WO2023100697A1 - 異方性導電フィルム - Google Patents

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WO2023100697A1
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resin layer
insulating resin
electronic component
conductive
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遥哲 芝
広和 増渕
忠与 小原
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デクセリアルズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual 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
    • H01R11/01—Individual 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling 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, a connection method and a connection structure using the anisotropic conductive film.
  • An anisotropic conductive film in which conductive particles are dispersed in an insulating resin layer, is widely used when mounting electronic components such as IC chips on wiring boards.
  • anisotropic conductive film refers to a film that can form an anisotropic conductive connection.
  • anisotropic conductive connection is a state in which, in connection between electronic components having a plurality of terminals, opposing terminals are electrically connected to each other, but adjacent terminals are not electrically connected to each other. connection.
  • indentations are used for product inspection of connected structures in which electronic components are connected using an anisotropic conductive film (Patent Document 2).
  • An indentation is a trace of the conductive particles formed on the electrode surface of the substrate when the conductive particles contained in the anisotropic conductive film are sandwiched and pressed between the bump and the electrode of the substrate.
  • the average particle diameter of the conductive particles contained in the anisotropic conductive film is 1 to 30 ⁇ m (Patent Document 1). Particles having an average particle diameter of 3 ⁇ m are commercially available.
  • the average particle size of the conductive particles is reduced to less than 2.8 ⁇ m even in the actual anisotropic conductive film, improving the ability to capture the conductive particles on the terminal. It is conceivable to suppress the occurrence of a short circuit by
  • An object of the present invention is to provide an anisotropic conductive film that is easily indented.
  • the present inventors found that the hardness of the conductive particles and the strength of the resin layer that holds the conductive particles in the anisotropic conductive film.
  • the thickness and the state of the conductive particles being pushed into the resin layer it was conceived that an indentation inspection in a connection structure in which electronic components were connected using an anisotropic conductive film would be facilitated, and the present invention was developed. completed.
  • the present invention provides an anisotropic conductive film having a conductive particle-containing layer in which conductive particles are held by an insulating resin layer,
  • the average particle size of the conductive particles is less than 2.8 ⁇ m
  • the 20% compression modulus of the conductive particles is 6000 N/mm 2 or more
  • the layer thickness of the insulating resin layer of the conductive particle-containing layer is 110% or less of the average particle diameter of the conductive particles
  • an anisotropic conductive film in which conductive particles are unevenly distributed on one of the front and back surfaces of an insulating resin layer.
  • the present invention also provides a method of manufacturing a connection structure that anisotropically conductively connects by pressing and curing the first electronic component and the second electronic component via the above-described anisotropic conductive film.
  • the present invention provides a connection structure in which the first electronic component and the second electronic component are anisotropically conductively connected by the anisotropic conductive film described above.
  • the conductive particles contained in the anisotropic conductive film of the present invention have a small average particle diameter of less than 2.8 ⁇ m, so they are suitable for fine-pitch connection. Furthermore, when electronic components are connected using this anisotropic conductive film, it becomes easy to observe indentations in the resulting connected structure. Therefore, the inspection time for indentations on fine-pitch products is shortened, and the inspection accuracy is improved.
  • the impressions that can be easily observed are only traces of conductive particles that are directly observed on the electrode surface of the substrate when connecting electrodes such as bumps and terminals of electronic parts such as IC chips and electrodes of the substrate. It also includes traces of conductive particles on electrodes observed through the substrate when the substrate is transparent, and traces of conductive particles observed on electrodes such as bumps and terminals of electronic parts.
  • the indentation in the present invention is a generic term for these indentations.
  • FIG. 1 is a plan view of an anisotropic conductive film of an example.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of an anisotropic conductive film of an example.
  • FIG. 2B is a partially enlarged view of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a variation of the cross-section of FIG. 2B.
  • This anisotropic conductive film 10 includes a conductive particle-containing layer 3 in which conductive particles 1 are held in an insulating resin layer 2, and an insulating resin having a lower minimum melt viscosity than the insulating resin forming the insulating resin layer 2. It has an adhesive layer 4 made of resin. In the present invention, the adhesive layer 4 is provided as required.
  • the average particle diameter of the conductive particles 1 is less than 2.8 ⁇ m, preferably 2.5 ⁇ m or less, more preferably 2.3 ⁇ m or less, in order to support fine-pitch anisotropic conductive connection.
  • the thickness is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 1.5 ⁇ m or more, and even more preferably 2.0 ⁇ m or more, from the viewpoints of increasing the accuracy of pressing the conductive particles 1 into the electrode and facilitating the appearance of indentations as much as possible. That is, the particle diameter of the conductive particles is compressed by about 20% by thermocompression bonding when the first electronic component and the second electronic component are anisotropically conductively connected using the anisotropic conductive film, and the amount of compression is the same as that of the conductive particles. When the particle size of is small, it becomes relatively small.
  • the average particle size of the conductive particles is preferably 2.0 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the conductive particles 1 in the anisotropic conductive film 10 can be obtained from a plane image or a cross-sectional image.
  • the average particle size may be obtained by measuring the particle size of 200 or more particles by microscopic observation.
  • the average particle size of the conductive particles as raw material particles of the anisotropic conductive film can be determined using a wet flow type particle size/shape analyzer FPIA-3000 (Malvern).
  • FPIA-3000 wet flow type particle size/shape analyzer
  • the diameter not including the fine particles is defined as the particle diameter.
  • the conductive particles 1 have a 20% compression modulus of 6000 N/mm 2 or more, preferably 9000 N/mm 2 or more and 12000 N/mm 2 or less.
  • the conductive particles 1 having a compression modulus of 20% and a particle diameter described above include metal particles such as nickel, cobalt, silver, copper, gold, and palladium, alloy particles such as solder, metal-coated resin particles, and insulating fine particles on the surface. can be appropriately selected from metal-coated resin particles to which is attached. Two or more types can also be used together.
  • the surface of the conductive particles 1 may be subjected to an insulating treatment by a known technique so as not to impair the conduction characteristics.
  • metal-coated resin particles are preferable because the repulsion of the resin particles after they are connected makes it easier to maintain contact with the terminals and stabilizes the conduction performance.
  • metal-coated resin particles have a strong tendency to weaken indentations as the particle diameter becomes smaller. The significance of the invention increases.
  • the thickness of the metal layer in the metal-coated resin particles is preferably 50 nm to 250 nm.
  • the conductive particles may have protrusions on the surface.
  • metal-coated resin particles those listed in JP-A-2016-89153 may be used.
  • the anisotropic conductive film 10 In order to ensure that one or more conductive particles are captured by each electrode when connecting the first electronic component and the second electronic component, and to facilitate inspection of indentations, the anisotropic conductive film 10 It is preferable that the conductive particles 1 are individually independent (95% or more in plan view), and that they are arranged regularly, that is, the arrangement in which the particle arrangement in the x direction and the y direction is periodically repeated.
  • lattice arrangements such as hexagonal lattices, rectangular lattices, orthorhombic lattices, square lattices, and other rectangular lattices can be used.
  • the lower limit of the number density can be 30 pieces/mm 2 or more, or 12000 pieces/mm 2 or more, or 150000 pieces/mm 2 or more
  • the upper limit of the number density can be, for example, 500000 pieces/mm 2 or less, or 350,000/mm 2 or less, or 300,000/mm 2 or less.
  • the insulating resin layer 2 forming the conductive particle-containing layer 3 is, like the insulating resin layer of the anisotropic conductive film described in Japanese Patent No. 6187665, a curable resin formed from a polymerizable compound and a polymerization initiator. It can be formed using a composition.
  • a thermal polymerization initiator may be used, a photopolymerization initiator may be used, or they may be used in combination.
  • a cationic polymerization initiator is used as the thermal polymerization initiator
  • an epoxy resin is used as the thermally polymerizable compound
  • a photoradical polymerization initiator is used as the photopolymerization initiator
  • an acrylate compound is used as the photopolymerizable compound.
  • a thermal anionic polymerization initiator may be used as the thermal polymerization initiator.
  • the thermal anionic polymerization initiator it is preferable to use a microcapsule-type latent curing agent comprising an imidazole-modified core and a surface of the core coated with polyurethane.
  • the insulating resin layer 2 forming the conductive particle-containing layer 3 preferably has a minimum melt viscosity of 3000 Pa s or more, more preferably 5000 to 15000 Pa s, and still more preferably 10000 to 15000 Pa s. do. As a result, it is possible to prevent the conductive particles, which should be sandwiched between the opposing electrodes during anisotropic conductive connection, from being washed away unnecessarily due to the resin flow.
  • the minimum melt viscosity is measured using a rotary rheometer (manufactured by TA instruments) as an example, with a temperature increase rate of 10° C./min, a measurement pressure of 5 g, and a measurement plate with a diameter of 8 mm. can ask.
  • the layer thickness of the insulating resin layer 2 forming the conductive particle-containing layer 3 is 110% or less of the average particle size of the conductive particles 1 . That is, if the conductive particles 1 having a high hardness are used, the thrust of the connecting tool cannot be efficiently transmitted to the conductive particles, and indentations may be difficult to form. On the other hand, by setting the layer thickness of the insulating resin layer 2 forming the conductive particle-containing layer 3 to 110% or less of the average particle size of the conductive particles 1, indentations are easily formed.
  • the conductive particles are applied to the first electronic component by relatively increasing the temperature and pressure during the overlapping process (component mounting process) or in the temporary pressure bonding process following the overlapping process, as described later. It is practically preferable because it is easy to bring it to the side (a state in which the thrust of the main crimping is easily transmitted).
  • the layer thickness of the insulating resin layer 2 is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, still more preferably 99% or more, and may be 100% or more of the average particle size of the conductive particles.
  • the resin forming the adhesive layer 4 is formed with a resin having a lower viscosity than the resin forming the insulating resin layer 2 . More specifically, the minimum melt viscosity in the range of 30 to 200° C. is lower than that of the resin forming the insulating resin layer 2, preferably 100 to 2000 Pa ⁇ s, more preferably 200 to 1000 Pa ⁇ s.
  • a resin composition having such a minimum melt viscosity can be obtained by adjusting the viscosity of the resin composition forming the insulating resin layer 2 described above.
  • the surface of the conductive particle-containing layer 3 on which the adhesive layer 4 is laminated is the side opposite to the surface on which the conductive particles 1 are unevenly distributed. It is preferable to use the surface. Therefore, when the conductive particle-containing layer 3 is formed by pressing the conductive particles 1 into the insulating resin layer 2, the adhesive layer 4 is the insulating resin layer on the side opposite to the surface where the conductive particles 1 are pressed. It is preferable to form it on the surface of 2.
  • the conductive particles 1 are preferably unevenly distributed on either the front or back side of the insulating resin layer 2 .
  • the surface of the insulating resin layer 2 on which the conductive particles 1 are unevenly distributed and the conductive particles 1 may be flush with each other, or the conductive particles 1 may protrude out of the surface.
  • the conductive particles may be present inside, or the conductive particles 1 may be exposed from the surface.
  • the surface of the insulating resin layer 2 on which the conductive particles 1 are unevenly distributed is the surface where the conductive particles 1 are pushed. Become. On the surface of the insulating resin layer 2 into which the conductive particles 1 are pushed, traces of the conductive particles 1 may be seen. This is substantially similar to that described in Japanese Patent No. 6187665.
  • the conductive particles 1 are unevenly distributed on one surface 2b of the insulating resin layer 2, the other surface 2t and the conductive particles 1 are flush with each other, or Insulating resin is preferably present between
  • the conductive particles 1 are exposed on the surface 2b, the conductive particles 1 are exposed on the straight line z in the film thickness direction passing through the center 1c of the conductive particles 1.
  • the distance Lb from the surface 2b to the end point 1b of the conductive particle 1 is smaller than the distance Lt from the opposite end point 1t on the straight line z of the conductive particle 1 to the other surface 2t of the insulating resin layer, that is, Lb ⁇ Lt is preferred.
  • the conductive particles 1 protrude from one surface 2b of the insulating resin layer 2 and are exposed as shown in FIG. , the distance Lb from the surface 2b to the exposed end point 1b of the conductive particle 1 on the straight line z in the film thickness direction passing through the center 1c of the conductive particle 1 is the opposite distance on the straight line z of the conductive particle 1 is smaller than the distance Lt from the side end point 1t to the other surface 2t of the insulating resin layer, and the relationship Lb ⁇ Lt is satisfied.
  • the distance Lt from the end point 1t of the conductive particles 1 to the surface 2t of the insulating resin layer is preferably less than 10% of the average particle diameter of the conductive particles 1, more preferably less than 5%, and 1%. More preferably less than. It may be 0%. Also, as shown in Table 3, which will be described later, the ratio of the distance Lt to the average particle diameter of the conductive particles at the time of connection can be made close to 0% by relatively increasing the temperature and pressure in the temporary pressure bonding step.
  • the method itself for producing the anisotropic conductive film of the present invention is not particularly limited. Then, an insulating resin layer formed on the release film is covered and pressure is applied to press the conductive particles into the insulating resin layer, thereby transferring the conductive particles to the insulating resin layer, or further the conductive particles.
  • An anisotropic conductive film is produced by laminating an adhesive layer formed of a low-viscosity resin thereon.
  • the insulating resin layer is covered thereon, the conductive particles are transferred from the transfer mold to the surface of the insulating resin layer, and the conductive particles on the insulating resin layer are insulated.
  • the transfer mold in addition to the one in which the concave portions are filled with conductive particles, the one in which a slightly adhesive agent is applied to the top surface of the convex portions so that the conductive particles adhere to the top surface may be used.
  • These transfer molds can be manufactured using known techniques such as machining, photolithography, and printing.
  • a method of arranging the conductive particles in a predetermined arrangement instead of using a transfer mold, a method of passing the conductive particles through through-holes provided in a predetermined arrangement, or the like may be used.
  • a connection structure is produced by mounting and hot pressing with a connection tool.
  • the electronic parts to be placed on the stage are second electronic parts such as IC chips, IC modules, FPCs, glass substrates, plastic substrates, rigid substrates, ceramic substrates, etc.
  • the electronic parts to be heated and pressed by the connection tool are FPCs, ICs.
  • a first electronic component such as a chip or an IC module is used. Any combination of the first electronic component and the second electronic component may be used as long as an indentation can be confirmed from any one of the electronic components.
  • the anisotropic conductive film is temporarily attached to the second electronic component such as various substrates (temporary attachment step), and the first electronic component such as an FPC or IC chip is combined with the anisotropic conductive film (overlapping bonding step), and a connection tool is used for thermocompression bonding to manufacture a connected structure (pressure curing step such as a thermocompression bonding step).
  • a connection tool is used for thermocompression bonding to manufacture a connected structure (pressure curing step such as a thermocompression bonding step).
  • Matching the first electronic component to the anisotropic conductive film to which the second electronic component is temporarily attached is so-called alignment, and the first electronic component is mounted on the second electronic component via the anisotropic conductive film. It is the process of
  • the first electronic component may be carried by the connection tool.
  • the connection tool may be used to perform temporary crimping, which will be described later, or the connection tool is once separated from the first electronic component (i.e., the pressure and heating of the first electronic component by the connection tool is temporarily stopped), and then again.
  • Temporary crimping may be performed with a tool.
  • connection structure can also be manufactured by temporarily attaching an anisotropic conductive film to the first electronic component instead of the second electronic component.
  • the crimping in the connection method is not limited to thermocompression bonding, and crimping using photocuring or crimping using both heat and light may be performed.
  • the present invention thus includes a connected structure in which a first electronic component and a second electronic component are anisotropically conductively connected via the anisotropic conductive film of the present invention, and a manufacturing method thereof.
  • a temporary pressure-bonding step may be provided in which pressure is applied with a pressure smaller than that in the pressure-hardening step. That is, the step of mounting the first electronic component on the second electronic component via the anisotropic conductive film (also referred to as the component mounting step) and the temporary press-bonding step may be performed at the same time. Alternatively, a temporary pressure-bonding process may be provided separately from the overlapping process (component mounting process).
  • the original curing process is also referred to as a final press-bonding process.
  • the temporary compression bonding process can be performed at a lower temperature and pressure than the final compression bonding process.
  • a resin having a relatively low minimum melt viscosity for example, a resin of an adhesive layer
  • a resin of an adhesive layer flows so as to fill the space between electrodes such as adjacent bumps, and the conductive particles and the electrodes are formed between the opposing electrodes. Insulating resin between is reduced. If the resin is allowed to flow into the space between the electrodes in advance before the pressurization and curing step (main crimping step) in this way, the pressing force of the connection tool can be easily transmitted to the conductive particles, making it easier to observe impressions on the electrodes. It becomes easier, and the inspection accuracy of the indentation is improved.
  • indentations to be detected individually are conductive due to relatively small particle diameters. This has the effect of avoiding phenomena that are difficult to detect individually due to insufficient pushing of particles or slight resin flow. In addition, it can also be said that the indentation is detected at a level that does not pose a problem in mass production, and is an improvement for making better conditions for mass production.
  • the conductive particles between the facing electrodes are formed from a resin having a relatively low melt viscosity. It becomes difficult to get caught in the flow of the particles, and an effect of suppressing unnecessary movement of the conductive particles can be expected. Furthermore, since the risk of misalignment of the conductive particles during crimping is suppressed in fine-pitch connection, dents are easily formed on the electrode, and the effect of the present invention that the inspection accuracy of dents is improved is easily obtained.
  • the temporary pressure bonding process is usually performed at a temperature of 60 to 80°C, a pressure of 0.5 to 2.0 MPa, and a pressing time of 1 to 2 seconds. This condition may vary depending on the connection target.
  • the anisotropic conductive film is a laminate of a conductive particle-containing layer and an adhesive layer
  • the space between the electrodes of the first electronic component or the second electronic component is replaced by the adhesive layer in the temporary pressure bonding step. It is preferable to determine the temperature, pressure, or time conditions of the temporary pressure bonding process so that the resin is filled, and for this reason, it is preferable to perform the temporary pressure bonding process at a high temperature and pressure higher than the conditions of the above-mentioned normal temporary pressure bonding process.
  • the temperature it is preferable to set the temperature to such a high temperature as to melt the adhesive layer and fill the space between the electrodes with the resin of the adhesive layer.
  • the temporary press-bonding step it is preferable to perform the temporary press-bonding step at a temperature of 70 to 90° C., a pressure of 0.5 to 6 MPa, and a pressing time of 0.5 to 1 second.
  • the temperature is too high or the pressing time is too long in the temporary press-bonding step, the indentation becomes rather weak, which is not preferable.
  • the melt viscosity is as low as the values given above.
  • the method of manufacturing a connection structure for electronic components of the present invention aims to improve the visibility of indentations even if the average particle size of the conductive particles is as small as less than 2.8 ⁇ m.
  • the indentation inspection influences the pass/fail judgment of the obtained connection structure. Improving the visibility of the indentation contributes to improving the inspection accuracy and shortening the inspection time in the manufacturing process of the connection structure, and thus can greatly contribute to industrial convenience. Therefore, the present invention includes a connection structure using the anisotropic conductive film of the present invention, and also includes a method of manufacturing a connection structure for performing an indentation inspection on this connection structure.
  • Examples 1 to 6 Reference Examples 1 and 2 (Preparation of anisotropic conductive film) Using the formulations shown in Table 1, an insulating resin layer-forming resin composition for forming an insulating resin layer and an adhesive layer-forming resin composition for forming an adhesive layer were prepared.
  • the minimum melt viscosity of the insulating resin layer was 3000 Pa ⁇ s or more, and the ratio of the minimum melt viscosity of the insulating resin layer to the minimum melt viscosity of the adhesive layer was 2 or more.
  • conductive particles metal-coated resin particles (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., product name: Micropearl) having a compression modulus of 20% and an average particle size shown in Table 2 are prepared, and the insulating resin layer described above is used.
  • the above-described conductive particles are added to the insulating resin layer having the layer thickness shown in Table 2 by the method described in Japanese Patent No. 6187665 ( They were pressed in at a number density of 12,000/mm 2 ).
  • Table 2 shows the state of the pressed surface of the conductive particles.
  • “exposed” indicates that the conductive particles were exposed from the insulating resin layer, and “marks” indicates that the conductive particles were not exposed but traces of the conductive particles were observed.
  • connection structure Using the anisotropic conductive film of each example and reference example, FPC for evaluation (20 ⁇ m pitch, Cu 8 ⁇ m thickness-Sn plating, 38 ⁇ m thickness S'perflex base material) and connection with glass substrate (Ti/Al wiring) did
  • the anisotropic conductive film was slit to a width of 1 mm, and the pressed surface of the conductive particles was attached to the glass substrate.
  • the FPC for evaluation is placed on top of it in alignment, and temporarily crimped with a heat tool (1 mm width) at a temperature of 70 ° C., a pressure of 1 Mpa, and a pressurization time of 1 second.
  • Teflon registered trademark
  • anisotropic conductive connection was performed under pressure bonding conditions of 170 ° C., 3.5 MPa, 6 seconds (tool speed 10 mm / sec, stage temperature 40 ° C.) to produce a connection structure. bottom.
  • the 20% compression elastic modulus of the conductive particles is 6000 N/mm 2 or more, and the layer thickness of the insulating resin layer of the conductive particle-containing layer is 110% or less of the average particle diameter of the conductive particles (Example 6 ), it is easy to observe the indentation, but if it exceeds this (Reference Example 2), it becomes difficult to observe the indentation.
  • Reference Examples 1 and 2 the indentations were not in a good state as compared with Examples.
  • the layer thickness of the insulating resin layer is too thin with respect to the particle diameter of the conductive particles (for example, the layer thickness is 1.1 ⁇ m), there is no problem with indentation, but the temporary attachment property deteriorates, so anisotropic conductive Not suitable for film.
  • Example 3 was repeated except that the temporary pressure bonding conditions (temperature, pressure, time) were changed as shown in Table 3, and (a) indentation evaluation, (b) conduction resistance, and (c) adhesive strength were evaluated as follows. evaluated. Table 3 shows the results. In addition, in Table 3, the temporary pressure-bonding conditions of Example 3 are described as Test Example 3.
  • the rate of indentation detection NG refers to the degree of indentation to the extent that there is concern that indentations cannot be detected using an ACF bonding inspection device V Series indentation (foreign matter) inspection/positional deviation inspection device (Showa Denki Kenkyusho Co., Ltd.).
  • A++ Good observation, indentation detection NG incidence rate of less than 5%
  • A+ Good observation, indentation detection NG incidence rate of 5% or more and less than 10%
  • C Indentation is weak, causing concerns about inspection accuracy (indentation inspection takes twice as long as B)
  • Adhesive strength The FPC for evaluation was cut to a width of 1 cm, pulled up from the glass substrate in a 90-degree direction at a speed of 50 mm/sec using a tensile tester (RTC1201, A&D), and peeled off. The applied force was defined as adhesive strength, and the adhesive strength was evaluated according to the following criteria.

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Abstract

異方性導電フィルムに含有させる導電粒子の平均粒子径が２．８μｍ未満であっても、異方性導電フィルムを用いて電子部品同士を接続した接続構造体において圧痕を出やすくする。本発明の異方性導電フィルム１０は、導電粒子１が絶縁性樹脂層２に保持されている導電粒子含有層３を有し、導電粒子１の平均粒子径が２．８μｍ未満であり、導電粒子１の２０％圧縮弾性率が６０００Ｎ／ｍｍ2以上であり、導電粒子含有層３の絶縁性樹脂層２の層厚が、導電粒子１の平均粒子径の１１０％以下であり、導電粒子１が絶縁性樹脂層２の表裏の一方の面側に偏在している。

Description

異方性導電フィルム
　本発明は、異方性導電フィルム、異方性導電フィルムを用いた接続方法及び接続構造体に関する。
　絶縁性樹脂層に導電粒子を分散させた異方性導電フィルムが、ＩＣチップ等の電子部品を配線基板等に実装する際に広く使用されている。
　ここで、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、異方性導電接続とは、複数の端子を備えた電子部品同士の接続において、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の接続をいう。
　異方性導電フィルムにおいては、電子部品の高密度実装に伴う端子のファインピッチ化により端子における導電粒子の捕捉性を高め、かつ隣り合う端子間のショートを回避することが強く求められる。このような要請に対し、異方性導電フィルムにおける導電粒子を特定の粒子配置にすることが提案されている（特許文献１）。
　一方、異方性導電フィルムを用いて電子部品同士を接続した接続構造体の製品検査に圧痕が用いられている（特許文献２）。圧痕は、異方性導電フィルムに含まれる導電粒子がバンプと基板の電極とに挟まれて押圧されることで基板の電極表面に形成される導電粒子の跡である。
特開２０２０－９５９２２ 特開２００５－２２７２１７
　従来、異方性導電フィルムに含有させる導電粒子の平均粒子径としては１～３０μｍとすることが知られており（特許文献１）、ファインピッチ用途の異方性導電フィルムの実製品として、導電粒子の平均粒子径を３μｍとしたものが市販されている。
　一層のファインピッチ化に対応できるようにするには、異方性導電フィルムの実製品においても導電粒子の平均粒子径を２．８μｍ未満に小さくすることで、端子における導電粒子の捕捉性を向上させ、ショートの発生を抑制することが考えられる。
　しかしながら、導電粒子の平均粒子径を小さくすると、量産などで連続して接続する時に導電粒子が電極を押し込む量が減り、圧痕が弱くなりやすくなる場合がある。特に導電粒子が金属被覆樹脂粒子の場合に圧痕の弱化が懸念される。圧痕が弱くなると、接続構造体の製品検査の難易度が上がり、製品の生産性の低下が懸念される。圧痕を強くするために、接続ツールの推力を大きくしようとしても、接続ツールの仕様の限界がある。また、接続ツールの推力を大きくすることで従前は良好であった接続状態を得られ無くなる場合もある。
　これに対し本発明は、異方性導電フィルムに含有させる導電粒子の平均粒子径を２．８μｍ未満とした場合においても製品の圧痕検査を容易に行え、圧痕検査の精度が向上するように、圧痕の出やすい異方性導電フィルムを提供することを課題とする。
　本発明者は、異方性導電フィルムに含有される導電粒子の平均粒子径を２．８μｍ未満とした場合においても、導電粒子の硬度、異方性導電フィルムにおいて導電粒子を保持する樹脂層の厚さ、樹脂層への導電粒子の押込状態を規定することにより、異方性導電フィルムを用いて電子部品同士を接続した接続構造体における圧痕検査が容易になることを想到し、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保持されている導電粒子含有層を有する異方性導電フィルムであって、
導電粒子の平均粒子径が２．８μｍ未満であり、
導電粒子の２０％圧縮弾性率が６０００Ｎ／ｍｍ2以上であり、
導電粒子含有層の絶縁性樹脂層の層厚が、導電粒子の平均粒子径の１１０％以下であり、
導電粒子が絶縁性樹脂層の表裏の一方の面側に偏在している
異方性導電フィルムを提供する。
　また本発明は、上述の異方性導電フィルムを介して第１電子部品と第２電子部品とを加
圧硬化させることにより異方性導電接続する接続構造体の製造方法を提供する。
　さらに本発明は、上述の異方性導電フィルムで第１電子部品と第２電子部品が異方性導電接続されている接続構造体を提供する。
　本発明の異方性導電フィルムが含有する導電粒子は平均粒子径が２．８μｍ未満と小さいのでファインピッチの接続に適している。さらに、この異方性導電フィルムを用いて電子部品同士を接続すると、それにより得られる接続構造体において圧痕の観察が容易となる。したがって、ファインピッチの製品の圧痕の検査時間が短縮され、検査精度が向上する。
　ここで、観察が容易になる圧痕とは、ＩＣチップ等の電子部品のバンプや端子等の電極と基板の電極とを接続する場合に、基板の電極表面に直接観察される導電粒子の跡だけでなく、基板が透明である場合に基板を透して観察される電極における導電粒子の跡や、電子部品のバンプや端子等の電極に観察される導電粒子の跡等も含む。以下、特に断らないかぎり、本発明において圧痕とはこれらの圧痕の総称の意味である。
図１は、実施例の異方性導電フィルムの平面図である。 図２Ａは、実施例の異方性導電フィルムの断面図である。 図２Ｂは、図２Ａの部分拡大図である。 図３は、図２Ｂの断面の変形態様である。
　以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。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基本構成）
　図１は、本発明の一実施例の異方性導電フィルム１０における導電粒子１の平面配置を表した平面図であり、図２ＡはそのＸ－Ｘ断面図であり、図２Ｂは図２Ａの領域Ａの拡大図である。
　この異方性導電フィルム１０は、導電粒子１が絶縁性樹脂層２に保持されている導電粒子含有層３と、絶縁性樹脂層２を形成する絶縁性樹脂よりも最低溶融粘度が低い絶縁性樹脂で形成された接着層４を有する。本発明において接着層４は必要に応じて設けられる。
［導電粒子］
（導電粒子の平均粒子径）
　本発明において導電粒子１の平均粒子径は、ファインピッチの異方性導電接続に対応するため２．８μｍ未満とし、好ましくは２．５μｍ以下、より好ましくは２．３μｍ以下とする。
　一方、導電粒子１の電極への押し込み精度を上げる点や圧痕を可能な限り出易くさせる点から１μｍ以上が好ましく、１．５μｍ以上がより好ましく、２．０μｍ以上がさらに好ましい。即ち、異方性導電フィルムを用いて第１電子部品と第２電子部品とを異方性導電接続するときの熱圧着により導電粒子の粒子径は２０％程度圧縮され、この圧縮量は導電粒子の粒子径が小さいと相対的に小さくなる。このため、導電粒子の粒子径が過度に小さいと圧縮量も過度に小さくなり、導電粒子が電極表面に接触する面積が小さくなることで圧痕が出にくくなる場合がある。特に導電粒子が金属被覆樹脂粒子の場合には圧縮量が過度に小さくない方が圧痕は出易くなるので、導電粒子の平均粒子径は２．０μｍ以上が好ましい。
　ここで、異方性導電フィルム１０における導電粒子１の平均粒子径は、平面画像又は断面画像から求めることができる。顕微鏡観察で２００個以上の粒子径を測定することにより平均粒子径を求めても良い。また、異方性導電フィルムの原料粒子としての導電粒子の平均粒子径は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。なお、導電粒子に絶縁性微粒子等の微粒子が付着している場合には、微粒子を含めない径を粒子径とする。
（導電粒子の圧縮弾性率）
　本発明の異方性導電フィルムにおいて、導電粒子１の２０％圧縮弾性率は６０００Ｎ／ｍｍ2以上とし、好ましくは９０００Ｎ／ｍｍ2以上１２０００Ｎ／ｍｍ2以下とする。このように高硬度の導電粒子を使用することにより、接続時に電極に対する導電粒子１の押込量が、導電粒子１の粒子径が小さいために少なくても電極に圧痕が残りやすくなる。
　２０％圧縮弾性率は、微小圧縮試験機（例えば、フィッシャー社製、フィッシャースコープＨ－１００）を用いて導電粒子に圧縮荷重を加えたときの導電粒子の圧縮変量を測定し、
２０％圧縮弾性率（Ｋ）(Ｎ／ｍｍ2 )=（３／２1/2）・Ｆ・Ｓ-3/2・Ｒ-1/2
により算出されるＫ値を使用することができる。
式中、
Ｆ：導電粒子が２０％圧縮変形したときの荷重値（Ｎ）
Ｓ：導電粒子が２０％圧縮変形したときの圧縮変位（ｍｍ）
Ｒ：導電粒子の半径（ｍｍ）
である。
（導電粒子の種類）
　上述の２０％圧縮弾性率と粒子径を有する導電粒子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、表面に絶縁性微粒子が付着している金属被覆樹脂粒子等から適宜選択して使用することができる。２種以上を併用することもできる。導電粒子１の表面には公知の技術によって、導通特性に支障をきたさない絶縁処理が施されていてもよい。
　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、従来、金属被覆樹脂粒子は、粒子径が小さくなると圧痕が弱化する傾向が強いが、本発明によれば圧痕が観察しやすくなるので金属被覆樹脂粒子を用いた異方性導電フィルムにおいて本発明の意義が高まる。
　金属被覆樹脂粒子における金属層の厚みは５０ｎｍ～２５０ｎｍが好ましい。また、導電粒子は、表面に突起が設けられたものであってもよい。金属被覆樹脂粒子の場合は、特開２０１６－８９１５３号公報に挙げられているものを使用してもよい。
（導電粒子の平面配置）
　第１電子部品と第２電子部品の接続時に、各電極で１個以上の導電粒子が確実に捕捉されるようにすると共に、圧痕の検査を容易にする点から、異方性導電フィルム１０において導電粒子１は個々に独立していること（平面視で９５％以上）が好ましく、さらに規則的に配列していること、即ち、ｘ方向及びｙ方向の粒子配置が周期的に繰り返される配置が好ましい。例えば、６方格子、長方格子、斜方格子、正方格子、その他の矩形格子等の格子配列を挙げることができる。また、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た配列としてもよい。
（導電粒子の個数密度）
　個数密度の上限および下限は、対象物により変更になるため特に制限はない。例えば、個数密度の下限については、３０個／ｍｍ2以上、又は１２０００個／ｍｍ2以上、又は１５００００個／ｍｍ2以上とすることができ、個数密度の上限については、例えば、５０００００個／ｍｍ2以下、又は３５００００個／ｍｍ2以下、又は３０００００個／ｍｍ2以下とすることができる。
［絶縁性樹脂層］
（絶縁性樹脂）
　導電粒子含有層３を形成する絶縁性樹脂層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。
（絶縁性樹脂の最低溶融粘度）
　導電粒子含有層３を形成する絶縁性樹脂層２は、最低溶融粘度が好ましくは３０００Ｐａ・ｓ以上、より好ましくは５０００～１５０００Ｐａ・ｓ、さらに好ましくは１００００～１５０００Ｐａ・ｓの高粘度の樹脂で形成する。これにより異方性導電接続時に対向する電極間で挟持されるべき導電粒子が樹脂流動により不用に流されてしまうことを防止できる。ここで、最低溶融粘度は、一例として回転式レオメータ（ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用い、昇温速度が１０℃／分、測定圧力を５ｇで一定に保持し、直径８ｍｍの測定プレートを使用して求めることができる。
（絶縁性樹脂層の層厚）
　導電粒子含有層３を形成する絶縁性樹脂層２の層厚は、導電粒子１の平均粒子径の１１０％以下とする。即ち、導電粒子１として高硬度のものを使用するだけでは接続ツールの推力が導電粒子に効率よく伝わらず、圧痕が形成されにくい場合がある。これに対して、導電粒子含有層３を形成する絶縁性樹脂層２の層厚を導電粒子１の平均粒子径の１１０％以下とすることにより、圧痕が形成されやすくなる。圧痕が形成され易くするため、後述するように重ね合わせ工程（部品搭載工程）時又は重ね合わせ工程に続く仮圧着工程で、温度や圧力を比較的高くすることで、導電粒子を第１電子部品側に寄せた状態（本圧着の推力が伝わり易い状態）とし易くなるため実用上好ましい。
　一方、絶縁性樹脂層２の層厚が薄すぎると絶縁性樹脂層２で導電粒子１が保持されにくくなり、導電粒子１の位置ずれによりショートが発生する虞が生じる。そこで、絶縁性樹脂層２の層厚は、導電粒子の平均粒子径の好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、さらに好ましくは９９％以上であり、１００％以上であってもよい。
［接着層］
　接着層４を形成する樹脂は、絶縁性樹脂層２を形成する樹脂よりも低粘度の樹脂で形成する。より具体的には、３０～２００℃の範囲の最低溶融粘度が絶縁性樹脂層２を形成する樹脂よりも低く、好ましくは１００～２０００Ｐａ・ｓ、より好ましくは２００～１０００Ｐａ・ｓである。
　接着層４を形成する樹脂を、絶縁性樹脂層２を形成する樹脂よりも低粘度とすることで、第１電子部品と第２電子部品との異方性導電接続時に、導電粒子の不用な樹脂流動を抑制し、かつ第１電子部品と第２電子部品との接着を良好に行うことができる。
　このような最低溶融粘度の樹脂組成物は、前述の絶縁性樹脂層２を形成する樹脂組成物において粘度を調整することにより得ることができる。
　導電粒子１が導電粒子含有層３の表裏のいずれか一方に偏在している場合、接着層４を積層する導電粒子含有層３の面は、導電粒子１が偏在している面と反対側の面とすることが好ましい。したがって、導電粒子含有層３が、絶縁性樹脂層２に導電粒子１を押し込むことにより形成されたものである場合に、接着層４は、導電粒子１の押込面と反対側の絶縁性樹脂層２の表面に形成することが好ましい。
［導電粒子含有層における導電粒子のフィルム厚方向の位置］
　導電粒子１の平均粒子径が絶縁性樹脂層２の層厚よりも小さい場合、導電粒子１は、絶縁性樹脂層２の表裏のいずれか一方の面側に偏在していることが好ましい。その場合、導電粒子１が偏在している方の絶縁性樹脂層２の表面と導電粒子１とは面一になっていてもよく、その表面外へ導電粒子１が突出していてもよく、表面内に導電粒子が存在していてもよく、表面から導電粒子１が露出していてもよい。なお、導電粒子含有層３を、絶縁性樹脂層２に導電粒子１を押し込むことにより形成する場合、導電粒子１が偏在する方の絶縁性樹脂層２の表面が、導電粒子１の押込面となる。導電粒子１を押し込んだ絶縁性樹脂層２の表面には、導電粒子１の押込み痕が見られることがある。これは、特許６１８７６６５号に記載されているものと略同様のものになる。
　図２Ａに示したように、導電粒子１が絶縁性樹脂層２の一方の面２ｂの方に偏在している場合に、他方の面２ｔと導電粒子１とは面一であるか、またはこれらの間に絶縁性樹脂が存在することが好ましい。この場合に、図２Ｂの拡大図に示すように、面２ｂで導電粒子１が露出しているとき、導電粒子１の中心１ｃを通るフィルム厚方向の直線ｚ上において、導電粒子１の露出している端点１ｂへの面２ｂからの距離Ｌｂは、導電粒子１の直線ｚ上の反対側の端点１ｔから絶縁性樹脂層の他方の面２ｔへの距離Ｌｔよりも小さいこと、即ち、Ｌｂ＜Ｌｔが好ましい。
　なお、対向する電極間で導電粒子を挟持する接続時に、一方（主に基板等の第２電子部品側）の電極に導電粒子が近い方が導電粒子を良好に挟持し、圧痕を見やすくすることができる。また、後述する表３に示すように仮圧着工程における温度や圧力を比較的高くすることでも、接続時に導電粒子の好ましい挟持状態を形成することができる。
　一方、導電粒子１の平均粒子径が絶縁性樹脂層２の層厚よりも小さい場合において、図３に示すように、導電粒子１が絶縁性樹脂層２の一方の面２ｂから突出し、露出しているとき、導電粒子１の中心１ｃを通るフィルム厚方向の直線ｚ上において、導電粒子１の露出している端点１ｂへの面２ｂからの距離Ｌｂは、導電粒子１の直線ｚ上の反対側の端点１ｔから絶縁性樹脂層の他方の面２ｔへの距離Ｌｔよりも小さく、Ｌｂ＜Ｌｔの関係が満たされる。
　導電粒子１の前記端点１ｔから絶縁性樹脂層の面２ｔへの距離Ｌｔは、導電粒子１の平均粒子径の１０％未満であることが好ましく、５％未満であることがより好ましく、１％未満であることがさらに好ましい。０％であってもよい。また、後述する表３に示すように仮圧着工程における温度や圧力を比較的高くすることでも、接続時における導電粒子の平均粒子径に対する距離Ｌｔの割合を０％に近づけることができる。
［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に低粘度樹脂で形成された接着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、転写型から絶縁性樹脂層の表面に導電粒子を転写させ、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、接続ツールで加熱押圧することにより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電子部品とし、接続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電子部品とする。第１電子部品と第２電子部品の組み合わせは、いずれかの電子部品から圧痕を確認できる組み合わせであればよい。
（仮貼り工程～重ね合わせ工程～加圧硬化工程）
　より詳細には、各種基板等の第２電子部品に異方性導電フィルムを仮貼りし（仮貼り工程）、その異方性導電フィルムにＦＰＣやＩＣチップ等の第１電子部品を合わせ（重ね合わせ工程）、接続ツールを用いて熱圧着することにより接続構造体を製造する（熱圧着工程等の加圧硬化工程）。第２電子部品を仮貼りした異方性導電フィルムに第１電子部品を合わせるとは、所謂アライメントのことであり、第１電子部品を、異方性導電フィルムを介して第２電子部品に搭載する工程のことである。
　第１電子部品は接続ツールにより搬送されてもよい。搬送後、接続ツールでそのまま後述する仮圧着を行ってもよく、あるいは一度第１電子部品から接続ツールを離間させ（即ち、接続ツールによる第１電子部品の加圧と加熱を一旦止め）、改めてツールで仮圧着を行ってもよい。
　なお、第２電子部品ではなく、第１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、接続方法における圧着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。本発明は、このように本発明の異方性導電フィルムを介して第１電子部品と第２電子部品が異方性導電接続された接続構造体や、その製造方法を包含する。
（仮圧着工程）
　重ね合わせ工程と同時、もしくは重ね合わせ工程と加圧硬化工程との間には、必要に応じて、異方性導電フィルムを介して重ね合わせた第１電子部品と第２電子部品とを、加圧硬化工程における加圧力より小さい加圧力で加圧する仮圧着工程を設けても良い。即ち、第１電子部品を、異方性導電フィルムを介して第２電子部品に搭載する重ね合わせ工程（部品搭載工程ともいう）と仮圧着工程とを同時に行ってもよい。もしくは重ね合わせ工程（部品搭載工程）とは別に仮圧着工程を設けても良い。なお、仮圧着工程に対して、本来の硬化工程を本圧着工程ともいう。本圧着工程が熱圧着により行われる場合、仮圧着工程は、本圧着工程よりも低温かつ低圧で行うことができる。
　仮圧着工程により、比較的最低溶融粘度の低い樹脂（例えば、接着層の樹脂）は、隣接するバンプ等の電極間スペースを充填するように流動し、対向する電極間において導電粒子と電極との間の絶縁性樹脂が低減する。このように加圧硬化工程（本圧着工程）の前に予め電極間スペースへ樹脂を流動させておくと、接続ツールの押圧力が導電粒子に伝わり易くなることで、電極での圧痕の観察がさらに容易になり、圧痕の検査精度が向上する。本発明は、特に異方性導電フィルムにおいて導電粒子が規則配列をして個々に独立して存在する場合に、個別に検知されるべき圧痕が、粒子径が比較的小さくなることに起因した導電粒子の押込み不足や軽微な樹脂流動などの影響で、個別に検出され難くなる現象を回避できるという効果を発揮する。また、量産上問題がないレベルで圧痕が検出されるものを、量産にあたってより良好な条件とするための改良である、とも言い換えることができる。
　また、導電粒子を含有する絶縁性樹脂層の層厚が導電粒子に対して同等以上の場合に、仮圧着工程を設けると、対向する電極間にある導電粒子が、比較的溶融粘度の低い樹脂の流動に巻き込まれ難くなり、不用な導電粒子の移動が抑制される効果も期待できる。さらに、ファインピッチの接続において導電粒子の圧着時のズレのリスクが抑えられることでも、電極に圧痕が形成されやすくなり、圧痕の検査精度が向上するという本発明の効果を得られ易くなる。
　仮圧着工程は、通常、温度６０～８０℃、圧力０．５～２．０Ｍｐａ、加圧時間１～２秒で行われる。この条件は、接続対象物によって変動することもある。これに対し、本発明では異方性導電フィルムが、導電粒子含有層と接着層とが積層したものである場合、仮圧着工程において第１電子部品又は第２電子部品の電極間スペースを接着層の樹脂が充填するように仮圧着工程の温度、圧力又は時間の条件を定めることが好ましく、そのために上述の通常の仮圧着工程の条件以上の高温高圧で行うことが好ましい。特に接着層が溶融する程度の高温とし、接着層の樹脂を電極間スペースに充填することが好ましい。例えば、温度７０～９０℃、圧力０．５～６Ｍｐａ、加圧時間０．５～１秒で仮圧着工程を行うことが好ましい。一方、仮圧着工程において温度が高すぎたり、加圧時間が長すぎたりすると、かえって圧痕が弱くなるので好ましくない。
　また、本圧着工程において導電粒子含有層を構成する絶縁性樹脂層の樹脂流動をできる限り抑えるため、異方性導電フィルムが、導電粒子含有層と接着層とが積層したものである場合には、仮圧着工程における、導電粒子含有層を構成する絶縁性樹脂の最低溶融粘度と接着層を構成する樹脂の最低溶融粘度との差を大きくすることが好ましく、そのために、接着層の樹脂の最低溶融粘度を前述の数値のように低くすることが好ましい。
　本発明の電子部品の接続構造体の製造方法では、導電粒子の平均粒子径が２．８μｍ未満と小さくとも圧痕の視認性を良好にすることを目指している。圧痕検査は、得られた接続構造体の良否判定に影響を及ぼす。圧痕の視認性が良好になることは、接続構造体の製造過程における検査精度の向上や検査時間の短縮に寄与するので、産業上の利便性に大きく貢献できる。したがって、本発明は、本発明の異方性導電フィルムを用いた接続構造体を包含し、この接続構造体に対して圧痕検査をする接続構造体の製造方法も包含する。
　以下、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。
実施例１～６、参考例１、２
（異方性導電フィルムの作製）
　表１に示した配合で、絶縁性樹脂層を形成する絶縁性樹脂層形成用樹脂組成物、及び接着層を形成する接着層形成用樹脂組成物を調製した。絶縁性樹脂層の最低溶融粘度は３０００Ｐａ・ｓ以上であり、この絶縁性樹脂層の最低溶融粘度と接着層の最低溶融粘度の比は２以上であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　一方、導電粒子として、表２の２０％圧縮弾性率と平均粒子径を有する金属被覆樹脂粒子（積水化学工業株式会社製、製品名：ミクロパール）を用意し、これと上述の絶縁性樹脂層形成用樹脂組成物及び接着層形成用樹脂組成物を用いて、特許第６１８７６６５号公報に記載の方法により、表２に示す層厚を有する絶縁性樹脂層に、上述の導電粒子を六方格子（個数密度１２，０００個／ｍｍ2）の配置で押し込んだ。そして、その押し込み面と反対側の絶縁性樹脂層に、予め形成した厚さ８μｍの接着層を、温度６０℃、圧力０．２ＭＰａでラミネートすることにより積層した。
　導電粒子の押し込み面の状態を表２に示す。表２において、「露出」は絶縁性樹脂層から導電粒子が露出していたことを表し、「痕」は露出はしていないが、導電粒子の押し込み跡が観察されたことを表している。
（接続構造体の作製）
　各実施例及び参考例の異方性導電フィルムを用いて、評価用ＦＰＣ（２０μｍピッチ、Ｃｕ８μｍ厚―Ｓｎめっき、３８μｍ厚Ｓ’ｐｅｒｆｌｅｘ基材）と、ガラス基板（Ｔｉ／Ａｌ配線）との接続を行なった。
　この場合、異方性導電フィルムを１ｍｍ幅にスリットして、導電粒子の押し込み面をガラス基板に貼り付けた。その上に評価用ＦＰＣをアライメントして載置し、ヒートツール（１ｍｍ幅）で温度７０℃、圧力１Ｍｐａ、加圧時間１秒で仮圧着し、次にヒートツール（１ｍｍ幅）で緩衝材（厚み１００μｍのテフロン（登録商標））を用いて、圧着条件１７０℃、３．５ＭＰａ、６秒間（ツールスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、ステージ温度４０℃）で異方性導電接続を行い、接続構造体を作製した。
(a)圧痕評価
　圧痕を金属顕微鏡により観察し、次の基準で評価した。結果を表２に示す。
　評価Ａ：良好に観察できる
　評価Ｂ：実用上問題なく観察できる（圧痕検査にＡよりも時間がかかるが、Ａの１．５倍以内の時間で終了する）
　評価Ｃ：圧痕が弱く、検査精度に懸念が生じる（圧痕検査にＢの２倍以上の時間がかかる）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(b)その他の評価
　(i)接続構造体の導通抵抗を測定する導通試験、(ii)温度８５℃、湿度８５％ＲＨの恒温槽に５００時間おいた後の導通抵抗を測定する信頼性試験、(iii)バンプ間１００個におけるショート数を数えるショート確認試験を行った。実施例も参考例も全てにおいて、実用上問題はない結果が得られた。
　以上の結果から、導電粒子として２０％圧縮弾性率が６０００Ｎ／ｍｍ2以上であり、導電粒子含有層の絶縁性樹脂層の層厚が、導電粒子の平均粒子径の１１０％以下（実施例６）であると圧痕の観察が容易であるが、これを超えると（参考例２）圧痕が観察しづらくなることがわかる。参考例１、２は、実施例と比較して圧痕が良好な状態ではなかった。
　なお、導電粒子の粒子径に対して絶縁性樹脂層の層厚が薄すぎる場合（例えば、層厚１．１μｍ）、圧痕に問題はないが、仮貼り性が悪化するので、異方性導電フィルムとしては好ましくない。
　試験例１～１０
　表３に示すように仮圧着条件（温度、圧力、時間）を変化させる以外は実施例３を繰り返し、(a)圧痕評価、(b)導通抵抗、及び(c)接着強度を次のように評価した。結果を表３に示す。なお、表３には、実施例３の仮圧着条件を試験例３として記載した。
(a)圧痕評価
　上述の実施例と同様に金属顕微鏡により観察して評価すると共に、圧痕検出ＮＧ発生率を求め、次の基準で評価した。ここで、圧痕検出ＮＧ発生率とは、ＡＣＦ接合検査装置 Ｖ Ｓｅｒｉｅｓ圧痕（異物）検査／位置ずれ検査装置（株式会社昭和電気研究所）を使用すると圧痕を検出できないことが懸念される程度に圧痕が弱く、かつ接続状態は実用上問題ないが、評価用ＦＰＣの一つの配線における導電粒子の捕捉数が１０個以下の配線を圧痕検出ＮＧ配線とした場合の、圧痕検出ＮＧ配線の全配線に対する発生率（％）をいう。なお、１枚の評価用ＦＰＣには１０００配線が存在し、圧痕検出ＮＧ発生率は５枚の評価用ＦＰＣについて検査した。
　Ａ＋＋：良好に観察でき、圧痕検出ＮＧ発生率が５％未満
　Ａ＋　：良好に観察でき、圧痕検出ＮＧ発生率が５％以上１０％未満
　Ａ　　：良好に観察でき、圧痕検出ＮＧ発生率が１０％以上２０％未満
　Ａ－　：良好に観察でき、圧痕検出ＮＧ発生率が２０％以上
　Ｂ　　：実用上問題なく観察できる（圧痕検査にＡよりも時間がかかるが、Ａの１．５倍以内の時間で終了する）
　Ｃ　　：圧痕が弱く、検査精度に懸念が生じる（圧痕検査にＢの２倍以上の時間がかかる）
(b)導通抵抗
　デジタルマルチメータ（品番：デジタルマルチメータ７５５５、横河電機株式会社製）を用いて４端子法にて電流１ｍＡを流したときの抵抗値を測定し、その抵抗値を次の基準で評価した。
　Ａ：２Ω未満
　Ｂ：２Ω以上５Ω未満
　Ｃ：５Ω以上
(c)接着強度
　評価用ＦＰＣを幅１ｃｍに切り、引張試験機（ＲＴＣ１２０１、エー・アンド・デイ社）を用いて、ガラス基板から５０ｍｍ／秒の速度で９０度方向に引き上げ、引き剥がしに要した力を接着強度とし、その接着強度を次の基準で評価した。
　Ａ：６Ｎ／ｃｍ以上
　Ｂ：３Ｎ／ｃｍ以上６Ｎ／ｃｍ未満
　Ｃ：３Ｎ／ｃｍ未満













































Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３から、仮圧着工程の温度、圧力、時間を変えることにより、電気的接続状態は問題のない接続構造体について、圧痕の見え方を改善できることがわかる。
　１　導電粒子
　２　絶縁性樹脂層
　３　導電粒子含有層
　４　接着層
１０　異方性導電フィルム

Claims (9)

  1. 　導電粒子が絶縁性樹脂層に保持されている導電粒子含有層を有する異方性導電フィルムであって、
    導電粒子の平均粒子径が２．８μｍ未満であり、
    導電粒子の２０％圧縮弾性率が６０００Ｎ／ｍｍ2以上であり、
    導電粒子含有層の絶縁性樹脂層の層厚が、導電粒子の平均粒子径の１１０％以下であり、
    導電粒子が絶縁性樹脂層の表裏の一方の面側に偏在している
    異方性導電フィルム。
  2. 　導電粒子が偏在している絶縁性樹脂層の表裏の一方の面において、導電粒子が絶縁性樹脂層から露出している請求項１記載の異方性導電フィルム。
  3. 　導電粒子の中心を通るフィルム厚方向の直線上において、絶縁性樹脂層から露出している導電粒子の端点への、導電粒子が露出している絶縁性樹脂層の面からの距離をＬｂとし、
    前記直線上の導電粒子の反対側の端点から、絶縁性樹脂層の他方の面への距離をＬｔとした場合に、Ｌｂ＜Ｌｔである
    請求項２記載の異方性導電フィルム。
  4. 　導電粒子が金属被覆樹脂粒子である請求項１記載の異方性導電フィルム。
  5. 　請求項１～４のいずれかに記載の異方性導電フィルムを介して第１電子部品と第２電子部品とを加圧硬化させることにより異方性導電接続する接続構造体の製造方法。
  6. 　異方性導電フィルムを介して重ね合わせた第１電子部品と第２電子部品とを、熱圧着する加熱硬化工程の前に、加熱硬化工程よりも低い圧力で加圧する仮圧着工程を設ける請求項５記載の接続構造体の製造方法。
  7. 　異方性導電フィルムが、導電粒子含有層を構成する絶縁性樹脂層に接着層を積層したものである場合に、接着層が第１電子部品又は第２電子部品の電極間スペースを充填するように仮圧着工程の温度、圧力又は時間を定める請求項６記載の製造方法。
  8. 　加熱硬化工程の後に圧痕検査を行う請求項６記載の製造方法。
  9. 　請求項１～４のいずれかに記載の異方性導電フィルムで第１電子部品と第２電子部品が異方性導電接続されている接続構造体。
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JP2020095941A (ja) * 2018-10-03 2020-06-18 デクセリアルズ株式会社 異方性導電フィルム、接続構造体、接続構造体の製造方法

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