KR20160135197A - 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20160135197A
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사토시 이가라시
준이치 니시무라
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데쿠세리아루즈 가부시키가이샤
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Abstract

이방성 도전 필름이 절연성 결합제층과, 해당 절연성 결합제층의 편면에 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자와, 해당 절연성 결합제층의 편면에 적층된 절연성 접착층을 갖는다. 이방성 도전 필름의 당해 절연성 결합제층에는, 도전 입자와 중첩되지 않는 규칙적 패턴으로 절연 필러가 배열되어 있다. 이 이방성 도전 필름은 개구를 갖는 전사형을 이용하여 도전 입자와 절연 필러를 규칙적 패턴으로 배열시킴으로써 제조할 수 있고, 이방성 도전 접속시에 접속 저항을 증대시키지 않고, 도전 입자의 연결을 억제하여 쇼트의 발생을 크게 억제할 수 있다.

Description

이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법{ANISOTROPIC CONDUCTIVE FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 이방성 도전 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
IC 칩 등의 전자 부품의 실장에 이방성 도전 필름은 널리 사용되고 있고, 근년에는 고 실장 밀도에의 적용의 관점에서 접속 신뢰성이나 절연성의 향상, 입자 포착 효율의 향상, 제조 비용의 저감 등을 목적으로 이방성 도전 접속용 도전 입자를 단층으로 절연성 접착층에 정방 격자 등의 규칙적 패턴으로 배열시킨 이방성 도전 필름이 제안되어 있다(특허문헌 1).
이 이방성 도전 필름은 이하와 같이 제작되고 있다. 즉, 먼저 규칙적 패턴으로 형성된 개구를 갖는 전사형의 당해 개구에 도전 입자를 보유시키고, 그 위에서부터 전사용 점착층이 형성된 점착 필름을 눌러 점착층에 도전 입자를 1차 전사시킨다. 이어서 점착층에 부착된 도전 입자에 대하여 이방성 도전 필름의 구성 요소가 되는 고분자막을 누르고, 가열 가압함으로써 도전 입자를 고분자막 표면에 2차 전사시킨다. 이어서 도전 입자가 2차 전사된 고분자막의 도전 입자측 표면에 도전 입자를 덮도록 접착층을 형성함으로써 이방성 도전 필름이 제작되고 있다. 또한, 제조 공정의 단축화를 의도하여 점착층을 사용하지 않고 고분자막에 직접 도전 입자를 전착(轉着)하는 것도 시도되고 있다.
일본 특허 공개 제2010-33793호 공보
그러나 개구를 갖는 전사형을 이용하여 제작한 특허문헌 1의 이방성 도전 필름의 경우, 도전 입자가 규칙적 패턴으로 소정 간격으로 배열되어 있지만, 이방성 도전 접속시에 도전 입자가 예상 이상으로 유동하고, 그 때문에 복수의 도전 입자끼리 선상으로 연결되어 쇼트의 발생률이 높아진다는 문제가 있었다.
또한, 이방성 도전 접속시에 이방성 도전 필름의 설계 압력을 초과하는 압력으로 압착이 행하여지는 경우가 있고, 이 경우에 도전 입자가 지나치게 압궤되어 부서져 버려, 본래의 도통 성능이 얻어지지 않는다는 문제도 있었다. 이 도전 입자의 지나친 압궤의 문제는, 특히 플렉시블 프린트 배선 기판의 전극 단자와 유리 기판의 전극 단자를 접속하는 경우에 발생하였다.
이러한 문제에 대하여 이방성 도전 필름 중에 도전 입자보다도 작은 절연 필러를 분산시키는 것이 고려되지만, 절연 필러를 단순히 랜덤하게 분산시킨 경우에는 도전 입자와 절연 필러가 이방성 도전 접속시에 압입 방향으로 중첩되는 것에 의한 접속 저항값의 증대나 접속 신뢰성의 저하라는 문제가 우려된다.
본 발명의 목적은 이상의 종래 기술의 문제점을 해결하는 것이며, 개구를 갖는 전사형을 이용하여 도전 입자가 규칙적 패턴으로 배열되도록 제작한 이방성 도전 필름에 있어서, 이방성 도전 접속시에 접속 저항을 증대시키지 않고, 도전 입자의 연결을 억제하여 쇼트의 발생을 크게 억제하고, 또한 도전 입자의 지나친 압궤에 의한 도통 불량을 해소하는 것이다.
본 발명자는 규칙적 패턴으로 도전 입자가 배열되어 있는 절연성 결합제층에 대하여, 절연 필러를 도전 입자와 중첩되지 않도록 규칙적 패턴으로 배열함으로써, 전술한 목적을 달성할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 절연성 결합제층과, 해당 절연성 결합제층의 편면에 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자와, 해당 절연성 결합제층의 편면에 적층된 절연성 접착층을 갖는 이방성 도전 필름으로서,
절연성 결합제층에는, 도전 입자와 중첩되지 않도록 하는 규칙적 패턴으로 절연 필러가 배열되어 있는, 이방성 도전 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은 이하의 공정 (A) 내지 (D)를 갖는 이방성 도전 필름의 제조 방법을 제공한다.
공정 (A)
도전 입자를 수용하기 위한 개구이며, 규칙적 패턴으로 형성된 제1 개구와, 절연 필러를 수용하기 위한 개구이며, 제1 개구와 중첩되지 않도록 하는 규칙적 패턴으로 형성된 제2 개구가 설치된 전사형의 당해 제1 개구 내에 도전 입자를 배치하고, 제2 개구에 절연 필러를 배치하는 공정.
공정 (B)
도전 입자와 절연 필러가 배치된 측의 전사형의 표면에, 박리 필름 상에 형성된 절연성 결합제층을 대향시키는 공정.
공정 (C)
박리 필름측으로부터 절연성 결합제층에 대하여 압력을 가하여, 제1 및 제2 개구 내에 절연성 결합제층을 압입하여 절연성 결합제층의 편면에 도전 입자와 절연 필러를 전착하는 공정.
공정 (D)
도전 입자와 절연 필러가 전착되어 있는 절연성 결합제층의 편면에 절연성 접착층을 적층하는 공정.
또한, 본 발명은 전술한 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하여 이루어지는 접속 구조체를 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하는 접속 방법이며,
제2 전자 부품에 대하여 이방성 도전 필름을 절연성 접착층측으로부터 임시 부착하고, 임시 부착된 이방성 도전 필름에 대하여 제1 전자 부품을 탑재하고, 제1 전자 부품측으로부터 열 압착하는, 접속 방법을 제공한다.
본 발명의 이방성 도전 필름은 절연성 결합제층과, 절연성 결합제층의 편면에 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자와, 해당 절연성 결합제층의 편면에 적층된 절연성 접착층을 갖고, 당해 절연성 결합제층에는, 도전 입자와 중첩되지 않는 규칙적 패턴으로 절연 필러가 배열되어 있다. 그 때문에 접속 저항값을 증대시키지 않고, 도전 입자끼리 연결되는 것을 억제하여, 쇼트의 발생을 크게 억제할 수 있다. 또한, 이방성 도전 접속시에 범프 상에서 도전 입자가 파쇄되는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 이방성 도전 필름의 단면도이다.
도 2는 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴 배열예이다.
도 3은 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴 배열예이다.
도 4는 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴 배열예이다.
도 5는 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴 배열예이다.
도 6은 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴 배열예이다.
도 7a는 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (A)의 설명도이다.
도 7b는 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (B)의 설명도이다.
도 7c는 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (C)의 설명도이다.
도 7d는 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (D)의 설명도이다.
도 7e는 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 공정 (D)의 설명도이다.
이하, 본 발명의 이방성 도전 필름을 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면 중 동일 부호는 동일하거나 또는 동등한 구성 요소를 나타내고 있다.
<<이방성 도전 필름>>
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 이방성 도전 필름(100)은 절연성 결합제층(1)과, 절연성 결합제층(1)의 편면에 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자(2)와, 절연성 결합제층(1)의 편면에 적층된 절연성 접착층(3)을 갖는다. 이 절연성 결합제층(1)에는 도전 입자(2)와 중첩되지 않는 규칙적 패턴으로 절연 필러(4)가 배열되어 있다. 도전 입자(2)와 절연 필러(4)는 절연성 결합제층(1)의 내부에 포함되어 있어도 되지만, 후술하는 이방성 도전 필름의 제조 방법으로 이방성 도전 필름(100)을 제조함에 있어서, 공정 (C)에서 전사형 내의 도전 입자(2)와 절연 필러(4)를 절연성 결합제에 전착시킬 때에 과도한 전사압을 피한 결과로서, 도 1에 도시한 바와 같이 편면에 편재되어 있는 것이 바람직하다.
<<도전 입자>>
도전 입자(2)로서는 종래 공지된 이방성 도전 필름에 이용되고 있는 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 니켈, 코발트, 은, 구리, 금, 팔라듐 등의 금속 입자, 금속 피복 수지 입자 등을 들 수 있다. 2종 이상을 병용할 수도 있다.
도전 입자의 바람직한 경도는 이방성 도전 접속하는 기판 또는 단자의 종류에 따라 달라지고, FPC(Flexible Printed Circuits)와 유리 기판을 이방성 도전 접속하는 경우(FOG)에는 20% 변형시의 압축 경도(K값)가 1500 내지 4000N/mm2인 비교적 부드러운 입자가 바람직하고, FPC와 FPC를 이방성 도전 접속하는 경우(FOF)에도 20% 변형시의 압축 경도(K값)가 1500 내지 4000/mm2인 비교적 부드러운 입자가 바람직하고, IC 칩과 유리 기판을 이방성 도전 접속하는 경우에는 20% 변형시의 압축 경도(K값)가 3000 내지 8000N/mm2인 비교적 단단한 입자가 바람직하다. 또한, 재질에 상관없이 배선 표면에 산화막을 형성하는 전자 부품의 경우에는 20% 변형시의 압축 경도(K값)가 8000N/mm2 이상인 더욱 단단한 입자가 바람직하다.
여기서, 20% 변형시의 압축 경도(K값)란 도전 입자를 한 방향으로 하중하여 압축함으로써, 도전 입자의 입자 직경이 원래의 입자 직경에 비하여 20% 짧아질 때의 하중으로부터 다음 식 (1)에 의해 산출되는 수치이고, K값이 작을수록 부드러운 입자가 된다.
K=(3/√2)F·S-8/2·R- 1/2 (1)
(식 중, F: 도전 입자의 20% 압축 변형시에 있어서의 하중
S: 압축 변위(mm)
R: 도전 입자의 반경(mm))
도전 입자(2)의 평균 입경으로서는 배선 높이의 변동에 대응할 수 있도록 하고, 또한 도통 저항의 상승을 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하기 위해서, 바람직하게는 1㎛ 이상 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2㎛ 이상 6㎛ 이하이다. 평균 입경은 일반적인 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
도전 입자(2)의 절연성 결합제층(1) 중의 존재량은 도전 입자 포착 효율의 저하를 억제하고, 또한 쇼트의 발생을 억제하기 위해서 바람직하게는 1제곱mm당 50개 이상 40000개 이하, 보다 바람직하게는 200개 이상 20000개 이하이다.
<도전 입자(2)의 규칙적 패턴>
도전 입자(2)의 배열 상태인 규칙적 패턴이란 이방성 도전 필름(100)의 표면으로부터 도전 입자(2)를 투시했을 때에 인식할 수 있는 도전 입자(2)가 직사각형 격자, 정방 격자, 육방 격자, 마름모형 격자 등의 격자점에 존재하고 있는 배열을 의미한다. 이들 격자를 구성하는 가상선은 직선뿐만 아니라 곡선, 굴곡선이어도 된다.
전체 도전 입자(2)에 대한 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 도전 입자(2)의 비율은 도전 입자 수 기준으로 이방성 접속의 안정화를 위해서 바람직하게는 90% 이상이다. 이 비율의 측정은 광학 현미경 등에 의해 행할 수 있다.
또한, 도전 입자(2)의 입자 간 거리는 도전 입자(2)의 평균 입자 직경의 바람직하게는 0.5배 이상, 보다 바람직하게는 1배 이상 5배 이하이다.
<<절연 필러>>
절연 필러(4)는 종래 공지된 이방성 도전 필름에 이용되고 있는 것 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어 수지 입자나 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화아연 등의 금속 산화물 입자 등을 들 수 있다. 또한, 그 형상은 구 형상, 타원구 형상, 편평 형상, 기둥 형상, 바늘 형상 등을 들 수 있지만, 구 형상이 바람직하다.
<절연 필러의 경도와 직경>
절연 필러(4)의 바람직한 경도는 절연 필러(4)의 입자 직경이 도전 입자(2)보다도 작은 경우에는 이방성 도전 접속시의 압착시에 도전 입자(2)가 지나치게 압궤되어 부서지는 것을 방지할 수 있도록 도전 입자보다도 단단한 것이 바람직하지만, 절연 필러(4)의 입자 직경이 도전 입자(2)보다도 큰 경우에는 절연 필러(4)의 경도는 도전 입자(2)의 경도 이하여도 되고, 바람직하게는 도전 입자(2)의 경도 미만이다. 또한, 절연 필러(4)의 바람직한 경도는 이방성 도전 접속하는 전자 부품의 경도나 가열 가압 조건에 따라서도 달라진다. 따라서, 절연 필러(4)의 크기와 경도는 이방성 도전 접속하는 전자 부품의 조합, 접속시의 가열 가압 조건 및 도전 입자의 크기와 경도를 바탕으로 적절히 설계하는 것이 바람직하다.
즉, 절연 필러(4)가 도전 입자(2)보다도 부드러운 경우에는 절연 필러(4)의 평균 입경은 도전 입자(2)의 평균 입경보다 작아도 되고, 도전 입자(2)의 평균 입경 이상일 수도 있다. 한편, 절연 필러(4)가 도전 입자(2)보다 단단한 경우에는 절연 필러(4)의 평균 입자 직경은 도전 입자(2)의 평균 입자 직경보다도 작게 하는 것이 바람직하다. 여기서 절연 필러(4)의 도전 입자(2)에 대한 상대적 경도는 압축 변형시의 압축 경도(K값)나 소정압을 가한 경우의 압궤율의 대비에 의해 판단할 수 있다. 또한, 경도가 동일한 경우라면 절연 필러는 도전 입자 직경보다 작은 것이 바람직하다.
또한, 절연 필러(4)의 평균 입자 직경을 도전 입자(2)의 평균 입자 직경보다 작게 하는 경우에 절연 필러(4)의 바람직한 평균 입경은 배선과 범프의 사이에서 도전 입자(2)의 과도한 압입이나 파쇄의 발생을 억제하고, 또한 도전 입자(2)의 과도한 유동을 억제하고, 또한 도전 입자(2)의 접속에 적합한 압입을 실현하는 점에서 0.3㎛ 이상 7㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.9㎛ 이상 4.2㎛ 이하이다. 평균 입경은 일반적인 입도 분포 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.
특히 이방성 도전 접속시에 도전 입자(2)의 양호한 압입을 가능하게 하고, 절연 필러(4)가 배선이나 범프에 과도하게 부착되는 것을 억제하기 위해서, 도전 입자(2)에 대한 절연 필러(4)의 경도의 경연(硬軟)에 관계없이 절연 필러(4)의 평균 입경은 도전 입자(2)의 평균 입경의 75% 이하인 것이 바람직하고, 30% 이상 70% 이하인 것이 바람직하다. 또한, 절연 필러(4)와 도전 입자(2)가 동일 정도로 충분히 부드러운 경우에는 절연 필러(4)의 평균 입자 직경은 도전 입자(2)의 평균 입자 직경의 120% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 범프와 배선의 사이에서 도전 입자(2)와는 별도로 절연 필러(4)도 협지되게 되어 범프 근방의 열전도성도 양호해진다. 즉, 이방성 도전 접속을 행함에 있어서 접속부에 불필요한 열이 머물기 어려워져서 도통 신뢰성에도 기여한다.
<절연 필러를 형성하는 수지>
절연 필러를 수지 입자로 형성하는 경우에 있어서 절연 필러의 경도를 도전 입자의 경도나 직경 등에 따라 조정하여 제조하는 방법으로서는, 절연 필러를 형성하는 수지 입자를 압축 변형이 우수한 플라스틱 재료를 이용하여 제조하는 것이 바람직하다. 이러한 플라스틱 재료로서는 예를 들어 (메트)아크릴레이트계 수지, 폴리스티렌계 수지, 스티렌-(메트)아크릴 공중합 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 페놀 수지, 아크릴로니트릴·스티렌(AS) 수지, 벤조구아나민 수지, 디비닐벤젠계 수지, 스티렌계 수지, 폴리에스테르 수지 등으로 형성할 수 있다.
이 중 (메트)아크릴레이트계 수지는 (메트)아크릴레이트계 단량체와, 또한 필요에 따라 이것과 공중합 가능한 반응성 이중 결합을 갖는 화합물 및 2관능 또는 다관능성 단량체와의 공중합체인 것이 바람직하다.
(메트)아크릴레이트계 단량체의 예로서는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-프로필(메트)아크릴레이트, 클로로-2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메트)아크릴레이트, 메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트 및 이소보로놀(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
한편, 폴리스티렌계 수지는 스티렌계 단량체와, 또한 필요에 따라 이것과 공중합 가능한 반응성 이중 결합을 갖는 화합물 및 2관능 또는 다관능성 단량체와의 공중합체인 것이 바람직하다.
스티렌계 단량체로서는 스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌, 트리메틸스티렌, 에틸스티렌, 디에틸스티렌, 트리에틸스티렌, 프로필스티렌, 부틸스티렌, 헥실스티렌, 헵틸스티렌 및 옥틸스티렌 등의 알킬스티렌; 플루오로스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 디브로모스티렌, 요오드스티렌 및 클로로메틸스티렌 등의 할로겐화 스티렌; 및 니트로스티렌, 아세틸스티렌 및 메톡시스티렌을 들 수 있다.
절연 필러는 전술한 (메트)아크릴레이트계 수지 또는 스티렌계 수지의 단독으로 형성되어 있어도 되고, 이들을 형성하는 단량체의 공중합체이어도 되고, (메트)아크릴레이트계 수지와 스티렌계 수지를 포함하는 조성물이어도 된다.
(메트)아크릴레이트계 수지를 형성하는 단량체와 스티렌계 수지를 형성하는 단량체를 공중합시키는 경우에 필요에 따라 공중합 가능한 다른 단량체를 공중합시켜도 된다.
이러한 다른 단량체의 예로서는 비닐계 단량체, 불포화 카르복실산 단량체를 들 수 있다.
또한, (메트)아크릴레이트계 수지와 다른 화합물의 중합체의 예로서는 우레탄 화합물과 아크릴레이트계 단량체의 중합체를 들 수 있다. 여기서, 우레탄 화합물로서는 다관능 우레탄 아크릴레이트를 사용할 수 있고, 예를 들어 2관능 우레탄 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 우레탄 화합물과 아크릴레이트계 단량체의 중합체의 제조에 있어서는 아크릴레이트계 단량체 100중량부에 대하여 우레탄 화합물을 5중량부 이상 함유시키는 것이 바람직하고, 25중량부 이상 함유되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서 (메트)아크릴산에스테르계의 단량체란 아크릴산에스테르(아크릴레이트)와 메타크릴산에스테르(메타크릴레이트)의 양쪽을 가리킨다. 또한, 본 발명에 있어서 단량체에는 가열이나 자외선 조사 등에 의해 중합하는 것이라면 2개 이상의 단량체의 중합체인 올리고머도 포함된다.
<절연 필러의 존재량>
절연 필러(4)의 절연성 결합제층(1) 중의 존재량은 접속 상태를 유지하고, 접속부 근방에 발생하는 열을 방열하여 안정화시키고, 또한 쇼트 발생을 억제하기 위해서, 바람직하게는 1제곱mm당 10개 이상 800000개 이하, 보다 바람직하게는 20개 이상 400000개 이하이다.
<절연 필러(4)의 규칙적 패턴의 배열>
절연 필러(4)의 배열 상태인 규칙적 패턴이란 도전 입자(2)와 마찬가지로 이방성 도전 필름(100)의 표면으로부터 절연 필러(4)를 투시했을 때에 인식할 수 있는 절연 필러(4)가 직사각형 격자, 정방 격자, 육방 격자, 마름모형 격자 등의 격자점에 존재하고 있는 배열을 의미한다. 이 격자를 구성하는 가상선은 직선뿐만 아니라 곡선, 굴곡선이어도 된다.
또한, 절연 필러(4)의 규칙적 패턴은 도전 입자(2)와 중첩되지 않는 배치를 취한다. 또한, 이방성 도전 필름에 있어서 도전 입자(2)의 규칙적 패턴과 절연 필러(4)의 규칙적 패턴이 중첩되지 않는다란, 이들 규칙적 패턴으로 배치된 도전 입자(2)의 무게 중심과 절연 필러(4)의 무게 중심이 이방성 도전 필름의 두께 방향에서 중첩되지 않는다는 의미이고, 무게 중심이 중첩되지 않는 한, 도전 입자와 절연 필러는 이방성 도전 필름의 두께 방향에 부분적으로 중첩되어도 된다. 즉, 도전 입자(2)와 절연 필러(4)는 면(面) 시야에 있어서 일절 중첩되지 않는 것이 이방성 접속을 양호하게 행하는 데 있어서 바람직하다. 그러나 이방성 도전 필름의 전체면에 이것을 요구하는 경우, 제조상의 수율이 악화되어 비용 증가에 기인한다. 한편, 부분적으로 중첩되어 있어도 무게 중심이 중첩되어 있지 않으면 적어도 도전 입자(2)는 통상 구 형상이기 때문에 압입시의 수지 유동으로 가로로 어긋나서 이방성 접속을 저해시키는 일은 없어진다.
전체 절연 필러(4)에 대한 규칙적 패턴으로 배열되어 있는 절연 필러(4)의 비율은 절연 필러 수 기준으로 접속시의 이방성 접속의 불량 회피를 위해서 바람직하게는 90% 이상이다.
이 비율의 측정은 광학 현미경 등에 의해 행할 수 있다.
<도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴 배열예>
본 발명의 이방성 도전 필름에 있어서의 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴의 예로서는 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴이 동종의 격자 배열이고, 이들의 격자 피치가 동등한 형태(도 2 및 도 3), 동종의 격자 배열이고, 이들의 격자 피치가 상이한 형태(도 4 및 도 5), 동종의 격자 배열이고, 이들의 격자 방향이 상이한 형태(도 4), 이종의 격자 배열인 형태(도 6) 등을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 (가) 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자 중의 적어도 필름 길이 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 배열되어 있는 형태(도 2 참조), (나) 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자 중의 적어도 필름 길이 방향과 직교하는 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 배열되어 있는 형태(도 3 참조), (다) 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자 중의 필름 길이 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간, 및 필름 길이 방향과 직교하는 방향으로 배열한 도전 입자의 입자 간에 각각 절연 필러가 배열되어 있는 형태(도 4 참조), (라) 도전 입자의 배열과 동일한 방향으로 배열된 절연 필러를 갖고, 해당 배열 방향에 있어서 도전 입자 간의 거리보다도 절연 필러 간의 거리 쪽이 큰 형태(도 5 참조), (마) 도전 입자의 배열과 동일한 방향으로 배열된 절연 필러를 갖고, 해당 배열 방향에 있어서 도전 입자 간의 거리보다도 절연 필러 간의 거리 쪽이 작은 형태(도 6 참조) 등을 들 수 있다.
이들 (가) 내지 (마)의 형태에 있어서 도전 입자 간에 있는 절연 필러(4)가 필름의 길이 방향으로 배열되어 있는 경우(필름 길이 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 배치되어 있는 경우)에는 도전 입자의 범프 간에서의 접촉을 억제할 수 있는 효과가 얻어진다. 또한, 도전 입자 간에 있는 절연 필러(4)가 필름의 길이 방향과 직교하는 방향으로 배열되어 있는 경우(필름 길이 방향과 직교하는 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 배치되어 있는 경우)에는 절연 필러가 도전 입자와 동일한 범프에 협지되기 쉬워지고, 범프 내에서의 도전 입자의 압입 정도를 균일화할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 도전 입자 간에 있는 절연 필러(4)의 개수는 1개에 한정되지 않고, 도전 입자 간 거리에 따라서는 복수개 존재해도 된다. 그 개수는 범프의 설계에 의해 임의로 변경할 수 있다.
또한, 절연 필러(4)는 도전 입자(2)보다도 넓은 간격으로 설치되어 있어도 된다. 절연 필러(4)에 의해 쇼트를 방지하는 점에서는 범프 간 거리의 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 존재하면, 그 방향의 도전 입자의 격자 피치에 비하여 절연 필러의 격자 피치가 넓어도 쇼트 방지의 효과를 기대할 수 있기 때문이다. 또한, 압입의 균일성을 위해서는 범프 상에서 협지되는 절연 필러(4)는 2개 이상이 바람직하고, 3개 이상이 보다 바람직하다.
도전 입자(2)의 규칙적 패턴을 구성하는 배열 중, 임의의 도전 입자와 해당 임의의 도전 입자로부터 가장 가까운 거리에 있는 도전 입자를 통과하는 방향의 배열(즉, 도전 입자의 최단 피치의 배열)을 이방성 도전 필름의 길이 방향으로 하는 것, 또는 이방성 도전 필름의 길이 방향과 직교하는 방향과 평행 또는 대략 평행으로 하는 것이 바람직하고, 이방성 도전 필름의 길이 방향, 또는 길이 방향에 직교하는 방향에 대하여 사교하는 방향이 보다 바람직하다. 이는 일반적으로 이방성 도전 필름의 길이 방향과 직교하는 방향에 이방성 도전 접속하는 단자의 길이 방향이 맞춰지므로, 필름을 기판 등에 접합할 때, 도전 입자와 단자의 필름의 길이 방향의 어긋남이 이에 직교하는 방향의 어긋남보다도 커지기 쉽기 때문이다. 따라서, 도전 입자나 절연 필러의 배열이 단자의 짧은 길이 방향(필름의 길이 방향)의 연단부에 존재하는 경우에 이방성 접속시에 포착되기 어려워지는 것을 방지하기 위해서, 도전 입자의 최단 피치의 배열 방향을 필름의 길이 방향에 맞추거나 또는 필름의 길이 방향과 그에 직교하는 방향에 대하여 사교시키는 것이 바람직하다.
이어서 도전 입자와 절연 필러의 규칙적 패턴의 예를 도 2 내지 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 도면 중, 화살표는 이방성 도전 필름의 제조시의 길이 방향이고, 점선으로 둘러싸인 직사각형(B)은 이방성 도전 접속시에 상정되는 범프 위치의 일례이다.
도 2는 도전 입자(2)의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 절연 필러(4)의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 이들의 격자 피치가 동등하고, 도전 입자(2)와 절연 필러(4)가 이방성 도전 필름의 길이 방향(도면 중 화살표 방향)으로 교대로 배치되어 있는 형태이다.
도 3은 도전 입자(2)의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 절연 필러(4)의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 이들의 격자 피치가 동등하고, 도전 입자(2)와 절연 필러(4)가 이방성 도전 필름의 길이 방향(도면 중 화살표 방향)과 직교하는 방향으로 교대로 배치되어 있는 형태이다.
도 4는 도전 입자(2)의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 절연 필러(4)의 규칙적 패턴도 정방 격자 패턴이지만, 이들의 격자 방향은 45° 어긋나고, 도전 입자(2)의 격자 피치와 절연 필러(4)의 격자의 대각 방향의 피치가 동등한 형태이다. 이 형태는 절연 필러(4)도 도전 입자(2)도 정방 격자이며 이들의 격자 피치도 동등하지만, 절연 필러의 정방 격자 패턴이 절연 필러의 정방 격자 패턴에 대하여 격자 방향으로 반피치 어긋난 위치에 있고, 또한 절연 필러의 정방 격자 패턴의 단위 격자면의 면심에 절연 필러가 존재함으로써, 절연 필러의 규칙적 패턴이 면심 정방 격자 패턴으로 보이는 형태이다.
<절연성 결합제층(1)>
본 발명의 이방성 도전 필름(100)을 구성하는 절연성 결합제층(1)은 도전 입자(2)나 절연 필러(4)를 해당 필름(100)에 고정하는 기능을 담당하는 수지층이고, 공지된 이방성 도전성 필름에서 사용되는 절연성 수지층의 구성을 적절히 채택할 수 있다. 예를 들어 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지 등의 열 또는 광중합성 수지를 바람직하게는 중합률이 50% 이상 100% 이하가 되도록 중합시킴으로써 도전 입자나 절연 필러를 고정화할 수 있다. 또한, 중합하고 있기 때문에 이방성 도전 접속시에 가열되어도 수지가 흐르기 어려워지므로 실장 입자 포착 효율도 향상시킬 수 있고, 쇼트의 발생을 크게 억제할 수 있다. 따라서, 기판의 전극과 범프의 도통 신뢰성과 기판의 전극 간 또는 범프 간의 절연성을 향상시킬 수 있다. 특히 바람직한 절연성 결합제층(1)은 아크릴레이트 화합물과 광 라디칼 중합 개시제를 포함하는 광 라디칼 중합성 수지층을 광 라디칼 중합시킨 광 라디칼 중합 수지층이다. 이하, 절연성 결합제층(1)이 광 라디칼 중합 수지층인 경우에 대하여 설명한다.
(아크릴레이트 화합물)
아크릴레이트 단위가 되는 아크릴레이트 화합물로서는 종래 공지된 광 라디칼 중합성 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 예를 들어 단관능 (메트)아크릴레이트(여기서 (메트)아크릴레이트에는 아크릴레이트와 메타크릴레이트가 포함됨), 2관능 이상의 다관능 (메트)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는 절연성 결합제층(1)을 열경화성으로 하기 위해서 아크릴계 단량체의 적어도 일부에 다관능(메트)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
절연성 결합제층(1)에 있어서의 아크릴레이트 화합물의 함유량은 너무 적으면 이방성 도전 접속시에 도전 입자(2)나 절연 필러(4)가 용융된 수지로 흐르지 않도록 이들을 절연성 결합제층(1)에 고정해 두기가 어려워지고, 너무 많으면 경화 수축이 커서 작업성이 저하되는 경향이 있으므로, 바람직하게는 2질량% 이상 70질량% 이하, 보다 바람직하게는 10질량% 이상 50질량% 이하이다.
(광 라디칼 중합 개시제)
광 라디칼 중합 개시제로서는 공지된 광 라디칼 중합 개시제 중에서 적절히 선택해서 사용할 수 있다. 예를 들어 아세토페논계 광중합 개시제, 벤질케탈계 광중합 개시제, 인계 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제의 사용량은 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여 너무 적으면 광 라디칼 중합이 충분히 진행되지 않고, 너무 많으면 강성 저하의 원인이 되므로, 바람직하게는 0.1질량부 이상 25질량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5질량부 이상 15질량부 이하이다.
절연성 결합제층(1)에는 필요에 따라 페녹시 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 우레탄 수지, 부타디엔 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리올레핀 수지 등의 막 형성 수지를 병용할 수 있다. 후술하는 절연성 접착층(3)에도 마찬가지로 병용해도 된다.
절연성 결합제층(1)의 층 두께는 너무 얇으면 실장 도전 입자 포착 효율이 저하되는 경향이 있고, 너무 두꺼우면 도통 저항이 높아지는 경향이 있으므로, 바람직하게는 1.0㎛ 이상 6.0㎛ 이하, 보다 바람직하게는 2.0㎛ 이상 5.0㎛ 이하이다.
절연성 결합제층(1)에는 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합 개시제를 더 함유시킬 수도 있다. 이 경우, 후술하는 바와 같이 절연성 접착층(3)도 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합성 수지층으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 층간 박리 강도를 향상시킬 수 있다. 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합 개시제에 대해서는 절연성 접착층(3)에서 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 절연성 결합제층(1)에 고정된 도전 입자(2)는 절연성 접착층(3)에 침투하고 있는(바꾸어 말하면, 도전 입자(2)가 절연성 결합제층(1)의 표면에 노출되어 있는) 것이 바람직하다. 도전 입자가 모두 절연성 결합제층에 매몰되어 있으면 저항 도통이 높아지는 것이 우려되기 때문이다. 침투의 정도는 너무 작으면 실장 도전 입자 포착 효율이 저하되는 경향이 있고, 너무 크면 도통 저항이 높아지는 경향이 있으므로, 바람직하게는 도전 입자의 평균 입자 직경의 10% 이상 90% 이하, 보다 바람직하게는 20% 이상 80% 이하이다.
절연성 결합제층(1)의 형성은 예를 들어 광 라디칼 중합성 아크릴레이트와 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 광 라디칼 중합성 수지층에 필름 전사법, 금형 전사법, 잉크젯법, 정전 부착법 등의 방법에 의해 도전 입자와 절연 필러를 부착시키고, 자외선을 도전 입자측, 그 반대측 또는 양측으로부터 조사함으로써 행할 수 있다.
<절연성 접착층(3)>
절연성 접착층(3)은 이방성 도전 접속시에 대향하는 전자 부품끼리를 접속 내지 접착하는 기능을 담당하는 수지층이다. 공지된 이방성 도전성 필름에서 사용되는 절연성 수지층의 구성을 적절히 채택할 수 있고, 열 또는 광 양이온, 음이온 또는 라디칼 중합성 수지층, 바람직하게는 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합성 수지층, 또는 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층으로 형성하는 것이 바람직하다.
여기서 전술한 절연성 결합제층(1)을 광중합 수지층으로 형성한 경우에 절연성 접착층(3)을 열중합성 수지층으로 형성하는 것은 절연성 결합제층(1)을 형성할 때의 자외선 조사에 의해 절연성 접착층(3)의 중합 반응이 일어나지 않기 때문에 생산의 간편성 및 품질 안정성 상에서는 바람직하다.
절연성 접착층(3)이 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합성 수지층인 경우, 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 더 함유할 수 있다. 이에 의해 절연성 결합제층(1)과 층간 박리 강도를 향상시킬 수 있다.
(에폭시 화합물)
절연성 접착층(3)이 에폭시 화합물과 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 양이온 또는 음이온 중합성 수지층인 경우, 에폭시 화합물로서는 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물 또는 수지를 바람직하게 들 수 있다. 이들은 액상이어도 고체 상태여도 된다.
(열 양이온 중합 개시제)
열 양이온 중합 개시제로서는 에폭시 화합물의 열 양이온 중합 개시제로서 공지된 것을 채택할 수 있고, 예를 들어 열에 의해 양이온 중합성 화합물을 양이온 중합시킬 수 있는 산을 발생하는 것으로, 공지된 요오도늄염, 술포늄염, 포스포늄염, 페로센류 등을 이용할 수 있고, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 방향족 술포늄염을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 양이온 중합 개시제의 배합량은 너무 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 너무 많아도 제품 라이프가 저하되는 경향이 있으므로, 에폭시 화합물 100질량부에 대하여 바람직하게는 2질량부 이상 60질량부 이하, 보다 바람직하게는 5질량부 이상 40질량부 이하이다.
(열 음이온 중합 개시제)
열 음이온 중합 개시제로서는 에폭시 화합물의 열 음이온 중합 개시제로서 공지된 것을 채택할 수 있고, 예를 들어 열에 의해 음이온 중합성 화합물을 음이온 중합시킬 수 있는 염기를 발생하는 것으로, 공지된 지방족 아민계 화합물, 방향족 아민계 화합물, 2급 또는 3급 아민계 화합물, 이미다졸계 화합물, 폴리머캅탄계 화합물, 3불화붕소-아민 착체, 디시안디아미드, 유기산 히드라지드 등을 이용할 수 있고, 온도에 대하여 양호한 잠재성을 나타내는 캡슐화 이미다졸계 화합물을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 음이온 중합 개시제의 배합량은 너무 적어도 경화 불량이 되는 경향이 있고, 너무 많아도 제품 라이프가 저하되는 경향이 있으므로, 에폭시 화합물 100질량부에 대하여 바람직하게는 2 질량부 이상 60 질량부 이하, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상 40 질량부 이하이다.
(광 양이온 중합 개시제 및 광 음이온 중합 개시제)
에폭시 화합물용의 광 양이온 중합 개시제 또는 광 음이온 중합 개시제로서는 공지된 것을 적절히 사용할 수 있다.
(아크릴레이트 화합물)
절연성 접착층(3)이 아크릴레이트 화합물과 열 또는 광 라디칼 중합 개시제를 함유하는 열 또는 광 라디칼 중합성 수지층인 경우, 아크릴레이트 화합물로서는 절연성 결합제층(1)에 대하여 설명한 것 중으로부터 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
(열 라디칼 중합 개시제)
또한, 열 라디칼 중합 개시제로서는 예를 들어 유기 과산화물이나 아조계 화합물 등을 들 수 있지만, 기포의 원인이 되는 질소를 발생하지 않는 유기 과산화물을 바람직하게 사용할 수 있다.
열 라디칼 중합 개시제의 사용량은 너무 적으면 경화 불량이 되고, 너무 많으면 제품 라이프가 저하되므로, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여 바람직하게는 2 질량부 이상 60 질량부 이하, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상 40 질량부 이하이다.
(광 라디칼 중합 개시제)
아크릴레이트 화합물용의 광 라디칼 중합 개시제로서는 공지된 광 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다.
광 라디칼 중합 개시제의 사용량은 너무 적으면 경화 불량이 되고, 너무 많으면 제품 라이프가 저하되므로, 아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여 바람직하게는 2 질량부 이상 60 질량부 이하, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상 40 질량부 이하이다.
또한, 절연성 결합제층(1)의 다른 면에 별도의 절연성 접착층이 적층되어 있어도 된다. 이에 의해 층 전체의 유동성을 보다 정교하고 치밀하게 제어하는 것이 가능하게 된다는 효과가 얻어진다. 여기서 별도의 절연성 접착층으로서는 전술한 절연성 접착층(3)과 동일한 구성으로 해도 된다.
<<이방성 도전 필름의 제조 방법>>
이어서 본 발명의 이방성 도전 필름의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이 제조 방법은 이하의 공정 (A) 내지 (D)를 갖는다. 이하 공정별로 설명한다.
<공정 (A)>
도 7a에 도시한 바와 같이 도전 입자(2)를 수용하기 위한 개구이며, 규칙적 패턴으로 형성되어 있는 제1 개구(51)과, 절연 필러(4)를 수용하기 위한 개구이며, 규칙적 패턴으로 형성되고, 또한 제1 개구(51)와 중첩되지 않도록 배치된 제2 개구(52)가 설치된 전사형(50)의 당해 제1 개구(51) 내에 도전 입자(2)를 배치하고, 제2 개구(52)에 절연 필러(4)를 배치한다.
여기서 절연 필러(4)의 입자 직경이 도전 입자(2)의 입자 직경보다 작고, 제1 개구(51)의 개구 직경이 제2 개구(52)의 개구 직경보다도 작은 경우, 제1 개구(51)에 도전 입자(2)를 배치하고, 계속해서 제2 개구(52)에 절연 필러(4)를 배치한다. 이 경우, 도전 입자(2)가 수용된 제1 개구(51)에 절연 필러(4)가 인입하는 경우가 있지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 한, 이러한 경우도 본 발명의 범위로부터 배제되는 것은 아니다.
또한, 도전 입자(2)와 절연 필러(4)는 필름의 두께 방향에 있어서 절연 필러(4)의 무게 중심과 도전 입자(2)의 무게 중심이 이방성 도전 필름의 두께 방향(이방성 도전 접속시의 압입 방향)에 겹치지 않는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 절연 필러(4)과 도전 입자(2)는 이방성 도전 필름의 필름 두께 방향에 이들의 무게 중심이 겹쳐 있지 않으면, 그 외의 부분이 중복되어 있어도 된다. 이는 도전 입자의 무게 중심과 절연 필러의 무게 중심이 겹쳐 있으면 이방성 접속이 저해될 우려가 발생하지만, 절연 필러(4)의 무게 중심과 도전 입자(2)의 무게 중심이 압입 방향에 겹쳐 있지 않으면, 도전 입자(2)의 형상이 일반적으로 대략 구 형상이기 때문에 이방성 도전 접속시의 가열에 의해 결합제 수지 및 절연성 접착층과 함께 절연 필러(4)가 이방성 도전 접속을 저해하지 않는 위치까지 유동할 수 있기 때문이다.
즉, 도전 입자(2)의 형상이 일반적으로 대략 구 형상이기 때문에, 도전 입자와 부분적으로 겹쳐 있는 절연 필러가 연속으로 복수개 존재하지 않으면 가압 툴로부터의 압력이 범프 간 접속시에 불균일하게는 되기 어렵고, 결과적으로 유동시에 절연 필러(4)가 도전 입자(2)로부터 중복되지 않도록 빠지기 때문이다. 도전 입자(2)와 부분적으로 중복되어 있는 절연 필러(4)가 배열의 동일 방향으로 연속해서 존재하는 수는 6개 이하이면 바람직하고, 5개 이하이면 보다 바람직하고, 4개 이하이면 더욱 바람직하고, 실용 상에서의 문제는 없어진다.
(전사형)
전사형(50)으로서는 예를 들어 실리콘, 각종 세라믹스, 유리, 스테인레스 스틸 등의 금속 등의 무기 재료나 각종 수지 등의 유기 재료 등에 대하여 포토리소그래프법 등의 공지된 개구 형성 방법에 의해 개구를 형성한 것이다. 이러한 전사형(50)은 판 형상, 롤 형상 등의 형상을 취할 수 있다.
전사형(50)의 제1 개구(51) 및 제2 개구(52)의 형상으로서는 각각 원기둥 형상, 사각 기둥 등의 다각 기둥 형상, 사각뿔 등의 각뿔 형상 등을 예시할 수 있다.
제1 개구(51) 및 제2 개구(52)의 배열로서는 각각 도전 입자(2) 및 절연 필러(4)의 기록적 패턴에 대응한 배열로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전사형(50)의 제1 개구(51) 및 제2 개구(52)의 직경과 깊이는 레이저 현미경으로 측정할 수 있다. 여기서 개구가 원기둥인 경우에는 최심부를 깊이로 한다.
전사형(50)의 제1 개구(51) 내에 도전 입자(2)를 수용하는 방법 및 제2 개구(52) 내에 절연 필러(4)를 수용하는 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 방법을 채택할 수 있다. 예를 들어 건조한 도전 입자 분말 또는 이것을 용매 중에 분산시킨 분산액을 전사형(50)의 개구 형성면 상에 살포 또는 도포한 후, 브러시나 블레이드 등을 이용하여 개구 형성면의 표면을 와이프하면 된다.
(제1 개구)
제1 개구(51)의 직경(제1 개구 직경)(51a)의 도전 입자(2)의 평균 입경에 대한 비(=제1 개구 직경/도전 입자 평균 직경)는 도전 입자의 수용의 용이함, 절연성 수지의 압입 용이함, 절연 필러의 부착 방지 등의 밸런스로부터 바람직하게는 1.1 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.8 이하, 특히 바람직하게는 1.3 이상 1.7 이하이다.
또한, 제1 개구(51)의 깊이(제1 개구 깊이)(51b)에 대한 도전 입자(2)의 평균 입경의 비(=도전 입자 평균 직경/제1 개구 깊이)는 전사성 향상, 도전 입자 보유성, 절연 필러의 부착 방지 등의 밸런스로부터 바람직하게는 0.4 이상 3.0 이하, 보다 바람직하게는 0.5 이상 1.5 이하이다. 1 미만인 경우, 도전 입자 상에 절연 필러가 부착되는 것이 상정되지만, 도전 입자는 통상 구 형상이기 때문에, 서로의 무게 중심은 겹치기 어렵다. 1 이상인 경우에는 도전 입자를 충전한 후의 제1 개구 내에 간극이 적은 점에서 도전 입자와 절연 필러의 부착은 일어나기 어렵다.
또한, 제1 개구(51)의 기저측의 저부 직경(제1 개구 저부 직경)(51c)은 제1 개구 직경(51a)에 대하여 동등 이상인 것이 바람직하다. 제1 개구 저부 직경(51c)의 도전 입자(2)의 평균 입경에 대한 비(=제1 개구 기저부 직경/도전 입자 평균 입경)는 도전 입자의 수용의 용이함, 절연성 수지의 압입 용이함, 절연 필러의 부착 방지 등의 밸런스로부터 도전 입자의 평균 입경의 바람직하게는 1.1 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.7 이하, 특히 바람직하게는 1.3 이상 1.6 이하이다.
(제2 개구)
한편, 제2 개구(52)의 직경(제2 개구 직경)(52a)의 절연 필러(4)의 평균 입경에 대한 비(=제2 개구 직경/절연 필러 평균 입경)도 절연 필러의 수용의 용이함, 절연성 수지의 압입 용이함 등의 밸런스로부터 바람직하게는 1.1 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.3 이상 1.8 이하이다.
또한, 제2 개구(52)의 깊이(제2 개구 깊이)(52b)에 대한 절연 필러(4)의 평균 입경의 비(=절연 필러 평균 입경/제2 개구 깊이)도 전사성 향상과 절연 필러 보유성의 밸런스로부터 바람직하게는 0.4 이상 3.0 이하, 보다 바람직하게는 0.5 이상 1.5 이하이다.
또한, 제2 개구(52)의 기저측의 저부 직경(제2 개구 저부 직경)(52c)의 도전 입자(2)의 평균 입경에 대한 비(=제2 개구 기저부 직경/도전 입자 평균 입경)는 절연 필러의 수용의 용이함, 절연성 수지의 압입 용이함 등의 밸런스로부터 절연 필러의 평균 입경의 바람직하게는 1.1 이상 2.0 이하, 보다 바람직하게는 1.2 이상 1.7 이하, 특히 바람직하게는 1.3 이상 1.6 이하이다.
<공정 (B)>
공정 (B)
이어서 도 7b에 도시한 바와 같이 도전 입자(2)와 절연 필러(4)가 배치된 측의 전사형(50)의 표면에 박리 필름(60) 상에 형성된 절연성 결합제층(1)을 대향시킨다.
<공정 (C)>
이어서 도 7c에 도시한 바와 같이 박리 필름(60)측으로부터 절연성 결합제층(1)에 대하여 압력을 가하고, 제1 개구(51) 내 및 제2 개구(52) 내에 절연성 결합제층(1)을 압입하여 절연성 결합제층(1)의 편면에 도전 입자(2)와 절연 필러(4)를 전착시킨다.
<공정 (D)>
이어서 도 7d에 도시한 바와 같이 전사형으로부터 절연성 결합제층(1)을 떼어내고, 도전 입자(2)와 절연 필러(4)가 전착되어 있는 절연성 결합제층의 편면에 절연성 접착층(3)을 적층한다. 이에 의해 도 7e에 도시한 이방성 도전 필름(100)이 얻어진다. 필요에 따라 박리 필름(60)은 제거해도 된다.
또한, 공정 (C)와 공정 (D)의 사이에서 절연성 결합제층(1)을 예비 경화 처리(가열 또는 자외선 조사 등) 하는 것이 바람직하다. 이에 의해 도전 입자(2)를 절연성 결합제층(1)에 임시 고정할 수 있다.
필요에 따라 박리 필름(60)을 박리하고, 그 면(절연성 결합제층의 다른 면)에 별도의 절연성 접착층을 적층해도 된다(도시 생략).
<<이방성 도전 필름의 용도>>
이와 같이 하여 얻어진 이방성 도전 필름은 FPC, IC 칩, IC 모듈 등의 제1 전자 부품과 FPC, 리지드 기판, 세라믹 기판, 유리 기판 등의 제2 전자 부품을 열 또는 광에 의해 이방성 도전 접속할 때에 바람직하게 적용할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 접속 구조체도 본 발명의 일부이다.
이방성 도전 필름을 이용한 전자 부품의 접속 방법으로서는 예를 들어 도 1에 도시한 층 구성의 이방성 도전 필름을 이용하는 경우, 배선 기판 등의 제2 전자 부품에 대하여 이방성 도전 필름을 그의 절연성 결합제층으로부터 임시 부착하고, 임시 부착된 이방성 도전 필름에 대하여 IC 칩 등의 제1 전자 부품을 탑재하고, 제1 전자 부품측으로부터 열 압착하는 것이 접속 신뢰성을 높이는 점에서 바람직하다. 또한, 광 경화를 이용하여 접속할 수도 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다.
실시예 1 내지 9
페녹시 수지(YP-50, 신닛테츠스미킨(주)) 60질량부, 아크릴레이트(EP600, 다이셀·올넥스(주)) 40질량부 및 광 라디칼 중합 개시제(IRGADCURE 369, 미츠비시가가쿠(주)) 2질량부를 톨루엔으로 고형분이 50질량%가 되도록 혼합액을 제조하였다. 한편, 박리 필름으로서 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름)을 준비하고, 이것에 전술한 혼합액을 건조 두께가 5㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 중에서 5분간 건조함으로써, PET 필름(박리 필름) 상에 광 라디칼 중합형의 절연성 결합제층을 형성하였다.
이어서, 도 2(실시예 1, 4, 7), 도 3(실시예 2, 5), 도 4(실시예 3, 6) 또는 도 5(실시예 9)에 도시한 패턴으로, 도전 입자용으로 직경 5.5㎛, 깊이 4.5㎛의 원통 형상의 제1 개구가 종횡 9㎛ 피치로 설치되고, 절연 필러용으로 직경 3.0㎛, 깊이 4.0㎛의 원통 형상의 제2 개구가 설치되어 있는 스테인레스 스틸제 전사형을 준비하였다.
또한, 도 2의 패턴의 변형 버전(실시예 8)으로서 제1 개구 간을 18㎛로 하고, 제1 개구 간에 제2 개구를 2.25㎛의 간격으로 3개 설치한 전사형을 준비하였다.
이들 전사형의 제1 개구에 평균 입경 4㎛의 도전 입자(Ni/Au 도금 수지 입자, AUL704, 세키스이가가쿠고교(주))를 1개씩 수용하고, 제2 개구에 평균 입경 2.8㎛(실시예 1 내지 3) 또는 1.2㎛(실시예 4 내지 9)의 실리카 입자(KE-P250 또는 KE-P100, (주)닛폰쇼쿠바이)를 1개씩 수용하였다. 이 전사형의 개구 형성면에 대하여 절연성 결합제층을 대향시키고, 박리 필름측으로부터 60℃에서 0.5MPa라는 조건으로 가압함으로써 도전 입자와 절연 필러를 절연성 결합제층에 압입하였다.
이어서 박리 필름측으로부터 파장 365nm, 적산 광량 4000mL/cm2의 자외선을 조사함으로써, 표면에 도전 입자와 절연 필러가 임시 고정된 절연성 결합제층을 형성하였다.
이어서 페녹시 수지(YP-50, 신닛테츠스미킨(주)) 60질량부, 에폭시 수지(jER828, 미츠비시가가쿠(주)) 40질량부 및 광 양이온 중합 개시제(SI-60, 산신가가쿠고교(주)) 2질량부를 톨루엔으로 고형분이 50질량%가 되도록 혼합액을 제조하였다. 이 혼합액을 두께 50㎛의 PET 필름에 건조 두께가 12㎛가 되도록 도포하고, 80℃의 오븐 중에서 5분간 건조함으로써 비교적 두꺼운 절연성 접착층을 형성하였다. 마찬가지의 조작에 의해 건조 두께 3㎛의 얇은 절연성 접착층을 형성하였다.
이와 같이 하여 얻어진 비교적 두꺼운 절연성 접착층을 도전 입자와 절연 필러를 임시 고정한 절연성 결합제층의 임시 고정면에 60℃, 0.5MPa라는 조건으로 라미네이트하고, 계속해서 반대면에 얇은 절연성 접착층을 마찬가지로 라미네이트함으로써 이방성 도전 필름을 얻었다.
또한, 이방성 도전 필름에 있어서 도전 입자 간에 존재하는 절연 필러의 수는 도 2 내지 5에 도시한 바와 같다.
비교예 1
절연 필러용의 개구가 설치되어 있지 않은 전사형을 사용하고, 또한 절연 필러를 사용하지 않고, 실시예 1과 마찬가지로 이방성 도전 필름을 얻었다.
<평가>
각 실시예 및 비교예의 이방성 도전 필름의 (a) 연결된 도전 입자 수, (b) 도전 입자에 접하고 있는 절연 필러의 수, (c) 초기 도통 저항, (d) 도통 신뢰성, (e) 쇼트 발생률을 각각 다음과 같이 시험 평가하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(a) 연결된 도전 입자 수
각 실시예 및 대조예의 이방성 도전 필름을 초기 도통 및 도통 신뢰성의 평가용 IC와 유리 기판의 사이에 끼우고, 가열 가압(180℃, 80MPa, 5초)하여 평가용 접속물을 얻고, 범프 상의 도전 입자 100개 중 연결되어 있는 것의 개수를 계측하였다. 이 경우, 연결되어 있는 것은 1개로서 계측한다. 이 개수는 적을수록 바람직하다. 여기서 이 각 평가용 IC와 유리 기판은 이들의 단자 패턴이 대응하고 있고, 사이즈는 다음과 같다.
초기 도통 및 도통 신뢰성의 평가용 IC
외경: 0.7×20mm
두께: 0.2mm
Bump 사양: 금 도금, 높이 12㎛, 사이즈 15×100㎛, Bump 간 Gap 15㎛
유리 기판
유리 재질: 코닝사 제조
외경: 30×50mm
두께: 0.5mm
전극: ITO 배선
(b) 도전 입자에 접하고 있는 절연 필러의 수
(a)에서 제작한 평가용 접속물에 대하여 범프 상의 도전 입자 100개 중 절연 필러와 접촉하고 있는 것의 개수를 계측하였다. 이 경우, 1개의 도전 입자에 복수의 절연 필러가 접촉하여도 1개로서 계측한다.
(c) 초기 도통 저항
(a)에서 제작한 평가용 접속물의 도통 저항을 디지털 멀티미터(상품명: 디지털 멀티미터 7561, 요코가와덴키(주))를 이용하여 측정하였다.
(d) 도통 신뢰성
(a)의 평가용 접속물을 온도 85℃, 습도 85% RH의 항온조에 500시간 둔 후의 도통 저항을 (c)와 마찬가지로 측정하였다. 또한, 이 도통 저항이 5Ω 이상이면 접속한 전자 부품의 실용적인 도통 안정성의 점에서 바람직하지 않다.
(e) 쇼트 발생률
쇼트 발생률의 평가용 IC로서 다음의 IC(7.5㎛ 스페이스의 빗살 TEG(test element group))를 준비하였다.
외경: 1.5×13mm
두께: 0.5mm
Bump 사양: 금 도금, 높이 15㎛, 사이즈 25×140㎛, Bump 간 Gap 7.5㎛
각 실시예 및 비교예의 이방성 도전 필름을 쇼트 발생률의 평가용 IC와, 해당 평가용 IC에 대응한 패턴의 유리 기판의 사이에 끼우고, (b)와 마찬가지의 접속 조건으로 가열 가압하여 접속물을 얻고, 그 접속물의 쇼트 발생률을 구하였다. 쇼트 발생률은 「쇼트의 발생 수/7.5㎛ 스페이스 총수」로 산출된다. 쇼트 발생률이 50ppm 미만인 것이 실용상 바람직하다.
Figure pct00001
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이 실시예 1 내지 9의 이방성 도전 필름에 대해서는 실시예 9의 경우에 2개 연결된 도전 입자가 관찰된 것 외에는 전혀 관찰되지 않았다. 또한, 도전 입자에 접하고 있는 절연 필러 개수가 증감해도 「초기 도통 저항」, 「도통 신뢰성」 및 「쇼트 발생률」에 관한 평가는 바람직한 것이었다. 이에 대하여 비교예 1의 이방성 도전 필름에 대해서는 절연 필러를 배열시키고 있지 않으므로, 연결된 도전 입자가 6개 관찰되고, 이에 따라 도통 신뢰성이 저하되고, 쇼트의 발생도 증가하였다.
실시예 10 내지 15, 비교예 2 내지 5
(이방성 도전 필름의 제조)
(ⅰ) 수지 코어의 제조
디비닐벤젠, 스티렌, 부틸메타크릴레이트의 혼합비를 조정한 용액에 중합 개시제로서 벤조일퍼옥사이드를 투입하여 고속으로 균일 교반하면서 가열을 행하고, 중합 반응을 행함으로써 미립자 분산액을 얻었다. 상기 미립자 분산액을 여과하여 감압 건조함으로써 미립자의 응집체인 블록체를 얻었다. 또한, 상기 블록체를 분쇄·분급함으로써 수지 코어로서 평균 입자 직경 3, 4 또는 5㎛의 디비닐벤젠계 수지 입자를 얻었다. 입자의 경도는 디비닐벤젠, 스티렌, 부틸메타크릴레이트의 혼합비를 조정하여 행하였다.
(ⅱ) 도전 입자의 제조
(ⅰ)에서 얻어진 디비닐벤젠계 수지 입자(5g)에 팔라듐 촉매를 침지법에 의해 담지시켰다. 계속해서 이 수지 입자에 대하여 황산니켈6수화물, 차아인산나트륨, 시트르산나트륨, 트리에탄올아민 및 질산탈륨으로 제조된 무전해 니켈 도금액(pH 12, 도금 액온 50℃)을 이용하여 무전해 니켈 도금을 행하고, 니켈 도금층(금속층)이 표면에 형성된 니켈 피복 수지 입자를 얻었다.
이어서 염화금산나트륨 10g을 이온 교환수 1000mL에 용해시킨 용액에 상기에서 얻어진 니켈 피복 수지 입자(12g)를 혼합하여 수성 현탁액을 제조하였다. 얻어진 수성 현탁액에 티오황산암모늄 15g, 아황산암모늄 80g 및 인산수소암모늄 40g을 투입함으로써 금 도금욕을 제조하였다. 얻어진 금 도금욕에 히드록실아민 4g을 투입 후, 암모니아를 이용하여 금 도금욕의 pH를 9로 조정하고, 그리고 욕온을 60℃로 15 내지 20분 정도 유지함으로써 금/니켈 피복 수지 입자를 얻었다. 적절히 분급 등의 조작을 행하여 평균 입자 직경 4㎛ 또는 5㎛의 도전 입자를 얻었다.
(ⅲ) 이방성 도전 필름의 제조
(ⅰ)에서 제조한 평균 입자 직경 3㎛ 또는 5㎛의 수지 코어를 절연 필러로서 사용하고, 절연 필러 및 (ⅱ)에서 제조한 평균 입자 직경 4 또는 5㎛의 도전 입자를 도 2에 도시한 배열 패턴으로 하고, 절연성 접착층을 다음의 배합으로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 이방성 도전 필름을 제조하였다.
페녹시 수지(YP-50, 신닛테츠스미킨(주)) 60질량부
캡슐화 이미다졸계 경화제(노바큐어 HX3941HP, 아사히카세이 이머티리얼즈(주)) 40질량부
또한, 표 2에 있어서 도전 입자의 입자면 밀도 및 절연 필러의 입자면 밀도는 이방성 도전 필름에 있어서의 도전 입자와 절연 필러의 설계 상의 개수 밀도(개/mm2)이다.
(평가)
얻어진 실시예 10 내지 15 및 비교예 2 내지 5의 이방성 도전 필름을 플렉시블 배선판의 단자와 유리 기판 상의 단자의 접속(FOG: film on glass)에 사용하는 것을 상정하고, 다음의 유리 기판과 FPC를 표 2에 나타내는 가열 가압 조건과 같이 압력을 4가지로 변경하여 열 압착하였다.
유리 기판: Mo/Ti coating, 유리 두께 0.7mm
FPC: 단자 피치 50㎛, 단자 폭:단자 간 스페이스=1:1, 폴리이미드 필름 두께/구리박 두께(PI/Cu)=38/8, Sn 플레이팅(plating)
또한, 가열 가압 조건 중
170℃, 3MPa, 5초는 FOG 접속의 변동할 수 있는 압력의 하한이고,
170℃, 5MPa, 5초는 FOG 접속의 변동할 수 있는 압력의 표준의 하나이고,
170℃, 8MPa, 5초는 FOG 접속의 변동할 수 있는 압력 중 비교적 압력이 큰 조건이고,
170℃, 10MPa, 5초는 FOG 접속의 변동할 수 있는 압력의 상한이다.
얻어진 평가용 접속물의 초기 도통 저항과 도통 신뢰성을 실시예 1과 마찬가지로 측정하였다.
여기서 초기 도통성과 도통 신뢰성은 각각의 도통 저항의 크기에 따라 다음 3단계로 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
초기 도통성
A: 1Ω 미만
B: 1Ω 이상 내지 5Ω 미만
C: 5Ω 이상
도통 신뢰성은
A: 2.5Ω 미만
B: 2.5Ω 이상 내지 10Ω 미만
C: 10Ω 이상
또한, 평가용 접속물에 있어서의 도전 입자의 압궤를 단면 연마 후에 SEM을 이용하여 측정하고, 초기 입자 직경에 대한 압궤율((평가용 접속물에 있어서의 도전 입자 직경/초기 도전 입자 직경)×100)을 산출하고, 압궤율에 따라 다음 5단계로 평가하였다.
C1: 압궤율 20% 미만(입자가 부서져 있음)
B1: 압궤율 20% 이상 40% 미만
A : 압궤율 40% 이상 60% 미만
B2: 압궤율 60% 이상 80% 미만
C2: 압궤율 80% 이상(입자의 압궤가 약간)
Figure pct00002
표 2로부터 절연 필러를 함유하는 실시예 10 내지 15는 3MPa 내지 10MPa의 범위로 가압한 경우, 도전 입자가 적절하게 압궤됨으로써, 절연 필러를 함유하지 않는 비교예 2 내지 5에 비하여 초기 도통 저항도 도통 신뢰성도 우수한 것을 알 수 있다.
보다 구체적으로는 비교예 2는 도전 입자 직경, 도전 입자의 경도, 도전 입자의 면 밀도가 종래의 일반적인 이방성 도전 필름과 동등하다. 비교예 2에 의하면, 가열 가압 조건이 비교적 고압의 8MPa가 되면 도전 입자가 지나치게 압궤되는 것을 알 수 있다.
비교예 3에서는 비교예 2보다도 도전 입자가 단단하므로, 이방성 도전 접속시의 도전 입자의 지나친 압궤는 비교예 2보다 적지만, 이방성 도전 접속시의 가열 가압 조건이 고압의 10MPa가 되면 도통 신뢰성이 떨어지는 것을 알 수 있다.
비교예 4에서는 비교예 3보다도 도전 입자가 더 단단하므로 이방성 도전 접속시에 압궤되기 어렵고, 가열 가압 조건을 고압측으로 함으로써 초기 도통 저항은 향상되지만, 도통 신뢰성은 떨어지는 것을 알 수 있다.
비교예 5는 비교예 4에 있어서 도전 입자를 부드럽게 하고, 도전 입자 직경을 크게 한 것이다. 비교예 4보다도 이방성 도전 접속시에 압궤되기 쉽고, 가열 가압 조건을 저 내지 중압으로 하면 초기 도통 저항이 향상되지만, 고압에서는 도통 신뢰성이 떨어지는 것을 알 수 있다.
이에 대하여 실시예 10 내지 13에서는 절연 필러가 도전 입자보다도 단단하고, 입자 직경이 작으므로, 이방성 도전 접속시에 도전 입자가 적절하게 압궤되고, 초기 도통 특성도 도통 신뢰성도 양호하다. 또한, 실시예 14는 도전 입자와 경도가 동등하고, 입자 직경이 작은 절연 필러를 함유하고, 실시예 15는 도전 입자와 경도가 동등하고, 입자 직경이 큰 절연 필러를 함유하고, 각각 중 정도부터 고압측에 걸친 압착 압력에 있어서 초기 도통성과 도통 신뢰성이 양호하였다.
실시예 14와 비교예 5를 비교하면, 실시예 14는 비교예 5에 비하여 고압측에서 양호한 결과가 얻어지고, 가열 가압 조건이 넓어져 있는 것을 알 수 있다. 실시예 15와 비교예 2를 비교하면 이 경향이 보다 현저하다.
실시예 16 내지 21
절연 필러 및 도전 입자의 배치를 도 3에 도시한 배열 패턴으로 한 것 이외에는 실시예 10 내지 15와 마찬가지로 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
표 3에 나타낸 바와 같이 실시예 16 내지 21의 이방성 도전 필름도 초기 도통 저항과 도통 신뢰성이 양호하였다. 특히 도 3에 도시한 배열 패턴에서는 단자의 길이 방향으로 도전 입자와 절연 필러가 교대로 안정되게 배치되므로, 단자에 있어서의 도전 입자의 포착성이 향상되었다고 생각된다.
Figure pct00003
실시예 22 내지 27
절연 필러 및 도전 입자의 배치를 도 4에 도시한 배열 패턴으로 한 것 이외에는 실시예 10 내지 15와 마찬가지로 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
표 4에 나타낸 바와 같이 실시예 22 내지 27의 이방성 도전 필름도 초기 도통 저항과 도통 신뢰성이 양호하였다. 특히 도 4에 도시한 배열 패턴에서는 도 2나 도 3의 배열 패턴에 비하여 도전 입자와 절연 필러의 합계의 입자면 밀도가 높으므로, 단자 간의 절연성과 각 단자에 있어서의 도전 입자의 포착성이 향상되었다고 생각된다.
Figure pct00004
실시예 28 내지 36
표 5에 나타낸 바와 같이 절연 필러 및 도전 입자의 배치를 도 5 또는 도 6에 도시한 배열 패턴으로 한 것 이외에는 실시예 10 내지 15와 마찬가지로 하여 이방성 도전 필름을 제조하고, 평가하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
표 5에 나타낸 바와 같이 도 5의 배열 패턴을 갖는 실시예 28 내지 30의 이방성 도전 필름은 각 가열 가압 조건에서 초기 도통 저항과 도통 신뢰성이 양호하였다. 도 5의 배열 패턴은 도 2나 도 3의 배열 패턴에 비하여 절연 필러의 밀도가 낮지만, 절연 필러가 단단한 경우에는 절연 필러의 밀도가 낮아도 도전 입자의 지나친 압궤를 방지할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 도 6의 배열 패턴을 갖는 실시예 31 내지 36의 이방성 도전 필름도 초기 도통 저항과 도통 신뢰성이 양호하고, 특히 가열 가압 조건이 고압측에서 양호하였다. 도 6의 배열 패턴은 도 2나 도 3의 배열 패턴에 비하여 절연 필러의 밀도가 높기 때문에, 절연 필러의 경도가 도전 입자와 동일 정도여도 절연 필러에 의한 도전 입자의 지나친 압궤가 방지되고, 단자 간의 절연성과 각 단자에 있어서의 도전 입자의 포착성이 향상되었다고 생각된다.
Figure pct00005
이상의 실시예로부터 본 발명의 이방성 도전 필름에 의하면, 이방성 도전 접속을 행하는 전자 기기의 제조 라인에 있어서 열 압착시의 압력 조건이 변동된 경우에도 접속 불량의 발생이 억제되는 것을 알 수 있다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 이방성 도전 필름은 절연성 결합제층과, 절연성 결합제층의 편면에 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자와, 해당 절연성 결합제층의 편면에 적층된 절연성 접착층을 갖고, 당해 절연성 결합제층에는, 도전 입자와 중첩되지 않는 규칙적 패턴으로 절연 필러가 배열되어 있다. 이 때문에 접속 저항값을 증대시키지 않고, 도전 입자끼리 연결되는 것을 억제하고, 쇼트의 발생을 크게 억제할 수 있다. 또한, 이방성 도전 접속시에 범프 상에서 도전 입자가 파쇄되는 것을 억제하는 것을 기대할 수 있다. 따라서, IC 칩 등의 전자 부품의 배선 기판에의 이방성 도전 접속에 유용하다.
1 : 절연성 결합제층
2 : 도전 입자
3 : 절연성 접착층
4 : 절연 필러
50 : 전사형
51, 52 : 개구
51a : 제1 개구 직경
51b : 제1 개구 깊이
51c : 제1 개구 저부 직경
52a : 제2 개구 직경
52b : 제2 개구 깊이
52c : 제2 개구 저부 직경
60 : 박리 필름
100 : 이방성 도전 필름

Claims (21)

  1. 절연성 결합제층과, 해당 절연성 결합제층의 편면에 규칙적 패턴으로 배열된 도전 입자와, 해당 절연성 결합제층의 편면에 적층된 절연성 접착층을 갖는 이방성 도전 필름으로서,
    절연성 결합제층에는, 도전 입자와 중첩되지 않도록 하는 규칙적 패턴으로 절연 필러가 배열되어 있는, 이방성 도전 필름.
  2. 제1항에 있어서, 도전 입자와 절연 필러가 절연성 결합제층의 편면에 편재되어 있는, 이방성 도전 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연 필러의 평균 입경이 도전 입자의 평균 입경의 75% 이하인, 이방성 도전 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 필러가 도전 입자보다도 부드러운, 이방성 도전 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연 필러가 도전 입자보다도 단단하고, 절연 필러의 평균 입경이 도전 입자의 평균 입경보다도 작은, 이방성 도전 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 필러가 수지 입자인, 이방성 도전 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 필름 길이 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 배열되어 있는, 이방성 도전 필름.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 필름 길이 방향과 직교하는 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 절연 필러가 배열되어 있는, 이방성 도전 필름.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 길이 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간, 및 필름 길이 방향과 직교하는 방향으로 배열된 도전 입자의 입자 간에 각각 절연 필러가 배열되어 있는, 이방성 도전 필름.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전 입자의 배열과 동일한 방향으로 배열된 절연 필러를 갖고, 해당 배열 방향에 있어서 도전 입자 간의 거리보다도 절연 필러 간의 거리 쪽이 큰, 이방성 도전 필름.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전 입자의 배열과 동일한 방향으로 배열된 절연 필러를 갖고, 해당 배열 방향에 있어서 도전 입자 간의 거리보다도 절연 필러 간의 거리 쪽이 작은, 이방성 도전 필름.
  12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전 입자의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 절연 필러의 규칙적 패턴이 면심 정방 격자 패턴인, 이방성 도전 필름.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전 입자의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 절연 필러의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 도전 입자와 절연 필러가 이방성 도전 필름의 길이 방향으로 교대로 배치되어 있는, 이방성 도전 필름.
  14. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 도전 입자의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 절연 필러의 규칙적 패턴이 정방 격자 패턴이고, 도전 입자와 절연 필러가 이방성 도전 필름의 길이 방향과 직교하는 방향으로 교대로 배치되어 있는, 이방성 도전 필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 서로 인접한 도전 입자 간의 최단 거리가 도전 입자의 평균 입경의 0.5배 이상인, 이방성 도전 필름.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 절연성 결합제층의 다른 면에 별도의 절연성 접착층이 적층되어 있는, 이방성 도전 필름.
  17. 제1항에 기재된 이방성 도전 필름의 제조 방법이며, 이하의 공정 (A) 내지 (D):
    공정 (A)
    도전 입자를 수용하기 위한 개구이며, 규칙적 패턴으로 형성된 제1 개구와, 절연 필러를 수용하기 위한 개구이며, 제1 개구와 중첩되지 않도록 하는 규칙적 패턴으로 형성된 제2 개구가 설치된 전사형의 당해 제1 개구 내에 도전 입자를 배치하고, 제2 개구에 절연 필러를 배치하는 공정;
    공정 (B)
    도전 입자와 절연 필러가 배치된 측의 전사형의 표면에, 박리 필름 상에 형성된 절연성 결합제층을 대향시키는 공정;
    공정 (C)
    박리 필름측으로부터 절연성 결합제층에 대하여 압력을 가하여, 제1 및 제2 개구 내에 절연성 결합제층을 압입하여 절연성 결합제층의 편면에 도전 입자와 절연 필러를 전착(轉着)시키는 공정; 및
    공정 (D)
    도전 입자와 절연 필러가 전착되어 있는 절연성 결합제층의 편면에 절연성 접착층을 적층하는 공정
    을 갖는 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 절연 필러의 평균 입자 직경이 도전 입자의 평균 입자 직경보다도 작은 경우에, 공정 (A)에 있어서 제1 개구에 도전 입자를 배치하고, 계속해서 제2 개구에 절연 필러를 배치하는, 제조 방법.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 공정 (D)의 후에
    절연성 결합제층의 다른 면에 별도의 절연성 접착층을 적층하는 공정
    을 더 갖는, 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하여 이루어지는 접속 구조체.
  21. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 이방성 도전 필름으로 제1 전자 부품을 제2 전자 부품에 이방성 도전 접속하는 접속 방법이며,
    제2 전자 부품에 대하여 이방성 도전 필름을 그의 절연성 결합제층측으로부터 임시 부착하고, 임시 부착된 이방성 도전 필름에 대하여 제1 전자 부품을 탑재하고, 제1 전자 부품측으로부터 열 압착하는, 접속 방법.
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