JP2019140413A - 接続体、接続体の製造方法、接続方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下では、本発明が適用された接続体として、液晶表示パネルのガラス基板に、電子部品として液晶駆動用のICチップを実装する場合を例に説明する。この液晶表示パネル10は、図1に示すように、ガラス基板等からなる二枚の透明基板11,12が対向配置され、これら透明基板11,12が枠状のシール13によって互いに貼り合わされている。そして、液晶表示パネル10は、透明基板11,12によって囲繞された空間内に液晶14が封入されることによりパネル表示部15が形成されている。
電極端子19は、例えば、実装面18aの一方の側縁に沿って入力バンプが一列で配列され、一方の側縁と対向する他方の側縁に沿って出力バンプが複数列で千鳥状に配列されている。電極端子19と、透明基板12のCOG実装部20に設けられている端子部17aとは、それぞれ同数かつ同ピッチで形成され、透明基板12と液晶駆動用IC18とが位置合わせされて接続されることにより、接続される。
次いで、異方性導電フィルム1について説明する。異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)1は、図3に示すように、通常、基材となる剥離フィルム2上に導電性粒子4を含有するバインダー樹脂層(接着剤層)3が形成されたものである。異方性導電フィルム1は、熱硬化型あるいは紫外線等の光硬化型の接着剤であり、液晶表示パネル10の透明基板12に形成された透明電極17上に貼着されるとともに液晶駆動用IC18が搭載され、熱圧着ヘッド33により熱加圧されることにより流動化して導電性粒子4が相対向する透明電極17の端子部17aと液晶駆動用IC18の電極端子19との間で押し潰され、加熱あるいは紫外線照射により、導電性粒子が押し潰された状態で硬化する。これにより、異方性導電フィルム1は、透明基板12と液晶駆動用IC18とを接続し、導通させることができる。
導電性粒子4としては、異方性導電フィルム1において使用されている公知の何れの導電性粒子を挙げることができる。導電性粒子4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、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が挙げられる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものである場合、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。
異方性導電フィルム1は、導電性粒子4が平面視において所定の配列パターンで規則的に配列され、例えば図4に示すように、格子状かつ均等に配列される。平面視において規則的に配列されることにより、異方性導電フィルム1は、導電性粒子4がランダムに分散されている場合に比して、液晶駆動用IC18の隣接する電極端子19間がファインピッチ化し端子間面積が狭小化するとともに、導電性粒子4が高密度に充填されていても、液晶駆動用IC18の接続工程において、導電性粒子4の凝集体による電極端子19間のショートを防止することができる。
また、異方性導電フィルム1は、ファインピッチ化された電極端子19及び端子部17aとの間に確実に挟持されるため、バインダー樹脂層に高密度に充填され、好ましくは個数密度が10000〜60000個/mm2とされている。粒子個数密度が10000個/mm2よりも少ないとファインピッチ化された電極端子19及び端子部17aとの間における粒子捕捉数が減少し、導通抵抗が上がってしまう。また、粒子個数密度が60000個/mm2よりも多いと狭小化された電極端子19間のスペースにある導電性粒子が連なってしまい、隣接する電極端子19間をショートさせるおそれがある。
次いで、透明基板12に液晶駆動用IC18を接続する接続工程について説明する。先ず、透明基板12の端子部17aが形成されたCOG実装部20上に異方性導電フィルム1を仮貼りする。次いで、この透明基板12を接続装置のステージ上に載置し、透明基板12の実装部上に異方性導電フィルム1を介して液晶駆動用IC18を配置する。
ここで、本発明においては、導電性粒子4の粒子径が、上述した液晶駆動用IC18の電極端子19の高さの1/2以下とする。これにより、ファインピッチ化された電極端子19間において導電性粒子4が連なることによる端子間ショートを防止することができる。
評価用ICの接続に用いる異方性導電フィルムのバインダー樹脂層は、フェノキシ樹脂(商品名:YP50、新日鐵化学社製)60質量部、エポキシ樹脂(商品名:jER828、三菱化学社製)40質量部、カチオン系硬化剤(商品名:SI‐60L、三新化学工業社製)2質量部を溶剤に加えたバインダー樹脂組成物を調整し、このバインダー樹脂組成物を剥離フィルム上に塗布、焼成することにより形成した。
評価素子として、外形;1.5mm×13mm、厚み0.5mm、バンプ(Au‐plated)面積;25μ×140μm、バンプ間スペース;7.5μmの評価用ICを用いた。
評価用ICが接続される評価用ガラス基板として、外形;30mm×50mm、厚み0.5mm、評価用ICのバンプと同サイズ同ピッチの櫛歯状の電極パターンが形成されたITOパターングラスを用いた。
実施例1では、導電性粒子がバインダー樹脂層に規則配列された異方性導電フィルムを用いた。実施例1で用いた異方性導電フィルムは、延伸可能なシート上に粘着剤を塗布し、その上に導電性粒子4を単層配列した後、当該シートを所望の延伸倍率で延伸させた状態で、バインダー樹脂層をラミネートすることにより製造した。使用した導電性粒子(商品名:AUL704、積水化学工業社製)は粒子径4μmで、粒子個数密度は16000個/mm2である。
実施例2では、評価用ICのバンプ高さが12μmで、バンプ間スペースの断面積は90μm2(12μm×7.5μm)とした他は、実施例1と同じ条件とした。
実施例3では、評価用ICのバンプ高さが8μmで、バンプ間スペースの断面積は60μm2(8μm×7.5μm)とした他は、実施例1と同じ条件とした。
実施例4では、粒子径5μmの導電性粒子(商品名:AUL705、積水化学工業社製)を用いて、実施例1と同じ製法により異方性導電フィルムを得た。粒子個数密度は16000個/mm2である。
実施例5では、実施例1と同じ導電性粒子を用いて、実施例1と同じ製法により、異方性導電フィルムを得た。粒子個数密度は10000個/mm2とした。
実施例6では、粒子径3μmの導電性粒子(商品名:AUL703、積水化学工業社製)を用いて、実施例1と同じ製法により異方性導電フィルムを得た。粒子個数密度は60000個/mm2である。
比較例1では、バインダー樹脂組成物に導電性粒子を加えて調整し、剥離フィルム上に塗布、焼成することにより、バインダー樹脂層に導電性粒子がランダムに分散されている異方性導電フィルムを用いた。使用した導電性粒子(商品名:AUL704、積水化学工業社製)は粒子径4μmで、粒子個数密度は16000個/mm2である。
比較例2では、評価用ICのバンプ高さが8μmで、バンプ間スペースの断面積は60μm2(8μm×7.5μm)とした他は、比較例1と同じ条件とした。
比較例3では、粒子径5μmの導電性粒子(商品名:AUL705、積水化学工業社製)を用いて、実施例1と同じ製法により異方性導電フィルムを得た。粒子個数密度は16000個/mm2である。
Claims (8)
- 回路基板上に異方性導電接着剤を介して電子部品が接続された接続体において、
上記異方性導電接着剤は、導電性粒子が規則的に配置され、
上記導電性粒子の粒子径が、上記電子部品の接続電極の高さの1/2以下であり、
上記電子部品の接続電極の配列方向に亘る断面視において、上記電子部品の接続電極間における導電性粒子数は、最大で1〜4である接続体。 - 上記導電性粒子は、格子状に配列されている請求項1に記載の接続体。
- 上記異方性導電接着剤は、上記導電性粒子の個数密度が10000〜60000/mm2である請求項1又は2記載の接続体。
- 上記電子部品の接続電極間のスペースが上記導電性粒子の粒子径の1.5倍以上2.5倍以下である請求項1〜3の何れか1項記載の接続体。
- 上記電子部品の接続電極は、高さが15μm以下である請求項1〜4の何れか1項記載の接続体。
- 上記電子部品の接続電極間スペースの断面積は、60μm2以上112.5μm2以下である請求項1〜5の何れか1項記載の接続体。
- 回路基板上に、導電性粒子を含有した接着剤を介して電子部品を搭載し、
上記電子部品を上記回路基板に対して押圧するとともに、上記接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記回路基板上に接続する接続体の製造方法において、
上記異方性導電接着剤は、導電性粒子が規則的に配置され、
上記導電性粒子の粒子径が、上記電子部品の接続電極の高さの1/2以下であり、
上記電子部品の接続電極の配列方向に亘る断面視において、上記電子部品の接続電極間における導電性粒子数は、最大で1〜4である接続体の製造方法。 - 回路基板上に、導電性粒子を含有した接着剤を介して電子部品を搭載し、
上記電子部品を上記回路基板に対して押圧するとともに、上記接着剤を硬化させることにより、上記電子部品を上記回路基板上に接続する接続方法において、
上記異方性導電接着剤は、導電性粒子が規則的に配置され、
上記導電性粒子の粒子径が、上記電子部品の接続電極の高さの1/2以下であり、
上記電子部品の接続電極の配列方向に亘る断面視において、上記電子部品の接続電極間における導電性粒子数は、最大で1〜4である接続方法。
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