WO2007049548A1 - 導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、導電接合シートの製造方法および電子複合部品の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention is useful for electrical connection of opposing high-density electrodes, and the production of insulating sheets for conductive bonding sheets, conductive bonding sheets, and conductive bonding sheets in which conductive particles are exposed on the front, back, or one side
- the present invention relates to a method and a method for manufacturing an electronic composite part.
- joining by solder is generally performed by using an anisotropic conductive sheet. Joining with solder is unstable because parts are fixed by soldering only the terminal part, and the non-conducting part is non-adhered. Underfill grease may fill the space of the non-conducting part, but it is difficult to process without generating bubbles. In addition, highly integrated electronic components have many terminals, making precise soldering difficult.
- the anisotropic conductive sheet generally obtains electrical conductivity between both ends thereof by contact of discontinuous conductors in the pressure direction by pressurization or thermocompression bonding. Since the non-conductive portion is also filled with the adhesive anisotropic conductive sheet, the bonded state is stable. However, for highly integrated electronic components, the distance between terminals is extremely narrow, making it difficult to maintain a highly reliable conductive state without causing leakage between terminals.
- Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a conductive connection structure in which a conductive fine particle arrangement film and a plurality of electronic components are conductively connected using the fine particle arrangement film. Yes.
- this fine particle arrangement film conductive fine particles are arranged in the through-holes of the adhesive film, and the conductive fine particles are arranged only at positions corresponding to the electrode portions of the opposing electronic component.
- positioning film is confirmed using a force lens, and conductive connection is performed.
- the fine particle arrangement film is a single layer film.
- the film was only disclosed as an example, and it was difficult to achieve both the retention of the fine particles, the adhesion to electronic parts and the adhesion durability. Further, since the fine particles are not sufficiently retained, the sheet cannot be moved or inverted before the conductive fine particles are embedded in the sheet, which is not suitable for mass production.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-51661
- An object of the present invention is to provide an insulating sheet for a conductive bonding sheet, a conductive bonding sheet, a method for producing the same, and the conductive bonding sheet, which can firmly hold the disposed conductive particles and prevent their dropping. It is providing the manufacturing method of the electronic composite component using this.
- the present inventors use an insulating sheet characterized by having at least one adhesive layer capable of holding conductive particles as a conductive bonding sheet. It was found that the purpose can be achieved. The present invention has been completed based on such knowledge.
- the present invention includes an insulating sheet for a conductive bonding sheet, characterized by having an adhesive layer capable of holding at least one layer of conductive particles, and the conductive particles are embedded in contact with the adhesive layer in the insulating sheet.
- a conductive bonding sheet a step of forming a through hole having a diameter of at least one opening larger than the conductive particle diameter at a predetermined position of the insulating sheet, and a conductive particle embedded in the through hole in contact with the adhesive layer
- a step of aligning so that the position of the conductive particles embedded in the conductive bonding sheet and the position of the electrode of the electronic component coincide with each other.
- the present invention provides a method for manufacturing an electronic composite component, comprising the step of pressure-bonding and heating the aligned conductive bonding sheet and the electronic component.
- FIG. 1 is a schematic sectional view of an insulating sheet of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of another insulating sheet of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of another insulating sheet of the present invention.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another insulating sheet of the present invention.
- FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another insulating sheet of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a laminated sheet as a comparative example.
- FIG. 7 is a schematic view showing the method for producing an insulating sheet of the present invention.
- FIG. 8 is a schematic view in which a through hole is formed in the insulating sheet of the present invention.
- FIG. 9 is a schematic view of the conductive bonding sheet of the present invention in which conductive particles are embedded in the through holes of the insulating sheet of the present invention.
- FIG. 10 is a schematic view of the method for producing a conductive bonding sheet of the present invention in which conductive particles are embedded in the through holes of the insulating sheet of the present invention.
- FIG. 12 is a schematic view of an example of an electronic composite component using the conductive bonding sheet of the present invention.
- FIG. 13 is a schematic view of the production method of the present invention for an electronic composite part using the conductive bonding sheet of the present invention.
- FIG. 14 is a schematic view of the production method of the present invention for an electronic composite part using the conductive bonding sheet of the present invention.
- a first invention of the present invention is an insulating sheet for a conductive bonding sheet, characterized by having an adhesive layer capable of holding at least one layer of conductive particles, wherein the adhesive layer is made of conductive particles. It has tackiness to maintain The tackiness of the adhesive layer is preferably 2 or more in terms of the ball tack value. Especially preferably, it is 3-20. If the ball tack value is too low, the conductive particles may be missed when adhering to the adhesive layer. If the ball tack value is too large, the cohesiveness of the adhesive layer will be low and the heat resistance will soon be inferior or the cross-sectional force will be adhesive. There is a risk that the agent may protrude. It is preferable that the adhesive layer is a layer that can adhere to at least one electronic component, particularly an insulating portion of the electronic component (where the electrodes are arranged !, the other surface portion).
- the pressure-sensitive adhesive material of the pressure-sensitive adhesive layer used in the insulating sheet of the present invention includes a silicone-based pressure-sensitive adhesive, an acrylic pressure-sensitive adhesive, a rubber-based pressure-sensitive adhesive, a urethane-based pressure-sensitive adhesive, a polyether-based pressure-sensitive adhesive, and a polyester-based pressure-sensitive adhesive. Any of these may be used. In particular, silicone-based adhesives and acrylic-based adhesives are preferably used because of their excellent versatility and durability.
- the silicone-based pressure-sensitive adhesive is usually composed of a pressure-sensitive adhesive main agent composed of a mixture of a silicone resin component and a silicone gum component, and additives such as a crosslinking agent and a catalyst.
- Silicone pressure-sensitive adhesives include addition reaction type, condensation reaction type, and peroxide cross-linking type depending on the cross-linking system, and addition reaction type silicone pressure-sensitive adhesives are preferred in terms of productivity.
- the addition reaction type silicone-based adhesive is obtained by crosslinking a silicone gum component or a silicone resin component containing a vinyl group in a silicone gum component and having a hydrosilyl group (SiH group) as a crosslinking site. If necessary, a catalyst such as a platinum catalyst is added to the addition reaction type silicone pressure-sensitive adhesive to promote the reaction.
- acrylic pressure-sensitive adhesive a copolymer obtained by copolymerization of various acrylate monomers and copolymerizable monomers blended as necessary is used as a main raw material, and a crosslinking agent and other additives are blended as appropriate. Those are preferably used.
- acrylate monomers include, for example, alkyl acrylates such as methyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and benzyl acrylate,
- alkyl acrylates such as methyl acrylate, butyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and benzyl acrylate
- An alkyl ester of methacrylic acid such as butyryl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate or benzyl methacrylate is used.
- copolymerizable monomer for example, vinyl acetate, butyl propionate, butyl ether, styrene or acrylonitrile is preferably used as a monomer having no functional group.
- Examples of the copolymerizable monomer having a functional group include a carboxyl group-containing monomer such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid, and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate. , 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyl group-containing monomers such as N-methylolacrylamide, allylic alcohol, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, etc.
- a carboxyl group-containing monomer such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid
- 2-hydroxyethyl (meth) acrylate 2-hydroxypropyl (meth) acrylate
- 2-hydroxybutyl (meth) acrylate 2-hydroxyl group-containing monomers
- hydroxyl group-containing monomers such as N-methylol
- Mino group-containing monomers N-substituted amide group-containing monomers such as acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, and N-octylacrylamide, and epoxy group-containing monomers such as glycidyl methacrylate are preferably used.
- (meth) acrylate refers to acrylate or meta acrylate
- (meth) acryl refers to acryl or methacryl.
- the ball tack value of the adhesive layer of the insulating sheet tends to increase, for example, an acrylate ester monomer having a low Tg of homopolymer and an alkyl group having a carbon number of ⁇ 8. This is achieved by increasing the copolymerization ratio. Moreover, the cohesiveness and adhesiveness of the pressure-sensitive adhesive layer can be improved by adding a monomer having a functional group to the copolymer.
- cross-linking agents used for acrylic adhesives include isocyanato-based, epoxy-based, metal chelate compound-based, amine-based compound, hydrazine-based compound-based, aldehyde-based compound-based, metal alkoxide-based, Examples thereof include metal salt type, and among them, isocyanate type and epoxy type are preferable.
- the support film used for the insulating sheet of the present invention is mechanically at high temperature or externally.
- the supporting film has a melting point or no melting point, and the thermal decomposition temperature of the supporting film is preferably 150 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher.
- Polyimide resin especially aromatic polyimide resin, polyethylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, polymethylpentene resin, fluorine resin, liquid crystal polymer, polyetherimide resin, aramid resin, High dimensional stability heat resistant films such as polyether ketone resins and polyphenylene sulfide resin are preferably used.
- the mechanical strength of the support film is preferably lOOMPa or higher in terms of Young's modulus at room temperature!
- the bonding layer used in the insulating sheet of the present invention is for adhering to the insulating portion (surface portion where no electrode is disposed) of one electronic component, and is the outermost layer of one or both of the insulating sheets. It is preferable to arrange as an outer layer.
- a general-purpose film adhesive or the above-mentioned pressure-sensitive adhesive can be used as the bonding layer. Particularly preferred is a heat-adhesive film adhesive that is non-tacky at room temperature but exhibits adhesion to electronic components by heating.
- heat-adhesive film adhesive examples include polyimide resin, especially aliphatic polyimide resin, polyisoimide resin, maleimide resin, bismaleimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyimide 'Thermoplastic resins such as isoindoloxonazolinedione imide resin, poly (vinyl acetate), poly (bull alcohol), poly (chlorinated butyl), poly (acrylic acid ester), poly (amide), poly (poly (butyl butyl)), polyethylene, polypropylene, polysulfonic acid, etc. Preferably used.
- polyimide resin especially aliphatic polyimide resin, polyisoimide resin, maleimide resin, bismaleimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyimide 'Thermoplastic resins such as isoindoloxonazolinedione imide resin, poly (vinyl acetate), poly (bull alcohol), poly (chlorinated but
- the protective film used in the insulating sheet of the present invention is detachably laminated on the insulating sheet surface, that is, the exposed surface of the outermost bonding layer or adhesive layer, and the surface of the insulating sheet adhesive layer or bonding layer is a foreign matter. Protects against adhesion, scratches and deformation.
- a film coated with a release agent such as silicone resin alkyd resin is preferably used, and a polyethylene terephthalate film or a polyethylene naphthalate film release treatment product is particularly preferable.
- the thickness of the protective film is preferably 10 to 200 m force.
- the bonding layer of the insulating sheet is a non-adhesive film adhesive, no protective film is provided. However, if it is adhesive, the insulating sheet can be easily handled by disposing a protective film.
- the carrier film for forming the adhesive layer or the bonding layer may be laminated as it is and used as a protective film.
- the insulating sheet of the present invention is preferably insulative and has a volume resistance of 10 12 ⁇ 'cm or more.
- the pressure-sensitive adhesive layer, bonding layer and support film constituting this insulating sheet are also insulative, and each preferably has a volume resistance of 10 12 ⁇ ′cm or more.
- the conductive particles used in the insulating sheet of the present invention include conductive metal particles, glass, ceramics, or a core material such as silica, vapor deposition method, sputtering method, ion plating method, thermal spraying method, plating method, etc.
- the conductive metal thin layer may be formed on the particle surface by the general method described above, but in order to permanently establish the electrical connection between the high-density electrodes facing each other between the electronic components, the conductive material that melts at a low temperature Metal particles are preferred.
- solder balls are preferable. The solder balls can be selected from various solder composition forces.
- a wide selection can be made from tin-lead eutectic solder, tin-silver eutectic solder or tin-silver-copper eutectic solder which is lead-free solder.
- the shape of the conductive particles is preferably spherical or disk-shaped.
- the average particle size of the conductive particles is preferably 50 to 500 ⁇ m, particularly preferably 100 to 400 ⁇ m.
- FIG. 1 to 5 are insulating sheets of the present invention
- FIG. 6 is an insulating sheet as a comparative example.
- the basic structure of the insulating sheet 1 of the present invention is preferably an insulating sheet having a laminated structure with other layers having various functions, which is a sheet structure composed of a single adhesive layer 2.
- FIG. 1 shows an insulating sheet 1 having a two-layer structure in which an adhesive layer 2 and a bonding layer 3 are laminated.
- FIG. 2 shows an example of a three-layer laminated structure of the insulating sheet 1 of the present invention, in which the bonding layer 3, the adhesive layer 2 and the bonding layer 3 are sequentially stacked.
- FIG. 1 shows an insulating sheet 1 having a two-layer structure in which an adhesive layer 2 and a bonding layer 3 are laminated.
- FIG. 2 shows an example of a three-layer laminated structure of the insulating sheet 1 of the present invention, in which the bonding layer 3, the adhesive layer 2 and the bonding layer 3 are
- FIG. 3 shows another insulating sheet 1 having a three-layer structure in which a support film 4 is inserted between layers of the laminated structure of FIG.
- the adhesive layer 2 in FIGS. 1 and 3 retains the conductive particles, and also has a function of adhering and adhering to the surface excluding electrical contact parts such as electrodes (pads) of electronic components, etc. Also plays a role.
- the adhesive layer 3 is replaced with an adhesive layer 2 that also serves as the adhesive layer 3, and the adhesive layer 2, the support film 4, and the adhesive layer A three-layer structure consisting of two may be used.
- FIG. 4 is an example of a four-layer laminated structure of the insulating sheet 1 of the present invention, in which the bonding layer 3, the adhesive layer 2, the support film 4, and the bonding layer 3 are sequentially stacked.
- FIG. 5 shows an example of the insulating sheet 1 having a five-layer structure, in which the bonding layer 3, the support film 4, the adhesive layer 2, the support film 4, and the bonding layer 3 are sequentially laminated.
- the insulating sheet of the present invention! In either case, since the adhesive layer 2 is provided, the conductive particles are stably held.
- FIG. 6 shows an example of a three-layer structure for comparison, in which a bonding layer 3, a support film 4, and a bonding layer 3 are sequentially laminated. Since the adhesive layer 2 is provided, the conductive particles are not stably held.
- the thicknesses of the adhesive layer 2, the support film 4 and the bonding layer 3 are governed by the total thickness of the insulating sheet excluding the protective film, such as the arrangement of the layers in the completed conductive bonding sheet 8, and the preferred range thereof. Changes.
- the insulating sheet 1 excluding the protective film 5 is preferably slightly thinner than the particle diameter of the conductive particles because of the configuration of the conductive bonding sheet produced thereby. Accordingly, the thickness is preferably 30 to 300 / ⁇ ⁇ .
- the thickness of the adhesive layer 2 needs to be selected so as to be in stable contact with the embedded conductive particles, and the viewpoint power is preferably 10 to: LOO% of the total thickness of the insulating sheet excluding the protective film. More preferably, it is 20 to 80% of the total thickness of the insulating sheet.
- the thickness of the bonding layer 3 is preferably in the range of the above-mentioned pressure-sensitive adhesive layer 2 when the bonding layer also serves as the pressure-sensitive adhesive layer, and 5 to 200 when the bonding layer is made of a heat-adhesive adhesive. A range of m is preferred.
- the thickness of the support film 4 depends on the total thickness of the insulating sheet, the thickness of the adhesive layer 2 and the bonding layer 3 and the material, but is preferably 5 to 200 m.
- FIG. 7 shows an example when the protective film 5 is used.
- a coating for the bonding layer 3 is applied to the protective film 5 to form a film, and a double layer of the protective film + bonding layer laminate is prepared.
- the adhesive layer 2 formed by coating and forming the paint for the adhesive layer 2 separately prepared on the support film 4 is bonded to the bonding layer 3 of the laminate.
- the insulating sheet 1 is manufactured by heat-bonding the bonding layer 3 side of the remaining laminate to the surface of the support film 4.
- This is an example of a method of manufacturing the insulation sheet 1, and it takes into account the processing shading and adhesion between layers.
- the order of coating film formation and the order of lamination can be changed as appropriate.
- the manufacturing method in case the joining layer and the adhesion layer are supplied as a coating material was demonstrated above, not only this but it may be supplied with a pellet. In this case, it can be produced in the same manner as described above by heating and melting the pellets instead of coating and forming them into a supporting film or a protective film.
- the conductive bonding sheet 8 according to the second invention of the present invention is manufactured as follows. As shown in FIG. 8, a through hole 6 is formed at a predetermined position of the insulating sheet 1 so that the diameter of at least one opening is larger than the diameter of the conductive particles.
- the insulating sheet 1 has the protective film 5, it is preferable to puncture with the protective film 5.
- the bonding layer 3 is non-adhesive, the protective film 5 is removed to form the insulating sheet 1.
- a through hole 6 may be formed.
- the through hole 6 may be cylindrical, but if it is formed in a mortar shape (tapered shape) or stepped shape in the thickness direction, one opening can be made larger, so that the conductive particles can easily enter the through hole 6. At the same time, it is preferable because it is easily arranged at a predetermined position in the through hole 6.
- means for forming the through hole 6 include laser processing, drill processing, punching processing, and the like. Among these, laser processing using a carbon dioxide laser, YAG laser, excimer laser or the like is preferable for forming the through-hole 6 with high accuracy.
- FIG. 9 shows a conductive bonding sheet 8 in which conductive particles 7 are embedded in the through holes 6 of the insulating sheet 1. In order for the conductive particles 7 to be stably held in the through holes 6, it is important that they are embedded in contact with the adhesive layer.
- the protective film 5 with the through-hole drilled or on the bonding layer 3 from which the protective film 5 has been removed so that dust does not adhere during storage on the adhesive layer 2 exposed on the wall surface of the through-hole 6, on the protective film 5 with the through-hole drilled or on the bonding layer 3 from which the protective film 5 has been removed so that dust does not adhere during storage.
- another film may be bonded to close the through hole 6.
- the same film as the protective film 5 is used when directly laminated with the bonding layer 3, and a film having an adhesive layer is used when laminated with the protective film 5.
- the method of embedding the conductive particles 7 in the through holes 6 includes (i) a method of swinging the conductive particles 7 on the insulating sheet 1, (port) conductive particles 7 on the insulating sheet 1 through the through holes 6. (C) a larger opening on a porous table with a number of connected holes. Place the insulating sheet placed above and suck the conductive particles 7 on the insulating sheet 1 under reduced pressure from the bottom of the porous table. (2) Conductive particles 7 adsorbed and fixed in the same arrangement as the through holes 6 are transferred. There are ways to copy.
- (I) and (Mouth) or (C) are combined to suck the conductive particles 7 on the insulating sheet 1 from the opposite side of the insulating sheet 1 through the through-hole 6 or the porous base while swinging the conductive particles 7.
- the method is preferred.
- the method (c) since a large number of connected hole portions of the porous table are also sucked, there is no need to make suction holes in the porous table.
- the method (2) is preferable.
- FIG. 10 shows the method (2) of transferring the conductive particles 7.
- the insulating sheet 1 having the protective film 5 is disposed with the larger opening of the through hole 6 facing downward, and the suction table 9 is disposed below the insulating sheet 1.
- the suction table 10 is provided with suction holes 10 arranged in alignment with the arrangement of the through holes 6 of the insulating sheet 1.
- the upper part of the suction hole 10 is tapered so that the conductive particles 7 can be fixed.
- the force to move the insulating sheet 1 downward or the suction table 9 to move upward As a result, the upper surface force of the suction table 9 also presses the insulating sheet 1, and all the conductive particles 7 are arranged in the predetermined through holes 6. Thereafter, the suction is stopped and the embedding of the conductive particles 7 in the insulating sheet 1 is completed.
- the insulating sheet 1 and the suction table 9 may be upside down.
- the electronic component refers to a semiconductor chip, a semiconductor device (interposer surface), a mother board (substrate), a circuit board such as a printed wiring board, and the like.
- Examples of the electronic composite component include a semiconductor device 12 as shown in FIG. 11 and a structure 13 in which the semiconductor device shown in FIG. 12 is mounted on a circuit board.
- One composer 15 corresponds to the semiconductor device 12 and the circuit board 16 in the structure 13 shown in FIG.
- the semiconductor chip 14 and the semiconductor device 12 normally have a force that conductive bumps are formed on the node of the circuit electrode for conductive bonding. In the manufacturing method of the present invention, conductive bumps are unnecessary. There is a structure in which the pad mounting bump is exposed as an electrode.
- the conductive bonding sheet 8 of the present invention can be used in both the manufacturing stage and the use stage of the semiconductor device as described above.
- FIG. 13 As shown in FIG. 13, the protective film on one surface of the conductive bonding sheet 8 is peeled off, and the bonding layer surface (or adhesive surface) exposed to one electronic component 11 (a) is faced.
- the conductive bonding sheet 8 and the electronic component 11 (a) are aligned so that the conductive particles 7 embedded in the conductive bonding sheet 8 and the pad surface of the electrode 17 of the electronic component 11 (a) face each other in a predetermined arrangement. Is temporarily bonded.
- the outermost layer is an adhesive layer
- it is pressure-bonded at room temperature, and when it is a bonding layer using a heat-adhesive adhesive, it is temporarily bonded by heat-pressure bonding using a heating table or a heating roller.
- the protective film on the opposite surface of the conductive bonding sheet 8 is peeled off, the bonding layer surface (or adhesive layer surface) exposed to the next electronic component 11 (b) is faced, and the electronic component 11 (b) is processed in the same manner as described above.
- the conductive bonding sheet 8 are temporarily bonded to produce a three-layer laminate.
- this laminate is put into an IR reflow (maximum temperature of 240 to 265 ° C) and subjected to heat treatment, whereby the conductive particles 7 are melted to fill the voids of the through holes 6 and the electronic component 11 (a ) And 11 (b) are fused to the respective electrodes 17, and in addition to electrical joining, mechanical joining is completed as shown in FIG.
- the insulating sheet 1 portion of the conductive bonding sheet 8 serves as an underfill that fills the space between the electronic components.
- the ball tack, volume resistivity, Young's modulus, and conductive particle drop-out test were measured according to the following methods.
- the pressure-sensitive adhesive paint for the pressure-sensitive adhesive layer used in the examples was applied and dried on a polyethylene terephthalate film (thickness 38 ⁇ m) so that the film thickness after drying was 25 ⁇ m, and this was used for ball tack value measurement. A sample was used. Measurement was performed based on JIS Z0237 using this sample. ⁇ Volume resistance value>
- For the adhesive layer measure the volume resistance value with the protective film laminated on both sides, separately measure the volume resistance value of the protective film, and calculate the volume resistance value of the single layer of the adhesive layer by calculation. It was.
- the conductive bonding sheets 8a to 8e obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 described later were turned upside down for 10 minutes, and then the number of solder balls dropped was counted. The result was expressed as (number of dropped balls) Z (total number of solder balls).
- Paint for adhesive layer A1 Addition-reactive silicone adhesive (product name: SD4580, manufactured by Toray Dow Co., Ltd.) and 1 part by mass of platinum catalyst (product name: SRX212, manufactured by Dow Co., Ltd., Toray) And a blend. (Ball tack value: 14, Volume resistance value: 8 X 10 15 ⁇ 'cm)
- Paint for adhesive layer A2 Acrylic adhesive base (made by Toyo Ink Co., Ltd., trade name: Orient Vine BPS5375) A blend of 100 parts by mass and 2 parts by mass of an organic polyvalent isocyanate cross-linking agent (Nippon Polyuretan Kogyo Co., Ltd., trade name: Coronate L). (Ball tack value: 6, Volume resistance value: 2 ⁇ 10 14 ⁇ ⁇ « ⁇ )
- Paint for bonding layer ⁇ Heat-adhesive polyimide resin (manufactured by Ube Industries, trade name: UL2 7, volume resistivity: 1 10 15 0 111)
- Support film C1 Aromatic polyimide resin film (Toray 'DuPont's product name: Kapton 100 mm, thickness 25 ⁇ m, Young's modulus: 5700 MPa, volume resistivity: 1 X 10 15 ⁇ ' cm, heat (Decomposition temperature: about 570 ° C)
- Support film C2 Polyimide resin film (manufactured by Ube Industries, trade name: Upilex S—75, thickness 75 / ⁇ ⁇ , Young's modulus: 9000 MPa, volume resistivity: 1 X 10 17 ⁇ 'cm)
- paint B for the bonding layer is applied on the protective film D1 so that the thickness after drying is 25 m, and dried to form a bonding layer on the protective film.
- a laminated sheet was produced.
- paint A1 for the adhesive layer made of a silicone-based adhesive was prepared, and this paint was applied on the bonding layer of the above laminated sheet so that the thickness after drying was 100 / zm, and dried. did.
- This insulating sheet corresponds to the configuration in which protective films are laminated on both surfaces of the three-layer insulating sheet 1 shown in FIG.
- this insulating sheet la is an arrangement corresponding to the electrodes (pads) of the semiconductor integrated circuit and the electrodes (pads) of the substrate.
- This Solder balls lead-free solder (tin-silver-copper)
- 250 ⁇ m which are conductive particles
- the semiconductor chip as the electronic component 11 (a) and the electrode 17 of the interposer as the electronic component 11 (b) and the conductive particles 7 embedded in the conductive bonding sheet 8 are aligned and laminated, and the three
- the sample was temporarily bonded by bonding at 120 ° C., and then placed in an IR reflow (manufactured by Senju Metal Industries Co., Ltd., maximum temperature 260 ° C.) and heat-treated to obtain an electronic composite part a.
- Coating sheet B for the bonding layer is applied to one side of support film C1 so that the thickness after drying is 25 / zm, dried, and a sheet in which the heat-adhesive bonding layer is laminated on the support film is formed. Produced.
- paint A2 for the adhesive layer made of an acrylic adhesive was prepared, and this paint was applied on the protective film D2 and dried so that the thickness after drying was 100 m.
- the laminated sheet was laminated so that the support film surface of the laminated sheet was bonded to the exposed surface of the acrylic adhesive immediately after drying to obtain an insulating sheet lb.
- This insulating sheet corresponds to a structure in which a protective film is laminated on the surface of the adhesive layer 2 of the three-layer insulating sheet 1 shown in FIG.
- a conductive bonding sheet 8b was obtained in the same manner as in Example 1. After that, the adhesive layer 2 of the conductive bonding sheet 8 faces the electrode surface of the resin-sealed semiconductor chip, which is the electronic component 11 (a), and is conductively bonded to the electrode 17 of the electronic component 11 (a). The conductive particles 7 embedded in the sheet 8 were aligned and pressed at room temperature.
- the element mounting surface side of the interposer which is the electronic component 11 (b) is opposed to the opposite surface (bonding layer surface) of the conductive bonding sheet 8, and the conductive particles 7 embedded in the conductive bonding sheet 8 and the electronic component 11 (
- the electrode 17 of b) was aligned and temporarily bonded by crimping at 100 ° C. Subsequently, it was put into the IR reflow (maximum temperature 260 ° C) and subjected to heat treatment to obtain an electronic composite part b.
- Coating sheet B for the bonding layer is applied to one side of support film C1 so that the thickness after drying is 25 / zm, dried, and a sheet in which the heat-adhesive bonding layer is laminated on the support film is formed. Produced.
- the thickness of the paint B for the bonding layer after drying on the protective film D2 is 25 m.
- the sheet was applied and dried to prepare a sheet having a bonding layer laminated on the protective film.
- paint A2 for the adhesive layer made of an acrylic adhesive was prepared, and this paint was dried on the joint layer of the sheet with the joint layer laminated on the protective film D2, and the thickness after drying was 75 m. It was applied and dried so that The sheet was laminated so that the support film surface side of the sheet having the bonding layer laminated to the support film was bonded to the exposed surface of the acrylic pressure-sensitive adhesive immediately after drying to obtain an insulating sheet lc.
- This insulating sheet lc corresponds to a structure in which a protective film is laminated on one side (the surface of the upper bonding layer 3) of the four-layer insulating sheet 1 shown in FIG.
- Example 1 Using this insulating sheet lc, a conductive bonding sheet 8c was produced in the same manner as in Example 1, and an electronic composite component c was obtained in the same manner as in Example 1.
- a paint A2 for the adhesive layer made of an acrylic adhesive was prepared, and this paint was applied to one side of the support film C1 so that the thickness after drying was 100 m and dried.
- a support film C1 was further laminated on the exposed surface of the acrylic pressure-sensitive adhesive immediately after drying to produce a sheet in which the support film, the adhesive layer and the support film were laminated.
- the coating B for the bonding layer was applied on the protective film D2 so that the thickness after drying was 25 m, and dried to prepare a sheet in which the bonding layer was laminated on the protective film.
- the above-mentioned sheet with the bonding layer laminated on the protective film is thermocompression bonded at 120 ° C and 0.4 MPa on both sides of the sheet laminated with the support film, adhesive layer and support film, respectively.
- Insulating sheet Id was obtained. This insulating sheet Id matches the configuration in which protective films are laminated on both surfaces of the five-layer insulating sheet 1 shown in FIG.
- Example 1 Using this insulating sheet Id, a conductive bonding sheet 8d was produced in the same manner as in Example 1, and an electronic composite part d was obtained in the same manner as in Example 1.
- the coating B for the bonding layer was applied on the protective film D2 so that the thickness after drying was 38 m, and dried to prepare a sheet in which the bonding layer was laminated on the protective film.
- the insulating layer 1 e was obtained by laminating the bonding layer of the sheet in which the bonding layer was laminated on the protective film prepared above on both surfaces of the support film C2, and thermocompression bonding at 120 ° C. and 0.4 MPa. .
- the volume resistance value of the insulating sheet le was 1 ⁇ 10 15 ⁇ ′cm. This insulation
- the sheet le corresponds to the configuration in which protective films are laminated on both sides of the three-layer insulating sheet 1 shown in FIG.
- Example 1 Using this insulating sheet le, a conductive bonding sheet 8e was produced in the same manner as in Example 1, and an electronic composite component e was obtained in the same manner as in Example 1.
- Insulating sheets la to 4 of Examples 1 to 4 The conductive bonding sheets 8a to 8d manufactured using Ld firmly held the conductive particles embedded therein, and reliably prevented their falling off. In addition, it has become possible to wind up in a roll shape, unwind the roll force, and to reverse the sheet, and to handle the conductive bonding sheet in a long length. Furthermore, the electronic composite parts a to d manufactured using the conductive bonding sheets 8a to 8d have a reliable and safe electrical connection.
- the conductive bonding sheet 8e obtained using the insulating sheet le of Comparative Example 1 does not have an adhesive layer, and the support film cannot stably hold the conductive particles. The sheet could not be handled. Also, the obtained electronic composite part e was unstable in electrical connection.
- the insulating sheet of the present invention for the production of a conductive bonding sheet, it becomes possible to produce a conductive bonding sheet that can firmly hold the disposed conductive particles and prevent their dropping, and the conductive bonding sheet. Can be supplied with a long roll and wound up. It became possible to mass-produce joining sheets. As a result, it has become possible to advantageously manufacture a high-precision electronic composite component that can maintain a highly reliable conductive state without causing leakage between terminals.
- the conductive bonding sheet using the insulating sheet of the present invention enables stable electrical connection of various electronic components and is suitably used for manufacturing various electronic composite components.
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Abstract
少なくとも1層の導電性粒子を保持しうる粘着層を有することを特徴とする導電接合シート用の絶縁シート、それを用いた導電接合シートおよびその導電接合シートを用いた電子複合部品の製造方法であって、配設した導電性粒子を強固に保持し、その脱落を防止し得る導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、その製造方法および該導電接合シートを用いた電子複合部品の製造方法を提供する。
Description
明 細 書
導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、導電接合シートの製造 方法および電子複合部品の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、対向する高密度電極の電気的接続に有用な、導電性粒子が表裏また は一方の面に露出した導電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、導電接合 シートの製造方法および電子複合部品の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 電子部品と配線基板等との電気的な導通を伴う接合には、一般的にはんだによる 接合ゃ異方導電性シートによる接合が行われている。はんだによる接合は、端子部 のみのはんだ固定で部品固定が行われており、非導通部は非接着状態であるため 不安定である。アンダーフィル榭脂で非導通部の空間を充填することもあるが、気泡 を発生させずに加工することが困難である。また、高集積ィ匕した電子部品は端子部も 多数配列され、精密なはんだ付けが困難になっている。
また、異方導電性シートは、一般的に加圧または加熱圧着により不連続な導電体 が圧力方向に接触することにより、その両端間での導電性を得る。非導通部も接着 性の異方導電性シートが充填された状態となっているので、接着状態としては安定し ている。しかし、高集積ィ匕した電子部品に対しては、端子間距離が極めて狭くなつて おり、端子間のリークを起こさず信頼性の高い導電状態を維持することが困難になつ ている。
これらの問題の解決を目指すものとして、例えば、特許文献 1には、導電性微粒子 配置フィルムおよび複数の電子部品を該微粒子配置フィルムを用いて導電接続する 導電接続構造体の製造方法が開示されている。この微粒子配置フィルムは、接着性 フィルムの貫通孔に導電性微粒子が配置されたものであり、前記導電性微粒子は、 対向する前記電子部品の電極部に対応する位置にのみ配置されており、プリズム力 メラを用いて前記電子部品の電極部と前記微粒子配置フィルムの導電性微粒子との 位置を確認して導電接続を行うものである。しかし、該微粒子配置フィルムは単層フ
イルムが実施例として開示されて 、るのみであり、該微粒子の保持と電子部品等への 接着および接着耐久性の両立が困難であった。また、該微粒子の保持が不十分で あるため、シート中に導電性微粒子の埋設が完了する前は、シートを移動させたり、 反転させることができず、大量生産に不向きであった。
[0003] 特許文献 1 :特開 2003— 51661号公報
発明の開示
[0004] 本発明の課題は、配設した導電性粒子を強固に保持し、その脱落を防止し得る導 電接合シート用の絶縁シート、導電接合シート、その製造方法および該導電接合シ ートを用いた電子複合部品の製造方法を提供することである。
本発明者らは、前記課題を達成するために鋭意研究を重ねた結果、少なくとも 1層 の、導電性粒子を保持しうる粘着層を有することを特徴とする絶縁シートを導電接合 シートに用いることにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる知 見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、少なくとも 1層の導電性粒子を保持しうる粘着層を有すること を特徴とする導電接合シート用の絶縁シート、前記絶縁シート中に、粘着層に接して 導電性粒子を埋設してなる導電接合シート、前記絶縁シートの所定位置に少なくとも 一方の開口部の径が導電性粒子径より大きい貫通孔を穿設する工程と貫通孔内に 粘着層に接して導電性粒子を埋設する工程とを含むことを特徴とする導電接合シー トの製造方法、及び前記導電接合シートに埋設した導電性粒子の位置と電子部品の 電極の位置とが合致するように位置合わせする工程と、位置合わせした導電接合シ ートと電子部品とを圧着加熱する工程とを含むことを特徴とする電子複合部品の製造 方法を提供するものである。
図面の簡単な説明
[0005] [図 1]本発明の絶縁シートの断面模式図である。
[図 2]本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。
[図 3]本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。
[図 4]本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。
[図 5]本発明の他の絶縁シートの断面模式図である。
圆 6]比較例となる積層シートの断面模式図である。
圆 7]本発明の絶縁シートの製造方法を表す模式図である。
圆 8]本発明の絶縁シートに貫通孔を穿設した模式図である。
圆 9]本発明の絶縁シートの貫通孔内に導電性粒子を埋設した本発明導電接合シー トの模式図である。
圆 10]本発明の絶縁シートの貫通孔内に導電性粒子を埋設する本発明導電接合シ ートの製造方法の模式図である。
圆 11]本発明導電接合シートを用いる電子複合部品の例の模式図である。
圆 12]本発明導電接合シートを用いる電子複合部品の例の模式図である。
[図 13]本発明導電接合シートを用いた電子複合部品の本発明製造方法の模式図で ある。
[図 14]本発明導電接合シートを用いた電子複合部品の本発明製造方法の模式図で ある。
符号の説明
1 絶縁シート
2 粘着層
3 接合層
4 支持フィルム
5 保護フィルム
6 貫通孔
7 導電性粒子
8 導電接合シート
9 吸引テープノレ
10 吸引穴
11 (a) 電子部品(a)
11 (b) 電子部品(b)
12 半導体装置
14 半導体チップ
15 インターポーザー
16 回路基板
17 電極
発明を実施するための最良の形態
[0007] 本発明の第 1の発明は、少なくとも 1層の導電性粒子を保持しうる粘着層を有するこ とを特徴とする導電接合シート用の絶縁シートであって、粘着層は導電性粒子を保 持するためにタック性を有する。粘着層のタック性は、ボールタック値で 2以上である ことが好ましい。特に好ましくは、 3〜20である。ボールタック値が低すぎると、導電性 粒子を粘着層に付着させるときに捉え損なうおそれがあり、ボールタック値が大きす ぎると粘着層の凝集性が低くなりやすぐ耐熱性が劣ったり断面力 粘着剤がはみ出 てしまうおそれがある。なお、粘着層が少なくとも一方の電子部品、特に電子部品の 絶縁部(電極の配置されて!、な ヽ面部分)に接着し得る層であることが好ま 、。
[0008] 本発明の絶縁シートに用いられる粘着層の粘着材料としては、シリコーン系粘着剤 、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ポリエーテル系粘着剤、ポリ エステル系粘着剤等のいずれでもよい。特に、シリコーン系粘着剤やアクリル系粘着 剤が汎用性や耐久性に優れることにより、好ましく用いられる。
[0009] シリコーン系粘着剤は、通常、シリコーンレジン成分とシリコーンガム成分との混合 物からなる粘着主剤と、架橋剤や触媒等の添加剤より構成される。シリコーン系粘着 剤はその架橋系により、付加反応型、縮合反応型、過酸化物架橋型等が存在し、生 産性等の面で付加反応型シリコーン粘着剤が好ま ヽ。付加反応型シリコーン系粘 着剤は、シリコーンガム成分にビニル基を含み、ヒドロシリル基 (SiH基)を架橋部位と したシリコーンガム成分またはシリコーンレジン成分で架橋したものとなる。また、必要 に応じ付加反応型シリコーン系粘着剤には、反応促進のため白金触媒等の触媒が 配合される。
[0010] アクリル系粘着剤としては、各種アクリル酸エステルモノマーと所要によって配合さ れる共重合性のモノマーとの共重合によって得られるコポリマーを主原料とし、適宜 架橋剤その他の添加剤が配合されたものが好適に用いられる。
アクリル酸エステルモノマーとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ェチル アクリル酸ブチル、アクリル酸 2—ェチルへキシル、アクリル酸ォクチル、アクリル酸シ クロへキシル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸アルキルエステルや、メタクリル酸ブ チル、メタクリル酸 2—ェチルへキシル、メタクリル酸シクロへキシル、メタクリル酸ベン ジル等のメタクリル酸アルキルエステルが用いられる。
共重合性のモノマーとしては、例えば官能基を有しないモノマーとして、酢酸ビニル 、プロピオン酸ビュル、ビュルエーテル、スチレン、アクリロニトリルが好適に用いられ る。
また、官能基を有する共重合性のモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル 酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ィタコン酸等のカルボキシル基含有モノマー、 2—ヒドロキシェチル (メタ)アタリレート、 2—ヒドロキシプロピル (メタ)アタリレート、 2- ヒドロキシブチル (メタ)アタリレート、 N—メチロールアクリルアミド、ァリルアルコール 等のヒドロキシル基含有モノマー、ジメチルァミノプロピル (メタ)アタリレート等の 3級ァ ミノ基含有モノマー、アクリルアミド、 N—メチル (メタ)アクリルアミド、 N—メトキシメチ ル (メタ)アクリルアミド、 N -ォクチルアクリルアミド等の N -置換アミド基含有モノマ 一、グリシジルメタタリレート等のエポキシ基含有モノマーが好適に用いられる。ここで 、(メタ)アタリレートとは、アタリレート又はメタタリレートをいい、(メタ)アクリルとは、ァ クリル又はメタクリルをいう。
コポリマーのガラス転移温度 (Tg)が低ければ、絶縁シートの粘着層のボールタック の値は大きくなる傾向があり、例えばホモポリマーの Tgが低いアルキル基の炭素数 力 〜8であるアクリル酸エステルモノマーの共重合比率を多くすることにより達成さ れる。また、官能基を有するモノマーをコポリマーに配合することにより、粘着層の凝 集性や接着性を向上させることができる。
アクリル系粘着剤に用いられる架橋剤としては、イソシアナ一ト系、エポキシ系、金 属キレート化合物系、アミンィ匕合物系、ヒドラジンィ匕合物系、アルデヒドィ匕合物系、金 属アルコキシド系、金属塩系等が挙げられ、中でもイソシアナ一ト系、エポキシ系が 好ましい。
本発明の絶縁シートに用いられる支持フィルムとは、高温下または外部より機械的
応力を受けた場合であっても配列した導電性粒子の位置ずれを防止するフィルムを いう。最外層を除く内側の層に配設されることが好ましい。従って、耐熱性を考慮して 、高融点のものまたは融点が存在しないものが望ましぐ機械的強度の高いものが望 ま 、。支持フィルムの融点または融点を持たな 、支持フィルムの熱分解温度は 15 0°C以上が好ましぐ 200°C以上がさらに好ましい。ポリイミド榭脂、特に芳香族ポリイ ミド榭脂、ポリエチレンテレフタレート榭脂、ポリエチレンナフタレート (PEN)榭脂、ポ リメチルペンテン榭脂、フッ素榭脂、液晶ポリマー、ポリエーテルイミド榭脂、ァラミド 榭脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフエ-レンサルファイド榭脂等の高寸法安定性' 耐熱性フィルムが好適に用いられる。支持フィルムの機械的強度としては、室温にお けるヤング率で lOOMPa以上が好まし!/、。
[0012] 本発明の絶縁シートに用いられる接合層とは、一方の電子部品の絶縁部(電極の 配置されていない面部分)に接着するためのものであり、絶縁シートの一方又は両方 の最外層として配設されることが好ましい。この接合層として、汎用のフィルム状接着 剤や前述した粘着剤を用いることができる。特に常温では非粘着性であるが、加温に より電子部品への接着性を示す加熱接着性のフィルム状接着剤が好ましい。
加熱接着性のフィルム状接着剤としては、例えば、ポリイミド榭脂、特に脂肪族ポリ イミド榭脂、ポリイソイミド榭脂、マレイミド榭脂、ビスマレイミド榭脂、ポリアミドイミド榭 脂、ポリエーテルイミド榭脂、ポリイミド 'イソインドロキソナゾリンジオンイミド榭脂、ポリ 酢酸ビュル、ポリビュルアルコール、ポリ塩化ビュル、ポリアクリル酸エステル、ポリア ミド、ポリビュルプチラール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン酸等の熱可塑 性榭脂が好適に用いられる。
[0013] 本発明の絶縁シートに用いられる保護フィルムは、絶縁シート表面、即ち最外層の 接合層または粘着層の露出面に剥離可能に積層され、絶縁シートの粘着層または 接合層の表面を異物の付着、擦傷や変形から保護する。保護フィルムとしては、シリ コーン榭脂ゃアルキッド榭脂などの剥離剤が塗布されたフィルムが好適に用いられ、 特にポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムの剥離処 理品が好ましい。保護フィルムの厚さは、 10〜200 m力好ましい。絶縁シートの接 合層が非粘着性のフィルム状接着剤である場合は、保護フィルムが配設されていなく
てもよいが、粘着性である場合は、絶縁シートは保護フィルムを配設することによって 取り扱い易くなる。
また、粘着層や接合層を製膜する際のキャリアフィルムをそのまま積層し、これを保 護フィルムとして流用してもよ 、。
[0014] 本発明の絶縁シートは、絶縁性であり、体積抵抗値が 1012 Ω 'cm以上であることが 好ましい。この絶縁シートを構成する粘着層、接合層および支持フィルムも絶縁性で あり、それぞれ、体積抵抗値が 1012 Ω 'cm以上であることが好ましい。
[0015] 本発明の絶縁シートに用いられる導電性粒子は、導電性のある金属粒子やガラス 、セラミックまたはシリカ等の核材に蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング 法、溶射法、めっき法等の一般的方法により粒子表面に導電性金属薄層を形成した ものでもよいが、電子部品同士の、対向する高密度電極の電気的接続を永久的に確 実にするため、低温で溶融する導電性金属粒子が好ましい。特に、はんだボールが 好ましい。はんだボールは各種のはんだ組成力も選択できる。例えば、錫—鉛共晶 はんだ、鉛フリーはんだである錫 銀共晶はんだまたは錫 銀 銅共晶はんだ等か ら幅広く選択できる。導電性粒子の形状は球状または円盤状が好ましい。また、導電 性粒子の平均粒径は 50〜500 μ mが好ましぐ特に、 100〜400 μ mが好ましい。
[0016] 本発明の絶縁シートの構造、その製造方法、導電接合シートの製造方法および電 子複合部品の製造方法を図面を参照しながら説明する。
図 1〜5は本発明の絶縁シート、図 6は比較例としての絶縁シートである。 本発明の絶縁シート 1の基本的な構造は、単層の粘着層 2からなるシート構造であ る力 種々の機能をもった他の層との積層構造の絶縁シートが好ましい。図 1は、粘 着層 2と接合層 3が積層された 2層構造の絶縁シート 1である。図 2は、本発明絶縁シ ート 1の 3層積層構造の例であり、接合層 3、粘着層 2および接合層 3を順次積層した ものである。図 3は、図 1の積層構造の層間に支持フィルム 4が揷入された別の 3層構 造の絶縁シート 1である。図 1および図 3における粘着層 2は、導電性粒子を保持する と共に、電子部品等の電極 (パッド)等の電気接点部を除く面と粘着し接着する機能 も有しており、接合層としての役割も果たしている。図 3において、接合層 3を、接合 層 3としての役割も果たす粘着層 2で置換し、粘着層 2、支持フィルム 4および粘着層
2よりなる 3層構造としてもよい。図 4は、本発明絶縁シート 1の 4層積層構造の 1例で あり、接合層 3、粘着層 2、支持フィルム 4および接合層 3を順次積層したものである。 図 5は、 5層構造の絶縁シート 1の 1例であり、接合層 3、支持フィルム 4、粘着層 2、支 持フィルム 4および接合層 3を順次積層したものである。本発明の絶縁シートは!、ず れも、粘着層 2を有しているため導電性粒子が安定して保持される。
図 6は、比較対照のための 3層構造の例であり、接合層 3、支持フィルム 4および接合 層 3を順次積層したものである。粘着層 2を有して 、な 、ため導電性粒子が安定して 保持されない。
[0017] 粘着層 2、支持フィルム 4および接合層 3の厚さは、完成された導電接合シート 8に おける各層の配列等、特に保護フィルムを除く絶縁シートの総厚によって支配され、 その好ましい範囲が変化する。保護フィルム 5を除く絶縁シート 1は、これによつて製 造される導電接合シートの構成上、導電性粒子の粒径よりも若干薄くなることが好ま しい。従って、その厚さは 30〜300 /ζ πιが好ましい。
粘着層 2の厚さは、埋設された導電性粒子と安定的に接するように選択される必要 があり、その観点力も保護フィルムを除く絶縁シートの総厚の 10〜: LOO%が好ましぐ より好ましくは絶縁シートの総厚の 20〜80%である。
接合層 3の厚さは、接合層が粘着層を兼ねる場合は、上記の粘着層 2の厚みが好 ましい範囲であり、接合層が加熱接着性の接着剤よりなる場合は、 5〜200 mの範 囲が好ましい。
支持フィルム 4の厚さは、絶縁シートの総厚、粘着層 2、および接合層 3の厚さおよ び材料に依存するが、 5〜200 mが好ましい。
[0018] 次に、絶縁シートの製造方法を図 4に示す絶縁シート 1を例に図 7に基づいて説明 する。図 7は、保護フィルム 5を用いる場合の 1例である。予め、保護フィルム 5に接合 層 3用の塗料を塗布して製膜し、保護フィルム +接合層の積層体を 2倍量調製して おく。別途調製した粘着層 2用の塗料を支持フィルム 4に塗布製膜して形成された粘 着層 2と上記積層体の接合層 3とを接合する。続いて、残りの積層体の接合層 3側を 支持フィルム 4の表面に加熱接着することにより、絶縁シート 1を製造する。これは、絶 縁シート 1の製造方法の 1例であり、加工のしゃすさや層間の接着性などを考慮して
、塗布製膜の順番や積層の順番は適宜変更できる。
また、上記では接合層や粘着層が塗料として供給される場合の製造方法について 説明をしたが、これに限らずペレットで供給される場合がある。この場合、塗布製膜の 代わりにペレットを加熱溶融させて支持フィルムまたは保護フィルムへ押出製膜する ことによって上記と同様に製造できる。
以上のように製造した絶縁シートを用いて、本発明の第 2の発明である導電接合シ ート 8を以下のように製造する。図 8に示すように絶縁シート 1の所定位置に少なくとも 一方の開口部の径が導電性粒子径より大きくなるように貫通孔 6を穿設する。絶縁シ ート 1が保護フィルム 5を有する場合は、保護フィルム 5を有する状態で穿設すること が好ましいが、接合層 3が非粘着性の場合は保護フィルム 5を除去して絶縁シート 1 に貫通孔 6を穿設してもよい。
また、貫通孔 6は、円筒状でもよいが、厚さ方向にすり鉢状 (テーパー状)または階 段状に形成すると一方の開口部をより大きくできるので導電性粒子が貫通孔 6に入り 易くなると共に、貫通孔 6内の所定の位置に配置され易くなるため好ましい。貫通孔 6 を形成する手段は、レーザー加工、ドリル加工、パンチング加工等が挙げられる。こ れらの内、炭酸ガスレーザー、 YAGレーザー、エキシマレーザー等を用いたレーザ 一加工が高精度の貫通孔 6を形成するために好ましい。図 9は、導電性粒子 7が絶 縁シート 1の貫通孔 6内に埋設されている導電接合シート 8を示す。導電性粒子 7が 貫通孔 6内に安定的に保持されるためには、粘着層に接して埋設されて ヽることが重 要である。
さらに、貫通孔 6の壁面に露出する粘着層 2に保管中にゴミが付着しないように、貫 通孔の穿設された保護フィルム 5の上、または保護フィルム 5を除去した接合層 3上に 、別のフィルムを貼合して貫通孔 6を塞いでしまってもよい。別のフィルムとしては、直 接接合層 3と積層する場合は保護フィルム 5と同じフィルムが、保護フィルム 5に積層 する場合は粘着層を有するフィルムが、各々用いられる。
導電性粒子 7を貫通孔 6内に埋設する方法としては、(ィ)絶縁シート 1上で導電性 粒子 7を揺動する方法、(口)貫通孔 6を通して絶縁シート 1上の導電性粒子 7を吸引 する方法、(ハ)多数の連結した孔部を有する多孔質台の上に、より大きい開口部を
上にして配置した絶縁シートを乗せ、多孔質台下部から絶縁シート 1上の導電性粒 子 7を減圧吸引する方法、(二)貫通孔 6と同配列で吸着固定した導電性粒子 7を転 写する方法等がある。(ィ)と、(口)または (ハ)の方法を組み合わせて、絶縁シート 1 上で導電性粒子 7を揺動しながら、絶縁シート 1の反対側から貫通孔 6または多孔質 台を通して吸引する方法が好ましい。(ハ)の方法は、多孔質台が有する多数の連結 した孔部カも吸引するので、多孔質台に吸引穴を穿設する必要がない。電子部品同 士の高密度の電気的接続を高精度に行うためには、(二)の方法が好ましい。(口)ま たは (二)の方法において、導電性粒子 7を吸引固定する方法として電磁的に吸引固 定する方法と減圧により吸引固定する方法とがある。
図 10に、導電性粒子 7を転写する(二)の方法を示す。保護フィルム 5を有する絶縁 シート 1を貫通孔 6のより大きい開口部を下にして配置し、その下方に吸引テーブル 9 を配置する。吸引テーブルには、絶縁シート 1の貫通孔 6の配列と位置合わせして配 列した吸引穴 10が穿設されている。吸引穴 10の上部は、導電性粒子 7を固定できる ようにテーパー状にカ卩ェされている。導電性粒子 7を吸引テーブル 9上で揺動しなが ら、吸引穴 10を通して減圧吸引すると、各導電性粒子 7は吸引穴 10の上部に配置さ れる。次に、絶縁シート 1の貫通孔 6と吸引穴 10上の導電性粒子 7を位置合わせした 状態を維持しながら、絶縁シート 1を下方に移動する力、あるいは吸引テーブル 9を 上方に移動することにより吸引テーブル 9の上面力も絶縁シート 1を押し付け、全ての 導電性粒子 7を所定の貫通孔 6に配置する。その後、吸引を停止し絶縁シート 1への 導電性粒子 7の埋設が完了する。上述の方法において、絶縁シート 1と吸引テープ ル 9が上下逆の位置関係であってもよい。
次に、上述のように製造された導電接合シート 8を用いて、 2種の電子部品 11 (a)、 11 (b)を電気的に接続して電子複合部品を製造する方法を説明する。
ここで、電子部品とは、半導体チップ、半導体デバイス (インターポーザー面)、マザ 一ボード (基板)、プリント配線板等の回路板等をいう。電子複合部品としては、図 11 に示すような半導体装置 12や図 12に示す半導体装置が回路基板に搭載された構 造体 13が例示される。
図 11に示す半導体装置 12における 2種の電子部品は、半導体チップ 14とインタ
一ポーザー 15が相当し、図 12に示す構造体 13においては、半導体装置 12と回路 基板 16がこれに相当する。この例において、半導体チップ 14および半導体装置 12 は、通常、導電接合のために回路電極のノッド上に導電性のバンプが形成されてい る力 本発明の製造方法においては導電性のバンプは不要であり、バンプを搭載す るパッド部が電極として露出している構造のものが用意される。
なお、本発明の導電接合シート 8は、半導体装置に関して上記のようにその製造段 階および使用段階の両工程において使用可能である。
電子複合部品の製造方法を図 13および図 14を参照しつつ以下に説明する。 図 13に示すように導電接合シート 8の一面の保護フィルムを剥離し、一方の電子部 品 11 (a)へ露出した接合層面 (または粘着面)を対面させる。導電接合シート 8に埋 設された導電粒子 7と電子部品 11 (a)の電極 17のパッド面とが所定の配列で対向す るよう位置合わせし、導電接合シート 8と電子部品 11 (a)が仮接着される。最外層が 粘着層の場合は室温で圧着することで、加熱接着性の接着剤を使用した接合層の 場合は、加熱テーブルまたは加熱ローラを用いて加熱圧着することで、仮接着される 。次に、導電接合シート 8の反対面の保護フィルムを剥離し、次の電子部品 11 (b)へ 露出した接合層面 (または粘着層面)を対面させ、上記と同様にして電子部品 11 (b) と導電接合シート 8とを仮接着し、三者の積層体を作製する。続いて、この積層体を I Rリフロー(最高温度 240〜265°C)へ投入し、加熱処理することにより、導電性粒子 7が溶融し貫通孔 6の空隙を充満すると共に、電子部品 11 (a)および 11 (b)のそれ ぞれの電極 17とが融着し、電気的接合に加え機械的接合が図 14のように完成する 。また、導電接合シート 8の絶縁シート 1の部分は電子部品間の空間を埋めるアンダ 一フィルの役割を果たす。
上記の説明では、図 13において三者の積層体を上方力も順次積層する工程を示 したが、反対に下方力ゝら仮接着で積層する工程が採用されてもよいし、三者を一括し て仮接着で積層する工程が採用されてもよい。また、接合層 (または粘着層)に保護 フィルムが積層された導電接合シートを用いる製造方法を示して 、るが、保護フィル ムのない場合も同様の方法を採用できる。
実施例
[0022] 次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によ つてなんら限定されるものではな!/、。
なお、ボールタック、体積抵抗値、ヤング率、および導電性粒子脱落試験は、下記 の方法に従って測定した。
<ボーノレタック >
実施例で使用する粘着層用の粘着剤塗料をポリエチレンテレフタレートフィルム( 厚さ 38 μ m)に、乾燥後の膜厚が 25 μ mとなるように塗布乾燥し、これをボールタック 値測定用のサンプルとした。このサンプルを用いて JIS Z0237〖こ基づき測定した。 <体積抵抗値 >
実施例および比較例で使用する単層の粘着層、接合層および支持フィルムを用意 し、 JIS K6911に基づき体積抵抗値を測定した。
なお、粘着層は両面に保護フィルムが積層された状態で体積抵抗値を測定し、別 に保護フィルムの体積抵抗値を測定しておき、粘着層の単層の体積抵抗値を計算に より求めた。
<ヤング率 >
実施例および比較例で使用する支持フィルムを、 JIS K7127に基づき測定した。 <導電性粒子脱落試験 >
後述する実施例 1〜4および比較例 1で得た導電接合シート 8a〜8eをそれぞれ 10 分間逆さまにした後、脱落したはんだボールの数をカウントした。結果を (脱落したは んだボールの数) Z (はんだボールの総数)で表した。
[0023] なお、実施例 1〜4および比較例における粘着層、接合層、支持フィルム、保護フィ ルムに使用した材料は以下の通りである。
1.粘着層
(1) 粘着層用の塗料 A1 : 付加反応型シリコーン粘着主剤 (東レ'ダウコーユング 社製、商品名: SD4580) 100質量部と、白金触媒 (東レ 'ダウコーユング社製、商品 名: SRX212) 1質量部との配合物。(ボールタック値: 14、体積抵抗値: 8 X 1015 Ω 'c m)
(2) 粘着層用の塗料 A2 : アクリル系粘着主剤 (東洋インキ製造社製、商品名:オリ
バイン BPS5375) 100質量部と、有機多価イソシァネート系架橋剤(日本ポリウレタ ン工業社製、商品名:コロネート L) 2質量部との配合物。(ボールタック値: 6、体積抵 抗値: 2 Χ 1014 Ω ·«η)
2.接合層
接合層用の塗料 Β : 加熱接着性のポリイミド系榭脂 (宇部興産社製、商品名: UL2 7、体積抵抗値:1 10150 111)
3.支持フィルム
(1) 支持フィルム C1 : 芳香族ポリイミド榭脂フィルム (東レ 'デュポン社製、商品名: カプトン 100ΕΝ、厚さ 25 μ m、ヤング率: 5700MPa、体積抵抗値: 1 X 1015 Ω 'cm、 熱分解温度:約 570°C)
(2) 支持フィルム C2 : ポリイミド榭脂フィルム (宇部興産社製、商品名:ユーピレック ス S— 75、厚さ 75 /ζ πι、ヤング率: 9000MPa、体積抵抗値: 1 X 1017 Ω 'cm)
4.保護フィルム
(1)保護フィルム D1 : リンテック社製、商品名: SP— PEN38AL— 5
(2)保護フィルム D2 : リンテック社製、商品名: SP— PET3811
実施例 1
加熱接着性の接着剤よりなる接合層として、接合層用の塗料 Bを保護フィルム D1 上に乾燥後の厚さが 25 mになるように塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層 が積層されたシートを作製した。
次に、シリコーン系粘着剤よりなる粘着層用の塗料 A1を調製し、この塗料を上記の 積層されたシートの接合層上に、乾燥後の厚さが 100 /z mとなるように塗布、乾燥し た。上記と同構成のシート (保護フィルム上に接合層が積層されたシート)を別途用意 しておき、乾燥直後のシリコーン系粘着剤の露出面と接合層面を接合積層して、絶 縁シート laを得た。この絶縁シートは、図 2に示す 3層の絶縁シート 1の両面に保護フ イルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート laに、炭酸ガスレーザー照射機 (住友機械工業 (株)製、 LavialOO OTW)を用いて、半導体集積回路の電極 (パッド)および基板の電極 (パッド)に対応 する配列ですり鉢状 (入射径 350 μ m、出射径 250 μ m)の貫通孔 6を穿設した。こ
れら作製した貫通孔 6に導電性粒子である平均粒径 250 μ mのはんだボール (鉛フ リーはんだ (錫—銀—銅) )を上述の (二)の方法で配置し、導電接合シート 8aを得た 。その後、電子部品 11 (a)である半導体チップおよび電子部品 11 (b)であるインター ポーザーの電極 17および導電接合シート 8に埋設された導電性粒子 7を位置合わ せして積層し、これら三者を 120°Cの圧着で仮接着した後、 IRリフロー(千住金属ェ 業 (株)製、最高温度 260°C)へ投入し加熱処理を行い、電子複合部品 aを得た。
[0025] 実施例 2
支持フィルム C1の片面に、接合層用の塗料 Bを、乾燥後の厚さが 25 /z mとなるよう に塗布し、乾燥して、支持フィルムに加熱接着性の接合層が積層されたシートを作製 した。
次に、アクリル系粘着剤よりなる粘着層用の塗料 A2を調製し、この塗料を保護フィ ルム D2上に、乾燥後の厚さが 100 mとなるように塗布、乾燥した。乾燥直後のァク リル系粘着剤の露出面に上記積層されたシートの支持フィルム面が接合するように 積層して、絶縁シート lbを得た。この絶縁シートは、図 3に示す 3層の絶縁シート 1の 粘着層 2の面に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート lbを用いて、実施例 1と同様にして、導電接合シート 8bを得た。そ の後、電子部品 11 (a)である榭脂封止された半導体チップの電極面に導電接合シ ート 8の粘着層 2を対面させ、電子部品 11 (a)の電極 17と導電接合シート 8に埋設さ れた導電性粒子 7の位置合わせを行い、常温で圧着した。さらに、導電接合シート 8 の反対面 (接合層面)に電子部品 11 (b)であるインターポーザーの素子搭載面側を 対面させ、導電接合シート 8に埋設された導電性粒子 7と電子部品 11 (b)の電極 17 の位置合わせを行い、これを 100°Cの圧着で仮接着した。続いて、前記 IRリフロー( 最高温度 260°C)へ投入し加熱処理を行!ヽ、電子複合部品 bを得た。
[0026] 実施例 3
支持フィルム C1の片面に、接合層用の塗料 Bを、乾燥後の厚さが 25 /z mとなるよう に塗布し、乾燥して、支持フィルムに加熱接着性の接合層が積層されたシートを作製 した。
また、接合層用の塗料 Bを保護フィルム D2上に乾燥後の厚さが 25 mとなるように
塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した。
次に、アクリル系粘着剤よりなる粘着層用の塗料 A2を調製し、この塗料を保護フィ ルム D2上に接合層が積層されたシートの接合層の上に、乾燥後の厚さが 75 mと なるように塗布、乾燥した。乾燥直後のアクリル系粘着剤の露出面に、支持フィルム に接合層が積層された上記シートの支持フィルム面側が接合するように積層して、絶 縁シート lcを得た。この絶縁シート lcは、図 4に示す 4層の絶縁シート 1の片面(上側 の接合層 3の面)に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート lcを用いて、実施例 1と同様にして、導電接合シート 8cを製造し、さ らに、実施例 1と同様にして、電子複合部品 cを得た。
[0027] 実施例 4
アクリル系粘着剤よりなる粘着層用の塗料 A2を調製し、この塗料を、支持フィルム C1の片面に、乾燥後の厚さが 100 mとなるように塗布、乾燥した。乾燥直後のァク リル系粘着剤の露出面に、さらに、支持フィルム C1を積層して、支持フィルム、粘着 層および支持フィルムを積層したシートを作製した。
また、接合層用の塗料 Bを保護フィルム D2上に乾燥後の厚さが 25 mとなるように 塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した。
支持フィルム、粘着層および支持フィルムを積層したシートの両面に、保護フィルム 上に接合層が積層された上記シートをそれぞれ接合層の面で接合するように 120°C 、 0. 4MPaで加熱圧着して、絶縁シート Idを得た。この絶縁シート Idは、図 5に示す 5層の絶縁シート 1の両面に保護フィルムが積層された構成に一致する。
この絶縁シート Idを用いて、実施例 1と同様にして、導電接合シート 8dを製造し、さ らに、実施例 1と同様にして、電子複合部品 dを得た。
[0028] 比較例 1
接合層として、接合層用の塗料 Bを保護フィルム D2上に乾燥後の厚さが 38 mと なるように塗布し、乾燥して、保護フィルム上に接合層が積層されたシートを作製した 。また、支持フィルム C2の両面に、上記で作製した保護フィルム上に接合層が積層 されたシートの接合層をラミネートし、 120°C、 0. 4MPaで加熱圧着して絶縁シート 1 eを得た。この絶縁シート leの体積抵抗値は、 1 X 1015 Ω 'cmであった。この絶縁シ
ート leは、図 6に示す 3層の絶縁シート 1の両面に保護フィルムが積層された構成に 一致する。
この絶縁シート leを用いて、実施例 1と同様にして、導電接合シート 8eを製造し、さ らに、実施例 1と同様にして、電子複合部品 eを得た。
[0029] 実施例 1〜4の導電接合シート 8a〜8dおよび比較例 1の導電接合シート 8eについ て、導電性粒子脱落試験を実施した。結果を表 1に示す。
[0030] [表 1] 表 1
[0031] 実施例 1〜4の絶縁シート la〜: Ldを用いて製造した導電接合シート 8a〜8dは、い ずれも埋設した導電性粒子を強固に保持し、その脱落を確実に防止したので、ロー ル状に巻き取ること、ロール力 巻き出すこと、さらにシートを反転させることができる ようになり、導電接合シートを長尺で取り扱うことができるようになった。さらに、導電接 合シート 8a〜8dを用いて製造した電子複合部品 a〜dは、電気的接続が確実かつ安 疋であつ 7こ。
一方、比較例 1の絶縁シート leを用いて得られた導電接合シート 8eは粘着層を有 せず、支持フィルムが導電性粒子を安定して保持することができないため、ロール状 での導電接合シートの取り扱いが不可能であった。また、得られた電子複合部品 eも 電気的接続が不安定であった。
[0032] 本発明の絶縁シートを導電接合シートの製造に用いることにより、配設した導電性 粒子を強固に保持し、その脱落を防止し得る導電接合シートの製造が可能となり、導 電接合シートを長尺のロールで供給し巻き取りし得ることとなったので、簡便に導電
接合シートを大量生産することが可能となった。これにより、端子間のリークを起こさ ず信頼性の高い導電状態を維持し得る高精度の電子複合部品を有利に製造し得る こととなった。
産業上の利用可能性
本発明の絶縁シートを用いた導電接合シートは、種々の電子部品の安定な電気的 接続を可能にし、各種電子複合部品の製造に好適に用いられる。
Claims
請求の範囲
[I] 少なくとも 1層の導電性粒子を保持しうる粘着層を有することを特徴とする導電接合 シート用の絶縁シート。
[2] 前記粘着層が少なくとも一方の電子部品に接着し得る層であることを特徴とする請 求項 1に記載の絶縁シート。
[3] 前記粘着層と、一方の最外層として電子部品に接着し得る接合層とを配設してなる 請求項 1または 2に記載の絶縁シート。
[4] 両方の最外層として電子部品に接着し得る接合層を配設してなる請求項 1または 2 に記載の絶縁シート。
[5] 前記接合層が、加熱接着性の接着剤力もなる請求項 3または 4に記載の絶縁シート
[6] 最外層を除く内側の層として支持フィルムを配設してなる請求項 3〜5のいずれか 1 項に記載の絶縁シート。
[7] 粘着層、支持フィルムおよび粘着層を順次配設してなる請求項 1または 2に記載の 絶縁シート。
[8] 接合層、支持フィルム、粘着層、支持フィルムおよび接合層を順次配設してなる請 求項 4に記載の絶縁シート。
[9] 接合層、粘着層および接合層を順次配設してなる請求項 4に記載の絶縁シート。
[10] 接合層、粘着層、支持フィルムおよび接合層を順次配設してなる請求項 4に記載の 絶縁シート。
[II] 最外層の接合層または粘着層の露出面に保護フィルムを剥離可能に配設してなる 請求項 1〜10のいずれか 1項に記載の絶縁シート。
[12] 請求項 1〜11のいずれか 1項に記載の絶縁シート中に、粘着層に接して導電性粒 子を埋設してなる導電接合シート。
[13] 導電性粒子の平均粒径が 50〜500 μ mである請求項 12に記載の導電接合シート
[14] 請求項 1〜: L 1のいずれか 1項に記載の絶縁シートの所定位置に少なくとも一方の 開口部の径が導電性粒子径より大き!、貫通孔を穿設する工程と貫通孔内に粘着層
に接して導電性粒子を埋設する工程とを含むことを特徴とする導電接合シートの製 造方法。
[15] 貫通孔を穿設する工程において、貫通孔を厚さ方向にテーパー状または階段状に 形成する請求項 14に記載の導電接合シートの製造方法。
[16] 導電性粒子を埋設する工程にお!ヽて、絶縁シート上で導電性粒子を揺動する請求 項 14または 15に記載の導電接合シートの製造方法。
[17] 導電性粒子を埋設する工程において、貫通孔または多孔質台を通して絶縁シート 上の導電性粒子を吸引する請求項 14〜16のいずれか 1項に記載の導電接合シート の製造方法。
[18] 導電性粒子を埋設する工程において、貫通孔と同配列で吸着固定した導電性粒 子を絶縁シートに転写する請求項 14または 15に記載の導電接合シートの製造方法
[19] 請求項 12または 13に記載の導電接合シートに埋設した導電性粒子の位置と電子 部品の電極の位置とが合致するように位置合わせする工程と、位置合わせした導電 接合シートと電子部品とを圧着加熱する工程とを含むことを特徴とする電子複合部品 の製造方法。
[20] 導電性粒子と電子部品の電極とを位置合わせする工程の前に、さらに、請求項 11 に記載の保護フィルムを剥離する工程を含む請求項 19に記載の電子複合部品の製 造方法。
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