KR102240767B1 - 이방성 도전 필름의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

이방성 도전 접속한 접속 구조체의 도통 저항을 저감시키고, 또한 쇼트의 발생을 확실하게 억제할 수 있는 이방성 도전 필름은, 도전 입자 (1) 의 표면에 절연 입자 (2) 가 부착되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 에 분산되어 있는 구조를 갖는다. 이방성 도전 필름에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에서는, 도전 입자 (1) 와 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수가, 도전 입자 (1) 와 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수보다 적다. 이방 도전성 필름의 표리의 일방의 필름면의 평면에서 보았을 때에 도전 입자와 겹쳐 있는 절연 입자의 개수는, 바람직하게는, 타방의 필름면의 평면에서 보았을 때에 도전 입자와 겹쳐 있는 절연 입자의 개수보다 적다.

Description

이방성 도전 필름의 제조 방법{METHOD OF PRODUCING ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM}
본 발명은, 이방성 도전 필름에 관한 것이다.
IC 칩 등의 전자 부품의 실장에 이방성 도전 필름은 널리 사용되고 있다. 이방성 도전 필름을 고실장 밀도로 대응시키는 관점에서, 이방성 도전 필름에서는, 그 절연성 수지층에 도전 입자를 고밀도로 분산시키는 것이 실시되고 있다. 그러나, 도전 입자의 밀도를 높이는 것은 쇼트의 발생 요인이 된다.
이에 대하여, 종전의 도전 입자 대신에, 도전 입자의 표면에 절연 입자를 부착시킨 절연 입자가 형성된 도전 입자를 사용하는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 1). 이 절연 입자가 형성된 도전 입자를 바인더 수지에 믹서를 사용하여 혼련하고, 필름화함으로써 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
일본 공개 특허공보 2014-132567호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 바와 같이 절연 입자가 형성된 도전 입자를 바인더 수지와 믹서를 사용하여 혼련하면, 절연 입자가 도전 입자로부터 단리하게 되어, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 본래의 절연성을 얻을 수 없는 경우가 있다. 그 때문에, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 바인더 수지에 고밀도로 분산시킨 이방성 도전 필름을 사용하여 이방성 도전 접속한 전자 부품의 접속 구조체에서는 쇼트가 발생할 우려가 있다.
또한, 이 이방성 도전 필름을 사용한 이방성 도전 접속에서는, 절연 입자가 형성된 도전 입자가 전자 부품의 단자에 가압될 때, 도전 입자뿐만 아니라, 절연 입자가 단자에 가압되게 되기 때문에, 접속 구조체의 도통 저항이 높아지기 쉽다는 문제도 있다.
이에 대하여, 본 발명은, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 사용한 이방성 도전 필름으로서, 이방성 도전 접속한 접속 구조체의 도통 저항을 저감시키고, 또한 쇼트의 발생을 확실하게 억제할 수 있는 이방성 도전 필름의 제공을 과제로 한다.
본 발명자는, 절연 입자가 도전 입자의 전체 표면에 대략 균등하게 부착되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자를 사용하여 이방성 도전 필름을 제조하는 데에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자에 있어서 도전 입자의 필름면 방향으로 부착되어 있는 절연 입자의 수는 유지되지만, 도전 입자의 필름 두께 방향으로 부착되어 있는 절연 입자의 수는 저감되도록 하면, 이방성 도전 필름을 사용하는 이방성 도전 접속에 있어서, 도전 입자가 절연 입자를 통하지 않고 직접적으로 단자면에 압압되기 쉬워지기 때문에 접속 구조체의 도통 저항을 저감시킬 수 있고, 또한, 인접하는 단자 사이에서는 절연 입자의 존재에 의해 쇼트가 잘 일어나지 않는 것을 알아내고, 본 발명을 생각하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 도전 입자의 표면에 절연 입자가 부착되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자가 절연성 수지층에 분산되어 있는 이방성 도전 필름으로서, 절연 입자가 형성된 도전 입자에 있어서, 도전 입자와 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자수가, 도전 입자와 필름면 방향으로 접하는 절연 입자수보다 적은 이방성 도전 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 서술한 이방성 도전 필름을 사용하여 전자 부품끼리를 이방성 도전 접속하는 접속 구조체의 제조 방법이나, 그것에 의해 얻어진 접속 구조체를 제공한다.
본 발명의 이방성 도전 필름에 의하면, 도전 입자의 전체 표면에 절연 입자가 대략 균등하게 부착되어 있는 당초의 절연 입자가 형성된 도전 입자에 반하여, 도전 입자에 대하여 필름 두께 방향으로 접하고 있는 절연 입자수가, 도전 입자에 대하여 필름면 방향으로 접하고 있는 절연 입자수보다 적다. 따라서, 이 이방성 도전 필름을 사용하여 전자 부품의 단자를 이방성 도전 접속하면, 당초의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 상태가 유지되고 있는 경우에 비하여 단자와 도전 입자의 직접적인 접촉 면적이 증가하기 때문에, 접속 구조체에 있어서 도통 저항을 저감시킬 수 있다. 또한, 이 이방성 도전 필름에 의하면, 필름면 방향으로 도전 입자와 접하는 절연 입자수에 대해서는, 당초의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 상태가 유지되고 있기 때문에, 접속 구조체에 있어서, 인접하는 단자 사이의 쇼트를 억제할 수 있다.
도 1a 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 도전 입자의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 1b 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 단면도이다.
도 2 는 도전 입자의 표면에 필름 두께 방향 또는 필름면 방향으로 접하고 있는 절연 입자의 개수의 계측 방법의 설명도이다.
도 3a 는 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층의 패임의 설명도이다.
도 3b 는 절연 입자가 형성된 도전 입자 상의 절연성 수지층의 패임의 설명도이다.
도 4a 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4b 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4c 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4d 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4e 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 4f 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 5 는 실시예의 이방성 도전 필름 (10B) 의 단면도이다.
도 6 은 실시예의 이방성 도전 필름 (10C) 의 단면도이다.
도 7 은 실시예의 이방성 도전 필름 (10D) 의 단면도이다.
이하, 본 발명의 이방성 도전 필름의 일례를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일 부호는, 동일 또는 동등한 구성 요소를 나타내고 있다.
＜이방성 도전 필름의 전체 구성＞
도 1a 는, 본 발명의 일 실시예의 이방성 도전 필름 (10A) 의 도전 입자의 배치를 설명하는 평면도이고, 도 1b 는 그 X-X 단면도이다.
이 이방성 도전 필름 (10A) 에서는, 도전 입자 (1) 의 표면에 절연 입자 (2) 가 접하고 있거나 또는 부착되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 의 편면에 매립된 구조를 가지고 있다. 필름의 평면에서 보았을 때에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 는 서로 접촉하지 않고 분산되어 있고, 필름 두께 방향으로도 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 는 서로 겹치지 않고 분산되어 있다. 또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 필름 두께 방향 (도 1b 의 지면의 세로 방향) 의 위치가 정렬되어 있고, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 는 필름면 방향 (도 1b 의 지면의 가로 방향) 으로 단층을 이루고 있다.
본 발명의 이방성 도전 필름 (10A) 에서는, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 있어서의 절연 입자 (2) 의 배치가 특징적으로 되어 있고, 이하에 상세히 서술하는 바와 같이, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하고 있는 절연 입자 (2) 의 개수가, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하고 있는 절연 입자 (2) 의 개수보다 적게 되어 있다.
＜절연 입자가 형성된 도전 입자＞
본 발명의 이방성 도전 필름 (10A) 에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 있어서의 절연 입자 (2) 는, 도전 입자 (1) 의 필름 두께 방향에 있는 것의 개수가, 도전 입자의 필름면 방향에 있는 것의 개수보다 적게 되어 있지만, 본 발명의 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 원료로서 사용하는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 로는, 도전 입자 (1) 의 전체 표면에 절연 입자 (2) 가 대략 균등하게 부착된 것을 사용할 수 있다.
이와 같은 절연 입자가 형성된 도전 입자로는, 일본 공개 특허공보 2009-280790호, 일본 공개 특허공보 2014-132567호 등에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다.
도전 입자 (1) 의 입자경은, 배선 높이에 편차가 있는 경우의 도통 저항의 상승을 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하는 점에서, 바람직하게는 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2.5 ㎛ 이상 13 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 3 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하이다.
절연 입자 (2) 의 입자경은 도전 입자 (1) 의 입자경보다 작다. 절연 입자 (2) 의 구체적인 입자경은, 도전 입자 (1) 의 입자경, 이방성 도전 필름의 용도 등에 따라 정할 수 있지만, 통상적으로는, 0.005 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하가 바람직하고, 0.01 ㎛ 이상 2.5 ㎛ 이하가 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 특히 0.5 ㎛ 이하이다. 이에 의해 이방성 도전 접속시에 필요한 압력이나 온도를 과도하게 높이는 것이 불필요해진다. 일례로서, 절연 입자의 입자경은 도전 입자의 입자경에 대하여, 지나치게 작으면 절연성을 부여하는 것이 곤란해지는 점에서 하한은 0.4 ％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.6 ％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 0.8 ％ 이상이 더욱 보다 바람직하다. 또한 상한은 지나치게 크면 도전 입자에 대한 부착이나 필요한 개수가 부족할 우려가 있는 점에서, 18 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 12 ％ 이하가 보다 바람직하고, 6 ％ 이하가 더욱 보다 바람직하다.
도전 입자 (1), 절연 입자 (2) 및 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경의 측정은, 이들 입자를 유리 상에 산포하고, 광학 현미경, 금속 현미경, 투과형 전자 현미경 (TEM), 또는 주사형 전자 현미경 (SEM) 등으로 관찰함으로써 구할 수 있다. 필름 중의 이들 입자경도 주사형 전자 현미경 등에 의한 관찰로부터 구할 수 있다. 입자경의 계측에서는, 측정하는 샘플 수를 300 이상으로 하는 것이 바람직하다. 투과형 전자 현미경에서는 비교적 작은 절연 입자 단체의 입자경을 정확하게 측정할 수 있고, 주사형 전자 현미경은, 특히 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경을 구하는 데에 적합하다.
단체의 도전 입자의 평균 입자경은, 일반적인 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수도 있다. 화상형이어도 되고 레이저형이어도 된다. 화상형의 측정 장치로는, 일례로서 습식 플로우식 입자경·형상 분석 장치 FPIA-3000 (말번사) 을 들 수 있다. 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 을 측정하는 샘플 수 (도전 입자 개수) 는 1000 개 이상이 바람직하다. 이방성 도전 필름에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 은, SEM 등의 전자 현미경 관찰로부터 구할 수 있다. 이 경우, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 을 측정하는 샘플 수 (도전 입자 개수) 를 300 개 이상으로 하는 것이 바람직하다.
이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 원료로서 사용하는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 있어서, 도전 입자 (1) 의 전체 표면 중 절연 입자 (2) 로 피복되어 있는 비율 (피복률) 이 20 ∼ 97 ％ 가 바람직하고, 40 ∼ 95 ％ 가 보다 바람직하다. 피복률이 지나치게 적으면 쇼트가 발생하기 쉬워지고, 지나치게 크면 범프에 의한 도전 입자의 포착이 저해될 염려가 발생한다.
또한 피복률은, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 표면 전체에서 차지하는 절연 입자의 피복 면적 (투영 면적) 의 비율이다. 이 구체적인 구하는 방법으로는, 주사형 전자 현미경을 사용하여 100 개의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 관찰하고, 각 관찰 화상에 있어서의 피복률을 평균함으로써 얻어진다. 피복률의 간편한 구하는 방법으로는, 각 관찰 화상에 있어서 절연 입자가 형성된 도전 입자 1 개 당의 절연 입자의 개수를 계측하고, 그 수치와, 절연 입자가 형성된 도전 입자 1 개의 투영 면적과 절연 입자 1 개의 투영 면적으로부터 피복률을 산출해도 된다. 여기서, 도전 입자의 원형의 관찰 이미지에, 절연 입자의 관찰 이미지가 부분적으로 겹쳐 있는 경우, 그 부분적으로 겹쳐 있는 절연 입자는 0.5 개로서 계산해도 된다.
한편, 이방성 도전 필름 (10A) 을 실제로 구성하는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 있어서는, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수가, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수보다 적다. 여기서, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수란, 도 2 에 나타내는, 이방성 도전 필름 (10A) 에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 필름 두께 방향의 단면에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를, 도전 입자 (1) 의 중심을 통과하는, 필름 두께 방향에 대하여 플러스 45°기울어진 직선 및 마이너스 45°기울어진 직선으로 4 개의 영역 (A1, A2, A3, A4) 으로 분할한 경우에, 도전 입자 (1) 의 상하에 있는 영역 (필름면을 따른 영역) (A1, A2) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를 말한다. 또한, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수란, 상기 서술한 4 개의 영역 (A1, A2, A3, A4) 중 도전 입자 (1) 의 좌우에 있는 영역 (필름 두께 방향을 따른 영역) (A3, A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를 말한다. 따라서, 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를 NA1, NA2, NA3, NA4 라고 하면, 본 발명에 있어서는, (NA3 ＋ NA4) ＞ (NA1 ＋ NA2) 가 된다. 또한, 필름 두께 방향의 단면은, 동일한 필름에서 복수의 상이한 방향이 있는 (상이한 방향의 단면에서 본 것을 확인하는) 것이 바람직하고, 90°가 되어 있는 2 개의 단면이 포함되어 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를 구하는 데에 있어서, 도전 입자 (1) 의 상하의 영역 (A1, A2) 과 좌우의 영역 (A3, A4) 의 쌍방에 걸쳐 있는 절연 입자 (2) 는, 어느 영역에 크게 속하는지에 의해 귀속을 결정한다.
또한, 본 발명에 있어서, 모든 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 상기 서술한 부등식을 만족할 필요는 없다. 개개의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 있어서 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수에는 편차가 있어도 되고, 상기 서술한 부등식이 성립하지 않는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 존재하고 있어도 되지만, 이방성 도전 필름에 포함되는 모든 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 대하여 평균하면 상기 서술한 부등식이 성립하여, NA3, NA4 가 NA1, NA2 보다 많아진다.
또한, 이방성 도전 필름에 포함되는 모든 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 대하여 상기 서술한 부등식이 성립하는 것을 확인하는 것은 현실적이지 않다. 그래서, 이하에 나타내는 바와 같이 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를 계측하여 상기 서술한 부등식이 성립하는 경우에는, 모든 절연 입자가 형성된 도전 입자의 평균에 있어서 상기 서술한 부등식의 관계가 성립하는 것으로 간주해도 된다.
즉, 개개의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 대하여, 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를, 이방성 도전 필름 (10A) 의 단면을 주사형 전자 현미경을 사용하여 관찰함으로써 계측하는 데에 있어서, 1 변이 100 ㎛ 이상인 사각형의 계측 영역을 서로 이간시켜 복수 지점 (바람직하게는 5 개 지점 이상, 보다 바람직하게는 10 개 지점 이상) 설정하여 합계 면적을 1 ㎟ 이상으로 하고, 각 계측 영역으로부터 빼낸 100 개의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 관찰하고, 각각의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 대하여 영역 (A1) 및 영역 (A2) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수와, 영역 (A3) 및 영역 (A4) 에 존재하는 절연 입자 (2) 의 개수를 구하고, 100 개의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 평균으로서, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수 (NA1 ＋ NA2) 와, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수 (NA3 ＋ NA4) 를 구하고, 상기 서술한 부등식의 성립의 유무를 조사한다. 계측 영역은 도전 입자의 크기에 따라, 적절히 조정하면 된다.
또한, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수 (NA1 ＋ NA2) 가, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수 (NA3 ＋ NA4) 보다 적은 것을 간편하게 확인하는 방법으로는, 면적 1 ㎟ 이상의 계측 영역에 있어서, 이방성 도전 필름의 표리의 어느 일방의 필름면의 평면에서 보았을 때에 도전 입자 (1) 와 겹쳐 있는 절연 입자 (2) 의 개수가, 표리의 타방의 필름면의 평면에서 보았을 때에 도전 입자 (1) 와 겹쳐 있는 절연 입자 (2) 의 개수보다 적은 것을 확인해도 된다. 후술하는 바와 같이 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정에 있어서 절연성 수지층에 절연 입자가 형성된 도전 입자를 압입한 경우에는
NA3, NA4 ≥ NA2 ＞ NA1
이 되기 때문에, NA2 ＞ NA1 을 확인함으로써, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수 (NA1 ＋ NA2) 가, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수 (NA3 ＋ NA4) 보다 적은 것을 확인할 수 있다.
또한, 이와 같은 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 의한 절연 입자 (2) 의 개수차는, 후술하는 바와 같이, 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법에 있어서 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 소정의 배열로 배치하기 위해서 전사형을 사용한 경우에 발생한다. 즉, 이와 같은 절연 입자 (2) 의 개수차는, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 전사형으로부터 절연성 수지층에 전사한 경우에, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) (영역 (A1) 의 절연 입자 (2)) 가, 전사형과의 마찰에 의해 또는 가압 부재와의 마찰에 의해, 도전 입자 (1) 로부터 탈리하여 그 전사형에 남기 쉽다는 것에 의해, 또한, 도전 입자 (1) 에 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 는, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 위치로 이동하는 경우가 있지만, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 는, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 전사형으로부터 절연성 수지층에 전사시켜도 도전 입자 (1) 로부터의 탈리나, 이동이 잘 발생하지 않는다는 것에 의해 발생한다.
＜절연 입자가 형성된 도전 입자의 분산 상태＞
본 발명에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 분산 상태에는, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 랜덤으로 분산되어 있는 상태도 규칙적인 배치로 분산되어 있는 상태도 포함된다. 이 분산 상태에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자가 서로 비접촉으로 배치되어 있는 것이 바람직하고, 그 개수 비율은 바람직하게는 95 ％ 이상, 보다 바람직하게는 98 ％ 이상, 더욱 바람직하게는 99.5 ％ 이상이다. 이 개수 비율에 관하여, 분산 상태에 있어서의 규칙적인 배치에 있어서, 의도적으로 접촉시키고 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 1 개로서 카운트한다. 후술하는 필름 평면에서 보았을 때에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 점유 면적률을 구하는 방법과 동일하게, N = 200 이상에서 구할 수 있다. 어느 경우에 있어서도, 필름 두께 방향의 위치가 정렬되어 있는 것이 포착 안정성의 점에서 바람직하다. 여기서, 필름 두께 방향의 도전 입자 (1) 의 위치가 정렬되어 있다는 것은, 필름 두께 방향의 단일의 깊이에 정렬되어 있는 것에 한정되지 않고, 절연성 수지층 (5) 의 표리의 계면 또는 그 근방의 각각에 도전 입자가 존재하고 있는 양태를 포함한다.
본 발명에 있어서, 전술한 바와 같이, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 는 필름의 평면에서 보았을 때에 규칙적으로 배열되어 있는 것이 바람직하고, 예를 들어, 도 1a 에 나타낸 바와 같이 정방 격자 배열로 할 수 있다. 이 외에, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 규칙적인 배열 양태로는, 장방 격자, 사방 격자, 6 방 격자 등의 격자 배열을 들 수 있다. 규칙적인 배열은 격자 배열에 한정되는 것이 아니고, 예를 들어, 절연 입자가 형성된 도전 입자가 소정 간격으로 직선상으로 나열된 입자열을 소정의 간격으로 병렬시켜도 된다. 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 서로 비접촉으로 배치하고, 격자상 등의 규칙적인 배열로 함으로써, 이방성 도전 접속시에 각 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 압력을 균등하게 가하여, 도통 저항의 편차를 저감시킬 수 있다. 규칙적인 배열은, 예를 들어 필름의 길이 방향으로 소정의 입자 배치가 반복되어 있는 것에 의해 확인할 수 있다.
절연 입자가 형성된 도전 입자의 배열의 격자축 또는 배열축은, 이방성 도전 필름의 길이 방향에 대하여 평행이어도 되고, 이방성 도전 필름의 길이 방향과 교차해도 되고, 접속하는 단자 폭, 단자 피치 등에 따라 정할 수 있다. 예를 들어, 파인 피치용의 이방성 도전 필름으로 하는 경우, 도 1a 에 나타낸 바와 같이 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 격자축 (A) 을 이방성 도전 필름 (10A) 의 길이 방향에 대하여 사행시키고, 이방성 도전 필름 (10A) 에서 접속하는 단자 (20) 의 길이 방향 (필름의 폭 방향) 과 격자축 (A) 이 이루는 각도 (θ) 를 6° ∼ 84°, 바람직하게는 11° ∼ 74°로 하는 것이 바람직하다.
절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자간 거리는, 이방성 도전 필름에서 접속하는 단자의 크기나 단자 피치에 따라 적절히 정한다. 예를 들어, 이방성 도전 필름을 파인 피치의 COG (Chip On Glass) 에 대응시키는 경우, 쇼트의 발생을 방지하는 점에서 최근 접한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 도전 입자 (1) 간 거리를 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경의 0.5 배보다 크게 하는 것이 바람직하고, 0.7 배보다 크게 하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 포착성의 점에서, 최근 접한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 도전 입자 (1) 간 거리를 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경의 4 배 이하로 하는 것이 바람직하고, 3 배 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 면적 점유율이 35 ％ 이하, 바람직하게는 0.3 ∼ 30 ％ 가 되도록 정한다. 여기서, 면적 점유율은,
[평면에서 보았을 때에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 개수 밀도] × [절연 입자가 형성된 도전 입자의 1 개의 평면에서 본 면적의 평균] × 100
에 의해 산출된다.
식 중, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 개수 밀도의 측정 영역은, 이방성 도전 필름 (10A) 에 있어서 1 변이 100 ㎛ 이상인 사각형 영역을 임의로 복수 지점 (바람직하게는 5 개 지점 이상, 보다 바람직하게는 10 개 지점 이상) 설정하고, 측정 영역의 합계 면적을 2 ㎟ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 개개의 영역의 크기나 수는, 개수 밀도의 상태에 따라 적절히 조정하면 된다. 파인 피치 용도의 비교적 개수 밀도가 큰 경우의 일례로서, 이방성 도전 필름 (10A) 으로부터 임의로 선택한 면적 100 ㎛ × 100 ㎛ 의 영역의 200 개 지점 (2 ㎟) 에 대하여, 금속 현미경 등에 의한 관측 화상을 사용하여 개수 밀도를 측정하고, 그것을 평균함으로써 상기 서술한 식의 「평면에서 보았을 때에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 개수 밀도」 를 얻을 수 있다. 면적 100 ㎛ × 100 ㎛ 의 영역은, 범프간 스페이스 50 ㎛ 이하의 접속 대상물에 있어서 1 개 이상의 범프가 존재하는 영역이 된다.
개수 밀도는, 바람직하게는 150 ∼ 70000 개/㎟ 이고, 특히 파인 피치 용도의 경우에는 바람직하게는 6000 ∼ 42000 개/㎟, 보다 바람직하게는 10000 ∼ 40000 개/㎟, 더욱 바람직하게는 15000 ∼ 35000 개/㎟ 이다. 또한, 150 개/㎟ 미만을 제외하는 것은 아니다.
절연 입자가 형성된 도전 입자의 개수 밀도는, 상기 서술한 바와 같이 금속 현미경을 사용하여 구하는 것 외에, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 현미경 화상에 대하여 화상 해석 소프트 (예를 들어, WinROOF, 미타니 상사 주식회사 등) 를 사용하여 계측해도 된다.
또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자 1 개 당의 필름 평면에서 본 면적의 평균은, 필름면의 금속 현미경 등에 의한 관측 화상으로부터 계측에 의해 구해진다. 상기 서술한 바와 같이 화상 해석 소프트를 사용해도 된다. N = 300 이상인 것이 바람직하다.
절연 입자가 형성된 도전 입자의 필름 평면에서 보았을 때에 있어서의 면적 점유율은, 이방성 도전 필름을 전자 부품에 열 압착하기 위해서 압압 지그에 필요하게 되는 추력의 지표가 된다. 종래, 이방성 도전 필름을 파인 피치에 대응시키기 위해서, 쇼트를 발생시키지 않는 한에서 도전 입자의 입자간 거리를 좁혀, 개수 밀도가 높여져 왔지만, 그와 같이 개수 밀도를 높이면, 이방성 도전 필름을 전자 부품에 열 압착하기 위해서 압압 지그에 필요하게 되는 추력이 과도하게 커져, 종전의 압압 지그로는 압압이 불충분하게 된다는 문제가 발생한다. 이에 반하여, 면적 점유율을 상기 서술한 범위로 함으로써, 이방성 도전 필름을 전자 부품에 열 압착하기 위해서 압압 지그에 필요하게 되는 추력을 낮게 억제할 수 있다.
＜절연성 수지층＞
(절연성 수지층의 최저 용융 점도)
본 발명의 이방성 도전 필름에 있어서, 절연성 수지층 (5) 의 최저 용융 점도는, 특별히 제한은 없고, 이방성 도전 필름의 사용 대상이나, 이방성 도전 필름의 제조 방법 등에 따라 적절히 정할 수 있다. 예를 들어, 후술하는 패임 (5b) (도 3a), 패임 (5c) (도 3b) 을 형성할 수 있는 한, 이방성 도전 필름의 제조 방법에 따라서는 1000 ㎩·s 정도로 할 수도 있다. 한편, 이방성 도전 필름의 제조 방법으로서, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층의 표면에 소정의 배치로 유지시키고, 그 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 압입하는 방법을 실시할 때, 절연성 수지층이 필름 성형을 가능하게 하는 점에서 절연성 수지의 최저 용융 점도를 1100 ㎩·s 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 후술하는 이방성 도전 필름의 제조 방법에서 설명하는 바와 같이, 도 3a 에 나타내는 바와 같이 절연성 수지층 (5) 에 압입한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 노출 부분의 주위에 패임 (5b) 을 형성하거나, 도 3b 에 나타내는 바와 같이 절연성 수지층 (5) 에 압입한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 바로 위에 패임 (5c) 을 형성하는 점에서, 바람직하게는 1500 ㎩·s 이상, 보다 바람직하게는 2000 ㎩·s 이상, 더욱 바람직하게는 3000 ∼ 15000 ㎩·s, 더욱 보다 바람직하게는 3000 ∼ 10000 ㎩·s 이다. 이 최저 용융 점도는, 일례로서 회전식 레오미터 (TA instruments 사 제조) 를 이용하여, 측정 압력 5 g 으로 일정하게 유지하고, 직경 8 ㎜ 의 측정 플레이트를 사용하여 구할 수 있고, 보다 구체적으로는, 온도 범위 30 ∼ 200 ℃ 에 있어서, 승온 속도 10 ℃／분, 측정 주파수 10 ㎐, 상기 측정 플레이트에 대한 하중 변동 5 g 으로 함으로써 구할 수 있다.
절연성 수지층 (5) 의 최저 용융 점도를 1500 ㎩·s 이상의 고점도로 함으로써, 이방성 도전 필름의 물품에 대한 압착에 도전 입자의 불필요한 이동을 억제할 수 있고, 특히, 이방성 도전 접속시에 단자 사이에서 협지되어야 하는 도전 입자가 수지 유동에 의해 흘러가게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 절연성 수지층 (5) 에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 압입하는 경우에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 압입할 때의 절연성 수지층 (5) 은, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되도록 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 절연성 수지층 (5) 에 압입했을 때에, 절연성 수지층 (5) 이 소성 변형하여 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 주위의 절연성 수지층 (5) 에 패임 (5b) (도 3a) 이 형성되는 것과 같은 고점도의 점성체로 하거나, 혹은, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되지 않고 절연성 수지층 (5) 에 매립되도록 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 압입했을 때에, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 바로 위의 절연성 수지층 (5) 의 표면에 패임 (5c) (도 3b) 이 형성되는 것과 같은 고점도의 점성체로 한다. 그 때문에, 절연성 수지층 (5) 의 60 ℃ 에 있어서의 점도는, 하한은 바람직하게는 3000 ㎩·s 이상, 보다 바람직하게는 4000 ㎩·s 이상, 더욱 바람직하게는 4500 ㎩·s 이상이고, 상한은, 바람직하게는 20000 ㎩·s 이하, 보다 바람직하게는 15000 ㎩·s 이하, 더욱 바람직하게는 10000 ㎩·s 이하이다. 이 측정은 최저 용융 점도와 동일한 측정 방법으로 실시하고, 온도가 60 ℃ 인 값을 추출하여 구할 수 있다.
절연성 수지층 (5) 에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 압입할 때의 그 절연성 수지층 (5) 의 구체적인 점도는, 형성하는 패임 (5b, 5c) 의 형상이나 깊이 등에 따라, 하한은 바람직하게는 3000 ㎩·s 이상, 보다 바람직하게는 4000 ㎩·s 이상, 더욱 바람직하게는 4500 ㎩·s 이상이고, 상한은, 바람직하게는 20000 ㎩·s 이하, 보다 바람직하게는 15000 ㎩·s 이하, 더욱 바람직하게는 10000 ㎩·s 이하이다. 또한, 이와 같은 점도를 바람직하게는 40 ∼ 80 ℃, 보다 바람직하게는 50 ∼ 60 ℃ 에서 얻어지도록 한다.
상기 서술한 바와 같이, 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 주위에 패임 (5b) (도 3a) 이 형성되어 있는 것에 의해, 이방성 도전 필름의 물품에 대한 압착시에 발생하는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 편평화에 대하여 절연성 수지로부터 받는 저항이, 패임 (5b) 이 없는 경우에 비하여 저감한다. 이 때문에, 이방성 도전 접속시에 단자에서 도전 입자가 협지되기 쉬워짐으로써 도통 성능이 향상되고, 또한 포착성이 향상된다.
또한, 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되지 않고 매립되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 바로 위의 절연성 수지층 (5) 의 표면에 패임 (5c) (도 3b) 이 형성되어 있는 것에 의해, 패임 (5c) 이 없는 경우에 비하여 이방성 도전 필름의 물품에 대한 압착시의 압력이 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 집중되기 쉬워진다. 이 때문에, 이방성 도전 접속시에 단자에서 도전 입자가 협지되기 쉬워짐으로써 포착성이 향상되고, 또한 도통 성능이 향상된다.
또한, 후술하는 이방성 도전 필름의 제조 방법에 있어서, 절연성 수지층 (5) 에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 압입할 때의 매립률을 100 ％ 이하로 하여, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되도록 하는 경우에, 절연성 수지층 (5) 의 60 ℃ 의 점도가 상기 서술한 범위이면, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 압입된 후의 절연성 수지층 (5) 에는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 주위에 패임 (5b) (도 3a) 이 형성되는 경우가 있다. 이 때, 절연 입자만이 노출되는 경우도 있다. 또한, 매립률을 100 ％ 초과로 하여, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되지 않고, 절연성 수지층 (5) 에 매립되도록 한 경우에는, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 바로 위의 절연성 수지층 (5) 의 표면에 패임 (5c) (도 3b) 이 형성되는 경우가 있다. 또한, 매립률의 의미에 대해서는, 후단의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 매립 상태의 설명에 있어서 상세히 서술한다.
이와 같은 패임 (5b, 5c) 은, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 절연성 수지층 (5) 에 압입할 때의 절연성 수지층 (5) 의 점도, 압입 속도, 온도 등에 따라 형성된다. 패임 (5b, 5c) 의 유무가 본 발명의 효과에 각별히 영향을 주는 것은 아니지만, 패임의 깊이가 큰 패임 (5b, 5c) (예를 들어, 패임의 최심부의 깊이가 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 의 10 ％ 이상) 이 국소적으로 집중된 영역이 존재하는 경우에, 그러한 영역을 기판을 향하여 첩합하면, 기판의 재질이나 표면 상태 등에 따라서는, 그 영역에서 이방성 도전 접속 후에 들뜸 등이 발생하여, 실용상의 문제는 없어도 외관이 열등한 경우가 있다. 이에 대해서는, 그러한 영역이 있는 이방성 도전 필름의 표면을, 이방성 도전 접속에 지장을 초래하지 않을 정도로 가열 압압하거나, 수지를 산포하는 등 하여 패임 (5b, 5c) 을 얕게 하거나, 또는 평탄하게 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 산포하는 수지는, 절연성 수지층 (5) 을 형성하는 수지보다 저점도인 것이 바람직하다. 산포하는 수지의 농도는, 산포 후에 절연성 수지층 (5) 의 패임을 확인할 수 있을 정도로 희석되어 있어도 된다.
＜패임에 대신하는 "경사" 혹은 "기복"＞
도 3a, 3b 에 나타내는 바와 같은 이방성 도전 필름의 「패임」 (5b, 5c) 은, 「경사」 혹은 「기복」 이라는 관점에서 설명할 수도 있다. 이하에, 도면을 참조하면서 설명한다.
이방성 도전 필름 (10A) 은, 도전 입자 분산층, 즉, 절연성 수지층 (5) 의 편면에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 노출된 상태로 규칙적으로 분산되어 있는 층을 갖는다 (도 3a, 도 3b). 필름의 평면에서 보았을 때에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 는 서로 접촉하고 있지 않고, 필름 두께 방향으로도 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 서로 겹치지 않고 규칙적으로 분산되어, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 필름 두께 방향의 위치가 정렬된 단층의 도전 입자층을 구성하고 있다.
개개의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 근방의 절연성 수지층 (5) 의 표면 (5a) 에는, 인접하는 절연 입자가 형성된 도전 입자간의 중앙부에 있어서의 절연성 수지층 (5) 의 접평면 (5p) 에 대하여 경사 (5b) 가 형성되어 있다. 또한 후술하는 바와 같이, 본 발명의 이방성 도전 필름에서는, 절연성 수지층 (5) 에 매립된 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 바로 위의 절연성 수지층 (5) 의 표면에 기복 (5c) 이 형성되어 있어도 된다 (도 3b).
본 발명에 있어서, 「경사」 란, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 근방에서 절연성 수지층의 표면의 평탄성이 손상되어, 상기 접평면 (5p) 에 대하여 절연성 수지층의 일부가 결락되어 수지량이 저감되어 있는 상태를 의미한다. 다시 말하면, 경사에서는, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 근방의 절연성 수지층의 표면이 접평면에 대하여 결락되어 있게 된다. 한편, 「기복」 이란, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 바로 위의 절연성 수지층의 표면에 굴곡이 있고, 굴곡과 같이 높낮이차가 있는 부분이 존재함으로써 수지가 저감되어 있는 상태를 의미한다. 다시 말하면, 절연 입자가 형성된 도전 입자 바로 위의 절연성 수지층의 수지량이, 절연 입자가 형성된 도전 입자 바로 위의 절연성 수지층의 표면이 접평면에 있다고 했을 때에 비하여 적어진다. 그 때문에, 굴곡에 있어서 절연 입자만이 노출되는 경우도 있다. 이것들은, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 바로 위에 상당하는 부위와 도전 입자간의 평탄한 표면 부분 (도 3a, 3b) 을 대비하여 인식할 수 있다. 또한, 기복의 개시점이 경사로서 존재하는 경우도 있다.
상기 서술한 바와 같이, 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 주위에 경사 (5b) (도 3a) 가 형성되어 있는 것에 의해, 이방성 도전 접속시에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 단자 사이에서 협지될 때에 발생하는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 편평화에 대하여 절연성 수지로부터 받는 저항이, 경사 (5b) 가 없는 경우에 비하여 저감하기 때문에, 단자에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 협지가 되기 쉬워짐으로써 도통 성능이 향상되고, 또한 포착성이 향상된다. 이 경사는, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 외형을 따르고 있는 것이 바람직하다. 접속에 있어서의 효과가 보다 발현하기 쉬워지는 것 이외에, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 인식하기 쉬워짐으로써, 이방성 도전 필름의 제조에 있어서의 검사 등을 실시하기 쉬워지기 때문이다. 또한, 이 경사 및 기복은 절연성 수지층에 히트 프레스하는 등에 의해, 그 일부가 소실되는 경우가 있는데, 본 발명은 이것을 포함한다. 이 경우, 절연 입자가 형성된 도전 입자는 절연성 수지층의 표면에 1 점에서 노출되는 경우가 있다. 또한, 이방성 도전 필름은, 접속하는 전자 부품이 다양하고, 이들에 맞추어 튜닝하는 이상, 다양한 요건을 만족할 수 있도록 설계의 자유도가 높은 것이 바람직하기 때문에, 경사 혹은 기복을 저감시켜도 부분적으로 소실시켜도 사용할 수 있다.
또한, 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되지 않고 매립되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 바로 위의 절연성 수지층 (5) 의 표면에 기복 (5c) (도 3b) 이 형성되어 있음으로써, 경사의 경우와 동일하게, 이방성 접속시에 단자로부터의 압압력이 절연 입자가 형성된 도전 입자에 가해지기 쉬워진다. 또한, 기복이 있음으로써 수지가 평탄하게 퇴적되어 있는 경우보다 절연 입자가 형성된 도전 입자의 바로 위의 수지량이 저감되어 있기 때문에, 접속시의 절연 입자가 형성된 도전 입자 바로 위의 수지의 배제가 발생하기 쉬워지고, 단자와 절연 입자가 형성된 도전 입자가 접촉하기 쉬워지는 점에서, 단자에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 포착성이 향상되고, 도통 신뢰성이 향상된다.
(절연성 수지층의 두께 방향에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 위치)
「경사」 혹은 「기복」 이라는 관점을 고려한 경우의 절연성 수지층 (5) 의 두께 방향에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 위치는, 전술한 바와 동일하게, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 으로부터 노출되어 있어도 되고, 노출되지 않고, 절연성 수지층 (5) 내에 매립되어 있어도 되지만, 인접하는 절연 입자가 형성된 도전 입자간의 중앙부에 있어서의 접평면 (5p) 으로부터의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 최심부의 거리 (이하, 매립량이라고 한다) (Lb) 와, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 의 비 (Lb/D) (이하, 매립률이라고 한다) 가 30 ％ 이상 105 ％ 이하인 것이 바람직하고, 60 ％ 이상 105 ％ 이하로 하는 것이 발명의 효과를 얻기 위해서는 보다 바람직하다.
매립률 (Lb/D) 을 30 ％ 이상 60 ％ 미만으로 하면, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 유지하는 비교적 고점도의 절연성 수지층으로부터 절연 입자가 형성된 도전 입자가 노출되어 있는 비율이 높아지는 점에서, 보다 저온 저압 실장이 용이해진다. 60 ％ 이상으로 함으로써, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 절연성 수지층 (5) 에 의해 소정의 입자 분산 상태 혹은 소정의 배열로 유지하기 쉬워진다. 또한, 제조 (필름으로의 압입) 시의 절연 입자가 형성된 도전 입자와 수지의 접촉 면적이 커지는 점에서, 발명의 효과가 얻어지기 쉬워지는 것을 기대할 수 있다. 또한, 105 ％ 이하로 함으로써, 이방성 도전 접속시에 단자 사이의 도전 입자를 불필요하게 유동시키도록 작용하는 절연성 수지층의 수지량을 저감시킬 수 있다.
또한, 매립률 (Lb/D) 의 수치는, 이방성 도전 필름에 포함되는 전체 절연 입자가 형성된 도전 입자수의 80 ％ 이상, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 96 ％ 이상이, 당해 매립률 (Lb/D) 의 수치가 되어 있는 것을 말한다. 따라서, 매립률이 30 ％ 이상 105 ％ 이하란, 이방성 도전 필름에 포함되는 전체 절연 입자가 형성된 도전 입자수의 80 ％ 이상, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 96 ％ 이상의 매립률이 30 ％ 이상 105 ％ 이하인 것을 말한다. 이와 같이 전체 절연 입자가 형성된 도전 입자의 매립률 (Lb/D) 이 정렬되어 있음으로써, 압압의 가중이 절연 입자가 형성된 도전 입자에 균일하게 가해지기 때문에, 단자에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 포착 상태가 양호해지고, 도통의 안정성이 향상된다.
매립률 (Lb/D) 은, 이방성 도전 필름으로부터 면적 30 ㎟ 이상의 영역을 임의로 10 개 지점 이상 빼내고, 그 필름 단면의 일부를 SEM 화상으로 관찰하고, 합계 50 개 이상의 절연 입자가 형성된 도전 입자를 계측함으로써 구할 수 있다. 보다 정밀도를 높이기 위해서, 200 개 이상의 절연 입자가 형성된 도전 입자를 계측하여 구해도 된다.
또한, 매립률 (Lb/D) 의 계측은, 면시야 화상에 있어서 초점 조정함으로써, 어느 정도의 개수에 대하여 일괄하여 구할 수 있다. 혹은 매립률 (Lb/D) 의 계측에 레이저식 판별 변위 센서 ((주) 키엔스 제조 등) 를 사용해도 된다.
상기 서술한 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층 (5) 의 경사 (5b) (도 3a) 나, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 바로 위의 절연성 수지층의 기복 (5c) (도 3b) 의 효과를 얻기 쉽게 하는 점에서, 경사 (5b) 의 최대 깊이 (Le) 와 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 의 비 (Le/D) 는, 바람직하게는 50 ％ 미만, 보다 바람직하게는 30 ％ 미만, 더욱 바람직하게는 20 ∼ 25 ％ 이고, 경사 (5b) 나 기복 (5c) 의 최대 직경 (Ld) 과 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 의 비 (Ld/D) 는, 바람직하게는 100 ％ 이상, 보다 바람직하게는 100 ∼ 150 ％ 이고, 기복 (5c) 의 최대 깊이 (Lf) 와 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 의 비 (Lf/D) 는, 0 보다 크고, 바람직하게는 10 ％ 미만, 보다 바람직하게는 5 ％ 이하이다.
또한, 경사 (5b) 또는 기복 (5c) 에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 노출 (바로 위) 부분의 직경 (Lc) 은, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 이하로 할 수 있고, 바람직하게는 입자경 (D) 의 10 ∼ 90 ％ 이다. 또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 정상부의 1 점에서 노출되도록 해도 되고, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 절연성 수지층 (5) 내에 완전하게 매립되어, 직경 (Lc) 이 제로가 되도록 해도 된다.
이와 같은 본 발명에 있어서, 절연성 수지층 (5) 의 표면의 경사 (5b), 기복 (5c) 의 존재는, 이방성 도전 필름의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰함으로써 확인할 수 있고, 면시야 관찰에 있어서도 확인할 수 있다. 광학 현미경, 금속 현미경으로도 경사 (5b), 기복 (5c) 의 관찰은 가능하다. 또한, 경사 (5b), 기복 (5c) 의 크기는 화상 관찰시의 초점 조정 등으로 확인할 수도 있다. 상기 서술한 바와 같이 히트 프레스에 의해 경사 혹은 기복을 감소시킨 후여도, 동일하다. 흔적이 남는 경우가 있기 때문이다.
(절연성 수지층의 조성)
절연성 수지층 (5) 은, 경화성 수지 조성물로부터 형성하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제를 함유하는 열 중합성 조성물로부터 형성할 수 있다. 열 중합성 조성물에는 필요에 따라 광 중합 개시제를 함유시켜도 된다.
열 중합 개시제와 광 중합 개시제를 병용하는 경우에, 열 중합성 화합물로서 광 중합성 화합물로서도 기능하는 것을 사용해도 되고, 열 중합성 화합물과는 별도로 광 중합성 화합물을 함유시켜도 된다. 바람직하게는, 열 중합성 화합물과는 별도로 광 중합성 화합물을 함유시킨다. 예를 들어, 열 중합 개시제로서 카티온계 경화 개시제, 열 중합성 화합물로서 에폭시 수지를 사용하고, 광 중합 개시제로서 광 라디칼 개시제, 광 중합성 화합물로서 아크릴레이트 화합물을 사용한다.
광 중합 개시제로서, 파장이 상이한 광에 반응하는 복수 종류를 함유시켜도 된다. 이에 의해, 이방성 도전 필름의 제조시에 있어서의, 절연성 수지층을 구성하는 수지의 광 경화와, 이방성 도전 접속시에 전자 부품끼리를 접착하기 위한 수지의 광 경화에서 사용하는 파장을 나누어 사용할 수 있다.
이방성 도전 필름의 제조시의 광 경화에서는, 절연성 수지층에 포함되는 광 중합성 화합물의 전부 또는 일부를 광 경화시킬 수 있다. 이 광 경화에 의해, 절연성 수지층 (5) 에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 배치가 유지 내지 고정화되어, 쇼트의 억제와 도전 입자의 포착의 향상이 전망된다. 또한, 이 광 경화에 의해, 이방성 도전 필름의 제조 공정에 있어서의 절연성 수지층의 점도를 적절히 조정해도 된다.
절연성 수지층에 있어서의 광 중합성 화합물의 배합량은 30 질량％ 이하가 바람직하고, 10 질량％ 이하가 보다 바람직하고, 2 질량％ 미만이 보다 바람직하다. 광 중합성 화합물이 지나치게 많으면 접속시의 압입에 가해지는 추력이 증가하기 때문이다.
열 중합성 조성물의 예로는, (메트)아크릴레이트 화합물과 열 라디칼 중합 개시제를 포함하는 열 라디칼 중합성 아크릴레이트계 조성물, 에폭시 화합물과 열 카티온 중합 개시제를 포함하는 열 카티온 중합성 에폭시계 조성물 등을 들 수 있다. 열 카티온 중합 개시제를 포함하는 열 카티온 중합성 에폭시계 조성물 대신에, 열 아니온 중합 개시제를 포함하는 열 아니온 중합성 에폭시계 조성물을 사용해도 된다. 또한, 특별히 지장을 초래하지 않으면, 복수종의 중합성 조성물을 병용해도 된다. 병용 예로는, 카티온 중합성 화합물과 라디칼 중합성 화합물의 병용 등을 들 수 있다.
여기서, (메트)아크릴레이트 화합물로는, 종래 공지된 열 중합형 (메트)아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있다. 예를 들어, 단관능 (메트)아크릴레이트계 모노머, 2 관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머를 사용할 수 있다.
열 라디칼 중합 개시제로는, 예를 들어, 유기 과산화물, 아조계 화합물 등을 들 수 있다. 특히, 기포의 원인이 되는 질소를 발생하지 않는 유기 과산화물을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 지나치게 적으면 경화 불량이 되고, 지나치게 많으면 제품 라이프의 저하가 되기 때문에, (메트)아크릴레이트 화합물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 2 ∼ 60 질량부, 보다 바람직하게는 5 ∼ 40 질량부이다.
에폭시 화합물로는, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 그들의 변성 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 이들 2 종 이상을 병용할 수 있다. 또한, 에폭시 화합물에 더하여 옥세탄 화합물을 병용해도 된다.
열 카티온 중합 개시제로는, 에폭시 화합물의 열 카티온 중합 개시제로서 공지된 것을 채용할 수 있고, 예를 들어, 열에 의해 산을 발생하는 요오드늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 페로센류 등을 사용할 수 있고, 특히, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 방향족 술포늄염을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 카티온 중합 개시제의 사용량은, 지나치게 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 지나치게 많아도 제품 라이프가 저하하는 경향이 있기 때문에, 에폭시 화합물 100 질량부에 대하여, 바람직하게는 2 ∼ 60 질량부, 보다 바람직하게는 5 ∼ 40 질량부이다.
열 중합성 조성물은, 막 형성 수지나 실란 커플링제를 함유하는 것이 바람직하다. 막 형성 수지로는, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등을 들 수 있고, 이들 2 종 이상을 병용할 수 있다. 이들 중에서도, 제막성, 가공성, 접속 신뢰성의 관점에서, 페녹시 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 중량 평균 분자량은 10000 이상인 것이 바람직하다. 또한, 실란 커플링제로는, 에폭시계 실란 커플링제, 아크릴계 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이들 실란 커플링제는, 주로 알콕시실란 유도체이다.
열 중합성 조성물에는, 용융 점도 조정을 위해서, 상기 서술한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 와는 별도로 절연성 필러를 함유시켜도 된다. 이것은 실리카 가루나 알루미나 가루 등을 들 수 있다. 절연성 필러 입경 20 ∼ 1000 ㎚ 의 미소한 필러가 바람직하고, 또한, 배합량은 에폭시 화합물 등의 열 중합성 화합물 (광 중합성 화합물) 100 질량부에 대하여 5 ∼ 50 질량부로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이방성 도전 필름에는, 상기 서술한 절연성의 필러와는 별도로 충전제, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제 (안료, 염료), 유기 용제, 이온 캐쳐제 등을 함유시켜도 된다.
(절연성 수지층의 층 두께)
본 발명의 이방성 도전 필름에서는, 절연성 수지층 (5) 의 층 두께 (La) 와 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 의 비 (La/D) 가 후술하는 이유로부터 하한을 0.3 이상으로 할 수 있고, 상한을 10 이하로 할 수 있다. 따라서, 그 비는 0.3 ∼ 10 이 바람직하고, 0.6 ∼ 8 이 보다 바람직하고, 0.6 ∼ 6 이 더욱 바람직하다. 여기서, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 은, 그 평균 입자경을 의미한다. 절연성 수지층 (5) 의 층 두께 (La) 가 지나치게 크면 이방성 도전 접속시에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 수지 유동에 의해 위치 어긋나기 쉬워지고, 단자에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 포착성이 저하한다. 이 경향은 이 비 (La/D) 가 10 을 초과하면 현저하기 때문에, 8 이하가 보다 바람직하고, 6 이하가 더욱 바람직하다. 반대로 절연성 수지층 (5) 의 층 두께 (La) 가 지나치게 작아 이 비 (La/D) 가 0.3 미만이 되면, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 절연성 수지층 (5) 에 의해 소정의 입자 분산 상태 혹은 소정의 배열로 유지하는 것이 곤란해지기 때문에 비 (La/D) 는 0.3 이상이 바람직하고, 절연성 수지층 (5) 에 의해 소정의 입자 분산 상태 혹은 소정의 배열을 확실하게 유지하는 점에서 0.6 이상이 보다 바람직하다. 또한, 접속하는 단자가 고밀도 COG 인 경우, 절연성 수지층 (5) 의 층 두께 (La) 와 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 의 비 (La/D) 는, 바람직하게는 0.8 ∼ 2 이다.
＜절연성 수지층에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 매립 상태＞
절연성 수지층 (5) 에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 매립 상태는, 매립률을 30 ％ 이상 105 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 매립률 30 ％ 이상, 바람직하게는 60 ％ 이상으로 함으로써, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 절연성 수지층 (5) 에 의해 소정의 입자 분산 상태 혹은 소정의 배열로 유지시킬 수 있다. 또한, 매립률 105 ％ 이하로 함으로써, 이방성 도전 접속시에 절연 입자가 형성된 도전 입자를 불필요하게 유동시키도록 작용하는 절연성 수지층의 수지량을 저감시킬 수 있다.
여기서, 매립률이란, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 매립되어 있는 절연성 수지층 (5) 의 표면 (5a) (절연성 수지층 (5) 에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 편재하고 있는 쪽의 표면) 과, 절연성 수지층 (5) 에 매립되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 상기 표면 (5a) 에 대한 최심부의 거리를 매립량 (Lb) 이라고 한 경우에, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 입자경 (D) 에 대한 매립량 (Lb) 의 비율 (Lb/D) 이다 (도 1b).
또한, 본 발명에 있어서, 매립률 (Lb/D) 의 수치는, 이방성 도전 필름에 포함되는 전체 절연 입자가 형성된 도전 입자수의 80 ％ 이상, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 96 ％ 이상이, 당해 매립률 (Lb/D) 의 수치가 되어 있는 것을 말한다. 따라서, 매립률이 30 ％ 이상 105 ％ 이하란, 이방성 도전 필름에 포함되는 전체 절연 입자가 형성된 도전 입자수의 80 ％ 이상, 바람직하게는 90 ％ 이상, 보다 바람직하게는 96 ％ 이상의 매립률이 30 ％ 이상 105 ％ 이하인 것을 말한다. 이와 같이 전체 절연 입자가 형성된 도전 입자의 매립률 (Lb/D) 이 정렬되어 있음으로써, 압압의 가중이 도전 입자에 균일하게 가해지기 때문에, 단자에 있어서의 도전 입자의 포착 상태가 양호해지고, 도통의 안정성이 향상된다.
매립률 (Lb/D) 은, 이방성 도전 필름으로부터 면적 30 ㎟ 이상의 영역을 임의로 10 개 지점 이상 빼내고, 그 필름 단면의 일부를 SEM 화상으로 관찰하여, 합계 50 개 이상의 도전 입자를 계측함으로써 구할 수 있다. 보다 정밀도를 높이기 위해서, 200 개 이상의 도전 입자를 계측하여 구해도 된다.
또한, 매립률 (Lb/D) 의 계측은, 면시야 화상에 있어서 초점 조정함으로써, 어느 정도의 개수에 대하여 일괄하여 구할 수도 있다. 혹은 매립률 (Lb/D) 의 계측에 레이저식 판별 변위 센서 ((주) 키엔스 제조 등) 를 사용해도 된다.
＜이방성 도전 필름의 제조 방법＞
도 1a, 도 1b 에 나타낸 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법의 일례에 있어서는, 전사형 (30) 의 오목부 (31) 에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 충전한다 (도 4a). 이 오목부 (31) 는, 이방성 도전 필름에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 와 동일한 배열로 형성되어 있다.
이와 같은 전사형 (30) 으로는, 예를 들어, 실리콘, 각종 세라믹스, 유리, 스테인리스 스틸 등의 금속 등의 무기 재료나, 각종 수지 등의 유기 재료 등에 대하여, 포토리소그래프법 등의 공지된 개구 형성 방법에 의해 오목부 (31) 를 형성한 것을 사용할 수 있다. 또한, 전사형은, 판상, 롤상 등의 형상을 취할 수 있다.
한편, 박리 필름 (7) 상에 절연성 수지층 (5) 을 필름상으로 형성해 두고, 전사형 (30) 에 충전한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 상에 절연성 수지층 (5) 을 씌운다 (도 4c). 혹은, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 상에 절연성 수지층 (5) 을 씌우기 전에, 전사형 (30) 에 충전한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 평판 (32) 을 접촉시키는 등에 의해, 절연 입자 (2) 를 도전 입자 (1) 로부터 탈리시키고 (도 4b), 그 후, 절연성 수지층 (5) 을 씌워도 된다 (도 4c). 다음으로, 전사형 (30) 으로부터 절연성 수지층 (5) 을 박리하고, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 전사한 절연성 수지층 (5) 을 얻는다 (도 4d). 이 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 전사 공정에서는, 전사형 (30) 과 절연 입자 (2) 가 스치기 때문에, 전사형 (30) 의 오목부 (31) 의 저면과 접하고 있던 절연 입자 (2) (영역 (A1) 의 절연 입자 (2) 가 되는 것) 가 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 로부터 탈리하기 쉽다. 또한, 전사형 (30) 내의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 절연성 수지층 (5) 을 씌웠을 때에, 절연성 수지층 (5) 과 최초로 접촉하는 절연 입자 (2) 에는 큰 힘이 가해지기 때문에, 이 영역의 절연 입자 (2) (영역 (A2) 의 절연 입자 (2) 가 되는 것) 도 탈리하는 경우가 있다. 이 때문에, 필름 상에 절연 입자 (2) 가 존재 (점재) 하고 있는 경우가 있다.
한편, 필름면 방향의 절연 입자 (2) 는, 절연성 수지층 (5) 을 전사형 (30) 으로부터 박리한 후에도 절연성 수지층 (5) 으로부터 탈리하지 않고, 절연성 수지층 (5) 에 유지되어 있다.
따라서, 절연성 수지층 (5) 에 전사한 후의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에서는, 전사 전에 비하여, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 구성하는 절연 입자 (2) 중 도전 입자 (1) 와 필름 두께 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수가, 도전 입자 (1) 와 필름면 방향으로 접하는 절연 입자 (2) 의 개수에 비하여 저감한다.
다음으로, 필요에 따라, 절연성 수지층 (5) 에 전사한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 평판 또는 롤러 (33) 로 압입한다 (도 4e). 이 압입할 때에, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 형성하고 있던 절연 입자 (2) 로서, 평판 또는 롤러 (33) 측에 있던 절연 입자 (2) (영역 (A1) 이 되는 절연 입자 (2)) 는 평판 또는 롤러 (33) 와의 접촉에 의해 도전 입자 (1) 로부터 비교적 탈리한다.
절연성 수지층 (5) 에 전사한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 평판 또는 롤러 (33) 로 압입할 때의 압입량 (Lb) 은, 매립률 (Lb/D) 이 바람직하게는 30 ％ 이상 105 ％ 이하, 보다 바람직하게는 60 ％ 이상 105 ％ 이하가 되도록 조정하는 것이 바람직하고, 또한 압입에 압압 지그에 필요하게 되는 추력 등에 따라 정하는 것이 바람직하다.
이렇게 하여, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 에 있어서의 절연 입자 (2) 의 개수 중, 이방성 도전 필름의 필름 두께 방향으로 도전 입자 (1) 와 접하는 절연 입자 (2) 의 개수가 저감된 이방성 도전 필름 (10A) 을 얻을 수 있다 (도 4f).
또한, 상기 서술한 이방성 도전 필름 (10A) 의 제조 방법에 있어서, 당초의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 로부터 탈리하는 절연 입자 (2) 의 개수는, 절연성 수지층 (5) 의 온도 및 점도, 그리고 매립률 (Lb/D) 등에 의해 조정할 수 있다.
＜이방성 도전 필름의 변형 양태＞
본 발명의 이방성 도전 필름은, 도 5 에 나타내는 이방성 도전 필름 (10B) 과 같이, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 매립되어 있는 절연성 수지층 (5) 에, 그 절연성 수지층 (5) 보다 최저 용융 점도가 낮은 저점도 절연성 수지층 (6) 을 적층해도 된다. 저점도 절연성 수지층 (6) 의 적층에 의해, 이방성 도전 필름을 사용하여 전자 부품을 이방성 도전 접속할 때에, 전자 부품의 전극이나 범프에 의해 형성되는 공간을 충전하여, 접착성을 향상시킬 수 있다.
절연성 수지층 (5) 과 저점도 절연성 수지층 (6) 의 최저 용융 점도비는, 바람직하게는 2 이상, 보다 바람직하게는 5 이상, 더욱 바람직하게는 8 이상, 실용상 15 이하이다. 저점도 절연성 수지층 (6) 의 보다 구체적인 최저 용융 점도는 3000 ㎩·s 이하, 보다 바람직하게는 2000 ㎩·s 이하이고, 특히 1000 ∼ 2000 ㎩·s 인 것이 바람직하다. 이와 같이 저점도 절연성 수지층 (6) 을 저점도로 함으로써, 전자 부품의 전극이나 범프에 의해 형성되는 공간이 저점도 절연성 수지층으로 충전되기 쉬워지기 때문에, 절연성 수지층 (5) 의 이동량이 상대적으로 적어지고, 단자 사이의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 수지 유동에 의해 잘 흘러가지 않게 된다. 따라서, 이방성 도전 접속시에 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 의 포착성을 손상시키지 않고, 전자 부품끼리의 접착성을 향상시킬 수 있다.
또한, 절연성 수지층 (5) 과 저점도 절연성 수지층 (6) 을 합친 이방성 도전 필름 (10B) 전체의 최저 용융 점도는, 바람직하게는, 200 ∼ 4000 ㎩·s 이다.
또한, 저점도 절연성 수지층 (6) 은, 절연성 수지층 (5) 과 동일한 수지 조성물에 있어서, 점도를 조정함으로써 형성할 수 있다.
또한, 이방성 도전 필름 (10B) 에 있어서, 저점도 절연성 수지층 (6) 의 층 두께는, 바람직하게는 4 ∼ 20 ㎛ 이다. 혹은, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 에 대하여, 바람직하게는 1 ∼ 8 배이다.
본 발명에 있어서는, 전사형 (30) 으로부터 절연성 수지층 (5) 을 박리한 후, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를 압입하기 전의 것을 이방성 도전 필름 (10C) (도 6) 으로 해도 되고, 여기에 저점도 절연성 수지층 (6) 을 적층한 것을 이방성 도전 필름 (10D) 으로 해도 된다 (도 7). 이 경우, 절연 입자가 형성된 도전 입자가, 절연성 수지층과 저점도 절연성 수지층 사이에 존재해도 된다. 또한, 저점도 절연성 수지층측 필름면의 평면에서 보았을 때에 있어서의 도전 입자 상의 절연 입자수가, 절연성 수지층측 필름면의 평면에서 보았을 때에 있어서의 도전 입자 상의 절연 입자수보다 적게 하는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라, 저점도 절연성 수지층 (6) 의 반대측의 절연성 수지층 (5) 상에 추가로 저점도 절연성 수지층을 적층해도 된다.
또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 를, 필름 두께 방향의 상이한 위치에 복수층 형성해도 된다. 이들 변형 양태는, 적절히 조합할 수 있다.
＜이방성 도전 필름으로 접속하는 전자 부품＞
본 발명의 이방성 도전 필름은, IC 칩, IC 모듈, FPC 등의 제 1 전자 부품과, FPC, 유리 기판, 플라스틱 기판, 리지드 기판, 세라믹 기판 등의 제 2 전자 부품을 이방성 도전 접속할 때에 바람직하게 사용할 수 있다. IC 칩이나 웨이퍼를 스택하여 다층화시켜도 된다. 또한, 본 발명의 이방성 도전 필름으로 접속하는 전자 부품은, 상기 서술한 전자 부품에 한정되는 것은 아니다. 최근, 다양화하고 있는 다양한 전자 부품에 사용할 수 있다.
＜이방성 도전 필름을 사용한 접속 방법 및 접속 구조체＞
본 발명은, 본 발명의 이방성 도전 필름을 사용하여 전자 부품끼리를 이방성 도전 접속하는 접속 구조체의 제조 방법을 제공하고, 이 제조 방법에 의해 얻어진 접속 구조체, 즉, 대향하는 전자 부품의 단자끼리가, 절연 입자가 형성된 도전 입자와 절연성 수지층에 의해 이방성 도전 접속되어 있는 접속 구조체로서, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자에, 단자끼리의 대향 방향을 향한 절연 입자 결락 영역을 갖는 절연 입자가 형성된 도전 입자가 포함되어 있는 접속 구조체를 제공한다.
이 접속 구조체에는, 대향하는 단자에 협지되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자에도, 단자끼리의 대향 방향을 향한 절연 입자 결락 영역을 갖는 절연 입자가 형성된 도전 입자가 포함되어 있다. 이 접속 구조체에 있어서, 단자끼리의 대향 방향은, 접속 구조체의 제조에 사용한 본 발명의 이방성 도전 필름의 필름 두께 방향에 대응하고, 단자의 접속면 방향은, 이방성 도전 필름의 필름면 방향에 대응한다. 또한, 절연 입자 결락 영역이란, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 표면의 일부분이, 그 외측의 고리형 부분에 비하여 절연 입자의 면밀도가 낮아져 있는 영역을 말한다. 따라서, 이 접속 구조체에 있어서, 대향하는 단자에 협지되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 전술한 이방성 도전 필름에 있어서 절연 입자수가 저감되어 있는 영역 (A1) 또는 영역 (A2) 에 대응하고 있고, 단자끼리의 대향 방향으로 도전 입자와 접하는 절연 입자수가, 단자의 접속면 방향 (단자끼리의 대향 방향과 직교하는 방향) 으로 도전 입자와 접하는 절연 입자수보다 적은 절연 입자가 형성된 도전 입자라고 할 수 있다. 이와 같은 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 상기 서술한 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자의 절연 입자 결락 영역의 방향이, 단자에 협지되기 직전까지 절연성 수지에 의해 유지되고, 단자에 협지된 후에도 그 방향이 유지된 것으로 추찰된다. 대향하는 단자에 협지되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 절연 입자 결락 영역이 대향하는 단자의 적어도 일방과 접촉하고 있기 때문에, 도통 안정성의 점에서는 바람직하고, 절연 입자 결락 영역이 대향하는 단자의 쌍방과 접촉하고 있는 것이 보다 바람직하다.
또한, 이 접속 구조체에 있어서 절연 입자 결락 영역이 단자끼리의 대향 방향을 향한 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 상기 서술한 바와 같이, 이방성 도전 필름에 있어서 절연 입자수가 저감되어 있는 영역 (A1) 또는 영역 (A2) 을 갖는 절연 입자가 형성된 도전 입자에 대응하기 때문에, 이방성 도전 필름에 있어서의 전술한 (NA3 ＋ NA4) ＞ (NA1 ＋ NA2) 의 관계를 만족하고 있다.
접속 구조체에 있어서의 절연 입자 결락 영역의 절연 입자가 형성된 도전 입자를 개념적으로 설명하면, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 구라고 한 경우에, 중심각 45°에 대응하는 구의 표면의 일부 영역이, 그 외측의 중심각 45° ∼ 135°에 대응하는 환상 영역보다 절연 입자의 면밀도가 낮아져 있는 경우의 당해 중심각 45°에 대응하는 구의 표면의 일부 영역이라고 할 수 있다.
이 접속 구조체에 있어서, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 대향하는 전자 부품의 접속면 중, 전자 부품에 있어서의 단자 열의 비형성 영역에서 끼워져 있는, 대향하는 전자 부품간의 절연 입자가 형성된 도전 입자를 포함한다. 이 경우의 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 예를 들어, 대향하는 전자 부품을 제 1 전자 부품과 제 2 전자 부품이라고 한 경우에, 제 1 전자 부품에 있어서의 단자 열의 비형성 영역과 제 2 전자 부품에 있어서의 단자 열의 비형성 영역에 의해 전자 부품의 대향 방향으로 끼워져 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자를 말한다.
또한, 이 접속 구조체에 있어서, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 전자 부품에 단자 열이 소정의 단자간 스페이스로 형성되어 있는 경우의, 대향하는 전자 부품의 단자간 스페이스끼리의 사이에 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자를 포함한다.
다시 말하면, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자란, 접속 구조체에 있어서, 접속에 기여하고 있지 않은 대다수의 절연 입자가 형성된 도전 입자를 의미한다.
일반적으로, 접속 구조체에 있어서, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자에는, 이방성 도전 접속시의 가열 가압에 의해, 가열 가압 전의 상태에 대하여 이동하고 있는 것이 포함되고, 방향이 바뀌어 있는 것도 있다. 방향이 바뀌는 정도는, 당해 절연 입자가 형성된 도전 입자의 단자에 대한 위치, 절연성 수지층의 점도, 가열 가압 조건 등에 따라 상이하지만, 접속 구조체의 절연 입자가 형성된 도전 입자에는, 가열 가압 전의 방향을 유지하고 있는 것도 포함된다. 따라서, 접속 구조체의 제조에 사용한 이방성 도전 필름이 본 발명의 이방성 도전 필름이면, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자의 적어도 일부에는, 절연 입자 결락 영역이, 대향하는 단자의 대향 방향을 향한 것이 포함되게 되어, 본 발명의 접속 구조체인 것을 알 수 있다. 특히, 접속 구조체에 있어서 도전 입자 결락 영역이, 대향하는 단자의 대향 방향을 향한 절연 입자가 형성된 도전 입자가, 어느 영역에 모여 존재하고 있으면, 그 접속 구조체는 본 발명의 접속 구조체인 것을 용이하게 알 수 있다.
이방성 도전 필름은 전자 부품의 일방의 외형에 대략 동일한 크기로 재단되어 사용되는 경우도 있지만, 일반적으로는 전자 부품의 일방의 외형보다 크게 재단되어 사용된다. 요컨대, 접속에 기여하지 않는 (툴로부터 충분히 떨어져 있는) 영역을 포함하는 경우가 있다. 그 때문에, 대향한 전자 부품 사이의 외측의 이방성 도전 필름에 단자끼리의 대향 방향을 향한 절연 입자 결락 영역이 존재하는 경우도 있고, 이것으로부터도 본 발명의 접속 구조체의 특징을 확인할 수 있다.
또한, 접속 구조체의 제조에 사용한 이방성 도전 필름에 있어서 절연 입자가 형성된 도전 입자가 규칙 배열하고 있는 경우, 접속 구조체에 있어서, 대향하는 단자에 협지되어 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자에도 배열의 규칙성의 유지가 발견되는 경우도 있다. 이 경우에는, 이 배열의 규칙성이 발견된 절연 입자가 형성된 도전 입자에 있어서, 절연 입자 결락 영역이 단자끼리의 대향 방향을 향하고 있는 것을 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 그 제조에 사용한 이방성 도전 필름에 대하여, 용이하게 (NA3 ＋ NA4) ＞ (NA1 ＋ NA2) 를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 접속 구조체의 제조 과정의 구조체로서, 본 발명의 이방성 도전 필름이 일방의 전자 부품에 첩착되어 있지만, 타방의 전자 부품은 아직 접속되어 있지 않은 상태의 구조체 (접속 공정에 있어서의 중간품으로, 다시 말하면 이방성 도전 필름 첩착 전자 부품) 여도, 그 이방성 도전 필름 중의 절연 입자가 형성된 도전 입자는, 상기 서술한 접속 구조체에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자와 동일한 특징을 갖는다.
이방성 도전 필름을 사용한 전자 부품의 접속 방법으로는, 이방성 도전 필름의 수지층이 절연성 수지층 (5) 의 단층으로 이루어지는 경우, 각종 기판 등의 제 2 전자 부품에 대하여, 이방성 도전 필름의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 표면에 매립되어 있는 측으로부터 가압착하고, 가압착한 이방성 도전 필름의 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 표면에 매립되어 있지 않은 측에 IC 칩 등의 제 1 전자 부품을 맞추고, 열 압착함으로써 제조할 수 있다. 이방성 도전 필름의 절연성 수지층에 열 중합 개시제와 열 중합성 화합물뿐만 아니라, 광 중합 개시제와 광 중합성 화합물 (열 중합성 화합물과 동일해도 된다) 이 포함되어 있는 경우, 광과 열을 병용한 압착 방법이어도 된다. 이와 같이 하면, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 불필요한 이동을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자 (3) 가 매립되어 있지 않은 쪽을 제 2 전자 부품에 가부착하여 사용해도 된다. 또한, 제 2 전자 부품이 아니라, 제 1 전자 부품에 이방성 도전 필름을 가부착하여 사용할 수도 있다.
또한, 이방성 도전 필름의 수지층이, 절연성 수지층 (5) 과 저점도 절연성 수지층 (6) 의 적층체로 형성되어 있는 경우, 절연성 수지층 (5) 을 각종 기판 등의 제 2 전자 부품에 가부착하여 가압착하고, 가압착한 이방성 도전 필름의 저점도 절연성 수지층 (6) 에 IC 칩 등의 제 1 전자 부품을 얼라인먼트하여 재치 (載置) 하고, 열 압착한다. 이방성 도전 필름의 저점도 절연성 수지층 (6) 측을 제 1 전자 부품에 가부착하여 사용해도 된다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.
실시예 1 ∼ 10
(1) 이방성 도전 필름의 제조
표 1 에 나타낸 배합으로, 절연성 수지층 및 저점도 절연성 수지층을 형성하는 수지 조성물을 각각 조제하였다.
절연성 수지층을 형성하는 수지 조성물을 바 코터로 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 도포하고, 80 ℃ 의 오븐으로 5 분간 건조시켜, PET 필름 상에 표 2 에 나타내는 두께의 절연성 수지층을 형성하였다. 동일하게 하여, 저점도 절연성 수지층을, 각각 표 2 에 나타내는 두께로 PET 필름 상에 형성하였다.
한편, 절연 입자가 형성된 도전 입자가 평면에서 보아 도 1a 에 나타내는 정방 격자 배열이고, 입자간 거리가 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경과 동일해지고, 개수 밀도 28000 개/㎟ 가 되도록 금형을 제작하였다. 즉, 금형의 볼록부 패턴 (개수 밀도 28000 개/㎟) 이 정방 격자 배열이고, 격자축에 있어서의 볼록부의 피치가 평균 입자경의 2 배이고, 격자축과 이방성 도전 필름의 폭 방향이 이루는 각도 (θ) 가 15°가 되는 금형을 제작하고, 공지된 투명성 수지의 펠릿을 용융시킨 상태로 그 금형에 흘려 넣고, 냉각시켜 굳힘으로써, 오목부가 도 1a 에 나타내는 배열 패턴인 수지형을 형성하였다.
또한, 금형의 볼록부 패턴 (개수 밀도 28000 개/㎟) 을 랜덤하게 한 것을 제작하고, 그 금형을 사용하여 오목부가 랜덤 패턴이 되는 수지형을 형성하였다. 이 때, 인접하는 절연 입자가 형성된 도전 입자의 도전 입자간의 거리가 도전 입자의 평균 직경의 0.5 배 이상이 되도록 설정하였다.
절연 입자가 형성된 도전 입자로서, 금속 피복 수지 입자 (세키스이 화학 공업 (주), AUL703, 평균 입자경 3 ㎛) 의 표면에, 일본 공개 특허공보 2014-132567호의 기재에 준하여 절연성 미립자 (평균 입자경 0.3 ㎛) 를 부착시킨 것을 준비하고, 이 절연 입자가 형성된 도전 입자를 수지형의 오목부에 충전하고, 그 위에 상기 서술한 절연성 수지층을 씌웠다.
실시예 1 ∼ 2 에서는, 이 절연성 수지층을 60 ℃, 0.5 ㎫ 로 압압하고, 수지형으로부터 절연성 수지층을 박리함으로써 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 전착시켰다. 이 때의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 절연성 수지층에 대한 매립률 (Lb/D) 은, SEM 에 의한 단면 관찰로 30 ％ 였다. 또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자가 전착한 절연성 수지층의 표면의 그 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위에 패임은 없었다 (도 2 참조). 실시예 7 ∼ 10 에서는, 실시예 1 ∼ 2 와 동일하게 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 전착시켰지만, 전착 후의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 패임이 발생하도록, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 압압할 때의 온도를 60 ℃ 보다 낮게 하였다.
다음으로, 실시예 3 ∼ 10 에서는, 절연성 수지층 상의 절연 입자가 형성된 도전 입자를 압압함으로써 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 압입률 (Lb/D) 100 ％ 로 압입하였다. 이 압입할 때의 온도 및 압력은, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 수지형으로부터 절연성 수지층에 전착시킬 때의 전술한 온도 및 압력과 동일하게 하였다. 그 결과, 실시예 3 ∼ 6 에서는 압입한 후의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 패임은 없고, 실시예 7 ∼ 10 에서는 압입한 후의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 패임이 형성되어 있었다 (도 3a 참조).
실시예 1, 2 (매립률 30 ％), 및 실시예 3, 4 (매립률 100 ％) 에서는, 절연성 수지층의, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 전착면에 저점도 절연성 수지층을 적층하고, 이것을 이방성 도전 필름으로 하였다 (도 5 참조).
한편, 실시예 5 ∼ 10 (매립률 100 ％) 에서는 저점도 절연성 수지층을 적층하지 않았다. 이 중, 실시예 7 ∼ 10 에서는 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 압입한 상태에서, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 패임이 형성되어 있었지만, 실시예 9, 10 은 패임이 있는 절연성 수지층을, 이방성 도전 접속에 지장을 초래하지 않는 조건으로 가열 압압함으로써 패임을 제거하였다.
비교예 1 ∼ 4
비교예 1 ∼ 4 에서는, 금속 피복 수지 입자 (세키스이 화학 공업 (주), AUL703, 평균 입자경 3 ㎛) 의 전체면에 절연 코트를 실시한 절연 코트 도전 입자 (코트 막 두께 0.1 ∼ 0.5 ㎛) 를 상기 서술한 실시예의 절연 입자가 형성된 도전 입자 대신에 사용하고, 절연 코트 도전 입자가 표 2 에 나타낸 배열 또는 배치가 되도록 상기 서술한 수지형에 충전하고, 절연성 수지층에 절연 코트 도전 입자를 전착하고 (압입률 30 ％), 또한, 비교예 3, 4 에서는 절연성 수지층에 전착한 절연 코트 도전 입자를 압입률 100 ％ 가 되도록 절연성 수지층에 압입하였다. 그리고, 절연 코트 도전 입자의 전착면 또는 압입면에 저점도 절연성 수지층을 적층하였다.
Figure 112020007187212-pat00001
Figure 112020007187212-pat00002
(2) 입자의 배치 상태
(2-1) 독립 입자 개수 비율
주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여, 각 실시예 및 비교예의 이방성 도전 필름의 표리의 필름면 (저점도 절연성 수지층을 적층한 것에 대해서는, 저점도 절연성 수지층측 표면과 그 반대면) 의 각각에 대하여 100 개의 절연 입자가 형성된 도전 입자 또는 절연 코트 도전 입자를 관찰하고, 서로 접촉하고 있지 않은 절연 입자가 형성된 도전 입자 또는 절연 코트 도전 입자의 개수를 계측하고, 그 개수의 전체 수에 대한 비율 (즉, 독립 입자 개수 비율) 을 구하였다. 그 결과, 각 실시예 및 비교예에 있어서, 독립 입자 개수 비율은 99 ％ 를 상회하고 있었다.
(2-2) 절연 입자 피복률
실시예의 이방성 도전 필름의 제조에 사용한 절연 입자가 형성된 도전 입자 (절연성 수지층에 매립하기 전의 절연 입자가 형성된 도전 입자) 에 있어서의 절연 입자 피복률을 구하였다. 절연 입자 피복률은, 주사형 전자 현미경 (SEM) 을 사용하여, 절연 입자가 형성된 도전 입자 100 개를 관찰하고, 각 절연 입자가 형성된 도전 입자에 대하여 도전 입자 1 개 당의 절연 입자의 개수를 계측하고, 계측된 개수와, 절연 입자가 형성된 도전 입자 1 개의 평면에서 보았을 때에 있어서의 면적과, 절연 입자 1 개의 평면에서 보았을 때에 있어서의 면적으로부터 산출하였다. 그 결과, 이방성 도전 필름의 제조에 사용한 절연 입자가 형성된 도전 입자에 있어서의 절연 입자 피복률은 67 ％ 였다.
(2-3) 이방성 도전 필름 제작 후의 절연 입자의 피복 상태
실시예의 이방성 도전 필름에 분산되어 있는 절연 입자가 형성된 도전 입자에 있어서의 절연 입자의 피복 상태를 주사형 전자 현미경 (SEM) 에 의한 단면 관찰에 의해 구하였다. 이 단면 관찰로, 절연 입자가 형성된 도전 입자 100 개를 계측하고, 도 2 에 나타낸 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 있어서의 절연 입자의 개수, NA1, NA2, NA3, NA4 의 대소 관계를 조사하였다. 그 결과, 각 실시예에 있어서 영역 (A3) 과 영역 (A4) 에 있어서의 절연 입자의 개수에 각별한 차이는 없었다. 또한, 실시예 3 ∼ 10 에서는 실시예 1 에 비하여, 영역 (A1) 에 있는 절연 입자의 개수가, 영역 (A2) 에 있는 절연 입자의 개수에 비하여 현저하게 저감되어 있었다.
(3) 평가
각 실시예 및 비교예의 이방성 도전 필름을, 접속 및 평가에 충분한 면적으로 재단한 후, 재단한 이방성 도전 필름을 사용하여, 이하에 설명하는 바와 같이, (a) 초기 도통 저항, (b) 도통 신뢰성, (c) 쇼트 발생률, (d) 도전 입자 포착성, 을 측정 내지 평가하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
(a) 초기 도통 저항
각 실시예 및 비교예의 이방성 도전 필름을, 도통 특성의 평가용 IC 와 유리 기판 사이에 끼우고, 가열 가압 (180 ℃, 60 ㎫, 5 초) 하여 각 평가용 접속물을 얻고, 얻어진 평가용 접속물의 도통 저항을 측정하고, 측정된 초기 도통 저항을 다음의 기준으로 평가하였다.
A : 0.3 Ω 이하
B : 0.3 Ω 초과, 0.4 Ω 이하
C : 0.4 Ω 초과
B 평가이면 실용상 문제는 없다. A 평가이면, 보다 바람직하다.
여기서, 평가용 IC 와 유리 기판은, 그들의 단자 패턴이 대응하고 있고, 사이즈는 다음과 같다. 또한, 평가용 IC 와 유리 기판을 접속할 때에는, 이방성 도전 필름의 길이 방향과 범프의 폭 방향을 맞추었다.
도통 특성의 평가용 IC
외형 1.8 × 20.0 ㎜
두께 0.5 ㎜
범프 사양 사이즈 30 × 85 ㎛, 범프간 거리 50 ㎛, 범프 높이 15 ㎛
유리 기판
유리 재질 코닝사 제조 1737F
외경 30 × 50 ㎜
두께 0.5 ㎜
전극 ITO 배선
(b) 도통 신뢰성
(a) 에서 제작한 평가용 접속물을, 온도 85 ℃, 습도 85 ％ RH 의 항온조에 500 시간 둔 후의 도통 저항을, 초기 도통 저항과 동일하게 측정하고, 측정된 도통 저항을 다음의 기준으로 평가하였다.
S : 3.0 Ω 이하
A : 3.0 Ω 초과, 4.0 Ω 이하
B : 4.0 Ω 초과, 6.0 Ω 이하
C : 6.0 Ω 초과
B 평가이면 실용상 문제는 없다. A 평가 이상이면, 보다 바람직하다.
(c) 쇼트 발생률
각 실시예 및 비교예의 이방성 도전 필름을, 절연성 시험 평가용 IC (7.5 ㎛ 스페이스의 빗살 TEG (test element group)) 와, 단자 패턴이 대응하는 유리 기판 사이에 끼우고, 초기 도통 저항과 동일하게 가열 가압하여 평가용 접속물을 얻고, 얻어진 평가용 접속물에 있어서의 쇼트 발생률을 디지털 멀티 미터 (디지털 멀티 미터 7561, 요코가와 미터 ＆ 인스트루먼트 (주)) 로 측정하였다. 이 절연성 시험 평가용 IC 의 사양을 이하에 나타낸다.
절연성 시험 평가용 IC
외형 1.5 × 13 ㎜
두께 0.5 ㎜
범프 사양 금 도금, 사이즈 25 × 140 ㎛, 범프간 거리 7.5 ㎛, 범프 높이 15 ㎛
측정된 쇼트 발생률을 다음의 기준으로 평가하였다.
A : 50 ppm 미만
B : 50 ppm 이상 200 ppm 이하
C : 200 ppm 초과
B 평가이면 실용상 문제는 없다.
(d) 도전 입자 포착성
도전 입자 포착성의 평가용 IC 를 사용하고, 이 평가용 IC 와, 단자 패턴이 대응하는 ITO 코팅 기판을, 얼라인먼트를 6 ㎛ 어긋나게 하여 가열 가압 (180 ℃, 60 ㎫, 5 초) 하고, 평가용 IC 의 범프와 기판의 단자가 겹치는 6 ㎛ × 66.6 ㎛ 의 영역의 100 개에 대하여 도전 입자의 포착 수를 계측하고, 최저 포착 수를 구하고, 다음의 기준으로 평가하였다.
도전 입자 포착성의 평가용 IC
외형 1.6 × 29.8 ㎜
두께 0.3 ㎜
범프 사양 사이즈 12 × 66.6 ㎛, 범프 피치 22 ㎛ (L/S = 12 ㎛/10 ㎛), 범프 높이 12 ㎛
도전 입자 포착성 평가 기준
OK : 3 개 이상
NG : 3 개 미만
표 2 로부터, 실시예 1 ∼ 10 의 이방성 도전 필름에서는, 절연 입자가 형성된 도전 입자에 있어서의 절연 입자의 개수 밀도가 영역 (A3, A4) 보다 영역 (A2, A1) 이 낮고, 특히, 이방성 도전 필름의 제조시에 절연 입자가 형성된 도전 입자를 절연성 수지층에 압입한 실시예 3 ∼ 10 에서는, 절연 입자의 개수 밀도가 영역 (A2) 보다 영역 (A1) 에서 현저하게 낮았다. 그 결과, 도전 입자에 필름 두께 방향으로 접하는 영역 (A2, A1) 의 절연 입자 (2) 의 개수 밀도가, 도전 입자 (1) 에 필름면 방향으로 접하는 영역 (A3, A4) 의 절연 입자 (2) 의 개수보다 더욱 적어지게 되어, 실시예 3, 4 는, 실시예 1, 2 에 비하여 도통 신뢰성이 우수한 것을 알 수 있다. 이에 반하여, 수지 코트 도전 입자를 사용한 비교예 1 ∼ 4 에서는 도통 신뢰성이 뒤떨어져 있었다.
또한, 표 2 의 결과에서는, 실시예 1 과 2 의 대비, 실시예 3 과 4 의 대비, 실시예 5 와 6 의 대비, 실시예 7 과 8 의 대비, 실시예 9 와 10 의 대비, 비교예 1 과 2 의 대비, 비교예 3 과 4 의 대비에 의해, 절연 입자가 형성된 도전 입자를 정방 격자로 배열시킨 경우와 랜덤으로 배치한 경우나, 절연 코트 도전 입자를 정방 격자로 배열시킨 경우와 랜덤으로 배치한 경우에서 도통 저항, 쇼트 발생률, 도전 입자 포착성에 대하여 차이를 볼 수 없지만, 포착성의 평가에 있어서, 절연 입자가 형성된 도전 입자 또는 절연 코트 도전 입자를 정방 격자로 배열시키는 것이 랜덤으로 배치한 경우보다 압흔을 확인하기 쉬웠다.
또한, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 패임이 없는 실시예 5, 6 도, 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 패임이 있는 실시예 7, 8 도, 그 패임을 가열 압압하여 해소한 실시예 9, 10 도, 초기 도통 저항, 도통 신뢰성, 쇼트 발생률 및 도전 입자 포착성의 평가는 양호하였다. 이 점에서, 본 실시예에서는, 패임의 유무에 상관없이, 절연 입자가 형성된 도전 입자가 수지 유동에 의해 불필요하게 이동하지 않은 것을 알 수 있다.
1 도전 입자
2 절연 입자
3 절연 입자가 형성된 도전 입자
5 절연성 수지층
5a 절연성 수지층의 표면
5b 패임 (경사)
5c 패임 (기복)
5p 접평면
6 저점도 절연성 수지층
7 박리 필름
10A, 10B, 10C, 10D 이방성 도전 필름
30 전사형
31 오목부
32 평판
33 평판 또는 롤러
A 격자축
A1, A2, A3, A4 영역
D 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경
La 절연성 수지층의 층 두께
Lb 절연 입자가 형성된 도전 입자와 근접하고 있는 면으로부터 절연 입자가 형성된 도전 입자의 최심부까지의 거리
Lc 경사 또는 기복에 있어서의 절연 입자가 형성된 도전 입자의 노출 (바로 위) 부분의 직경
Ld 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위 또는 바로 위의 절연성 수지층의 경사 또는 기복의 최대 직경
Le 절연 입자가 형성된 도전 입자의 주위의 절연성 수지층에 있어서의 경사의 최대 깊이
Lf 절연 입자가 형성된 도전 입자의 바로 위의 절연성 수지층에 있어서의 기복의 최대 깊이
NA1, NA2, NA3, NA4 영역에 존재하는 절연 입자의 개수
θ 단자의 길이 방향과 격자축이 이루는 각도

Claims (12)

  1. 이방성 도전 필름의 제조 방법으로서,
    전사형의 오목부에 절연 입자가 형성된 도전 입자를 충전하는 단계;
    상기 전사형에 충전한 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자 상에, 박리 필름 상에 필름상으로 형성된 절연성 수지층을 씌우는 단계; 및
    상기 전사형으로부터 상기 절연성 수지층을 박리하고, 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자가 전사한 상기 절연성 수지층을 얻는 단계를 포함하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전사 후, 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자를 구성하는 절연 입자 중 도전 입자와 필름 두께 방향으로 접하는 상기 절연 입자의 개수가, 상기 도전 입자와 필름면 방향으로 접하는 상기 절연 입자의 개수에 비하여 저감하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이방성 도전 필름에 있어서의 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자의 필름 두께 방향의 단면에 있어서, 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자를, 상기 도전 입자의 중심을 통과하는, 필름 두께 방향에 대하여 플러스 45°기울어진 직선 및 마이너스 45°기울어진 직선으로 4 개의 영역 (A1, A2, A3, A4) 으로 분할한 경우에, 상기 도전 입자의 상하에 있는 영역을 A1, A2, 그리고 상기 도전 입자의 좌우에 있는 영역을 A3, A4 라고 하고, 상기 영역 (A1, A2, A3, A4) 에 존재하는 상기 절연 입자의 개수를 NA1, NA2, NA3, NA4 라고 하면,
    NA3, NA4 ≥ NA2 ＞ NA1 인, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 입자의 입자경은 상기 도전 입자의 입자경의 0.4 ％ 이상, 18 ％ 이하인, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전 입자의 전체 표면에서의 상기 절연 입자가 피복되어 있는 비율 (피복률) 이 20 ∼ 97 ％ 이거나, 또는 40 ∼ 95 ％ 인, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 수지층을 씌우는 단계 전에, 상기 전사형에 충전한 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자에 평판을 접촉시키는 단계를 더 포함하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 수지층에 전사한 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자를 평판 또는 롤러로 압입하는 단계를 더 포함하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 압입하는 단계에서, 압입량은, 매립률 (Lb/D) 이 30 % 이상 105 % 이하가 되도록 조정하고, 상기 매립률 (Lb/D) 은, 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자가 근접하고 있는 면으로부터 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자의 최심부까지의 거리 (Lb) 와 상기 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 의 비인, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연성 수지층의 층 두께 (La) 와 절연 입자가 형성된 도전 입자의 입자경 (D) 의 비 (La/D) 가 0.8 ∼ 2 인, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 전사형의 오목부가 규칙 배열하고 있는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전사형의 오목부가 랜덤으로 분산되어 있는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 절연성 수지층보다 최저 용융 점도가 낮은 저점도 절연성 수지층을, 상기 절연성 수지층에 적층하는, 이방성 도전 필름의 제조 방법.
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