JP4181231B2 - 異方導電性接着フィルムの製造法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示モジュ一ル等の電極と相対峙させた回路基板の電極を接続固定するために用いられる異方導電性接着フィルムの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の異方導電性接着フィルムは、導電粒子を絶縁性接着剤中に分散し、剥離性フィルム上に製膜したものや、絶縁性接着剤中に導電粒子を含む層と含まない層をラミネ一トして、二層構造化したものが実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
接続回路の高精細化に対応して接続電極間スぺ一スは、従来の２００μｍ程度から５０μｍ以下が要求されてきている。これに伴い、異方導電性接着フィルムは従来の電極間の電気的接続と接着のみでなく、導電粒子の凝集による電極間短絡に関しても特性の向上が求められている。従来の方法では、絶縁性接着剤中に微小径の導電粒子を添加・分散させる際に、所謂”ままこ”状態になりやすく導電粒子の二次凝集が発生しやすい。この二次凝集粒子が隣接する電極間短絡の原因となり、接続電極間スぺ−スの矮小化と共に二次凝集粒子の微細化が切望されている。
また、接続電極の小面積化に対応する接続抵抗の増大を防止するために、導電粒子の添加量を増大する方向にある。一般に異方導電性接着フィルムで接続する際、接続電極間の導電粒子は絶縁性接着剤と共に接続電極のスぺ−スに向かって流動し、その結果、接続電極のスペ−スには導電粒子が多く集まる。接続電極スぺ−スの導電粒子が多くなるに従い、近接電極を導電粒子が短絡する危険性が高くなる。
接続時の粒子流れを少なくして、接続電極上に残る導電粒子数を確保する方法として、二層構造の異方導電性接着フィルムが提案されているが、まだ不十分である。二層構造品では、導電粒子入り絶縁性接着剤層が薄い程粒子流れが少ないという知見があるが、従来の塗工法では薄くするにも限度があり、極限までの薄層化する方法が望まれていた。
さらに、接続電極間スぺ−スが小さくなるに伴い、許容される導電性異物の大きさと混入量も厳しくなり、製膜前の接着剤精密濾過が望まれるが、導電粒子を分散させた接着剤の濾過は、添加する導電粒子の通過を阻害しない目開きが必要で精密濾過に限度があり、現状では不十分である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記３点の課題を解決するためになされた。第１の課題である導電粒子の二次凝集に関して、導電粒子は元々は単粒子であるが、液状絶縁性接着剤中に分散させるときに二次凝集することが確認されている。この工程をなくする方法として、乾式の粒子噴霧法により絶縁性接着剤層の表面に導電粒子を直接散布する方法を考案した。
また、第２の課題である導電粒子入り接着剤層の薄層化に関しても、本法では自動的に導電粒子層は、絶縁性接着剤層表面に配置されるため、粒子層の極限薄層化が可能となった。
第３の課題である導電性異物の除去に関しては、本散布法では接着剤製膜は、導電粒子が添加されていないため充分な精密濾過が可能であり、接着剤中の導電性異物の除去は容易である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３に本発明方法の実施に係る装置の概念図を示すが、本発明はこれに限定されるものでははい。図１は本発明方法による散布箱４内の導電粒子の動きと空気の流れ方向を示したもので、エジェクタ２からの空気と混合された導電粒子１が噴霧ノズル３をとおして接着剤を塗布した剥離性フィルム７上に散布される。図２は、剥離性フィルムに絶縁性接着剤を塗布し、導電粒子を散布した後、非粘着性のセパレ一タ６を合わせてラミネ一トロ一ル１２を通し、導電粒子を絶縁性接着剤層に押し込み固定する方法を示す。 図３は、セパレ−タ６上に導電粒子のみを散布した後、予め絶縁性接着剤を塗布した接着剤付フィルム基材７と合わせラミネ一トロ−ル１２を通して、導電粒子を固定する方法を示す。ここで、絶縁性接着剤を剥離性フィルム基材に塗布する工程と導電粒子を散布・固定する工程を連続化することは、加工費低減に有効である。但し、一般に絶縁性接着剤は有機溶剤を使用する場合が多く、危険物取り扱い設備とするための初期設備費との兼ね合いであり、どちらを選択をするも自由である。剥離性フィルム基材に絶縁性接着剤を塗布し、接着剤中の溶媒が揮散する段階のタック性がある時に、導電粒子を散布する方法も導電粒子固定の一つの方法である。また、完全に溶媒を揮散させた後に、絶縁性接着剤がタック性を有して散布された粒子を完全に固定できる場合は、そのまま異方導電性接着フィルムとすることができる。図４はこのようにして製造した異方導電性接着フィルムの断面を示したもので、絶縁性接着剤１３の表面層に導電粒子の層１１が形成されている状態を示した。図２、図３に示す方法において、絶縁性接着剤層が加熱によりタック性、塑性変形性が具現される場合は、ラミネ−トロ−ルの加熱又はラミネ一ト前に被ラミネ一ト物を加熱するのが望ましい。また、ラミネ一トロ一ル間隙を制御することにより、導電粒子の一部を露出させた状態の粒子固定も可能である。図５に示すように多層化し、導電粒子層１１を中間に配置することも、接続部分の形状によっては粒子補足率の向上に効果的である場合もある。導電粒子層の位置は、どこでも本製造法では可能である。また、導電粒子層を含め、各層の溶融粘度を最適化することにより、粒子補足率の向上に効果的である。
【０００６】
【実施例】
フェノキシ樹脂（ＰＫＨＡ：ユニオンカ一バイド社製高分子エポキシ樹脂）とマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（ノバキュアＨＰ−３９４２ＨＰ：旭化成製、エポキシ当量１８５）の比率３０／７０とし、酢酸エチル３０％接着剤溶液を得た。この溶液を離型処理した二軸延伸ＰＥＴ樹脂フィルム製のセパレ−タＡ上に流延・乾燥して、２３μｍ厚みのフィルムＢを得た。直径５μｍの金めっきプラスチック粒子をエアエジェクタを通して流動化させて、噴霧ノズルからフィルムＢ上に平均８０００個／ｍｍ の割合で散布し、フィルムＣを得た。なお、このフィルムＢは１ｍ／分の速度で移動させ、噴霧ノズルは固定し水平方向に散布した。このフィルムＣに、離型処理した二軸延伸ＰＥＴ樹脂フィルム製のセパレ一タＡの離型処理面と導電粒子散布面を向かい合わせて重ね、二本の金属ロ−ル間を通して、散布した導電粒子をフィルムＣの表面層に押し込んで固定させた異方導電性接着フィルムＤを得た。ＩＴＯガラス基板に、この異方導電性接着フィルムＤを貼り付け、セパレ−タムを剥がした後、５０μｍ×９０μｍの金バンプを有するべアチップを位置合わせして、１８０℃、２０ｋｇ／ｃｍ２で２０秒の加熱加圧して回路接続をした。異方導電性接着フィルムＤを２００倍の光学顕微鏡で観察して、単位面積当たりの導電粒子数ａと二次凝集状態を計測した。また、回路接続した後のべアチップバンプ上の導電粒子数ｂを計測した。
【０００７】
比較例
実施例と同様の接着剤溶液により、１５μｍ厚さの導電粒子なし接着層Ｎを作成した。また、同接着剤溶液中に導電粒子を分散させて、８μｍ厚さの導電粒子入りの接着層Ｍを作成した。接着層Ｎと接着層Ｍを貼り合わせた２層構造異方導電性接着フィルムＬを得た。
この２層構造異方導電性接着フィルムＬを用いて、実施例と同様な接続と計測を実施した。
実施例と比較例の計測結果を表１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【発明の効果】
本発明による効果は、第１に導電粒子の二次凝集粒子径が小さくなること。第二に導電粒子の配置を異方導電性接着フィルムの表層に極めて近い層に集中させ、回路接続時の粒子流れを改善し、粒子補足率が高くなり、接着剤に添加する導電粒子数を少なくすることが可能になる。この結果、回路間スぺ一スに存在する導電粒子数が格段に少なくなり、回路間の短絡ポテンシャルを下げることができる。
また、絶縁性接着剤に被覆されない導電粒子が存在して、回路電極の一方には裸状態の導電粒子と電極の接触が可能となり、接続抵抗を下げることができる。さらに前述の様に、絶縁性接着剤の塗布直前の細かい濾過が可能になり、異方導電性接着フィルム中の異物低減に、大きな効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による散布箱内の導電粒子の動きと空気の流れ方向を示す概念図。
【図２】本発明方法による装置の説明図で、接着剤層付剥離性フィルム基材に導電粒子を散布する場合の概念図。
【図３】本発明方法による装置の説明図で、剥離性フィルムに導電粒子を散布した後に接着剤を塗布した剥離性フィルム基材を貼り付ける方法の概念図。
【図４】本発明による表面層に導電粒子を配置した異方薄電性接着フィルムを示す断面図。
【図５】本発明による中間層に導電粒子を配置した異方導電性接着フィルムを示す断面図。
【符号の説明】
１ 導電粒子 ２ エジェクタ
３ 噴霧ノズル ４ 散布箱
５ 接地受け板 ６ セパレータ（剥離性フィルム）
７ 接着剤付剥離性フィルム基材 ８ 導電粒子
９ 製品 １１ 導電粒子層
１２ ラミネータ １３ 絶縁性接着剤層
１４ 絶縁性接着剤層
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示モジュ一ル等の電極と相対峙させた回路基板の電極を接続固定するために用いられる異方導電性接着フィルムの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の異方導電性接着フィルムは、導電粒子を絶縁性接着剤中に分散し、剥離性フィルム上に製膜したものや、絶縁性接着剤中に導電粒子を含む層と含まない層をラミネ一トして、二層構造化したものが実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
接続回路の高精細化に対応して接続電極間スぺ一スは、従来の２００μｍ程度から５０μｍ以下が要求されてきている。これに伴い、異方導電性接着フィルムは従来の電極間の電気的接続と接着のみでなく、導電粒子の凝集による電極間短絡に関しても特性の向上が求められている。従来の方法では、絶縁性接着剤中に微小径の導電粒子を添加・分散させる際に、所謂”ままこ”状態になりやすく導電粒子の二次凝集が発生しやすい。この二次凝集粒子が隣接する電極間短絡の原因となり、接続電極間スぺ−スの矮小化と共に二次凝集粒子の微細化が切望されている。
また、接続電極の小面積化に対応する接続抵抗の増大を防止するために、導電粒子の添加量を増大する方向にある。一般に異方導電性接着フィルムで接続する際、接続電極間の導電粒子は絶縁性接着剤と共に接続電極のスぺ−スに向かって流動し、その結果、接続電極のスペ−スには導電粒子が多く集まる。接続電極スぺ−スの導電粒子が多くなるに従い、近接電極を導電粒子が短絡する危険性が高くなる。
接続時の粒子流れを少なくして、接続電極上に残る導電粒子数を確保する方法として、二層構造の異方導電性接着フィルムが提案されているが、まだ不十分である。二層構造品では、導電粒子入り絶縁性接着剤層が薄い程粒子流れが少ないという知見があるが、従来の塗工法では薄くするにも限度があり、極限までの薄層化する方法が望まれていた。
さらに、接続電極間スぺ−スが小さくなるに伴い、許容される導電性異物の大きさと混入量も厳しくなり、製膜前の接着剤精密濾過が望まれるが、導電粒子を分散させた接着剤の濾過は、添加する導電粒子の通過を阻害しない目開きが必要で精密濾過に限度があり、現状では不十分である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記３点の課題を解決するためになされた。第１の課題である導電粒子の二次凝集に関して、導電粒子は元々は単粒子であるが、液状絶縁性接着剤中に分散させるときに二次凝集することが確認されている。この工程をなくする方法として、乾式の粒子噴霧法により絶縁性接着剤層の表面に導電粒子を直接散布する方法を考案した。
また、第２の課題である導電粒子入り接着剤層の薄層化に関しても、本法では自動的に導電粒子層は、絶縁性接着剤層表面に配置されるため、粒子層の極限薄層化が可能となった。
第３の課題である導電性異物の除去に関しては、本散布法では接着剤製膜は、導電粒子が添加されていないため充分な精密濾過が可能であり、接着剤中の導電性異物の除去は容易である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１、図２、図３に本発明方法の実施に係る装置の概念図を示すが、本発明はこれに限定されるものでははい。図１は本発明方法による散布箱４内の導電粒子の動きと空気の流れ方向を示したもので、エジェクタ２からの空気と混合された導電粒子１が噴霧ノズル３をとおして接着剤を塗布した剥離性フィルム７上に散布される。図２は、剥離性フィルムに絶縁性接着剤を塗布し、導電粒子を散布した後、非粘着性のセパレ一タ６を合わせてラミネ一トロ一ル１２を通し、導電粒子を絶縁性接着剤層に押し込み固定する方法を示す。 図３は、セパレ−タ６上に導電粒子のみを散布した後、予め絶縁性接着剤を塗布した接着剤付フィルム基材７と合わせラミネ一トロ−ル１２を通して、導電粒子を固定する方法を示す。ここで、絶縁性接着剤を剥離性フィルム基材に塗布する工程と導電粒子を散布・固定する工程を連続化することは、加工費低減に有効である。但し、一般に絶縁性接着剤は有機溶剤を使用する場合が多く、危険物取り扱い設備とするための初期設備費との兼ね合いであり、どちらを選択をするも自由である。剥離性フィルム基材に絶縁性接着剤を塗布し、接着剤中の溶媒が揮散する段階のタック性がある時に、導電粒子を散布する方法も導電粒子固定の一つの方法である。また、完全に溶媒を揮散させた後に、絶縁性接着剤がタック性を有して散布された粒子を完全に固定できる場合は、そのまま異方導電性接着フィルムとすることができる。図４はこのようにして製造した異方導電性接着フィルムの断面を示したもので、絶縁性接着剤１３の表面層に導電粒子の層１１が形成されている状態を示した。図２、図３に示す方法において、絶縁性接着剤層が加熱によりタック性、塑性変形性が具現される場合は、ラミネ−トロ−ルの加熱又はラミネ一ト前に被ラミネ一ト物を加熱するのが望ましい。また、ラミネ一トロ一ル間隙を制御することにより、導電粒子の一部を露出させた状態の粒子固定も可能である。図５に示すように多層化し、導電粒子層１１を中間に配置することも、接続部分の形状によっては粒子補足率の向上に効果的である場合もある。導電粒子層の位置は、どこでも本製造法では可能である。また、導電粒子層を含め、各層の溶融粘度を最適化することにより、粒子補足率の向上に効果的である。
【０００６】
【実施例】
フェノキシ樹脂（ＰＫＨＡ：ユニオンカ一バイド社製高分子エポキシ樹脂）とマイクロカプセル型潜在性硬化剤を含有する液状エポキシ樹脂（ノバキュアＨＰ−３９４２ＨＰ：旭化成製、エポキシ当量１８５）の比率３０／７０とし、酢酸エチル３０％接着剤溶液を得た。この溶液を離型処理した二軸延伸ＰＥＴ樹脂フィルム製のセパレ−タＡ上に流延・乾燥して、２３μｍ厚みのフィルムＢを得た。直径５μｍの金めっきプラスチック粒子をエアエジェクタを通して流動化させて、噴霧ノズルからフィルムＢ上に平均８０００個／ｍｍ の割合で散布し、フィルムＣを得た。なお、このフィルムＢは１ｍ／分の速度で移動させ、噴霧ノズルは固定し水平方向に散布した。このフィルムＣに、離型処理した二軸延伸ＰＥＴ樹脂フィルム製のセパレ一タＡの離型処理面と導電粒子散布面を向かい合わせて重ね、二本の金属ロ−ル間を通して、散布した導電粒子をフィルムＣの表面層に押し込んで固定させた異方導電性接着フィルムＤを得た。ＩＴＯガラス基板に、この異方導電性接着フィルムＤを貼り付け、セパレ−タムを剥がした後、５０μｍ×９０μｍの金バンプを有するべアチップを位置合わせして、１８０℃、２０ｋｇ／ｃｍ２で２０秒の加熱加圧して回路接続をした。異方導電性接着フィルムＤを２００倍の光学顕微鏡で観察して、単位面積当たりの導電粒子数ａと二次凝集状態を計測した。また、回路接続した後のべアチップバンプ上の導電粒子数ｂを計測した。
【０００７】
比較例
実施例と同様の接着剤溶液により、１５μｍ厚さの導電粒子なし接着層Ｎを作成した。また、同接着剤溶液中に導電粒子を分散させて、８μｍ厚さの導電粒子入りの接着層Ｍを作成した。接着層Ｎと接着層Ｍを貼り合わせた２層構造異方導電性接着フィルムＬを得た。
この２層構造異方導電性接着フィルムＬを用いて、実施例と同様な接続と計測を実施した。
実施例と比較例の計測結果を表１に示す。
【０００８】
【表１】
【発明の効果】
本発明による効果は、第１に導電粒子の二次凝集粒子径が小さくなること。第二に導電粒子の配置を異方導電性接着フィルムの表層に極めて近い層に集中させ、回路接続時の粒子流れを改善し、粒子補足率が高くなり、接着剤に添加する導電粒子数を少なくすることが可能になる。この結果、回路間スぺ一スに存在する導電粒子数が格段に少なくなり、回路間の短絡ポテンシャルを下げることができる。
また、絶縁性接着剤に被覆されない導電粒子が存在して、回路電極の一方には裸状態の導電粒子と電極の接触が可能となり、接続抵抗を下げることができる。さらに前述の様に、絶縁性接着剤の塗布直前の細かい濾過が可能になり、異方導電性接着フィルム中の異物低減に、大きな効果が認められた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による散布箱内の導電粒子の動きと空気の流れ方向を示す概念図。
【図２】本発明方法による装置の説明図で、接着剤層付剥離性フィルム基材に導電粒子を散布する場合の概念図。
【図３】本発明方法による装置の説明図で、剥離性フィルムに導電粒子を散布した後に接着剤を塗布した剥離性フィルム基材を貼り付ける方法の概念図。
【図４】本発明による表面層に導電粒子を配置した異方薄電性接着フィルムを示す断面図。
【図５】本発明による中間層に導電粒子を配置した異方導電性接着フィルムを示す断面図。
【符号の説明】
１ 導電粒子 ２ エジェクタ
３ 噴霧ノズル ４ 散布箱
５ 接地受け板 ６ セパレータ（剥離性フィルム）
７ 接着剤付剥離性フィルム基材 ８ 導電粒子
９ 製品 １１ 導電粒子層
１２ ラミネータ １３ 絶縁性接着剤層
１４ 絶縁性接着剤層
Claims (2)
- 剥離性フィルム基材上に粒径５μｍの導電粒子を乾式の噴霧により直接散布した後、導電粒子を沈降させ、前記剥離性フィルム基材を、絶縁性接着剤を塗布した接着剤つきフィルム基材とともに、ラミネートロール間を通すことによって、前記絶縁性接着剤に前記導電粒子を固定する異方導電性接着フィルムの製造法。
- 導電粒子を散布する方法として、散布ガンを水平方向に向けて導電粒子を噴霧させる請求項１記載の異方導電性接着フィルムの製造法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10847197A JP4181231B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 異方導電性接着フィルムの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10847197A JP4181231B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 異方導電性接着フィルムの製造法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005157615A Division JP4103902B2 (ja) | 2005-05-30 | 2005-05-30 | 異方導電性接着フィルムの製造法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10302926A JPH10302926A (ja) | 1998-11-13 |
| JP4181231B2 true JP4181231B2 (ja) | 2008-11-12 |
Family
ID=14485606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10847197A Expired - Fee Related JP4181231B2 (ja) | 1997-04-25 | 1997-04-25 | 異方導電性接着フィルムの製造法 |
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| JP4517290B2 (ja) * | 2005-01-28 | 2010-08-04 | 住友電気工業株式会社 | 金属粒子複合構造体とその製造方法およびそれを用いた異方導電膜 |
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| JP3608213B2 (ja) * | 1994-01-27 | 2005-01-05 | 日立化成工業株式会社 | 異方導電性シートの製造法 |
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1997
- 1997-04-25 JP JP10847197A patent/JP4181231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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