KR102438704B1 - 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR102438704B1
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29344—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29347—Copper [Cu] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29355—Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29357—Cobalt [Co] as principal constituent
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    • H01L2224/29363—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/29364—Palladium [Pd] as principal constituent
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    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29499—Shape or distribution of the fillers
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    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203—Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204—Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector
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    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/819—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector with the bump connector not providing any mechanical bonding
    • H01L2224/81901—Pressing the bump connector against the bonding areas by means of another connector
    • H01L2224/81903—Pressing the bump connector against the bonding areas by means of another connector by means of a layer connector
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/83101—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus as prepeg comprising a layer connector, e.g. provided in an insulating plate member
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    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83201—Compression bonding
    • H01L2224/83203—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding
    • H01L2224/83204—Thermocompression bonding, e.g. diffusion bonding, pressure joining, thermocompression welding or solid-state welding with a graded temperature profile
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    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8385—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester
    • H01L2224/83851—Bonding techniques using a polymer adhesive, e.g. an adhesive based on silicone, epoxy, polyimide, polyester being an anisotropic conductive adhesive
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Abstract

이방성 도전 필름은, 제1 접속층과 그의 편면에 형성된 제2 접속층을 갖는다. 제1 접속층은 광 중합 수지층이고, 제2 접속층은 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층이다. 제1 접속층의 제2 접속층측 표면에는, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있다. 제1 접속층의 경화율에 관해, 해당 편면의 경화율보다 낮은 경화율을 갖는 영역이, 제1 접속층의 두께 방향으로 사행해서 존재하고 있다. 또는, 제1 접속층의 해당 편면의 경화율보다, 제1 접속층의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층의 다른 면에 상대적으로 가까운 영역의 경화율이 낮다.

Description

이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
IC 칩 등의 전자 부품의 실장에 이방성 도전 필름은 널리 사용되고 있고, 근년에는, 고밀도 실장에의 적용의 관점에서, 도통 신뢰성이나 절연성의 향상, 실장 도전 입자 포착률의 향상, 제조 비용의 저감 등을 목적으로, 이방성 도전 접속용 도전 입자를 단층으로 절연성 접착층에 배열시킨 2층 구조의 이방성 도전 필름이 제안되어 있다(특허문헌 1).
이 2층 구조의 이방성 도전 필름은, 전사층에 단층 또한 세밀 충전으로 도전 입자를 배열시킨 후, 전사층을 2축 연신 처리함으로써, 도전 입자가 소정 간격으로 균등하게 배열된 전사층을 형성한 후, 그 전사층 상의 도전 입자를 열경화성 수지와 중합 개시제를 함유하는 절연성 수지층에 전사하고, 또한 전사한 도전 입자 위에 열경화성 수지를 함유하지만 중합 개시제를 함유하지 않는 별도의 절연성 수지층을 라미네이트함으로써 제조되고 있다(특허문헌 1).
일본특허 제4789738호 명세서
그러나, 특허문헌 1의 2층 구조의 이방성 도전 필름은, 중합 개시제를 함유하지 않은 절연성 수지층을 사용하고 있기 때문에, 단층으로 소정 간격으로 균등하게 도전 입자를 배열시켰음에도 불구하고, 이방성 도전 접속 시의 가열에 의해, 중합 개시제를 함유하지 않은 절연성 수지층에 비교적 큰 수지 흐름이 발생하기 쉽고, 그 흐름을 따라 도전 입자도 흐르기 쉬워지기 때문에, 실장 도전 입자 포착률의 저하, 쇼트의 발생, 절연성의 저하 등의 문제가 발생하였다.
본 발명의 목적은 이상의 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이며, 단층으로 배열된 도전 입자를 갖는 다층 구조의 이방성 도전 필름에 있어서, 양호한 도통 신뢰성, 양호한 절연성 및 양호한 실장 도전 입자 포착률을 실현하는 것이다.
본 발명자들은 광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시킨 후에, 자외선을 경사지게 해서 조사함으로써 또는 자외선을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 도전 입자를 고정화 또는 임시 고정화하고, 또한, 고정화 또는 임시 고정화된 도전 입자 위에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 적층함으로써 얻은 이방성 도전 필름이 상술한 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 구성인 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 제1 형태는, 제1 접속층과 그의 편면에 형성된 제2 접속층을 갖는 이방성 도전 필름이며,
제1 접속층이 광 중합 수지층이고,
제2 접속층이 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층이고,
제1 접속층의 해당 편면에, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있고,
제1 접속층의 경화율에 관해, 해당 편면의 경화율보다 낮은 경화율을 갖는 영역이, 제1 접속층의 두께 방향으로 사행해서 존재하고 있는 것
을 특징으로 하는 이방성 도전 필름을 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 형태는, 제1 접속층과 그의 편면에 형성된 제2 접속층을 갖는 이방성 도전 필름이며,
제1 접속층이 광 중합 수지층이고,
제2 접속층이 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층이고,
제1 접속층의 해당 편면에, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있고,
제1 접속층의 해당 편면의 경화율보다, 제1 접속층의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층의 다른 면에 상대적으로 가까운 영역의 경화율이 낮은 것
을 특징으로 하는 이방성 도전 필름을 제공한다.
또한, 본 발명에 있어서, 제2 접속층은, 가열에 의해 중합 반응을 개시하는 열 중합 개시제를 사용한 열 중합성 수지층인 것이 바람직하지만, 광에 의해 중합 반응을 개시하는 광 중합 개시제를 사용한 광 중합성 수지층이어도 된다. 열 중합 개시제와 광 중합 개시제를 병용한 열·광 중합성 수지층이어도 된다. 여기서, 제2 접속층은, 제조상, 열 중합 개시제를 사용한 열 중합성 수지층으로 한정되는 경우가 있다.
본 발명의 이방성 도전 필름은, 제1 접속층의 다른 면에, 응력 완화 등의 접합체의 휨 방지를 목적으로, 제2 접속층과 대략 마찬가지 구성의 제3 접속층을 갖고 있어도 된다. 즉, 제1 접속층의 다른 면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 갖고 있어도 된다.
또한, 제3 접속층은, 가열에 의해 중합 반응을 개시하는 열 중합 개시제를 사용한 열 중합성 수지층인 것이 바람직하지만, 광에 의해 중합 반응을 개시하는 광 중합 개시제를 사용한 광 중합성 수지층이어도 된다. 열 중합 개시제와 광 중합 개시제를 병용한 열·광 중합성 수지층이어도 된다. 여기서, 제3 접속층은, 제조상, 열 중합 개시제를 사용한 열 중합성 수지층으로 한정되는 경우가 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 제1 접속층을 1단계의 광 중합 반응으로 형성하는 이하의 공정 (A) 내지 (C), 또는 제1 접속층을 2단계의 광 라디칼 중합 반응으로 형성하는 후술하는 공정 (AA) 내지 (DD)를 갖는 제조 방법을 제공한다.
(제1 접속층을 1단계의 광 중합 반응으로 형성하는 경우)
공정 (A)
광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
공정 (B)
도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 경사지게 해서 조사함으로써 광 라디칼 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 고정화된 제1 접속층을 형성하는 공정; 및
공정 (C)
제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층, 또는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정.
(제1 접속층을 2단계의 광 중합 반응으로 형성하는 경우)
공정 (AA)
광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
공정 (BB)
도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 경사지게 해서 조사함으로써 광 라디칼 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 임시 고정화된 임시 제1 접속층을 형성하는 공정;
공정 (CC)
임시 제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정; 및
공정 (DD)
제2 접속층과 반대측으로부터 임시 제1 접속층에 자외선을 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 임시 제1 접속층을 본 경화시켜서 제1 접속층을 형성하는 공정.
또한, 본 발명은, 상술한 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 제1 접속층을 1단계의 광 중합 반응으로 형성하는 이하의 공정 (A') 내지 (C'), 또는 제1 접속층을 2단계의 광 중합 반응으로 형성하는 후술하는 공정 (AA') 내지 (DD')를 갖는 제조 방법을 제공한다.
(제1 접속층을 1단계의 광 중합 반응으로 형성하는 경우)
공정 (A')
광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
공정 (B')
도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 고정화된 제1 접속층을 형성하는 공정; 및
공정 (C')
제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정.
(제1 접속층을 2단계의 광 중합 반응으로 형성하는 경우)
공정 (AA')
광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
공정 (BB')
도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 임시 고정화된 임시 제1 접속층을 형성하는 공정;
공정 (CC')
임시 제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정; 및
공정 (DD')
제2 접속층과 반대측으로부터 임시 제1 접속층에 자외선을 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 임시 제1 접속층을 본 경화시켜서 제1 접속층을 형성하는 공정.
공정 (CC) 및 (CC')에서 제2 접속층의 형성 시에 사용하는 개시제로서 열 중합 개시제로 한정하고 있는 것은, 이방성 도전 필름으로서의 제품 수명, 접속 및 접속 구조체의 안정성에 악영향이 생기지 않도록 하기 위함이다. 즉, 제1 접속층에 자외선을 2단계로 나누어서 조사하는 경우에는, 그의 공정상의 제약으로부터 제2 접속층은 열 중합 경화성의 것으로 한정하지 않을 수 없는 경우가 있다. 또한, 2단계 조사를 연속적으로 행하는 경우는, 1단계와 대략 마찬가지 공정으로 형성할 수 있으므로, 동등한 작용 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은, 제1 접속층의 다른 면에, 제2 접속층과 마찬가지 구성의 제3 접속층을 갖고 있는 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이상의 공정 (A) 내지 (C)에 더하여 공정 (C) 후에(또는 공정 (A') 내지 (C')에 더하여 공정 (C') 후에), 이하의 공정 (Z)를 갖는 제조 방법, 또는 이상의 공정 (AA) 내지 (DD)에 더하여 공정 (DD) 후에(또는 공정 (AA') 내지 (DD')에 더하여 공정 (DD') 후에), 이하의 공정 (Z)를 갖는 제조 방법을 제공한다.
공정 (Z)
제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정.
또한, 본 발명은, 제1 접속층의 다른 면에, 제2 접속층과 대략 마찬가지 구성의 제3 접속층을 갖고 있는 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이상의 공정 (A) 내지 (C)에 더하여 공정 (A)에 앞서(또는 공정 (A') 내지 (C')에 더하여 공정 (A')에 앞서), 이하의 공정 (a)를 갖는 제조 방법, 또는 이상의 공정 (AA) 내지 (DD)에 더하여, 공정 (AA)에 앞서(또는 공정 (AA') 내지 (DD')에 더하여, 공정 (AA')에 앞서) 이하의 공정 (a)를 갖는 제조 방법을 제공한다.
공정 (a)
광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정.
또한, 이 공정 (a)를 갖는 제조 방법의 공정 (A) 또는 공정 (A') 또는 공정 (AA) 또는 공정 (AA')에 있어서는, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시키면 된다.
이러한 공정으로 제3 접속층을 설치하는 경우에는, 상술한 이유에서 중합 개시제는 열반응에 의한 것으로 한정되는 것이 바람직하다. 그러나, 제1 접속층을 설치한 후에 제품 수명이나 접속에 악영향을 미치지 않는 방법에 의해, 광 중합 개시제를 포함하는 제2 및 제3 접속층을 설치하면, 광 중합 개시제를 포함한 본 발명의 주지를 따르는 이방성 도전 필름을 제작하는 것은, 특별히 제한은 되지 않는다.
또한, 제2 접속층 또는 제3 접속층 중 어느 하나가 점착층으로서 기능하는 형태도 본 발명에 포함된다.
이에 더하여, 본 발명은, 상술한 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속한 접속 구조체를 제공한다.
본 발명의 제1 형태 및 제2 형태의 이방성 도전 필름은, 광 중합 수지층을 포함하는 제1 접속층과, 그의 편면에 형성된, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 갖고 있고, 또한, 제1 접속층의 제2 접속층측 표면에는, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있다. 이로 인해, 도전 입자를 제1 접속층에 단단히 고정화할 수 있다. 게다가, 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 경우, 제1 접속층의 경화율에 관해, 광 조사를 사행시켜서 행하므로, 그의 제2 접속층측 표면의 경화율보다 낮은 경화율을 갖는 영역이, 제1 접속층의 두께 방향으로 사행해서 존재하고 있다. 이 결과, 이방성 도전 접속 시에, 낮은 경화율의 영역 및 도전 입자의 유동 방향을 사행 방향으로 맞출 수 있으므로, 초기 도통 특성이나 도통 신뢰성을 손상시키는 일 없이 쇼트의 발생을 크게 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 경우, 자외선의 조사를 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 행하므로, 제1 접속층에 있어서의 도전 입자의 하방(이측(裏側))의 영역은, 도전 입자의 존재 때문에 자외선이 충분히 조사되지 않으므로, 상대적으로 경화율이 낮아진다. 바꾸어 말하면, 제1 접속층의 편면(제2 접속층측 표면)의 경화율보다, 제1 접속층의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층의 다른 면에 상대적으로 가까운 영역의 경화율이 낮다. 이 결과, 제1 접속층에 있어서의 도전 입자의 하방(이측)의 영역은 양호한 압입성을 나타내고, 결과적으로, 양호한 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률을 실현할 수 있다. 또한, 제1 접속층의 도전 입자 근방 영역이란, 도전 입자를 둘러싸는 도전 입자 직경의 0.2 내지 5배의 폭의 영역을 말한다. 이 제1 접속층 수지층의 경화율이 상대적으로 낮은 영역은, 제1 접속층 내에만 존재하는 것이 바람직하다. 접속 시의 압입 초동 시에 도전 입자가 접속 방향 이외로 어긋나는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 이방성 도전 접속이 열을 이용하는 경우에는, 통상의 이방성 도전 필름의 접속 방법과 마찬가지의 방법이 된다. 광에 의한 것인 경우에는, 접속 툴에 의한 압입을, 반응이 종료될 때까지 행하면 된다. 이 경우에 있어서도, 접속 툴 등은 수지 유동이나 입자의 압입을 촉진하기 위해서 가열되어 있는 경우가 많다. 또한 열과 광을 병용하는 경우도, 상기와 마찬가지로 행하면 된다.
도 1은 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (A)의 설명도이다.
도 3a는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (B)의 설명도이다.
도 3b는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (B)의 설명도이다.
도 4a는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (C)의 설명도이다.
도 4b는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (C)의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제1 형태에 포함되는 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (AA)의 설명도이다.
도 7a는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (BB)의 설명도이다.
도 7b는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (BB)의 설명도이다.
도 8a는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (CC)의 설명도이다.
도 8b는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (CC)의 설명도이다.
도 9a는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (DD)의 설명도이다.
도 9b는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (DD)의 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (A')의 설명도이다.
도 12a는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (B')의 설명도이다.
도 12b는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (B')의 설명도이다.
도 13a는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (C')의 설명도이다.
도 13b는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (C')의 설명도이다.
도 14는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (AA')의 설명도이다.
도 16a는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (BB')의 설명도이다.
도 16b는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (BB')의 설명도이다.
도 17a는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (CC')의 설명도이다.
도 17b는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (CC')의 설명도이다.
도 18a는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (DD')의 설명도이다.
도 18b는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (DD')의 설명도이다.
<<본 발명의 이방성 도전 필름>>
이하, 본 발명의 제1 형태 및 제2 형태의 이방성 도전 필름(이하, 간단히 본 발명의 이방성 도전 필름이라 칭하는 경우가 있다)의 바람직한 일례를 상세하게 설명한다.
도 1에 도시하는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름(1) 및 도 10에 도시하는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름(1)은, 광 중합성 수지층을 광 중합시킨 광 중합 수지층을 포함하는 제1 접속층(2)의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층(3)이 형성된 구조를 갖고 있다. 그리고, 제1 접속층(2)의 제2 접속층(3)측의 표면(2a)에는, 이방성 도전 접속을 위해서 도전 입자(4)가 단층으로 배열, 바람직하게는 균등하게 배열되어 있다. 여기서 균등이란, 도전 입자가 평면 방향으로 배열되어 있는 상태를 의미한다. 이 규칙성은 일정한 간격으로 두어져도 된다.
<제1 접속층(2)>
본 발명의 이방성 도전 필름(1)을 구성하는 제1 접속층(2)은, 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층 등의 광 중합성 수지층을 광 중합시킨 광 중합 수지층이기 때문에, 도전 입자를 고정화할 수 있다. 또한, 중합하고 있으므로, 이방성 도전 접속 시에 가열되어도 수지가 흐르기 어려워지므로, 쇼트의 발생을 크게 억제할 수 있고, 따라서 도통 신뢰성과 절연성을 향상시키고, 또한 실장 입자 포착률도 향상시킬 수 있다. 특히 바람직한 제1 접속층(2)은, 아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 광 라디칼 중합성 수지층을 광 라디칼 중합시킨 광 라디칼 중합 수지층이다. 이하, 제1 접속층(2)이 광 라디칼 중합 수지층인 경우에 대해서 설명한다.
(아크릴레이트 화합물)
아크릴레이트 단위가 되는 아크릴레이트 화합물로서는, 종래 공지된 광 라디칼 중합성 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 단관능 (메트)아크릴레이트(여기서, (메트)아크릴레이트에는 아크릴레이트와 메타크릴레이트가 포함된다), 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는, 접착제를 열경화성으로 하기 위해서, 아크릴계 단량체의 적어도 일부에 다관능 (메트)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
제1 접속층(2)에 있어서의 아크릴레이트 화합물의 함유량은, 너무 적으면 제2 접속층(3)과의 점도차를 두기 어려워지는 경향이 있고, 너무 많으면 경화 수축이 크게 작업성이 저하되는 경향이 있으므로, 바람직하게는 2 내지 70질량%, 보다 바람직하게는 10 내지 50질량%이다.
(광 라디칼 중합 개시제)
광 라디칼 중합 개시제로서는, 공지된 광 라디칼 중합 개시제 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들어, 아세토페논계 광 중합 개시제, 벤질케탈계 광 중합 개시제, 인계 광 중합 개시제 등을 들 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 너무 적으면 광 라디칼 중합이 충분히 진행되지 않고, 너무 많으면 강성 저하의 원인이 되므로, 바람직하게는 0.1 내지 25질량부, 보다 바람직하게는 0.5 내지 15질량부이다.
(도전 입자)
도전 입자로서는, 종래 공지된 이방성 도전 필름에 사용되고 있는 것 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들어 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐 등의 금속 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다. 2종 이상을 병용할 수도 있다.
도전 입자의 평균 입자 직경으로서는, 너무 작으면 배선의 높이 변동을 흡수할 수 없어 저항이 높아지는 경향이 있고, 너무 커도 쇼트의 원인이 되는 경향이 있으므로, 바람직하게는 1 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 2 내지 6㎛이다.
이러한 도전 입자의 제1 접속층(2) 중의 입자량은, 너무 적으면 실장 도전 입자 포착수가 저하되어 이방성 도전 접속이 어려워지고, 너무 많으면 쇼트될 것이 우려되므로, 바람직하게는 1 제곱㎜당 50 내지 50000개, 보다 바람직하게는 200 내지 30000개이다.
제1 접속층(2)에는, 필요에 따라, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등의 막 형성 수지를 병용할 수 있다. 제2 접속층 및 제3 접속층에도, 마찬가지로 병용해도 된다.
제1 접속층(2)의 층 두께는, 너무 얇으면 실장 도전 입자 포착률이 저하되는 경향이 있고, 너무 두꺼우면 도통 저항이 높아지는 경향이 있으므로, 바람직하게는 1.0 내지 6.0㎛, 보다 바람직하게는 2.0 내지 5.0㎛이다.
제1 접속층(2)에는, 또한, 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유시킬 수도 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이, 제2 접속층(3)도 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 층간 박리 강도를 향상시킬 수 있다. 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제에 대해서는, 제2 접속층(3)에서 설명한다.
제1 접속층(2)에 있어서는, 도 1(또는 도 10)에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)가, 제2 접속층(3)에 먹혀 들어가 있는(환언하면, 도전 입자(4)가 제1 접속층(2)의 표면에 노출되어 있는) 것이 바람직하다. 도전 입자가 모두 제1 접속층(2)에 매몰되어 있으면, 저항 도통이 높아질 것이 우려되기 때문이다. 먹혀 들어간 정도는, 너무 작으면 실장 도전 입자 포착률이 저하되는 경향이 있고, 너무 크면 도통 저항이 높아지는 경향이 있으므로, 바람직하게는 도전 입자의 평균 입자 직경에 10 내지 90%, 보다 바람직하게는 20 내지 80%이다.
또한, 도 1에 도시하는 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제1 접속층(2)에 있어서, 광 조사를 사행시켜서 행하므로, 제2 접속층측의 제1 접속층의 표면의 경화율보다 낮은 경화율을 갖는 영역이, 제1 접속층의 두께 방향으로 사행해서 존재하고 있다. 이에 의해, 이방성 도전 접속의 열 압착 시에, 제1 접속층의 영역(2X)이 배제되기 쉬워져서, 도통 신뢰성이 향상된다. 여기서, 경화율은 비닐기의 감소 비율이라 정의되는 수치이고, 제1 접속층의 영역(2X)의 경화율은 바람직하게는 40 내지 80%이고, 제1 접속층의 영역(2Y)의 경화율은 바람직하게는 70 내지 100%이다.
또한, 도 10에 도시하는 본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제1 접속층(2)에 있어서, 제1 접속층(2)의 편면(제2 접속층측 표면)(제1 접속층의 영역(2Y))의 경화율보다, 제1 접속층(2)의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층(2)의 다른 면(최외표면(2b))에 상대적으로 가까운 영역(제1 접속층의 영역(2X))의 경화율이 낮은 것이 바람직하다. 이에 의해, 이방성 도전 접속의 열 압착 시에, 제1 접속층의 영역(2X)이 배제되기 쉬워져서, 도통 신뢰성이 향상된다. 여기서, 경화율은 비닐기의 감소 비율이라 정의되는 수치이고, 제1 접속층의 영역(2X)의 경화율은 바람직하게는 40 내지 80%이고, 제1 접속층의 영역(2Y)의 경화율은 바람직하게는 70 내지 100%이다.
또한, 제1 접속층(2)의 형성 시의 광 라디칼 중합은 1단계(즉, 1회의 광 조사)로 행해도 되지만, 2단계(즉, 2회의 광 조사)로 행해도 된다. 이 경우, 2단계째의 광 조사는, 제1 접속층(2)의 편면에 제2 접속층(3)이 형성된 후에, 산소 함유 분위기(대기 중) 하에서 제1 접속층(2)의 다른 면측으로부터 행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 라디칼 중합 반응이 산소 저해되어, 미경화 성분의 표면 농도가 높아져서, 점착성을 향상시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 경화를 2단계로 행함으로써 중합 반응도 복잡화하기 때문에, 수지나 입자의 유동성의 정교하고 치밀한 제어가 가능하게 되는 것도 기대할 수 있다.
이러한 2단계의 광 라디칼 중합에 있어서의 제1 접속층의 영역(2X)의 제1 단계에 있어서의 경화율은 바람직하게는 10 내지 50%이고, 제2 단계에 있어서의 경화율은 바람직하게는 40 내지 80%이고, 제1 접속층의 영역(2Y)의 제1 단계에 있어서의 경화율은 바람직하게는 30 내지 90%이고, 제2 단계에 있어서의 경화율은 바람직하게는 70 내지 100%이다.
또한, 제1 접속층(2)의 형성 시의 광 라디칼 중합 반응이 2단계로 행해지는 경우, 라디칼 중합 개시제로서 1종류만 사용할 수도 있지만, 라디칼 반응을 개시하는 파장 대역이 다른 2종류의 광 라디칼 중합 개시제를 사용하는 것이 점착성 향상을 위해 바람직하다. 예를 들어, LED 광원으로부터의 파장 365㎚의 광으로 라디칼 반응을 개시하는 광 라디칼 중합 개시제(예를 들어, IRGACURE369, BASF 재팬(주))와, 고압 수은 램프 광원으로부터의 광으로 라디칼 반응을 개시하는 광 라디칼 중합 개시제(예를 들어, IRGACURE2959, BASF 재팬(주))를 병용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 2종류의 다른 광 라디칼 중합 개시제를 사용함으로써 수지의 결합이 복잡화하기 때문에, 접속 시의 수지의 열 유동의 거동을 보다 정교하고 치밀하게 제어하는 것이 가능해진다. 이것은 이방성 도전 접속의 압입 시에, 입자는 두께 방향으로 가해지는 힘은 받기 쉬워지지만, 면 방향으로의 유동은 억제되기 때문에 본 발명의 효과가 보다 발현되기 쉬워지기 때문이다.
또한, 제1 접속층(2)의 레오미터로 측정했을 때의 최저 용융 점도는, 제2 접속층(3)의 최저 용융 점도보다 높은 것, 구체적으로는[제1 접속층(2)의 최저 용융 점도(mPa·s)]/[제2 접속층(3)의 최저 용융 점도(mPa·s)]의 수치가, 바람직하게는 1 내지 1000, 보다 바람직하게는 4 내지 400이다. 또한, 각각의 바람직한 최저 용융 점도는, 전자에 대해서는 100 내지 100000mPa·s, 보다 바람직하게는 500 내지 50000mPa·s이다. 후자에 대해서는 바람직하게는 0.1 내지 10000mPa·s, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1000mPa·s이다.
제1 접속층(2)의 형성은, 광 라디칼 중합성 아크릴레이트와 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 광 라디칼 중합성 수지층에, 필름 전사법, 금형 전사법, 잉크젯법, 정전 부착법 등의 방법에 의해 도전 입자를 부착시키고, 자외선을 도전 입자측, 그의 반대측, 또는 양측으로부터 조사함으로써 행할 수 있다. 특히, 자외선을 도전 입자측으로부터만 조사하는 것이, 제1 접속층의 영역(2X)의 경화율을 상대적으로 낮게 억제할 수 있는 점에서 바람직하다.
<제2 접속층(3)>
제2 접속층(3)은, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층, 바람직하게는 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층, 또는 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층을 포함한다. 여기서, 제2 접속층(3)을 열 중합성 수지층으로 형성하는 것은, 제1 접속층(2)을 형성할 때의 자외선 조사에 의해 제2 접속층(3)의 중합 반응이 발생하지 않기 위해서, 생산의 간편성 및 품질 안정성 상에서는 바람직하다.
제2 접속층(3)이 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층인 경우, 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 더 함유할 수 있다. 이에 의해 제1 접속층(2)과 층간 박리 강도를 향상시킬 수 있다.
(에폭시 화합물)
제2 접속층(3)이 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층인 경우, 에폭시 화합물로서는, 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물 또는 수지를 바람직하게 들 수 있다. 이들은 액상이어도 되고, 고체상이어도 된다.
(열 양이온 중합 개시제)
열 양이온 중합 개시제로서는, 에폭시 화합물의 열 양이온 중합 개시제로서 공지된 것을 채용할 수 있고, 예를 들어 열에 의해, 양이온 중합성 화합물을 양이온 중합시킬 수 있는 산을 발생하는 것이고, 공지된 요오도늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 페로센류 등을 사용할 수 있고, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 방향족 술포늄염을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 양이온 중합 개시제의 배합량은, 너무 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 너무 많아도 제품 수명이 저하되는 경향이 있으므로, 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 40질량부이다.
(열 음이온 중합 개시제)
열 음이온 중합 개시제로서는, 에폭시 화합물의 열 음이온 중합 개시제로서 공지된 것을 채용할 수 있고, 예를 들어 열에 의해, 음이온 중합성 화합물을 음이온 중합시킬 수 있는 염기를 발생하는 것이고, 공지된 지방족 아민계 화합물, 방향족 아민계 화합물, 2급 또는 3급 아민계 화합물, 이미다졸계 화합물, 폴리머캅탄계 화합물, 3불화붕소-아민 착체, 디시안디아미드, 유기산 히드라지드 등을 사용할 수 있고, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 캡슐화 이미다졸계 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 음이온 중합 개시제의 배합량은, 너무 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 너무 많아도 제품 수명이 저하되는 경향이 있으므로, 에폭시 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 40질량부이다.
(광 양이온 중합 개시제 및 광 음이온 중합 개시제)
에폭시 화합물용 광 양이온 중합 개시제 또는 광 음이온 중합 개시제로서는, 공지된 것을 적절히 사용할 수 있다.
(아크릴레이트 화합물)
제2 접속층(3)이 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층인 경우, 아크릴레이트 화합물로서는, 제1 접속층(2)에 관해서 설명한 것 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
(열 라디칼 중합 개시제)
또한, 열 라디칼 중합 개시제로서는, 예를 들어 유기 과산화물이나 아조계 화합물 등을 들 수 있지만, 기포의 원인이 되는 질소를 발생하지 않는 유기 과산화물을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 너무 적으면 경화 불량이 되고, 너무 많으면 제품 수명의 저하가 되므로, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 40질량부이다.
(광 라디칼 중합 개시제)
아크릴레이트 화합물용의 광 라디칼 중합 개시제로서는, 공지된 광 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 너무 적으면 경화 불량이 되고, 너무 많으면 제품 수명의 저하가 되므로, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 40질량부이다.
(제3 접속층(5))
이상, 도 1 및 도 10에 2층 구조의 이방성 도전 필름에 대해서 설명했지만, 도 5 및 도 14에 도시한 바와 같이, 제1 접속층(2)의 다른 면에 제3 접속층(5)이 형성되어 있어도 된다. 이에 의해, 층 전체의 유동성을 보다 정교하고 치밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다고 하는 효과가 얻어진다. 여기서, 제3 접속층(5)으로서는, 전술한 제2 접속층(3)과 동일한 구성으로 해도 된다. 즉, 제3 접속층(5)은, 제2 접속층(3)과 마찬가지로, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 것이다. 이러한 제3 접속층(5)은, 제1 접속층의 편면에 제2 접속층을 형성한 후에, 제1 접속층의 다른 면에 형성해도 되고, 제2 접속층의 형성 전에, 제1 접속층 또는 그의 전구체인 광 중합성 수지층의 다른 면(제2 접속층이 형성되지 않는 면)에 미리 제3 접속층을 형성해 두어도 된다.
<<본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법>>
본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법에는, 1단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법과, 2단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법을 들 수 있다.
<1단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법>
도 1(도 4b)의 이방성 도전 필름을 1단계로 광 중합시켜서 제조하는 일례를 설명한다. 이 제조예는, 이하의 공정 (A) 내지 (C)를 갖는다.
(공정 (A))
도 2에 도시한 바와 같이, 필요에 따라서 박리 필름(30) 위에 형성한, 광 중합성 수지층(31)에, 단층으로 도전 입자(4)를 배열시킨다. 도전 입자(4)의 배열 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 일본특허 제4789738호의 실시예 1의 비연신 폴리프로필렌 필름에 2축 연신 조작을 이용하는 방법이나, 일본특허공개 제2010-33793호 공보의 금형을 사용하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한, 배열의 정도로서는, 접속 대상의 사이즈, 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률 등을 고려하여, 2차원적으로 서로 1 내지 100㎛ 정도 이격해서 배열되는 것이 바람직하다.
(공정 (B))
이어서, 도 3a에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)가 배열된 광 중합성 수지층(31)에 대하여, LED 광원 등을 사용하여, 도전 입자측으로부터 자외선(UV)을 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자(4)가 고정화된 제1 접속층(2)을 형성한다. 이에 의해, 도 3b에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)와 제1 접속층(2)의 최외표면 사이에 위치하는 사행한 제1 접속층의 영역(2X)의 경화율을, 서로 인접하는 도전 입자(4) 사이에 위치하는 제1 접속층의 영역(2Y)의 경화율보다 낮게 할 수 있다. 조사 시, 필요에 따라서 자외선을 펄스 형상으로 조사해도 되고, 셔터를 설치해서 조사해도 된다. 이와 같이 함으로써, 입자의 이측의 경화성은 확실하게 낮아져서 접합 시의 압입을 용이하게 하고, 또한 도전 입자의 유동 방향을 사행 방향으로 맞출 수 있어, 복수의 도전 입자가 과도하게 연결되어 버리는 것을 방지할 수 있어, 쇼트의 발생을 억제할 수 있다.
자외선을 경사지게 해서 조사한다는 것은, 광 중합성 수지층(31)에 대하여 경사각 θ를 갖고 자외선을 조사하는 것이다. 이 경사각 θ는 0°<θ <90°, 바람직하게는 30°≤θ≤60°이다. 이 경우, 이방성 도전 필름의 길이 방향에 직교하는 방향으로 경사지게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 도전 입자의 유동 방향과 범프의 길이 방향(즉, 이방성 도전 필름의 폭 방향)을 일치시킬 수 있다. 이 경우, 이방성 도전 필름의 길이 방향의 광 중합성 수지층의 좌측 절반을 마스크하고, 우측 절반에 대하여, 이방성 도전 필름의 우변을 향해서 유동이 발생하도록 자외선을 경사지게 해서 조사하고, 이어서, 우측 절반을 마스크하고, 좌측 절반에 대하여, 이방성 도전 필름의 좌변을 향해서 유동이 발생하도록 자외선을 경사지게 해서 조사하는 것이 바람직하다.
(공정 (C))
이어서, 도 4a에 도시한 바와 같이, 제1 접속층(2)의 도전 입자(4)측 표면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층(3)을 형성한다. 구체적인 일례로서, 박리 필름(40)에 통상의 방법에 의해 형성된 제2 접속층(3)을, 제1 접속층(2)의 도전 입자(4)측 표면에 싣고, 과대한 열 중합이 발생하지 않을 정도로 열 압착한다. 그리고 박리 필름(30과 40)을 제거함으로써 도 4b의 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
또한, 도 5의 이방성 도전 필름(100)은, 공정 (C) 후에, 이하의 공정 (Z)를 실시함으로써 얻을 수 있다.
(공정 (Z))
제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 바람직하게는 제2 접속층과 마찬가지로, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성한다. 이에 의해 도 5의 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
또한, 도 5의 이방성 도전 필름(100)은, 공정 (Z)를 행하지 않고, 공정 (A)에 앞서, 이하의 공정 (a)를 실시하는 것으로도 얻을 수 있다.
(공정 (a))
이 공정은, 광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정이다. 이 공정 (a)에 계속해서, 공정 (A), (B) 및 (C)를 실시함으로써 도 5의 이방성 도전 필름(100)을 얻을 수 있다. 단, 공정 (A)에 있어서, 광 라디칼 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시킨다.
(2단계의 광 라디칼 중합 반응을 행하는 제조 방법)
이어서, 도 1(도 4b)의 이방성 도전 필름을 2단계로 광 중합시켜서 제조하는 일례를 설명한다. 이 제조예는, 이하의 공정 (AA) 내지 (DD)를 갖는다.
(공정 (AA))
도 6에 도시한 바와 같이, 필요에 따라서 박리 필름(30) 위에 형성한, 광 중합성 수지층(31)에, 단층으로 도전 입자(4)를 배열시킨다. 도전 입자(4)의 배열 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 일본특허 제4789738호의 실시예 1의 비연신 폴리프로필렌 필름에 2축 연신 조작을 이용하는 방법이나, 일본특허공개 제2010-33793호 공보의 금형을 사용하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한, 배열의 정도로서는, 접속 대상의 사이즈, 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률 등을 고려하여, 2차원적으로 서로 1 내지 100㎛ 정도 이격해서 배열되는 것이 바람직하다.
(공정 (BB))
이어서, 도 7a에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)가 배열된 광 중합성 수지층(31)에 대하여, 도전 입자측으로부터 자외선(UV)을 경사지게 해서 조사함으로써 광 라디칼 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자(4)가 임시 고정화된 임시 제1 접속층(20)을 형성한다. 이에 의해, 도 7b에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)와 임시 제1 접속층(20)의 최외표면 사이에 위치하는 사행한 임시 제1 접속층의 영역(2X)의 경화율을, 서로 인접하는 도전 입자(4) 사이에 위치하는 임시 제1 접속층의 영역(2Y)의 경화율보다 낮게 할 수 있다.
(공정 (CC))
이어서, 도 8a에 도시한 바와 같이, 임시 제1 접속층(20)의 도전 입자(4)측 표면에, 열 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층(3)을 형성한다. 구체적인 일례로서, 박리 필름(40)에 통상의 방법에 의해 형성된 제2 접속층(3)을, 제1 접속층(2)의 도전 입자(4)측 표면에 싣고, 과대한 열 중합이 발생하지 않을 정도로 열 압착한다. 그리고 박리 필름(30과 40)을 제거함으로써 도 8b의 임시 이방성 도전 필름(50)을 얻을 수 있다.
(공정 (DD))
이어서, 도 9a에 도시한 바와 같이, LED 광원 등을 사용하여, 제2 접속층(3)과 반대측으로부터 임시 제1 접속층(20)에 자외선을 조사함으로써 광 라디칼 중합 반응시켜, 임시 제1 접속층(20)을 본 경화시켜서 제1 접속층(2)을 형성한다. 이에 의해, 도 9b의 이방성 도전 필름(1)을 얻을 수 있다. 이 공정에서의 자외선의 조사는, 임시 제1 접속층에 대하여 수직 방향으로부터 행하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 접속층의 영역(2X와 2Y)의 경화율차가 소실되지 않도록, 마스크를 통해서 조사하거나, 조사 부위에 따라 조사광량에 차를 두는 것이 바람직하다.
또한, 2단계로 광 라디칼 중합시킨 경우, 도 5의 이방성 도전 필름(100)은, 공정 (DD) 후에, 이하의 공정 (Z)를 실시함으로써 얻을 수 있다.
(공정 (Z))
제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 바람직하게는 제2 접속층과 마찬가지로, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성한다. 이에 의해 도 5의 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
또한, 도 5의 이방성 도전 필름(100)은, 공정 (Z)를 행하지 않고, 공정 (AA)에 앞서, 이하의 공정 (a)를 실시하는 것으로도 얻을 수 있다.
(공정 (a))
이 공정은, 광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정이다. 이 공정 (a)에 계속해서, 공정 (AA) 내지 (DD)를 실시함으로써 도 5의 이방성 도전 필름(100)을 얻을 수 있다. 단, 공정 (AA)에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시킨다. 이 경우, 제2 접속층의 형성 시에 사용하는 중합 개시제로서는, 열 중합 개시제를 적용하는 것이 바람직하다. 광 중합 개시제의 경우에는, 공정상, 이방성 도전 필름으로서의 제품 수명, 접속 및 접속 구조체의 안정성에 악영향을 미칠 것이 우려된다.
<<본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법>>
본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법에는, 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법과 마찬가지로, 1단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법과, 2단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법을 들 수 있다.
<1단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법>
도 10(도 13b)의 이방성 도전 필름을 1단계로 광 중합시켜서 제조하는 일례를 설명한다. 이 제조예는, 이하의 공정 (A') 내지 (C')를 갖는다.
(공정 (A'))
도 11에 도시한 바와 같이, 필요에 따라서 박리 필름(30) 위에 형성한, 광 중합성 수지층(31)에, 단층으로 도전 입자(4)를 배열시킨다. 도전 입자(4)의 배열 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 일본특허 제4789738호의 실시예 1의 비연신 폴리프로필렌 필름에 2축 연신 조작을 이용하는 방법이나, 일본특허공개 제2010-33793호 공보의 금형을 사용하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한, 배열의 정도로서는, 접속 대상의 사이즈, 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률 등을 고려하여, 2차원적으로 서로 1 내지 100㎛ 정도 이격해서 배열되는 것이 바람직하다.
(공정 (B'))
이어서, 도 12a에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)가 배열된 광 중합성 수지층(31)에 대하여, LED 광원 등을 사용하여, 도전 입자측으로부터 자외선(UV)을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자(4)가 고정화된 제1 접속층(2)을 형성한다. 이에 의해, 도 12b에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)와 제1 접속층(2)의 최외표면 사이에 위치하는 제1 접속층의 영역(2X)(환언하면, 제1 접속층의 도전 입자 이측 영역)의 경화율을, 서로 인접하는 도전 입자(4) 사이에 위치하는 제1 접속층의 영역(2Y)의 경화율보다 낮게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 접속층(2)에 있어서, 제2 접속층측의 제1 접속층(2)의 영역(2Y)의 경화율보다, 제1 접속층(2)의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층(2)의 다른 면(최외표면(2b))에 상대적으로 가까운 영역(제1 접속층의 영역(2X))의 경화율을 낮게 할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 제1 접속층의 도전 입자 이측 영역의 경화율은 확실하게 낮아져서, 접합 시의 압입을 용이하게 하고, 또한 도전 입자의 유동을 방지하는 것도 가능하게 된다.
「적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서」에 있어서의 방향이란, 서로 교차하는 방향이며, 그들 방향이 동일면 내에 없어도 된다. 2 방향의 경우에는, 광 중합성 수지층(31)에 대하여 수직한 평면 내에 선대칭으로 경사지게 하는 것이 바람직하다. 경사각 θ는, 광 중합성 수지층(31)에 대하여, 바람직하게는 0°<θ≤90°, 보다 바람직하게는 30°≤θ≤60°이다. 또한, 복수의 방향은 바람직하게는 동일한 경사각을 갖고 있지만, 다른 경사각을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 한쪽의 경사각 θ가 30°이고 다른 쪽의 경사각 θ가 60°인 경우나, 또한, 한쪽이 90°이고 다른 쪽이 30°인 경우 등을 들 수 있다. 이와 같이, 2 방향 이상으로부터 경사지게 해서 광 조사함으로써, 상대적으로 경화율이 낮은 영역인 제1 접속층의 영역(2X)을 도전 입자의 이측 영역에 국재시킬 수 있다. 또한 2 방향의 경사 각도를 비대칭으로 함으로써, 제1 접속층의 영역(2X)의 위치를 제어할 수도 있다.
(공정 (C'))
이어서, 도 13a에 도시한 바와 같이, 제1 접속층(2)의 도전 입자(4)측 표면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층(3)을 형성한다. 구체적인 일례로서, 박리 필름(40)에 통상의 방법에 의해 형성된 제2 접속층(3)을, 제1 접속층(2)의 도전 입자(4)측 표면에 싣고, 과대한 열 중합이 발생하지 않을 정도로 열 압착한다. 그리고 박리 필름(30과 40)을 제거함으로써 도 13b의 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
또한, 도 14의 이방성 도전 필름(100)은, 공정 (C') 후에, 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법과 마찬가지로, 이하의 공정 (Z)를 실시함으로써 얻을 수 있다.
(공정 (Z))
제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 바람직하게는 제2 접속층과 마찬가지로, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성한다. 이에 의해 도 14의 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
또한, 도 14의 이방성 도전 필름(100)은, 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법과 마찬가지로, 공정 (Z)를 행하지 않고, 공정 (A')에 앞서, 이하의 공정 (a)를 실시하는 것으로도 얻을 수 있다.
(공정 (a))
이 공정은, 광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정이다. 이 공정 (a)에 계속해서, 공정 (A'), (B') 및 (C')를 실시함으로써 도 14의 이방성 도전 필름(100)을 얻을 수 있다. 단, 공정 (A')에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시킨다.
(2단계의 광 중합 반응을 행하는 제조 방법)
이어서, 도 10(도 13b)의 이방성 도전 필름을 2단계로 광 중합시켜서 제조하는 일례를 설명한다. 이 제조예는, 이하의 공정 (AA') 내지 (DD')를 갖는다.
(공정 (AA'))
도 15에 도시한 바와 같이, 필요에 따라서 박리 필름(30) 위에 형성한, 광 중합성 수지층(31)에, 단층으로 도전 입자(4)를 배열시킨다. 도전 입자(4)의 배열 방법으로서는, 특별히 제한은 없고, 일본특허 제4789738호의 실시예 1의 비연신 폴리프로필렌 필름에 2축 연신 조작을 이용하는 방법이나, 일본특허공개 제2010-33793호 공보의 금형을 사용하는 방법 등을 채용할 수 있다. 또한, 배열의 정도로서는, 접속 대상의 사이즈, 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률 등을 고려하여, 2차원적으로 서로 1 내지 100㎛ 정도 이격해서 배열되는 것이 바람직하다.
(공정 (BB'))
이어서, 도 16a에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)가 배열된 광 중합성 수지층(31)에 대하여, 도전 입자측으로부터 자외선(UV)을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자(4)가 임시 고정화된 임시 제1 접속층(20)을 형성한다. 이에 의해, 도 16b에 도시한 바와 같이, 도전 입자(4)와 임시 제1 접속층(20)의 최외표면 사이에 위치하는 임시 제1 접속층의 영역(2X)의 경화율을, 서로 인접하는 도전 입자(4) 사이에 위치하는 임시 제1 접속층의 영역(2Y)의 경화율보다 낮게 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제1 접속층(20)에 있어서, 임시 제1 접속층(20)의 편면(제2 접속층측 표면)(임시 제1 접속층의 영역(2Y))의 경화율보다, 임시 제1 접속층(20)의 도전 입자 근방 영역 중, 임시 제1 접속층(20)의 다른 면(최외표면(2b))에 상대적으로 가까운 영역(임시 제1 접속층의 영역(2X))의 경화율을 낮게 할 수 있다.
(공정 (CC'))
이어서, 도 17a에 도시한 바와 같이, 임시 제1 접속층(20)의 도전 입자(4)측 표면에, 열 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층(3)을 형성한다. 구체적인 일례로서, 박리 필름(40)에 통상의 방법에 의해 형성된 제2 접속층(3)을, 제1 접속층(2)의 도전 입자(4)측 표면에 싣고, 과대한 열 중합이 발생하지 않을 정도로 열 압착한다. 그리고 박리 필름(30과 40)을 제거함으로써 도 17b의 임시 이방성 도전 필름(50)을 얻을 수 있다.
(공정 (DD'))
이어서, 도 18a에 도시한 바와 같이, LED 광원 등을 사용하여, 제2 접속층(3)과 반대측으로부터 임시 제1 접속층(20)에 자외선을 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 임시 제1 접속층(20)을 본 경화시켜서 제1 접속층(2)을 형성한다. 이에 의해, 도 18b의 이방성 도전 필름(1)을 얻을 수 있다. 이 공정에서의 자외선의 조사는, 임시 제1 접속층(20)에 대하여 수직 방향으로부터 행하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 접속층의 영역(2X와 2Y)의 경화율차가 소실되지 않도록, 마스크를 통해서 조사하거나, 조사 부위에 의해 조사광량에 차를 두는 것이 바람직하다.
또한, 2단계로 광 중합시킨 경우, 도 14의 이방성 도전 필름(100)은, 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법과 마찬가지로, 공정 (DD') 후에, 이하의 공정 (Z)를 실시함으로써 얻을 수 있다.
(공정 (Z))
제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 바람직하게는 제2 접속층과 마찬가지로, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성한다. 이에 의해 도 5의 이방성 도전 필름을 얻을 수 있다.
또한, 도 14의 이방성 도전 필름(100)은, 본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름의 제조 방법과 마찬가지로, 공정 (Z)를 행하지 않고, 공정 (AA')에 앞서, 이하의 공정 (a)를 실시하는 것으로도 얻을 수 있다.
(공정 (a))
이 공정은, 광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정이다. 이 공정 (a)에 계속해서, 공정 (AA') 내지 (DD')를 실시함으로써 도 14의 이방성 도전 필름(100)을 얻을 수 있다. 단, 공정 (AA')에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시킨다. 이 경우, 제2 접속층의 형성 시에 사용하는 중합 개시제로서는, 열 중합 개시제를 적용하는 것이 바람직하다. 광 중합 개시제의 경우에는, 공정상, 이방성 도전 필름으로서의 제품 수명, 접속 및 접속 구조체의 안정성에 악영향을 미칠 것이 우려된다.
<<접속 구조체>>
이와 같이 하여 얻어진 본 발명의 이방성 도전 필름은, IC 칩, IC 모듈 등의 제1 전자 부품과, 플렉시블 기판, 유리 기판 등의 제2 전자 부품을 이방성 도전 접속할 때에 바람직하게 적용할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 접속 구조체도 본 발명의 일부이다. 또한, 이방성 도전 필름의 제1 접속층측을 플렉시블 기판 등의 제2 전자 부품측에 배치하고, 제2 접속층측을 IC 칩 등의 제1 전자 부품측에 배치하는 것이, 도통 신뢰성을 높이는 점에서 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.
실시예 1 내지 3, 비교예 1
일본특허 제4789738호의 실시예 1(도전 입자의 균등 배치)의 조작에 준해서 도전 입자의 배열을 행함과 함께, 표 1에 나타내는 배합(질량부)에 따라서 제1 접속층과 제2 접속층이 적층된 2층 구조의 이방성 도전 필름을 제작했다.
(제1 접속층)
구체적으로는, 먼저, 아크릴레이트 화합물 및 광 라디칼 중합 개시제 등을 아세트산에틸 또는 톨루엔으로 고형분이 50질량%가 되도록 혼합액을 제조했다. 이 혼합액을, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에, 건조 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 안에서 5분간 건조함으로써, 제1 접속층의 전구층인 광 라디칼 중합성 수지층을 형성했다.
이어서, 얻어진 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 평균 입자 직경 4㎛의 도전 입자(Ni/Au 도금 수지 입자, AUL704, 세끼스이가가꾸고교(주))를, 서로 4㎛ 이격해서 단층으로 배열시켰다. 또한, 이 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, LED 광원으로부터 파장 365㎚, 적산 광량 4000mJ/㎠의 자외선을, 표 1에 기재된 각도로, 이방성 도전 필름의 길이 방향에 직교하는 방향으로 조사함으로써, 표면에 도전 입자가 고정된 제1 접속층을 형성했다. 비교예 1에서는, 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여 90°의 각도로 자외선을 조사했다.
(제2 접속층)
열경화성 수지 및 잠재성 경화제 등을 아세트산에틸 또는 톨루엔으로 고형분이 50질량%가 되도록 혼합액을 제조했다. 이 혼합액을, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에, 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 안에서 5분간 건조함으로써, 제2 접속층을 형성했다.
(이방성 도전 필름)
이와 같이 하여 얻어진 제1 접속층과 제2 접속층을, 도전 입자가 내측이 되도록 라미네이트함으로써 이방성 도전 필름을 얻었다.
(접속 구조 샘플체)
얻어진 이방성 도전 필름을 사용하여, 0.5×1.8×20.0㎜ 크기의 IC 칩(범프 사이즈 30×85㎛: 범프 높이 15㎛, 범프 피치 50㎛)을, 0.5×50×30㎜ 크기의 코닝사 제조의 유리 배선 기판(1737F)에, 50℃, 5㎫, 1초라고 하는 조건에서 임시 부착하고, 또한, 180℃, 80㎫, 5초라고 하는 조건으로 실장해서 접속 구조 샘플체를 얻었다.
(시험 평가)
얻어진 접속 구조 샘플체에 대해서, 이하에 설명하는 바와 같이, 「실장 도전 입자 포착 효율」, 「이방성 도전 접속 시의 도전 입자의 방향성」, 「초기 도통 저항」, 「에이징 후의 도통 저항」, 「쇼트 발생률」을 시험·평가했다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.
「실장 도전 입자 포착률」
실장 시, 가열 가압 전의 접속 구조 샘플체의 범프 상에 존재하는 이론 입자량에 대한 가열 가압 후에 실제로 포착되어 있는 입자량의 비율을 구하였다. 입자량은, 광학 현미경을 사용해서 카운트했다. 실용상 50% 이상인 것이 바람직하다.
「이방성 도전 접속 시의 도전 입자의 방향성」
이방성 도전 접속 후의 범프에 포착되어 있는 도전 입자를 광학 현미경에 의해 관측하고, LED의 경사에 의해 유동 방향의 균일성이 얻어지는지를 조사했다. 2개 이상 연결한 도전 입자의 군을 100유닛(계 200개) 카운트하고, 이들 중, 70% 이상에서 방향이 일치되어 있는 것을 「균일」이라고 하고, 그 미만의 것을 「랜덤」이라고 하고 있다.
「초기 도통 저항」
접속 구조 샘플체의 도통 저항값을, 디지털 멀티미터(아질렌트·테크놀로지(주))를 사용하여 측정했다.
「에이징 후의 도통 저항」
접속 구조 샘플체를 85℃, 85%RH의 고온 고습 환경 하에 500시간 방치한 후의 도통 저항을 디지털 멀티미터(아질렌트·테크놀로지(주))를 사용하여 측정했다. 실용상, 4Ω 이하인 것이 바람직하다.
「쇼트 발생률」
7.5㎛ 스페이스의 빗살 TEG 패턴의 쇼트 발생률을 구하였다. 실용상 100ppm 이하이면 절연성이 양호하다고 판단할 수 있다.
Figure 112016074497439-pct00001
표 1에서, 실시예 1 내지 3의 이방성 도전 필름에 대해서는, 그 제조 시에 UV 조사를 경사지게 해서 행하였기 때문에, 비교예 1보다 실장 도전 입자 포착률이 약간 향상될 뿐만 아니라, 이방성 도전 접속 시의 도전 입자의 유동의 방향성을 균일하게 맞출 수 있었던 것을 알 수 있다. 이 결과, 비교예에 비해, 쇼트의 발생률을 크게 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.
실시예 4 내지 9, 비교예 2 내지 3
일본특허 제4789738호의 실시예 1의 조작에 준해서 도전 입자의 배열을 행함과 함께, 표 1에 나타내는 배합(질량부)에 따라서 제1 접속층과 제2 접속층이 적층된 2층 구조의 이방성 도전 필름을 제작했다.
(제1 접속층)
구체적으로는, 먼저, 아크릴레이트 화합물 및 광 라디칼 중합 개시제 등을 아세트산에틸 또는 톨루엔으로 고형분이 50질량%가 되도록 혼합액을 제조했다. 이 혼합액을, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에, 건조 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 안에서 5분간 건조함으로써, 제1 접속층의 전구층인 광 라디칼 중합성 수지층을 형성했다.
이어서, 얻어진 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 평균 입자 직경 4㎛의 도전 입자(Ni/Au 도금 수지 입자, AUL704, 세끼스이가가꾸고교(주))를, 서로 4㎛ 이격해서 단층으로 배열시켰다. 또한, 이 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, LED 광원으로부터 파장 365㎚, 적산 광량 4000mJ/㎠의 자외선을, 표 2에 나타낸 방향과 각도로 조사함으로써, 표면에 도전 입자가 고정된 제1 접속층을 형성했다.
또한, 실시예 4 내지 6에 있어서는, 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 수직한 평면 내에서 각각 60°의 각도로 또한 끼인 각이 60°가 되는 2 방향으로부터 자외선을 조사했다. 실시예 7에 있어서는, 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 수직한 평면 내에서 60°와 30°의 각도로 또한 끼인 각이 90°가 되는 2 방향으로부터 자외선을 조사했다. 실시예 8에 있어서는, 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 수직한 평면 내에서 90°와 30°의 각도로 또한 끼인 각이 60°가 되는 2 방향으로부터 자외선을 조사했다. 실시예 9에 있어서는, 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여, 수직한 평면 내에서 90°의 방향과 60°의 각도로 또한 끼인 각이 30°가 되는 2 방향으로부터 자외선을 조사했다. 비교예 2에서는, 광 라디칼 중합성 수지층의 이면(도전 입자가 배열되어 있지 않은 측의 표면)으로부터 90°의 각도로 자외선을 조사했다. 비교예 3에서는, 반대로, 도전 입자측으로부터 광 라디칼 중합성 수지층에 대하여 90°로 한 방향으로 자외선을 조사했다.
(제2 접속층)
열경화성 수지 및 잠재성 경화제 등을 아세트산에틸 또는 톨루엔으로 고형분이 50질량%가 되도록 혼합액을 제조했다. 이 혼합액을, 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에, 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 안에서 5분간 건조함으로써, 제2 접속층을 형성했다.
(이방성 도전 필름)
이와 같이 하여 얻어진 제1 접속층과 제2 접속층을, 도전 입자가 내측이 되도록 라미네이트함으로써 이방성 도전 필름을 얻었다.
(접속 구조 샘플체)
얻어진 이방성 도전 필름을 사용하여, 0.5×1.8×20.0㎜ 크기의 IC 칩(범프 사이즈 30×85㎛: 범프 높이 15㎛, 범프 피치 50㎛)을, 0.5×50×30㎜ 크기의 코닝사 제조의 유리 배선 기판(1737F)에, 50℃, 5㎫, 1초라고 하는 조건에서 임시 부착하고, 180℃, 80㎫, 5초라고 하는 조건에서 더 실장해서 접속 구조 샘플체를 얻었다.
(시험 평가)
얻어진 접속 구조 샘플체에 대해서, 접속 시의 범프 평면 내에 있어서의 도전 입자의 거동을 조사하기 위해, 「제1 접속층의 90% 이상의 경화율이 되어 있는 두께 비율(%)」, 「범프 에지에 실려 있는 도전 입자의 비율(%)」, 및 「범프 평면 내에 있어서의 평균 도전 입자간 거리(㎛)」를 이하에 설명하는 바와 같이 조사했다. 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.
「제1 접속층의 90% 이상의 경화율이 되어 있는 두께 비율(%)」
접속 구조 샘플체로부터, 단면 연마로 제1 접속층의 단면을 노출시키고, 노출된 도전 입자의 근방에 있어서의 비닐기의 유무를 IR 측정하고, 전체 두께에 대한 경화율이 90% 이상이 되어 있는 영역의 두께 비율을 구하였다.
「범프 에지에 실려 있는 도전 입자의 비율(%)」
접속 구조 샘플체를 작성할 때, 임시 부착 시에 범프의 에지(범프의 6㎛폭의 외연부)에 실려 있는 도전 입자수를 광학 현미경을 사용해서 카운트하고, 또한, 실장 후에 동일한 외측 테두리부에 존재하고 있는 도전 입자수를 카운트하고, 임시 부착 시의 도전 입자수에 대한 실장 후의 도전 입자수의 비율을 구하였다.
「범프 평면 내에 있어서의 평균 도전 입자간 거리(㎛)」
접속 구조체 샘플체의 범프 평면 내의 100개의 도전 입자에 대해서, 도전 입자의 상호간 거리를 광학 현미경을 사용하여 측정하고, 측정 결과의 산술 평균을 구하여, 평균 도전 입자간 거리로 하였다.
Figure 112016074497439-pct00002
표 2로부터, 실시예 4 내지 9의 이방성 도전 필름에 대해서는, 제1 접속층에 있어서의 도전 입자 근접 영역의 하방(제2 접속층과 반대측의 제1 접속층 표면 방향)의 영역에 있어서, 경화율이 90% 이상이 되어 있는 두께의 비율이 20 내지 90%이기 때문에, 실장 시에 도전 입자를 위치 어긋남이 발생하지 않도록, 바꾸어 말하면, 평면 방향으로의 움직임을 억제하면서 양호하게 압입할 수 있고, 그 결과, 범프 상의 도전 입자간 거리가 변화하기 어려워, 범프 에지로부터 도전 입자가 범프 밖으로 흘러 버리는 비율이 대폭으로 감소한 것을 알 수 있다. 이러한 점에서, 양호한 도통 신뢰성, 양호한 절연성 및 양호한 실장 도전 입자 포착률을 실현할 수 있는 것을 알 수 있다.
그에 비해 비교예 2의 이방성 도전 필름에 대해서는, 제1 접속층 전체가 90% 이상의 경화율이 되어 있기 때문에, 평면 방향으로의 움직임을 억제하면서 양호하게 압입할 수 없고, 그 결과, 범프 상의 도전 입자간 거리가 넓어져서, 범프 에지로부터 도전 입자가 범프 밖으로 흘러 버리는 비율이 대폭으로 증가한 것을 알 수 있다. 비교예 3의 이방성 도전 필름에 대해서는, 2 방향으로부터의 자외선 조사가 아닌, 도전 입자측으로부터 자외선을 90° 방향(수직 방향)이라고 하는 한 방향으로부터 조사했으므로, 도전 입자 하방에 있어서, 90% 이상의 경화율이 되어 있는 비율이 10% 미만으로 너무 작으므로, 실시예 4 내지 6에 비해, 평면 방향으로의 움직임을 억제하면서 양호하게 압입할 수 없고, 그 결과, 범프 상의 도전 입자간 거리가 넓어져서, 범프 에지로부터 도전 입자가 범프 밖으로 흘러 버리는 비율이 대폭으로 증가한 것을 알 수 있다.
본 발명의 제1 형태의 이방성 도전 필름은, 광 라디칼 중합성 수지층을 광 라디칼 중합시킨 제1 접속층과, 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층, 또는 바람직하게는 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층이 적층된 2층 구조를 갖고 있고, 또한, 제1 접속층의 제2 접속층측 표면에는, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있다. 게다가, 제1 접속층의 경화율에 관해, 편면(제2 접속층측 표면)의 경화율보다 낮은 경화율을 갖는 영역이, 제1 접속층의 두께 방향으로 사행해서 존재하고 있다. 이로 인해, 이방성 도전 접속 시, 도전 입자의 유동 방향을 균일화할 수 있다. 따라서 양호한 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률을 나타낸다.
본 발명의 제2 형태의 이방성 도전 필름은, 광 중합 수지층을 포함하는 제1 접속층과, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층이 적층된 2층 구조를 갖고 있고, 또한, 제1 접속층의 제2 접속층측 표면에는, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있다. 게다가, 제1 접속층의 편면(제2 접속층측 표면)의 경화율보다, 제1 접속층의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층의 다른 면에 상대적으로 가까운 영역의 경화율이 낮다. 이로 인해, 양호한 도통 신뢰성, 절연성, 실장 도전 입자 포착률을 나타낸다. 따라서, IC 칩 등의 전자 부품의 배선 기판에의 이방성 도전 접속에 유용하다. 이러한 전자 부품의 배선은 협소화가 진행되고 있고, 본 발명은 이러한 기술적 진보에 공헌하는 경우에 있어서, 특히 그 효과를 발현하게 된다.
1, 100 : 이방성 도전 필름
2 : 제1 접속층
2a : 제1 접속층의 제2 접속층측의 표면
2b : 제2 접속층의 최외표면
2X, 2Y : (임시)제1 접속층의 영역
3 : 제2 접속층
4 : 도전 입자
5 : 제3 접속층
30, 40 : 박리 필름
20 : 임시 제1 접속층
31 : 광 중합성 수지층
50 : 임시 이방성 도전 필름

Claims (26)

  1. 제1 접속층과 그의 편면에 형성된 제2 접속층을 갖는 이방성 도전 필름이며,
    제1 접속층이 광 중합 수지층이고,
    제2 접속층이 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층이고,
    제1 접속층의 해당 편면에, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있고,
    제1 접속층의 경화율에 관해, 해당 편면의 경화율보다 낮은 경화율을 갖는 영역이, 제1 접속층의 두께 방향으로 사행해서 존재하고 있는 것
    을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  2. 제1 접속층과 그의 편면에 형성된 제2 접속층을 갖는 이방성 도전 필름이며,
    제1 접속층이 광 중합 수지층이고,
    제2 접속층이 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층이고,
    제1 접속층의 해당 편면에, 이방성 도전 접속용 도전 입자가 단층으로 배열되어 있고,
    제1 접속층의 해당 편면 및 다른 면의 경화율보다, 제1 접속층의 도전 입자 근방 영역 중, 제1 접속층의 다른 면에 상대적으로 가까운 도전 입자의 이측 부분의 경화율이 낮은 것
    을 특징으로 하는 이방성 도전 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 접속층이 아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 광 라디칼 중합성 수지층을 광 라디칼 중합시킨 광 라디칼 중합 수지층인 이방성 도전 필름.
  4. 제3항에 있어서, 제1 접속층이 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 더 함유하고 있는 것인 이방성 도전 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 접속층이 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층, 또는 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층인 이방성 도전 필름.
  6. 제5항에 있어서, 제2 접속층이 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층이고, 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 더 함유하는 것인 이방성 도전 필름.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도전 입자가 제2 접속층에 함입되어 있는 것인 이방성 도전 필름.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 접속층의 최저 용융 점도가 제2 접속층의 최저 용융 점도보다 높은 것인 이방성 도전 필름.
  9. 제1항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이하의 공정 (A) 내지 (C):
    공정 (A)
    광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
    공정 (B)
    도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 고정화된 제1 접속층을 형성하는 공정; 및
    공정 (C)
    제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 또는 광 양이온 혹은 음이온 중합성 수지층, 또는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 공정 (B)의 자외선 조사를, 광 중합성 수지층의 도전 입자가 배열된 측으로부터 행하는 것인 제조 방법.
  11. 제1항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이하의 공정 (AA) 내지 (DD):
    공정 (AA)
    광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
    공정 (BB)
    도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 임시 고정화된 임시 제1 접속층을 형성하는 공정;
    공정 (CC)
    임시 제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정; 및
    공정 (DD)
    제2 접속층과 반대측으로부터 임시 제1 접속층에 자외선을 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 임시 제1 접속층을 본 경화시켜서 제1 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 공정 (BB)의 자외선 조사를, 광 중합성 수지층의 도전 입자가 배열된 측으로부터 행하는 것인 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 공정 (C) 후에, 이하의 공정 (Z)
    공정 (Z)
    제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서, 공정 (A)에 앞서, 이하의 공정 (a)
    공정 (a)
    광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖고, 공정 (A)에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 것인 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서, 공정 (DD) 후에, 이하의 공정 (Z)
    공정 (Z)
    제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  16. 제11항에 있어서, 공정 (AA)에 앞서, 이하의 공정 (a)
    공정 (a)
    광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖고, 공정 (AA)에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 것인 제조 방법.
  17. 제2항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이하의 공정 (A') 내지 (C'):
    공정 (A')
    광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
    공정 (B')
    도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 고정화된 제1 접속층을 형성하는 공정; 및
    공정 (C')
    제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 공정 (B')의 자외선 조사를, 광 중합성 수지층의 도전 입자가 배열된 측으로부터 행하는 것인 제조 방법.
  19. 제2항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이하의 공정 (AA') 내지 (DD'):
    공정 (AA')
    광 중합성 수지층에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 공정;
    공정 (BB')
    도전 입자가 배열된 광 중합성 수지층에 대하여 자외선을 적어도 2 방향으로부터 경사지게 해서 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 표면에 도전 입자가 임시 고정화된 임시 제1 접속층을 형성하는 공정;
    공정 (CC')
    임시 제1 접속층의 도전 입자측 표면에, 열 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제2 접속층을 형성하는 공정; 및
    공정 (DD')
    제2 접속층과 반대측으로부터 임시 제1 접속층에 자외선을 조사함으로써 광 중합 반응시켜, 임시 제1 접속층을 본 경화시켜서 제1 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서, 공정 (BB')의 자외선 조사를, 광 중합성 수지층의 도전 입자가 배열된 측으로부터 행하는 것인 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서, 공정 (C') 후에, 이하의 공정 (Z)
    공정 (Z)
    제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서, 공정 (A')에 앞서, 이하의 공정 (a)
    공정 (a)
    광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖고, 공정 (A')에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 것인 제조 방법.
  23. 제19항에 있어서, 공정 (DD') 후에, 이하의 공정 (Z)
    공정 (Z)
    제1 접속층의 도전 입자측의 반대면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  24. 제19항에 있어서, 공정 (AA')에 앞서, 이하의 공정 (a)
    공정 (a)
    광 중합성 수지층의 편면에, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층을 포함하는 제3 접속층을 형성하는 공정
    을 갖고, 공정 (AA')에 있어서, 광 중합성 수지층의 다른 면에 도전 입자를 단층으로 배열시키는 것인 제조 방법.
  25. 제1항 또는 제2항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속한 접속 구조체.
  26. 제1항 또는 제2항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속한 접속 구조체의 제조 방법.
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