WO2016152441A1 - 異方性接続構造体 - Google Patents

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WO2016152441A1
WO2016152441A1 PCT/JP2016/056610 JP2016056610W WO2016152441A1 WO 2016152441 A1 WO2016152441 A1 WO 2016152441A1 JP 2016056610 W JP2016056610 W JP 2016056610W WO 2016152441 A1 WO2016152441 A1 WO 2016152441A1
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WO
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connection structure
bump
anisotropic
flexible substrate
bending
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PCT/JP2016/056610
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English (en)
French (fr)
Inventor
康二 江島
堅一 平山
裕美 久保出
Original Assignee
デクセリアルズ株式会社
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    • H05K3/321—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives
    • H05K3/323—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by conductive adhesives by applying an anisotropic conductive adhesive layer over an array of pads

Definitions

  • the present invention relates to an anisotropic connection structure.
  • Patent Documents 1 to 3 below improve the flexibility and flexibility of the entire device by connecting a flexible substrate and a flexible driver IC (Integrated Circuit) with an anisotropic conductive film material.
  • a display device is disclosed.
  • Patent Document 4 discloses an anisotropic conductive adhesive in which a Young's modulus after curing is adjusted to a value that is relatively easily deformed by containing a plurality of predetermined resins. Since the anisotropic conductive adhesive disclosed in Patent Document 4 can be elastically deformed flexibly even against warping or bending of the bonded substrate, the anisotropic conductive adhesive is manufactured using the anisotropic conductive adhesive. In the liquid crystal display device thus made, it is possible to suppress undulation of the substrate.
  • anisotropic connection structure using the techniques disclosed in Patent Documents 1 to 4, electrical connection between the substrate and the electronic component (driver IC or the like) by bending (hereinafter referred to as anisotropic conductive connection). (Also called) was prone to instability. For this reason, the anisotropic connection structures disclosed in Patent Documents 1 to 4 have a problem that the conduction resistance of the anisotropic conductive connection increases due to bending.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is novel and capable of suppressing an increase in the conduction resistance of an anisotropic conductive connection due to bending.
  • An object is to provide an improved anisotropic connection structure.
  • a flexible substrate that can be bent, an electronic component having a bump that faces an electrode on the flexible substrate, and the electrode and the bump are sandwiched. And the length of the surface of the bump forming an electrical connection with the electrode in the bending direction is 1/400 or less of the bending diameter of the flexible substrate.
  • An anisotropic connection structure is provided.
  • the bump may include a plurality of protrusions, and each of the plurality of protrusions may form an electrical connection with the electrode.
  • the cross-sectional shape in the thickness direction of the bump may be a comb shape.
  • a length in a bending direction of a surface forming an electrical connection with the electrode may be 1/500 or less of a bending diameter of the flexible substrate.
  • a plurality of the bumps may be provided in the electronic component, and each of the bumps may be opposed to the electrode on the flexible substrate.
  • the flexible substrate and the electronic component may have a bent shape.
  • the length of the electronic component bump in the bending direction is equal to or less than the length based on the bending diameter of the flexible substrate, whereby the stress acting between the bump and the electrode at the time of bending. Can be relaxed. Thereby, in an anisotropic connection structure, the raise of the conduction resistance between the flexible substrate and electronic component by bending can be suppressed.
  • FIG. 2 is a side view when the anisotropic connection structure of FIG. 1 is bent in the X direction.
  • FIG. 2 is a side view when the anisotropic connection structure of FIG. 1 is bent in the X direction.
  • FIG. 1 is a plan view of an anisotropic connection structure 1 according to this embodiment as viewed from above.
  • 2A and 2B are side views when the anisotropic connection structure 1 of FIG. 1 is bent in the X direction.
  • bending in the X direction means, for example, bending in such a manner that the short sides of the flexible substrate 100 are in contact with each other with the short direction of the flexible substrate 100 as a bending axis in FIG.
  • the anisotropic connection structure 1 includes a flexible substrate 100 and an electronic component 200 that is anisotropically conductively connected on the flexible substrate 100.
  • the anisotropic connection structure 1 which concerns on this embodiment is a structure used for the flexible display apparatus which can be bent, for example.
  • the flexible substrate 100 is a substrate formed of a material having high flexibility and flexibility.
  • a display unit 101 in which pixels for displaying an image are formed is formed.
  • electrodes, wirings, and the like for inputting / outputting control signals from the electronic component 200 to each pixel are formed on the periphery of the display unit 101.
  • the electronic component 200 is, for example, a driver IC that controls pixels and the like formed on the display unit 101.
  • the electronic component 200 has the same flexibility and flexibility as the flexible substrate 100 by being thinned by polishing or the like, or formed of a material having high flexibility and flexibility. May be.
  • the electronic component 200 is provided with at least one bump 210 serving as an external input / output terminal for inputting / outputting a control signal to / from the flexible substrate 100.
  • the length of the electronic component 200 in the Y direction (the length of W in FIG. 1) is, for example, about 0.5 mm to 3 mm
  • the length in the X direction (the length of L in FIG. 1) is, for example, It is about 10 mm to 50 mm.
  • the flexible substrate 100 and the electronic component 200 are anisotropically conductively connected by being bonded with an anisotropic conductive adhesive containing curable resin containing fine conductive particles and the like.
  • the flexible substrate 100 and the electronic component 200 are bonded with a curable resin in an anisotropic conductive adhesive, and the electrodes on the flexible substrate 100 are opposed to the electrodes.
  • the bumps 210 of the component 200 are electrically connected by conductive particles in the anisotropic conductive adhesive.
  • the anisotropic connection structure 1 since the flexible substrate 100 and the electronic component 200 have flexibility and flexibility, for example, as shown in FIGS. 2A and 2B, The entire connection structure can be bent. Specifically, as shown in FIG. 2A, the anisotropic connection structure 1 can be bent with the surface to which the electronic component 200 is bonded outward. Further, as shown in FIG. 2B, the anisotropic connection structure 1 can be bent with the surface to which the electronic component 200 is bonded inward.
  • the electronic component 200 when the bending shown in FIG. 2A is performed, the electronic component 200 is positioned outside the flexible substrate 100, and thus receives a tensile stress by being bent following the flexible substrate 100.
  • the electronic component 200 When the bending shown in FIG. 2B is performed, the electronic component 200 is positioned on the inner side of the flexible substrate 100. Therefore, the electronic component 200 receives a compressive stress by bending following the flexible substrate 100.
  • Such stress acts to reduce the adhesion at the contact interface between the flexible substrate 100 and the electronic component 200.
  • the adhesiveness of the flexible substrate 100 and the electronic component 200 falls, it is contained in the anisotropic conductive adhesive clamped between the electrode on the flexible substrate 100 and the bump 210 of the electronic component 200. Since the connection of the conductive particles becomes weak, there is a concern that the conduction resistance increases.
  • the inventors have made the length in the bending direction of the bump 210 of the electronic component 200 equal to or less than the length based on the bending diameter of the flexible substrate 100, thereby causing bending. It has been found that an increase in conduction resistance can be suppressed.
  • the distance between the ends in the bending direction of the flexible substrate 100 when the flexible substrate 100 is bent in a “U” shape so that the ends are parallel (distance D in FIG. 2A, that is, the bending diameter).
  • the length of the bump 210 in the bending direction is 1/400 or less.
  • the length in the bending direction of the bump 210 represents the length in the bending direction of the surface of the bump 210 that actually forms an electrical connection with the electrode on the flexible substrate 100.
  • the anisotropic connection structure 1 which concerns on this embodiment can maintain the adhesiveness of the flexible substrate 100 and the electronic component 200, the conduction resistance in the flexible substrate 100 and the electronic component 200 raises by bending. Can be suppressed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive connection portion in the anisotropic connection structure 1 according to the present embodiment cut in the thickness direction.
  • the anisotropic connection structure 1 includes a flexible substrate 100 on which an electrode 110 is formed, an electronic component 200 on which a bump 210 facing the electrode 110 is formed, and an electrode 110. And an anisotropic conductive adhesive 300 sandwiched between the bumps 210 and containing the conductive particles 310.
  • one electrode 110 and one bump 210 are provided in the anisotropic connection structure 1, but this embodiment is not limited to the illustration of FIG.
  • a plurality of electrodes 110 and bumps 210 may be provided in the anisotropic connection structure 1 as required, and the arrangement of the plurality of electrodes 110 and bumps 210 provided may be arbitrarily set.
  • the flexible substrate 100 is a substrate formed of, for example, a material having high flexibility and flexibility.
  • wiring (not shown) and an electrode 110 are formed on the flexible substrate 100.
  • the flexible substrate 100 may be formed of, for example, a resin such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, polyethylene, polycarbonate, polyimide, and an acrylic resin, or formed of a thin metal or glass. Also good.
  • the flexible substrate 100 is preferably formed of a transparent resin having a high visible light transmittance.
  • the thickness of the flexible substrate 100 is preferably 2 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, and even more preferably 50 ⁇ m or more in order to easily maintain the strength of the anisotropic connection structure 1.
  • the thickness of the flexible substrate 100 is preferably 2000 ⁇ m or less, and more preferably 1000 m or less, so that the flexibility of the anisotropic connection structure 1 does not deteriorate too much.
  • the electrode 110 is formed on the flexible substrate 100 and functions as an input / output terminal for a control signal or the like from the electronic component 200 or the like.
  • the electrode 110 includes, for example, metals such as aluminum, silver, nickel, copper, and gold, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium oxide, conductive tin oxide, antimony tin oxide (ATO), And conductive metal oxides such as conductive zinc oxide, conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene.
  • the electrode 110 is preferably formed of a transparent conductive material (ITO, IZO, or the like) in order to ensure the visibility of an image or the like displayed on the display unit 101.
  • a known height of the electrode 110 can be used as appropriate.
  • the electronic component 200 is, for example, a driver IC that controls driving of pixels and the like.
  • the electronic component 200 can be formed using known materials and configurations, but preferably has the same flexibility and flexibility as the flexible substrate 100.
  • the thickness of the electronic component 200 is preferably 100 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m or less.
  • the bump 210 functions as a terminal for inputting / outputting a control signal from the electronic component 200 to the opposing electrode 110.
  • the bump 210 is made of a metal such as aluminum, silver, nickel, copper and gold, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium oxide, conductive tin oxide, antimony tin oxide, like the electrode 110. (ATO) and conductive metal oxides such as conductive zinc oxide, conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole and polythiophene.
  • ITO indium tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • ATO conductive metal oxides
  • conductive zinc oxide conductive polymers
  • polyaniline polyaniline
  • polypyrrole polythiophene
  • the length of the bump 210 in the bending direction (the length B in FIG. 3) is the bending of the flexible substrate 100 when the anisotropic connection structure 1 is bent. It is 1/400 or less of the diameter.
  • the anisotropic connection structure 1 can maintain the electrical connection between the electrode 110 and the bump 210 at the time of bending, an increase in conduction resistance can be suppressed.
  • the length of the bump 120 in the bending direction becomes narrower, so that the amount of conductive material used for forming the bump 210 is reduced, and the anisotropic connection structure 1 is anisotropic.
  • the material cost of the connection structure 1 can be reduced.
  • the bump 210 is formed of a noble metal such as gold in order to realize good conductivity, the material cost of the anisotropic connection structure 1 can be further reduced.
  • the length of the bump 210 in the bending direction is 25 ⁇ m or less.
  • the length in the bending direction of the bump 210 represents the length in the bending direction of the surface of the bump 210 that forms an electrical connection with the electrode 110, and is the length shown in FIG. Corresponds to B.
  • the length of the bump 210 in the bending direction is preferably 1/500 or less of the bending diameter of the flexible substrate 100 when the anisotropic connection structure 1 is bent.
  • the anisotropic connection structure 1 can further relieve the stress acting between the bump 210 and the electrode 110 when bent, the electrical connection between the electrode 110 and the bump 210 is stable. Can be further improved, and an increase in conduction resistance can be further suppressed.
  • the length of the bump 210 in the bending direction is preferably 1/10000 or more of the bending diameter of the flexible substrate 100 when the anisotropic connection structure 1 is bent, and more preferably 1/5000 or more. It is.
  • the length of the bump 210 in the bending direction is excessively narrow, it is difficult to form an electrical connection between the bump 210 and the electrode 110, and the conduction resistance between the flexible substrate 100 and the electronic component 200 increases from the time of non-bending. Therefore, it is not preferable.
  • the area of the surface which forms the electrical connection with the electrode 110 in the bump 210 is 1000 ⁇ m 2 or more.
  • the area of the surface of the bump 210 that forms an electrical connection with the electrode 110 is more specifically the projection of the electrode 110 and the bump 210 when the projection of the electrode 110 is projected onto the bump 210. Represents overlapping areas.
  • the anisotropic conductive adhesive 300 is, for example, a material in which fine conductive particles 310 are contained in a curable resin.
  • the anisotropic conductive adhesive 300 bonds the flexible substrate 100 and the electronic component 200 with a curable resin, and electrically connects the electrodes 110 and the bumps 210 with conductive particles 310.
  • curable resin examples include epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, modified epoxy resin, and alicyclic epoxy resin, and methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, and isobutyl.
  • epoxy resins such as bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, novolac type epoxy resin, modified epoxy resin, and alicyclic epoxy resin, and methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, and isobutyl.
  • the above-described curable resin can be used in combination with a curing agent to be cured at the time of adhesion, and the flexible substrate 100 and the electronic component 200 can be adhered.
  • a curing agent for example, an anion or cation polymerization type curing agent that cures the epoxy resin and a radical polymerization type curing agent that cures the acrylate resin can be appropriately selected and used.
  • the conductive particles 310 are, for example, metal particles and metal-coated resin particles.
  • the conductive particles 310 may be metal particles such as nickel, cobalt, copper, silver, gold, or palladium.
  • the conductive particles 310 are formed on the surface of core resin particles such as styrene-divinylbenzene copolymer, benzoguanamine resin, cross-linked polystyrene resin, acrylic resin, or styrene-silica composite resin, such as nickel, copper, gold, or palladium.
  • the particles may be coated with a metal.
  • a gold or palladium thin film, or an insulating resin thin film that is thin enough to be destroyed during pressure bonding may be formed on the surface of the conductive particles 310.
  • the average particle diameter (number average value of particle diameters) of the conductive particles 140 may be, for example, 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, and preferably 2 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter of the conductive particles 140 can be measured by, for example, a laser diffraction / scattering method.
  • the anisotropic conductive adhesive 300 may be a paste-like anisotropic conductive paste, or may be an anisotropic conductive film formed into a film by further containing a film-forming resin. .
  • the anisotropic conductive adhesive 300 may further contain a silane coupling agent, a filler, and the like.
  • the anisotropic connection structure 1 is configured so that the length of the bump 210 in the bending direction is equal to or less than the length based on the bending diameter of the flexible substrate 100.
  • the stress acting between the electrodes 110 can be relaxed.
  • the adhesion between the flexible substrate 100 and the electronic component 200 at the time of bending is improved, and the stability of the electrical connection between the bump 210 and the electrode 110 is improved, thereby suppressing an increase in conduction resistance due to bending. It is possible.
  • the anisotropic connection structure 1 [1.3. Method for manufacturing anisotropic connection structure] Then, the manufacturing method of the anisotropic connection structure 1 which concerns on this embodiment is demonstrated.
  • the anisotropic connection structure 1 according to the present embodiment can be manufactured by a known method.
  • the flexible substrate 100 and the electronic component 200 are anisotropically conductively connected by the following method. Can be manufactured.
  • the anisotropic conductive adhesive 300 is applied on the surface of the flexible substrate 100 on which the electrode 110 is formed.
  • the application method and conditions known methods and conditions can be used.
  • the electronic component 200 is placed on the anisotropic conductive adhesive 300 and temporarily fixed so that the bumps 210 of the electronic component 200 face the electrode 110.
  • the temporary fixing method and conditions known methods and conditions can be used.
  • the flexible substrate 100 and the anisotropic conductive material are heated and pressed to such an extent that the anisotropic conductive adhesive 300 is not fully cured.
  • the adhesive 300 and the electronic component 200 may be temporarily fixed.
  • the temporarily fixed flexible substrate 100, the anisotropic conductive adhesive 300, and the electronic component 200 are heated and pressed by a heating pressing member and thermocompression bonded.
  • the electrodes 110 of the flexible substrate 100 and the bumps 210 of the electronic component 200 can be anisotropically conductively connected by the conductive particles 310 to manufacture an anisotropic connection structure.
  • a known thermocompression bonding apparatus can be used as the thermocompression bonding method and conditions.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive connection portion in the anisotropic connection structure 1A according to this modification, cut in the thickness direction.
  • the anisotropic connection structure 1A according to this modification is different from the one shown in FIG. 3 in that the bump 210A is formed in a shape having a plurality of convex portions 211, 212, and 213 (for example, a comb shape). Different from the isotropic connection structure 1.
  • the anisotropic connection structure 1A includes a bump 210A having a plurality of convex portions 211, 212, and 213. Since the configuration other than the shape of the bump 210A is the same as that of the anisotropic connection structure 1 shown in FIG. 3, the description thereof is omitted here.
  • the bump 210 ⁇ / b> A includes a plurality of convex portions 211, 212, and 213, and is electrically connected to the electrode 110 through the convex portions 211, 212, and 213.
  • the number of the convex portions 211, 212, and 213 formed on the bump 210A is not particularly limited, and may be an arbitrary number.
  • the planar shape of the convex portions 211, 212, and 213 is not particularly limited, and may be, for example, a stripe shape, a houndstooth shape, or a zigzag shape.
  • the planar shape of the convex portions 211, 212, and 213 is preferably a stripe shape, and the cross-section in the thickness direction of the bump 210A
  • the shape is preferably a comb shape.
  • the length of the bump 210A in the bending direction is 1/400 or less of the bending diameter of the flexible substrate 100 when the anisotropic connection structure 1A is bent, and preferably 1/500 or less. is there.
  • the length of the bump 210A in the bending direction is preferably 1 / 10,000 or more of the bending diameter of the flexible substrate 100 when the anisotropic connection structure 1A is bent, and more preferably 1/5000 or more. It is.
  • the length in the bending direction of the bump 210 represents the length in the bending direction of each surface of the bump 210 ⁇ / b> A that forms an electrical connection with the electrode 110. This corresponds to the lengths B 1 , B 2 , and B 3 shown in FIG.
  • the length of the convex portions 211, 212, and 213 is set to a length that does not increase the conduction resistance when bent, and the entire bump 210A is electrically connected to the electrode 110. It is possible to increase the surface area. That is, since the bump 210A is electrically connected to the electrode 110 by the convex portions 211, 212, and 213, the anisotropic connection structure 1A is formed on the surface that forms an electrical connection with the electrode 110. The area can be the total area of the upper surfaces of the convex portions 211, 212, and 213. As a result, in the anisotropic connection structure 1A according to this modification, the conduction resistance between the flexible substrate 100 and the electronic component 200 when not bent can be further reduced while suppressing an increase in conduction resistance when bent. it can.
  • the total area of the surfaces that are electrically connected to electrode 110 (that is, the total area of the upper surfaces of convex portions 211, 212, and 213) is 1000 ⁇ m 2 or more. It is preferable. In such a case, since the stability of the electrical connection between the bump 210A and the electrode 110 is further improved, the anisotropic connection structure 1A further increases the conduction resistance between the flexible substrate 100 and the electronic component 200 from the non-bent state. Can be lowered.
  • the anisotropic connection structure 1A has a recess formed between the protrusions 211, 212, and 213, thereby reducing the consumption of the conductive material used for forming the bump 210A.
  • the material cost of the anisotropic connection structure 1A can be reduced.
  • the bump 210A is formed of a noble metal such as gold in order to achieve good conductivity, the material cost of the anisotropic connection structure 1A can be further reduced.
  • such a patterned bump 210A forms, for example, a plating step when forming the bump 210A, a step of forming the lower portions of the convex portions 211, 212, and 213, and a convex portion 211, 212, 213. It can form by carrying out by dividing into a process.
  • Example> the anisotropic connection structure according to the present embodiment will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.
  • the Example shown below is an example for showing the feasibility and effect of the anisotropic connection structure which concerns on this embodiment, and this invention is not limited to a following example.
  • the anisotropic connection structure according to the present embodiment was manufactured by the following method.
  • the definitions of the X direction and the Y direction are the same as those in FIG.
  • Example 1 a polyimide substrate (flexible substrate) having a thickness of 0.3 mm on which a Ti / Al electrode having a height of 20 ⁇ m (the electrode layout is the same as the bump layout of an IC chip described later) was prepared. Further, an IC chip (electronic component) having an X-direction length of 25 mm, a Y-direction length of 2 mm, and a thickness of 0.3 mm was prepared assuming bending in the X direction at a bending diameter of 10,000 ⁇ m.
  • gold-plated bumps having an X direction length of 25 ⁇ m ⁇ Y direction length of 50 ⁇ m and a height of 20 ⁇ m were formed on the IC chip.
  • an anisotropic conductive film (CP6920F3 manufactured by Dexerials Corporation, average thickness 25 ⁇ m, average particle diameter of conductive particles 3 ⁇ m as an anisotropic conductive adhesive on the surface of the polyimide substrate on which the Ti / Al electrodes are formed. ) was pasted.
  • the IC chip was placed on the anisotropic conductive film and temporarily fixed so that the gold plating bumps were opposed to the Ti / Al electrodes of the polyimide substrate. Further, the temporarily fixed polyimide substrate, anisotropic conductive film, and IC chip were thermocompression bonded under the conditions of 190 ° C.-60 MPa-5 seconds using a thermocompression bonding apparatus (FC1000 manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.). An anisotropic connection structure was manufactured.
  • FC1000 thermocompression bonding apparatus manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.
  • Example 2 An anisotropic connection structure according to Example 2 in the same manner as in Example 1 except that an IC chip on which gold-plated bumps having an X-direction length of 20 ⁇ m ⁇ Y-direction length of 50 ⁇ m were used was used. Manufactured.
  • Example 3 Gold-plated bumps that have three protrusions with a length of 20 ⁇ m in the X direction and a length of 50 ⁇ m in the Y direction, and a groove (depth of 10 ⁇ m) with a length of 5 ⁇ m between the X directions of the protrusions (total length in the X direction)
  • An anisotropic connection structure according to Example 3 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that an IC chip having a 70 ⁇ m ⁇ Y-direction length of 50 ⁇ m) was used.
  • Comparative Example 1 An anisotropic connection structure according to Comparative Example 1 in the same manner as in Example 1 except that an IC chip on which a gold plating bump having a length in the X direction of 100 ⁇ m ⁇ a length in the Y direction of 50 ⁇ m was used was used. Manufactured.
  • Comparative Example 2 An anisotropic connection structure according to Comparative Example 2 in the same manner as in Example 1 except that an IC chip formed with gold-plated bumps having a length in the X direction of 50 ⁇ m ⁇ a length in the Y direction of 50 ⁇ m was used. Manufactured.
  • Comparative Example 3 Anisotropic connection according to Comparative Example 3 in the same manner as in Example 1 except that an IC chip formed with a gold plating bump having a length in the X direction of 33.3 ⁇ m ⁇ a length in the Y direction of 50 ⁇ m was used. A structure was produced.
  • Comparative Example 4 An anisotropic connection structure according to Comparative Example 4 in the same manner as in Example 1 except that an IC chip formed with gold-plated bumps having a length in the X direction of 70 ⁇ m ⁇ a length in the Y direction of 50 ⁇ m was used. Manufactured.
  • the initial resistance of each anisotropic connection structure was evaluated by measuring the resistance value between the polyimide substrate and the IC chip using a digital multimeter (manufactured by Yokogawa Electric Corporation).
  • FIGS. 5A to 5C are explanatory views for explaining a bending test for the anisotropic connection structure.
  • both ends of the flexible substrate 100 are fixed by fixtures 401 and 402, the surface to which the electronic component (IC chip) 200 is bonded faces outward, and the electronic component 200 is bent.
  • the anisotropic connection structure 1 was bent in the X direction. Furthermore, the anisotropic connection structure 1 was bent until the bending diameter d of the flexible substrate 100 became the assumed length while maintaining the state where both ends of the flexible substrate 100 were parallel.
  • the fixture 401 is moved linearly in the right direction and the fixture 402 is moved in the left direction horizontally, as shown in FIG.
  • the bending position is changed to a position where the electronic component 200 is not bent.
  • the fixture 401 is moved linearly in the left direction and the fixture 402 is moved in the horizontal direction in the horizontal direction. As shown in FIG. The bending position was changed to a position where the component 200 was bent. Subsequently, the fixture 401 was moved linearly in the left direction and the fixture 402 was moved horizontally in the right direction, and the bending position was changed to a position where the electronic component 200 was not bent as shown in FIG. 5C.
  • “resistance increase rate” is a value obtained by dividing “resistance after refraction” by “initial resistance” in percentage. Further, in the “X direction length” column, Example 3 having three protrusions with an X direction length of 20 ⁇ m was described as “20 ⁇ 3”.
  • FIG. 6 is a graph plotting the results shown in Table 1 with the “X direction length / bending diameter” on the horizontal axis and the “resistance increase rate” on the vertical axis.
  • FIG. 7 is a graph in which the results of Table 1 are plotted with the “X-direction length / bending diameter” on the horizontal axis and the “initial resistance” and “post-bending resistance” on the vertical axis.
  • FIG. 8 is a graph plotting the results of Table 1 with “bump area” on the horizontal axis and “initial resistance” and “post-bend resistance” on the vertical axis.
  • the results of Example 3 are excluded from the graphs of FIGS.
  • Example 1 to 3 in which the ratio of the bump length in the X direction to the bending diameter is 1/400 or 1/500, the resistance value is increased compared to Comparative Examples 1 to 4. It can be seen that the rate is low and the increase in conduction resistance due to bending is suppressed. In particular, it can be seen that Example 2 in which the ratio of the bump length in the X direction to the bent diameter is 1/500 has a lower resistance increase rate than Example 1, and is more preferable.
  • Example 3 using the bumps having three protrusions has a reduced bump area compared to Example 2, and thus the initial resistance is reduced. Recognize. Therefore, it can be seen that Example 3 can reduce the post-bending resistance by reducing the length of the convex portion with respect to the bending diameter in the bending direction while reducing the initial resistance by increasing the bump area.
  • Example 3 when Example 3 and Comparative Example 4 are compared, it can be seen that providing bumps on the bumps in Example 3 is effective in suppressing the resistance value increase rate.
  • the anisotropic connection structure according to the present embodiment allows the flexible substrate to have a length in the bending direction of the bump of the electronic component equal to or less than the length based on the bending diameter of the flexible substrate. And the adhesion between the electronic parts can be maintained. Therefore, the anisotropic connection structure according to the present embodiment can suppress an increase in conduction resistance between the flexible substrate and the electronic component due to bending.

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Abstract

【課題】屈曲による導通抵抗の増加を抑制した異方性接続構造体を提供する。 【解決手段】屈曲可能なフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上の電極と対向するバンプを有する電子部品と、前記電極と前記バンプとの間に挟持された異方性導電接着剤と、を備え、前記バンプにおいて、前記電極と電気的な接続を形成している面の屈曲方向の長さは、前記フレキシブル基板の屈曲直径の１／４００以下である、異方性接続構造体。

Description

異方性接続構造体
　本発明は、異方性接続構造体に関する。
　近年、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）および有機電界発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ　ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｄｉｓｐｌａｙ）などの半導体装置において、可撓性および柔軟性を有する基板および電子部品を用いて、装置をフレキシブル化することが検討されている。
　例えば、下記の特許文献１～３には、フレキシブル基板と、フレキシブルドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）とを異方性導電膜材料にて接続することで、装置全体の可撓性および柔軟性を向上させた表示装置が開示されている。
　また、下記の特許文献４には、所定の複数の樹脂を含有することで硬化後のヤング率を比較的変形しやすい値に調整した異方性導電接着剤が開示されている。特許文献４に開示された異方性導電接着剤は、接着している基板の反りまたは屈曲に対しても、柔軟に弾性変形することができるため、該異方性導電接着剤を用いて製造された液晶表示装置では、基板のうねり等を抑制することができる。
特開２００８－２８１６３５号公報 特開２００８－２８１６３８号公報 特開２００８－１６５２１９号公報 特開２００３－３３７３４６号公報
　しかし、上記の特許文献１～４に開示された技術を用いた異方性接続構造体では、屈曲によって基板と電子部品（ドライバＩＣなど）との電気的な接続（以下、異方性導電接続ともいう）が不安定になりやすかった。そのため、上記の特許文献１～４に開示された異方性接続構造体では、屈曲によって異方性導電接続の導通抵抗が上昇してしまうという課題があった。
　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、異方性導電接続の導通抵抗が屈曲によって上昇することを抑制することが可能な、新規かつ改良された異方性接続構造体を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、屈曲可能なフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板上の電極と対向するバンプを有する電子部品と、前記電極と前記バンプとの間に挟持された異方性導電接着剤と、を備え、前記バンプにおいて、前記電極と電気的な接続を形成している面の屈曲方向の長さは、前記フレキシブル基板の屈曲直径の１／４００以下である、異方性接続構造体が提供される。
　前記バンプは、複数の凸部を備え、前記複数の凸部の各々にて、前記電極と電気的な接続を形成してもよい。
　前記バンプの厚み方向の断面形状は、櫛形であってもよい。
　前記バンプにおいて、前記電極と電気的な接続を形成している面の屈曲方向の長さは、前記フレキシブル基板の屈曲直径の１／５００以下であってもよい。
　前記バンプは、前記電子部品に複数備えられ、それぞれ前記フレキシブル基板上の電極と対向してもよい。
　前記フレキシブル基板および前記電子部品は、屈曲形状を保持していてもよい。
　以上説明したように本発明によれば、電子部品のバンプの屈曲方向の長さを、フレキシブル基板の屈曲直径に基づく長さ以下とすることにより、屈曲時にバンプと電極との間に作用する応力を緩和することができる。これにより、異方性接続構造体において、屈曲によるフレキシブル基板と電子部品との間の導通抵抗の上昇を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る異方性接続構造体を上面から見た平面図である。 図１の異方性接続構造体をＸ方向に屈曲した際の側面図である。 図１の異方性接続構造体をＸ方向に屈曲した際の側面図である。 同実施形態に係る異方性接続構造体における異方性導電接続部分を厚み方向に切断した断面図である。 変形例に係る異方性接続構造体における異方性導電接続部分を厚み方向に切断した断面図である。 異方性接続構造体に対する屈曲試験を説明する説明図である。 異方性接続構造体に対する屈曲試験を説明する説明図である。 異方性接続構造体に対する屈曲試験を説明する説明図である。 Ｘ方向長さ／屈曲直径に対する抵抗値上昇率をプロットしたグラフ図である。 Ｘ方向長さ／屈曲直径に対する初期抵抗および屈曲後抵抗をプロットしたグラフ図である。 バンプ面積に対する初期抵抗および屈曲後抵抗をプロットしたグラフ図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　＜１．異方性接続構造体の構成＞
　［１．１．異方性接続構造体の概略］
　まず、図１～図２Ｂを参照して、本発明の一実施形態に係る異方性接続構造体の概略について説明する。図１は、本実施形態に係る異方性接続構造体１を上面から見た平面図である。また、図２Ａおよび図２Ｂは、図１の異方性接続構造体１をＸ方向に屈曲した際の側面図である。
　なお、以下において、Ｘ方向に屈曲するとは、例えば、図１において、フレキシブル基板１００の短手方向を折り曲げ軸として、フレキシブル基板１００の短辺同士を接触させるように屈曲させることを表す。
　図１に示すように、本実施形態に係る異方性接続構造体１は、フレキシブル基板１００と、フレキシブル基板１００上に異方性導電接続された電子部品２００とを備える。なお、本実施形態に係る異方性接続構造体１は、例えば、屈曲可能なフレキシブル表示装置に用いられる構造体である。
　フレキシブル基板１００は、可撓性および柔軟性が高い材料で形成された基板である。フレキシブル基板１００上には、例えば、画像を表示するための画素が形成された表示部１０１が形成される。また、表示部１０１の周縁には、電子部品２００から各画素への制御信号の入出力を行うための電極および配線等が形成される。
　電子部品２００は、例えば、表示部１０１に形成された画素等を制御するドライバＩＣである。電子部品２００は、研磨等により薄膜化されることで、または、可撓性および柔軟性が高い材料で形成されることで、フレキシブル基板１００と同程度の可撓性および柔軟性を有していてもよい。また、電子部品２００には、フレキシブル基板１００との制御信号の入出力のために、外部入出力端子となる少なくとも１つ以上のバンプ２１０が設けられる。なお、電子部品２００のＹ方向の長さ（図１におけるＷの長さ）は、例えば、０．５ｍｍ～３ｍｍ程度であり、Ｘ方向の長さ（図１におけるＬの長さ）は、例えば、１０ｍｍ～５０ｍｍ程度である。
　また、フレキシブル基板１００と、電子部品２００とは、硬化性樹脂に微細な導電性粒子等を含有させた異方性導電接着剤にて接着されることで異方性導電接続されている。具体的には、フレキシブル基板１００と、電子部品２００とは、異方性導電接着剤中の硬化性樹脂によって接着され、かつ、フレキシブル基板１００上の電極と、該電極等に対して対向する電子部品２００のバンプ２１０とは、異方性導電接着剤中の導電性粒子によって電気的に接続されている。
　ここで、本実施形態に係る異方性接続構造体１では、フレキシブル基板１００および電子部品２００が可撓性および柔軟性を有しているため、例えば、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、接続構造体全体を屈曲させることができる。具体的には、異方性接続構造体１は、図２Ａに示すように、電子部品２００が接着された面を外側にして屈曲することができる。また、異方性接続構造体１は、図２Ｂに示すように、電子部品２００が接着された面を内側にして屈曲することができる。
　ただし、図２Ａまたは図２Ｂに示すように異方性接続構造体１を屈曲させた場合、フレキシブル基板１００と電子部品２００との接着界面には応力が作用するため、フレキシブル基板１００と電子部品２００との密着性が低下することがあった。
　例えば、図２Ａに示す屈曲を行った場合、電子部品２００は、フレキシブル基板１００よりも外側に位置するため、フレキシブル基板１００に追随して屈曲することで、引張応力を受ける。また、図２Ｂに示す屈曲を行った場合、電子部品２００は、フレキシブル基板１００よりも内側に位置するため、フレキシブル基板１００に追随して屈曲することで、圧縮応力を受ける。
　このような応力は、フレキシブル基板１００と電子部品２００との接触界面において、密着性を低下させるように作用する。これにより、フレキシブル基板１００と電子部品２００との密着性が低下した場合、フレキシブル基板１００上の電極と、電子部品２００のバンプ２１０との間に挟持された異方性導電接着剤に含有される導電性粒子の接続が弱くなるため、導通抵抗が上昇してしまうことが懸念される。
　本発明者らは、上記の問題点等を詳細に検討した結果、電子部品２００のバンプ２１０の屈曲方向の長さを、フレキシブル基板１００の屈曲直径に基づく長さ以下とすることにより、屈曲による導通抵抗の増加を抑制できることを見出した。
　具体的には、端部が平行になるようにフレキシブル基板１００を「Ｕ」字型に屈曲させた場合におけるフレキシブル基板１００の屈曲方向の端部間距離（図２Ａにおける距離Ｄ、すなわち屈曲直径）に対して、バンプ２１０の屈曲方向の長さは１／４００以下である。なお、バンプ２１０の屈曲方向の長さとは、バンプ２１０において、実際にフレキシブル基板１００上の電極と電気的接続を形成している面の屈曲方向の長さを表す。
　このようにバンプ２１０の屈曲方向の長さを小さく形成することにより、異方性接続構造体１を屈曲した場合にフレキシブル基板１００と電子部品２００との接着界面に作用する応力を緩和することができる。これにより、本実施形態に係る異方性接続構造体１は、フレキシブル基板１００と電子部品２００との密着性を維持することができるため、屈曲によってフレキシブル基板１００および電子部品２００における導通抵抗が上昇することを抑制することができる。
　［１．２．異方性接続構造体の詳細構成］
　次に、図３を参照して、本実施形態に係る異方性接続構造体１の詳細な構成を説明する。図３は、本実施形態に係る異方性接続構造体１における異方性導電接続部分を厚み方向に切断した断面図である。
　図３に示すように、本実施形態に係る異方性接続構造体１は、電極１１０が形成されたフレキシブル基板１００と、電極１１０と対向するバンプ２１０が形成された電子部品２００と、電極１１０およびバンプ２１０の間に挟持され、導電性粒子３１０を含有する異方性導電接着剤３００とを備える。なお、図３では、異方性接続構造体１に備えられる電極１１０およびバンプ２１０は、１つずつであるが、本実施形態は、図３の例示に限定されない。電極１１０およびバンプ２１０は、必要に応じて、異方性接続構造体１に複数備えられていてもよく、複数備えられた電極１１０およびバンプ２１０の配置は、任意に設定することができる。
　フレキシブル基板１００は、例えば、可撓性および柔軟性が高い材料で形成された基板である。また、フレキシブル基板１００上には、配線（図示せず）および電極１１０が形成される。フレキシブル基板１００は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、およびアクリル樹脂などの樹脂で形成されてもよく、薄膜化された金属またはガラスなどで形成されてもよい。ただし、表示部１０１に表示される画像等の視認性を確保するためには、フレキシブル基板１００は、可視光の透過率が高い透明樹脂で形成されることが好ましい。
　フレキシブル基板１００の厚みは、異方性接続構造体１の強度を維持しやすくするために、２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、５０μｍ以上がさらに好ましい。また、フレキシブル基板１００の厚みは、異方性接続構造体１の可撓性が低下しすぎないようにするために、２０００μｍ以下が好ましく、１０００ｍ以下がより好ましい。
　電極１１０は、フレキシブル基板１００上に形成され、電子部品２００等からの制御信号等に対する入出力端子として機能する。電極１１０は、例えば、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、および金などの金属、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム、導電性酸化スズ、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）、および導電性酸化亜鉛などの導電性金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、およびポリチオフェンなどの導電性高分子などにて形成することができる。ただし、電極１１０は、表示部１０１に表示される画像等の視認性を確保するためには、透明導電性物質（ＩＴＯ、ＩＺＯなど）で形成されることが好ましい。なお、電極１１０の高さは、公知の電極１１０の高さを適宜用いることが可能である。
　電子部品２００は、例えば、画素等の駆動を制御するドライバＩＣなどである。電子部品２００は、公知の材料および構成にて形成することができるが、フレキシブル基板１００と同様の可撓性および柔軟性を有することが好ましい。電子部品２００の厚みは、例えば、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。
　バンプ２１０は、電子部品２００からの制御信号を対向する電極１１０へ入出力する端子として機能する。バンプ２１０は、例えば、電極１１０と同様に、アルミニウム、銀、ニッケル、銅および金などの金属、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウム、導電性酸化スズ、アンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）および導電性酸化亜鉛などの導電性金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロールおよびポリチオフェンなどの導電性高分子などにて形成することができる。なお、バンプ２１０の高さは、公知のバンプ２１０の高さを適宜用いることが可能である。
　本実施形態に係る異方性接続構造体１において、バンプ２１０の屈曲方向の長さ（図３における長さＢ）は、異方性接続構造体１を屈曲させた場合におけるフレキシブル基板１００の屈曲直径の１／４００以下である。このようにバンプ２１０の屈曲方向の長さを狭くすることにより、屈曲時にバンプ２１０と電極１１０との間に作用する応力を緩和することができる。これにより、異方性接続構造体１は、屈曲時に電極１１０とバンプ２１０との電気的接続を維持することができるため、導通抵抗の上昇を抑制することができる。
　また、本実施形態に係る異方性接続構造体１では、バンプ１２０の屈曲方向の長さがより狭くなるため、バンプ２１０の形成に使用する導電性物質の消費量を削減し、異方性接続構造体１の材料コストを低下させることができる。特に、良好な導電性を実現するために金などの貴金属にてバンプ２１０を形成する場合、異方性接続構造体１の材料コストをさらに低下させることができる。
　例えば、本実施形態に係る異方性接続構造体１において、フレキシブル基板１００の屈曲直径が１００００μｍである場合、バンプ２１０の屈曲方向の長さは、２５μｍ以下である。ここで、バンプ２１０の屈曲方向の長さは、より詳細には、バンプ２１０において電極１１０と電気的な接続を形成している面の屈曲方向の長さを表し、図３にて示す長さＢに相当する。
　また、バンプ２１０の屈曲方向の長さは、好ましくは、異方性接続構造体１を屈曲させた場合におけるフレキシブル基板１００の屈曲直径の１／５００以下である。このような場合、異方性接続構造体１は、屈曲時にバンプ２１０と電極１１０との間に作用する応力をさらに緩和することができるため、電極１１０とバンプ２１０との電気的接続の安定性をより向上させ、導通抵抗の上昇をさらに抑制することができる。
　一方、バンプ２１０の屈曲方向の長さは、好ましくは、異方性接続構造体１を屈曲させた場合におけるフレキシブル基板１００の屈曲直径の１／１００００以上であり、より好ましくは、１／５０００以上である。バンプ２１０の屈曲方向の長さが過剰に狭い場合、バンプ２１０と電極１１０との電気的接続が形成しにくくなり、非屈曲時からフレキシブル基板１００と電子部品２００との導通抵抗が高くなってしまうため、好ましくない。
　また、バンプ２１０において、電極１１０と電気的な接続を形成している面の面積は、１０００μｍ２以上であることが好ましい。このような場合、バンプ２１０と電極１１０との電気的接続の安定性がより向上するため、非屈曲時からフレキシブル基板１００と電子部品２００との導通抵抗を低くすることができる。なお、バンプ２１０における電極１１０と電気的な接続を形成している面の面積とは、より詳細には、電極１１０の射影をバンプ２１０に投影した際に、電極１１０の射影とバンプ２１０とが重なり合った面積を表す。
　異方性導電接着剤３００は、例えば、硬化性樹脂に微細な導電性粒子３１０を含有させたものである。異方性導電接着剤３００は、硬化性樹脂によりフレキシブル基板１００と、電子部品２００とを接着し、導電性粒子３１０により電極１１０とバンプ２１０とを電気的に接続する。
　硬化性樹脂は、例えば、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、変性エポキシ樹脂、および脂環式エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂、ならびにメチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２－ヒドロキシ－１，３－ジアクリロキシプロパン、２，２－ビス［４－（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２－ビス［４－（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアネレート、およびウレタンアクリレートなどのアクリル樹脂を用いることができる。
　上述した硬化性樹脂は、硬化剤と併用されることにより、接着時に硬化し、フレキシブル基板１００と電子部品２００とを接着することができる。硬化剤としては、例えば、エポキシ樹脂を硬化させるアニオンまたはカチオン重合型硬化剤、およびアクリレート樹脂を硬化させるラジカル重合型硬化剤を適宜、最適なものを選択して用いることができる。
　導電性粒子３１０は、例えば、金属粒子、および金属被覆樹脂粒子である。具体的には、導電性粒子３１０は、ニッケル、コバルト、銅、銀、金、またはパラジウムなどの金属粒子であってもよい。また、導電性粒子３１０は、スチレン－ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン樹脂、架橋ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、またはスチレン－シリカ複合樹脂などのコア樹脂粒子の表面を、ニッケル、銅、金、またはパラジウムなどの金属で被覆した粒子であってもよい。さらに、導電性粒子３１０の表面には、金もしくはパラジウム薄膜、または圧着時には破壊される程度に薄い絶縁樹脂薄膜などが形成されてもよい。
　導電性粒子１４０の平均粒子径（粒子の直径の個数平均値）は、例えば、１μｍ以上２０μｍ以下であってもよく、好ましくは２μｍ以上１０μｍ以下であってもよい。なお、導電性粒子１４０の平均粒子径は、例えば、レーザー回折・散乱法などによって測定することが可能である。
　なお、異方性導電接着剤３００は、ペースト状の異方性導電ペーストであってもよく、膜形成樹脂をさらに含有することでフィルム状に形成された異方性導電フィルムであってもよい。また、異方性導電接着剤３００は、シランカップリング剤、フィラーなどをさらに含有してもよい。
　以上にて説明したように、本実施形態に係る異方性接続構造体１は、バンプ２１０の屈曲方向の長さをフレキシブル基板１００の屈曲直径に基づく長さ以下とすることにより、バンプ２１０と電極１１０との間に作用する応力を緩和することができる。これにより、屈曲時のフレキシブル基板１００と電子部品２００との密着性が改善し、バンプ２１０と電極１１０との間の電気的接続の安定性が改善するため、屈曲による導通抵抗の増加を抑制することが可能である。
　［１．３．異方性接続構造体の製造方法］
　続いて、本実施形態に係る異方性接続構造体１の製造方法について説明する。本実施形態に係る異方性接続構造体１は、公知の方法によって製造することが可能であり、例えば、以下の方法にてフレキシブル基板１００と、電子部品２００とを異方性導電接続することにより製造することができる。
　まず、フレキシブル基板１００の電極１１０が形成された面上に、異方性導電接着剤３００を塗布する。塗布の方法および条件は、公知の方法および条件を用いることができる。
　次に、電子部品２００のバンプ２１０が電極１１０と対向するように、異方性導電接着剤３００上に電子部品２００を載置し、仮固定する。仮固定の方法および条件は、公知の方法および条件を用いることができるが、例えば、異方性導電接着剤３００が本硬化しない程度に加熱および加圧することで、フレキシブル基板１００、異方性導電接着剤３００、および電子部品２００を仮固定してもよい。
　続いて、仮固定されたフレキシブル基板１００、異方性導電接着剤３００、および電子部品２００を加熱押圧部材にて加熱および押圧して熱圧着する。これにより、フレキシブル基板１００の電極１１０と電子部品２００のバンプ２１０とを導電性粒子３１０にて異方性導電接続し、異方性接続構造体を製造することができる。ここで、熱圧着の方法および条件は、公知の熱圧着装置を用いることができる。
　［１．４．異方性接続構造体の変形例］
　次に、図４を参照して、本実施形態の変形例に係る異方性接続構造体１Ａについて説明する。図４は、本変形例に係る異方性接続構造体１Ａにおける異方性導電接続部分を厚み方向に切断した断面図である。
　本変形例に係る異方性接続構造体１Ａは、バンプ２１０Ａが複数の凸部２１１、２１２、２１３を有する形状（例えば、櫛形形状）にて形成されている点が、図３で示した異方性接続構造体１と異なる。
　図４に示すように、本変形例に係る異方性接続構造体１Ａは、複数の凸部２１１、２１２、２１３を有するバンプ２１０Ａを備える。なお、バンプ２１０Ａの形状以外の構成については、図３で示した異方性接続構造体１と同様であるので、ここでの説明は省略する。
　バンプ２１０Ａは、複数の凸部２１１、２１２、２１３を備え、各凸部２１１、２１２、２１３にて電極１１０と電気的に接続している。ここで、バンプ２１０Ａに形成される凸部２１１、２１２、２１３の数は、特に限定されず、任意の数であってもよい。また、凸部２１１、２１２、２１３の平面形状も特に限定されず、例えば、ストライプ形状、千鳥格子形状、またはジグザグ形状などであってもよい。ただし、バンプ２１０Ａに対する複数の凸部２１１、２１２、２１３の形成の容易性を考慮すると、凸部２１１、２１２、２１３の平面形状は、ストライプ形状であることが好ましく、バンプ２１０Ａの厚み方向の断面形状は、櫛形形状であることが好ましい。
　上述したように、バンプ２１０Ａの屈曲方向の長さは、異方性接続構造体１Ａを屈曲させた場合におけるフレキシブル基板１００の屈曲直径の１／４００以下であり、好ましくは、１／５００以下である。また、バンプ２１０Ａの屈曲方向の長さは、好ましくは、異方性接続構造体１Ａを屈曲させた場合におけるフレキシブル基板１００の屈曲直径の１／１００００以上であり、より好ましくは、１／５０００以上である。
　ここで、本変形例において、バンプ２１０の屈曲方向の長さは、より詳細には、バンプ２１０Ａにおいて電極１１０と電気的な接続を形成している面の各々の屈曲方向の長さを表し、図４にて示す長さＢ１、Ｂ２、Ｂ３に相当する。
　本変形例に係る異方性接続構造体１Ａでは、凸部２１１、２１２、２１３の長さを屈曲時に導通抵抗が増加しない長さとしつつ、かつバンプ２１０Ａ全体において電極１１０と電気的な接続を形成している面の面積を増加させることができる。すなわち、バンプ２１０Ａは、凸部２１１、２１２、２１３にて電極１１０と電気的に接続しているため、異方性接続構造体１Ａは、電極１１０と電気的な接続を形成している面の面積を凸部２１１、２１２、２１３の上面の合計面積とすることができる。これにより、本変形例に係る異方性接続構造体１Ａでは、屈曲時の導通抵抗の上昇を抑制しつつ、非屈曲時のフレキシブル基板１００と電子部品２００との導通抵抗をさらに低くすることができる。
　なお、上述したように、バンプ２１０Ａにおいて、電極１１０と電気的な接続を形成している面の合計面積（すなわち、凸部２１１、２１２、２１３の上面の合計面積）は、１０００μｍ２以上であることが好ましい。このような場合、バンプ２１０Ａと電極１１０との電気的接続の安定性がより向上するため、異方性接続構造体１Ａは、非屈曲時からフレキシブル基板１００と電子部品２００との導通抵抗をより低くすることができる。
　また、本変形例に係る異方性接続構造体１Ａは、凸部２１１、２１２、２１３の間に凹部が形成されるため、バンプ２１０Ａの形成に使用する導電性物質の消費量を削減し、異方性接続構造体１Ａの材料コストを低下させることができる。特に、良好な導電性を実現するために金などの貴金属にてバンプ２１０Ａを形成する場合、異方性接続構造体１Ａの材料コストをより低下させることができる。
　なお、このようなパターン化されたバンプ２１０Ａは、例えば、バンプ２１０Ａを形成する際のめっき工程を凸部２１１、２１２、２１３の下部を形成する工程と、凸部２１１、２１２、２１３を形成する工程とに分けて行うことにより、形成することができる。
　＜２．実施例＞
　以下では、実施例および比較例を参照しながら、本実施形態に係る異方性接続構造体について、より詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は、本実施形態に係る異方性接続構造体の実施可能性および効果を示すための一例であり、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
　［２．１．異方性接続構造体の製造］
　以下に示す方法にて、本実施形態に係る異方性接続構造体を製造した。なお、以下の実施例において、Ｘ方向およびＹ方向の定義は、図１と同様とする。
　（実施例１）
　まず、高さ２０μｍのＴｉ／Ａｌ電極（電極のレイアウトは、後述のＩＣチップのバンプレイアウトと同様である）を形成した膜厚０．３ｍｍのポリイミド基板（フレキシブル基板）を用意した。また、Ｘ方向に屈曲直径１００００μｍにて屈曲させることを想定し、Ｘ方向長さ２５ｍｍ×Ｙ方向長さ２ｍｍ、かつ厚み０．３ｍｍであるＩＣチップ（電子部品）を用意した。ここで、ＩＣチップには、Ｘ方向長さ２５μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍ、かつ高さ２０μｍである金めっきバンプを形成した。
　次に、ポリイミド基板のＴｉ／Ａｌ電極が形成された面に対して、異方性導電接着剤として、異方性導電フィルム（デクセリアルズ社製ＣＰ６９２０Ｆ３、平均厚み２５μｍ、導電性粒子の平均粒子径３μｍ）を貼り付けた。
　続いて、金めっきバンプがポリイミド基板のＴｉ／Ａｌ電極と対向するように、ＩＣチップを異方性導電フィルム上に載置し、仮固定した。さらに、仮固定したポリイミド基板、異方性導電フィルム、およびＩＣチップを熱圧着装置（東レエンジニアリング社製ＦＣ１０００）により、１９０℃－６０ＭＰａ－５秒間の条件で熱圧着し、実施例１に係る異方性接続構造体を製造した。
　（実施例２）
　Ｘ方向長さ２０μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍである金めっきバンプを形成したＩＣチップを用いたことを除いては、実施例１と同様の方法にて実施例２に係る異方性接続構造体を製造した。
　（実施例３）
　Ｘ方向長さ２０μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍの凸部を３つ有し、凸部のＸ方向間に長さ５μｍの溝（深さ１０μｍ）を有する金めっきバンプ（全体では、Ｘ方向長さ７０μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍ）を形成したＩＣチップを用いたことを除いては、実施例１と同様の方法にて実施例３に係る異方性接続構造体を製造した。
　（比較例１）
　Ｘ方向長さ１００μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍである金めっきバンプを形成したＩＣチップを用いたことを除いては、実施例１と同様の方法にて比較例１に係る異方性接続構造体を製造した。
　（比較例２）
　Ｘ方向長さ５０μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍである金めっきバンプを形成したＩＣチップを用いたことを除いては、実施例１と同様の方法にて比較例２に係る異方性接続構造体を製造した。
　（比較例３）
　Ｘ方向長さ３３．３μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍである金めっきバンプを形成したＩＣチップを用いたことを除いては、実施例１と同様の方法にて比較例３に係る異方性接続構造体を製造した。
　（比較例４）
　Ｘ方向長さ７０μｍ×Ｙ方向長さ５０μｍである金めっきバンプを形成したＩＣチップを用いたことを除いては、実施例１と同様の方法にて比較例４に係る異方性接続構造体を製造した。
　［２．２．異方性接続構造体の評価］
　以下に示す方法にて、実施例１～３および比較例１～４に係る異方性接続構造体を評価した。
　まず、デジタルマルチメータ（横川電気社製）を用いて、ポリイミド基板とＩＣチップとの間の抵抗値を測定することで、各異方性接続構造体の初期抵抗を評価した。
　次に、各異方性接続構造体に対して、ＩＥＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）規格（ＩＥＣ　６２７１５）に準拠した屈曲試験を行った。以下では、当該屈曲試験について図５Ａ～図５Ｃを参照して具体的に説明する。ここで、図５Ａ～図５Ｃは、異方性接続構造体に対する屈曲試験を説明する説明図である。
　まず、図５Ａに示すように、フレキシブル基板１００の両端部を固定具４０１、４０２にて固定し、電子部品（ＩＣチップ）２００が接着された面が外側を向き、かつ電子部品２００が屈曲されるようにＸ方向に異方性接続構造体１を屈曲させた。さらに、フレキシブル基板１００の両端部が平行である状態を維持しながら、フレキシブル基板１００の屈曲直径ｄが想定した長さになるまで異方性接続構造体１を屈曲させた。
　続いて、図５Ａに示す状態から、フレキシブル基板１００の屈曲直径ｄを維持しながら、固定具４０１を右方向に、固定具４０２を左方向に水平に直線運動させ、図５Ｂに示すように、電子部品２００が屈曲されない位置に屈曲位置を変化させた。
　さらに、図５Ｂに示す状態から、フレキシブル基板１００の屈曲直径ｄを維持しながら、固定具４０１を左方向に、固定具４０２を右方向に水平に直線運動させ、図５Ａに示すように、電子部品２００が屈曲される位置に屈曲位置を変化させた。続いて、固定具４０１を左方向に、固定具４０２を右方向に水平に直線運動させ、図５Ｃに示すように、電子部品２００が屈曲されない位置に屈曲位置を変化させた。
　図５Ｂに示す状態から図５Ｃに示す状態への遷移、および図５Ｃに示す状態から図５Ｂに示す状態への遷移をそれぞれ１回とカウントして、電子部品２００を合計１０回屈曲させた。屈曲試験後、初期抵抗と同様の方法で屈曲試験後の抵抗値を測定し、屈曲後抵抗を評価した。
　以上にて評価した結果を表１および図６～８に示す。なお、表１において、「抵抗値上昇率」は、「屈折後抵抗」を「初期抵抗」で除算した値を百分率で表記したものである。また、「Ｘ方向長さ」の欄では、Ｘ方向長さ２０μｍの凸部を３つ有する実施例３は「２０×３個」と表記した。
　なお、図６は、表１の結果を横軸に「Ｘ方向長さ／屈曲直径」を採り、縦軸に「抵抗値上昇率」を採ってプロットしたグラフ図である。図７は、表１の結果を横軸に「Ｘ方向長さ／屈曲直径」を採り、縦軸に「初期抵抗」および「屈曲後抵抗」を採ってプロットしたグラフ図である。図８は、表１の結果を横軸に「バンプ面積」を採り、縦軸に「初期抵抗」および「屈曲後抵抗」を採ってプロットしたグラフ図である。なお、パラメータ同士の関係をより明確にするために、図６および７のグラフ図から実施例３の結果は除外している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１および図６の結果を参照すると、屈曲直径に対するＸ方向のバンプ長さの割合が１／４００または１／５００である実施例１～３は、比較例１～４に対して抵抗値上昇率が低く、屈曲による導通抵抗の上昇が抑制されていることがわかる。特に、屈曲直径に対するＸ方向のバンプ長さの割合が１／５００である実施例２は、実施例１に対してさらに抵抗値上昇率が低くなっており、より好ましいことがわかる。
　また、表１および図７を参照すると、屈曲直径に対するＸ方向のバンプ長さの割合が増加するほど、初期抵抗に対して屈曲後抵抗が増加しており、電子部品のバンプとフレキシブル基板の電極との電気的接続が不安定になっていることがわかる。
　さらに、表１および図８を参照すると、凸部を３つ有するバンプを用いた実施例３は、実施例２に対してバンプ面積が拡大しているため、初期抵抗が低下していることがわかる。したがって、実施例３は、バンプ面積を拡大することで初期抵抗を低下させつつ、屈曲直径に対する凸部の屈曲方向に対する長さを小さくすることで、屈曲後抵抗も小さくできることがわかる。
　特に、表１を参照して、実施例３と比較例４とを比較すると、実施例３においてバンプに凸部を設けることが、抵抗値上昇率の抑制に効果的であることがわかる。
　以上の結果からわかるように、本実施形態に係る異方性接続構造体は、電子部品のバンプの屈曲方向の長さを、フレキシブル基板の屈曲直径に基づく長さ以下とすることにより、フレキシブル基板と電子部品との密着性を維持することができる。そのため、本実施形態に係る異方性接続構造体は、屈曲により、フレキシブル基板と電子部品との間で導通抵抗が上昇することを抑制することができる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　１、１Ａ　　　異方性接続構造体
　１００　　　　フレキシブル基板
　１１０　　　　電極
　２００　　　　電子部品
　２１０、２１０Ａ　　バンプ
　３００　　　　異方性導電接着剤
　３１０　　　　導電性粒子
 
 

Claims (6)

  1. 　屈曲可能なフレキシブル基板と、
    　前記フレキシブル基板上の電極と対向するバンプを有する電子部品と、
    　前記電極と前記バンプとの間に挟持された異方性導電接着剤と、
    を備え、
    　前記バンプにおいて、前記電極と電気的な接続を形成している面の屈曲方向の長さは、前記フレキシブル基板の屈曲直径の１／４００以下である、異方性接続構造体。
  2. 　前記バンプは、複数の凸部を備え、
    　前記複数の凸部の各々にて、前記電極と電気的な接続を形成する、請求項１に記載の異方性接続構造体。
  3. 　前記バンプの厚み方向の断面形状は、櫛形である、請求項２に記載の異方性接続構造体。
  4. 　前記バンプにおいて、前記電極と電気的な接続を形成している面の屈曲方向の長さは、前記フレキシブル基板の屈曲直径の１／５００以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載の異方性接続構造体。
  5. 　前記バンプは、前記電子部品に複数備えられ、それぞれ前記フレキシブル基板上の電極と対向する、請求項１～４のいずれか一項に記載の異方性接続構造体。
  6. 　前記フレキシブル基板および前記電子部品は、屈曲形状を保持している、請求項１～５のいずれか一項に記載の異方性接続構造体。
     
     
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