JP7330768B2 - 接続体の製造方法、接続方法 - Google Patents
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Description
膜形成樹脂は、例えば平均分子量が10000以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、10000~80000程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステルウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ブチラール樹脂等の種々の樹脂が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂を好適に用いることが好ましい。市場で入手可能な具体例としては、新日鉄住金化学(株)の商品名「YP-50」などを挙げることができる。
導電粒子12としては、従来、異方性導電フィルムに用いられている公知の導電粒子を用いることができ、例えば、金、銀、銅、ニッケル、コバルト、パラジウムなどの金属粒子やハンダ粒子、金属被覆樹脂粒子、導電粒子の表面に絶縁性微粒子を付着させたもの、導電粒子の表面を絶縁処理したもの等を用いることができ、あるいはこれらを併用してもよい。金属被覆樹脂粒子は、公知の手法で、導通特性に支障を来さない絶縁処理が施されていてもよい。
面積占有率(%)=[平面視における導電粒子12(フィラー2)の個数密度]×[導電粒子12(フィラー2)1個の平面視面積の平均]×100
導電粒子12は、フィルムの平面視にて所定配列を繰り返す規則的な配置をしていることが好ましい。導電粒子12の配列は、例えば、フィルムの平面視にて図1に示したように正方格子配列とすることができる。この他、導電粒子12の規則的な配列の態様としては、長方格子、斜方格子、6方格子、3角格子等の格子配列をあげることができる。導電粒子12の配列は、異なる形状の格子が、複数組み合わさったものでもよい。導電粒子12の配列の態様としては、導電粒子12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てもよい。導電粒子12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てもよい。導電粒子12が密に配置されている領域と疎に配置されている領域が規則的に繰り返されていても良い。導電粒子12は個々に独立して離間していることが端子における捕捉安定性とショート抑制の両立のために好ましい。また、導電粒子が複数個連結もしくは近接してユニットとなり、このユニットが規則配列している態様も本発明は含む。導電粒子12が規則的な配列をしているか否かは、例えばフィルムの長手方向(巻装体にした場合の巻取り方向)に導電粒子12の所定の配置が繰り返されているか否かを観察することで判別することができる。
図3に示すように、異方性導電フィルム10は、導電粒子12を規則配列させた導電粒子配列層13上に絶縁性接着剤層14が積層されていてもよい。絶縁性接着剤層14の積層により、異方性導電フィルムを用いて電子部品を異方性導電接続するときに、電子部品の電極やバンプによって形成される空間を充填し、接着性を向上させることができる。
なお、本発明のフィラー含有フィルム1において、バインダー樹脂を含有する層の厚さは、フィラー含有フィルム1を物品に熱圧着するときのフィラー2の不用な流動を抑制する点、ならびにフィラー含有フィルム1を巻装体とした場合の樹脂層のはみ出しやブロッキングの抑制及び単位重量あたりのフィルム長を長くする点、フィラー含有フィルム1の取り扱い性、フィラー含有フィルム1を物品に熱圧着する際に必要な粘着性や接着力の観点から適宜設定することができる。
このような異方性導電フィルム10の製造方法は、例えば、導電粒子12の配列パターンに応じた凹部が形成された型を用意し、当該型の凹部に導電粒子12を充填し、その上に、剥離フィルム上に形成したバインダー樹脂層11を貼り合わせて導電粒子12を押し込む。これによりバインダー樹脂層11に導電粒子12を所定のパターンで転着させることにより導電粒子配列層13が設けられた異方性導電フィルム10を形成することができる。異方性導電フィルム10は、必要に応じて、導電粒子配列層13に剥離フィルムに支持された絶縁性接着剤層14を貼り合わせ、2層構造を有する異方性導電フィルムとしてもよい。また、異方性導電フィルム10は、導電粒子配列層13と絶縁性接着剤層14とを組み合わせて3層以上としてもよい。
異方性導電フィルムは、リールに巻かれたフィルム巻装体とすることが好ましい。フィルム巻装体として異方性導電フィルム10を供給することにより、異方性導電フィルム10の取り扱い性に優れ、また、電子部品の異方性導電接続を連続的に行うことができ、接続体のコスト削減に寄与することができる。
本発明のフィラー含有フィルムは、従前のフィラー含有フィルムと同様に物品に貼り合わせて使用することができ、貼り合わせる物品に特に制限はない。例えば、フィラー含有フィルムを異方性導電フィルム10として構成し、異方性導電フィルム10によって第1の電子部品20及び第2の電子部品30を互いに異方性接続する場合、第1、第2の電子部品20,30は、特に制限はなく、接続体に応じて適宜選択することができる。第1の電子部品20は、例えばPN接合を利用した半導体素子(太陽電池等の発電素子、CCD等の撮像素子、発光素子、ペルチェ素子)、その他各種半導体素子、ICチップ、ICモジュール、FPCなどを例示でき、また形状も特に限定されない。その他にも、第1の電子部品20としては、テープキャリアパッケージ基板等を例示できる。また、第2の電子部品30は、FPC、ガラス基板、プラスチック基板、リジッド基板、セラミック基板等を挙げることができる。なお、本発明のフィラー含有フィルム1は、異方性導電接続用途以外の電子部品にも用いることができる。
異方性導電フィルム10は、上述した第1の電子部品20と第2の電子部品30とを熱又は光により異方性導電接続することにより製造される接続体40の製造に好適に用いられる。
次いで、本発明が適用された接続体の製造方法について説明する。本発明が適用された接続体の製造方法は、第1の電極を有する第1の部品と第2の電極を有する第2の部品との間に、個々に独立したフィラーが樹脂層に配列されたフィラー配列層を有するフィラー含有フィルムを配置(貼着)する配置工程(貼着工程)と、第1の部品又は第2の部品を押圧し、第1の電極及び第2の電極との間にフィラー配列層を挟持する仮固定工程と、仮固定工程から、さらに第1の部品又は上記第2の部品を押圧し、第1の電極と上記第2の電極とを電気的に接続する本圧着工程とを備える。
粒子捕捉効率(%)=[{端子1個に捕捉されている導電粒子の個数(個)/{端子1個の有効接続面積(μm2×10-6)}/接続前の異方性導電フィルムの個数密度(個/mm2)]×100(%)
本実施例に用いた異方性導電フィルムは、表1に示す配合で導電粒子配列層13を調製した。そして、導電粒子配列層13を形成する樹脂組成物をバーコーターでフィルム厚さ50μmのPETフィルム上に塗布し、80℃のオーブンにて5分間乾燥させ、PETフィルム上にバインダー樹脂層11を形成した。同様にして、絶縁性接着剤層14を、以下に示す配合で調製し、PETフィルム上に形成した。
(1)仮貼り試験
後述する実施例1及び比較例1-4で作製した各異方性導電フィルムの導電粒子の押込側表面又はその反対側の表面を評価用ノンアルカリガラスに貼り付け、50μm厚の緩衝材(ポリテトラフルオロエチレン)を用い、異方性導電フィルム幅1.5mm、長さ50mm、圧着温度70℃、圧着圧力1MPa、圧着時間1秒で仮貼りした。そして、貼着面と反対側に設けたPETフィルムをピンセットで剥がす際に、PETフィルムと共に異方性導電フィルムがガラス基板から剥がれるか否かを観察した。これを100回行い、次の基準で評価し、評価結果を表2に示した。
OK:100回の全てにおいて異方性導電フィルムがガラス基板から剥がれない
NG:100回のうち1回以上異方性導電フィルムがガラス基板から剥がれた
特開2017-48358号公報に記載の接着強度試験に準じ、図6に示すように、2枚のスライドグラス(26mm×76mm×1mm)(松波硝子工業株式会社)50、51を互い違いに重ね、その間に実施例1及び比較例1-4で作製した各異方性導電フィルム10を挟んだ。この場合、図3に図示したフィルム構成において、各異方性導電フィルム10は円形(直径10mm)に打ち抜いたものを使用し、導電粒子配列層13側の面を下側のスライドグラス50と重ね合わせた。そして下側のスライドグラス50を実装時の仮貼りの一般的なステージ温度である40~50℃に加温したホットプレートに載置し、指で押さえて30秒間加熱し貼り合せ、下側のスライドグラス50と異方性導電フィルム10の下側の面とを所謂、仮貼り状態とした。その後、各異方性導電フィルム10の絶縁性樹脂層14側の面に上側のスライドグラス51を載置し貼り合せた。異方性導電フィルム10は下側のスライドグラス50に貼着されている状態で測定しているので、該異方性導電フィルム10の絶縁性樹脂層14側の面と上側のスライドグラス51間の粘着力を測定することになる。
タック試験機(TACII、株式会社レスカ)を用いて次のようにタック力を22℃の雰囲気下で測定した。まず、実施例1及び比較例1-4で作製した各異方性導電フィルム10(1cm×1cm)を素ガラス(厚さ0.3mm)と貼り合わせた。この場合、図3に図示したフィルム構成において、下側の面を素ガラスと貼り合わせ、上側の面をタック力の測定面とし、素ガラスを試料台のシリコンラバーの受け台上においた。次にタック試験機の円柱状の直径5mmのプローブ(ステンレス製鏡面仕上げ)を測定面の上方にセットし、押し付け速度30mm/minでプローブを測定面に接触させ、加圧力196.25gf、加圧時間1.0secで加圧し、引き剥がし速度120mm/minで測定面から2mm引き剥がしたときにプローブが測定面の粘着力によって受ける抵抗を荷重値として測定し、プローブを測定面から引き剥がすときの最大荷重をタック力とした。各実施例及び比較例においてタック力を2回ずつ測定し、その最低値を表2に示した。
本実施例に使用した評価用ICチップの構成は以下の通りである。ペリフェラル型ICチップ、外形;6×6mm、バンプ仕様;φ36μm(円形バンプ)、バンプピッチ:300μm。バンプ高さ;20μm。バンプ及び端子間に導電粒子が挟持され得る接続面積は約1000μm2であった。
実施例1では、上述した配合で調製した導電粒子配列層(厚さ:4μm)及び絶縁性接着剤層(厚さ:14μm)からなる2層型の異方性導電フィルムを用いた。また、実施例1に係る導電粒子配列層の最低溶融粘度(回転式レオメータ(TA instrument社製)、測定圧力5g、温度範囲30~200℃、昇温速度10℃/分、測定周波数10Hz、測定プレート直径8mm、測定プレートに対する荷重変動5g)は、絶縁性接着剤層の最低溶融粘度の3倍以上であった。また実施例1では、導電粒子として、金属被覆樹脂粒子(積水化学工業(株)、AUL703、平均粒子径:3μm、粒子面積S1:7.065μm2)をバインダー樹脂層に6方格子配列で規則配列した整列型の異方性導電フィルムを用いた。粒子個数密度は28000個/mm2とした。
粒子捕捉効率(%)=[{端子1個に捕捉されている導電粒子の個数(個)/{端子1個の有効接続面積(μm2×10-6)}/接続前の異方性導電フィルムの個数密度(個/mm2)]×100(%)
比較例1では、上述した配合で調製した導電粒子含有層(厚さ:6μm)及び絶縁性接着剤層(厚さ:12μm)からなる2層型の異方性導電フィルムを用いた。また比較例1では、導電粒子として、金属被覆樹脂粒子(積水化学工業(株)、AUL703、平均粒子径:3μm、粒子面積S1:7.065μm2)をバインダー樹脂層に分散させた分散型の異方性導電フィルムを用いた。粒子個数密度は60000個/mm2とした。
比較例2では、実施例1と同じ整列型の異方性導電フィルムを用いた。
比較例3では、実施例1と同じ整列型の異方性導電フィルムを用いた。
比較例4では、比較例1と同じ分散型の異方性導電フィルムを用いた。
Claims (7)
- 第1の接続部を有する第1の部品と第2の接続部を有する第2の部品との間に、個々に独立したフィラーがバインダー樹脂層に配列されたフィラー配列層を有するフィラー含有フィルムを配置する配置工程と、
上記第1の部品又は上記第2の部品を押圧し、上記第1の接続部及び上記第2の接続部との間に上記フィラー配列層を挟持する仮固定工程と、
上記仮固定工程から、さらに上記第1の部品又は上記第2の部品を押圧し、上記第1の接続部及び上記第2の接続部とで上記フィラーを挟持する本圧着工程とを備え、
上記仮固定工程において印加された圧力が解放されることなく、上記本圧着工程を行う、接続体の製造方法。 - 上記第1の接続部は第1の電極端子であり、上記第2の接続部は第2の電極端子であり、
上記フィラーは、導電粒子である請求項1に記載の接続体の製造方法。 - 上記第1の電極端子は、上記第1の部品に設けられたバンプであり、
上記フィラー含有フィルムの総厚みは、上記第1の電極端子の高さよりも薄い、請求項2に記載の接続体の製造方法。 - 上記フィラー含有フィルムは、導電性フィラーを含有しない絶縁性接着剤層を有する請求項2又は3に記載の接続体の製造方法。
- 上記配置工程は、上記フィラー配列層を上記第1の電極端子上又は上記第2の電極端子上に配設し、
上記仮固定工程は、上記絶縁性接着剤層側から押圧する請求項4に記載の接続体の製造方法。 - 上記フィラー配列層は、上記フィラーの平均粒径の2倍以下の厚さを有する請求項1~5のいずれか1項に記載の接続体の製造方法。
- 第1の接続部を有する第1の部品と第2の接続部を有する第2の部品との間に、個々に独立したフィラーがバインダー樹脂層に配列されたフィラー配列層を有するフィラー含有フィルムを配置する配置工程と、
上記第1の部品又は上記第2の部品を押圧し、上記第1の接続部及び上記第2の接続部との間に上記フィラー配列層を挟持する仮固定工程と、
上記仮固定工程から、さらに上記第1の部品又は上記第2の部品を押圧し、上記第1の接続部及び上記第2の接続部とで上記フィラーを挟持する本圧着工程とを備え、
上記仮固定工程において印加された圧力が解放されることなく、上記本圧着工程を行う、部品の接続方法。
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