JP5654289B2

JP5654289B2 - 実装体の製造方法及び実装体並びに異方性導電膜

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Publication number: JP5654289B2
Application number: JP2010189582A
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Inventors: 雅男斉藤; 五十嵐　智; 智五十嵐; 須賀　保博; 保博須賀
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Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2015-01-14
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Description

本発明は、異方性導電膜を介して電子部材を配線板に実装する実装体の製造方法に関するものであり、特に、導通不良や位置ずれ等の不具合が発見された場合に配線板を容易にリペア（再利用）することが可能な実装体の製造方法及び実装体並びに異方性導電膜に関する。

電子部品を基板に実装する技術として、例えば電子部品をいわゆるフェースダウン状態で基板上に実装するフリップチップ実装法が広く用いられている。このフリップチップ実装法は、電子部品の端子電極としてバンプと称される電極を形成し、このバンプが基板の電極と対向するように配置し、一括して電気的に接続する方法である。

フリップチップ実装法においては、接続信頼性を高めること等を目的に、異方性導電膜による電気的及び機械的接続が図られている。異方性導電膜は、接着剤として機能する絶縁性の樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、バンプと電極との間にこれを挟み込み、加熱及び加圧することで導電性粒子が押し潰されて電気的な接続が図られる。バンプが無い部分では、導電性粒子は絶縁性の樹脂中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれる。このため、バンプがある部分でのみ電気的導通が図られることになる。

異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法によれば、このように、多数の電極間を一括して電気的に接続することが可能であり、ワイヤボンディングのように電極間を１つずつボンディングワイヤで接続する必要はなく、また高密度実装に伴う端子電極の微細化、電極間の狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。なお、同様の接続方法は、電子部品ばかりでなく、フレキシブル基板等も含め、電子部材全般の接続に適用可能である。

ここで使用する異方性導電膜は、一般に熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分として構成されており、例えばエポキシ樹脂と、軟化温度が７０℃以下のフェノキシ樹脂と、イミダゾール系潜在性硬化剤と、導電性樹脂とを配合し、この配合組成物をフィルム化することにより形成されている。或いは、アクリル系樹脂を熱硬化性樹脂とする異方性導電膜も知られている。

例えば特許文献１には、樹脂粒子の硬度、具体的には樹脂粒子の１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が１００〜２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２（１ｋｇｆ／ｍｍ^２＝９．８０６６５ＭＰａ）である異方導電性接着フィルムが開示されている。この特許文献１に記載の発明では、金属粒子の代わりに樹脂粒子の表面に導電性薄膜がコートされてなる導電性粒子を使用し、導電性粒子の導電性薄膜の表面に突部を設けることで、接続信頼性を維持するようにしている。

また、特許文献２には、接着後の４０℃における弾性率が１００〜２０００ＭＰａである接着剤を用いた回路接続用フィルム状接着剤が開示されている。この特許文献２に記載の発明では、接着剤の弾性率を調整することで、熱膨張率差に基づく内部応力によって接続部において生ずる接続抵抗の増大や接着剤の剥離等の問題を解消するようにしている。

特開２０００−１９５３３９号公報特許第３３４２７０３号公報

ところで、前述の異方性導電膜を介して配線板に電子部材を実装する方法としては、通常、異方性導電膜を配線板上に配置して熱硬化性樹脂が硬化しない７０℃程度の温度で圧着（仮圧着）し、異方性導電膜がある程度固定されたところで、電子部材を異方性導電膜上に配置し、電子部材上から加圧しながら加熱（本圧着）するという方法が採用されている。

このような実装法では、本圧着後の電子部材の実装状態に、例えば導通不良や加圧による位置ずれ等の不具合が発生した場合、電子部材や異方性導電膜を引き剥がし等により機械的に剥離し、配線板に残る残渣を溶剤等で拭き取って清浄化した後、配線板を再利用（リペア）することが行われている。

しかしながら、配線板を異方性導電膜で一度接続してしまうと、リペアに手間がかかり、作業効率を大きく低下する要因となっている。特に、異方性導電膜を機械的に剥離した後には残渣が残ってしまうため、この残渣を溶剤で除去することにより接続表面を綺麗にすることが行われているが、拭き取り作業は手作業に頼らざるを得ず、手間暇のかかる作業となっている。

例えばフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）とプリント配線板（ＰＷＢ：Printed Wiring Board）との接続の場合、接続状態に不具合が生ずると、ＦＰＣをＰＷＢから機械的に剥離し、異方性導電膜の残渣を、溶剤を含ませた綿棒で擦り取るか、専用のリペア剤を載せて３０分程度放置してから同様に綿棒で擦り取るという作業を行っている。異方性導電膜の残渣が残っていると、この残渣が異物となり、異方性導電膜で再圧着した場合に端子間の接続が十分に取れない等の問題が発生するおそれがあるからである。

前述のようなリペア作業において、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）やアセトン等の溶剤を含ませた綿棒を使用した場合、残渣を２００回程度擦って取る必要があり、工数の大幅な増加を招くことになる。また、一般的に、工場内ではこのような溶剤が使用できない環境にあることが多く、そのような場合には専用のリペア剤を使用する必要があるが、リペア剤を使用した場合には、残渣の樹脂が膨潤するまでに３０分から１時間程度放置する必要があり、作業に時間を要するという問題もある。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、異方性導電膜を圧着した後、溶剤による残渣の除去作業を要することなく、作業効率を低下させずに接続状態に不具合の生じた配線板を効率的に再利用することが可能な実装体の製造方法及び実装体並びに異方性導電膜を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の実装体の製造方法は、異方性導電膜を介して配線板に電子部材を実装する実装体の製造方法において、異方性導電膜を介して配線板と電子部材とを圧着接続することにより、異方性導電膜を介して配線板に電子部材を実装する実装工程と、実装工程にて製造された実装体の接続状態に不具合が生じているときに配線板から異方性導電膜を加熱することなしに機械的に剥離し、配線板上に異方性導電膜の残渣を残存させたまま配線板を再利用するリペア工程とを有し、異方性導電膜として、熱硬化性樹脂成分と、熱可塑性樹脂成分と、ゴム系ポリマー成分と、熱硬化性樹脂成分用の硬化剤を含有し、且つ１５０℃における弾性率が１０ＭＰａ以下であるバインダに、１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上である導電性粒子が分散されてなる異方性導電膜を用いることを特徴とする。

一般に、異方性導電膜を介した配線板上に電子部材を実装させた実装体の接続状態に不具合が発生した場合には、異方性導電膜を機械的に剥離し、残渣を溶剤で除去してから再利用する。本発明では、異方性導電膜を機械的に剥離した後、溶剤による残渣の除去を行わずにそのまま再利用する。溶剤による残渣の除去を行わないことにより、工数が大幅に削減され、作業時間を短くすることができる。

ただし、残渣の除去を行わないと、配線板の表面には残渣に基づく凹凸が存在することになる。本発明では、このような残渣による凹凸の存在を無視して異方性導電膜を再配置するが、接続に使用する異方性導電膜に含まれる導電性粒子のＫ値及びバインダの弾性率を最適化することにより、残存する残渣を軟らかくするとともに、導電性粒子を硬くすることができるため、残渣を突き破って導電性粒子による電気的接続を図ることが可能となり、残渣が残ったまま再接続しても、信頼性の高い接続状態を実現できる。

本発明によれば、配線板のリペアの際に、溶剤を用いて表面に残存する残渣の除去作業を行わなくても、この残渣が残存したままの配線板を用いて再度接続を行った際には信頼性の高い接続状態を得ることができる。したがって、煩雑な作業を省略することができ、効率良く実装体を製造することが可能である。現在、コストダウンの要求等からリペアの効率化等に対する要求が強くなってきているが、本発明は、このような要求に対して極めて有用な技術といえる。

本発明を適用した実装体の製造方法の一例を示す模式的な図であり、（ａ）は異方性導電膜の配置工程（第１の配置工程）、（ｂ）は仮圧着工程、（ｃ）は電子部材の配置工程（第２の配置工程）、（ｄ）は本圧着工程、（ｅ）はリペア工程をそれぞれ示す図である。導電性粒子の圧縮変位−荷重の関係を示す図である。

以下、本発明を適用した実装体の製造方法の実施の形態（以下、これを「本実施の形態」という。）について、図面を参照して説明する。

本実施の形態における実装体の製造方法によって製造される実装体は、例えばＩＣチップ等の電子部品やフレキシブル配線板等の電子部材をリジッド配線板や液晶パネル等の配線板上に電気的及び機械的に接続固定したものである。ここで、例えば電子部材がＩＣチップ等の電子部品である場合には、接続端子としてバンプ（突起電極）が形成されており、一方、配線板の上面には、バンプと対向する位置に電極が形成されている。そして、電子部品のバンプと配線板上に形成された電極との間には、異方性導電膜が介在され、バンプと電極とが対向する部分では、異方性導電膜に含まれる導電性粒子が押し潰されて電気的な接続（導通）が図られる。これと同時に、異方性導電膜を構成する接着剤成分により、電子部品と配線板との機械的な接続も図られる。

電子部品に形成されるバンプは、導電性金属、例えばＡｕ、Ｃｕ、半田等により形成され、その高さは、例えば数μｍから数十μｍ程度である。バンプは、メッキ等により形成することができ、例えば表面のみを金メッキとすることも可能である。

一方、配線板上に形成される電極は、所定の回路に応じて形成される配線の部品実装位置に形成されるもので、ソルダーレジスト等によって被覆されず、露呈した状態で形成されている。電極の表面についても、例えば金メッキ等を施すことも可能である。

次に、フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）とリジッド配線板（ＰＷＢ）との接続を例に、実装体の製造方法について説明する。このような構成の実装体を製造するには、フレキシブルプリント配線板の電極（端子部）とリジッド配線板の電極（端子部）とを対向させて配置し、これらを、異方性導電膜を介して熱圧着することで実装する。

図１は、本実施の形態における実装体の製造方法の一例を示す模式的な図である。配線板であるリジッド配線板の電極と、電子部材であるフレキシブルプリント配線板の電極との接続に際しては、先ず、図１（ａ）に示すように、リジッド配線板１上の所定の位置に異方性導電膜２を配置する（第１の配置工程）。次に、図１（ｂ）に示すようにリジッド配線板１と異方性導電膜２との仮圧着を行う（仮圧着工程）。仮圧着工程では、異方性導電膜２を僅かに加圧しながら、異方性導電膜２に含まれる熱硬化樹脂成分が硬化しない程度の温度、例えば７０℃〜１００℃程度の温度で加熱することでリジッド配線板１と異方性導電膜２とを仮圧着させる。これにより、異方性導電膜２に含まれる熱可塑性樹脂成分が流動性を示し、この流動性に基づく接着力により異方性導電膜２がリジッド配線板１上に仮圧着されて位置決め固定される。

図１（ｂ）に示す仮圧着工程の後、異方性導電膜２の位置合わせ状態を確認し、位置ずれ等が生じていない場合には、図１（ｃ）に示すように、フレキシブルプリント配線板３を異方性導電膜２上の所定の位置に配置する（第２の配置工程）。その後、図１（ｄ）に示すように、フレキシブルプリント配線板３上から加圧しながら加熱する（本圧着工程）。本圧着工程では、異方性導電膜２に含まれる熱硬化樹脂成分の硬化温度以上の温度で加熱する。また、本圧着工程では、異方性導電膜２に含まれる導電性粒子が押し潰されるような圧力で加圧する。例えば本圧着の際の温度及び圧力としては、使用する異方性導電膜２の種類等によっても異なるが、温度１８０℃〜２２０℃程度、圧力３０ＭＰａ〜１２０ＭＰａ程度とする。このような本圧着工程を経て、異方性導電膜２を介してリジッド配線板１にフレキシブルプリント配線板３が実装されてなる実装体が製造される。

図１（ｄ）に示す本圧着工程の後、製造された実装体において、フレキシブルプリント配線板３及び異方性導電膜２の位置合わせ状態、接続強度等の機械的接続状態、及び、導通抵抗等の電気的接続状態を確認する。そして、実装体においてこれらの接続状態に不具合が生じている場合には、いわゆるリペア工程へと移行する。リペア工程では、図１（ｅ）に示すように、これらの接続状態に不具合を生じさせている実装体のリジッド配線板１からフレキシブルプリント基板３及び異方性導電膜２を引き剥がし等により機械的に剥離する。通常は、この剥離の後、リジッド配線板１の表面に残存する残渣４を溶剤等によって除去することによりリジッド配線板１の表面を清浄化してから再利用するが、本実施の形態では、溶剤等による清浄化を行うことなく、残渣４が残存するリジッド配線板１をそのまま再利用に回し、再び図１（ａ）に示す第１の配置工程から始まるサイクルへと戻す。

以上のような実装体の製造方法においては、本圧着工程の後、異方性導電膜２による機械的、電気的接続状態に不具合が生じた場合にはリペア工程に回し、このリペア工程にて、リジッド配線板１からフレキシブルプリント配線板３及び異方性導電膜２を機械的に剥離し、異方性導電膜２の残渣４が残存したままのリジッド配線板１を再利用する。異方性導電膜２の残渣４が残存したままリジッド配線板１を使用するため、異方性導電膜２に工夫を施す必要がある。すなわち、異方性導電膜２の残渣４が残存しても再利用時に良好な接続状態が維持されるようにする必要がある。なお、異方性導電膜２の残渣４は、平均で異方性導電膜２のバインダの２０％程度存在し、これは、例えばガラス基板を用いた画像処理により確認することができる。

そこで、本実施の形態においては、異方性導電膜２に含まれる導電性粒子を硬くするとともに、異方性導電膜２のバインダ（接着剤）を軟らかくすることで、残渣４が残存しても再利用時に良好な接続状態を実現させる。具体的には、異方性導電膜２に含まれる導電性粒子の１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値を２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上（２０ＧＰａ以上）とするとともに、バインダの１５０℃における弾性率を１０ＭＰａ以下とする。導電性粒子の１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２未満であると、導電性粒子の硬度が不足し、残渣４を突き破ることができなくなるおそれがある。また、バインダの１５０℃における弾性率が１０ＭＰａを越えると、残渣４が硬くなりすぎて、同様に導電性粒子が残渣４を突き破ることができなくなるおそれがある。

なお、バインダの１５０℃における弾性率（ＭＰａ）は、動的粘弾性測定装置（オリエンテック株式会社製）によって測定可能である。

ここで、異方性導電膜２に分散される導電性粒子としては、前述のＫ値の要件を満たせば、この種の異方性導電膜において使用されている公知の何れの導電性粒子も使用することができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。

ただし、前述のＫ値を実現するためには、金属粒子を用いることが好ましい。例えば、ニッケル粒子の１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値は６０００ｋｇｆ／ｍｍ^２である。異方性導電膜２に含まれる導電性粒子の平均粒径は、任意であるが、残渣４を突き破って導通を確保するためには、４μｍ以上とすることが好ましい。導電性粒子の粒径が小さすぎると、残渣４によって導通が阻まれて導通不良となるおそれがある。

なお、導電性粒子の１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値は、下記式（１）によって算出される。

ここで、Ｆ及びＳは、それぞれ導電性粒子の１０％圧縮変形時における荷重値（ｋｇｆ）及び圧縮変位（ｍｍ）であり、Ｒは半径（ｍｍ）である。

Ｋ値は、例えば以下の測定方法によって測定される。具体的には、先ず、室温において平滑表面を有する鋼板の上に導電性粒子を散布する。次に、散布した導電性粒子の中から１個の導電性粒子を選択する。そして、微小圧縮試験機（例えば、ＰＣＴ−２００型：株式会社島津製作所製）が備えるダイアモンド製の直径５０μｍの円柱の平滑な端面を、選択した１個の導電性粒子に押し当てることによりこの導電性粒子を圧縮する。この際、圧縮荷重は、電磁力として電気的に検出され、圧縮変位は、作動トランスによる変位として電気的に検出される。ここで、「圧縮変位」とは、変形前の導電性粒子の粒径から変形後の導電性粒子の短径の長さを引いた値（ｍｍ）をいう。その後、鋼板上の別の導電性粒子を選択し、選択した導電性粒子についても圧縮荷重及び圧縮変位を測定する。１０個の導電性粒子について、異なる圧縮荷重に対する圧縮変形の測定を行う。

圧縮変位−荷重の関係は、図２のように表わされる。この図２に示す関係から、導電性粒子の１０％圧縮時における圧縮変位Ｓ（ｍｍ）から荷重値Ｆ（ｋｇｆ）を算出する。ここで、「１０％圧縮変形」とは、導電性粒子を一方的に圧縮した際に、導電性粒子の粒径２Ｒ（ｍｍ）が元の粒径に比べて１０％短くなるように変形する状態、すなわち導電性粒子の粒径２Ｒが元の粒径の９０％となる変形状態をいう。

そして、荷重値Ｆ（ｋｇｆ）及び圧縮変位Ｓ（ｍｍ）により、式（１）を用いて１０％圧縮時の圧縮硬さＫ値を算出する。

次に、異方性導電膜２のバインダとしては、通常のバインダに使用される材料を用いることができ、例えば、熱硬化性樹脂成分と、熱可塑性樹脂成分と、ゴム系ポリマー成分と、硬化剤とを少なくとも含有する構成することができる。例えば、熱硬化性樹脂成分としては、各種エポキシ樹脂やエポキシ基含有（メタ）アクリレート、ウレタン変性（メタ）アクリレート等の熱硬化性樹脂等を使用することができる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ（ＢＰＦ）エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等を挙げることができる。

熱可塑性樹脂成分としては、フェノキシ樹脂、ウレタン樹脂等が好適である。ゴム系ポリマー成分としては、例えばアクリルゴム、ポリブタジエンゴム等が好適である。硬化剤は、使用する熱硬化性樹脂成分の種類に応じて選択すればよく、例えば熱硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂である場合には、異方性導電膜２中に例えば潜在性硬化剤或いは過酸化物系の硬化剤を添加することが可能である。異方性導電膜２にこのような硬化剤を添加することで、起爆反応性を付与することが可能であり、本圧着の際の加熱操作により確実且つ速やかに硬化させることが可能である。潜在性硬化剤としては、例えばイミダゾール系の潜在性硬化剤等が使用可能であり、例えば表面処理されてマイクロカプセル化された商品名ノバキュアＨＸ３７４１（旭化成株式会社製）、商品名ノバキュアＨＸ３９２１ＨＰ（旭化成株式会社製）、商品名アミキュアＰＮ−２３（味の素株式会社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ−３６１５（ＡＣＲ株式会社製）等を挙げることができる。

熱硬化性樹脂成分としてエポキシ基含有（メタ）アクリレートやウレタン変性（メタ）アクリレート等のアクリレート系の樹脂を使用する場合には、硬化剤としては、例えばパーオキサイドを使用することが可能であり、例えば過酸化ベンゾイル等を挙げることができる。

ただし、このような各成分からなるバインダは、１５０℃における弾性率が１０ＭＰａ以下であることが必要である。この要件を満たすようにバインダの各成分を選択する必要がある。例えば、熱可塑性樹脂成分として軟化点温度が低い熱可塑性樹脂を選択し、また熱可塑性樹脂成分の割合を多くすることでこの弾性率の要件を満たすようにすることができる。

本実施の形態における実装体の製造方法は、１５０℃における弾性率が１０ＭＰａ以下であるバインダに、１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上である導電性粒子が分散された異方性導電膜２を使用する。これにより、リペア工程での異方性導電膜２の機械的な剥離によりリジッド配線板１上に異方性導電膜２の残渣４が残存しても、この残渣４が残存したリジッド配線板１とフレキシブルプリント配線板３とを新たな異方性導電膜を介して再度圧着接続させた場合に、残渣４中の導電性粒子が、残渣４のバインダを突き破り、新たに用いる異方性導電膜中の導電性粒子とともに電極間の導通を図ることができ、信頼性の高い接続状態を実現することが可能となる。

このように、本実施の形態における実装体の製造方法によれば、本圧着後のリジッド配線板１を、残渣除去作業を行うことなくリペアすることができる。例えば、本圧着の段階で、実装体の接続状態に不具合が生じた場合、フレキシブルプリント配線板３及び異方性導電膜２をリジッド配線板１から機械的に剥離し、溶剤等による清浄化等の残渣除去作業を行うことなく、残渣が残存するリジッド配線板１をそのまま再利用することが可能である。

なお、リジッド配線板１のリペアにおける再度の圧着接続にて新たに用いる異方性導電膜は、最初の圧着接続の際に用いた異方性導電膜２（１５０℃における弾性率が１０ＭＰａ以下であるバインダに、１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上である導電性粒子が分散されてなる異方性導電膜）であってもよいし、他の異方性導電膜（例えば汎用の異方性導電膜）であってもよい。これは、異方性導電膜２の残渣４のバインダが１５０℃における弾性率が１０ＭＰａ以下であり、且つ、この残渣４の導電性粒子が１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上であるといった特性を有することから、新たに用いる異方性導電膜の性質に関わらず、再度の圧着接続時に、残渣４中の導電性粒子が残渣４のバインダを突き破ることができ、新たに用いる異方性導電膜中の導電性粒子とともに電極間の導通を図ることができるためである。

以上、本発明を適用した実施の形態について説明してきたが、本発明が前述の実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。

＜異方性導電膜の作製＞
（実施例１）
下記組成を有するバインダ成分と導電性粒子とを混合し、異方性導電膜を作製した。作製した異方性導電膜に含まれるバインダの１５０℃における弾性率は４ＭＰａ、導電性粒子の弾性率（１０％圧縮時の圧縮硬さＫ値）は６０００ｋｇｆ／ｍｍ^２であった。ここで、弾性率（ＭＰａ）は、動的粘弾性測定装置（オリエンテック株式会社製）を用いて測定した。また、導電性粒子の１０％圧縮時の圧縮硬さＫ値は、前述の原理に基づき、微小圧縮試験機（ＰＣＴ−２００型：株式会社島津製作所製）を用いて測定した。

［実施例１におけるバインダ成分の組成］
・熱硬化性樹脂：エポキシアクリレート（品名ＤＣＰ、新中村化学株式会社製）２５重量部
エポキシアクリレート（品名ＶＲ−９０、昭和電工株式会社製）２０重量部
・熱可塑性樹脂：フェノキシ樹脂（品名ＹＰ−７０、新日鐵化学株式会社製）２５重量部
ウレタン樹脂（品名デスモコール５４０、住化バイエルウレタン株式会社製）１５重量部
・ゴム系成分：ポリブタジエンゴム（品名ＸＥＲ−９１、ＪＳＲ株式会社製）１２重量部
・硬化剤：過酸化物（品名ナイパーＢＷ、日本油脂株式会社製）３重量部

このような組成からなるバインダ成分（１００体積％とする）に、導電性粒子（ニッケル粒子（平均粒径６μｍ））を１２体積％含有させた。

（比較例１）
下記組成を有するバインダ成分と導電性粒子とを混合し、異方性導電膜を作製した。作製した異方性導電膜に含まれるバインダの１５０℃における弾性率は１５ＭＰａ、導電性粒子の弾性率（１０％圧縮時の圧縮硬さＫ値）は８００ｋｇｆ／ｍｍ^２であった。
［比較例１におけるバインダ成分の組成］
・熱硬化性樹脂：エポキシ樹脂（品名ＨＰ４０２３Ｄ、ＤＩＣ株式会社製）３０重量部
エポキシ樹脂（品名ＥＰ８２８、三菱化学株式会社製）１５重量部
・熱可塑性樹脂：フェノキシ樹脂（品名ＹＰ−５０、東都化成株式会社製）３５重量部
・ゴム系成分：ポリブタジエンゴム（品名ＸＥＲ−９１、ＪＳＲ株式会社製）１０重量部
・硬化剤：イミダゾール系硬化剤（品名ノバキュアＨＸ３7４１ＨＰ、旭化成イーマテリアルズ株式会社製）１０重量部

このような組成からなるバインダ成分（１００体積％とする）に、導電性粒子（プラスチックコア・ニッケル金メッキ粒子（平均粒径５μｍ））を１２体積％含有させた。

（比較例２）
エポキシ樹脂（品名ＨＰ４０２３Ｄ、ＤＩＣ株式会社製）の配合比率を高めて１５０℃におけるバインダ成分の弾性率を３０ＭＰａとした以外は、比較例１と同様の異方性導電膜を作製した。

＜実装体の評価＞
実施例１及び比較例１の異方性導電膜を用いてリジッド配線板とフレキシブルプリント配線板との間に異方性導電膜を介在させてリジッド配線板とフレキシブルプリント配線板との本圧着を行った。この本圧着では、圧力５ＭＰａで全体を加圧するとともに、温度１４０℃で全体を加熱することにより行った。本圧着後、フレキシブルプリント配線板及び異方性導電膜をリジッド配線板から引き剥がした。その後、リジッド配線板上の異方性導電膜の残渣の除去を行わずに、残渣が残存したままのリジッド配線板上に、先の本圧着時と同じ構成の新たな異方性導電膜を配置した。そして、この新たな異方性導電膜を介在させてリジッド配線板とフレキシブルプリント配線板との本圧着を再度行った。この再度の本圧着においても、先の本圧着における加熱加圧条件と同一の条件（圧力５ＭＰａ、温度１４０℃）で加圧及び加熱を行った。

再度の本圧着を行って得られた実装体のサンプルにおける初期導通状態を評価した。この再度の本圧着において、新たな異方性導電膜を介して異方性導電膜の残渣が残存するリジッド配線板とフレキシブルプリント配線板とを本圧着してなる実装体のサンプルを１００枚用意し、この実装体のサンプル１００枚について電極間の導通抵抗値を測定し、サンプル１００枚中における導通抵抗値１Ω未満のサンプル数の割合（％）を初期導通良品率とした。実施例１及び比較例１それぞれの異方性導電膜を用いた場合における初期導通良品率の結果（残渣あり）を［表１］に示す。

また、残渣の拭き取りを行うことによって残渣が完全に除去されたリジッド配線板とフレキシブルプリント配線板とを、先の本圧着時と同じ構成の異方性導電膜を介して本圧着してなる実装体のサンプル１００枚を用意し、この実装体のサンプル１００枚についても、同様に初期導通良品率を算出した。実施例１及び比較例１それぞれの異方性導電膜を用いた場合における初期導通良品率の結果（残渣なし）を［表１］に示す。

［表１］の結果に示すように、実施例１の異方性導電膜を用いて再度の本圧着を行った場合には、残渣なし、残渣ありの何れの場合にも１００％の割合で初期導通が図れており、全ての実装体のサンプルが良品と判断された（初期導通良品率１００％）。これに対し、比較例１の異方性導電膜を用いて再度の本圧着を行った場合には、残渣なしの場合では、全ての実装体のサンプルが良品と判断された（初期導通良品率１００％）が、残渣ありの場合では良品の割合が大きく低下していた（初期導通良品率２６％）。また、比較例２の異方性導電膜を用いて再度の本圧着を行った場合においても、比較例１と同様の結果が得られた。

次に、実施例１の異方性導電膜を用いて前述の再度の本圧着によりリジッド配線板とフレキシブルプリント配線板とを圧着接続してなる実装体の導通抵抗を評価した。この導通抵抗の評価では、再度の本圧着により得られた実装体のサンプルに対し、電極間の初期の導通抵抗値を測定するとともに、温度６０℃、相対湿度９５％の環境下で１０００時間までエージングを行い、２５０時間後、５００時間後、７５０時間後、１０００時間後それぞれにおける導通抵抗値（Ω）を測定した。導通抵抗値の結果を［表２］に示す。

［表２］の結果に示すように、実施例１の異方性導電膜を用いた場合、エージング後の導通抵抗値は、時間が経過してもほとんど上昇しなかった。このことから、実施例１の異方性導電膜を用いて再度本圧着を行った場合には、初期導通が良好であるとともに長時間良好な導通状態を維持することが可能であることがわかった。

従来、異方性導電膜の残渣の拭き取り等による除去作業は、再度の圧着の際には、大きな障害となっていたが、本実施の形態における異方性導電膜を適用することにより、残渣の拭き取り等の除去作業の障害を排除して作業効率を大幅に改善することができることがわかった。

１リジッド配線板、２異方性導電膜、３フレキシブルプリント配線板

Claims

異方性導電膜を介して配線板に電子部材を実装する実装体の製造方法において、
異方性導電膜を介して配線板と電子部材とを圧着接続することにより、該異方性導電膜を介して該配線板に該電子部材を実装する実装工程と、
前記実装工程にて製造された実装体の接続状態に不具合が生じているときに前記配線板から前記異方性導電膜を加熱することなしに機械的に剥離し、該配線板上に該異方性導電膜の残渣を残存させたまま該配線板を再利用するリペア工程とを有し、
前記異方性導電膜として、熱硬化性樹脂成分と、熱可塑性樹脂成分と、ゴム系ポリマー成分と、熱硬化性樹脂成分用の硬化剤を含有し、且つ１５０℃における弾性率が１０ＭＰａ以下であるバインダに、１０％圧縮変形時の圧縮硬さＫ値が２０００ｋｇｆ／ｍｍ^２以上である導電性粒子が分散されてなる異方性導電膜を用いる実装体の製造方法。
前記導電性粒子として金属粒子を用いる請求項１記載の実装体の製造方法。
前記導電性粒子の平均粒径を４μｍ以上とする請求項１又は請求項２項記載の実装体の製造方法。
前記実装工程は、前記配線板上に前記異方性導電膜を配置する第１の配置工程と、該配線板上に配置された該異方性導電膜を加圧しながら該異方性導電膜が熱硬化しない温度で加熱して該配線板上に該異方性導電膜を仮圧着させる仮圧着工程と、該異方性導電膜上に該電子部材を配置する第２の配置工程と、該異方性導電膜上に配置された該電子部材を加圧しながら加熱して該異方性導電膜を硬化させ、硬化された異方性導電膜を介して該配線板と該電子部材とを圧着させる本圧着工程とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の実装体の製造方法。