JP6260312B2 - Anisotropic conductive film and manufacturing method thereof - 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。 The present invention relates to an anisotropic conductive film and a method for producing the same.
ICチップなどの電子部品の実装に異方性導電フィルムは広く使用されており、近年では、高実装密度への適用の観点から、導通信頼性や絶縁性の向上、実装導電粒子捕捉率の向上、製造コストの低減等を目的に、異方性導電接続用の導電粒子を単層で絶縁性接着層に配列させた2層構造の異方性導電フィルムが提案されている(特許文献1)。 Anisotropic conductive films are widely used for mounting electronic components such as IC chips. Recently, from the viewpoint of application to high mounting density, improvement of conduction reliability and insulation, improvement of mounting conductive particle capture rate For the purpose of reducing manufacturing costs, etc., a two-layer anisotropic conductive film in which conductive particles for anisotropic conductive connection are arranged in a single layer on an insulating adhesive layer has been proposed (Patent Document 1). .
この2層構造の異方性導電フィルムは、転写層に単層且つ細密充填で導電粒子を配列させた後、転写層を2軸延伸処理することにより、導電粒子が所定間隔で均等に配列された転写層を形成した後、その転写層上の導電粒子を熱硬化性樹脂と重合開始剤とを含有する絶縁性樹脂層に転写し、更に転写した導電粒子上に、熱硬化性樹脂を含有するが重合開始剤を含有しない別の絶縁性樹脂層をラミネートすることにより製造されている(特許文献1)。 In this anisotropic conductive film having a two-layer structure, conductive particles are arranged uniformly at predetermined intervals by biaxially stretching the transfer layer after conductive particles are arranged in a single layer and closely packed in the transfer layer. After forming a transfer layer, the conductive particles on the transfer layer are transferred to an insulating resin layer containing a thermosetting resin and a polymerization initiator, and the transferred conductive particles contain a thermosetting resin. However, it is manufactured by laminating another insulating resin layer that does not contain a polymerization initiator (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の2層構造の異方性導電フィルムは、重合開始剤を含有していない絶縁性樹脂層を使用しているために、単層で所定間隔で均等に導電粒子を配列させたにもかかわらず、異方性導電接続の際の加熱により、重合開始剤を含有していない絶縁性樹脂層に比較的大きな樹脂流れが生じ易く、その流れに沿って導電粒子も流れ易くなるため、実装導電粒子捕捉率の低下、ショートの発生、絶縁性の低下等の問題が生じていた。
However, since the anisotropic conductive film having a two-layer structure in
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、単層で配列された導電粒子を有する多層構造の異方性導電フィルムにおいて、良好な導通信頼性、良好な絶縁性、及び良好な実装導電粒子捕捉率を実現することである。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, in a multilayer structure anisotropic conductive film having conductive particles arranged in a single layer, good conduction reliability, good insulation. And good mounting conductive particle capture rate.
本発明者らは、光重合性樹脂層に導電粒子を単層で配列させた後に、紫外線を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより導電粒子を固定化もしくは仮固定化し、更に固定化若しくは仮固定化された導電粒子上に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層を積層することにより得た異方性導電フィルムが、上述の本発明の目的を達成できる構成であることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors fixed or temporarily fixed the conductive particles by arranging the conductive particles in a single layer on the photopolymerizable resin layer, and then irradiating with ultraviolet rays inclined from at least two directions, and further fixing or temporarily fixing the conductive particles. That the anisotropic conductive film obtained by laminating a heat or photocation, anion or radical polymerizable resin layer on the temporarily fixed conductive particles has a configuration capable of achieving the object of the present invention. The headline and the present invention have been completed.
即ち、本発明は、第1接続層とその片面に形成された第2接続層とを有する異方性導電フィルムであって、
第1接続層が、光重合樹脂層であり、
第2接続層が、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層であり、
第1接続層の該片面に、異方性導電接続用の導電粒子が単層で配列されており、
第1接続層の該片面の硬化率よりも、第1接続層の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層の他面に相対的に近い部分の硬化率が低い
ことを特徴とする異方性導電フィルムを提供する。
That is, the present invention is an anisotropic conductive film having a first connection layer and a second connection layer formed on one side thereof,
The first connection layer is a photopolymerization resin layer;
The second connection layer is a heat or photocation, anion or radical polymerizable resin layer;
Conductive particles for anisotropic conductive connection are arranged in a single layer on the one surface of the first connection layer,
The anisotropic property characterized in that the curing rate of a portion relatively close to the other surface of the first connection layer in the region near the conductive particles of the first connection layer is lower than the cure rate of the one surface of the first connection layer. An electrically conductive film is provided.
なお、第2接続層は、加熱により重合反応を開始する熱重合開始剤を使用した熱重合性樹脂層であることが好ましいが、光により重合反応を開始する光重合開始剤を使用した光重合性樹脂層であってもよい。熱重合開始剤と光重合開始剤とを併用した熱・光重合性樹脂層であってもよい。ここで、第2接続層は、製造上、熱重合開始剤を使用した熱重合性樹脂層に限定される場合がある。 The second connection layer is preferably a thermopolymerizable resin layer using a thermal polymerization initiator that starts a polymerization reaction by heating, but photopolymerization using a photopolymerization initiator that starts a polymerization reaction by light. May be a conductive resin layer. A thermal / photopolymerizable resin layer in which a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator are used in combination may be used. Here, the second connection layer may be limited to a thermopolymerizable resin layer using a thermal polymerization initiator in production.
本発明の異方性導電フィルムは、第1接続層の他面に、応力緩和などの接合体の反り防止を目的に、第2の接続層と略同様の構成の第3接続層を有していてもよい。即ち、第1接続層の他面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を有していてもよい。 The anisotropic conductive film of the present invention has a third connection layer having substantially the same configuration as the second connection layer on the other surface of the first connection layer for the purpose of preventing warpage of the joined body such as stress relaxation. It may be. That is, you may have the 3rd connection layer which consists of a heat | fever or a photocation, an anion, or a radically polymerizable resin layer in the other surface of a 1st connection layer.
なお、第3接続層は、加熱により重合反応を開始する熱重合開始剤を使用した熱重合性樹脂層であることが好ましいが、光により重合反応を開始する光重合開始剤を使用した光重合性樹脂層であってもよい。熱重合開始剤と光重合開始剤とを併用した熱・光重合性樹脂層であってもよい。ここで、第3接続層は、製造上、熱重合開始剤を使用した熱重合性樹脂層に限定される場合がある。 The third connection layer is preferably a thermopolymerizable resin layer using a thermal polymerization initiator that initiates a polymerization reaction by heating, but photopolymerization using a photopolymerization initiator that initiates a polymerization reaction by light. May be a conductive resin layer. A thermal / photopolymerizable resin layer in which a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator are used in combination may be used. Here, the third connection layer may be limited to a thermopolymerizable resin layer using a thermal polymerization initiator in production.
また、本発明は、上述の異方性導電フィルムの製造方法であって、第1接続層を一段階の光重合反応で形成する以下の工程(A)〜(C)、又は第1接続層を二段階の光重合反応で形成する後述する工程(AA)〜(DD)を有する製造方法を提供する。 Moreover, this invention is a manufacturing method of the above-mentioned anisotropic conductive film, Comprising: The following processes (A)-(C) which form a 1st connection layer by one-step photopolymerization reaction, or a 1st connection layer The manufacturing method which has process (AA)-(DD) mentioned later which forms is formed by a two-stage photopolymerization reaction is provided.
(第1接続層を一段階の光重合反応で形成する場合)
工程(A)
光重合性樹脂層に導電粒子を単層で配列させる工程;
工程(B)
導電粒子が配列した光重合性樹脂層に対して紫外線を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより光重合反応させ、表面に導電粒子が固定化された第1接続層を形成する工程;及び
工程(C)
第1接続層の導電粒子側表面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層を形成する工程。
(When the first connection layer is formed by a one-step photopolymerization reaction)
Step (A)
Arranging the conductive particles in a single layer on the photopolymerizable resin layer;
Process (B)
A step of causing a photopolymerization reaction by irradiating the photopolymerizable resin layer in which the conductive particles are arranged at an inclination from at least two directions to form a first connection layer having the conductive particles fixed on the surface; and Process (C)
The process of forming the 2nd connection layer which consists of a heat | fever or a photocation, an anion, or a radically polymerizable resin layer in the electrically conductive particle side surface of a 1st connection layer.
(第1接続層を二段階の光重合反応で形成する場合)
工程(AA)
光ラジカル重合性樹脂層に導電粒子を単層で配列させる工程;
工程(BB)
導電粒子が配列した光重合性樹脂層に対して紫外線を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより光重合反応させ、表面に導電粒子が仮固定化された仮第1接続層を形成する工程;
工程(CC)
仮第1接続層の導電粒子側表面に、熱カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層を形成する工程; 及び
工程(DD)
第2接続層と反対側から仮第1接続層に紫外線を照射することにより光重合反応させ、仮第1接続層を本硬化させて第1接続層を形成する工程。
(When the first connection layer is formed by a two-step photopolymerization reaction)
Process (AA)
Arranging the conductive particles in a single layer on the photo-radical polymerizable resin layer;
Process (BB)
A step of forming a temporary first connection layer in which conductive particles are temporarily fixed on the surface by irradiating the photopolymerizable resin layer in which the conductive particles are arranged with an ultraviolet ray inclined at least from two directions. ;
Process (CC)
Forming a second connection layer comprising a thermal cation, anion, or radical polymerizable resin layer on the surface of the temporary first connection layer on the conductive particle side; and step (DD)
A step of forming a first connection layer by subjecting the temporary first connection layer to a photopolymerization reaction by irradiating ultraviolet rays from the side opposite to the second connection layer, and finally curing the temporary first connection layer.
工程(CC)で第2接続層の形成の際に使用する開始剤として熱重合開始剤に限定しているのは、異方性導電フィルムとしての製品ライフ、接続および接続構造体の安定性に悪影響が生じないようにするためである。つまり、第1接続層に紫外線を二段階に分けて照射する場合には、その工程上の制約から第2接続層は熱重合硬化性のものに限定せざるを得ない場合がある。なお、二段階照射を連続的に行う場合は、一段階と略同様の工程で形成することができるので、同等の作用効果が期待できる。 The initiator used in forming the second connection layer in the step (CC) is limited to the thermal polymerization initiator in terms of product life as an anisotropic conductive film, connection and stability of the connection structure. This is to prevent adverse effects from occurring. That is, in the case where the first connection layer is irradiated with ultraviolet rays in two stages, the second connection layer may be limited to a thermosetting curable one due to restrictions on the process. In addition, when performing two-step irradiation continuously, since it can form by the process substantially the same as one step | paragraph, the equivalent effect can be anticipated.
また、本発明は、第1接続層の他面に、第2接続層と同様の構成の第3接続層を有している異方性導電フィルムの製造方法であって、以上の工程(A)〜(C)に加えて工程(C)の後で、以下の工程(Z)を有する製造方法、または、以上の工程(AA)〜(DD)に加えて工程(DD)の後で、以下の工程(Z)を有する製造方法を提供する。 Moreover, this invention is a manufacturing method of the anisotropic conductive film which has the 3rd connection layer of the structure similar to a 2nd connection layer in the other surface of a 1st connection layer, Comprising: The above process (A ) To (C), after the step (C), the production method having the following step (Z), or after the step (DD) in addition to the above steps (AA) to (DD), The manufacturing method which has the following processes (Z) is provided.
工程(Z)
第1接続層の導電粒子側の反対面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程。
Step (Z)
The process of forming the 3rd connection layer which consists of a heat | fever or a photocation, an anion, or a radically polymerizable resin layer in the surface opposite to the electroconductive particle side of a 1st connection layer.
更に、本発明は、第1接続層の他面に、第2接続層と略同様の構成の第3接続層を有している異方性導電フィルムの製造方法であって、以上の工程(A)〜(C)に加えて、工程(A)に先だって以下の工程(a)を有する製造方法、または以上の工程(AA)〜(DD)に加えて、工程(AA)に先だって以下の工程(a)を有する製造方法を提供する。 Furthermore, this invention is a manufacturing method of the anisotropic conductive film which has the 3rd connection layer of the structure substantially the same as the 2nd connection layer on the other surface of the 1st connection layer, Comprising: A manufacturing method having the following step (a) prior to step (A) in addition to A) to (C), or the following steps prior to step (AA) in addition to the above steps (AA) to (DD) The manufacturing method which has a process (a) is provided.
工程(a)
光重合性樹脂層の片面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程。
Step (a)
A step of forming a third connection layer comprising a heat or photocation, anion or radical polymerizable resin layer on one surface of the photopolymerizable resin layer.
なお、この工程(a)を有する製造方法の工程(A)又は工程(AA)においては、光重合性樹脂層の他面に導電粒子を単層で配列させればよい。 In the step (A) or the step (AA) of the production method having the step (a), the conductive particles may be arranged in a single layer on the other surface of the photopolymerizable resin layer.
このような工程で第3接続層を設ける場合には、上述した理由から重合開始剤は熱反応によるものに限定されることが好ましい。しかしながら、第1接続層を設けた後に製品ライフや接続に悪影響を及ぼさない方法により、光重合開始剤を含む第2および第3接続層を設ければ、光重合開始剤を含んだ本発明の主旨に沿う異方性導電フィルムを作成することは、特に制限はされない。 In the case where the third connection layer is provided in such a process, it is preferable that the polymerization initiator is limited to a thermal reaction for the reasons described above. However, if the second and third connection layers containing the photopolymerization initiator are provided by a method that does not adversely affect the product life and connection after the first connection layer is provided, the photopolymerization initiator containing the photopolymerization initiator can be obtained. There is no particular limitation on the production of the anisotropic conductive film along the gist.
なお、本発明の第2接続層又は第3接続層のどちらかがタック層として機能する態様も本発明に包含される。 An embodiment in which either the second connection layer or the third connection layer of the present invention functions as a tack layer is also included in the present invention.
加えて、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た接続構造体を提供する。 In addition, the present invention provides a connection structure in which the first electronic component is anisotropically conductively connected to the second electronic component using the anisotropic conductive film described above.
本発明の異方性導電フィルムは、光重合樹脂層からなる第1接続層と、その片面に形成された熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層とを有しており、更に、第1接続層の第2接続層側表面には、異方性導電接続用の導電粒子が単層で配列されている。このため、導電粒子を第1接続層にしっかりと固定化できる。しかも、紫外線の照射を少なくとも2方向から傾斜させて行うので、第1接続層における導電粒子の下方(裏側)の領域は、導電粒子の存在のために紫外線が十分に照射されないので、相対的に硬化率が低くなる。換言すれば、第1接続層の片面(第2接続層側表面)の硬化率よりも、第1接続層の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層の他面に相対的に近い部分の硬化率が低い。この結果、第1接続層における導電粒子の下方(裏側)の領域は良好な押し込み性を示し、結果的に、良好な導通信頼性、絶縁性、実装導電粒子捕捉率を実現することができる。なお、第1接続層の導電粒子近傍領域とは、導電粒子を囲む導電粒子径の0.2〜5倍の幅の領域をいう。この第1接続層樹脂層の硬化率が相対的に低い領域は、第1接続層内にのみ存在することが望ましい。接続時の押し込み初動時に導電粒子が接続方向以外にずれることを防止するためである。 The anisotropic conductive film of the present invention has a first connection layer made of a photopolymerization resin layer, and a second connection layer made of a heat or photocation, anion, or radical polymerizable resin layer formed on one surface thereof. Furthermore, conductive particles for anisotropic conductive connection are arranged in a single layer on the surface of the first connection layer on the second connection layer side. For this reason, the conductive particles can be firmly fixed to the first connection layer. In addition, since the irradiation of ultraviolet rays is performed at an inclination from at least two directions, the region below the conductive particles (back side) in the first connection layer is not sufficiently irradiated with ultraviolet rays due to the presence of the conductive particles. The curing rate is lowered. In other words, in the region near the conductive particles of the first connection layer, the portion of the first connection layer that is relatively closer to the other surface of the first connection layer than the curing rate of one side (second connection layer side surface) of the first connection layer. Low cure rate. As a result, the region below the back (back side) of the conductive particles in the first connection layer exhibits good pushability, and as a result, good conduction reliability, insulation, and mounting conductive particle capture rate can be realized. In addition, the conductive particle vicinity area | region of a 1st connection layer means the area | region of 0.2 to 5 times the width of the conductive particle diameter surrounding a conductive particle. The region where the curing rate of the first connection layer resin layer is relatively low preferably exists only in the first connection layer. This is to prevent the conductive particles from shifting in directions other than the connecting direction at the time of initial pressing during connection.
なお、異方性導電接続が熱を利用する場合は、通常の異方性導電フィルムの接続方法と同様の方法になる。光によるものの場合は、接続ツールによる押し込みを、反応が終了するまでに行えばよい。この場合においても、接続ツール等は樹脂流動や粒子の押し込みを促進するため加熱されている場合が多い。また熱と光を併用する場合も、上記と同様に行えばよい。 In addition, when an anisotropic conductive connection utilizes heat, it becomes the method similar to the connection method of a normal anisotropic conductive film. In the case of using light, the connection tool may be pushed in until the reaction is completed. Even in this case, the connection tool or the like is often heated to promote resin flow and particle indentation. Moreover, what is necessary is just to carry out similarly to the above also when using heat and light together.
<<異方性導電フィルム>>
以下、本発明の異方性導電フィルムの好ましい一例を詳細に説明する。
<< anisotropic conductive film >>
Hereinafter, a preferable example of the anisotropic conductive film of the present invention will be described in detail.
図1に示すように、本発明の異方性導電フィルム1は、光重合樹脂層を光重合させた光重合樹脂層からなる第1接続層2の片面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層3が形成された構造を有している。そして、第1接続層2の第2接続層3側の表面2aには、異方性導電接続のために導電粒子4が単層で配列、好ましくは均等に配列されている。ここで均等とは、導電粒子が平面方向に配列されている状態を意味する。この規則性は一定の間隔で設けられてもよい。
As shown in FIG. 1, the anisotropic
<第1接続層2>
本発明の異方性導電フィルム1を構成する第1接続層2は、光カチオン、アニオン又はラジカル重合性樹脂層等の光重合性樹脂層を光重合させた光重合樹脂層であるから、導電粒子を固定化できる。また、重合しているので、異方性導電接続時に加熱されても樹脂が流れ難くなるので、ショートの発生を大きく抑制でき、従って導通信頼性と絶縁性とを向上させ、且つ実装導電粒子捕捉率も向上させることができる。特に好ましい第1接続層2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光ラジカル重合性樹脂層を光ラジカル重合させた光ラジカル重合樹脂層である。以下、第1接続層2が光ラジカル重合樹脂層である場合について説明する。
<First connection layer 2>
Since the first connection layer 2 constituting the anisotropic
(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、光ラジカル重合性樹脂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。
(Acrylate compound)
As the acrylate compound serving as the acrylate unit, a conventionally known photoradical polymerizable acrylate can be used. For example, monofunctional (meth) acrylate (here, (meth) acrylate includes acrylate and methacrylate), and bifunctional or more polyfunctional (meth) acrylate can be used. In the present invention, it is preferable to use polyfunctional (meth) acrylate for at least a part of the acrylic monomer in order to make the photo-radically polymerizable resin thermosetting.
第1接続層2におけるアクリレート化合物の含有量は、少なすぎると第2接続層3との粘度差を付けにくくなる傾向があり、多すぎると硬化収縮が大きく作業性が低下する傾向があるので、好ましくは2〜70質量%、より好ましくは10〜50質量%である。
If the content of the acrylate compound in the first connection layer 2 is too small, the viscosity difference from the
(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。
(Photo radical polymerization initiator)
As a radical photopolymerization initiator, it can be used by appropriately selecting from known radical photopolymerization initiators. Examples include acetophenone photopolymerization initiators, benzyl ketal photopolymerization initiators, and phosphorus photopolymerization initiators.
光ラジカル重合開始剤の使用量は、アクリレート化合物100質量部に対し、少なすぎると光ラジカル重合が十分に進行せず、多すぎると剛性低下の原因となるので、好ましくは0.1〜25質量部、より好ましくは0.5〜15質量部である。 If the amount of the radical photopolymerization initiator used is too small relative to 100 parts by mass of the acrylate compound, the radical photopolymerization will not proceed sufficiently, and if too large, it will cause a decrease in rigidity, so preferably 0.1 to 25 masses. Part, more preferably 0.5 to 15 parts by mass.
(導電粒子)
導電粒子としては、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。
(Conductive particles)
The conductive particles can be appropriately selected from those used in conventionally known anisotropic conductive films. For example, metal particles such as nickel, cobalt, silver, copper, gold, and palladium, metal-coated resin particles, and the like can be given. Two or more kinds can be used in combination.
導電粒子の平均粒径としては、小さすぎると配線の高さのばらつきを吸収できず抵抗が高くなる傾向があり、大きすぎてもショートの原因となる傾向があるので、好ましくは1〜10μm、より好ましくは2〜6μmである。 The average particle size of the conductive particles is too small to absorb the variation in the height of the wiring and tends to increase the resistance, and if it is too large, it tends to cause a short circuit, preferably 1 to 10 μm, More preferably, it is 2-6 micrometers.
このような導電粒子の第1接続層2中の粒子量は、少なすぎると実装導電粒子捕捉数が低下して異方性導電接続が難しくなり、多すぎるとショートすることが懸念されるので、好ましくは1平方mm当たり50〜50000個、より好ましくは200〜30000個である。 If the amount of such conductive particles in the first connection layer 2 is too small, the number of trapped conductive particles is reduced and anisotropic conductive connection becomes difficult. The number is preferably 50 to 50000 per square mm, more preferably 200 to 30000.
第1接続層2には、必要に応じて、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を併用することができる。第2接続層3および第3接続層5にも、同様に併用してもよい。
For the first connection layer 2, a film forming resin such as a phenoxy resin, an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a saturated polyester resin, a urethane resin, a butadiene resin, a polyimide resin, a polyamide resin, or a polyolefin resin is used in combination as necessary. be able to. Similarly, the
第1接続層2の層厚は、薄すぎると実装導電粒子捕捉率が低下する傾向があり、厚すぎると導通抵抗が高くなる傾向があるので、好ましくは1.0〜6.0μm、より好ましくは2.0〜5.0μmである。 If the layer thickness of the first connection layer 2 is too thin, the mounting conductive particle trapping rate tends to decrease, and if it is too thick, the conduction resistance tends to increase, so that it is preferably 1.0 to 6.0 μm, more preferably. Is 2.0 to 5.0 μm.
第1接続層2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、第2接続層3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、層間剥離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、第2接続層3で説明する。
The first connection layer 2 can further contain an epoxy compound and heat, a photocation or an anionic polymerization initiator. In this case, as will be described later, the
第1接続層2においては、図1に示すように、導電粒子4が、第2接続層3に食い込んでいる(換言すれば、導電粒子4が第1接続層2の表面に露出している)ことが好ましい。導電粒子がすべて第1接続層2に埋没していると、抵抗導通が高くなることが懸念されるからである。食い込みの程度は、実装導電粒子捕捉率の向上と導通抵抗の低減という観点から、好ましくは導電粒子の平均粒子径の10〜90%、より好ましくは20〜80%である。
In the first connection layer 2, as shown in FIG. 1, the
また、第1接続層2において、第1接続層2の片面(第2接続層側表面)(第1接続層部分2Y)の硬化率よりも、第1接続層2の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層2の他面(最外表面2b)に相対的に近い部分(第1接続層部分2X)の硬化率が低いことが好ましい。これにより、異方性導電接続の熱圧着の際に、第1接続層部分2Xが排除され易くなり、導通信頼性が向上する。ここで、硬化率はビニル基の減少比率と定義される数値であり、第1接続層部分2Xの硬化率は好ましくは40〜80%であり、第1接続層部分2Yの硬化率は好ましくは70〜100%である。
Moreover, in the 1st connection layer 2, rather than the hardening rate of the single side | surface (2nd connection layer side surface) (1st
なお、第1接続層2の形成の際の光ラジカル重合は、一段階(即ち、一回の光照射)で行ってもよいが、二段階(即ち、二回の光照射)で行ってもよい。この場合、二段階目の光照射は、第1接続層2の片面に第2接続層3が形成された後に、酸素含有雰囲気(大気中)下で第1接続層2の他面側から行うことが好ましい。これにより、ラジカル重合反応が酸素阻害され、未硬化成分の表面濃度が高まり、タック性を向上させることができるという効果を期待できる。また、硬化を二段階で行うことで重合反応も複雑化するため、樹脂や粒子の流動性の精緻な制御が可能となることも期待できる。
The radical photopolymerization at the time of forming the first connection layer 2 may be performed in one step (that is, one time of light irradiation), but may be performed in two steps (that is, two times of light irradiation). Good. In this case, the second-stage light irradiation is performed from the other surface side of the first connection layer 2 in an oxygen-containing atmosphere (in the atmosphere) after the
このような二段階の光ラジカル重合における第1接続層部分2Xの第一段階における硬化率は好ましくは10〜50%であり、第二段階における硬化率は好ましくは40〜80%であり、第1接続層部分2Yの第一段階における硬化率は好ましくは30〜90%であり、第二段階における硬化率は好ましくは70〜100%である。
The curing rate in the first stage of the first
また、第1接続層2の形成の際の光ラジカル重合反応が二段階で行われる場合、ラジカル重合開始剤として1種類だけ使用することもできるが、ラジカル反応を開始する波長帯域が異なる2種類の光ラジカル重合開始剤を使用することがタック性向上のために好ましい。例えば、LED光源からの波長365nmの光でラジカル反応を開始するイルガキュア(IRGACURE)369(BASFジャパン(株))と、高圧水銀ランプ光源からの光でラジカル反応を開始するイルガキュア(IRGACURE)2959(BASFジャパン(株))とを併用することが好ましい。このように2種類の異なる硬化剤を使用することで樹脂の結合が複雑化するため、接続時の樹脂の熱流動の挙動をより精緻に制御することが可能になる。これは異方性導電接続の押し込み時に、粒子は厚み方向にかかる力は受け易くなるが、面方向への流動は抑制されるため本発明の効果がより発現しやすくなるからである。 Further, when the photoradical polymerization reaction at the time of forming the first connection layer 2 is performed in two stages, only one type can be used as the radical polymerization initiator, but two types with different wavelength bands for starting the radical reaction can be used. The radical photopolymerization initiator is preferably used for improving tackiness. For example, IRGACURE 369 (BASF Japan Co., Ltd.) that initiates a radical reaction with light having a wavelength of 365 nm from an LED light source, and IRGACURE 2959 (BASF) that initiates a radical reaction with light from a high-pressure mercury lamp light source. Japan) is preferably used in combination. As described above, since the bonding of the resin is complicated by using two different curing agents, it becomes possible to more precisely control the behavior of the thermal flow of the resin at the time of connection. This is because, when the anisotropic conductive connection is pushed in, the particles are easily subjected to a force in the thickness direction, but the flow in the surface direction is suppressed, so that the effect of the present invention is more easily manifested.
また、第1接続層2のレオメーターで測定した際の最低溶融粘度は、第2接続層3の最低溶融粘度よりも高いこと、具体的には[第1接続層2の最低溶融粘度(mPa・s)]/[第2接続層3の最低溶融粘度(mPa・s)]の数値が、好ましくは1〜1000、より好ましくは4〜400である。なお、それぞれの好ましい最低溶融粘度は、前者については100〜100000mPa・s、より好ましくは500〜50000mPa・sである。後者については好ましくは0.1〜10000mPa・s、より好ましくは0.5〜1000mPa・sである。
Further, the minimum melt viscosity when measured with the rheometer of the first connection layer 2 is higher than the minimum melt viscosity of the
第1接続層2の形成は、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を含有する光ラジカル重合性樹脂層に、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行うことができる。特に、紫外線を導電粒子側からのみ照射することが、第1接続層部分2Xの硬化率を相対的に低く抑制することができる点から好ましい。
<第2接続層3>
The first connection layer 2 is formed on a photo radical polymerizable resin layer containing a photo radical polymerizable acrylate and a photo radical polymerization initiator by a film transfer method, a mold transfer method, an ink jet method, an electrostatic adhesion method, or the like. Conductive particles can be attached by a technique, and ultraviolet rays can be irradiated from the conductive particle side, the opposite side, or both sides. In particular, it is preferable to irradiate ultraviolet rays only from the conductive particle side from the viewpoint that the curing rate of the first
<
第2接続層3は、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層、好ましくは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、又は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からなる。ここで、第2接続層3を熱重合性樹脂層から形成することは、第1接続層2を形成する際の紫外線照射により第2接続層3の重合反応が生じないため、生産の簡便性および品質安定性の上では望ましい。
The
第2接続層3が、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、更に、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ことができる。これにより第1接続層2と層間剥離強度を向上させることができる。
When the
(エポキシ化合物)
第2接続層3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。
(Epoxy compound)
When the
(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。
(Thermal cationic polymerization initiator)
As the thermal cationic polymerization initiator, those known as the thermal cationic polymerization initiator of the epoxy compound can be adopted, for example, those which generate an acid capable of cationically polymerizing the cationic polymerizable compound by heat. Iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, ferrocenes, and the like can be used, and aromatic sulfonium salts exhibiting good potential with respect to temperature can be preferably used.
熱カチ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2〜60質量部、より好ましくは5〜40質量部である。 If the amount of the thermal cationic polymerization initiator is too small, curing tends to be poor, and if it is too much, product life tends to decrease. Therefore, it is preferably 2 to 60 masses per 100 mass parts of the epoxy compound. Part, more preferably 5 to 40 parts by weight.
(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。
(Thermal anionic polymerization initiator)
As the thermal anionic polymerization initiator, those known as the thermal anionic polymerization initiator of the epoxy compound can be employed. For example, a base capable of anionic polymerization of the anionic polymerizable compound is generated by heat, and is publicly known. Aliphatic amine compounds, aromatic amine compounds, secondary or tertiary amine compounds, imidazole compounds, polymercaptan compounds, boron trifluoride-amine complexes, dicyandiamide, organic acid hydrazides, etc. can be used. An encapsulated imidazole compound showing good potential with respect to temperature can be preferably used.
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2〜60質量部、より好ましくは5〜40質量部である。 If the amount of the thermal anionic polymerization initiator is too small, it tends to be poorly cured, and if it is too much, the product life tends to decrease. Therefore, it is preferably 2 to 60 masses per 100 parts by mass of the epoxy compound. Part, more preferably 5 to 40 parts by weight.
(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。
(Photocationic polymerization initiator and photoanionic polymerization initiator)
A well-known thing can be used suitably as a photocationic polymerization initiator or photoanion polymerization initiator for epoxy compounds.
(アクリレート化合物)
第2接続層3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、第1接続層2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。
(Acrylate compound)
When the
(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。
(Thermal radical polymerization initiator)
Further, examples of the thermal radical polymerization initiator include organic peroxides and azo compounds, but organic peroxides that do not generate nitrogen that causes bubbles can be preferably used.
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2〜60質量部、より好ましくは5〜40質量部である。 If the amount of the thermal radical polymerization initiator used is too small, curing will be poor, and if it is too large, the product life will be reduced. Therefore, the amount is preferably 2 to 60 parts by weight, more preferably 5 to 40 parts per 100 parts by weight of the acrylate compound. Part by mass.
(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。
(Photo radical polymerization initiator)
As a radical photopolymerization initiator for the acrylate compound, a known radical photopolymerization initiator can be used.
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2〜60質量部、より好ましくは5〜40質量部である。 If the amount of the radical photopolymerization initiator used is too small, curing will be poor, and if it is too large, the product life will be reduced. Therefore, the amount is preferably 2 to 60 parts by weight, more preferably 5 to 40 parts per 100 parts by weight of the acrylate compound. Part by mass.
(第3接続層5)
以上、図1の2層構造の異方性導電フィルムについて説明したが、図5に示すように、第1接続層2の他面に第3接続層5が形成されていてもよい。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、第3接続層5としては、前述した第2接続層3と同じ構成としてもよい。即ち、第3接続層5は、第2接続層3と同様に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなるものである。このような第3接続層5は、第1接続層の片面に第2接続層を形成した後に、第1接続層の他面に形成してもよく、第2接続層の形成前に、第1接続層もしくはその前駆体である光重合性樹脂層の他面(第2接続層が形成されない面)に予め第3接続層を形成しておいてもよい。
(Third connection layer 5)
The anisotropic conductive film having the two-layer structure in FIG. 1 has been described above, but the third connection layer 5 may be formed on the other surface of the first connection layer 2 as shown in FIG. Thereby, the effect that it becomes possible to control the fluidity | liquidity of the whole layer more precisely is acquired. Here, the third connection layer 5 may have the same configuration as the
<<異方性導電フィルムの製造方法>>
本発明の異方性導電フィルムの製造方法には、一段階の光重合反応を行う製造方法と、二段階の光重合反応を行う製造方法が挙げられる。
<< Method for Manufacturing Anisotropic Conductive Film >>
Examples of the method for producing an anisotropic conductive film of the present invention include a production method for carrying out a one-stage photopolymerization reaction and a production method for carrying out a two-stage photopolymerization reaction.
<一段階の光重合反応を行う製造方法>
図1(図4B)の異方性導電フィルムを一段階で光重合させて製造する一例を説明する。この製造例は、以下の工程(A)〜(C)を有する。
<Production method for carrying out one-step photopolymerization reaction>
An example in which the anisotropic conductive film of FIG. 1 (FIG. 4B) is produced by photopolymerization in one step will be described. This production example has the following steps (A) to (C).
(工程(A))
図2に示すように、必要に応じて剥離フィルム30上に形成した、光重合性樹脂層31に、単層で導電粒子4を配列させる。導電粒子4の配列の手法としては、特に制限はなく、特許第4789738号の実施例1の無延伸ポリプロピレンフィルムに2軸延伸操作を利用する方法や、特開2010−33793号公報の金型を使用する方法等を採用することができる。なお、配列の程度としては、接続対象のサイズ、導通信頼性、絶縁性、実装導電粒子捕捉率等を考慮し、2次元的に互いに1〜100μm程度離隔して配列されることが好ましい。
(Process (A))
As shown in FIG. 2, the
(工程(B))
次に、図3Aに示すように、導電粒子4が配列した光重合性樹脂層31に対して、LED光源などを用いて、導電粒子側から紫外線(UV)を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより光重合反応させ、表面に導電粒子4が固定化された第1接続層2を形成する。これにより、図3Bに示すように、導電粒子4と第1接続層2の最外表面との間に位置する領域の第1接続層部分2X(換言すれば、第1接続層の導電粒子裏側部分)の硬化率を、互いに隣接する導電粒子4間に位置する領域の第1接続層部分2Yの硬化率よりも低くすることができる。換言すれば、第1接続層2において、第2接続層側の第1接続層2の第1接続層部分2Yの硬化率よりも、第1接続層2の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層2の他面(最外表面2b)に相対的に近い部分(第1接続層部分2X)の硬化率を低くすることができる。このようにすることで、第1接続層の導電粒子裏側部分の硬化率は確実に低くなり、接合時の押し込みを容易にし、且つ導電粒子の流動を防ぐことも可能となる。
(Process (B))
Next, as shown in FIG. 3A, the
「少なくとも2方向から傾斜させて」における方向とは、互いに交わる方向であり、それらの方向が同一面内になくてもよい。2方向の場合には、光重合性樹脂層31に対して垂直な平面内に線対称で傾斜させることが好ましい。傾斜角θは、光重合性樹脂層31に対し、好ましくは0°<θ≦90°、より好ましくは30°≦θ≦60°である。なお、複数の方向は好ましくは同じ傾斜角をもっているが、異なる傾斜角を有していてもよい。例えば、一方の傾斜角θが30°で他方の傾斜角θが60°である場合や、また、一方が90°で他方が30°である場合等が挙げられる。このように、2方向以上から傾斜させて光照射することで、相対的に硬化率が低い領域である第1接続層部分2Xを導電粒子の裏側部分に局在させることができる。また2方向の傾斜角度を非対称にすることで、第1接続層部分2Xの位置を制御することもできる。
The directions in “inclined from at least two directions” are directions intersecting each other, and these directions may not be in the same plane. In the case of two directions, it is preferable to incline axisymmetrically in a plane perpendicular to the
(工程(C))
次に、図4Aに示すように、第1接続層2の導電粒子4側表面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層3を形成する。具体的な一例として、剥離フィルム40に常法により形成された第2接続層3を、第1接続層2の導電粒子4側表面に載せ、過大な熱重合が生じない程度に熱圧着する。そして剥離フィルム30と40とを取り除くことにより図4Bの異方性導電フィルムを得ることができる。
(Process (C))
Next, as shown in FIG. 4A, the
なお、図5の異方性導電フィルム100は、工程(C)の後で、以下の工程(Z)を実施することにより得ることができる。
(工程(Z))
第1接続層の導電粒子側の反対面に、好ましくは第2接続層と同様に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する。これにより図5の異方性導電フィルムを得ることができる。
In addition, the anisotropic
(Process (Z))
A third connection layer made of a heat, photocation, anion, or radical polymerizable resin layer is formed on the opposite surface of the first connection layer on the conductive particle side, preferably in the same manner as the second connection layer. Thereby, the anisotropic conductive film of FIG. 5 can be obtained.
また、図5の異方性導電フィルム100は、工程(Z)を行うことなく、工程(A)に先だって、以下の工程(a)を実施することでも得ることができる。
Moreover, the anisotropic
(工程(a))
この工程は、光重合性樹脂層の片面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程である。この工程(a)に引き続き、工程(A)、(B)及び(C)を実施することにより図5の異方性導電フィルム100を得ることができる。但し、工程(A)において、光重合性樹脂層の他面に導電粒子を単層で配列させる。
(Process (a))
This step is a step of forming a third connection layer made of heat, photocation, anion, or radical polymerizable resin layer on one side of the photopolymerizable resin layer. Subsequent to the step (a), the anisotropic
(二段階の光重合反応を行う製造方法)
次に、図1(図4B)の異方性導電フィルムを二段階で光重合させて製造する一例を説明する。この製造例は、以下の工程(AA)〜(DD)を有する。
(Manufacturing method that performs a two-stage photopolymerization reaction)
Next, an example of producing the anisotropic conductive film of FIG. 1 (FIG. 4B) by photopolymerization in two steps will be described. This production example includes the following steps (AA) to (DD).
(工程(AA))
図6に示すように、必要に応じて剥離フィルム30上に形成した、光重合性樹脂層31に、単層で導電粒子4を配列させる。導電粒子4の配列の手法としては、特に制限はなく、特許第4789738号の実施例1の無延伸ポリプロピレンフィルムに2軸延伸操作を利用する方法や、特開2010−33793号公報の金型を使用する方法等を採用することができる。なお、配列の程度としては、接続対象のサイズ、導通信頼性、絶縁性、実装導電粒子捕捉率等を考慮し、2次元的に互いに1〜100μm程度離隔して配列されることが好ましい。
(Process (AA))
As shown in FIG. 6, the
(工程(BB))
次に、図7Aに示すように、導電粒子4が配列した光重合性樹脂層31に対して、導電粒子側から紫外線(UV)を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより光重合反応させ、表面に導電粒子4が仮固定化された仮第1接続層20を形成する。これにより、図7Bに示すように、導電粒子4と仮第1接続層20の最外表面との間に位置する領域の仮第1接続層部分2Xの硬化率を、互いに隣接する導電粒子4間に位置する領域の仮第1接続層部分2Yの硬化率よりも低くすることができる。換言すれば、第1接続層20において、仮第1接続層20の片面(第2接続層側表面)(仮第1接続層部分2Y)の硬化率よりも、仮第1接続層20の導電粒子近傍領域のうち、仮第1接続層20の他面(最外表面2b)に相対的に近い部分(仮第1接続層部分2X)の硬化率を低くすることができる。
(Process (BB))
Next, as shown in FIG. 7A, the
(工程(CC))
次に、図8Aに示すように、仮第1接続層20の導電粒子4側表面に、熱カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層3を形成する。具体的な一例として、剥離フィルム40に常法により形成された第2接続層3を、第1接続層2の導電粒子4側表面に載せ、過大な熱重合が生じない程度に熱圧着する。そして剥離フィルム30と40とを取り除くことにより図8Bの仮異方性導電フィルム50を得ることができる。
(Process (CC))
Next, as shown in FIG. 8A, the
(工程(DD))
次に、図9Aに示すように、LED光源などを用いて、第2接続層3と反対側から仮第1接続層20に紫外線を照射することにより光重合反応させ、仮第1接続層20を本硬化させて第1接続層2を形成する。これにより、図9Bの異方性導電フィルム1を得ることができる。この工程における紫外線の照射は、仮第1接続層20に対し垂直方向から行うことが好ましい。また、第1接続層部分2Xと2Yの硬化率差が消失しないように、マスクを介して照射したり、照射部位により照射光量に差を設けることが好ましい。
(Process (DD))
Next, as shown in FIG. 9A, by using an LED light source or the like, the temporary
なお、2段階で光重合させた場合、図5の異方性導電フィルム100は、工程(DD)の後で、以下の工程(Z)を実施することにより得ることができる。
When photopolymerization is performed in two stages, the anisotropic
(工程(Z))
第1接続層の導電粒子側の反対面に、好ましくは第2接続層と同様に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する。これにより図5の異方性導電フィルムを得ることができる。
(Process (Z))
A third connection layer made of a heat, photocation, anion, or radical polymerizable resin layer is formed on the opposite surface of the first connection layer on the conductive particle side, preferably in the same manner as the second connection layer. Thereby, the anisotropic conductive film of FIG. 5 can be obtained.
また、図5の異方性導電フィルム100は、工程(Z)を行うことなく、工程(AA)に先だって、以下の工程(a)を実施することでも得ることができる。
Moreover, the anisotropic
(工程(a))
この工程は、光重合性樹脂層の片面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程である。この工程(a)に引き続き、工程(AA)〜(DD)を実施することにより図5の異方性導電フィルム100を得ることができる。但し、工程(AA)において、光重合性樹脂層の他面に導電粒子を単層で配列させる。この場合、第2接続層の形成の際に使用する重合開始剤としては、熱重合開始剤を適用することが好ましい。光重合開始剤の場合は、工程上、異方性導電フィルムとしての製品ライフ、接続および接続構造体の安定性に悪影響を及ぼすことが懸念される。
(Process (a))
This step is a step of forming a third connection layer made of heat, photocation, anion, or radical polymerizable resin layer on one side of the photopolymerizable resin layer. Subsequent to the step (a), the anisotropic
<<接続構造体>>
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モジュールなどの第1電子部品と、フレキシブル基板、ガラス基板などの第2電子部品とを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。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。なお、異方性導電フィルムの第1接続層側をフレキシブル基板等の第2電子部品側に配し、第2接続層側をICチップなどの第1電子部品側に配することが、導通信頼性を高める点から好ましい。
<< Connection structure >>
The anisotropic conductive film thus obtained is preferably applied when anisotropically conductively connecting a first electronic component such as an IC chip or IC module and a second electronic component such as a flexible substrate or a glass substrate. can do. The connection structure thus obtained is also part of the present invention. Note that the first connection layer side of the anisotropic conductive film is disposed on the second electronic component side such as a flexible substrate, and the second connection layer side is disposed on the first electronic component side such as an IC chip. It is preferable from the point of improving the property.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
実施例1〜6、比較例1〜2
特許第4789738号の実施例1の操作に準じて導電粒子の配列を行うとともに、表1に示す配合(質量部)に従って第1接続層と第2接続層とが積層された2層構造の異方性導電フィルムを作成した。
Examples 1-6, Comparative Examples 1-2
The conductive particles are arranged in accordance with the operation of Example 1 of Japanese Patent No. 4778938, and the difference in the two-layer structure in which the first connection layer and the second connection layer are laminated according to the formulation (parts by mass) shown in Table 1. An anisotropic conductive film was prepared.
(第1接続層)
具体的には、まず、アクリレート化合物及び光ラジカル重合開始剤等を酢酸エチル又は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5μm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、第1接続層の前駆層である光ラジカル重合性樹脂層を形成した。
(First connection layer)
Specifically, first, a mixed solution of an acrylate compound, a radical photopolymerization initiator, and the like was prepared using ethyl acetate or toluene so that the solid content was 50% by mass. This mixed solution is applied to a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm so as to have a dry thickness of 5 μm, and dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes, whereby radical photopolymerization that is a precursor layer of the first connection layer is performed. A functional resin layer was formed.
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、表1に示した方向と角度で照射することにより、表面に導電粒子が固定された第1接続層を形成した。 Next, conductive particles (Ni / Au plating resin particles, AUL704, Sekisui Chemical Co., Ltd.) having an average particle diameter of 4 μm are arranged in a single layer with a separation of 4 μm from the obtained photoradical polymerizable resin layer. I let you. Furthermore, the surface of the conductive particles is irradiated to the radical photopolymerizable resin layer from the LED light source with ultraviolet light having a wavelength of 365 nm and an integrated light amount of 4000 mJ / cm 2 from the LED light source in the direction and angle shown in Table 1. Formed a first connection layer.
なお、実施例1〜3においては、導電粒子側から光ラジカル重合性樹脂層に対し、垂直な平面内でそれぞれ60°の角度で且つ挟角が60°となる2方向から紫外線を照射した。実施例4においては、導電粒子側から光ラジカル重合性樹脂層に対し、垂直な平面内で60°と30°の角度で且つ挟角が90°となる2方向から紫外線を照射した。実施例5においては、導電粒子側から光ラジカル重合性樹脂層に対し、垂直な平面内で90°と30°の角度で且つ挟角が60°となる2方向から紫外線を照射した。実施例6においては、導電粒子側から光ラジカル重合性樹脂層に対し、垂直な平面内で90°の方向と60°の角度で且つ挟角が30°となる2方向から紫外線を照射した。比較例1では、光ラジカル重合性樹脂層の裏面(導電粒子が配列されていない側の表面)から90°の角度で紫外線を照射した。比較例2では、反対に、導電粒子側から光ラジカル重合性樹脂層に対し90°で一方向で紫外線を照射した。 In Examples 1 to 3, ultraviolet rays were applied to the photo-radical polymerizable resin layer from the conductive particle side from two directions each having an angle of 60 ° and an included angle of 60 ° within a vertical plane. In Example 4, the photoradical polymerizable resin layer was irradiated with ultraviolet rays from two directions in which an angle of 60 ° and 30 ° and an included angle of 90 ° were formed in a vertical plane from the conductive particle side. In Example 5, the photoradical polymerizable resin layer was irradiated from the conductive particle side with ultraviolet rays from two directions at an angle of 90 ° and 30 ° and an included angle of 60 ° in a vertical plane. In Example 6, the photoradical polymerizable resin layer was irradiated with ultraviolet rays from the conductive particle side from two directions, ie, a 90 ° direction and a 60 ° angle and a included angle of 30 ° within a vertical plane. In Comparative Example 1, ultraviolet rays were irradiated at an angle of 90 ° from the back surface of the photoradical polymerizable resin layer (the surface on the side where the conductive particles are not arranged). In Comparative Example 2, on the contrary, the photoradical polymerizable resin layer was irradiated with ultraviolet rays in one direction at 90 ° from the conductive particle side.
(第2接続層)
熱硬化性樹脂及び潜在性硬化剤等を酢酸エチル又は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12μm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、第2接続層を形成した。
(Second connection layer)
A liquid mixture of a thermosetting resin and a latent curing agent was prepared with ethyl acetate or toluene so that the solid content was 50% by mass. This mixed solution was applied to a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm so as to have a dry thickness of 12 μm, and dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes to form a second connection layer.
(異方性導電フィルム)
このようにして得られた第1接続層と第2接続層とを、導電粒子が内側となるようにラミネートすることにより異方性導電フィルムを得た。
(Anisotropic conductive film)
An anisotropic conductive film was obtained by laminating the first connection layer and the second connection layer thus obtained so that the conductive particles were inside.
(接続構造サンプル体)
得られた異方性導電フィルムを用いて、0.5×1.8×20.0mmの大きさのICチップ(バンプサイズ30×85μm:バンプ高さ15μm、バンプピッチ50μm)を、0.5×50×30mmの大きさのコーニング社製のガラス配線基板(1737F)に、50℃、5MPa、1秒という条件で仮貼りし、更に、180℃、80MPa、5秒という条件で実装して接続構造サンプル体を得た。
(Connection structure sample)
Using the obtained anisotropic conductive film, an IC chip (bump
(試験評価)
得られた接続構造サンプル体について、「第1接続層の90%以上の硬化率となっている厚み割合(%)」、「バンプエッジに載っている導電粒子の割合(%)」、「バンプ平面内における平均導電粒子間距離(μm)」、及び「接続時のバンプ平面内における導電粒子の挙動」を以下に説明するように調べた。得られた結果を表1に示す。
(Test evaluation)
About the obtained connection structure sample body, “the thickness ratio (%) at which the curing rate of the first connection layer is 90% or more”, “the ratio of conductive particles on the bump edge (%)”, “bump The “average distance between conductive particles (μm) in the plane” and “the behavior of the conductive particles in the bump plane at the time of connection” were examined as described below. The obtained results are shown in Table 1.
「第1接続層の90%以上の硬化率となっている厚み割合(%)」
接続構造サンプル体から、断面研磨にて第1接続層の断面を露出させ、露出した導電粒子の近傍におけるビニル基の有無をIR測定し、全厚に対する硬化率が90%以上となっている部分の厚みの割合を求めた。
“Thickness ratio (%) of 90% or more of the first connection layer”
A portion where the cross section of the first connection layer is exposed by cross-sectional polishing from the connection structure sample body, the presence or absence of a vinyl group in the vicinity of the exposed conductive particles is IR-measured, and the curing rate with respect to the total thickness is 90% or more The thickness ratio was determined.
「バンプエッジに載っている導電粒子の割合(%)」
接続構造サンプル体を作成する際、仮貼り時にバンプのエッジ(バンプの6μm幅の外縁部)に載っている導電粒子数を光学顕微鏡を用いてカウントし、また、実装後に同じ外縁部に存在している導電粒子数をカウントし、仮貼り時の導電粒子数に対する実装後の導電粒子数の割合を求めた。
“Percentage of conductive particles on bump edge (%)”
When creating the connection structure sample body, the number of conductive particles on the bump edge (the outer edge of the bump 6 μm wide) at the time of temporary attachment is counted using an optical microscope, and it exists on the same outer edge after mounting. The number of conductive particles was counted, and the ratio of the number of conductive particles after mounting to the number of conductive particles at the time of temporary attachment was determined.
「バンプ平面内における平均導電粒子間距離(μm)」
接続構造体サンプル体のバンプ平面内の100個の導電粒子について、導電粒子の相互間距離を光学顕微鏡を用いて測定し、測定結果の算術平均を求め、平均導電粒子間距離とした。
“Average distance between conductive particles in the bump plane (μm)”
For 100 conductive particles in the bump plane of the connection structure sample body, the distance between the conductive particles was measured using an optical microscope, and the arithmetic average of the measurement results was obtained to obtain the average distance between the conductive particles.
表1から、実施例1〜6の異方性導電フィルムについては、第1接続層における導電粒子近接領域の下方(第2接続層と反対側の第1接続層表面方向)の領域において、硬化率が90%以上となっている厚みの割合が20〜90%であるため、実装時に導電粒子を位置ずれが生じないように、換言すれば、平面方向への動きを抑制しながら良好に押し込むことができ、その結果、バンプ上の導電粒子間距離が変化し難く、バンプエッジから導電粒子がバンプ外に流れ出してしまう割合が大幅に減少したことがわかる。このことから、良好な導通信頼性、良好な絶縁性、及び良好な実装導電粒子捕捉率が実現できたことがわかる。 From Table 1, about the anisotropic conductive film of Examples 1-6, it hardens | cures in the area | region (1st connection layer surface direction on the opposite side to a 2nd connection layer) of the 1st connection layer in the area | region below the electroconductive particle adjacent area | region. Since the ratio of the thickness where the rate is 90% or more is 20 to 90%, in order to prevent the displacement of the conductive particles during mounting, in other words, it is pushed in well while suppressing the movement in the plane direction. As a result, it can be seen that the distance between the conductive particles on the bump is difficult to change, and the ratio of the conductive particles flowing out of the bump from the bump edge is greatly reduced. From this, it can be seen that good conduction reliability, good insulating properties, and good mounting conductive particle capture rate can be realized.
それに対し、比較例1の異方性導電フィルムについては、第1接続層の全体が90%以上の硬化率となっているため、平面方向への動きを抑制しながら良好に押し込むことができず、その結果、バンプ上の導電粒子間距離が拡がり、バンプエッジから導電粒子がバンプ外に流れ出してしまう割合が大幅に増加したことがわかる。比較例2の異方性導電フィルムについては、2方向からの紫外線照射でなく、導電粒子側から紫外線を90°方向(垂直方向)という一方向から照射したので、導電粒子下方において、90%以上の硬化率となっている割合が10%未満と小さすぎるので、実施例1〜3に比べて、平面方向への動きを抑制しながら良好に押し込むことができず、その結果、バンプ上の導電粒子間距離が拡がり、バンプエッジから導電粒子がバンプ外に流れ出してしまう割合が大幅に増加したことがわかる。 On the other hand, for the anisotropic conductive film of Comparative Example 1, since the entire first connection layer has a curing rate of 90% or more, it cannot be pushed in well while suppressing movement in the plane direction. As a result, it can be seen that the distance between the conductive particles on the bumps is increased, and the ratio of the conductive particles flowing out of the bumps from the bump edges is greatly increased. The anisotropic conductive film of Comparative Example 2 was irradiated with ultraviolet rays from the direction of 90 ° (vertical direction) from the conductive particle side instead of ultraviolet irradiation from two directions. Since the rate of curing is less than 10% and is too small, it cannot be pushed in well while suppressing the movement in the plane direction as compared with Examples 1 to 3, and as a result, the conductivity on the bumps It can be seen that the distance between the particles has increased, and the rate at which the conductive particles have flowed out of the bump from the bump edge has been greatly increased.
本発明の異方性導電フィルムは、光重合樹脂層からなる第1接続層と、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層とが積層された2層構造を有しており、更に、第1接続層の第2接続層側表面には、異方性導電接続用の導電粒子が単層で配列されている。しかも、第1接続層の片面(第2接続層側表面)の硬化率よりも、第1接続層の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層の他面に相対的に近い部分の硬化率が低い。このため、良好な導通信頼性、絶縁性、実装導電粒子捕捉率を示す。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。このような電子部品の配線は狭小化が進んでおり、本発明はこのような技術的進歩に貢献する場合において、特にその効果を発現することになる。 The anisotropic conductive film of the present invention has a two-layer structure in which a first connection layer made of a photopolymerization resin layer and a second connection layer made of a heat or photocation, anion or radical polymerizable resin layer are laminated. Furthermore, conductive particles for anisotropic conductive connection are arranged in a single layer on the surface of the first connection layer on the second connection layer side. Moreover, the curing rate of the portion relatively close to the other surface of the first connection layer in the region near the conductive particles of the first connection layer, rather than the cure rate of one surface (second connection layer side surface) of the first connection layer. Is low. For this reason, favorable conduction | electrical_connection reliability, insulation, and a mounting conductive particle capture rate are shown. Therefore, it is useful for anisotropic conductive connection of an electronic component such as an IC chip to a wiring board. The wiring of such electronic parts is being narrowed, and the present invention particularly exhibits its effect when it contributes to such technical progress.
1、100 異方性導電フィルム
2 第1接続層
2X、2Y 第1接続層部分
3 第2接続層
4 導電粒子
5 第3接続層
30、40 剥離フィルム
20 仮第1接続層
31 光重合性樹脂層
50 仮異方性導電フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Anisotropic conductive film 2
Claims (17)
第1接続層が、光重合樹脂層であり、
第2接続層が、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層であり、
第1接続層の該片面に、異方性導電接続用の導電粒子が単層で配列されており、
第1接続層の該片面および他面の硬化率よりも、第1接続層の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層の他面に相対的に近い導電粒子の裏側部分の硬化率が低い
ことを特徴とする異方性導電フィルム。 An anisotropic conductive film having a first connection layer and a second connection layer formed on one side thereof,
The first connection layer is a photopolymerization resin layer;
The second connection layer is a heat or photocation, anion or radical polymerizable resin layer;
Conductive particles for anisotropic conductive connection are arranged in a single layer on the one surface of the first connection layer,
The curing rate of the back side portion of the conductive particles relatively close to the other surface of the first connection layer in the region near the conductive particles of the first connection layer is lower than the cure rate of the one surface and the other surface of the first connection layer. An anisotropic conductive film characterized by that.
第1接続層が、光重合樹脂層であり、The first connection layer is a photopolymerization resin layer;
第2接続層が、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層であり、The second connection layer is a heat or photocation, anion or radical polymerizable resin layer;
第1接続層の該片面に、異方性導電接続用の導電粒子が異方性導電フィルムの平面方向に一定の間隔で設けられており、Conductive particles for anisotropic conductive connection are provided on the one surface of the first connection layer at regular intervals in the plane direction of the anisotropic conductive film,
第1接続層の該片面および他面の硬化率よりも、第1接続層の導電粒子近傍領域のうち、第1接続層の他面に相対的に近い導電粒子の裏側部分の硬化率が低いThe curing rate of the back side portion of the conductive particles relatively close to the other surface of the first connection layer in the region near the conductive particles of the first connection layer is lower than the cure rate of the one surface and the other surface of the first connection layer.
ことを特徴とする異方性導電フィルム。An anisotropic conductive film characterized by that.
工程(A)
光重合性樹脂層に導電粒子を単層で配列させる工程;
工程(B)
導電粒子が配列した光重合性樹脂層に対して紫外線を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより光重合反応させ、表面に導電粒子が固定化された第1接続層を形成する工程;及び
工程(C)
第1接続層の導電粒子側表面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層を形成する工程
を有する製造方法。 It is a manufacturing method of the anisotropic conductive film of Claim 1 or 2 , Comprising: The following processes (A)-(C):
Step (A)
Arranging the conductive particles in a single layer on the photopolymerizable resin layer;
Process (B)
A step of causing a photopolymerization reaction by irradiating the photopolymerizable resin layer in which the conductive particles are arranged at an inclination from at least two directions to form a first connection layer having the conductive particles fixed on the surface; and Process (C)
The manufacturing method which has the process of forming the 2nd connection layer which consists of a heat | fever or a photocation, an anion, or a radically polymerizable resin layer in the electrically conductive particle side surface of a 1st connection layer.
工程(AA)
光重合性樹脂層に導電粒子を単層で配列させる工程;
工程(BB)
導電粒子が配列した光重合性樹脂層に対して紫外線を少なくとも2方向から傾斜させて照射することにより光重合反応させ、表面に導電粒子が仮固定化された仮第1接続層を形成する工程;
工程(CC)
仮第1接続層の導電粒子側表面に、熱カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第2接続層を形成する工程; 及び
工程(DD)
第2接続層と反対側から仮第1接続層に紫外線を照射することにより光重合反応させ、仮第1接続層を本硬化させて第1接続層を形成する工程
を有する製造方法。 It is a manufacturing method of the anisotropic conductive film of Claim 1 or 2 , Comprising: The following processes (AA)-(DD):
Process (AA)
Arranging the conductive particles in a single layer on the photopolymerizable resin layer;
Process (BB)
A step of forming a temporary first connection layer in which conductive particles are temporarily fixed on the surface by irradiating the photopolymerizable resin layer in which the conductive particles are arranged with an ultraviolet ray inclined at least from two directions. ;
Process (CC)
Forming a second connection layer comprising a thermal cation, anion, or radical polymerizable resin layer on the surface of the temporary first connection layer on the conductive particle side; and step (DD)
The manufacturing method which has a process which carries out photopolymerization reaction by irradiating a temporary 1st connection layer by irradiating an ultraviolet-ray from the opposite side to a 2nd connection layer, and main-hardens a temporary 1st connection layer, and forms a 1st connection layer.
工程(Z)
第1接続層の導電粒子側の反対面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程
を有する製造方法。 The manufacturing method according to claim 9 , wherein after the step (C), the following step (Z):
Step (Z)
The manufacturing method which has the process of forming the 3rd connection layer which consists of a heat | fever or a photocation, an anion, or a radically polymerizable resin layer in the surface opposite to the electroconductive particle side of a 1st connection layer.
工程(a)
光重合性樹脂層の片面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程
を有し、工程(A)において、光重合性樹脂層の他面に導電粒子を単層で配列させる製造方法。 10. The manufacturing method according to claim 9 , wherein the following step (a) is performed prior to step (A).
Step (a)
A step of forming a third connection layer comprising a heat or photocationic, anionic or radically polymerizable resin layer on one side of the photopolymerizable resin layer; in step (A), on the other side of the photopolymerizable resin layer; A manufacturing method in which conductive particles are arranged in a single layer.
工程(Z)
第1接続層の導電粒子側の反対面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程
を有する製造方法。 The manufacturing method according to claim 11 , wherein after the step (DD), the following step (Z):
Step (Z)
The manufacturing method which has the process of forming the 3rd connection layer which consists of a heat | fever or a photocation, an anion, or a radically polymerizable resin layer in the surface opposite to the electroconductive particle side of a 1st connection layer.
工程(a)
光重合性樹脂層の片面に、熱又は光カチオン、アニオン若しくはラジカル重合性樹脂層からなる第3接続層を形成する工程
を有し、工程(AA)において、光重合性樹脂層の他面に導電粒子を単層で配列させる製造方法。 The manufacturing method according to claim 11 , wherein the following step (a) is performed prior to step (AA).
Step (a)
A step of forming a third connection layer made of heat, photocation, anion, or radical polymerizable resin layer on one side of the photopolymerizable resin layer; and in step (AA), on the other side of the photopolymerizable resin layer A manufacturing method in which conductive particles are arranged in a single layer.
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