JP5890614B2

JP5890614B2 - 接続方法及び接続構造体並びに接続構造体の製造方法

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Description

本発明は、電子部品と基板とを異方性導電接続させる接続方法、及び該接続方法によって接続されてなる接続構造体、並びに該接続構造体の製造方法に関する。

近年、電気装置の小型化及び高性能化に伴い、電子部品や基板において電極のファインピッチ化が促進されている。電極がファインピッチに形成されている電子部品と基板とをフェースダウンで接続する方法としては、フリップチップ実装法やマイクロバンプボンディング実装法等の実装法が挙げられる（特許文献１参照）。

これらの実装法では、接続信頼性を高めること等を目的に、電子部品の電極（バンプ）と基板の電極との間に異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を挟み込み、加熱した押圧ヘッドを用いて熱圧着する。これにより、導電性粒子を押し潰し、電子部品と基板とを電気的に接続する。電極間にない導電性粒子は、異方性導電フィルムの絶縁性樹脂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、電極がある部分でのみ電気的導通が図られることになる。

電極のファインピッチ化に対応するため、厚み方向の一方の側に導電性粒子を局在させた２層構造の異方性導電フィルムが広く用いられるようになっている。２層構造の異方性導電フィルムは、導電性粒子を含有しない絶縁性樹脂組成物のみからなる絶縁性樹脂層と、絶縁性樹脂組成物に導電性粒子を分散させた導電性粒子含有層とが積層されてなる。２層構造の異方性導電フィルムを用いて基板と電子部品とを接続させる際、導電性粒子含有層側を基板と対向させるようにして異方性導電フィルムを基板上に仮貼りする。その後、異方性導電フィルムの絶縁性樹脂層の表面に電子部品を配置して加熱した押圧ヘッドを電子部品上に押し当てて基板と電子部品とを圧着接続させる。

特許２７５４８８３号公報特開２０１０−３４１０５号公報

しかしながら、このような２層構造の異方性導電フィルムは、その厚み方向の一方の側に導電性粒子が局在化されているため、熱圧着の際、電子部品の電極と基板の電極との間に捕捉されない導電性粒子が基電極側に局在しており、基板の隣り合う電極間において導電性粒子が凝集してショートが発生しやすくなる。

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り、基板の隣り合う電極間においてショートの発生を抑制し、良好な絶縁信頼性を得ることが可能な接続方法、及びこの接続方法を用いて得られる接続構造体、並びにこの接続構造体の製造方法を提供することを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明の接続方法は、基板と電子部品とを異方性導電接続する接続方法において、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層と、絶縁性の接着剤組成物に、少なくとも表面が導電性の磁性材料からなる導電性粒子が分散されている導電性粒子含有層とが積層されてなる異方性導電接着部材を介して基板上に電子部品を仮配置する仮配置工程と、熱加圧によって基板と電子部品とを異方性導電接着部材を介して圧着接続する接続工程とを有し、接続工程では、熱加圧における加圧圧力が設定圧力に達した時点から０．２秒以上５秒以下を経過後に、磁化を開始して異方性導電接着部材に対して絶縁性接着剤層側から磁力を作用させることを特徴とする。

また、前述の目的を達成するために、本発明の接続構造体の製造方法は、基板と電子部品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、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層と、絶縁性の接着剤組成物に、少なくとも表面が導電性の磁性材料からなる導電性粒子が分散されている導電性粒子含有層とが積層されてなる異方性導電接着部材を介して基板上に電子部品を仮配置する仮配置工程と、熱加圧によって基板と電子部品とを異方性導電接着部材を介して圧着接続する接続工程とを有し、接続工程では、熱加圧における加圧圧力が設定圧力に達した時点から０．２秒以上５秒以下を経過後に、磁化を開始して前記異方性導電接着部材に対して前記絶縁性接着剤層側から磁力を作用させることを特徴とする。

本発明によれば、熱加圧によって絶縁性接着剤層と導電性粒子含有層とが積層されてなる異方性導電接着部材を介して基板と電子部品とを圧着接続する際に、この異方性導電接着部材に対して絶縁性接着剤層側から磁力を作用させる。これにより、導電性粒子が磁力の作用を受け、磁力の発生方向に引き寄せられることで分散する。その結果、基板の隣り合う電極間において導電性粒子が凝集することがないため、ショートの発生が抑制され、その結果、接続構造体において良好な絶縁信頼性を得ることが可能となる。

本実施の形態における接続方法で用いる構造体の模式断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ接続前、接続後の構造体を示す概略断面図である。実施例における接続構造体の模式断面図である。実施例における接続構造体の模式断面図である。実施例における接続構造体の模式断面図である。実施例における接続構造体の模式断面図である。実施例における接続構造体の模式断面図である。

本発明の接続方法は、異方性導電接着部材を介して基板と電子部品とを接続するものである。異方性導電接着部材としては、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層と、絶縁性の接着剤組成物に少なくとも表面が導電性の磁性材料からなる導電性粒子が分散されている導電性粒子含有層とが積層された多層構造の異方性導電接着部材を用いる。

すなわち、本発明の接続方法では、２層構造の厚み方向において導電性粒子が一方の側に局在化している異方性導電接着部材を介して基板と電子部品とを接続する。このような構造の異方性導電接着部材を介して基板上に電子部品を仮配置し、熱加圧によって基板と電子部品とを圧着接続する。そして、この接続処理では、異方性導電接着部材に対し、絶縁性接着剤層側から磁力を作用させる。

以下、本発明の接続方法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。

図１は、本実施の形態における接続方法で用いる構造体の模式断面図である。本実施の形態における接続方法は、絶縁性接着剤層１１と導電性粒子含有層１２とが積層された２層構造の異方性導電フィルム１０を介してガラス基板１３とＩＣ（Integrated Circuit）チップ１５とを異方性導電接続する接続方法に適用することができる。異方性導電フィルム１０において、絶縁性接着剤層１１は、導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物１１Ａからなる。また、導電性粒子含有層１２は、絶縁性の接着剤組成物１２Ａに、少なくとも表面が導電性の磁性材料からなる導電性粒子１２Ｂが分散されてなる。

ガラス基板１３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。

基板支持台１８上に載置されているガラス基板１３には、複数の基板電極１４がファインピッチに形成されている。また、ＩＣチップ１５には、ガラス基板１３の基板電極１４と対向する位置に電極としてバンプ１６が形成されている。

本実施の形態における接続方法では、導電性粒子含有層１２をガラス基板１３に対向させるようにして貼り付けた異方性導電フィルム１０を介して熱加圧によってＩＣチップ１５とガラス基板１３とを接続する。この接続処理においては、周囲に電磁石コイル１７Ｂを備えた磁性材料からなるヘッド部１７Ａを有する熱加圧ツール１７を用いる。

ヘッド部１７Ａを構成する磁性材料としては、例えば鉄、ニッケル、クロム等が挙げられ、これらは１種であっても２種以上の合金であってもよい。

また、電磁石コイル１７Ｂを構成する材料としては、例えばエナメル銅線等が挙げられる。

この熱加圧ツール１７の加熱したヘッド部１７ＡをＩＣチップ１５の上面に押し当てて熱加圧を行う。熱加圧においては、一定時間電磁石コイル１７Ｂに対して通電を行い、ヘッド部１７Ａを磁化させる。磁化されたヘッド部１７Ａからは磁力が発生して磁界が生じる。この磁界における磁力がＩＣチップ１５を介して異方性導電フィルム１０に作用する。

異方性導電フィルム１０の下側、すなわちガラス基板１３の隣り合う基板電極１４間やその付近には、基板電極１４とバンプ１６との間に捕捉されない導電性粒子１２Ｂが局在している。この局在した導電性粒子１２Ｂが仮に凝集すると、ガラス基板１３の隣り合う基板電極１４間においてショートを発生するおそれがある。

本実の形態における接続方法では、ヘッド部１７Ａから発生した磁力が異方性導電フィルム１０に作用することで、ガラス基板１３の隣り合う基板電極１４間やその付近に局在する多数の導電性粒子１２Ｂが磁力を発生する方向に引き寄せられ、異方性導電フィルム１０の厚み方向の上側（ＩＣチップ１５側）に移動して拡散する。その結果、導電性粒子１２Ｂの凝集によるショートの発生を防止することができ、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、基板電極１４とバンプ１６との間に挟持された導電性粒子１２Ｂはしっかりと固定されているので、移動せず拡散することがない。その結果、接続構造体において、高い粒子捕捉率を得ることができる。

次に、異方性導電フィルム１０の構成について説明する。導電性粒子含有層１２における接着剤組成物１２Ａ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・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１２Ｂとしては、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、絶縁性樹脂等の粒子の表面に、最外層として導電性の磁性材料のメッキ被覆層が形成されているものを挙げることができる。絶縁性樹脂粒子としては、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１２Ｂは、粒子全体が導電性の磁性材料のみで形成されていてもよい。

導電性の磁性材料としては、例えばニッケル、鉄、マンガン等やそれらの合金を挙げることができる。

絶縁性接着材層１１を構成する接着剤組成物１１Ａ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、導電性接着材層１２の接着剤組成物１２Ａ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１１Ａの最低溶融粘度が接着剤組成物１２Ａの最低溶融粘度よりも低くなるように接着剤組成物１１Ａ，１２Ａを構成することが可能である。これにより、磁力の印加時、導電性粒子１２Ｂは、接着剤組成物１２Ａからこれよりも粘度の低い接着剤組成物１１Ａに速やかに移動して接着剤組成物１１Ａ中を高速で拡散する。その結果、導電性粒子１２Ｂは、ガラス基板１３の隣り合う基板電極１４間から速やかに排除される。

接着剤組成物１１Ａ，１２Ａ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１０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１０の乾燥を防ぐとともに、異方性導電フィルム１０の形状を維持する。

異方性導電フィルム１０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接着剤組成物１１Ａを調整する。調整した絶縁性接着剤組成物１１Ａ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１１を得る。

また、絶縁性接着剤組成物１２Ａに、導電性粒子１２Ｂ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１２を得る。絶縁性接着剤層１１の一方の表面と導電性粒子含有層１２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層構造の異方性導電フィルム１０を得る。

次に、本実施の形態の接続方法の処理工程について詳細に説明する。先ず、図１（Ａ）に示すように、基板支持台１８上に載置したガラス基板１３上の所定の位置に、ガラス基板１３と導電性粒子含有層１２とが対向するように異方性導電フィルム１０を貼り付ける（貼付工程）。

次に、ＩＣチップ１５を異方性導電フィルム１０上に仮配置する（仮配置工程）。この仮配置工程では、バンプ１６と基板電極１４とが対向するようにＩＣチップ１５を仮配置する。

次に、図１（Ｂ）に示すように、周囲に電磁石コイル１７Ｂを備えた磁性材料からなるヘッド部１７Ａを有する熱加圧ツール１７を用いて熱加圧を行い、ガラス基板１３とＩＣチップ１５とを異方性導電フィルム１０を介して圧着接続する（接続工程）。この接続工程では、熱加圧ツール１７の加熱したヘッド部１７ＡをＩＣチップ１５の上面に押し当てて加圧する。熱加圧時のヘッド部１７Ａによる加圧圧力は、例えば２０ＭＰａ〜１２０ＭＰａのうちの所定の値とすることができる。また、熱加圧時の熱加圧ツール１７による加熱温度は、異方性導電フィルム１０中の熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度（熱硬化性樹脂の種類によっても異なるが、例えば温度１４０〜２２０℃のうちの所定の値）とすることができる。また、熱加圧時の熱加圧ツール１７による熱加圧時間は、例えば３〜２０秒のうちの所定の時間とすることができる。

このような熱加圧による接続処理によって、異方性導電フィルム１０を介して基板１３とＩＣチップ１５とが接続されてなる接続構造体が製造される。

この接続工程では、電磁石コイル１７Ｂに対して通電を行い、ヘッド部１７Ａを磁化させる。この場合、ヘッド部１７Ａによる加圧圧力がヘッド部１７Ａにおける設定圧力に達した時点、或いは設定圧力に達した時点から所定時間（ディレイタイム）経過した時点で電磁石コイル１７Ｂに対して通電を開始し、ヘッド部１７Ａを磁化させることが可能である。或いは、熱加圧前にヘッド部１７Ａを予め磁化させるようにしてもよい。

ヘッド部１７Ａによる加圧圧力がヘッド部１７Ａにおける設定圧力に達した時点からのディレイタイムを設ける場合、０．２〜５秒であることが好ましく、０．２〜１秒であることが特に好ましい。

ディレイタイムを０．２秒以上とすることで、導電性粒子１２Ｂがヘッド部１６Ａから発生した磁力の作用を受けてＩＣチップ１５側に引き寄せられる前に、熱加圧によって基板電極１４とバンプ１６との間の接着剤組成物１１Ａ，１２Ａが流出して排除される。これにより、導電性粒子１２が基板電極１４とバンプ１６との間に挟持されてしっかりと固定される。その後、磁力が印加されることから、導電性粒子１２Ｂは、基板電極１４とバンプ１６との間から移動して拡散することがない。その結果、高い粒子捕捉率を得ることができる。また、このような僅かな時間のディレイタイムにおいては、熱加圧によって接着剤組成物１１Ａ，１２Ａが流動化している状態であるため、導電性粒子１２Ｂが移動して分散しやすくなり、導電性粒子１２Ｂの凝集によるショート発生が防止され、良好な絶縁信頼性を得ることができる。

また、ディレイタイムを５秒以下とすることで、完全に硬化する前の流動性が残る絶縁性の接着剤組成物１１Ａ，１２Ｂ中において、導電性粒子１２が基板電極１４間から移動して拡散することができ、導電性粒子１２の凝集によるショート発生が防止され、良好な絶縁信頼性を得ることができる。特にディレイタイムを１秒以下とすることで、硬化が開始する前の溶融した接着剤組成物１１Ａ，１２Ａ中において速やかに移動して十分に拡散することができ、より良好な絶縁信頼性を得ることができる。

なお、異方性導電フィルム１０を貼り付けた後、異方性導電１０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、異方性導電フィルム１０を剥離して再度異方性導電フィルム１０を正しい位置で貼り付けるリペア処理を行うようにしてもよい（リペア工程）。

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、縁性接着剤層１１と導電性粒子含有層１２とが積層されてなる２層構造の異方性導電フィルムを用いたが、異方性導電フィルムは、これに限定されず、導電性粒子が異方性導電フィルムの厚み方向の何れか一方に局在化されている構成であればよく、例えば絶縁性接着剤層と導電性粒子含有層とをそれぞれ２層以上設けた構成とすることができる。また、異方性導電接着部材は、このような多層にフィルム成形されてなる異方性導電フィルムに限定されず、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としてもよい。

また、上述の実施の形態では、導電性粒子含有層１２を下面にして２層構造の異方性導電フィルム１０をガラス基板１３に貼り付け、周囲に電磁石コイル１７Ｂを備えた磁性材料からなるヘッド部１７Ａを磁化させることで、導電性粒子１２ＢをＩＣチップ１５側に引き寄せるようにした。しかしながら、導電性粒子を分散させる方法としては、これに限定されない。

例えば絶縁性接着剤層１２を下面にして２層構造の異方性導電フィルム１０をガラス基板１３に貼り付けた場合には、ガラス基板１３を載置する基板支持台１８を磁性材料で構成するようにしてもよい。この場合には、基板支持台１８の周囲に電磁石コイルを設け（図示せず）、熱加圧時、この電磁石コイルに通電することで、基板支持台１８を磁化させて導電性粒子を基板支持台１８側に引き寄せ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）等の他の実装方法にも適用できる。

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＞
ガラス基板とＩＣチップとを異方性導電フィルムを介して接続し、接続構造体を製造した。ガラス基板としては、基板電極がファインピッチに形成されたものを使用した。ＩＣチップとしては、ガラス基板の基板電極に対向する位置にバンプが形成されたものを使用した。

先ず、以下の成分からなる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）
〔Ｎｉメッキ樹脂粒子の調整〕
３μｍ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った。これにより、種々のリン含有量を有するニッケルメッキ層（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径は、３〜４μｍの範囲であった。

ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名ＹＰ５０、東都化成株式会社製）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、ジャパンエポキシレジン株式会社製）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、上記調整したＮｉメッキ樹脂粒子３５質量部

（絶縁性接着剤層）
ビスＡ型フェノキシ樹脂（商品名ＹＰ５０、東都化成株式会社製）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、ジャパンエポキシレジン株式会社製）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

作製した異方性導電フィルムを用いてガラス基板とＩＣチップとを接続する処理を行った。先ず基板支持台上に載置したガラス基板上の所定の位置に、導電性粒子含有層をガラス基板と対向させるようにして異方性導電フィルムを貼り付けた。異方性導電フィルムの位置ずれが生じていないことを確認した後、ガラス基板の基板電極とＩＣチップのバンプとが対向するようにして異方性導電フィルム上にＩＣチップを配置した。

周囲に電磁石コイルを備えた磁性材料からなるヘッド部を有する熱加圧ツールを用いて熱加圧を行った。具体的には、１９０℃に加熱したヘッド部をＩＣチップの上面に押し当てて加圧し、加圧圧力が設定圧力である６０ＭＰａに達した時点から１０秒間、加圧圧力６０ＭＰａ、加熱温度１９０℃を一定値に保ちながら熱加圧を行った。この熱加圧においては、加圧圧力が６０ＭＰａに達した時点から０．５秒経過時点（ディレイタイム０．５秒）で電磁石コイルに対して通電を開始してヘッド部を磁化させた。すなわち、磁化させたヘッド部によって残る９．５秒間６０ＭＰａ、１９０℃で熱加圧を行った。

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。これにより、異方性導電フィルムを介してＩＣチップとガラス基板とが接続してなる接続構造体を作製した。実施例１の接続構造体の模式断面図を図２に示す。なお、以下の図２〜５において、図１と同様の構成については、同一の符号を付すとともに説明を省略する。

＜実施例２＞
加圧圧力が設定圧力である６０ＭＰａに達した時点で電磁石コイルに対して通電を開始してヘッド部を磁化させる以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。実施例２の接続構造体の模式断面図を図３に示す。

＜実施例３＞
ディレイタイムを０．２秒とする以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。実施例３の接続構造体の模式断面図を図２に示す。

＜実施例４＞
ディレイタイムを１秒とする以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。実施例４の接続構造体の模式断面図を図２に示す。

＜実施例５＞
ディレイタイムを２秒とする以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。実施例５の接続構造体の模式断面図を図４に示す。

＜実施例６＞
ディレイタイムを５秒とする以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。実施例５の接続構造体の模式断面図を図４に示す。

＜比較例１＞
電磁石コイルに対して通電を行わないことによりヘッド部を磁化させない以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。比較例１の接続構造体の模式断面図を図５に示す。

＜比較例２＞
実施例１と同様の導電性粒子含有層のみからなる異方性導電フィルムを用いる以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。比較例２の接続構造体の模式断面図を図６に示す。

＜比較例３＞
導電性粒子含有層に含有させる導電性粒子を、実施例１の導電性粒子に替えて、導電性の非磁性材料であるＡｕ及び導電性の磁性材料であるＮｉの合金であるＡｕ／Ｎｉメッキ被膜に覆われてなるＡｕ／Ｎｉメッキ樹脂粒子（平均粒径４μｍにより構成される導電性粒子（商品名ＡＵＬ７０４、積水化学工業社製）３５質量部とする以外は、実施例１と同様にして接続構造体を作製した。比較例３の接続構造体の模式断面図を図５に示す。

［絶縁信頼性の評価］
実施例１〜６、比較例１〜３の接続構造体に対し、３０Ｖの電圧を印加し（２端子法）、製造直後の接続構造体の隣接端子間の絶縁性を、絶縁抵抗値を測定し、以下の基準に従って評価した。
Ａ：１．０×１０９Ω以上、Ｂ：１．０×１０６Ω以上１．０×１０９Ω未満、Ｃ：１．０×１０６Ω未満

［粒子捕捉率の評価］
実施例１〜６、比較例１〜３の接続構造体に対し、接続前にガラス基板の基板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、接続後に基板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）

各接続構造体について、粒子捕捉率が３０％未満をＢ、粒子捕捉率が３０％以上をＡとして評価した。評価結果を［表１］に示す。

図２〜４に示す実施例１〜６の接続構造体では、導電性粒子１２Ｂの表面が、磁性材料であるＮｉメッキで覆われている。これにより、基板の隣り合う基板電極１４間及びその付近に存在する導電性粒子１２Ｂは、ヘッド部から発生した磁力の作用を受けて磁力の発生方向に引きつけられて異方性導電フィルム１０の厚み方向の上側（ＩＣチップ１５側）に十分に移動して拡散した。その結果、バンプ１６と基板電極１４との間において良好な絶縁信頼性が得られたと考えられる。

特に、実施例１〜４では、ディレイタイムを１秒以下としたことから、絶縁性接着剤組成物１１Ａ，１２Ａが硬化する前に磁力を作用させることができた。このため、図２、３に示すように、溶融状態の絶縁性接着剤組成物１１Ａ，１２Ａ中において導電性粒子１２Ｂが十分に移動して分散することができ、その結果、絶縁信頼性が良好となったと考えられる。

また、実施例１、３、４では、ディレイタイムを０．２〜１秒としたことから、導電性粒子１２Ｂが磁力の作用を受けてＩＣチップ１５側に移動する前に基板電極１４とバンプ１６との間に挟持されてしっかりと固定されたため、粒子捕捉性がより良好となったと考えられる。

一方、比較例１では、ヘッド部を磁化させないことから、図５に示すように、磁力による導電性粒子１２Ｂの分散効果を得ることができず、ガラス基板１３の隣り合う基板電極１４間或いはその付近において導電性粒子１２Ｂが凝集し、その結果ショートが多く発生して絶縁信頼性が不良となったと考えられる。

また、比較例２では、絶縁性接着剤層を設けていない導電性粒子含有層（接着剤組成物１２Ａ）のみの単層構造の異方性導電フィルム１０Ａを用いている。このため、磁力を作用させても、導電性粒子１２Ｂが絶縁性接着剤層の接着剤組成物に押し流されることがない。その結果、図６に示すように導電性粒子１２Ｂが十分に分散せず、ショートが多く発生して絶縁信頼性が不良となったと考えられる。また、このような単層構造の異方性導電フィルムでは、絶縁性接着剤層を設けた２層の異方性導電フィルムよりも溶融状態においてバンプ１６と基板電極１４との間に介在する導電性粒子１２Ｂの数が少ない。このため、粒子捕捉性がやや良好でなくなったと考えられる。

また、比較例３では、異方性導電フィルム１０Ｂに分散された導電性粒子１２Ｃの表面のメッキ被膜が非磁性材料のＡｕを含有している。このため、導電性粒子１２Ｃは、磁化の作用を受けにくい。その結果、比較例３では、図５に示すように、磁力によっても導電性粒子１２Ｃの分散効果を得ることができず、ガラス基板１３の隣り合う基板電極１４間或いはその付近において導電性粒子１２Ｃが凝集することでショートが多く発生し、絶縁信頼性が不良となったと考えられる。

１０異方性導電フィルム、１１絶縁性接着剤層、１１Ａ，１２Ａ接着剤組成物、１２Ｂ導電性粒子、１２導電性粒子含有層、１３ガラス基板、１４基板電極、１５ＩＣチップ、１６バンプ、１７熱加圧ツール、１７Ａヘッド部、１７Ｂ電磁石コイル、１８基板支持台

Claims

基板と電子部品とを異方性導電接続する接続方法において、
導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層と、絶縁性の接着剤組成物に、少なくとも表面が導電性の磁性材料からなる導電性粒子が分散されている導電性粒子含有層とが積層されてなる異方性導電接着部材を介して前記基板上に前記電子部品を仮配置する仮配置工程と、
熱加圧によって前記基板と前記電子部品とを前記異方性導電接着部材を介して圧着接続する接続工程とを有し、
前記接続工程では、熱加圧における加圧圧力が設定圧力に達した時点から０．２秒以上５秒以下を経過後に、磁化を開始して前記異方性導電接着部材に対して前記絶縁性接着剤層側から磁力を作用させる接続方法。
前記接続工程では、熱加圧における加圧圧力が設定圧力に達した時点から０．２秒以上１秒以下を経過後に、磁化を開始して前記異方性導電接着部材に対して前記絶縁性接着剤層側から磁力を作用させる請求項１に記載の接続方法。
前記仮配置工程では、前記異方性導電接着部材を、前記導電性粒子含有層を前記基板に対向させるようにして該基板上に配置した後、該異方性導電接着部材上に前記電子部品を仮配置し、
前記接続工程では、周囲に電磁石コイルを備えた磁性材料からなるヘッド部を有する熱加圧ツールの加熱した該ヘッド部を前記電子部品の上面に押し当てて加圧し、前記電磁石コイルに対して通電を行うことにより該ヘッド部を磁化させて前記磁力を作用させる請求項１又は２に記載の接続方法。
前記基板は、周囲に電磁石コイルを備えた磁性材料からなる支持台上に載置されており、
前記仮配置工程では、前記異方性導電接着部材を、前記絶縁性接着剤層を前記基板に対向させるようにして該基板上に配置した後、該異方性導電接着部材上に前記電子部品を仮配置し、
前記接続工程では、
ヘッド部を有する熱加圧ツールの加熱した該ヘッド部を前記電子部品の上面に押し当てて加圧し、前記電磁石コイルに対して通電を行うことにより前記支持台を磁化させて前記磁力を作用させる請求項１乃至３の何れか１項に記載の接続方法。
前記磁性材料は、ニッケルである請求項１乃至４の何れか１項記載の接続方法。
前記異方性導電接着部材は、前記絶縁性接着剤層及び前記導電性粒子含有層が何れもフィルム状に形成されてなる請求項１乃至５の何れか１項記載の接続方法。
基板と電子部品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、
導電性粒子が含まれない絶縁性の接着剤組成物からなる絶縁性接着剤層と、絶縁性の接着剤組成物に、少なくとも表面が導電性の磁性材料からなる導電性粒子が分散されている導電性粒子含有層とが積層されてなる異方性導電接着部材を介して前記基板上に前記電子部品を仮配置する仮配置工程と、
熱加圧によって前記基板と前記電子部品とを前記異方性導電接着部材を介して圧着接続する接続工程とを有し、
前記接続工程では、熱加圧における加圧圧力が設定圧力に達した時点から０．２秒以上５秒以下を経過後に、磁化を開始して前記異方性導電接着部材に対して前記絶縁性接着剤層側から磁力を作用させる接続構造体の製造方法。