WO2020032150A1 - 異方性導電フィルム - Google Patents

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WO2020032150A1
WO2020032150A1 PCT/JP2019/031283 JP2019031283W WO2020032150A1 WO 2020032150 A1 WO2020032150 A1 WO 2020032150A1 JP 2019031283 W JP2019031283 W JP 2019031283W WO 2020032150 A1 WO2020032150 A1 WO 2020032150A1
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WO
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conductive particles
arrangement
oblique lattice
terminal
lattice region
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PCT/JP2019/031283
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English (en)
French (fr)
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怜司 塚尾
雅樹 谷口
Original Assignee
デクセリアルズ株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits

Definitions

  • the present invention relates to an anisotropic conductive film.
  • anisotropic conductive films in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer are widely used for mounting electronic components.
  • anisotropic conductive film in order to ensure that the conductive particles of the anisotropic conductive film are stably captured by the terminals of the electronic component even if the fine pitch of the terminals of the electronic component is advanced.
  • conductive particles are arranged in a lattice such as a hexagonal lattice in an anisotropic conductive film, and the arrangement axis is inclined with respect to the longitudinal direction of the terminal (Patent Document 2).
  • the conductive particles are arranged in a first direction oblique to the longitudinal direction of the film, and the particle rows in the first direction are arranged in a second direction different from the arrangement direction.
  • a plurality of particles are arranged side by side, and the particle row in the first direction is not formed into one linear shape, and the particle row has a width less than 2.5 times the particle diameter of the conductive particles (Patent Document 3).
  • Patent Documents 4 and 5 have been proposed.
  • the terminals to be connected are arranged in parallel in the same direction. Even if the particles 1 are arranged in a hexagonal lattice and the arrangement axis thereof is inclined at an angle ⁇ with respect to the longitudinal direction of the terminals 20 (the direction perpendicular to the arrangement direction x), the direction of the arrows between the terminals due to thermocompression at the time of connection. 6B, a dense area A of the conductive particles 1 is generated between the terminals after the connection depending on the condition, as shown in FIG. 6B, which causes a short circuit.
  • FOG Fem On Glass
  • an anisotropic conductive film in which conductive particles 1 are arranged in a hexagonal lattice is used so that the arrangement axis of the hexagonal lattice is inclined (inclination angle ⁇ ) in the longitudinal direction of the film.
  • the fan-out angle ⁇ that is, the angle in the longitudinal direction of the terminal 20 with respect to the terminal arrangement direction x
  • the number and distribution of the conductive particles 1 captured by one terminal are different between the left side and the left side, and the appearance of the impression after connection is also different.
  • the conductive particles 1 are caught only at the edge of the terminal on the terminal 20a on the left side of the paper, There is a concern that poor conduction may occur after connection.
  • the conductive particles 1 captured by the terminal 20b belong to one arrangement axis y1 perpendicular to the arrangement direction x of the terminals, but the terminal 20c has two arrangement axes y2, The conductive particles 1 belonging to y3 are captured.
  • Such a phenomenon is more remarkable in the case where the terminal row is not a fan-out type and the axis of each terminal is in the same direction as shown in FIG. 5C, and one arrangement axis y1 is connected to the terminals 20b and 2
  • a plurality of peaks may occur. That is, for example, a double peak may occur due to a plurality of factors such as a terminal width and a space between terminals, and a particle diameter and a distance between particles.
  • the practical problem does not occur immediately due to the two peaks, it is difficult to control the trapped number of the conductive particles in each terminal in the terminal row within a range where there is no practical problem. Even if a satisfactory number of terminals is satisfied, a terminal row having a relatively large number of captured terminals and a terminal having a relatively small number of captured terminals may be mixed. Note that the variation in the number of conductive particles captured by one terminal is not limited to appearing as a double peak.
  • the interval between the conductive particles on the terminal is greatly increased in the short direction compared to the longitudinal direction of the terminal, and the conductive particles on the terminal are extruded between the terminals, and the extruded conductive particles
  • the conductive particles including between the terminals move due to the resin flow during thermocompression bonding. Therefore, the distribution of the conductive particles with respect to the terminals differs between the right side and the left side of the terminal row, and when a dense portion of the conductive particles is formed between the terminals, a short circuit is likely to occur at the portion.
  • the phenomenon that the conductive particles between the terminals cause a short circuit due to the resin flow during thermocompression bonding is that even if the terminal rows are radial fan-out type, the straight terminals are straight in parallel in the same direction (straight parallel arrangement) ) Also occurs.
  • a photocurable resin for the insulating resin layer of the anisotropic conductive film to reduce the movement of the conductive particles due to the resin flow.
  • the pressure on the conductive particles tends to be insufficient during thermocompression bonding, and there is a concern that a connection failure may occur between the terminal and the conductive particles.
  • the first particle row of the conductive particles is not linear as described in Patent Literature 3, but the particle diameter is changed to a particle row.
  • the connection structure is continuously manufactured.
  • irregular resin flow or misalignment occurs in a production line or the like, it becomes difficult to keep the number of captured conductive particles within a predetermined range. This difficulty level increases as the number of connection structures manufactured continuously increases.
  • the present invention provides a method for manufacturing electronic components, in which the axis of each terminal of a terminal row to be connected is parallel in the same direction and the terminal row is straight or radial fan-out type. Irrespective of this, sufficient conductive particles can be sandwiched in each terminal and a good conduction state can be ensured, whereby the captured state of the conductive particles in the connected terminal that can be confirmed by indentations and the like becomes uniform, and It is an object to prevent occurrence of a short circuit even when connecting terminals having a fine pitch.
  • the present inventor proposes that, in the arrangement of the conductive particles of the anisotropic conductive film, a first oblique lattice region formed by an arrangement axis in the a direction and an arrangement axis in the b direction oblique to the a direction at an angle ⁇ . And an arrangement axis in the a direction and an arrangement axis in the c direction obtained by inverting the b direction with respect to the a direction (in other words, an arrangement axis in the c direction oblique to the a direction at an angle - ⁇ ).
  • the terminals to be connected are parallel in the same direction. Also, in the case of the fan-out type, the present inventors have conceived that the number of captured conductive particles and the distribution of the conductive particles at each terminal are made uniform, and that short-circuiting can be suppressed by easily disconnecting the conductive particles between the terminals. Was completed.
  • the present invention is an anisotropic conductive film in which conductive particles are disposed on an insulating resin layer, A first oblique lattice region in which conductive particles are arranged in the a direction at a predetermined pitch, and a plurality of arrangement axes a1 of the conductive particles are arranged in the b direction obliquely intersected at an angle ⁇ with the a direction; An arrangement axis a2 of the conductive particles in which the conductive particles are arranged in the a direction at a predetermined pitch, and a second oblique lattice region in which a plurality of the conductive particles are arranged in the c direction in which the b direction is inverted with respect to the a direction, Provided is an anisotropic conductive film that is repeatedly arranged.
  • the anisotropic conductive film means a film capable of forming an anisotropic conductive connection.
  • the anisotropic conductive connection state refers to a state in which opposing terminals of electronic components having a plurality of terminals are electrically connected, but adjacent terminals are not electrically connected. .
  • a second oblique lattice region formed by an arrangement axis in the c direction inverted from the a direction in other words, an arrangement axis in the c direction oblique to the a direction at an angle - ⁇ . Since they are arranged, the axial direction intersecting with the direction a is wavy zigzag in the whole anisotropic conductive film.
  • thermocompression bonding when performing continuous thermocompression bonding on a production line, etc., even if the thermocompression bonding is unintentionally deviated from the predetermined temperature conditions and irregular resin flow occurs, the effect is excessive. Since it can be prevented from appearing, a short circuit can be suppressed.
  • the effect of the appearance of the indentation in the terminal row after connection becomes uniform, and the effect of suppressing short-circuiting between the terminals is not limited to the fan-out type terminal row. It can also be obtained when arranged in a straight line.
  • FIG. 1A is a plan view illustrating an arrangement of conductive particles in an anisotropic conductive film 10A of an example.
  • FIG. 1B is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1C is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1D is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1E is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1F is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1G is a plan view illustrating an arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1H is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1I is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1J is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 1K is a plan view illustrating the arrangement of conductive particles in the anisotropic conductive film of the example.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10A of the example.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10B of the example.
  • FIG. 4A is a plan view in which the anisotropic conductive film 10A of the embodiment is overlaid on a fan-out type terminal row.
  • FIG. 4B is a plan view in which the anisotropic conductive film 10A of the example is overlaid on a terminal row in which the terminal axis of each terminal is in the same direction.
  • FIG. 5A is a plan view showing a state in which an anisotropic conductive film in which conductive particles are arranged in a hexagonal lattice (tilt angle ⁇ ) is overlaid on a fan-out type terminal row.
  • FIG. 6A is an explanatory diagram of a particle arrangement of an anisotropic conductive film in which conductive particles are arranged in a hexagonal lattice.
  • FIG. 6B is an explanatory diagram of a state after connecting the terminal rows using an anisotropic conductive film in which conductive particles are arranged in a hexagonal lattice.
  • FIG. 7A is a simulation result of a trapped body of conductive particles when a fan-out type terminal arrangement is connected with a particle arrangement substantially similar to that of Experimental Example 1.
  • FIG. 7B is a simulation result of a trapping body of conductive particles when a fan-out type terminal arrangement is connected with a particle arrangement substantially similar to that of Experimental Example 3.
  • FIG. 7C is a simulation result of a trapped body of conductive particles when a fan-out type terminal arrangement is connected in a particle arrangement substantially similar to that of Experimental Example 4.
  • FIG. 7A is a simulation result of a trapped body of conductive particles when a fan-out type terminal arrangement is connected with a particle arrangement substantially similar to that of Experimental Example 1.
  • FIG. 7B is a simulation result of a trapping body of conductive particles when a fan-out type terminal arrangement is
  • FIG. 7D is a simulation result of a trapped body of conductive particles when a fan-out type terminal arrangement is connected in a particle arrangement substantially the same as in Experimental Example 5.
  • FIG. 8A is a relationship diagram between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 1 of Experimental Example 6 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 1 of Experimental Example 7 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 8C is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 1 of Experimental Example 8 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 8A is a relationship diagram between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 1 of Experimental Example 6 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 8B is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the
  • FIG. 8D is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 1 of Experimental Example 9 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 2 of Experimental Example 6 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 2 of Experimental Example 7 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 9C is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 2 of Experimental Example 8 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating the relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 2 of Experimental Example 6 and the appearance rate (frequency) of the terminal having the captured number.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating the relationship between the
  • FIG. 9D is a diagram illustrating a relationship between the number of captured conductive particles per terminal in the connection test 2 of Experimental Example 9 and the appearance ratio (frequency) of the terminal that has become the captured number.
  • FIG. 10A is an indentation photograph in connection test 2 of Experimental Example 6.
  • FIG. 10B is an indentation photograph in connection test 2 of Experimental Example 8.
  • FIG. 10C is an indentation photograph in connection test 2 of Experimental Example 9.
  • FIG. 1A is a plan view showing an arrangement of conductive particles of an anisotropic conductive film 10A of an example
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line XX.
  • the anisotropic conductive film 10A has a layer configuration in which the conductive particles 1 are disposed in a single layer on or near the surface of the insulating resin layer 2 and the low-viscosity resin layer 3 is laminated thereon.
  • the low-viscosity resin layer 3 may be provided as necessary, and may have a layer configuration in which the low-viscosity resin layer 3 is omitted as shown in the cross-sectional view of the anisotropic conductive film 10B shown in FIG.
  • the planar arrangement of the conductive particles 1 of the anisotropic conductive film 10B can be the same as that of the anisotropic conductive film 10A having the low-viscosity resin layer 3.
  • the planar arrangement of the conductive particles 1 in the anisotropic conductive films 10A and 10B of the present embodiment is such that the first oblique lattice regions 11 and the second oblique lattice regions 12 are alternately and repeatedly arranged as described later. It has become.
  • the first oblique lattice region 11 is an oblique lattice (an angle between the a direction and the b direction: ⁇ ) whose arrangement axis is in the a direction and the b direction
  • the second oblique lattice region 12 is The axis is an oblique lattice in the a direction and the c direction (the angle between the a direction and the c direction: - ⁇ ).
  • the conductive particles 1 include metal particles such as nickel, cobalt, silver, copper, gold, and palladium, alloy particles such as solder, and metal-coated resin particles. Two or more can be used in combination. Above all, the metal-coated resin particles are preferred because the resin particles rebound after being connected, so that the contact with the terminal is easily maintained and the conduction performance is stabilized.
  • the surface of the conductive particles may be subjected to an insulation treatment that does not interfere with the conduction characteristics, for example, insulating fine particles may be attached by a known technique, or may be coated with an insulating resin. You may.
  • the particle size of the conductive particles 1 is appropriately selected depending on the application. Usually, the thickness is preferably 1 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less, and preferably 2 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m for fine pitch use, in order to suppress an increase in conduction resistance and to suppress occurrence of short circuit.
  • 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 device, and the average particle size can also be determined by using a particle size distribution measuring device. As an example of the measuring device, an image type FPIA-3000 (Malvern) can be mentioned. In this case, it is desirable that the number of samples for measuring the conductive particle diameter is 1000 or more, preferably 2000 or more.
  • the particle size of the conductive particles in the anisotropic conductive film can be determined from observation with an electron microscope such as SEM. In this case, the number of samples for measuring the conductive particle diameter is desirably 200 or more, preferably 1,000 or more.
  • the CV value of the particle diameter is preferably 20% or less. Since the variation in the particle diameter is small, the margin of the heating and pressing conditions at the time of thermocompression bonding can be increased.
  • the particle diameter of the conductive particles in the present invention means a particle diameter that does not include the part of the insulation treatment.
  • the planar arrangement of the conductive particles is such that the first oblique lattice regions 11 and the second oblique lattice regions 12 are alternately and repeatedly arranged in the y direction perpendicular to the a direction. It has become.
  • the first oblique lattice region 11 includes a plurality of arrangement axes a1 in which the conductive particles 1 are arranged in the a direction at a constant pitch pa in the b direction oblique to the a direction at an angle ⁇ . Area.
  • the second oblique lattice region 12 is a region in which a plurality of arrangement axes a2 of the conductive particles 1 in which the conductive particles 1 are arranged in the a direction at the pitch pa are arranged in the c direction.
  • the direction c is a direction oblique to the direction a at an angle - ⁇ .
  • This particle arrangement is composed of a bent array d surrounded by a two-dot chain line in FIG. 1A, which is composed of an arrangement of the first oblique lattice regions 11 in the direction b and an arrangement of the second oblique lattice regions 12 in the direction c. You can also see that there is.
  • the particle pitch of the second oblique lattice region 12 at the arrangement axis a2 may be different from the particle pitch pa of the first oblique lattice region 11 at the arrangement axis a1, but from the viewpoint of the design of the particle arrangement, It is preferable that the pitch pa between the arrangement axis a2 and the arrangement axis a1 is equal.
  • the direction a, the first oblique lattice region having the arrangement direction b direction oblique to the direction a, the direction a, and the direction b were reversed.
  • the second oblique lattice regions having the arrangement direction in the direction c are alternately repeated, a fan-out type terminal row as shown in FIG. 4B, even if the angle in the longitudinal direction of the terminal 20 with respect to x (terminal row in which the fan-out angle ⁇ is sequentially different) is connected, as shown in FIG. 4B, the axis of each terminal is connected to a linear terminal row in the same direction.
  • the arrangement of the conductive particles for each terminal becomes uniform, and the number of captured conductive particles in each terminal becomes stable after connection.
  • the arrangement of the conductive particles in the anisotropic conductive film is only the first oblique lattice region or only the second oblique lattice region, the number of the conductive particles captured by the terminal and the conductive particles in the terminal.
  • the variation in the distribution state increases, and in any of the terminals in the fan-out type terminal row, the direction of the arrangement axis of the conductive particles arranged in a lattice shape in the anisotropic conductive film overlaps the longitudinal direction of the terminal, Imprints of individual conductive particles at the terminals due to a sudden decrease in the ability of the conductive particles arranged at the edge of the terminal to be trapped, or the capture of a group of particles arranged in close proximity to one another at one of the terminals Or the density of conductive particles is increased between terminals.
  • Such problems are unlikely to occur in the anisotropic conductive film of
  • the direction a is set to be the same as the terminal arrangement direction x for the terminal on the left side of the drawing and the terminal on the right side of the drawing. It is preferable because the state of capturing the conductive particles and the appearance of the indentation are equal, and it is preferable that the direction a be the longitudinal direction of the anisotropic conductive film from the viewpoint of convenience in using the anisotropic conductive film. Alternatively, it is preferable that the terminal arrangement direction x be the longitudinal direction of the anisotropic conductive film.
  • the number of repetitions of the first oblique lattice region 11 and the second oblique lattice region 12 is sufficient for the length of the terminal in the longitudinal direction.
  • the number of repetitions is preferably 1 or more, and more preferably 3 or more.
  • the repetition pitch in the y direction between the first oblique lattice region 11 and the second oblique lattice region 12 is equal to or less than the terminal length of the terminal to be connected, or equal to or less than 3 of the terminal length.
  • the number of bends in the arrangement axis formed by the arrangement axis in the b direction of the first oblique lattice region 11 and the arrangement axis in the c direction of the second oblique lattice region 12 is determined by capturing the conductive particles in each terminal.
  • the number is preferably determined to be 3 or more, more preferably 11 or more.
  • the absolute value of the angle ⁇ is smaller than the minimum value of the absolute value of the fan-out angle ⁇ . Also make it smaller.
  • the longitudinal direction of the terminal does not coincide with the direction b in the first oblique lattice region 11, so that the capture of the conductive particles existing at the edge in the longitudinal direction of the terminal is prevented. That is, it is possible to prevent the property from sharply decreasing, and prevent a large number of conductive particles from being continuously connected and captured on the terminal, thereby reducing the indentation.
  • the direction c is a direction obtained by reversing the direction b with respect to the direction a, and the angle between the direction a and the direction c is ⁇ .
  • the longitudinal direction of the terminal does not coincide with the direction c in the second oblique lattice region 12 as well, so that the same effect as described above can be obtained.
  • the particle arrangement in the first orthorhombic lattice region 11 and the second orthorhombic lattice region 12 is a square lattice or a rectangular lattice, and thus the angle ⁇ is a square lattice or a rectangular lattice. (FIG. 1A). If the strain amount s is larger than the average particle diameter, it is difficult for the conductive particles in the same oblique lattice region to be connected in the y direction during anisotropic conductive connection.
  • the amount of strain s is equal to or less than the average particle diameter, and preferably less than the average particle diameter, the conductive particles are easily captured by the terminal after the anisotropic conductive connection even if the terminal width is narrow, which is preferable.
  • the angle formed by the direction c and the direction a does not have to be a strictly inverted sign of the angle ⁇ . That is, the absolute value of the angle between the b direction and the a direction and the absolute value of the angle between the c direction and the a direction need not be exactly the same, and may be different for each oblique lattice area. In this case, it is preferable that the sum of these angles in all the oblique lattice regions is 0 °.
  • a conductive particles on the P1 , P2 and the center position of the conductive particles between P2 and P3P1P2 ⁇ ⁇ P3P2P1 as shown in FIG. 1A, the particle arrangement in the first oblique lattice region 11 and the second oblique lattice region.
  • the particle arrangement in the lattice region 12 is axisymmetric and different particle arrangement, and even if these regions are translated, the particle arrangements do not overlap. That is, in any one of these oblique lattice regions 11 and 12, an extension line of an arbitrary arrangement axis obliquely intersecting the direction a does not become an arrangement axis in the other region.
  • the distance between the first oblique lattice area 11 and the second oblique lattice area 12 is L3
  • the distance between the adjacent arrangement axes a1 in the first oblique lattice area 11 is L1
  • the distance between adjacent arrangement axes a2 in the second oblique lattice region 12 is L2
  • Ld represents the amount of deviation of the position of the conductive particles in the a-direction between the arrangement axis a1 of the adjacent first oblique lattice area 11 and the arrangement axis a2 of the second oblique lattice area 12.
  • the arrangement axis of one of the oblique lattice regions 11 and 12 is the same as the arrangement axis of the other oblique lattice region, the arrangement axis obliquely intersected with the direction a is different.
  • the arrangement axis intersecting the direction a does not form a zigzag, and such a particle arrangement cannot obtain the effect of the present invention. Therefore, such a particle arrangement is excluded from the present invention.
  • the average particle diameter of the conductive particles is 3.2 ⁇ m
  • pa 9 ⁇ m
  • strain amount s 2.25 ⁇ m
  • 76 °
  • number density 12000 / mm 2 (FIG. 1I).
  • the pitch pa may be larger than L1, L2, and L3.
  • a half of the pitch pa is set as the shift amount Ld
  • a half of the shift amount Ld is set as the distortion amount s.
  • the pitch Pa, the shift amount Ld, and the strain amount s have this relationship for the convenience of designing the particle arrangement. Further, it becomes easy to confirm the arrangement state of the conductive particles after the production of the anisotropic conductive film. For example, if an auxiliary line connecting the center point of the conductive particles and the tangent to the outer periphery is drawn in an image obtained by photographing the anisotropic conductive film, the shift amount Ld and the strain amount s can be easily confirmed.
  • the first oblique lattice area 11 and the second The oblique lattice region 12 can be identified as a separate region, and the arrangement axis intersecting the direction a becomes zigzag in the entire anisotropic conductive film, and the effects of the present invention can be obtained.
  • the distance between the particles in the y direction in the anisotropic conductive film is appropriately widened, and the particles between the terminals are connected at the time of connection and short-circuited while securing an appropriate number of trapped particles in each terminal. Is preferably non-zero to prevent the occurrence of That is, when the displacement amount Ld is zero, the conductive particles in the first oblique lattice region and the conductive particles in the second oblique lattice region adjacent in the y direction overlap in the y direction. The connection between the conductive particles is likely to occur due to the resin flow between the terminals.
  • the absolute value of the shift amount Ld is preferably larger than zero, more preferably 0.5 times or more the average particle size, more preferably 1 time or more the average particle size, and more preferably 1 time or more the average particle size. It is particularly preferred to make it larger.
  • the upper limit of the shift amount Ld is preferably 0.5 times or less, more preferably less than 0.5 times, and even more preferably 0.3 times or less of the pitch pa of the array axes a1 and a2.
  • the particle arrangement shown in FIG. 1C is obtained by setting the deviation amount Ld to 0 in the particle arrangement shown in FIG. 1A.
  • the shift amount Ld may be set to zero.
  • the particle arrangement shown in FIG. 1D is different from the particle arrangement shown in FIG. 1A in that the arrangement axis in the b direction of the first oblique lattice region 11 and the c direction in the second oblique lattice region 12 are adjusted by adjusting the shift amount Ld.
  • the symmetry axis of the inversion in the b direction and the c direction is on the a1 axis or the a2 axis, and the inverted shape is repeated without a gap in the y direction, thereby simplifying the design of the arrangement of the conductive particles and the inspection process after the arrangement. Is preferred.
  • the particle arrangement shown in FIG. 1E is different from the particle arrangement shown in FIG. 1A in that the distance L3 between the first oblique lattice area 11 and the second oblique lattice area 12 is set to be adjacent in the first oblique lattice area 11.
  • the distance L1 is different from the distance L1 between the axes a1 or the distance L2 between the adjacent arrangement axes a2 in the second oblique lattice region 12.
  • L1 L2 from the viewpoint of ease of comparison of the capturing state of the conductive particles between the terminals in the same terminal row for convenience in designing the particle arrangement.
  • the angle ⁇ , the pitch pa, and the repetition pitch of the first oblique lattice region 11 and the second oblique lattice region 12 are set so that the left and right outermost terminals obtain the same capture state.
  • L3 ⁇ L1, L2 may be set in order to make it easier to compare the captured state after the connection in the inspection. In this case, L1 ⁇ L2 may be satisfied.
  • the distances L1 and L2 are preferably determined by the terminal layout, and there is no particular upper limit or lower limit.
  • the average particle diameter D of the conductive particles is preferably 1.4 times or more.
  • the pitch pa of the conductive particles on the arrangement axis a1 of the first oblique lattice region 11 and the arrangement axis a2 of the second oblique lattice region 12 is preferably determined by the terminal layout, and there is no particular upper limit or lower limit. As an example, if it is too small, a short circuit is likely to occur, so it is preferably at least 1.5 times the average particle diameter D of the conductive particles, and particularly, at least a distance obtained by adding 0.5 ⁇ m to twice the average particle diameter D. Is preferred.
  • the pitch pa is increased, the number of conductive particles required for the anisotropic conductive film can be reduced. Further, even if the terminal width is small, if the terminal length is sufficiently long, the number of conductive particles captured per terminal satisfies a predetermined number. Therefore, when the direction a is the same as the direction in which the terminals are arranged, the pitch pa is 1 / of the minimum width of the effective connection area after the terminals of the electronic components connected via the anisotropic conductive film are connected to each other. It is preferable to make it 2/3.
  • the distances L1, L2, L3 and the pitch pa are made equal, that is, the particle arrangement of each of the first oblique lattice region 11 and the second oblique lattice region 12 is such that the square lattice is distorted in the a direction. It is preferable that the trapezoidal lattice is used, and that the distance L3 between the first rectangular lattice region 11 and the second rectangular lattice region 12 is also equal to the lattice pitch in order to make the capturing state uniform over the entire surface.
  • the particle arrangement shown in FIG. 1F is different from the particle arrangement shown in FIG. 1A in that the arrangement number n1 of the arrangement axis a1 in the first oblique lattice region 11 and the arrangement number n2 of the arrangement axis a2 in the second oblique lattice region 12 And FIG. 1I, FIG. 1J, and FIG. 1K described above are more specific embodiments.
  • the number n1 of the arrangement axes a1 in the first oblique lattice region 11 and the number n2 of the arrangement axes a2 in the second oblique lattice region 12 are equal to each other. You may let it.
  • the numbers n1 and n2 can be determined according to the terminal layout, and there is no particular limitation.
  • the number of arrangements n1, n2 is preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and still more preferably 2, in order to achieve both the supplement of the conductive particles and the suppression of the short circuit. This is because if the number of arrangements n1 of the arrangement axis a1 in the first oblique lattice area and the number of arrangements n2 of the arrangement axis a2 in the second oblique lattice area are 2 to 4, the arrangement axis is larger than the case where the number is greater than that.
  • the pitch of the zigzag becomes smaller, the distribution of the conductive particles in the right and left terminals when the fan-out type terminal row is connected can be made more uniform, and the resin flows during the anisotropic conductive connection. This is because even if the conductive particles move, the conductive particles hardly come into contact with each other.
  • the particle arrangement shown in FIG. 1G is different from the particle arrangement shown in FIG. 1A in that the pitch of the conductive particles in the a direction in the first oblique lattice region 11 is changed to a single pitch pa1 instead of the single pitch pa. And the pitch pa2 are alternately repeated. In the second oblique lattice region 12, the pitch pa1 and the pitch pa2 of the conductive particles in the a direction are alternately repeated. As described above, in the present invention, the pitch of the conductive particles arranged in the a direction only needs to be regular, and does not necessarily have to be constant.
  • the particle arrangement shown in FIG. 1H is different from the particle arrangement shown in FIG. 1A in that the two first oblique lattice regions 11a and 11b in which the arrangement axis in the b direction is displaced in the a direction in the first oblique lattice region 11. And two second oblique lattice regions 12a and 12b whose arrangement axes in the c direction are shifted in the a direction are also provided in the second oblique lattice region 12.
  • the direction deviation amount Ld2 may be the same or different.
  • the first oblique lattice region and the second oblique lattice region need only be repeated in the y direction, and may not necessarily be alternately repeated.
  • the total number of repetitions in the y direction of the array axis a1 of the first oblique lattice area and the total number of repetitions in the y direction of the array axis a2 in the second oblique lattice area are equal to each other. Preferably, they are equal.
  • the anisotropic conductive film of the present invention determines the number density of conductive particles according to the shape, size, arrangement pitch, etc. of terminals of electronic components to be connected. be able to.
  • the number density of the conductive particles is not particularly limited because preferable conditions vary depending on the combination and use of the electronic components to be connected, but the lower limit is practically 30 particles / mm 2 or more, and 150 particles / mm 2 or more. Is preferred. If the number of conductive particles is small, a cost reduction effect is expected.
  • the upper limit is practically preferably 70,000 pieces / mm 2 or less, more preferably 42,000 pieces / mm 2 or less, and particularly preferably 6,000 to 35,000 pieces / mm 2 for fine pitch applications.
  • the average particle diameter of the conductive particles is 10 ⁇ m or more, the average particle diameter is preferably in the range of 50 to 2,000 particles / mm 2 .
  • the number density of the conductive particles is such that the angle ⁇ is 90 °, and the first oblique lattice region 11 and the second oblique lattice region 12 are not square lattices but square lattices or rectangular lattices.
  • the pitch pa and the distances L1 and L2 can be determined by calculating the interstitial distance using such a square lattice or a rectangular lattice.
  • a rectangular region having one side of 100 ⁇ m or more is arbitrarily set at a plurality of positions (preferably 5 or more, more preferably 10 or more), and the total area of the measurement region is 2 mm 2. It is preferable to make the above.
  • the length and total area of the sides of the rectangular region may be adjusted according to the average particle diameter.
  • the size and number of the individual measurement regions may be appropriately adjusted depending on the state of the number density. For example, it is sufficient if there are several tens or more conductive particles in one rectangular area.
  • the number density of conductive particles is relatively large for fine pitch use
  • 200 places (2 mm 2 ) of a region having an area of 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m are measured with a metal microscope or the like.
  • the number density can be determined by measuring the number density using the observed image and averaging it.
  • the number density may be obtained by measuring observation images using image analysis software (for example, WinROOF manufactured by Mitani Corporation, A-image-kun manufactured by Asahi Kasei Engineering Corporation).
  • the pitch of the film in the longitudinal direction of the film and the pitch of the film in the film width direction of the film are determined based on the regular arrangement of the conductive particles. May be used to calculate the number density. Note that the length of the side of the rectangle and the number of measurement points are not limited to the above numerical values.
  • the area occupancy of the conductive particles calculated by the following equation is preferably set to 0.3% or more from the viewpoint of reducing the conduction resistance. On the other hand, this area occupancy is preferably 35% or less, more preferably 30% or less, from the viewpoint of suppressing the thrust required for the pressing jig during connection.
  • Area occupancy of conductive particles (%) [number density of conductive particles in plan view] ⁇ [conductive particle 1 Average of the area in plan view] ⁇ 100
  • the positions of the conductive particles 1 in the film thickness direction are aligned.
  • the embedding amounts Lb of the conductive particles 1 in the film thickness direction can be made uniform. Thereby, the trapping property of the conductive particles 1 in the terminal is easily stabilized.
  • the conductive particles 1 may be exposed from the insulating resin layer 2 or may be completely embedded.
  • the embedding amount Lb is determined by the surface of the insulating resin layer 2 in which the conductive particles 1 are embedded (the surface of the front and back surfaces of the insulating resin layer 2 on which the conductive particles 1 are exposed, or When the conductive particles 1 are completely buried in the insulating resin layer 2, the tangent plane 2 p in the central portion between the adjacent conductive particles and the conductive particles 1 means the distance to the deepest part.
  • the embedding amount Lb can be obtained by observing a part of the cross section of the anisotropic conductive film with an SEM image.
  • an area having an area of 30 mm 2 or more is arbitrarily extracted from the anisotropic conductive film at 10 or more places, and preferably, a total of 50 or more, more preferably, 200 or more conductive particles are embedded, and the average is measured. It is preferable to obtain it.
  • the embedding rate (Lb / D) is the ratio of the embedding amount Lb to the average particle diameter D of the conductive particles 1, the embedding rate is preferably 30% or more and 105% or less.
  • the conductive particles 1 are maintained at a predetermined position by the insulating resin layer 2, and by setting it to 105% or less, the conductive particles 1 It is possible to reduce the amount of resin in the insulating resin layer that acts to unnecessarily flow the conductive particles between the terminals.
  • the insulating resin layer 2 uses a curable resin composition formed from a polymerizable compound and a polymerization initiator, similarly to the insulating resin layer of the anisotropic conductive film described in Japanese Patent No. 6187665. Can be formed.
  • a polymerization initiator a thermal polymerization initiator, a photopolymerization initiator, or a combination thereof may be used.
  • a cationic polymerization initiator is used as a thermal polymerization initiator
  • an epoxy resin is used as a thermopolymerizable compound
  • a photoradical polymerization initiator is used as a photopolymerization initiator
  • an acrylate compound is used as a photopolymerizable compound.
  • a thermal polymerization initiator a thermal anionic polymerization initiator may be used.
  • the thermal anionic polymerization initiator it is preferable to use a microcapsule-type latent curing agent whose core is an imidazole-modified product and whose surface is covered with polyurethane.
  • the minimum melt viscosity of the insulating resin layer 2 is not particularly limited, it may be 1000 Pa ⁇ s or more, and the same as the minimum melt viscosity of the insulating resin layer of the anisotropic conductive film described in Japanese Patent No. 6187665. It is preferably 1500 Pa ⁇ s or more, more preferably 2000 Pa ⁇ s or more, further preferably 3000 to 15000 Pa ⁇ s, particularly preferably 3000 to 10000 Pa ⁇ s.
  • the minimum melt viscosity can be obtained by using a rotary rheometer (manufactured by TA instrument) as an example, using a measurement plate having a diameter of 8 mm while keeping the measurement pressure constant at 5 g, and more specifically, a temperature range. At 30 to 200 ° C., the temperature can be determined at a rate of 10 ° C./min, a measurement frequency of 10 Hz, and a load variation on the measurement plate of 5 g.
  • the minimum melt viscosity can be adjusted by changing the type and amount of the fine solid to be contained as a melt viscosity modifier, changing the adjustment conditions of the resin composition, and the like.
  • the low-viscosity resin layer 3 is a resin layer having a lower minimum melt viscosity in the range of 30 to 200 ° C. than the insulating resin layer 2.
  • the low-viscosity resin layer 3 is provided as necessary, but by laminating the low-viscosity resin layer 3 on the insulating resin layer 2, the electronic components facing each other via the anisotropic conductive film 10A can be heated. In the case of pressure bonding, the space formed by the electrodes and bumps of the electronic component can be filled with the low-viscosity resin layer 3 to improve the adhesion between the electronic components.
  • the space between the electronic components connected via the anisotropic conductive film 10A is reduced by the low viscosity resin layer 3. It is filled, and the adhesiveness between electronic components is easily improved.
  • the larger the difference the smaller the amount of movement of the insulating resin layer 2 holding the conductive particles 1 during thermocompression bonding relative to the low-viscosity resin layer 3. The property is easily improved.
  • the minimum melt viscosity ratio between the insulating resin layer 2 and the low-viscosity resin layer 3 depends on the ratio of the thickness of the insulating resin layer 2 to the low-viscosity resin layer 3, but is preferably 2 or more, more preferably 5 or more. And more preferably 8 or more. On the other hand, if the ratio is too large, when a long anisotropic conductive film is formed into a wound body, there is a possibility that the resin will protrude or block, so that the ratio is preferably 15 or less in practical use.
  • the minimum melt viscosity of the low-viscosity resin layer 3 satisfies the minimum melt viscosity ratio of the insulating resin layer described above, and is preferably 3,000 Pa ⁇ s or less, more preferably 2,000 Pa ⁇ s or less, More preferably, it is 100 to 2000 Pa ⁇ s.
  • the low-viscosity resin layer 3 can be formed by adjusting the viscosity of the same resin composition as the insulating resin layer 2.
  • the thickness of the insulating resin layer 2 is set to an average particle diameter D of the conductive particles 1 in order to stably press the conductive particles 1 into the insulating resin layer 2 in a later-described anisotropic conductive film manufacturing process.
  • it is preferably at least 0.3 times, more preferably at least 0.6 times, further preferably at least 0.8 times, particularly preferably at least 1 time.
  • the upper limit of the layer thickness of the insulating resin layer 2 can be determined according to the terminal shape, terminal thickness, arrangement pitch, etc. of the electronic components to be connected.
  • the average particle diameter D of the conductive particles 1 is preferably 20 times or less, more preferably 15 times or less, because the influence of the resin flow is unnecessarily increased.
  • the low-viscosity resin layer 3 is provided as necessary in the present invention.
  • the lower limit of the layer thickness is preferably 0.2 ⁇ m of the average particle diameter D of the conductive particles 1. It is twice or more, more preferably one time or more.
  • the upper limit of the thickness of the low-viscosity resin layer 3 is preferably 50 times or less of the average particle diameter D of the conductive particles 1 because if the thickness is too large, the difficulty of lamination with the insulating resin layer 2 increases. It is more preferably 15 times or less, further preferably 8 times or less.
  • the total thickness of the insulating resin layer 2 and the low-viscosity resin layer 3 is such that unnecessary flow of the conductive particles 1 is suppressed at the time of connection of an electronic component, and the resin when the anisotropic conductive film is used as a rolled body.
  • the thinner is preferable from the viewpoint of suppressing protrusion and blocking and increasing the film length per unit weight of the anisotropic conductive film.
  • the handleability of the anisotropic conductive film is poor.
  • the total thickness is preferably 0.6 times or more, more preferably 0.8 times or more, still more preferably 1 time or more, particularly preferably 1.2 times or more of the average particle diameter D of the conductive particles 1. is there.
  • the ratio of the thickness of the insulating resin layer 2 to the thickness of the low-viscosity resin layer 3 can be appropriately adjusted based on the combination of electronic components used for connection and the performance required therefor. These layer thicknesses can be measured with a commercially available digital thickness gauge or the like. The resolution of the digital thickness gauge is preferably 0.1 ⁇ m or less.
  • the anisotropic conductive film of the present invention can be formed into a wound body in its product form.
  • the length of the wound body is not particularly limited, but is preferably 5000 m or less, more preferably 1000 m or less, and still more preferably 500 m or less from the viewpoint of handling of the shipment. On the other hand, 5 m or more is preferable from the viewpoint of mass productivity of the wound body.
  • the film width is not particularly limited, but is required to be narrow from the viewpoint of miniaturization of the package.
  • ⁇ Method for producing anisotropic conductive film> There is no particular limitation on the method of manufacturing the anisotropic conductive film of the present invention itself.
  • a transfer mold for arranging conductive particles in a predetermined arrangement is manufactured, and the recesses of the transfer mold are filled with conductive particles.
  • the insulating resin layer formed on the release film is covered, pressure is applied, and the conductive particles are pressed into the insulating resin layer, whereby the conductive particles are transferred to the insulating resin layer, or the conductive particles are further transferred.
  • An anisotropic conductive film is manufactured by laminating a low-viscosity resin layer on the upper surface or the surface opposite to the surface to which the conductive particles have been transferred.
  • an insulating resin layer is placed thereon.
  • the conductive mold is applied to the surface of the insulating resin layer from the transfer mold without pushing the conductive particles into the insulating resin layer.
  • the anisotropic conductive film may be manufactured by transferring the particles and pressing the conductive particles on the insulating resin layer into the insulating resin layer after the transfer.
  • the transfer mold in addition to the one in which the concave portions are filled with the conductive particles, the one in which the conductive particles are attached to the top surface of the convex portion by applying a slight adhesive may be used.
  • These transfer molds can be manufactured by using known techniques such as machining, photolithography, and printing.
  • a method of arranging the conductive particles in a predetermined arrangement instead of a method using a transfer mold, a method of passing the conductive particles through through holes provided in a predetermined arrangement, a method of directly applying the conductive particles on a film.
  • a method of spreading, a method of stretching a film in which conductive particles are densely arranged, or the like may be used.
  • ⁇ Method of connecting electronic components using anisotropic conductive film As a method for connecting an electronic component using the anisotropic conductive film of the present invention, for example, one electronic component is placed on a stage, and the other electronic component is placed thereon via an anisotropic conductive film.
  • the connection structure is manufactured by mounting and pressing the terminals of both electronic components anisotropically and electrically conductive by pressing with a crimping tool.
  • the electronic components to be mounted on the stage are second electronic components such as an IC chip, an IC module, an FPC, a glass substrate, a plastic substrate, a rigid substrate, and a ceramic substrate, and the electronic components to be heated and pressurized by the crimping tool are FPC,
  • This is a first electronic component such as an IC chip or an IC module.
  • an anisotropic conductive film is temporarily attached to a second electronic component such as various substrates and temporarily compressed, and the first electronic component such as an IC chip is attached to the temporarily compressed anisotropic conductive film.
  • the connection structure is manufactured by anisotropic conductive connection by bonding and thermocompression bonding.
  • connection structure can also be manufactured by temporarily attaching an anisotropic conductive film to the first electronic component instead of the second electronic component.
  • connection method is not limited to the thermocompression bonding, but a bonding using light curing or a bonding using both heat and light may be performed.
  • the anisotropic conductive film of the present invention is significant when at least one of the first electronic component and the second electronic component is made of a material that is easily thermally expanded such as an FPC or a plastic substrate. This is particularly effective when the terminal row is a fan-out type.
  • the anisotropic conductive film of the present invention can be generally used regardless of the shape and arrangement of the terminal row to be connected.
  • the present invention provides a method of manufacturing a connection structure for anisotropically connecting a terminal of a first electronic component and a terminal of a second electronic component using the anisotropic conductive film of the present invention,
  • the connection structure includes an anisotropic conductive connection between the first electronic component and the second electronic component via the anisotropic conductive film.
  • the particle arrangement of the anisotropic conductive film of the present invention can be applied to those using various fillers instead of conductive particles.
  • the filler in this case, for example, those described in JP-A-2019-033060, JP-A-2018-090768, and the like can be used. Therefore, a filler-containing film in which the fillers described above are arranged according to the particle arrangement of the present invention (that is, a filler-arranged film), a method for connecting the first article and the second article using the filler-containing film, The present invention can be applied to a method for manufacturing a connection structure of a second article and a connection structure obtained by the method. Further, the present invention can be applied to a connection body in which a filler-containing film is attached only to the first article, a method of manufacturing the connection body, and the like.
  • Experimental Examples 1 to 5 The following (a) to (d) when the anisotropic conductive films having the particle arrangements of Experimental Examples 1 to 5 shown in Table 2 are connected to the fan-out type terminal row A or B having the specifications of Table 1 Evaluation items were measured by simulation and evaluated. Among them, Experimental Examples 1 to 3 are Examples of the present invention. Table 2 shows the evaluation results.
  • the x direction which is the arrangement direction of the terminals, and the a direction of the anisotropic conductive film were set to the same direction.
  • the ratio with the previous distance between particles is an average value obtained by previously measuring the corresponding ratio of the anisotropic conductive film in the same terminal row a plurality of times.
  • the planar arrangement of the conductive particles was as follows.
  • Experimental Example 8 With a hexagonal lattice, as shown in FIG.
  • Thermocompression bonding method The anisotropic conductive films of Experimental Examples 6 to 9 are sandwiched between the continuity evaluation IC and the glass substrate, and heated and pressed (180 ° C., 60 MPa, 5 seconds) with a thermocompression bonding tool (tool width: 1.0 mm). ) To obtain a connection structure for evaluation. In this case, in Experimental Examples 6 and 7, the direction a of the particle arrangement was set as the terminal arrangement direction x.
  • the anisotropic conductive film of Experimental Example 8 had a double peak distribution pattern having peaks at 10 and 15 traps, and the anisotropic conductive film of Experimental Example 9 had a single peak. Although it is a peak, the number of captures is concentrated on 12 and 13, indicating that the number of captures is small as a whole.
  • the minimum number of captures was 10 in Experimental Example 8 and 11 in Experimental Example 9, whereas 12 in Experimental Example 6 and 11 in Experimental Example 7.
  • connection test 2 Using the anisotropic conductive films manufactured in Experimental Examples 6 to 9, the FPC for conduction evaluation of a fan-out type terminal arrangement having the following specifications and a glass substrate were connected by the same thermocompression bonding method as in connection test 1. The number of captured conductive particles in the terminal and the appearance ratio (frequency) of the terminal having the captured number were determined in the same manner as in connection test 1. The results are shown in FIGS. 9A to 9D. 10A to 10C show photographs of indentations after thermocompression bonding in Experimental Examples 6, 8, and 9.
  • FPC for continuity evaluation Polyimide film (S'perFlex, Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) Film thickness: 38 ⁇ m, terminal height: 8 ⁇ m Measurement length (length used for terminal measurement): 400 ⁇ m Terminal width: 8 ⁇ m Terminal pitch: 20 ⁇ m Fan-out angle: -9 ° to 9 °
  • FIGS. 10A to 10C according to the particle arrangement of the embodiment of the present invention, the case where the arrangement of the conductive particles is a hexagonal lattice (Experimental Examples 8 and 9) is shown in FIG. It can be seen that the uniformity of the indentation is extremely high, and therefore, the trapping of the conductive particles is uniform over the entire terminal arrangement.

Landscapes

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Abstract

導電粒子1が絶縁性樹脂層2に配置された異方性導電フィルムがであって、導電粒子1が所定ピッチでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a1が、a方向と角度αで斜交するb方向に複数配列している第1斜方格子領域11と、導電粒子1が所定ピッチでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a2が、前記b方向をa方向に対して反転させたc方向に複数配列している第2斜方格子領域12とが繰り返し配置されているという導電粒子の粒子配置を有する。これにより端子配列の形状や電子部品の材質によらず、各端子で導電粒子が挟持されて良好な導通状態が確保され、ショートの発生も防止される。

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を実装する基板には軽量化と屈曲性が求められるようになったことからプラスチック基板やFPC(Flexible Printed Circuits)が多用されている。また、ICチップなどの電子部品では端子のファインピッチ化が進んでおり、プラスチック基板やFPCの熱膨張が電子部品の実装時に問題になる場合がある。そこで、電子部品の実装時の温度変動により端子の位置がずれても電子部品の接続を確実に行えるようにするため、電子部品の端子列を構成する各端子を、従前の同方向に並列することに代えて、放射状に並列させること(所謂、ファンアウト配線)が行われている(特許文献1)。
 一方、電子部品の実装には、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を用いた電子部品の接続において、電子部品の端子のファインピッチ化が進んでも、異方性導電フィルムの導電粒子が電子部品の端子で安定して捕捉されるようにするため、異方性導電フィルムにおいて導電粒子を6方格子等の格子状に配置し、その配列軸を端子の長手方向に対して傾けることが提案されている(特許文献2)。また、異方性導電フィルムの粒子配置として、導電粒子をフィルムの長手方向に対して斜行する第1方向に配列し、その第1方向の粒子列を、その配列方向と異なる第2方向に複数並列させ、第1方向の粒子列を1本の直線状とせず、その粒子列に導電粒子の粒子径の2.5倍未満の幅をもたせること(特許文献3)や、導電粒子が所定の間隔で配列したユニットを繰り返し配置すること(特許文献4、5)等も提案されている。
特開2015-232660号公報 特開平9-320345号公報 特開2017-168465号公報 特開2017-204462号公報 特開2017-204463号公報
 しかしながら、異方性導電フィルムを用いて、例えばFOG(Film On Glass)接続を行うにあたり、図6Aに示すように、接続する各端子が同方向に並列しており、異方性導電フィルムの導電粒子1が6方格子に配置し、その配列軸が端子20の長手方向(配列方向xに垂直な方向)に対して角度δで傾いていても、接続時の熱圧着により端子間に矢印方向の樹脂流動が生じるため、条件によっては接続後には図6Bに示すように、端子間に導電粒子1の密集領域Aが生じ、ショートの原因となる。
 また、図5Aに示すように、導電粒子1が6方格子に配置されている異方性導電フィルムを6方格子の配列軸がフィルムの長手方向に傾斜(傾斜角γ)するように用いてファンアウト型の端子列を接続しようとすると、ファンアウト角β(即ち、端子の配列方向xに対する端子20の長手方向の角度)が端子ごとに少しずつ異なるため、ファンアウト型の端子列の右側と左側とでは、一つの端子で捕捉される導電粒子1の数や分布状態が異なり、接続後の圧痕の見え方も異なる。加えて、同図に示した導電粒子の配置では、端子列の熱圧着前の仮貼状態において、紙面左側の端子20a上では導電粒子1が端子の縁部のみでしか捉えられていないので、接続後に導通不良の起こることが懸念される。
 また、導電粒子が6方格子に配置されている異方性導電フィルムを使用して端子列を接続すると、端子の配列方向xと垂直な配列軸の何列分の導電粒子が捕捉に関わるかが端子ごとに異なり、一つの端子で捕捉される導電粒子の捕捉数にばらつきが多く、捕捉数の分布が二山となる場合もある。これは6方格子に限らず、正方格子や斜方格子でも生じ得る。例えば、図5Bに示すように、端子20bで捕捉される導電粒子1は、端子の配列方向xと垂直な1つの配列軸y1に属するものとなるが、端子20cでは、2つの配列軸y2、y3に属する導電粒子1が捕捉されることとなる。このような現象は、図5Cに示すように、端子列がファンアウト型ではなく、各端子の軸が同方向の端子列ではさらに顕著となり、1つの配列軸y1が接続に関わる端子20bと2つの配列軸y2、y3が接続に関わる端子20cとがそれぞれ相当数存在し、一つの端子で捕捉される導電粒子数のバラツキが大きくなる。そのため、一つの端子における導電粒子の捕捉数と、その捕捉数の端子の出現頻度とをグラフ化すると複数ピークになることがある。即ち、端子幅と端子間スペース、および粒子径と粒子間距離など複数の要因により、例えば二山ピークが発現する場合がある。二山ピークであることにより直ちに実用上の問題が生じるわけではないが、端子列における個々の端子において、導電粒子の捕捉数の制御が実用上問題ない範囲ではあるが難しくなり、例えば、全ての端子で問題ない補足数を満足しても、端子列において捕捉数が比較的多い端子と比較的少ない端子が混在するといったことが生じる。なお、一つの端子で捕捉される導電粒子数のバラツキは二山ピークとしてに出現することに限られない。
 また、接続時の熱圧着により、端子上では導電粒子の間隔が、端子の長手方向に比して短手方向に大きく広がり、端子上の導電粒子が端子間に押し出され、押し出された導電粒子も含めて端子間に存在する導電粒子は熱圧着時の樹脂流動により移動する。そのため、端子列の右側と左側で端子に対する導電粒子の分布が異なり、端子間に導電粒子の密集部分が形成されると、その部分でショートが起こりやすいという問題が生じる。
 熱圧着時の樹脂流動により端子間の導電粒子がショートを引き起こす現象は、端子列が放射状のファンアウト型の場合にもストレートな端子が同方向にストレートに並列している場合(ストレートな平行配列)にも生じる。これに対しては、異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層に光硬化性樹脂を使用して導電粒子の樹脂流動による移動を低減させることが考えられる。しかしながら、硬化性樹脂の使用により導電粒子の樹脂流動を抑制すると、熱圧着時に導電粒子への加圧が不十分になり易く、端子と導電粒子とに接続不良が生じることが懸念される。そこで、特許6187665号公報に記載のように絶縁性樹脂層にフィラーを含有させること等により絶縁性樹脂層の溶融粘度を上昇させ、熱圧着時に十分に加圧しつつ樹脂流動を抑制することも考えられる。しかしながら、ストレートな平行配列型の端子列に対しても、ファンアウト型の端子列に対しても、ショートをさらに発生しにくくすることが求められている。これは導電粒子を保持する絶縁性樹脂の硬化性や粘度だけで導電粒子のショートを完全に防止することは難しいためである。特に、生産ライン等において多数の接続構造体を連続的に製造する場合にイレギュラーな樹脂流動やアラインメントずれが生じたときにはショートの発生を防止しきれないことが懸念される。更に、端子レイアウトや電子部品の材質が多様化すると、任意の端子レイアウトや電子部品の材質において導通の確保とショートの防止を両立させることは一層難しくなる。
 各端子における導電粒子の捕捉数を安定させ、かつ樹脂流動によるショートを抑制するために特許文献3に記載されているように導電粒子の第1粒子列を直線状とせずに粒子列に粒子径以上の幅をもたせると、厳密に粒子配置をコントロールすることができないため、各端子における導電粒子の捕捉数を所定の範囲に収めることが難しくなり、この場合にも接続構造体を連続的に製造する生産ライン等においてイレギュラーな樹脂流動やアラインメントずれが生じると導電粒子の捕捉数を所定の範囲に収めることが難しくなる。この難易度は、連続的に製造する接続構造体の数が多くなるほど高くなる。また、粒子配置を特許文献4、5に記載されているように導電粒子のユニットを繰り返し配置しても、ファンアウト側の端子列の右側と左側で導電粒子の分布を同等にすることは難しく、特に、端子長が短くなるとこの傾向が強まり、各端子における導電粒子の捕捉数のばらつきを低減させることが難しい。
 上述した問題に対し、本発明は、接続する端子列の各端子の軸が同方向に並列し、端子列がストレートである場合にも、放射状のファンアウト型の場合にも、電子部品の材質によらず、各端子で十分な導電粒子が挟持されて良好な導通状態を確保することができ、それにより圧痕等で確認できる接続後の端子における導電粒子の捕捉状態が一様となり、また、ファインピッチ化した端子を接続する場合にもショートの発生を防止できるようにすることを課題とする。
 本発明者は、異方性導電フィルムの導電粒子の配置において、a方向の配列軸と、該a方向と角度αで斜交するb方向の配列軸とで形成される第1斜方格子領域と、a方向の配列軸と、前記b方向をa方向に対して反転させたc方向の配列軸(言い換えると、a方向と角度-αで斜交するc方向の配列軸)とで形成される第2斜方格子領域とを繰り返し配置することで異方性導電フィルム全体としては、a方向と交差する軸方向を波打たせると、接続する各端子が同方向に並列している場合にも、ファンアウト型の場合にも、各端子における導電粒子の捕捉数や分布状況が均一化し、また、端子間における導電粒子の連なりを断ち易くすることでショートを抑制できることを想到し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は、導電粒子が絶縁性樹脂層に配置された異方性導電フィルムであって、
導電粒子が所定ピッチでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a1が、a方向と角度αで斜交するb方向に複数配列している第1斜方格子領域と、
導電粒子が所定ピッチでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a2が、前記b方向をa方向に対して反転させたc方向に複数配列している第2斜方格子領域とが、繰り返し配置されている異方性導電フィルムを提供する。
 なお、本発明において、異方性導電フィルムとは異方性導電接続を形成し得るフィルムをいう。また、異方性導電接続状態とは、複数の端子を備えた電子部品同士の対向する端子同士は電気的に接続されているが、隣接する端子同士は電気的に接続されていない状態をいう。
 本発明によれば、a方向の配列軸と、該a方向と角度αで斜交するb方向の配列軸とで形成される第1斜方格子領域と、a方向の配列軸と、b方向をa方向に対して反転させたc方向の配列軸(言い換えると、a方向に対して角度-αで斜交するc方向の配列軸)とで形成される第2斜方格子領域とが繰り返し配置されているので、異方性導電フィルム全体としては、a方向と交差する軸方向がジグザグに波打ったようになる。このため、ファンアウト型の端子列を接続する場合でも、接続後に特定の端子において導電粒子が近接して多数連なり、圧痕の見え方が薄くなるといった、導電粒子の端子間の挟持状態が分かり難くなることや、端子間で導電粒子が多数連なってショートが発生したりすることが抑制される。
 また、生産ラインで連続的に熱圧着を行う場合などにおいて、熱圧着が所定の温度条件から意図せずに外れてしまうなどして、イレギュラーに樹脂流動が生じる場合でも、その影響が過度に現れることを防止できるのでショートを抑制できる。
 このように、接続後の端子列において圧痕の見え方が均一になり、また、端子間のショートが抑制されるという効果は、ファンアウト型の端子列に限らず、複数の端子が一方向にストレートに配列している場合にも得ることができる。
図1Aは、実施例の異方性導電フィルム10Aにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Bは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Cは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Dは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Eは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Fは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Gは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Hは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Iは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Jは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図1Kは、実施例の異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置を説明する平面図である。 図2は、実施例の異方性導電フィルム10Aの断面図である。 図3は、実施例の異方性導電フィルム10Bの断面図である。 図4Aは、ファンアウト型の端子列に実施例の異方性導電フィルム10Aを重ねた平面図である。 図4Bは、各端子の端子軸が同方向の端子列に実施例の異方性導電フィルム10Aを重ねた平面図である。 図5Aは、ファンアウト型の端子列に、導電粒子が6方格子(傾斜角γ)に配置されている異方性導電フィルムを重ねた状態の平面図である。 図5Bは、ファンアウト型の端子列に、導電粒子が6方格子(傾斜角γ=0°)に配置されている異方性導電フィルムを重ねた状態の平面図である。 図5Cは、各端子の端子軸が同方向の端子列に、導電粒子が6方格子(傾斜角γ=0°)に配置されている異方性導電フィルムを重ねた状態の平面図である。 図6Aは、導電粒子が6方格子に配置されている異方性導電フィルムの粒子配置の説明図である。 図6Bは、導電粒子が6方格子に配置されている異方性導電フィルムを用いて端子列を接続した後の状態の説明図である。 図7Aは、実験例1と略同様の粒子配置でファンアウト型の端子配列を接続した場合の導電粒子の捕捉状体のシミュレーション結果である。 図7Bは、実験例3と略同様の粒子配置でファンアウト型の端子配列を接続した場合の導電粒子の捕捉状体のシミュレーション結果である。 図7Cは、実験例4と略同様の粒子配置でファンアウト型の端子配列を接続した場合の導電粒子の捕捉状体のシミュレーション結果である。 図7Dは、実験例5と略同様の粒子配置でファンアウト型の端子配列を接続した場合の導電粒子の捕捉状体のシミュレーション結果である。 図8Aは、実験例6の接続試験1における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図8Bは、実験例7の接続試験1における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図8Cは、実験例8の接続試験1における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図8Dは、実験例9の接続試験1における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図9Aは、実験例6の接続試験2における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図9Bは、実験例7の接続試験2における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図9Cは、実験例8の接続試験2における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図9Dは、実験例9の接続試験2における端子あたりの導電粒子の捕捉数と、その捕捉数となった端子の出現割合(頻度)との関係図である。 図10Aは、実験例6の接続試験2における圧痕写真である。 図10Bは、実験例8の接続試験2における圧痕写真である。 図10Cは、実験例9の接続試験2における圧痕写真である。
 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り、図2はそのX-X断面図である。この異方性導電フィルム10Aは、導電粒子1が絶縁性樹脂層2の表面又はその近傍に単層で配置され、その上に低粘度樹脂層3が積層された層構成を有している。なお、本発明において、低粘度樹脂層3は必要に応じて設けられ、図3に示す異方性導電フィルム10Bの断面図のように、低粘度樹脂層3を省略した層構成としてもよい。この異方性導電フィルム10Bの導電粒子1の平面配置は、低粘度樹脂層3を有する異方性導電フィルム10Aと同様とすることができる。
 本実施例の異方性導電フィルム10A、10Bにおける導電粒子1の平面配置は、後述するように、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12とが交互に繰り返し配置されたものとなっている。ここで、第1斜方格子領域11は、配列軸がa方向とb方向の斜方格子(a方向とb方向とのなす角度:α)であり、第2斜方格子領域12は、配列軸がa方向とc方向の斜方格子(a方向とc方向とのなす角度:-α)である。
<導電粒子>
・粒子材料
 導電粒子1としては、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。また、導電粒子の表面には導通特性に支障を来さない絶縁処理が施されていてもよく、例えば公知の技術により絶縁性微粒子が付着していてもよく、絶縁性樹脂により絶縁コートされていてもよい。
・粒子径
 導電粒子1の粒子径は、用途によって適宜選択される。通常、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、ファインピッチ用途であれば、好ましくは2μm以上10μm未満である。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。測定装置としては、一例として画像型のFPIA-3000(マルバーン社)を挙げることができる。この場合、導電粒子径を測定するサンプル数を1000以上、好ましくは2000以上とすることが望ましい。異方性導電フィルムにおける導電粒子の粒子径は、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、導電粒子径を測定するサンプル数を200以上、好ましくは1000以上とすることが望ましい。
 また、粒子径のバラツキに関し、粒子径のCV値は20%以下であることが好ましい。粒子径のバラツキが小さいことにより、熱圧着時の加熱加圧条件のマージンを大きくとることができる。
 なお、導電粒子として、その表面に上述の絶縁処理が施されたものを使用する場合、本発明における導電粒子の粒子径は、絶縁処理の部分を含めない粒子径を意味する。
・平面配置
 導電粒子の平面配置は、図1Aに示したように、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12とが、a方向と垂直なy方向に、交互に繰り返し配置されたものとなっている。本実施例において、第1斜方格子領域11は、導電粒子1が一定ピッチpaでa方向に配置されている配列軸a1が、a方向と角度αで斜交するb方向に複数配列している領域である。また、第2斜方格子領域12は、導電粒子1が前記ピッチpaでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a2が、c方向に複数配列している領域であり、このc方向は、a方向の配列軸に平行な直線を対象の軸としてb方向を反転させた方向である。あるいは、c方向は、a方向と角度-αで斜交する方向である。この粒子配置は、第1斜方格子領域11のb方向の配列と、第2斜方格子領域12のc方向の配列からなる、図1Aに二点鎖線で囲った屈曲した配列dを単位としているとも見ることができる。
 なお、第2斜方格子領域12の配列軸a2における粒子ピッチは、第1斜方格子領域11の配列軸a1における粒子ピッチpaと異ならせてもよいが、粒子配置の設計上の便宜から、配列軸a2と配列軸a1のピッチpaを等しくすることが好ましい。
 本実施例のように導電粒子1の配置に関し、a方向と、該a方向に斜交するb方向を配列軸とする第1斜方格子領域と、a方向と、前記b方向を反転させたc方向を配列軸とする第2斜方格子領域とが交互に繰り返されていると、異方性導電フィルムで図4Aに示したようなファンアウト型の端子列(即ち、端子20の配列方向xに対する端子20の長手方向の角度(ファンアウト角β)が順次異なる端子列)を接続した場合でも、図4Bに示すように各端子の軸が同方向の直線状の端子列を接続した場合でも、各端子に対して導電粒子の配置が均等になり、接続後には各端子における導電粒子の捕捉数が安定する。これに対し、異方性導電フィルムにおける導電粒子の配置が第1斜方格子領域のみ、又は第2斜方格子領域のみであると、端子に捕捉される導電粒子の数や端子における導電粒子の分布状態のばらつきが大きくなり、ファンアウト型の端子列中のいずれかの端子では、異方性導電フィルムにおいて格子状に配置された導電粒子の配列軸の方向と端子の長手方向とが重なり、端子の縁部に配列した導電粒子の捕捉性が急激に低下したり、いずれかの端子において複数の導電粒子が近接して配列した粒子群が捕捉されることにより端子における個々の導電粒子の圧痕が薄くなったり、端子間に導電粒子の密集領域が形成されたりする。本発明の異方性導電フィルムではこのような問題が生じにくい。
 また、本発明の異方性導電フィルムにおいては、図4A、図4Bに示すように、a方向を端子の配列方向xと同じ方向とすることが、紙面左側の端子と紙面右側の端子とで導電粒子の捕捉状態や圧痕の見え方が等しくなるので好ましく、異方性導電フィルムの使用上の便宜の点からa方向を異方性導電フィルムの長手方向とすることが好ましい。あるいは、端子の配列方向xを異方性導電フィルムの長手方向とすることが好ましい。また、端子の長手方向の長さに対して、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12との繰り返し数が十分にあることが好ましく、例えば、接続対象とする端子の端子長に対して、この繰り返し数は1以上とすることが好ましく、3以上であることがより好ましい。言い換えると、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12のy方向の繰り返しピッチが、接続対象とする端子の端子長以下、又は端子長の1/3以下であることが好ましい。あるいは、第1斜方格子領域11のb方向の配列軸と、第2斜方格子領域12のc方向の配列軸とにより形成される配列軸の屈曲の数を、各端子における導電粒子の捕捉数が好ましくは3個以上、より好ましくは11個以上になるように定める。
 第1斜方格子領域11において、a方向とb方向がなす角度αに関し、接続する端子列がファンアウト型の場合には、角度αの絶対値をファンアウト角βの絶対値の最小値よりも小さくする。これにより、端子列を構成するいずれの端子においても、第1斜方格子領域11では端子の長手方向とb方向とが一致しなくなるので、端子の長手方向の縁部に存在する導電粒子の捕捉性が急激に低下することや、端子上で多数の導電粒子が連続的に連なって捕捉され、圧痕が低下することを防止できる。一方、接続する端子列がファンアウト配列でない場合に、角度αの絶対値を、端子の配列方向と端子の長手方向とがなす角度βの絶対値以下とすると、端子の配列方向と端子の長手方向とが直交している端子列(即ち、角度β=90°)では導電粒子の捕捉数が安定するため好ましい。また、ペリフェラル配置のように角度βが0°と90°が混在している場合においても、導電粒子の捕捉数が安定するので好ましい。
 また、第2斜方格子領域12において、c方向は、b方向をa方向に対して反転させた方向であり、a方向とc方向とがなす角度は-αである。上述のように角度αを設定することにより、第2斜方格子領域12においても、端子の長手方向とc方向とが一致しなくなるので、上述と同様の効果を得ることができる。
 なお、角度αが90°であると第1斜方格子領域11及び第2斜方格子領域12における粒子配置は、正方格子又は長方格子となるので、角度αは、正方格子又は長方格子のa方向のひずみ量sとして表しても良い(図1A)。ひずみ量sが平均粒子径より大きければ、異方性導電接続時に同一斜方格子領域内の導電粒子にy方向の連結が発生しにくくなる。一方、ひずみ量sが平均粒子径以下、好ましくは平均粒子径未満であれば、端子幅が狭くとも異方性導電接続後の端子に導電粒子が捕捉され易くなるため好ましい。
 また、c方向がa方向となす角度は、厳密に角度αの符号を反転させたものでなくともよい。即ち、b方向がa方向となす角度の絶対値と、c方向がa方向となす角度の絶対値は厳密に同一でなくてもよく、斜方格子領域毎に異なっていてもよい。この場合、全ての斜方格子領域におけるこれらの角度の合計が0°になることが好ましい。
 ところで、任意の配列軸a11において隣接する導電粒子の中心位置をP1、P2とし、該配列軸a11に隣接する配列軸a1(a12)上の導電粒子であってa方向の位置がP1、P2の間にある導電粒子の中心位置をP3とした場合に、∠P3P1P2≠∠P3P2P1であると、図1Aに示したように、第1斜方格子領域11の粒子配置と第2斜方格子領域12の粒子配置は、線対称で異なる粒子配置となり、それらの領域を平行移動させても粒子配置が重なり合うことはない。即ち、これらの斜方格子領域11、12のうちの一方の領域における、a方向と斜交する任意の配列軸の延長線が、他方の領域における配列軸にもなるということはない。
 これに対し図1Bに示したように、∠P3P1P2=∠P3P2P1であると、第1斜方格子領域11の粒子配置と第2斜方格子領域12の粒子配置とはそれ自体が等しくなる。ここで、
第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12との距離をL3、
第1斜方格子領域11において隣接する配列軸a1同士の距離をL1、
第2斜方格子領域12において隣接する配列軸a2同士の距離をL2、
隣接する第1斜方格子領域11の配列軸a1と第2斜方格子領域12の配列軸a2における、導電粒子の位置のa方向のずれ量をLd、
配列軸a1、a2のピッチをpa
としたときに、
L3=L1,L2であり、かつ、Ld=(1/2)×paであると、第1斜方格子領域11におけるb方向の配列軸と同方向の配列軸が第2斜方格子領域12にも存在し、かつその第2斜方格子領域の配列軸の延長線が第1斜方格子領域のb方向の配列軸となる。このようにa方向と斜交する配列軸について、双方の斜方格子領域11、12のうちの一方の斜方格子領域の配列軸がそのまま他方の斜方格子領域の配列軸にもなると、異方性導電フィルム全体において、a方向と交差する配列軸はジグザグにはならず、このような粒子配置は本発明の効果を得られない。従って、このような粒子配置は本発明から除かれる。
 一方、∠P3P1P2≠∠P3P2P1であると、L3=L1,L2であり、かつ、Ld=(1/2)×paであっても本発明の効果を得られる。例えば、導電粒子の平均粒子径を3.2μmとし、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12におけるa方向の配列軸の数をそれぞれ2とし、L1=L2=L3=9.5μm、pa=9μm、Ld=(1/2)×pa=4.5μm、ひずみ量s=2.25μm、α=76°、個数密度12000個/mmとすることができる(図1I)。
 また、同様の平均粒子径の導電粒子を使用し、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12におけるa方向の配列軸の数をそれぞれ2とし、L1=L2=10.4μm、L3=8.8μm、pa=8.8μm、Ld=(1/2)×pa=4.4μm、ひずみ量s=2.2μm、α=78°、個数密度12000個/mmとすることができる(図1J)。
 同様の平均粒子径の導電粒子を使用し、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12におけるa方向の配列軸の数をそれぞれ2とし、L1=L2=L3=7.5μm、pa=8.4μm、Ld=(1/2)×pa=4.2μm、ひずみ量s=2.1μm、α=75°、個数密度16000個/mmとすることもできる(図1K)。このようにピッチpaがL1、L2、L3より大きくても良い。
 なお、図1I、図1J、図1Kに示した態様では、ピッチpaの1/2をずれ量Ldとし、ずれ量Ldの1/2をひずみ量sとしている。ピッチPa、ずれ量Ld、ひずみ量sにこの関係をもたせると、粒子配置の設計の便宜上好ましい。また、異方性導電フィルム製造後に導電粒子の配置状態の確認が行い易くなる。例えば、異方性導電フィルムを撮影した画像において導電粒子の中心点や外接線を結んだ補助線を引くなどすれば、ずれ量Ldやひずみ量sを容易に確認することができる。
 また、図1Bに示したように、∠P3P1P2=∠P3P2P1であっても、L3≠L1,L2、またはLd≠(1/2)×paであると、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12とを別個の領域として識別することができ、異方性導電フィルム全体では、a方向と交差する配列軸がジグザグになり、本発明の効果を得ることができる。
 本発明において、ずれ量Ldについては、異方性導電フィルムにおけるy方向の粒子間距離を適度に広げ、各端子において適正な捕捉粒子数を確保しつつ接続時に端子間の粒子が連結してショートが起こることを防止するため、ゼロでないことが好ましい。即ち、ずれ量Ldをゼロとすると、y方向で隣り合う第1斜方格子領域の導電粒子と第2斜方格子領域の導電粒子とがy方向に重畳するので、距離L3が短いと接続時の端子間の樹脂流動で導電粒子同士の連結が生じ易くなる。したがって、ずれ量Ldの絶対値はゼロより大きいことが好ましく、平均粒子径の0.5倍以上大きいことがより好ましく、平均粒子径の1倍以上大きいことが更に好ましく、平均粒子径の1倍より大きくすることが特に好ましい。一方、ずれ量Ldの上限は、配列軸a1、a2のピッチpaの0.5倍以下が好ましく、0.5倍未満がより好ましく、0.3倍以下が更により好ましい。
 図1Cに示した粒子配置は、図1Aに示した粒子配置において、ずれ量Ldを0としたものである。接続時の端子間の導電粒子の移動量に対して距離L3が長い場合には、ずれ量Ldを0としてもよい。
 図1Dに示した粒子配置は、図1Aに示した粒子配置において、ずれ量Ldの調整により、第1斜方格子領域11のb方向の配列軸と、第2斜方格子領域12のc方向の配列軸とを、導電粒子1上で交叉させたものである。これによりb方向とc方向の反転の対称軸がa1軸又はa2軸上となり、y方向で反転形状が隙間無く繰り返されることにより、導電粒子の配置の設計や配置後の検査工程が簡便になり得るので好ましい。
 図1Eに示した粒子配置は、図1Aに示した粒子配置において、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12との距離L3を、第1斜方格子領域11において隣接する配列軸a1同士の距離L1、又は第2斜方格子領域12において隣接する配列軸a2同士の距離L2と異ならせたものである。これらの距離L1、L2、L3に関し、本発明においては、粒子配置の設計上の便宜、同じ端子列内の端子同士における導電粒子の捕捉状態の比較のし易さ等の点から、L1=L2、又はL1=L2=L3とすることが好ましい。一方、ファンアウト配列において例えば左右の一番外側の端子同士が同等の捕捉状態を得るように角度α、ピッチpa、第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12の繰り返しピッチ等を調整した場合には、接続後の捕捉状態を検査で比較し易くする等のために、L3≠L1,L2としてもよい。この場合、L1≠L2としてもよい。
 また、距離L1、L2は、端子レイアウトによって定めることが好ましく、それ自体には上限、下限ともに特に制限はない。一例として、小さすぎると導電粒子は捕捉されやすくなるが、ショートが発生し易くなるため、導電粒子の平均粒子径Dの1.4倍以上が好ましい。
 第1斜方格子領域11の配列軸a1及び第2斜方格子領域12における配列軸a2における導電粒子のピッチpaは、端子レイアウトによって定めることが好ましく、上限、下限ともに特に制限はない。一例として、小さすぎるとショートが発生しやすくなるため導電粒子の平均粒子径Dの1.5倍以上が好ましく、特に、平均粒子径Dの2倍に0.5μmを加えた距離以上とすることが好ましい。これにより、異方性導電接続時の熱圧着の樹脂流動により、対向する端子に挟持されていた導電粒子が端子間スペースに移動したとしても、端子間スペースにおける導電粒子1の連結を防止し、一層のショート防止を図ることができる。
 一方、ピッチpaを大きくすると異方性導電フィルムで必要とされる導電粒子の個数を削減できる。また、端子幅が狭くても端子長が十分に長ければ端子当たりで捕捉される導電粒子の数は所定数を満足する。そのため、a方向が端子の配列方向と同方向とされる場合、ピッチpaは異方性導電フィルムを介して接続する電子部品の端子同士の接続後の有効接続領域の最小幅の1/2~2/3となるようにすることが好ましい。
 また、距離L1、L2、L3とピッチpaを等しくすること、即ち、第1斜方格子領域11及び第2斜方格子領域12のそれぞれの粒子配置を、正方格子をa方向にひずませた斜方格子とし、さらに第1斜方格子領域11と第2斜方格子領域12との距離L3も格子ピッチと等しくすることが全面において捕捉状態が均等になる点で好ましい。
 図1Fに示した粒子配置は、図1Aに示した粒子配置において、第1斜方格子領域11における配列軸a1の配列数n1と、第2斜方格子領域12における配列軸a2の配列数n2を2としたものであり、前述した図1I、図1J、図1Kは、これをさらに具体化した態様である。本発明においては、第1斜方格子領域11における配列軸a1の配列数n1と、第2斜方格子領域12における配列軸a2の配列数n2については、双方を等しくすることが好ましいが、異ならせてもよい。また、これらの配列数n1,n2は端子レイアウトに応じて定めることができるため、特に限定はない。ファインピッチにおいては導電粒子の補足とショートの抑制を両立させるため、配列数n1,n2を好ましくは4以下、より好ましくは3以下、さらに好ましくは2とする。これは、第1斜方格子領域における配列軸a1の配列数n1と第2斜方格子領域における配列軸a2の配列数n2とを2から4とすると、それよりも多い場合に比べて配列軸のジクザグのピッチが細かくなるので、ファンアウト型端子列を接続した場合の、右側の端子と左側の端子における導電粒子の分布状態をより一層均等にでき、異方性導電接続時の樹脂流動により導電粒子が移動しても導電粒子同士が接触しにくくなるからである。
 図1Gに示した粒子配置は、図1Aに示した粒子配置において、第1斜方格子領域11におけるa方向の導電粒子のピッチを、単一のピッチpaとすることに代えて、異なるピッチpa1とピッチpa2が交互に繰り返されるようにしたものであり、第2斜方格子領域12においてもa方向の導電粒子のピッチpa1とピッチpa2が交互に繰り返されるようにしている。このように、本発明においては、a方向に配置されている導電粒子のピッチは規則的であればよく、必ずしも一定のピッチでなくてもよい。
 図1Hに示した粒子配置は、図1Aに示した粒子配置において、第1斜方格子領域11の中でb方向の配列軸がa方向にズレた2つの第1斜方格子領域11a、11bを設け、第2斜方格子領域12の中にもc方向の配列軸がa方向にズレた2つの第2斜方格子領域12a、12bを設けたものである。この場合、2つの第1斜方格子領域11a、11bの隣接した配列軸a1同士のa方向のズレ量Ld1と、2つの第2斜方格子領域12a、12bの隣接した配列軸a2同士のa方向のズレ量Ld2とは、同一でも異なっていてもよい。
 このように、本発明では、第1斜方格子領域と第2斜方格子領域がy方向に繰り返されていればよく、必ずしも交互に繰り返されていなくてもよい。この場合、y方向の単位長さにおいて、第1斜方格子領域の配列軸a1のy方向の繰り返し数の全数と、第2斜方格子領域の配列軸a2のy方向の繰り返し数の全数が等しいことが好ましい。
・個数密度
 図1A~図1Kのいずれの粒子配置においても、本発明の異方性導電フィルムでは導電粒子の個数密度を接続する電子部品の端子の形状、大きさ、配列ピッチなどに応じて定めることができる。通常、導電粒子の個数密度は接続する電子部品の組み合わせや用途によって好ましい条件が変わるために特に制限はないが、下限は実用上30個/mm2以上であればよく、150個/mm2以上が好ましい。導電粒子数が少なければ、コスト削減効果が見込まれる。また上限は実用上70000個/mm以下が好ましく、42000個/mm以下がより好ましく、特にファインピッチ用途の場合には、6000~35000個/mmの範囲にすることが好ましい。また、導電粒子の平均粒子径が10μm以上の場合は、50~2000個/mmの範囲にすることが好ましい。
 なお、本発明において導電粒子の個数密度は、角度αを90°とし、第1斜方格子領域11及び第2斜方格子領域12を斜方格子ではなく、正方格子又は長方格子とした場合の個数密度と等しいので、かかる正方格子又は長方格子で格子間距離を算出することによりピッチpaや距離L1、L2を定めることができる。
 個数密度を測定する場合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2mm2以上とすることが好ましい。矩形領域の辺の長さや合計面積は、平均粒子径に応じて調整すればよい。個々の測定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、一つの矩形領域に数十個以上の導電粒子があればよい。より具体的な例としては、ファインピッチ用途で導電粒子の個数密度が比較的大きい異方性導電フィルムの場合には、面積100μm×100μmの領域の200箇所(2mm2)について、金属顕微鏡などによる観察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求めることができる。個数密度は、画像解析ソフト(例えば、三谷商事株式会社製WinROOF、旭化成エンジニアリング製A像くん等)により観察画像を計測して求めてもよい。一方、導電粒子の個数密度が比較的小さい場合には、導電粒子が規則的に配置されていることに基づき、フィルムの長手方向の配列軸におけるピッチと、その配列軸のフィルム幅方向の配列ピッチから個数密度を算出してもよい。なお、矩形の辺の長さと、測定箇所の数は、上述の数値に限定されるものではない。
 また、導電粒子の個数密度に関し、次式で算出される導電粒子の面積占有率を、導通抵抗を下げる点から0.3%以上とすることが好ましい。一方、接続時に押圧治具に必要とされる推力を抑制する点からはこの面積占有率を35%以下とすることが好ましく、30%以下とすることがより好ましい。
 導電粒子の面積占有率(%)=[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
・導電粒子のフィルム厚方向の位置
 導電粒子1のフィルム厚方向の位置は揃っていることが好ましい。例えば、図2に示したように、導電粒子1のフィルム厚方向の埋込量Lbを揃えることができる。これにより、端子における導電粒子1の捕捉性が安定し易い。一方、本発明において、導電粒子1は、絶縁性樹脂層2から露出していても、完全に埋め込まれていてもよい。
 ここで、埋込量Lbは、導電粒子1が埋め込まれている絶縁性樹脂層2の表面(絶縁性樹脂層2の表裏の面のうち、導電粒子1が露出している側の表面、又は導電粒子1が絶縁性樹脂層2に完全に埋め込まれている場合には、導電粒子1との距離が近い表面)であって、隣接する導電粒子間の中央部における接平面2pと、導電粒子1の最深部との距離をいう。
 なお、埋込量Lbは、異方性導電フィルムのフィルム断面の一部をSEM画像で観察することにより求めることができる。この場合、異方性導電フィルムから面積30mm以上の領域を任意に10箇所以上抜き取り、好ましくは合計50個以上、より好ましくは200個以上の導電粒子の埋込量を計測し、その平均を求めることが好ましい。
・埋込率
 導電粒子1の平均粒子径Dに対する埋込量Lbの割合を埋込率(Lb/D)とした場合に、埋込率は30%以上105%以下が好ましい。埋込率(Lb/D)を30%以上とすることにより、導電粒子1を絶縁性樹脂層2によって所定の位置に維持し、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不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。
<絶縁性樹脂層>
本発明において、絶縁性樹脂層2は、特許6187665号公報に記載の異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層と同様に、重合性化合物と重合開始剤から形成される硬化性樹脂組成物を用いて形成することができる。この場合、重合開始剤としては熱重合開始剤を使用してもよく、光重合開始剤を使用してもよく、それらを併用してもよい。例えば、熱重合開始剤としてカチオン系重合開始剤、熱重合性化合物としてエポキシ樹脂を使用し、光重合開始剤として光ラジカル重合開始剤、光重合性化合物としてアクリレート化合物を使用する。熱重合開始剤として、熱アニオン重合開始剤を使用してもよい。熱アニオン重合開始剤としては、イミダゾール変性体を核としその表面をポリウレタンで被覆してなるマイクロカプセル型潜在性硬化剤を用いることが好ましい。
<絶縁性樹脂層の最低溶融粘度>
 絶縁性樹脂層2の最低溶融粘度は、特に限定はないが、1000Pa・s以上でもよく、特許6187665号公報に記載の異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層の最低溶融粘度と同様とすることができ、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、特に好ましくは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。なお、最低溶融粘度の調整は、溶融粘度調整剤として含有させる微小固形物の種類や配合量、樹脂組成物の調整条件の変更などにより行うことができる。
<低粘度樹脂層>
 低粘度樹脂層3は、30~200℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層2よりも低い樹脂層である。本発明において、低粘度樹脂層3は必要に応じて設けられるが、低粘度樹脂層3を絶縁性樹脂層2に積層することにより、異方性導電フィルム10Aを介して対峙する電子部品を熱圧着する場合に、電子部品の電極やバンプによって形成される空間を低粘度樹脂層3で充填し、電子部品同士の接着性を向上させることができる。
 また、絶縁性樹脂層2の最低溶融粘度と低粘度樹脂層3の最低溶融粘度との差があるほど異方性導電フィルム10Aを介して接続する電子部品間の空間が低粘度樹脂層3で充填され、電子部品同士の接着性が向上しやすくなる。また、この差があるほど導電粒子1を保持している絶縁性樹脂層2の熱圧着時の移動量が低粘度樹脂層3に対して相対的に小さくなるため、端子における導電粒子1の捕捉性が向上しやすくなる。
 絶縁性樹脂層2と低粘度樹脂層3との最低溶融粘度比は、絶縁性樹脂層2と低粘度樹脂層3の層厚の比率にもよるが、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。低粘度樹脂層3の好ましい最低溶融粘度は、より具体的には、上述の絶縁性樹脂層の最低溶融粘度比を満たし、かつ好ましくは3000Pa・s以下、より好ましくは2000Pa・s以下であり、さらに好ましくは100~2000Pa・sである。
 なお、低粘度樹脂層3は、絶縁性樹脂層2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。
<絶縁性樹脂層と低粘度樹脂層の層厚>
 絶縁性樹脂層2の層厚は、後述する異方性導電フィルムの製造工程において、絶縁性樹脂層2へ導電粒子1を安定して押し込めるようにするため、導電粒子1の平均粒子径Dに対して、好ましくは0.3倍以上、より好ましくは0.6倍以上、さらに好ましくは0.8倍以上、特に好ましくは1倍以上である。また、絶縁性樹脂層2の層厚の上限については接続する電子部品の端子形状、端子厚、配列ピッチ等に応じて定めることができるが、層厚が厚くなりすぎると接続時に導電粒子1が樹脂流動の影響を不用に受け易くなるため、導電粒子1の平均粒子径Dの好ましくは20倍以下、より好ましくは15倍以下である。
 低粘度樹脂層3は、本発明において必要に応じて設けられるが、低粘度樹脂層を設ける場合には、その層厚の下限としては、導電粒子1の平均粒子径Dの好ましくは0.2倍以上、より好ましくは1倍以上である。また、低粘度樹脂層3の層厚の上限については、厚くなりすぎると絶縁性樹脂層2との積層の困難性が増すことから、導電粒子1の平均粒子径Dの好ましくは50倍以下、より好ましくは15倍以下、さらに好ましくは8倍以下である。
 また、絶縁性樹脂層2と低粘度樹脂層3との総厚は、電子部品の接続時に導電粒子1の不用な流動を抑制する点、異方性導電フィルムを巻装体とする場合の樹脂のはみ出しやブロッキングを抑制する点、異方性導電フィルムの単位重量あたりのフィルム長を長くする点等からは、薄い方が好ましい。しかし、薄くなりすぎると異方性導電フィルムの取り扱い性が劣る。また、異方性導電フィルムを電子部品に貼着し難くなり、電子部品を接続する際の仮圧着において必要な粘着力を得られない虞があり、本圧着においても樹脂量の不足により必要な接着力を得られない虞がある。そのため、総厚は、導電粒子1の平均粒子径Dに対して好ましくは0.6倍以上、より好ましくは0.8倍以上、さらに好ましくは1倍以上、特に好ましくは1.2倍以上である。
 絶縁性樹脂層2と低粘度樹脂層3の厚みの比率については、接続に使用される電子部品の組み合わせや、そこで求められる性能などの関係から適宜調整することができる。これらの層厚は市販のデジタルシックネスゲージ等で測定することができる。デジタルシックネスゲージの分解能は0.1μm以下であることが好ましい。
<異方性導電フィルムの巻装体>
 本発明の異方性導電フィルムは、その製品形態において巻装体とすることができる。巻装体の長さについて特に制限はないが、出荷物の取り扱い性の点から好ましくは5000m以下、より好ましくは1000m以下、さらに好ましくは500m以下である。一方、巻装体の量産性の点からは5m以上が好ましい。フィルム幅としては、特に制限はないが、実装体の小型化の観点からは狭いことが求められている。一方、一括して複数部品を異方性導電接続する、もしくはある程度大きいサイズで一括して異方性導電接続してから切削する、といった使用方法の観点からは面積が大きいことが求められることから、幅が広いものにも需要はある。
<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の製造方法自体には特に限定はないが、例えば、導電粒子を所定の配列に配置するための転写型を製造し、転写型の凹部に導電粒子を充填し、その上に、剥離フィルム上に形成した絶縁性樹脂層を被せて圧力をかけ、絶縁性樹脂層に導電粒子を押し込むことにより、絶縁性樹脂層に導電粒子を転着させ、あるいはさらにその導電粒子上、もしくは導電粒子を転着した面と反対の面に低粘度樹脂層を積層することで、異方性導電フィルムを製造する。
 また、転写型の凹部に導電粒子を充填した後、その上に絶縁性樹脂層を被せ、転写型では絶縁性樹脂層に導電粒子を押し込むことなく、転写型から絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を転写させ、転写後に絶縁性樹脂層上の導電粒子を絶縁性樹脂層内に押し込むことにより異方性導電フィルムを製造してもよい。
 なお、転写型としては、凹部に導電粒子を充填するものの他、凸部の天面に微粘着剤を付与してその天面に導電粒子が付着するようにしたものを用いても良い。これらの転写型は機械加工、フォトリソグラフィ、印刷法等の公知の技術を用いて製造することができる。
 また、導電粒子を所定の配列に配置する方法としては、転写型を用いる方法に代えて、所定の配置で設けられた貫通孔に導電粒子を通過させる方法、フィルム上に導電粒子を直接的に散布する方法、導電粒子を密に配置したフィルムを延伸する方法等を使用してもよい。
<異方性導電フィルムを用いた電子部品の接続方法>
 本発明の異方性導電フィルムを用いて電子部品を接続する方法としては、例えば、ステージに一方の電子部品を載置し、その上に異方性導電フィルムを介してもう一方の電子部品を載置し、圧着ツールで加熱押圧することにより双方の電子部品の端子同士を異方性導電接続して接続構造体を製造する。この場合、ステージに載置する電子部品をICチップ、ICモジュール、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の電子部品とし、圧着ツールで加熱加圧する電子部品をFPC、ICチップ、ICモジュールなどの第1の電子部品とする。より詳細な方法としては、各種基板等の第2の電子部品に異方性導電フィルムを仮貼りして仮圧着し、仮圧着した異方性導電フィルムにICチップ等の第1の電子部品を合わせ、熱圧着することにより異方性導電接続して接続構造体を製造する。なお、第2の電子部品ではなく、第1の電子部品に異方性導電フィルムを仮貼りして接続構造体を製造することもできる。また、接続方法は熱圧着に限定されるものではなく、光硬化を利用した圧着や、熱と光を併用した圧着などを行っても良い。
 本発明の異方性導電フィルムは、第1の電子部品および第2の電子部品の少なくとも一方を、FPCやプラスチック基板などの熱膨張しやすい材質のものとする場合に意義が高い。端子列がファンアウト型の場合には、特に効果を発揮する。また、端子の配列方向に対して端子の長手方向が傾斜していない端子列の接続や、ペリフェラル配置の端子のように端子の配列方向が部品の各辺で異なる場合の接続であっても、さらには端子形状が矩形であっても円形であっても、各端子に対して導電粒子が一様に配置されるので、これらを確実に接続し、かつショートの発生を抑えることができ、圧痕検査も容易となる。したがって、本発明の異方性導電フィルムは、接続する端子列の形状や配置を問わず汎用的に使用することができる。これにより、接続する対象によって導電粒子の配置や個数密度が異なる異方性導電フィルムを用意し、使用するという工数を削減できるので、この工数削減による経済的なメリットも高い。そこで、本発明は、本発明の異方性導電フィルムを用いて第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子を異方性導電接続する接続構造体の製造方法や、本発明の異方性導電フィルムを介して第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包含する。
 本発明の異方性導電フィルムの粒子配置は、導電粒子に代えて種々のフィラーを使用したものにも適用できる。この場合のフィラーとしては、例えば、特開2019-033060号公報、特開2018-090768号公報等に記載のものを使用することができる。したがって、これらに記載のフィラーを本発明の粒子配置にしたがって配置したフィラー含有フィルム(即ち、フィラー配置フィルム)、このフィラー含有フィルムを用いて第1物品と第2物品を接続する方法、第1物品と第2物品の接続構造体の製造方法、それにより得られる接続構造体等に本発明を応用することができる。また、第1物品のみにフィラー含有フィルムを貼り付けた接続体やその製造方法等にも応用することができる。
 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
 実験例1~5
 表1の仕様のファンアウト型の端子列A又はBにおいて、表2に示す、実験例1~5の粒子配置の異方性導電フィルムを接続した場合の以下の(a)~(d)の評価項目をシミュレーションにより計測し、評価した。このうち実験例1~3が本発明の実施例である。評価結果を表2に示す。(d)の評価結果に関連し、実験例1、3、4、5導電粒子の配置で個数密度を16000個/mm2にした場合の端子列Bにおける導電粒子の捕捉状態のシミュレーション結果(端子上及び端子間における粒子間距離の拡大比率も表1と同様)を図7A~図7Dに示す。
 なお、このシミュレーションでは、端子の配列方向であるx方向と異方性導電フィルムのa方向とを同一方向とした。また、端子上における、x方向又はy方向についての圧着後の粒子間距離と圧着前の粒子間距離との比率と、端子間における、x方向又はy方向についての圧着後の粒子間距離と圧着前の粒子間距離との比率は、事前に同様の端子列において異方性導電フィルムの対応する比率を複数回実測することにより得た平均値である。
(a)個々の端子における導電粒子の最低捕捉数(端子列Aにおけるシミュレーション)
   OK:5個以上
   NG:4個以下
 なお、この評価基準は、シミュレーションにおける評価であるため、より厳格な評価基準とした。
(b)端子間において端子の長手方向に連結した導電粒子数(端子列Bにおけるシミュレーション)
   OK:3個以下
   NG:4個以上
(c)端子上において直線状に並んだ導電粒子数(端子列Bにおけるシミュレーション)
   OK:3個以下
   NG:4個以上
(d)端子配列の右側と左側における導電粒子の捕捉性の左右の均一性(端子列Bにおけるシミュレーション)
   均一:端子配列において左右対称の距離にある端子で捕捉される導電粒子の分布パターン同士が同一に見える場合
   不均一:端子配列において左右対称の距離にある端子で捕捉される導電粒子の分布パターン同士が同一に見えない場合










Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
















Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2から、実験例1~3はいずれの評価項目も良好であり、各端子において粒子捕捉数を十分に確保しつつ、配線間でy方向に連結する粒子数や、配線上で並ぶ粒子数が低減し、ファンアウト配列における左右の均一性が良好であることがわかる。
 これに対し、実験例4では、端子上で並ぶ粒子数や端子間でy方向に連結する粒子数が多いためにショートが発生しやすいことがわかり、左右の均一性も劣っている。また、実験例5では、左右の均一性は良好であるが端子における粒子捕捉数が足りないことがわかる。本発明の実施例に相当する実験例の粒子配置によれば端子列における粒子捕捉の均一性が良好となることは、図7A~図7Dに示したシミュレーション結果からもわかる。
 実験例6~9
(異方性導電フィルムの作製)
 表3に示した配合で絶縁性樹脂層形成用樹脂組成物及び低粘度樹脂層形成用樹脂組成物を調製し、この樹脂組成物を用いて特許第6187665号の実施例3と同様にして実験例6~9の異方性導電フィルムを作製した。この場合、絶縁性樹脂層の層厚を4μm、低粘度樹脂層の層厚を14μmとした。導電粒子としては、金属被覆樹脂粒子(積水化学工業(株)、AUL703、平均粒子径3μm)を使用した。
 導電粒子の平面配置は次の通りとした。
 実験例6:図1Kに示した配置(L1=L2=L3:7.5μm、ピッチpa:8.4μm、ひずみ量s:2.1μm、角度α:75°、粒子個数密度:16000個/mm)。
 実験例7:図1Aに示した配置(L1=L2=L3:7.4μm、ピッチpa:8.6μm、ひずみ量s:1.8μm、角度α:76°、粒子個数密度:16000個/mm)。
 実験例8:6方格子で、図5Bに示したようにx方向に対する配列軸の傾斜角が0°(x方向の粒子ピッチ(粒子中心間距離):8.5μm、粒子個数密度:16000個/mm)。
 実験例9:6方格子で、図5Aに示したx方向に対する配列軸の傾斜角γが15°(粒子個数密度:16000個/mm)。
 したがって、実験例6、7が本発明の実施例となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(接続試験1)
 実験例6~9で製造した異方性導電フィルムを用いて、各端子の軸がストレートで同方向にストレートに配列している端子列を有する次の導通評価用ICとガラス基板とを次の熱圧着方法で接続し、各端子における導電粒子の捕捉数を数えた。
導通評価用IC
 外形:0.7×20mm、厚みt=0.2mm
 端子幅:14μm
 端子長:100μm
 端子高さ:12μm
 端子間スペース:14μm
ガラス基板
 ノンアルカリガラス基板
 電極:ITO配線
 厚み:0.7mm
熱圧着方法
 実験例6~9の異方性導電フィルムを導通評価用ICとガラス基板との間に挟み、熱圧着ツール(ツール幅1.0mm)で加熱加圧(180℃、60MPa、5秒)し、評価用の接続構造体を得た。この場合、実験例6、7では粒子配置のa方向を端子の配列方向xとした。
 熱圧着により得られた実験例6~9の接続構造体を、金属顕微鏡でガラス側から観察することで個々の端子に捕捉された導電粒子数を計測し、端子1個あたりの捕捉数(以下、単に捕捉数ともいう)とその捕捉数となった端子の出現数を求め、さらにその出現割合(以下、頻度ともいう)を求めた。計測した端子数は、それぞれ1800個である。結果を図8A~図8Dに示す。
 図8A~図8Dから、実験例8の異方性導電フィルムでは捕捉数10個と15個にピークがあるダブルピークの分布パターンとなったこと、実験例9の異方性導電フィルムでは、シングルピークだが捕捉数が12個と13個に集中しており、全体として捕捉数が少ないことがわかる。
 これに対し、実験例6の異方性導電フィルムを使用すると、最も頻度が高い端子は捕捉数13個で頻度36%、その次は捕捉数12個で頻度28%、その次は捕捉数14個で頻度25%であった。これらの頻度の合計は89%となる。この分布パターンはシングルピークを有するものであった。
 また、実験例7の異方性導電フィルムでは、最も頻度が高い端子は捕捉数13個で頻度37%、次は捕捉数14個で頻度26%、その次は捕捉数12個で頻度17%、その次は捕捉数15個で頻度14%であり、これらの合計は94%であった。この分布パターンもシングルピークであった。
 なお、最小捕捉数は実験例8では10個、実験例9では11個であるのに対し、実験例6では12個、実験例7では11個であった。
 また、捕捉数を計測する際、実験例6、7は実験例8、9よりも計測に時間がかからず、計測が比較的容易であった。
 これらのことから、本発明の異方性導電フィルムを用いて異方性導電接続した場合、得られた接続構造体では個々の端子において捕捉数が極めて安定することが分かる。
 なお、実験例6~9の接続構造体の初期導通抵抗はいずれも2Ω未満であり、実用上問題ないことが確認できた。
(接続試験2)
 実験例6~9で製造した異方性導電フィルムを用いて、次の仕様のファンアウト型端子配列の導通評価用FPCとガラス基板とを接続試験1と同様の熱圧着方法で接続し、各端子における導電粒子の捕捉数とその捕捉数となった端子の出現割合(頻度)を接続試験1と同様の方法で求めた。結果を図9A~図9Dに示す。また、実験例6、8、9について、熱圧着後の圧痕写真を図10A~図10Cに示す。
導通評価用FPC
 ポリイミドフィルム(S’perFlex、住友金属鉱山株式会社) フィルム厚:38μm、端子高さ:8μm
 測定長(端子測定に用いた長さ):400μm
 端子幅:8μm
 端子ピッチ:20μm
 ファンアウト角度:-9°~9°
ガラス基板
 電極:ITO配線
 厚み:0.7mm
 図9A~図9Dから、実験例6~実験例9のいずれの異方性導電フィルムを用いた場合にも、捕捉数と頻度の関係はシングルピークとなったが、実験例8、9に比して実験例6、7の異方性導電フィルムを使用した方が端子1個あたりの捕捉数が多いことがわかる。
 また、図10A~図10Cから、導電粒子の配置が6方格子である場合(実験例8、9)に対し、本発明の実施例の粒子配置によれば、ファンアウト型端子配列における左右の圧痕の均一性が極めて高いこと、したがって端子配列全体で導電粒子の捕捉性が均一であることがわかる。
 1 導電粒子
 2 絶縁性樹脂層
 3 低粘度樹脂層
10A、10B 異方性導電フィルム
11、11a、11b 第1斜方格子領域
12、12a、12b 第2斜方格子領域
20、20a、20b 端子
 A 導電粒子の密集領域
 a 配列軸の方向
 a1 第1斜方格子領域の配列軸
 a2 第2斜方格子領域の配列軸
 b 第1斜方格子領域において配列軸aに斜交する配列軸の方向
 c 第2斜方格子領域において配列軸aに斜交する配列軸の方向
 D 導電粒子の平均粒子径
Lb 埋込量
Ld ずれ量
 s ひずみ量
 x 端子の配列方向
 y a方向に垂直な方向
 pa 配列軸aにおける粒子ピッチ
 α a方向とb方向とがなす角度
 β ファンアウト配列の場合にはファンアウト角、ファンアウト配列でない場合には端子の配列方向と端子の長手方向とがなす角度
 γ 6方格子の配列軸のx方向に対する傾斜角

Claims (14)

  1.  導電粒子が絶縁性樹脂層に配置された異方性導電フィルムであって、
    導電粒子が所定ピッチでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a1が、a方向と角度αで斜交するb方向に複数配列している第1斜方格子領域と、
    導電粒子が所定ピッチでa方向に配置されている導電粒子の配列軸a2が、前記b方向をa方向に対して反転させたc方向に複数配列している第2斜方格子領域とが、繰り返し配置されている異方性導電フィルム。
  2.  a方向と斜交する配列軸について、一方の斜方格子領域の配列軸の延長線が他方の斜方格子領域の配列軸となることなく、第1斜方格子領域と第2斜方格子領域が繰り返し配置される請求項1記載の異方性導電フィルム。
  3.  第1斜方格子領域と第2斜方格子領域とが交互に繰り返し配置されている請求項1又は2記載の異方性導電フィルム。
  4.  第1斜方格子領域の配列軸a1と第2斜方格子領域の配列軸a2において、それぞれ導電粒子が一定のピッチで配置されている請求項1~3のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  5.  第1斜方格子領域の配列軸a1と第2斜方格子領域の配列軸a2の導電粒子のピッチが等しい請求項4記載の異方性導電フィルム。
  6.  第1斜方格子領域において隣接する配列軸a1同士の距離L1と、第2斜方格子領域において隣接する配列軸a2同士の距離L2とが等しい請求項1~5のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  7.  隣接する第1斜方格子領域の配列軸a1と第2斜方格子領域の配列軸a2において、導電粒子の位置がa方向にずれている請求項3~6のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  8.  隣接する第1斜方格子領域の配列軸a1と第2斜方格子領域の配列軸a2における、導電粒子のa方向のずれ量Ldが、導電粒子の平均粒子径より大きい請求項7記載の異方性導電フィルム。
  9.  第1斜方格子領域における配列軸a1の配列数と第2斜方格子領域における配列軸a2の配列数とが等しい請求項1~8のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  10.  第1斜方格子領域における配列軸a1の配列数と第2斜方格子領域における配列軸a2の配列数とが4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.  配列軸a1が、異方性導電フィルムの長手方向と平行である、請求項1~10のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  12.  第1斜方格子領域と第2斜方格子領域の、a方向に垂直な方向の繰り返しピッチが、接続対象とする端子の端子長以下である請求項3~11のいずれかに記載の異方性導電フィルム。
  13.  請求項1~12のいずれかに記載の異方性導電フィルムを用いて、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子を異方性導電接続する接続構造体の製造方法。
  14.  請求項1~12のいずれかに記載の異方性導電フィルムを介して第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。
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