実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜
【課題】熱圧着の前に導通試験を行うこが可能な実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜を提供する。
【解決手段】配線基板（例えばリジッド配線基板）に異方性導電膜１を介して電子部材（例えばフレキシブルプリント基板）を圧着する実装体の製造方法において、異方性導電膜として、中間層２の両面上に粘着剤層３，４を形成し、中間層２に導電性粒子５を分散させるとともに、中間層２の厚さが導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いる。リジッド配線基板に異方性導電膜１を介してフレキシブルプリント基板を常温で圧着した後、導通試験を行い、導通試験の結果、導通良好と判断された場合には、その後、中間層２を加熱により硬化させて熱圧着を行う。
【解決手段】配線基板（例えばリジッド配線基板）に異方性導電膜１を介して電子部材（例えばフレキシブルプリント基板）を圧着する実装体の製造方法において、異方性導電膜として、中間層２の両面上に粘着剤層３，４を形成し、中間層２に導電性粒子５を分散させるとともに、中間層２の厚さが導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いる。リジッド配線基板に異方性導電膜１を介してフレキシブルプリント基板を常温で圧着した後、導通試験を行い、導通試験の結果、導通良好と判断された場合には、その後、中間層２を加熱により硬化させて熱圧着を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電膜を介して電子部材を配線基板に実装する実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜に関するものであり、特に、常温圧着の段階で導通試験を行うことが可能な実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する技術として、例えば電子部品をいわゆるフェースダウン状態で基板上に実装するフリップチップ実装法が広く用いられている。このフリップチップ実装法は、電子部品の電極としてバンプと称される電極を形成し、このバンプが基板の電極部と対向するように配置し、一括して電気的に接続する方法である。
【０００３】
フリップチップ実装法においては、接続信頼性を高めること等を目的に、異方性導電膜による電気的及び機械的接続が図られている。異方性導電膜は、接着剤として機能する絶縁性の樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、バンプと電極との間に異方性導電膜を挟み込み、加熱及び加圧することで導電性粒子が押し潰されて電気的な接続が図られる。バンプが無い部分では、導電性粒子は、絶縁性の樹脂中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれるので、バンプがある部分でのみ電気的導通が図られることになる。
【０００４】
異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法によれば、このように多数の電極間を一括して電気的に接続することが可能であり、ワイヤボンディングのように電極間を１つずつボンディングワイヤで接続する必要がなく、また高密度実装に伴う電極の微細化、狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。なお、同様の接続方法は、電子部品ばかりでなく、フレキシブル基板等、電子部材全般の接続にも適用可能である。
【０００５】
このフリップチップ実装法で用いられる異方性導電膜は、一般に熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分として構成されており、例えばエポキシ樹脂と軟化温度が７０℃以下のフェノキシ樹脂、イミダゾール系潜在性硬化剤及び導電性樹脂を配合してフィルム化することにより形成されている。
【０００６】
このような異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法による接続においては、例えば特許文献１〜３に記載されている技術のように、工程の工夫や異方性導電膜自体の構成の工夫により、高い接続信頼性を確保する試みがなされている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、接続金属パッドが設けられた基板の表面上に、熱硬化性絶縁性樹脂材料の内部に低融点金属の微粒子を分散させた封止材を供給し、基板上に供給された封止材の上から金属バンプが表面上に設けられたチップをフェイスダウンで搭載する半導体装置の製造方法が開示されている。この特許文献１には、２段階の加熱加圧により低融点金属の微粒子を溶融させ、チップの金属バンプと基板の接続金属パッドとの接合部に合金層を形成して接合することが開示されている。特許文献１に記載の発明では、接触による導通ではなく接合による導通を可能にして接続信頼性の高い接続工法を実現している。
【０００８】
また、特許文献２には、導電材料が絶縁層で被覆された絶縁被覆粒子である導電材料とバインダとからなり、加圧方向に導電性を有する導電性シートの片面又は両面上に、少なくとも接続時の溶融粘度がシートよりも低い絶縁性の接着剤層を形成した接続部材が開示されている。特許文献２に記載の発明では、接続部材を２層又は３層構造とすることで、電極上からの導電粒子の流出を抑え、接続信頼性等に優れた接続構造を実現している。
【０００９】
また、特許文献３には、導電性粒子を含む第１の樹脂層と、第１の樹脂層上に配置された第２の樹脂層と、第１の樹脂層における第２の樹脂層とは反対側の面に配置された第３の樹脂層とを有する３層構造の接着フィルムが開示されている。特許文献３に記載の発明では、第１の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度を、第２、第３の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも高くすることで、加熱押圧の工程で導電性粒子が流れ出さないようにし、接続信頼性の高い電気装置を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１７０８４７号公報
【特許文献２】特開２００４−６４１７号公報
【特許文献３】特開２００５−２００５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前述の異方性導電膜を介して配線基板に電子部材を実装する方法としては、通常、異方性導電膜を配線基板上に配置して熱硬化性樹脂が硬化しない４０℃〜１００℃程度の温度で圧着し、その後、異方性導電膜がある程度固定されたところで電子部材を配置して電子部材上から加圧加熱による圧着（熱圧着）を行うことで実装体とするという方法が採用されている。
【００１２】
しかしながら、例えば熱圧着後に導通試験を行い、電子部材の実装状態に例えば導通不良等の不具合が発生していることが判明した場合、再利用（リペア）作業に手間を要するという問題が生ずる。通常、電子部材の実装状態に不具合が生じた場合、電子部材や異方性導電膜を機械的に引き剥がし、配線基板に残る残渣を溶剤等で拭き取って清浄した後、配線基板のリペア作業を行うようにしている。しかしながら、熱圧着後では、機械的な引き剥がしが困難となり、異方性導電膜を機械的に引き剥がした後に残渣が残ってしまい、これを溶剤で除去する必要があること等から、リペア作業に手間がかかり、作業効率を大きく低下させてしまう。
【００１３】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、熱圧着の前に導通試験を行うことを可能とし、効率良くリペア作業等を行うことが可能な実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するために、本発明の実装体の製造方法は、異方性導電膜を介して配線基板に電子部材を実装する実装体の製造方法において、前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程とを有し、前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の接続方法は、異方性導電膜を介して配線基板と電子部材とを接続する接続方法において、前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程と、前記導通試験工程において、前記配線基板と前記電子部材との導通が不良と判断されたときに、該配線基板から前記異方性導電膜及び該電子部材を剥離し、該配線基板を前記配置工程へ戻すリペア工程とを有し、前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の異方性導電膜は、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成されてなる異方性導電膜であって、前記中間層は、導電性粒子を分散して有するとともに該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、常温圧着において中間層が僅かに押し込まれるだけでも電子部材の電極や配線基板の電極に導電性粒子が接触し、導通試験の実施が可能となる。これにより、熱圧着の前、すなわち異方性導電膜を硬化する前に導電試験を行い、この導通試験結果に応じて熱圧着、リペア作業等を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態における実装体の製造方法で作製される異方性導電膜の構成を示す概略断面図である。
【図２】本実施の形態における実装体の製造方法の一例を示す模式的な図であり、（ａ）は異方性導電膜の配置工程、（ｂ）は常温圧着工程、（ｃ）は導通試験工程、（ｄ）は熱圧着工程、（ｅ）は剥離工程をそれぞれ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した実装体の製造方法の実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、図面を参照して説明する。
【００２０】
本実施の形態における実装体の製造方法は、例えばＩＣチップ等の電子部品やフレキシブル配線基板等の電子部材の電極と、リジッド配線基板や液晶パネル等の配線基板の電極とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続固定することで、配線基板に電子部材が実装された実装体を製造するものである。例えば電子部材が電子部品である場合には、電子部品の一方の表面に接続端子としてバンプ（突起電極）が形成されており、配線基板の一方の表面には、バンプと対向する位置に電極が形成されている。
【００２１】
電子部品に形成されるバンプは、例えば数μｍ〜数十μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、半田等の導電性金属により形成されている。バンプは、メッキ等により形成することができ、例えば表面のみを金メッキとすることが可能である。電極は、配線基板上の所定の回路に応じた配線の部品実装位置に形成される。この電極は、ソルダーレジスト等によって被覆されず、露呈した状態で形成されている。電極の表面には、例えば金メッキ等を施すことも可能である。
【００２２】
そして、電子部品のバンプと配線基板上に形成された電極との間には、異方性導電膜が介在され、バンプと電極とが対向する位置では、異方性導電膜に含まれる導電性粒子が押し潰されて電気的な導通が図られる。同時に、異方性導電膜を構成する接着剤成分により、電子部品と配線基板との機械的な接続も図られる。
【００２３】
本実施の形態における実装体の製造方法では、３層構造の異方性導電膜を作製し、この異方性導電膜を介して電子部材の電極と配線基板の電極とを接続して実装体を製造する。図１に示すように、３層構造の異方性導電膜１は、中間層２と、中間層２の一方の表面上に形成された粘着剤層３と、中間層２の他方の表面上に形成された粘着剤層４とからなり、中間層２に導電性粒子５が分散されている。
【００２４】
異方性導電膜１において、中間層２は、バインダに導電性粒子５が分散されてなる。通常の異方性導電膜のバインダは、常温において高い粘性及び僅かなタック（粘着性）を有するが、中間層２のバインダは、この通常の異方性導電膜のバインダと同様の構成とされている。なお、本実施の形態において、「常温」とは、ＪＩＳ Ｃ６００６８−１：１９９３に規定された試験場所の標準状態における常温（１５℃〜３５℃）を意味する。
【００２５】
中間層２のバインダとしては、通常の異方性導電膜と同様のバインダを用いることができ、熱可塑性樹脂成分、熱硬化性樹脂成分、ゴム系ポリマー成分、硬化剤等から構成することができる。熱硬化性樹脂成分としては、各種エポキシ樹脂やエポキシ基含有（メタ）アクリレート、ウレタン変性（メタ）アクリレート等の熱硬化性樹脂等を挙げることができる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ（ＢＰＦ）エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００２６】
熱可塑性樹脂成分としては、例えばフェノキシ樹脂等を好適に使用することができる。ゴム系ポリマー成分としては、例えばアクリルゴム等を好適に使用することができる。硬化剤は、使用する熱硬化性樹脂成分の種類に応じて選択すればよく、例えば熱硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂である場合には、異方性導電膜２中に潜在性硬化剤を添加する。異方性導電膜２に潜在性硬化剤を添加することで、起爆反応性を付与することが可能であり、熱圧着の際の加熱操作により確実且つ速やかに硬化させることが可能である。この場合、潜在性硬化剤としては、イミダゾール系の潜在性硬化剤等が使用可能であり、例えば表面処理されてマイクロカプセル化された商品名ノバキュアＨＸ３７４１（旭化成社製）、商品名ノバキュアＨＸ３９２１ＨＰ（旭化成社製）、商品名アミキュアＰＮ−２３（味の素社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ−３６１５（ＡＣＲ社製）等を挙げることができる。
【００２７】
熱硬化性樹脂成分としてエポキシ基含有（メタ）アクリレートやウレタン変性（メタ）アクリレート等のアクリレート系の樹脂を使用する場合には、硬化剤としては、例えばパーオキサイドを使用すればよい。
【００２８】
導電性粒子５としては、この種の異方性導電膜において使用されている公知の導電性粒子を何れも使用することができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
【００２９】
ただし、中間層２の厚さｔと導電性粒子５の平均粒径ｒとを適正な値に設定する必要がある。具体的には、中間層２の厚さｔを導電性粒子５の平均粒径ｒの１．５倍以下（ｔ≦１．５ｒ）とすることが好ましい。また、中間層２の厚さｔを導電性粒子５の平均粒径ｒ以下（ｔ≦ｒ）とすることがより好ましく、平均粒径ｒ未満とすることが更に好ましい。中間層２の厚さｔが導電性粒子５の平均粒径ｒの１．５倍よりも大きいと、常温圧着では導通を取ることが難しくなり、電極同士の接続状態を検査することができなくなるおそれがある。なお、中間層２の厚さの下限については、特に制約はないが、熱圧着後において良好な接続信頼性等を得るためには５μｍ以上とすることが好ましい。
【００３０】
通常の異方性導電膜は、常温において高い粘性及び僅かな粘着性を有するバインダに導電性粒子が分散された１層の異方性導電層からなる。このため、このような通常の異方性導電膜を用いて常温で圧着させた場合には、異方性導電層のバインダの粘着性により基板表面に付着させることはできるものの、高い粘性により余分なバインダを排除することができず、電極同士を近づけることができないため、導通試験を行うことが困難であった。
【００３１】
そこで、異方性導電膜１は、このような通常の異方性導電層のバインダよりも常温における粘性が低く、流動性が高い材料として一般的な粘着剤からなる層を中間層２の両面上に形成する。すなわち、中間層２の一方の表面上に粘着剤層３を形成するとともに、中間層２の他方の表面上に粘着剤層４を形成する。粘着剤層３，４としては、通常の粘着剤として使用されるアクリル系、ゴム系、シリコーン系等の粘着剤を使用することが可能である。また、この粘着剤としては、耐久性等を考慮し、ある程度架橋されているものが好ましい。
【００３２】
粘着剤層３，４は、これに代えて光硬化型の粘着シートとすることも可能である。この場合、例えば適度な分子量を有する高分子と、光硬化性樹脂と、光硬化性樹脂を硬化させる硬化触媒とにより粘着剤層３，４を形成することができる。
【００３３】
ここで、光硬化型の粘着シートを形成するための高分子としては、重量平均分子量が２０万〜５００万程度の高分子が好ましく、例えば、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、シリコーン、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリビニルエーテル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ビニルエステル系ポリマー、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリアクリロニトリル等を挙げることができる。
【００３４】
また、光硬化性樹脂としては、例えばアクリルモノマー、アクリルオリゴマー等を主成分として使用することができる。アクリルモノマーとしては、例えば炭素数が４〜１４のアルキルアルコールのアクリル酸エステル（Ａ）及びアクリル酸（Ｂ）を挙げることができる。アクリル酸エステルとしては、例えばブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、イソノニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、デシルアクリレート等を挙げることができる。アクリルオリゴマーとしては、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、共重合系アクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート、アミノ樹脂アクリレート等を挙げることができる。或いは、ビニルエーテル基を有する化合物とマレイミド基を有する化合物とからなるマレイミド樹脂、二重結合を有する化合物とポリチオールとからなるエンチオール系樹脂、ウレタンビニルエーテル、ポリエステルビニルエーテル、多官能ビニルエーテルオリゴマー等のビニルエーテル樹脂、エポキシ基やオキセタニル基等の環状エーテルを有する樹脂等を挙げることができる。
【００３５】
光硬化性樹脂を硬化させる硬化触媒としては、光硬化性樹脂の種類に応じて選定すればよく、例えば光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤、光塩基触媒、光アニオン触媒等を挙げることができる。
【００３６】
粘着剤層３，４の厚さは、任意に設定することができるが、異方性導電膜１全体の厚さが電極の高さの１／２以上、好ましくは２／３以上となるように、中間層２の厚さが考慮されるから、中間層２の厚さに応じて粘着剤層３，４の厚さを設定することになる。
【００３７】
このように、異方性導電膜１は、中間層２の厚さを導電性粒子５の平均粒径の１．５倍以下とするとともに、中間層２の両面上に粘着剤層３，４を形成することにより、常温圧着において中間層２が僅かに押し込まれるだけでも電子部材の電極や配線基板の電極に導電性粒子が接触し、導通試験の実施が可能となる。これにより、熱圧着の前、すなわち異方性導電膜を硬化する前に導電試験を行い、この導通試験結果に応じて熱圧着、リペア作業等を行うことが可能となる。
【００３８】
次に、本実施の形態における実装体の製造方法について、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）とリジッド配線基板（ＰＷＢ）との接続を例に挙げて説明する。本実施の形態における実装体を作製するには、フレキシブルプリント基板の電極とリジッド配線基板の電極とを対向させて配置し、異方性導電膜１を介して熱圧着することで実装する。
【００３９】
フレキシブルプリント基板の電極とリジッド配線基板の電極との接続に際しては、先ず、図２（ａ）に示すように、リジッド配線基板１１上の所定の位置に異方性導電膜１を配置する（配置工程）。次に、図２（ｂ）に示すように、異方性導電膜１上の所定の位置にフレキシブルプリント基板１３を配置して常温でフレキシブルプリント基板１３を異方性導電膜１に対して押し込むことにより圧着を行う（常温圧着工程）。
【００４０】
このように、常温でフレキシブルプリント基板１３の押し込みによる圧着を行い、後述の熱圧着工程にて、加圧及び加熱により異方性導電膜１を硬化させる。
【００４１】
異方性導電膜１は、前述したように、中間層２の厚さｔが導電性粒子５の平均粒径ｒの１．５倍以下とされている。これにより、リジッド配線基板１１とフレキシブルプリント基板１３との常温圧着により、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極とが十分に近づき、それぞれ導電性粒子５と接触し、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極との間から粘着剤層３，４が排除される。これにより、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極とは、導電性粒子５を介して電気的及び機械的に接続される。ここで、異方性導電膜１における粘着剤層３，４の組成、厚み等を適宜調整することにより、常温でも粘性が低く十分な流動性を有するものとされるため、常温での押し込みによる圧着であっても、速やかに電極間から排除されることが可能となる。
【００４２】
このような常温圧着工程により、電極同士が導電性粒子５を介して接続することにより、図２（ｃ）に示すように、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極との間の導通試験を行うことができる（導通試験工程）。導通試験工程では、例えばリジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極とからそれぞれリードを引き出し、常温圧着工程での常温圧着によって電極同士の導通が取れるか否かを判断する。導通試験の結果、常温圧着により、電極同士の導通が取れて導通良好と判断された場合には、図２（ｄ）に示す熱圧着工程へと移行する。一方、常温での圧着にて導通が取れずに導通不良と判断された場合には、図２（ｅ）に示す剥離工程を含むリペア工程と移行する。
【００４３】
図２（ｄ）に示す熱圧着工程では、フレキシブルプリント基板１３上から加圧しながら加熱する。熱圧着での加熱温度は、異方性導電膜１に含まれる熱硬化性樹脂成分の硬化温度以上の温度とする。また、この熱圧着では、異方性導電膜１に含まれる導電性粒子が押し潰されるような圧力で加圧する。例えば熱圧着での温度及び圧力としては、使用する異方性導電膜５の種類等によっても異なるが、温度１８０℃〜２２０℃程度、圧力３０ＭＰａ〜１２０ＭＰａ程度とするのが好ましい。この熱圧着工程では、このような条件で熱圧着を行うことで中間層２が加熱により硬化されてリジッド配線基板１１とフレキシブルプリント基板１３とが確実に接続される。
【００４４】
熱圧着工程では、このように常温圧着工程とは別の工程として行っても良いが、例えば、常温圧着工程での圧力が上がりきった後に、その圧力状態を保持しながら加熱により昇温させることで行ってもよい。
【００４５】
リペア工程では、先ず図２（ｅ）に示す剥離工程にて、導通不良を起こしている実装体からフレキシブルプリント基板１３及び異方性導電膜１を引き剥がし、その後、リジッド配線基板１１上に残る残渣を溶剤等で拭き取って清浄する等して、リジッド配線基板１１を図２（ａ）に示す配置工程に戻す。本実施の形態では、常温圧着の時点で導通試験を行っているので、異方性導電膜１が硬化しておらず、簡単に剥離し、図２（ａ）から始まるサイクルへと戻すことができる。
【００４６】
以上、本発明を適用した実施の形態について説明してきたが、本発明が前述の実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前述の実施の形態では、使用する異方性導電膜を３層構造としたが、これに限らず、例えば４層以上の構造とすることも可能である。ただし、その場合にも各層の厚さ等を導電性粒子の粒径を考慮して設定する必要があることは言うまでもない。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。
【００４８】
異方性導電膜は、下記の中間層及び粘着剤層を剥離フィルム上に形成し、中間層の両面上に粘着剤層を積層することで形成したものである。中間層及び粘着剤層は、下記のとおり作製した。
【００４９】
＜異方性導電膜における中間層の作製＞
下記の組成を有する樹脂成分と導電粒子とを混合し、剥離フィルムに塗布した後、溶剤であるトルエンを揮発させて中間層を作製した。ここで、中間層の厚さは、［表１］に示すように、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、又は８μｍとした。
（樹脂成分）
・熱硬化性樹脂：エポキシ樹脂（エピコート１００９ 油化シェルエポキシ社製）４５質量部
・熱可塑性樹脂：フェノキシ樹脂（ＹＰ５０、東都化成社製）３０質量部
・硬化剤 ：イミダゾール系硬化剤（ＨＸ−３９４１ＨＰ、旭チバ社製）３０質量部
・導電性粒子 ：平均粒径１０μｍのニッケル粒子、中間層体積の５体積％
【００５０】
＜異方性導電膜における粘着剤層の作製＞
アクリル酸エステルとして２−エチルヘキシルアクリレート９０ｇ及びアクリル酸１０ｇからなる混合モノマー溶液１００ｇに、アクリルゴム３ｇ（トアクロンＰＳ２２０、東亜ペイント（株）製）を攪拌機付きの容器内で４８時間攪拌混合させ、粘着剤組成物液を得た。得られた粘着剤組成物を剥離フィルム上に形成し、エネルギー線として紫外線（波長３５２ｎｍ、光量０．４４ｍＷ／ｃｍ２）を照射して粘着剤層を得た。ここで、粘着剤層の厚さ（μｍ）は、［表１］に示すように、１０μｍ、２５μｍ、３５μｍ、４７μｍ、６０μｍ、又は７０μｍとした。
【００５１】
このような同じ厚さの粘着剤層を２つずつ用意した（第１、第２の粘着剤層）。剥離フィルム上に形成された第１の粘着剤層上に、先の作製方法によって作製された剥離フィルム上の中間層を積層させ、その後、中間層に付着した剥離フィルムを剥がした。続いて、第１の粘着剤層と同じ厚さの剥離フィルム上に形成された第２の粘着剤層を中間層上に設けた。その後、第１、第２の粘着剤層に付着した剥離フィルムをそれぞれ剥がした。すなわち、粘着剤層及び中間層をそれぞれ［表１］に示す厚さ（μｍ）とした異方性導電膜のサンプル１〜１９を作製した。
【００５２】
＜評価＞
［表１］に示す異方性導電膜のサンプル１〜１９を使用し、リジッド配線基板とフレキシブルプリント基板との間に異方性導電膜を介在させて常温圧着を行い、導通試験を行った後、熱圧着を行った。なお、リジッド配線基板及びフレキシブルプリント基板としては、厚さ３５μｍのＣｕ電極が２００μｍピッチで形成されているものを使用した。
【００５３】
常温圧着及び熱圧着におけるボンダーの設定は、２ｍｍ幅ヘッドを使用し、圧力５ＭＰａまで昇圧後、導通試験を行い、次いで昇温を開始し、２０秒間熱圧着として到達温度１９０℃まで昇温させながら硬化を行った。
【００５４】
評価項目は、常温圧着後に行う常温導通試験の可否（常温導通）、及び、高信頼性判定としての熱圧着による硬化後導通、硬化後接着強度、粒子捕捉効率とした。導通特性（常温導通及び硬化後導通）については、導通抵抗が１Ω未満である場合を○、１〜５Ωである場合を△、５Ωを越える場合を×とした。硬化後接着強度は、５Ｎ／ｃｍを越える場合を○、３〜５Ｎ／ｃｍである場合を△、３Ｎ／ｃｍ未満である場合を×とした。粒子捕捉効率は、リジッド配線基板の電極とフレキシブルプリント基板の電極との間における単位面積あたりの導電性粒子の数が５個を越える場合を○、３〜５個である場合を△、３個未満である場合を×とした。結果を［表１］に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
［表１］に示す結果から明らかな通り、異方性導電膜として機能する中間層の厚さを導電性粒子の平均粒径（１０μｍ）の１．５倍以下とすることで、常温圧着であっても良好な導通特性が得られ、常温圧着の段階で導通試験を行うことが可能であることがわかる。特に、中間層の厚さを導電性粒子の平均粒径以下（１０μｍ）及び平均粒径未満（８μｍ）とすることで、極めて良好な導通特性が得られた。
【００５７】
また、［表１］に示す高信頼性判定（硬化後導通、硬化後接着強度、粒子捕捉効率）についても、中間層の厚さを導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下とすることで良好な結果となっている。特に、粒子捕捉効率の結果に示すように、電極間における導電性粒子の確実な捕捉が可能であることから、信頼性のバラツキが減少し、高信頼性化していることがわかる。このことは、導電性粒子の配合量を削減し、材料コストを低減し得ることを意味する。
【符号の説明】
【００５８】
１ 異方性導電膜、２ 中間層、３，４ 粘着剤層、５ 導電性粒子、１１ リジッド配線基板、１３ フレキシブルプリント基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異方性導電膜を介して電子部材を配線基板に実装する実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜に関するものであり、特に、常温圧着の段階で導通試験を行うことが可能な実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を基板に実装する技術として、例えば電子部品をいわゆるフェースダウン状態で基板上に実装するフリップチップ実装法が広く用いられている。このフリップチップ実装法は、電子部品の電極としてバンプと称される電極を形成し、このバンプが基板の電極部と対向するように配置し、一括して電気的に接続する方法である。
【０００３】
フリップチップ実装法においては、接続信頼性を高めること等を目的に、異方性導電膜による電気的及び機械的接続が図られている。異方性導電膜は、接着剤として機能する絶縁性の樹脂中に導電性粒子を分散したものであり、バンプと電極との間に異方性導電膜を挟み込み、加熱及び加圧することで導電性粒子が押し潰されて電気的な接続が図られる。バンプが無い部分では、導電性粒子は、絶縁性の樹脂中に分散した状態が維持され、電気的に絶縁された状態が保たれるので、バンプがある部分でのみ電気的導通が図られることになる。
【０００４】
異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法によれば、このように多数の電極間を一括して電気的に接続することが可能であり、ワイヤボンディングのように電極間を１つずつボンディングワイヤで接続する必要がなく、また高密度実装に伴う電極の微細化、狭ピッチ化等への対応も比較的容易である。なお、同様の接続方法は、電子部品ばかりでなく、フレキシブル基板等、電子部材全般の接続にも適用可能である。
【０００５】
このフリップチップ実装法で用いられる異方性導電膜は、一般に熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を主成分として構成されており、例えばエポキシ樹脂と軟化温度が７０℃以下のフェノキシ樹脂、イミダゾール系潜在性硬化剤及び導電性樹脂を配合してフィルム化することにより形成されている。
【０００６】
このような異方性導電膜を用いたフリップチップ実装法による接続においては、例えば特許文献１〜３に記載されている技術のように、工程の工夫や異方性導電膜自体の構成の工夫により、高い接続信頼性を確保する試みがなされている。
【０００７】
例えば、特許文献１には、接続金属パッドが設けられた基板の表面上に、熱硬化性絶縁性樹脂材料の内部に低融点金属の微粒子を分散させた封止材を供給し、基板上に供給された封止材の上から金属バンプが表面上に設けられたチップをフェイスダウンで搭載する半導体装置の製造方法が開示されている。この特許文献１には、２段階の加熱加圧により低融点金属の微粒子を溶融させ、チップの金属バンプと基板の接続金属パッドとの接合部に合金層を形成して接合することが開示されている。特許文献１に記載の発明では、接触による導通ではなく接合による導通を可能にして接続信頼性の高い接続工法を実現している。
【０００８】
また、特許文献２には、導電材料が絶縁層で被覆された絶縁被覆粒子である導電材料とバインダとからなり、加圧方向に導電性を有する導電性シートの片面又は両面上に、少なくとも接続時の溶融粘度がシートよりも低い絶縁性の接着剤層を形成した接続部材が開示されている。特許文献２に記載の発明では、接続部材を２層又は３層構造とすることで、電極上からの導電粒子の流出を抑え、接続信頼性等に優れた接続構造を実現している。
【０００９】
また、特許文献３には、導電性粒子を含む第１の樹脂層と、第１の樹脂層上に配置された第２の樹脂層と、第１の樹脂層における第２の樹脂層とは反対側の面に配置された第３の樹脂層とを有する３層構造の接着フィルムが開示されている。特許文献３に記載の発明では、第１の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度を、第２、第３の樹脂層の接続温度よりも低い温度範囲での最低粘度よりも高くすることで、加熱押圧の工程で導電性粒子が流れ出さないようにし、接続信頼性の高い電気装置を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１７０８４７号公報
【特許文献２】特開２００４−６４１７号公報
【特許文献３】特開２００５−２００５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、前述の異方性導電膜を介して配線基板に電子部材を実装する方法としては、通常、異方性導電膜を配線基板上に配置して熱硬化性樹脂が硬化しない４０℃〜１００℃程度の温度で圧着し、その後、異方性導電膜がある程度固定されたところで電子部材を配置して電子部材上から加圧加熱による圧着（熱圧着）を行うことで実装体とするという方法が採用されている。
【００１２】
しかしながら、例えば熱圧着後に導通試験を行い、電子部材の実装状態に例えば導通不良等の不具合が発生していることが判明した場合、再利用（リペア）作業に手間を要するという問題が生ずる。通常、電子部材の実装状態に不具合が生じた場合、電子部材や異方性導電膜を機械的に引き剥がし、配線基板に残る残渣を溶剤等で拭き取って清浄した後、配線基板のリペア作業を行うようにしている。しかしながら、熱圧着後では、機械的な引き剥がしが困難となり、異方性導電膜を機械的に引き剥がした後に残渣が残ってしまい、これを溶剤で除去する必要があること等から、リペア作業に手間がかかり、作業効率を大きく低下させてしまう。
【００１３】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、熱圧着の前に導通試験を行うことを可能とし、効率良くリペア作業等を行うことが可能な実装体の製造方法、接続方法及び異方性導電膜を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の目的を達成するために、本発明の実装体の製造方法は、異方性導電膜を介して配線基板に電子部材を実装する実装体の製造方法において、前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程とを有し、前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の接続方法は、異方性導電膜を介して配線基板と電子部材とを接続する接続方法において、前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程と、前記導通試験工程において、前記配線基板と前記電子部材との導通が不良と判断されたときに、該配線基板から前記異方性導電膜及び該電子部材を剥離し、該配線基板を前記配置工程へ戻すリペア工程とを有し、前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の異方性導電膜は、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成されてなる異方性導電膜であって、前記中間層は、導電性粒子を分散して有するとともに該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、常温圧着において中間層が僅かに押し込まれるだけでも電子部材の電極や配線基板の電極に導電性粒子が接触し、導通試験の実施が可能となる。これにより、熱圧着の前、すなわち異方性導電膜を硬化する前に導電試験を行い、この導通試験結果に応じて熱圧着、リペア作業等を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態における実装体の製造方法で作製される異方性導電膜の構成を示す概略断面図である。
【図２】本実施の形態における実装体の製造方法の一例を示す模式的な図であり、（ａ）は異方性導電膜の配置工程、（ｂ）は常温圧着工程、（ｃ）は導通試験工程、（ｄ）は熱圧着工程、（ｅ）は剥離工程をそれぞれ示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を適用した実装体の製造方法の実施の形態（以下、「本実施の形態」という。）について、図面を参照して説明する。
【００２０】
本実施の形態における実装体の製造方法は、例えばＩＣチップ等の電子部品やフレキシブル配線基板等の電子部材の電極と、リジッド配線基板や液晶パネル等の配線基板の電極とを異方性導電膜を介して電気的及び機械的に接続固定することで、配線基板に電子部材が実装された実装体を製造するものである。例えば電子部材が電子部品である場合には、電子部品の一方の表面に接続端子としてバンプ（突起電極）が形成されており、配線基板の一方の表面には、バンプと対向する位置に電極が形成されている。
【００２１】
電子部品に形成されるバンプは、例えば数μｍ〜数十μｍ程度のＡｕ、Ｃｕ、半田等の導電性金属により形成されている。バンプは、メッキ等により形成することができ、例えば表面のみを金メッキとすることが可能である。電極は、配線基板上の所定の回路に応じた配線の部品実装位置に形成される。この電極は、ソルダーレジスト等によって被覆されず、露呈した状態で形成されている。電極の表面には、例えば金メッキ等を施すことも可能である。
【００２２】
そして、電子部品のバンプと配線基板上に形成された電極との間には、異方性導電膜が介在され、バンプと電極とが対向する位置では、異方性導電膜に含まれる導電性粒子が押し潰されて電気的な導通が図られる。同時に、異方性導電膜を構成する接着剤成分により、電子部品と配線基板との機械的な接続も図られる。
【００２３】
本実施の形態における実装体の製造方法では、３層構造の異方性導電膜を作製し、この異方性導電膜を介して電子部材の電極と配線基板の電極とを接続して実装体を製造する。図１に示すように、３層構造の異方性導電膜１は、中間層２と、中間層２の一方の表面上に形成された粘着剤層３と、中間層２の他方の表面上に形成された粘着剤層４とからなり、中間層２に導電性粒子５が分散されている。
【００２４】
異方性導電膜１において、中間層２は、バインダに導電性粒子５が分散されてなる。通常の異方性導電膜のバインダは、常温において高い粘性及び僅かなタック（粘着性）を有するが、中間層２のバインダは、この通常の異方性導電膜のバインダと同様の構成とされている。なお、本実施の形態において、「常温」とは、ＪＩＳ Ｃ６００６８−１：１９９３に規定された試験場所の標準状態における常温（１５℃〜３５℃）を意味する。
【００２５】
中間層２のバインダとしては、通常の異方性導電膜と同様のバインダを用いることができ、熱可塑性樹脂成分、熱硬化性樹脂成分、ゴム系ポリマー成分、硬化剤等から構成することができる。熱硬化性樹脂成分としては、各種エポキシ樹脂やエポキシ基含有（メタ）アクリレート、ウレタン変性（メタ）アクリレート等の熱硬化性樹脂等を挙げることができる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ（ＢＰＡ）型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ（ＢＰＦ）エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂等を挙げることができる。
【００２６】
熱可塑性樹脂成分としては、例えばフェノキシ樹脂等を好適に使用することができる。ゴム系ポリマー成分としては、例えばアクリルゴム等を好適に使用することができる。硬化剤は、使用する熱硬化性樹脂成分の種類に応じて選択すればよく、例えば熱硬化性樹脂成分がエポキシ樹脂である場合には、異方性導電膜２中に潜在性硬化剤を添加する。異方性導電膜２に潜在性硬化剤を添加することで、起爆反応性を付与することが可能であり、熱圧着の際の加熱操作により確実且つ速やかに硬化させることが可能である。この場合、潜在性硬化剤としては、イミダゾール系の潜在性硬化剤等が使用可能であり、例えば表面処理されてマイクロカプセル化された商品名ノバキュアＨＸ３７４１（旭化成社製）、商品名ノバキュアＨＸ３９２１ＨＰ（旭化成社製）、商品名アミキュアＰＮ−２３（味の素社製）、商品名ＡＣＲハードナーＨ−３６１５（ＡＣＲ社製）等を挙げることができる。
【００２７】
熱硬化性樹脂成分としてエポキシ基含有（メタ）アクリレートやウレタン変性（メタ）アクリレート等のアクリレート系の樹脂を使用する場合には、硬化剤としては、例えばパーオキサイドを使用すればよい。
【００２８】
導電性粒子５としては、この種の異方性導電膜において使用されている公知の導電性粒子を何れも使用することができる。例えば、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム、錫、鉛、クロム、コバルト、銀、金等の各種金属や金属合金の粒子、金属酸化物、カーボン、グラファイト、ガラス、セラミック、プラスチック等の粒子の表面に金属をコートしたもの、或いはこれらの粒子の表面に更に絶縁薄膜をコートしたもの等を使用することができる。樹脂粒子の表面に金属をコートしたものを用いる場合、樹脂粒子としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂等の粒子を挙げることができる。
【００２９】
ただし、中間層２の厚さｔと導電性粒子５の平均粒径ｒとを適正な値に設定する必要がある。具体的には、中間層２の厚さｔを導電性粒子５の平均粒径ｒの１．５倍以下（ｔ≦１．５ｒ）とすることが好ましい。また、中間層２の厚さｔを導電性粒子５の平均粒径ｒ以下（ｔ≦ｒ）とすることがより好ましく、平均粒径ｒ未満とすることが更に好ましい。中間層２の厚さｔが導電性粒子５の平均粒径ｒの１．５倍よりも大きいと、常温圧着では導通を取ることが難しくなり、電極同士の接続状態を検査することができなくなるおそれがある。なお、中間層２の厚さの下限については、特に制約はないが、熱圧着後において良好な接続信頼性等を得るためには５μｍ以上とすることが好ましい。
【００３０】
通常の異方性導電膜は、常温において高い粘性及び僅かな粘着性を有するバインダに導電性粒子が分散された１層の異方性導電層からなる。このため、このような通常の異方性導電膜を用いて常温で圧着させた場合には、異方性導電層のバインダの粘着性により基板表面に付着させることはできるものの、高い粘性により余分なバインダを排除することができず、電極同士を近づけることができないため、導通試験を行うことが困難であった。
【００３１】
そこで、異方性導電膜１は、このような通常の異方性導電層のバインダよりも常温における粘性が低く、流動性が高い材料として一般的な粘着剤からなる層を中間層２の両面上に形成する。すなわち、中間層２の一方の表面上に粘着剤層３を形成するとともに、中間層２の他方の表面上に粘着剤層４を形成する。粘着剤層３，４としては、通常の粘着剤として使用されるアクリル系、ゴム系、シリコーン系等の粘着剤を使用することが可能である。また、この粘着剤としては、耐久性等を考慮し、ある程度架橋されているものが好ましい。
【００３２】
粘着剤層３，４は、これに代えて光硬化型の粘着シートとすることも可能である。この場合、例えば適度な分子量を有する高分子と、光硬化性樹脂と、光硬化性樹脂を硬化させる硬化触媒とにより粘着剤層３，４を形成することができる。
【００３３】
ここで、光硬化型の粘着シートを形成するための高分子としては、重量平均分子量が２０万〜５００万程度の高分子が好ましく、例えば、（メタ）アクリル系ポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、シリコーン、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリビニルエーテル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ビニルエステル系ポリマー、ポリイソブチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリアクリロニトリル等を挙げることができる。
【００３４】
また、光硬化性樹脂としては、例えばアクリルモノマー、アクリルオリゴマー等を主成分として使用することができる。アクリルモノマーとしては、例えば炭素数が４〜１４のアルキルアルコールのアクリル酸エステル（Ａ）及びアクリル酸（Ｂ）を挙げることができる。アクリル酸エステルとしては、例えばブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、イソノニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、デシルアクリレート等を挙げることができる。アクリルオリゴマーとしては、例えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、共重合系アクリレート、ポリブタジエンアクリレート、シリコーンアクリレート、アミノ樹脂アクリレート等を挙げることができる。或いは、ビニルエーテル基を有する化合物とマレイミド基を有する化合物とからなるマレイミド樹脂、二重結合を有する化合物とポリチオールとからなるエンチオール系樹脂、ウレタンビニルエーテル、ポリエステルビニルエーテル、多官能ビニルエーテルオリゴマー等のビニルエーテル樹脂、エポキシ基やオキセタニル基等の環状エーテルを有する樹脂等を挙げることができる。
【００３５】
光硬化性樹脂を硬化させる硬化触媒としては、光硬化性樹脂の種類に応じて選定すればよく、例えば光ラジカル重合開始剤や光カチオン重合開始剤、光塩基触媒、光アニオン触媒等を挙げることができる。
【００３６】
粘着剤層３，４の厚さは、任意に設定することができるが、異方性導電膜１全体の厚さが電極の高さの１／２以上、好ましくは２／３以上となるように、中間層２の厚さが考慮されるから、中間層２の厚さに応じて粘着剤層３，４の厚さを設定することになる。
【００３７】
このように、異方性導電膜１は、中間層２の厚さを導電性粒子５の平均粒径の１．５倍以下とするとともに、中間層２の両面上に粘着剤層３，４を形成することにより、常温圧着において中間層２が僅かに押し込まれるだけでも電子部材の電極や配線基板の電極に導電性粒子が接触し、導通試験の実施が可能となる。これにより、熱圧着の前、すなわち異方性導電膜を硬化する前に導電試験を行い、この導通試験結果に応じて熱圧着、リペア作業等を行うことが可能となる。
【００３８】
次に、本実施の形態における実装体の製造方法について、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）とリジッド配線基板（ＰＷＢ）との接続を例に挙げて説明する。本実施の形態における実装体を作製するには、フレキシブルプリント基板の電極とリジッド配線基板の電極とを対向させて配置し、異方性導電膜１を介して熱圧着することで実装する。
【００３９】
フレキシブルプリント基板の電極とリジッド配線基板の電極との接続に際しては、先ず、図２（ａ）に示すように、リジッド配線基板１１上の所定の位置に異方性導電膜１を配置する（配置工程）。次に、図２（ｂ）に示すように、異方性導電膜１上の所定の位置にフレキシブルプリント基板１３を配置して常温でフレキシブルプリント基板１３を異方性導電膜１に対して押し込むことにより圧着を行う（常温圧着工程）。
【００４０】
このように、常温でフレキシブルプリント基板１３の押し込みによる圧着を行い、後述の熱圧着工程にて、加圧及び加熱により異方性導電膜１を硬化させる。
【００４１】
異方性導電膜１は、前述したように、中間層２の厚さｔが導電性粒子５の平均粒径ｒの１．５倍以下とされている。これにより、リジッド配線基板１１とフレキシブルプリント基板１３との常温圧着により、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極とが十分に近づき、それぞれ導電性粒子５と接触し、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極との間から粘着剤層３，４が排除される。これにより、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極とは、導電性粒子５を介して電気的及び機械的に接続される。ここで、異方性導電膜１における粘着剤層３，４の組成、厚み等を適宜調整することにより、常温でも粘性が低く十分な流動性を有するものとされるため、常温での押し込みによる圧着であっても、速やかに電極間から排除されることが可能となる。
【００４２】
このような常温圧着工程により、電極同士が導電性粒子５を介して接続することにより、図２（ｃ）に示すように、リジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極との間の導通試験を行うことができる（導通試験工程）。導通試験工程では、例えばリジッド配線基板１１の電極とフレキシブルプリント基板１３の電極とからそれぞれリードを引き出し、常温圧着工程での常温圧着によって電極同士の導通が取れるか否かを判断する。導通試験の結果、常温圧着により、電極同士の導通が取れて導通良好と判断された場合には、図２（ｄ）に示す熱圧着工程へと移行する。一方、常温での圧着にて導通が取れずに導通不良と判断された場合には、図２（ｅ）に示す剥離工程を含むリペア工程と移行する。
【００４３】
図２（ｄ）に示す熱圧着工程では、フレキシブルプリント基板１３上から加圧しながら加熱する。熱圧着での加熱温度は、異方性導電膜１に含まれる熱硬化性樹脂成分の硬化温度以上の温度とする。また、この熱圧着では、異方性導電膜１に含まれる導電性粒子が押し潰されるような圧力で加圧する。例えば熱圧着での温度及び圧力としては、使用する異方性導電膜５の種類等によっても異なるが、温度１８０℃〜２２０℃程度、圧力３０ＭＰａ〜１２０ＭＰａ程度とするのが好ましい。この熱圧着工程では、このような条件で熱圧着を行うことで中間層２が加熱により硬化されてリジッド配線基板１１とフレキシブルプリント基板１３とが確実に接続される。
【００４４】
熱圧着工程では、このように常温圧着工程とは別の工程として行っても良いが、例えば、常温圧着工程での圧力が上がりきった後に、その圧力状態を保持しながら加熱により昇温させることで行ってもよい。
【００４５】
リペア工程では、先ず図２（ｅ）に示す剥離工程にて、導通不良を起こしている実装体からフレキシブルプリント基板１３及び異方性導電膜１を引き剥がし、その後、リジッド配線基板１１上に残る残渣を溶剤等で拭き取って清浄する等して、リジッド配線基板１１を図２（ａ）に示す配置工程に戻す。本実施の形態では、常温圧着の時点で導通試験を行っているので、異方性導電膜１が硬化しておらず、簡単に剥離し、図２（ａ）から始まるサイクルへと戻すことができる。
【００４６】
以上、本発明を適用した実施の形態について説明してきたが、本発明が前述の実施の形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、前述の実施の形態では、使用する異方性導電膜を３層構造としたが、これに限らず、例えば４層以上の構造とすることも可能である。ただし、その場合にも各層の厚さ等を導電性粒子の粒径を考慮して設定する必要があることは言うまでもない。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能である。
【００４８】
異方性導電膜は、下記の中間層及び粘着剤層を剥離フィルム上に形成し、中間層の両面上に粘着剤層を積層することで形成したものである。中間層及び粘着剤層は、下記のとおり作製した。
【００４９】
＜異方性導電膜における中間層の作製＞
下記の組成を有する樹脂成分と導電粒子とを混合し、剥離フィルムに塗布した後、溶剤であるトルエンを揮発させて中間層を作製した。ここで、中間層の厚さは、［表１］に示すように、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、又は８μｍとした。
（樹脂成分）
・熱硬化性樹脂：エポキシ樹脂（エピコート１００９ 油化シェルエポキシ社製）４５質量部
・熱可塑性樹脂：フェノキシ樹脂（ＹＰ５０、東都化成社製）３０質量部
・硬化剤 ：イミダゾール系硬化剤（ＨＸ−３９４１ＨＰ、旭チバ社製）３０質量部
・導電性粒子 ：平均粒径１０μｍのニッケル粒子、中間層体積の５体積％
【００５０】
＜異方性導電膜における粘着剤層の作製＞
アクリル酸エステルとして２−エチルヘキシルアクリレート９０ｇ及びアクリル酸１０ｇからなる混合モノマー溶液１００ｇに、アクリルゴム３ｇ（トアクロンＰＳ２２０、東亜ペイント（株）製）を攪拌機付きの容器内で４８時間攪拌混合させ、粘着剤組成物液を得た。得られた粘着剤組成物を剥離フィルム上に形成し、エネルギー線として紫外線（波長３５２ｎｍ、光量０．４４ｍＷ／ｃｍ２）を照射して粘着剤層を得た。ここで、粘着剤層の厚さ（μｍ）は、［表１］に示すように、１０μｍ、２５μｍ、３５μｍ、４７μｍ、６０μｍ、又は７０μｍとした。
【００５１】
このような同じ厚さの粘着剤層を２つずつ用意した（第１、第２の粘着剤層）。剥離フィルム上に形成された第１の粘着剤層上に、先の作製方法によって作製された剥離フィルム上の中間層を積層させ、その後、中間層に付着した剥離フィルムを剥がした。続いて、第１の粘着剤層と同じ厚さの剥離フィルム上に形成された第２の粘着剤層を中間層上に設けた。その後、第１、第２の粘着剤層に付着した剥離フィルムをそれぞれ剥がした。すなわち、粘着剤層及び中間層をそれぞれ［表１］に示す厚さ（μｍ）とした異方性導電膜のサンプル１〜１９を作製した。
【００５２】
＜評価＞
［表１］に示す異方性導電膜のサンプル１〜１９を使用し、リジッド配線基板とフレキシブルプリント基板との間に異方性導電膜を介在させて常温圧着を行い、導通試験を行った後、熱圧着を行った。なお、リジッド配線基板及びフレキシブルプリント基板としては、厚さ３５μｍのＣｕ電極が２００μｍピッチで形成されているものを使用した。
【００５３】
常温圧着及び熱圧着におけるボンダーの設定は、２ｍｍ幅ヘッドを使用し、圧力５ＭＰａまで昇圧後、導通試験を行い、次いで昇温を開始し、２０秒間熱圧着として到達温度１９０℃まで昇温させながら硬化を行った。
【００５４】
評価項目は、常温圧着後に行う常温導通試験の可否（常温導通）、及び、高信頼性判定としての熱圧着による硬化後導通、硬化後接着強度、粒子捕捉効率とした。導通特性（常温導通及び硬化後導通）については、導通抵抗が１Ω未満である場合を○、１〜５Ωである場合を△、５Ωを越える場合を×とした。硬化後接着強度は、５Ｎ／ｃｍを越える場合を○、３〜５Ｎ／ｃｍである場合を△、３Ｎ／ｃｍ未満である場合を×とした。粒子捕捉効率は、リジッド配線基板の電極とフレキシブルプリント基板の電極との間における単位面積あたりの導電性粒子の数が５個を越える場合を○、３〜５個である場合を△、３個未満である場合を×とした。結果を［表１］に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
［表１］に示す結果から明らかな通り、異方性導電膜として機能する中間層の厚さを導電性粒子の平均粒径（１０μｍ）の１．５倍以下とすることで、常温圧着であっても良好な導通特性が得られ、常温圧着の段階で導通試験を行うことが可能であることがわかる。特に、中間層の厚さを導電性粒子の平均粒径以下（１０μｍ）及び平均粒径未満（８μｍ）とすることで、極めて良好な導通特性が得られた。
【００５７】
また、［表１］に示す高信頼性判定（硬化後導通、硬化後接着強度、粒子捕捉効率）についても、中間層の厚さを導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下とすることで良好な結果となっている。特に、粒子捕捉効率の結果に示すように、電極間における導電性粒子の確実な捕捉が可能であることから、信頼性のバラツキが減少し、高信頼性化していることがわかる。このことは、導電性粒子の配合量を削減し、材料コストを低減し得ることを意味する。
【符号の説明】
【００５８】
１ 異方性導電膜、２ 中間層、３，４ 粘着剤層、５ 導電性粒子、１１ リジッド配線基板、１３ フレキシブルプリント基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異方性導電膜を介して配線基板に電子部材を実装する実装体の製造方法において、
前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、
常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、
前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、
前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程とを有し、
前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする実装体の製造方法。
【請求項２】
前記常温圧着工程では、前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間から前記第１の粘着剤層及び前記第２の粘着剤層が排除されることを特徴とする請求項１記載の実装体の製造方法。
【請求項３】
前記導通試験工程において、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が不良と判断されたときに、該配線基板から前記異方性導電膜及び該電子部材を剥離し、該配線基板を前記配置工程へ戻すリペア工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の実装体の製造方法。
【請求項４】
前記配置工程では、前記異方性導電膜として、前記第１の粘着剤層及び前記第２の粘着剤層よりも前記中間層の流動性が低い異方性導電膜を前記配線基板上に配置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の実装体の製造方法。
【請求項５】
前記配置工程では、前記異方性導電膜として、前記配線基板及び前記電子部材がそれぞれ備える電極の高さの１／２以上の厚さを有する異方性導電膜を前記配線基板上に配置することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の実装体の製造方法。
【請求項６】
異方性導電膜を介して配線基板と電子部材とを接続する接続方法において、
前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、
常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、
前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、
前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程と、
前記導通試験工程において、前記配線基板と前記電子部材との導通が不良と判断されたときに、該配線基板から前記異方性導電膜及び該電子部材を剥離し、該配線基板を前記配置工程へ戻すリペア工程とを有し、
前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする接続方法。
【請求項７】
中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成されてなる異方性導電膜であって、
前記中間層は、導電性粒子を分散して有するとともに該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下であることを特徴とする異方性導電膜。
【請求項１】
異方性導電膜を介して配線基板に電子部材を実装する実装体の製造方法において、
前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、
常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、
前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、
前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程とを有し、
前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする実装体の製造方法。
【請求項２】
前記常温圧着工程では、前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間から前記第１の粘着剤層及び前記第２の粘着剤層が排除されることを特徴とする請求項１記載の実装体の製造方法。
【請求項３】
前記導通試験工程において、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が不良と判断されたときに、該配線基板から前記異方性導電膜及び該電子部材を剥離し、該配線基板を前記配置工程へ戻すリペア工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の実装体の製造方法。
【請求項４】
前記配置工程では、前記異方性導電膜として、前記第１の粘着剤層及び前記第２の粘着剤層よりも前記中間層の流動性が低い異方性導電膜を前記配線基板上に配置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の実装体の製造方法。
【請求項５】
前記配置工程では、前記異方性導電膜として、前記配線基板及び前記電子部材がそれぞれ備える電極の高さの１／２以上の厚さを有する異方性導電膜を前記配線基板上に配置することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の実装体の製造方法。
【請求項６】
異方性導電膜を介して配線基板と電子部材とを接続する接続方法において、
前記配線基板上に前記異方性導電膜を配置する配置工程と、
常温で前記異方性導電膜上に前記電子部材を押し込むことにより該異方性導電膜を介して前記配線基板と該電子部材とを圧着する常温圧着工程と、
前記常温圧着工程にて前記異方性導電膜を介して圧着された前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との間の導通が良好か否かを判断する導通試験工程と、
前記導通試験工程にて、前記配線基板の電極と前記電子部材の電極との導通が良好と判断されたときに、前記電子部材上から加圧しながら加熱することにより前記異方性導電膜を硬化させて該異方性導電膜を介して該配線基板と該電子部材とを接続する熱圧着工程と、
前記導通試験工程において、前記配線基板と前記電子部材との導通が不良と判断されたときに、該配線基板から前記異方性導電膜及び該電子部材を剥離し、該配線基板を前記配置工程へ戻すリペア工程とを有し、
前記異方性導電膜として、中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成され、該中間層に導電性粒子が分散されるとともに、該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下である異方性導電膜を用いることを特徴とする接続方法。
【請求項７】
中間層の一方の表面上に第１の粘着剤層が形成されるとともに該中間層の他方の表面上に第２の粘着剤層が形成されてなる異方性導電膜であって、
前記中間層は、導電性粒子を分散して有するとともに該中間層の厚さが該導電性粒子の平均粒径の１．５倍以下であることを特徴とする異方性導電膜。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２５７９９１（Ｐ２０１０−２５７９９１Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２０１０−１６９７１３（Ｐ２０１０−１６９７１３）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９７１３（Ｐ２０１０−１６９７１３）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
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