JP5767792B2 - 実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜 - Google Patents

Description

本発明は、異方性導電膜を介して電子部品を配線板に実装する実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜に関するものであり、特に、配線板に異方性導電膜を仮圧着した後、電子部品を配置して本圧着を行う実装体の製造方法、配線板と電子部品とを接続する接続方法、及び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挟み込まれて加熱及び加圧されることで導電性粒子が押し潰されてバンプと電極との電気的な接続を図る。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ので、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、狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。

このフリップチップ実装法で用いられる異方性導電膜は、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、ガラス転移温度（Ｔｇ）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、導電性粒子とを配合し、これ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に記載の異方性導電フィルムでは、ポリブタジエン粒子と、カチオン重合性樹脂と、カチオン硬化剤とを配合した絶縁性接着樹脂に導電粒子が分散されており、このような異方性導電フィルムを使用することで、ガラス基板とフレキシブルプリント基板との接続において、高い信頼性を実現している。

特開２００９−５４３７７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品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僅かな圧力で加圧しながらこの異方性導電膜に含まれる熱硬化性樹脂が硬化しない７０℃程度の温度で加熱加圧することで圧着（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品を配置し、電子部品上から熱硬化性樹脂が硬化する温度以上の温度で加熱加圧することで圧着（本圧着）して実装体とする、という方法が採用されている。

このような実装法では、本圧着後の電子部品の実装状態に、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に、電子部品や異方性導電膜を機械的に引き剥がし、配線板に残る残渣を溶剤等で拭き取って清浄化した後、配線板を再利用することが行われている。本圧着後の異方性導電膜は、熱硬化樹脂が硬化されて十分な機械的強度が確保されてリペア性（熱硬化性樹脂の変形や材破が小さいため、残渣なく或いは少ない残渣で機械的に引き剥すことができる性質）が良好となる。このため、本圧着後では、配線板にあまり残渣を残さずに異方性導電膜を機械的に引き剥がすことが可能である。

一方で、高密度実装による電極パターンのファイン化等に伴い、仮圧着の段階でも異方性導電膜に位置ずれが生じるようになってきており、仮圧着後の異方性導電膜を機械的に引き剥がすことが望まれている。仮圧着後の段階でも異方性導電膜を機械的に引き剥がして配線板の表面を清浄化することができれば、本圧着後の段階と同様に、不具合が発生した場合に配線板を再利用することが可能となる。

しかしながら、従来の異方性導電膜は、仮圧着の時点における硬化の度合いが比較的小さいために機械的強度が十分ではなく、機械的に引き剥がすのが容易ではない。これは、従来の異方性導電膜では、常温時の保存安定性と仮圧着時の流動性及び接着性とのバランスを図るために、主に仮圧着温度付近にガラス転移温度を有する熱可塑性樹脂を用いており、これにより仮圧着後には十分な機械的強度が確保されずリペア性が良好とならないためである。このように仮圧着後の異方性導電膜は、リペア性が良好ではないため、無理に機械的に引き剥がそうとしても、多くの残渣が残り環境にもよくない。

そこで、異方性導電膜を機械的に引き剥がすのではなく、溶剤で溶解除去することも考えられる。しかしながら、この場合も貼り付け面の全域を溶解除去することは困難である。

したがって、仮圧着時の硬化程度でも、ある程度の機械的強度を有し、機械的に引き剥がすことが容易な異方性導電膜が望まれるが、現在までにこのような異方性導電膜は実現されていない。

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、仮圧着の段階において、仮圧着性（熱硬化性樹脂を硬化させる前に接着力（付着力）が発現する性質）とリペア性とを両立させた新規な異方性導電膜を提供し、仮圧着の段階で異方性導電膜に位置ずれ等の不具合が生じた場合でも配線板を容易に再利用することが可能な実装体の製造方法、配線板と電子部品とを接続する接続方法、及び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、本発明に係る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、配線板上に異方性導電膜を配置する第１の配置工程と、配線板上に配置された異方性導電膜を加圧しながら異方性導電膜が熱硬化しない温度で加熱して配線板上に異方性導電膜を固定する仮圧着工程と、仮圧着工程にて配線板上に固定された異方性導電膜の固定位置にずれが生じている場合には、配線板から異方性導電膜を剥離し、異方性導電膜が剥離された配線板を第１の配置工程へ戻すリペア工程と、異方性導電膜上に電子部材を配置する第２の配置工程と、異方性導電膜上に配置された電子部材を加圧しながら加熱して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配線板と電子部材とを圧着させる本圧着工程とを有し、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、導電性粒子とを含有し、且つ、熱可塑性樹脂成分が、仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも低いガラス転移温度を有する低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と、仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも高いガラス転移温度を有する高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜を用いることを特徴とする。

また、本発明に係る接続方法は、異方性導電膜を介して配線板と電子部材とを接続する接続方法において、配線板上に異方性導電膜を配置する第１の配置工程と、配線板上に配置された異方性導電膜を加圧しながら異方性導電膜が熱硬化しない温度で加熱して配線板上に異方性導電膜を固定する仮圧着工程と、仮圧着工程にて配線板上に固定された異方性導電膜の固定位置にずれが生じている場合には、配線板から異方性導電膜を剥離し、異方性導電膜が剥離された配線板を第１の配置工程へ戻すリペア工程と、異方性導電膜上に電子部材を配置する第２の配置工程と、異方性導電膜上に配置された電子部材を加圧しながら加熱して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配線板と電子部材とを圧着させる本圧着工程とを有し、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、導電性粒子とを含有し、且つ、熱可塑性樹脂成分が、仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも低いガラス転移温度を有する低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と、仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも高いガラス転移温度を有する高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜を用いることを特徴とする。

また、本発明に係る異方性導電膜は、本発明に係る実装体の製造方法において、配線板と電子部材との間に介在されて配線板と該電子部材とを接続する異方性導電膜であって、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、導電性粒子とを含有し、熱可塑性樹脂成分が、配線板上に配置した異方性導電膜を加圧しながら異方性導電膜が熱硬化しない温度で加熱して配線板上に異方性導電膜を固定する仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも低いガラス転移温度を有する低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と、仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも高いガラス転移温度を有する高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有することを特徴とする。

異方性導電膜において、仮圧着性とリペア性とを両立させるには、流動性を確保して接着力を損なうことなく仮圧着温度マージン（余裕）を広げることが必要である。本発明においては、低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを組み合わせることで、仮圧着性とリペア性との両立を図っている。すなわち、本発明では、異方性導電膜が、低ガラス転移温度熱可塑性樹脂を含有することにより、仮圧着時に流動性が確保され接着力が発現されて仮圧着性が良好となるとともに、高ガラス転移温度熱可塑性樹脂を含有することにより、仮圧着の段階でも異方性導電膜の機械的強度が確保されてリペア性が良好となる。

本発明の実装体の製造方法によれば、熱可塑性樹脂成分として低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜を用いることにより、仮圧着性とリペア性とを両立することができる。すなわち、本発明の実装体の製造方法によれば、異方性導電膜の仮圧着時における仮固定と本圧着時における熱硬化による接続固定とを実現しながら、仮圧着の段階で異方性導電膜に位置ずれが生じる等の不具合が生じた場合には、異方性導電膜を容易に引き剥がして配線板を再利用することが可能となる。

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）は電子部品配置工程（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。

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、「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は、例えばＩＣチップ等の電子部品をフレキシブル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することで実装体を製造するものである。ここで、電子部品の一方の表面には、接続端子としてバンプ（突起電極）が形成されており、一方、配線板の一方の表面には、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が図られる。それと同時に、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、例えば高さが数μｍ〜数十μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、半田等の導電性金属により形成されている。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が可能である。

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。電極の表面には、例えば金メッキ等を施すことも可能である。

本実施の形態における実装体の製造方法では、外部電極としてバンプを形成した電子部品を用意し、異方性導電膜を用いてこの電子部品を基板上にフリップチップ実装する。

電子部品のバンプと配線板の電極との間の接続に際しては、先ず、図１（ａ）に示すように、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、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、この熱可塑性樹脂成分の接着力により異方性導電膜２が配線板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、電子部品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、電子部品３上から加圧しながら、異方性導電膜２に含まれる熱硬化樹脂成分の硬化温度以上の温度で加熱する（本圧着工程）。この本圧着工程では、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、異方性導電膜５の種類等によっても異なるが、温度１８０℃〜２２０℃程度、圧力３ＭＰａ〜１２ＭＰａ程度が好ましい。このように、本圧着工程では、異方性導電膜２上に配置された電子部品３を加圧しながら加熱して異方性導電膜２を硬化させることで、硬化された異方性導電膜２を介して配線板１と電子部品３とを圧着させる。これにより、異方性導電膜２を介して配線板１に電子部品３が実装された実装体を製造することができる。

一方、図１（ｂ）に示す仮圧着の後、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る場合には、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、位置ずれ等を起こしている異方性導電膜２を配線板１から引き剥がす。その後、配線板１の表面に残存する残渣を溶剤等で清浄化し、清浄化した配線板１を再利用に回して再び図１（ａ）から始まるサイクルへと戻す。なお、本圧着工程後に不具合が見つかった場合にも同様に配線板１をリペア工程へと回し、配線板１から電子部品３及び異方性導電膜２を剥がし取った後、清浄化した配線板１を再利用する。

本実施の形態における実装体の製造方法においては、仮圧着性とリペア性とを両立する異方性導電膜２を使用することで、仮圧着工程の段階においても、異方性導電膜２の固定状態に不具合が生じた場合にはリペア工程に回し、異方性導電膜２を引き剥がして再利用することができる。

異方性導電膜２は、仮圧着の際の加熱温度よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する低Ｔｇ熱可塑性樹脂と、仮圧着の際の加熱温度よりも高いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する高Ｔｇ熱可塑性樹脂とからなる熱可塑性樹脂成分を含有することで、仮圧着性とリペア性とを両立させる。具体的に、異方性導電膜２は、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、導電性粒子とを含み、且つ、熱可塑性樹脂成分が、低Ｔｇ熱可塑性樹脂と、高Ｔｇ熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜を用いる。以下、異方性導電膜２を構成する各成分について説明する。

前述のように、異方性導電膜２は、本圧着後の機械的な接続強度を得るために、熱硬化性樹脂成分を含有する。熱硬化性樹脂成分としては、仮圧着時の加熱温度よりも高い硬化温度を有するものを使用する。すなわち、異方性導電膜２の構成材料として使用する際には未硬化状態である。このような熱硬化性樹脂成分としては、例えば、各種エポキシ樹脂やエポキシ（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挙げることができる。例えば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。中でも、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）エポキシ樹脂が好適である。これらの樹脂は、１種又は２種以上であってもよい。

前述の熱硬化樹脂成分を使用する場合、硬化剤を添加する。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熱硬化剤を添加することが可能である。異方性導電膜２にこのような熱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、本圧着時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となる。潜在性硬化剤としては、イミダゾール系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）、サンエードＳＩ−６０Ｌ（三新化学工業株式会社製）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（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、熱硬化剤としては、例えばパーオキサイドを使用することが可能であり、パーオキサイドとしては、例えば過酸化ベンゾイル等を挙げることができる。

また、異方性導電膜２にゴム系ポリマー成分を含有させることで、フレキシブルプリント配線板及びガラス基板に対する接着力を強めることが可能となる。ゴム系ポリマー成分としては、例えばアクリルゴム等が好適である。

また、異方性導電膜２には、カップリング剤を含有させるようにしてもよい。カップリング剤としては、例えばエポキシシランカップリング剤を挙げることができる。

また、異方性導電膜２に熱可塑性樹脂成分を含有させることで、熱硬化性樹脂成分の硬化温度以下の温度で行われる仮圧着の際に流動性が確保され接着力が発現されることで、異方性導電膜２の仮固定が可能となる。

熱可塑性樹脂成分としては、仮圧着時の流動性を重視し、例えば仮圧着の温度が７０℃〜１００℃である場合には、Ｔｇが７０℃以下の低Ｔｇ熱可塑性樹脂を用いるのが一般的である。ただし、このようなＴｇが低い熱可塑性樹脂のみを用いた場合には、仮圧着の段階で異方性導電膜２の機械的強度を確保することができず、リペア性が悪くなり、引き剥がしが困難になるという問題が生ずる。

そこで、異方性導電膜２においては、熱可塑性樹脂成分として、低Ｔｇ熱可塑性樹脂と、高Ｔｇ可塑性樹脂とを併用し、仮圧着時に、異方性導電膜２において仮圧着性とリペア性とを両立させる。

低Ｔｇ熱可塑性樹脂としては、仮圧着時の加熱温度よりも低いＴｇを有する１種又は２種以上の熱可塑性樹脂を使用する。例えば、仮圧着工程における加熱温度が７０℃〜１００℃である場合、低Ｔｇ熱可塑性樹脂としては、Ｔｇが７０℃未満の熱可塑性樹脂を使用する。このような仮圧着時の加熱温度よりも低いＴｇを有する低Ｔｇ熱可塑性樹脂を異方性導電膜２の成分とすることで、仮圧着の際に流動性を確保して接着力を発現させることが可能となる。

また、高Ｔｇ熱可塑性樹脂としては、仮圧着時の加熱温度よりも高いＴｇを有する１種又は２種以上の熱可塑性樹脂を使用する。例えば、仮圧着工程における加熱温度が７０℃〜１００℃である場合、高Ｔｇ熱可塑性樹脂としては、１４０℃以上の熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。また、この加熱温度においては、Ｔｇが１４０℃以上の熱可塑性樹脂（例えばＴｇが１５０℃の熱可塑性樹脂）と、Ｔｇが９０℃以上の熱可塑性樹脂（例えばＴｇが９０℃の熱可塑性樹脂）とを組み合わせて使用することも可能である。勿論、高Ｔｇ熱可塑性樹脂のＴｇは、仮圧着時の加熱温度よりも高ければよいため、加熱温度が７０℃である場合には、例えば９０℃とすることも可能である。このように高Ｔｇ熱可塑性樹脂として仮圧着時の加熱温度よりも高いＴｇを有する１種又は２種以上の熱可塑性樹脂を使用することで、仮圧着の段階で異方性導電膜２の機械的強度を確保することができ、リペア性が良好となるとなることから、機械的に異方性導電膜２の引き剥がしを行うことが可能となる。すなわち、リペア性が良好な異方性導電膜２を用いれば、引き剥がした後の配線板１上の残渣が少ない、或いは残渣がないため、溶剤等で配線板１を容易に清浄化することが可能になる。

なお、Ｔｇは、ＤＳＣ（Differential scanning calorimetry）法による測定により求めることができる（例えばＪＩＳ Ｋ７１２１の規定に基づく測定法を参照）。

熱可塑性樹脂としては、この低Ｔｇ熱可塑性樹脂及び高Ｔｇ熱可塑性樹脂の要件を満たすものであれば、任意の熱可塑性樹脂を使用することができる。ただし、熱硬化性樹脂成分としてエポキシ樹脂を選択した場合には、エポキシ樹脂と分離することなく相溶して膜としての性質を発揮することが可能な熱可塑性樹脂を選択して使用することが好ましい。このような熱可塑性樹脂としては、例えばフェノキシ樹脂等を挙げることができる。低Ｔｇ熱可塑性樹脂及び高Ｔｇ熱可塑性樹脂は、同種のものが好ましく、例えば共にフェノキシ樹脂であることが好ましい。特に、Ｔｇが１４０℃以上の高Ｔｇ熱可塑性樹脂としては、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂が好適である。

以上のように、本実施の形態で使用する異方性導電膜２は、熱硬化性樹脂と、低Ｔｇ熱可塑性樹脂と、高Ｔｇ熱可塑性樹脂とを含有するが、これらの樹脂成分の配合を適正なものとする必要がある。前述の熱硬化性樹脂成分や硬化剤は、異方性導電膜２の形成の際には液状又はペースト状である。一方、熱可塑性樹脂成分（低Ｔｇ熱可塑性樹脂、高Ｔｇ熱可塑性樹脂）は、その何れもが常温で固体である。したがって、熱硬化性樹脂成分と熱可塑性樹脂成分との割合がガラス基板に対する接着力や膜としての保存安定性を大きく支配する。このことに鑑みると、異方性導電膜２を構成する組成物全体を１００質量部とした場合に、熱硬化性樹脂成分の割合が５〜２０質量部であり、熱可塑性樹脂成分の割合が３０〜５０質量部であることが好ましい。

また、熱可塑性樹脂成分において、低Ｔｇ熱可塑性樹脂と高Ｔｇ熱可塑性樹脂とは、１０：２０〜２５：１０の質量割合で配合されていることが好ましい。低Ｔｇ熱可塑性樹脂の割合が多すぎると、リペア性が良好でなくなるおそれがある。逆に、低Ｔｇ熱可塑性樹脂の割合が少なすぎると、仮圧着時に流動性が確保されないとともに接着力が発現されず仮圧着性が良好でなくなるおそれがある。

さらに、例えば高Ｔｇ熱可塑性樹脂としてガラス転移温度（Ｔｇ）が１４０℃以上の熱可塑性樹脂を用いる場合には、異方性導電膜２を構成する組成物全体を１００質量部とすると、高Ｔｇ熱可塑性樹脂の割合を５〜２０質量部とすることが好ましい。

異方性導電膜２には、以上の樹脂成分の他、導電性粒子を含有させることが必要である。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、異方性導電膜において通常使用される公知の導電性粒子をいずれ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、ガラスやセラミック、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。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、通常は数μｍ程度（例えば１μｍ〜１０μｍ）のものが用いられる。

本実施の形態における実装体の製造方法は、以上の構成を備える異方性導電膜２を使用することにより、仮圧着性とリペア性とを両立することができる。例えば仮圧着の段階で異方性導電膜２に位置ずれ等の不具合が生じた場合、異方性導電膜２を機械的に引き剥がし、溶剤等で清浄化することにより、配線板１を容易に再利用することが可能である。

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。前述の実施の形態では、異方性導電膜を介して配線板に実装する電子部材をＩＣチップ等の電子部品として説明したが、配線板に実装する電子部材は、これに限定されず、例えばフレキシブル配線板等の電子部材であってもよい。

次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。

≪異方性導電膜の作製≫
（実施例１〜４）
実施例１〜４では、熱硬化性樹脂成分としてエポキシ樹脂を含有し、また、熱可塑性樹脂成分として低Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ｂ（Ｔｇ６５℃））と高Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ａ（Ｔｇ１５０℃）及び／又は熱可塑性樹脂Ｃ（Ｔｇ９０℃））とを組み合わせて配合して含有する異方性導電膜を作製した。具体的に実施例１〜４では、熱硬化性樹脂成分であるエポキシ樹脂と、熱可塑性樹脂成分である低Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ｂ）及び高Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ａ及び／又は熱可塑性樹脂Ｃ）と、アクリルゴムと、潜在性硬化剤と、カップリング剤と、導電性粒子とを配合して異方性導電膜を作製した。熱可塑性樹脂Ａ〜Ｃは、いずれもフェノキシ樹脂とした。実施例１〜４における各成分の種類及び合計を１００とした配合割合を［表１］に示す。

（実施例５〜８）
実施例５〜８では、熱硬化性樹脂成分としてエポキシアクリレート及びウレタンアクリレートを含有し、また、熱可塑性樹脂成分として低Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ｂ）と高Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ａ及び／又は熱可塑性樹脂Ｃ）とを組み合わせて配合して含有する異方性導電膜を作製した。具体的に実施例５〜８の異方性導電膜は、熱硬化性樹脂成分であるエポキシアクリレート及びウレタンアクリレートと、熱可塑性樹脂成分である低Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ｂ）及び高Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ａ及び／又は熱可塑性樹脂Ｃ）と、アクリルゴムと、硬化剤であるパーオキサイドと、カップリング剤と、導電性粒子とを配合した。熱可塑性樹脂Ａ〜Ｃは、いずれもフェノキシ樹脂とした。実施例５〜８における各成分の種類及び合計を１００とした配合割合を［表１］に示す。

（比較例１〜４）
比較例１〜４では、熱硬化性樹脂成分としてエポキシ樹脂、又は、エポキシアクリレート及びウレタンアクリレートを含有し、また、１種類の熱可塑性樹脂を配合して含有する異方性導電膜を作製した。具体的に比較例１〜４の異方性導電膜は、熱硬化性樹脂成分であるエポキシ樹脂、又は、エポキシアクリレート及びウレタンアクリレートと、熱可塑性樹脂成分である高Ｔｇ熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂Ｃ）と、潜在性硬化剤又はパーオキサイドと、カップリング剤と、導電性粒子とを配合した。比較例１〜４における各成分の種類及び合計を１００質量部とした配合割合を［表１］に示す。

ここで、熱可塑性樹脂Ａのフェノキシ樹脂は商品名ＦＸ２９３（新日鐵化学株式会社製）であり、熱可塑性樹脂Ｂのフェノキシ樹脂は商品名ＹＰ７０（新日鐵化学株式会社製）であり、熱可塑性樹脂Ｃのフェノキシ樹脂は商品名ＹＰ５０（新日鐵化学株式会社製）である。ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は商品名ＹＬ９８０（三菱化学株式会社製）であり、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は商品名ＹＬ９８３Ｕ（三菱化学株式会社製）である。エポキシアクリレートは商品名ＥＢＥＣＲＹＬ６００（ダイセルサイセッテク株式会社製）であり、ウレタンアクリレートは商品名ＥＢＥＣＲＹＬ２２０（ダイセルサイセッテク株式会社製）である。アクリルゴムは商品名ＳＧ−Ｐ３（ナガセケムテックス株式会社製）である。潜在性硬化剤は商品名ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ（旭化成イーマテリアルズ株式会社製）であり、パーオキサイドは商品名ナイパーＢＷ（日油株式会社製）である。カップリング剤は商品名ＫＢＭ４０３（信越化学工業株式会社製）である。導電性粒子は、商品名ブライトＧＮＲシリーズ（日本化学工業株式会社製）である。

（実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜の評価）
実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜を、加熱温度を７０℃、８０℃、９０℃、１００℃として配線板に対して仮圧着を行い、各加熱温度における仮圧着の成功率（仮圧着成功率）と仮圧着後の引き剥がし面積率（仮圧着リペア率）とを測定する評価試験を行った。この評価試験では、実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜をそれぞれ１０サンプルずつ使用した。実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜の各１０サンプルの仮圧着成功率の平均値と、実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜各１０サンプルの仮圧着リペア率の平均値とを算出した。算出結果を［表２］に示す。なお、配線板としては、ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板を使用し、この配線板上に２ｍｍ×５０ｍｍの異方性導電膜を貼り付けて仮圧着を行った。

実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜の各１０サンプルをそれぞれ配線板に仮圧着させた後の異方性導電膜の貼り付け状態に不具合があるか否かを目視により確認した。実施例１〜８、比較例１〜４の異方性導電膜の各１０サンプル中、仮圧着後の異方性導電膜の貼り付け面の全体が配線板に貼り付いていない、電極間に浮きや気泡がある、異方性導電膜が流動しすぎている等の不具合が確認されなかったサンプル数の割合を仮圧着成功率（％）として算出した。

仮圧着リペア率は、以下のＡ、Ｂを用いて（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）により算出した。
Ａ：仮圧着後の配線板上の異方性導電膜の貼り付け面積（２ｍｍ×５０ｍｍ＝１００ｍｍ^２）
Ｂ：仮圧着後のリペア作業後の配線板上の異方性導電膜の実測面積（ｍｍ^２）

なお、仮圧着後のリペア作業は、貼り付けた異方性導電膜を、引張試験機（テンシロン、オリエンテック株式会社製）を用いて室温（２５℃）にて９０度方向に機械的に引き剥がした。

［表１］、［表２］に示すように、低Ｔｇ熱可塑性樹脂と高Ｔｇ熱可塑性樹脂とを１０：２０〜２５：１０で含有する異方性導電膜を使用した実施例１〜８においては、仮圧着成功率と仮圧着リペア率とがともに１００％或いは１００％に近い高い値であった。すなわち、実施例１〜８の異方性導電膜においては、低Ｔｇ熱可塑性樹脂と高Ｔｇ熱可塑性樹脂とを併用することで、流動性が確保されて接着力が発現されることによる仮圧着性と十分な機械的強度によるリペア性とが両立されていることがわかる。なお、この実施例１〜８において高Ｔｇ熱可塑性樹脂として熱可塑性樹脂Ａのみを含有する実施例２、４、６、８と、高Ｔｇ熱可塑性樹脂として熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｃとを含有する実施例１、３、５、７とでは、仮圧着成功率と仮圧着リペア率の両方においてほぼ差はみられなかった。

ただし、仮圧着温度を１００℃とした場合において、高Ｔｇ熱可塑性樹脂として熱可塑性樹脂Ａのみを高い割合（２０質量部）で含有する異方性導電膜を使用した実施例４、８では、仮圧着リペア率が最も高い値（１００％）であった。これは、高Ｔｇ熱可塑性樹脂として仮圧着温度（１００℃）よりも高いＴｇの熱可塑性樹脂Ａのみを含有することにより、１００℃において十分な機械的強度が確保されてリペア性が良好であったためと考えられる。

一方、熱可塑性樹脂成分として熱可塑性樹脂Ｃのみを含有する異方性導電膜を使用した比較例１〜４では、仮圧着温度が熱可塑性樹脂のＴｇ（９０℃）より低い場合には仮圧着成功率が低く、仮圧着温度が熱可塑性樹脂のＴｇ（９０℃）より高い場合には仮圧着リペア率が低い結果となった。これは、比較例１〜４の異方性導電膜では、仮圧着温度が熱可塑性樹脂のＴｇ（９０℃）より低い場合には流動性が確保されないとともに接着力が発現されず仮圧着性が良好でなかったためと考えられ、仮圧着温度が熱可塑性樹脂のＴｇ（９０℃）より高い場合には機械的強度が確保されずリペア性が良好でなかったためと考えられる。

なお、仮圧着温度を７０℃とした場合、比較例１〜４では、仮圧着成功率が低いにもかかわらず仮圧着リペア率が高い結果となった。これは、熱可塑性樹脂のＴｇが９０℃である比較例１〜４の異方性導電膜では、７０℃において配線板に対する接着力が発現しておらず、機械的な引き剥がしを行わなくても簡単に剥がれてしまうためと考えられる。

１ 配線板、２ 異方性導電膜、３ 電子部品

Claims (16)

1. 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、
   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、
   前記配線板上に配置された前記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前記配線板上に前記異方性導電膜を固定する仮圧着工程と、
   前記仮圧着工程にて前記配線板上に固定された前記異方性導電膜の固定位置にずれが生じている場合には、該配線板から該異方性導電膜を剥離し、該異方性導電膜が剥離された該配線板を前記第１の配置工程へ戻すリペア工程と、
   前記異方性導電膜上に前記電子部材を配置する第２の配置工程と、
   前記異方性導電膜上に配置された電子部材を加圧しながら加熱して前記異方性導電膜を硬化させ、硬化された該異方性導電膜を介して前記配線板と前記電子部材とを圧着させる本圧着工程とを有し、
   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、導電性粒子とを含有し、且つ、前記熱可塑性樹脂成分が、前記仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも低いガラス転移温度を有する低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と、前記仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも高いガラス転移温度を有する高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜を用いる実装体の製造方法。
2. 前記仮圧着工程では、加熱温度を７０℃〜１００℃とし、前記低ガラス転移温度熱可塑性樹脂が、ガラス転移温度が７０℃未満の熱可塑性樹脂であるとともに、前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂が、ガラス転移温度が１４０℃以上の熱可塑性樹脂である請求項１記載の実装体の製造方法。
3. 前記異方性導電膜を構成する組成物全体の質量を１００質量部とした場合に、該組成物中に前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂が５〜２０質量部で含有されていることを特徴とする請求項２記載の実装体の製造方法。
4. 前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂は、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂である請求項２又は請求項３記載の実装体の製造方法。
5. 前記仮圧着工程では、加熱温度を７０℃〜１００℃とし、前記低ガラス転移温度熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が７０℃未満の熱可塑性樹脂であり、前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂は、ガラス転移温度が９０℃の熱可塑性樹脂とガラス転移温度が１５０℃の熱可塑性樹脂とからなる請求項１記載の実装体の製造方法。
6. 前記低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とは、同種の熱可塑性樹脂である請求項１乃至請求項５の何れか1項記載の実装体の製造方法。
7. 前記低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とが共にフェノキシ樹脂である請求項６記載の実装体の製造方法。
8. 前記熱可塑性樹脂成分は、前記低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と前記高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とが１０：２０〜２５：１０の質量割合で配合されている請求項１乃至請求項７の何れか１項記載の実装体の製造方法。
9. 前記熱硬化性樹脂成分は、ビスフェノールＡ型樹脂又はビスフェノールＦ型樹脂である請求項１乃至８の何れか１項記載の実装体の製造方法。
10. 前記異方性導電膜は、イミダゾール系潜在性硬化剤からなる熱硬化剤を更に含有する請求項９記載の実装体の製造方法。
11. 前記熱硬化性樹脂成分は、エポキシ（メタ）アクリレート及びウレタン変性（メタ）アクリレートである請求項１乃至８の何れか１項記載の実装体の製造方法。
12. 前記異方性導電膜は、過酸化物からなる熱硬化剤を更に含有する請求項１１記載の実装体の製造方法。
13. 前記異方性導電膜を構成する組成物全体の質量を１００質量部とした場合に、該組成物中に前記熱硬化性樹脂成分を５〜２０質量部含み、前記熱可塑性樹脂成分を３０〜５０質量部含むことを特徴とする請求項１から１２の何れか１項記載の実装体の製造方法。
14. 前記配線板は、ガラス基板である請求項１乃至１３の何れか１項記載の実装体の製造方法。
15. 異方性導電膜を介して配線板と電子部材とを接続する接続方法において、
    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、
    前記配線板上に配置された前記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前記配線板上に前記異方性導電膜を固定する仮圧着工程と、
    前記仮圧着工程にて前記配線板上に固定された前記異方性導電膜の固定位置にずれが生じている場合には、該配線板から該異方性導電膜を剥離し、該異方性導電膜が剥離された該配線板を前記第１の配置工程へ戻すリペア工程と、
    前記異方性導電膜上に前記電子部材を配置する第２の配置工程と、
    前記異方性導電膜上に配置された電子部材を加圧しながら加熱して前記異方性導電膜を硬化させ、硬化された該異方性導電膜を介して前記配線板と前記電子部材とを圧着させる本圧着工程とを有し、
    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、導電性粒子とを含有し、且つ、前記熱可塑性樹脂成分が、前記仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも低いガラス転移温度を有する低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と、前記仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも高いガラス転移温度を有する高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜を用いる接続方法。
16. 請求項１乃至１４の何れか１項記載の実装体の製造方法において、配線板と電子部材との間に介在されて該配線板と該電子部材とを接続する異方性導電膜であって、
    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、
    導電性粒子とを含有し、
    前記熱可塑性樹脂成分が、前記配線板上に配置し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前記配線板上に該異方性導電膜を固定する仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも低いガラス転移温度を有する低ガラス転移温度熱可塑性樹脂と、該仮圧着工程での加熱における加熱温度よりも高いガラス転移温度を有する高ガラス転移温度熱可塑性樹脂とを含有する異方性導電膜。

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