JP6166826B2

JP6166826B2 - 異方導電性部材の製造方法

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Description

本発明は、異方導電性部材の製造方法に関する。

異方導電性部材は、半導体素子等の電子部品と回路基板との間に挿入し、加圧するだけで電子部品と回路基板間の電気的接続が得られるため、半導体素子等の電子部品を接続するための電気的接続部材や半導体素子等の電子部品を機能検査するための検査用コネクタ等として広く使用されている。

例えば、特許文献１には、「絶縁性基材中に、導電性部材からなる複数の導通路が、互いに絶縁された状態で絶縁性基材を厚み方向に貫通し、かつ、各導通路の一端が絶縁性基材の一方の面において露出し、各導通路の他端が絶縁性基材の他方の面において露出した状態で設けられる異方導電性部材であって、導通路の密度が２００万個／ｍｍ²以上であり、絶縁性基材がマイクロポアを有するアルミニウム基板の陽極酸化膜からなる構造体である、異方導電性部材。」が開示されている。

また、特許文献２には、「貫通孔（マイクロポア）への金属（導通路）の仮想充填率が１００％よりも大きくなるように、電解めっき処理により貫通孔へ金属を充填する工程、および、電解めっき処理によって絶縁性基材の表面に付着した金属を研磨処理により除去する工程を有し、貫通孔内部に充填される金属の平均結晶粒子径と、絶縁性基材の表面に付着する金属の平均結晶粒子径と、の差が２０ｎｍ以下となるように電解めっき処理を実施することを特徴とする金属充填微細構造体（異方導電性部材）の製造方法。」が開示されている。

特開２００８−２７０１５８号公報特開２０１１−２０２１９４号公報

しかしながら、特許文献１の異方導電性部材では、その製造工程において、例えば絶縁性基材を貫通するように複数の導通路を設ける際に、内部に残留応力が蓄積されており、外部から熱などのエネルギーが加えられることにより絶縁性基材が破損するおそれがある。このため、例えば、異方導電性部材に電子部品を接続するための配線を形成すると、配線形成時の熱により破損（例えば、クラック等）が生じ、実装品の得率の低下を招くといった問題があった。

そこで、絶縁性基材の破損を抑制するために、特許文献２では、残留応力が大きく発生しないように異方導電性部材の製造を行っている。
本発明は、特許文献２と同様、絶縁性基材の破損を抑制することができる異方導電性部材の製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、導通路を形成した後に残留応力を緩和する処理を施すことにより、絶縁性基材の破損を抑制することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の構成の異方導電性部材の製造方法を提供する。

（１）陽極酸化膜からなる絶縁性基材の複数のマイクロポアに導電性部材が充填された複数の導通路を有する異方導電性部材を作製した後に、
残留応力を緩和する処理を施した異方導電性部材を得る残留応力緩和工程を具備し、
前記残留応力緩和工程は、液体に浸しつつ超音波振動を与える工程である異方導電性部材の製造方法。

（２）残留応力緩和工程は、超音波振動を２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚで与える工程である（１）に記載の異方導電性部材の製造方法。

（３）残留応力緩和工程は、超音波振動を１０分以上与える工程である（１）または（２）に記載の異方導電性部材の製造方法。

本発明によれば、絶縁性基材の破損を抑制することができる異方導電性部材の製造方法を提供することができる。

異方導電性部材の好適な実施形態の一例を示す簡略図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉｂ−Ｉｂからみた断面図である。マイクロポアの規則化度を算出する方法の説明図である。本発明の異方導電性部材の製造方法の一例を説明する断面図である。電着処理を施した異方導電性部材を示す断面図である。異方導電性接合パッケージの一例を示す図である。

以下に、本発明の異方導電性部材の製造方法および異方導電性接合パッケージの製造方法を詳細に説明する。
本発明の異方導電性部材の製造方法において、後述する残留応力緩和行程に用いられる異方導電性部材は、陽極酸化膜からなる絶縁性基材の複数のマイクロポアに導電性部材が充填された複数の導通路を有する異方導電性部材である。
次に、この異方導電性部材について、図１を用いて説明する。

図１は、異方導電性部材の好適な実施態様の一例を示す簡略図であり、図１（Ａ）は正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ｉｂ−Ｉｂからみた断面図である。
異方導電性部材１は、絶縁性基材２および導電性部材からなる複数の導通路３を具備するものである。
絶縁性基材２は、厚み方向Ｚに貫通する複数のマイクロポア４を有し、この複数のマイクロポア４内に複数の導通路３が充填されている。
複数の導通路３は、少なくとも絶縁性基材２の一方の面から他方の面まで複数のマイクロポア４内に設けられるが、図１（Ｂ）に示すように、各導通路３の一端が絶縁性基材２の一方の面２ａから突出し、各導通路３の他端が絶縁性基材２の他方の面２ｂから突出した状態でマイクロポア４内に設けられるのが好ましい。即ち、各導通路３の両端は、絶縁性基材の主面である２ａおよび２ｂから突出する各突出部３ａおよび３ｂを有するのが好ましい。
次に、絶縁性基材および導通路について、材料、寸法、形成等を詳細に説明する。

［絶縁性基材］
異方導電性部材を構成する上記絶縁性基材は、マイクロポアを有するアルミニウム基板の陽極酸化膜からなる構造体であり、平面方向の絶縁性を保つように機能する。
本発明においては、上記絶縁性基材の厚み（図１（Ｂ）においては符号６で表される部分の全ての厚み）は、１〜１０００μｍの範囲内であるのが好ましく、５〜５００μｍの範囲内であるのがより好ましく、１０〜３００μｍの範囲内であるのが更に好ましい。絶縁性基材の厚みが１μｍ以上であると絶縁性基材の取り扱いが良好であり、絶縁性基材の厚みが１０００μｍ以下であると後述する異方導電性部材の製造方法において残留応力を容易に緩和することができる。

本発明においては、平面方向に配置された複数の導通路間の絶縁性をより確実に担保し且つ部分的に応力が不均一化することを抑制する観点から、上記マイクロポアについて下記式（ｉ）により定義される規則化度が５０％以上であるのが好ましく、７０％以上であるのがより好ましく、８０％以上であるのが更に好ましい。

規則化度（％）＝Ｂ／Ａ×１００（ｉ）

上記式（ｉ）中、Ａは、測定範囲におけるマイクロポアの全数を表す。Ｂは、一のマイクロポアの重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円を描いた場合に、その円の内部に上記一のマイクロポア以外のマイクロポアの重心を６個含むことになる上記一のマイクロポアの測定範囲における数を表す。

図２は、ポアの規則化度を算出する方法の説明図である。図２を用いて、上記式（１）をより具体的に説明する。
図２（Ａ）に示されるマイクロポア１０１は、マイクロポア１０１の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円１０３（マイクロポア１０２に内接している。）を描いた場合に、円３の内部にマイクロポア１０１以外のマイクロポアの重心を６個含んでいる。したがって、マイクロポア１０１は、Ｂに算入される。
図２（Ｂ）に示されるマイクロポア１０４は、マイクロポア１０４の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円１０６（マイクロポア１０５に内接している。）を描いた場合に、円１０６の内部にマイクロポア１０４以外のマイクロポアの重心を５個含んでいる。したがって、マイクロポア１０４は、Ｂに算入されない。
また、図２（Ｂ）に示されるマイクロポア１０７は、マイクロポア１０７の重心を中心とし、他のマイクロポアの縁に内接する最も半径が短い円１０９（マイクロポア１０８に内接している。）を描いた場合に、円１０９の内部にマイクロポア１０７以外のマイクロポアの重心を７個含んでいる。したがって、マイクロポア１０７は、Ｂに算入されない。

また、後述する導通路を直管構造とする観点から、上記マイクロポアが分岐構造を有しないこと、即ち、陽極酸化膜の一方の表面の単位面積あたりのマイクロポア数Ａと、別表面の単位面積あたりのマイクロポア数Ｂの比率が、Ａ／Ｂ＝０．９０〜１．１０であるのが好ましく、Ａ／Ｂ＝０．９５〜１．０５であるのがより好ましく、Ａ／Ｂ＝０．９８〜１．０２であるのが特に好ましい。

また、本発明においては、上記絶縁性基材における上記導通路間の幅（図１（Ｂ）においては符号７で表される部分）は、１０ｎｍ以上であるのが好ましく、２０〜２００ｎｍであるのがより好ましい。絶縁性基材における導通路間の幅がこの範囲であると、絶縁性基材が絶縁性の隔壁として十分に機能する。

本発明においては、上記絶縁性基材は、例えば、アルミニウム基板を陽極酸化し、陽極酸化により生じたマイクロポアを貫通化することにより製造することができる。なお、アルミニウムの陽極酸化膜の素材であるアルミナは、従来公知の異方導電性フィルム等を構成する絶縁性基材（例えば、熱可塑性エラストマー等）と同様、電気抵抗率は１０¹⁴Ω・ｃｍ程度である。
ここで、陽極酸化および貫通化の処理工程については、後述する本発明の異方導電性部材の製造方法において詳述する。

［導通路］
異方導電性部材を構成する上記導通路は、導電性部材からなるものであり、絶縁性基材の厚み方向に電気を導通する導通路として機能する。
上記導電性部材は、電気抵抗率が１０³Ω・ｃｍ以下の材料であれば特に限定されず、その具体例としては、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウムがドープされたスズ酸化物（ＩＴＯ）等が好適に例示される。
中でも、電気伝導性の観点から、銅、金、アルミニウム、ニッケルが好ましく、銅、金がより好ましい。また、後述する残留応力緩和工程において残留応力を容易に緩和できる理由から、銅およびニッケルが好ましい。
また、コストの観点から、導通路の上記絶縁性基材の両面から露出した面や突出した面（以下、「端面」ともいう。）の表面だけが金で形成されるのがより好ましい。

本発明においては、上記導通路は柱状であり、その全ての導通路の直径（図１（Ｂ）においては符号８で表される部分）は５〜５００ｎｍの範囲内であるのが好ましく、２０〜４００ｎｍの範囲内であるのがより好ましく、４０〜２００ｎｍの範囲内であるのが更に好ましく、５０〜１００ｎｍの範囲内であるのが特に好ましい。導通路の直径がこの範囲であると、電気信号を流した際に十分な応答が得ることができるため、異方導電性部材を電子部品の電気的接続部材や検査用コネクタとして、より好適に用いることができる。また、絶縁性基材の厚みが５００ｎｍ以下であると、後述する残留応力緩和行程において残留応力を容易に緩和することができる。

また、本発明においては、上記絶縁性基材の厚みに対する上記導通路の中心線の長さ（長さ／厚み）は１．０〜１．２であるのが好ましく、１．０〜１．０５であるのがより好ましい。上記絶縁性基材の厚みに対する上記導通路の中心線の長さがこの範囲であると、上記導通路が直管構造であると評価でき、電気信号を流した際に１対１の応答を確実に得ることができるため、異方導電性部材を電子部品の検査用コネクタや電気的接続部材として、より好適に用いることができる。

また、本発明においては、上記導通路の両端が上記絶縁性基材の両面から突出している場合、その突出した部分（図１（Ｂ）においては符号３ａおよび３ｂで表される部分。以下、「バンプ」ともいう。）の高さは、１０〜１００ｎｍであるのが好ましく、１０〜５０ｎｍであるのがより好ましい。バンブの高さがこの範囲であると、電子部品の電極(パッド）部分との接合性が向上する。

本発明においては、上記導通路は上記絶縁性基材によって互いに絶縁された状態で存在するものであるが、その密度は２００万個／ｍｍ²以上であり、１０００万個／ｍｍ²以上であるのが好ましく、５０００万個／ｍｍ²以上であるのがより好ましく、１億個／ｍｍ²以上であるのが更に好ましい。
上記導通路の密度がこの範囲にあることにより、異方導電性部材は高集積化が一層進んだ現在においても半導体素子等の電子部品の検査用コネクタや電気的接続部材等として使用することができる。

本発明においては、隣接する各導通路の中心間距離（図１においては符号９で表される部分。以下、「ピッチ」ともいう。）は、２０〜５００ｎｍであるのが好ましく、４０〜２００ｎｍであるのがより好ましく、５０〜１４０ｎｍであるのが更に好ましい。ピッチがこの範囲であると、導通路直径と導通路間の幅（絶縁性の隔壁厚）とのバランスがとりやすい。

異方導電性部材は、上述したように、高い絶縁性を維持しつつ高密度で電気の導通が確保でき、さらに後述する残留応力緩和行程において残留応力を容易に緩和できるという理由から、上記絶縁性基材の厚みは１〜１０００μｍであるのが好ましく、上記導通路の直径は５〜５００ｎｍであるのが好ましい。

本発明の異方導電性部材の製造方法（以下、単に「本発明の製造方法」ともいう。）は、陽極酸化膜からなる絶縁性基材の複数のマイクロポアに導電性部材が充填された複数の導通路を有する上述の異方導電性部材を作製した後に、
残留応力を緩和する処理を施した異方導電性部材を得る残留応力緩和工程を具備する異方導電性部材の製造方法である。
次に、本発明の異方導電性部材の製造方法の一例を示す。

本発明の異方導電性部材の製造方法は、
アルミニウム基板を陽極酸化する陽極酸化処理工程、
上記陽極酸化処理工程の後に、上記陽極酸化により生じた複数の細孔を貫通化して、複数のマイクロポアを有する絶縁性基材を得る貫通化処理工程、
上記貫通化処理工程の後に、得られた上記絶縁性基材における上記複数のマイクロポアの内部に導電性部材を充填して複数の導通路を形成する導通路形成工程、および、
上記導通路形成工程の後に、残留応力を緩和する処理を施した異方導電性部材を得る残留応力緩和工程を具備することが好ましい。
次に、本発明の製造方法について各処理工程を詳述する。

［アルミニウム基板］
本発明の製造方法に用いられるアルミニウム基板は、特に限定されず、その具体例としては、純アルミニウム板；アルミニウムを主成分とし微量の異元素を含む合金板；低純度のアルミニウム（例えば、リサイクル材料）に高純度アルミニウムを蒸着させた基板；シリコンウエハー、石英、ガラス等の表面に蒸着、スパッタ等の方法により高純度アルミニウムを被覆させた基板；アルミニウムをラミネートした樹脂基板；等が挙げられる。

本発明においては、アルミニウム基板のうち、後述する陽極酸化処理工程により陽極酸化膜を設ける表面は、アルミニウム純度が、９９．５質量％以上であるのが好ましく、９９．９質量％以上であるのがより好ましく、９９．９９質量％以上であるのが更に好ましい。アルミニウム純度が上記範囲であると、マイクロポア配列の規則性が十分となる。

また、本発明においては、アルミニウム基板のうち後述する陽極酸化処理工程を施す表面は、あらかじめ脱脂処理および鏡面仕上げ処理が施されるのが好ましい。
ここで、熱処理、脱脂処理および鏡面仕上げ処理については、特許文献１（特開２００８−２７０１５８号公報）の［００４４］〜［００５４］段落に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。

［陽極酸化処理工程］
上記陽極酸化工程は、上記アルミニウム基板に陽極酸化処理を施すことにより、該アルミニウム基板表面にマイクロポアを有する酸化皮膜を形成する工程である。
本発明の製造方法における陽極酸化処理は、従来公知の方法を用いることができるが、細孔配列の規則性を高くし、平面方向の導電部の絶縁性をより確実に担保する観点から、自己規則化法や定電圧処理を用いるのが好ましい。
ここで、陽極酸化処理の自己規則化法や定電圧処理については、特許文献１（特開２００８−２７０１５８号公報）の［００５６］〜［０１０８］段落および［図３］に記載された各処理と同様の処理を施すことができる。

［貫通化処理工程］
上記貫通化処理工程は、上記陽極酸化処理工程の後に、上記陽極酸化により生じた複数の細孔を貫通化して、複数のマイクロポアを有する絶縁性基材を得る工程である。
上記貫通化処理工程としては、具体的には、例えば、上記陽極酸化処理工程の後に、アルミニウム基板を溶解し、陽極酸化膜の底部を除去する方法；上記陽極酸化処理工程の後に、アルミニウム基板およびアルミニウム基板近傍の陽極酸化膜を切断する方法；等が挙げられる。
ここで、貫通化処理工程におけるこれらの方法については、例えば、特許文献１（特開２００８−２７０１５８号公報）の［０１１０］〜［０１２１］段落ならびに［図３］および［図４］に記載された各方法と同様の方法が挙げられる。

この貫通化処理工程により、図３（Ａ）に示すように、厚み方向に貫通する複数のマイクロポア４を有する絶縁性基材２が得られる。このようにして得られた絶縁性基材２は、上述した異方導電性部材において説明したものと同様の構成を有する。

［導通路形成工程］
上記導通路形成工程は、上記貫通化処理工程の後に、得られた上記絶縁性基材における複数のマイクロポアの内部に導電性部材である金属を充填して複数の導通路を形成する工程である。
ここで、充填する金属は、上述した異方導電性部材において説明したものと同様である。
また、上記マイクロポアに金属を充填する方法は、例えば、特許文献１（特開２００８−２７０１５８号公報）の［０１２３］〜［０１２６］段落および［図４］に記載された各方法と同様の方法が挙げられる。

ここで、上記の貫通化処理工程後に複数のマイクロポアを有する絶縁性基材が得られたが、この複数のマイクロポアの内周面は、絶縁性基材の厚さ方向に対して厳密には平行に延びておらず、例えば、絶縁性基材の一方の面側から他方の面側に向かうほど少し内側に傾斜するなど、僅かに不均一な形状となっている。このため、上記の導通路形成工程により複数のマイクロポアの内部に導通路を形成すると、複数のマイクロポアの内周面と導通路の外周面との間で生じる力が、その位置によって不均一となる。
例えば、複数のマイクロポアの内周面が、絶縁性基材の一方の面側から他方の面側に向かうほど少し内側に傾斜している場合には、図３（Ｂ）に示すように、複数のマイクロポアの内周面と導通路の外周面との間に生じる力は、絶縁性基材の一方の面２ａから他方の面２ｂに近くなるほど大きくなる。このため、絶縁性基材の厚さ方向における応力差により残留応力が生じ、この残留応力に応じた歪が絶縁性基材に生じることになる。
本発明では、後述する残留応力緩和工程により、この導通路形成工程で生じた残留応力を緩和するものである。

この導通路形成工程により、導通路３を有する絶縁性基材２が得られる。

［表面平滑化処理］
本発明の製造方法においては、上記導通路形成工程の後に、化学機械研磨処理などによって表面および裏面を平滑化する表面平滑処理工程を具備するのが好ましい。
化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）処理を行うことにより、金属を充填させた後の表面および裏面の平滑化と表面に付着した余分な金属を除去することができる。
ＣＭＰ処理には、株式会社フジミインコーポレイテッド社製のＰＮＡＮＥＲＬＩＴＥ−７０００、日立化成株式会社製のＧＰＸＨＳＣ８００、旭硝子（セイミケミカル）株式会社製のＣＬ−１０００等のＣＭＰスラリーを用いることができる。
なお、陽極酸化膜を研磨したくないので、層間絶縁膜やバリアメタル用のスラリーを用いるのは好ましくない。

［トリミング処理］
本発明の製造方法においては、上記導通路形成工程または上記ＣＭＰ処理を施した場合は上記表面平滑処理工程の後に、トリミング処理工程を具備するのが好ましい。
上記トリミング処理工程は、上記導通路形成工程または上記ＣＭＰ処理を施した場合は上記表面平滑処理工程の後に、異方導電性部材表面の絶縁性基材のみを一部除去し、導通路を突出させる工程である。
ここで、トリミング処理は、導通路を構成する金属を溶解しない条件であれば、上述した陽極酸化膜の底部を除去する際に用いられた酸水溶液またはアルカリ水溶液に接触させる、例えば浸せき法およびスプレー法などにより行うことができる。特に、トリミング処理には、溶解速度を管理しやすいリン酸を用いるのが好ましい。
このトリミング工程により、図３（Ｃ）に示される複数の導通路３を有する絶縁性基材２が得られる。

［残留応力緩和工程］
上記残留応力緩和工程は、上記導通路形成工程の後に、残留応力を緩和する処理を施して上記異方導電性部材を得る工程である。ここで、残留応力を緩和する処理とは、絶縁性基材の残留応力を200MPa以下まで低下させる処理のことをいう。
残留応力緩和工程としては、複数のマイクロポアの内周面と複数の導通路の外周面との間に生じる力を分散させる処理を施すことにより、残留応力を緩和することが好ましい。

例えば、残留応力緩和工程は、複数の導通路を有する絶縁性基材を焼成することにより、複数のマイクロポアの内周面と導通路の外周面との間に生じる力を分散させることができる。
ここで、焼成の温度は、５０℃〜６００℃で行われるのが好ましく、１００℃〜５５０℃で行われるのがより好ましく、１５０℃〜４００℃で行われるのがさらに好ましい。焼成温度が５０℃以上であると、残留応力を低下させることができ、焼成温度が６００℃以下であると、過剰な加熱により正常な部分などが大きく変形することを抑制することができる。

また、上記残留応力緩和工程は、絶縁性基材の一方の面および他方の面の少なくとも一方に荷重を加えつつ絶縁性基材を焼成することが好ましい。
ここで、上記荷重は、ハンドリング性、荷重時の絶縁性基材との密着性および絶縁性基材の耐久性の観点から、５０ｇ／ｃｍ²〜２０００ｇ／ｃｍ²の圧力で絶縁性基材の一方の面および他方の面の少なくとも一方に加えることが好ましい。また、焼成温度は、上記の焼成温度と同じく、５０℃〜６００℃で行われるのが好ましく、１００℃〜５５０℃で行われるのがより好ましく、１５０℃〜４００℃で行われるのがさらに好ましい。
このように、絶縁性基材の一方の面および他方の面の少なくとも一方に荷重を加えつつ絶縁性基材を焼成することで、残留応力を１８０ＭＰａ以下まで低下させることが好ましく、１６５ＭＰａ以下まで低下させることがより好ましい。

具体的には、図３（Ｄ）に示すように、上記のトリミング工程により得られた複数の導通路３を有する絶縁性基材２の一方の面２ａに対して、平板状の加圧部２０で荷重を加える。この時、残留応力により生じた絶縁性基材２の歪が完全に戻るまで荷重を加えることが好ましい。

続いて、絶縁性基材２の一方の面２ａに荷重を加えた状態で焼成を行う。このように、絶縁性基材２の歪を戻した状態で焼成を行うことにより、複数の導通路３を構成する金属分子が再配列されて複数の導通路３の表面形状に微小な変形が生じる。この複数の導通路４の変形に伴って、上記の導通路形成工程において複数のマイクロポア４の内周面と複数の導通路３の外周面との間に生じた不均一な力が分散されて、その力が絶縁性基材２の厚さ方向に均一化される。この時、残留応力が１８０ＭＰａ以下になるまで上記の処理を行うことが好ましい。これにより、図３（Ｅ）に示すように、絶縁性基材２の歪を修正することができる。

なお、上記残留応力緩和工程における焼成は、大気中、真空状態下、窒素雰囲気下およびアルゴン雰囲気下などにおいて行うことができ、特に、導通路を構成する金属が酸化して高抵抗化するのを防止する観点から、真空状態下、窒素雰囲気下またはアルゴン雰囲気下において行うことが好ましい。

また、上記残留応力緩和工程は、液体に浸しつつ超音波振動を与えることにより、上記複数のマイクロポアの内周面と上記複数の導通路の外周面との間に生じる力を分散させる処理を施すこともできる。
この時、上記トリミング工程により得られた複数の導通路を有する絶縁性基材の全てを液体中に浸漬した状態で超音波振動を与えることが好ましい。また、複数の導通路を有する絶縁性基材を浸す液体としては、たとえば、水、水溶液、液体の有機化合物が用いられ、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）およびメチルエチルケトン（ＭＥＫ）のような液体の有機化合物を用いるのが好ましい。

また、上記超音波振動は、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚで与えるのが好ましい。超音波振動が２０ｋＨｚ以上であると、残留応力を大きく低下させることができ、超音波振動が１００ｋＨｚ以下であると、過剰な振動により正常な部分などが損傷することを抑制することができる。
また、上記超音波振動は、１０分以上与えることが好ましく、１００分以上であるのがより好ましく、１５０分以上であるのがさらに好ましい。超音波振動を１０分以上与えることにより、残留応力を大きく低下させることができる。

この残留応力緩和工程により、残留応力が緩和された異方導電性部材が得られる。この異方導電性部材は、上述した異方導電性部材において説明したものと同様の構成を有する。

［電着処理］
本発明の製造方法においては、上記トリミング処理工程に代えてまたは上記トリミング処理工程の後に、図３（Ｂ）に示される導通路３の表面にのみ、更に同一のまたは異なる導電性金属を析出させる電着処理工程を具備するものであってもよい（図４）。
本発明においては、電着処理は、異種金属の電気陰性度の差異を利用した無電解メッキ処理も含む処理である。
ここで、無電解メッキ処理は、無電解メッキ処理液（例えば、ｐＨが１〜９の貴金属含有処理液に、ｐＨが６〜１３の還元剤処理液を適宜混合した液）に浸漬させる工程である。

本発明の製造方法においては、上記トリミング処理および上記電着処理は、異方導電性部材の使用直前に施すのが好ましい。これらの処理を使用直前に施すことにより、バンプ部分を構成する導通路の金属が使用直前まで酸化しないため好ましい。

[異方導電性接合パッケージ]
以下に、異方導電性接合パッケージについて詳細に説明する。
本発明の異方導電性接合パッケージの製造方法で製造される異方導電性接合パッケージは、上述した異方導電性部材と、複数の導通路の少なくとも１つに電気的に接続された導電素材からなる接続部とを有するパッケージである。

図５（Ａ）は、異方導電性接合パッケージ１０を用いたマルチチップモジュール１１の好適な実施態様の一例を示す模式的な斜視図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のマルチチップモジュール１１から異方導電性接合パッケージ１０を抜き出して図示したものである。

図５（Ａ）のマルチチップモジュール１１は、回路基板に取り付けられて電気接続を行うためのものであって、ベース（チップ）基板１２と２つのＩＣチップ１３と、異方導電性接合パッケージ１０に接続されたインターポーザ１４とを備えている。
チップ基板１２は、プリント配線基板から構成され、プリント配線基板中の図示しない電極がＩＣチップ１３と図示しない配線で電気的に接続されている。異方導電性接合パッケージ１０は、チップ基板１２上に配置され、異方導電部材１の絶縁性基材２の一方の面２ａに露出する導通路３の端部が平板状の電極１５ａ（接続部）に接続されると共に、絶縁性基材２の他方の面２ｂに露出する導通路３の端部が平板状の電極１５ｂ（接続部）に接続される。また、電極１５ａは、インターポーザ１４内の内部配線と接続され、電極１５ｂは、チップ基板１２の図示しない配線を介してＩＣチップ１３と接続されている。
このように、異方導電部材１を介して電極１５ａと電極１５ｂを厚み方向に容易に接続することができ、インターポーザ１４などを積層して配置することができる。

異方導電性接合パッケージ１０は、導電素材からなる接続部と異方導電部材を厚さ方向に交互に積層した多層構造としてもよく、これにより放熱性を上げることができ装置の信頼性を向上させることができる。

[異方導電性接合パッケージの製造方法]
本発明の異方導電性接合パッケージの製造方法は、上記の製造方法で得られる異方導電性部材に導電性材料を塗布して、複数の導通路の少なくとも１つに接続された接続部を有する異方導電性パッケージを得る接続部形成工程を具備する異方導電性接合パッケージの製造方法である。
導電性材料としては、具体的には、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、ＩＴＯ、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、Ｐｄ（パラジウム）、ベリリウム（Ｂｅ）、レニウム（Ｒｅ）のいずれか１種または２種以上の素材を用いることができる。

接合方式は、特に制限されないが、接合時の導電信頼性が高い観点から、圧着接合が好ましく、加熱圧着接合がより好ましい。また、超音波接合も好ましい。

［接続部の具体例］
接続部の具体例は、例えば電極であり、電極はどのような部材に形成されるものでもよいが、上述した異方導電部材の、一方の表面と他方の表面に接合され、さらにこの電極が、インターポーザ内の内部配線と接続された電極であるのが好ましい。
インターポーザは変換基板、再配線基板とも呼ばれ、基板内の内部配線によってその表面に接続される外部電極の配置に応じて電極の配置を任意に設計できる。電極以外のインターポーザの部材は、シリコンウエハ、ＧａＮ基板等の無機化合物、ガラス繊維含浸・エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等の各種プラスチックで製造できる。
インターポーザは上述した異方導電性接合パッケージの一方の面に接合されていてもよいが、異方導電性接合パッケージを中間層として上下２層に接合されるのが好ましい。

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されない。

（実施例１）
（Ａ）鏡面仕上げ処理（電解研磨処理）
高純度アルミニウム基板（住友軽金属株式会社製、純度９９．９９質量％、厚さ０．４ｍｍ）を１０ｃｍ四方の面積で陽極酸化処理できるようカットし、以下組成の電解研磨液を用い、電圧２５Ｖ、液温度６５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で電解研磨処理を施した。
陰極はカーボン電極とし、電源は、ＧＰ０１１０−３０Ｒ（株式会社高砂製作所社製）を用いた。また、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（アズワン株式会社製）を用いて計測した。

（電解研磨液組成）
・８５質量％リン酸（和光純薬工業株式会社製試薬）６６０ｍＬ
・純水１６０ｍＬ
・硫酸１５０ｍＬ
・エチレングリコール３０ｍＬ

（Ｂ）陽極酸化処理工程
次いで、電解研磨処理後のアルミニウム基板に、特開２００７−２０４８０２号公報に記載の手順にしたがって自己規則化法による陽極酸化処理を施した。
電解研磨処理後のアルミニウム基板に、０．５０ｍｏｌ／Ｌシュウ酸の電解液で、電圧４０Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、５時間のプレ陽極酸化処理を施した。
その後、プレ陽極酸化処理後のアルミニウム基板を、０．２ｍｏｌ／Ｌ無水クロム酸、０．６ｍｏｌ／Ｌリン酸の混合水溶液（液温：５０℃）に１２時間浸漬させる脱膜処理を施した。
その後、０．５０ｍｏｌ／Ｌシュウ酸の電解液で、電圧４０Ｖ、液温度１５℃、液流速３．０ｍ／ｍｉｎの条件で、１０時間の再陽極酸化処理を施し、膜厚８０μｍの酸化皮膜を得た。
なお、プレ陽極酸化処理および再陽極酸化処理は、いずれも陰極はステンレス電極とし、電源はＧＰ０１１０−３０Ｒ（株式会社高砂製作所製）を用いた。また、冷却装置にはＮｅｏＣｏｏｌＢＤ３６（ヤマト科学株式会社製）、かくはん加温装置にはペアスターラーＰＳ−１００（ＥＹＥＬＡ東京理化器械株式会社製）を用いた。更に、電解液の流速は渦式フローモニターＦＬＭ２２−１０ＰＣＷ（アズワン株式会社製）を用いて計測した。

（Ｃ）貫通化処理工程
次いで、２０質量％塩化水銀水溶液(昇汞)に２０℃、３時間浸漬させることによりアルミニウム基板を溶解し、更に、５質量％リン酸に３０℃、３０分間浸漬させることにより陽極酸化膜の底部を除去し、マイクロポアを有する陽極酸化膜からなる構造体（絶縁性基材）を作製した。

（Ｄ）加熱処理
次いで、上記で得られた構造体に、温度４００℃で１時間の加熱処理を施した。

（Ｅ）電極膜形成処理
次いで、上記加熱処理後の酸化皮膜の一方の表面に電極膜を形成する処理を施した。
すなわち、０．７ｇ／Ｌ塩化金酸水溶液を、一方の表面に塗布し、１４０℃／１分で乾燥させ、更に５００℃／１時間で焼成処理し、金のめっき核を作成した。
その後、無電解めっき液としてプレシャスファブＡＣＧ２０００基本液／還元液（日本エレクトロプレイティング・エンジニヤース（株）製）を用いて、５０℃／１時間浸漬処理し、空隙のない電極膜を形成した。

（Ｆ）導通路形成工程
次いで、上記電極膜を形成した面に銅電極を密着させ、銅電極を陰極にし、白金を正極にして電解めっき処理を施した。
硫酸銅／硫酸／塩酸＝２００／５０／１５（ｇ／Ｌ）の混合溶液を２５℃に保った状態で電解液として使用し、定電圧パルス電解を実施することにより、マイクロポアに銅が充填された構造体（異方導電性部材）を作成した。
ここで、定電圧パルス電解は、株式会社山本鍍金試験器社製のメッキ装置を用い、北斗電工株式会社製の電源（ＨＺ−３０００）を用い、めっき液中でサイクリックボルタンメトリを行なって析出電位を確認した後、皮膜側の電位を−２Ｖに設定して行った。また、定電圧パルス電解のパルス波形は矩形波であった。具体的には、電解の総処理時間が３００秒になるように、１回の電解時間が６０秒の電解処理を、各電解処理の間に４０秒の休止時間を設けて５回施した。

（Ｇ）表面平滑化処理工程
次いで、金属が充填された構造体の表面および裏面に、ＣＭＰ処理を施し、膜厚８０μｍの構造体に対し、両面から１５μｍずつ研磨することにより、酸化皮膜上に形成した電極膜を除去し、かつ、酸化皮膜の表面および裏面を平滑化して膜厚５０μｍの構造体を得た。
ＣＭＰスラリーとしては、株式会社フジミインコーポレイテッド社製のＰＮＡＮＥＲＬＩＴＥ−７０００を用いた。
ＣＭＰ処理後、構造体の表面をＦＥ−ＳＥＭで観察すると、酸化皮膜の表面から充填金属が一部あふれるような形になっていた。

（Ｈ）トリミング処理
次いで、ＣＭＰ処理後の構造体をリン酸溶液に浸漬し、陽極酸化膜を選択的に溶解することで、マイクロポアに充填された充填金属の円柱を突出させて構造体を得た。リン酸溶液は、上記貫通化処理と同じ液を使い、処理時間を５分とした。

（Ｉ）残留応力緩和工程
次いで、トリミング処理後の構造体を大気環境下で５０ｇ／ｃｍ²の荷重を加えつつ２１０℃の温度で４５分間の焼成を行い、異方導電性部材が得られた。

（Ｈ）パッケージ工程
次いで、残留応力緩和工程後の異方導電性部材を熱圧着装置（北川精機株式会社製、ＨＶＨＣ-ＰＲＥＳＳ、シリンダー面積２０１ｃｍ²）を使って熱圧着試験をおこなった。導電素材には銅を用い、圧着温度が２４０℃、電極単位面積当たりの圧着圧力が５０ＭＰａ以下、圧着時間が１分の条件で熱圧着することにより異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例２〜１６）
焼成温度と焼成雰囲気を第１表に従って変更した以外は、実施例１と同様の方法により異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例１７）
導通路形成工程を以下に示す方法で行った以外は、実施例１と同様の方法により、異方導電性部材を作製した。また、パッケージ工程において導電性素材をニッケルとした以外は、実施例１と同様の方法により、異方導電性接合パッケージを作製した。
[導通路形成工程]
電極膜を形成した面にニッケル電極を密着させ、ニッケル電極を陰極にし、白金を正極にして電界めっき処理を施した。そして、硫酸ニッケル／塩化ニッケル／ホウ酸＝３００／６０／４０（ｇ／Ｌ）の混合溶液を５０℃に保った状態で電解液として使用し、定電流電解（５Ａ／ｄｍ²）を行うことにより金属充填を行った。

（実施例１８〜２４）
焼成温度と焼成雰囲気を第１表に従って変更した以外は、実施例１７と同様の方法により異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例２５〜２７）
残留応力緩和工程を以下に示す方法で行った以外は、実施例１と同様の方法により、異方導電性部材を作製した。
[残留応力緩和工程]
トリミング処理後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液中で２０〜１００ｋＨｚ程度の超音波振動をそれぞれ１５０分間、１００分間および１０分間与えることにより、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例２８〜３０）
残留応力緩和工程を以下に示す方法で行った以外は、実施例１７と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。
[残留応力緩和工程]
トリミング処理後、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液中で２０〜１００ｋＨｚ程度の超音波振動をそれぞれ１５０分間、１００分間および１０分間与えることにより、異方導電性部材を作製した。

（実施例３１）
残留応力緩和工程において、荷重を加えずに焼成を行った以外は、実施例１３と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例３２）
残留応力緩和工程において、荷重を加えずに焼成を行った以外は、実施例１６と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例３３）
残留応力緩和工程において、荷重を加えずに焼成を行った以外は、実施例２１と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（実施例３４）
残留応力緩和工程において、荷重を加えずに焼成を行った以外は、実施例２４と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（比較例１）
残留応力緩和工程を除いた以外は、実施例１と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（比較例２）
残留応力緩和工程を除いた以外は、実施例１７と同様の方法により、異方導電性部材および異方導電性接合パッケージを作製した。

（評価方法）
残留応力は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ、ブルカー・バイオスピン株式会社製、Ｄ８ＤｉｓｃｏｖｅｒｗｉｔｈＧＡＤＤＳ）を用いて、２θ・ｓｉｎ²ψ法により、残留応力を算出した。電圧／電流は４５ｋＶ／１１０ｍＡで、Ｘ線波長はＣｒＫα線、Ｘ線照射径は５００μｍ、評価結晶面はＣｕ（３１１）面またはＮｉ（３１１）面で測定を行った。この結果を下記第１表に示す。

クラック数は、異方導電性接合パッケージを１０サンプル作成し、マイクロフォーカスＸ線ＣＴ（株式会社島津製作所製、ＳＭＸ−１６０ＣＴＳ）を用いて、異方導電性接合パッケージの内部構造を観察することで、それぞれのサンプルについてクラック数を求め、クラック数の平均値を算出した。この結果を下記第１表に示す。

配線抵抗値のばらつきは、異方導電性接合パッケージを１０サンプル作成し、配線抵抗を１サンプルあたり３０回測定して、得られた抵抗値（Ω）の標準偏差を算出した。標準偏差が小さいほど、配線時の故障がなく、異方導電性接合パッケージの得率が良いことになる。配線抵抗値の測定は、異方導電膜の断面を研磨することにより１つの導通路について電気的に接続していることを確認し、その電気的な接続が確認できた異方導電性接合パッケージを用いて直流電圧と電流とを測定し、抵抗値を算出した。この結果を下記第１表に示す。

第１表に示す結果から、残留応力緩和工程を行った実施例１〜３４は、比較例１および２と比較して残留応力およびクラック数が低下し、絶縁性基材の破損を抑制できることがわかった。

特に、残留応力緩和工程において荷重を加えつつ焼成した実施例１〜２４は、荷重を加えずに焼成した実施例３１〜３４と比較して、残留応力が大きく低下しており、荷重を加えつつ焼成することが残留応力の低下に大きく寄与することがわかった。
また、残留応力緩和工程において超音波振動を与えた実施例２５〜３０は、超音波を与えていない比較例１および２と比較して、残留応力が大きく低下しており、超音波を与えることが残留応力の低下に大きく寄与することがわかった。

また、残留応力緩和工程において荷重を加えつつ焼成を行った実施例１〜２４は、焼成雰囲気、導通路の金属種および荷重の条件が同じもので比較したときに、焼成温度が高温であるほど残留応力が低下しており、焼成温度が残留応力の低下に大きく寄与することがわかった。
また、残留応力緩和工程において超音波振動を与えた実施例２５〜３０は、焼成雰囲気および導通路の金属種の条件が同じもので比較したときに、超音波振動を与えた時間が長時間であるほど残留応力が低下しており、超音波振動を与えた時間が残留応力の低下に大きく寄与することがわかった。

また、残留応力緩和工程において焼成を行う実施例１〜２４は、焼成雰囲気の違いによらず残留応力が１８０ＭＰａ以下まで低下しており、大気、窒素、アルゴン、真空のいずれの焼成雰囲気でも残留応力の緩和を妨げないことがわかった。
また、実施例１〜３０は、導通路の金属種の違いによらず残留応力が１８０ＭＰａ以下まで低下しており、銅およびニッケルのいずれの金属を導通路に使用しても残留応力の緩和を妨げないことがわかった。

１異方導電性部材、２絶縁性基材、２ａ絶縁性基材の一方の面、２ｂ絶縁性基材の他方の面、３導通路、４マイクロポア、４ａ，４ｂ突出部、５基材内導通部
６絶縁性基材の厚み、７導通路間の幅、８導通路の直径、９導通路の中心間距離（ピッチ）、１０異方導電性接合パッケージ、１１マルチチップモジュール、１２チップ基板、１３ＩＣチップ、１４インターポーザ、１５ａ，１５ｂ電極、１０１、１０２、１０４、１０５、１０７、１０８マイクロポア、１０３、１０６、１０９円。

Claims

陽極酸化膜からなる絶縁性基材の複数のマイクロポアに導電性部材が充填された複数の導通路を有する異方導電性部材を作製した後に、
残留応力を緩和する処理を施した異方導電性部材を得る残留応力緩和工程を具備し、
前記残留応力緩和工程は、液体に浸しつつ超音波振動を与える工程である異方導電性部材の製造方法。
前記残留応力緩和工程は、前記超音波振動を２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚで与える工程である請求項１に記載の異方導電性部材の製造方法。
前記残留応力緩和工程は、前記超音波振動を１０分以上与える工程である請求項１または２に記載の異方導電性部材の製造方法。