JP6705442B2 - Method for manufacturing connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、接続構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a connection structure.
液晶表示用ガラスパネル等の基板と液晶駆動用IC等の回路部品とを接続して接続構造体を製造する際、導電粒子が接着剤層中に分散されてなる異方導電性フィルムが用いられる場合がある。この場合、回路部品に設けられた複数の突起電極を一括で基板に接続することが可能となる。 When manufacturing a connection structure by connecting a substrate such as a glass panel for liquid crystal display and a circuit component such as an IC for driving liquid crystal, an anisotropic conductive film in which conductive particles are dispersed in an adhesive layer is used. There are cases. In this case, it is possible to collectively connect the plurality of protruding electrodes provided on the circuit component to the substrate.
近年では、電子機器の発達に伴い、配線の高密度化及び回路の高機能化が進んでいる。その結果、突起電極の小面積化及び小ピッチ化が図られている。このような突起電極の接続において安定した電気的接続を得るためには、充分な数の導電粒子を突起電極と基板との間に介在させる必要がある。 In recent years, with the development of electronic devices, the density of wirings and the functionality of circuits have been increasing. As a result, the area and pitch of the protruding electrodes are reduced. In order to obtain a stable electrical connection in such connection of the protruding electrodes, it is necessary to interpose a sufficient number of conductive particles between the protruding electrodes and the substrate.
このような課題に対し、例えば特許文献1では、導電粒子が異方導電性フィルムの片側表面付近に存在する異方導電性フィルムを用いた接続構造体の製造方法が開示されている。
To address such a problem, for example,
しかしながら、上述した従来の異方導電性フィルムを用いた場合でも、加熱・加圧をして接続構造体を製造する際に異方導電性フィルムの接着剤成分が流動し、それに伴って導電粒子が突起電極と基板との間から流出してしまう場合がある。この場合、充分な数の導電粒子が突起電極と基板との間に介在しないおそれがある。 However, even when the conventional anisotropic conductive film described above is used, the adhesive component of the anisotropic conductive film flows when the connection structure is manufactured by heating and pressurizing, and the conductive particles May flow out between the protruding electrode and the substrate. In this case, a sufficient number of conductive particles may not be present between the protruding electrode and the substrate.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、充分な数の導電粒子を突起電極と基板との間に介在させることが可能な接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a connection structure capable of interposing a sufficient number of conductive particles between a protruding electrode and a substrate. And
上記課題の解決のため、本発明に係る接続構造体の製造方法は、突起電極を有する回路部品と基板とを、導電粒子が接着剤層中に分散されてなる異方導電性フィルムを介して接続する接続工程を備える接続構造体の製造方法であって、異方導電性フィルムとして、導電粒子が異方導電性フィルムの一面側に偏在した異方導電性フィルムを用い、接続工程は、一面側が基板側を向くように異方導電性フィルムを回路部品と基板との間に配置し、突起電極の表面と基板の表面との間の距離が導電粒子の平均粒径の150%以下となるように突起電極を異方導電性フィルムに押し込む仮固定工程を備える。 To solve the above problems, the method for manufacturing a connection structure according to the present invention is a circuit component having a protruding electrode and a substrate, through an anisotropic conductive film in which conductive particles are dispersed in an adhesive layer. A method of manufacturing a connection structure comprising a connecting step of connecting, wherein the anisotropic conductive film is an anisotropic conductive film in which conductive particles are unevenly distributed on one side of the anisotropic conductive film, and the connecting step is one side. An anisotropic conductive film is arranged between the circuit component and the substrate so that the side faces the substrate side, and the distance between the surface of the protruding electrode and the surface of the substrate is 150% or less of the average particle diameter of the conductive particles. As described above, the step of temporarily fixing the protruding electrodes into the anisotropic conductive film is provided.
この接続構造体の製造方法では、突起電極の表面と基板の表面との間の距離が導電粒子の平均粒径の150%以下となるように突起電極を異方導電性フィルムに押し込むことにより、突起電極と基板との間から異方導電性フィルムの接着剤成分を予め排除できる。これにより、突起電極と基板との間に存在する接着剤成分が少なくなるため、後続の本固定工程における加熱・加圧によって接着剤成分が流動した場合でも、導電粒子が突起電極と基板との間から流出することを抑制できる。したがって、導電粒子を突起電極と基板との間に好適に捕捉できるため、得られる接続構造体において、充分な数の導電粒子を突起電極と基板との間に介在させることが可能になる。 In the method for manufacturing the connection structure, by pushing the protruding electrode into the anisotropic conductive film so that the distance between the surface of the protruding electrode and the surface of the substrate is 150% or less of the average particle diameter of the conductive particles, The adhesive component of the anisotropic conductive film can be removed in advance from between the protruding electrode and the substrate. As a result, the adhesive component existing between the protruding electrode and the substrate is reduced, so that even if the adhesive component flows due to the heating and pressurization in the subsequent main fixing step, the conductive particles may be separated from the protruding electrode and the substrate. It is possible to suppress the outflow from the space. Therefore, the conductive particles can be favorably trapped between the protruding electrode and the substrate, so that in the obtained connection structure, a sufficient number of conductive particles can be interposed between the protruding electrode and the substrate.
仮固定工程において、突起電極の表面と基板の表面との間の距離が導電粒子の平均粒径の100%以下となるように突起電極を異方導電性フィルムに押し込むことができる。この場合、導電粒子が突起電極及び基板に接触した状態で仮固定されるため、導電粒子を突起電極と基板との間により好適に捕捉できる。 In the temporary fixing step, the protruding electrodes can be pressed into the anisotropic conductive film so that the distance between the surface of the protruding electrodes and the surface of the substrate is 100% or less of the average particle diameter of the conductive particles. In this case, since the conductive particles are temporarily fixed in contact with the protruding electrode and the substrate, the conductive particles can be more suitably captured between the protruding electrode and the substrate.
仮固定工程において、突起電極の表面と基板の表面との間の距離が導電粒子の平均粒径の100%未満となるように突起電極を異方導電性フィルムに押し込むことができる。この場合、仮固定工程において導電粒子が突起電極と基板との間に噛合して捕捉されるため、異方導電性フィルムの接着剤成分の流動に伴う導電粒子の流出がより一層抑制され、導電粒子を突起電極と基板との間に更に好適に捕捉できる。 In the temporary fixing step, the protruding electrodes can be pressed into the anisotropic conductive film such that the distance between the surface of the protruding electrodes and the surface of the substrate is less than 100% of the average particle diameter of the conductive particles. In this case, in the temporary fixing step, the conductive particles are captured by meshing between the protruding electrode and the substrate, so that the outflow of the conductive particles due to the flow of the adhesive component of the anisotropic conductive film is further suppressed, and the conductive particles are electrically conductive. The particles can be more preferably trapped between the protruding electrode and the substrate.
接続工程は、仮固定工程の後に、加熱すると共に突起電極を異方導電性フィルムに更に押し込むことにより、突起電極と基板とを導電粒子を介して電気的に接続する本固定工程を更に備えることができる。この場合、仮固定工程において突起電極と基板との間から接着剤成分が予め排除されているため、本固定工程において加熱すると共に突起電極を異方導電性フィルムに更に押し込んでも、導電粒子が突起電極と基板との間から流出することを抑制でき、導電粒子を突起電極と基板との間に好適に捕捉できる。したがって、接続構造体において、充分な数の導電粒子を突起電極と基板との間に介在させることが可能になる。 The connecting step further includes a main fixing step of electrically connecting the protruding electrode and the substrate through the conductive particles by heating and further pushing the protruding electrode into the anisotropic conductive film after the temporary fixing step. You can In this case, since the adhesive component is previously removed from between the protruding electrode and the substrate in the temporary fixing step, even if the protruding electrode is further pressed into the anisotropic conductive film while the heating is performed in the main fixing step, the conductive particles are projected. It is possible to suppress the outflow between the electrode and the substrate, and it is possible to suitably capture the conductive particles between the protruding electrode and the substrate. Therefore, in the connection structure, a sufficient number of conductive particles can be interposed between the protruding electrode and the substrate.
本発明によれば、充分な数の導電粒子を突起電極と基板との間に介在させることが可能になる。 According to the present invention, it is possible to interpose a sufficient number of conductive particles between the protruding electrode and the substrate.
以下、図面を参照しながら、本発明の接続構造体の製造方法の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a connection structure of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る接続構造体が適用された電子機器を示す平面図である。図1に示すように、接続構造体1は、例えばタッチパネル等の電子機器2に適用されている。電子機器2は、例えば液晶パネル3と回路部品4とから構成されている。
FIG. 1 is a plan view showing an electronic device to which a connection structure according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the
液晶パネル3は、例えば基板5と液晶表示部6とを有している。基板5は、例えば大きさが20〜300mm×20〜400mm、厚さが0.1〜0.3mmの矩形板状を呈している。基板5としては、例えば無アルカリガラス等から形成されるガラス基板が用いられる。基板5の表面5aには、液晶表示部6及び回路部品4の突起電極42(後述)と対応するように不図示の回路電極が形成されている。液晶表示部6は、基板5の表面5aに取り付けられており、上述の回路電極に接続されている。
The
回路部品4は、基板5より小さな矩形板状を呈しており、例えば0.6〜3.0mm×10〜50mmの大きさ、例えば0.1〜0.3mmの厚さを有している。回路部品4は、液晶表示部6と離間配置されており、上述の基板5の回路電極に接続されている(詳しくは後述)。
The
図2は、接続構造体を示す平面図である。図2に示すように、回路部品4は、本体部41と、本体部41に設けられた突起電極42とを有している。本体部41は、実装面41aと、実装面41aの反対側に非実装面41bとを有している。接続構造体1において、回路部品4は、基板5と実装面41aとが対向するように配置されている。本体部41には、実装面41aから突出した突起電極(例えばバンプ電極)42が複数形成されている。回路部品4の本体部41を形成する材料としては、シリコン等が用いられる。突起電極42は、異方導電性フィルムに含有されている導電粒子(詳しくは後述)より軟らかい材料(Au等)で形成されている。
FIG. 2 is a plan view showing the connection structure. As shown in FIG. 2, the
図2に示すように、実装面41aには、例えば、実装面41aの一方の長辺41cに沿って、複数の突起電極42が略等間隔に1列に配置されており、また、実装面41aの他方の長辺41dに沿って、複数の突起電極42が略等間隔に3列に亘って千鳥状を呈するように配置されている。一方の長辺41c側に配置された1列の突起電極42は例えば入力側の電極であり、他方の長辺41d側に配置された3列の突起電極42は例えば出力側の電極である。突起電極42は、例えば2〜15μmの高さ(実装面41aからの高さ)を有している。なお、実装面41aにおいては、一方の長辺41cに沿って複数の突起電極42が例えば2〜4列に亘って配置されていてもよく、他方の長辺41dに沿って複数の突起電極42が例えば2又は4列に亘って配置されていてもよい。
As shown in FIG. 2, on the
図3は、図2中のI−I矢視断面を示す模式断面図である。図3に示すように、接続構造体1においては、回路部品4と基板5とが、導電粒子7が接着剤層8中に分散された異方導電性フィルム9を介して互いに接続されている。
3 is a schematic cross-sectional view showing a cross section taken along the line I-I in FIG. As shown in FIG. 3, in the
異方導電性フィルム9の接着剤層8を構成する接着剤成分としては、熱又は光により硬化性を示す材料が広く適用でき、例えばエポキシ系接着剤又はアクリル系接着剤を使用できる。接続後の耐熱性及び耐湿性に優れていることから、架橋性材料が好ましく用いられる。なかでも、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分として含有するエポキシ系接着剤は、短時間での硬化が可能で接続作業性がよく、接着性に優れている等の観点から好ましく用いられる。
As the adhesive component constituting the
エポキシ系接着剤の具体例としては、高分子量エポキシ樹脂、固形エポキシ樹脂若しくは液状エポキシ樹脂、又は、これらのエポキシ樹脂をウレタン、ポリエステル、アクリルゴム、ニトリルゴム(NBR)、合成線状ポリアミド等で変性した変性エポキシ樹脂を主成分とする接着剤が挙げられる。エポキシ系接着剤は、一般的には、主成分である上記エポキシ樹脂と、硬化剤、触媒、カップリング剤、充填剤等とを含有している。 Specific examples of epoxy adhesives include high molecular weight epoxy resins, solid epoxy resins or liquid epoxy resins, or these epoxy resins modified with urethane, polyester, acrylic rubber, nitrile rubber (NBR), synthetic linear polyamide, etc. An adhesive containing the modified epoxy resin as a main component is mentioned. The epoxy adhesive generally contains the above-mentioned epoxy resin as a main component and a curing agent, a catalyst, a coupling agent, a filler and the like.
アクリル系接着剤の具体例として、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及びアクリロニトリルのうち少なくとも一つをモノマ成分とするアクリル樹脂(重合体又は共重合体)を主成分として含有する接着剤が挙げられる。 As a specific example of the acrylic adhesive, an adhesive containing an acrylic resin (polymer or copolymer) containing at least one of acrylic acid, acrylic ester, methacrylic acid ester and acrylonitrile as a monomer component as a main component is used. Can be mentioned.
異方導電性フィルム9に含有される導電粒子7としては、Au、Ag、Pt、Ni、Cu、W、Sb、Sn、はんだ等の金属、導電性カーボンなどで形成された粒子が例示される。導電粒子7は、非導電性のガラス、セラミック、プラスチック等で形成された粒子を核とし、この核を上記の金属、導電性カーボン等で被覆した被覆粒子であってもよい。接続前の導電粒子7の形状としては、略球状、径方向に複数の突起が突出しているような形状(星形状)等が挙げられる。
Examples of the
接続前の導電粒子7の平均粒径は、分散性及び導電性の観点から、1〜18μmであることが好ましく、2〜4μmであることがより好ましい。この範囲内において、平均粒径が突起電極42の高さより大きい導電粒子を用いることが好ましいが、平均粒径が突起電極42の高さの例えば80〜100%である導電粒子を用いることも可能である。導電粒子7の平均粒径は、任意の導電粒子300個について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により粒径の測定を行い、それらの平均値を取ることにより得られる。導電粒子7が突起を有する等の球形ではない場合、導電粒子7の粒径は、SEMの画像における導電粒子に外接する円の直径とすればよい。
From the viewpoint of dispersibility and conductivity, the average particle diameter of the
続いて、本実施形態に係る接続構造体の製造方法について説明する。本実施形態に係る接続構造体の製造方法は、接続工程を備えており、該接続工程は、仮固定工程と本固定工程を備えている。図4は、接続構造体の製造方法における仮固定工程を示す模式断面図である。仮固定工程では、図4(a)に示すように、異方導電性フィルム9として、導電粒子7が異方導電性フィルム9の一面9a側に偏在した異方導電性フィルムを用い、異方導電性フィルム9の一面9a側が基板5側を向くように、異方導電性フィルム9を回路部品4と基板5との間(基板5の表面5a上)に配置する。
Then, the manufacturing method of the connection structure concerning this embodiment is explained. The method for manufacturing the connection structure according to the present embodiment includes a connecting step, and the connecting step includes a temporary fixing step and a main fixing step. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a temporary fixing step in the method for manufacturing the connection structure. In the temporary fixing step, as shown in FIG. 4A, as the anisotropic
異方導電性フィルム9の厚さは、例えば5μm〜30μmであってよい。導電粒子7は、異方導電性フィルム9の一面9a側からの距離が、導電粒子7の平均粒径の好ましくは150%以下である範囲、より好ましくは130%以下である範囲、更に好ましくは110%以下である範囲にのみ位置している。
The thickness of the anisotropic
異方導電性フィルム9において、導電粒子7を異方導電性フィルム9の一面9a側に偏在させる方法は、特に限定されない。例えば、導電粒子7が異方導電性フィルム9の一面9a側に偏在した異方導電性フィルムは、導電粒子7を含有しない絶縁性接着剤層の一面側に、導電粒子7を含有する導電性接着剤層を積層することにより形成される。この場合、導電性接着剤層の厚さは、例えば導電粒子7の平均粒径の0.6倍以上1.0倍未満であることが好ましい。
In the anisotropic
異方導電性フィルム9における導電粒子7の含有量は、導電粒子7が過剰に存在することによる短絡を防止する観点から、異方導電性フィルム9中の導電粒子7以外の成分100体積部に対して、好ましくは1体積部〜100体積部、より好ましくは10体積部〜50体積部である。異方導電性フィルム9における導電粒子7の粒子密度は、例えば5000個/mm2以上50000個/mm2以下であってよい。The content of the
仮固定工程では、続いて、図4(b)に示すように、加熱すると共に回路部品4と基板5との対向方向(図4(b)の矢印方向)に加圧することにより、回路部品4の突起電極42を異方導電性フィルム9に押し込んでいく。このときの加熱温度及び圧力は、異方導電性フィルム9の接着剤成分を流動させる一方で、導電粒子7を突起電極42と基板5との間から流出させずに保持できるような加熱温度及び圧力であることが好ましく、それぞれ後続の本固定工程における加熱温度及び圧力以下である。具体的には、加熱温度は例えば40℃〜100℃であり、圧力は例えば回路部品4の突起電極42の総電極面積あたり2MPa〜10MPaである。
In the temporary fixing process, subsequently, as shown in FIG. 4B, the
図5は、図4(b)の要部拡大模式断面図である。図5に示すように、仮固定工程では、突起電極42の表面42aと基板5の表面5aとの間の距離dが、導電粒子7の平均粒径に対して、好ましくは150%以下、より好ましくは120%以下、更に好ましくは100%以下、特に好ましくは100%未満となるように、回路部品4の突起電極42を異方導電性フィルム9に押し込んでいく。一方、距離dは、導電粒子7の平均粒径に対して、例えば0.4倍(40%)以上であってよい。距離dを上記のように設定することで、後述する本固定工程後の接続構造体において、良好な接続信頼性を得ることができる。突起電極42の表面42aと基板5の表面5aとの間の距離dは、例えば金属顕微鏡を用いて基板5側から仮固定された回路部品4及び基板5を観察し、突起電極42の表面42aの焦点距離と基板5の表面5aの焦点距離との差から算出できる。
FIG. 5 is an enlarged schematic cross-sectional view of a main part of FIG. As shown in FIG. 5, in the temporary fixing step, the distance d between the
本実施形態に係る接続構造体の製造方法では、仮固定工程に続いて本固定工程が行われる。図6は、本固定工程を示す模式断面図である。図6に示すように、本固定工程では、回路部品4、基板5及び異方導電性フィルム9を加熱すると共に回路部品4と基板5との対向方向(図6の矢印方向)に加圧することにより、回路部品4の突起電極42を異方導電性フィルム9に更に押し込んでいく。このときの加熱温度及び圧力は、それぞれ上述の仮固定工程における加熱温度及び圧力以上である。具体的には、加熱温度は例えば100℃〜200℃であり、圧力は例えば回路部品4の突起電極42の総面極当たり20MPa〜100MPaである。
In the method for manufacturing the connection structure according to the present embodiment, the temporary fixing step is followed by the main fixing step. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing the main fixing step. As shown in FIG. 6, in the main fixing step, the
これにより、異方導電性フィルム9の接着剤成分が更に流動し、突起電極42の表面42aと基板5の表面5aとの間の距離dが更に縮まる。その結果、導電粒子7の扁平率は例えば30%以上となり、回路部品4と基板5との接続が担保される。そして、導電粒子7が突起電極42と基板5との間に噛合した状態で接着剤層8を硬化させることで、突起電極42とそれに対応する基板5の回路電極(不図示)とが導電粒子7を介して電気的に接続され、かつ隣接する突起電極42,43同士及び隣接する回路電極同士が電気的に絶縁された状態で図3に示した接続構造体1が得られる。なお、異方導電性フィルム9の接着剤成分が光硬化性樹脂を含有している場合、本固定工程において加熱・加圧すると共に例えば紫外光を照射することにより接着剤層8を硬化させればよい。
As a result, the adhesive component of the anisotropic
この接続構造体の製造方法では、仮固定工程において、突起電極42の表面42aと基板5の表面5aとの間の距離dが導電粒子の平均粒径の150%以下となるように突起電極42を異方導電性フィルム9に予め押し込んだ上で、本固定工程において突起電極42を異方導電性フィルム9に更に押し込んでいる。ここで、仮固定工程を行わずに本固定工程を行う従来の接続構造体の製造方法では、本固定工程において一度に異方導電性フィルムの接着剤成分が流動することとなる。このため、接着剤成分の急激な流動に伴って導電粒子が突起電極と基板との間から流出し、突起電極と基板との間に充分な数の導電粒子が介在しなくなるおそれがある。
In the method for manufacturing the connection structure, in the temporary fixing step, the distance d between the
これに対し、この接続構造体の製造方法では、仮固定工程を行うことにより、突起電極42と基板5との間から異方導電性フィルム9の接着剤成分を予め排除できる。これにより、突起電極42と基板5との間に存在する接着剤成分が少なくなるため、後続の本固定工程における加熱・加圧によって接着剤成分が流動した場合でも、導電粒子7が突起電極42と基板5との間から流出することを抑制できる。したがって、導電粒子7が突起電極42と基板5との間に好適に捕捉されるため、得られる接続構造体1において、充分な数の導電粒子7を突起電極42と基板5との間に介在させることが可能になる。
On the other hand, in the method for manufacturing the connection structure, the adhesive component of the anisotropic
上述した作用効果は、異方導電性フィルム9として、導電粒子7が異方導電性フィルム9の一面9a側に偏在した異方導電性フィルムを用いた場合に顕著に奏される。この理由としては、流体の流動性の観点から、異方導電性フィルム9の基板5との界面側(一面9a側)における接着剤成分の流動性は、異方導電性フィルム9の中央部における接着剤成分の流動性より低下することが挙げられる。このため、流動性が低い一面9a側に偏在した導電粒子7は、異方導電性フィルム全体に配置された導電粒子7より流動がより抑制されるため、上述した作用効果が顕著に奏されると考えられる。
The above-described effects are remarkably exhibited when the anisotropic
また、仮固定工程において、突起電極42の表面42aと基板5の表面5aとの間の距離dが導電粒子7の平均粒径の100%以下となるように突起電極42を異方導電性フィルム9に押し込む場合、導電粒子7が突起電極42及び基板5に接触した状態で仮固定されるため、導電粒子7を突起電極42と基板5との間により好適に捕捉できる。
Further, in the temporary fixing step, the
また、仮固定工程において、突起電極42の表面42aと基板5の表面5aとの間の距離dが導電粒子7の平均粒径の100%未満となるように突起電極42を異方導電性フィルム9に押し込む場合、仮固定工程において導電粒子7が突起電極42と基板5との間に噛合して捕捉されるため、異方導電性フィルム9の接着剤成分の流動に伴う導電粒子7の流出がより一層抑制され、導電粒子7を突起電極42と基板5との間に更に好適に捕捉できる。
Further, in the temporary fixing step, the
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[実施例1−1〜1−3、比較例1−1]
(フェノキシ樹脂aの合成)
4,4’−(9−フルオレニリデン)−ジフェノール45g(シグマアルドリッチジャパン株式会社製)、及び3,3’,5,5’−テトラメチルビフェノールジグリシジルエーテル50g(三菱化学株式会社製:YX−4000H)を、ジムロート冷却管、塩化カルシウム管、及び攪拌モーターに接続されたテフロン(登録商標)攪拌棒を装着した3000mLの3つ口フラスコ中でN−メチルピロリドン1000mLに溶解して反応液とした。これに炭酸カリウム21gを加え、マントルヒーターで110℃に加熱しながら攪拌した。3時間攪拌後、1000mLのメタノールが入ったビーカーに反応液を滴下し、生成した沈殿物を吸引ろ過することによってろ取した。ろ取した沈殿物を300mLのメタノールで更に3回洗浄して、フェノキシ樹脂aを75g得た。[Examples 1-1 to 1-3, Comparative example 1-1]
(Synthesis of phenoxy resin a)
45 g of 4,4′-(9-fluorenylidene)-diphenol (manufactured by Sigma-Aldrich Japan Co., Ltd.) and 50 g of 3,3′,5,5′-tetramethylbiphenol diglycidyl ether (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: YX- 4000 H) was dissolved in 1000 mL of N-methylpyrrolidone in a 3000 mL three-necked flask equipped with a Dimroth condenser, a calcium chloride tube, and a Teflon (registered trademark) stirring rod connected to a stirring motor to obtain a reaction solution. .. 21 g of potassium carbonate was added thereto, and the mixture was stirred while being heated to 110° C. with a mantle heater. After stirring for 3 hours, the reaction solution was added dropwise to a beaker containing 1000 mL of methanol, and the formed precipitate was collected by suction filtration. The precipitate collected by filtration was washed 3 times with 300 mL of methanol to obtain 75 g of phenoxy resin a.
その後、東ソー株式会社製高速液体クロマトグラフGP8020を用いてフェノキシ樹脂aの分子量を測定した(測定条件は前述)。その結果、ポリスチレン換算でMn=15769、Mw=38045、Mw/Mn=2.413であった。 After that, the molecular weight of the phenoxy resin a was measured using a high performance liquid chromatograph GP8020 manufactured by Tosoh Corporation (measurement conditions are as described above). As a result, Mn was 15769, Mw was 38045, and Mw/Mn was 2.413 in terms of polystyrene.
(異方導電性フィルムAの作製)
導電性接着剤層用の接着剤ペーストの形成にあたって、エポキシ化合物としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:jER828)を固形分で50質量部、硬化剤として4−ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを固形分で5質量部、及びフィルム形成材としてフェノキシ樹脂aを固形分で50質量部を配合した。また、導電粒子として、ポリスチレンを核とする粒子の表面に厚み0.2μmのニッケル層を設け、平均粒径3.3μm、比重2.5の導電粒子を作製し、この導電粒子を50質量部で上記配合物に更に配合した。そして、この接着剤ペーストを厚み50μmのPETフィルムにコーターを用いて塗布し、乾燥させることにより、PETフィルム上に形成された厚みが3μmの導電性接着剤層を得た。(Production of anisotropic conductive film A)
When forming the adhesive paste for the conductive adhesive layer, bisphenol A type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: jER828) is used as an epoxy compound in a solid content of 50 parts by mass, and 4-hydroxyphenylmethylbenzyl sulfonium hexam is used as a curing agent. 5 parts by mass of fluoroantimonate in a solid content and 50 parts by mass of a phenoxy resin a as a film forming material in a solid content were blended. Further, as a conductive particle, a nickel layer having a thickness of 0.2 μm is provided on the surface of a particle having polystyrene as a nucleus, and a conductive particle having an average particle diameter of 3.3 μm and a specific gravity of 2.5 is produced. Was further blended into the above formulation. Then, this adhesive paste was applied to a PET film having a thickness of 50 μm using a coater and dried to obtain a conductive adhesive layer having a thickness of 3 μm formed on the PET film.
次に、絶縁性接着剤層用の接着剤ペーストの形成にあたって、エポキシ化合物としてビスフェノールF型エポキシ樹脂(三菱化学株式会社製:jER807)を固形分で45質量部、硬化剤として4−ヒドロキシフェニルメチルベンジルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートを固形分で5質量部、及びフィルム形成材としてビスフェノールA・ビスフェノールF共重合型フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製:YP−70)を固形分で55質量部を配合した。そして、この接着剤ペーストを厚み50μmのPETフィルムにコーターを用いて塗布し、乾燥させることにより、PETフィルム上に形成された厚みが14μmの絶縁性接着剤層を得た。その後、導電性接着剤層と絶縁性接着剤層とを40℃に加熱してホットロールラミネータで貼り合わせ、PETフィルム間に挟まれた異方導電性フィルムAを得た。 Next, in forming the adhesive paste for the insulating adhesive layer, bisphenol F type epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: jER807) is used as an epoxy compound in a solid content of 45 parts by mass, and 4-hydroxyphenylmethyl is used as a curing agent. 5 parts by mass of benzylsulfonium hexafluoroantimonate in solid content and 55 parts by mass of bisphenol A/bisphenol F copolymer type phenoxy resin (Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.: YP-70) in solid content as a film forming material. did. Then, this adhesive paste was applied to a PET film having a thickness of 50 μm using a coater and dried to obtain an insulating adhesive layer having a thickness of 14 μm formed on the PET film. After that, the conductive adhesive layer and the insulating adhesive layer were heated to 40° C. and bonded with a hot roll laminator to obtain an anisotropic conductive film A sandwiched between PET films.
得られた異方導電性フィルムAについて、25000μm2当たりの導電粒子数を20か所で実測し、その平均値を1mm2に当たりの導電粒子数に換算した。その結果、異方導電性フィルムA中の導電粒子の密度は、280000個/mm2であった。Regarding the obtained anisotropic conductive film A, the number of conductive particles per 25000 μm 2 was measured at 20 locations, and the average value was converted to the number of conductive particles per 1 mm 2 . As a result, the density of the conductive particles in the anisotropic conductive film A was 280000 particles/mm 2 .
(接続構造体の作製)
回路部品として、バンプ電極を配列したICチップ(外形2mm×20mm、厚み0.3mm、バンプ電極の面積840μm2(縦70μm×横12μm)、バンプ電極間スペース12μm、バンプ電極高さ15μm)を準備した。また、基板として、ガラス基板(コーニング社製:#1737、38mm×28mm、厚み0.3mm)の表面にITOの配線パターン(パターン幅31μm、電極間スペース7μm)が形成された基板を準備した。(Preparation of connection structure)
As a circuit component, prepare an IC chip with bump electrodes arranged (
ICチップとガラス基板との接続には、セラミックヒータからなるステージ(150mm×150mm)及びツール(3mm×20mm)から構成される熱圧着装置を用いた。そして、上記の異方導電性フィルムA(2.5mm×25mm)の導電性接着剤層側のPETフィルムを剥離し、80℃、0.98MPaの条件で2秒間加熱及び加圧して導電性接着剤層側の面をガラス基板に貼り付けた。 A thermocompression bonding device including a stage (150 mm×150 mm) made of a ceramic heater and a tool (3 mm×20 mm) was used for connecting the IC chip and the glass substrate. Then, the PET film on the conductive adhesive layer side of the above anisotropic conductive film A (2.5 mm×25 mm) is peeled off, and heated and pressed for 2 seconds at 80° C. and 0.98 MPa for conductive adhesion. The surface on the agent layer side was attached to a glass substrate.
次に、ICチップのバンプ電極とガラス基板の回路電極との位置合わせを行った後、表1に示す仮固定温度及び仮固定圧力で1秒間加熱及び加圧して、ICチップのバンプ電極を異方導電性フィルムAに押し込んだ。仮固定後のガラス基板とバンプ電極との間の距離を表1に示す。なお、仮固定後の基板とバンプ電極との間の距離は、金属顕微鏡を用いてガラス基板側から観察し、ガラス基板の表面の焦点距離とバンプ電極の表面の焦点距離との差から算出した。 Next, after the bump electrodes of the IC chip and the circuit electrodes of the glass substrate are aligned with each other, the bump electrodes of the IC chip are changed by heating and pressing for 1 second at the temporary fixing temperature and the temporary fixing pressure shown in Table 1. It was pressed into the conductive film A. Table 1 shows the distance between the glass substrate and the bump electrode after the temporary fixing. The distance between the temporarily fixed substrate and the bump electrode was calculated from the difference between the focal length of the surface of the glass substrate and the focal length of the surface of the bump electrode by observing from the glass substrate side using a metallurgical microscope. ..
続いて、160℃、70MPaの条件で5秒間加熱及び加圧することにより、ガラス基板にICチップを本固定し、接続構造体を得た。接続構造体における導電粒子の捕捉率を以下の式に基づき算出した。
捕捉率(%)=(バンプ電極上の導電粒子数/(1mm2/バンプ電極面積)/異方導電性フィルムの1mm2当たりの導電粒子数)×100
なお、金属顕微鏡を用いてバンプ電極200箇所について導電粒子数を実測し、その平均値をバンプ電極上の導電粒子数とした。結果を表1に示す。Then, the IC chip was finally fixed to the glass substrate by heating and pressurizing for 5 seconds under the conditions of 160° C. and 70 MPa to obtain a connection structure. The capture rate of the conductive particles in the connection structure was calculated based on the following formula.
Capture rate (%)=(number of conductive particles on bump electrode/(1 mm 2 /bump electrode area)/number of conductive particles per 1 mm 2 of anisotropic conductive film)×100
The number of conductive particles was measured at 200 bump electrodes using a metallurgical microscope, and the average value was used as the number of conductive particles on the bump electrodes. The results are shown in Table 1.
[実施例2−1〜2−2、比較例2−1]
(異方導電性フィルムBの作製)
フェノキシ樹脂aに代えてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製:YP−50)、ビスフェノールA・ビスフェノールF共重合型フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製:YP−70)に代えてビスフェノールF型フェノキシ樹脂(新日鉄住金化学株式会社製:FX−316)をそれぞれ用いた以外は、異方導電性フィルムAと同様にして異方導電性フィルムBを作製した。得られた異方導電性フィルムBについて、25000μm2当たりの導電粒子数を20か所で実測し、その平均値を1mm2に当たりの導電粒子数に換算した。その結果、異方導電性フィルムB中の導電粒子の密度は、330000個/mm2であった。[Examples 2-1 and 2-2, Comparative Example 2-1]
(Preparation of anisotropic conductive film B)
Instead of phenoxy resin a, bisphenol A phenoxy resin (Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.: YP-50), bisphenol A/bisphenol F copolymerization phenoxy resin (Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.: YP-70), bisphenol An anisotropic conductive film B was produced in the same manner as the anisotropic conductive film A, except that the F-type phenoxy resin (FX-316 manufactured by Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) was used. Regarding the obtained anisotropic conductive film B, the number of conductive particles per 25,000 μm 2 was measured at 20 locations, and the average value was converted to the number of conductive particles per 1 mm 2 . As a result, the density of the conductive particles in the anisotropic conductive film B was 330000 particles/mm 2 .
異方導電性フィルムBを用いた以外は実施例1−1と同様にして、表2に示す条件で接続構造体の作製を行い、導電粒子の捕捉率を測定した。結果を表2に示す。 A connection structure was prepared under the conditions shown in Table 2 in the same manner as in Example 1-1 except that the anisotropic conductive film B was used, and the capture rate of the conductive particles was measured. The results are shown in Table 2.
[実施例3−1〜3−2、比較例3−1〜3−2]
絶縁性接着剤層の厚みを表3に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、表3に示す条件で接続構造体の作製を行い、導電粒子の捕捉率を測定した。結果を表3に示す。[Examples 3-1 to 3-2, Comparative Examples 3-1 to 3-2]
A connection structure was prepared under the conditions shown in Table 3 in the same manner as in Example 1-1 except that the thickness of the insulating adhesive layer was changed as shown in Table 3, and the capture rate of the conductive particles was measured. .. The results are shown in Table 3.
[実施例3−1〜3−2、比較例3−1〜3−2]
絶縁性接着剤層の厚み及びバンプ電極の高さを表4に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、表4に示す条件で接続構造体の作製を行い、導電粒子の捕捉率を測定した。結果を表4に示す。[Examples 3-1 to 3-2, Comparative Examples 3-1 to 3-2]
A connection structure was prepared under the conditions shown in Table 4 in the same manner as in Example 1-1, except that the thickness of the insulating adhesive layer and the height of the bump electrode were changed as shown in Table 4. The capture rate was measured. The results are shown in Table 4.
[参考例1−1〜1−3]
絶縁性接着剤層及び導電性接着剤層の厚み、並びに導電粒子の粒子密度を表5に示すように変更した以外は実施例1−1と同様にして、表5に示す条件で接続構造体の作製を行い、導電粒子の捕捉率を測定した。結果を表5に示す。なお、参考例1−1〜1−3では、導電粒子の平均粒径が3.3μmであるのに対し、導電性接着剤層の厚みが5μmであるため、導電粒子は、異方導電性フィルムの一面側に偏在していない。[Reference Examples 1-1 to 1-3]
Connection structure under the conditions shown in Table 5 in the same manner as in Example 1-1, except that the thicknesses of the insulating adhesive layer and the conductive adhesive layer and the particle density of the conductive particles were changed as shown in Table 5. Was prepared and the capture rate of the conductive particles was measured. The results are shown in Table 5. In Reference Examples 1-1 to 1-3, while the conductive particles have an average particle diameter of 3.3 μm, the conductive adhesive layer has a thickness of 5 μm. It is not unevenly distributed on one side of the film.
1…接続構造体、4…回路部品、5…基板、5a…基板の表面、7…導電粒子、8…接着剤層、9…異方導電性フィルム、42…突起電極、42a…突起電極の表面、d…突起電極の表面と基板の表面との距離。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記異方導電性フィルムとして、前記導電粒子が前記異方導電性フィルムの一面側に偏在した異方導電性フィルムを用い、
前記接続工程は、
前記一面側が前記基板側を向くように前記異方導電性フィルムを前記回路部品と前記基板との間に配置し、40℃〜100℃で加熱すると共に、前記突起電極の総電極面積あたり2MPa〜10MPaで加圧することによって、前記突起電極の表面と前記基板の表面との間の距離が前記導電粒子の平均粒径の150%以下となるように前記突起電極を前記異方導電性フィルムに押し込む仮固定工程を備える、接続構造体の製造方法。 A method of manufacturing a connection structure comprising a connection step of connecting a circuit component having a protruding electrode and a substrate via an anisotropic conductive film in which conductive particles are dispersed in an adhesive layer,
As the anisotropic conductive film, using the anisotropic conductive film, the conductive particles are unevenly distributed on one side of the anisotropic conductive film,
The connecting step is
The anisotropic conductive film is arranged between the circuit component and the substrate so that the one surface side faces the substrate side, and heated at 40° C. to 100° C., and 2 MPa to the total electrode area of the protruding electrode. By pressing at 10 MPa, the protrusion electrodes are pushed into the anisotropic conductive film so that the distance between the surface of the protrusion electrodes and the surface of the substrate is 150% or less of the average particle diameter of the conductive particles. A method for manufacturing a connection structure, comprising a temporary fixing step.
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