WO2015174447A1 - 異方性導電フィルム - Google Patents

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conductive film
insulating spacer
adhesive layer
insulating
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茂行 吉澤
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デクセリアルズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an anisotropic conductive film.
  • a flexible printed circuit (FPC) substrate 100 connected to a glass substrate of a display panel such as a liquid crystal panel or an organic EL panel has a width of 20 ⁇ m or more and 600 ⁇ m or less and a length of 1000 ⁇ m or more on one side. It has a bump group in which a large number of elongated bumps 110 having a pitch of 3000 ⁇ m or less and a height of 0.1 ⁇ m to 500 ⁇ m are arranged at a pitch of several tens ⁇ m to several hundreds ⁇ m.
  • an anisotropic conductive film is temporarily attached to a glass substrate, and an FPC substrate is placed thereon from the bump forming surface side, and a flat pressing surface is formed from the film substrate side.
  • the FPC board and the glass substrate are anisotropically conductively connected by performing a thermocompression treatment after adjusting the wide thermal pressing tool to be parallel to the glass substrate.
  • a spherical insulating spacer having a particle size relatively smaller than the conductive particle size is used as the anisotropic conductive film. It is proposed to contain (Patent Document 1). On the other hand, for such a spherical insulating spacer, even if contact with a piece of a hot pressing tool occurs, the contact of the piece is eased, and as a gap spacer for realizing uniform crushing of conductive particles Expected to work.
  • an anisotropic conductive connection is made between an electronic component such as a glass substrate and another electronic component such as an FPC substrate through an anisotropic conductive film containing a spherical insulating spacer, the spherical insulating spacer Because it is not in contact with the wiring and bumps of electronic parts on a wide surface, but is in point contact, the pressing force of the hot pressing tool cannot be sufficiently dispersed, so the anisotropic on the non-contact side There is a problem that the conductive resistance value of the conductive conductive connection portion increases to, for example, 4 ⁇ or more.
  • An object of the present invention is to solve the conventional problems, and an electronic component such as a glass substrate and another electronic component such as an FPC substrate are anisotropy using a heat pressing tool through an anisotropic conductive film. Even when contact of the heat pressing tool occurs when conducting a conductive connection, the conductive resistance value of the anisotropic conductive connection portion on the non-contact side and the anisotropic conductive connection portion on the non-contact side is set.
  • An object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film capable of suppressing the occurrence of variations.
  • the present inventor has found that the object of the present invention can be achieved by changing the shape of the insulating spacer from a spherical shape in point contact with the bump to a columnar shape in line contact in the anisotropic conductive film, and completes the present invention. It came to.
  • the present invention is an anisotropic conductive film comprising an anisotropic conductive adhesive layer in which an insulating spacer and conductive particles are held in an insulating adhesive, and the insulating spacer has a columnar shape.
  • An anisotropic conductive film is provided.
  • the present invention also provides a connection structure in which the first electronic component is anisotropically conductively connected to the second electronic component using the anisotropic conductive film described above.
  • the present invention is a connection method for anisotropically conductively connecting a first electronic component to a second electronic component with the above-described anisotropic conductive film
  • a connection method is provided in which an anisotropic conductive film is temporarily attached to a second electronic component, the first electronic component is mounted on the temporarily attached anisotropic conductive film, and thermocompression bonding is performed from the first electronic component side. To do.
  • the anisotropic conductive film of the present invention contains a columnar insulating spacer.
  • a columnar insulating spacer makes a line contact instead of a point contact with a bump or a wiring during anisotropic conductive connection. Therefore, even when the contact of the hot pressing tool occurs, the pressing force is dispersed in the long axis direction of the spacer, so that the bump and the wiring are not damaged, and the gap spacer functions sufficiently. Therefore, even when the heat pressing tool hits one side, a good conduction resistance value can be realized on both the one side hit and the other side.
  • FIG. 1 is a perspective view of a single layer anisotropic conductive film of the present invention.
  • FIG. 2A is a perspective view of the two-layer anisotropic conductive film of the present invention.
  • FIG. 2B is a perspective view of the two-layer anisotropic conductive film of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a bump forming surface of the flexible printed circuit board.
  • FIG. 4A is an explanatory diagram illustrating that the hot pressing tool and the glass substrate are adjusted to be parallel to each other at the start of anisotropic conductive connection.
  • FIG. 4B is an explanatory view of one piece of the heat pressing tool at the time of anisotropic conductive connection.
  • a single-layer anisotropic conductive film 10 of the present invention comprises an anisotropic conductive adhesive layer 3 in which insulating spacers 1 and conductive particles 2 are held in an insulating adhesive.
  • ⁇ Insulating spacer 1> a columnar shape is used as the insulating spacer 1. This is because the pressing force by the thermal pressing tool 115 at the time of anisotropic conductive connection is dispersed in the major axis direction, and even if the thermal pressing tool 115 hits one side, it retains the function as a gap spacer, and bumps and wiring This is to prevent damage to the substrate and realize a good conduction resistance value and insulation resistance value.
  • the degree of insulation of the insulating spacer 1 is such that the surface resistance value is preferably 1.0E + 10 ⁇ / ⁇ or more in order not to disturb the anisotropic connection (in other words, to prevent the occurrence of a short circuit). Is a level.
  • the insulating spacer 1 is required to exhibit heat resistance that can withstand the heating during the anisotropic conductive connection (usually about 200 ° C.).
  • Examples of the shape of the insulating spacer 1 include a hexagonal column, a pentagonal column, a quadrangular column, a polygonal column such as a triangular column, a cylinder, an elliptical column, a pentagonal column, and a hexagonal column.
  • a cylinder is preferable. This is because when the insulating spacer 1 is arranged in parallel to the bumps 110, the insulating spacer 1 is in line contact and it is easy to determine the conditions of the heat pressing condition.
  • the height direction of the columnar insulating spacer 1 in the present invention is the major axis direction
  • the length is the major axis length
  • the width direction of the cross-section of the column is the minor axis direction, the widest width thereof.
  • the length is defined as the minor axis length.
  • the average minor axis length of the insulating spacer 1 is preferably 30 or more and 80 or less, more preferably 60 or more and 75 or less, assuming that the average particle diameter of the conductive particles used in the anisotropic conductive film is 100. Within this range, the conductive particles can be crushed to show a good conduction resistance value with a hot pressing tool during anisotropic conductive connection, and the conductive particles that may cause an increase in conduction resistance value are too crushed. Can be suppressed.
  • the short axis length of the insulating spacer 1 can be measured by using an optical microscope, and the average short axis length is obtained as an average value of the short axis lengths of arbitrary 50 insulating spacers 1. Can be calculated.
  • the long axis length of the insulating spacer 1 can be measured as its maximum length using an image observation type particle size distribution measuring device, and the average long axis length is also any 50 insulating spacers. It can be calculated by averaging the maximum length of 1.
  • the average major axis length of the insulating spacer 1 calculated as described above is preferably 4 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less, more preferably 6 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. If it is this length, the pressing force by a hot pressing tool can be disperse
  • the aspect ratio (average major axis length / average minor axis length) of the insulating spacer 1 is preferably 1.33 or more and 20 or less, more preferably 1.67 or more and 6.67 or less. When the aspect ratio is within this range, the pressing force by the hot pressing tool can be dispersed well, and the handleability is improved.
  • Examples of the material of the insulating spacer 1 include ceramics such as glass and alumina, and insulating coating metals such as nickel and copper coated with an insulating material such as insulating resin and ceramics. Among these, transparent glass is preferable. This is because, when an excessive stress is applied, the insulating spacer 1 itself is crushed and the stress can be relaxed without hindering the sandwiching of the conductive particles (in the case of metal-coated resin particles). In addition, it is easy to inspect when confirming the bump impression after anisotropic conductive connection. Moreover, it is difficult to be affected by expansion and contraction due to heat, and corrosion due to metal ions and migration of metal ions do not occur.
  • ultraviolet curable insulating adhesive when used, ultraviolet rays are transmitted to some extent, so that it is difficult to cause insufficient curing. Moreover, if it is transparent, the influence of a color can be suppressed to the minimum and the design freedom as an anisotropic conductive film can be kept high.
  • the abundance of the insulating spacer 1 in the anisotropic conductive film 10 does not obstruct the anisotropic conductive connection as a foreign matter even when the one-side contact by the heat pressing tool 115 during the anisotropic conductive connection occurs.
  • it is preferably 1 or more and 300 or less, more preferably 2 or more and 200 or less, and even more preferably 3 or more and 50 or less per square mm.
  • the abundance of the insulating spacer 1 in the anisotropic conductive film 10 can be measured by observing the film surface with an optical microscope.
  • the abundance of the insulating spacer 1 in the anisotropic conductive film 10 can also be expressed on a mass basis.
  • the abundance is preferably 1 part by mass or more and 25 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or more in 100 parts by mass when the total mass of the anisotropic conductive film 10 is 100 parts by mass.
  • the amount is 15 parts by mass or less.
  • the conductive particles 2 can be appropriately selected from those used in conventionally known anisotropic conductive films.
  • metal particles such as nickel, cobalt, silver, copper, gold, and palladium, alloy particles such as solder, metal-coated resin particles, and the like can be given. Two or more kinds can be used in combination.
  • the average particle diameter of the conductive particles 2 is preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, more preferably, in order to be able to cope with variations in wiring height, to suppress an increase in conduction resistance, and to prevent occurrence of a short circuit. Is 3 ⁇ m or more and 9 ⁇ m or less.
  • the particle size of the conductive particles 2 can be measured by a general particle size distribution measuring device, and the average particle size can also be obtained using the particle size distribution measuring device.
  • the abundance of the conductive particles 2 in the anisotropic conductive film 10 is preferably 50 or more and 100000 or less per square mm in order to suppress a decrease in the efficiency of capturing the conductive particles and to suppress the occurrence of a short circuit. Preferably they are 200 or more and 70000 or less. This abundance can be measured by observing the film surface with an optical microscope.
  • the anisotropic conductive connection since the conductive particles 2 in the anisotropic conductive film 10 are dispersed in the binder, it may be difficult to observe with an optical microscope. In such a case, the anisotropic conductive film after anisotropic conductive connection may be observed. In this case, the abundance can be determined in consideration of the film thickness change before and after connection.
  • the abundance of the insulating spacer 1 in the anisotropic conductive film 10 may also be obtained by a similar method.
  • the abundance of the conductive particles 2 in the anisotropic conductive film 10 can also be expressed on a mass basis.
  • the abundance is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more in 100 parts by mass when the total mass of the anisotropic conductive film 10 is 100 parts by mass.
  • the amount is 10 parts by mass or less.
  • An anisotropic conductive adhesive layer 3 constituting the anisotropic conductive film 10 of the present invention shown in FIG. 1 includes an insulating spacer 1 and conductive particles 2 on an insulating adhesive used in a known anisotropic conductive film. The film was dispersed and formed.
  • an insulating adhesive it can select suitably from the various insulating adhesives used for the well-known anisotropic conductive film according to the use etc. of an anisotropic conductive film.
  • a known thermopolymerizable (or thermosetting) insulating adhesive or photopolymerizable (or photocurable) insulating adhesive that is liquid, paste, or film can be applied.
  • These insulating adhesives can be composed of a film-forming resin, a polymerization component (curing component), a polymerization initiator (curing agent), a silane coupling agent, and the like.
  • these insulating adhesives include a photoradical polymerizable acrylate insulating adhesive containing a (meth) acrylate compound and a photoradical polymerization initiator, and a (meth) acrylate compound and a thermal radical polymerization initiator.
  • An insulating adhesive, a thermal anionic polymerizable epoxy-based insulating adhesive containing an epoxy compound and a thermal anionic polymerization initiator can be used.
  • a thermal radical polymerization initiator may be used in addition to the radical photopolymerization initiator.
  • a thermal cationic polymerization initiator may be used in addition to the cationic photopolymerization initiator.
  • the (meth) acrylate compound a conventionally known photopolymerizable (meth) acrylate monomer can be used.
  • a monofunctional (meth) acrylate monomer or a bifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate monomer can be used.
  • (meth) acrylate includes acrylate and methacrylate.
  • photo radical polymerization initiator examples include known polymerization initiators such as an acetophenone photopolymerization initiator, a benzyl ketal photopolymerization initiator, and a phosphorus photopolymerization initiator.
  • the amount of the radical photopolymerization initiator used is preferably 0.1 parts by weight because the polymerization does not proceed sufficiently if the amount is too small relative to 100 parts by weight of the (meth) acrylate compound, and if it is too large, it causes a decrease in rigidity. It is 25 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less.
  • thermal radical polymerization initiator examples include organic peroxides and azo compounds.
  • organic peroxides that does not generate nitrogen that causes bubbles can be preferably used.
  • the amount of the thermal radical polymerization initiator used is too small, curing will be poor, and if it is too large, the product life will be reduced. Therefore, with respect to 100 parts by weight of the (meth) acrylate compound, preferably 2 parts by weight or more and 60 parts by weight or less, More preferably, they are 5 to 40 mass parts.
  • the epoxy compound examples include a bisphenol A type epoxy resin, a bisphenol F type epoxy resin, a novolac type epoxy resin, a modified epoxy resin thereof, an alicyclic epoxy resin, and the like. it can.
  • an oxetane compound may be used in combination.
  • photocationic polymerization initiator those known as photocationic polymerization initiators for epoxy compounds can be employed, and examples thereof include sulfonium salts and onium salts.
  • the amount of the cationic photopolymerization initiator is preferably 3 parts by mass or more and 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy compound. Part or less, more preferably 5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
  • thermal cationic polymerization initiator those known as thermal cationic polymerization initiators for epoxy compounds can be employed.
  • thermal cationic polymerization initiators for epoxy compounds.
  • iodonium salts, sulfonium salts, phosphonium salts, ferrocenes, etc. that generate an acid by heat are used.
  • an aromatic sulfonium salt showing a good potential with respect to temperature can be preferably used.
  • the amount of the thermal cationic polymerization initiator is too small, the curing tends to be poor, and if it is too much, the product life tends to be reduced. 60 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less.
  • thermal anion polymerization initiator those known as the thermal anion polymerization initiator of the epoxy compound can be employed, for example, aliphatic amine compounds, aromatic amine compounds, secondary or Tertiary amine compounds, imidazole compounds, polymercaptan compounds, boron trifluoride-amine complexes, dicyandiamide, organic acid hydrazides, etc. can be used.
  • a compound can be preferably used.
  • the amount of the thermal anionic polymerization initiator is preferably 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the epoxy compound. 60 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or more and 40 parts by mass or less.
  • the film-forming resin examples include phenoxy resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, saturated polyester resin, urethane resin, butadiene resin, polyimide resin, polyamide resin, polyolefin resin, and the like. be able to.
  • a phenoxy resin can be preferably used from the viewpoint of film forming property, workability, and connection reliability.
  • silane coupling agent examples include an epoxy silane coupling agent and an acrylic silane coupling agent. These silane coupling agents are mainly alkoxysilane derivatives.
  • the insulating adhesive used in the present invention may contain a filler, a softening agent, an accelerator, an anti-aging agent, a colorant (pigment, dye), an organic solvent, an ion catcher agent, and the like as necessary. .
  • the thickness of the anisotropic conductive adhesive layer 3 (that is, the anisotropic conductive film 10) in the embodiment of FIG. 1 is preferably 3 ⁇ m to 50 ⁇ m, more preferably 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. If it is this range, it will become easy to arrange the anisotropic shape of a spacer, and it can be used without a problem practically.
  • the thickness of the anisotropic conductive adhesive layer 3 (that is, the anisotropic conductive film 10) in the embodiment of FIG. 1 is preferably 90 or less, more preferably 25, where the long axis length of the insulating spacer 1 is 100.
  • the short axis length of the insulating spacer 1 is 100, it is preferably 100 or more, more preferably 120 or more. This is because the long axis is oriented substantially parallel to the plane of the anisotropic conductive film 10 so that the insulating spacer 1 functions as a good gap spacer without inhibiting the anisotropic conductive connection.
  • substantially parallel refers to a relationship in which the angle formed by the plane of the anisotropic conductive film 10 and the long axis of the insulating spacer 1 is preferably within ⁇ 70 °. This angle can be measured by observing the cross section of the anisotropic conductive film 10 using an optical microscope or an electron microscope. What has such an angle is preferably 80% or more, more preferably 95% or more in terms of the number of insulating spacers 1. If this ratio is too low, there is a concern that the insulating spacer 1 itself is excessively crushed.
  • the anisotropic conductive film 10 of the aspect of FIG. 1 mixes the insulating spacer 1, the conductive particles 2, and other components such as a solvent, if necessary, in an insulating adhesive, and the mixture is placed on the release film. It can be manufactured by applying and drying.
  • the anisotropic conductive film 10 of the present invention has two layers in which the anisotropic conductive adhesive layer 3 is formed by laminating the first adhesive layer 3a and the second adhesive layer 3b. Can have a structure.
  • the first adhesive layer 3a is formed by containing an insulating spacer 1 and conductive particles 2 in an insulating adhesive, and the second adhesive layer 3b. Is a film in which an insulating adhesive is formed.
  • the insulating spacer 1 and the conductive particles 2 coexist in the same layer, the effect of the spacer can be easily obtained.
  • the first adhesive layer 3a is formed by including an insulating spacer 1 in an insulating adhesive
  • the second adhesive layer 3b is an insulating film.
  • the film is formed by adding conductive particles 2 to the adhesive.
  • the insulating spacer 1 and the conductive particles 2 are superposed at the time of pressurization, if the insulating spacer 1 has a shape such as a cylinder having a curved surface, the superposition is maintained due to the influence of resin flow or the like. Because it is difficult to do so, there is no practical problem.
  • the insulating spacer 1, conductive particles 2, and insulating adhesive used in the anisotropic conductive film 10 of the embodiment of FIGS. 2A and 2B are the same as those described in the anisotropic conductive film 10 of the embodiment of FIG. Can be used. Further, the abundance of the insulating spacer 1 and the conductive particles 2 in the anisotropic conductive film 10 can be the same as or less than that of the anisotropic conductive film 10 of the embodiment of FIG.
  • the thickness of the first adhesive layer 3a is preferably 1 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less, more preferably 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Within this range, the insulating spacers 1 can be aligned within a predetermined angle in the coating step, and productivity is improved.
  • the thickness of the first adhesive layer 3a is preferably 90, assuming that the major axis length of the first insulating spacer 1 is 100 for the same reason as the anisotropic conductive adhesive layer 3 in the embodiment of FIG. Hereinafter, it is more preferably 25 or less, and when the short axis length of the insulating spacer 1 is 100, it is preferably 100 or more, more preferably 120 or more.
  • the thickness of the second adhesive layer 3b is preferably 1 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. If it is this range, the fall of mounting electroconductive particle capture
  • the anisotropic conductive film 10 in the embodiment of FIG. 2A is obtained by mixing an insulating spacer 1 and conductive particles 2 with an insulating adhesive and other components such as a solvent, if necessary, and placing the mixture on a release film.
  • the first adhesive layer 3a is formed by applying and drying or curing.
  • the insulating adhesive is mixed with other components such as a solvent as necessary, and the mixture is applied to the release film. It can be manufactured by forming the second adhesive layer 3b by applying and drying or curing and laminating both layers.
  • the anisotropic conductive film 10 of the embodiment of FIG. 2B is obtained by mixing the insulating spacer 1 with an insulating adhesive and other components such as a solvent as necessary, and applying the mixture onto the release film.
  • the first adhesive layer 3a is formed by drying or curing.
  • the conductive particles 2 and other components such as a solvent are mixed with the insulating adhesive, and the mixture is peeled off. It can be manufactured by forming the second adhesive layer 3b by applying it on a film and drying or curing it, and laminating both layers.
  • the anisotropic conductive film thus obtained includes a first electronic component such as a flexible printed circuit (FPC) substrate, an IC chip, and an IC module, a flexible printed circuit (FPC) substrate, a rigid substrate, a glass substrate, and a plastic. This can be preferably applied to anisotropic conductive connection between a second electronic component such as a substrate or a ceramic substrate by heat or light.
  • the connection structure thus obtained is also part of the present invention.
  • an anisotropic conductive film is temporarily attached to a second electronic component such as a wiring board, and the first electronic component such as an IC chip is mounted on the temporarily attached anisotropic conductive film, Thermocompression bonding from the electronic component side is preferable from the viewpoint of improving connection reliability. Moreover, it can also connect using photocuring.
  • Example 1 Manufacture of anisotropic conductive film in which insulating spacers and conductive particles are dispersed and held in a single layer
  • Phenoxy resin (YP-50, Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) 40 parts by mass, liquid epoxy resin (jER828, Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 40 parts by mass, microcapsule type latent curing agent (Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.) NovaCure HX3941HP) 20 parts by mass, conductive particles (Ni / Au plated resin particles, AUL704, Sekisui Chemical Co., Ltd.) 12 parts by mass, and glass cylindrical insulating spacers (PF-30) Nippon Electric Glass Co., Ltd .: (average major axis length 16 ⁇ m, average minor axis length 3 ⁇ m)) A mixed liquid was prepared so that the solid content was 50 mass% with toluene.
  • This mixed liquid is applied to a polyethylene terephthalate release film (PET release film) having a thickness of 50 ⁇ m so that the dry thickness is 20 ⁇ m, and dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes to form an anisotropic conductive adhesive layer.
  • PET release film polyethylene terephthalate release film
  • the heat-polymerized anisotropic conductive film was formed.
  • Example 2 Manufacture of an anisotropic conductive film having a two-layer structure in which a second adhesive layer, conductive particles, and a first adhesive layer containing an insulating spacer are laminated
  • Phenoxy resin (YP-50, Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd.) 40 parts by mass, liquid epoxy resin (jER828, Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 40 parts by mass, microcapsule type latent curing agent (Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.) NovaCure HX3941HP) 20 parts by mass and glass columnar insulating spacer (PF-30, Nippon Electric Glass Co., Ltd .: (average major axis length 16 ⁇ m, average minor axis length 3 ⁇ m)) 8 parts by mass and average grain
  • a mixed solution was prepared by adding 6 parts by mass of conductive particles (Ni / Au plated resin particles, AUL704, Sekisui Chemical Co., Ltd.) having
  • PET release film polyethylene terephthalate release film having a thickness of 50 ⁇ m so that the dry thickness is 5 ⁇ m, and is dried in an oven at 80 ° C. for 5 minutes, whereby a relatively thin first adhesive is obtained. A layer was formed.
  • Comparative Example 1 An anisotropic conductive film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the insulating spacer was not used.
  • Comparative Example 2 An anisotropic conductive film having a single layer structure was obtained in the same manner as in Example 1 except that 15 parts by mass of a spherical spacer (Si filler) having an average particle diameter of 1 ⁇ m was used in place of the cylindrical insulating spacer.
  • a spherical spacer Si filler
  • Comparative Example 3 An anisotropic conductive film having a two-layer structure is obtained in the same manner as in Example 2 except that 7.5 parts by mass of a spherical spacer (Si filler) having an average particle diameter of 1 ⁇ m is used in place of the cylindrical insulating spacer. It was.
  • a spherical spacer Si filler
  • An anisotropic conductive film (length 1.5 mm ⁇ width 40 mm) of each example and comparative example is sandwiched between a glass substrate for measuring an initial conduction resistance value and a flexible printed circuit board (FPC board), and hot pressed. Heating and pressing with a tool (200 ° C., 5 MPa, 15 seconds) to obtain a connection for evaluation, and measuring the conduction resistance value of the connection for evaluation using a digital multimeter 7557 (Yokogawa Electric Corporation) did.
  • the evaluation glass substrate, FPC substrate, and hot pressing tool used will be described below. In practice, it is desired to be 4 ⁇ or less.
  • Electrode Solid electrode of indium tin composite oxide (ITO) with a thickness of 220 nm
  • Film material 38 ⁇ m thick polyimide film (Kapton type) Connection part film width: 1.5 mm Bump size: 2500 ⁇ m long, 25 ⁇ m wide, 8 ⁇ m high copper / nickel bump Bump arrangement: 15 pitches (No. 1 at the left end and No. 15 at the right end) at a pitch of 50 ⁇ m are arranged in parallel in the center in the width direction of the film (see FIG. 3)
  • Thermal pressing tool with a flat pressing surface Pressing surface size: 100 mm x 1.5 mm (longitudinal direction coincides with width direction of FPC film) Per piece contact condition: 0.2 ° tilt so that the right side touches the glass substrate
  • the center part of the FPC board is No. No. 6-10 bumps are formed on the left side (non-piece contact side). No. 1-5 bumps are formed, and on the right side (one-sided side), no. 11 to 15 bumps were formed. Overall, no. No. 1 bump No. It is considered that the pressing force gradually increases toward 15 bumps.
  • the anisotropic conductive film of Comparative Example 2 is a single layer anisotropic conductive adhesive layer containing a spherical spacer, but the conduction resistance value on the non-piece contact side becomes conductive as the pressing force decreases. Although the resistance value increased, the degree of increase was larger than that of Comparative Example 1, and The bumps 1 to 5 show conduction resistance values exceeding 4 ⁇ . The bumps 1 to 3 exceeded 10 ⁇ .
  • the anisotropic conductive film of Comparative Example 3 contains a spherical spacer on the thin side of the anisotropic conductive adhesive layer having a two-layer structure, and contains conductive particles on the thick side.
  • the conduction resistance value increased as the pressing force decreased.
  • a conduction resistance value exceeding 9 ⁇ was shown.
  • the conduction resistance value slightly increased as the pressing force of the conduction resistance value on the non-piece contact side decreased, but both showed a conduction resistance value of less than 4 ⁇ . It was. Both were able to obtain sufficient conduction performance.
  • the anisotropic conductive film of Example 2 the anisotropic conductive adhesive layer has a two-layer structure of a thin layer and a thick layer, and columnar insulating spacers and conductive particles are blended in the thin layer. Compared with Example 1, the increase in the conduction resistance value was suppressed, and the contact per piece tended to be good.
  • Example 2 the cylindrical insulating spacer was substantially parallel to the plane of the film, but Example 2 was more parallel. Further, in Example 2, even when the blending amount of the conductive particles and the cylindrical insulating spacer is half that in Example 1, better characteristics can be obtained with respect to one piece, and the same level of conduction performance is exhibited. It was. This is because the layer containing the conductive particles and the cylindrical insulating spacer is sufficiently thin with respect to the long axis of the cylindrical insulating spacer so that it is more parallel to the plane of the film during coating. Therefore, it is considered that the effect is more easily manifested.
  • the anisotropic conductive film of the present invention contains a columnar insulating spacer. Therefore, when an electronic component such as a glass substrate and another electronic component such as a film substrate are anisotropically conductively connected via the anisotropic conductive film of the present invention, the heat pressing tool to be used hits one side. Even so, a good initial conduction resistance value can be realized both on the one-sided side and on the other side. Therefore, the anisotropic conductive film of the present invention is useful for anisotropic conductive connection between electronic components.

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Abstract

　異方性導電フィルムを介してガラス基板等の電子部品と、フィルム基板等の別の電子部品とを異方性導電接続する際に、使用する熱押圧ツールが片当たりした場合であっても、片当たりした側とそうではない側の双方で良好な初期導通抵抗値を実現できるようにするための異方性導電フィルムは、絶縁性スペーサと導電粒子とが絶縁性接着剤中に保持された異方性導電接着層を有し、絶縁性スペーサとして、その形状が柱状であるものを使用する。

Description

異方性導電フィルム
　本発明は、異方性導電フィルムに関する。
　図３に示すように、液晶パネル、有機ＥＬパネル等の表示パネルのガラス基板に接続されるフレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板１００の多くは、その一辺に、幅２０μｍ以上６００μｍ以下、長さ１０００μｍ以上３０００μｍ以下、高さ０．１μｍ以上５００μｍ以下の多数の細長いバンプ１１０が数十μｍ以上数百μｍ以下のピッチで配列形成されたバンプ群を有している。このような表示パネルを製造する際、ガラス基板に対して異方性導電フィルムを仮貼りし、その上にＦＰＣ基板をバンプ形成面側から載置し、フィルム基板側から、平坦な押圧面を有する幅広の熱押圧ツールをガラス基板に対して平行となるように調整した後、熱圧着処理を行うことにより、ＦＰＣ基板とガラス基板とを異方性導電接続している。
　しかしながら、図４Ａに示すように、熱押圧ツール１１５をガラス基板１２０に対して平行になるように調整し、異方性導電フィルム１３０を介してＦＰＣ基板１００を熱圧着したとしても、熱圧着の回数を重ねるとそれらの平行関係がズレ（図４Ｂ参照）、熱押圧ツール１１５の片当たりが発生し、片当たりしている側（強く押圧している側）と片当たりしていない側（相対的に弱く押圧している側）とで、後者側の異方性導電接続部の導通抵抗値が前者側の異方性導電接続部に比べ高くなる傾向があり、バンプにより導通抵抗値が大きくばらつくという問題があった。この問題は、近年の表示パネルの大型化の流れの中で、ＦＰＣ基板１００のバンプ群の幅（バンプ群の一端のバンプから他端のバンプまでの距離）Ｌが数ｍに達するようになっており、それに伴い熱押圧ツールの押圧面幅も非常に長くなるため、より顕著となっている。
　この問題解決のために、熱圧着処理毎に、ガラス基板に対する熱押圧ツールの平行度を調整することが考えられるが、生産性を著しく低下させるという問題がある。
　ところで、異方性導電フィルムの厚さ方向の導電性と面方向の絶縁性とを両立させるために、導電粒子径よりも比較的小さな粒径の球状の絶縁性スペーサを異方性導電フィルムに含有させることが提案されている（特許文献１）。その一方で、このような球状の絶縁性スペーサに対しては、熱押圧ツールの片当たりが発生しても、その片当たりを緩和し、導電粒子の均一な潰れを実現するためのギャップスペーサとして機能することが期待されている。
特開２０００－３５８５３８
　しかしながら、球状の絶縁性スペーサを含有する異方性導電フィルムを介してガラス基板等の電子部品と、ＦＰＣ基板等の他の電子部品とを異方性導電接続する場合、球状の絶縁性スペーサが電子部品の配線やバンプに広い面で接触しているのではなく点接触しているため、熱押圧ツールの押圧力を十分に分散することができず、そのため片当たりしていない側の異方性導電接続部の導通抵抗値が例えば４Ω以上に上昇してしまうという問題があった。
　本発明の目的は、従来の問題点を解決することであり、ガラス基板等の電子部品とＦＰＣ基板等の別の電子部品とを異方性導電フィルムを介し熱押圧ツールを用いて異方性導電接続する際に、熱押圧ツールの片当たりが生じたとしても、片当たりしている側の異方性導電接続部と片当たりしていない側の異方性導電接続部の導通抵抗値にバラツキが生ずることを抑制できる異方性導電フィルムを提供することである。
　本発明者は、異方性導電フィルムにおいて、絶縁性スペーサの形状をバンプと点接触する球状から線接触する柱状に変更することにより、本発明の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　即ち、本発明は、絶縁性スペーサと導電粒子とが絶縁性接着剤中に保持された異方性導電接着層からなる異方性導電フィルムであって、絶縁性スペーサの形状が柱状である異方性導電フィルムを提供する。
　また、本発明は、上述の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続してなる接続構造体を提供する。
　更に、本発明は、上述の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続する接続方法であって、
　第２電子部品に対し、異方性導電フィルムを仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から熱圧着する接続方法を提供する。
　本発明の異方性導電フィルムは、柱状の絶縁性スペーサを含有する。このような柱状の絶縁性スペーサは、異方性導電接続の際に、バンプや配線に点接触するのではなく線接触する。従って、熱押圧ツールの片当たりが生じた場合であっても、スペーサの長軸方向に押圧力が分散するので、バンプや配線を損傷させることがなく、ギャップスペーサとして十分に機能する。よって、熱押圧ツールが片当たりした場合であっても、片当たりした側とそうではない側の双方で良好な導通抵抗値を実現できる。
図１は、本発明の単層の異方性導電フィルムの透視斜視図である。 図２Ａは、本発明の２層構造の異方性導電フィルムの透視斜視図である。 図２Ｂは、本発明の２層構造の異方性導電フィルムの透視斜視図である。 図３は、フレキシブル印刷回路基板のバンプ形成面の拡大図である。 図４Ａは、異方性導電接続の開始の際の熱押圧ツールとガラス基板とが互いに平行となるように調整されることの説明図である。 図４Ｂは、異方性導電接続の際の熱押圧ツールの片当たりの説明図である。
　以下、本発明の異方性導電フィルムを、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜＜単層の異方性導電フィルム＞＞
　図１に示すように、本発明の単層の異方性導電フィルム１０は、絶縁性スペーサ１と導電粒子２とが絶縁性接着剤中に保持された異方性導電接着層３からなる構成を有する。
＜絶縁性スペーサ１＞
　本発明では、絶縁性スペーサ１として、柱状形状のものを使用する。これは、異方性導電接続の際の熱押圧ツール１１５による押圧力を長軸方向に分散させ、熱押圧ツール１１５の片当たりが生じた場合でもギャップスペーサとしての機能を保持し、バンプや配線の損傷を防止し、良好な導通抵抗値と絶縁抵抗値とを実現するためである。
　絶縁性スペーサ１の絶縁性の程度は、異方性接続を阻害しないようにするため（換言すれば、ショートの発生を防止するため）、表面抵抗値が好ましくは１．０Ｅ＋１０Ω／□以上となるレベルである。また、絶縁性スペーサ１に対しては、異方性導電接続時の加熱（通常２００℃程度）に耐える耐熱性を示すことが求められる。
　絶縁性スペーサ１の形状としては、六角柱、五角柱、四角柱、三角柱等の多角柱、円柱、楕円柱、五芒星柱、六芒星柱等を挙げることができる。中でも、円柱が好ましい。これは、絶縁性スペーサ１がバンプ１１０に対して平行に配置された場合には線接触し、熱押圧条件の条件出しが容易となるからである。ここで、本発明における柱状の絶縁性スペーサ１の高さ方向を長軸方向とし、その長さを長軸長とし、また、柱の横断面の幅方向を短軸方向とし、その最も幅広な長さを短軸長と定義する。
　絶縁性スペーサ１の平均短軸長は、異方性導電フィルムに使用する導電粒子平均粒子径を１００とすると、好ましくは３０以上８０以下、より好ましくは６０以上７５以下となる長さである。この範囲であれば、異方性導電接続の際に熱押圧ツールで導電粒子を良好な導通抵抗値を示すように潰すことができ、しかも導通抵抗値の上昇を招きかねない導電粒子の潰れ過ぎを抑制できる。ここで、絶縁性スペーサ１の短軸長は、光学顕微鏡を用いて測定することができ、また、その平均短軸長は任意の５０個の絶縁性スペーサ１の短軸長の平均値を求めることにより算出できる。同様に、絶縁性スペーサ１の長軸長は、画像観察型の粒度分布測定装置を用いてその最大長として測定することができ、また、その平均長軸長も任意の５０個の絶縁性スペーサ１の最大長を平均することにより算出できる。
　以上のように算出される絶縁性スペーサ１の平均長軸長は、好ましくは４μｍ以上６０μｍ以下、より好ましくは６μｍ以上２０μｍ以下である。この長さであれば熱押圧ツールによる押圧力を良好に分散させることができ、しかも取扱性が良好となる。
　このような絶縁性スペーサ１のアスペクト比（平均長軸長／平均短軸長）は、好ましくは１．３３以上２０以下、より好ましくは１．６７以上６．６７以下である。この範囲のアスペクト比であれば、熱押圧ツールによる押圧力を良好に分散させることができ、しかも取扱性が良好となる。
　絶縁性スペーサ１の材質としては、ガラス、アルミナ等のセラミックス、絶縁樹脂やセラミックス等の絶縁性材料で被覆されたニッケルや銅などの絶縁被覆金属等が挙げられる。中でも、透明なガラスが好ましい。これは、過度の応力が負荷された際に、絶縁性スペーサ１自体が破砕されて導電粒子の挟み込み（金属被覆樹脂粒子の場合には押し込み）が阻害されることなく応力を緩和することができ、しかも異方性導電接続後にバンプの圧痕を確認する際の検査が容易になるからである。また、熱による膨張収縮の影響を受けにくく、金属イオンによる腐食や金属イオンのマイグレーションも生じないからである。更に、紫外線硬化型の絶縁性接着剤を使用した際に、紫外線をある程度透過するため、硬化不足が発生し難くなるからである。また、透明であれば、色の影響を最小限に抑制することができ、異方性導電フィルムとしての設計自由度を高く保つことができる。
　絶縁性スペーサ１の異方性導電フィルム１０中の存在量は、異方性導電接続の際の熱押圧ツール１１５による片当たりが生じた場合でも、異物として異方性導電接続を阻害することなく、ギャップスペーサとしての機能を発現するために、好ましくは１平方ｍｍ当たり１個以上３００個以下、より好ましくは２個以上２００個以下、さらにより好ましくは３個以上５０個以下である。ここで、絶縁性スペーサ１の異方性導電フィルム１０中の存在量の測定は、フィルム面を光学顕微鏡で観察することで行うことができる。
　なお、絶縁性スペーサ１の異方性導電フィルム１０中の存在量は質量基準で表すこともできる。この場合、その存在量は、異方性導電フィルム１０の全質量を１００質量部としたときに、その１００質量部中に好ましくは１質量部以上２５質量部以下、より好ましくは５質量部以上１５質量部以下となる量である。
＜導電粒子２＞
　導電粒子２としては、従来公知の異方性導電フィルムに用いられているものの中から適宜選択して使用することができる。例えばニッケル、コバルト、銀、銅、金、パラジウムなどの金属粒子、ハンダなどの合金粒子、金属被覆樹脂粒子などが挙げられる。２種以上を併用することもできる。
　導電粒子２の平均粒径としては、配線高さのばらつきに対応できるようにし、また、導通抵抗の上昇を抑制し、且つショートの発生を抑制するために、好ましくは１μｍ以上３０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上９μｍ以下である。導電粒子２の粒径は、一般的な粒度分布測定装置により測定することができ、また、その平均粒径も粒度分布測定装置を用いて求めることができる。
　導電粒子２の異方性導電フィルム１０中の存在量は、導電粒子捕捉効率の低下を抑制し、且つショートの発生を抑制するために、好ましくは１平方ｍｍ当たり５０個以上１０００００個以下、より好ましくは２００個以上７００００個以下である。この存在量の測定はフィルム面を光学顕微鏡で観察することにより行うことができる。なお、異方性導電接続前において、異方性導電フィルム１０中の導電粒子２がバインダーに分散しているために光学顕微鏡で観察し難い場合がある。そのような場合には、異方性導電接続後の異方性導電フィルムを観察してもよい。この場合には、接続前後のフィルム厚変化を考慮して存在量を割り出すことができる。絶縁性スペーサ１の異方性導電フィルム１０中の存在量についても、同様の手法で求めてもよい。
　なお、導電粒子２の異方性導電フィルム１０中の存在量は質量基準で表すこともできる。この場合、その存在量は、異方性導電フィルム１０の全質量を１００質量部としたときに、その１００質量部中に好ましくは１質量部以上３０質量部以下、より好ましくは３質量部以上１０質量部以下となる量である。
＜異方性導電接着層３＞
　図１の本発明の異方性導電フィルム１０を構成する異方性導電接着層３は、公知の異方性導電フィルムで使用される絶縁性接着剤に絶縁性スペーサ１と導電粒子２とを分散させ成膜したものである。このような絶縁性接着剤としては、公知の異方性導電フィルムに用いられている種々の絶縁性接着剤の中から、異方性導電フィルムの用途等に応じて適宜選択することができる。例えば、液状、ペースト状或いはフィルム状の公知の熱重合性（もしくは熱硬化型）絶縁性接着剤や光重合性（もしくは光硬化型）絶縁性接着剤を適用することができる。これらの絶縁性接着剤は、膜形成樹脂、重合成分（硬化成分）、重合開始剤（硬化剤）、シランカップリング剤等から構成することができる。
　これらの絶縁性接着剤の例としては、（メタ）アクリレート化合物と光ラジカル重合開始剤とを含む光ラジカル重合性アクリレート系絶縁性接着剤、（メタ）アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合性アクリレート系絶縁性接着剤、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合性エポキシ系絶縁性接着剤、エポキシ化合物と光カチオン重合開始剤とを含む光カチオン重合性エポキシ系絶縁性接着剤、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合性エポキシ系絶縁性接着剤等を使用することができる。光ラジカル重合開始剤を使用する場合に、光ラジカル重合開始剤に加えて、熱ラジカル重合開始剤を使用してもよい。同様に、光カチオン重合開始剤を使用する場合、光カチオン重合開始剤に加えて、熱カチオン重合開始剤を使用してもよい。
　ここで、（メタ）アクリレート化合物としては、従来公知の光重合性（メタ）アクリレートモノマーを使用することができる。例えば、単官能（メタ）アクリレート系モノマー、二官能以上の多官能（メタ）アクリレート系モノマーを使用することができる。本発明においては、異方性導電接続時に絶縁性樹脂層を熱硬化できるように、（メタ）アクリレート系モノマーの少なくとも一部に多官能（メタ）アクリレート系モノマーを使用することが好ましい。ここで、（メタ）アクリレートには、アクリレートとメタクリレートとが包含される。
　光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンジルケタール系光重合開始剤、リン系光重合開始剤等の公知の重合開始剤が挙げられる。
　光ラジカル重合開始剤の使用量は、（メタ）アクリレート化合物１００質量部に対し、少なすぎると重合が十分に進行せず、多すぎると剛性低下の原因となるので、好ましくは０．１質量部以上２５質量部以下、より好ましくは０．５質量部以上１５質量部以下である。
　熱ラジカル重合開始剤としては、例えば、有機過酸化物、アゾ系化合物等を挙げることができる。特に、気泡の原因となる窒素を発生しない有機過酸化物を好ましく使用することができる。
　熱ラジカル重合開始剤の使用量は、少なすぎると硬化不良となり、多すぎると製品ライフの低下となるので、（メタ）アクリレート化合物１００質量部に対し、好ましくは２質量部以上６０質量部以下、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下である。
　エポキシ化合物としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、それらの変性エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などを挙げることができ、これらの２種以上を併用することができる。また、エポキシ化合物に加えてオキセタン化合物を併用してもよい。
　光カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の光カチオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、スルホニウム塩、オニウム塩などが挙げられる。
　光カチオン重合開始剤の配合量は、少なすぎると反応性が無くなり、多すぎると接着剤の製品ライフが低下する傾向があるため、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは３質量部以上１５質量部以下、より好ましくは５質量部以上１０質量部以下である。
　熱カチオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱カチオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により酸を発生するヨードニウム塩、スルホニウム塩、ホスホニウム塩、フェロセン類等を用いることができ、特に、温度に対して良好な潜在性を示す芳香族スルホニウム塩を好ましく使用することができる。
　熱カチオン重合開始剤の配合量は、少なすぎても硬化不良となる傾向があり、多すぎても製品ライフが低下する傾向があるので、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは２質量部以上６０質量部以下、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下である。
　熱アニオン重合開始剤としては、エポキシ化合物の熱アニオン重合開始剤として公知のものを採用することができ、例えば、熱により塩基を発生する脂肪族アミン系化合物、芳香族アミン系化合物、二級又は三級アミン系化合物、イミダゾール系化合物、ポリメルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素－アミン錯体、ジシアンジアミド、有機酸ヒドラジッド等を用いることができ、特に温度に対して良好な潜在性を示すカプセル化イミダゾール系化合物を好ましく使用することができる。
　熱アニオン重合開始剤の配合量は、少なすぎても硬化不良となる傾向があり、多すぎても製品ライフが低下する傾向があるので、エポキシ化合物１００質量部に対し、好ましくは２質量部以上６０質量部以下、より好ましくは５質量部以上４０質量部以下である。
　膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂等を挙げることができ、これらの２種以上を併用することができる。これらの中でも、製膜性、加工性、接続信頼性の観点から、フェノキシ樹脂を好ましく使用することができる。
　シランカップリング剤としては、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤等を挙げることができる。これらのシランカップリング剤は、主としてアルコキシシラン誘導体である。
　本発明で使用する絶縁性接着剤には、必要に応じて充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤（顔料、染料）、有機溶剤、イオンキャッチャー剤などを配合することができる。
　図１の態様の異方性導電接着層３（即ち、異方性導電フィルム１０）の厚みは、好ましくは３μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上２０μｍ以下である。この範囲であれば、スペーサの異方性形状を揃え易くなり、実用上問題なく使用可能である。
　なお、図１の態様の異方性導電接着層３（即ち、異方性導電フィルム１０）の厚みは、絶縁性スペーサ１の長軸長を１００とすると、好ましくは９０以下、より好ましくは２５以下であり、絶縁性スペーサ１の短軸長を１００とすると、好ましくは１００以上、より好ましくは１２０以上である。これは、絶縁性スペーサ１が異方性導電接続を阻害せずに良好なギャップスペーサとして機能するように、その長軸を異方性導電フィルム１０の平面に略平行に配向させるためである。ここで略平行とは、異方性導電フィルム１０の平面と絶縁性スペーサ１の長軸とがなす角度が好ましくは±７０°以内となる関係である。この角度は、異方性導電フィルム１０の断面の光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いた観察により測定することができる。このような角度になるものが、絶縁性スペーサ１の個数割合で８０％以上、より好ましくは９５％以上であることが好ましい。この割合が低くなりすぎると、絶縁性スペーサ１そのものが過度に破砕されることなどが懸念される。
　図１の態様の異方性導電フィルム１０は、絶縁性接着剤に絶縁性スペーサ１と導電粒子２と、必要に応じて溶剤などの他の成分とを混合し、その混合物を剥離フィルム上に塗布し、乾燥することにより製造することができる。
＜＜２層構成の異方性導電フィルム＞＞
　また、図２Ａ、図２Ｂに示すように、本発明の異方性導電フィルム１０は、異方性導電接着層３が、第１接着層３ａと第２接着層３ｂとが積層された２層構造を有することができる。
　図２Ａの態様の異方性導電フィルムの場合、第１接着層３ａは、絶縁性接着剤に絶縁性スペーサ１と導電粒子２とを含有させて成膜したものであり、第２接着層３ｂは、絶縁性接着剤を成膜したものである。このように同一層内に絶縁性スペーサ１と導電粒子２とを共存させることで、スペーサによる効果が得られ易くなる。また、このような２層構造を取ることにより、図１の態様の異方性導電フィルム１０に比べて、絶縁性スペーサ１を異方性導電フィルム１０の平面に略平行とすることがより高レベルで可能となる。これは、第１接着層３ａを塗布法により薄く形成できるからである。
　また、図２Ｂの態様の異方性導電フィルムの場合、第１接着層３ａは、絶縁性接着剤に絶縁性スペーサ１を含有させて成膜したものであり、第２接着層３ｂは、絶縁性接着剤に導電粒子２を含有させて成膜したものである。このような２層構造を取ることにより、図２Ａの態様の異方性導電フィルムの場合と同様の理由で、図１の態様の異方性導電フィルム１０に比べて、絶縁性スペーサ１を異方性導電フィルム１０の平面に略平行とすることがより高レベルで可能となる。これは、図２Ａの態様の異方性導電フィルムの場合と同様に第１接着層３ａを塗布法により薄く形成できるからである。しかも、加圧時に絶縁性スペーサ１と導電粒子２とが重畳したとしても、絶縁性スペーサ１が表面に曲面を有する円柱などの形状を有していれば、樹脂流動などの影響により重畳が維持され難いため、実用上問題が発生しない。
　図２Ａ及び図２Ｂの態様の異方性導電フィルム１０において使用する絶縁性スペーサ１、導電粒子２、絶縁性接着剤については、図１の態様の異方性導電フィルム１０において説明したものと同様のものを使用することができる。また、絶縁性スペーサ１や導電粒子２の異方性導電フィルム１０中の存在量も、図１の態様の異方性導電フィルム１０の場合と同様もしくはより少なくすることができる。
　図２Ａ及び図２Ｂの態様における第１接着層３ａの層厚は、好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下である。この範囲であれば、塗布工程において絶縁性スペーサ１を所定の角度以内にして揃えることができ、生産性が向上する。
　なお、第１接着層３ａの厚みは、図１の態様における異方性導電接着層３の場合と同様の理由で、第１の絶縁性スペーサ１の長軸長を１００とすると、好ましくは９０以下、より好ましくは２５以下であり、絶縁性スペーサ１の短軸長を１００とすると、好ましくは１００以上、より好ましくは１２０以上である。
　図２Ａ及び図２Ｂの態様における第２接着層３ｂの厚みは、好ましくは１μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上２０μｍ以下である。この範囲であれば、実装導電粒子捕捉効率の低下を抑制し、また、導通抵抗の過度の上昇を抑制することができる。
　図２Ａの態様の異方性導電フィルム１０は、絶縁性接着剤に絶縁性スペーサ１と導電粒子２と、必要に応じて溶剤などの他の成分とを混合し、その混合物を剥離フィルム上に塗布し乾燥もしくは硬化させることによりまず第１接着層３ａを形成し、それとは別に、絶縁性接着剤に、必要に応じて溶剤などの他の成分とを混合し、その混合物を剥離フィルム上に塗布し乾燥もしくは硬化させることにより第２接着層３ｂを形成し、両層をラミネートすることにより製造することができる。
　また、図２Ｂの態様の異方性導電フィルム１０は、絶縁性接着剤に絶縁性スペーサ１と、必要に応じて溶剤などの他の成分とを混合し、その混合物を剥離フィルム上に塗布し乾燥もしくは硬化させることによりまず第１接着層３ａを形成し、それとは別に、絶縁性接着剤に、導電粒子２と、必要に応じて溶剤などの他の成分とを混合し、その混合物を剥離フィルム上に塗布し乾燥もしくは硬化させることにより第２接着層３ｂを形成し、両層をラミネートすることにより製造することができる。
＜＜異方性導電フィルムの用途＞＞
　このようにして得られた異方性導電フィルムは、フレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板、ＩＣチップ、ＩＣモジュールなどの第１電子部品と、フレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板、リジット基板、ガラス基板、プラスチック基板、セラミックス基板などの第２電子部品とを熱又は光により異方性導電接続する際に好ましく適用することができる。このようにして得られる接続構造体も本発明の一部である。この場合、配線基板などの第２電子部品に対し、異方性導電フィルムを仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、ＩＣチップなどの第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から熱圧着することが、接続信頼性を高める点から好ましい。また、光硬化を利用して接続することもできる。
　以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
　　実施例１
（絶縁性スペーサと導電粒子とを単層で分散保持している異方性導電フィルムの製造）
　フェノキシ樹脂（ＹＰ－５０、新日鉄住金化学（株））４０質量部、液状エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、三菱化学（株））４０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成イーマテリアルズ(株)、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ）２０質量部、平均粒径４μｍの導電粒子（Ｎｉ／Ａｕメッキ樹脂粒子、ＡＵＬ７０４、積水化学工業（株））１２質量部、及びガラス製の円柱状の絶縁性スペーサ（ＰＦ－３０、日本電気硝子（株）：（平均長軸長１６μｍ、平均短軸長３μｍ））１６質量部を、トルエンにて固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。この混合液を、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート剥離フィルム（ＰＥＴ剥離フィルム）に、乾燥厚が２０μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間乾燥することにより異方性導電接着層を形成し、熱重合型の異方性導電フィルムとした。
　　実施例２
（第２接着層と導電粒子と絶縁性スペーサを含有する第１接着層とが積層された２層構造の異方性導電フィルムの製造）
（第１接着層の形成）
　フェノキシ樹脂（ＹＰ－５０、新日鉄住金化学（株））４０質量部、液状エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、三菱化学（株））４０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成イーマテリアルズ(株)、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ）２０質量部、及びガラス製の円柱状の絶縁性スペーサ（ＰＦ－３０、日本電気硝子（株）：（平均長軸長１６μｍ、平均短軸長３μｍ））８質量部、及び平均粒径４μｍの導電粒子（Ｎｉ／Ａｕメッキ樹脂粒子、ＡＵＬ７０４、積水化学工業（株））６質量部を、トルエンにて固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。この混合液を、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート剥離フィルム（ＰＥＴ剥離フィルム）に、乾燥厚が５μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間乾燥することにより、比較的薄い第１接着層を形成した。
　（第２接着層の形成）
　次に、フェノキシ樹脂（ＹＰ－５０、新日鉄住金化学（株））４０質量部、液状エポキシ樹脂（ｊＥＲ８２８、三菱化学（株））４０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤（旭化成イーマテリアルズ(株)、ノバキュアＨＸ３９４１ＨＰ）２０質量部を、トルエンにて固形分が５０質量％となるように混合液を調製した。この混合液を、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート剥離フィルム（ＰＥＴ剥離フィルム）に、乾燥厚が１５μｍとなるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間乾燥することにより、比較的厚い第２接着層を形成した。
（第１接着層と第２接着層とのラミネート）
　このようにして得られた第１接着層に、比較的厚い第２接着層を、６０℃、０．５ＭＰａという条件でラミネートすることにより異方性導電フィルムを得た。
　　比較例１
　絶縁性スペーサを使用しないこと以外、実施例１と同様にして異方性導電フィルムを得た。
　　比較例２
　円柱状の絶縁性スペーサに代えて、平均粒径１μｍの球状スペーサ（Ｓｉフィラー）を１５質量部使用すること以外、実施例１と同様にして単層構造の異方性導電フィルムを得た。
　　比較例３
　円柱状の絶縁性スペーサに代えて、平均粒径１μｍの球状スペーサ（Ｓｉフィラー）を７．５質量部使用すること以外、実施例２と同様にして２層構造の異方性導電フィルムを得た。
＜評価＞
　各実施例及び比較例の異方導電性フィルムについて、初期導通抵抗を次のように試験評価し、得られた結果を表１に示す。
（初期導通抵抗）
　各実施例及び比較例の異方導電性フィルム（縦１．５ｍｍ×横４０ｍｍ）を、初期導通抵抗値の測定用のガラス基板とフレキシブル印刷回路基板（ＦＰＣ基板）との間に挟み、熱押圧ツールにて加熱加圧（２００℃、５ＭＰａ、１５秒）し、評価用接続体を得、この評価用接続体の導通抵抗値をデジタルマルチメータ７５５７（横河電機（株））を用いて測定した。使用した評価用のガラス基板とＦＰＣ基板、熱押圧ツールを以下に説明する。
実用上、４Ω以下であることが望まれる。
「評価用ガラス基板」
　ガラス材質：アルカリガラス（コーニング社製）
　外径：３０×５０ｍｍ
　厚み：０．７ｍｍ
　電極：インジウム錫複合酸化物（ＩＴＯ）の厚さ２２０ｎｍのベタ電極
「評価用ＦＰＣ基板」
　フィルム材質：厚さ３８μｍのポリイミドフィルム（カプトンタイプ）
　接続部のフィルム幅：１．５ｍｍ
　バンプサイズ：縦２５００μｍ、横２５μｍ、高さ８μｍの銅／ニッケルバンプ
　バンプ配列：５０μｍピッチで１５本（左端がＮｏ．１、右端がＮｏ．１５）をフィルムの幅方向中央部に平行配置（図３参照）
「平坦な押圧面を有する熱押圧ツール」
　押圧面サイズ：１００ｍｍ×１．５ｍｍ（長手方向がＦＰＣフィルムの幅方向と一致）
　片当たり条件：　ガラス基板に対し、右側が片当たりするように０．２°傾斜
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　ＦＰＣ基板の中央部には、通常の押圧を受けたと考えられるＮｏ．６～１０のバンプが形成されており、左側（非片当たり側）には、片当たりにより通常より小さい押圧を受けたと考えられるＮｏ．１～５のバンプが形成されており、右側（片当たり側）には、片当たりにより通常より大きな押圧を受けたと考えられるＮｏ．１１～１５のバンプが形成されていた。全体として、Ｎｏ．１のバンプからＮｏ．１５のバンプに向かって押圧力が徐々に大きくなっていると考えられる。
　表１の比較例１から分かるように、スペーサを使用していない従来の異方性導電フィルムの場合には、特に非片当たり側の導通抵抗値が押圧力が小さくなるにつれ、導通抵抗値が大きく上昇し、Ｎｏ．１～３のバンプについては４Ωを超える導通抵抗値を示した。
　比較例２の異方性導電フィルムは、単層の異方性導電接着層に球状スペーサを含有させたものであるが、非片当たり側の導通抵抗値が、押圧力が小さくなるにつれ、導通抵抗値が上昇したが、比較例１の場合よりもその上昇の程度は大きく、Ｎｏ．１～５のバンプについては４Ωを超える導通抵抗値を示し、特にＮｏ．１～３のバンプについては１０Ωを超えていた。
　比較例３の異方性導電フィルムは、２層構造の異方性導電接着層の薄い方に球状スペーサを含有させ、厚い方に導電粒子を含有させたものであるが、非片当たり側の導通抵抗値が押圧力が小さくなるにつれ、導通抵抗値が上昇したが、Ｎｏ．１～１５のバンプについては９Ωを超える導通抵抗値を示した。
　一方、実施例１，２の異方性導電フィルムは、非片当たり側の導通抵抗値が押圧力が小さくなるにつれ、導通抵抗値が若干上昇したが、いずれも４Ω未満の導通抵抗値を示した。どちらも十分な導通性能を得ることができた。特に、実施例２の異方性導電フィルムは、異方性導電接着層を薄い層と厚い層との２層構造とし、薄い層に柱状の絶縁性スペーサと導電粒子とが配合されていたので、実施例１に比べ、導通抵抗値の上昇が抑制され、更に片当たりが良好になる傾向であった。なお、実施例１、２ともに円柱状の絶縁性スペーサはフィルムの平面に対して略平行であったが、実施例２の方がより平行であった。また、実施例２では、導電粒子および円柱状の絶縁性スペーサの配合量が実施例１の半分であっても、片当たりに対してより良好な特性が得られ、同等程度の導通性能を示した。これは、導電粒子および円柱状の絶縁性スペーサが含有されている層が円柱状の絶縁性スペーサの長軸に対して十分に薄いために、塗布時にフィルムの平面に対しより平行になっているため、効果がより発現しやすくなったと考えられる。
　本発明の異方性導電フィルムは、柱状の絶縁性スペーサを含有している。従って、本発明の異方性導電フィルムを介してガラス基板等の電子部品と、フィルム基板等の別の電子部品とを異方性導電接続した際に、使用する熱押圧ツールが片当たりした場合であっても、片当たりした側とそうではない側の双方で良好な初期導通抵抗値を実現できる。従って、本発明の異方性導電フィルムは、電子部品同士の異方性導電接続に有用である。
１　絶縁性スペーサ
２　導電粒子
３　異方性導電接着層
３ａ　第１接着層
３ｂ　第２接着層
１０　異方性導電フィルム
１００　フレキシブル印刷回路（ＦＰＣ）基板
１１０　バンプ
１１５　熱押圧ツール
１２０　ガラス基板
１３０　異方性導電フィルム
Ｌ：　バンプ群の一端のバンプから他端のバンプまでの距離

Claims (11)

  1. 　絶縁性スペーサと導電粒子とが絶縁性接着剤中に保持された異方性導電接着層からなる異方性導電フィルムであって、絶縁性スペーサの形状が柱状である異方性導電フィルム。
  2. 　絶縁性スペーサの形状が、円柱状である請求項１記載の異方性導電フィルム。
  3. 　絶縁性スペーサの平均短軸長が、導電粒子平均粒子径を１００としたとき３０以上８０以下となる長さである請求項１又は２記載の異方性導電フィルム。
  4. 　絶縁性スペーサのアスペクト比（平均長軸長／平均短軸長）が、１．３３以上２０以下である請求項１～３のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  5. 　絶縁性スペーサの平均長軸長が、４μｍ以上６０μｍ以下である請求項１～４のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  6. 　絶縁性スペーサが、ガラスから形成されている請求項１～５のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  7. 　絶縁性スペーサの長軸が、異方性導電フィルムの平面に略平行に配向している請求項１～６のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  8. 　異方性導電接着層が、第１接着層に第２接着層が積層された２層構造を有し、第１接着層に絶縁性スペーサと導電粒子とが含有されている請求項１～７のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  9. 　異方性導電接着層が、第１接着層に第２接着層が積層された２層構造を有し、第１接着層に絶縁性スペーサが含有されており、第２接着層に導電粒子が含有されている請求項１～７のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  10. 　請求項１～９のいずれかに記載の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続してなる接続構造体。
  11. 　請求項１～９のいずれかに記載の異方性導電フィルムで第１電子部品を第２電子部品に異方性導電接続する接続方法であって、
    　第２電子部品に対し、異方性導電フィルムを仮貼りし、仮貼りされた異方性導電フィルムに対し、第１電子部品を搭載し、第１電子部品側から熱圧着する接続方法。
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