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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRONIC COMPONENT CONNECTING METHOD AND JOINED BODY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/149678
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for electrically connecting an electronic component with high reliability of electrical connection after the electrical connection, enabling correct counting of captured conductive particles and a joined body are provided. The electronic component connecting method includes a mixing step of mixing a dispersing solvent, an adhesive resin dissolvable into the dispersing solvent, conductive particles, and insulating particles whose size is smaller than that of the conductive particles thereby to prepare an anisotropic conductive adhesive and a heating/pressing step of opposing a substrate terminal of a substrate and a component terminal of an electronic component with the anisotropic conductive adhesive interposed therebetween, applying heat and pressing-force to the substrate and the electronic component, holding the conductive particles between the substrate terminal and the component terminal, and thereby deforming the conductive particles. The pressing-force at the heating/pressing step is weaker than both the breakage pressing-force by which the conductive particles are broken and the deformation pressing-force by which the particle size of the conductive particles becomes equal to that of the insulating particles.

Inventors:
ISHIMATSU TOMOYUKI (JP)
SATO DAISUKE (JP)
OZEKI HIROKI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/059388
Publication Date:
December 11, 2008
Filing Date:
May 21, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SONY CHEM & INF DEVICE CORP (JP)
ISHIMATSU TOMOYUKI (JP)
SATO DAISUKE (JP)
OZEKI HIROKI (JP)
International Classes:
H01L21/60; C09J9/02; C09J11/04; C09J201/00; H01B5/16; H01R11/01; H01R43/00; H05K3/32
Foreign References:
JPH11203938A1999-07-30
JP2002217239A2002-08-02
JP2006182903A2006-07-13
Attorney, Agent or Firm:
HIROTA, Koichi et al. (NAGARE & ASSOCIATES 4th floor, Shinjuku TR Bldg., 2-2-13, Yoyogi, Shibuya-k, Tokyo 53, JP)
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Claims:
 分散溶剤と、前記分散溶剤に溶解する接着剤樹脂と、導電性粒子と、粒径が前記導電性粒子の粒径よりも小さい絶縁性粒子とを混合して、異方導電性接着剤を作製する混合工程と、基板の基板側端子と、電子部品の部品側端子とを、前記異方導電性接着剤を介して対向させ、前記基板と前記電子部品に熱及び押圧力を印加し、前記基板側端子及び前記部品側端子で前記導電性粒子を挟持することにより、前記導電性粒子を変形させる加熱押圧工程とを含み、前記加熱押圧工程における押圧力は、前記導電性粒子が破壊される破壊押圧力及び前記導電性粒子の粒径が前記絶縁性粒子の粒径と同じになる変形押圧力のいずれよりも小さいことを特徴とする電子部品の接続方法。
 絶縁性粒子の合計体積が、導電性粒子の合計体積の0.2倍以上2倍以下である請求の範囲第1項に記載の電子部品の接続方法。
 絶縁性粒子が、分散溶剤との接触により膨潤しない絶縁性粒子である請求の範囲第1項から第2項のいずれかに記載の電子部品の接続方法。
 絶縁性粒子が、無機粒子の表面に官能モノマーが結合した有機無機ハイブリッド粒子であり、接着剤樹脂が、前記有機無機ハイブリッド粒子における前記官能モノマーと重合可能な重合樹脂を含む請求の範囲第1項から3項のいずれかに記載の電子部品の接続方法。
 絶縁性粒子が、有機粒子の表面に無機材料が結合した有機無機ハイブリッド粒子である請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の電子部品の接続方法。
  絶縁性粒子が、有機ポリマー骨格中に少なくとも1個の無機材料骨格が化学結合された無機含有樹脂である請求の範囲第1項から第3項のいずれかに記載の電子部品の接続方法。
請求の範囲第1項から第6項のいずれかに記載の接続方法を用いたことを特徴とする異方性導電接合体。
Description:
電子部品の接続方法及び接合体

 本発明は、電子部品の接続方法に関し、 に異方導電性接着剤を用いて電子部品を接 する電子部品の接続方法及び接合体に関す 。

 従来より、電子部品の接続には、導電性粒 が接着剤中に分散された異方導電性接着剤 用いられている。
 しかし、近年、電子部品の端子の狭ピッチ が進んでおり、電子部品を接続する際に、 電性粒子が隣接する端子間で凝集して、端 間が短絡(ショート)することがある。

 特に、LCDパネル(液晶パネル)の縁部分の 子に、テープキャリアに半導体チップを接 したデバイス(TAB:Tape Automated Bonding)や、フ ルムキャリアに半導体チップを接続したデ イス(COF:Chip On Film)を接続する場合、圧着ツ ールがズレてLCDパネルの角部分(エッジ部)を 着すると、エッジ部で導電性粒子が堰き止 られて粒子凝集が発生し、隣接する端子間 ショートする問題がある。

 これら導電性粒子の凝集によるショートを 減する技術としては、導電性粒子の表面に 縁性被膜を施した粒子を用いる、導電性粒 の粒子径を小さくする、導電性粒子の密度 減らす、等の提案がなされている。
 絶縁性被膜を施した粒子は、凝集が発生し 際にその絶縁性被膜を破壊するだけの外部 力が加わるとショートが起こるという問題 がある。

 また、単に導電性粒子の粒子径を小さくし だけでは、粒子凝集によるショートを完全 解決できないだけでなく、導電性粒子自体 特性(回復力等)が低下するため好ましくな 。
 また、粒子密度を減らして粒子凝集を抑え 方法は、端子間の粒子捕捉が不足し、導通 良になってしまうという問題を抱えていた

 また、粒子凝集によるショートを完全に防 するために、導電性粒子と一緒に絶縁性粒 を添加した異方導電性接着剤が公知である( 特許文献1~5参照)。
 しかし、絶縁性粒子の粒径が大きいと、導 性粒子が電子部品の端子間に挟持される前 、絶縁性粒子が挟持される。ここで、絶縁 粒子が先に挟持されると、導電性粒子が端 に接触しないか、接触しても導電性粒子に かる押圧力が小さくなり、変形量が小さく るため、端子間に導通不良が生じるおそれ ある。

 また、電子部品の接続終了後、接続信頼 を確かめるため、導電性粒子の捕捉数検査 行うことがある。端子間に導電性粒子が挟 されると、導電性粒子が変形するときの反 力で、端子の裏面に微小隆起が生じる。し がって、LCDパネルのガラス基板裏面側から 該ガラス基板の表面にある端子の裏面を微 顕微鏡(微小干渉計)で観察して微小隆起を えれば、端子間で挟持された導電性粒子の が分かる。

 しかし、絶縁性粒子が端子間に挟持される 、導電性粒子が端子間に挟持された場合と 様の微小隆起が生じる。ここで、絶縁性粒 が端子間に挟持されたことで生じる微小隆 と、導電性粒子を端子間に挟持したことで じる微小隆起は区別できないため、導電性 子の捕捉数を正確に計測することはできな った。
 また、導電性粒子と端子との接触面積を増 すために、導電性粒子が変形するように押 する場合には、絶縁性粒子が端子間に挟持 れる確率が高くなるため、この問題は特に 刻であった。

 また、絶縁性粒子は一般に樹脂粒子で構 されるため、異方導電性接着剤の製造時、 は製造後に、異方導電性接着剤中の溶剤を 収しやすい。絶縁性粒子が溶剤を吸収する 、膨潤し、粒径が大きくなるため、端子間 導通不良や、捕捉数計測の問題が更に深刻 なる。

 しかも、絶縁性粒子が溶剤を吸収すると、 方導電性接着剤を加熱する時に、絶縁性粒 から溶剤が放出され、その溶剤が蒸発して 異方導電性接着剤中に気泡(ボイド)が生じ 。
 ボイドが発生すると、電子部品の接続強度 低くなり、長時間放置した場合には、電子 品が異方導電性接着剤から浮き上がり(離脱 し)、導通不良が生じることがある。

特開2001-85083号公報

特開2005-347273号公報

特開2002-75488号公報

特開2003-165825号公報

特開平8-113654号公報

  本発明は、従来における前記諸問題を解 し、以下の目的を達成することを課題とす 。
即ち、本発明は、導電性粒子の捕捉数を正確 に計測することができ、かつ、接続後の導通 信頼性の高い電子部品の接続方法及び接合体 を提供することを目的とする。

<1> 分散溶剤と、前記分散溶剤に溶解す 接着剤樹脂と、導電性粒子と、粒径が前記 電性粒子の粒径よりも小さい絶縁性粒子と 混合して異方導電性接着剤を作製する混合 程と、基板の基板側端子と、電子部品の部 側端子とを、前記異方導電性接着剤を介し 対向させ、前記基板と前記電子部品に熱及 押圧力を印加し、前記基板側端子及び前記 品側端子で前記導電性粒子を挟持すること より、前記導電性粒子を変形させる加熱押 工程とを含み、前記加熱押圧工程における 圧力は、前記導電性粒子が破壊される破壊 圧力及び前記導電性粒子の粒径が前記絶縁 粒子の粒径と同じになる変形押圧力のいず よりも小さいことを特徴とする電子部品の 続方法である。
<2> 絶縁性粒子の合計体積が、導電性粒 の合計体積の0.2倍以上2倍以下である前記< ;1>に記載の電子部品の接続方法である。
<3> 絶縁性粒子が、分散溶剤との接触に り膨潤しない絶縁性粒子である前記<1> ら<2>のいずれかに記載の電子部品の接 方法である。
<4> 絶縁性粒子が、無機粒子の表面に官 モノマーが結合した有機無機ハイブリッド 子であり、接着剤樹脂が、前記有機無機ハ ブリッド粒子における前記官能モノマーと 合可能な重合樹脂を含む前記<1>から< 3>のいずれかに記載の電子部品の接続方法 ある。
<5> 絶縁性粒子が、有機粒子の表面に無 材料が結合した有機無機ハイブリッド粒子 ある前記<1>から<3>のいずれかに記 の電子部品の接続方法である。
<6> 絶縁性粒子が、有機ポリマー骨格中 少なくとも1個の無機材料骨格が化学結合さ れた無機含有樹脂である前記<1>から<3& gt;のいずれかに記載の電子部品の接続方法で ある。 
<7> 前記<1>から<6>のいずれかに 載の接続方法を用いたことを特徴とする異 性導電接合体である。

 本発明によると、従来における問題を解決 ることができ、前記目的を達成することが きる。即ち、本発明によると、導電性粒子 捕捉数を正確に計測することができ、かつ 接続後の導通信頼性の高い電子部品の接続 法及び接合体を提供することができる。
本発明は前記のように構成されており、基板 に電子部品を接続する前に、予め導電性粒子 が破壊される時の導電性粒子の破壊粒径と、 導電性粒子の粒径及び押圧力の関係とを予備 試験によって求めておく。
 なお、導電性粒子が破壊された状態とは、 圧力を取り除いても導電性粒子の粒径が元 戻らず、回復特性を失った状態であり、例 ば、導電性粒子が樹脂粒子表面に金属被膜 形成された金属被膜樹脂粒子の場合、樹脂 子自体が破壊されてしまう状態を示す。

 基板と電子部品の接続に用いる異方導電性 着剤の組成、配合割合、膜厚、平面形状の 積及び該異方導電性接着剤に添加される導 性粒子の粒径(変形前)は予め分かっている
 予備試験では、先ず、基板と電子部品の接 に用いる異方導電性接着剤と、同じ異方導 性接着剤からなり、同じ膜厚、同じ面積の 験片を、表面が平坦な2枚の試験板に挟んで 、基板と電子部品を接続する時と同じ温度で 押圧して、押圧力と試験板の間の距離から、 押圧力と導電性粒子の粒径との関係を求めて おく。

 また、異方導電性接着剤に添加される導電 粒子を押圧して変形させ、導電性粒子の破 粒径を求めておく。
 さらに、予め、絶縁性粒子の粒径を求めて くと、絶縁性粒子の粒径と導電性粒子の破 粒径のどちらが大きいかが分かるから、導 性粒子を破壊せず、かつ、導電性粒子が絶 性粒子よりも大きい範囲で変形させて、導 性粒子の捕捉数を正確に計測するためには 導電性粒子が破壊される破壊押圧力と、後 する変形押圧力のいずれかを上限値にすれ よいかが分かる。

 なお、異方導電性接着剤の製造時、又は 造後に、絶縁性粒子が分散溶剤との接触に って膨潤する場合は、予め絶縁性粒子が膨 した時の膨潤粒径を求めておき、導電性粒 が膨潤粒径と同じになる押圧力を変形押圧 とする。

 本発明によれば、絶縁性粒子が膨潤せず 導電性粒子より大きくならない。また、導 性粒子は押圧されても絶縁性粒子よりも小 くならない。したがって、導電性粒子の粒 は絶縁性粒子の粒径以下にならず、絶縁性 子が導電性粒子の接続を妨害しないため、 通抵抗が低い。また、基板側端子には、導 性粒子が挟持された部分だけに微小隆起が じるから、導電性粒子の捕捉数を正確に数 ることができる。導電性粒子は破壊されな から、導通信頼性が高い。絶縁性粒子は分 溶剤を吸収しないので、異方導電性接着剤 加熱されてもボイドが生じない。

図1は、異方導電性接着剤の断面図であ る。 図2Aは、第一の電子部品を接続する工 の断面図である。 図2Bは、第二の電子部品を接続する工 の断面図である。 図3は、接続体の模式的な平面図である 。 図4は、接続後の検査工程を説明する断 面図である。

(電子部品の接続方法)
本発明の電子部品の接続方法は、混合工程と 、加熱押圧工程を少なくとも含み、更に必要 に応じて適宜選択したその他の工程を含む。

<混合工程>
前記混合工程は、分散溶剤と、前記分散溶剤 に溶解する接着剤樹脂と、導電性粒子と、粒 径が前記導電性粒子の粒径よりも小さい絶縁 性粒子と、更に必要に応じて適宜選択したそ の他の成分とを混合して、異方導電性接着剤 を作製する工程である。

-分散溶剤-
 前記分散溶剤としては、特に制限はなく、 的に応じて適宜選択することができる。前 分散溶剤は、酢酸エチルとトルエンとの混 溶剤に限定されず、例えば、メチルエチル トン(MEK)、トルエン、プロピレングリコー モノメチルエーテルアセテート(PGMAC)及び酢 エチル等の有機溶剤を用いることができる 後述する有機無機ハイブリッド粒子及びシ コーン樹脂粒子は、これらの有機溶剤には 解も膨潤もしない。

-接着剤樹脂-
 前記接着剤樹脂としては、前記分散溶剤に 解するものであれば、特に制限はなく、目 に応じて適宜選択することができる。前記 着剤樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂 いずれか一方又は両方を含有している。前 熱硬化性樹脂が、加熱によって重合してバ ンダーを硬化させ、前記熱可塑性樹脂は加 によって接着性を発現し、加熱終了後に冷 されるとバインダーを固化させる。

--熱硬化性樹脂--
前記熱硬化性樹脂としては、特に制限はなく 、目的に応じて適宜選択することができ、エ ポキシ樹脂及びマイクロカプセル化アミン系 硬化剤を硬化剤に用いたアニオン硬化系エポ キシ樹脂、オニウム塩又はスルホニウム塩を 硬化剤に用いたカチオン硬化系エポキシ樹脂 、有機過酸化物を硬化剤に用いたラジカル硬 化系樹脂等を用いることができる。

--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、ウレタン樹脂、ポ エステル樹脂等が挙げられる。

-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 ば、ベンゾグアナミン、スチレン、ジビニ ベンゼン、アクリル化合物、メタクリル化 物の単独重合体又は共重合体から形成され 有機樹脂球状微粒子の表面にニッケル、金 メッキしたものや、ニッケル微粒子等の無 粒子表面に金メッキを施したもの等が挙げ れる。

 前記導電性粒子の変形量は、特に限定され いが、導通信頼性の観点からは、導電性粒 の変形量(粒径の減少量)を20%以上にするこ が望ましい。
 導電性粒子が金属被膜樹脂粒子の場合、一 に破壊されるときの変形量は60%であり、破 粒径は変形前の粒径の0.4倍である。

 前記導電性粒子は、CV値20%以下、好まし は10%以下の粒度精度を有するものが望まし 。CV値とは標準偏差を粒径で割った値である 。

-絶縁性粒子- 
前記絶縁性粒子としては、粒径が前記導電性 粒子の粒径よりも小さいものであれば、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、シリコーン樹脂粒子などの 有機無機ハイブリッド粒子が挙げられる。前 記絶縁性粒子は、分散溶剤に溶解せず、分散 溶剤を吸収して膨潤しないものであるので、 絶縁性粒子の粒径は変化せず、その粒径は導 電性粒子の粒径よりも小さいまま維持される 。
前記絶縁性粒子は、分散溶剤を吸収しないの で、加熱の際に、バインダー中にボイドが発 生しない。基板と電子部品は、固化したバイ ンダーによっても機械的に強固に接続される 。
 前記絶縁性粒子の含有量の範囲は、好まし は、導電性粒子の合計体積の0.05倍を超え、 かつ導電性粒子の合計体積の2.5倍未満であり 、より好ましくは、導電性粒子の合計体積の 0.2倍以上2倍以下である。

前記絶縁性粒子としては、有機無機ハイブリ ッド粒子や、樹脂粒子の他に、ガラス粒子等 のセラミック粒子を用いることもできるが、 導電性粒子が金属被膜樹脂粒子の場合、セラ ミック粒子と導電性粒子との比重差が大きく 、異方導電性接着剤中での分散性に問題が生 じるおそれがある。
前記絶縁性粒子は、CV値20%以下、好ましくは1 0%以下の粒度精度を有するものが望ましい。C V値とは標準偏差を粒径で割った値である。

--有機無機ハイブリッド粒子--
前記有機無機ハイブリッド粒子としては、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、
 1.無機粒子の表面で無機材料の構成材料と 能モノマーが結合したもの
 2.有機粒子の表面で有機粒子の構成材料と 機材料が結合したもの
 3.予め有機ポリマー骨格中に少なくとも1個 無機材料骨格が化学結合された無機含有樹 で構成されたもの等がある。

前記有機無機ハイブリッド粒子に用いる無 機粒子としては、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、シリ カ粒子、炭酸カルシウム粒子等が挙げられる 。

 前記官能モノマーとしては、特に制限は く、目的に応じて適宜選択することができ 例えば、ビニルモノマー、アクリルモノマ 、メタクリルモノマー、エポキシモノマー オキセタンモノマー及びイソシアネートモ マー等が挙げられる。1つの無機粒子に結合 する官能モノマーの種類は1種類でもよいし 2種類以上でもよい。

 表面に有機化合物が露出する有機無機ハ ブリッド粒子は、混合溶剤の種類によって 該有機化合物が膨潤する場合もある。しか 、有機化合物は有機無機ハイブリッド粒子 表面に数分子程度が積層しているにすぎず 該有機化合物の層の厚みは有機無機ハイブ ッド粒子全体の粒径(例えば、2μm以上4μm以 )に比べて無視できる程小さいので、混合溶 剤に膨潤したとしても膨潤率が30%を超えない 。

 表面に官能モノマーが露出する有機無機ハ ブリッド粒子は、無機材料だけが露出する 機粒子に比べて、接着剤樹脂との親和性が いので、異方導電性接着剤中での分散性が れている。
 しかも、接着剤樹脂に、官能モノマーの官 基と重合可能な樹脂を含有させると、該樹 が本圧着時に官能モノマーと重合し、硬化 の異方導電性接着剤の機械的強度がより向 する。

 前記アクリルモノマー及び前記メタクリ モノマーと重合可能な樹脂は、アクリル樹 等であり、前記ビニルモノマー、前記エポ シモノマー及び前記オキセタンモノマーと 合可能な樹脂はエポキシ樹脂等であり、前 イソシアネートモノマーと重合可能な樹脂 ウレタン樹脂である。

 前記有機無機ハイブリッド粒子のうち、 記「有機粒子の表面で有機粒子の構成材料 無機材料が結合したもの」は、有機微粒子( 樹脂粒子)の表面にポリシロキサン等の無機 合物が結合したものであり、例えば、「ソ オスター15」が挙げられる。前記「ソリオス ター15」は、シロキサン骨格を有するアクリ 系ポリマーを重合させることで、アクリル 脂粒子の表面に無機化合物(ケイ素)が結合 ている。

 さらに、前記有機無機ハイブリッド粒子 うち、前記「予め有機ポリマー骨格中に少 くとも1個の無機材料骨格が化学結合された 無機含有樹脂で構成されたもの」は、有機ポ リマー骨格中に少なくとも1個のポリシロキ ン骨格を有する化合物を重合させたもので り、例えば、シリコーン樹脂粒子がある。

 前記シリコーン樹脂粒子のポリシロキサ 骨格は、下記化学式(1)のシロキサン構造を り返し単位とする。

 シリコーン樹脂は、ポリシロキサン骨格 シロキサン構造の一部又は全部にアルキル 、フェニル基等の有機置換基が結合する。

 これらの有機無機ハイブリッド粒子は、耐 品性、耐膨潤性、耐熱性に優れているだけ なく、熱膨張率も低く、加熱されても粒径 導電性粒子の粒径よりも大きくならない。 に、シリコーン樹脂粒子は、他の有機無機 イブリッド粒子よりも安価であるので、絶 性粒子にシリコーン樹脂粒子を用いれば異 導電性接着剤の製造コストが安くなる。
 絶縁性粒子は有機無機ハイブリッド粒子に 定されず、異方導電性接着剤中の分散溶剤 膨潤しないのであれば、樹脂粒子を用いる ともできる。

前記樹脂粒子としては、分散溶剤に溶解も 膨潤もしないものであれば、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。 前記樹脂粒子の有機ポリマー骨格は、分子量 、組成、構造、官能基の有無等に特に限定さ れず、アクリルモノマーやメタクリルモノマ ーやアクリルニトリルの重合体、ベンゾグア ナミンやメラミンのホルムアルデヒド縮合物 等が挙げられる。

-その他の成分-
異方導電性接着剤の固形分には、熱硬化性樹 脂、熱可塑性樹脂以外にも、硬化剤、シラン 、フィラー、着色剤等種々の添加剤を添加す ることができる。

<加熱押圧工程>
前記加熱押圧工程は、基板の基板側端子と、 電子部品の部品側端子を、前記異方導電性接 着剤を介して対向させ、前記基板と前記電子 部品に熱及び押圧力を印加し、前記基板側端 子及び前記部品側端子で前記導電性粒子を挟 持することにより、前記導電性粒子を変形さ せる工程である。

-基板-
前記基板としては、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、LCD (液晶ディスプレイ)の透明パネルが挙げられ 。

-電子部品-
前記電子部品としては、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 、フィルム状基板に半導体チップが搭載され たフィルム状デバイス(COF、TABデバイス)が挙 られる。

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

 ここで、本発明に用いる異方導電性接着剤 製造工程の一例について、以下に図面を参 しながら説明する。
図1は、異方導電性接着剤10を模式的に示す断 面図である。この異方導電性接着剤10は、接 剤樹脂が分散溶剤に溶解したペースト状の インダー11と、バインダー11にそれぞれ分散 された導電性粒子15と絶縁性粒子12とを有し おり、全体がペースト状になっている。

 異方導電性接着剤10はペースト状のまま用 てもよいし、フィルム化してから用いても い。
 フィルム化の一例を説明すると、混合溶剤( 分散溶剤)を含有するペースト状の異方導電 接着剤10を、バーコーター等の塗布手段で、 剥離フィルムの表面に塗布し、所定膜厚の塗 布層を形成した後、該塗布層を加熱して余分 な混合溶剤を除去すれば、フィルム状の異方 導電性接着剤(接着フィルム)が得られる。

 仮に、絶縁性粒子12が混合溶剤を吸収して 潤すると、その粒径が大きくなる。絶縁性 子12の粒径が大きくなると、塗布時に筋が発 生したり、その粒径が形成すべき塗布層の膜 厚を超えた場合には、膜厚均一な接着フィル ムが得られない。
 絶縁性粒子12は分散溶剤に膨潤しないので 塗布時に筋が発生せず、接着フィルムの膜 も均一になる。

 次に、異方導電性接着剤10の使用方法につ て説明する。
 異方導電性接着剤10に含まれる導電性粒子15 は、表面に導電性物質が露出し、押圧により 変形可能な粒子である。
 例えば、導電性粒子15は、樹脂粒子16の表面 に金属被膜17が形成された金属被膜樹脂粒子 又は、金属粒子であって、金属被膜樹脂粒 は押圧により弾性変形し、金属粒子は押圧 より塑性変形する。

予備試験により、導電性粒子15の破壊粒径と 導電性粒子15を破壊させるまで変形させた の、押圧力と導電性粒子15の粒径との関係を 求めておく。
 絶縁性粒子12の粒径は予め分かっており、 縁性粒子12の粒径と導電性粒子15の破壊粒径 を比較する。絶縁性粒子12の粒径が導電性 子15の破壊粒径未満の場合には、押圧力と導 電性粒子15の粒径との関係から、導電性粒子1 5の粒径が、破壊粒径に到達するときの押圧 (破壊押圧力)を求め、破壊押圧力を前記加熱 押圧工程における押圧力の上限値に設定する 。

 絶縁性粒子12の粒径が破壊粒径以上の場合 は、押圧力と導電性粒子15の粒径との関係か ら、導電性粒子15の粒径が、絶縁性粒子12の 径と同じになるときの押圧力(変形押圧力)を 求め、変形押圧力を前記加熱押圧工程におけ る押圧力の上限値に設定する。
 設定された上限値未満の範囲で、導電性粒 15が変形する程度の押圧力を設定しておく

 さらに、設定された押圧力に基づいて、基 と電子部品を接続する工程の一例について 明する。
 図2Aは、基板20を示している。基板20は、板 の基板本体21と、基板本体21の表面に配置さ れた基板側端子25とを有している。基板側端 25は基板本体21の表面縁部分で露出しており 、その表面縁部分に、ペースト状の異方導電 性接着剤10を塗布するか、フィルム状の異方 電性接着剤10を貼付し、基板側端子25の露出 部分を異方導電性接着剤10で覆う(仮貼り)。

 図2Bは、COFデバイスやTABデバイス等の電 部品30を示している。電子部品30は、細長の 品本体31と、部品本体31の表面上に配置され た部品側端子35とを有しており、部品側端子3 5は部品本体31の表面端部で露出している。

 基板20と電子部品30とを、基板側端子25と 品側端子35とが異方導電性接着剤10を挟持し て対向するように重ね合わせた後(仮固定)、 着機40を、基板20及び電子部品30のいずれか 方又は両方(ここでは電子部品30)に、直接、 又は緩衝材43を介して押し当てる。

 ここでは、圧着機40には不図示の加熱手 が設けられており、電子部品30を加熱しなが ら押圧し、電子部品30と基板20に予め設定し 押圧力を印加すると、加熱によって軟化し バインダー11が基板側端子25及び部品側端子3 5の間から押し退けられ、導電性粒子15が、基 板側端子25及び部品側端子35により挟持され 押圧されて変形し、基板側端子25と部品側端 子35とが、導電性粒子15を介して電気的に接 される。

 図4は、基板20に電子部品30が電気的、機械 に接続された接続体1を示しており、この接 体1について、導電性粒子15の捕捉数検査を う。
 基板本体21は、ガラス基板やプラスチック 板等の透明基板で構成されている。

 図4は、顕微鏡(例えば、微分干渉顕微鏡 、位相差顕微鏡等)を有する観察手段45を示 ており、該観察手段45で基板本体21の基板側 子25が配置された側とは反対側の面から、 板側端子25の裏面47を観察し、裏面47に生じ 微小隆起の数を数える。

 上述したように、押圧力は、導電性粒子1 5の破壊押圧力と変形押圧力を超えないから 導電性粒子15は破壊されず、しかも、導電性 粒子15の粒径が絶縁性粒子12の粒径よりも小 くならず、基板側端子25と部品側端子35の間 距離は、絶縁性粒子12の粒径よりも小さく らない。

 絶縁性粒子12は基板側端子25と部品側端子 35で押圧されず、導電性粒子15だけが押圧さ て変形し、微小隆起を形成するから、微小 起の数は、基板側端子25と部品側端子35とで 圧された導電性粒子15の数と一致する。し がって、導電性粒子15の捕捉数を正確に求め ることができる。

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。

<接着フィルムの製造工程>
 トルエン/酢酸エチル=1/1(重量比)の分散溶剤 に、熱可塑性樹脂であるフェノキシ樹脂を溶 解させ、フェノキシ樹脂30重量%の溶解品を得 た。
 次に、フェノキシ樹脂に対する配合量が、 記表1になるよう、硬化剤、熱硬化性樹脂で あるエポキシ樹脂、カップリング剤、絶縁性 粒子及び導電性粒子を溶解品に加え、固形分 (フェノキシ樹脂、硬化剤、エポキシ樹脂、 ップリング剤、絶縁性粒子及び導電性粒子 合計量)が40重量%になるよう、トルエンで調 し、6種類の接続材料の溶解品を得た。

 膜厚50μmの剥離フィルム表面に、接続材 の溶解品を塗布し、温度90℃のオーブンに3 間放置し、溶剤を揮発させて膜厚18μmの実施 例1~4、比較例1及び2の接着フィルム(フィルム 状の異方導電性接着剤)を得た。

 なお、硬化剤、エポキシ樹脂、フェノキ 樹脂及びカップリング剤の配合量は、それ れ重量比であり、絶縁性粒子と導電性粒子 配合量は、混合溶剤を除いた接着剤(固形分 )中の体積百分率である。

 前記表1中、商品名「HX3941」は旭化成ケミカ ルズ(株)社製のマイクロカプセル型アミン系 ポキシ硬化剤であり、商品名「EP828」はジ パンエポキシレジン(株)社製のビスフェノー ルA型液状エポキシ樹脂であり、商品名「YP50 は東都化成社製のビスフェノールA型フェノ キシ樹脂であり、商品名「KBE403」は信越化学 工業(株)社製のエポキシシランカップリング である。
 導電性粒子15は、積水化学工業(株)社製の商 品名「AUL704」であり、これは、アクリル樹脂 粒子の表面にNi/Auメッキ被膜が形成された金 被膜樹脂粒子である(平均粒径4μm)。

 絶縁性粒子12のうち、商品名「トスパー 107」及び商品名「トスパール140」はそれぞ モメンティブ・パフォーマンス・マテリア ズ・ジャパン合同会社製のシリコーン樹脂 子であり、「トスパール107」の粒径(平均粒 )は0.7μm、「トスパール140」の粒径(平均粒 )は4.0μmである。また、商品名「ソリオスタ 15」は日本触媒社製の有機無機ハイブリッ 粒子(シリカアクリル複合化合物)であり、粒 径(平均粒径)は1.5μmである。これら3種類の絶 縁性粒子12は、いずれも前記分散溶剤に対し 膨潤も溶解もしない。

<実装工程>
 評価試験用の基板20として、ガラス基板の 面に、アルミニウム端子が形成されたアル パターンガラス(表面抵抗10ω/□、ガラス厚0. 7mm)を用い、電子部品として38μm厚の基材フィ ルム表面にSnメッキされた銅端子が形成され COFデバイスとを用意した。
 なお、アルミパターンガラスと、COFデバイ は、端子間ピッチがそれぞれ38μm、L(端子幅 )/S(端子間の距離)は23μm/15μmであり、COFデバ スの端子のTop幅は15μmであった。

 前記アルミパターンガラス上に、1.5mm幅に リットした実施例1~4、比較例1及び2の接着フ ィルムを、ツール幅2.0mmの圧着機で、70μm厚 フロンフィルム(テフロンは登録商標である) からなる緩衝材を介して80℃、1MPa、2秒間押 して仮貼りした。
 次いで、COFデバイスを、仮貼りに用いたも と同じ圧着機で、80℃、0.5MPa、0.5秒間の条 で仮固定を行った。

 最後に、ツール幅1.5mmの圧着機40と、200μm 厚シリコンラバーからなる緩衝材43を用いて 190℃、3Mpa、10秒間加熱押圧して本圧着を行 、実施例1~4、比較例1及び2の接続体を得た なお、本圧着は、図2Bに示すように、圧着機 40を、アルミパターンガラス(基板20)の縁から 0.3mmはみ出した状態で行い、故意に導電性粒 15を凝集させた。

<ショート発生率、導通抵抗>
 図3は接続体の模式的な平面図を示しており 、図3に示すように、COFデバイスの端子(部品 端子35)間に30Vの電圧を加え絶縁抵抗を測定 た、絶縁抵抗が1.0×10-6ω以下をショート発 とし、「ショート発生率」を求めた(初期)。 同図において、絶縁抵抗の測定器39により、 縁抵抗が測定される。

 前記部品側端子35間に通電した状態で、各 続体を温度85℃、湿度85%の高温高湿条件で500 時間放置した後、再び「ショート発生率」を 調べた。さらに、高温高湿条件で放置後の接 続体について、アルミパターンガラスの端子 と、COFデバイスの端子間の「導通抵抗」を求 めた。
<捕捉判定>
 実施例1~4、比較例1及び2の接続体のアルミ 子裏面を微分干渉計(微分顕微鏡)で観察し、 微小隆起(圧痕)数を数えた。

 次に、COFデバイスをアルミパターンガラス ら剥離し、実際にアルミ端子表面に残った 電性粒子の個数を数えた。圧痕数と、残っ 導電性粒子の数が一致する場合を○、圧痕 よりも導電性粒子の数が少ない場合を×と て判定した。
「ショート発生率」、「導通抵抗」及び「捕 捉判定」の結果を下記表2に記載する。

 前記表2から明らかであるように、接着フ ィルムに絶縁性粒子が添加されていない比較 例1では、アルミパターンガラスのエッジ部 導電性粒子の詰まりが生じることで、隣接 る端子間でショートが発生した。

 上述した本圧着条件では、比較例1及び2 実施例1~4の接続体で、導電性粒子が破壊さ ずに、10%以上60%以下変形しており、実施例1~ 4は導電性粒子の粒径が絶縁性粒子の粒径以 にならない。

 これに対し、比較例2は導電性粒子の粒径 が絶縁性粒子の粒径未満になり、絶縁性粒子 が導電性粒子と一緒に押圧されて変形するた め、捕捉判定で誤差が生じ、しかも、押圧力 が絶縁性粒子にもかかることで、導電性粒子 の潰れ量が小さくなり、導通抵抗も高くなっ た。

 実施例1~4は、比較例2と比較すると、導通抵 抗も低く、捕捉判定の結果も正確であった。
 実施例2及び実施例4は、絶縁性粒子の種類 違うが、いずれも、「導通抵抗」「ショー 発生率」「捕捉数判定」の結果が変わらな った。したがって、絶縁性粒子の種類に関 らず、変形後の導電性粒子の粒径が、絶縁 粒子の粒径以上であれば、導通信頼性が高 接続体が得られることが分かる。

 実施例1は、比較例1に比べればショート発 率が低いが、他の実施例よりもショート発 率が高かった。実施例1は、絶縁性粒子の含 量(合計体積)が、導電性粒子の含有量(合計 積)の0.05倍と少なく、ショート発生を確実 防止するには、絶縁性粒子を、導電性粒子 0.05倍(体積比)を超える量含有させることが 要である。
 また、実施例3はショート発生率、捕捉数判 定共に優れた結果が得られたが、導通抵抗が 他の実施例に比べて高かった。

 実施例3は、絶縁性粒子の含有量(合計体 )が、導電性粒子の含有量(合計体積)の2.5倍 多いため、アルミニウム端子と銅端子との からのバインダー11の排除性が劣り、導通抵 抗が上昇し、導通不良となったと考えられる 。したがって、導通不良を防止するには、絶 縁性粒子を、導電性粒子の2.5倍(体積比)未満 することが必要である。

 以上は、異方導電性接着剤10を基板20に仮 貼りしてから、電子部品30を仮固定する場合 ついて説明したが、本発明はこれに限定さ ず、異方導電性接着剤10は電子部品30に仮貼 りしてもよいし、電子部品30と基板20の両方 仮貼りしてもよい。また、電子部品30の仮固 定に用いたものと同じ圧着機で、本圧着を行 ってもよい。

本発明の接続方法は、基板と電子部品の接 続に限定されず、半導体チップ、抵抗素子、 フレキシブル配線板、リジッド配線板等種々 の電子部品同士の接続に用いることができる 。

 したがって、絶縁性粒子12の粒径が、導 性粒子15の変形前の粒径の0.4倍未満であれば 、絶縁性粒子12の粒径が破壊粒径未満になる で、破壊押圧力を、前記加熱押圧工程にお る押圧力の上限値に設定すればよい。

 絶縁性粒子12の粒径は、導電性粒子15の変形 前の粒径の10%以上であることが好ましい。10% 未満であると、導電性粒子15の凝集が起こっ 場合に、ショートを回避する効果が乏しい
 絶縁性粒子12として、分散溶剤に溶解も膨 もしない粒子を用いれば、絶縁性粒子12の粒 径が大きくならず、変形押圧力に近い押圧力 で押圧する場合に、予備試験の時と異方導電 性接着剤10の配合割合や、加熱温度等の使用 件が多少ずれても、導電性粒子15の粒径が 縁性粒子12の粒径よりも小さくならない。

 なお、本発明で「分散溶剤に膨潤しない絶 性粒子」とは、絶縁性粒子を、異方導電性 着剤に用いるものと同じ分散溶剤に30分間 漬した時の粒径daが、該分散溶剤に浸漬する 前の粒径dbの1.3倍以下(膨潤率30%以下)になる のである。