JP4970767B2 - 導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、導電接合シートの製造方法および電子複合部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、対向する高密度電極の電気的接続に有用な、導電性粒子が表裏または一方の面に露出した導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、導電接合シートの製造方法および電子複合部品の製造方法に関する。

電子部品と配線基板等との電気的な導通を伴う接合には、一般的にはんだによる接合や異方導電性シートによる接合が行われている。はんだによる接合は、端子部のみのはんだ固定で部品固定が行われており、非導通部は非接着状態であるため不安定である。アンダーフィル樹脂で非導通部の空間を充填することもあるが、気泡を発生させずに加工することが困難である。また、高集積化した電子部品は端子部も多数配列され、精密なはんだ付けが困難になっている。
また、異方導電性シートは、一般的に加圧または加熱圧着により不連続な導電体が圧力方向に接触することにより、その両端間での導電性を得る。非導通部も接着性の異方導電性シートが充填された状態となっているので、接着状態としては安定している。しかし、高集積化した電子部品に対しては、端子間距離が極めて狭くなっており、端子間のリークを起こさず信頼性の高い導電状態を維持することが困難になっている。
これらの問題の解決を目指すものとして、例えば、特許文献１には、導電性微粒子配置フィルムおよび複数の電子部品を該微粒子配置フィルムを用いて導電接続する導電接続構造体の製造方法が開示されている。この微粒子配置フィルムは、接着性フィルムの貫通孔に導電性微粒子が配置されたものであり、前記導電性微粒子は、対向する前記電子部品の電極部に対応する位置にのみ配置されており、プリズムカメラを用いて前記電子部品の電極部と前記微粒子配置フィルムの導電性微粒子との位置を確認して導電接続を行うものである。しかし、該微粒子配置フィルムは単層フィルムが実施例として開示されているのみであり、該微粒子の保持と電子部品等への接着および接着耐久性の両立が困難であった。また、該微粒子の保持が不十分であるため、シート中に導電性微粒子の埋設が完了する前は、シートを移動させたり、反転させることができず、大量生産に不向きであった。

特開２００３−５１６６１号公報

本発明の課題は、配設した導電性粒子を強固に保持し、その脱落を防止し得る導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、その製造方法および該導電接合シートを用いた電子複合部品の製造方法を提供することである。

本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、少なくとも１層の、導電性粒子を保持しうる粘着層を有することを特徴とする絶縁シートを導電接合シートに用いることにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
（１） 少なくとも１層の、導電性粒子を付着させ保持し得る粘着層と、一方の最外層として電子部品に接着し得る接合層とを有する絶縁シートであって、該粘着層がアクリル粘着剤及びシリコーン粘着剤から選ばれる粘着剤からなり、かつ該接合層が加熱接着性の接着剤からなることを特徴とする導電接合シート用の絶縁シート。
（２）貫通孔を有する前記（１）に記載の絶縁シート。
（３）粘着層が貫通孔の壁面に露出し、該粘着層の壁面に導電性粒子を付着させ保持し得る前記（２）に記載の絶縁シート。
（４）貫通孔が、厚さ方向にテーパー状または階段状に形成されてなる前記（２）または（３）に記載の絶縁シート。
（５）前記粘着層が少なくとも一方の電子部品に接着し得る層であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の絶縁シート。
（６）両方の最外層として電子部品に接着し得る接合層を配設してなる前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の絶縁シート。
（７）最外層を除く内側の層として支持フィルムを配設してなる前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の絶縁シート。
（８）粘着層、支持フィルムおよび粘着層を順次配設してなる前記（７）に記載の絶縁シート。
（９）接合層、支持フィルム、粘着層、支持フィルムおよび接合層を順次配設してなる前記（７）に記載の絶縁シート。
（１０）接合層、粘着層および接合層を順次配設してなる前記（１）〜（４）及び（６）のいずれか１項に記載の絶縁シート。
（１１）接合層、粘着層、支持フィルムおよび接合層を順次配設してなる前記（７）に記載の絶縁シート。
（１２）最外層の接合層または粘着層の露出面に保護フィルムを剥離可能に配設してなる前記（１）〜（１１）のいずれか１項に記載の絶縁シート。
（１３） 前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の絶縁シート中に、粘着層に接して導電性粒子を埋設してなる導電接合シート。
（１４）導電性粒子が少なくとも一方の絶縁シート面に露出してなる前記（１３）に記載の導電接合シート。
（１５） 導電性粒子の平均粒径が５０〜５００μｍである前記（１３）または（１４）に記載の導電接合シート。
（１６） 前記（１）〜（１２）のいずれかに記載の絶縁シートの所定位置に少なくとも一方の開口部の径が導電性粒子径より大きい貫通孔を穿設する工程と貫通孔内に粘着層に接して導電性粒子を埋設する工程とを含むことを特徴とする導電接合シートの製造方法。
（１７） 貫通孔を穿設する工程において、貫通孔を厚さ方向にテーパー状または階段状に形成する前記（１６）に記載の製造方法。
（１８） 導電性粒子を埋設する工程において、絶縁シート上で導電性粒子を揺動する前記（１６）または（１７）に記載の製造方法。
（１９） 導電性粒子を埋設する工程において、貫通孔または多孔質台を通して絶縁シート上の導電性粒子を吸引する前記（１６）または（１７）に記載の製造方法。
（２０） 導電性粒子を埋設する工程において、貫通孔と同配列で吸着固定した導電性粒子を絶縁シートに転写する前記（１６）または（１７）に記載の製造方法。
（２１） 前記（１３）〜（１５）のいずれか１項に記載の導電接合シートに埋設した導電性粒子の位置と電子部品の電極の位置とが合致するように位置合わせする工程と、位置合わせした導電接合シートと電子部品とを圧着加熱する工程とを含むことを特徴とする電子複合部品の製造方法。
（２２） 導電性粒子と電子部品の電極とを位置合わせする工程の前に、さらに、前記（１２）に記載の保護フィルムを剥離する工程を含む前記（２１）に記載の製造方法。

本発明の絶縁シートを導電接合シートの製造に用いることにより、配設した導電性粒子を強固に保持し、その脱落を防止し得る導電接合シートの製造が可能となり、導電接合シートを長尺のロールで供給し巻き取りし得ることとなったので、簡便に導電接合シートを大量生産することが可能となった。これにより、端子間のリークを起こさず信頼性の高い導電状態を維持し得る高精度の電子複合部品を有利に製造し得ることとなった。

本発明の第１の発明は、少なくとも１層の導電性粒子を保持しうる粘着層を有することを特徴とする導電接合シート用の絶縁シートであって、粘着層は導電性粒子を保持するためにタック性を有する。粘着層のタック性は、ボールタック値で２以上であることが好ましい。特に好ましくは、３〜２０である。ボールタック値が低すぎると、導電性粒子を粘着層に付着させるときに捉え損なうおそれがあり、ボールタック値が大きすぎると粘着層の凝集性が低くなりやすく、耐熱性が劣ったり断面から粘着剤がはみ出てしまうおそれがある。

本発明の絶縁シートに用いられる粘着層の粘着材料としては、シリコーン系粘着剤、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤等のいずれでもよい。特に、シリコーン系粘着剤やアクリル系粘着剤が汎用性や耐久性に優れることにより、好ましく用いられる。

シリコーン系粘着剤は、通常、シリコーンレジン成分とシリコーンガム成分との混合物からなる粘着主剤と、架橋剤や触媒等の添加剤より構成される。シリコーン系粘着剤はその架橋系により、付加反応型、縮合反応型、過酸化物架橋型等が存在し、生産性等の面で付加反応型シリコーン粘着剤が好ましい。付加反応型シリコーン系粘着剤は、シリコーンガム成分にビニル基を含み、ヒドロシリル基（ＳｉＨ基）を架橋部位としたシリコーンガム成分またはシリコーンレジン成分で架橋したものとなる。また、必要に応じ付加反応型シリコーン系粘着剤には、反応促進のため白金触媒等の触媒が配合される。

アクリル系粘着剤としては、各種アクリル酸エステルモノマーと所要によって配合される共重合性のモノマーとの共重合によって得られるコポリマーを主原料とし、適宜架橋剤その他の添加剤が配合されたものが好適に用いられる。
アクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルアクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸アルキルエステルや、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸アルキルエステルが用いられる。
共重合性のモノマーとしては、例えば官能基を有しないモノマーとして、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルエーテル、スチレン、アクリロニトリルが好適に用いられる。
また、官能基を有する共重合性のモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有モノマー、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、アリルアルコール等のヒドロキシル基含有モノマー、ジメチルアミノプロピル（メタ）アクリレート等の３級アミノ基含有モノマー、アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メトキシメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−オクチルアクリルアミド等のＮ−置換アミド基含有モノマー、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有モノマーが好適に用いられる。
コポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）が低ければ、絶縁シートの粘着層のボールタックの値は大きくなる傾向があり、例えばホモポリマーのＴｇが低いアルキル基の炭素数が４〜８であるアクリル酸エステルモノマーの共重合比率を多くすることにより達成される。また、官能基を有するモノマーをコポリマーに配合することにより、粘着層の凝集性や接着性を向上させることができる。
アクリル系粘着剤に用いられる架橋剤としては、イソシアナート系、エポキシ系、金属キレート化合物系、アミン化合物系、ヒドラジン化合物系、アルデヒド化合物系、金属アルコキシド系、金属塩系等が挙げられ、中でもイソシアナート系、エポキシ系が好ましい。

本発明の絶縁シートに用いられる支持フィルムとは、高温下または外部より機械的応力を受けた場合であっても配列した導電性粒子の位置ずれを防止するフィルムをいう。従って、耐熱性を考慮して、高融点のものまたは融点が存在しないものが望ましく、機械的強度の高いものが望ましい。支持フィルムの融点または融点を持たない支持フィルムの熱分解温度は１５０℃以上が好ましく、２００℃以上がさらに好ましい。ポリイミド樹脂、特に芳香族ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルイミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の高寸法安定性・耐熱性フィルムが好適に用いられる。支持フィルムの機械的強度としては、室温におけるヤング率で１００ＭＰａ以上が好ましい。

本発明の絶縁シートに用いられる接合層とは、一方の電子部品の絶縁部（電極の配置されていない面部分）に接着するためのものであり、汎用のフィルム状接着剤や前述した粘着剤を用いることができる。特に常温では非粘着性であるが、加温により電子部品への接着性を示す加熱接着性のフィルム状接着剤が好ましい。
加熱接着性のフィルム状接着剤としては、例えば、ポリイミド樹脂、特に脂肪族ポリイミド樹脂、ポリイソイミド樹脂、マレイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド・イソインドロキソナゾリンジオンイミド樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン酸等の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。

本発明の絶縁シートに用いられる保護フィルムは、絶縁シート表面に剥離可能に積層され、絶縁シートの粘着層または接合層の表面を異物の付着、擦傷や変形から保護する。保護フィルムとしては、シリコーン樹脂やアルキッド樹脂などの剥離剤が塗布されたフィルムが好適に用いられ、特にポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムの剥離処理品が好ましい。保護フィルムの厚さは、１０〜２００μｍが好ましい。絶縁シートの接合層が非粘着性のフィルム状接着剤である場合は、保護フィルムが配設されていなくてもよいが、粘着性である場合は、絶縁シートは保護フィルムを配設することによって取り扱い易くなる。
また、粘着層や接合層を製膜する際のキャリアフィルムをそのまま積層し、これを保護フィルムとして流用してもよい。

本発明の絶縁シートは、絶縁性であり、体積抵抗値が１０¹²Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。この絶縁シートを構成する粘着層、接合層および支持フィルムも絶縁性であり、それぞれ、体積抵抗値が１０¹²Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。

本発明の絶縁シートに用いられる導電性粒子は、導電性のある金属粒子やガラス、セラミックまたはシリカ等の核材に蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、溶射法、めっき法等の一般的方法により粒子表面に導電性金属薄層を形成したものでもよいが、電子部品同士の、対向する高密度電極の電気的接続を永久的に確実にするため、低温で溶融する導電性金属粒子が好ましい。特に、はんだボールが好ましい。はんだボールは各種のはんだ組成から選択できる。例えば、錫−鉛共晶はんだ、鉛フリーはんだである錫−銀共晶はんだまたは錫−銀−銅共晶はんだ等から幅広く選択できる。導電性粒子の形状は球状または円盤状が好ましい。また、導電性粒子の平均粒径は５０〜５００μｍが好ましく、特に、１００〜４００μｍが好ましい。

本発明の絶縁シートの構造、その製造方法、導電接合シートの製造方法および電子複合部品の製造方法を図面を参照しながら説明する。
図１〜５は本発明の絶縁シート、図６は比較例としての絶縁シートである。
本発明の絶縁シート１の基本的な構造は、単層の粘着層２からなるシート構造であるが、種々の機能をもった他の層との積層構造の絶縁シートが好ましい。図１は、粘着層２と接合層３が積層された２層構造の絶縁シート１である。図２は、本発明絶縁シート１の３層積層構造の例であり、接合層３、粘着層２および接合層３を順次積層したものである。図３は、図１の積層構造の層間に支持フィルム４が挿入された別の３層構造の絶縁シート１である。図１および図３における粘着層２は、導電性粒子を保持すると共に、電子部品等の電極（パッド）等の電気接点部を除く面と粘着する機能も有しており、接合層としての役割も果たしている。図３において、接合層３を、接合層３としての役割も果たす粘着層２で置換し、粘着層２、支持フィルム４および粘着層２よりなる３層構造としてもよい。図４は、本発明絶縁シート１の４層積層構造の１例であり、接合層３、粘着層２、支持フィルム４および接合層３を順次積層したものである。図５は、５層構造の絶縁シート１の１例であり、接合層３、支持フィルム４、粘着層２、支持フィルム４および接合層３を順次積層したものである。本発明の絶縁シートはいずれも、粘着層２を有しているため導電性粒子が安定して保持される。
図６は、比較対照のための３層構造の例であり、接合層３、支持フィルム４および接合層３を順次積層したものである。粘着層２を有していないため導電性粒子が安定して保持されない。

粘着層２、支持フィルム４および接合層３の厚さは、完成された導電接合シート８における各層の配列等、特に保護フィルムを除く絶縁シートの総厚によって支配され、その好ましい範囲が変化する。保護フィルム５を除く絶縁シート１は、これによって製造される導電接合シートの構成上、導電性粒子の粒径よりも若干薄くなることが好ましい。従って、その厚さは３０〜３００μｍが好ましい。
粘着層２の厚さは、埋設された導電性粒子と安定的に接するように選択される必要があり、その観点から保護フィルムを除く絶縁シートの総厚の１０〜１００％が好ましく、より好ましくは絶縁シートの総厚の２０〜８０％である。
接合層３の厚さは、接合層が粘着層を兼ねる場合は、上記の粘着層２の厚みが好ましい範囲であり、接合層が加熱接着性の接着剤よりなる場合は、５〜２００μｍの範囲が好ましい。
支持フィルム４の厚さは、絶縁シートの総厚、粘着層２、および接合層３の厚さおよび材料に依存するが、５〜２００μｍが好ましい。

次に、絶縁シートの製造方法を図４に示す絶縁シート１を例に図７に基づいて説明する。図７は、保護フィルム５を用いる場合の１例である。予め、保護フィルム５に接合層３用の塗料を塗布して製膜し、保護フィルム＋接合層の積層体を２倍量調製しておく。別途調製した粘着層２用の塗料を支持フィルム４に塗布製膜して形成された粘着層２と上記積層体の接合層３とを接合する。続いて、残りの積層体の接合層３側を支持フィルム４の表面に加熱接着することにより、絶縁シート１を製造する。これは、絶縁シート１の製造方法の１例であり、加工のしやすさや層間の接着性などを考慮して、塗布製膜の順番や積層の順番は適宜変更できる。
また、上記では接合層や粘着層が塗料として供給される場合の製造方法について説明をしたが、これに限らずペレットで供給される場合がある。この場合、塗布製膜の代わりにペレットを加熱溶融させて支持フィルムまたは保護フィルムへ押出製膜することによって上記と同様に製造できる。

以上のように製造した絶縁シートを用いて、本発明の第２の発明である導電接合シート８を以下のように製造する。図８に示すように絶縁シート１の所定位置に少なくとも一方の開口部の径が導電性粒子径より大きくなるように貫通孔６を穿設する。絶縁シート１が保護フィルム５を有する場合は、保護フィルム５を有する状態で穿設することが好ましいが、接合層３が非粘着性の場合は保護フィルム５を除去して絶縁シート１に貫通孔６を穿設してもよい。
また、貫通孔６は、円筒状でもよいが、厚さ方向にすり鉢状（テーパー状）または階段状に形成すると一方の開口部をより大きくできるので導電性粒子が貫通孔６に入り易くなると共に、貫通孔６内の所定の位置に配置され易くなるため好ましい。貫通孔６を形成する手段は、レーザー加工、ドリル加工、パンチング加工等が挙げられる。これらの内、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザー等を用いたレーザー加工が高精度の貫通孔６を形成するために好ましい。図９は、導電性粒子７が絶縁シート１の貫通孔６内に埋設されている導電接合シート８を示す。導電性粒子７が貫通孔６内に安定的に保持されるためには、粘着層に接して埋設されていることが重要である。
さらに、貫通孔６の壁面に露出する粘着層２に保管中にゴミが付着しないように、貫通孔の穿設された保護フィルム５の上、または保護フィルム５を除去した接合層３上に、別のフィルムを貼合して貫通孔６を塞いでしまってもよい。別のフィルムとしては、直接接合層３と積層する場合は保護フィルム５と同じフィルムが、保護フィルム５に積層する場合は粘着層を有するフィルムが、各々用いられる。
導電性粒子７を貫通孔６内に埋設する方法としては、（イ）絶縁シート１上で導電性粒子７を揺動する方法、（ロ）貫通孔６を通して絶縁シート１上の導電性粒子７を吸引する方法、（ハ）多数の連結した孔部を有する多孔質台の上に、より大きい開口部を上にして配置した絶縁シートを乗せ、多孔質台下部から絶縁シート１上の導電性粒子７を減圧吸引する方法、（ニ）貫通孔６と同配列で吸着固定した導電性粒子７を転写する方法等がある。（イ）と、（ロ）または（ハ）の方法を組み合わせて、絶縁シート１上で導電性粒子７を揺動しながら、絶縁シート１の反対側から貫通孔６または多孔質台を通して吸引する方法が好ましい。（ハ）の方法は、多孔質台が有する多数の連結した孔部から吸引するので、多孔質台に吸引穴を穿設する必要がない。電子部品同士の高密度の電気的接続を高精度に行うためには、（ニ）の方法が好ましい。（ロ）または（ニ）の方法において、導電性粒子７を吸引固定する方法として電磁的に吸引固定する方法と減圧により吸引固定する方法とがある。
図１０に、導電性粒子７を転写する（ニ）の方法を示す。保護フィルム５を有する絶縁シート１を貫通孔６のより大きい開口部を下にして配置し、その下方に吸引テーブル９を配置する。吸引テーブルには、絶縁シート１の貫通孔６の配列と位置合わせして配列した吸引穴１０が穿設されている。吸引穴１０の上部は、導電性粒子７を固定できるようにテーパー状に加工されている。導電性粒子７を吸引テーブル９上で揺動しながら、吸引穴１０を通して減圧吸引すると、各導電性粒子７は吸引穴１０の上部に配置される。次に、絶縁シート１の貫通孔６と吸引穴１０上の導電性粒子７を位置合わせした状態を維持しながら、絶縁シート１を下方に移動するか、あるいは吸引テーブル９を上方に移動することにより吸引テーブル９の上面から絶縁シート１を押し付け、全ての導電性粒子７を所定の貫通孔６に配置する。その後、吸引を停止し絶縁シート１への導電性粒子７の埋設が完了する。上述の方法において、絶縁シート１と吸引テーブル９が上下逆の位置関係であってもよい。

次に、上述のように製造された導電接合シート８を用いて、２種の電子部品１１（ａ）、１１（ｂ）を電気的に接続して電子複合部品を製造する方法を説明する。
ここで、電子部品とは、半導体チップ、半導体デバイス（インターポーザー面）、マザーボード（基板）、プリント配線板等の回路板等をいう。電子複合部品としては、図１１に示すような半導体装置１２や図１２に示す半導体装置が回路基板に搭載された構造体１３が例示される。
図１１に示す半導体装置１２における２種の電子部品は、半導体チップ１４とインターポーザー１５が相当し、図１２に示す構造体１３においては、半導体装置１２と回路基板１６がこれに相当する。この例において、半導体チップ１４および半導体装置１２は、通常、導電接合のために回路電極のパッド上に導電性のバンプが形成されているが、本発明の製造方法においては導電性のバンプは不要であり、バンプを搭載するパッド部が電極として露出している構造のものが用意される。
なお、本発明の導電接合シート８は、半導体装置に関して上記のようにその製造段階および使用段階の両工程において使用可能である。

電子複合部品の製造方法を図１３および図１４を参照しつつ以下に説明する。
図１３に示すように導電接合シート８の一面の保護フィルムを剥離し、一方の電子部品１１（ａ）へ露出した接合層面（または粘着面）を対面させる。導電接合シート８に埋設された導電粒子７と電子部品１１（ａ）の電極１７のパッド面とが所定の配列で対向するよう位置合わせし、導電接合シート８と電子部品１１（ａ）が仮接着される。最外層が粘着層の場合は室温で圧着することで、加熱接着性の接着剤を使用した接合層の場合は、加熱テーブルまたは加熱ローラを用いて加熱圧着することで、仮接着される。次に、導電接合シート８の反対面の保護フィルムを剥離し、次の電子部品１１（ｂ）へ露出した接合層面（または粘着層面）を対面させ、上記と同様にして電子部品１１（ｂ）と導電接合シート８とを仮接着し、三者の積層体を作製する。続いて、この積層体をＩＲリフロー（最高温度２４０〜２６５℃）へ投入し、加熱処理することにより、導電性粒子７が溶融し貫通孔６の空隙を充満すると共に、電子部品１１（ａ）および１１（ｂ）のそれぞれの電極１７とが融着し、電気的接合に加え機械的接合が図１４のように完成する。また、導電接合シート８の絶縁シート１の部分は電子部品間の空間を埋めるアンダーフィルの役割を果たす。
上記の説明では、図１３において三者の積層体を上方から順次積層する工程を示したが、反対に下方から仮接着で積層する工程が採用されてもよいし、三者を一括して仮接着で積層する工程が採用されてもよい。また、接合層（または粘着層）に保護フィルムが積層された導電接合シートを用いる製造方法を示しているが、保護フィルムのない場合も同様の方法を採用できる。

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、ボールタック、体積抵抗値、ヤング率、および導電性粒子脱落試験は、下記の方法に従って測定した。
＜ボールタック＞
実施例で使用する粘着層用の粘着剤塗料をポリエチレンテレフタレートフィルム（厚さ３８μｍ）に、乾燥後の膜厚が２５μｍとなるように塗布乾燥し、これをボールタック値測定用のサンプルとした。このサンプルを用いてＪＩＳ Ｚ０２３７に基づき測定した。
＜体積抵抗値＞
実施例および比較例で使用する単層の粘着層、接合層および支持フィルムを用意し、ＪＩＳ Ｋ６９１１に基づき体積抵抗値を測定した。
なお、粘着層は両面に保護フィルムが積層された状態で体積抵抗値を測定し、別に保護フィルムの体積抵抗値を測定しておき、粘着層の単層の体積抵抗値を計算により求めた。
＜ヤング率＞
実施例および比較例で使用する支持フィルムを、ＪＩＳ Ｋ７１２７に基づき測定した。
＜導電性粒子脱落試験＞
後述する実施例１〜４および比較例１で得た導電接合シート８ａ〜８ｅをそれぞれ１０分間逆さまにした後、脱落したはんだボールの数をカウントした。結果を（脱落したはんだボールの数）／（はんだボールの総数）で表した。

なお、実施例１〜４および比較例における粘着層、接合層、支持フィルム、保護フィルムに使用した材料は以下の通りである。
１．粘着層
（１） 粘着層用の塗料Ａ１： 付加反応型シリコーン粘着主剤（東レ・ダウコーニング社製、商品名：ＳＤ４５８０）１００質量部と、白金触媒（東レ・ダウコーニング社製、商品名：ＳＲＸ２１２）１質量部との配合物。（ボールタック値:１４、体積抵抗値：８×１０¹⁵Ω・ｃｍ）
（２） 粘着層用の塗料Ａ２： アクリル系粘着主剤（東洋インキ製造社製、商品名：オリバインＢＰＳ５３７５）１００質量部と、有機多価イソシアネート系架橋剤（日本ポリウレタン工業社製、商品名：コロネートＬ）２質量部との配合物。（ボールタック値:６、体積抵抗値：２×１０¹⁴Ω・ｃｍ）
２．接合層
接合層用の塗料Ｂ： 加熱接着性のポリイミド系樹脂（宇部興産社製、商品名：ＵＬ２７、体積抵抗値：１×１０¹⁵Ω・ｃｍ）
３．支持フィルム
（１） 支持フィルムＣ１： 芳香族ポリイミド樹脂フィルム（東レ・デュポン社製、商品名：カプトン１００ＥＮ、厚さ２５μｍ、ヤング率：５７００ＭＰａ、体積抵抗値：１×１０¹⁵Ω・ｃｍ、熱分解温度：約５７０℃）
（２） 支持フィルムＣ２： ポリイミド樹脂フィルム(宇部興産社製、商品名：ユーピレックスＳ−７５、厚さ７５μｍ、ヤング率：９０００ＭＰａ、体積抵抗値：１×１０¹⁷Ω・ｃｍ）
４.保護フィルム
（１）保護フィルムＤ１： リンテック社製、商品名：ＳＰ−ＰＥＮ３８ＡＬ−５
（２）保護フィルムＤ２： リンテック社製、商品名：ＳＰ−ＰＥＴ３８１１

実施例１
加熱接着性の接着剤よりなる接合層として、接合層用の塗料Ｂを保護フィルムＤ１上に乾燥後の厚さが２５μｍになるように塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した。
次に、シリコーン系粘着剤よりなる粘着層用の塗料Ａ１を調製し、この塗料を上記の積層されたシートの接合層上に、乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布、乾燥した。上記と同構成のシート（保護フィルム上に接合層が積層されたシート）を別途用意しておき、乾燥直後のシリコーン系粘着剤の露出面と接合層面を接合積層して、絶縁シート１ａを得た。この絶縁シートは、図２に示す３層の絶縁シート１の両面に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート１ａに、炭酸ガスレーザー照射機（住友機械工業（株）製、Ｌａｖｉａ１０００ＴＷ）を用いて、半導体集積回路の電極（パッド）および基板の電極（パッド）に対応する配列ですり鉢状（入射径３５０μｍ、出射径２５０μｍ）の貫通孔６を穿設した。これら作製した貫通孔６に導電性粒子である平均粒径２５０μｍのはんだボール（鉛フリーはんだ（錫−銀−銅））を上述の（ニ）の方法で配置し、導電接合シート８ａを得た。その後、電子部品１１（ａ）である半導体チップおよび電子部品１１（ｂ）であるインターポーザーの電極１７および導電接合シート８に埋設された導電性粒子７を位置合わせして積層し、これら三者を１２０℃の圧着で仮接着した後、ＩＲリフロー（千住金属工業（株）製、最高温度２６０℃）へ投入し加熱処理を行い、電子複合部品ａを得た。

実施例２
支持フィルムＣ１の片面に、接合層用の塗料Ｂを、乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布し、乾燥して、支持フィルムに加熱接着性の接合層が積層されたシートを作製した。
次に、アクリル系粘着剤よりなる粘着層用の塗料Ａ２を調製し、この塗料を保護フィルムＤ２上に、乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布、乾燥した。乾燥直後のアクリル系粘着剤の露出面に上記積層されたシートの支持フィルム面が接合するように積層して、絶縁シート１ｂを得た。この絶縁シートは、図３に示す３層の絶縁シート１の粘着層２の面に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート１ｂを用いて、実施例１と同様にして、導電接合シート８ｂを得た。その後、電子部品１１（ａ）である樹脂封止された半導体チップの電極面に導電接合シート８の粘着層２を対面させ、電子部品１１（ａ）の電極１７と導電接合シート８に埋設された導電性粒子７の位置合わせを行い、常温で圧着した。さらに、導電接合シート８の反対面（接合層面）に電子部品１１（ｂ）であるインターポーザーの素子搭載面側を対面させ、導電接合シート８に埋設された導電性粒子７と電子部品１１（ｂ）の電極１７の位置合わせを行い、これを１００℃の圧着で仮接着した。続いて、前記ＩＲリフロー（最高温度２６０℃）へ投入し加熱処理を行い、電子複合部品ｂを得た。

実施例３
支持フィルムＣ１の片面に、接合層用の塗料Ｂを、乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布し、乾燥して、支持フィルムに加熱接着性の接合層が積層されたシートを作製した。
また、接合層用の塗料Ｂを保護フィルムＤ２上に乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した。
次に、アクリル系粘着剤よりなる粘着層用の塗料Ａ２を調製し、この塗料を保護フィルムＤ２上に接合層が積層されたシートの接合層の上に、乾燥後の厚さが７５μｍとなるように塗布、乾燥した。乾燥直後のアクリル系粘着剤の露出面に、支持フィルムに接合層が積層された上記シートの支持フィルム面側が接合するように積層して、絶縁シート１ｃを得た。この絶縁シート１ｃは、図４に示す４層の絶縁シート１の片面（上側の接合層３の面）に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート１ｃを用いて、実施例１と同様にして、導電接合シート８ｃを製造し、さらに、実施例１と同様にして、電子複合部品ｃを得た。

実施例４
アクリル系粘着剤よりなる粘着層用の塗料Ａ２を調製し、この塗料を、支持フィルムＣ１の片面に、乾燥後の厚さが１００μｍとなるように塗布、乾燥した。乾燥直後のアクリル系粘着剤の露出面に、さらに、支持フィルムＣ１を積層して、支持フィルム、粘着層および支持フィルムを積層したシートを作製した。
また、接合層用の塗料Ｂを保護フィルムＤ２上に乾燥後の厚さが２５μｍとなるように塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した。
支持フィルム、粘着層および支持フィルムを積層したシートの両面に、保護フィルム上に接合層が積層された上記シートをそれぞれ接合層の面で接合するように１２０℃、０．４ＭＰａで加熱圧着して、絶縁シート１ｄを得た。この絶縁シート１ｄは、図５に示す５層の絶縁シート１の両面に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート１ｄを用いて、実施例１と同様にして、導電接合シート８ｄを製造し、さらに、実施例１と同様にして、電子複合部品ｄを得た。

比較例１
接合層として、接合層用の塗料Ｂを保護フィルムＤ２上に乾燥後の厚さが３８μｍとなるように塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した。また、支持フィルムＣ２の両面に、上記で作製した保護フィルム上に接合層が積層されたシートの接合層をラミネートし、１２０℃、０．４ＭＰａで加熱圧着して絶縁シート１ｅを得た。この絶縁シート１ｅの体積抵抗値は、１×１０¹⁵Ω・ｃｍであった。この絶縁シート１ｅは、図６に示す３層の絶縁シート１の両面に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート１ｅを用いて、実施例１と同様にして、導電接合シート８ｅを製造し、さらに、実施例１と同様にして、電子複合部品ｅを得た。

実施例１〜４の導電接合シート８ａ〜８ｄおよび比較例１の導電接合シート８ｅについて、導電性粒子脱落試験を実施した。結果を表１に示す。

実施例１〜４の絶縁シート１ａ〜１ｄを用いて製造した導電接合シート８ａ〜８ｄは、いずれも埋設した導電性粒子を強固に保持し、その脱落を確実に防止したので、ロール状に巻き取ること、ロールから巻き出すこと、さらにシートを反転させることができるようになり、導電接合シートを長尺で取り扱うことができるようになった。さらに、導電接合シート８ａ〜８ｄを用いて製造した電子複合部品ａ〜ｄは、電気的接続が確実かつ安定であった。
一方、比較例１の絶縁シート１ｅを用いて得られた導電接合シート８ｅは粘着層を有せず、支持フィルムが導電性粒子を安定して保持することができないため、ロール状での導電接合シートの取り扱いが不可能であった。また、得られた電子複合部品ｅも電気的接続が不安定であった。

本発明の絶縁シートを用いた導電接合シートは、種々の電子部品の安定な電気的接続を可能にし、各種電子複合部品の製造に好適に用いられる。

本発明の絶縁シートの断面模式図である。 本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。 本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。 本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。 本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。 比較例となる積層シートの断面模式図である。 本発明の絶縁シートの製造方法を表す模式図である。 本発明の絶縁シートに貫通孔を穿設した模式図である。 本発明の絶縁シートの貫通孔内に導電性粒子を埋設した本発明導電接合シートの模式図である。 本発明の絶縁シートの貫通孔内に導電性粒子を埋設する本発明導電接合シートの製造方法の模式図である。 本発明導電接合シートを用いる電子複合部品の例の模式図である。 本発明導電接合シートを用いる電子複合部品の例の模式図である。 本発明導電接合シートを用いた電子複合部品の本発明製造方法の模式図である。 本発明導電接合シートを用いた電子複合部品の本発明製造方法の模式図である。

符号の説明

１ 絶縁シート
２ 粘着層
３ 接合層
４ 支持フィルム
５ 保護フィルム
６ 貫通孔
７ 導電性粒子
８ 導電接合シート
９ 吸引テーブル
１０ 吸引穴
１１（ａ） 電子部品（ａ）
１１（ｂ） 電子部品（ｂ）
１２ 半導体装置
１３ 構造体
１４ 半導体チップ
１５ インターポーザー
１６ 回路基板
１７ 電極

Claims (22)

1. 少なくとも１層の、導電性粒子を付着させ保持し得る粘着層と、一方の最外層として電子部品に接着し得る接合層とを有する絶縁シートであって、該粘着層がアクリル粘着剤及びシリコーン粘着剤から選ばれる粘着剤からなり、かつ該接合層が加熱接着性の接着剤からなることを特徴とする導電接合シート用の絶縁シート。
2. 貫通孔を有する請求項１に記載の絶縁シート。
3. 粘着層が貫通孔の壁面に露出し、該粘着層の壁面に導電性粒子を付着させ保持し得る請求項２に記載の絶縁シート。
4. 貫通孔が、厚さ方向にテーパー状または階段状に形成されてなる請求項２または３に記載の絶縁シート。
5. 前記粘着層が少なくとも一方の電子部品に接着し得る層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁シート。
6. 両方の最外層として電子部品に接着し得る接合層を配設してなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁シート。
7. 最外層を除く内側の層として支持フィルムを配設してなる請求項１〜６のいずれか１項に記載の絶縁シート。
8. 粘着層、支持フィルムおよび粘着層を順次配設してなる請求項７に記載の絶縁シート。
9. 接合層、支持フィルム、粘着層、支持フィルムおよび接合層を順次配設してなる請求項７に記載の絶縁シート。
10. 接合層、粘着層および接合層を順次配設してなる請求項１〜４及び６のいずれか１項に記載の絶縁シート。
11. 接合層、粘着層、支持フィルムおよび接合層を順次配設してなる請求項７に記載の絶縁シート。
12. 最外層の接合層または粘着層の露出面に保護フィルムを剥離可能に配設してなる請求項１〜１１のいずれか１項に記載の絶縁シート。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の絶縁シート中に、粘着層に接して導電性粒子を埋設してなる導電接合シート。
14. 導電性粒子が少なくとも一方の絶縁シート面に露出してなる請求項１３に記載の導電接合シート。
15. 導電性粒子の平均粒径が５０〜５００μｍである請求項１３または１４に記載の導電接合シート。
16. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の絶縁シートの所定位置に少なくとも一方の開口部の径が導電性粒子径より大きい貫通孔を穿設する工程と貫通孔内に粘着層に接して導電性粒子を埋設する工程とを含むことを特徴とする導電接合シートの製造方法。
17. 貫通孔を穿設する工程において、貫通孔を厚さ方向にテーパー状または階段状に形成する請求項１６に記載の導電接合シートの製造方法。
18. 導電性粒子を埋設する工程において、絶縁シート上で導電性粒子を揺動する請求項１６または１７に記載の導電接合シートの製造方法。
19. 導電性粒子を埋設する工程において、貫通孔または多孔質台を通して絶縁シート上の導電性粒子を吸引する請求項１６または１７に記載の導電接合シートの製造方法。
20. 導電性粒子を埋設する工程において、貫通孔と同配列で吸着固定した導電性粒子を絶縁シートに転写する請求項１６または１７に記載の導電接合シートの製造方法。
21. 請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の導電接合シートに埋設した導電性粒子の位置と電子部品の電極の位置とが合致するように位置合わせする工程と、位置合わせした導電接合シートと電子部品とを圧着加熱する工程とを含むことを特徴とする電子複合部品の製造方法。
22. 導電性粒子と電子部品の電極とを位置合わせする工程の前に、さらに、請求項１２に記載の保護フィルムを剥離する工程を含む請求項２１に記載の電子複合部品の製造方法。

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