WO2019039210A1 - 異方性導電フィルム - Google Patents

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WO2019039210A1
WO2019039210A1 PCT/JP2018/028623 JP2018028623W WO2019039210A1 WO 2019039210 A1 WO2019039210 A1 WO 2019039210A1 JP 2018028623 W JP2018028623 W JP 2018028623W WO 2019039210 A1 WO2019039210 A1 WO 2019039210A1
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insulating resin
conductive particles
conductive film
anisotropic conductive
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PCT/JP2018/028623
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太一郎 梶谷
怜司 塚尾
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デクセリアルズ株式会社
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    • H01L2224/29338Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/29357Cobalt [Co] as principal constituent
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    • H01L2224/29364Palladium [Pd] as principal constituent
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    • H01L2224/29499Shape or distribution of the fillers
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    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L24/83Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector

Definitions

  • the present invention relates to an anisotropic conductive film.
  • An anisotropic conductive film in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer is widely used for mounting electronic components such as IC chips.
  • conductive particles are dispersed in the insulating resin layer with high density so as to correspond to high mounting density.
  • increasing the number density of the conductive particles is a factor causing the short circuit.
  • a photopolymerizable resin layer and an insulating adhesive layer in which conductive particles are embedded in a single layer in order to reduce short circuiting and to improve workability when temporarily bonding the anisotropic conductive film to the substrate The anisotropic conductive film which laminated
  • temporary pressure bonding is performed in a state where the photopolymerizable resin layer is not polymerized and has tackiness, and then the photopolymerizable resin layer is photopolymerized to fix the conductive particles, Thereafter, the substrate and the electronic component are fully crimped.
  • the anisotropic conductive film of the 3 layer structure by which the 1st connection layer was pinched by the 2nd connection layer and 3rd connection layer which mainly consist of insulating resin have also been proposed (Patent Documents 2 and 3).
  • the anisotropic conductive film of Patent Document 2 has a structure in which the first connection layer is a single conductive particle arrayed in the planar direction of the second connection layer side of the insulating resin layer, The thickness of the insulating resin layer in the central region between adjacent conductive particles is smaller than the thickness of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles.
  • the anisotropic conductive film of Patent Document 3 has a structure in which the boundary between the first connection layer and the third connection layer is undulated, and the first connection layer is on the third connection layer side of the insulating resin layer.
  • the conductive particles are arranged in a single layer in the plane direction of the above, and the thickness of the insulating resin layer in the central region between adjacent conductive particles is smaller than the thickness of the insulating resin in the vicinity of the conductive particles.
  • the conductive particles easily move at the time of temporary compression bonding of the anisotropic conductive connection, and the precise arrangement of the conductive particles before the anisotropic conductive connection is after the anisotropic conductive connection. There is a problem that it can not be maintained or the distance between the conductive particles can not be sufficiently separated.
  • the photopolymerizable resin layer is photopolymerized to bond the photopolymerized resin layer in which the conductive particles are embedded with the electronic component, the electronic component can be obtained.
  • conductive particles are dispersed in a thermally polymerizable insulating resin layer that has a high viscosity at the heating temperature at the time of anisotropic conductive connection, and conductive particles at the time of anisotropic conductive connection It is conceivable to improve the workability when sticking the anisotropic conductive film to the electronic component while suppressing the flowability. However, even if conductive particles are accurately disposed on such an insulating resin layer, if the resin layer flows at the time of anisotropic conductive connection, the conductive particles will also flow simultaneously, so that the trapping property of the conductive particles can be improved.
  • the anisotropic conductive film of the 3 layer structure of patent document 2 3 layer structure, From the viewpoint, it is required to reduce the number of manufacturing processes. Further, in the vicinity of the conductive particles on one side of the first connection layer, the whole or a part of the first connection layer bulges larger than the outer shape of the conductive particles (the insulating resin layer itself is not flat), Since the conductive particles are held at the same time, there is a concern that there are many restrictions on design in order to make the holding and immobility of the conductive particles compatible with easy holding by the terminals.
  • the light which holds the conductive particles is not necessary to have a three-layer structure.
  • An object of the present invention is to suppress unnecessary movement (flow) of conductive particles due to the flow of the insulating resin layer, to improve the capture of the conductive particles, and to reduce short circuit.
  • the inventor of the present invention provides a conductive particle dispersion layer in which conductive particles are dispersed in a photopolymerizable insulating resin layer on an anisotropic conductive film, the surface shape of the photopolymerizable insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles.
  • the following findings (i) and (ii) were obtained, and the following finding (iii) was obtained regarding the timing of photopolymerization of the photopolymerizable insulating resin layer.
  • the surface of the photopolymerizable insulating resin layer itself on the side in which the conductive particles are embedded is flat, while (i) the conductive particles are When exposed from the photopolymerizable insulating resin layer, the surface of the photopolymerizable insulating resin layer around the conductive particles is a photopolymerizable insulating resin layer in the center between adjacent conductive particles.
  • such a slope or unevenness in the photopolymerizable insulating resin layer is the insulating resin when the conductive particles are pushed in the case of forming the conductive particle dispersion layer by pushing the conductive particles into the insulating resin layer. It has been found that the layer can be formed by adjusting the viscosity, pressing speed, temperature and the like of the layer.
  • the anisotropic conductive film is disposed on one of the electronic parts. After that, before the other electronic component is placed on it, the insulating resin of the photoconductive insulating resin layer of the anisotropic conductive film is irradiated with light to make the insulating resin at the time of anisotropic conductive connection. It has been found that it is possible to suppress an excessive decrease in the minimum melt viscosity of the above to prevent unnecessary flow of the conductive particles, and thereby to realize good conduction characteristics in the connection structure.
  • the present invention is an anisotropic conductive film having a conductive particle dispersed layer in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer,
  • the insulating resin layer is a layer of a photopolymerizable resin composition,
  • the surface of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles provides an anisotropic conductive film having a slope or an undulation with respect to the tangent of the insulating resin layer in the central portion between adjacent conductive particles.
  • the surface of the insulating resin layer around the conductive particles is chipped in the tangent plane, and in the undulation, the insulating resin layer directly on the conductive particles It is preferable that the amount of resin be smaller than when the surface of the insulating resin layer immediately above the conductive particles is in the contact plane. Alternatively, it is preferable that a ratio (Lb / D) of the distance Lb of the deepest part of the conductive particle from the tangential plane to the diameter D of the conductive particle is 30% or more and 105% or less.
  • the photopolymerizable resin composition may be photo cationic polymerizable, photo anionic polymerizable or photo radical polymerizable, but the film-forming polymer, the photo cationic polymerizable compound, the photo cationic polymerization initiator, and the heat. It is preferable that it is a photocationic-polymerizable resin composition containing a cationic polymerization initiator.
  • a preferable photocationic polymerizable compound is at least one selected from an epoxy compound and an oxetane compound
  • a preferable photocationic polymerization initiator is an aromatic onium tetrakis (pentafluorophenyl) borate.
  • the photopolymerizable resin composition is a photoradically polymerizable resin composition
  • it contains a film-forming polymer, a photoradically polymerizable compound, a photoradical polymerization initiator, and a thermal radical polymerization initiator. Is preferred.
  • a slope or unevenness may be formed on the surface of the insulating resin layer around the conductive particles exposed from the insulating resin layer, and exposed from the insulating resin layer Alternatively, slopes or undulations may be formed on the surface of the insulating resin layer immediately above the conductive particles embedded in the insulating resin layer.
  • the ratio (La / D) of the layer thickness La of the insulating resin layer to the conductive particle diameter D is preferably 0.6 to 10, and it is preferable that the conductive particles be disposed in non-contact with each other. Furthermore, it is preferable that the closest inter-particle distance of the conductive particles be 0.5 times to 4 times the diameter of the conductive particles.
  • the second insulating resin layer may be laminated on the surface opposite to the surface on which the slope or unevenness of the insulating resin layer is formed;
  • the second insulating resin layer may be laminated on the surface on which the slope or unevenness of the conductive resin layer is formed.
  • the minimum melt viscosity of the second insulating resin layer is preferably lower than the minimum melt viscosity of the insulating resin layer.
  • the CV value of the particle diameter of the conductive particles is preferably 20% or less.
  • the anisotropic conductive film of the present invention can be produced by a production method comprising the step of forming a conductive particle dispersion layer in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer.
  • the step of forming the conductive particle dispersion layer is a step of holding the conductive particles in the state of being dispersed on the surface of the insulating resin layer made of the photopolymerizable resin composition, and the conductive particles held on the surface of the insulating resin layer
  • the surface of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles is an insulating resin in a central portion between adjacent conductive particles.
  • the viscosity, pressing speed or temperature of the insulating resin layer when the conductive particles are pushed in is adjusted so as to have a slope or an undulation with respect to the tangent of the layer. More specifically, in the step of pushing the conductive particles into the insulating resin layer, preferably, in the slope, the surface of the insulating resin layer around the conductive particles is chipped with respect to the tangent plane, and in the relief, The amount of resin in the insulating resin layer immediately above the conductive particles is made smaller than when the surface of the insulating resin layer directly above the conductive particles is in the contact plane.
  • the ratio (Lb / D) of the distance Lb of the deepest part of the conductive particle from the tangential plane to the diameter D of the conductive particle is set to 30% to 105%.
  • the conductive particles are kept to a minimum, and the exposure of the conductive particles from the resin layer is large, so that low temperature and low pressure mounting becomes easier, 60% If the content is 105% or less, the conductive particles are more easily held, and the state of the conductive particles captured before and after the connection is easily maintained.
  • the CV value of the particle diameter of the photopolymerizable resin composition and the conductive particles is as described above.
  • the conductive particles are held in a predetermined arrangement on the surface of the photopolymerizable insulating resin layer.
  • the conductive particles are preferably pressed into the photopolymerizable insulating resin layer with a flat plate or a roller.
  • the transfer type is filled with the conductive particles, and the conductive particles are transferred to the photopolymerizable insulating resin layer, whereby the conductive resin is conductive on the surface of the insulating resin layer. It is preferred to hold the particles in a predetermined arrangement.
  • the present invention also provides a connection structure in which the first electronic component and the second electronic component are anisotropically conductively connected by the above-described anisotropic conductive film.
  • the anisotropic conductive film is disposed to the first electronic component from the side of the conductive particle dispersion layer on which the slope or unevenness is formed or not formed.
  • the second electronic component is disposed on the particle dispersion layer, and heat is applied to the first electronic component and the second electronic component by conducting heat and pressure on the second electronic component with the thermocompression bonding tool.
  • the anisotropic conductive film is arranged from the side of the conductive particle dispersion layer on which the slope or unevenness is formed, and in the light irradiation step, the anisotropic conductive film for the first electronic component. It is preferable to perform light irradiation from the side.
  • the anisotropic conductive film of the present invention has a conductive particle dispersed layer in which conductive particles are dispersed in a photopolymerizable insulating resin layer.
  • the surface of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles is inclined with respect to the tangent of the insulating resin layer in the central portion between adjacent conductive particles, or a relief is formed.
  • the insulating resin layer around the exposed conductive particles is inclined, and the conductive particles are photopolymerizable insulating resin
  • the insulating resin layer immediately above the conductive particles may be uneven or the conductive particles may be in contact with the insulating resin layer at one point.
  • the resin is formed along the outer periphery of the conductive particles depending on the degree of embedding in the vicinity of the conductive particles. (See, for example, FIGS. 4 and 6) or flat as the tendency of the entire insulating resin, but in the vicinity of the conductive particles, the insulating resin is drawn to the embedded of the conductive particles and is internally There may be intruding cases (see, for example, FIG. 1B, FIG. 2). Intrusion into the interior also includes the appearance of a cliff due to the embedding of the conductive particles in the resin (FIG. 3).
  • the slope is a slope formed by the insulating resin being drawn into and embedded in the conductive particles, and the undulation means such a slope followed by the conductive particle. And the insulating resin layer deposited on it (the slope may disappear due to deposition).
  • the conductive particles are held in a state in which the conductive particles are partially or entirely embedded in the insulating resin by forming the slope or unevenness in the insulating resin, and the influence of the flow of the resin at the time of connection, etc. Can be minimized, and the capture of conductive particles at the time of connection will be improved.
  • the amount of insulating resin in the vicinity of the conductive particles is reduced at least in part of the film surface to be connected to the terminal (the amount of insulating resin in the thickness direction of the conductive particles decreases).
  • the terminal and the conductive particle can be easily in direct contact with each other. That is, the resin which interferes with the conductive particles with respect to the pressing at the time of connection is absent or reduced, and the resin is configured with the minimum amount of resin.
  • the insulating resin has a surface drop generally along the outline of the conductive particles, it will not cause excessive bumps.
  • the resin in this case can hold conductive particles, it tends to have a relatively high viscosity, and the amount of resin on the film surface to be the connection surface with the terminal, particularly directly on the conductive particles, is small. It becomes preferable.
  • the absence of a relatively high viscosity resin holding the conductive particles along the contour of the conductive particles is also preferable for the same reason.
  • the present invention follows these configurations.
  • the effect of pressing can be easily developed, and the effect of facilitating the quality judgment in manufacturing the anisotropic conductive film can also be expected by observing the appearance. .
  • direct contact between the terminals and the conductive particles is expected to be effective in improving the conduction characteristics and in uniformity of pressing.
  • the retention of the conductive particles by the insulating resin having a relatively high viscosity and the absence, reduction or deformation of the resin immediately above the film surface direction of the conductive particles are compatible with each other, whereby the conductive particles are uniformly captured and pressed.
  • the conditions for achieving good conductivity and conduction characteristics are established.
  • the relatively high viscosity resin itself is made thin, it is easy to take a margin for the heating and pressurizing conditions of the connection tool. In this case, it is desirable that the variation in the diameter of the conductive particles be small in order to exert more effects. This is because the degree of inclination and unevenness varies from one conductive particle to another as the variation of the conductive particle diameter increases.
  • the conductive particles When the insulating resin layer around the conductive particles exposed from the insulating resin layer has a slope, the conductive particles may be held between the terminals at the time of anisotropic conductive connection at the slope portion, or may be flattened. Insulating resin is less likely to be an obstacle to trying. In addition, since the amount of resin around the conductive particles is reduced due to the inclination, the resin flow leading to unnecessary flow of the conductive particles is reduced. Thus, the capture of the conductive particles at the terminals is improved, and the conduction reliability is improved.
  • the trapping property of the conductive particles is improved, and since the conductive particles on the terminals are difficult to flow, the arrangement of the conductive particles can be precisely controlled. Therefore, it can be used, for example, for connection of fine pitch electronic components having a terminal width of 6 ⁇ m to 50 ⁇ m and an inter-terminal space of 6 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the effective connection terminal width (of the pair of terminals facing at the time of connection, the width of the overlapping portion in plan view Is 3 ⁇ m or more and the shortest inter-terminal distance is 3 ⁇ m or more, electronic components can be connected without causing a short circuit.
  • the arrangement of the conductive particles can be precisely controlled, when connecting electronic components of normal pitch, various electronic properties such as dispersion (independency of individual conductive particles), regularity of arrangement, interparticle distance, etc. can be obtained. It becomes possible to correspond to the layout of the terminal of the part.
  • the insulating resin layer immediately above the conductive particles embedded in the insulating resin layer has an unevenness, the position of the conductive particles can be clearly seen by the appearance observation of the anisotropic conductive film, so product inspection is easy. Also, it becomes easy to confirm which film surface of the anisotropic conductive film is to be bonded to the substrate at the time of anisotropic conductive connection.
  • anisotropic conductive film of the present invention it is not always necessary to photopolymerize the photopolymerizable insulating resin layer for fixing the arrangement of the conductive particles, so anisotropic conductive connection Sometimes the insulating resin layer may have tackiness. For this reason, the workability at the time of temporarily pressure-bonding the anisotropic conductive film and the substrate is improved, and the workability is also improved at the time of pressure-bonding the electronic component after the temporary pressure-bonding.
  • the insulating resin layer when the conductive particles are embedded in the insulating resin layer so that the above-mentioned inclination or unevenness is formed in the insulating resin layer. Adjust the viscosity, pressing speed, temperature, etc. Therefore, the anisotropic conductive film of this invention which exhibits the above-mentioned effect can be manufactured easily.
  • the insulating resin layer which comprises the anisotropic conductive film of this invention is comprised from the photopolymerizable resin composition. For this reason, after arranging an anisotropic conductive film in one electronic component, when producing an attachment electrically-conductively connecting electronic components using the anisotropic conductive film of this invention and manufacturing a connection structure, By irradiating the photopolymerizable insulating resin layer of the anisotropic conductive film with light before placing the other electronic component thereon, the minimum melt viscosity of the insulating resin at the time of anisotropic conductive connection Can be suppressed to prevent unnecessary flow of the conductive particles, whereby good connection characteristics can be realized in the connection structure.
  • FIG. 1A is a plan view showing the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film 10A of the example.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10A of the example.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10B of the example.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10C in a state in which it can be said that it is in the middle between “tilt” and “relief” formed in the insulating resin layer.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10D of the example.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10E of the example.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10F of the example.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10G of the example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10X of the comparative example.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10H of the example.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10I of the example.
  • FIG. 1A is a plan view for explaining the particle arrangement of the anisotropic conductive film 10A according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view thereof taken along the line XX.
  • the anisotropic conductive film 10A may be, for example, in the form of a long film having a length of 5 m or more, or may be a wound body wound around a winding core.
  • the anisotropic conductive film 10A is composed of the conductive particle dispersion layer 3.
  • the conductive particles 1 are regularly dispersed in a state in which the conductive particles 1 are exposed on one side of the photopolymerizable insulating resin layer 2. ing.
  • the conductive particles 1 are not in contact with each other in plan view of the film, and the conductive particles 1 are regularly dispersed in the film thickness direction without overlapping with each other, and the single layer has uniform positions in the film thickness direction of the conductive particles 1
  • a slope 2b is formed with respect to the tangent plane 2p of the insulating resin layer 2 at the center between adjacent conductive particles.
  • unevenness 2c may be formed on the surface of the insulating resin layer immediately above the conductive particles 1 embedded in the insulating resin layer 2 (FIG. 4). , Figure 6).
  • “inclination” means that the flatness of the surface of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles 1 is impaired, a part of the resin layer is chipped with respect to the tangent plane 2p, and the resin amount is reduced Mean that In other words, in the slope, the surface of the insulating resin layer around the conductive particles is missing with respect to the tangent plane.
  • “relief” means that the surface of the insulating resin layer immediately above the conductive particles has a waviness, and the amount of resin is reduced due to the presence of a portion having a difference in elevation like the waviness.
  • the resin amount of the insulating resin layer immediately above the conductive particles is smaller than when the surface of the insulating resin layer directly above the conductive particles is in the tangential plane.
  • the dispersed state of the conductive particles in the present invention includes the state in which the conductive particles 1 are randomly dispersed and the state in which the conductive particles 1 are dispersed in a regular arrangement.
  • the conductive particles are preferably arranged in non-contact with each other, and the number ratio is preferably 95% or more, more preferably 98% or more, and still more preferably 99.5% or more.
  • the number ratio in the regular arrangement in the dispersed state, two or more conductive particles (in other words, aggregated conductive particles) in contact are counted as one.
  • the positions in the film thickness direction are aligned.
  • alignment of the conductive particles 1 in the film thickness direction is not limited to alignment to a single depth in the film thickness direction, and the interface between the front and back of the insulating resin layer 2 or the vicinity thereof In each of the embodiments, the conductive particles are present.
  • the electrically-conductive particle 1 is regularly arranged by planar view of a film from the point of making capture
  • the arrangement aspect is not particularly limited because it depends on the terminal and bump layout.
  • FIG. 1A in plan view of the film it may be a square lattice arrangement.
  • a lattice arrangement such as a rectangular lattice, an orthorhombic lattice, a hexagonal lattice, or a triangular lattice can be mentioned. Plural grids of different shapes may be combined.
  • the regular arrangement is not limited to the lattice arrangement as described above.
  • particle rows in which conductive particles are linearly arranged at predetermined intervals may be arranged at predetermined intervals.
  • the conductive particles 1 By setting the conductive particles 1 in non-contact with each other and arranging them regularly in a lattice or the like, it is possible to uniformly apply pressure to each conductive particle 1 at the time of anisotropic conductive connection, and to reduce variations in conduction resistance.
  • the regular arrangement can be confirmed, for example, by observing whether or not predetermined particle arrangements are repeated in the longitudinal direction of the film.
  • the conductive particles should be regularly arranged and dispersed randomly if there are conductive particles to the extent that they do not interfere with conduction. It may be Also in this case, it is preferable to be independent as described above. It is because inspection and control at the time of anisotropic conductive film manufacture become easy.
  • the conductive particles are regularly arranged, if there is a lattice axis or an arrangement axis of the arrangement, it may be parallel to the longitudinal direction of the anisotropic conductive film or a direction orthogonal to the longitudinal direction, anisotropic conduction It may intersect with the longitudinal direction of the film, and can be determined according to the terminal width to be connected, the terminal pitch, the layout, and the like. For example, in the case of forming an anisotropic conductive film for fine pitch, as shown in FIG.
  • the lattice axis A of the conductive particles 1 is made oblique with respect to the longitudinal direction of the anisotropic conductive film 10A
  • the angle ⁇ between the longitudinal direction of the terminals 20 connected by the film 10A (the short direction of the film) and the grating axis A is 6 ° to 84 °, preferably 11 ° to 74 °.
  • the interparticle distance of the conductive particles 1 is appropriately determined in accordance with the size and the terminal pitch of the terminals connected by the anisotropic conductive film.
  • the distance between adjacent particles should be 0.5 times or more of the diameter D of the conductive particle in order to prevent the occurrence of shorts. Preferably, it is more preferably 0.7 times or more.
  • the distance between the closest particles is preferably 4 times or less of the diameter D of the conductive particle, and more preferably 3 times or less.
  • the area occupancy of the conductive particles is preferably 35% or less, more preferably 0.3 to 30%.
  • This area occupancy rate is [Number density of conductive particles in plan view] ⁇ [average of planar view area of one conductive particle] ⁇ 100 Calculated by
  • a rectangular area having a side of 100 ⁇ m or more is arbitrarily set at a plurality of places (preferably 5 or more, more preferably 10 or more), and the total area of the measurement areas is It is preferable to set it as 2 mm 2 or more.
  • the size and number of the individual regions may be appropriately adjusted according to the state of the number density.
  • the total area of the measurement areas may be 2 mm 2 or more, preferably 10 or more, and more preferably 20 or more, in a rectangular area having a length of 30 times the diameter D of the conductive particle as one side.
  • the number density is relatively large for fine pitch applications, observation images with a metallurgical microscope etc.
  • the “number density of conductive particles in plan view” in the above equation can be obtained by measuring the number density and averaging it.
  • the area of 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m is an area where one or more bumps are present in the connection target of the space between bumps of 50 ⁇ m or less.
  • the value of the number density is not particularly limited as long as the area occupancy is within the above range, but for practical use, the number density is preferably 150 to 70000 pcs / mm 2 , and particularly preferably for fine pitch applications. Is preferably 6000 to 42000 pcs / mm 2 , more preferably 10000 to 40000 pcs / mm 2 , still more preferably 15000 to 35000 pcs / mm 2 . In addition, the aspect whose number density is less than 150 pieces / mm 2 is not excluded.
  • the number density of the conductive particles may be determined by observation using a metallurgical microscope as described above, or may be determined by measuring an observation image with image analysis software (for example, WinROOF, Mitani Shoji Co., Ltd., etc.).
  • image analysis software for example, WinROOF, Mitani Shoji Co., Ltd., etc.
  • the observation method and the measurement method are not limited to the above.
  • the average of the planar view area of one electrically-conductive particle is calculated
  • Image analysis software may be used.
  • the observation method and the measurement method are not limited to the above.
  • the area occupancy rate is an index of the thrust required for the pressing jig in order to press (preferably thermo-press) the anisotropic conductive film onto the electronic component.
  • the distance between particles of conductive particles has been narrowed and the number density has been increased as long as short circuiting is not generated.
  • a pressing jig is required to press (preferably thermocompression) an anisotropic conductive film onto the electronic part.
  • the area occupancy as described above preferably 35% or less, more preferably 0.3 to 30%, it is possible to press the anisotropic conductive film to the thermocompression bonding of the electronic component. It is possible to keep the thrust required for the tool low.
  • the conductive particles 1 can be appropriately selected and used from conductive particles used in known anisotropic conductive films.
  • metal particles such as nickel, cobalt, silver, copper, gold and palladium, alloy particles such as solder, and metal-coated resin particles can be mentioned. Two or more types can also be used in combination. Among them, metal-coated resin particles are preferable from the viewpoint that the resin particles are repelled after being connected to easily maintain contact with the terminals, and the conduction performance is stabilized.
  • the surface of the conductive particles may be subjected to an insulation treatment that does not affect the conduction characteristics by a known technique.
  • the conductive particle diameter D is preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, more preferably 2.5 ⁇ m, in order to be able to cope with variations in wiring height, to suppress the rise in conduction resistance, and to suppress the occurrence of shorts.
  • the thickness is 9 ⁇ m or less. Depending on the connection object, those larger than 9 ⁇ m may be suitable.
  • the particle size of the conductive particles before being dispersed in the insulating resin layer can be measured by a general particle size distribution measuring apparatus, and the average particle size can also be determined using the particle size distribution measuring apparatus. It may be an image type or a laser type.
  • a wet flow type particle size and shape analyzer FPIA-3000 (Malvern, Inc.) can be mentioned.
  • the number of samples for measuring the conductive particle diameter D (the number of conductive particles) is preferably 1,000 or more.
  • the conductive particle diameter D in the anisotropic conductive film can be determined from electron microscopic observation such as SEM. In this case, it is desirable that the number of samples (the number of conductive particles) for measuring the conductive particle diameter D be 200 or more.
  • the variation of the particle diameter of the conductive particles constituting the anisotropic conductive film of the present invention is preferably a CV value (standard deviation / average) of 20% or less.
  • CV value standard deviation / average
  • after the connection it is possible to accurately evaluate the connection state by the indentation.
  • light irradiation to each electrically conductive particle is equalized, and the photopolymerization of the insulating resin layer is equalized.
  • the variation in particle diameter can be calculated by an image-type particle size analyzer or the like.
  • the diameter of the conductive particles as raw material particles of the anisotropic conductive film not disposed on the anisotropic conductive film may be determined, for example, using a wet flow particle size and shape analyzer FPIA-3000 (Malvern). Can.
  • FPIA-3000 wet flow particle size and shape analyzer
  • the number of conductive particles is preferably 1000 or more, more preferably 3000 or more, and particularly preferably 5000 or more, the variation of the conductive particles can be accurately grasped.
  • the conductive particles can be obtained from a plane image or a cross-sectional image as in the case of the sphericity.
  • the conductive particles constituting the anisotropic conductive film of the present invention are preferably substantially spherical.
  • a substantially true sphere as the conductive particles, for example, in manufacturing an anisotropic conductive film in which conductive particles are arranged using a transfer mold as described in JP-A-2014-60150, As the conductive particles roll smoothly on the mold, the conductive particles can be filled at a predetermined position on the transfer mold with high accuracy. Therefore, the conductive particles can be precisely arranged.
  • substantially true sphere means that the sphericity calculated by the following equation is 70 to 100.
  • So is the area of the circumscribed circle of the conductive particle in the planar image of the conductive particle
  • Si is the area of the inscribed circle of the conductive particle in the planar image of the conductive particle.
  • a planar image of the conductive particles is taken with a plane view and a cross section of the anisotropic conductive film, and the area of the circumscribed circle of 100 or more (preferably 200 or more) arbitrary conductive particles in each planar image. It is preferable to measure the area of the tangent circle, obtain the average value of the area of the circumscribed circle and the average value of the area of the inscribed circle, and use the above So and Si. Further, in any of the plane view and the cross section, the sphericity is preferably in the above range. The difference in sphericity of the field of view and the cross section is preferably within 20, and more preferably within 10.
  • the inspection at the time of production of the anisotropic conductive film is mainly performed in the plane view, and the detailed judgment of quality after the anisotropic conductive connection is performed in both the plane view and the cross section, so the difference in sphericity is preferably smaller .
  • This sphericity can also be determined using the above-mentioned wet flow type particle size and shape analyzer FPIA-3000 (Malvern) if it is a single conductive particle.
  • the conductive particles can be obtained from a planar image or a cross-sectional image of the anisotropic conductive film as in the case of the sphericity.
  • the minimum melt viscosity of the insulating resin layer 2 is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the application target of the anisotropic conductive film, the production method of the anisotropic conductive film, and the like. For example, as long as the above-mentioned dents 2b and 2c can be formed, depending on the manufacturing method of an anisotropic conductive film, it can also be about 1000 Pa.s.
  • the insulating resin layer is a film From the viewpoint of enabling molding, it is preferable to set the minimum melt viscosity of the resin to 1100 Pa ⁇ s or more.
  • a recess 2b is formed around the exposed portion of the conductive particle 1 pressed into the insulating resin layer 2
  • it is preferably 1500 Pa ⁇ s or more, more preferably 2000 Pa ⁇ s or more, still more preferably 3000 to 15000 Pa ⁇ . s, still more preferably 3000 to 10000 Pa ⁇ s.
  • This minimum melt viscosity can be determined by using a rotary rheometer (manufactured by TA instrument) as an example, keeping constant at a measurement pressure of 5 g, and using a measurement plate having a diameter of 8 mm, more specifically, a temperature range
  • the temperature can be determined by setting the temperature rise rate to 10 ° C./min, the measurement frequency to 10 Hz, and the load fluctuation to the measurement plate to 5 g at 30 to 200 ° C.
  • the minimum melt viscosity of the insulating resin layer 2 By setting the minimum melt viscosity of the insulating resin layer 2 to a high viscosity of 1500 Pa ⁇ s or more, unnecessary movement of the conductive particles can be suppressed at the time of pressure bonding to the connection target of the anisotropic conductive film, and in particular, anisotropic conductivity It can prevent that the electrically-conductive particle which should be clamped between terminals at the time of connection flows by resin flow.
  • insulating resin layer 2 when conductive particles 1 are pressed is conductive particles 1.
  • the insulating resin layer 2 plastically deforms and dents 2 b in the insulating resin layer 2 around the conductive particles 1.
  • a viscous body is formed as a viscous body, or the conductive particles 1 are pressed so as to be embedded in the insulating resin layer 2 without exposing the conductive particles 1 from the insulating resin layer 2
  • a high viscosity viscous material is formed such that a recess 2c (FIG. 6) is formed on the surface of the insulating resin layer 2 immediately above the conductive particles 1. Therefore, the lower limit of the viscosity at 60 ° C.
  • the insulating resin layer 2 is preferably 3000 Pa ⁇ s or more, more preferably 4000 Pa ⁇ s or more, still more preferably 4500 Pa ⁇ s or more, and the upper limit is preferably 20000 Pa ⁇ s or less More preferably, it is 15000 Pa ⁇ s or less, further preferably 10000 Pa ⁇ s or less.
  • This measurement is performed by the same measurement method as the minimum melt viscosity, and the temperature can be determined by extracting a value of 60 ° C. In the present invention, the case where the viscosity at 60 ° C. is less than 3000 Pa ⁇ s is not excluded. In the case of connection by light irradiation, since low temperature mounting is required, it is desirable to lower the viscosity if the conductive particles can be held.
  • the specific viscosity of the insulating resin layer 2 when the conductive particles 1 are pressed into the insulating resin layer 2 is preferably 3000 Pa ⁇ s or more, the lower limit depending on the shape, depth, etc. of the recesses 2 b and 2 c to be formed.
  • the upper limit is preferably 20000 Pa ⁇ s or less, more preferably 15000 Pa ⁇ s or less, and still more preferably 10000 Pa ⁇ s or less.
  • such viscosity is preferably obtained at 40 to 80 ° C., more preferably 50 to 60 ° C.
  • the recess 2c (FIG. 6) is formed in the surface of the insulating resin layer 2 immediately above the conductive particle 1 embedded without being exposed from the insulating resin layer 2, thereby providing a case where there is no recess 2c.
  • the pressure at the time of pressure bonding of the anisotropic conductive film to the article tends to be concentrated on the conductive particles 1. For this reason, when the conductive particles are easily held by the terminals at the time of anisotropic conductive connection, the trapping property is improved, and the conduction performance is improved.
  • the ratio (La / D) of the layer thickness La of the photopolymerizable insulating resin layer 2 to the conductive particle diameter D is preferably 0.6 to 10.
  • the conductive particle diameter D means the average particle diameter. If the layer thickness La of the insulating resin layer 2 is too large, the conductive particles are likely to be misaligned at the time of anisotropic conductive connection, and the capture of the conductive particles at the terminal is reduced. This tendency is remarkable when La / D exceeds 10. Therefore, La / D is more preferably 8 or less, still more preferably 6 or less.
  • the conductive particles 1 can be maintained in a predetermined particle dispersion state or a predetermined arrangement by the insulating resin layer 2 It will be difficult.
  • the ratio (La / D) of the layer thickness La of the insulating resin layer 2 to the conductive particle diameter D is preferably 0.8 to 2.
  • the insulating resin layer 2 is formed of a photopolymerizable resin composition.
  • a photopolymerizable resin composition can be formed from a photocationic polymerizable resin composition, a photoradically polymerizable resin composition, or a photoanion polymerizable resin composition.
  • a thermal polymerization initiator can be contained in these photopolymerizable resin compositions as needed.
  • the photocationic polymerizable resin composition contains a film-forming polymer, a photocationic polymerizable compound, a photocationic polymerization initiator, and a thermal cationic polymerization initiator.
  • polymer for film formation As the polymer for film formation, known polymer for film formation applied to an anisotropic conductive film can be used, and a bisphenol S-type phenoxy resin, a phenoxy resin having a fluorene skeleton, polystyrene, polyacrylonitrile, polyphenylene sulfide And polytetrafluoroethylene, polycarbonate and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.
  • bisphenol S-type phenoxy resin can be suitably used from the viewpoint of film formation state, connection reliability and the like.
  • Phenoxy resins are polyhydroxy polyethers synthesized from bisphenols and epichlorohydrin. As a specific example of a commercially available phenoxy resin, trade name "FA290" of Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. can be mentioned.
  • the compounding amount of the film forming polymer in the cationic photopolymerizable resin composition is a resin component (a film forming polymer, a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator) in order to realize an appropriate minimum melt viscosity.
  • a resin component a film forming polymer, a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator
  • the photocationically polymerizable compound is at least one selected from an epoxy compound and an oxetane compound.
  • the epoxy compound having 5 or less functional groups is not particularly limited, and glycidyl ether type epoxy compounds, glycidyl ester type epoxy compounds, alicyclic type epoxy compounds, bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, dicyclopentadiene type epoxy compounds Novolak phenol type epoxy compounds, biphenyl type epoxy compounds, naphthalene type epoxy compounds, and the like. Among these, one type can be used alone, or two or more types can be used in combination.
  • the brand name "Epogorose EN” of Yokkaichi synthesis Co., Ltd. etc. can be mentioned.
  • the trade name "840-S” of DIC Corporation can be mentioned.
  • the trade name “HP-7200 series” of DIC Corporation can be mentioned.
  • the oxetane compounds are not particularly limited, and include biphenyl type oxetane compounds, xylylene type oxetane compounds, silsesquioxane type oxetane compounds, ether type oxetane compounds, phenol novolac type oxetane compounds, silicate type oxetane compounds, etc. Among them, one type can be used alone, or two or more types can be used in combination. As a specific example of a biphenyl type oxetane compound available on the market, the trade name “OXBP” of Ube Industries, Ltd. can be mentioned.
  • the content of the cationically polymerizable compound in the cationic photopolymerizable resin composition is preferably 10 to 70 wt%, more preferably 20 to 50 wt%, of the resin component in order to achieve a suitable minimum melt viscosity.
  • Photo cationic polymerization initiator As a photocationic polymerization initiator, although a well-known thing can be used, the onium salt which makes tetrakis (pentafluorophenyl) borate (TFPB) an anion can be used preferably. Thereby, the excessive rise of the minimum melt viscosity after photocuring can be suppressed. It is considered that this is because the TFPB has a large substituent and a large molecular weight.
  • aromatic oniums such as aromatic sulfoniums, aromatic iodoniums, aromatic diazoniums and aromatic ammoniums can be preferably employed.
  • triarylsulfonium which is aromatic sulfonium.
  • onium salts having TFPB as the anion include BASF Japan Ltd. trade name "IRGACURE 290", Fujifilm Wako Pure Chemical Industries Ltd. trade name "WPI-124", etc. be able to.
  • the content of the photocationic polymerization initiator in the photocationically polymerizable resin composition is preferably 0.1 to 10 wt% in the resin component, and more preferably 1 to 5 wt%.
  • the thermal cationic polymerization initiator is not particularly limited, and aromatic sulfonium salts, aromatic iodonium salts, aromatic diazonium salts, aromatic ammonium salts and the like can be mentioned, and among these, it is preferable to use an aromatic sulfonium salt .
  • aromatic sulfonium salt As a specific example of the commercially available aromatic sulfonium salt, the trade name “SI-60” of Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. can be mentioned.
  • the content of the thermal cationic polymerization initiator is preferably 1 to 30 wt% of the resin component, and more preferably 5 to 20 wt%.
  • the photoradically polymerizable resin composition contains a film-forming polymer, a photoradically polymerizable compound, a photoradical polymerization initiator, and a thermal radical polymerization initiator.
  • the film-forming polymer those described for the photocationically polymerizable resin composition can be appropriately selected and used.
  • the content is also as already explained.
  • radical photopolymerizable (meth) acrylate monomers can be used as the radical photopolymerizable (meth) acrylate monomers.
  • monofunctional (meth) acrylate monomers and bifunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate monomers can be used.
  • the content of the photoradically polymerizable compound in the photoradically polymerizable resin composition is preferably 10 to 60% by mass, more preferably 20 to 55% by mass in the resin component.
  • thermal radical polymerization initiator an organic peroxide, an azo compound, etc. can be mentioned.
  • organic peroxides that do not generate nitrogen causing air bubbles can be preferably used.
  • the amount of the thermal radical polymerization initiator used is preferably 2 to 60 parts by mass, more preferably 5 to 40 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the (meth) acrylate compound, from the balance of the curing rate and the product life.
  • an insulating filler such as silica (hereinafter referred to only as a filler) is added to the photopolymerizable resin composition such as the cationic photopolymerizable resin composition or the photoradical photopolymerizable resin composition. It is preferable to contain it.
  • the content of the filler is preferably 3 to 60 wt%, more preferably 10 to 55 wt%, still more preferably 20 to 50 wt%, relative to the total amount of the photopolymerizable resin composition, in order to achieve a suitable minimum melt viscosity. It is.
  • the average particle size of the filler is preferably 1 to 500 nm, more preferably 10 to 300 nm, and still more preferably 20 to 100 nm.
  • a photopolymerizable resin composition further contains a silane coupling agent.
  • silane coupling agent epoxy type, methacryloxy type, amino type, vinyl type, mercapto sulfide type, ureido type, etc. may be mentioned, and these may be used alone or two or more types may be used in combination. Good.
  • fillers softeners, accelerators, anti-aging agents, colorants (pigments, dyes), organic solvents, ion catchers and the like different from the above-mentioned insulating fillers may be contained.
  • the conductive particles 1 may be exposed from the insulating resin layer 2 in the thickness direction of the insulating resin layer 2 as described above. Although it may be embedded in the insulating resin layer 2, the distance Lb of the deepest part of the conductive particles from the tangent plane 2 p at the central part between adjacent conductive particles (hereinafter referred to as the amount of embedding) It is preferable that a ratio (Lb / D) (hereinafter, referred to as embedding ratio) to the conductive particle diameter D is 30% or more and 105% or less. The conductive particles 1 may penetrate the insulating resin layer 2 and the embedding ratio (Lb / D) in that case is 100%.
  • the conductive particles 1 are made of the insulating resin layer 2
  • the amount of resin in the insulating resin layer which acts to cause the conductive particles between the terminals to flow unnecessarily at the time of anisotropic conductive connection by facilitating maintenance of the dispersed state of particles or in a predetermined arrangement, and by making the ratio 105% or less Can be reduced.
  • the numerical value of the embedding ratio (Lb / D) is 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 96% or more of the total number of conductive particles contained in the anisotropic conductive film. It means that it is a numerical value of the embedding rate (Lb / D). Therefore, the embedding ratio of 30% to 105% means that the embedding ratio is 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 96% or more of the total number of conductive particles contained in the anisotropic conductive film. % Or more and 105% or less.
  • the embedding ratio (Lb / D) of all the conductive particles is uniform, the load of the pressure is uniformly applied to the conductive particles, so that the capture state of the conductive particles in the terminal becomes good, and the stability of the conduction Can be expected.
  • 200 or more conductive particles may be measured and obtained.
  • the measurement of the embedding ratio (Lb / D) can be obtained collectively for a certain number of objects by adjusting the focus in the surface view image.
  • a laser type discrimination displacement sensor manufactured by Keyence Corporation or the like may be used to measure the embedding rate (Lb / D).
  • the pushing of the conductive particles 1 is performed at 40 to 80 ° C. It can be formed by performing at 3000 to 20000 Pa ⁇ s, more preferably at 4500 to 15000 Pa ⁇ s.
  • a portion of the surface of the insulating resin layer 2 in contact with the conductive particles 1 exposed from the insulating resin layer 2 and a central portion between the adjacent conductive particles are adjacent to each other.
  • the surface 2a of the insulating resin layer has a slope 2b which is a ridge line generally along the outer shape of the conductive particle with respect to the tangent plane 2p.
  • the pushing of the conductive particles 1 is performed at 40 to 80 ° C. It can be formed by performing at 3000 to 20000 Pa ⁇ s, more preferably at 4500 to 15000 Pa ⁇ s.
  • the slope 2b and the unevenness 2c may lose
  • the unevenness 2 c does not have the trace, the conductive particles may be exposed to the insulating resin layer 2 at one point.
  • the conductive resin 1 has a shallow undulation 2c on the surface of the insulating resin layer 2 and the conductive particle 1 is insulated at one point of its top 1a. It is possible to cite those exposed from the conductive resin layer 2.
  • the anisotropic conductive films 10B, 10C, and 10D have a 100% embedding ratio, the tops 1a of the conductive particles 1 and the surface 2a of the insulating resin layer 2 are flush with each other.
  • the tops 1a of the conductive particles 1 and the surface 2a of the insulating resin layer 2 are flush, as compared to the case where the conductive particles 1 protrude from the insulating resin layer 2 as shown in FIG. 1B.
  • the amount of resin in the film thickness direction is unlikely to be non-uniform around the individual conductive particles, and the movement of the conductive particles due to resin flow can be reduced.
  • the amount of resin around the conductive particles 1 is unlikely to be uneven among the anisotropic conductive films 10D, so that the movement of the conductive particles due to the resin flow can be eliminated. Since the conductive particles 1 are exposed from the insulating resin layer 2 even if they are present, the trapping property of the conductive particles 1 in the terminal is good, and an effect that slight movement of the conductive particles is unlikely to occur can be expected. Therefore, this aspect is effective particularly when the fine pitch and the space between bumps are narrow.
  • the anisotropic conductive film 10B (FIG. 2), 10C (FIG. 3), 10D (FIG. 4) from which the shape and depth of inclination 2b and relief 2c differ differs in the time of pressing of the electrically conductive particle 1 so that it may mention later. It can manufacture by changing the viscosity etc. of the insulating resin layer 2.
  • the aspect of FIG. 3 can be paraphrased in it being an intermediate state of FIG. 2 (an aspect of inclination) and FIG. 4 (an aspect of unevenness).
  • the present invention also includes the embodiment of FIG.
  • the conductive particles 1 are exposed as in the anisotropic conductive film 10E shown in FIG. 5, and the insulating resin layer around the exposed portion 2 may be a slope 2b with respect to the tangent plane 2p or a surface of the insulating resin layer 2 immediately above the conductive particle 1 with a relief 2c with respect to the tangent plane 2p.
  • An anisotropic conductive film 10E (FIG. 5) having a slope 2b in the insulating resin layer 2 around the exposed portion of the conductive particles 1 and an anisotropy 2c in the insulating resin layer 2 immediately above the conductive particles 1
  • the conductive conductive films 10F (FIG. 6) can be manufactured by changing the viscosity etc. of the insulating resin layer 2 when the conductive particles 1 are pushed in when manufacturing them.
  • the anisotropic conductive film 10E shown in FIG. 5 is used for anisotropic conductive connection, the conductive particles 1 are directly pressed from the terminals, so that the trapping property of the conductive particles in the terminals is improved. Further, when the anisotropic conductive film 10F shown in FIG.
  • the conductive particles 1 do not directly press the terminal but press via the insulating resin layer 2, but the pressing direction 8 (that is, the conductive particles 1 are embedded with an embedding ratio exceeding 100%, the conductive particles 1 are not exposed from the insulating resin layer 2, and the insulating resin layer 2 is Because the conductive particles are more susceptible to pressure, and the conductive particles 1 between the terminals are prevented from moving unnecessarily due to resin flow during anisotropic conductive connection.
  • anisotropic conduction In order to improve the capture rate of the conductive particles at the time of connection, it is preferable to set the embedding rate (Lb / D) to 60% or more.
  • the presence of the slope 2b and the unevenness 2c on the surface of the insulating resin layer 2 can be confirmed by observing the cross section of the anisotropic conductive film with a scanning electron microscope, and also in the planar visual field observation. it can. Observation of the tilt 2b and the undulation 2c is possible with an optical microscope and a metallurgical microscope. Further, the size of the inclination 2b and the unevenness 2c can also be confirmed by focus adjustment or the like at the time of image observation. The same is true even after reducing the inclination or relief by the heat press as described above. It is because a trace may remain.
  • the anisotropic conductive film according to the present invention has the insulating property on the surface of the conductive resin dispersed layer 3 on which the slope 2b of the insulating resin layer 2 is formed, as in the anisotropic conductive film 10H shown in FIG.
  • the second insulating resin layer 4 having a minimum melt viscosity lower than that of the resin layer 2 may be laminated. Further, as in the anisotropic conductive film 10I shown in FIG. 10, the minimum melt viscosity is higher than that of the insulating resin layer 2 on the surface of the conductive resin dispersed layer 3 where the slope 2b is not formed.
  • the low second insulating resin layer 4 may be laminated.
  • the second insulating resin layer 4 when anisotropically conductively connecting an electronic component using an anisotropic conductive film, the space formed by the electrodes and bumps of the electronic component is filled and adhesion is achieved. It can be improved.
  • the second insulating resin layer 4 is laminated, the second insulating resin layer 4 is added by a tool regardless of whether the second insulating resin layer 4 is on the formation surface of the slope 2b. It is preferable that it is on the side of an electronic component such as an IC chip to be pressed (in other words, it is on the side of an electronic component such as a substrate on which the insulating resin layer 2 is placed on a stage). By doing so, unnecessary movement of the conductive particles can be avoided, and the capture can be improved. The same applies to the case where the slope 2b is the unevenness 2c.
  • the minimum melt viscosity of the insulating resin layer 2 and the second insulating resin layer 4 is different, the space formed by the electrodes and bumps of the electronic component is more likely to be filled with the second insulating resin layer 4 as there is a difference. The effect of improving the adhesion between electronic components can be expected. In addition, since the amount of movement of the insulating resin layer 2 present in the conductive particle dispersion layer 3 is relatively small as the difference is made, the capture of the conductive particles in the terminal is easily improved.
  • the minimum melt viscosity ratio of the insulating resin layer 2 to the second insulating resin layer 4 is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, and still more preferably 8 or more.
  • the preferable minimum melt viscosity of the second insulating resin layer 4 satisfies the above-mentioned ratio and is 3000 Pa ⁇ s or less, more preferably 2000 Pa ⁇ s or less, and particularly preferably 100 to 2000 Pa ⁇ s. s.
  • the second insulating resin layer 4 can be formed by adjusting the viscosity of a resin composition similar to the insulating resin layer.
  • the layer thickness of the second insulating resin layer 4 is not particularly limited because there are portions affected by the electronic components and the connection conditions, but preferably 4 to It is 20 ⁇ m. Alternatively, it is preferably 1 to 8 times the diameter of the conductive particles.
  • the minimum melt viscosity of the whole of the anisotropic conductive film 10H, 10I including the insulating resin layer 2 and the second insulating resin layer 4 is greater than 100 Pa ⁇ s because if it is too low, there is a concern that the resin will stick out. Is preferable, and 200 to 4000 Pa ⁇ s is more preferable.
  • a third insulating resin layer may be provided on the opposite side of the second insulating resin layer 4 and the insulating resin layer 2.
  • the third insulating resin layer can function as a tack layer. Similar to the second insulating resin layer, it may be provided to fill the space formed by the electrodes and bumps of the electronic component.
  • the resin composition, viscosity, and thickness of the third insulating resin layer may be the same as or different from those of the second insulating resin layer.
  • the minimum melt viscosity of the anisotropic conductive film which united the insulating resin layer 2 and the second insulating resin layer 4 and the third insulating resin layer is not particularly limited, if it is too low, there is a concern that the resin may be exposed. Therefore, the pressure is preferably higher than 100 Pa ⁇ s, and more preferably 200 to 4000 Pa ⁇ s.
  • the anisotropic conductive film of the present invention can be produced by a production method comprising the step of forming a conductive particle dispersion layer in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer.
  • the step of forming the conductive particle dispersion layer is a step of holding the conductive particles in the state of being dispersed on the surface of the insulating resin layer made of the photopolymerizable resin composition, and holding the conductive particles on the surface of the insulating resin layer. And pressing the conductive particles into the insulating resin layer.
  • the surface of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles has an inclination or an undulation with respect to the tangent of the insulating resin layer in the central portion between adjacent conductive particles.
  • the viscosity, the pressing speed, the temperature, etc. of the insulating resin layer when the conductive particles are pushed in are adjusted.
  • the surface of the insulating resin layer around the conductive particles is chipped with respect to the tangent plane, and in the undulation, immediately above the conductive particles.
  • the amount of resin in the insulating resin layer is made smaller than when the surface of the insulating resin layer directly above the conductive particles is in the contact plane.
  • the ratio (Lb / D) of the distance Lb of the deepest part of the conductive particle from the tangential plane to the diameter D of the conductive particle is set to 30% or more and 105% or less.
  • the conductive particles 1 are held in a predetermined arrangement on the surface of the insulating resin layer 2, and the conductive particles 1 are insulating resin with a flat plate or a roller. It can be manufactured by pressing into a layer.
  • the embedding amount of the conductive particles 1 in the insulating resin layer 2 can be adjusted by the pressing force, temperature, etc. when the conductive particles 1 are pushed, and the shape and depth of the slope 2 b and the unevenness 2 c It can adjust with the viscosity of the insulating resin layer 2 at the time of pushing, pushing speed, temperature, etc.
  • a known method can be used as a method of holding the conductive particles 1 in the insulating resin layer 2.
  • conductive particles 1 can be directly sprayed on insulating resin layer 2 or conductive particles 1 can be attached as a single layer to a film that can be biaxially stretched, the film is biaxially stretched, and the stretched film is made
  • the conductive resin layer 2 holds the conductive particles 1.
  • the conductive particles 1 can be held by the insulating resin layer 2 using a transfer type.
  • the transfer mold When the conductive particles 1 are held on the insulating resin layer 2 using a transfer mold, examples of the transfer mold include inorganic materials such as silicon, various ceramics, glass, metals such as stainless steel, and organic such as various resins. With respect to materials and the like, those having an opening formed by a known opening forming method such as photolithography and the like, or those to which a printing method is applied can be used. In addition, the transfer mold can have a plate-like shape, a roll-like shape or the like. The present invention is not limited by the above method.
  • the second insulating resin layer having a viscosity lower than that of the insulating resin layer can be stacked on the surface of the insulating resin layer in which the conductive particles are pressed in, or on the surface opposite to the surface on which the conductive particles are pressed. .
  • the anisotropic conductive film be a certain length. Therefore, the anisotropic conductive film is manufactured to have a length of preferably 5 m or more, more preferably 10 m or more, and still more preferably 25 m or more. On the other hand, if the anisotropic conductive film is excessively long, the conventional connection device used when manufacturing an electronic component using the anisotropic conductive film can not be used, and the handleability is also inferior. Therefore, the length of the anisotropic conductive film is preferably 5000 m or less, more preferably 1000 m or less, and still more preferably 500 m or less. It is preferable from the point which is excellent in handleability to use such a long body of an anisotropic conductive film as a winding body wound around a core.
  • the first electronic component such as an IC chip, an IC module, or an FPC and the second electronic component such as an FPC, a glass substrate, a plastic substrate, a rigid substrate, or a ceramic substrate are anisotropically separated. It can be preferably used in producing a connection structure by conducting conductive connection. IC chips and wafers may be stacked and multilayered using the anisotropic conductive film of the present invention.
  • the electronic component connected by the anisotropic conductive film of this invention is not limited to the above-mentioned electronic component. In recent years, it can be used for various electronic components that are diversified.
  • the present invention provides a method for producing a connection structure in which electronic components are anisotropically conductively connected to each other using the anisotropic conductive film of the present invention, and a connection structure obtained thereby, that is, the anisotropy of the present invention. It also includes a connection structure in which electronic components are anisotropically conductively connected to each other by the conductive film.
  • the first electronic component and the second electronic component are anisotropically conductively connected by the anisotropic conductive film of the present invention.
  • the first electronic component include LCD (Liquid Crystal Display) panels, flat panel display (FPD) applications such as organic EL (OLED), transparent substrates such as touch panel applications, printed wiring board (PWB), etc. .
  • the material of the printed wiring board is not particularly limited.
  • glass epoxy such as FR-4 substrate may be used, and plastic such as thermoplastic resin, ceramic, etc. may also be used.
  • the transparent substrate is not particularly limited as long as it has high transparency, and examples thereof include a glass substrate and a plastic substrate.
  • the second electronic component includes a second terminal row opposed to the first terminal row.
  • the second electronic component includes an IC (Integrated Circuit), a flexible substrate (FPC: Flexible Printed Circuits), a tape carrier package (TCP) substrate, a COF (Chip On Film) in which an IC is mounted on the FPC, and the like.
  • the connection structure of this invention can be manufactured by the manufacturing method which has the following arrangement
  • the anisotropic conductive film is disposed from the side on which the slope or unevenness of the conductive particle dispersion layer is formed or not formed.
  • the conductive particle dispersion layer is disposed from the side on which the slope or unevenness is formed, the inclined or uneven portion is irradiated with light, thereby promoting the reaction of the portion having a relatively small amount of resin and pushing and holding the conductive particles. We can expect the effect to be compatible.
  • the anisotropic conductive film is arranged from the side on which the conductive particle dispersion layer is not formed with inclination or unevenness with respect to the first electronic component, the amount of resin relatively existing on the first electronic component side is It can be expected that the sandwiching state of the conductive particles is likely to become strong by irradiating the light to the large portion.
  • the conductive particle dispersion layer is photopolymerized by irradiating the anisotropic conductive film with light (so-called pre-irradiation) from the anisotropic conductive film side or the first electronic component side.
  • pre-irradiation light
  • connection at a low temperature can be easily performed, and excessive heat application to the electronic component to be connected can be avoided.
  • the reaction by light irradiation can be uniformly started to the whole anisotropic conductive film before mounting of the second electronic component, and the first electronic component can be used. It is possible to exclude the influence from the provided light shielding portion (portion related to the wiring).
  • the degree of photopolymerization of the conductive particle dispersion layer by light irradiation can be evaluated by an index of reaction rate, and is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 90% or more.
  • the upper limit is 100% or less.
  • the reaction rate can be measured using a commercially available HPLC (high performance liquid chromatograph apparatus, in terms of styrene) of the resin composition before and after photopolymerization.
  • the minimum melt viscosity of the conductive particle dispersion layer after light irradiation in this step is anisotropic.
  • the lower limit is preferably 1000 Pa.s or more, more preferably 1200 Pa.s or more, and the upper limit is preferably 8000 Pa.s or less, in order to achieve good conductive particle capture and indentation during conductive conductive connection. More preferably, it is 5000 Pa ⁇ s or less.
  • the reaching temperature of the lowest melt viscosity is preferably 60 to 100 ° C., more preferably 65 to 85 ° C.
  • the irradiation light can be selected from wavelength bands such as ultraviolet (UV), visible light, infrared (IR), etc. according to the polymerization characteristics of the photopolymerizable anisotropic conductive film. .
  • ultraviolet light with high energy usually, a wavelength of 10 nm to 400 nm is preferable.
  • the anisotropic conductive film is disposed from the side of the conductive particle dispersion layer on which the slope or unevenness is formed, and the light emitting step is applied to the first electronic component. It is preferable to perform light irradiation from the side.
  • the first electronic component and the second electronic component are disposed by disposing the second electronic component on the light-irradiated anisotropic conductive film and heating and pressing the second electronic component with a known thermocompression bonding tool.
  • the thermocompression bonding tool may be used as a crimping tool without applying a temperature to lower the temperature.
  • the anisotropic conductive connection conditions can be appropriately set according to the electronic component to be used, the anisotropic conductive film, and the like.
  • position buffer materials such as a polytetrafluoroethylene sheet, a polyimide sheet, a glass cloth, a silicone rubber, etc. between the thermocompression-bonding tool and the electronic component which should be connected, and you may thermocompression-bond.
  • Light irradiation may be performed from the first electronic component side at the time of thermocompression bonding.
  • the anisotropic conductive film of the present invention has a conductive particle dispersion layer in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer made of a photopolymerizable resin composition, and the surface of the insulating resin layer in the vicinity of the conductive particles is It has an inclination or an undulation with respect to the tangent of the insulating resin layer in the center between adjacent conductive particles. For this reason, when the electronic components are anisotropically conductively connected to each other to manufacture the connection structure, after the anisotropic conductive film is disposed on one of the electronic components, before the other electronic component is disposed thereon.
  • the photopolymerization insulating resin layer of the anisotropic conductive film is irradiated with light to suppress an excessive decrease in the minimum melt viscosity of the insulating resin at the time of anisotropic conductive connection. Unnecessary flow can be prevented, thereby achieving good conduction characteristics in the connection structure.
  • the anisotropic conductive film of the present invention is useful for mounting electronic components such as semiconductor devices on various substrates.

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Abstract

異方性導電接続時に絶縁性樹脂層が流動することによる導電粒子の流動を抑制し、導電粒子の捕捉性を向上させ、ショートを低減させるための異方性導電フィルムは、導電粒子が絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を有する。この絶縁性樹脂層は、光重合性樹脂組成物の層である。導電粒子近傍の絶縁性樹脂層の表面は、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有する。

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。
 ICチップなどの電子部品の実装に、導電粒子を絶縁性樹脂層に分散させた異方性導電フィルムが広く使用されている。異方性導電フィルムでは、高実装密度に対応できるように、絶縁性樹脂層に導電粒子を高密度に分散させることが行われている。しかしながら、導電粒子の個数密度を高めることはショートの発生要因となる。
 これに対し、ショートを低減させると共に、異方性導電フィルムを基板に仮圧着するときの作業性を改善するため、導電粒子を単層で埋め込んだ光重合性樹脂層と絶縁性接着剤層とを積層した異方性導電フィルムが提案されている(特許文献1)。この異方性導電フィルムの使用方法としては、光重合性樹脂層が未重合でタック性を有する状態で仮圧着を行い、次に光重合性樹脂層を光重合させて導電粒子を固定化し、その後、基板と電子部品とを本圧着する。
 また、特許文献1と同様の目的を達成するために、第1接続層が、主として絶縁性樹脂からなる第2接続層と第3接続層とに挟持された3層構造の異方性導電フィルムも提案されている(特許文献2,3)。具体的には、特許文献2の異方性導電フィルムは、第1接続層が、絶縁性樹脂層の第2接続層側の平面方向に導電粒子が単層で配列された構造を有し、隣接する導電粒子間の中央領域の絶縁性樹脂層厚が、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層厚よりも薄くなっている。他方、特許文献3の異方性導電フィルムは、第1接続層と第3接続層の境界が起伏している構造を有し、第1接続層が、絶縁性樹脂層の第3接続層側の平面方向に導電粒子が単層で配列された構造を有し、隣接する導電粒子間の中央領域の絶縁性樹脂層厚が、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層厚よりも薄くなっている。
特開2003-64324号公報 特開2014-060150号公報 特開2014-060151号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の異方性導電フィルムでは、異方性導電接続の仮圧着時に導電粒子が動き易く、異方性導電接続前の導電粒子の精密な配置を異方性導電接続後に維持できない、もしくは導電粒子間の距離を十分に離間させることができないという問題がある。また、このような異方性導電フィルムを基板と仮圧着した後に光重合性樹脂層を光重合させ、導電粒子が埋め込まれている光重合した樹脂層と電子部品とを貼り合わせると、電子部品のバンプの端部で導電粒子が捕捉されにくいという問題や、導電粒子の押込に過度に大きな力が必要となり、導電粒子を十分に押し込むことができないという問題があった。また、特許文献1では、導電粒子の押し込みの改善のために、光重合性樹脂層からの導電粒子の露出の観点等からの検討も十分になされていない。
 そこで、光重合性樹脂層に代えて、異方性導電接続時の加熱温度で高粘度となる熱重合性の絶縁性樹脂層に導電粒子を分散させ、異方性導電接続時の導電粒子の流動性を抑制すると共に、異方性導電フィルムを電子部品と貼着するときの作業性を向上させることが考えられる。しかしながら、そのような絶縁性樹脂層に導電粒子を仮に精密に配置したとしても、異方性導電接続時に樹脂層が流動すると導電粒子も同時に流動してしまうので、導電粒子の捕捉性の向上やショートの低減を十分に図ることは困難であり、異方性導電接続後の導電粒子に当初の精密な配置を維持させることも、導電粒子同士を離間した状態に保持させることも困難である。このため、やはり光重合性樹脂層に導電粒子を分散保持させておくことが望まれているのが現状である。
 また、特許文献2、3に記載の3層構造の異方性導電フィルムの場合、基本的な異方性導電接続特性については問題が認められないものの、3層構造であるため、製造コストの観点から、製造工数を減数化することが求められている。また、第1接続層の片面における導電粒子の近傍において、第1接続層の全体もしくはその一部が導電粒子の外形より大きく隆起し(絶縁性樹脂層そのものが平坦ではなくなり)、その隆起した部分に導電粒子が保持されているため、導電粒子の保持や不動性と端子により挟持させ易くすることとを両立させるために設計上の制約が多くなり易いという問題が懸念されている。
 これに対し、本発明は、導電粒子を光重合性の絶縁性樹脂層に分散させた異方性導電フィルムにおいて、3層構造を必須としなくても、また、導電粒子を保持している光重合性の絶縁性樹脂層における当該導電粒子近傍において光重合性の絶縁性樹脂の全体もしくはその一部を導電粒子の外形より大きく隆起させなくても、異方性導電接続時における光重合性の絶縁性樹脂層の流動による導電粒子の不要な移動(流動)を抑制し、導電粒子の捕捉性を向上させ、且つショートを低減させることを課題とする。
 本発明者は、異方性導電フィルムに、導電粒子が光重合性の絶縁性樹脂層に分散した導電粒子分散層を設けるにあたり、光重合性の絶縁性樹脂層の導電粒子近傍の表面形状について以下の知見(i)、(ii)を得、また、光重合性の絶縁性樹脂層の光重合のタイミングについて以下の知見(iii)を得た。
 即ち、特許文献1に記載の異方性導電フィルムでは、導電粒子が埋め込まれた側の光重合性の絶縁性樹脂層自体の表面が平坦になっているのに対し、(i)導電粒子が光重合性の絶縁性樹脂層から露出している場合に、導電粒子の周囲の光重合性の絶縁性樹脂層の表面を、隣接する導電粒子間の中央部における光重合性の絶縁性樹脂層の接平面に対して当該絶縁性樹脂層内側に傾斜させるようにすると、その絶縁性樹脂層の表面の平坦性が損なわれて一部欠けた状態(光重合性の絶縁性樹脂層の表面の一部が欠けることで、直線的な絶縁性樹脂層の、表面の平坦性が一部損なわれた状態)となり、その結果、異方性導電接続時に端子間における導電粒子の挟持や扁平化を妨げる虞のある不要な絶縁性樹脂を低減させることができ、更に、(ii)導電粒子が光重合性の絶縁性樹脂層から露出することなく当該絶縁性樹脂層内に埋まっている場合に、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層に、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対してうねり、即ち、痕跡となるような微小な起伏(以下、単に起伏とのみ記す)が形成されるようにすると、異方性導電接続時に導電粒子が端子によって押し込まれ易くなり、端子における導電粒子の捕捉性が向上し、さらに異方性導電フィルムの製品検査や、使用面の確認が容易になることを見出した。また、光重合性の絶縁性樹脂層におけるこのような傾斜もしくは起伏は、当該絶縁性樹脂層に導電粒子を押し込むことによって導電粒子分散層を形成する場合に、導電粒子を押し込むときの絶縁性樹脂層の粘度、押し込み速度、温度などを調整することにより形成できることを見出した。
 また、(iii)本発明のような異方性導電フィルムを使用して電子部品同士を異方性導電接続させ接続構造体を製造する際に、一方の電子部品に異方性導電フィルムを配置させた後、その上に他方の電子部品を配置する前に、異方性導電フィルムの光重合性の絶縁性樹脂層に対し光照射を行うことで、異方性導電接続時にその絶縁性樹脂の最低溶融粘度の過度な低下を抑制して導電粒子の不要な流動を防止し、それにより接続構造体に良好な導通特性を実現できることを見出した。
 本発明は、導電粒子が絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を有する異方性導電フィルムであって、
 該絶縁性樹脂層が、光重合性樹脂組成物の層であり、
 導電粒子近傍の絶縁性樹脂層の表面が、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有する異方性導電フィルムを提供する。
 本発明の異方性導電フィルムにおいては、前記傾斜では、導電粒子の周りの絶縁性樹脂層の表面が、前記接平面にして欠けており、前記起伏では、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の樹脂量が、前記導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面が該接平面にあるとしたときに比して少ないことが好ましい。あるいは、前記接平面からの導電粒子の最深部の距離Lbと、導電粒子径Dとの比(Lb/D)が30%以上105%以下であることが好ましい。
 光重合性樹脂組成物は、光カチオン重合性、光アニオン重合性もしくは光ラジカル重合性であってもよいが、成膜用ポリマーと、光カチオン重合性化合物と、光カチオン重合開始剤と、熱カチオン重合開始剤とを含有する光カチオン重合性樹脂組成物であることが好ましい。ここで、好ましい光カチオン重合性化合物は、エポキシ化合物とオキセタン化合物とから選択される少なくとも一種であり、好ましい光カチオン重合開始剤は、芳香族オニウム・テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートである。また、光重合性樹脂組成物が光ラジカル重合性樹脂組成物である場合、成膜用ポリマーと、光ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、熱ラジカル重合開始剤とを含有することが好ましい。
 本発明の異方性導電フィルムにおいて、絶縁性樹脂層から露出している導電粒子の周囲の絶縁性樹脂層の表面に傾斜もしくは起伏が形成されていてもよく、絶縁性樹脂層から露出することなく絶縁性樹脂層内に埋まっている導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面に傾斜もしくは起伏が形成されていてもよい。また、絶縁性樹脂層の層厚Laと導電粒子径Dとの比(La/D)は、好ましくは0.6~10であり、導電粒子が互いに非接触で配置されていることが好ましい。更に、導電粒子の最近接粒子間距離が導電粒子径の0.5倍以上4倍以下であることが好ましい。
 本発明の異方性導電フィルムにおいて、絶縁性樹脂層の傾斜もしくは起伏が形成されている表面と反対側の表面に、第2の絶縁性樹脂層が積層されていてもよく、反対に、絶縁性樹脂層の傾斜もしくは起伏が形成されている表面に、第2の絶縁性樹脂層が積層されていてもよい。これらの場合、第2の絶縁性樹脂層の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層の最低溶融粘度よりも低いことが好ましい。なお、導電粒子の粒子径のCV値は、好ましくは20%以下である。
 本発明の異方性導電フィルムは、導電粒子が絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を形成する工程を有する製造方法により製造できる。ここで、導電粒子分散層を形成する工程は、導電粒子を光重合性樹脂組成物からなる絶縁性樹脂層表面に分散した状態で保持させる工程と、絶縁性樹脂層表面に保持させた導電粒子を該絶縁性樹脂層に押し込む工程を有し、この導電粒子を絶縁性樹脂層表面に押し込む工程において、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層表面が、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有するように、導電粒子を押し込むときの絶縁性樹脂層の粘度、押込速度又は温度を調整する。より詳しくは、導電粒子を絶縁性樹脂層に押し込む工程において、好ましくは、前記傾斜では、導電粒子の周りの絶縁性樹脂層の表面が、前記接平面に対して欠けるようにし、前記起伏では、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の樹脂量が、前記導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面が該接平面にあるとしたときに比して少なくなるようにする。あるいは、前記接平面からの導電粒子の最深部の距離Lbと、導電粒子径Dとの比(Lb/D)を30%以上105%以下とする。この数値範囲内において、30%以上60%未満であると、導電粒子を最低限に保持し、且つ樹脂層からの導電粒子の露出が大きいことから、より低温低圧実装が容易になり、60%以上105%以下であると、導電粒子をより保持し易くなり、且つ接続前後で捕捉される導電粒子の状態が維持され易くなる。
 なお、光重合性樹脂組成物、導電粒子の粒子径のCV値については、既に説明したとおりである。
 また、本発明の異方性導電フィルムの製造方法においては、導電粒子を絶縁性樹脂層表面に保持させる工程において、光重合性の絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を所定の配列で保持させ、導電粒子を該絶縁性樹脂層に押し込む工程において、導電粒子を平板又はローラーで光重合性の絶縁性樹脂層に押し込むことが好ましい。また、導電粒子を絶縁性樹脂層表面に保持させる工程において、転写型に導電粒子を充填し、その導電粒子を光重合性の絶縁性樹脂層に転写することにより絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を所定の配置で保持させることが好ましい。
 本発明は、また、上述の異方性導電フィルムにより第1の電子部品と第2の電子部品とが異方性導電接続されている接続構造体を提供する。
 本発明の接続構造体は、第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムを、その導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側又は形成されていない側から配置する異方性導電フィルム配置工程、異方性導電フィルム側又は第1の電子部品側から、異方性導電フィルムに対し光照射を行うことにより導電粒子分散層を光重合させる光照射工程、及び光重合した導電粒子分散層上に第2の電子部品を配置し、熱圧着ツールで第2の電子部品を加熱加圧することにより、第1の電子部品と第2の電子部品とを異方性導電接続する熱圧着工程を有する製造方法により製造できる。この配置工程においては、第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムをその導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側から配置し、そして光照射工程において、異方性導電フィルム側から光照射を行うことが好ましい。
 本発明の異方性導電フィルムは、導電粒子が光重合性の絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を有する。この異方性導電フィルムにおいては、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層の表面を、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜させ、もしくは起伏が形成されるようにする。即ち、導電粒子が光重合性の絶縁性樹脂層から露出している場合には、露出している導電粒子の周囲の絶縁性樹脂層に傾斜があり、導電粒子が光重合性の絶縁性樹脂層から露出することなく該絶縁性樹脂層内に埋まっている場合には、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層に起伏があるか、導電粒子が1点で絶縁性樹脂層に接することになる。
 換言すれば、本発明の異方性導電フィルムにおいては、導電粒子は光重合性の絶縁性樹脂に埋め込まれているため、導電粒子の近傍では埋め込みの程度により、導電粒子の外周に沿って樹脂が存在している場合(例えば、図4、図6参照)や、絶縁性樹脂全体の傾向として平坦であるが、導電粒子近傍では、絶縁性樹脂が導電粒子の埋め込みに引き連られて内部に入り込む場合(例えば、図1B、図2参照)が存在し得る。内部に入り込む場合とは、導電粒子の樹脂への埋め込みによって、断崖のような状態になることも含む(図3)。両者が混在する場合も存在する。本発明における傾斜とは、絶縁性樹脂が導電粒子の埋め込みに引き連られて内部に入り込んで形成される斜面のことであり、また、起伏とは、そのような傾斜とそれに続いて導電粒子上に堆積した絶縁性樹脂層とのことである(堆積により傾斜が消えることもある)。このように、絶縁性樹脂に傾斜や起伏を形成することにより、導電粒子が絶縁性樹脂に一部もしくは全体が埋め込まれた状態になって保持されるので、接続時の樹脂の流動などの影響を最小限にでき、接続時の導電粒子の捕捉性が向上することになる。また、特許文献2や3に比べ、導電粒子近傍の絶縁性樹脂量が少なくとも端子と接続させるフィルム面の一部において低減されている(導電粒子の厚み方向における絶縁性樹脂量が少なくなる)ので、端子と導電粒子とが直接接触し易くなる。即ち、接続時の押し込みに対して導電粒子の邪魔になる樹脂が存在しないこともしくは低減され、最小限の樹脂量で構成されることになる。更に、絶縁性樹脂は導電粒子の外形に概ね沿った表面の欠落などはあるが、過度な隆起が発生しなくなることになる。また、この場合の樹脂とは、導電粒子を保持することが可能になるため、比較的高粘度となり易く、端子との接続面となるフィルム面の、特に導電粒子直上の樹脂量は少ないことが好ましくなる。もしくは、導電粒子の外形に沿って導電粒子を保持している比較的高粘度の樹脂が無いことも、同様の理由から好ましいものになる。このように、本発明はこれらの構成に則ることになる。なお、導電粒子の外形に沿うことは、押し込みにおける効果が発現し易くなることが期待できるとともに、外観を観察することによって異方性導電フィルムの製造において、良否判定をし易くなる効果も期待できる。また、端子と導電粒子が直接接触し易くなることは、導通特性の向上や押し込みの均一性にも効果が見込まれる。このように、比較的高粘度の絶縁性樹脂による導電粒子の保持と、導電粒子のフィルム面方向直上における上記樹脂の欠落や低減もしくは変形とが両立することにより、導電粒子の捕捉と押し込みの均一性、導通特性が良好になる条件が整うことになる。また、比較的高粘度の樹脂そのもの(絶縁性樹脂層の厚み)を薄くすることも可能になり、比較的低粘度の第2の樹脂層を積層するなど設計自由度を高くできることにもつながる。比較的高粘度の樹脂そのものを薄くすると、接続ツールの加熱加圧条件についてもマージンが取り易くなる。なお、この場合、導電粒子径のばらつきが小さいことが、より効果を発揮する上で望まれることになる。導電粒子径のばらつきが大きくなると、傾斜や起伏の程度が導電粒子毎に相違するためである。
 絶縁性樹脂層から露出している導電粒子の周囲の絶縁性樹脂層に傾斜があると、その傾斜部分では、異方性導電接続時に導電粒子が端子間で挟持されることや、扁平に潰れようとすることに対して絶縁性樹脂が妨げとなりにくい。また、傾斜によって導電粒子の周囲の樹脂量が低減している分、導電粒子を無用に流動させることに繋がる樹脂流動が低減する。よって、端子における導電粒子の捕捉性が向上し、導通信頼性が向上する。
 また、絶縁性樹脂層内に埋まっている導電粒子の直上の絶縁性樹脂層に起伏があっても傾斜の場合と同様に、異方性導電接続時に端子からの押圧力が導電粒子にかかり易くなる。これは、起伏により導電粒子の直上の樹脂量が低減して存在しているため、導電粒子を固定化させ、且つ起伏があることによって、樹脂が平坦に堆積している場合(図8参照)よりも接続時の樹脂流動が生じ易くなることが見込まれ、傾斜と同様な効果も期待できる。よって、この場合にも端子における導電粒子の捕捉性が向上し、導通信頼性が向上する。
 このような本発明の異方性導電フィルムによれば、導電粒子の捕捉性が向上し、端子上の導電粒子が流動し難いことから導電粒子の配置を精密に制御できる。したがって、例えば、端子幅6μm~50μm、端子間スペース6μm~50μmのファインピッチの電子部品の接続に使用することができる。また、導電粒子の大きさが3μm未満(例えば2.5~2.8μm)のときに有効接続端子幅(接続時に対向した一対の端子の幅のうち、平面視にて重なり合っている部分の幅)が3μm以上、最短端子間距離が3μm以上であればショートを起こすこと無く電子部品を接続することができる。
 また、導電粒子の配置を精密に制御できるので、ノーマルピッチの電子部品を接続する場合には、分散性(個々の導電粒子の独立性)や配置の規則性、粒子間距離などを種々の電子部品の端子のレイアウトに対応させることが可能となる。
 さらに、絶縁性樹脂層内に埋まっている導電粒子の直上の絶縁性樹脂層に起伏があると、異方性導電フィルムの外観観察により導電粒子の位置が明確に分かるので、製品検査が容易になり、また、異方性導電接続時に異方性導電フィルムのどちらのフィルム面を基板に貼り合わせるかという使用面の確認も容易になる。
 加えて、本発明の異方性導電フィルムによれば、導電粒子の配置の固定のために光重合性の絶縁性樹脂層を光重合させておくことが必ずしも必要ではないので異方性導電接続時に絶縁性樹脂層がタック性を持ちうる。このため、異方性導電フィルムと基板を仮圧着するときの作業性が向上し、仮圧着後に電子部品を圧着するときにも作業性が向上する。
 一方、本発明の異方性導電フィルムの製造方法によれば、絶縁性樹脂層に上述の傾斜もしくは起伏が形成されるように、絶縁性樹脂層に導電粒子を埋め込むときの該絶縁性樹脂層の粘度、押し込み速度、温度等を調整する。そのため、上述の効果を奏する本発明の異方性導電フィルムを容易に製造することができる。
 また、本発明の異方性導電フィルムを構成する絶縁性樹脂層は、光重合性樹脂組成物から構成されている。このため、本発明の異方性導電フィルムを使用して電子部品同士を異方性導電接続させ接続構造体を製造する際に、一方の電子部品に異方性導電フィルムを配置させた後、その上に他方の電子部品を配置する前に、異方性導電フィルムの光重合性の絶縁性樹脂層に対し光照射を行うことで、異方性導電接続時にその絶縁性樹脂の最低溶融粘度の過度な低下を抑制して導電粒子の不要な流動を防止し、それにより接続構造体に良好な導通特性を実現できる。
図1Aは、実施例の異方性導電フィルム10Aの導電粒子の配置を示す平面図である。 図1Bは、実施例の異方性導電フィルム10Aの断面図である。 図2は、実施例の異方性導電フィルム10Bの断面図である。 図3は、絶縁性樹脂層に形成される「傾斜」と「起伏」との中間ともいえる状態の異方性導電フィルム10Cの断面図である。 図4は、実施例の異方性導電フィルム10Dの断面図である。 図5は、実施例の異方性導電フィルム10Eの断面図である。 図6は、実施例の異方性導電フィルム10Fの断面図である。 図7は、実施例の異方性導電フィルム10Gの断面図である。 図8は、比較例の異方性導電フィルム10Xの断面図である。 図9は、実施例の異方性導電フィルム10Hの断面図である。 図10は、実施例の異方性導電フィルム10Iの断面図である。
 以下、本発明の異方性導電フィルムの一例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図中、同一符号は、同一又は同等の構成要素を表している。
<異方性導電フィルムの全体構成>
 図1Aは、本発明の一実施例の異方性導電フィルム10Aの粒子配置を説明する平面図であり、図1BはそのX-X断面図である。
 この異方性導電フィルム10Aは、例えば長さ5m以上の長尺のフィルム形態とすることができ、巻き芯に巻いた巻装体とすることもできる。
 異方性導電フィルム10Aは導電粒子分散層3から構成されており、導電粒子分散層3では、光重合性の絶縁性樹脂層2の片面に導電粒子1が露出した状態で規則的に分散している。フィルムの平面視にて導電粒子1は互いに接触しておらず、フィルム厚方向にも導電粒子1が互いに重なることなく規則的に分散し、導電粒子1のフィルム厚方向の位置が揃った単層の導電粒子層を構成している。
 個々の導電粒子1の周囲の絶縁性樹脂層2の表面2aには、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層2の接平面2pに対して傾斜2bが形成されている。なお後述するように、本発明の異方性導電フィルムでは、絶縁性樹脂層2に埋め込まれた導電粒子1の直上の絶縁性樹脂層の表面に起伏2cが形成されていてもよい(図4、図6)。
 本発明において、「傾斜」とは、導電粒子1の近傍で絶縁性樹脂層の表面の平坦性が損なわれ、前記接平面2pに対して樹脂層の一部が欠けて樹脂量が低減している状態を意味する。換言すれば、傾斜では、導電粒子の周りの絶縁性樹脂層の表面が接平面に対して欠けていることになる。一方、「起伏」とは、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面にうねりがあり、うねりのように高低差がある部分が存在することで樹脂量が低減している状態を意味する。換言すれば、導電粒子直上の絶縁性樹脂層の樹脂量が、導電粒子直上の絶縁性樹脂層の表面が接平面にあるとしたときに比して少なくなる。これらは、導電粒子の直上に相当する部位と導電粒子間の平坦な表面部分(図1B、4、6の2f)とを対比して認識することができる。なお、起伏の開始点が傾斜として存在する場合もある。
<導電粒子の分散状態>
 本発明における導電粒子の分散状態には、導電粒子1がランダムに分散している状態も規則的な配置に分散している状態も含まれる。この分散状態において、導電粒子が互いに非接触で配置されていることが好ましく、その個数割合は好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上、更に好ましくは99.5%以上である。この個数割合に関し、分散状態における規則的な配置において、接触している2個以上の導電粒子(換言すれば、凝集した導電粒子)は、1個としてカウントする。後述するフィルム平面視における導電粒子の占有面積率と同様の測定手法を用いて、好ましくはN=200以上で求めることができる。どちらの場合においても、フィルム厚方向の位置が揃っていることが捕捉安定性の点から好ましい。ここで、フィルム厚方向の導電粒子1の位置が揃っているとは、フィルム厚方向の単一の深さに揃っていることに限定されず、絶縁性樹脂層2の表裏の界面又はその近傍のそれぞれに導電粒子が存在している態様を含む。
 また、導電粒子1はフィルムの平面視にて規則的に配列していることが導電粒子の捕捉とショートの抑制とを両立させる点から好ましい。配列の態様は、端子およびバンプのレイアウトによるため、特に限定はない。例えば、フィルムの平面視にて図1Aに示したように正方格子配列とすることができる。この他、導電粒子の規則的な配列の態様としては、長方格子、斜方格子、6方格子、3角格子等の格子配列をあげることができる。異なる形状の格子が、複数組み合わさったものでもよい。規則的な配列は、上述したような格子配列に限定されるものではなく、例えば、導電粒子が所定間隔で直線状に並んだ粒子列を所定の間隔で並列させてもよい。導電粒子1を互いに非接触とし、格子状等の規則的な配列にすることにより、異方性導電接続時に各導電粒子1に圧力を均等に加え、導通抵抗のばらつきを低減させることができる。規則的な配列は、例えばフィルムの長手方向に所定の粒子配置が繰り返されているか否かを観察することで確認できる。
 さらに、フィルムの平面視にて規則的に配列し、かつフィルム厚方向の位置が揃っていることが捕捉安定性とショート抑制の両立のためにより好ましい。
 一方、接続する電子部品の端子間スペースが広くショートが発生しにくい場合には、導電粒子を規則的に配列させることなく導通に支障を来たさない程度に導電粒子があればランダムに分散させていてもよい。この場合も、上記同様に個々に独立していることが好ましい。異方性導電フィルム製造時の、検査や管理が容易になるからである。
 導電粒子を規則的に配列させる場合に、その配列の格子軸又は配列軸がある場合は、異方性導電フィルムの長手方向や長手方向と直行する方向に対して平行でもよく、異方性導電フィルムの長手方向と交叉してもよく、接続する端子幅、端子ピッチ、レイアウトなどに応じて定めることができる。例えば、ファインピッチ用の異方性導電フィルムとする場合、図1Aに示したように導電粒子1の格子軸Aを異方性導電フィルム10Aの長手方向に対して斜行させ、異方性導電フィルム10Aで接続する端子20の長手方向(フィルムの短手方向)と格子軸Aとのなす角度θを6°~84°、好ましくは11°~74°とする。
 導電粒子1の粒子間距離は、異方性導電フィルムで接続する端子の大きさや端子ピッチに応じて適宜定められる。例えば、異方性導電フィルムをファインピッチのCOG(Chip On Glass)に対応させる場合、ショートの発生を防止する点から最近接粒子間距離を導電粒子径Dの0.5倍以上にすることが好ましく、0.7倍より大きくすることがより好ましい。一方、導電粒子1の捕捉性の点から、最近接粒子間距離を導電粒子径Dの4倍以下とすることが好ましく、3倍以下とすることがより好ましい。
 また、導電粒子の面積占有率は、好ましくは35%以下、より好ましくは0.3~30%である。この面積占有率は、
[平面視における導電粒子の個数密度]×[導電粒子1個の平面視面積の平均]×100
により算出される。
 ここで、導電粒子の個数密度の測定領域としては、1辺が100μm以上の矩形領域を任意に複数箇所(好ましくは5箇所以上、より好ましくは10箇所以上)設定し、測定領域の合計面積を2mm以上とすることが好ましい。個々の領域の大きさや数は、個数密度の状態によって適宜調整すればよい。例えば、導電粒子径Dの30倍の長さを1辺とする矩形領域を、好ましくは10箇所以上、より好ましくは20箇所以上で測定領域の合計面積を2mm以上としてもよい。ファインピッチ用途の比較的個数密度が大きい場合の一例として、異方性導電フィルム10Aから任意に選択した面積100μm×100μmの領域の200箇所(2mm)について、金属顕微鏡などによる観測画像を用いて個数密度を測定し、それを平均することにより上述の式中の「平面視における導電粒子の個数密度」を得ることができる。面積100μm×100μmの領域は、バンプ間スペース50μm以下の接続対象物において、1個以上のバンプが存在する領域になる。
 なお、面積占有率が上述の範囲内であれば個数密度の値には特に制限はないが、実用上、個数密度は150~70000個/mmが好ましく、特にファインピッチ用途の場合には好ましくは6000~42000個/mm、より好ましくは10000~40000個/mm、更により好ましくは15000~35000個/mmである。尚、個数密度が150個/mm未満の態様を除外するものではない。
 導電粒子の個数密度は、上述のように金属顕微鏡を用いて観察して求める他、画像解析ソフト(例えば、WinROOF、三谷商事株式会社等)により観察画像を計測して求めてもよい。観察方法や計測手法は、上記に限定されるものではない。
 また、導電粒子1個の平面視面積の平均は、フィルム面の金属顕微鏡やSEMなどの電子顕微鏡などによる観測画像の計測により求められる。画像解析ソフトを用いてもよい。観察方法や計測手法は、上記に限定されるものではない。
 面積占有率は、異方性導電フィルムを電子部品に圧着(好ましくは熱圧着)するために押圧治具に必要とされる推力の指標となる。従来、異方性導電フィルムをファインピッチに対応させるために、ショートを発生させない限りで導電粒子の粒子間距離を狭め、個数密度が高められてきたが、そのように個数密度を高めると、電子部品の端子個数が増え、電子部品1個当りの接続総面積が大きくなるのに伴い、異方性導電フィルムを電子部品に圧着(好ましくは熱圧着)するために押圧治具に必要とされる推力が大きくなり、従前の押圧治具では押圧が不十分になるという問題が起こることが懸念される。これに対し、面積占有率を上述のように好ましくは35%以下、より好ましくは0.3~30%の範囲とすることにより、異方性導電フィルムを電子部品に熱圧着するために押圧治具に必要とされる推力を低く抑えることが可能となる。
<導電粒子>
 導電粒子1は、公知の異方性導電フィルムに用いられている導電粒子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。中でも、金属被覆樹脂粒子が、接続された後に樹脂粒子が反発することで端子との接触が維持され易くなり、導通性能が安定する点から好ましい。尚、導電粒子の表面には公知の技術によって、導通特性に支障を来たさない絶縁処理が施されていてもよい。
 導電粒子径D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2.5μm以上9μm以下である。接続対象物によっては、9μmより大きいものが適する場合もある。絶縁性樹脂層に分散させる前の導電粒子の粒子径は、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、平均粒子径も粒度分布測定装置を用いて求めることができる。画像型でもレーザー型であってもよい。画像型の測定装置としては、一例として湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA-3000(マルバーン社)を挙げることができる。導電粒子径Dを測定するサンプル数(導電粒子個数)は1000個以上が好ましい。異方性導電フィルムにおける導電粒子径Dは、SEMなどの電子顕微鏡観察から求めることができる。この場合、導電粒子径Dを測定するサンプル数(導電粒子個数)を200個以上とすることが望ましい。
 本発明の異方性導電フィルムを構成する導電粒子の粒子径のバラツキは、好ましくはCV値(標準偏差/平均)20%以下である。CV値を20%以下とすることにより、挟持される際に均等に押圧され易くなり、特に配列している場合には押圧力が局所的に集中することを防止でき、導通の安定性に寄与できる。また接続後に圧痕による接続状態の評価を精確に行うことができる。また、個々の導電粒子への光照射が均一化され、絶縁性樹脂層の光重合が均一化される。具体的には、端子サイズが大きいもの(FOGなど)にも、小さいもの(COGなど)にも圧痕による接続状態の確認を精確に行うことができる。従って、異方性導電接続後の検査が容易になり、接続工程の生産性を向上させることが期待できる。
 ここで、粒子径のバラツキは画像型粒度分析装置などにより算出することができる。異方性導電フィルムに配置されていない、異方性導電フィルムの原料粒子としての導電粒子径は、一例として、湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA-3000(マルバーン社)を用いて求めることができる。この場合、導電粒子個数は好ましくは1000個以上、より好ましくは3000個以上、特に好ましくは5000個以上を測定すれば正確に導電粒子単体のバラツキを把握することができる。導電粒子が異方性導電フィルムに配置されている場合は、上記真球度と同様に平面画像又は断面画像により求めることができる。
 また、本発明の異方性導電フィルムを構成する導電粒子は、略真球であることが好ましい。導電粒子として略真球のものを使用することにより、例えば、特開2014-60150号公報に記載のように転写型を用いて導電粒子を配列させた異方性導電フィルムを製造するにあたり、転写型上で導電粒子が滑らかに転がるので、導電粒子を転写型上の所定の位置へ高精度に充填することができる。したがって、導電粒子を精確に配置することができる。
 ここで、略真球とは、次式で算出される真球度が70~100であることをいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 上記式中、Soは導電粒子の平面画像における該導電粒子の外接円の面積であり、Siは導電粒子の平面画像における該導電粒子の内接円の面積である。
 この算出方法では、導電粒子の平面画像を異方性導電フィルムの面視野および断面で撮り、それぞれの平面画像において任意の導電粒子100個以上(好ましくは200個以上)の外接円の面積と内接円の面積を計測し、外接円の面積の平均値と内接円の面積の平均値を求め、上述のSo、Siとすることが好ましい。また、面視野及び断面のいずれにおいても、真球度が上記の範囲内であることが好ましい。面視野および断面の真球度の差は20以内であることが好ましく、より好ましくは10以内である。異方性導電フィルムの生産時の検査は主に面視野で行い、異方性導電接続後の詳細な良否判定は面視野と断面の両方で行うため、真球度の差は小さい方が好ましい。この真球度は導電粒子単体であるなら、上述の湿式フロー式粒子径・形状分析装置FPIA-3000(マルバーン社)を用いて求めることもできる。導電粒子が異方性導電フィルムに配置されている場合は、真球度と同様に、異方性導電フィルムの平面画像又は断面画像により求めることができる。
<光重合性の絶縁性樹脂層>
(光重合性の絶縁性樹脂層の粘度)
 絶縁性樹脂層2の最低溶融粘度は、特に制限はなく、異方性導電フィルムの適用対象や、異方性導電フィルムの製造方法等に応じて適宜定めることができる。例えば、上述の凹み2b、2cを形成できる限り、異方性導電フィルムの製造方法によっては1000Pa・s程度とすることもできる。一方、異方性導電フィルムの製造方法として、導電粒子を絶縁性樹脂層の表面に所定の配置で保持させ、その導電粒子を絶縁性樹脂層に押し込む方法を行うとき、絶縁性樹脂層がフィルム成形を可能とする点から樹脂の最低溶融粘度を1100Pa・s以上とすることが好ましい。
 また、後述の異方性導電フィルムの製造方法で説明するように、図1Bに示すように絶縁性樹脂層2に押し込んだ導電粒子1の露出部分の周りに凹み2bを形成したり、図6に示すように絶縁性樹脂層2に押し込んだ導電粒子1の直上に凹み2cを形成したりする点から、好ましくは1500Pa・s以上、より好ましくは2000Pa・s以上、さらに好ましくは3000~15000Pa・s、さらにより好ましくは3000~10000Pa・sである。この最低溶融粘度は、一例として回転式レオメータ(TA instrument社製)を用い、測定圧力5gで一定に保持し、直径8mmの測定プレートを使用し求めることができ、より具体的には、温度範囲30~200℃において、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hz、前記測定プレートに対する荷重変動5gとすることにより求めることができる。
 絶縁性樹脂層2の最低溶融粘度を1500Pa・s以上の高粘度とすることにより、異方性導電フィルムの接続対象への圧着時に導電粒子の不用な移動を抑制でき、特に、異方性導電接続時に端子間で挟持されるべき導電粒子が樹脂流動により流されてしまうことを防止できる。
 また、絶縁性樹脂層2に導電粒子1を押し込むことにより異方性導電フィルム10Aの導電粒子分散層3を形成する場合において、導電粒子1を押し込むときの絶縁性樹脂層2は、導電粒子1が絶縁性樹脂層2から露出するように導電粒子1を絶縁性樹脂層2に押し込んだときに、絶縁性樹脂層2が塑性変形して導電粒子1の周囲の絶縁性樹脂層2に凹み2b(図1B)が形成されるような高粘度な粘性体とするか、あるいは、導電粒子1が絶縁性樹脂層2から露出することなく絶縁性樹脂層2に埋まるように導電粒子1を押し込んだときに、導電粒子1の直上の絶縁性樹脂層2の表面に凹み2c(図6)が形成されるような高粘度な粘性体とする。そのため、絶縁性樹脂層2の60℃における粘度は、下限は好ましくは3000Pa・s以上、より好ましくは4000Pa・s以上、さらに好ましくは4500Pa・s以上であり、上限は、好ましくは20000Pa・s以下、より好ましくは15000Pa・s以下、さらに好ましくは10000Pa・s以下である。この測定は最低溶融粘度と同様の測定方法で行い、温度が60℃の値を抽出して求めることができる。なお、本発明において、60℃粘度が3000Pa・s未満の場合が除外されるものではない。光照射で接続する場合、低温実装が求められるため、導電粒子の保持が可能であれば、より低粘度にすることが望ましいからである。
 絶縁性樹脂層2に導電粒子1を押し込むときの絶縁性樹脂層2の具体的な粘度は、形成する凹み2b、2cの形状や深さなどに応じて、下限は好ましくは3000Pa・s以上、より好ましくは4000Pa・s以上、さらに好ましくは4500Pa・s以上であり、上限は、好ましくは20000Pa・s以下、より好ましくは15000Pa・s以下、さらに好ましくは10000Pa・s以下である。また、このような粘度を好ましくは40~80℃、より好ましくは50~60℃で得られるようにする。
 上述したように、絶縁性樹脂層2から露出している導電粒子1の周囲に凹み2b(図1B)が形成されていることにより、異方性導電フィルムの物品への圧着時に生じる導電粒子1の偏平化に対して樹脂から受ける抵抗が、凹み2bが無い場合に比して低減する。このため、異方性導電接続時に端子で導電粒子が挟持され易くなることで導通性能が向上し、また捕捉性が向上する。
 また、絶縁性樹脂層2から露出することなく埋まっている導電粒子1の直上の絶縁性樹脂層2の表面に凹み2c(図6)が形成されていることにより、凹み2cが無い場合に比して異方性導電フィルムの物品への圧着時の圧力が導電粒子1に集中し易くなる。このため、異方性導電接続時に端子で導電粒子が挟持され易くなることで捕捉性が向上し、導通性能が向上する。
(光重合性の絶縁性樹脂層の層厚)
 本発明の異方性導電フィルムでは、光重合性の絶縁性樹脂層2の層厚Laと導電粒子径Dとの比(La/D)が0.6~10であることが好ましい。ここで、導電粒子径Dは、その平均粒子径を意味する。絶縁性樹脂層2の層厚Laが大き過ぎると異方性導電接続時に導電粒子が位置ズレし易くなり、端子における導電粒子の捕捉性が低下する。この傾向はLa/Dが10を超えると顕著である。そこでLa/Dは8以下がより好ましく、6以下が更により好ましい。反対に絶縁性樹脂層2の層厚Laが小さすぎてLa/Dが0.6未満となると、導電粒子1を絶縁性樹脂層2によって所定の粒子分散状態あるいは所定の配列に維持することが困難となる。特に、接続する端子が高密度COGの場合、絶縁性樹脂層2の層厚Laと導電粒子径Dとの比(La/D)は、好ましくは0.8~2である。
(光重合性の絶縁性樹脂層の組成)
 絶縁性樹脂層2は、光重合性樹脂組成物から形成する。例えば、光カチオン重合性樹脂組成物、光ラジカル重合性樹脂組成物あるいは光アニオン重合性樹脂組成物から形成することができる。これらの光重合性樹脂組成物には必要に応じて熱重合開始剤を含有させることができる。
(光カチオン重合性樹脂組成物)
 光カチオン重合性樹脂組成物は、成膜用ポリマーと、光カチオン重合性化合物と、光カチオン重合開始剤と、熱カチオン重合開始剤とを含有する。
(成膜用ポリマー)
 成膜用ポリマーとしては、異方性導電フィルムに適用されている公知の成膜用ポリマーを使用することができ、ビスフェノールS型フェノキシ樹脂、フルオレン骨格を有するフェノキシ樹脂、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンスルフィド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリカーボネートなどが挙げられ、これらは単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、フィルム形成状態、接続信頼性等の観点からビスフェノールS型フェノキシ樹脂を好適に用いることができる。フェノキシ樹脂は、ビスフェノール類とエピクロルヒドリンより合成されるポリヒドロキシポリエーテルである。市場で入手可能なフェノキシ樹脂の具体例としては、新日鉄住金化学(株)の商品名「FA290」などを挙げることができる。
 光カチオン重合性樹脂組成物における成膜用ポリマーの配合量は、適度な最低溶融粘度を実現するために、樹脂成分(成膜用ポリマー、光重合性化合物、光重合開始剤及び熱重合開始剤の合計)の5~70wt%とすることが好ましく、20~60wt%とすることがより好ましい。
(光カチオン重合性化合物)
 光カチオン重合性化合物は、エポキシ化合物とオキセタン化合物とから選択される少なくとも一種である。
 エポキシ化合物としては、5官能以下のものを用いることが好ましい。5官能以下のエポキシ化合物としては、特に限定されず、グリシジルエーテル型エポキシ化合物、グリシジルエステル型エポキシ化合物、脂環型エポキシ化合物、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ジシクロペンタジエン型エポキシ化合物、ノボラックフェノール型エポキシ化合物、ビフェニル型エポキシ化合物、ナフタレン型エポキシ化合物などが挙られ、これらの中から1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 市場で入手可能なグリシジルエーテル型の単官能エポキシ化合物の具体例としては、四日市合成(株)の商品名「エポゴーセーEN」などを挙げることができる。また、市場で入手可能なビスフェノールA型の2官能エポキシ化合物の具体例としては、DIC(株)の商品名「840-S」などを挙げることができる。また、市場で入手可能なジシクロペンタジエン型の5官能エポキシ化合物の具体例としては、DIC(株)の商品名「HP-7200シリーズ」などを挙げることができる。
 オキセタン化合物としては、特に限定されず、ビフェニル型オキセタン化合物、キシリレン型オキセタン化合物、シルセスキオキサン型オキセタン化合物、エーテル型オキセタン化合物、フェノールノボラック型オキセタン化合物、シリケート型オキセタン化合物などが挙げられ、これらの中から1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。市場で入手可能なビフェニル型のオキセタン化合物の具体例としては、宇部興産(株)の商品名「OXBP」などを挙げることができる。
 光カチオン重合性樹脂組成物におけるカチオン重合性化合物の含有量は、適度な最低溶融粘度を実現するために、好ましくは樹脂成分の10~70wt%、より好ましくは20~50wt%である。
(光カチオン重合開始剤)
 光カチオン重合開始剤としては、公知のものを使用することができるが、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(TFPB)をアニオンとするオニウム塩を好ましく使用することができる。これにより、光硬化後の最低溶融粘度の過度な上昇を抑制することができる。これは、TFPBの置換基が大きく、分子量が大きいためであると考えられる。
 光カチオン重合開始剤のカチオン部分としては、芳香族スルホニウム、芳香族ヨードニウム、芳香族ジアゾニウム、芳香族アンモニウム等の芳香族オニウムを好ましく採用することができる。これらの中でも、芳香族スルホニウムであるトリアリールスルホニウムを採用することが好ましい。TFPBをアニオンとするオニウム塩の市場で入手可能な具体例としては、BASFジャパン(株)の商品名「IRGACURE 290」、富士フイルム和光純薬(株)の商品名「WPI-124」などを挙げることができる。
 光カチオン重合性樹脂組成物における光カチオン重合開始剤の含有量は、樹脂成分中の0.1~10wt%とすることが好ましく、1~5wt%とすることがより好ましい。
(熱カチオン重合開始剤)
熱カチオン重合開始剤としては、特に限定されず、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族アンモニウム塩などが挙げられ、これらの中でも、芳香族スルホニウム塩を用いることが好ましい。市場で入手可能な芳香族スルホニウム塩の具体例としては、三新化学工業(株)の商品名「SI-60」などを挙げることができる。
 熱カチオン重合開始剤の含有量は、樹脂成分の1~30wt%とすることが好ましく、5~20wt%とすることがより好ましい。
(光ラジカル重合性樹脂組成物)
 光ラジカル重合性樹脂組成物は、成膜用ポリマーと、光ラジカル重合性化合物と、光ラジカル重合開始剤と、熱ラジカル重合開始剤とを含有する。
 成膜用ポリマーとしては、光カチオン重合性樹脂組成物で説明したものを適宜選択して使用することができる。その含有量も既に説明したとおりである。
 光ラジカル重合性化合物としては、従来公知の光ラジカル重合性(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。光ラジカル重合性樹脂組成物における光ラジカル重合性化合物の含有量は、樹脂成分中の好ましくは10~60質量%、より好ましくは20~55質量%である。
 熱ラジカル重合開始剤としては、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、硬化率と製品ライフのバランスから、(メタ)アクリレート化合物100質量部に対し、好ましくは2~60質量部、より好ましくは5~40質量部である。
(その他の成分)
 光カチオン重合性樹脂組成物や光ラジカル光重合性樹脂組成物等の光重合性樹脂組成物には、最低溶融粘度を調整するため、シリカなどの絶縁性フィラー(以下、フィラーとのみ記す)を含有させることが好ましい。フィラーの含有量は、適度な最低溶融粘度を実現するために、光重合性樹脂組成物の全量に対し、好ましくは3~60wt%、より好ましくは10~55wt%、さらに好ましくは20~50wt%である。また、フィラーの平均粒子径は、好ましくは1~500nm、より好ましくは10~300nm、さらに好ましくは20~100nmである。
 また、光重合性樹脂組成物は、異方性導電フィルムと無機材料との界面における接着性を向上させるために、シランカップリング剤をさらに含有することが好ましい。シランカップリング剤としては、エポキシ系、メタクリロキシ系、アミノ系、ビニル系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などが挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 更に、上述の絶縁フィラーとは異なる充填剤、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含有させてもよい。
(絶縁性樹脂層の厚さ方向における導電粒子の位置)
 本発明の異方性導電フィルムでは、絶縁性樹脂層2の厚さ方向における導電粒子1の位置は前述のように、導電粒子1が絶縁性樹脂層2から露出していてもよく、露出することなく、絶縁性樹脂層2内に埋め込まれていても良いが、隣接する導電粒子間の中央部における接平面2pからの導電粒子の最深部の距離(以下、埋込量という)Lbと、導電粒子径Dとの比(Lb/D)(以下、埋込率という)が30%以上105%以下であることが好ましい。なお、導電粒子1は絶縁性樹脂層2を貫通していてもよく、その場合の埋込率(Lb/D)は100%となる。
 埋込率(Lb/D)を30%以上60%未満とすると、上述のようにより低温低圧実装が容易になり、60%以上とすることにより、導電粒子1を絶縁性樹脂層2によって所定の粒子分散状態あるいは所定の配列に維持し易くなり、また、105%以下とすることにより、異方性導電接続時に端子間の導電粒子を無用に流動させるように作用する絶縁性樹脂層の樹脂量を低減させることができる。
 なお、本発明において、埋込率(Lb/D)の数値は、異方性導電フィルムに含まれる全導電粒子数の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは96%以上が、当該埋込率(Lb/D)の数値になっていることをいう。したがって、埋込率が30%以上105%以下とは、異方性導電フィルムに含まれる全導電粒子数の80%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは96%以上の埋込率が30%以上105%以下であることをいう。このように全導電粒子の埋込率(Lb/D)が揃っていることにより、押圧の加重が導電粒子に均一にかかるので、端子における導電粒子の捕捉状態が良好になり、導通の安定性が期待できる。より精度を上げるため、200個以上の導電粒子を計測して求めてもよい。
 また、埋込率(Lb/D)の計測は、面視野画像において焦点調整することにより、ある程度の個数について一括して求めることができる。もしくは埋込率(Lb/D)の計測にレーザー式判別変位センサ(キーエンス社製など)を用いてもよい。
(埋込率30%以上60%未満の態様)
 埋込率(Lb/D)30%以上60%未満の導電粒子1のより具体的な埋込態様としては、まず、図1Bに示した異方性導電フィルム10Aのように、導電粒子1が絶縁性樹脂層2から露出するように埋込率30%以上60%未満で埋め込まれた態様をあげることができる。この異方性導電フィルム10Aは、絶縁性樹脂層2の表面のうち該絶縁性樹脂層2から露出している導電粒子1と接している部分及びその近傍が、隣接する導電粒子間の中央部の絶縁性樹脂層の表面2aにおける接平面2pに対して導電粒子の外形に概ね沿った稜線となる傾斜2bを有している。
 このような傾斜2bもしくは後述する起伏2cは、異方性導電フィルム10Aを、絶縁性樹脂層2に導電粒子1を押し込むことにより製造する場合に、導電粒子1の押し込みを、40~80℃で3000~20000Pa・s、より好ましくは4500~15000Pa・sで行うことにより形成することができる。
(埋込率60%以上100%未満の態様)
 埋込率(Lb/D)60%以上105%以下の導電粒子1のより具体的な埋込態様としては、埋込率30%以上60%未満の態様と同様に、まず、図1Bに示した異方性導電フィルム10Aのように、導電粒子1が絶縁性樹脂層2から露出するように埋込率60%以上100%未満で埋め込まれた態様をあげることができる。この異方性導電フィルム10Aは、絶縁性樹脂層2の表面のうち該絶縁性樹脂層2から露出している導電粒子1と接している部分及びその近傍が、隣接する導電粒子間の中央部の絶縁性樹脂層の表面2aにおける接平面2pに対して導電粒子の外形に概ね沿った稜線となる傾斜2bを有している。
 このような傾斜2bもしくは後述する起伏2cは、異方性導電フィルム10Aを、絶縁性樹脂層2に導電粒子1を押し込むことにより製造する場合に、導電粒子1の押し込みを、40~80℃で3000~20000Pa・s、より好ましくは4500~15000Pa・sで行うことにより形成することができる。また、傾斜2bや起伏2cは絶縁性樹脂層をヒートプレスするなどにより、その一部が消失してしまう場合がある。傾斜2bがその痕跡を有しない場合、起伏2cと略同等の形状になる(つまり、傾斜が起伏に変化する)。起伏2cがその痕跡を有しない場合、導電粒子が1点で絶縁性樹脂層2に露出している場合がある。
(埋込率100%の態様)
 次に、本発明の異方性導電フィルムのうち、埋込率(Lb/D)100%の態様としては、図2に示す異方性導電フィルム10Bのように、導電粒子1の周りに図1Bに示した異方性導電フィルム10Aと同様の導電粒子の外形に概ね沿った稜線となる傾斜2bを有し、絶縁性樹脂層2から露出している導電粒子1の露出径Lcが導電粒子径Dよりも小さいもの、図3に示す異方性導電フィルム10Cのように、導電粒子1の露出部分の周りの傾斜2bが導電粒子1近傍で急激に現れ、導電粒子1の露出径Lcと導電粒子径Dとが略等しいもの、図4に示す異方性導電フィルム10Dのように、絶縁性樹脂層2の表面に浅い起伏2cがあり、導電粒子1がその頂部1aの1点で絶縁性樹脂層2から露出しているものをあげることができる。
 これらの異方性導電フィルム10B、10C、10Dは埋込率100%であるため、導電粒子1の頂部1aと絶縁性樹脂層2の表面2aとが面一に揃っている。導電粒子1の頂部1aと絶縁性樹脂層2の表面2aとが面一に揃っていると、図1Bに示したように導電粒子1が絶縁性樹脂層2から突出している場合に比して、異方性導電接続時に個々の導電粒子の周辺にてフィルム厚み方向の樹脂量が不均一になりにくく、樹脂流動による導電粒子の移動を低減できるという効果がある。なお、埋込率が厳密に100%でなくても、絶縁性樹脂層2に埋め込まれた導電粒子1の頂部と絶縁性樹脂層2の表面とが面一となる程度に揃っているとこの効果を得ることができる。言い換えると、埋込率(Lb/D)が概略90~100%の場合には、絶縁性樹脂層2に埋め込まれた導電粒子1の頂部と絶縁性樹脂層2の表面とは面一であるといえ、樹脂流動による導電粒子の移動を低減させることができる。
 これらの異方性導電フィルム10B、10C、10Dの中でも、10Dは導電粒子1の周りの樹脂量が不均一になりにくいので樹脂流動による導電粒子の移動を解消でき、また頂部1aの1点であっても絶縁性樹脂層2から導電粒子1が露出しているので、端子における導電粒子1の捕捉性もよく、導電粒子のわずかな移動も起こりにくいという効果が期待できる。したがって、この態様は、特にファインピッチやバンプ間スペースが狭い場合に有効である。
 なお、傾斜2b、起伏2cの形状や深さが異なる異方性導電フィルム10B(図2)、10C(図3)、10D(図4)は、後述するように、導電粒子1の押し込み時の絶縁性樹脂層2の粘度等を変えることで製造することができる。なお、図3の態様は、図2(傾斜の態様)と図4(起伏の態様)の中間状態であると言い換えることができる。本発明は、この図3の態様も包含するものである。
(埋込率100%超の態様)
 本発明の異方性導電フィルムのうち、埋込率100%を超える場合、図5に示す異方性導電フィルム10Eのように導電粒子1が露出し、その露出部分の周りの絶縁性樹脂層2に接平面2pに対する傾斜2bもしくは導電粒子1の直上の絶縁性樹脂層2の表面に接平面2pに対する起伏2cがあるものをあげることができる。
 なお、導電粒子1の露出部分の周りの絶縁性樹脂層2に傾斜2bを有する異方性導電フィルム10E(図5)と導電粒子1の直上の絶縁性樹脂層2に起伏2cを有する異方性導電フィルム10F(図6)は、それらを製造する際の導電粒子1の押し込み時の絶縁性樹脂層2の粘度等を変えることで製造することができる。
 なお、図5に示す異方性導電フィルム10Eを異方性導電接続に使用すると、導電粒子1が端子から直接押圧されるので、端子における導電粒子の捕捉性が向上する。また、図6に示す異方性導電フィルム10Fを異方性導電接続に使用すると、導電粒子1が端子を直接押圧せず、絶縁性樹脂層2を介して押圧することになるが、押圧方向に存在する樹脂量が図8の状態(即ち、導電粒子1が埋込率100%を超えて埋め込まれ、導電粒子1が絶縁性樹脂層2から露出しておらず、かつ絶縁性樹脂層2の表面が平坦である状態)に比べて少ないため、導電粒子に押圧力がかかり易くなり、且つ異方性導電接続時に端子間の導電粒子1が樹脂流動により不用に移動することが妨げられる。
 なお、図7に示すように、埋込率(Lb/D)が60%未満の異方性導電フィルム10Gでは、絶縁性樹脂層2上を導電粒子1が転がり易くなるため、異方性導電接続時の導電粒子の捕捉率を向上させる点からは、埋込率(Lb/D)を60%以上とすることが好ましい。
 また、埋込率(Lb/D)が100%を超える態様において、図8に示す比較例の異方性導電フィルム10Xのように絶縁性樹脂層2の表面が平坦な場合は導電粒子1と端子との間に介在する樹脂量が過度に多くなる。また、導電粒子1が直接端子に接触して端子を押圧することなく、絶縁性樹脂層を介して端子を押圧するので、これによっても導電粒子が樹脂流動によって流され易い。
 本発明において、絶縁性樹脂層2の表面の傾斜2b、起伏2cの存在は、異方性導電フィルムの断面を走査型電子顕微鏡で観察することにより確認することができ、面視野観察においても確認できる。光学顕微鏡、金属顕微鏡でも傾斜2b、起伏2cの観察は可能である。また、傾斜2b、起伏2cの大きさは画像観察時の焦点調整などで確認することもできる。上述のようにヒートプレスにより傾斜もしくは起伏を減少させた後であっても、同様である。痕跡が残る場合があるからである。
<異方性導電フィルムの変形態様>
(第2の絶縁性樹脂層)
 本発明の異方性導電フィルムは、図9に示す異方性導電フィルム10Hのように、導電粒子分散層3の、絶縁性樹脂層2の傾斜2bが形成されている面に、該絶縁性樹脂層2よりも最低溶融粘度が低い第2の絶縁性樹脂層4を積層してもよい。また図10に示す異方性導電フィルム10Iのように、導電粒子分散層3の、絶縁性樹脂層2の傾斜2bが形成されていない面に、該絶縁性樹脂層2よりも最低溶融粘度が低い第2の絶縁性樹脂層4を積層してもよい。第2の絶縁性樹脂層4の積層により、異方性導電フィルムを用いて電子部品を異方性導電接続するときに、電子部品の電極やバンプによって形成される空間を充填し、接着性を向上させることができる。尚、第2の絶縁性樹脂層4を積層する場合、第2の絶縁性樹脂層4が傾斜2bの形成面上にあるか否かに関わらず第2の絶縁性樹脂層4がツールで加圧するICチップ等の電子部品側にある(言い換えると、絶縁性樹脂層2がステージに載置される基板等の電子部品側にある)ことが好ましい。このようにすることで、導電粒子の不用な移動を避けることができ、捕捉性を向上させることができる。傾斜2bが起伏2cであっても同様である。
 絶縁性樹脂層2と第2の絶縁性樹脂層4との最低溶融粘度は、差があるほど電子部品の電極やバンプによって形成される空間が第2の絶縁性樹脂層4で充填され易くなり、電子部品同士の接着性を向上させる効果が期待できる。また、この差があるほど導電粒子分散層3中に存在する絶縁性樹脂層2の移動量が相対的に小さくなるため、端子における導電粒子の捕捉性が向上し易くなる。実用上は、絶縁性樹脂層2と第2の絶縁性樹脂層4との最低溶融粘度比は、好ましくは2以上、より好ましくは5以上、さらに好ましくは8以上である。一方、この比が大きすぎると長尺の異方性導電フィルムを巻装体にした場合に、樹脂のはみだしやブロッキングが生じる虞があるので、実用上は15以下が好ましい。第2の絶縁性樹脂層4の好ましい最低溶融粘度は、より具体的には、上述の比を満たし、かつ3000Pa・s以下、より好ましくは2000Pa・s以下であり、特に好ましくは100~2000Pa・sである。
 なお、第2の絶縁性樹脂層4は、絶縁性樹脂層と同様の樹脂組成物において、粘度を調整することにより形成することができる。
 また、異方性導電フィルム10H、10Iにおいて、第2の絶縁性樹脂層4の層厚は、電子部品や接続条件に影響される部分があるために、特に限定はされないが、好ましくは4~20μmである。もしくは、導電粒子径に対して、好ましくは1~8倍である。
 また、絶縁性樹脂層2と第2の絶縁性樹脂層4を合わせた異方性導電フィルム10H、10I全体の最低溶融粘度は、低すぎると樹脂のはみだしが懸念されるため100Pa・sより大きいことが好ましく、200~4000Pa・sがより好ましい。
(第3の絶縁性樹脂層)
 第2の絶縁性樹脂層4と絶縁性樹脂層2を挟んで反対側に第3の絶縁性樹脂層が設けられていてもよい。例えば、第3の絶縁性樹脂層をタック層として機能させることができる。第2の絶縁性樹脂層と同様に、電子部品の電極やバンプによって形成される空間を充填させるために設けてもよい。
 第3の絶縁性樹脂層の樹脂組成、粘度及び厚みは第2の絶縁性樹脂層と同様でもよく、異なっていても良い。絶縁性樹脂層2と第2の絶縁性樹脂層4と第3の絶縁性樹脂層を合わせた異方性導電フィルムの最低溶融粘度は特に制限はないが、低すぎると樹脂のはみだしが懸念されるため100Pa・sより大きいことが好ましく、200~4000Pa・sがより好ましい。
<異方性導電フィルムの製造方法>
 本発明の異方性導電フィルムは、導電粒子が絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を形成する工程を有する製造方法により製造できる。
 この製造方法においては、導電粒子分散層を形成する工程が、導電粒子を光重合性樹脂組成物からなる絶縁性樹脂層表面に分散した状態で保持させる工程と、絶縁性樹脂層表面に保持させた導電粒子を該絶縁性樹脂層に押し込む工程を有する。
 この導電粒子を絶縁性樹脂層表面に押し込む工程において、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層表面が、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有するように、導電粒子を押し込むときの絶縁性樹脂層の粘度、押込速度又は温度等を調整する。ここで、導電粒子を絶縁性樹脂層に押し込む工程において、前記傾斜では、導電粒子の周りの絶縁性樹脂層の表面が、前記接平面に対して欠けるようにし、前記起伏では、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の樹脂量が、前記導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面が該接平面にあるとしたときに比して少なくなるようにする。あるいは、前記接平面からの導電粒子の最深部の距離Lbと、導電粒子径Dとの比(Lb/D)が30%以上105%以下となるようにする。なお、導電粒子や光重合性樹脂組成物については、本発明の異方性導電フィルムに関し説明したものと同様のものを使用することができる。
 本発明の異方性導電フィルムの製造方法の具体例としては、例えば、絶縁性樹脂層2の表面に導電粒子1を所定の配列で保持させ、その導電粒子1を平板又はローラーで絶縁性樹脂層に押し込むことにより製造することができる。なお、埋込率100%超の異方性導電フィルムを製造する場合に、導電粒子配列に対応した凸部を有する押し板で押し込んでもよい。
 ここで、絶縁性樹脂層2における導電粒子1の埋込量は、導電粒子1の押し込み時の押圧力、温度等により調整することができ、また、傾斜2b、起伏2cの形状及び深さは、押し込み時の絶縁性樹脂層2の粘度、押込速度、温度等により調整することができる。
 また、絶縁性樹脂層2に導電粒子1を保持させる手法としては、公知の手法を利用することができる。例えば、絶縁性樹脂層2に導電粒子1を直接散布する、あるいは二軸延伸させることのできるフィルムに導電粒子1を単層で付着させ、そのフィルムを二軸延伸し、その延伸させたフィルムに絶縁性樹脂層2を押圧して導電粒子を絶縁性樹脂層2に転写することにより、絶縁性樹脂層2に導電粒子1を保持させる。また、転写型を使用して絶縁性樹脂層2に導電粒子1を保持させることもできる。
 転写型を使用して絶縁性樹脂層2に導電粒子1を保持させる場合、転写型としては、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、ステンレススチールなどの金属等の無機材料や、各種樹脂等の有機材料などに対し、フォトリソグラフ法等の公知の開口形成方法によって開口を形成したもの、印刷法を応用したものを使用することができる。また、転写型は、板状、ロール状等の形状をとることができる。なお、本発明は上記の手法で限定されるものではない。
 また、導電粒子を押し込んだ絶縁性樹脂層の、導電粒子を押し込んだ側の表面、又はその反対面に、絶縁性樹脂層よりも低粘度の第2の絶縁性樹脂層を積層することができる。
 異方性導電フィルムを用いて電子部品の接続を経済的に行うには、異方性導電フィルムはある程度の長尺であることが好ましい。そこで異方性導電フィルムは長さを、好ましくは5m以上、より好ましくは10m以上、さらに好ましくは25m以上に製造する。一方、異方性導電フィルムを過度に長くすると、異方性導電フィルムを用いて電子部品の製造を行う場合に使用する従前の接続装置を使用することができなくなり、取り扱い性も劣る。そこで、異方性導電フィルムは、その長さを好ましくは5000m以下、より好ましくは1000m以下、さらに好ましくは500m以下に製造する。異方性導電フィルムのこのような長尺体は、巻芯に巻かれた巻装体とすることが取り扱い性に優れる点から好ましい。
<異方性導電フィルムの使用方法>
 本発明の異方性導電フィルムは、ICチップ、ICモジュール、FPCなどの第1の電子部品と、FPC、ガラス基板、プラスチック基板、リジッド基板、セラミック基板などの第2の電子部品とを異方性導電接続して接続構造体を製造する際に好ましく使用することができる。本発明の異方性導電フィルムを用いてICチップやウェーハーをスタックして多層化してもよい。なお、本発明の異方性導電フィルムで接続する電子部品は、上述の電子部品に限定されるものではない。近年、多様化している種々の電子部品に使用することができる。本発明は、本発明の異方性導電フィルムを用いて電子部品同士を異方性導電接続する接続構造体の製造方法や、それにより得られた接続構造体、即ち、本発明の異方性導電フィルムにより電子部品同士が異方性導電接続されている接続構造体も包含する。
(接続構造体及びその製造方法)
 本発明の接続構造体は、本発明の異方性導電フィルムにより第1の電子部品と第2の電子部品とが異方性導電接続されているものである。第1の電子部品としては、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)パネル、有機EL(OLED)などのフラットパネルディスプレイ(FPD)用途、タッチパネル用途などの透明基板、プリント配線板(PWB)などが挙げられる。プリント配線板の材質は、特に限定されず、例えば、FR-4基材などのガラスエポキシでもよく、熱可塑性樹脂などのプラスチック、セラミックなども用いることができる。また、透明基板は、透明性の高いものであれば特に限定はなく、ガラス基板、プラスチック基板などが挙げられる。一方、第2の電子部品は、第1の端子列に対向する第2の端子列を備える。第2の電子部品は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。第2の電子部品としては、例えば、IC(Integrated Circuit)、フレキシブル基板(FPC:Flexible Printed Circuits)、テープキャリアパッケージ(TCP)基板、ICをFPCに実装したCOF(Chip On Film)などが挙げられる。なお、本発明の接続構造体は、以下の配置工程、光照射工程及び熱圧着工程を有する製造方法により製造することができる。
(配置工程)
 まず、第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムを、その導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側又は形成されていない側から配置する。導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側から配置すると、傾斜又は起伏の部位が光照射されることで、比較的樹脂量が少ない部分の反応を促進させ導電粒子の押し込みと保持を両立する効果が期待できる。逆に、第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムを、導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されていない側から配置すると、第1の電子部品側に存在する比較的樹脂量が多い部分に光が照射されることで、導電粒子の挟持状態が強固になり易くなることが期待できる。なお、光照射工程を考慮すると、導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側から配置することが好ましい。これは、第1の電子部品と導電粒子との距離が近くなることで、捕捉性が向上することが期待できるからである。
(光照射工程)
 次に、異方性導電フィルム側又は第1の電子部品側から、異方性導電フィルムに対し光照射を行うこと(所謂、先照射)により導電粒子分散層を光重合させる。光重合させることにより、低温での接続が行い易くなり、接続する電子部品へ過度に熱がかかることを避けることが可能となる。また、光照射を異方性導電フィルム側から行うと、第2の電子部品の搭載前に異方性導電フィルム全体へ均一に光照射による反応を開始させることができ、第1の電子部品に設けられている遮光部(配線に関係する部分)からの影響を除外するということが可能となる。逆に、光照射を第1の電子部品側から行うと、第2の電子部品の搭載について考慮する必要がなくなる。なお、第2の電子部品の搭載に関して接続装置の発展に伴い、接続工程時での負担が相対的に低下してきていることを考慮すると、光照射を異方性導電フィルム側から行うことが好ましい。 
 光照射による導電粒子分散層の光重合の程度は、反応率という指標で評価することができ、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更により好ましくは90%以上である。上限は100%以下である。反応率は、光重合前後の樹脂組成物を市販のHPLC(高速液体クロマトグラフ装置、スチレン換算)を用いて測定することができる。また、本工程の光照射後の導電粒子分散層の最低溶融粘度(即ち、接続してプレスアウトする前の最低溶融粘度となる。光重合開始後の最低溶融粘度とも言い換えられる)は、異方性導電接続時の良好な導電粒子捕捉性と押し込みとを実現するために、下限については好ましくは1000Pa・s以上、より好ましくは1200Pa・s以上であり、上限については好ましくは8000Pa・s以下、より好ましくは5000Pa・s以下である。この最低溶融粘度の到達温度は、好ましくは60~100℃、より好ましくは65~85℃である。
 照射光としては、紫外線(UV:ultraviolet)、可視光線(visible light)、赤外線(IR:infrared)などの波長帯域から光重合性の異方性導電フィルムの重合特性に応じて選択することができる。これらの中でも、エネルギーが高い紫外線(通常、波長10nm~400nm)が好ましい。
 なお、配置工程において、第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムをその導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側から配置し、そして光照射工程において、異方性導電フィルム側から光照射を行うことが好ましい。
(熱圧着工程)
 光照射された異方性導電フィルム上に第2の電子部品を配置し、公知の熱圧着ツールで第2の電子部品を加熱加圧することにより、第1の電子部品と第2の電子部品とを異方性導電接続させ、接続構造体を得ることができる。尚、熱圧着ツールは低温化のため温度をかけないで圧着ツールとして使用してもよい。異方性導電接続条件は、使用する電子部品や異方性導電フィルム等に応じて適宜設定することができる。なお、熱圧着ツールと接続すべき電子部品との間にポリテトラフルオロエチレンシート、ポリイミドシート、硝子クロス、シリコンラバー等の緩衝材を配置して熱圧着を行ってもよい。なお、熱圧着の際、第1の電子部品側から光照射を行ってもよい。
 本発明の異方性導電フィルムは、導電粒子が光重合性樹脂組成物からなる絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を有し、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層の表面が、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有する。このため、電子部品同士を異方性導電接続させて接続構造体を製造する際に、一方の電子部品に異方性導電フィルムを配置させた後、その上に他方の電子部品を配置する前に、異方性導電フィルムの光重合性の絶縁性樹脂層に対し光照射を行うことで、異方性導電接続時にその絶縁性樹脂の最低溶融粘度の過度な低下を抑制して導電粒子の不要な流動を防止でき、それにより接続構造体に良好な導通特性を実現できる。よって、本発明の異方性導電フィルムは、各種基板への半導体装置等の電子部品の実装に有用である。
 1 導電粒子
 1a 導電粒子の頂部
 2 絶縁性樹脂層
 2a 絶縁性樹脂層の表面
 2b 凹み(傾斜)
 2c 凹み(起伏)
 2f 平坦な表面部分
 2p 接平面
 3 導電粒子分散層
 4 第2の絶縁性樹脂層
10A、10B、10C、10D、10E、10F、10G、10H、10I 実施例の異方性導電フィルム
20 端子
 A 導電粒子の配列の格子軸
 D 導電粒子径
 La 絶縁性樹脂層の層厚
 Lb 埋込量(隣接する導電粒子間の中央部における接平面からの導電粒子の最深部の距離)
 Lc 露出径
 θ 端子の長手方向と導電粒子の配列の格子軸とのなす角度

Claims (25)

  1.  導電粒子が絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を有する異方性導電フィルムであって、
     該絶縁性樹脂層が、光重合性樹脂組成物の層であり、
     導電粒子近傍の絶縁性樹脂層の表面が、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有する異方性導電フィルム。
  2.  前記傾斜では、導電粒子の周りの絶縁性樹脂層の表面が、前記接平面に対して欠けており、前記起伏では、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の樹脂量が、前記導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面が該接平面にあるとしたときに比して少ない請求項1記載の異方性導電フィルム。
  3.  前記接平面からの導電粒子の最深部の距離Lbと、導電粒子の粒子径Dとの比(Lb/D)が30%以上105%以下である請求項1記載の異方性導電フィルム。
  4.  光重合性樹脂組成物が、光カチオン重合性樹脂組成物である請求項1~3のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  5.  光重合性樹脂組成物が、光ラジカル重合性樹脂組成物である請求項1~3のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  6.  絶縁性樹脂層から露出している導電粒子の周囲の絶縁性樹脂層の表面に傾斜もしくは起伏が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.  絶縁性樹脂層から露出することなく絶縁性樹脂層内に埋まっている導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面に傾斜もしくは起伏が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。
  8.  絶縁性樹脂層の層厚Laと導電粒子の粒子径Dとの比(La/D)が0.6~10である請求項1~7のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  9.  導電粒子が互いに非接触で配置されている請求項1~8のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  10.  導電粒子の最近接粒子間距離が導電粒子径の0.5倍以上4倍以下である請求項1~9のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  11.  絶縁性樹脂層の傾斜もしくは起伏が形成されている表面と反対側の表面に、第2の絶縁性樹脂層が積層されている請求項1~10のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  12.  絶縁性樹脂層の傾斜もしくは起伏が形成されている表面に、第2の絶縁性樹脂層が積層されている請求項1~10のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  13.  第2の絶縁性樹脂層の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層の最低溶融粘度よりも低い請求項11又は12記載の異方性導電フィルム。
  14.  導電粒子の粒子径のCV値が20%以下である請求項1~13のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  15.  導電粒子が絶縁性樹脂層に分散している導電粒子分散層を形成する工程を有する、請求項1記載の異方性導電フィルムの製造方法であって、
     導電粒子分散層を形成する工程が、導電粒子を光重合性樹脂組成物からなる絶縁性樹脂層表面に分散した状態で保持させる工程と、絶縁性樹脂層表面に保持させた導電粒子を該絶縁性樹脂層に押し込む工程を有し、
     導電粒子を絶縁性樹脂層表面に押し込む工程において、導電粒子近傍の絶縁性樹脂層表面が、隣接する導電粒子間の中央部における絶縁性樹脂層の接平面に対して傾斜もしくは起伏を有するように、導電粒子を押し込むときの絶縁性樹脂層の粘度、押込速度又は温度を調整する異方性導電フィルムの製造方法。
  16.  導電粒子を絶縁性樹脂層に押し込む工程において、前記傾斜では、導電粒子の周りの絶縁性樹脂層の表面が、前記接平面に対して欠けており、前記起伏では、導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の樹脂量が、前記導電粒子の直上の絶縁性樹脂層の表面が該接平面にあるとしたときに比して少ない請求項15記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  17.  前記接平面からの導電粒子の最深部の距離Lbと、導電粒子径Dとの比(Lb/D)が30%以上105%以下である請求項16記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  18.  光重合性樹脂組成物が、光カチオン重合性樹脂組成物である請求項15~17のいずれかに記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  19.  光重合性樹脂組成物が、光ラジカル重合性樹脂組成物である請求項15~17のいずれかに記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  20.  導電粒子径のCV値が20%以下である請求項15~19のいずれかに記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  21.  導電粒子を絶縁性樹脂層表面に保持させる工程において、絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を所定の配列で保持させ、
     導電粒子を該絶縁性樹脂層に押し込む工程において、導電粒子を平板又はローラーで絶縁性樹脂層に押し込む請求項15~20のいずれかに記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  22.  導電粒子を絶縁性樹脂層表面に保持させる工程において、転写型に導電粒子を充填し、その導電粒子を絶縁性樹脂層に転写することにより絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を所定の配置で保持させる請求項15~21のいずれかに記載の異方性導電フィルムの製造方法。
  23.  請求項1~14のいずれかに記載の異方性導電フィルムにより第1の電子部品と第2の電子部品とが異方性導電接続されている接続構造体。
  24.  第1の電子部品と第2の電子部品を、請求項1~14のいずれかに記載の異方性導電フィルムを介して異方性導電接続した接続構造体の製造方法であって、
     第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムを、その導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側又は形成されていない側から配置する異方性導電フィルム配置工程、
     異方性導電フィルム側又は第1の電子部品側から、異方性導電フィルムに対し光照射を行うことにより導電粒子分散層を光重合させる光照射工程、及び
    光重合した導電粒子分散層上に第2の電子部品を配置し、熱圧着ツールで第2の電子部品を加熱加圧することにより、第1の電子部品と第2の電子部品とを異方性導電接続する熱圧着工程
    を有する接続構造体の製造方法。
  25.  配置工程において、第1の電子部品に対し、異方性導電フィルムをその導電粒子分散層の傾斜又は起伏が形成されている側から配置し、そして
     光照射工程において、異方性導電フィルム側から光照射を行う請求項24記載の接続構造体の製造方法。
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WO2022085741A1 (ja) * 2020-10-22 2022-04-28 昭和電工マテリアルズ株式会社 回路接続用接着剤フィルム、接続構造体、及び接続構造体の製造方法

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