JPH05226054A - 異方導電フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異方導電フィルムを得る際に従来問題であっ
た光学機器へのエッチング金属分子の付着が防止でき、
しかも電気回路部品のファインパターン化に充分に対応
できる異方導電フィルムの製造方法を提供する。 【構成】 金属基材層１と絶縁性フィルム２との積層基
材の一方の層に貫通孔４を形成したのち、他方の層にエ
ッチング処理などにて貫通孔を延設し、レジスト層３を
形成したのち、形成した貫通孔４に金属導体５を充填す
る。貫通孔形成時に凹部４’を設けると、得られる異方
導電フィルムにバンプが付設される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は異方導電フィルムの製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気回路部品同士の電気的に接続
する方法としては、ワイヤーボンディング法やＴＡＢ
（Tape Automated Bonding）法などが知られている。し
かしながら、近年の電子機器の多機能化と小型軽量化に
伴い、半導体分野においては配線回路のパターンが高集
積化され、多ピンおよび狭ピッチのファインパターンが
採用されているので、上記従来の接続方法では接続する
部品間の接続点数の増加に対応しがたく、またコスト高
となるなどの問題点がある。そこで、このような回路の
ファインパターン化に対応すべく、絶縁性フィルムの厚
み方向に複数の金属導体を互いに独立して配置した、所
謂異方導電フィルムを介在させる接続方法が試みられて
いる。

【０００３】このような異方導電フィルムの製造方法
は、例えば特開平３−１８２０８１号公報や特開平３−
１８２０８３号公報などに提案されている。これらには
一層構造または複数の積層構造からなる金属基材層上に
絶縁性樹脂層や感光性を有する絶縁性樹脂層を形成した
のち、絶縁性樹脂層および金属基材層にレーザー加工法
やウエットエッチング法によって貫通孔を形成し、この
貫通孔に金属導体を充填するという方法が開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレーザー加工を用いた異方導電フィルムの製造方法
では、レーザービームによって絶縁性樹脂層だけでなく
金属基材層も同時にエッチング処理するので、絶縁性樹
脂と金属基材の両方の分子結合を分断できる大きなエネ
ルギー量が必要となる。例えば、ＸｅＣｌを使用したエ
キシマレーザーを用いてポリイミド樹脂および銅箔をア
ブレーションする場合、ポリイミド樹脂のしきい値が
０．０３Ｊ／ｃｍ² であるのに対して、銅のしきい値は
９Ｊ／ｃｍ²であり、同一レーザーによる絶縁性樹脂と
金属の加工が極めて非効率的であることが理解できる。
特に、絶縁性樹脂と金属基材を同時にレーザー加工でき
るような高密度エネルギーのレーザービームを照射した
場合、金属基材を加工する際に金属基材層表面でのレー
ザーの反射光の影響が大きく、反射光によって先にエッ
チングされた絶縁性樹脂層のエッジ部が再エッチングさ
れてしまい、精密な加工精度やアスペクト比を得ること
が困難である。

【０００５】また、レーザー照射によって金属基材をエ
ッチングする場合、分子結合が分断された金属分子が飛
散して使用している光学機器に付着して光学精度を低下
させたり、得られる異方導電フィルムの表面に金属が蒸
着されて異方導電性を損なうなどの悪影響を及ぼすこと
が懸念される。さらに、金属基材が複層構造である場合
は異方導電フィルムを得るための最終工程での金属基材
の除去において、各層ごとに異なった薬液を用いる必要
があり、工程が複雑となるだけでなく、これらの薬液に
対して耐浸食性を有する金属導体を用いなければならな
いなど、使用できる金属導体の種類が限定される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは従
来の異方導電フィルムの製造方法が有する上記課題、特
に光学機器へのエッチング金属分子の付着などを防止で
き、比較的容易に高精度でしかも確実な電気的接続を行
うことができる異方導電フィルムを得ることを目的に検
討を重ねた結果、金属基材と絶縁性フィルムからなる実
質的に２層の基材を用いてエッチング加工を一方の層ず
つ行い、確実な接続を行うためのバンプを同時に形成で
きる製造方法を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】即ち、本発明の異方導電フィルムの製造方
法の第１は、絶縁性フィルムの厚み方向に独立する金属
導体からなる複数の導通路が形成されていると共に、絶
縁性フィルムの表裏面に該金属導体が突出してなる異方
導電フィルムの製造方法において、 金属基材層を片面に有する絶縁性フィルムに、金属基
材層面にまで達する複数の貫通孔を厚み方向に独立して
形成する工程と、 金属基材層の他面側にレジスト層を形成する工程と、 貫通孔底部に露出する金属基材層をエッチングして、
金属基材層に凹部を形成する工程と、 形成した貫通孔内および凹部に金属導体を充填し、絶
縁性フィルム表面から金属導体を突出させる工程と、 レジスト層および金属基材層を除去する工程と、を含
むことを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明の異方導電フィルムの製造方
法の第２は、絶縁性フィルムの厚み方向に独立する金属
導体からなる複数の導通路が形成されていると共に、絶
縁性フィルムの表裏面に該金属導体が突出してなる異方
導電フィルムの製造方法において、 絶縁性フィルムを片面に有する金属基材層に、絶縁性
フィルム面にまで達する複数の貫通孔を厚み方向に独立
して形成する工程と、 金属基材層をマスクとして貫通孔底部に露出する絶縁
性フィルム面をドライエッチングして、絶縁性フィルム
に貫通孔を延設する工程と、 金属基材層の他面側にレジスト層を形成する工程と、 形成した貫通孔内に金属導体を充填し、絶縁性フィル
ム表面から金属導体を突出させる工程と、 レジスト層および金属基材層を除去する工程と、を含
むことを特徴とするものである。

【０００９】以下、本発明を図面を用いて説明する。

【００１０】図１（ａ）〜（ｆ）は本発明の異方導電フ
ィルムの第１の製造方法の一実例の各工程を説明する断
面図である。

【００１１】本発明の第１の製造方法によれば、まず、
図１（ａ）に示すように金、銀、銅、鉄、ニッケル、コ
バルトなど、またはこれらの合金からなる金属の単層体
もしくは積層体からなり、後工程での電気メッキ性の点
から好ましくは銅を主体とする金属からなる金属基材層
１と絶縁性フィルム２とを、キャスティング法や圧着
法、スパッタリング法、蒸着法、メッキ法などの手段に
よって積層し、必要に応じて耐メッキ性を有するレジス
ト層３を上記金属基材層１の他面側に形成しておく。次
いで、図１（ｂ）に示すように絶縁性フィルム２のみに
複数の貫通孔４を形成する。貫通孔４は絶縁性フィルム
２の厚み方向に独立しており、最終的には金属導体を充
填して導通路となるのである。このような貫通孔４を形
成する方法としては、例えばレーザーやプラズマなどに
よるドライエッチング法や、薬品や溶剤などによる化学
的なウエットエッチング法などが挙げられ、感光性樹脂
によって絶縁性フィルム２を形成する場合にはフォトマ
スクを介した露光・現像法によって貫通孔４を形成する
こともできる。なお、これらの貫通孔の形成方法のう
ち、微細な加工を施して回路のファインパターン化に対
応するためにはドライエッチング法やウエットエッチン
グ法が好ましく、特にエキシマレーザーの如き発振波長
が４００ｎｍ以下の紫外線レーザーによるアブレーショ
ンを用いたドライエッチング法を用いると、熱的衝撃に
よる金属基材層の損傷が防止でき、しかも高いアスペク
ト比が得られるので好ましいものとなる。レーザーによ
るエッチングの場合、ＹＡＧレーザーやガラスレーザ
ー、ルビーレーザーなどの発振波長（あるいは基本波
長）が赤外領域の固体レーザーを用いる場合は、第二リ
ン酸カリウム結晶のような非線型光学結晶に照射するこ
とによって、実質的に紫外領域の高次高調波に変調する
ことができる。また、照射面でのエネルギー密度を０．
１〜２Ｊ／ｃｍ² 、好ましくは１〜２Ｊ／ｃｍ² 程度の
範囲に設定することによって、金属基材層にたとえ照射
されても該層に損傷を与えることがなく、高精度の加工
が行なえる。

【００１２】形成する貫通孔４の直径は通常１５〜１０
０μｍ、好ましくは２０〜５０μｍ程度とし、貫通孔４
間のピッチは１５〜２００μｍ、好ましくは４０〜１０
０μｍ程度に設定する。

【００１３】上記工程において用いられる絶縁性フィル
ム２は、電気絶縁特性を有するフィルムであればその素
材には制限はなく、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹
脂、ウレタン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレ
ン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン系樹脂など
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を問わず目的に応じて選択
できる。例えば、可撓性を必要とする場合はシリコーン
ゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムなどの弾性体を使用す
ることが好ましく、耐熱性が要求される場合はポリイミ
ド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド
などの耐熱性樹脂を用いることが好ましい。また、絶縁
性フィルム２の厚さは任意に選択できるが、フィルムの
機械的強度やフィルム厚の精度（バラツキ）、形成する
貫通孔の孔径精度の点からは通常、１〜２００μｍ、好
ましくは１０〜１００μｍとする。

【００１４】本発明の第１の製造方法においては上記の
ように貫通孔４を形成したのち、図１（ｃ）に示すよう
に貫通孔４の底部に露出する金属基材層１をエッチング
して、該基材層１の露出表面に凹部４’を形成する。凹
部４’は、電解研磨剤や化学研磨剤を貫通孔内に流入さ
せることによって形成することができる。例えば、銅や
銅合金を金属基材１として用いた場合には、塩化第二鉄
溶液や硫酸、塩酸などを用いる。また、研磨液中に過酸
化水素を含有させることによって、凹部４’の表面（研
磨面）が平滑化して好ましく、貫通孔４のアスペクト比
が１以上の場合には研磨液中に界面活性剤を含有させる
ことによって、貫通孔内の濡れ性が向上するので、研磨
処理がスムースに行える。なお、この凹部４’を形成す
る工程において、図１（ｃ）では形成する凹部４’は隣
接するレジスト層３にまで達するように形成している
が、後述の図３（ａ）〜（ｅ）に示すように金属基材層
１の全厚みにわたって形成する必要はないことは云うま
でもない。

【００１５】次いで、図１（ｄ）に示すように形成した
貫通孔４および凹部４’に金属導体５を充填し、さらに
絶縁性フィルム２表面から金属導体５を突出させて最終
的に得られる異方導電フィルムにおけるバンプを形成す
る。充填する金属導体５としては、例えば金、銀、銅、
錫、鉛、ニッケル、コバルト、インジウムなどの各種金
属、もしくはこれらを成分とする各種合金が用いられ
る。但し、金属基材層１は最終的にエッチングなどの手
段によって除去されるので、その際に充填した金属導体
５が同時に除去されないように金属基材層１と金属導体
５とは異種の金属を用いる必要がある。

【００１６】貫通孔４および凹部４’に金属導体５を充
填する方法としては、スパッタリング法や蒸着法、メッ
キ法などを用いることができるが、メッキ充填する方法
は充填量の制御が行いやすいので好ましい方法である。
なお、メッキ法の場合、メッキ液中の金属イオンの量が
少なすぎたり電流密度が高すぎると、金属導体が樹枝状
の結晶に成長するので均一な充填ができなくなるおそれ
がある。従って、有機物を微量添加して金属析出物の平
滑化を図ったり、界面活性剤を微量添加して金属導体の
均一な充填を行うことが好ましい。

【００１７】金属導体５を充填したのち、図１（ｅ）に
示すようにレジスト層３をアルカリ溶液や有機溶剤など
の薬液による溶解除去や機械的剥離などの方法によって
剥離除去する。次いで、金属基材層１を化学エッチング
や電解腐食などの手段によって除去して図１（ｆ）に示
すような異方導電フィルムを得ることができる。

【００１８】本発明の製造方法にて得られる異方導電フ
ィルムは図１（ｆ）に示すように、絶縁性フィルム２の
表裏面にバンプを形成するように充填された金属導体５
によって、厚み方向に独立して電気的に導通する。この
異方導電フィルムを用いて電子部品や電気部品を電気的
に接続する場合には、表裏面に突出するバンプを利用す
るが、充填された金属導体５が絶縁性フィルム２から脱
落しないようにするためには、図示するようなリベット
状の充填形状にすることが好ましい。このような形状に
バンプを形成するには、図１（ｃ）の工程における凹部
４’の形成時に凹部４’の径を貫通孔４の径よりも大き
くする。また、図１（ｄ）の工程における金属導体５の
充填において、例えばメッキ法による充填の場合にはメ
ッキ時間を適度に調整することによって、絶縁性フィル
ム２の表面において面方向にもメッキを成長させてリベ
ット状のバンプとすることができるのである。

【００１９】このように形成したバンプは貫通孔４に充
填された金属導体５の径よりも大きく、好ましくは１．
１倍以上とする。本発明においてはこのようにバンプ径
を大きくすることによって、充填された金属導体５が脱
落することもなく、絶縁性フィルム２の厚み方向に対す
る剪断力に対しても充分な強度を有し、電気的接続信頼
性が向上するのである。

【００２０】また、絶縁性フィルム２の表裏面に突出す
るバンプの高さは孔ピッチや用途によって、凹部４’の
深さや金属導体５のメッキ成長時間の調整によって任意
に設定することができるが、通常５μｍ以上、好ましく
は５〜１００μｍの範囲に調整される。

【００２１】図２（ａ）〜（ｆ）は本発明の異方導電フ
ィルムの第２の製造方法の一実例の各工程を説明する断
面図である。

【００２２】この製造方法においては、まず図２（ａ）
に示すように金属基材層１の片面に絶縁性フィルム２を
積層した積層基材を用い、図２（ｂ）に示すように金属
基材層１のみに絶縁性フィルム２にまで達する複数の貫
通孔４を形成する。このとき形成する貫通孔４は前記第
１の製造方法において形成する凹部４’に相当するもの
である。

【００２３】次に、この金属基材層１をマスクとして用
い、貫通孔４の底部に露出する絶縁性フィルム２の表面
をドライエッチング処理して、図２（ｃ）に示す絶縁性
フィルム２中に貫通孔４を延設する。この場合のドライ
エッチング法は、前記した紫外線レーザーを用いること
が、精密に処理が行えて好ましいものである。

【００２４】そののち、図２（ｄ）に示すように、金属
基材層１の他面側にレジスト層３を形成し、先に形成し
た貫通孔４の内部に図２（ｅ）に示すように金属導体５
を充填し、さらに絶縁性フィルム２の表面から金属導体
５を突出させる。次いでレジスト層３および金属基材層
１を順次除去して図２（ｆ）に示すような異方導電フィ
ルムを得ることができる。なお、上記本発明の第２の製
造方法における各工程において用いる絶縁性フィルム２
や金属基材層２、金属導体５、レジスト層３などは前記
したと同じものが使用でき、また、エッチング処理や剥
離除去方法なども前記と同様である。

【００２５】図３（ａ）〜（ｅ）は本発明の異方導電フ
ィルムの第１の製造方法を応用した他の製造方法の各工
程を説明する断面図である。

【００２６】図３に示す製造方法は前記図１（ｃ）に示
す工程において形成する凹部４’を金属基材層１の全厚
みにわたって形成せずに、金属基材層１の全厚みの一部
のみに凹部４’を形成して異方導電フィルムを作製した
ものである。その他レジスト層３の形成工程が金属導体
５の充填前に行なう以外、図１と基本的に同じ製造方法
である。このような製造方法を採用することによって、
半球状のバンプを有する異方導電フィルムを得ることが
できる。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、さらに具体的
に説明する。

【００２８】実施例１ 厚み１８μｍの銅箔上にキャスティング法によってポリ
イミド樹脂を乾燥後の厚みが２５μｍとなるように積層
し、銅箔の他面側に耐メッキ性と耐塩化第二鉄溶液性を
有するレジストを塗工した。

【００２９】次に、ポリイミド樹脂フィルム側に２０μ
ｍφで３５μｍピッチの格子状にレーザー光が通過する
マスクをあて、発振波長２４８ｎｍのエキシマレーザー
光を照射し、ポリイミド樹脂フィルムのみをエッチング
して銅箔表面が露出する貫通孔を形成した。

【００３０】このように貫通孔を形成したのち、これを
塩化第二鉄溶液中に浸漬して、貫通孔の底部に露出した
銅箔表面をエッチングして凹部を形成した。さらに、銅
箔を陰極にして電気メッキを行ない、底部からニッケル
１０μｍ、銅４０μｍ、ニッケル５μｍとなるように金
属導体を前記貫通孔に充填した。

【００３１】そののち、前記レジスト層および銅箔を順
次剥離除去してニッケルバンプを有する異方導電フィル
ムを得た。得られた異方導電フィルムにおけるバンプ径
は貫通孔径よりも大きく、図１（ｆ）に示すような形状
のものであり、充填された金属導体が脱落することがな
く、加工精度もよいので電気的接続信頼性の極めて高い
ものであった。

【００３２】実施例２ 実施例１において用いたポリイミドと銅箔からなる基材
の銅箔面をフォトエッチングすることによって貫通孔を
形成し、さらに、この銅箔をマスクとして貫通孔底部に
露出するポリイミド樹脂フィルムをレーザーエッチング
した。レーザーエッチングには実施例１と同様の方法を
用い、その他は実施例１と同様に行ない、図２（ｆ）に
示す異方導電フィルムを得た。

【００３３】得られた異方導電フィルムは銅箔側に形成
されたバンプの表面が図２（ｆ）にて図示するように平
坦であり、曲面バンプと比べ電気回路の接続信頼性が高
いものであった。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明の異方導電フィル
ムの製造方法によれば、絶縁性フィルムと金属基材層と
からなる基材の各層を同時にエッチング加工せずに金属
基材層に損傷を与えないので加工精度が高く、エッチン
グ時に生じる金属分子が使用する光学機器に付着するこ
とがなく、また比較的高精度に加工することができ、得
られる異方導電フィルムは確実な電気的接続を行なうこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）〜（ｆ）は本発明の異方導電フィルム
の第１の製造方法の一実例を説明する各工程の断面図で
ある。

【図２】 （ａ）〜（ｆ）は本発明の異方導電フィルム
の第２の製造方法の一実例を説明する各工程の断面図で
ある。

【図３】 （ａ）〜（ｅ）は本発明の異方導電フィルム
の第１の製造方法の他の実例を説明する各工程の断面図
である。

【符号の説明】

１ 金属基材層 ２ 絶縁性フィルム ３ レジスト層 ４ 貫通孔 ４’凹部 ５ 金属導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日野 敦司 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 矢田 寛 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内 (72)発明者 金戸 正行 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁性フィルムの厚み方向に独立する金
   属導体からなる複数の導通路が形成されていると共に、
   絶縁性フィルムの表裏面に該金属導体が突出してなる異
   方導電フィルムの製造方法において、 金属基材層を片面に有する絶縁性フィルムに、金属基
   材層面にまで達する複数の貫通孔を厚み方向に独立して
   形成する工程と、 金属基材層の他面側にレジスト層を形成する工程と、 貫通孔底部に露出する金属基材層をエッチングして、
   金属基材層に凹部を形成する工程と、 形成した貫通孔内および凹部に金属導体を充填し、絶
   縁性フィルム表面から金属導体を突出させる工程と、 レジスト層および金属基材層を除去する工程と、を含
   むことを特徴とする異方導電フィルムの製造方法。
2. 【請求項２】 貫通孔底部に露出する金属基材層をエッ
   チングして金属基材層に凹部を形成する工程において、
   形成する凹部が隣接するレジスト層にまで達している請
   求項１記載の異方導電性フィルムの製造方法。
3. 【請求項３】 絶縁性フィルムの厚み方向に独立する金
   属導体からなる複数の導通路が形成されていると共に、
   絶縁性フィルムの表裏面に該金属導体が突出してなる異
   方導電フィルムの製造方法において、 絶縁性フィルムを片面に有する金属基材層に、絶縁性
   フィルム面にまで達する複数の貫通孔を厚み方向に独立
   して形成する工程と、 金属基材層をマスクとして貫通孔底部に露出する絶縁
   性フィルム面をドライエッチングして、絶縁性フィルム
   に貫通孔を延設する工程と、 金属基材層の他面側にレジスト層を形成する工程と、 形成した貫通孔内に金属導体を充填し、絶縁性フィル
   ム表面から金属導体を突出させる工程と、 レジスト層および金属基材層を除去する工程と、を含
   むことを特徴とする異方導電フィルムの製造方法。