JPH07320543A - 異方導電性接着構造物及びその製造方法 - Google Patents

異方導電性接着構造物及びその製造方法

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JPH07320543A
JPH07320543A JP7099788A JP9978895A JPH07320543A JP H07320543 A JPH07320543 A JP H07320543A JP 7099788 A JP7099788 A JP 7099788A JP 9978895 A JP9978895 A JP 9978895A JP H07320543 A JPH07320543 A JP H07320543A
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anisotropic conductive
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Kazuo Ishibashi
和夫 石橋
Akira Tateishi
彰 立石
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Whitaker LLC
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 再利用可能な基板上に導電部材を形成し、そ
の上に絶縁性接着剤を塗布することにより、低接続抵抗
・高電流容量で、且つ、高密度接続信頼性の高い異方導
電性接着構造物を得る。 【構成】 多数の離間した微細な孔26をもつマスク23で
覆われたガラス基板21からなる導電部材形成用基板20の
孔26に金等の導電材料を電解めっき法により充填し、さ
らにマスク23の上面よりバンプ状に突出させて導電部材
２を形成する。次にこの上にエポキシ系の接着剤を塗布
して接着剤フィルム層１を形成する。最後に基板20から
剥離することにより均一な形状・大きさの導電部材２が
面内に均一に分布した異方導電性接着構造物が得られ
る。導電部材形成用基板20は繰り返して導電部材２を形
成するのに利用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は異方導電性接着構造物及
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】厚み方向に導電性を有し、面方向に絶縁
性を示す異方導電性接着構造物は、高密度な電気接続、
例えばＬＣＤ（液晶表示装置）パネルとフィルムキャリ
ア又はＦＰＣ（可撓性回路基板）との間の接続等に用い
られている。その構造は導電粒子を接着剤フィルム中に
一様に分散したものが一般的であり、これを接続する対
向電極間に挟んで加熱・加圧することにより、導電粒子
が両方の電極に挟まれて電気的な接続をおこない、周囲
の接着剤が硬化することによりその接続を保持する。導
電粒子同士は接触していないので隣接電極間は絶縁性が
保たれる。
【０００３】この異方導電性接着構造物に使用される導
電粒子は、ニッケルやはんだ等の金属粒子を用いたもの
（特開昭60-140791 号公報参照）、あるいはニッケル、
はんだ、金等の金属めっきを施したポリスチレン等のプ
ラスチック粒子を用いたもの（特公昭63-31906号公報参
照）が最も一般的である。これらの導電粒子をエポキシ
樹脂等の熱硬化性樹脂、あるいは熱硬化性樹脂と熱可塑
性樹脂とを混合した樹脂に一様に分散させたのちキャス
ティング法等によりフィルム状に成形して異方導電性接
着構造物が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属粒
子を用いた異方導電性接着構造物においては、接続抵抗
が低く電流容量が高い反面、金属粒子の粒子径を揃える
ことが難しいために、大きな粒子のみが接続に寄与する
ので電極のピッチをあまり狭くすることができないとい
う欠点があった。
【０００５】一方、金属めっきされたプラスチック粒子
を用いた異方導電性接着構造物においては、粒子径を小
さく均一に作ることができるので高密度な接続が可能だ
が、金属めっき皮膜により電気的接続がおこなわれるの
で接続抵抗が比較的高く電流容量が低いという問題があ
った。さらに、従来の異方導電性接着構造物の製造方法
においては、導電粒子を樹脂中に分散させる際、導電粒
子同士が凝集する傾向があるためにフィルム中における
導電粒子の分布が不均一になってしまい、そのために接
続する電極のピッチをあまり狭くすることができないと
いう問題があった。
【０００６】本発明の目的は、このような従来の問題点
を解消する異方導電性接着構造物、即ち低接続抵抗で電
流容量が高く、かつ、高密度接続における信頼性の高い
異方導電性接着構造物及びその製造方法を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の異方導電性接着
構造物は、シート状の絶縁性接着剤層と、金属を主成分
とする互いに離間した多数の導電部材とを具え、該各導
電部材は、略均一な大きさを有すると共に、前記絶縁性
接着剤層の一面のみから少なくとも一部が露出すること
を特徴とする。
【０００８】また、本発明の異方導電性接着構造物の製
造方法は、基板上に金属を主成分とする互いに離間した
多数の導電部材を形成する工程と、該導電部材が形成さ
れた前記基板上に絶縁性接着剤層を形成する工程と、前
記基板から前記導電部材及び前記絶縁性接着剤層からな
る異方導電性接着構造物を分離する工程とを具えること
を特徴とする。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
について説明する。
【００１０】図１は、本発明で使用する導電部材を形成
する基板の製造工程を示す断面図である。図２は、本発
明の一実施例の異方導電性接着構造物の製造工程を示す
断面図である。
【００１１】図１において、基板20は、耐熱性ガラス基
板21に、後に導電部材を電解めっきする時の導電路とな
る白金又はＩＴＯの導電層22、およびマスクとなる二酸
化けい素または窒化けい素のマスク材23をスパッタ法、
プラズマＣＶＤ法等の公知の手法により形成する（図１
（ａ））。導電層22の材質が白金の場合、ガラス基板と
の付着力を向上させるために、導電層形成に先立ちチタ
ンあるいはクロムの下地層を形成することが望ましい。
次にフォトレジストを塗布した後にマスク露光および現
像をおこない適当な形状の孔25のあいたレジストパター
ン24を形成する（図１（ｂ））。このレジストパターン
24をマスクとして四ふっ化炭素ガスを用いたドライエッ
チングによりマスク材23に孔26を形成する（図１
（ｃ））。最後にレジストパターン24を除去して導電部
材形成用基板20（以下単に基板という）が得られる（図
１（ｄ））。なお、マスク材23のエッチングには公知の
ウェットエッチング法を用いてもよい。例えば、導電層
22に白金、マスク材23に二酸化けい素を用いた場合には
ふっ酸でエッチングすることができる。
【００１２】上述のマスク孔26に後に説明する方法で導
電部材２を形成するが、この孔26の横断面形状は、円
形、楕円形、長方形、その他の形状にしてもよい。また
基板20の面におけるマスク孔26の配置は規則的あるいは
不規則的にしてもよい。マスク孔26の深さ（すなわちマ
スク材23の厚さ）は好適には0.3 〜３μm 、直径は３〜
10μm だが、特にこの範囲に限定されるものではない。
【００１３】このようにして作製された基板20を用い
て、図２に示す工程により導電部材およびそれを含む異
方導電性接着構造物を製造する。まず、導電層22を陰極
として電解めっき法により金めっきをおこない、マスク
材23の孔に金を充填し、さらにマスク材23の上面から突
出してバンプ2aが形成されるまで金めっきを続けて導電
部材２を形成する。（図２（ａ））。次に、導電部材２
が形成された基板20上に液状エポキシ樹脂をスピンコー
ト法、即ち回転する基板20に液状エポキシ樹脂を滴下さ
せる方法により塗布し接着剤フィルム（絶縁性接着剤
層）１を形成する（図２（ｂ））。バンプ2aのマスク材
23の上面からの突出高さおよび接着剤フィルム１の好適
な厚さはそれぞれ２〜20μm および10〜25μm だが、特
にこの範囲に限定されるものではない。最後に基板20を
剥離することにより接着剤フィルム１と導電部材２から
なる異方導電性接着構造物３が得られる。（図２
（ｃ））。剥離された基板20は、再び図２（ａ）の工程
に戻って次の導電部材２を形成する工程に用いることが
できる。なお、導電部材２の形成に先だってマスク材23
の表面に接着剤フィルム１に対する離型材（たとえばテ
フロンなど）の層を形成しておくことにより、接着剤フ
ィルム１と基板20との分離を容易にすることができる。
【００１４】上述の異方導電性接着構造物３の製造方法
において、導電部材２がマスク材23の上面よりも突出し
ていない場合、導電部材２と接着剤フィルム１の接触面
積が小さくなるが、接着剤フィルム１の導電部材２に対
する付着力が十分強ければ、基板20を剥離するときに導
電部材２が基板20側に残ってしまうようなことはない。
したがって、そのような場合には導電部材２の上端はマ
スク材23の上面と同一面かあるいは凹んでいてもよい。
【００１５】接着剤フィルム１の材料として上述のエポ
キシ樹脂の他に、ポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂、
アクリル樹脂、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂、およ
びこれら熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を混合したものを
用いることができる。
【００１６】導電部材２の材料としては金の他に、例え
ば銀、銅、ニッケル、すず、鉛、インジウム等の金属お
よびこれらの合金を用いることができる。また、導電部
材２は全体が均一な材料である必要はなく、異なる金属
あるいは合金の組み合わせからなるものであってもよ
い。さらにこれらの金属あるいは合金に有機材料や無機
材料を加えたものであってもよい。
【００１７】上述の導電部材２の形成は電解めっき法に
よりおこなったが、他の方法、例えば無電解めっき法
や、特開昭59-80361号公報に記載されている超微粒子を
用いた膜形成法、いわゆるガス・デポジション法等で形
成してもよい。後者の方法は金属の超微粒子を搬送用ガ
スに混合して小径ノズルから基板に吹き付けることによ
り金属膜を所定の形状、厚さに生成するものである。こ
の方法によれば、ガラス基板21、あるいは他の適当な金
属、セラミックス、ポリマーなどの平面基板上に直接、
多数の互いに離間した導電部材を形成することができる
ために、導電層22及びマスク材23は必ずしも必要としな
い。マスク材を用いないで導電部材を形成した場合、図
２（ｃ）において導電部材の下側（基板側）は接着剤フ
ィルム１の下面と同一面になる。
【００１８】絶縁性接着剤フィルム１の形成は上述の工
程ではスピンコート法でおこなったが、他の方法、例え
ばナイフコート法による塗布などを用いてもよい。これ
らの方法により塗布をおこなう場合には、用いる接着剤
は液状であることが必須であるが、この接着剤としては
常温で液体であり、塗布後において加熱や湿気、あるい
は紫外線、可視光等の光、もしくは電子線などの放射線
により接着性を生ずる低分子又は高分子、あるいはそれ
らの混合物を用いることができるのはもちろん、この混
合物に溶剤を添加したものや、常温で固体である樹脂を
溶剤で希釈したもの、常温で固体である樹脂を加熱によ
り液状としたものを用いることができる。
【００１９】また、液状の接着剤を塗布するのではな
く、導電部材を形成した基板上に接着剤フィルムを熱圧
着してもよい。但し、接着剤フィルムの材料として熱硬
化性樹脂を含む場合には、接着剤フィルムが導電部材と
十分接着はするが完全に硬化を起こさないような比較的
低い温度で熱圧着する必要がある。
【００２０】さらに紫外線や、電子線などの放射線、プ
ラズマ放電などのエネルギーを印加することにより、基
板表面で気相からの直接重合を引き起こし（気相重合
法）、接着剤フィルムを形成する方法も用いることがで
きる。
【００２１】上に述べた各種の絶縁性接着剤フィルム形
成方法は、その複数を組み合わせて実施することができ
る。例えば、液状の接着剤を用いて接着剤フィルムを形
成した後、別の接着剤フィルムを圧着することもでき
る。すなわち、現在知られている高分子膜生成方法のう
ち、得られた膜が接着に利用できるものは、全て本発明
において単独で、または複数を組み合わせて利用するこ
とが可能である。これらの方法は、得られる膜が具える
べき性質に応じて、自由に選択することができる。
【００２２】図３は上述した異方導電性接着構造物３を
用いて対向配置された外部電気回路部品31、31の電極3
2、32を相互に接続する方法を示すものである。接続し
たい上下の電極32、32の間にこの異方導電性接着構造物
３を挟み（図３（ａ））、外部から所定のツールで加熱
・加圧することにより導電部材２が対向する電極32、32
の間に挟まれて回路を電気的に接続し、また接着剤フィ
ルム１が熱と圧力により流動して隙間を埋め接続を保持
する（図３（ｂ））。隣接する電極32、32' 間に位置し
て接続に寄与しなかった導電部材２は周囲を接着剤１に
囲まれて絶縁される。各導電部材２は寸法が略揃ってい
ると共に接着剤フィルム１中に規則的に分布させること
が可能である。このため、どの導電部材２も均等に電極
32、32間の接続を担うことが可能である。従って、電極
32のピッチが狭い場合であっても信頼性の高い接続が得
られる。また、各導電部材２は金属を主成分とするの
で、接続抵抗が低く電流容量が大きい。さらに、各導電
部材２は接着剤フィルム１の片面から露出しているの
で、下側の外部電気回路部品31の電極32との接触が接着
剤フィルム１の流動化が生ずる前に得られる。このた
め、下側の電極32との接続がより確実になると共に、各
導電部材２と下側の電極32との間には摩擦力が働くの
で、接着剤が流動する際に各導電部材２が一緒に流動し
て対向する電極32、32の間から排除されて隣接電極32'
との間に位置することにより生ずる接続不良の問題が起
こらない。また、各導電部材２は接着剤フィルム１の上
面から露出してはおらず十分な量の接着剤に覆われてお
り、接続時にはこの接着剤が流動して外部電気回路部品
31との間の隙間を完全に埋めることができる。
【００２３】次に、図４を参照して本発明の第２実施例
を説明する。尚、第１実施例の部材と同一の部材には同
一の参照番号を付した。第１実施例に示した異方導電性
接着構造物３の製造方法においては、繰り返し使用でき
る硬質の無機誘電体材料（二酸化けい素又は窒化けい素
等）でマスク材23を形成したが、これをフォトレジスト
等の有機材料で形成することもできる。
【００２４】図４において、基板20' は耐熱性ガラス基
板21及び導電層22からなり、この上にフォトレジストに
より形成したマスク材23' を付加する。マスク材23' は
フォトレジストを導電層22上に塗布したのち、所定パタ
ーンに露光、現像して得られる。この導電層22を陰極と
して電解めっきにより第１実施例と同様の方法で導電部
材２を形成する（図４(a))。次にマスク部材23' をアセ
トン等により除去し（図４(b))、洗浄した後、第１実施
例と同様の方法により接着剤フィルム1'を形成する（図
４(c))。最後に基板20' を剥離することにより接着剤フ
ィルム1'と導電部材２からなる異方導電性接着構造物3'
が得られる（図４(d))。剥離された基板20' は、洗浄し
た後、再びフォトレジストによりマスク材23' を形成
し、図４(a) の工程に戻って導電部材２を形成するのに
用いることができる。本製造方法においては、マスク材
23' は異方導電性接着構造物3'の製造ごとに形成する必
要があるが、耐熱性ガラス基板21及び導電層22からなる
基板20' は繰り返し使用することができる。なお、この
製造方法においては、導電部材２の下端は接着剤フィル
ム1'の下面と同一面になる。
【００２５】本製造方法においては、マスク材23' を除
去した後に接着剤フィルム1'を形成するため、必ずしも
バンプ2aが形成されていなくても導電部材２は接着剤フ
ィルム1'と十分な接触面積をもつことができ、基板20'
を剥離するときに導電部材が基板20' 側に残ってしまう
ようなことはない。したがって、導電部材２の上面はマ
スク材23' の上面から突出してもよいし、突出しなくて
もよい。また、上述した製造方法においては基板20' を
耐熱性ガラス基板21と導電層22とで構成したが、基板と
して銅又はステンレス鋼などの金属の箔あるいは薄板な
どを用いてその上にフォトレジストでマスク材を形成し
てもよい。
【００２６】さらに、本製造方法におけるマスク孔の横
断面形状は、第１実施例と同様に、円形、楕円形、長方
形、その他の形状にしてもよい。また、基板20' の面に
おけるマスク孔の配置は規則的にするか、または、マス
ク孔の単位面積あたりの個数密度がほぼ一様になるよう
に不規則（不規則一様分布）にする。このようにするこ
とで、接着剤フィルムの面内における導電部材の分布が
一様となり、電極の接続ピッチを小さくすることができ
る。
【００２７】次に、図５及び図６を参照して本発明の第
３実施例を説明する。銅箔51上に第１実施例と同様の方
法により硬質の無機誘電体材料（二酸化けい素又は窒化
けい素等）のマスク材23を形成する（図５(a))。さらに
塩化第二鉄あるいは塩化第二銅を用いたエッチングによ
りマスク孔26の底の銅箔部分に凹部52を形成して基板2
0''を得る（図５(b))。次に銅箔51を陰極として電解め
っきにより第１実施例と同様の方法で導電部材2'' を形
成する（図６(a))。以下第１実施例と同様にして接着剤
フィルム１を形成し（図６(b))、最後に基板20''を剥離
することにより接着剤フィルム１と導電部材２''からな
る異方導電性接着構造物３''が得られる（図６(c))。剥
離された基板20''は、再び図６（ａ）の工程に戻って次
の導電部材２''を形成する工程に用いることができる。
【００２８】上述の製造方法において、銅箔51の代わり
にステンレス鋼などの箔あるいは薄板を用いることがで
きる。さらに、凹部52を形成できるだけの十分な厚さが
あれば、第１実施例と同様にガラス基板上に形成した白
金またはＩＴＯ等の導電層であってもよい。また、マス
ク材としてポリイミドを塗布または熱圧着したのち所定
のパターンを形成したものを用いることもできる。
【００２９】本製造方法により得られる異方導電性接着
構造物3'' においては、導電部材2'' の上部バンプ2aの
みならず下部バンプ2bも平面ではなく凸になっている。
このため、接続時に外部電極の表面に存在する酸化膜な
どの汚染皮膜をより破壊しやすくなり、高い接続信頼性
が得られる。
【００３０】次に、図７を参照して本発明の第４実施例
を説明する。第１実施例に対する第２実施例と同様に、
第３実施例のマスク材をフォトレジスト等の有機材料で
形成することもできる。図７において、基板20''' は銅
箔51およびフォトレジストにより形成したマスク材23’
からなる。マスク材23' はフォトレジストを銅箔51上に
塗布したのち、所定のパターンに露光、現像して得られ
る。その後、第３実施例と同様にしてエッチングにより
マスク材23' の底の銅箔部分に凹部を形成して基板2
0''' を得る。この銅箔51を陰極として電解めっきによ
り導電部材2'' を形成する（図７(a))。次に、マスク材
23' をアセトン等により除去し（図７(b))、洗浄した
後、第１実施例と同様の方法により接着剤フィルム1'を
形成する（図７(c))。最後に、銅箔51を剥離することに
より接着剤フィルム１’と導電部材2''とからなる異方
導電性接着構造物3'''が得られる（図７(d))。剥離され
た銅箔51は、洗浄したのち、再びフォトレジストにより
マスク材23' を形成し、図７（ａ）の工程に戻って導電
部材2'' を形成するのに用いることができる。なお、銅
箔51を再利用する場合は、フォトレジストの塗布に先立
ちすでに銅箔表面に凹部が形成されている。従って、フ
ォトレジストのパターニングに際しては、パターンの孔
の部分がこの凹部に一致するよう位置合わせを行ない露
光する必要がある。その後、現像して銅箔凹部の上にあ
るフォトレジストを除去しマスク材23' が得られる。こ
のように本製造方法においては、マスク材23' は異方導
電性接着構造物の製造ごとに形成する必要があるが、銅
箔51は繰り返し使用することができる。また、銅箔51の
代わりにステンレス鋼等の箔や薄板、ガラス基板上に形
成した白金またはＩＴＯ等の導電層等を用いることがで
きるのは第３実施例とまったく同様である。
【００３１】本製造方法により得られる異方導電性接着
構造物3'''においては、第３実施例と同様に導電部材
２''の上部バンプ2aと下部バンプ2bとが平面でなく凸に
なっているために高い接続信頼性が得られる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の異方導電性接着構造物によれ
ば、低接続抵抗で電流容量が高く、しかも高密度接続に
おける信頼性の高い異方導電性接着構造物が得られる。
更に、本発明の異方導電性接着構造物を構成する導電部
材と、外部の電気回路部品の電極との接続が確実に得ら
れるので、電気的接続の信頼性が高いという利点があ
る。
【００３３】また、本発明の異方導電性接着構造物の製
造方法によれば、工数が相対的に少ないと共に同一の基
板を繰り返し利用することが可能なので、低接続抵抗、
高電流容量且つ高信頼性の異方導電性接着構造物を低コ
ストで製造できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電部材形成用基板を製造する工程を示す断面
図である。
【図２】本発明の異方導電性接着構造物の第１実施例の
製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明により製造された異方導電性接着構造物
を用いた電気回路の接続方法を示す断面図である。
【図４】本発明の異方導電性接着構造物の第２実施例の
製造工程を示す断面図である。
【図５】別の導電部材形成用基板を製造する工程を示す
断面図である。
【図６】本発明の異方導電性接着構造物の第３実施例の
製造工程を示す断面図である。
【図７】本発明の異方導電性接着構造物の第４実施例の
製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１、1' 接着剤フィルム（絶縁性接着剤層） ２、2'' 導電部材 ３、3'、3'' 、3''' 異方導電性接着構造物 20、20' 、20''、20''' 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０５Ｋ 3/20 Ａ 7511−4Ｅ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シート状の絶縁性接着剤層と、金属を主
    成分とする互いに離間した多数の導電部材とを具え、 該各導電部材は、略均一な大きさを有すると共に前記絶
    縁性接着剤層の一面のみから少なくとも一部が露出する
    ことを特徴とする異方導電性接着構造物。
  2. 【請求項２】 基板上に金属を主成分とする互いに離間
    した多数の導電部材を形成する工程と、 該導電部材が形成された前記基板上に絶縁性接着剤層を
    形成する工程と、 前記基板から前記導電部材及び前記絶縁性接着剤層から
    なる異方導電性接着構造物を分離する工程とを具えるこ
    とを特徴とする異方導電性接着構造物の製造方法。
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