KR20170135963A

KR20170135963A - 이방성 도전 필름 및 접속 구조체

Info

Publication number: KR20170135963A
Application number: KR1020177032630A
Authority: KR
Inventors: 레이지 츠카오; 다케시 미야케
Original assignee: 데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-13
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2017-12-08
Also published as: TWI703585B; JP2017022017A; US10269467B2; CN107735909B; US20180197657A1; TW201719682A; HK1249665A1; CN110819264A; WO2017010446A1; JP6750197B2; CN107735909A; KR102011650B1

Abstract

열 중합성의 이방성 도전 필름은, 절연 베이스층과 점착층 사이에 중간층이 협지되고, 이것들의 층의 어느 것에 도전 입자가 유지된 구조를 갖는다. 중간층 및 점착층의 각각의 용융 점도가 절연 베이스층의 용융 점도보다 높다. 도전 입자가, 이방성 도전 필름을 평면에서 보았을 때에 서로 독립적으로 존재하고 있다. 열 중합 후의 이방성 도전 필름 전체의 100 ℃ 에 있어서의 탄성률이 1800 ㎫ 보다 높다.

Description

이방성 도전 필름 및 접속 구조체{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND CONNECTION STRUCTURE}

본 발명은, 이방성 도전 필름 및 접속 구조체에 관한 것이다.

IC 칩 등의 전자 부품을 표시 소자용의 투명 기판에 실장하기 위해서 이방성 도전 필름은 널리 사용되고 있고, 최근에는, 고실장 밀도로의 적용의 관점에서, 도전 입자 포착 효율이나 접속 신뢰성을 향상시켜, 쇼트 발생률을 저하시키기 위해서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 상대적으로 층 두께가 두꺼운 절연성 수지층 (61) 과, 절연성 바인더 (62) 에 도전 입자 (63) 를 분산시킨, 상대적으로 층 두께가 얇은 도전 입자 함유층 (64) 을 적층한 2 층 구조의 이방성 도전 필름 (60) 이 사용되고 있다. 이와 같은 이방성 도전 필름 (60) 에 있어서는, 이방성 도전 접속시의 절연성 수지층 (61) 측으로부터의 열 가압시에, 도전 입자의 과도한 유동을 억제하기 위해서, 도전 입자 함유층 (64) 의 절연성 바인더 (62) 로서 광 경화성 수지 조성물을 사용하는 것이 제안되어 있다 (특허문헌 1). 이 경우, 도전 입자를 양호하게 유지하기 위해, 도전 입자 함유층 (64) 을 미리 광 경화시켜 두는 것이 행해지고 있다.

일본 공개특허공보 2003-64324호

그러나, 도전 입자가 광 경화시킨 절연성 바인더에 분산되어 있는 도전 입자 함유층을 갖는 이방성 도전 필름을 사용하여, 기판과 IC 칩 등의 전자 부품을 이방성 도전 접속한 경우에는, 도전 입자의 응집체가 형성되기 때문에 쇼트 발생의 리스크를 불식할 수 없다는 문제나, 전자 부품의 범프 가장자리 단부 (端部) 에 있어서의 도전 입자의 포착성이 저하되고, 또, 도전 입자의 배선이나 범프에 대한 압입이 불충분해져, 도통 신뢰성이 저하된다는 문제도 있었다. 또한, 광 경화시킨 도전 입자 함유층의 점착성이 저하되기 때문에, 이방성 도전 필름을 접속 대상물에 임시 부착한 경우에, 위치 어긋남을 발생시키는 것이 우려되고 있다.

본 발명의 과제는, 이방성 도전 접속시, 쇼트의 발생이 억제되고, 게다가 도전 입자의 포착성을 저하시키지 않고, 도전 입자의 양호한 압입을 가능하게 하여 도통 신뢰성의 저하를 억제하고, 게다가 양호한 점착성을 나타내는 이방성 도전 필름을 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 이방성 도전 필름을, 절연 베이스층과 중간층과 점착층을 적층하여 구성하고, 적어도 점착층 또는 중간층의 어느 것에 도전 입자를 유지시키고 또한 열 중합성으로 한 후에, 절연 베이스층의 용융 점도보다, 중간층 및 점착층의 각각의 용융 점도를 높게 하고, 게다가 도전 입자를, 이방성 도전 필름을 평면에서 보았을 때에 서로 독립적으로 존재하도록 함과 함께, 열 중합 후의 이방성 도전 필름 전체의 탄성률을 소정의 수치보다 높게 함으로써 본원 발명의 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 절연 베이스층과 점착층 사이에 중간층이 협지되어 있고, 적어도 점착층 또는 중간층의 어느 것에 도전 입자가 유지된 열 중합성의 이방성 도전 필름으로서,

중간층 및 점착층의 각각의 용융 점도가 절연 베이스층의 용융 점도보다 높고,

도전 입자가, 이방성 도전 필름을 평면에서 보았을 때에 서로 독립적으로 존재하고 있고,

열 중합 후의 이방성 도전 필름 전체의 100 ℃ 에 있어서의 탄성률이 1800 ㎫ 보다 높은 이방성 도전 필름을 제공한다.

추가로 본 발명은, 상기 서술한 이방성 도전 필름으로 제 1 전자 부품을 제 2 전자 부품에 이방성 도전 접속한 접속 구조체를 제공한다.

본 발명의 열 중합성의 이방성 도전 필름은, 절연 베이스층과 중간층과 점착층이 적층된 구조를 갖고 있다. 이 점착층 때문에, 이방성 도전 접속해야 할 대상물에 대한 임시 부착성이 안정된다. 또, 적어도 점착층 또는 중간층의 어느 것에 도전 입자가 유지되고, 또한, 중간층과 점착층의 용융 점도가, 절연 베이스층보다 높게 설정되어 있다. 이 때문에, 이방성 도전 접속시에, 도전 입자를 과도하게 유동시키지 않고 양호하게 압입할 수 있어, 양호한 입자 포착성과 도통 신뢰성을 확보하는 것이 가능해진다. 또, 이방성 도전 필름을 평면에서 보았을 때에, 도전 입자가 서로 독립적으로 존재하고 있다. 이 때문에, 이방성 도전 필름 중에서 도전 입자의 응집이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 이방성 도전 접속시의 쇼트의 발생을 방지하는 것이 가능해진다. 또, 도전 입자가 독립적으로 존재하고 있으므로, 툴로부터의 가압력을 균등하게 할 수 있고, 도전 입자의 압입을 균일하게 할 수 있다. 이것은 도전 입자를 유지시키는 층을 광 경화시키고 있지 않기 때문에, 광 경화된 수지에 의한 압입의 저항이 저감되기 때문이기도 하다. 또한, 열 중합 후의 이방성 도전 필름 전체의 100 ℃ 에 있어서의 탄성률이, 1800 ㎫ 보다 높게 설정되어 있다. 이 때문에, 열 중합 후의 도전 입자의 압입의 유지를 일정 이내로 하는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본원 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 2 는, 본원 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 3 은, 본원 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 4 는, 본원 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 5 는, 본원 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 6 은, 종래 (비교예 1) 의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 7 은, 비교예 2 의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 8 은, 비교예 3 의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 9 는, 비교예 4 의 이방성 도전 필름의 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 1 은, 본 발명의 일 실시예의 이방성 도전 필름 (10) 의 단면도이다. 이 이방성 도전 필름 (10) 은, 절연 베이스층 (1) 과, 중간층 (2) 과, 점착층 (3) 이 적층된 구성을 갖는다. 이것들의 적어도 1 층은 열 중합성이다. 바람직하게는 3 층 모두 열 중합성이다.

도 1 의 양태에서는, 도전 입자 (4) 는, 중간층 (2) 과 점착층 (3) 사이에서 유지되고 있지만, 도전 입자 (4) 는, 절연 베이스층 (1) 과 중간층 (2) 과 점착층 (3) 의 어느 층에서 유지되어 있으면 된다. 예를 들어, 도 2 의 양태에서는, 도전 입자 (4) 는 점착층 (3) 에 매입 (埋入) 되어 있고, 도 3 의 양태에서는, 도전 입자 (4) 는 절연 베이스층 (1) 과 중간층 (2) 사이에서 유지되어 있고, 도 4 의 양태에서는, 도전 입자 (4) 는 중간층 (2) 에 매입되어 있다. 또, 도 5 의 양태에서는, 도 1 의 양태와 마찬가지로, 도전 입자 (4) 는 중간층 (2) 과 점착층 (3) 사이에 유지되고, 또한, 용융 점도 조정을 위해서 절연 필러 (5) 가 중간층 (2) 에 함유되어 있다. 또한, 절연 필러 (5) 는, 다른 층에 존재시켜도 되고, 2 이상의 층 또는 3 층 전체에 함유시키고 있어도 된다.

본 발명에 있어서는, 전술한 바와 같이, 절연 베이스층 (1), 중간층 (2) 및 점착층 (3) 의 적어도 한 층이 열 중합성을 나타내지만, 이 경우, 도전 입자 (4) 를 유지하고 있는 층이 열 중합성인 것이 바람직하다. 도전 입자 (4) 의 의도하지 않는 유동을 방지하기 위함이다. 따라서, 이들 층은, 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제를 함유하는 열 중합성 조성물의 층으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 열 중합성 조성물은, 또한, 용융 점도 조정을 위해서, 실리카 분 (粉) 이나 알루미나분 (粉) 등의 절연 필러를 함유해도 되고, 추가로, 충전제, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제 (안료, 염료), 유기 용제, 이온 캐처제 등을 함유할 수 있다.

본 발명의 이방성 도전 필름 (10) 에 있어서는, 중간층 (2) 및 점착층 (3) 의 각각의 용융 점도가, 절연 베이스층 (1) 의 용융 점도보다 높게 되어 있다. 바람직하게는 점착층 (3) ＞ 중간층 (2) ＞ 절연 베이스층 (1) 의 순서이다. 이로써, 이방성 도전 접속시에 도전 입자 (4) 를 양호하게 압입하는 것이 가능해진다. 또, 비교적 높은 용융 점도의 중간층 (2) 을 형성함으로써, 도전 입자 (4) 의 가압 툴로부터의 압입과, 수지 유동의 억제를 양립시키기 쉬워진다. 구체적으로는, 절연 베이스층 (1) 의 용융 점도가, 80 ℃ 에서 바람직하게는 3000 mPa·s 이하, 보다 바람직하게는 1000 mPa·s 이하이고, 중간층 (2) 의 용융 점도가, 80 ℃ 에서 바람직하게는 1000 ∼ 20000 mPa·s, 보다 바람직하게는 3000 ∼ 15000 mPa·s 이며, 점착층 (3) 의 용융 점도가, 80 ℃ 에서 바람직하게는 1000 ∼ 20000 mPa·s, 보다 바람직하게는 3000 ∼ 15000 mPa·s 이다. 또한, 용융 점도는, 예를 들어 회전식 레오미터 (TA Instruments 사) 를 사용하고, 승온 속도 10 ℃/분 ; 측정 압력 5 g 일정 ; 사용 측정 플레이트 직경 8 ㎜ 라는 조건에서 측정할 수 있다.

또, 본 발명의 이방성 도전 필름 (10) 에 있어서는, 도전 입자 (4) 가, 이방성 도전 필름 (10) 을 평면에서 보았을 때에 서로 독립적으로 존재하고 있다. 여기서, "서로 독립적으로 존재" 란, 도전 입자 (4) 가 응집되지 않고 서로 비접촉이고, 게다가 필름 두께 방향으로도 중첩이 없는 상태를 의미한다. "비접촉" 의 정도는, 서로 인접하는 도전 입자 (4) 의 중심간 거리가 평균 입자경의 바람직하게는 1.5 ∼ 50 배, 보다 바람직하게는 2 ∼ 30 배이다. 또, "필름 두께 방향으로도 중첩이 없는 상태" 란, 이방성 도전 필름을 평면에서 보았을 때에, 도전 입자가 다른 도전 입자와 중첩되지 않는 것을 의미한다.

또한, 전체 도전 입자에 대한 "독립적으로 존재하고 있는 도전 입자" 의 비율은, 95 ％ 이상이 바람직하고, 96 ％ 이상이 보다 바람직하며, 99 ％ 보다 큰 것이 보다 더 바람직하다. 이 비율의 측정은, 금속 현미경이나 전자 현미경의 면시야 화상으로부터 계측함으로써 실시할 수 있다. 또, 공지된 화상 해석 계측 시스템 (예를 들어, 미타니 산업 주식회사의 WinROOF) 을 이용하여 실시해도 된다.

도전 입자 (4) 는, 전술한 바와 같이, 이방성 도전 필름 (10) 을 평면에서 보았을 때에 서로 독립적으로 존재하고 있지만, 이방성 도전 필름 (10) 전체에 있어서의 균일한 광 투과를 실현하기 위해서, 규칙 배열되어 있는 것이 바람직하다. 규칙 배열로는, 육각 격자, 사방 (斜方) 격자, 정방 격자, 사각형 격자, 평행체 격자 등의 격자상으로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 또, 격자 형상이 아니라, 직선 상에 배열한 선상을 병렬로 형성한 것이어도 된다. 이 경우, 필름의 폭 방향을 사행하도록 선이 존재하고 있는 것이 바람직하다. 선간의 거리는 특별히 제한은 되지 않고, 규칙적이어도 되고 랜덤이어도 되는데, 규칙성이 있는 것이 실용상 바람직하다.

또, 이방성 도전 필름 (10) 을 평면에서 보았을 때의 도전 입자 (4) 의 면적 점유율은, 쇼트 발생 리스크를 억제하기 위해, 50 ％ 이하가 바람직하고, 40 ％ 이하가 보다 바람직하다. 또 접속시에 단자에 있어서의 입자 포착 수의 감소를 억제하고, 도통 저항값의 증가를 억제하기 위해서, 5 ％ 이상이 바람직하고, 10 ％ 이상이 보다 바람직하다.

또한, 도전 입자가 단자의 레이아웃을 가미하여 규칙 배열되어 있는 경우에는, 단자에 대한 입자 포착 수의 감소는 최소한으로 억제할 수 있기 때문에, 면적 점유율은 0.2 ％ 이상이면 실용상 문제는 없고, 안정적인 접속을 얻기 위해서는 5 ％ 이상이 바람직하고, 10 ％ 이상이 보다 바람직하다. 여기서, 단자의 레이아웃을 가미한 규칙 배열이란, 예를 들어 사각형상 단자의 장변 방향 (일반적인 IC 에 의한 COG 접속의 경우에는, 필름의 폭 방향) 에 있어서, 도전 입자의 외접선이 직선 상이 되지 않도록 하고, 또한 외접선이 도전 입자를 관통하도록 배치된 격자상의 배열을 가리킨다. 사행하고 있는 상태라고도 바꾸어 말할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 비교적 잘 포착되지 않는 단자의 가장자리 단부에 도전 입자가 존재하는 경우에, 최저한의 도전 입자는 포착시킬 수 있게 된다. 도전 입자의 외접선이 직선 상이 되는, 즉 일치하고 있는 경우, 단자의 가장자리 단부에 존재하는 도전 입자는 일정하게 포착되지 않는 상태가 될 수도 있다. 상기는 그것을 회피하기 위한 배치의 일례이다. 이와 같이 규칙 배열되어 있는 도전 입자는, 전체 도전 입자 개수의 99 ％ 보다 많은 것이 바람직하다.

본 발명의 이방성 도전 필름 (10) 은, 열 중합 후의 100 ℃ 에 있어서의 탄성률이 1800 ㎫ 보다 높고, 바람직하게는 2100 ㎫ 이상이다. 탄성률이 1800 ㎫ 보다 높으면 도전 입자 (4) 의 압입의 유지가 양호해지기 때문이다. 또한, 이방성 도전 필름 (10) 의 인성 (靭性) (유연성) 의 저하를 억제하고, 기재 사이에서의 밀착력의 저하를 억제하기 위해서, 탄성률을 3000 ㎫ 이하로 하는 것이 바람직하고, 2500 ㎫ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 여기서, "열 중합 후" 는, 열 중합성 화합물의 반응률로 정의할 수 있다. 구체적으로는, 열 중합성 화합물의 에폭시 고리 또는 불포화기의 적외 흡수 스펙트럼을 적외 분광 광도계 (예를 들어, FT/IR-4100, 니혼 분광 (주)) 를 사용하여 측정하고, 반응 (접속) 전과 반응 (접속) 후의 에폭시 고리의 흡수 파장의 감쇠량 (％) 또는 불포화기의 흡수 파장의 감쇠량 (％) 을 구하고, 이 감쇠량 (％) 을 반응률로 하여, 이 반응률이 80 ％ 이상이 된 후를 「열 중합 후」라고 한다. 또한, 탄성률은, JIS K7244-4 에 준거하여 측정할 수 있다.

또, 본 발명의 이방성 도전 필름 (10) 은, 열 중합 후의 유리 전이 온도가 바람직하게는 145 ℃ 보다 높고, 보다 바람직하게는 160 ℃ 보다 높다. 유리 전이 온도가 145 ℃ 보다 높으면 도전 입자의 압입 후의 유지력이 양호해지고, 또한 기재 사이에서의 밀착이 유지되기 쉬워지기 때문이다. 또, 접속 후의 접착 강도의 현저한 저하를 초래하지 않으면, 유리 전이 온도에 상한을 형성할 필요는 없지만, 핸들링성의 관점에서, 통상 220 ℃ 이하, 바람직하게는 168 ℃ 이하이다.

＜절연 베이스층 (1)＞

절연 베이스층 (1) 은, 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제를 함유하는 열 중합성 조성물의 층이다. 필요에 따라, 광 중합 개시제를 함유해도 된다. 열 중합성 조성물의 예로는, (메트)아크릴레이트 화합물과 열 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 라디칼 중합성 아크릴레이트계 조성물, 에폭시 화합물과 열 카티온 중합 개시제를 함유하는 열 카티온 중합성 에폭시계 조성물 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. 본 발명에 있어서는, 이방성 도전 접속시에 중간층 등을 열 경화할 수 있도록, (메트)아크릴레이트계 모노머의 적어도 일부에 다관능 (메트)아크릴레이트계 모노머를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, (메트)아크릴레이트에는, 아크릴레이트와 메타크릴레이트가 포함된다.

열 라디칼 중합 개시제로는, 예를 들어, 유기 과산화물, 아조계 화합물 등을 들 수 있다. 특히, 기포의 원인이 되는 질소를 발생시키지 않는 유기 과산화물을 바람직하게 사용할 수 있다.

열 라디칼 중합 개시제의 사용량은, 지나치게 적으면 경화 불량이 되고, 지나치게 많으면 제품 라이프의 저하가 되므로, (메트)아크릴레이트 화합물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 2 ∼ 60 질량부, 보다 바람직하게는 5 ∼ 40 질량부이다.

에폭시 화합물로는, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 그것들의 변성 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 등을 들 수 있고, 이것들의 2 종 이상을 병용할 수 있다. 또, 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 발생시키는 요오드늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 페로센류 등을 사용할 수 있으며, 특히, 온도에 대해 양호한 잠재성을 나타내는 방향족 술포늄염을 바람직하게 사용할 수 있다.

열 카티온 중합 개시제의 배합량은, 지나치게 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 지나치게 많아도 제품 라이프가 저하되는 경향이 있으므로, 에폭시 화합물 100 질량부에 대해, 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, 이것들의 2 종 이상을 병용할 수 있다. 이것들 중에서도, 제막 (製膜) 성, 가공성, 접속 신뢰성의 관점에서, 페녹시 수지를 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 실란 커플링제로는, 에폭시계 실란 커플링제, 아크릴계 실란 커플링제 등을 들 수 있다. 이들의 실란 커플링제는, 주로 알콕시실란 유도체이다.

또한, 열 중합성 조성물에는, 필요에 따라 충전제, 연화제, 촉진제, 노화 방지제, 착색제 (안료, 염료), 유기 용제, 이온 캐처제 등을 배합할 수 있다.

이상과 같은 열 중합성 조성물로 이루어지는 절연 베이스층 (1) 의 두께는, 바람직하게는 3 ∼ 50 ㎛, 보다 바람직하게는 5 ∼ 20 ㎛ 이다.

＜중간층 (2)＞

중간층 (2) 은, 절연 베이스층 (1) 에서 설명한 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제를 함유할 수 있다. 그러한 경우, 중간층 (2) 도 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제를 함유하는 열 중합성 조성물의 층이고, 도전 입자 (4) 를 유지할 수 있다. 이 중간층 (2) 은, 이미 설명한 바와 같이, 절연 베이스층 (1) 보다 용융 점도가 높게 되어 있기 때문에, 도전 입자 (4) 의 포착성을 향상시킬 수 있다.

중간층 (2) 의 두께는, 바람직하게는 1 ∼ 50 ㎛, 보다 바람직하게는 2 ∼ 20 ㎛ 이지만, 절연 베이스층 (1) 보다 두꺼워지지 않는 것이 바람직하다.

＜점착층 (3)＞

점착층 (3) 은, 중간층 (2) 의 점착성이 충분하지 않은 경우라도, 이방성 도전 필름 (10) 에 양호한 점착성을 부여하기 위한 층이다. 이와 같은 점착층 (3) 은, 절연 베이스층 (1) 이나 중간층 (2) 을 구성하는 열 중합성 조성물과 동일한 조성물의 층으로 구성할 수 있다.

이와 같은 점착층 (3) 의 두께는, 바람직하게는 1 ∼ 50 ㎛, 보다 바람직하게는 1 ∼ 20 ㎛ 이다. 절연 베이스층 (1) 보다 두꺼워지지 않는 것이 바람직하다. 점착층 (3) 과 중간층 (2) 의 두께의 합계가 절연 베이스층 (1) 의 1 ∼ 10 배의 관계가 되는 것이 바람직하다.

＜도전 입자 (4)＞

도전 입자 (4) 로는, 종래 공지된 이방성 도전 필름에 사용되고 있는 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐 등의 금속 입자, 땜납 등의 합금 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다. 2 종 이상을 병용할 수도 있다.

도전 입자 (4) 의 평균 입자경으로는, 배선 높이의 편차에 대응할 수 있도록 하고, 또, 도통 저항의 상승을 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하기 위해서, 바람직하게는 1 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이상 9 ㎛ 이하이다. 도전 입자 (4) 의 입자경은, 일반적인 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있고, 또, 그 평균 입자경도 입도 분포 측정 장치를 사용하여 구할 수 있다.

또한, 도전 입자 (4) 가 금속 피복 수지 입자인 경우, 수지 코어 입자의 입자 경도 (20 ％ K 치 ; 압축 탄성 변형 특성 K₂₀) 는, 양호한 접속 신뢰성을 얻기 위해서, 바람직하게는 100 ∼ 10000 ㎏f/㎟, 보다 바람직하게는 1000 ∼ 7000 ㎏f/㎟ 이다.

도전 입자 (4) 의 이방성 도전 필름 (10) 중의 존재량은, 도전 입자 포착 효율의 저하를 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하기 위해서, 바람직하게는 1 평방 ㎜ 당 50 개 이상 100000 개 이하, 보다 바람직하게는 200 개 이상 70000 개 이하이다. 이 존재량의 측정은 필름면을 광학 현미경으로 관찰함으로써 실시할 수 있다.

또한, 도전 입자 (4) 의 이방성 도전 필름 (10) 중의 존재량은 질량 기준으로 나타낼 수도 있다. 이 경우, 그 존재량은, 이방성 도전 필름 (10) 의 전체 질량을 100 질량부로 했을 때에, 그 100 질량부 중에 바람직하게는 1 질량부 이상 30 질량부 이하, 보다 바람직하게는 3 질량부 이상 10 질량부 이하가 되는 양이다.

＜＜이방성 도전 필름의 제조 방법＞＞

본 발명의 도 1 의 이방성 도전 필름은, 예를 들어, 표면에 도전 입자를 유지하고 있는 열 중합성 조성물로 이루어지는 중간층의 편면에 별도 제조한 절연 베이스층을 배치하고, 중간층의 다른 면에 별도 제조한 점착층을 배치하여, 전체를 첩합 (貼合) 시킴으로써 제조할 수 있다. 여기서, 중간층에 도전 입자를 유지 시키는 수법으로는, 종래 공지된 수법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 중간층 필름에 도전 입자를 직접 산포함으로써 중간층에 도전 입자를 유지할 수 있다. 혹은 연신용의 점착층에 도전 입자를 단층으로 부착시킨 후에 2 축 연신시켜, 그 연신시킨 필름에 중간층을 가압하여 도전 입자를 중간층에 전사함으로써 중간층에 도전 입자를 유지할 수 있다. 또, 전사형 (型) 을 사용하여 중간층에 도전 입자를 유지시킬 수도 있다. 본 발명의 이방성 도전 필름을 전사형을 사용하여 제조하는 예를 이하에 설명한다.

도 1 (도 5) 에 나타낸 이방성 도전 필름 (10) 은, 이하의 공정 A ∼ D 에 따라 제조할 수 있다.

먼저, 복수의 오목부가 형성된 전사형의 오목부에 도전 입자를 넣는다 (공정 A). 계속해서, 전사형 내의 도전 입자에, 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제와 필요에 따라 절연 필러를 함유하는 열 중합성 조성물을 가압함으로써 도전 입자가 전사된 중간층을 형성한다 (공정 B). 다음으로 중간층과는 별도로, 열 중합성 화합물과 열 중합 개시제를 함유하는 열 중합성 조성물을 성막함으로써 절연 베이스층을 형성하고 (공정 C), 동일하게 점착층을 형성한다 (공정 D). 중간층의 도전 입자 전사면에 점착층을 배치하고, 도전 입자 비전사면에 절연 베이스층을 배치하고, 전체를 첩합함으로써 도 1 (도 5) 의 이방성 도전 필름 (10) 을 얻을 수 있다.

공정 B 의 가압을 조정함으로써, 도전 입자의 중간층에 대한 매입의 정도를 변화시킬 수 있다. 가압의 정도를 크게 함으로써 도전 입자의 중간층 중으로의 매입의 정도가 커져, 최종적으로는 완전하게 중간층 중에 완전히 매입시킬 수 있다. 이와 같이 하면, 도 4 의 이방성 도전 필름도 제조할 수 있다.

중간층의 도전 입자 전사면에 절연 베이스층, 도전 입자 비전사면에 점착층을 배치하면 도 3 의 이방성 도전 필름 (10) 이 얻어진다. 또, 도전 입자를 매입시키는 대상을 중간층으로부터 점착층으로 변경하면, 도 2 의 이방성 도전 필름을 제조할 수 있다.

(전사형)

본 발명의 제조 방법에서 사용하는 전사형으로는, 예를 들어, 실리콘, 각종 세라믹스, 유리, 스테인리스 스틸 등의 금속 등의 무기 재료나, 각종 수지 등의 유기 재료 등에 대해, 포토리소그래프법 등의 공지된 개구 형성 방법에 의해 개구를 형성한 것을 사용할 수 있다. 또, 전사형은, 판상, 롤상 등의 형상을 취할 수 있다.

전사형의 오목부의 형상으로는, 원기둥상, 사각기둥 등의 기둥상, 원추대, 각추대, 원추형, 사각추형 등의 추체 (錐體) 형상 등을 예시할 수 있다.

오목부의 배열로는, 도전 입자에 형성시키는 배열에 따라 격자상, 지그재그상 등으로 적절히 설정할 수 있다.

오목부의 깊이에 대한 도전 입자의 평균 입자경의 비 (= 도전 입자의 평균 입자경/개구의 깊이) 는, 전사성 향상과 도전 입자 유지성의 밸런스로부터, 바람직하게는 0.4 ∼ 3.0, 보다 바람직하게는 0.5 ∼ 1.5 이다. 또한, 전사형의 오목부의 직경과 깊이는, 레이저 현미경으로 측정할 수 있다.

오목부의 개구 직경의 도전 입자의 평균 입자경에 대한 비 (= 오목부의 개구 직경/도전 입자의 평균 입자경) 는, 도전 입자의 수용 용이성, 절연성 수지의 압입 용이성 등의 밸런스로부터, 바람직하게는 1.1 ∼ 2.0, 보다 바람직하게는 1.3 ∼ 1.8 이다.

또한, 오목부의 개구 직경보다 그 바닥 직경이 작은 경우에는, 바닥 직경은 도전 입자경의 1.1 배 이상 2 배 미만으로 하고, 개구 직경을 도전 입자경의 1.3 배 이상 3 배 미만으로 하는 것이 바람직하다.

＜＜접속 구조체＞＞

본 발명의 이방성 도전 필름은, IC 칩, IC 모듈, FPC 등의 제 1 전자 부품과, FPC, 유리 기판, 리지드 기판, 세라믹 기판 등의 제 2 전자 부품을 이방성 도전 접속할 때에 바람직하게 적용할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 접속 구조체도 본 발명의 일부이다.

이방성 도전 필름을 사용한 전자 부품의 접속 방법으로는, 예를 들어, 각종 기판 등의 제 2 전자 부품에 대해, 이방성 도전 필름을 점착층측으로부터 임시 부착하고, 임시 부착된 이방성 도전 필름에 대해, IC 칩 등의 제 1 전자 부품을 탑재하여 열 압착함으로써 제조할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 탄성률은, 동적 점탄성 측정기 (DDV01FP-W, (주) 에이·앤드·디) 를 사용하고, 인장 모드, 주파수 11 Hz, 승온 속도 3 ℃/min, 측정 온도역 0 ∼ 260 ℃ 라는 조건에서, JIS K7244-4 에 준하여 측정하였다. 또, 유리 전이 온도는, JIS K 7244-4 에 준하여 측정한 저장 탄성률 E' 와 손실 탄성률 E" 로부터 tanδ 를 산출하고, 극대점을 유리 전이 온도로 하였다. 용융 점도는, 회전식 레오미터 (TA Instruments 사) 를 사용하여, 승온 속도 10 ℃/분, 측정 압력 5 g 일정, 사용 측정 플레이트 직경 8 ㎜, 측정 온도 80 ℃ 라는 조건에서 측정하였다.

또한, 이하의 각 실시예 그리고 비교예의 이방성 도전 필름을 구성하는 각 층의 배합 조성을 표 1 에 나타내고, 이방성 도전 필름의 각 층의 구조 (해당도), 치수 (두께), 물성이나, 이방성 도전 필름의 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.

실시예 1 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

(절연 베이스층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 40 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 5 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 55 질량부, 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부, 및 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부를 함유하는 열 중합성 조성물을 조제하고, 이것을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, PET 필름 상에 표 2 의 두께 (14 ㎛) 의 점착성의 절연 베이스층을 형성하였다. 이 절연 베이스층의 용융 점도를 표 2 에 나타낸다.

(중간층의 형성)

한편, 정방 격자 패턴에 대응한 볼록부의 배열 패턴을 갖는 금형을 제조하고, 그 금형에, 공지된 투명성 수지의 펠릿을 용융시킨 것을 흘려 넣고, 냉각시켜 굳힘으로써, 표 2 의 밀도 (도전 입자의 입자 밀도에 대응) 의 정방 격자 패턴의 오목부를 갖는 수지제의 전사형을 제조하였다. 이 전사형의 오목부에 도전 입자 (세키스이 화학 공업 (주), AUL703, 입자경 3 ㎛) 를 충전하였다.

그것과는 별도로, 페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 40 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 30 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 30 질량부, 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부, 및 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부를 함유하는 열 중합성 조성물을 조제하고, 이 열 중합성 조성물을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜 얻은 표 2 의 두께 (2 ㎛) 의 점착성의 중간층을 제조하였다. 이 중간층을 탄성 롤러를 사용하여, 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.5 ㎫ 라는 조건에서 전사형의 도전 입자 수용면에 가압함으로써, 도전 입자가 전사된 중간층을 형성하고, 전사형으로부터 박리하였다. 이 중간층의 용융 점도, 전체 도전 입자에 대한 독립적으로 존재하고 있는 도전 입자의 비율, 도전 입자 점유 면적 비율을 표 2 에 나타낸다.

(점착층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 50 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 20 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 30 질량부, 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부, 및 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부를 함유하는 열 중합성 조성물을 조제하고, 이것을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, PET 필름 상에 표 2 의 두께 (2 ㎛) 의 점착층을 형성하였다. 이 점착층의 용융 점도를 표 2 에 나타낸다.

(절연 베이스층과 중간층과 점착층의 적층)

중간층의 도전 입자 비전사면에, 절연 베이스층을 대향시켜, 도전 입자 전사면에 점착층을 대향시키고, 이것들을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합함으로써 도 1 의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 2 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

점착층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 50 질량부에서 40 질량부로, 실리카 필러를 20 질량부에서 30 질량부로 변경하고, 중간층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 40 질량부에서 50 질량부로, 실리카 필러를 30 질량부에서 20 질량부로 각각 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 3 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

중간층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 40 질량부에서 50 질량부로, 실리카 필러를 30 질량부에서 20 질량부로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 4 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

점착층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 50 질량부에서 40 질량부로, 실리카 필러를 20 질량부에서 30 질량부로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 5 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

점착층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 50 질량부에서 30 질량부로, 실리카 필러를 20 질량부에서 40 질량부로 변경하고, 중간층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 40 질량부에서 30 질량부로, 실리카 필러를 30 질량부에서 40 질량부로 각각 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 6 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

절연 베이스층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 40 질량부에서 30 질량부로, 실리카 필러를 5 질량부에서 15 질량부로 변경하고, 중간층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 40 질량부에서 30 질량부로, 실리카 필러를 30 질량부에서 40 질량부로 변경하고, 점착층에서 사용한 열 중합성 조성물에 있어서, 페녹시 수지를 50 질량부에서 30 질량부로, 실리카 필러를 20 질량부에서 40 질량부로 변경하는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 이방성 도전 필름을 제조하였다.

실시예 7 (도 2 의 이방성 도전 필름의 제조)

중간층 대신에, 점착층을 전사형의 도전 입자 수용면에 가압시 온도 60 ℃, 가압 1.0 ㎫ 라는 조건으로 변경하여 가압함으로써, 도전 입자가 전사 (거의 매입) 된 점착층을 형성하고, 점착층의 도전 입자 전사면에, 중간층, 추가로 절연 베이스층을 대향시키고, 이것들을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합하는 것 이외에, 실시예 1 과 동일하게 하여 도 2 의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 8 (도 3 의 이방성 도전 필름의 제조)

중간층의 도전 입자 전사면에 절연 베이스층을 대향시키고, 도전 입자 비전사면에 점착층을 대향시키고, 이것들을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합함으로써 도 3 의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 9 (도 4 의 이방성 도전 필름의 제조)

중간층에 도전 입자를 전사시킬 때의 조건을 가압시 온도 60 ℃, 가압 1.0 ㎫ 로 변경함으로써, 도전 입자를 중간층에 매입시키는 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 도 4 의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

실시예 10 (도 1 의 이방성 도전 필름의 제조)

각 층의 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부를 광 카티온 중합 개시제 (아데카 옵토머 SP-171, (주) ADEKA) 4 질량부로 치환하는 것 이외에, 실시예 1 과 동일하게 제조한 이방성 도전 필름을 준비하였다.

비교예 1 (도 6 의 이방성 도전 필름의 제조)

(점착층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 40 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 30 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 30 질량부, 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부, 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부, 및 도전 입자 (세키스이 화학 공업 (주), AUL703, 입자경 3 ㎛) 40 질량부를 혼합함으로써, 도전 입자가 분산되어 있는 열 중합성 조성물을 조정하였다. 이 열 중합성 조성물을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, PET 필름 상에 표 2 의 두께 (4 ㎛) 의 점착층을 형성하였다. 이 점착층의 용융 점도를 표 2 에 나타낸다.

(절연 베이스층의 형성)

실시예 1 과 동일한 절연 베이스층을 준비하였다.

(절연 베이스층과 점착층의 적층)

점착층과 절연 베이스층을 대향시키고, 이것들을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합함으로써 도 6 의 2 층 구조의 이방성 도전 필름을 제조하였다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

비교예 2 (도 7 의 이방성 도전 필름의 제조)

(점착층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 30 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 20 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 30 질량부, 광 라디칼 중합형 수지 EB600 (다이셀·올넥스 (주)) 20 질량부, 광 라디칼 중합 개시제 IRGACURE369 (BASF 재팬 (주)) 3 질량부, 및 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부를 혼합함으로써, 도전 입자가 분산되어 있는 광 중합성 조성물을 조정하였다. 이 광 중합성 조성물을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, PET 필름 상에 표 2 의 두께 (4 ㎛) 의 점착층을 형성하였다. 이 점착층의 용융 점도를 표 2 에 나타낸다.

이 점착층을, 실시예 1 과 동일하게 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.5 ㎫ 라는 조건에서 전사형의 도전 입자 수용면에 가압함으로써, 도전 입자가 전사된 점착층을 형성하고, 전사형으로부터 박리하였다. 이 점착층의 용융 점도, 전체 도전 입자에 대한 독립적으로 존재하고 있는 도전 입자의 비율, 도전 입자 점유 면적 비율을 표 2 에 나타낸다.

(절연 베이스층의 형성)

실시예 1 과 동일한 절연 베이스층을 준비하였다.

(절연 베이스층과 점착층의 적층)

점착층의 도전 입자 전착면에 절연 베이스층을 대향시키고, 이것을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합시키고, 파장 365 ㎚, 적산 광량 4000 ㎖/㎠ 의 자외선을 조사함으로써 도 7 의 2 층 구조의 이방성 도전 필름 (70) 을 제조하였다. 이 이방성 도전 필름 (70) 은, 열 중합성의 절연 베이스층 (71) 과 광 중합한 점착층 (73) 과, 그것들의 계면에 도전 입자 (4) 가 유지되어 있는 구조를 가지고 있다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

비교예 3 (도 8 의 이방성 도전 필름의 제조)

(절연 베이스층의 형성)

실시예 1 과 동일한 절연 베이스층을 준비하였다.

(중간층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 30 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 20 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 30 질량부, 광 라디칼 중합형 수지 EB600 (다이셀·올넥스 (주)) 20 질량부, 광 라디칼 중합 개시제 IRGACURE369 (BASF 재팬 (주)) 3 질량부, 및 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부를 함유하는 열 중합성 조성물을 조제하고, 이 열 중합성 조성물을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜 얻은 표 2 의 두께 (4 ㎛) 의 점착성의 중간층을 제조하였다. 이 중간층을 실시예 1 과 동일하게 전사형의 도전 입자 수용면에 가압함으로써, 도전 입자가 전사된 중간층을 형성하고, 전사형으로부터 박리하였다. 이 중간층의 용융 점도, 전체 도전 입자에 대한 독립적으로 존재하고 있는 도전 입자의 비율, 도전 입자 점유 면적 비율을 표 2 에 나타낸다.

(점착층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 35 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 10 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 55 질량부, 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부, 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부의 점착층을 준비하였다.

(절연 베이스층과 중간층과 점착층의 적층)

중간층의 도전 입자 전사면에 점착층을, 도전 입자 비전사면에 절연 베이스층을 대향시키고, 이것들을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합시켜 파장 365 ㎚, 적산 광량 4000 ㎖/㎠ 의 자외선을 조사함으로써 도 8 의 이방성 도전 필름 (80) 을 제조하였다. 이 이방성 도전 필름 (80) 은, 열 중합성의 절연 베이스층 (81) 과 광 중합한 중간층 (82) 과 열 중합성의 점착층 (83) 이 적층되고, 중간층 (82) 과 점착층 (83) 의 계면에 도전 입자 (4) 가 유지되어 있는 구조를 가지고 있다.

비교예 4 (도 9 의 이방성 도전 필름의 제조)

(점착층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 30 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 20 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 30 질량부, 광 라디칼 중합형 수지 EB600 (다이셀·올넥스 (주)) 20 질량부, 광 라디칼 중합 개시제 IRGACURE369 (BASF 재팬 (주)) 3 질량부, 및 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부를 혼합함으로써, 도전 입자가 분산되어 있는 광 중합성 조성물을 조정하였다. 이 광 중합성 조성물을 필름 두께 50 ㎛ 의 PET 필름 상에 바 코터를 사용하여 도포하고, 80 ℃ 의 오븐에서 5 분간 건조시켜, PET 필름 상에 표 2 의 두께 (2 ㎛) 의 점착층을 형성하였다. 이 점착층의 용융 점도를 표 2 에 나타낸다.

(중간층의 형성)

페녹시 수지 (신닛테츠 스미킨 화학 (주), YP-50) 35 질량부, 실리카 필러 (아에로질 R805, 닛폰 아에로질 (주)) 10 질량부, 액상 에폭시 수지 (미츠비시 화학 (주), jER828) 55 질량부, 열 카티온 중합 개시제 (산신 화학 공업 (주), SI-60L) 4 질량부, 실란 커플링제 (신에츠 화학 공업 (주), KBM-403) 1 질량부로 실시예 1 과 동일한 도전 입자가 전사된 중간층을 준비하였다.

(절연 베이스층의 형성)

실시예 1 과 동일한 절연 베이스층을 준비하였다.

(절연 베이스층과 중간층과 점착층의 적층)

중간층의 도전 입자 전사면에 점착층을, 도전 입자 비전사면에 절연 베이스층을 대향시키고, 이것들을 가압시 온도 50 ℃, 가압 0.2 ㎫ 라는 조건에서 첩합시키고, 파장 365 ㎚, 적산 광량 4000 ㎖/㎠ 의 자외선을 조사함으로써 도 9 의 이방성 도전 필름 (90) 을 제조하였다. 이 이방성 도전 필름 (90) 은, 열 중합성의 절연 베이스층 (91) 과 열 중합성의 중간층 (92) 과 광 중합한 점착층 (93) 이 적층되고, 중간층 (92) 과 점착층 (93) 의 계면에 도전 입자 (4) 가 유지되어 있는 구조를 가지고 있다. 얻어진 이방성 도전 필름의 탄성률 및 유리 전이 온도를 표 2 에 나타낸다.

＜평가＞

실시예 1 ∼ 10 및 비교예 1 ∼ 4 의 이방성 도전 필름에 대해, 이하의 평가용 IC 와 유리 기판을 이하의 조건의 열 압착 접속에 의해 (실시예 10 에 대해서는, 이하의 UV 조사 병용) 이방성 도전 접속하여 평가용 접속 구조체를 제조하였다.

평가용 IC : 외경 = 1.8 ㎜ × 20 ㎜ × 0.2 ㎜, 금 범프 사양 = 15 ㎛ (높이) × 15 ㎛ (폭) × 100 ㎛ (길이) (범프간 갭 15 ㎛)

ITO 코팅 배선이 형성된 유리 기판 : 외경 = 30 ㎜ × 50 ㎜ × 0.5 ㎜

열 압착 접속 : IC 칩측으로부터 150 ℃ 에서 80 ㎫, 5 초간의 열 압착.

UV 조사 접속 : 100 ℃ 에서 80 ㎫ 의 압력으로 5 초간 열 압착하는 한편, 열 압착 개시 후 4 초 후에 1 초간, 자외선 조사 장치 (오므론 (주), ZUV-C30H) 로부터 i 선을 1 초간 조사.

제조한 이들 평가용 접속 구조체에 대해, (a) 초기 도통 저항, (b) 도통 신뢰성, (c) 쇼트 발생률, (d) 임시 부착성, (e) 입자 포착성을, 각각 이하에 설명하는 바와 같이 평가하였다. 얻어진 결과를 표 2 에 나타낸다.

(a) 초기 도통 저항

얻어진 평가용 접속 구조체의 도통 저항을, 디지털 멀티미터를 사용하여 4 단자법으로 2 ㎃ 의 전류를 통전했을 때의 값을 측정하였다. 실용상, 측정 저항값이 2 Ω 이하인 것이 요망된다.

(b) 도통 신뢰성

얻어진 평가용 접속 구조체를, 온도 85 ℃, 습도 85 ％RH 의 항온조에 500 시간 둔 후의 도통 저항을, 초기 도통 저항과 동일하게 측정하였다. 실용상, 측정 저항값이 6 Ω 이하인 것이 요망된다.

(c) 쇼트 발생률

접속 구조체를 제조할 때에, 평가용 IC 를 이하의 IC (7.5 ㎛ 스페이스의 빗살 TEG (test element group)) 로 변경하였다. 얻어진 접속 구조체에 대해 쇼트 발생률을 디지털 멀티미터를 사용하여 측정하고, 이하의 기준으로 평가하였다.

외경 1.5 ㎜ × 13 ㎜

두께 0.5 ㎜

Bump 사양 금 도금, 높이 15 ㎛, 사이즈 25 ㎛ × 140 ㎛, Bump 간 Gap 7.5 ㎛

(평가 기준)

OK (양호) : 쇼트 발생률이 200 ppm 미만인 경우

NG (불량) : 쇼트 발생률이 200 ppm 이상인 경우

(d) 임시 부착성

시판되는 ACF 첩부 장치 (형번 TTO-1794M, 시바우라 메카트로닉스 (주)) 를 사용하여 이방성 도전 필름을 사이즈 2 ㎜ × 5 ㎝ 로 유리 기판에 첩부하고, 1 초 후의 도달 온도가 40 ∼ 80 ℃ 가 되도록, 압력 1 ㎫ 로 임시 부착하고, 유리 기판을 뒤집었을 경우에, 이방성 도전 필름이 유리 기판으로부터 박리되거나 들뜨거나 하지 않는지를 육안으로 보아, 이하의 기준으로 평가하였다.

(평가 기준)

A (매우 양호) : 40 ℃ 에서도 양호하게 임시 부착할 수 있었던 경우

B (양호) : 40 ℃ 에서는 임시 부착할 수 없지만, 60 ℃ 에서 임시 부착할 수 있었던 경우

C (보통) : 60 ℃ 에서는 임시 부착할 수 없지만, 80 ℃ 에서 임시 부착할 수 있었던 경우

D (불량) : 80 ℃ 에서는 임시 부착할 수 없는 경우

(e) 입자 포착성

접속 후의 단자를 유리 기판측으로부터 금속 현미경을 사용하여 관찰하고, 압흔 수를 카운트함으로써 도전 입자의 포착성을 판정하였다. 판정 기준은 이하에 나타낸다. 또한, 표 중, 「e-1」은 접속 면적 1500 ㎛² 의 IC 칩 (칩 사이즈 15 ㎛ × 100 ㎛) 에 있어서의 입자 포착성 평가 결과이고, 「e-2」는 그 얼라인먼트를 7 ㎛ 어긋나게 한 접속 면적 800 ㎛² 의 IC 칩에 있어서의 입자 포착성 평가 결과이다.

(평가 기준)

A (매우 양호) : 10 개 이상

B (양호) : 5 개 이상 10 개 미만

C (보통) : 3 개 이상 5 개 미만

D (불량) : 3 개 미만

표 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 ∼ 10 의 이방성 도전 필름은, 모든 평가 항목에 대해서 양호한 결과를 나타내었다. 특히, 도전 입자를 유지하는 층의 용융 점도가, 절연 베이스층의 용융 점도보다 현저하게 높은 경우에는, 도전 입자의 포착성이 향상된다는 효과가 있었다. 이 효과가 발현되는 이유는, 도전 입자를 유지하는 층인 중간층의 용융 점도가 절연 베이스층의 용융 점도보다 높기 때문에, 절연 베이스층에 의해 중간층이 잘 밀어내지지 않기 때문이다. 반대로, 절연 베이스층의 용융 점도가 중간층의 용융 점도보다 높으면 절연 베이스층에 의해 중간층이 잘 밀어내지게 되어, 용융 점도가 절대적으로 높은 중간층에서도 흘려져 버리기 때문이다.

그에 반해, 비교예 1 의 이방성 도전 필름은, 도전 입자가 도전 입자 함유층에 랜덤하게 분산되어 있었기 때문에, 쇼트 발생률의 평가가 「NG (불량)」이었다. 또, 점착층을 갖고 있지 않기 때문에, 실시예에 비해 임시 부착성이 저하되었다.

비교예 2 의 경우, 점착층이 광 경화된 것이므로, 임시 부착성에 문제가 있었다. 또, 100 ℃ 의 탄성률이 1800 ㎫ 를 밑돌고 있었으므로, 도통 신뢰성의 저하가 현저하였다. 비교예 3 의 경우, 점착층이 있음으로써 비교예 2 보다 임시 부착성이 개선되었지만, 100 ℃ 의 탄성률이 1800 ㎫ 였으므로, 도통 신뢰성의 저하가 현저하였다. 비교예 4 의 경우, 중간층이 열 중합성이었지만, 점착층이 광 중합된 것이었으므로, 임시 부착성에 문제가 있었다. 100 ℃ 의 탄성률이 1800 ㎫ 였으므로, 도통 신뢰성의 저하가 현저하였다.

산업상 이용가능성

본 발명의 이방성 도전 필름은, IC 칩 등의 전자 부품의 배선 기판에 대한 이방성 도전 접속에 유용하다. 전자 부품의 배선은 협소화가 진행되고 있어, 본 발명은, 협소화한 전자 부품을 이방성 도전 접속하는 경우에 특히 유용해진다.

1, 71, 81, 91 : 절연 베이스층
2, 82, 92 : 중간층
3, 73, 83, 93 : 점착층
4 : 도전 입자
5 : 절연 필러
10, 60, 70, 80, 90 : 이방성 도전 필름
61 : 절연성 수지층
62 : 절연성 바인더
63 : 도전 입자
64 : 도전 입자 함유층

Claims

절연 베이스층과 점착층 사이에 중간층이 협지되어 있고, 적어도 점착층 또는 중간층에 도전 입자 중 어느 것이 유지된 열 중합성의 이방성 도전 필름으로서,
중간층 및 점착층의 각각의 용융 점도가 절연 베이스층의 용융 점도보다 높고,
도전 입자가, 이방성 도전 필름을 평면에서 보았을 때에 서로 독립적으로 존재하고 있고,
열 중합 후의 이방성 도전 필름 전체의 100 ℃ 에 있어서의 탄성률이 1800 ㎫ 보다 높은, 이방성 도전 필름.
제 1 항에 있어서,
열 중합 후의 이방성 도전 필름 전체의 100 ℃ 에 있어서의 탄성률이 2500 ㎫ 이하인, 이방성 도전 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
열 중합 후의 이방성 도전 필름의 유리 전이 온도가 145 ℃ 보다 높은, 이방성 도전 필름.
제 3 항에 있어서,
열 중합 후의 이방성 도전 필름의 유리 전이 온도가 168 ℃ 이하인, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
도전 입자가 중간층 또는 점착층 중에 매입되어 있는, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
도전 입자가 중간층과 점착층 사이에 유지되어 있는, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
도전 입자가 절연 베이스층과 중간층 사이에 유지되어 있는, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
절연 베이스층의 용융 점도가 80 ℃ 에서 3000 mPa·s 이하이고, 중간층의 용융 점도가 80 ℃ 에서 1000 ∼ 20000 mPa·s 이며, 점착층의 용융 점도가 80 ℃ 에서 1000 ∼ 20000 mPa·s 인, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
도전 입자가 격자상으로 규칙 배열되어 있는, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간층이 절연 필러를 함유하고 있는, 이방성 도전 필름.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제 1 전자 부품을 제 2 전자 부품에 이방성 도전 접속한, 접속 구조체.