JP6241326B2 - 異方性導電フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、異方性導電フィルム及びその製造方法に関する。
ＩＣチップを基板にフリップチップ実装する際に異方性導電フィルムが広く利用されている。このようなフリップチップ実装では、ＩＣチップの接合面端部領域に高さが１０〜２０μｍのバンプが形成されているため、異方性導電接続の際にＩＣチップを基板に押し込み、その状態のまま異方性導電フィルムを硬化させていた。このため、バンプが形成されていないＩＣチップの中央部領域が基板側に反ったまま硬化させていることになり、寸法精度の低下や接合面のかい離などの問題を引き起こしかねない反りの状態を緩和することができないという問題があった。この問題の解決のために、基板の裏面に反りに抵抗する補強材としての支持部材を設置することが提案されている（特許文献１）
しかしながら、特許文献１の場合、高単価の基板を加工し、あるいは全く新規に基板を作製しなければならず、製造コストの高騰は避けられないという問題があった。また、基板の裏面に配線を形成する場合に支持部材を避けて形成しなければならず、基板の設計自由度が低下するという問題があった。
本発明の目的は、以上の従来の技術の問題点を解決することであり、従来のＩＣチップや基板に変更を加えることなく、異方性導電接続の際に発生するＩＣチップや基板に生ずる反りの問題を解決できるようにすることである。
本発明者は、ＩＣチップ及び基板と別部材である異方性導電フィルムで反りの問題を解決することを目指し、様々な検討を行ってきたところ、異方性導電接続の際にＩＣチップを基板に押し込んだときに反ってしまう部分、即ち、ＩＣチップのバンプが形成されていない中央部領域と異方性導電フィルムとが密着固定されなければ、異方性導電接続の際に生じた反りが異方性導電接続後に緩和されることを見出し、本発明を完成させた。
即ち、本発明は、絶縁性バインダ層に導電粒子が分散もしくは規則的パターンで配列されている異方性導電フィルムであって、片面の一部に絶縁性バインダ層よりも密着強度が低い低密着性領域が形成されている異方性導電フィルムを提供する。好ましい低密着性領域の態様は、絶縁性バインダ層に形成された凹部に、低密着性樹脂が充填されている領域である。
また、本発明は、絶縁性バインダ層の片面の一部に低密着性領域形成処理を行うことを特徴とする異方性導電フィルムの製造方法を提供する。更に、本発明は、低密着性領域が、絶縁性バインダ層に形成された凹部に、低密着性樹脂が充填されている領域である異方性導電フィルムの製造方法として、以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）を有する製造方法を提供する。
工程（Ａ）
低密着性領域に対応した凸部が形成されたモールドに、導電粒子を含有する絶縁性バインダ層形成用組成物を塗布し加熱又は紫外線照射により乾燥もしくは成膜化することにより、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層を形成する工程。
低密着性領域に対応した凸部が形成されたモールドに、導電粒子を含有する絶縁性バインダ層形成用組成物を塗布し加熱又は紫外線照射により乾燥もしくは成膜化することにより、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層を形成する工程。
工程（Ｂ）
モールドから絶縁性バインダ層を外す工程。
モールドから絶縁性バインダ層を外す工程。
工程（Ｃ）
絶縁性バインダ層の凹部に、低密着性領域形成材料を充填する工程。
絶縁性バインダ層の凹部に、低密着性領域形成材料を充填する工程。
また、本発明は、上述の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続してなる接続構造体を提供する。
更に、本発明は、上述の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続する接続方法であって、
第２電子部品に対し、異方性導電フィルムをその絶縁性バインダ層側から仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から圧着する接続方法を提供する。この圧着の際、加熱又は光（紫外線等）照射を行ってもよく、若しくは加熱と光照射とを同時に行ってもよい。
第２電子部品に対し、異方性導電フィルムをその絶縁性バインダ層側から仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から圧着する接続方法を提供する。この圧着の際、加熱又は光（紫外線等）照射を行ってもよく、若しくは加熱と光照射とを同時に行ってもよい。
本発明の異方性導電フィルムは、絶縁性バインダ層に導電粒子が分散もしくは規則的パターンで配列されており、片面の一部に絶縁性バインダ層よりも密着強度が低い低密着性領域が形成されている。このため、ＩＣチップのバンプが形成されていない中央部領域と異方性導電フィルムとが密着固定されないようにでき、異方性導電接続の際に生じた反りを緩和することができる。
以下、本発明の異方性導電フィルムを詳細に説明する。
＜＜異方性導電フィルム＞＞
図１Ａに示すように、本発明の異方性導電フィルム１００は、絶縁性バインダ層１に導電粒子２が分散もしくは規則的パターンで配列されている異方性導電フィルムであって、少なくとも片面の一部に絶縁性バインダ層１よりも密着強度が低い低密着性領域３が形成されている構造を有する。
図１Ａに示すように、本発明の異方性導電フィルム１００は、絶縁性バインダ層１に導電粒子２が分散もしくは規則的パターンで配列されている異方性導電フィルムであって、少なくとも片面の一部に絶縁性バインダ層１よりも密着強度が低い低密着性領域３が形成されている構造を有する。
導電粒子２が規則的パターンで配列されている場合には、図１Ｂに示すように、絶縁性バインダ層１は、導電粒子２を保持している導電粒子保持層１ａとその上に積層された絶縁性層接着層１ｂとから構成してもよい。この絶縁性接着層１ｂに低密着性領域３が形成されることになる。
また、低密着性領域３の低密着性を実現する手法としては、低密着性材料を適用することや、絶縁性バインダ層１に微細グレーティング構造、微細凹凸構造等を公知の手法を利用して形成することが挙げられる。
異方性導電フィルム全体の総厚は、１０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。
＜低密着性領域＞
低密着性領域３の好ましい態様は、低密着性材料を適用することであり、具体的には図１に示すように、絶縁性バインダ層１又は絶縁性接着層１ｂに形成された、好ましくは深さ２μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の凹部１０に低密着性樹脂が充填されている態様である。凹部１０はフィルムの層厚の１０％以上５０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。この場合、図２に示すように、片面に凹部１０が形成された絶縁性バインダ層１の当該片面の低密着性領域３以外の領域にも、絶縁性バインダ層１の密着強度を損なわない範囲で（換言すれば、異方性導電接続の際に接続領域から排除される範囲で）、絶縁性バインダ層と同様の材料により凹部１０より薄い層が形成されていても良い。具体的には該低密着性樹脂の好ましくは０．２μｍ以上６μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以上４μｍ以下の薄膜３ａが形成されていてもよい。凹部１０だけに低密着性樹脂を充填するよりも製造条件が緩和される効果が得られる。また、低密着性樹脂は、電気的接続に関与しないので、導電粒子を含有しないことが経済的な理由からも好ましい。なお、薄膜３ａは凹部１０の深さに対して、３％以上２０％以下であることが好ましい。これ以上厚い場合は撓みを解消するための接着力の面内方向での差が生じにくくなり、薄い場合は塗布厚の均一性を確保できず、長尺化した場合の品質に影響が生じるためである。
低密着性領域３の好ましい態様は、低密着性材料を適用することであり、具体的には図１に示すように、絶縁性バインダ層１又は絶縁性接着層１ｂに形成された、好ましくは深さ２μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下の凹部１０に低密着性樹脂が充填されている態様である。凹部１０はフィルムの層厚の１０％以上５０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。この場合、図２に示すように、片面に凹部１０が形成された絶縁性バインダ層１の当該片面の低密着性領域３以外の領域にも、絶縁性バインダ層１の密着強度を損なわない範囲で（換言すれば、異方性導電接続の際に接続領域から排除される範囲で）、絶縁性バインダ層と同様の材料により凹部１０より薄い層が形成されていても良い。具体的には該低密着性樹脂の好ましくは０．２μｍ以上６μｍ以下、より好ましくは０．３μｍ以上４μｍ以下の薄膜３ａが形成されていてもよい。凹部１０だけに低密着性樹脂を充填するよりも製造条件が緩和される効果が得られる。また、低密着性樹脂は、電気的接続に関与しないので、導電粒子を含有しないことが経済的な理由からも好ましい。なお、薄膜３ａは凹部１０の深さに対して、３％以上２０％以下であることが好ましい。これ以上厚い場合は撓みを解消するための接着力の面内方向での差が生じにくくなり、薄い場合は塗布厚の均一性を確保できず、長尺化した場合の品質に影響が生じるためである。
低接着性領域３は、異方性導電フィルムの全幅の好ましくは２０％以上８０％以下、より好ましくは３０％以上７０％以下の範囲に存在することが好ましい。この範囲は幅方向の中央部に存在することが望ましい。
凹部１０の形状は、図１に示す場合には、異方性導電フィルム表面と凹部の内側側面とのなす角が直角で、凹部の内側側面と底面とがなす角も直角であるが、底部から開口部に向かって広くなるような凹部形状であってもよい。また、凹部の内側側面は厚み方向に直線的に形成されていでもよいが、曲線的に形成されていてもよい。たとえば、凹部が半円球形状であってもよい。これにより、低密着性樹脂の形状を精度良く簡易に製造することが可能となる。また、接着力を局所的に調整することも可能となる。面方向で接着力の急峻な変化を生じさせないようにするためである。
ここで、絶縁性バインダ層１よりも密着強度が低い低密着性領域３は、絶縁性バインダ層１の片面の一部に設けられている。低い密着強度の程度としては、異方性導電接続の際にＩＣチップに生じた反りを異方性導電接続後に緩和することができる程度に低いという意味である。低密着性領域３は、その領域以外の絶縁性バインダ層１の接着強度の５％以上５０％以下が好ましく、２０％以上４０％以下がより好ましい。それぞれの接着強度は、ダイシェア測定機（品名：Ｄａｇｅ２４００、デイジ社製）を用いて室温下で測定することができる。通常、低密着性領域３の接着強度は３００Ｎ以下であることが好ましく、その領域以外の絶縁性バインダ層１の接着強度は６００Ｎ以上あることが好ましい。
また、低接着領域３とそれ以外の領域が同一組成である場合、未硬化の状態での低接着領域３における特定の官能基のＦＴ−ＩＲの検出ピークの絶対値が、それ以外の領域における検出ピークに対して好ましくは８０％未満、より好ましくは７０％以下、更により好ましくは５０％以下である。この検出ピークの相対比は、エポキシ化合物やアクリルモノマーの重合において官能基の減少率から反応率を求める際に用いる公知手法と同様に求めることができる。
また、図２に示すような凹部１０に充填する低密着性樹脂としては、硬化成分を含有せず、タック性を発現しない樹脂を使用することができる。例えば、このような低密着性樹脂としては、ガラス転移点が−３０℃以上７０℃以下の成膜性樹脂を挙げることができる。具体的には、フェノキシ樹脂やアクリルゴムなどＡＣＦに用いられている公知の樹脂を挙げることができる。また、エポキシ化合物やアクリル化合物などの重合性樹脂を含んでいても良いが、凹部の含有量は凹部以外の領域の含有量の好ましくは５０％以下、より好ましくは５％以上５０％以下、さらにより好ましくは１０％以上４０％以下である。硬化成分が含有されていないか、もしくは少なすぎる場合、硬化後のフィルム内で接着強度が急峻に変化する部位ができることで、浮きなどの別の問題が発生することが懸念される。このような変化を抑制させるために、凹部の形状は、凹部底部よりフィルム表面側が広くなるように傾斜をもたせることが好ましい。
なお、低接着性領域３は、その他の領域と同様の材料を用いて構成することができるが、エポキシ化合物やアクリル重合物などの硬化成分の配合量をその他の領域の８０％以下にすることや、反応開始剤を含まないようにすることにより、低密着性領域として機能させることができる。低密着性領域とそれ以外の領域とは、ＦＴ−ＩＲ測定における官能基の減少比率の変化割合で区別することができ、低密着性領域は相対的にその変化割合が小さい領域である。
また、低密着性領域３が設けられる位置は、異方性導電接続の際に異方性導電フィルムに生じる残留応力を減少させるために設けられるものであるから、異方性接続に直接寄与する領域から外れた領域であって、応力変化が最も大きい領域に設けることが好ましい。例えば、図３に示すように、端部にバンプＢを有するＩＣチップ３０をガラス基板３１の配線に異方性導電フィルム１００を用いて異方性導電接続する際に、反りが生ずる部分（例えば、端部にバンプＢが形成されたＩＣチップ３０の当該バンプＢに囲まれた中央部分Ｒ）に対応した領域である。
また、図４に示すように、低密着性領域３は、異方性導電フィルム１００の長手方向（矢印方向）に延設（好ましくは巾１５μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上、特に好ましくは１５０μｍ〜５ｍｍ）されてもよく、図５に示すように、異方性導電フィルム１００の長手方向（矢印方向）に飛び石状に不連続に設置されていてもよい。
＜絶縁性バインダ層、導電粒子保持層＞
本発明の異方性導電フィルム１００を構成する絶縁性バインダ層１（図１Ａ）又は導電粒子保持層１ａ（図１Ｂ）は、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などの膜形成樹脂と、熱又は光カチオン、アニオン又はラジカル重合性樹脂等の熱又は光重合性樹脂との混合物を成膜したもの、若しくはその重合膜である。特に好ましい絶縁性バインダ層１又は導電粒子保持層１ａは、アクリレート化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む混合物を成膜したもの、又はその重合膜である。以下、絶縁性バインダ層１又は導電粒子保持層１ａが光ラジカル重合樹脂を含み、重合させた場合について説明する。
本発明の異方性導電フィルム１００を構成する絶縁性バインダ層１（図１Ａ）又は導電粒子保持層１ａ（図１Ｂ）は、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などの膜形成樹脂と、熱又は光カチオン、アニオン又はラジカル重合性樹脂等の熱又は光重合性樹脂との混合物を成膜したもの、若しくはその重合膜である。特に好ましい絶縁性バインダ層１又は導電粒子保持層１ａは、アクリレート化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む混合物を成膜したもの、又はその重合膜である。以下、絶縁性バインダ層１又は導電粒子保持層１ａが光ラジカル重合樹脂を含み、重合させた場合について説明する。
（アクリレート化合物）
アクリレート単位となるアクリレート化合物としては、従来公知の光ラジカル重合性アクリレートを使用することができる。例えば、単官能（メタ）アクリレート（ここで、（メタ）アクリレートにはアクリレートとメタクリレートとが包含される）、二官能以上の多官能（メタ）アクリレートを使用することができる。本発明においては、接着剤を熱硬化性とするために、アクリル系モノマーの少なくとも一部に多官能（メタ）アクリレートを使用することが好ましい。
アクリレート単位となるアクリレート化合物としては、従来公知の光ラジカル重合性アクリレートを使用することができる。例えば、単官能（メタ）アクリレート（ここで、（メタ）アクリレートにはアクリレートとメタクリレートとが包含される）、二官能以上の多官能（メタ）アクリレートを使用することができる。本発明においては、接着剤を熱硬化性とするために、アクリル系モノマーの少なくとも一部に多官能（メタ）アクリレートを使用することが好ましい。
絶縁性バインダ層１又は導電粒子保持層１ａにおけるアクリレート化合物の含有量は、凹部の形状安定性の観点から好ましくは２質量％以上７０質量％以下、より好ましくは１０質量％以上５０質量％以下である。
（光ラジカル重合開始剤）
光ラジカル重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、リン系光重合開始剤等が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、リン系光重合開始剤等が挙げられる。
光ラジカル重合開始剤の使用量は、十分な光ラジカル重合反応の進行と、フィルム剛性低下の抑制の観点から、アクリレート化合物１００質量部に対し、好ましくは０．１質量部以上２５質量部以下、より好ましくは０．５質量部以上１５質量部以下である。
絶縁性バインダ層１の層厚は、導電粒子捕捉効率の低下抑制と、導通抵抗の上昇抑制との観点から、好ましくは５μｍ以上６０μｍ以下、より好ましくは７μｍ以上４０μｍ以下である。また、導電粒子保持層１ａの層厚も、同様の観点から、好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上１５μｍ以下である。
絶縁性バインダ層１又は導電粒子保持層１ａには、更に、エポキシ化合物と熱又は光カチオン若しくはアニオン重合開始剤とを含有させることもできる。この場合、後述するように、絶縁性接着層１ｂにもエポキシ化合物と熱又は光カチオン若しくはアニオン重合開始剤とを含有する熱又は光カチオン若しくはアニオン重合性樹脂層とすることが好ましい。これにより、層間接着強度を向上させることができる。エポキシ化合物と熱又は光カチオン若しくはアニオン重合開始剤については、後述する。
絶縁性バインダ層１の形成は、例えば、光ラジカル重合性アクリレートと光ラジカル重合開始剤と導電粒子とを含有する光ラジカル重合性組成物を、低密着性領域３を形成するために必要な構造を有するモールドに塗布し、加熱もしくは紫外線照射により乾燥（もしくは成膜）することにより形成することができる。また、導電粒子保持層１ａは、光ラジカル重合性組成物を用い、フィルム転写法、金型転写法、インクジェット法、静電付着法等の手法により導電粒子を付着させ、紫外線を導電粒子側、その反対側、もしくは両側から照射することにより形成することができる。
＜絶縁性接着層＞
導電粒子保持層１ａに積層される絶縁性接着層１ｂは、導電粒子保持層１ａと同様の材料を用いることができる。
導電粒子保持層１ａに積層される絶縁性接着層１ｂは、導電粒子保持層１ａと同様の材料を用いることができる。
絶縁性接着層１ｂの層厚は、凹部を保持し、且つ十分な接着強度を得るという観点から、好ましくは２μｍより大きく３０μｍ未満、より好ましくは５μｍより大きく１５μｍ未満である。
（エポキシ化合物）
絶縁性接着層１ｂがエポキシ化合物と熱又は光カチオン若しくはアニオン重合開始剤とを含有する熱又は光カチオン若しくはアニオン重合性樹脂層である場合、エポキシ化合物としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物もしくは樹脂が好ましく挙げられる。これらは液状であっても、固体状であってもよい。
絶縁性接着層１ｂがエポキシ化合物と熱又は光カチオン若しくはアニオン重合開始剤とを含有する熱又は光カチオン若しくはアニオン重合性樹脂層である場合、エポキシ化合物としては、分子内に２つ以上のエポキシ基を有する化合物もしくは樹脂が好ましく挙げられる。これらは液状であっても、固体状であってもよい。
（熱カチオン重合開始剤）
熱カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱カチオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により、カチオン重合性化合物をカチオン重合させ得る酸を発生するものであり、公知のヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができ、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。
熱カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱カチオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により、カチオン重合性化合物をカチオン重合させ得る酸を発生するものであり、公知のヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができ、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。
熱カチオン重合開始剤の配合量は、硬化不良を抑制し、製品ライフの低下を抑制する観点から、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは２〜６０質量部、より好ましくは５〜４０質量部である。
（熱アニオン重合開始剤）
熱アニオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱アニオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により、アニオン重合性化合物をアニオン重合させ得る塩基を発生するものであり、公知の脂肪族アミン系化合物、芳香族アミン系化合物、二級又は三級アミン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリメルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素−アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッド等を用いることができ、温度に対して良好な潜在性を示すカプセル化イミダゾール系化合物を好ましく使用することができる。
熱アニオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱アニオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により、アニオン重合性化合物をアニオン重合させ得る塩基を発生するものであり、公知の脂肪族アミン系化合物、芳香族アミン系化合物、二級又は三級アミン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリメルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素−アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッド等を用いることができ、温度に対して良好な潜在性を示すカプセル化イミダゾール系化合物を好ましく使用することができる。
熱アニオン重合開始剤の配合量は、少なすぎても硬化不良となる傾向があり、多すぎても製品ライフが低下する傾向があるので、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは２質量部以上６０質量部以下、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下である。
（光カチオン重合開始剤及び光アニオン重合開始剤）
エポキシ化合物用の光カチオン重合開始剤又は光アニオン重合開始剤としては、公知のものを適宜使用することができる。
エポキシ化合物用の光カチオン重合開始剤又は光アニオン重合開始剤としては、公知のものを適宜使用することができる。
（アクリレート化合物）
絶縁性接着層１ｂがアクリレート化合物と熱又は光ラジカル重合開始剤とを含有する熱又は光ラジカル重合性樹脂層である場合、アクリレート化合物としては、絶縁性バインダ層１に関して説明したものの中から適宜選択して使用することができる。
絶縁性接着層１ｂがアクリレート化合物と熱又は光ラジカル重合開始剤とを含有する熱又は光ラジカル重合性樹脂層である場合、アクリレート化合物としては、絶縁性バインダ層１に関して説明したものの中から適宜選択して使用することができる。
（熱ラジカル重合開始剤）
また、熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物やアゾ系化合物等が挙げられるが、気泡の原因となる窒素を発生しない有機過酸化物を好ましく使用することができる。
また、熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物やアゾ系化合物等が挙げられるが、気泡の原因となる窒素を発生しない有機過酸化物を好ましく使用することができる。
熱ラジカル重合開始剤の使用量は、少なすぎると硬化不良となり、多すぎると製品ライフの低下となるので、アクリレート化合物１００質量部に対し、好ましくは２質量部以上６０質量部以下、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下である。
（光ラジカル重合開始剤）
アクリレート化合物用の光ラジカル重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤を使用することができる。
アクリレート化合物用の光ラジカル重合開始剤としては、公知の光ラジカル重合開始剤を使用することができる。
光ラジカル重合開始剤の使用量は、少なすぎると硬化不良となり、多すぎると製品ライフの低下となるので、アクリレート化合物１００質量部に対し、好ましくは１質量部以上６０質量部以下、より好ましくは３質量部以上４０質量部以下である。
なお、絶縁性バインダ層１の他面に、別の絶縁性接着層が積層されていてもよい。これにより、層全体の流動性をより精緻に制御することが可能となるという効果が得られる。ここで、別の絶縁性接着層としては、前述した絶縁性接着層１ｂと同じ構成としてもよい。
＜導電粒子＞
導電粒子２としては、従来公知の異方性導電フィルムに用いられているものの中から適宜選択して使用することができる。例えばニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。２種以上を併用することもできる。
導電粒子２としては、従来公知の異方性導電フィルムに用いられているものの中から適宜選択して使用することができる。例えばニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。２種以上を併用することもできる。
導電粒子２の平均粒径としては、配線高さのばらつきに対応できるようにし、また、導通抵抗の上昇を抑制し、且つショートの発生を抑制するために、好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上６μｍ以下である。平均粒径は、一般的な粒度分布測定装置により測定することができる。
導電粒子２の絶縁性バインダ層１中の存在量は、導電粒子捕捉効率の低下を抑制し、且つショートの発生を抑制するために、好ましくは１平方ｍｍ当たり５０個以上４００００個以下、より好ましくは２００個以上２００００個以下である。
「導電粒子２の規則的パターンの配列」
導電粒子２の規則的パターンの配列における規則的パターンとは、異方性導電フィルム１００の表面から導電粒子２を透視したときに認識できる導電粒子２が、長方形格子、正方格子、六方格子、菱形格子等の格子点に存在している配列を意味する。これらの格子を構成する仮想線は、直線だけなく、曲線、屈曲線であってもよい。
導電粒子２の規則的パターンの配列における規則的パターンとは、異方性導電フィルム１００の表面から導電粒子２を透視したときに認識できる導電粒子２が、長方形格子、正方格子、六方格子、菱形格子等の格子点に存在している配列を意味する。これらの格子を構成する仮想線は、直線だけなく、曲線、屈曲線であってもよい。
全導電粒子２に対する、規則的パターンで配列されている導電粒子２の割合は、導電粒子数基準で異方性接続の安定化のために好ましくは９０％以上である。この割合の測定は、光学顕微鏡などにより行うことができる。
また、導電粒子２の粒子間距離、即ち、導電粒子間の最短距離は、導電粒子２の平均粒子径の好ましくは０．５倍以上、より好ましくは１倍以上５倍以下である。
＜＜異方性導電フィルムの製造方法＞＞
次に、本発明の異方性導電フィルムの製造方法の一例を説明する。
次に、本発明の異方性導電フィルムの製造方法の一例を説明する。
本発明の異方性導電フィルムは、絶縁性バインダ層の片面の一部に低密着性領域形成処理を行うことにより製造することができる。低密着性領域形成処理としては、低密着性領域形成材料をポッティングし、公知の手法により平滑処理することや、レーザーによりグレーティング加工を施すことや、フォトリソグラフ法により微細凹凸加工を施すこと等が挙げられる。
本発明の異方性導電フィルムの製造方法の好ましい一例は、以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）を有する製造方法である。以下、工程毎に説明する。
工程（Ａ）
まず、低密着性領域に対応した凸部が形成されたモールドに、導電粒子を含有する絶縁性バインダ層形成用組成物を塗布し加熱又は紫外線照射により乾燥もしくは成膜化することにより、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層を形成する。モールドとしては、ガラス、硬化樹脂、金属等から形成したものを使用することができる。
まず、低密着性領域に対応した凸部が形成されたモールドに、導電粒子を含有する絶縁性バインダ層形成用組成物を塗布し加熱又は紫外線照射により乾燥もしくは成膜化することにより、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層を形成する。モールドとしては、ガラス、硬化樹脂、金属等から形成したものを使用することができる。
工程（Ｂ）
次に、公知の手法を利用してモールドから絶縁性バインダ層を外す。この工程では、予め転写シートを絶縁性バインダ層に仮貼りしておき、転写シートを支持体としてモールドから絶縁性バインダ層を外すことが好ましい。
次に、公知の手法を利用してモールドから絶縁性バインダ層を外す。この工程では、予め転写シートを絶縁性バインダ層に仮貼りしておき、転写シートを支持体としてモールドから絶縁性バインダ層を外すことが好ましい。
工程（Ｃ）
続いて、絶縁性バインダ層の凹部に、低密着性領域形成材料を公知の手法を利用して充填する。これにより、本発明の好ましい態様の異方性導電フィルムが得られる。
続いて、絶縁性バインダ層の凹部に、低密着性領域形成材料を公知の手法を利用して充填する。これにより、本発明の好ましい態様の異方性導電フィルムが得られる。
必要に応じ、転写シートを剥がし、その面に（絶縁性バインダ層の他面）に、別の絶縁性接着層を積層してもよい。
＜＜異方性導電フィルムの用途＞＞
このようにして得られた異方性導電フィルムは、ＩＣチップ、ＩＣモジュール、フレキシブル基板などの第１電子部品と、フレキシブル基板、リジット基板、ガラス基板などの第２電子部品とを熱又は光により異方性導電接続する際に好ましく適用することができる（ＣＯＧ以外にもＣＯＦ、ＣＯＢ、ＦＯＧ、ＦＯＢなどに適用可能）。このようにして得られる接続構造体も本発明の一部である。この場合、配線基板などの第２電子部品に対し、異方性導電フィルムをその絶縁性バインダ層側から仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、ＩＣチップなどの第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から熱圧着することが、接続信頼性を高める点から好ましい。また、光硬化を利用して接続することもできる。
このようにして得られた異方性導電フィルムは、ＩＣチップ、ＩＣモジュール、フレキシブル基板などの第１電子部品と、フレキシブル基板、リジット基板、ガラス基板などの第２電子部品とを熱又は光により異方性導電接続する際に好ましく適用することができる（ＣＯＧ以外にもＣＯＦ、ＣＯＢ、ＦＯＧ、ＦＯＢなどに適用可能）。このようにして得られる接続構造体も本発明の一部である。この場合、配線基板などの第２電子部品に対し、異方性導電フィルムをその絶縁性バインダ層側から仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、ＩＣチップなどの第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から熱圧着することが、接続信頼性を高める点から好ましい。また、光硬化を利用して接続することもできる。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
実施例１〜５
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０、新日鉄住金化学（株））６０質量部、アクリレート（ＥＰ６００、ダイセル・オルネクス（株））４０質量部、光ラジカル重合開始剤（ＩＲＧＡＤＣＵＲＥ ３６９、三菱化学（株））２質量部、及び平均粒径４μｍの導電粒子（Ｎｉ／Ａｕメッキ樹脂粒子、ＡＵＬ７０４、積水化学工業（株））１０質量部を、トルエンにて樹脂固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０、新日鉄住金化学（株））６０質量部、アクリレート（ＥＰ６００、ダイセル・オルネクス（株））４０質量部、光ラジカル重合開始剤（ＩＲＧＡＤＣＵＲＥ ３６９、三菱化学（株））２質量部、及び平均粒径４μｍの導電粒子（Ｎｉ／Ａｕメッキ樹脂粒子、ＡＵＬ７０４、積水化学工業（株））１０質量部を、トルエンにて樹脂固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。
この混合液と、所定の凸部（実施例１〜４の場合には図４に対応した連続的に延設された態様、実施例５の場合には図５に対応した飛び石状に不連続した態様）が形成されたシート型のモールドとを使用して、スリット後に幅２ｍｍの絶縁性バインダ層を作成した。この絶縁性バインダ層をモールドから外し、凹部が形成された面に、低密着性樹脂組成物を凹部以外の乾燥厚が３μｍとなるように塗布し、波長３６５ｎｍ、積算光量４０００ｍＬ／ｃｍ２の紫外線を照射することにより絶縁性バインダ層を形成した。
得られた絶縁性バインダ層の凹部側表面の全体に、上記のフェノキシ樹脂９４質量部、アクリレート６質量部、光ラジカル重合開始剤０．３質量部をトルエンにて希釈させた低密着性樹脂組成物を、凹部以外の乾燥厚が３μｍとなるように塗布し、乾燥することにより、全厚２５μｍの異方性導電フィルムを得た。
なお、得られた異方性導電フィルムの凹部側表面における凹部の面積割合（％）、総厚に対する凹部深さ（μｍ）の深さ割合（％）、一方のフィルム側端から凹部端までの距離（μｍ）と他方のフィルム側端から凹部端までの距離（μｍ）との合計は光学顕微鏡を用いて測定した。深さは、焦点の調整から算出して求めた。得られた結果を表１に示す。
実施例６
（導電粒子が配列した絶縁性バインダ層の作成）
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０、新日鉄住金化学（株））６０質量部、アクリレート（ＥＰ６００、ダイセル・オルネクス（株））４０質量部、及び光ラジカル重合開始剤（ＩＲＧＡＤＣＵＲＥ ３６９、三菱化学（株））２質量部を、トルエンにて固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。この混合液を、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、乾燥厚が８μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間乾燥することにより光ラジカル重合性樹脂層を形成した。
（導電粒子が配列した絶縁性バインダ層の作成）
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０、新日鉄住金化学（株））６０質量部、アクリレート（ＥＰ６００、ダイセル・オルネクス（株））４０質量部、及び光ラジカル重合開始剤（ＩＲＧＡＤＣＵＲＥ ３６９、三菱化学（株））２質量部を、トルエンにて固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。この混合液を、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムに、乾燥厚が８μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間乾燥することにより光ラジカル重合性樹脂層を形成した。
次に、得られた光ラジカル重合性樹脂層に対し、平均粒子径４μｍの導電粒子（Ｎｉ／Ａｕメッキ樹脂粒子、ＡＵＬ７０４、積水化学工業（株））を、互いに４μｍ離隔して単層で配列させた。更に、この導電粒子側から光ラジカル重合性樹脂層に対し、ＬＥＤ光源から波長３６５ｎｍ、積算光量４０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射することにより、表面に導電粒子が固定された絶縁性バインダ層を形成した。
（凹部を有する絶縁性接着層の形成）
上記のフェノキシ樹脂６０質量部、アクリレート４０質量部、光ラジカル重合開始剤２質量部を含有する絶縁性接着層形成用組成物と、所定の凸部（図４に対応した連続的に延設された態様）が形成されたシート型のモールドとを使用して、スリット後に幅２ｍｍであって、中央に凹部が形成された絶縁性接着層を形成した。
上記のフェノキシ樹脂６０質量部、アクリレート４０質量部、光ラジカル重合開始剤２質量部を含有する絶縁性接着層形成用組成物と、所定の凸部（図４に対応した連続的に延設された態様）が形成されたシート型のモールドとを使用して、スリット後に幅２ｍｍであって、中央に凹部が形成された絶縁性接着層を形成した。
（異方性導電フィルムの作成）
得られた絶縁性接着層上に絶縁性バインダ層を重ね、４０℃、０．１Ｐａという条件でラミネートした。得られた積層体をモールドから外し、絶縁性接着層の凹部側表面の全体に、上記のフェノキシ樹脂８０質量部、アクリレート２０質量部、光ラジカル重合開始剤１質量部をトルエンにて希釈させた低密着性樹脂組成物を、凹部以外の乾燥厚が３μｍとなるように塗布し、乾燥することにより、全厚２８μｍの異方性導電フィルムを得た。
得られた絶縁性接着層上に絶縁性バインダ層を重ね、４０℃、０．１Ｐａという条件でラミネートした。得られた積層体をモールドから外し、絶縁性接着層の凹部側表面の全体に、上記のフェノキシ樹脂８０質量部、アクリレート２０質量部、光ラジカル重合開始剤１質量部をトルエンにて希釈させた低密着性樹脂組成物を、凹部以外の乾燥厚が３μｍとなるように塗布し、乾燥することにより、全厚２８μｍの異方性導電フィルムを得た。
なお、得られた異方性導電フィルムの凹部側表面における凹部の面積割合（％）、総厚に対する凹部深さ（μｍ）の深さ割合（％）、一方のフィルム端部から凹部端までの距離（μｍ）と他方のフィルム端部から凹部端までの距離（μｍ）との合計は光学顕微鏡を用いて測定した。深さは、焦点の調整から算出して求めた。得られた結果を表１に示す。
比較例１
凹部が設けられていないシート状モールドを使用し、且つ非密着性樹脂層を設けない事以外は、実施例１と同様に全厚２５μｍの異方性導電フィルムを作成した。
凹部が設けられていないシート状モールドを使用し、且つ非密着性樹脂層を設けない事以外は、実施例１と同様に全厚２５μｍの異方性導電フィルムを作成した。
なお、得られた異方性導電フィルムの凹部側表面における凹部の面積割合（％）、総厚に対する凹部深さ（μｍ）の深さ割合（％）、一方のフィルム側端から凹部端までの距離（μｍ）と他方のフィルム側端から凹部端までの距離（μｍ）との合計は光学顕微鏡を用いて測定した。深さは、焦点の調整から算出して求めた。得られた結果を表１に示す。
＜評価＞
各実施例及び比較例の異方導電性フィルムについて、異方性導電接続した際の（ａ）ショート発生率と（ｂ）反り量とを、それぞれ以下のように試験評価した。結果を表１に示す。
（ａ）ショート発生率
各実施例及び比較例の異方導電性フィルムを、ショート発生率の評価用ＩＣとガラス基板の間に挟み、加熱加圧（１８０℃、８０ＭＰａ、５秒）して各評価用接続物を得、この評価用接続物のショート発生率を求めた。ショート発生率は、「ショートの発生数/７．５μｍスペース総数」で算出される。
各実施例及び比較例の異方導電性フィルムについて、異方性導電接続した際の（ａ）ショート発生率と（ｂ）反り量とを、それぞれ以下のように試験評価した。結果を表１に示す。
（ａ）ショート発生率
各実施例及び比較例の異方導電性フィルムを、ショート発生率の評価用ＩＣとガラス基板の間に挟み、加熱加圧（１８０℃、８０ＭＰａ、５秒）して各評価用接続物を得、この評価用接続物のショート発生率を求めた。ショート発生率は、「ショートの発生数/７．５μｍスペース総数」で算出される。
ショート発生率の評価用ＩＣ（７．５μｍスペースの櫛歯ＴＥＧ（ｔｅｓｔ ｅｌｅｍｅｎｔ ｇｒｏｕｐ）） 外径 １．５×１３ｍｍ
厚み ０．５ｍｍ
Ｂｕｍｐ仕様 金メッキ、高さ１５μｍ、サイズ２５×１４０μｍ、Ｂｕｍｐ間Ｇａｐ７．５μｍ
厚み ０．５ｍｍ
Ｂｕｍｐ仕様 金メッキ、高さ１５μｍ、サイズ２５×１４０μｍ、Ｂｕｍｐ間Ｇａｐ７．５μｍ
ガラス基板
ガラス材質 コーニング社製
外径 ３０×５０ｍｍ
厚み ０．５ｍｍ
電極 ＩＴＯ配線
ガラス材質 コーニング社製
外径 ３０×５０ｍｍ
厚み ０．５ｍｍ
電極 ＩＴＯ配線
（ｂ）反り量
（ａ）で作成した評価用接続物のおける、ＩＣチップが実装されていない側のガラス配線基板の表面の巾２０ｍｍの反りを、三次元側長機（（株）キーエンス）を用いて測定した。反りは、実用上１５μｍ未満であることが好ましい。なお、この巾２０ｍｍは、裏面に実装されたＩＣチップの巾に相当する。
（ａ）で作成した評価用接続物のおける、ＩＣチップが実装されていない側のガラス配線基板の表面の巾２０ｍｍの反りを、三次元側長機（（株）キーエンス）を用いて測定した。反りは、実用上１５μｍ未満であることが好ましい。なお、この巾２０ｍｍは、裏面に実装されたＩＣチップの巾に相当する。
表１から分かるように、実施例１〜６の異方性導電フィルムについては、ショート発生率を上昇させることなく、比較例１に比べ、反り量を小さくすることができた。また、総厚に対する凹部の深さの割合が２０〜５０％の範囲で大きな変化はない（実施例１，２）。フィルム表面積に対する凹部面積が大きくなると反り量が減少する傾向があった（実施例２〜４）。凹部が連続的に延設された場合も、点在している場合も、反り量に大きな相違はなかった（実施例２，５）。また、導電粒子がランダムに分散している場合も、配列している場合も、反り量に大きな相違は無かった。
本発明の異方性導電フィルムは、絶縁性バインダ層に導電粒子が分散もしくは規則的パターンで配列されており、片面の一部に絶縁性バインダ層よりも密着強度が低い低密着性領域が形成されている。このため、ＩＣチップのバンプが形成されていない中央部領域と異方性導電フィルムとが密着固定されないようにでき、異方性導電接続の際に生じた反りを緩和することができる。よって、ＩＣチップなどの電子部品の配線基板への異方性導電接続に有用である。
１ 絶縁性バインダ層
１ａ 導電粒子保持層
１ｂ 絶縁性接着層
２ 導電粒子
３ 低密着性領域
１０ 凹部
３０ ＩＣチップ
３１ ガラス基板
Ｂ バンプ
１００ 異方性導電フィルム
１ａ 導電粒子保持層
１ｂ 絶縁性接着層
２ 導電粒子
３ 低密着性領域
１０ 凹部
３０ ＩＣチップ
３１ ガラス基板
Ｂ バンプ
１００ 異方性導電フィルム
Claims (14)
- 絶縁性バインダ層に導電粒子が分散もしくは規則的パターンで配列されている異方性導電フィルムであって、
片面の少なくとも一部に絶縁性バインダ層よりも密着強度が低い低密着性領域が形成されており、
低密着性領域が、絶縁性バインダ層に形成された凹部に低密着性樹脂が充填されている領域を含み、
片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層の当該片面の低密着性領域以外の領域にも低密着性樹脂層が形成されている異方性導電フィルム。 - 片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層の当該片面の低密着性領域以外の領域に形成された低密着性樹脂層が、凹部より薄い請求項１記載の異方性導電フィルム。
- 絶縁性バインダ層が、導電粒子を保持している導電粒子保持層とその上に積層された絶縁性接着層とから構成されており、
絶縁性接着層に凹部が形成されている請求項１又は２記載の異方性導電フィルム。 - 絶縁性バインダ層に導電粒子が分散もしくは規則的パターンで配列されている異方性導電フィルムであって、
片面の少なくとも一部に絶縁性バインダ層よりも密着強度が低い低密着性領域が形成されており、
低密着性領域が、絶縁性バインダ層に形成された凹部に低密着性樹脂が充填されている領域を含み、
該凹部の深さは、フィルム層厚の１０％以上５０％以下であり、
低密着性領域となる低密着性樹脂層が、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層によって、断面視において凸型となるように形成されている異方性導電フィルム。 - 低密着性領域となる低密着性樹脂層が、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層によって、断面視においてＴ字型となるように形成されている請求項４記載の異方性導電フィルム。
- 絶縁性バインダ層が、導電粒子を保持している導電粒子保持層とその上に積層された絶縁性接着層とから構成されており、
絶縁性接着層に凹部が形成されている請求項４又は５記載の異方性導電フィルム。 - 低密着性樹脂は導電粒子を含有していない請求項１〜６のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 低密着性領域が、異方性導電フィルムの長手方向に延設されている請求項１〜７のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 低密着性領域が、異方性導電フィルムの長手方向に断続設置されている請求項１〜７のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
- 請求項１記載の異方性導電フィルムの製造方法であって、以下の工程（Ａ）〜（Ｃ）：
工程（Ａ）
低密着性領域に対応した凸部が形成されたモールドに、導電粒子を含有する絶縁性バインダ層形成用組成物を塗布し加熱又は紫外線照射により乾燥もしくは成膜化することにより、片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層を形成する工程；
工程（Ｂ）
モールドから絶縁性バインダ層を外す工程；及び
工程（Ｃ）
絶縁性バインダ層の凹部に、低密着性領域形成材料を充填する工程
を有する製造方法。 - 工程（Ａ）で形成される片面に凹部が形成された絶縁性バインダ層が、導電粒子を保持している導電粒子保持層とその上に積層された絶縁性接着層とから構成されており、絶縁性接着層に凹部が形成されている請求項１０記載の製造方法。
- 低密着性領域形成材料として、導電粒子を含有していないものを使用する請求項１０又は１１記載の製造方法。
- 請求項１〜９のいずれかに記載の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続してなる接続構造体。
- 請求項１〜９のいずれかに記載の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続する接続方法であって、
第２電子部品に対し、異方性導電フィルムをその絶縁性バインダ層側から仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から圧着する接続方法。
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