JP2012015544A - 接続構造体の製造方法及び接続構造体並びに接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ショートの発生を抑制し、良好な導通状態を実現する接続方法及び接続構造体並びに接続構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板１の接続面１１には、導電性粒子の移動方向を制御するガイド面部１３１，１３２を備えた誘導板１３が形成されている。誘導板１３は、隣接する配線電極１２間領域を介して対峙する領域の一方に立設される。ガイド面部１３１，１３２は、誘導板１３の立設方向と直交する側面方向が配線電極１２を向く。熱加圧によって異方性導電フィルムを介してガラス基板１とＩＣチップとを圧着接続し、配線電極１２とバンプとを異方性導電接続させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品と基板とが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法、及び該製造方法によって製造されてなる接続構造体、並びに接続方法に関する。

従来より、基板に電子部品を接続する際には、絶縁性接着剤（樹脂）組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤が用いられている。電子部品と基板との間に異方性導電接着剤を配置して熱加圧すると、異方性導電接着剤中の導電性粒子は、電子部品の端子電極と基板の配線電極との間に挟持されて押し潰される。その結果、電子部品の端子電極と基板の配線電極とは、導電性粒子を介して電気的に接続される。端子電極と配線電極との間にない導電性粒子は、絶縁性接着剤組成物中に分散されており、電気的に絶縁した状態を維持している。すなわち、端子電極と配線電極との間のみで電気的導通が図られることになる。

電子部品と基板とが接続されてなる接続構造体において、絶縁抵抗値及び導通抵抗値を安定化させるために、異方性導電接着剤として、例えばガラス転移温度の異なる２層構造の異方性導電フィルム（接着フィルム）を用いる方法がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載されている２層構造の異方性導電フィルムは、絶縁性接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる導電性粒子含有層（第一の接着剤層）と、導電性粒子を含有せずに絶縁性接着剤組成物のみからなる絶縁性接着剤層（第二の接着剤層）とが積層されてなり、第一の接着剤層のガラス転移温度が第二の接着剤層のガラス転移温度よりも高いことが記載されている。

特許文献１に記載の２層構造の異方性導電フィルムを基板と電子部品との間に介在させて熱加圧すると、第二の接着剤層が溶融して基板の配線電極と電子部品の端子との間から排除される。一方、第二の接着剤層よりもガラス転移温度が高い第一の接着剤層は、依然として配線電極と端子電極との間に残る。すなわち、第一の接着剤層に分散された導電性粒子が配線電極と端子電極との間にしっかりと挟持されて固定されている。これにより、配線電極と端子電極との間の粒子捕捉率を高めることができる。また、隣接する配線電極間、隣接する端子電極間の何れにも導電性粒子が流れ込まないので、隣接する配線電極間、隣接する端子電極間の何れにおいても導電性粒子によるショート（短絡）を発生させることはない。そのため、接続構造体において、絶縁信頼性及び導通信頼性を高めることができる。

特開２００９−２９９１４号公報

ところで、近年、電気装置の小型化及び高性能化に伴い、電子部品の端子電極や基板の配線電極のファインピッチ化が促進されている。配線電極がファインピッチに形成されている基板の接続面と、端子電極がファインピッチに形成されている電子部品の接続面とをこのような２層構造の異方性導電フィルムを介して接続する場合、良好な導通抵抗値を得るためには、導電性粒子含有層中の導電性粒子を増加させる必要がある。

しかしながら、このようなファインピッチ接続において、多数の導電性粒子を含有する異方性導電フィルムを用いると、得られる接続構造体の隣接する配線電極間及び隣接する端子電極間において、導電性粒子同士が凝集し、ショートを発生させるおそれがある。例えば、電子部品の端子電極と基板の配線電極との間に挟持されて潰され横方向に広がった導電性粒子によって、隣接する端子電極間の領域に存在する導電性粒子に横方向の応力が掛かり、これにより、導電性粒子が凝集してショートを発生させてしまう。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、基板のファインピッチに形成された配線電極間及び端子電極間におけるショートの発生を抑制し、これにより、良好な絶縁信頼性を得るとともに、良好な導通信頼性を得ることが可能な接続構造体の製造方法、及びこの製造方法によって製造されてなる接続構造体、並びに接続方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明の接続構造体の製造方法は、絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介して基板の複数の配線電極が並列されている接続面と、電子部品の複数の端子電極が並列されている接続面とが接続されてなる接続構造体の製造方法において、基板の接続面及び電子部品の接続面の少なくとも一方には、導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設され、誘導板は、配線電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方、及び／又は、端子電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に立設され、ガイド面部は、誘導板の立設方向と直交する側面方向が配線電極又は端子電極を向き、熱加圧によって、異方性導電接着剤を介して基板の接続面と電子部品の接続面とを圧着接続し、配線電極と端子電極とを異方性導電接続させる。

また、上述した課題を解決するために、本発明の接続構造体は、絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介して基板の複数の配線電極が並列されている接続面と、電子部品の複数の端子電極が並列されている接続面とが接続されてなる接続構造体において、基板の接続面及び電子部品の接続面の少なくとも一方には、導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設され、誘導板は、配線電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方、及び／又は、端子電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に立設され、ガイド面部は、誘導板の立設方向と直交する側面方向が配線電極又は端子電極を向き、熱加圧によって、異方性導電接着剤を介して基板の接続面と電子部品の接続面とが圧着接続され、配線電極と端子電極とが異方性導電接続されてなる。

また、上述した課題を解決するために、本発明の接続方法は、絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介して基板の複数の配線電極が並列されている接続面と、電子部品の複数の端子電極が並列されている接続面とを接続する接続方法において、基板の接続面及び電子部品の接続面の少なくとも一方には、導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設され、誘導板は、配線電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方、及び／又は、端子電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に立設され、ガイド面部は、誘導板の立設方向と直交する側面方向が配線電極又は端子電極を向き、熱加圧によって、異方性導電接着剤を介して基板の接続面と電子部品の接続面とを圧着接続し、配線電極と端子電極とを異方性導電接続させる。

本発明によれば、熱加圧時、流動する異方性導電接着剤中において、導電性粒子は、誘導板のガイド面に沿って配線電極の方向に移動する。これにより、基板の隣接する配線電極間及び電子部品の隣接する端子電極間に入り込む導電性粒子の数を低減させることができる。その結果、隣接する配線電極間及び隣接する端子電極間において導電性粒子が凝集することが防止され、ショートの発生が抑制されることから、接続構造体において良好な絶縁信頼性を得ることができる。そして、誘導板を通じて導電性粒子を配線電極上に効率良く集められることから、配線電極と端子電極との間における粒子捕捉率を向上させることができ、結果的に良好な導通信頼性を得ることができる。

ガラス基板の接続面を表す平面図である。 ＩＣチップの接続面を表す平面図である。 ２層構造の異方性導電フィルムの短手方向（幅方向）の模式断面図である。 誘導板の形状の例を示す図である。 誘導板の形状の例を示す図である。 異方性導電フィルムの配置後の構造体の模式断面図である。 異方性導電フィルムの仮貼り後の構造体の模式断面図である。 ＩＣチップの配置後の構造体の模式断面図である。 接続処理後の構造体の模式断面図である。

以下、本発明の具体的な実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本実施の形態は、絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子を含有してなる異方性導電フィルムを介してガラス基板とＩＣチップとを圧着接続し、ガラス基板の配線電極とＩＣチップの端子電極であるバンプとが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法、この接続構造体及び接続方法に適用するものである。

ガラス基板の複数の配線電極が並列されている接続面とＩＣチップの複数のバンプが並列されている接続面の少なくとも一方には、導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設されている。熱加圧によって接着剤組成物が流動する際、導電性粒子は、誘導板のガイド面部に沿って効率的に配線電極方向に向けて移動する。これにより、ガラス基板の隣接する配線電極間及びＩＣチップの隣接するバンプ間に入り込む導電性粒子の数を低減させることができる。その結果、隣接する配線電極間及び隣接する端子電極間において導電性粒子が凝集することが防止され、ショートの発生が抑制されることから、接続構造体において良好な絶縁信頼性を得ることができる。また、誘導板を通じて導電性粒子を配線電極上に効率良く集めることができることから、配線電極と端子電極との間における粒子捕捉率を向上させることができ、結果的に良好な導通信頼性を得ることができる。

なお、以下では、ガラス基板の接続面及びＩＣチップの接続面の両方に誘導板が形成されている場合について説明する。

図１は、本実施の形態の接続構造体の製造方法で用いるガラス基板１の接続面１１を表す平面図である。ガラス基板１は、例えばアルカリガラス基板、ガラス製のＬＣＤ基板（ＬＣＤパネル）、ガラス製のＰＤＰ基板（ＰＤＰパネル）、ガラス製の有機ＥＬ基板（有機ＥＬパネル）等のガラス基板である。

ガラス基板１の接続面１１には、複数の配線電極１２がファインピッチに形成されている。そして、隣接する配線電極１２間の領域１４を介して対峙する領域の一方には、誘導板１３が立設されている。図１に示すように、ガラス基板１の平面視において、接続面１１上の誘導板１３は、導電性粒子の移動をガイドするガイド面部１３１，１３２を備え、このガイド面部１３１，１３２により、Ｖ字状を形成している。ガイド面部１３１，１３２は、誘導板１３の立設方向と直交する側面方向が配線電極１２を向いている。なお、誘導板１３は、配線電極１２間の領域１４を介して対峙する領域の両方に立設されるようにしてもよい。

図２は、本実施の形態の接続構造体の製造方法で用いるＩＣチップ２の接続面２１を表す平面図である。ＩＣチップ２の接続面２１には、ガラス基板１の配線電極１２の配線パターンに応じてバンプ２２が形成されている。そして、隣接するバンプ２２間の領域２４を介して対峙する領域の一方には、誘導板２３が立設されている。図２に示すように、ＩＣチップ２の平面視において、接続面２１上の誘導板２３は、導電性粒子の移動をガイドするガイド面部２３１，２３２を備え、このガイド面部２３１，２３２により、Ｖ字状を構成している。ガイド面部２３１，２３２は、誘導板１３の立設方向と直交する側面方向がバンプ２２を向いている。誘導板２３は、ガラス基板１とＩＣチップ２とを接続した際に誘導板１３の直上方向に位置するようにＩＣチップ２の接続面２１上に立設されている。なお、誘導板２３は、隣接するバンプ２２間の領域２４を介して対峙する領域の両方に立設されるようにしてもよい。

図３は、本実施の形態の接続構造体の製造方法で用いる異方性導電フィルム３０の短手方向（幅方向）の模式断面図である。異方性導電フィルム３０は、絶縁性の接着剤組成物３１ａに導電性粒子３１ｂが分散された導電性粒子含有層３１と、絶縁性の接着剤組成物３２ａのみからなる絶縁性接着剤層３２とが積層された２層構造のフィルムである。なお、異方性導電フィルムとしては、これに限定されず、例えば導電性粒子含有層のみからなる１層構造であってもよく、導電性粒子含有層と絶縁性接着剤層とが交互に積層された３層以上の構造であってもよい。

本実施の形態では、ガラス基板１の接続面１１とＩＣチップ２の接続面２１とを、熱加圧により、異方性導電フィルム３０を介して圧着接続する。これにより、配線電極１２とバンプ２２とが接続され、誘導板１３と誘導板２３とが重なり合う。誘導板１３，２３によって、隣接する配線電極１２間及び隣接するバンプ２２間に入り込む導電性粒子３１ｂの数が減少し、配線電極１２上に集められる導電性粒子３１ｂの数が増加する。

誘導板１３，２３を構成する材料は、特に限定されず、例えば有機樹脂、ガラス、絶縁性セラミック等を挙げることができる。有機樹脂は、例えばアクリルポリマー、アモルファスフルオロポリマー、エポキシ樹脂、ポリイミド等を挙げることができる。

なお、誘導板の形状は、上述のＶ字状に限定されない。誘導板は、誘導板の立設方向と直交する側面方向が配線電極１２（バンプ２２）を向くガイド面部を有する構成であれば何れの形状であってもよい。例えば図４に示すように、粒子を遮蔽する遮蔽部１３３と、ガイド面部１３４，１３５とを備えたコの字状の誘導板１３’や、図５に示すように、ガイド面部１３６を備えたＵの字状の誘導板１３’’等を挙げることができる。

誘導板１３，２３の形状を上述のＶ字状にすることにより、熱加圧によって異方性導電フィルムの接着剤組成物が流動する際、導電性粒子３１ｂは、配線電極１２側、バンプ２２側によりスムーズに流れる。このため、誘導板１３，２３の形状は、上述のＶ字状であることが最も好ましい。

誘導板１３，２３の立設方法としては、例えば次の方法を挙げることができる。なお、簡略化のため、誘導板１３を立設する場合について説明するが、誘導板２３についても、誘導板１３の立設方法と同様の方法でＩＣチップ２の接続面２１に対して立設することができる。誘導板１３の構成材料を加工してガイド面部１３１，１３２を備えたＶ字状の構造体を作製する。そして、作製したＶ字状の構造体をガラス基板１の接続面１１における、並列する複数の配線電極１２間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に配置し、その配置した位置で、Ｖ字状の構造体の底面を接続面１１に接着剤等で接続固定させる。これにより、ガラス基板１の接続面１１に誘導板１３を立設する。

誘導板１３の立設方向と直交するガイド面部１３１の側面方向先端部１３１ａ、ガイド面部１３２の側面方向先端部１３２ａそれぞれから配線電極１２までの最短距離Ｌ_１（図１）、誘導板２３の立設方向と直交するガイド面部２３１の側面方向先端部２３１ａ、ガイド面部２３２の側面方向先端部２３２ａそれぞれからバンプ２２までの最短距離Ｌ_２（図２）は、導電性粒子３１ｂの平均粒径の１．０〜３．０倍であることが好ましい。

なお、導電性粒子３１ｂ平均粒径は、コールターカウンター（シスメックス株式会社製、粒度分布測定器）によって測定し、この値を平均粒径とした。

１．０倍未満であると、誘導板１３のガイド面部１３１の側面方向先端部１３１ａと配線電極１２との間、ガイド面部１３２の側面方向先端部１３２ａと配線電極１２との間、誘導板２３のガイド面部２３１の側面方向先端部２３１ａとバンプ２２との間、ガイド面部２３２の側面方向先端部２３２ａとバンプ２２との間の隙間に導電性粒子３１ｂがせき止められて凝集してしまい、導電性粒子３１ｂがスムーズに配線電極１２側及びバンプ２２側に流れなくなるおそれがある。一方、３．０倍よりも大きいと、隣接する配線電極１２間及び隣接するバンプ２２間に入り込む導電性粒子３１ｂが多くなり、入り込んだ導電性粒子３１ｂ同士が凝集し合うため、ショートが発生するおそれがある。

特に、１．０倍とすることにより、これらの隙間において導電性粒子３１ｂがせき止められることがなく、僅かな数の導電性粒子３１ｂがこれらの隙間を通過するだけである。これにより、導電性粒子３１ｂの凝集によるショート発生を抑制して良好な絶縁信頼性を得ることができる。そして、多数の導電性粒子３１ｂが配線電極上に集められ、これにより、配線電極１２とバンプ２２との間において高い粒子捕捉率を得ることができる。その結果、多数の導電性粒子３１ｂが潰れ、良好な導通信頼性を得ることができる。

なお、図４に示す誘導板１３’の立設方向と直交するガイド面部１３４の側面方向先端部１３３ａ、ガイド面部１３５の側面方向先端部１３５ａそれぞれから配線電極１２までの最短距離Ｌ_３、図５に示す誘導板１３’’の立設方向と直交するガイド面部１３６の側面方向先端部１３６ａ，１３６ｂそれぞれから配線電極１２までの最短距離Ｌ_４についても、これと同様に、導電性粒子３１ｂの平均粒径の１．０〜３．０倍であることが好ましい。

ガラス基板１における誘導板１３の高さは、２層構造の異方性導電フィルム３０における導電性粒子含有層３１の厚さと略同一であることが好ましい。これにより、多くの導電性粒子３１ｂが誘導板１３の立設方向と直交するガイド面部１３１，１３２の側面方向に沿って移動し、導電性粒子３１ｂを配線電極１２上に効率的に集めることができる。なお、導電性粒子含有層のみからなる１層構造の異方性導電フィルムを用いる場合、誘導板１３の高さは、１層構造の異方性導電フィルムの厚さと略同一又は１層構造の異方性導電フィルムの厚さよりもやや小さいことが好ましい。また、ＩＣチップ２１における誘導板２３の高さは、バンプ２２の高さと略同一又はバンプ２２の高さよりもやや低いことが好ましい。誘導板１３の高さが高すぎると、配線電極１２とバンプ２２との接続に不具合が生じるおそれがある。一方、誘導板１３の高さが低すぎると、導電性粒子３１ｂを効率的に配線電極１２上に集めることができず、配線電極１２とバンプ２２との間における粒子捕捉率を高めることができない。

誘導板１３，２３の高さを異方性導電フィルムやバンプ２２の高さに対してこのように設定することで、導電性粒子３１ｂを配線基板１２上に十分に集めることができ、高い粒子捕捉率を得ることができる。これとともに、配線電極１２とバンプ２２とを良好な状態で接続することができる。そして、多数の導電性粒子３１ｂがバンプ２２と配線電極１２との間にしっかりと狭持されて十分に潰れ、良好な導通信頼性を維持することができる。

ここで、異方性導電フィルム３０の材料について説明する。異方性導電フィルム３０において、導電性粒子含有層３１の絶縁性の接着剤組成物３１ａは、例えば膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダ成分からなる。

膜形成樹脂としては、平均分子量が１００００〜８００００程度の樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂、変形エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の各種の樹脂が挙げられる。中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好ましい。

熱硬化性樹脂としては、常温で流動性を有していれば特に限定されず、例えば市販のエポキシ樹脂が挙げられる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは単独でも、２種以上の組み合わせであってもよい。

潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型等の各種硬化剤が挙げられる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、熱、光、加圧等の用途に応じて選択される各種のトリガにより活性化し、反応を開始する。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶及び溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法等が存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミド等や、これらの変性物があり、これらは単独でも、２種以上の混合体であってもよい。中でも、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好適である。

シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系等を挙げることができる。シランカップリング剤を添加することにより、有機材料と無機材料との界面における接着性が向上される。

導電性粒子３１ｂとしては、例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラスやセラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。なお、導電性粒子３１ｂは、粒子全体が導電性材料のみで形成されていてもよい。

絶縁性接着剤層３２を構成する絶縁性の接着剤組成物３２ａは、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する通常のバインダ成分からなり、導電性粒子含有層３１の絶縁性の接着剤組成物３１ａと同様の材料で構成することができる。

なお、接着剤組成物３２ａの最低溶融粘度が接着剤組成物３１ａの最低溶融粘度よりも低くなるように接着剤組成物３１ａ，３２ａを構成することが可能である。これにより、熱加圧時、導電性粒子３１ｂが接着剤組成物３１ａからこれよりも溶融粘度の低い接着剤組成物３２ａに速やかに移動して接着剤組成物３２ａ内に拡散される。このため、隣接する配線電極１２間、隣接するバンプ２２間においてより高い絶縁信頼性を得ることができる。

接着剤組成物３１ａ，３２ａは、このように膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する場合に限定されず、通常の異方性導電フィルムの接着剤組成物として用いられる何れの材料から構成されるようにしてもよい。

異方性導電フィルム３０は、最上層の表面及び最下層の表面の一方又は両方に剥離フィルムを設けるようにしてもよい。

剥離フィルムは、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）等にシリコーン等の剥離剤を塗布してなり、異方性導電フィルム３０の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム３０の形状を維持する。

異方性導電フィルム３０は、何れの方法で作製するようにしてもよいが、例えば以下の方法によって作製することができる。膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、潜在性硬化剤、シランカップリング剤等を含有する絶縁性の接着剤組成物３２ａを調整する。調整した接着剤組成物３２ａをバーコーター、塗布装置等を用いて第１の剥離フィルム上に塗布し、オーブン等によって乾燥させて絶縁性接着剤層３２を得る。

また、絶縁性の接着剤組成物３１ａに、導電性粒子３１ｂを分散させて導電性接着剤組成物を調整する。調整した導電性接着剤組成物をバーコーター、塗布装置等を用いて第２の剥離フィルムに塗布し、オーブン等によって乾燥させて導電性粒子含有層３１を得る。絶縁性接着剤層３２の一方の表面と導電性粒子含有層３１の一方の表面とをラミネーター等を用いて貼り合わせて、２層の異方性導電フィルム３０を得る。

次に、本実施の形態の接続構造体の製造方法、接続構造体及び接続方法について詳細に説明する。先ず、図６に示すように、基板支持台４１上に載置されたガラス基板１の接続面１１上に、導電性粒子含有層３１を接続面１１と対峙させるようにして異方性導電フィルム３０を配置する。そして、図７に示すように、仮貼り装置である加圧ボンダー４２の支持部４３に接続されたヘッド部４４を加熱し、加熱したヘッド部４４の加圧面４４ａを絶縁性接着剤層３２上面に軽く押し当てて低圧で加圧する。このヘッド部４４による熱加圧によって、絶縁性の接着剤組成物３１ａ，３２ａが流動するが硬化しない程度の低温で熱加圧する。これにより、ガラス基板１上に異方性導電フィルム３０を仮貼りする（仮貼工程）。このように、仮貼工程では、導電性粒子含有層３１の絶縁性の接着剤組成物３１ａが流動するが硬化しない程度の低温及び低圧で熱加圧を行い、導電性粒子含有層３１とガラス基板１側とを対峙させて異方性導電フィルム３０を仮貼りする。

仮貼工程での加圧圧力は、例えば０．５ＭＰａ〜２ＭＰａのうちの所定の値とすることができる。また、加熱温度は、例えば温度６０〜１００℃のうちの所定の値とすることができる。また、仮貼工程での熱加圧時間は、例えば１〜３秒（sec）のうちの所定の時間とすることができる。

なお、仮貼工程で異方性導電フィルム３０を仮貼りした後、異方性導電フィルム３０の位置合わせ状態を確認し、位置ずれ等の不具合が生じている場合には、この仮貼工程の後に、異方性導電フィルム３０を剥離して再度異方性導電フィルム３０を正しい位置で仮貼りするリペア処理を行うようにしてもよい（リペア工程）。

次いで、図８に示すように、バンプ２２と配線電極１２とを対峙させるようにしてＩＣチップ２を異方性導電フィルム３０上に配置する（配置工程）。

その後、ガラス基板１とＩＣチップ２とを接続する。具体的に、図９に示すように、接続装置である加圧ボンダー５１の支持部５２に接続されたヘッド部５３を加熱し、この加熱したヘッド部５３の加圧面５３ａをＩＣチップ２の上面に押し当ててガラス基板１とＩＣチップ２とを圧着接続させる（接続工程）。

接続工程でのヘッド部５３による加圧圧力は、例えば５ＭＰａ〜１００ＭＰａのうちの所定の値とすることができる。また、ヘッド部５３の加熱温度は、異方性導電フィルム３０の絶縁性の接着剤組成物３１ａ，３２ａが硬化する温度、例えば１５０〜２２０℃のうちの所定の値とすることができる。また、接続工程での熱加圧時間は、例えば５〜２０秒のうちの所定の時間とすることができる。

接続工程では、このような条件で熱加圧を行うことにより、異方性導電フィルム３０の絶縁性の接着剤組成物３１ａ，３２ａを溶融させて配線電極１２とバンプ２２との間に導電性粒子３１ｂを挟持させ、接着剤組成物３１ａ，３２ａを硬化させる。これにより、ガラス基板１とＩＣチップ２とを電気的及び機械的に接続する。

本実施の形態では、熱加圧時、導電性粒子３１ｂは、流動性を有する接着剤組成物３１ａ，３２ａ中において誘導板１３の立設方向と直交するガイド面部１３１，１３２の側面に沿って移動する。その結果、隣接する配線電極１２間及び隣接するバンプ２２間に多数の導電性粒子３１ｂが入り込むことがないため、ショートの発生が抑制されて良好な絶縁信頼性を得ることができる。そして、導電性粒子３１ｂは、溶融して流動する接着剤組成物３１ａ，３２ａ内を誘導板１３のガイド面部１３１，１３２の側面方向に沿って移動することから、配線電極１２上に十分に集められて高い粒子捕捉率を得ることができる。そして、多数の導電性粒子３１ｂがバンプ２２と配線電極１２との間にしっかりと狭持されて十分に潰れることにより、良好な導通信頼性を維持することができる。

以上、本実施の形態について説明したが、本発明が前述の実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上述の実施の形態では、異方性導電接着部材として、フィルム成形されてなる異方性導電フィルムを用いたが、これに限定されず、例えば、絶縁性接着剤組成物に導電性粒子が分散された導電性接着剤ペースト、或いは、導電性接着剤ペーストと絶縁性接着剤ペーストとからなり、これらを重ねて塗布するようにして使用するペースト状の異方性導電接着部材を用いるようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、本発明をＣＯＧ（Chip On Glass）に適用する場合について説明したが、本発明は、ＦＯＧ（Film On Glass）、ＦＯＢ（Film On Board）等の他の実装方法にも適用できる。

また、上述の実施の形態では、基板としてガラス基板を用いる場合について説明したが、リジット基板、フレキシブル基板等の他の基板であってもよい。また、上述の実施の形態では、電子部品としてＩＣチップを用いる場合について説明したが、フレキシブルプリント基板等の配線材やコンデンサ等であってもよい。

以下、本発明の具体的な実施例について実験結果を基に説明する。

＜実施例１＞
以下の導電性粒子含有層と絶縁性接着剤層とが積層された２層構造の異方性導電フィルムを作製した。

（導電性粒子含有層）
ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名ＹＰ５０、新日鐵化学社製）３０質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（商品名ＥＰ８２８、三菱化学社製）３０質量部、イミダゾール系潜在性硬化剤（商品名ＰＨＸ３９４１ＨＰ、旭化成株式会社製）４０質量部、エポキシ系シランカップリング剤（商品名Ａ−１８７、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ株式会社製）１質量部、粒子径３．２５μｍの導電性粒子（商品名ミクロパールＡＵ、積水化学工業社製）３５質量部にトルエンを加え固形分５０％の組成物を調整した。調整した組成物を剥離基材上に塗布し、オーブンで加熱することにより乾燥させ、厚み８μｍの導電性粒子含有層を作製した。

（絶縁性接着剤層）
ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名ＹＰ５０、新日鐵化学社製）２５質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（商品名ＥＰ８２８、三菱化学社製）３５質量部、イミダゾール系潜在性硬化剤（商品名ＰＨＸ３９４１ＨＰ、旭化成株式会社製）４０質量部、エポキシ系シランカップリング剤（商品名Ａ−１８７、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ株式会社製）１質量部にトルエンを加え固形分５０％の組成物を調整した。調整した組成物を剥離基材上に塗布し、オーブンで加熱することにより乾燥させ、厚み１２μｍの絶縁性接着剤層を調整した。

このように調整した導電性粒子含有層と絶縁性接着剤層とをラミネートすることにより、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。

接続面に複数の配線電極がファインピッチに形成されているガラス基板を用意した。このガラス基板の接続面上に形成された配線電極間の領域を介して対峙する領域の一方に高さ１５μｍ、２つのガイド面部によりＶ字形状を形成するＤＨＭ（ディーエイチ・マテリアル）株式会社製、エクスドーマ（スチレン型ビニルエステル樹脂）の誘導板を立設させた。誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極までの最短距離（図１の距離Ｌ_１に相当）は、導電性粒子の平均粒径と同じ長さ（粒子径の１．０倍）とした。

このガラス基板を基板支持台上に載置した。基板支持台に載置されたガラス基板の接続面上に、導電性粒子含有層を接続面と対峙させるようにして異方性導電フィルムを配置した。そして、仮貼り装置である加圧ボンダー（ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社製）の支持部に接続されたヘッド部を８０℃に加熱し、この加熱したヘッド部の加圧面を絶縁性接着剤層の上面に押し当てて１ＭＰａで２秒間加圧した。この熱加圧により、ガラス基板上に異方性導電フィルムを仮貼りした。

ガラス基板の配線電極のパターンに対応したパターンで高さ１５μｍのバンプが接続面に形成されているＩＣチップを用意した。このＩＣチップの接続面上に形成された配線電極間の領域を介して対峙する領域の一方に高さ１５μｍ、Ｖ字形状であるＤＨＭ（ディーエイチ・マテリアル）株式会社製、エクスドーマ（スチレン型ビニルエステル樹脂）の誘導板を立設させた。

ＩＣチップに立設された誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極までの最短距離をガラス基板に立設された誘導板のガイド面部の側面方向先端部からバンプまでの最短距離と同一（図２の距離Ｌ_２に相当）、すなわち、導電性粒子の粒子径と同じ長さ（粒子径の１．０倍）とした。このようなＩＣチップをバンプと配線電極とを対峙させて異方性導電フィルム上に配置した。

その後、接続装置である加圧ボンダーの支持部に接続された、２００℃に加熱したヘッド部の加圧面をＩＣチップの上面に６０ＭＰａで５秒間押し当ててガラス基板とＩＣチップとを圧着接続させた。

このような熱加圧によって異方性導電フィルムを硬化させ、ＩＣチップとガラス基板とを接続した。その後、圧力を解放して接続構造体を得た。

＜実施例２＞
ガラス基板に形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極までの最短距離、及び、ＩＣチップに形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部からバンプまでの最短距離を導電性粒子の粒子径の１．５倍とした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例３＞
ガラス基板に形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極までの最短距離、及び、ＩＣチップに形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部からバンプまでの最短距離を導電性粒子の粒子径の２．０倍とした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例４＞
ガラス基板に形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極までの最短距離、及び、ＩＣチップに形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部からバンプまでの最短距離を導電性粒子の粒子径の３．０倍とした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例５＞
導電性粒子として平均粒径が２．２５μｍのものを用いた以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例６＞
導電性粒子として平均粒径が３．７５μｍのものを用いた以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例７＞
誘導板の高さを１８μｍとした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例８＞
誘導板の高さを８μｍとした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜実施例９＞
誘導板の高さを６μｍとした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜比較例１＞
ガラス基板に誘導板を形成しない以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

＜比較例２＞
ガラス基板に形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極までの最短距離、及び、ＩＣチップに形成された誘導板のガイド面部の側面方向先端部からバンプまでの最短距離を導電性粒子の粒子径の０．５倍とした以外は、実施例１と同様にして接続構造体を得た。

［粒子捕捉率評価試験］
実施例１〜９、比較例１、２の各接続構造体について、接続前にガラス基板の配線電極上にある導電性粒子の数（接続前粒子数）を次の式（１）により算出した。
接続前粒子数＝導電性粒子含有層における導電性粒子の粒子（面）密度（個／ｍｍ^２）×端子の面積（ｍｍ^２） ・・（１）

また、接続後に配線電極上にある導電性粒子の数（接続後粒子数）を金属顕微鏡にてカウントすることにより測定した。そして、次の式（２）により、導電性粒子の粒子捕捉率を算出した。
粒子捕捉率＝（接続後粒子数／接続前粒子数）×１００ ・・（２）

実施例１〜９、比較例１、２の各接続構造体について、粒子捕捉率が２０％未満を×、粒子捕捉率が２０％以上２５％未満を△、２５％以上３５％未満を○、３５％以上を◎として評価した。評価結果を［表１］に示す。

［導通信頼性（８５℃、８５％ＲＨ、５００Ｈｒ後）評価試験］
実施例１〜５、比較例１〜３の各接続構造体を８５℃、湿度８５％の環境下で５００時間放置した。この放置後の各接続構造体について、バンプと配線電極との接続部を含む抵抗値が１０Ω未満であるものを◎、１０Ω以上５０Ω未満であるものを○、５０Ω以上１０Ω未満であるものを△、１００Ω以上であるものを×として評価した。評価結果を［表１］に示す。

［絶縁信頼性評価試験］
実施例１〜５、比較例１〜３の各種接続構造体について３０Ｖの電圧を印加し（２端子法）絶縁抵抗を測定し、製造直後の接続構造体の隣接した配線電極間（１０μｍスペースの部分）のショートの発生数をカウントした。１つの接続構造体につき、測定総数４０サンプルとしたとき、次の評価基準により絶縁信頼性を評価した。すなわち、評価基準は、２０個以上を×、５個以上２０個未満を△、１個以上５個未満を○、１個未満を◎とした。評価結果を［表１］に示す。

各評価試験の評価結果を［表１］に示す。

実施例１では、粒子捕捉率、導通信頼性及び絶縁信頼性の全てにおいて、最も良好な結果を得ることができた。実施例１では、誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極（バンプ）までの最短距離を導電性粒子の粒子径の１．０倍とし、誘導板の高さを１５μｍとしたことにより、多数の導電性粒子が誘導板の側面に沿って配線電極側に流れたと考えられる。

その結果、実施例１では、隣接する配線電極間及び隣接するバンプ間に入り込む導電性粒子の数が減少してショートの発生を抑制して良好な絶縁信頼性が得られた。これとともに、配線電極上に集められる導電性粒子の数が増加したことで配線電極とバンプとの間において高い粒子捕捉率を得ることができたと考えられる。そして、バンプと配線電極との間において、多数の導電性粒子が潰れたことから、良好な導通信頼性が得られたと考えられる。

実施例１〜４の結果から、ガラス基板、ＩＣチップにおいて、誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極（バンプ）までの最短距離を導電性粒子の平均粒径に近づける程、誘導板のガイド面部と配線電極（バンプ）との間に入らずに配線電極上に集められる導電性粒子の数が増えることから、粒子捕捉率、導通信頼性及び絶縁信頼性が良好となったと考えられる。

実施例１、５、６の結果から、ガラス基板、ＩＣチップにおいて、誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極（バンプ）までの最短距離を導電性粒子の平均粒径と同じ大きさ（導電性粒子の１．０倍）とした場合、導電性粒子の平均粒径を３．２５μｍとした実施例１において絶縁信頼性が最も良好となることがわかる。

実施例１、７〜９の結果から、誘導板の高さを８〜１５μｍとした場合、粒子捕捉率が最も良好となることがわかる。実施例７では、誘導板の高さが高すぎたため、実施例９では、誘導板の高さが低すぎたため、導電性粒子を効率的に配線電極上に集めることができず、粒子捕捉率がやや低下したと考えられる。

比較例１の結果から、ガラス基板、ＩＣチップの何れにも誘導板を設けない場合、隣接する配線電極間及び隣接するバンプ間に多数の導電性粒子が入り込み、それによりショートが発生して絶縁信頼性が不良となった。それに伴い、配線電極上に集められる導電性粒子の数が少ないことから、粒子捕捉率が悪化し、結果的に、良好な導通信頼性が得られなかったと考えられる。

比較例２の結果から、ガラス基板、ＩＣチップにおいて、誘導板のガイド面部の側面方向先端部から配線電極（バンプ）までの最短距離を導電性粒子の平均粒径の０．５倍とした場合、誘導板と配線電極、誘導板とバンプとの間に導電性粒子が詰まることから、配線電極上の粒子捕捉率、導通信頼性が悪化したと考えられる。また、この導電性粒子の詰まりによって、隣接する配線電極間及び隣接するバンプ間においてショートが発生し、これにより絶縁信頼性がやや悪化したと考えられる。

１ ガラス基板、２ ＩＣチップ、１１，２１ 接続面、１２ 配線電極、１３，２３ 誘導板、２２ バンプ、３０ 異方性導電フィルム

Claims (6)

1. 絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介して基板の複数の配線電極が並列されている接続面と、電子部品の複数の端子電極が並列されている接続面とが接続されてなる接続構造体の製造方法において、
   前記基板の接続面及び前記電子部品の接続面の少なくとも一方には、前記導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設され、
   前記誘導板は、前記配線電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方、及び／又は、前記端子電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に立設され、
   前記ガイド面部は、前記誘導板の立設方向と直交する側面方向が前記配線電極又は前記端子電極を向き、
   熱加圧によって、前記異方性導電接着剤を介して前記基板の接続面と前記電子部品の接続面とを圧着接続し、前記配線電極と前記端子電極とを異方性導電接続させる接続構造体の製造方法。
2. 前記誘導板は、前記基板の接続面及び前記電子部品の接続面に形成されている請求項１記載の接続構造体の製造方法。
3. 前記基板のガイド面部の側面方向先端部から前記配線電極までの最短距離、前記電子部品のガイド面部の側面方向先端部から前記端子電極までの最短距離は、何れも前記導電性粒子の粒子径の１．０〜３．０倍である請求項１又は２記載の接続構造体の製造方法。
4. 前記基板の平面視における該基板の接続面に形成された誘導板の形状、前記電子部品の平面視における該電子部品の接続面に形成された誘導板の形状は、何れも前記ガイド面部によりＶ字状を構成する請求項１乃至３の何れか１項記載の接続構造体の製造方法。
5. 絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介して基板の複数の配線電極が並列されている接続面と、電子部品の複数の端子電極が並列されている接続面とが接続されてなる接続構造体において、
   前記基板の接続面及び前記電子部品の接続面の少なくとも一方には、前記導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設され、
   前記誘導板は、前記配線電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方、及び／又は、前記端子電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に立設され、
   前記ガイド面部は、前記誘導板の立設方向と直交する側面方向が前記配線電極又は前記端子電極を向き、
   熱加圧によって、前記異方性導電接着剤を介して前記基板の接続面と前記電子部品の接続面とが圧着接続され、前記配線電極と前記端子電極とが異方性導電接続されてなる接続構造体。
6. 絶縁性の接着剤組成物に導電性粒子が分散されてなる異方性導電接着剤を介して基板の複数の配線電極が並列されている接続面と、電子部品の複数の端子電極が並列されている接続面とを接続する接続方法において、
   前記基板の接続面及び前記電子部品の接続面の少なくとも一方には、前記導電性粒子の移動をガイドするガイド面部を備えた誘導板が立設され、
   前記誘導板は、前記配線電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方、及び／又は、前記端子電極間の領域を介して対峙する領域の少なくとも一方に立設され、
   前記ガイド面部は、前記誘導板の立設方向と直交する側面方向が前記配線電極又は前記端子電極を向き、
   熱加圧によって、前記異方性導電接着剤を介して前記基板の接続面と前記電子部品の接続面とを圧着接続し、前記配線電極と前記端子電極とを異方性導電接続させる接続方法。

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