JP5505225B2 - 接続構造体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法に関する。
異方性導電フィルム(ACF)は、絶縁性接着剤に導電粒子を分散させ、フィルム状に成形することにより製造されている。この場合、導電粒子として、配線のファインピッチ化に応じて粒径がいっそう小さなものが使用されるようになっており、また、異方性導電接続に適した導電性と変形性とを示し、しかも比較的入手コストが安いニッケルメッキ被膜で被覆された樹脂粒子(以下、ニッケル被覆樹脂粒子と称する)が広く使用されている(特許文献1)。
特開2009−259787号公報
しかしながら、ニッケル金属粒子やニッケル被覆樹脂粒子等の磁性粉体を導電粒子として使用する異方性導電フィルムを用いて、例えば、ディスプレイパネルに駆動用半導体チップを異方性導電接続した場合、異方性導電接続の際に絶縁性接着剤成分を溶融流動させるため、導電粒子も移動し易くなり、結果的に導電粒子である磁性粉体の凝集が発生するという問題があった。このような導電粒子の凝集が生ずることにより導電粒子の局在化を招き、隣接配線間でショートが生じ、絶縁性に問題が生じる。また、接続すべき電極間に場合により導電粒子が捕捉されず、粒子捕捉性が低下し、そのため導通抵抗値の上昇や導通不良が生じ、結果的に導通信頼性が低下する危険性が高まる。
本発明の目的は、以上の従来の技術の問題点を解決することであり、ニッケル金属粒子やニッケル被覆樹脂粒子等の磁性粉体から構成されている磁性導電粒子を使用する異方性導電フィルムを用いて、ディスプレイパネル等の第1の電子部品の端子と駆動用半導体チップ等の第2の電子部品の端子とを異方性導電接続して接続構造体を製造する際に、異方性導電接着剤中に導電粒子が局在化しないようにし、粒子捕捉性、絶縁性及び接続信頼性を低下させないようにすることである。
本発明者は、異方性導電フィルムを作製する際に、予め脱磁処理した磁性粉体を導電粒子として使用することにより上述の目的を解決できる可能性は高いものの、脱磁処理の際に磁性粉体が動きやすいため、微細な粉体の状態で磁性粉体を効率良く脱磁することが難しいという問題に直面した。このため、別の態様での脱磁処理を鋭意研究した結果、予想外にも、電子部品に仮貼りした状態の異方性導電フィルムをそのまま脱磁処理することにより、上述の問題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法において、以下の工程(A2)、(B)、(C)及び(D):
工程(A2)
第1の電子部品の端子に対し、磁性導電粒子を含有する異方性導電フィルムを仮貼りする異方性導電フィルム(ACF)仮貼り工程;
工程(B)
第1の電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムに対して脱磁処理を行う脱磁処理工程;
工程(C)
第1の電子部品上の脱磁処理を受けた異方性導電フィルムに対し、第2の電子部品を仮設置する電子部品仮設置工程;及び
工程(D)
仮設置された第2の電子部品を、加熱加圧ボンダーで加熱しながら第1の電子部品に対して押圧することにより、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とを異方性導電接続する異方性導電接続工程
を有することを特徴とする製造方法、並びにその製造方法により製造された接続構造体を提供する。
本発明の接続構造体の製造方法においては、異方性導電接続に使用する異方性導電フィルムとして磁性導電粒子を含有するものを使用し、しかも本加熱圧着に先立って、電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムに対し脱磁処理を行う。この結果、本熱圧着の条件下で異方性導電フィルムが流動した時に、磁性導電粒子の凝集を防止もしくは大きく抑制することができる。よって、磁性導電粒子を使用した異方性導電フィルムを用いて接続構造体を製造した際には、良好な絶縁性、粒子捕捉性及び導通信頼性を示す接続構造体を与えることができる。
図1は、本発明に好ましく適用できる脱磁方法の説明図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法であり、以下の工程(A2)、(B)、(C)及び(D)を有する。以下工程毎に詳細に説明する。
工程(A2)[ACF仮貼り工程]
まず、第1の電子部品の端子に対し、磁性導電粒子を含有する異方性導電フィルムを仮貼りする。仮貼りは、異方性導電フィルム自体の粘着性により、あるいは異方性導電フィルムを加熱し軟化させて発現した粘着性により行う。具体的には、加熱加圧ボンダーを用いて、異方性導電フィルムを第1の電子部品の端子に、異方性導電フィルムが硬化しないように加熱押圧して仮貼りを行うことができる。加熱加圧ボンダーとしては、金属性ヘッドやゴム弾性ヘッドを備えた公知のフリップチップボンダーを使用することができる。また、加熱については、ボンダーに加熱手段を設けて加熱してよく、第1の電子部品又は第2の電子部品が載置されるステージに加熱手段を設けて加熱してもよい。両者を併用してもよい。
第1の電子部品としては、異方性導電フィルムによる異方性導電接続を適用可能な電子部品を使用することができる。例えば、ガラス配線基板、シリコン配線基板、ポリイミドフレキシブル配線基板、ガラスエポキシ配線基板、セラミックス配線基板等を挙げることができる。特に、LCP、PDP、有機ELD等のディスプレイパネルを好ましく適用することができる。
また、第1の電子部品の端子としても公知の配線材料から構成された端子を適用することができる。例えば、銅、金、銀、パラジウム、ITO(インジウム−スズ複合酸化物)等から構成された電極パッド、バンプなどを挙げることができる。また、ニッケルなどの磁性材料から端子を構成することができる。
磁性材料で端子を構成した場合、以下の工程(A1)[着磁処理工程]を実施することが好ましい。
工程(A1)[着磁処理工程]
本工程(A2)に先だって、第1の電子部品を着磁処理する。これにより、磁性材料からなる端子を積極的に磁化させることができる。この場合、導電粒子が移動できるような条件、好ましくは異方性導電フィルムをその溶融粘度が80℃で150〜5000Pa・sとなるように加熱して仮貼りを行うことが好ましい。それにより、仮貼り時に着磁した端子に磁性導電粒子を集約させることができ、電子部品のファインピッチ化に対応することが可能になる。着磁処理は、公知の着脱磁装置を使用して行うことができる。
なお、本工程(A2)で使用する異方性導電フィルムは、絶縁性接着剤組成物中に磁性導電粒子が分散されたものであって、フィルム形状に成形されたものである。
(磁性導電粒子)
本発明において使用する磁性導電粒子は、その少なくとも一部が磁性材料から構成されている磁化し得る導電粒子である。従って、磁性導電粒子には、磁化している場合も脱磁されている場合も含まれる。このような磁性導電粒子としては、導電粒子全体が単一の磁性材料から形成されている場合のみならず、導電粒子又は絶縁粒子の表面に磁性材料の薄膜が形成されている粒子、そのような磁性薄膜上に更に非磁性金属膜が形成されている粒子、これらの磁性粉体の最表面に更に非磁性の絶縁性樹脂の薄膜が形成されている粒子などを挙げることができる。
磁性導電粒子として使用できる磁性粉体の具体例としては、ニッケル、鉄、酸化鉄、酸化クロム、フェライト、コバルト、センダストなどの磁性金属あるいは磁性合金の粉体、ハンダ、銅等の非磁性導電粒子や絶縁樹脂コア粒子の表面に磁性材料の薄膜が形成された金属被覆樹脂粒子などの粉体、それらの表面に更に金メッキ薄膜が形成された粉体、あるいは絶縁性樹脂層で被覆された粉体などを挙げることができる。
これらの中でも、異方性導電接続用の磁性導電粒子として、製造コスト、接続時の加熱加圧での変形等を考慮すると、ニッケル被覆樹脂粒子を好ましく挙げることができる。コアになる樹脂としては、特に制限はないが、耐熱性、耐薬品性を備えた無機あるいは有機の材料を好ましく使用することができる。
また、磁性導電粒子を構成する磁性材料としてニッケルを使用する場合、磁性導電粒子の凝集を抑制するために、ニッケル中にリン元素を含有させることが好ましい。リン元素の含有量は、0質量%より大、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは4質量%以上である。他方、ニッケル中のリン元素の含有量が多すぎると接続が高抵抗となるので、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下である。ニッケル中のリン元素は、通常、ニッケルメッキ浴のpH調整用に使用されるリン酸化合物、亜リン酸化合物等に由来するものであるが、これに制限されるものではない。
本発明で使用する磁性導電粒子の平均粒子径は、小さすぎると磁性導電粒子全体における磁性金属の割合が高くなるため磁気の影響を受け易くなり、そのため磁性導電粒子の凝集塊が生じてショートが発生したり、また、導電粒子の異方性導電機能が低下し、電子部品の端子の高さのバラツキに追随できなくなり接続信頼性に不具合が生じたりする傾向があり、他方、大きすぎると導電粒子により配線間の絶縁性が低下し、ファインピッチ接続自体に対応できなくなる傾向があるために、好ましくは0.5〜30μm、より好ましくは1〜10μmである。
以上説明した、磁性導電粒子の異方性導電フィルム中における含有量は、少なすぎると接続信頼性が不十分となり、多すぎると異方性が失われるので、好ましくは絶縁性接着剤組成物中の樹脂固形分(硬化後に膜形成成分となる全成分(モノマー、オリゴマー、非重合性ポリマー、硬化剤等))100質量部に対し、好ましくは1〜100質量部、より好ましくは2〜70質量部である。
(絶縁性接着剤組成物)
本発明の異方性導電接着フィルムを構成する絶縁性接着剤組成物としては、従来の異方性導電接着剤において用いられている熱硬化性のバインダー樹脂組成物の中から適宜選択して使用することができる。例えば、熱硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型尿素樹脂、熱硬化型メラミン樹脂、熱硬化型フェノール樹脂等に、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤等の硬化剤を配合した絶縁性接着剤組成物を挙げることができる。中でも、硬化後の接着強度が良好な点を考慮すると、熱硬化型エポキシ樹脂をバインダー樹脂として使用した絶縁性接着剤組成物を好ましく使用することができる。
このような熱硬化型エポキシ樹脂としては、液状でも固体状でもよく、エポキシ当量が通常100〜4000程度であって、分子中に2以上のエポキシ基を有するものが好ましい。例えば、ビスフェノールA型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、エステル型エポキシ化合物、脂環型エポキシ化合物等を好ましく使用することができる。また、これらの化合物にはモノマーやオリゴマーが含まれる。
このような絶縁性接着剤組成物には、必要に応じてシリカ、マイカなどの充填剤、着色料、帯電防止剤などを含有させることができる。更に、防腐剤、ポリイソシアネート系架橋剤、シランカップリング剤、溶媒などを含有させることもできる。
(異方性導電接着フィルム)
本発明で使用する異方性導電接着フィルムは、従来の異方性導電フィルムと同様の手法により製造することができる。
工程(B)[脱磁処理工程]
工程(A2)の次に、第1の電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムに対して脱磁処理を行う。この脱磁処理の意味は、磁性導電粒子をフィルム状の絶縁性樹脂組成物中に固定して効率よく脱磁処理することを意味する。脱磁処理の方法としては、従来の脱磁処理方法を適用することができる。具体的には、異方性導電フィルムを第1の電子部品に仮貼りしたまま、全体を公知の脱磁装置に投入し、脱磁処理すればよい。
脱磁処理の際の磁界強度は、低すぎると脱磁の効果が得られなくなり、磁性導電粒子が凝集することとなり、高すぎると逆に導電粒子が着磁する可能性があるので、100〜2000Gの範囲で適宜使用することができ、好ましくは200〜2000G、より好ましくは200〜400Gである。
さらに、脱磁処理の際の脱磁速度は、遅すぎると生産効率が低下し、速すぎると磁性効率が得られ難くなる傾向があるので、好ましくは0.1〜100mm/s、より好ましくは1〜100mm/s、更に好ましくは1〜50mm/sである。
なお、第1の電子部品の端子が磁性材料から形成されている場合であって、工程(A1)[着磁処理工程]が実施されている場合には、本工程(B)の脱磁処理工程において、異方性導電フィルムに対して脱磁処理する際に、第1の電子部品の磁性材料からなる端子の脱磁処理を同時に行うことが好ましい。
脱磁処理の手法の具体例としては、図1に示すように、非磁性ベース1上に、第1の電子部品2と、その端子3上に仮貼りされた異方性導電フィルム4とからなる積層体5を載置し、その上から非磁性カバー6で押さえ、そして、異方性導電フィルム4を、第1の電子部品2に仮貼りされたまま、着脱磁コイル10により形成された磁場の中を、磁場強度を減衰させながら矢印の方向に少なくとも1回着脱磁コイル10から遠ざけるように移動させればよい。
また、脱磁処理の手法の別の具体例としては、リール状に巻き回した異方性導電フィルムを脱磁処理し、続けて脱磁処理された異方性導電フィルムを端子3上に仮貼りしてもよい。
脱磁処理の際の磁界強度は、低すぎると脱磁の効果が得られなくなり、導電粒子が凝集することとなり、高すぎると逆に導電粒子が着磁する可能性があるので、100〜2000Gの範囲で適宜使用することができ、好ましくは200〜2000G、より好ましくは200〜400Gである。
さらに、脱磁処理の際の脱磁速度は、図1のような構成の場合、遅すぎると生産効率が低下し、速すぎると磁性効率が得られ難くなる傾向があるので、好ましくは0.1〜100mm/s、より好ましくは1〜100mm/s、更に好ましくは1〜50mm/sである。
工程(C)[電子部品仮設置工程]
第1の電子部品上の脱磁処理を受けた異方性導電フィルムに対し、第2の電子部品を仮設置する。この場合、第2の電子部品の端子を、それに対応する第1の電子部品の端子に位置合わせしながら仮設置する。仮設置の場合も、従来公知の加熱加圧ボンダーを使用し、異方性導電フィルムの絶縁性接着組成物が実質的に熱硬化せずに異方性導電フィルムの表面が粘着性を発現するような条件で加熱加圧すればよい。
工程(D)[異方性導電接続工程]
工程(C)の次に、仮設置された第2の電子部品を、加熱加圧ボンダーで加熱しながら第1の電子部品に対して押圧することにより、即ち、本熱圧着することにより、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とを異方性導電接続する。これにより、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とが異方性導電接続されてなる接続構造体が得られる。
本熱圧着条件は、使用する電子部品や端子の材質、種類、異方性導電フィルムの構成等に応じて、最適の条件を適宜選択すればよい。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
参考例1
(ニッケル被覆樹脂粒子の調製)
3μm径のジビニルベンゼン系樹脂粒子(5g)に、パラジウム触媒を浸漬法により担持させた。次いで、この樹脂粒子に対し、硫酸ニッケル六水和物、次亜リン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、トリエタノールアミン及び硝酸タリウムから調製された無電解ニッケルメッキ液(pH12、メッキ液温50℃)を用いて無電解ニッケルメッキを行い、ニッケルメッキ層(金属層)が表面に形成されたニッケル被覆樹脂粒子を導電粒子として得た。得られた導電粒子の平均粒子径は3〜4μmの範囲であった。
参考例2
(金/ニッケル被覆樹脂粒子の調製)
塩化金酸ナトリウム10gをイオン交換水1000mLに溶解させた溶液に、参考例1で得られた無電解ニッケルメッキ粒子12gを混合して水性懸濁液を調整した。得られた水性懸濁液に、チオ硫酸アンモニウム15g、亜硫酸アンモニウム80g、及びリン酸水素アンモニウム40gを投入することにより金メッキ浴を調整した。得られた金メッキ浴にヒドロキシルアミン4gを投入後、アンモニアを用いて金メッキ浴のpHを9に調整し、そして浴温を60℃に15〜20分程度維持することにより、金/ニッケル被覆樹脂粒子を得た。
参考例3
(低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムの作製)
参考例1で得られたニッケル被覆樹脂粒子35質量部と、成膜成分としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(YP50、東都化成(株))22質量部と、液状成分としてビスフェノールAエポキシ化合物(EP828、ジャパンエポキシレジン(株))38質量部と、アミン系硬化剤(PHX3941HP、旭化成(株))39質量部と、エポキシシランカップリング剤(A−187、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))1質量部とを、トルエンで固形分が50質量%となるように希釈し混合することにより異方性導電接着剤を調製した。この接着剤を、剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルム上に乾燥厚が25μmとなるようにバーコーターで塗布し、80℃のオーブン中で5分間乾燥することにより、単層異方性導電フィルムを作製した。この単層異方性導電フィルムの80℃における溶融粘度は250Pa・sであった。
参考例4
(低溶融粘度タイプの2層異方性導電フィルムの作製)
成膜成分としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(YP50、東都化成(株))22質量部と、液状成分としてビスフェノールAエポキシ化合物(EP828、ジャパンエポキシレジン(株))38質量部と、アミン系硬化剤(PHX3941HP、旭化成(株))39質量部と、エポキシシランカップリング剤(A−187、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))1質量部とを、トルエンで固形分が50質量%となるように希釈し混合することにより絶縁性接着剤を調製した。この絶縁性接着剤を剥離基材上に成膜し、80℃のオーブン中で5分間乾燥することにより絶縁性接着フィルムを作製した。この絶縁性接着フィルムと、参考例3と同様に作製した単層異方性導電フィルムとを乾燥厚が25μmとなるようにラミネートすることにより2層異方性導電フィルムを作製した。この2層異方性導電フィルムの80℃における溶融粘度は150Pa・sであった。
参考例5
(中溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムの作製)
成膜成分としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(YP50、東都化成(株))を30質量部、液状成分としてビスフェノールAエポキシ化合物(EP828、ジャパンエポキシレジン(株))を30質量部使用すること以外、参考例3と同様にして単層異方性導電フィルムを作製した。この単層異方性導電フィルムの80℃における溶融粘度は2400Pa・sであった。
参考例6
(中溶融粘度タイプの2層異方性導電フィルムの作製)
成膜成分としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(YP50、東都化成(株))を30質量部と、液状成分としてビスフェノールAエポキシ化合物(EP828、ジャパンエポキシレジン(株))を30質量部使用すること以外、参考例4と同様にして2層異方性導電フィルムを作製した。この2層異方性導電フィルムの80℃における溶融粘度は2000Pa・sであった。
参考例7
(高溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムの作製)
成膜成分としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(YP50、東都化成(株))を40質量部、液状成分としてビスフェノールAエポキシ化合物(EP828、ジャパンエポキシレジン(株))を20質量部使用すること以外、参考例3と同様にして単層異方性導電フィルムを作製した。この単層異方性導電フィルムの80℃における溶融粘度は5000Pa・sであった。
参考例8
(高溶融粘度タイプの2層異方性導電フィルムの作製)
成膜成分としてビスフェノールA型フェノキシ樹脂(YP50、東都化成(株))を40質量部と、液状成分としてビスフェノールAエポキシ化合物(EP828、ジャパンエポキシレジン(株))を20質量部使用すること以外、参考例4と同様にして2層異方性導電フィルムを作製した。この2層異方性導電フィルムの80℃における溶融粘度は4000Pa・sであった。
実施例1
(接続構造体の作製(着磁処理工程はないが脱磁処理工程あり))
参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムを、0.5μm厚のニッケルからなるペリフェラル配置の端子を有するガラス配線基板の当該端子上に、フリップチップボンダーで80℃、0.5MPaで2秒間加熱加圧することにより仮貼りした。ガラス配線基板に仮貼りされた単層異方性導電フィルムを、ガラス配線基板ごと、着脱磁装置(ソニーケミカル&インフォメーションデバイス(株))に投入し、磁界強度400G、脱磁速度100mm/sという条件で脱磁処理を行った。
脱磁処理が施された単層異方性導電フィルム上に、高さ15μmのペリフェラル配置の金バンプが形成された13mm×1.5mm角のICチップを、当該バンプとガラス配線基板の端子とを位置合わせし、フリップチップボンダーで50℃、5MPaで1秒間加熱加圧することにより仮設置し、続いて210℃、60MPaで10秒間加熱加圧することにより本熱圧着して異方性導電接続を行うことにより接続構造体を得た。
実施例2
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
ガラス配線基板として、着脱磁装置(ソニーケミカル&インフォメーションデバイス(株))で1000Gの磁場に5分間放置という条件で予め着磁処理を施したものを使用すること以外、実施例1と同様にして接続構造体を得た。
実施例3
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
参考例1のニッケル被覆樹脂粒子に代えて参考例2のAu/ニッケル被覆樹脂粒子を使用すること以外、参考例3を繰り返すことにより単層異方性導電フィルムを作製した。得られたこの単層異方性導電フィルムを使用すること以外、実施例2と同様にして接続構造体を得た。
実施例4
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムに代えて参考例4の低溶融粘度タイプの2層異方性導電フィルムを使用すること以外、実施例2と同様にして接続構造体を得た。
実施例5
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムに代えて参考例5の中溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムを使用すること以外、実施例2と同様にして接続構造体を得た。
実施例6
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムに代えて参考例6の中溶融粘度タイプの2層異方性導電フィルムを使用すること以外、実施例2と同様にして接続構造体を得た。
実施例7
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムに代えて参考例7の高溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムを使用すること以外、実施例2と同様にして接続構造体を得た。
実施例8
(接続構造体の作製(着磁処理工程の後に脱磁処理工程あり))
参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムに代えて参考例8の高溶融粘度タイプの2層異方性導電フィルムを使用すること以外、実施例2と同様にして接続構造体を得た。
比較例1
(接続構造体の作製(着磁処理工程も脱磁処理工程もなし))
仮貼り時の脱磁処理を行わない以外は、実施例1と同様にして接続構造体を得た。この接続構造体は、着磁処理も脱磁処理も施されていないものであった。
比較例2
(接続構造体の作製(着磁処理工程はあるが脱磁処理工程なし))
仮貼り時の脱磁処理を行わない以外は、ガラス配線基板として着磁処理を施したものを使用した実施例2と同様にして接続構造体を得た。
比較例3
(接続構造体の作製(脱磁処理工程の後に着磁処理工程あり)
実施例1と同様のガラス配線基板を、着脱磁装置(ソニーケミカル&インフォメーションデバイス(株))に投入し、予め実施例1と同様な条件で脱磁処理を行った。
脱磁処理が施されたこのガラス配線基板の端子上に、参考例3の低溶融粘度タイプの単層異方性導電フィルムを、フリップチップボンダーで80℃、0.5MPaで2秒間加熱加圧することにより仮貼りした。ガラス配線基板に仮貼りされた単層異方性導電フィルムを、ガラス配線基板ごと、着脱磁装置(ソニーケミカル&インフォメーションデバイス(株))に投入し、実施例2と同様な条件で着磁処理を行った。
着磁処理が施された単層異方性導電フィルム上に、高さ15μmのペリフェラル配置の金バンプが形成された13mm×1.5mm角のICチップを、当該バンプとガラス配線基板の端子とを位置合わせし、フリップチップボンダーで50℃、5MPaで1秒間加熱加圧することにより仮設置し、続いて、200℃、60MPaで10秒間加熱加圧することにより本熱圧着して異方性導電接続を行うことにより接続構造体を得た。
(評価)
得られた異方性導電フィルム又は接続構造体について、「粒子捕捉率」、「絶縁性」及び「接続信頼性(初期と加速試験後(85℃、85RH%、500時間))を、以下に説明するように行い評価した。得られた結果を表1に示す。
<粒子捕捉率>
得られた接続構造体の基板側から光学顕微鏡によりバンプと基板電極との間に配置された導電粒子の数をカウントし、以下の式から粒子捕捉率を算出した。
粒子捕捉率=〔圧着後にバンプと電極との間に配置された導電粒子の数〕/〔圧着前にバンプと電極との間に配置された導電粒子の数〕。
ランク 基準
AA: 35%以上
A: 20%以上35%未満
B: 10%以上20%未満
C: 10%未満
<絶縁性>
剥離処理したポリエチレンテレフタレートフィルムを引き剥がしていないそれぞれの異方性導電フィルムの接着層面に、ガラス基板上に櫛の歯状に配設されたITO配線に有するショート評価用絶縁TEG(チップサイズ25×2.5mm;バンプ数8376個;バンプサイズ35×55μm;バンプ間スペース10μm)を、ボンダーで到達温度210℃、圧着時間10秒という条件で圧着した。そしてバンプ間の絶縁抵抗を測定し、ショートの発生数をカウントし、以下の評価基準に従って評価した。なお、ショート発生部分においては、光学顕微鏡を用いて導電粒子の詰まり具合等から、凝集の有無、程度についても観察した。
ランク 基準
AA: 絶縁ショート発生数が40サンプル中、5個未満
A: 絶縁ショート発生数が40サンプル中、5個以上、10個未満
B: 絶縁ショート発生数が40サンプル中、10個以上20個未満
C: 絶縁ショート発生数が40サンプル中、20個以上
<接続信頼性(初期・加速試験後)>
実施例び比較例で得た直後の接続構造体の導通抵抗を4端子法により測定した。得られた測定値を指標に、以下の評価基準に従って接続構造体の接続信頼性を評価した。
ランク 内容
A: 導通抵抗値が10Ω未満
B: 導通抵抗値が10Ω以上50Ω未満
C: 導通抵抗値が50Ω以上
Figure 0005505225
表1の結果からわかるように、ガラス配線基板に仮貼りされた異方性導電フィルムを脱磁処理した実施例1〜8の接続構造体は、粒子捕捉性、絶縁性、接続信頼性(初期、加速試験後)のいずれの評価項目についても、良好な結果を示した。
また、実施例2と実施例1との対比から、ガラス配線基板として、予め着磁処理されたものを使用すると、着磁処理されていないガラス配線基板を使用した場合に比べ、粒子捕捉率が改善され、良好な接続信頼性を発現することがわかる。
実施例3と実施例2との対比から、導電粒子として金/ニッケル樹脂粒子を使用すると、金が磁性材料でないことから着磁された電極の効果が低下し、ニッケル樹脂粒子を使用した場合に比べ、粒子捕捉率の点が若干劣るが、実用には問題ないレベルであった。
実施例4と実施例2との対比、実施例6と実施例5との対比、また、実施例8と実施例7との対比から、絶縁性接着層を設けた2層異方性導電フィルムを使用すると、単層異方性導電フィルムを使用した場合に比べ、粒子捕捉率の点が改善されることがわかる。
実施例2と実施例5と実施例7との対比から、異方性導電フィルムの仮貼り時の溶融粘度が高くなるにつれ、粒子の流動が低下する為に、粒子捕捉率が低下することがわかる。
一方、着磁処理が施されていないガラス配線基板に仮貼りされた異方性導電フィルムについて脱磁処理を施していない比較例1の接続構造体は、粒子捕捉率に問題があった。また、着磁処理が施されているガラス配線基板に仮貼りされた異方性導電フィルムについて脱磁処理を施していない比較例2の接続構造体は、絶縁性に問題があった。脱磁処理が施されているガラス配線基板に仮貼りされた異方性導電フィルムについて着磁処理を施している比較例3の接続構造体は、粒子捕捉率と絶縁性とに問題があった。
本発明の接続構造体の製造方法においては、異方性導電接続に使用する異方性導電フィルムとして磁性導電粒子を含有するものを使用し、しかも本加熱圧着に先立って、電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムに対し脱磁処理を行う。この結果、本加熱加圧の条件下で異方性導電フィルムが流動した時に、磁性導電粒子の凝集を防止もしくは大きく抑制することができる。よって、本発明の製造方法は、磁性導電粒子を使用した異方性導電フィルムを用いて接続構造体を製造した際には、良好な絶縁性、粒子捕捉性及び導通信頼性を示す接続構造体を製造する場合に有用である。
1 非磁性ベース
2 第1の電子部品
3 端子
4 異方性導電フィルム
5 積層体
6 非磁性カバー
10 着脱磁コイル

Claims (11)

  1. 第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とが異方性導電接続されてなる接続構造体の製造方法において、以下の工程(A2)、(B)、(C)及び(D):
    工程(A2)
    第1の電子部品の端子に対し、磁性導電粒子を含有する異方性導電フィルムを仮貼りする異方性導電フィルム仮貼り工程;
    工程(B)
    第1の電子部品に仮貼りされた異方性導電フィルムに対して脱磁処理を行う脱磁処理工程;
    工程(C)
    第1の電子部品上の脱磁処理を受けた異方性導電フィルムに対し、第2の電子部品を仮設置する電子部品仮設置工程;及び
    工程(D)
    仮設置された第2の電子部品を、加熱加圧ボンダーで加熱しながら第1の電子部品に対して押圧することにより、第1の電子部品の端子と第2の電子部品の端子とを異方性導電接続する異方性導電接続工程
    を有することを特徴とする製造方法。
  2. 該磁性導電粒子が、金/ニッケル被覆樹脂粒子、ニッケル被覆樹脂粒子またはニッケル金属粒子である請求項1記載の製造方法。
  3. 該磁性導電粒子が、リン元素含有ニッケル被覆樹脂粒子である請求項1記載の製造方法。
  4. ニッケル被覆樹脂粒子のニッケル中のリン元素の含有量が、0.1〜10質量%である請求項3記載の製造方法。
  5. 磁性導電粒子の平均粒子径が、0.5〜30μmである請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法。
  6. 第1の電子部品の端子が、磁性材料から構成されている請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
  7. 工程(A2)の異方性導電フィルム仮貼り工程に先だって、以下の工程(A1)
    工程(A1)
    第1の電子部品の端子を着磁処理する着磁処理工程
    を有する請求項6記載の製造方法。
  8. 工程(B)の脱磁処理工程において、異方性導電フィルムに対して脱磁処理する際に、第1の電子部品の磁性材料からなる端子の脱磁処理も行う請求項7記載の製造方法。
  9. 工程(A2)の異方性導電フィルム仮貼り工程において、溶融粘度が150〜5000Pa・sとなるように異方性導電フィルムを加熱して仮貼りする請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。
  10. 第1の電子部品がディスプレイパネルである請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法。
  11. 請求項1〜10のいずれかの製造方法により製造された接続構造体。
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