JP6177642B2 - 接続フィルム、接続構造体、接続構造体の製造方法、接続方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る接続フィルムの製造方法は、フィラーが分散された接着剤層を有する接続フィルムの製造方法において、上記接着剤層は、厚み方向において流動性に差が設けられ、上記接着剤層の第1の面を圧着ツールで押圧したときの接着強度が、上記接着剤層の上記第1の面と反対側の第2の面を上記圧着ツールで押圧したときの接着強度よりも高く、上記フィラーの体積密度分布が、圧着ツールによる押圧領域の外縁部におけるフィラー体積密度(c)、上記圧着ツールによる押圧領域の中央部におけるフィラー体積密度(a)、上記圧着ツールによる押圧領域の内縁部におけるフィラー体積密度(b)としたときに、c>a>bとなるように流動性が設計されたものである。
基板2のFOB実装部5に接続されるフレキシブル基板4は、ポリイミド等の可撓性を有する基板9の一面9a上に、図1に示すように、電極端子6と接続される接続端子7が複数配列して形成されている。接続端子7は、例えば銅箔等がパターニングされるとともに、適宜、表面にニッケル金メッキ等のメッキコート処理が施されることにより形成され、電極端子6と同様に、例えば略矩形状に形成され、長手方向に直交する方向に亘って複数配列して形成されている。接続端子7と電極端子6、及び接続端子7間の領域と電極端子6間の領域とは、略同じパターンで配列され、同一幅を有し、異方性導電フィルム3を介して重畳される。
異方性導電フィルム3は、熱硬化型の接着剤であり、後述する熱圧着ツール20により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子16が基板2及びフレキシブル基板4の各端子6、7の間で押し潰され、加熱により、導電性粒子16が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム3は、基板2とフレキシブル基板4とを電気的、機械的に接続する。
また、バインダー樹脂15の流動性を制御し、粒子捕捉率を向上させるために、バインダー樹脂組成物には、無機フィラーを含有させるようにしてもよい。無機フィラーとしては、特に限定されないが、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができる。このような無機フィラーは、異方性導電フィルム3によって接続される接続構造体の応力を緩和させる目的によっても適宜用いることができる。
ここで、本発明に係る異方性導電フィルム3は、熱圧着ツール20によって圧着された後の導電性粒子16が所定の密度分布になるよう設計されることにより、接着強度及び導通信頼性の向上が図られている。具体的に、図3に示すように、異方性導電フィルム3は、基板2とフレキシブル基板4とが接続された後の、並列する端子間領域11における導電性粒子16の密度分布が、熱圧着ツール20による押圧領域21の外縁部21cにおける粒子密度を(c)、熱圧着ツール20による押圧領域21の中央部21aにおける粒子密度を(a)、熱圧着ツール20による押圧領域21の内縁部21bにおける粒子密度を(b)としたときに、c>a>bとなる。
このような導電性粒子16の密度分布を備えることにより、異方性導電フィルム3は、基板2とフレキシブル基板4との間で、バインダー樹脂15によるフィレットが適切に形成され、接着強度を向上させることができる。すなわち、異方性導電フィルム3によれば、押圧領域21の外縁部21cにおける導電性粒子16の密度(c)が、押圧領域21の内縁部21bにおける導電性粒子の密度(b)よりも高いことから、押圧領域21の外縁部21cにより多くのバインダー樹脂15が流動し、硬化されていることが分かる。そして、図4に示すように、押圧領域21の外縁部21cに流動したバインダー樹脂15によって、基板2とフレキシブル基板4との間に亘ってフィレット23が形成される。これにより、異方性導電フィルム3は、基板2とフレキシブル基板4とを強固に接合することができる。
このように、異方性導電フィルム3の熱圧着後における導電性粒子16の密度分布は、バインダー樹脂15の流動性に起因する。すなわち、異方性導電フィルム3が熱圧着ツール20によって熱加圧されることにより、バインダー樹脂15が流動性を示すとともに、基板2とフレキシブル基板4との間から流出する。このとき、異方性導電フィルム3には、バインダー樹脂15が押圧領域21から適度に流出されることで、押圧領域21の外縁部21cにおいてフィレット23を形成するとともに、熱圧着ツール20による押し込みによって導電性粒子16を電極端子6と接続端子7とで挟持できるように、バインダー樹脂15が電極端子6と接続端子7との間から適度に流出される流動性を示すことが必要となる。
バインダー樹脂15がこのような流動性を示す異方性導電フィルム3としては、例えば、図5に示す異方性導電フィルム3において、相対的に流動性の高い第1のバインダー樹脂15aを、最低溶融粘度の到達温度が相対的に低い樹脂により形成し、相対的に流動性の低い第2のバインダー樹脂15bを、最低溶融粘度の到達温度が相対的に高い樹脂により形成することにより得る。ここで、図7に示すように、第1、第2のバインダー樹脂15a、15bの最低溶融粘度の到達温度差は、10〜30℃とすることが好ましい。
異方性導電フィルム3は、第1の面3aから第2の面3bにかけて流動性が漸次低くなるように構成されている。そのため、上記とは反対に第2の面3b側を熱圧着ツール20によって押圧すると、バインダー樹脂15の挙動が変わり、接着強度が落ちる。例えば、図5に示す、バインダー樹脂15として、最低溶融粘度の到達温度が相対的に低い第1のバインダー樹脂15aと、最低溶融粘度の到達温度が相対的に高い第2のバインダー樹脂15bとを積層して形成された異方性導電フィルム3において、第2の面3b側から熱圧着ツール20を押し当てた場合、第2のバインダー樹脂15bが流れにくいことから、押圧領域21の外縁部21cの厚さが足りず、フィレット23が第1の面3a側に偏って形成される。このため、基板2とフレキシブル基板4との接着強度が低下してしまう。
異方性導電フィルム3は、導電性粒子16を含有する導電性接着剤層と、導電性粒子16を含有せずバインダー樹脂のみからなる絶縁性接着剤層とを積層して形成することができる。例えば、異方性導電フィルム3は、図5に示すように、第1、第2のバインダー樹脂15a、15bを積層する場合、第1のバインダー樹脂15aを絶縁性接着剤層とし、第2のバインダー樹脂15bを導電性接着剤層とすることができる。また、異方性導電フィルム3は、流動性の異なる接着剤層を複数積層させ、そのいずれか一又は複数の層を導電性接着剤層とし、その他の層を絶縁性接着剤層としてもよい。
フレキシブル基板4を熱加圧する熱圧着ツール20は、基板2及びフレキシブル基板4が載置されるステージの上方に昇降自在に設けられている。
次いで、流動性の高い第1のバインダー樹脂15aと流動性の低い第2のバインダー樹脂15bを積層させた異方性導電フィルム3を用いた場合を例に、接続構造体の製造工程について説明する。先ず、ステージ上に基板2を載置し、FOB実装部5上に異方性導電フィルム3を低温低圧で押圧することにより仮貼りする。このとき、異方性導電フィルム3は、流動性の低い第2のバインダー樹脂15bが設けられた第2の面3bをFOB実装部5側に向けて載置され、また、ベースフィルム17は剥離される。次いで、流動性の高い第1のバインダー樹脂15aが設けられた第1の面3aにフレキシブル基板2を配置する。このとき、フレキシブル基板4は、接続端子7と基板2の電極端子6とのアライメントを行う。
フェノキシ樹脂(YP50;東都化成株式会社製)70部と、ラジカル重合性樹脂(EB−600;ダイセルサイテック株式会社製)30部と、反応開始剤(パーヘキサC;日本油脂株式会社製)5部とで構成された、厚さ10μmの第1のバインダー樹脂層Aを作成した。
フェノキシ樹脂(YP50;東都化成株式会社製)70部と、ラジカル重合性樹脂(EB−600;ダイセルサイテック株式会社製)30部と、反応開始剤(パーヘキサC;日本油脂株式会社製)4部とで構成された、厚さ10μmの第1のバインダー樹脂層Bを作成した。
フェノキシ樹脂(YP50;東都化成株式会社製)70部と、ラジカル重合性樹脂(EB−600;ダイセルサイテック株式会社製)30部と、反応開始剤(パーヘキサC;日本油脂株式会社製)6部とで構成された、厚さ10μmの第1のバインダー樹脂層Cを作成した。
フェノキシ樹脂(YP50;東都化成株式会社製)70部と、ラジカル重合性樹脂(EB−600;ダイセルサイテック株式会社製)30部と、反応開始剤(パーヘキサC;日本油脂株式会社製)2部とで構成された、厚さ10μmの第1のバインダー樹脂層Dを作成した。
フェノキシ樹脂(YP50;東都化成株式会社製)70部と、ラジカル重合性樹脂(EB−600;ダイセルサイテック株式会社製)30部と、反応開始剤(パーヘキサC;日本油脂株式会社製)8部とで構成された、厚さ10μmの第1のバインダー樹脂層Eを作成した。
参考例として、厚さ20μmの第2のバインダー樹脂層A単層からなる異方性導電フィルムを作成した。
Claims (16)
- フィラーが分散された接着剤層を有する接続フィルムにおいて、
上記接着剤層は、厚み方向において流動性に差が設けられ、
上記接着剤層の第1の面を圧着ツールで押圧したときの接着強度が、上記接着剤層の上記第1の面と反対側の第2の面を上記圧着ツールで押圧したときの接着強度よりも高く、
上記フィラーの体積密度分布が、圧着ツールによる押圧領域の外縁部におけるフィラー体積密度(c)、上記圧着ツールによる押圧領域の中央部におけるフィラー体積密度(a)、上記圧着ツールによる押圧領域の内縁部におけるフィラー体積密度(b)としたときに、
c>a>b
となるように流動性が設計された接続フィルム。 - 上記圧着ツールによる押圧領域外におけるバインダー樹脂の流出領域の端部におけるフィラー体積密度(d)としたときに、
c>a>b>d
となるように流動性が設計された請求項1に記載の接続フィルム。 - 上記接着剤層は、第1の面から第2の面にかけて流動性が低くなる勾配が設けられている請求項1又は2に記載の接続フィルム。
- 上記接着剤層は、上記第1の面から上記第2の面にかけて最低溶融粘度の到達温度が高くなる請求項3記載の接続フィルム。
- 上記最低溶融粘度の到達温度の差は10℃〜30℃である請求項4記載の接続フィルム。
- 上記接着剤層の第1の面を圧着ツールで押圧したとき、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部における上記接着剤層の厚みが、上記押圧領域の内縁部及び中央部における上記接着剤層の厚みよりも厚い請求項1〜5のいずれか1項に記載の接続フィルム。
- 上記フィラーは、導電性粒子である請求項1〜6のいずれか1項に記載の接着フィルム。
- 上記接着剤層の第1の面を上記圧着ツールで押圧したときの接着強度が、上記接着剤層の上記第1の面と反対側の第2の面を上記圧着ツールで押圧したときの接着強度よりも、1.2倍以上高い請求項1〜7のいずれか1項に記載の接続フィルム。
- フィラーが分散された接着剤層を有する接続フィルムの製造方法において、
上記接着剤層は、厚み方向において流動性に差が設けられ、
上記接着剤層の第1の面を圧着ツールで押圧したときの接着強度が、上記接着剤層の上記第1の面と反対側の第2の面を上記圧着ツールで押圧したときの接着強度よりも高く、
上記フィラーの体積密度分布が、圧着ツールによる押圧領域の外縁部におけるフィラー体積密度(c)、上記圧着ツールによる押圧領域の中央部におけるフィラー体積密度(a)、上記圧着ツールによる押圧領域の内縁部におけるフィラー体積密度(b)としたときに、
c>a>b
となるように流動性が設計された接続フィルムの製造方法。 - 上記接着剤層は、1層よりなり、表裏面で流動性が異なるように調整される請求項9に記載の接続フィルムの製造方法。
- 接続端子が並列する接続対象物の間に、フィラーが分散された接着剤層を有する接着フィルムを挟持し、圧着ツールによって押圧されることにより、上記接着フィルムを介して接続された接続構造体において、
接続後の上記接続対象物の接続端子間領域における上記フィラーの体積密度分布が、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部におけるフィラー体積密度(c)、上記圧着ツールによる押圧領域の中央部におけるフィラー体積密度(a)、上記圧着ツールによる押圧領域の内縁部におけるフィラー体積密度(b)としたときに、
c>a>b
となる接続構造体。 - フィラー体積密度(c)は、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部に形成されたフィレットにおけるフィラー体積密度である請求項11に記載の接続構造体。
- 接続端子が並列する接続対象物の間に、フィラーが分散された接着剤層を有する接着フィルムを挟持し、
圧着ツールによって押圧し、上記接着フィルムを介して上記接続対象物を接続する工程を有し、
接続後の上記接続対象物の接続端子間領域における上記フィラーの体積密度分布が、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部におけるフィラー体積密度(c)、上記圧着ツールによる押圧領域の中央部におけるフィラー体積密度(a)、上記圧着ツールによる押圧領域の内縁部におけるフィラー体積密度(b)としたときに、
c>a>b
となる接続構造体の製造方法。 - フィラー体積密度(c)は、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部に形成されたフィレットにおけるフィラー体積密度である請求項13に記載の接続構造体の製造方法。
- 接続端子が並列する接続対象物の間に、フィラーが分散された接着剤層を有する接着フィルムを挟持し、
圧着ツールによって押圧し、上記接着フィルムを介して上記接続対象物を接続する工程を有し、
接続後の上記接続対象物の接続端子間領域における上記フィラーの体積密度分布が、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部におけるフィラー体積密度(c)、上記圧着ツールによる押圧領域の中央部におけるフィラー体積密度(a)、上記圧着ツールによる押圧領域の内縁部におけるフィラー体積密度(b)としたときに、
c>a>b
となる接続方法。 - フィラー体積密度(c)は、上記圧着ツールによる押圧領域の外縁部に形成されたフィレットにおけるフィラー体積密度である請求項15に記載の接続方法。
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