 µm or more and 50 µm or less, and the size of the through hole is 1 to 1.5 times the average particle diameter of the conductive fine particles. . 導電性微粒子は、銅、銀、金、ニッケル、パラジウム、インジウム、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、白金、ガリウム、アンチモン、シリコン、ゲルマニウム、コバルト、タンタル、アルミニウム、マンガン、モリブデン、クロム、マグネシウム、チタン、タングステン、希土類元素から選ばれる3種以上の元素からなる合金微粒子、あるいは当該合金微粒子の表面を上記群から選ばれる1種以上の金属で薄く被覆した金属微粒子、あるいは上記金属群から選ばれる金属の単体からなる金属微粒子の表面を、該金属単体とは異種であって、上記金属群から選ばれる1種以上の金属で被覆した金属微粒子であり、該金属微粒子が複数の融点を有することを特徴とする請求項1および2に記載の導電性接着シート。Conductive fine particles are copper, silver, gold, nickel, palladium, indium, tin, lead, zinc, bismuth, platinum, gallium, antimony, silicon, germanium, cobalt, tantalum, aluminum, manganese, molybdenum, chromium, magnesium, titanium Alloy fine particles comprising three or more elements selected from tungsten, rare earth elements, metal fine particles obtained by thinly coating the surface of the alloy fine particles with one or more metals selected from the above group, or metals selected from the above metal group The surface of the metal fine particles made of the simple substance is different from the metal simple substance and is coated with one or more metals selected from the above metal group, and the metal fine particles have a plurality of melting points. The conductive adhesive sheet according to claim 1 or 2, characterized by the above. コアフィルムの両面に配置された接着剤層の少なくとも一方は、軟化温度の差が20℃以上である二種類の接着剤層が、軟化温度の高い方をコアフィルム面側に配置して積層されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の導電性接着シート。At least one of the adhesive layers arranged on both surfaces of the core film is laminated with two types of adhesive layers having a difference in softening temperature of 20 ° C. or more arranged with the higher softening temperature on the core film surface side. The conductive adhesive sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the conductive adhesive sheet is a sheet. 請求項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、支持体の上に形成された第1の接着剤層の上に、コアフィルムをなす感光性樹脂層を形成した後、フォトリソグラフィで感光性樹脂層をパターニングすることにより、コアフィルムに所定の配置で貫通孔を形成し、前記貫通孔内に導電性微粒子を入れた後に、このコアフィルムの上に第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。The method for producing a conductive adhesive sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein a photosensitive resin layer forming a core film is formed on a first adhesive layer formed on a support. Thereafter, by patterning the photosensitive resin layer by photolithography, through holes are formed in a predetermined arrangement in the core film, and conductive fine particles are put into the through holes, and then a second film is formed on the core film. The manufacturing method of the electroconductive adhesive sheet characterized by forming an adhesive bond layer. 請求項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、貫通孔を有するコアフィルムの一方の面に第1の接着剤層を形成し、次いで、前記貫通孔内に導電性微粒子を入れた後に、このコアフィルムの他方の面に第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。5. The method for producing a conductive adhesive sheet according to claim 1, wherein a first adhesive layer is formed on one surface of a core film having a through-hole, and then conductive in the through-hole. A conductive adhesive sheet is produced by forming a second adhesive layer on the other surface of the core film after adding conductive fine particles. レーザ照射によってコアフィルムに貫通孔を形成する工程を含む請求項6記載の導電性接着シートの製造方法。The manufacturing method of the electroconductive adhesive sheet of Claim 6 including the process of forming a through-hole in a core film by laser irradiation. 貫通孔の配置に対応させた突起を有する雄型と、前記突起を受ける凹部を有する雌型とからなるプレス用金型を用いて、プレスで打ち抜くことにより、コアフィルムに貫通孔を形成する工程を含む請求項6記載の導電性接着シートの製造方法。A step of forming a through-hole in the core film by punching with a press using a pressing mold comprising a male mold having a projection corresponding to the arrangement of the through-hole and a female mold having a recess for receiving the projection. The manufacturing method of the electroconductive adhesive sheet of Claim 6 containing this. 請求項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、導電性基板の上に、貫通孔を有するコアフィルムを形成し、次いで、前記貫通孔に電解めっき法により導電性微粒子を成長させた後、コアフィルムの導電性基板とは反対側の面に、第1の接着剤層を形成するとともに、導電性基板を除去して、この導電性基板が除去されたコアフィルムの面に、第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。5. The method for producing a conductive adhesive sheet according to claim 1, wherein a core film having a through hole is formed on a conductive substrate, and then the through hole is made conductive by electrolytic plating. After the fine particles are grown, the first adhesive layer is formed on the surface of the core film opposite to the conductive substrate, the conductive substrate is removed, and the conductive substrate is removed. A method for producing a conductive adhesive sheet, comprising forming a second adhesive layer on the surface. 請求項1〜4のいずれかに記載の導電性接着シートを製造する方法において、一方の面に第1の接着剤層が形成されたコアフィルムを用意し、このコアフィルムの他方の面側からレーザ照射を行うことにより、このコアフィルムに貫通孔を形成し、次いで、前記貫通孔内に導電性微粒子を入れた後に、このコアフィルムの他方の面に第2の接着剤層を形成することを特徴とする導電性接着シートの製造方法。In the method of manufacturing the conductive adhesive sheet according to any one of claims 1 to 4, a core film having a first adhesive layer formed on one surface is prepared, and the other surface side of the core film is prepared. By forming a through hole in the core film by performing laser irradiation, and then placing conductive fine particles in the through hole, a second adhesive layer is formed on the other surface of the core film. A method for producing a conductive adhesive sheet.
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