(接着フィルム)
本発明の接着フィルムは、第一の接着剤層と 、前記第一の接着剤層に密着された第二の接 着剤層とを少なくとも有し、更に必要に応じ て適宜選択したその他の層を有してなる。

<第一の接着剤層>
 前記第一の接着剤層は、導電性粒子を少な� ��とも含み、更に必要に応じて適宜選択した� ��の他の成分を含んでなる。

―導電性粒子―
前記導電性粒子としては、特に制限はなく、 目的に応じて適宜選択することができ、例え ば、金属粒子及び樹脂粒子の表面に金属メッ キ層が形成されたものなどが挙げられる。

―その他の成分―
 前記その他の成分としては、特に制限はな� ��、目的に応じて適宜選択することができ、� ��えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、シラ� ��カップリング剤、及び無機フィラーなどが� ��げられる。
前記第一の接着剤層には、前記熱可塑性樹脂 を添加した方が、第一の接着剤層と第二の接 着剤層との接着力が向上し、前記シランカッ プリング剤を添加した方が、第一の接着剤層 と被着体との密着性が向上し、前記無機フィ ラーを添加した方が、難燃性及び隣接する端 子間の絶縁性が向上する。

―熱硬化性樹脂―
 前記熱硬化性樹脂としては、特に制限はな� ��、目的に応じて適宜選択することができ、� ��えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、及び� ��硬化性ポリエステル樹脂などが挙げられる� ��

前記熱硬化性樹脂の種類によっては、前記 第一の接着剤層及び後述する第二の接着剤層 に硬化剤を添加する必要は無いが、硬化剤を 添加した方が硬化速度が速くなる。

――硬化剤――
前記硬化剤としては、特に制限はなく、目的 に応じて適宜選択することができる。例えば 、熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂の場合、マイ クロカプセル化されたアミン系硬化剤を硬化 剤に用いればエポキシ樹脂がアニオン重合し 、オニウム塩やスルホニウム塩を硬化剤に用 いればエポキシ樹脂がカチオン重合し、また 、熱硬化性樹脂が熱硬化性ポリエステルの場 合は、有機過酸化物を硬化剤に用いればラジ カル重合する。

――熱可塑性樹脂――
 前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はな� ��、目的に応じて適宜選択することができ、� ��えば、フェノキシ樹脂、熱可塑性ポリエス� ��ル樹脂、及びフッ素樹脂などが挙げられる� ��

――シランカップリング剤――
 前記シランカップリング剤としては、特に� ��限はなく、目的に応じて適宜選択すること� ��でき、例えば、ビニルシラン、エポキシシ� ��ン、アミノシラン、メルカプトシラン、イ� ��シアネートシランなどが挙げられる。

――無機フィラー――
前記無機フィラーとしては、特に制限はなく 、目的に応じて適宜選択することができ、例 えば、シリカ、アルミナ、チタニアなどが挙 げられる。

前記第一の接着剤層の膜厚は、特に限定さ れないが、導電性粒子の平均粒径の2倍未満� �好ましく、導電性粒子の平均粒径の50%以上15 0%以下がより好ましい。

<第二の接着剤層>
前記第二の接着剤層は、前記第一の接着剤層 と密着するものであれば、特に制限は無く、 必要に応じて適宜選択することができる。前 記第二の接着剤層は、例えば、熱硬化性樹脂 を含み、更に必要に応じて適宜選択したその 他の成分を含んでなる。なお、前記熱硬化性 樹脂は、前記第一の接着剤層において記載し た通りである。

―その他の成分―
 前記その他の成分としては、特に制限はな� ��、目的に応じて適宜選択することができ、� ��えば、熱可塑性樹脂、シランカップリング� ��、無機フィラー、及び導電性粒子などが挙� ��られる。なお、前記熱可塑性樹脂、前記シ� ��ンカップリング剤、及び前記無機フィラー� ��、前記第一の接着剤層において記載した通� ��である。前記導電性粒子としては、前記第� ��の接着剤層において記載した通りであるが� ��前記第二の接着剤層における導電性粒子の� ��度は、前記第一の接着剤層における導電性� ��子の密度よりも小さい。

 前記第二の接着剤層には、熱可塑性樹脂� ��添加した方が、前記第二の接着剤層との接� ��力が向上し、シランカップリング剤を添加� ��た方が、前記第二の接着剤層と被着体との� ��着性が向上し、無機フィラーを添加した方� ��、難燃性及び隣接する端子間の絶縁性が向� ��する。

 更に、加熱によって粘度が低下するので� ��れば、前記第一の接着剤層及び前記第二の� ��着剤層の両方に熱硬化性樹脂を含有させる� ��要は無い。例えば、前記第一の接着剤層及� ��前記第二の接着剤層のいずれか一方又は両� ��に熱硬化性樹脂を含有させず、樹脂成分と� ��て熱可塑性樹脂だけを含有させてもよい。� �

 前記第一の接着剤層及び前記第二の接着� ��層は、DSC(示差走査熱分析)の発熱ピーク温� �領域が60℃~140℃であることが好ましい。60℃ よりも低い場合は、接着フィルムを被着体に 仮貼り、仮固定する際に、第一の接着剤層及 び第二の接着剤層が硬化してしまう虞があり 、140℃よりも高い場合は、本圧着に要する時 間が20秒を超え、量産性が悪くなる。なお、D SCの発熱ピークが出現する温度は硬化開始温� ��であり、即ち、本発明では硬化開始温度が6 0℃以上140℃以下であることが好ましい。

 前記第一の接着剤層と前記第二の接着剤� ��とで、硬化開始温度に差がありすぎると、� ��一の端子及び第二の端子が導電性粒子を挟� ��する前に、どちらかの接着剤層が硬化して� ��まう虞があるので、前記第一の接着剤層の� ��化開始温度と、前記第二の接着剤層の硬化� ��始温度との差は、10℃以下が好ましい。

 前記第一の接着剤層及び前記第二の接着� ��層は、10Pa・s以上100,000Pa・s以下が好ましい� ��10Pa・s未満の場合は、粘度が低下したとき� �気泡を巻き込みやすく、100,000Pa・sより高い� ��合は被着体を押し込めず、良好な接続抵抗� ��得られない場合がある。

 前記第二の接着剤層の最低粘度は、前記� ��一の接着剤層の最低粘度よりも低ければ、� ��に限定されないが、前記第一の接着剤層の� ��低粘度の0.05倍以上0.2倍以下であることがよ り好ましい。

<その他の層>
その他の層としては、特に制限はなく、目的 に応じて適宜選択することができる。

 ここで本発明の接着フィルムの一例につ� ��て、以下に図面を参照しながら説明する。

 図1では、本発明の接着フィルム10の一例を� ��している。
 接着フィルム10は、第一の接着剤層11と、第 一の接着剤層11の表面に配置された第二の接� ��剤層12とを有し、第一の接着剤層11には、導 電性粒子15が分散されている。導電性粒子15� �、第一の接着剤層11だけに分散されており、 第二の接着剤層12には導電性粒子は分散され� ��いない。

 ここでは、接着フィルム10の第二の接着� �層12側の面に、剥離フィルム19が密着配置さ� ��ており、図2に示すように、剥離フィルム19� ��密着した状態の接着フィルム10を巻き取っ� �ロール18を形成すると、第一の接着剤層11の� ��面が剥離フィルム19の裏面に密着する。

 図3Aでは、被着体である基板3の一例を示� ��ている。基板3は、例えば、LCDパネルなどで あって、ガラス板のような基板本体31及び基� ��本体31の表面上に配置された複数の第一の� �子35を有している。

 図2に示すように、ロール18から接着フィ� ��ム10を繰り出し、第一の接着剤層11を剥離フ ィルム19裏面から剥離させて、第一の接着剤� ��11の表面を露出させ、接着フィルム10を所定 形状に切り出す。

 切り出した接着フィルム10の第一の接着剤� �11が露出する面を、基板3の第一の端子35が露 出する面に密着させ、仮貼りする(図3B)。
 切り出した接着フィルム10に剥離フィルム19 が密着している場合は、仮貼り前、又は仮貼 り後に、剥離フィルム19を剥離し、第二の接� ��剤層12表面を露出させる。

 接着フィルム10を仮貼りする被着体は、� �板3に限定されず、電子部品4の第二の端子45� ��配置された側の面を、第二の接着剤層12表� �に密着させて仮貼りしてから、第一の接着� �層11の表面に、基板3の第一の端子35が配置さ れた面を密着させて仮固定を行ってもよい。

 図3Cでは、基板3に接続される被着体4であ って、基板3よりも平面形状が小さい電子部� �4を示しており、電子部品4は、部品本体41と� ��品本体41の一面に配置された複数の第二の� �子45とを有している。

 本発明の接着フィルム10を用いて接続す� �被着体4は特に限定されず、例えば、半導体� ��ップ、抵抗素子、COF(Chip On Film)デバイス、 及びTAB(Tape Automated Bonding)デバイスなどがあ� ��。

 各第一の端子35の中心位置間の距離(ピッ� ��)と、各第二の端子45との中心位置間の距離( バンプ間スペース)は等しくなっており、各� �一の端子35の真上位置に、第二の端子45が各� ��位置するように、電子部品4を位置あわせし 、図3Dに示すように、電子部品4の第二の端子 45が配置された側の面を、第二の接着剤層12� �面に密着させ、仮固定する。

 基板3の表面及び電子部品4の表面には、� �接する第一の端子35間と隣接する第二の端子 45との間に、それぞれ凹部が形成されており� ��凹部の深さが、基板3表面及び電子部品4の� �面に、それぞれ突出する第一の端子35及び第 二の端子45の高さになっている。

 第一の端子35の高さは、第二の端子45の高 さよりも低く、仮固定された状態では、第一 の端子35間の凹部底面には第一の接着剤層11� �密着しているか、又は、離間していたとし� �も、第一の接着剤層11との間の距離は、第二 の端子45間の凹部の底面と第二の接着剤層12� �の間の距離よりも短い。

 この状態で、基板3及び電子部品4のいずれ� �一方又は両方に加熱手段を押し当て、仮固� �の時よりも高い温度で加熱しながら押圧し� �本圧着を行うと、第一の端子35間の凹部底面 は、第一の接着剤層11とほぼ密着するから、� ��一の接着剤層11が加熱されて軟化しても、� �一の接着剤層11は、対向する第一の端子35と� ��二の端子45との間から、隣接する第一の端� �35間に押し退けられない。
 しかも、第一の接着剤層11の最低粘度は、� �二の接着剤層12の最低粘度よりも高いから、 第一の接着剤層11は、より一層隣接する第一� ��端子35間に流れ込み難い。

 これに対し、第二の端子45間の凹部底面� �、第二の接着剤層12と離間しているから、加 熱によって第二の接着剤層12が軟化すると、� ��二の接着剤層12は対向する第一の端子35と第 二の端子45との間から隣接する第二の端子45� �に押し退けられる。

 第二の接着剤層12には、導電性粒子15が分 散されていないか、又は、分散されていたと しても、その密度は第一の接着剤層11よりも� ��さい。従って、隣接する第二の端子45間に� �二の接着剤層12が押し退けられても、第二の 端子45間は短絡(ショート)しない。

 第二の端子45の高さは、第二の接着剤層12 の膜厚及び導電性粒子15の平均粒径の合計よ� ��も大きく、第二の端子45は、第二の接着剤� �12を押し退けて、先端が第一の接着剤層11に� ��達し、更に第一の接着剤層11を押し退けて� �第一の端子35と第二の端子45との間で導電性� ��子15を挟持する(図4)。

 第一の接着剤層11の膜厚は、導電性粒子15 の粒径の2倍未満にされており、導電性粒子15 は、第一の接着剤層11の膜厚方向に2個以上積 み重ならないから、第一の端子35と第二の端� ��45とで導電性粒子15を挟持する時に、導電性 粒子15が第一の端子35と第二の端子45との間か ら横方向に移動しない。

 第一の端子35と第二の端子45との間に捕捉 される導電性粒子15数は多くなるから、第一� ��端子35と第二の端子45との間の導通抵抗が下 がり、導電性粒子15が横方向に移動しないか� ��、隣接する第一の端子35間、又は、隣接す� �第二の端子45間が短絡(ショート)しない。

 第一の端子35及び第二の端子45が、電子的 に接続された状態で更に加熱押圧を続け、第 一の接着剤層11及び第二の接着剤層12が、そ� �ぞれ硬化開始温度以上に昇温すると、第一� �接着剤層11及び第二の接着剤層12が、第一の� ��子35及び第二の端子45の周囲を取り囲んだ状 態で硬化し、電子部品4が基板3に機械的にも� ��続される。

以下、実施例及び比較例により本発明を更 に具体的に説明するが、本発明は下記実施例 により限定されるものではない。

 <接着剤の作製>
 固形樹脂であるフェノキシ樹脂を溶剤(トル エン/酢酸エチル=1/1)に溶解させて固形分30重� ��%の溶解品を得た。
 次いで、溶解品に、硬化剤、エポキシ樹脂� ��無機フィラー、シランカップリング剤、及� ��導電性粒子を、フェノキシ樹脂に対する配� ��割合が、下記表1の「ACF」の欄に記載した配 合割合になるように添加及び混合し、最終的 に、固形分が40重量%になるようトルエンで調 整した接続材料の溶解品を作製した。

 上記表1中、商品名「HX3941HP」は、旭化成� ��ミカルズ(株)社製のマイクロカプセル型ア� �ン系エポキシ硬化剤であり、商品名「EP828」 は、ジャパンエポキシレジン(株)社製のビス� ��ェノールA型液状エポキシ樹脂であり、商品 名「YP70」は、東都化成社製のビスフェノー� �AとビスフェノールBを主骨格に含有するフェ ノキシ樹脂であり、商品名「FX280」は、東都� ��成社製のフルオレン骨格フェノキシ樹脂で� ��り、商品名「KBE403」は、信越化学工業(株)� �製のエポキシシランであり、商品名「AUL704� �は、積水化学工業(株)社製のNi/Auメッキ樹脂� ��子(平均粒径4μm)である。

 2本の円柱状のステンレス棒の間に、乾燥 後の接続材料の膜厚がそれぞれ18μm、8μm、4μ mとなるようなゲージを挟持し、50μm厚みの剥 離フィルム上に接続材料の溶解品を載せ、溶 解品が載せられた剥離フィルムを上記ステン レス棒の間を通した後、温度90℃のオーブン� ��3分間放置し溶剤を揮発させることで、3種� �の膜厚18μm、8μm及び4μmの接着剤層(ACF)を形� �した。

 次に、配合割合を、上記表1の「NCF-1」及� ��「NCF-2」の欄に記載したものに変え、膜厚� �8μmと14μmに変えた以外は、上記ACFと同様の� �法で接着剤層(NCF-1、NCF-2)を作製した。

 <粘度測定>
 上記表1のACF、NCF-1及びNCF-2に示す配合割合� �作製した接着剤層を、それぞれ重ね合わせ� �100μm厚にした物を用いて、応力制御型レオ� �ーター(Haake社製RS150)を用い、最低粘度及び� �低粘度に到達するときの温度(到達温度)を測 定した。なお、コーンとしては、直径8mm、角 度2度のものを使用し、測定範囲は30℃~250℃� �した。測定結果を下記表2に記載する。

 上記表1及び表2から分かるように、導電� �粒子15の有無に関わらず、導電性粒子15以外� ��組成が同じACF及びNCF-1は、最低粘度と到達� �度が同じであった。一方、NCF-2は、ACF及びNCF -1と到達粘度は同じであるが、最低粘度が小� ��かった。

 NCF-2は、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹� �及び硬化剤の配合割合と、熱可塑性樹脂で� �るフェノキシ樹脂の種類及び配合割合と、� �び無機フィラーの配合割合とが、ACF及びNCF-1 とは異なることから、熱硬化性樹脂、硬化剤 、熱可塑性樹脂、及び無機フィラーなどの接 着剤成分の種類又は配合量を変えることで、 最低粘度を変更可能であることが分かる。

<接着フィルムの作製>
 膜厚4μmのACF、膜厚14μmのNCF-1及びNCF-2を、下 記表3の組み合わせで貼り合わせて、実施例1� ��実施例2、比較例1及び比較例2の接着フィル� ��を作製した。

 膜厚18μmのACFを、比較例1の接着フィルムと� ��た。更に、ACF中の導電性粒子の密度を、1mm ² 当たり8,000個から3,000個に変えた以外は、実� �例1と同じ構成で、実施例2の接着フィルムを 作製した。

 <実装工程>
 被着体として、ICチップ(評価用IC、材質:シ� ��コン、寸法:6.0mm×6.0mm、厚さ:0.4mm、バンプ:� �スタッド、バンプ厚:20μm、バンプ面積:60μm× 60μm、バンプ間スペース20μm、ピッチ:80μm)、� ��びITOコーティングガラス(評価用ITOガラス、 コーニング社製、品名:1737F、ガラスサイズ:� �50mm×横30mm×厚さ0.5mm、ITOパッドサイズ:60μm×6 0μm、ピッチ:80μm)を用意した。

 まず、ITOコーティングガラス上で、7.0mm× 7.0mmにカットされた実施例1、実施例2、比較� �1、及び比較例2の接着フィルムに、緩衝材(� �厚70μmのテフロン(登録商標))を介して圧着機 (ツールサイズ8.0mm×8.0mm)を押し当て、80℃、1M Pa、2秒間の仮圧着条件で仮貼りした。

 続いてICチップをアライメントして、ITOコ� �ティングガラス上に仮固定したのち、仮貼� �に用いたものと同じ圧着機を、緩衝材(膜厚7 0μmのテフロン(登録商標))を介してICチップに 押し当て、190℃、3MPa、10秒間の本圧着条件で 、加熱押圧し、ICチップをITOコーティングガ� ��スに接続し、実施例1、実施例2、比較例1、� ��び比較例2の接続体を得た。
 なお、バンプ及びITOパッドは、表面の大き� ��が60μm×60μmであるから、バンプ及びITOパッ� ��が接続される接続面積は、3,600μm ² である。

 これら4種類の接続体について、下記「粒 子捕捉数」、「捕捉効率」、「導通抵抗」、 及び「ショート発生率」を調べた。

 [粒子捕捉数]
 本圧着後に、20個のバンプについて、各バ� �プの下に残っている導電性粒子を数えた。

 [捕捉効率]
 捕捉効率は、本圧着後に何個の粒子が捕捉� ��れたかをパーセンテージで示した値である� ��具体的には、ICチップを仮固定した際に、20 個のバンプについて、各バンプ下に存在する 導電性粒子の数(平均)を調べ、その導電性粒� ��の数及び本圧着後の粒子捕捉数(平均)を下� �式(1)に代入し、求めた。

 捕捉効率(%)=(本圧着後の粒子捕捉数)/(ICチ ップ仮固定後にICチップバンプ下に存在する� ��子数)×100……式(1)

 [導通抵抗]
 本圧着後に、ICチップのバンプとITOパッド� �の間の導通抵抗(単位:ω)を求めた。「粒子捕 捉数」の最大値、最小値、平均、「捕捉効率 」、及び「導通抵抗」の測定結果を下記表4� �記載する。

 上記表4から明らかなように、実施例1及� �2は、比較例1及び2に比べて捕捉効率が高か� �た。実施例2は、導電性粒子密度が、実施例1 、比較例1及び比較例2の半分しかないにも関� ��らず、粒子捕捉数及び導通抵抗が比較例1及 び比較例2と同程度であった。

 以上のことから、第一の接着剤層の最低� ��度を第二の接着剤層の最低粘度よりも高く� ��、かつ、第一の接着剤層の膜厚を導電性粒� ��の粒径の2倍未満程度に小さくすれば、導電 性粒子の密度を高くしなくても、高い導通信 頼性が得られることが分かる。

 [ショート発生率]
 実施例1、実施例2、比較例1及び比較例2の接 着フィルムを用いて、上記ICチップ及びITOコ� ��ティングガラスを接続する際に、バンプ及� ��ITOパッドが、水平方向に10μm離れるように� �スアライメントした以外は、上記「実装工� �」と同じ条件で、接続体を作製した。隣接� �るITOパッド間に30Vの電圧を加え、絶縁抵抗� �測定し、絶縁抵抗が1.0×10 ^-6 ω以下をショートとし、ショート発生数を数� ��た(初期)。

 接続体を導電状態で85℃、湿度85%の環境� �で500時間放置した後、ショート発生数を数� �た(高温高湿放置)。200箇所でショート発生数 を数え、初期及び高温高湿放置後のショート 発生率(%)を求めた。その結果を下記表5に示� �。

 上記表5から明らかなように、実施例1及� �2は、比較例1及び2に比べて、初期及び高温� �湿後のショート発生率が少なく、導電性粒� �が対向する端子間から、隣接する端子間に� �動する量が少ないことが分かる。

 以上は、フィルム状に成形した第一の接着� ��層11と第二の接着剤層12とを貼りあわせて接 着フィルム10を作製したが、本発明はこれに� ��定されるものではない。
 例えば、第二の接着剤層12の材料を溶剤に� �解又は分散させた塗液を作製し、該塗液を� �一の接着剤層11の表面に塗布後、乾燥すれば 、第二の接着剤層12を第一の接着剤層11表面� �密着配置することができる。

 更に、第一の接着剤層11の材料及び導電性� �子15を溶剤に溶解又は分散させた塗液を作製 し、該塗液を第二の接着剤層12の表面に塗布� ��、乾燥すれば、第二の接着剤層12の表面に� �一の接接着剤層11を密着配置することができ る。
 第一の接着剤層11及び第二の接着剤層12は、 同じ剥離フィルム19の表面と裏面に密着する� ��合に限定されず、それぞれ別々の剥離フィ� ��ム19に密着させてもよい。

 接着剤をフィルム化せず、導電性粒子15� �分散されたペースト状の接着剤を、基板3に� ��接塗布して第一の接着剤層11を形成してか� �、第一の接着剤層11表面に第二の接着剤層12� ��密着配置してもよい。

 更に、電子部品4にペースト状の接着剤を塗 布して第二の接着剤層12を形成した後、第二� ��接着剤層12表面に第一の接着剤層11を密着配 置してもよい。