異方導電性接着フィルム
【課題】微細パターンの電気的接続において、微小面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）が起こりにくく、異なる電極パターンの半導体チップに対しても電気的続が可能で、長期信頼性を与える接続が可能な、保存安定性の高い異方導電性接着フィルムの提供すること。
【解決の手段】導電粒子を表面層に単層に配置したバインダー樹脂と、該バインダー樹脂の少なくとも片面に積層され、バインダー樹脂よりも１８０℃の溶融粘度が低い絶縁性接着剤よりなり、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムにおいて、導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下、かつ、導電粒子の平均粒径に対して１．５倍以上５倍以下であり、その変動係数が、０．１以上０．４未満である異方導電性接着フィルム。
【解決の手段】導電粒子を表面層に単層に配置したバインダー樹脂と、該バインダー樹脂の少なくとも片面に積層され、バインダー樹脂よりも１８０℃の溶融粘度が低い絶縁性接着剤よりなり、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムにおいて、導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下、かつ、導電粒子の平均粒径に対して１．５倍以上５倍以下であり、その変動係数が、０．１以上０．４未満である異方導電性接着フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細パターンの電気的接続において、微小面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）が起こりにくく、異なる電極パターンの半導体チップに対しても電気的接続が可能で、長期信頼性を与える接続が可能な、保存安定性の高い異方導電性接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
異方導電性接着フィルムは、絶縁性接着剤中に導電粒子を分散させたフィルムであり、液晶ディスプレイと半導体チップやＴＣＰとの接続又はＦＰＣとＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との接続を簡便に行うために使用される接続部材で、例えば、ノート型パソコンや携帯電話の液晶ディスプレイと制御ＩＣとの接続用として広範に用いられ、最近では、半導体チップを直接プリント基板やフレキシブル配線板に搭載するフリップチップ実装にも用いられている（特許文献１、２、３）。
【０００３】
この分野では近年、接続される配線パターンや電極パターンの寸法が益々微細化されている。微細化された配線や電極の幅は１０数μｍレベルまで微細化される場合も多くなってきている一方で、これまで用いられてきた導電粒子の平均粒径は、配線や電極の線幅と同レベルの数μｍから１０μｍレベルの粒子であった。そうすると、接続される電極パターンの寸法が小さくなると、導電粒子がランダムに分散配置されている異方導電性接着フィルムでは、導電粒子の分布に偏差が生じているため、接続すべき電極パターンが導電粒子の存在しない位置に配置されてしまい、電気的に接続されない場合が、確率論として避けられない。
【０００４】
この問題点を解決するためには、より小さな導電粒子を高密度でフィルム内に分散させることが有効であるが、導電粒子の寸法を小さくすると、表面積が急激に大きくなって２次凝集し易くなり、隣接電極間の絶縁を保持できなくなり、逆に、絶縁を保持するために導電粒子の密度を下げると、今度は、接続されない配線パターンや電極パターンが発生してしまうため、接続信頼性を保ったまま微細化に対応することは困難とされていた（特許文献４）。
さらに、導電粒子を小粒径化すればするほど、用いる絶縁性接着剤によっては、絶縁抵抗が低くなったり、接続抵抗が高くなったり、隣接電極間でショートが発生したりといった長期接続信頼性が低下する場合が多くなることが判り、その対策が併せて求められていた。
【０００５】
一方、微細パターンの接続に対応する技術として、粒子を配列する技術が提案されている。例えば、帯電させた導電粒子を絶縁性接着剤の表面に散布して、表面に付着した導電粒子を絶縁接着剤の表層中に埋め込む方法（特許文献５）や、所定配置された吸引孔を有する導電粒子吸着治具を用いて、導電粒子を配列し絶縁性接着剤に埋め込む方法（特許文献６）、延伸を利用して導電粒子を配列し、絶縁性接着剤に埋め込む方法（特許文献７）等が開示されていが、折角配列した導電粒子を、接続時の絶縁樹脂の流動に抗して、その配列状態を大きく崩す事無く接続するためには、使用できる電極や接続条件が限られており、実用上において大きな制約となっている。一方、接続時の導電粒子の流動を抑えることで、微細パターンの接続に対応しようとする試みがなされ、例えば、流動性の高い絶縁層と流動性の低い異方導電層よりなる技術が提案されている（特許文献８，９）が、元の導電粒子の配列具合が低いため、非常に微細な電極パターンの接続には対応できていないのが実情である。一方、配列具合が非常に高い場合は、導電粒子の配列ピッチにあった電極パターンの接続に対しては、高い接続性を示すものの、導電粒子の配列パターンと接続したい電極パターンが合っていない場合は、やはり接続信頼性が劣ることとなる。即ち、電極パターンの異なる複数の半導体チップを接続するためには、異なる種類の異方導電性接着フィルムを使用する必要があり、生産性において課題を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開平０３-１０７８８８号公報
【特許文献２】特開平０４-３６６６３０号公報
【特許文献３】特開昭６１-１９５１７９号公報
【特許文献４】特開平０９-３１２１７６号公報
【特許文献５】特開２０００-１５１０８４号公報
【特許文献６】特開２００２-３３２４６１号公報
【特許文献７】国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７９４４号公報
【特許文献８】特開昭６３-３１０５８１号公報
【特許文献９】特開２０００-１７８５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、微細パターンの電気的接続において、微小面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）が起こりにくく、異なる電極パターンの半導体チップに対しても電気的接続が可能で、長期信頼性を与える接続が可能な、保存安定性の高い異方導電性接着フィルムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、粒子間距離が特定の平均値と特定の変動係数を有する様に、導電粒子を表面層に単層に配置した特定のバインダー樹脂と、それより溶融粘度の低い特定の絶縁性接着剤よりなる異方導電性接着フィルムが上記目的に適合しうることを見出した。
上記課題を解決するために本願出願以前に行われた上記技術開示からは、単に導電粒子の配列性を制御し、高溶融粘度のバインダー樹脂に埋め込むと言う工夫だけで、上記課題を解決できたことは、確率論的な問題を内在させたままであった特許文献５や、膨大でしかも延々と数が増えつづける冶具を用意しなければならず、電気的接続工程の生産性向上にも限界があった特許文献６の技術開示に鑑みて、当業者にとって予想だにできなかった、驚くべき発見であった。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の通りである。
１） 導電粒子を表面層に単層に配置したバインダー樹脂と、該バインダー樹脂の少なくとも片面に積層され、バインダー樹脂よりも１８０℃の溶融粘度が低い絶縁性接着剤よりなり、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムにおいて、導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下、かつ、導電粒子の平均粒径に対して１．５倍以上５倍以下であり、その変動係数が、０．１以上０．４未満である異方導電性接着フィルム。
２）バインダー樹脂の１８０℃の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である上記１）記載の異方導電性接着フィルム。
３）絶縁性接着剤が潜在性硬化剤を用いた熱硬化性エポキシ樹脂系接着剤である上記１）あるいは２）に記載の異方導電性接着フィルム。
４）該導電粒子の平均粒径が０．５μｍ以上１０μｍ未満である上記１）〜３）のいずれかに記載の異方導電性接着フィルム。
５）粘着剤によって導電粒子が単層に固定された延伸可能なシートを延伸した後、導電粒子側に、バインダー樹脂を重ねてラミネートし、バインダー樹脂に導電粒子を埋め込むことを特徴とする上記１）〜５）のいずれかに記載の異方導電性接着フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の異方導電性接着フィルムは、保存安定性が高く、微細面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）を起こしにくく、微細ピッチの接続性に優れると共に、異なる電極パターンの半導体チップ毎に異方導電性接着フィルムを替える必要がなく生産性に優れ、長期信頼性を与える接続を可能にする効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明は、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムに関する。
本発明の異方導電性接着フィルムは、導電粒子が表面層に単層に配置したバインダー樹脂が構成要素の１つである。
【００１２】
ここで表面層に配置するとは、導電粒子の一部または全体がバインダーの表面に埋め込まれている状態を意味する。また、導電粒子の粒径よりもバインダー樹脂を薄くして、バインダー樹脂の上下に導電粒子が露出していても構わない。導電粒子の一部が埋め込まれている場合、導電粒子はその平均粒径に対して１／３以上がバインダー樹脂に埋め込まれていることでバインダー樹脂からの脱離が起こりにくくなり、接続不良を抑制する効果があり好ましい。更に好ましくは１／２以上埋め込まれていることであり、更に好ましくは２／３以上埋め込まれていることである。一方、導電粒子がバインダー樹脂に完全に埋め込まれている場合、導電粒子とバインダー樹脂の表面との間のバインダー樹脂の厚みは、接続のための加圧の際に導電粒子の移動を抑えるために、導電粒子の平均粒径に対して１．０倍未満が好ましい。更に好ましくは０．８倍未満、更に好ましくは０．５倍未満、更に好ましくは０．３倍未満、更に好ましくは０．１倍未満である。本発明では、厚み方向の導電性と面方向の絶縁性（以下しばしば異方導電性と称す）を高レベルで確保するために、導電粒子はバインダー樹脂に単層で配置される。ここで、単層で配置されるとは、導電粒子の中心高さのバラツキが導電粒子の平均粒径に対して２倍未満であることを意味する。導電粒子の平均粒径に対する中心高さのバラツキは０に近いほど好ましく、好ましくは、１倍未満、更に好ましくは０．８倍未満、更に好ましくは０．６倍未満である。ここで、導電粒子の中心高さのバラツキとは、バインダー樹脂表面から導電粒子の中心までの距離の標準偏差であり、導電粒子の中心がバインダー樹脂に埋め込まれていない場合は、中心高さはその距離にマイナスをつけた値である。
【００１３】
本発明では、導電粒子がバインダー樹脂の表面層に単層として存在することにより、特に、半導体チップと液晶パネルの接続の様に、接続する電極高さが高いものとほぼ平らなものとの接続において、配列した導電粒子が接続時に大きく移動してしまう事を抑制することが可能となっている。
【００１４】
本発明の異方導電性接着フィルムは、導電粒子が特定の中心間距離で、更にその中心間距離が特定の変動係数を有して配列されることによって、高い異方導電性を有している。即ち、本発明の異方導電性接着フィルムは、その導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下であり、かつ、導電粒子の平均粒径の１．５倍以上５倍以下である。２μｍ以上の中心間距離でかつ導電粒子の平均粒径の１．５倍以上にすることで、面方向の絶縁性、即ち、隣接する電極間の絶縁性を高レベルで維持できる。一方、中心間距離を２０μｍ以下でかつ導電粒子の平均粒径の５倍以下にすることで、厚さ方向の導電性、即ち接続電極間の電気的接続性を維持できる導電粒子密度を得ることができ、異方導電性接着フィルムとして高い性能を発揮する。導電粒子の中心間距離の平均は、好ましくは２．５μｍ以上１８μｍ以下、更に好ましくは３μｍ以上１６μｍ以下、更に好ましくは３．５μｍ以上１５μｍ以下であり、更に好ましくは４μｍ以上１３μｍ以下であり、導電粒子の平均粒径に対して、好ましくは１．５５倍以上４．６倍以下、更に好ましくは１．６倍以上４．３倍以下、更に好ましくは１．６５倍以上４．０以下である。導電粒子の中心間距離の変動係数は、導電粒子の中心間距離の標準偏差をその平均値で割った値であり、本発明においては、０．１以上０．４未満である。好ましくは０．１１以上０．３６未満、更に好ましくは０．１２以上０．３４未満、更に好ましくは０．１３以上０．３２未満、更に好ましくは０．１４以上０．３未満である。変動係数を０．１以上にすることで、接続電極間の電気的接続性に悪影響する接続時の導電粒子の流動を起こすことなく、異なる電極パターンの半導体チップを安定に接続することが可能であり、一方、０．４未満とすることで、接続電極間に捕捉される導電粒子数の電極毎のバラツキを小さく抑えることができ、電極毎の接続抵抗のバラツキが小さく、安定した接続が得られる。
【００１５】
本発明に用いられる導電粒子としては、金属粒子、炭素からなる粒子や高分子核材に金属薄膜を被覆した粒子等を用いる事ができる。
金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、半田、インジウム、パラジウム等の単体や、２種以上のこれらの金属が層状あるいは傾斜状に組み合わされている粒子が例示される。
【００１６】
高分子核材に金属薄膜を被覆した粒子としては、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン架橋体、ＮＢＲ、ＳＢＲ等のポリマーの中から１種あるいは２種以上組み合わせた高分子核材に、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、半田、インジウム、パラジウム等の中から１種あるいは２種以上組み合わせてメッキ等により金属被覆した粒子が例示される。金属薄膜の厚さは０．００５μｍ以上１μｍ以下の範囲が、接続安定性と粒子の凝集性の観点から好ましい。金属薄膜は均一に被覆されていることが接続安定性上好ましい。これら導電粒子の表面を更に絶縁被覆した粒子も使用することができる。
【００１７】
導電粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１０μｍ未満の範囲が粒子の凝集性と異方導電性の観点から好ましい。更に好ましくは１．０μｍ以上７μｍ未満、更に好ましくは１．５μｍ以上６μｍ未満、更に好ましくは２．０μｍ以上５．５μｍ未満、更に好ましくは２．５μｍ以上５．０μｍ未満である。導電粒子の粒子径の標準偏差は小さいほど好ましく、平均粒径の５０％以下が好ましい。更に好ましくは２０％以下、一層好ましくは、１０以下、更に一層好ましくは５％以下である。
【００１８】
本発明に用いられるバインダー樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂から選ばれた１種類以上の樹脂を含有する。これらの樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＮＢＲ、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルオキシド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、アルキルフェノール樹脂、スチレンブタジエン樹脂、カルボキシル変性ニトリル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等又はそれらの変性樹脂が挙げられる。
【００１９】
特に接続後の長期信頼性を必要とする場合には、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族エーテル型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環族エポキサイド等があり、これらエポキシ樹脂はハロゲン化や水素添加されていても良く、また、ウレタン変性、ゴム変性、シリコーン変性等の変性されたエポキシ樹脂でも良い。
【００２０】
バインダー樹脂にエポキシ樹脂が含有される場合、エポキシ樹脂の硬化剤を含有することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤は、貯蔵安定性の観点から、潜在性硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤としては、ホウ素化合物、ヒドラジド、３級アミン、イミダゾール、ジシアンジアミド、無機酸、カルボン酸無水物、チオール、イソシアネート、ホウ素錯塩及びそれらの誘導体等の硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤の中でも、マイクロカプセル型の硬化剤が好ましい。マイクロカプセル型硬化剤は、前記硬化剤の表面を樹脂皮膜等で安定化したもので、接続作業時の温度や圧力で樹脂皮膜が破壊され、硬化剤がマイクロカプセル外に拡散し、エポキシ樹脂と反応する。マイクロカプセル型潜在性硬化剤の中でも、アミンアダクト、イミダゾールアダクト等のアダクト型硬化剤をマイクロカプセル化した潜在性硬化剤が安定性と硬化性のバランスに優れ好ましい。これらエポキシ樹脂の硬化剤は一般に、エポキシ樹脂１００質量部に対して、０〜１００質量部の量で用いられる。
【００２１】
本発明に用いられるバインダー樹脂は、接続時に導電粒子が移動して、接続電極間に捕捉される導電粒子数が減少することを抑制するために、接続条件下において、流動性の低い特性を有することが求められ、更に、長期接続信頼性を加味すると、フェノキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで用いられるフェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＦ混合型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＳ混合型フェノキシ樹脂、フルオレン環含有フェノキシ樹脂、カプロラクトン変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂等が例示される。
【００２２】
フェノキシ樹脂の重量平均分子量は２万以上１０万未満が好ましい。
本発明に用いられるバインダー樹脂としてはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂とを併用することが好ましく、その場合、フェノキシ樹脂の使用量は、バインダー樹脂全体に対して５０質量％以上用いることが好ましい。更に好ましくは、５５質量％以上９５質量％未満、一層好ましくは６０質量％以上９０質量％未満である。
バインダー樹脂には、さらに、絶縁粒子、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤等を含有することもできる。絶縁粒子や充填剤を含有する場合、これらの最大径は導電粒子の平均粒径未満である事が好ましい。カップリング剤としてはケチミン基、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基含有シランカップリング剤が、接着性の向上の点から好ましい。
【００２３】
バインダー樹脂の各成分を混合する場合、必要に応じ、溶剤を用いることができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等が挙げられる。
バインダー樹脂の製造は、例えば、各成分を溶剤中で混合、塗工液を作成し、基材上にアプリケーター塗装等により塗工、オーブン中で溶剤を揮散させる事で製造できる。
バインダー樹脂は接続時に導電粒子の流動を抑制する働きがあるため、接続条件下において、流動性が低い必要があり、１８０℃での溶融粘度は５０Ｐａ・ｓ以上が好ましい。更に好ましくは、６５Ｐａ・ｓ以上２万Ｐａ・ｓ未満、一層好ましくは８０Ｐａ・ｓ以上１万Ｐａ・ｓ未満である。溶融粘度が高くなり過ぎると、バインダー層に導電粒子を埋め込む際に、高い温度が必要となり、製造の難易度が高くなる。
【００２４】
尚、ここで、バインダー樹脂が熱硬化性樹脂の場合、その溶融粘度はバインダー樹脂から硬化剤を除去した、あるいは、硬化剤が未配合の状態での溶融粘度を指す。
バインダー樹脂の膜厚は導電粒子の平均粒径と同等あるいはそれ未満であることが好ましい。好ましくは、導電粒子の平均粒径の１０％以上２００％未満、更に好ましくは２０％以上１７０％未満、一層好ましくは２５％以上１４０％未満である。
バインダー樹脂の膜厚は、低い接続抵抗を得易いため、導電粒子の平均粒径未満であることが好ましく、その場合、膜の上下に導電粒子が露出していることが低い接続抵抗を得る上で更に好ましい。
【００２５】
本発明の異方導電性接着フィルムは、導電粒子が配置されたバインダー樹脂の少なくとも片面に絶縁性接着剤が積層されている。
本発明に用いられる絶縁性接着剤は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂から選ばれた１種類以上の樹脂を含有する。これらの樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＮＢＲ、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルオキシド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、アルキルフェノール樹脂、スチレンブタジエン樹脂、カルボキシル変性ニトリル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等又はそれらの変性樹脂が挙げられる。
【００２６】
特に接続後の長期信頼性を必要とする場合には、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族エーテル型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環族エポキサイド等があり、これらエポキシ樹脂はハロゲン化や水素添加されていても良く、また、ウレタン変性、ゴム変性、シリコーン変性等の変性されたエポキシ樹脂でも良い。
【００２７】
絶縁性接着剤にエポキシ樹脂が含有される場合、エポキシ樹脂の硬化剤を含有することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤としては、貯蔵安定性の観点から、潜在性硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤としては、ホウ素化合物、ヒドラジド、３級アミン、イミダゾール、ジシアンジアミド、無機酸、カルボン酸無水物、チオール、イソシアネート、ホウ素錯塩及びそれらの誘導体等の硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤の中でも、マイクロカプセル型の硬化剤が好ましい。マイクロカプセル型硬化剤は、前記硬化剤の表面を樹脂皮膜等で安定化したもので、接続作業時の温度や圧力で樹脂皮膜が破壊され、硬化剤がマイクロカプセル外に拡散し、エポキシ樹脂と反応する。マイクロカプセル型潜在性硬化剤の中でも、アミンアダクト、イミダゾールアダクト等のアダクト型硬化剤をマイクロカプセル化した潜在性硬化剤が安定性と硬化性のバランスに優れ好ましい。これらエポキシ樹脂の硬化剤は一般に、エポキシ樹脂１００質量部に対して、２〜１００質量部の量で用いられる。
【００２８】
本発明に用いられる絶縁性接着剤は、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和製等を付与する目的で、フェノキ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアセタール樹脂、尿素樹脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、カルボキシル基、ヒドロシキシル基、ビニル基、アミノ基などの官能基を含有するゴム、エラストマー類等の高分子成分を含有することが好ましい。これら高分子成分は分子量が１０,０００〜１，０００，０００のものが好ましい。高分子成分の含有量は、絶縁性接着剤全体に対して２〜８０質量％が好ましい。
【００２９】
これら高分子成分としては、長期接続信頼性の観点から、フェノキシ樹脂が好ましい。
ここで用いられるフェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＦ混合型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＳ混合型フェノキシ樹脂、フルオレン環含有フェノキシ樹脂、カプロラクトン変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂等が例示される。
ここで用いられるフェノキシ樹脂の重量平均分子量は２万以上１０万未満が好ましい。
本発明に用いられる絶縁性接着剤としては、貯蔵安定性が高く、接続信頼性の高い、エポキシ樹脂と潜在性硬化剤を含有する熱硬化性のエポキシ樹脂系接着剤が好ましい。フェノキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂系接着剤が更に好ましい。その場合、フェノキシ樹脂の使用量は、絶縁性接着剤全体に対して５０質量％未満が好ましい。更に好ましくは、２０質量％以上４６質量％未満、一層好ましくは３０質量％以上４４質量％未満である。
【００３０】
絶縁性接着剤には、さらに、絶縁粒子、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤等を含有することもできる。絶縁粒子や充填剤を含有する場合、これらの最大径は導電粒子の平均粒径未満である事が好ましい。更に、絶縁性接着剤に絶縁性を阻害しない範囲で、例えば、帯電防止を目的に導電粒子が含有していても構わない。
カップリング剤としてはケチミン基、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基含有シランカップリング剤が、接着性の向上の点から好ましい。
絶縁性接着剤の各成分を混合する場合、必要に応じ、溶剤を用いることができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等が挙げられる。
【００３１】
絶縁性接着剤の製造は、例えば、各成分を溶剤中で混合、塗工液を作成し、基材上にアプリケーター塗装等により塗工、オーブン中で溶剤を揮散させる事で製造できる。
絶縁性接着剤は接続時に流動して接続領域を封止する働きがあるため、接続条件下において、流動性が高い必要がある。流動性の高さは、バインダー樹脂の流動性との相対値が重要であり、１８０℃での溶融粘度がバインダー樹脂よりも低い必要がある。好ましくは、バインダー樹脂粘度の５０％未満であり、更に好ましくは２５％未満であり、一層好ましくは１５％未満であり、更に一層好ましくは１０％未満である。
絶縁性接着剤の１８０℃での溶融粘度の好ましい範囲は、１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ未満である。更に好ましくは２Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ未満、一層好ましくは４Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ未満である。溶融粘度が高すぎると接続時に高い圧力が必要となり、一方、溶融粘度が低い場合は、使用前の変形を抑えるために低温で貯蔵する必要が発生する。
【００３２】
尚、ここで、絶縁性接着剤が熱硬化性樹脂の場合、その溶融粘度は絶縁性接着剤から硬化剤を除去した、あるいは、硬化剤が未配合の状態での溶融粘度を指す。
絶縁性接着剤はバインダー樹脂の片面のみに形成しても構わないし、両面に形成しても構わない。異方導電性接着フィルムの仮貼り付け性を向上させるために、両面に形成した方が好ましい。
絶縁性接着剤をバインダー樹脂の両面に積層する場合、それぞれの面の絶縁性接着剤は同じでも良いし、異なっていても良い。異なっている方が、被接続部材にあった配合にできる一方で、２種類の配合を用意する必要が発生する。
【００３３】
絶縁性接着剤をバインダー樹脂の両面に形成する場合、接続時の加圧による導電粒子の移動を抑えるため、導電粒子は異方導電性接着フィルムの片側の表面からあまり内部に入らないことが好ましく、導電粒子の中心位置が異方導電性接着フィルムの片側の表面から導電粒子の平均粒径の２．０倍未満に位置することが好ましい。更に好ましくは１．５倍未満、更に好ましくは１．０倍未満、更に好ましくは０．８倍未満である。一方、０．５倍未満では導電粒子は異方導電性接着フィルムから露出している事になり、露出する良が多くなると、異方導電性接着フィルムの仮貼り付け性が低下したり、導電粒子の欠落の原因となったりするため、０．１倍以上が好ましい。更に好ましくは０．２倍以上であり、一層好ましくは０．３倍以上である。
【００３４】
絶縁性接着剤の膜厚は合計で４μｍ以上５０μｍ未満が好ましい。更に好ましくは５μｍ以上３０μｍ未満、更に好ましくは６μｍ以上２５μｍ未満、更に好ましくは７μｍ以上２２μｍ未満である。
絶縁性接着剤の膜厚の合計は、バインダー樹脂の膜厚の２倍以上１００倍以下が好ましく、更に好ましくは３倍以上〜７５倍以下、更に好ましくは４倍以上５０倍以下、更に一層好ましくは５倍以上３０倍以下である。
本発明の異方導電性接着フィルムの厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、更に好ましくは６μｍ以上３５μｍ以下、更に好ましくは７μｍ以上２５μｍ以下、更に好ましくは８μｍ以上２２μｍ以下である。
【００３５】
本発明の異方導電性接着フィルムは、剥離シート上に形成されていてもよい。該剥離シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル、ナイロン、塩化ビニール、ポリビニルアルコール等のフィルムが例示される。好ましい剥離シート用の樹脂としては、ポリプロピレン、ＰＥＴが挙げられる。該剥離シートはフッ素処理、シリコーン処理、アルキド処理等の表面処理を行っていることが好ましい。
【００３６】
本発明の異方導電性接着フィルムは例えば下記の様な方法で製造される。
即ち、まず、単層で配列した導電粒子を粘着剤でシート上に固定した導電粒子の配列シートを製造する。配列シートを製造するには、例えば、延伸可能なシート上に粘着剤を好ましくは、導電粒子の平均粒径以下の膜厚になる様に塗布し、その上に導電粒子を充填する。その後粘着剤層に到達していない導電粒子をエアーブロー等により排除することで導電粒子が密に充填された単層の導電粒子層が形成される。必要に応じ、単層に配置した導電粒子は粘着剤に埋め込まれる。このときの全面積に対する導電粒子の投影面積の割合で定義される充填率は、好ましくは６０％以上９０％以下である。より好ましくは６５％以上８８%以下、更に好ましくは６８％以上８５％以下である。充填率は本発明において重要な因子である導電粒子の中心間距離の変動係数に大きく影響する。
【００３７】
次に、ここで得られた導電粒子が固定されたシートを、所望の延伸倍率で延伸することで、個々の導電粒子が、本発明に必要な変動係数をもって、所望の中心間距離となる様に配置された導電粒子の配列シートが得られる。
延伸可能なシートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル、ナイロン、塩化ビニール、ポリビニルアルコール等のシートが例示される。粘着剤としては、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル、クロロプレン等が例示される。
【００３８】
延伸は縦方向延伸と横方向延伸の両方が行われる、所謂、２軸延伸であり、公知の方法で実施することができる。例えば、クリップ等でフィルムの２辺または４辺を挟んで引っ張る方法や、２本以上のロールで挟んでロールの回転速度を変えることで延伸する方法等が挙げられる。延伸は縦方向と横方向を同時に延伸する同時二軸延伸でも良いし、一方向を延伸した後、他方を延伸する逐次ニ軸延伸でも良い。延伸時の導電粒子の配列乱れを起こし難いので同時ニ軸延伸が好ましい。延伸を精度良く行うために、延伸可能なフィルムを軟化させて行うのが好ましく、使用する延伸可能なシートによるが、例えば、７０℃以上２５０℃未満で延伸を行うのが好ましい。更に好ましくは７５℃以上２００℃未満であり、一層好ましくは、８０℃以上１６０℃未満であり、更に一層好ましくは８５℃以上１４５℃未満である。延伸温度が高すぎると粘着剤の粘着力が低下して、導電粒子の配列が乱れてしまい、導電粒子の中心間距離の変動係数が大きくなってしまう。
【００３９】
次に、配列シートの導電粒子側に、バインダー樹脂を重ね、バインダー樹脂に導電粒子を埋め込む。埋め込む方法としては、例えば、フィルム状のバインダー樹脂を、配列シートの導電粒子側に重ねてラミネートし、熱ロ−ル等を用いて導電粒子を埋め込む方法が挙げられる。
バインダー樹脂は、導電粒子を埋め込む面と反対の面に先に絶縁性接着剤を貼り合わせておいても良いし、導電粒子を埋め込んだ後に、導電粒子を埋め込んだ面と反対のバインダー樹脂面に絶縁性接着剤をラミネート等で貼り合わせても良い。
配列シートの延伸可能なシートと粘着剤はバインダーに埋め込まれた導電粒子から剥離される。必要に応じ、導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂面に別の絶縁性接着剤をラミネートされる。
【００４０】
本発明において、導電粒子の埋め込みは、極力低温で実施することが好ましい。特にバインダー樹脂あるいは絶縁性接着剤が潜在性硬化剤を含む熱硬化性樹脂の場合、高い温度で埋め込むと、硬化反応の進行を抑制するために低温貯蔵が必要となる。しかし温度が低ければ、バインダー樹脂の粘度が高いために埋めこみは困難となる。
導電粒子の埋め込み温度は、３５℃以上１２０℃以下が好ましい。更に好ましくは、４０℃以上１００℃以下、一層好ましくは４５℃以上８０℃以下である。
【００４１】
バインダー樹脂に導電粒子を埋め込む場合、延伸可能なシートと粘着剤を導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂から剥離した後に、弾性率の高いフィルムを導電粒子側に重ねて、熱ロール等を用いて更に導電粒子をバインダー樹脂内に埋め込むことが好ましい。弾性率が高いフィルムとしては、例えば、アラミドフィルム等が例示される。
導電粒子のバインダー樹脂への埋め込みが不十分の場合、導電粒子が使用前にバインダー樹脂から欠落し、接続不良の原因となる。
【００４２】
上記方法等によって、本発明の異方導電性接着フィルムが得られる。一般に異方導電性接着フィルムは、所望の幅にスリットされ、リール状に巻き取られる。
このようにして製造された本発明の異方導電性接着フィルムは、線幅が１０数μｍクラスのファインピッチ接続用に好適に用いることができ、液晶ディスプレイとＴＣＰ、ＴＣＰとＦＰＣ、ＦＰＣとプリント配線基板との接続、あるいは、半導体シリコンチップを直接基板に実装するフリップチップ実装に好適に用いることができる。
【実施例】
【００４３】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
ａ．溶融粘度測定
ＨＡＡＫＥ社製、ＲＨｅｏＳｔｒｅｓｓ６００ Ｔｈｅｒｍｏを用い、２０ｍｍ径のコーン（ＰＰ２０Ｈ）を用いて１８０℃で測定した。
【００４４】
［実施例１］
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名：ＰＫＨＣ，重量平均分子量４３０００）１００質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ＡＥＲ２６０３）５０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ノバキュア）１５質量部（液状エポキシ樹脂は１０質量部含有）、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名Ａ−１８７）０．２５質量部、酢酸エチル３００質量部を混合し、バインダーワニスを得た。このバインダーワニスを離型処理した５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上にブレードコーターを用いて塗布、溶剤を乾燥除去して、膜厚４μｍのフィルム状のバインダー樹脂Ａを得た。別途マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物１５質量部に替えて、液状エポキシ樹脂１０質量部を配合して同様に作成したバインダー樹脂の溶融粘度を測定、バインダー樹脂Ａの１８０℃溶融粘度は、７８．４Ｐａ・ｓであった。
【００４５】
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名：ＰＫＨＣ，重量平均分子量４３０００）１００質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ＡＥＲ２６０３）９０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ノバキュア）６０質量部（液状エポキシ樹脂は４０質量部含有）、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名Ａ−１８７）０．２５質量部、酢酸エチル２００質量部を混合し、接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを離型処理した５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上にブレードコーターを用いて塗布、溶剤を乾燥除去して、膜厚１５μｍのフィルム状の絶縁性接着剤Ａを得た。別途マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物６０質量部に替えて、液状エポキシ樹脂４０質量部を配合して同様に作成した絶縁性接着剤の溶融粘度を測定、絶縁性接着剤Ａの１８０℃溶融粘度は、１１．６Ｐａ・ｓであった。
【００４６】
１００μｍ無延伸共重合ポリプロピレンフィルム上にブレードコーターを用いて酢酸エチルで樹脂分５質量％に希釈したアクリルポリマーを塗布、８０℃で１０分間乾燥し、厚さ２μｍの粘着剤層を形成した。ここで用いたアクリルポリマーは、アクリル酸メチル６２質量部、アクリル酸−２−エチルヘキシル３０．６質量部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル７質量部を酢酸エチル２３３質量部中で、アゾビスイソブチロニトリル０.２質量部を開始剤とし、窒素ガス気流中６５℃で８時間重合して得られた重量平均分子量が９５万のものである。尚、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）により測定した。
【００４７】
この粘着剤剤上に、平均粒径３μｍの導電粒子を一面に充填し、エアーブローにより粘着剤に到達していない導電粒子を排除した。その結果、充填率が７０％の単層導電粒子層が形成された。ここで導電粒子はジビニルベンゼン系樹脂をコアとし、その表層に無電解メッキで０．０７μｍのニッケル層を形成し、更に電気メッキで０．０４μｍの金層を形成した、長軸に対する短軸の比が０．９５、粒径の標準偏差が０．２μｍのものを用いた。
次に、この導電粒子が粘着剤によって固定されたポリプロピレンフィルムを、試験用二軸延伸装置を用いて、１３５℃で、縦横共に１０％／秒の比率で３．８倍まで延伸し、徐々に室温まで冷却し、配列シートＡを得た。
【００４８】
配列シートＡの導電粒子側にバインダー樹脂Ａを重ね、５５℃、０．３ＭＰａの条件でラミネートを行った。更に、バインダー樹脂に積層されていた剥離シートを剥離した後、導電粒子を埋め込んだ面と反対のバインダー樹脂面に絶縁性接着剤Ａを重ねて、同じ条件でラミネートを行った。次に、配列シートＡのポリプロピレンフィルムと粘着剤を、導電粒子を埋め込んだバインダー樹脂面から剥離した。その一部をサンプリングして、レーザー顕微鏡（キーエンス社製，商品名ＶＫ−９５００、以下同じ）を用いて導電粒子の埋め込み深さを観察した所、導電粒子が２．２５μｍバインダー樹脂から露出しており、ハンドリング途中に粒子の欠落が観察された。
【００４９】
次に、導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂面に、１６μｍのアラミドフィルム（帝人社製、商品名アラミカ、弾性率１５Ｇｐａ）を離型剤で処理したフィルムを重ねて、６０℃、１．０Ｍｐａの条件で熱ロールによる導電粒子の埋め込みを実施後、アラミドフィルムを剥離して、異方導電性接着フィルムＡを得た。
【００５０】
得られた異方導電性接着フィルムＡの導電粒子の埋め込み深さを測定した所、バインダー樹脂からの露出は平均０．１μｍであり、その埋め込み深さは導電粒子の平均粒径の９７％に相当した。また、露出量より算出される、導電粒子の中心高さのバラツキは０．５μｍ未満であった。更に、異方導電性接着剤Ａをマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、商品名：ＶＨＸ-１００、以下同じ）で観察した結果、バインダー樹脂Ａの表面層に導電粒子が単層で配置され、またマイクロスコープで得られた画像から、画像処理ソフト（旭化成株式会社製、商品名：Ａ像くん、以下同じ）を用いて、導電粒子の中心間距離の平均値およびその変動係数を求めた結果、平均値が１１．９μｍ、変動係数が０．３４であった。尚、導電粒子の中心間距離は、各粒子の中心点を用いたデローニ三角分割でできる三角形の辺の長さを使用し、導電粒子の観察は０．０６ｍｍ２内の粒子について行った。
【００５１】
次に、２０μｍ×１００μｍの金バンプがピッチ３０μｍで並んだベアチップ１、１５μｍ×１００μｍの金バンプがピッチ３０μｍで並んだベアチップ２、１３μｍ×１５０μｍの金バンプがピッチ２５μｍで並んだベアチップ３とそれぞれのベアチップに対応した接続ピッチを有するＩＴＯガラス基板を準備し、異方導電性接着フィルムＡを、３種類のＩＴＯガラス基板に７０℃、５Ｋｇ／ｃｍ２、２秒間の条件で熱圧着し、剥離シートを剥がした後、それぞれのＩＴＯガラス基板に対応するベアチップをフリップチップボンダー（東レエンジニアリング株式会社製ＦＣ２０００、以下同じ）を用いて位置合わせをし、コンスタントヒートで２秒後に１８０℃に到達し、その後一定温度となる条件で３０Ｋｇ／ｃｍ２、２０秒間加熱加圧し、ベアチップをＩＴＯガラス基板に接続した。
【００５２】
それぞれのベアチップとＩＴＯガラス基板からは、６４箇所の接合部を有するデイジーチェーン回路と、２０対の櫛を有する櫛形電極が形成され、接続抵抗測定と絶縁抵抗測定を行った。３種類のベアチップとＩＴＯガラス電極よりなる回路のすべてにおいて、デイジーチェーン回路は導通がとれすべての接続が行われていることを示した。一方、櫛形電極の絶縁抵抗は１０９Ω以上であり、隣接電極間でショートの発生はなかった。更に、５℃で６か月保存した異方導電性接着フィルムＡを用いて、上記と同様にベアチップ１とＩＴＯガラス基板の接続を行った結果、問題なく接続が行えた。
【００５３】
[実施例２]
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名：ＰＫＨＣ，重量平均分子量４３０００）１００質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ＡＥＲ２６０３）３５質量部、酢酸エチル３００質量部を混合し、バインダーワニスを得た。このバインダーワニスを離型処理した５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上にブレードコーターを用いて塗布、溶剤を乾燥除去して、膜厚１．５μｍのフィルム状のバインダー樹脂Ｂを得た。バインダー樹脂Ｂの１８０℃溶融粘度を測定した結果、２８０Ｐａ・ｓであった。
【００５４】
実施例１で用いた絶縁性接着剤の膜厚のみ変えたフィルムを５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上に形成し、膜厚１μｍの絶縁性接着剤Ｂを得た。
導電粒子の充填率を８２％とし、延伸倍率を２．５倍とした以外は実施例１と同様にして配列シートを作成し、配列シートＢを得た。
【００５５】
バインダー樹脂Ｂと絶縁性接着剤Ａを５０℃、０．１ＭＰaでラミネートし、バインダー樹脂Ｂ側の剥離シートを剥離した。次に、配列シートＢの導電粒子側をバインダー樹脂Ｂに重ね、５５℃、０．３Ｍｐａの条件でラミネートを行った。次に、導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂面に、１６μｍのアラミドフィルム（帝人社製、商品名アラミカ、弾性率１５Ｇｐａ）を離型剤で処理したフィルムを重ねて、６０℃、１．０Ｍｐａの条件で熱ロールによる導電粒子の埋め込みを実施後、アラミドフィルムを剥離して、実施例１と同様に導電粒子の埋め込み深さを測定した結果、バインダー樹脂からの露出は０．８μｍであり、導電粒子はバインダー樹脂を通り越えて、一部が絶縁性接着剤層に達していることが判った。また、露出量より算出される、導電粒子の中心高さのバラツキは０．５μｍ未満であった。更に、導電粒子が露出した側に絶縁性接着剤Ｂを重ねて５５℃、０．３Ｍｐａの条件でラミネートを行い、異方導電性接着フィルムＢを得た。
【００５６】
得られた異方導電性接着フィルムＢの外観を実施例１と同様に観察した所、導電粒子は、バインダー樹脂からの露出はなく、導電粒子は単層で配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は８．３μｍ、その変動係数が０．１７であった。
次に実施例１と同様にして、３種類のベアチップとＩＴＯガラス接続を、異方導電性接着フィルムＢを用いて実施し、実施例１と同様にして接続抵抗測定と絶縁抵抗測定を行った結果、何れのベアチップとＩＴＯガラスの接続も、デイジーチェーン回路は導通がとれすべての接続が行われていることを示した。しかもその導通抵抗（配線抵抗を含む）は実施例１よりも低い抵抗を示していた。一方、櫛形電極の絶縁抵抗は１０９Ω以上であり、隣接電極間でショートの発生はなかった。
【００５７】
[比較例１]
粘着剤を塗布した無延伸共重合ポリプロピレンフィルム上への、導電粒子の充填密度を下げた以外は実施例１と同様にして異方導電性接着フィルムを得、実施例１と同様にして、外観観察と、導電粒子の中心間距離の測定を行った結果、導電粒子は、バインダー樹脂から０．１μｍ露出して、単層で配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は１２．６μｍ、その変動係数は０．４８であった。更に、実施例１と同様にして、接続抵抗測定および絶縁抵抗測定を実施した結果、何れのデイジーチェーン回路も電流が流れず接続不良が観察された。また、ベアチップ３とＩＴＯガラスからなる櫛型電極間の絶縁抵抗が１０８Ω未満となり、ショートの発生が観察され、ファインピッチ用途には適さなかった。
【００５８】
[比較例２]
粘着剤を塗布した無延伸共重合ポリプロピレンフィルム上への導電粒子の充填率を上げた以外は実施例１と同様にして異方導電性接着フィルムを得、実施例１と同様にして、外観観察と、導電粒子の中心間距離の測定を行った結果、導電粒子は、バインダー樹脂から０．１μｍ露出して、単層で配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は１１．７μｍ、その変動係数は０．０６であった。更に、実施例１と同様にして、接続抵抗測定および絶縁抵抗測定を実施した結果、絶縁抵抗測定値には問題がなかったが、ベアチップ３とＩＴＯガラスからなるデイジーチェーン回路は、電流が流れず接続不良が観察された。比較例２で使用した異方導電性接着フィルムは、導電粒子の中心間距離の変動係数が小さ過ぎるために、導電粒子の中心間距離の平均値に近い電極幅を用いた回路において、導電粒子の介在しない接続部ができ、接続不良による不具合が発生した。
【００５９】
[比較例３]
実施例１で作成した配列シートＡの導電粒子側に、絶縁性接着剤Ａを重ねて、５５℃、０．３ＭＰａの条件でラミネートを行った。その後、実施例1でバインダー樹脂に導電粒子を埋め込んだのと同様の方法で導電粒子を絶縁性接着剤に埋め込み、異方導電性接着フィルムを得、実施例１と同様にして、外観観察と、導電粒子の中心間距離の測定を行った結果、導電粒子は、絶縁性接着剤からの露出はなく、単層で表面層に配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は１１．９μｍ、その変動係数は０．３６であった。更に、実施例１と同様にして、接続抵抗測定および絶縁抵抗測定を実施した結果、ベアチップ２とＩＴＯガラスからなるデイジーチェーン回路は、電流が流れず接続不良が観察され、ベアチップ３とＩＴＯガラスからなる櫛型電極間の絶縁抵抗が１０８Ω未満となり、ショートの発生が観察された。
【００６０】
比較例３で使用した異方導電性接着フィルムは、バインダー樹脂が含まれていないため、接続時に導電粒子が移動してしまい、導電粒子の介在しない接続部ができ、接続不良が発生し、また一方で、電極間の導電粒子の滞留が発生し絶縁破壊が起こる場合もあった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の異方導電性接着フィルムは、保存安定性が高く、微細面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）を起こしにくく、微細ピッチの接続性に優れると共に、異なる電極パターンの半導体チップ毎に異方導電性接着フィルムを替える必要がなく生産性に優れ、長期に渡り接続安定性を保持でき、微細パターンの電気的接続用途において好適に利用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細パターンの電気的接続において、微小面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）が起こりにくく、異なる電極パターンの半導体チップに対しても電気的接続が可能で、長期信頼性を与える接続が可能な、保存安定性の高い異方導電性接着フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
異方導電性接着フィルムは、絶縁性接着剤中に導電粒子を分散させたフィルムであり、液晶ディスプレイと半導体チップやＴＣＰとの接続又はＦＰＣとＴＣＰとの接続、ＦＰＣとプリント配線板との接続を簡便に行うために使用される接続部材で、例えば、ノート型パソコンや携帯電話の液晶ディスプレイと制御ＩＣとの接続用として広範に用いられ、最近では、半導体チップを直接プリント基板やフレキシブル配線板に搭載するフリップチップ実装にも用いられている（特許文献１、２、３）。
【０００３】
この分野では近年、接続される配線パターンや電極パターンの寸法が益々微細化されている。微細化された配線や電極の幅は１０数μｍレベルまで微細化される場合も多くなってきている一方で、これまで用いられてきた導電粒子の平均粒径は、配線や電極の線幅と同レベルの数μｍから１０μｍレベルの粒子であった。そうすると、接続される電極パターンの寸法が小さくなると、導電粒子がランダムに分散配置されている異方導電性接着フィルムでは、導電粒子の分布に偏差が生じているため、接続すべき電極パターンが導電粒子の存在しない位置に配置されてしまい、電気的に接続されない場合が、確率論として避けられない。
【０００４】
この問題点を解決するためには、より小さな導電粒子を高密度でフィルム内に分散させることが有効であるが、導電粒子の寸法を小さくすると、表面積が急激に大きくなって２次凝集し易くなり、隣接電極間の絶縁を保持できなくなり、逆に、絶縁を保持するために導電粒子の密度を下げると、今度は、接続されない配線パターンや電極パターンが発生してしまうため、接続信頼性を保ったまま微細化に対応することは困難とされていた（特許文献４）。
さらに、導電粒子を小粒径化すればするほど、用いる絶縁性接着剤によっては、絶縁抵抗が低くなったり、接続抵抗が高くなったり、隣接電極間でショートが発生したりといった長期接続信頼性が低下する場合が多くなることが判り、その対策が併せて求められていた。
【０００５】
一方、微細パターンの接続に対応する技術として、粒子を配列する技術が提案されている。例えば、帯電させた導電粒子を絶縁性接着剤の表面に散布して、表面に付着した導電粒子を絶縁接着剤の表層中に埋め込む方法（特許文献５）や、所定配置された吸引孔を有する導電粒子吸着治具を用いて、導電粒子を配列し絶縁性接着剤に埋め込む方法（特許文献６）、延伸を利用して導電粒子を配列し、絶縁性接着剤に埋め込む方法（特許文献７）等が開示されていが、折角配列した導電粒子を、接続時の絶縁樹脂の流動に抗して、その配列状態を大きく崩す事無く接続するためには、使用できる電極や接続条件が限られており、実用上において大きな制約となっている。一方、接続時の導電粒子の流動を抑えることで、微細パターンの接続に対応しようとする試みがなされ、例えば、流動性の高い絶縁層と流動性の低い異方導電層よりなる技術が提案されている（特許文献８，９）が、元の導電粒子の配列具合が低いため、非常に微細な電極パターンの接続には対応できていないのが実情である。一方、配列具合が非常に高い場合は、導電粒子の配列ピッチにあった電極パターンの接続に対しては、高い接続性を示すものの、導電粒子の配列パターンと接続したい電極パターンが合っていない場合は、やはり接続信頼性が劣ることとなる。即ち、電極パターンの異なる複数の半導体チップを接続するためには、異なる種類の異方導電性接着フィルムを使用する必要があり、生産性において課題を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開平０３-１０７８８８号公報
【特許文献２】特開平０４-３６６６３０号公報
【特許文献３】特開昭６１-１９５１７９号公報
【特許文献４】特開平０９-３１２１７６号公報
【特許文献５】特開２０００-１５１０８４号公報
【特許文献６】特開２００２-３３２４６１号公報
【特許文献７】国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０１７９４４号公報
【特許文献８】特開昭６３-３１０５８１号公報
【特許文献９】特開２０００-１７８５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、微細パターンの電気的接続において、微小面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）が起こりにくく、異なる電極パターンの半導体チップに対しても電気的接続が可能で、長期信頼性を与える接続が可能な、保存安定性の高い異方導電性接着フィルムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、粒子間距離が特定の平均値と特定の変動係数を有する様に、導電粒子を表面層に単層に配置した特定のバインダー樹脂と、それより溶融粘度の低い特定の絶縁性接着剤よりなる異方導電性接着フィルムが上記目的に適合しうることを見出した。
上記課題を解決するために本願出願以前に行われた上記技術開示からは、単に導電粒子の配列性を制御し、高溶融粘度のバインダー樹脂に埋め込むと言う工夫だけで、上記課題を解決できたことは、確率論的な問題を内在させたままであった特許文献５や、膨大でしかも延々と数が増えつづける冶具を用意しなければならず、電気的接続工程の生産性向上にも限界があった特許文献６の技術開示に鑑みて、当業者にとって予想だにできなかった、驚くべき発見であった。
【０００９】
即ち、本発明は、下記の通りである。
１） 導電粒子を表面層に単層に配置したバインダー樹脂と、該バインダー樹脂の少なくとも片面に積層され、バインダー樹脂よりも１８０℃の溶融粘度が低い絶縁性接着剤よりなり、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムにおいて、導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下、かつ、導電粒子の平均粒径に対して１．５倍以上５倍以下であり、その変動係数が、０．１以上０．４未満である異方導電性接着フィルム。
２）バインダー樹脂の１８０℃の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である上記１）記載の異方導電性接着フィルム。
３）絶縁性接着剤が潜在性硬化剤を用いた熱硬化性エポキシ樹脂系接着剤である上記１）あるいは２）に記載の異方導電性接着フィルム。
４）該導電粒子の平均粒径が０．５μｍ以上１０μｍ未満である上記１）〜３）のいずれかに記載の異方導電性接着フィルム。
５）粘着剤によって導電粒子が単層に固定された延伸可能なシートを延伸した後、導電粒子側に、バインダー樹脂を重ねてラミネートし、バインダー樹脂に導電粒子を埋め込むことを特徴とする上記１）〜５）のいずれかに記載の異方導電性接着フィルムの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の異方導電性接着フィルムは、保存安定性が高く、微細面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）を起こしにくく、微細ピッチの接続性に優れると共に、異なる電極パターンの半導体チップ毎に異方導電性接着フィルムを替える必要がなく生産性に優れ、長期信頼性を与える接続を可能にする効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明について、以下具体的に説明する。
本発明は、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムに関する。
本発明の異方導電性接着フィルムは、導電粒子が表面層に単層に配置したバインダー樹脂が構成要素の１つである。
【００１２】
ここで表面層に配置するとは、導電粒子の一部または全体がバインダーの表面に埋め込まれている状態を意味する。また、導電粒子の粒径よりもバインダー樹脂を薄くして、バインダー樹脂の上下に導電粒子が露出していても構わない。導電粒子の一部が埋め込まれている場合、導電粒子はその平均粒径に対して１／３以上がバインダー樹脂に埋め込まれていることでバインダー樹脂からの脱離が起こりにくくなり、接続不良を抑制する効果があり好ましい。更に好ましくは１／２以上埋め込まれていることであり、更に好ましくは２／３以上埋め込まれていることである。一方、導電粒子がバインダー樹脂に完全に埋め込まれている場合、導電粒子とバインダー樹脂の表面との間のバインダー樹脂の厚みは、接続のための加圧の際に導電粒子の移動を抑えるために、導電粒子の平均粒径に対して１．０倍未満が好ましい。更に好ましくは０．８倍未満、更に好ましくは０．５倍未満、更に好ましくは０．３倍未満、更に好ましくは０．１倍未満である。本発明では、厚み方向の導電性と面方向の絶縁性（以下しばしば異方導電性と称す）を高レベルで確保するために、導電粒子はバインダー樹脂に単層で配置される。ここで、単層で配置されるとは、導電粒子の中心高さのバラツキが導電粒子の平均粒径に対して２倍未満であることを意味する。導電粒子の平均粒径に対する中心高さのバラツキは０に近いほど好ましく、好ましくは、１倍未満、更に好ましくは０．８倍未満、更に好ましくは０．６倍未満である。ここで、導電粒子の中心高さのバラツキとは、バインダー樹脂表面から導電粒子の中心までの距離の標準偏差であり、導電粒子の中心がバインダー樹脂に埋め込まれていない場合は、中心高さはその距離にマイナスをつけた値である。
【００１３】
本発明では、導電粒子がバインダー樹脂の表面層に単層として存在することにより、特に、半導体チップと液晶パネルの接続の様に、接続する電極高さが高いものとほぼ平らなものとの接続において、配列した導電粒子が接続時に大きく移動してしまう事を抑制することが可能となっている。
【００１４】
本発明の異方導電性接着フィルムは、導電粒子が特定の中心間距離で、更にその中心間距離が特定の変動係数を有して配列されることによって、高い異方導電性を有している。即ち、本発明の異方導電性接着フィルムは、その導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下であり、かつ、導電粒子の平均粒径の１．５倍以上５倍以下である。２μｍ以上の中心間距離でかつ導電粒子の平均粒径の１．５倍以上にすることで、面方向の絶縁性、即ち、隣接する電極間の絶縁性を高レベルで維持できる。一方、中心間距離を２０μｍ以下でかつ導電粒子の平均粒径の５倍以下にすることで、厚さ方向の導電性、即ち接続電極間の電気的接続性を維持できる導電粒子密度を得ることができ、異方導電性接着フィルムとして高い性能を発揮する。導電粒子の中心間距離の平均は、好ましくは２．５μｍ以上１８μｍ以下、更に好ましくは３μｍ以上１６μｍ以下、更に好ましくは３．５μｍ以上１５μｍ以下であり、更に好ましくは４μｍ以上１３μｍ以下であり、導電粒子の平均粒径に対して、好ましくは１．５５倍以上４．６倍以下、更に好ましくは１．６倍以上４．３倍以下、更に好ましくは１．６５倍以上４．０以下である。導電粒子の中心間距離の変動係数は、導電粒子の中心間距離の標準偏差をその平均値で割った値であり、本発明においては、０．１以上０．４未満である。好ましくは０．１１以上０．３６未満、更に好ましくは０．１２以上０．３４未満、更に好ましくは０．１３以上０．３２未満、更に好ましくは０．１４以上０．３未満である。変動係数を０．１以上にすることで、接続電極間の電気的接続性に悪影響する接続時の導電粒子の流動を起こすことなく、異なる電極パターンの半導体チップを安定に接続することが可能であり、一方、０．４未満とすることで、接続電極間に捕捉される導電粒子数の電極毎のバラツキを小さく抑えることができ、電極毎の接続抵抗のバラツキが小さく、安定した接続が得られる。
【００１５】
本発明に用いられる導電粒子としては、金属粒子、炭素からなる粒子や高分子核材に金属薄膜を被覆した粒子等を用いる事ができる。
金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、半田、インジウム、パラジウム等の単体や、２種以上のこれらの金属が層状あるいは傾斜状に組み合わされている粒子が例示される。
【００１６】
高分子核材に金属薄膜を被覆した粒子としては、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン架橋体、ＮＢＲ、ＳＢＲ等のポリマーの中から１種あるいは２種以上組み合わせた高分子核材に、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、半田、インジウム、パラジウム等の中から１種あるいは２種以上組み合わせてメッキ等により金属被覆した粒子が例示される。金属薄膜の厚さは０．００５μｍ以上１μｍ以下の範囲が、接続安定性と粒子の凝集性の観点から好ましい。金属薄膜は均一に被覆されていることが接続安定性上好ましい。これら導電粒子の表面を更に絶縁被覆した粒子も使用することができる。
【００１７】
導電粒子の平均粒径は、０．５μｍ以上１０μｍ未満の範囲が粒子の凝集性と異方導電性の観点から好ましい。更に好ましくは１．０μｍ以上７μｍ未満、更に好ましくは１．５μｍ以上６μｍ未満、更に好ましくは２．０μｍ以上５．５μｍ未満、更に好ましくは２．５μｍ以上５．０μｍ未満である。導電粒子の粒子径の標準偏差は小さいほど好ましく、平均粒径の５０％以下が好ましい。更に好ましくは２０％以下、一層好ましくは、１０以下、更に一層好ましくは５％以下である。
【００１８】
本発明に用いられるバインダー樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂から選ばれた１種類以上の樹脂を含有する。これらの樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＮＢＲ、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルオキシド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、アルキルフェノール樹脂、スチレンブタジエン樹脂、カルボキシル変性ニトリル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等又はそれらの変性樹脂が挙げられる。
【００１９】
特に接続後の長期信頼性を必要とする場合には、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族エーテル型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環族エポキサイド等があり、これらエポキシ樹脂はハロゲン化や水素添加されていても良く、また、ウレタン変性、ゴム変性、シリコーン変性等の変性されたエポキシ樹脂でも良い。
【００２０】
バインダー樹脂にエポキシ樹脂が含有される場合、エポキシ樹脂の硬化剤を含有することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤は、貯蔵安定性の観点から、潜在性硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤としては、ホウ素化合物、ヒドラジド、３級アミン、イミダゾール、ジシアンジアミド、無機酸、カルボン酸無水物、チオール、イソシアネート、ホウ素錯塩及びそれらの誘導体等の硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤の中でも、マイクロカプセル型の硬化剤が好ましい。マイクロカプセル型硬化剤は、前記硬化剤の表面を樹脂皮膜等で安定化したもので、接続作業時の温度や圧力で樹脂皮膜が破壊され、硬化剤がマイクロカプセル外に拡散し、エポキシ樹脂と反応する。マイクロカプセル型潜在性硬化剤の中でも、アミンアダクト、イミダゾールアダクト等のアダクト型硬化剤をマイクロカプセル化した潜在性硬化剤が安定性と硬化性のバランスに優れ好ましい。これらエポキシ樹脂の硬化剤は一般に、エポキシ樹脂１００質量部に対して、０〜１００質量部の量で用いられる。
【００２１】
本発明に用いられるバインダー樹脂は、接続時に導電粒子が移動して、接続電極間に捕捉される導電粒子数が減少することを抑制するために、接続条件下において、流動性の低い特性を有することが求められ、更に、長期接続信頼性を加味すると、フェノキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで用いられるフェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＦ混合型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＳ混合型フェノキシ樹脂、フルオレン環含有フェノキシ樹脂、カプロラクトン変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂等が例示される。
【００２２】
フェノキシ樹脂の重量平均分子量は２万以上１０万未満が好ましい。
本発明に用いられるバインダー樹脂としてはフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂とを併用することが好ましく、その場合、フェノキシ樹脂の使用量は、バインダー樹脂全体に対して５０質量％以上用いることが好ましい。更に好ましくは、５５質量％以上９５質量％未満、一層好ましくは６０質量％以上９０質量％未満である。
バインダー樹脂には、さらに、絶縁粒子、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤等を含有することもできる。絶縁粒子や充填剤を含有する場合、これらの最大径は導電粒子の平均粒径未満である事が好ましい。カップリング剤としてはケチミン基、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基含有シランカップリング剤が、接着性の向上の点から好ましい。
【００２３】
バインダー樹脂の各成分を混合する場合、必要に応じ、溶剤を用いることができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等が挙げられる。
バインダー樹脂の製造は、例えば、各成分を溶剤中で混合、塗工液を作成し、基材上にアプリケーター塗装等により塗工、オーブン中で溶剤を揮散させる事で製造できる。
バインダー樹脂は接続時に導電粒子の流動を抑制する働きがあるため、接続条件下において、流動性が低い必要があり、１８０℃での溶融粘度は５０Ｐａ・ｓ以上が好ましい。更に好ましくは、６５Ｐａ・ｓ以上２万Ｐａ・ｓ未満、一層好ましくは８０Ｐａ・ｓ以上１万Ｐａ・ｓ未満である。溶融粘度が高くなり過ぎると、バインダー層に導電粒子を埋め込む際に、高い温度が必要となり、製造の難易度が高くなる。
【００２４】
尚、ここで、バインダー樹脂が熱硬化性樹脂の場合、その溶融粘度はバインダー樹脂から硬化剤を除去した、あるいは、硬化剤が未配合の状態での溶融粘度を指す。
バインダー樹脂の膜厚は導電粒子の平均粒径と同等あるいはそれ未満であることが好ましい。好ましくは、導電粒子の平均粒径の１０％以上２００％未満、更に好ましくは２０％以上１７０％未満、一層好ましくは２５％以上１４０％未満である。
バインダー樹脂の膜厚は、低い接続抵抗を得易いため、導電粒子の平均粒径未満であることが好ましく、その場合、膜の上下に導電粒子が露出していることが低い接続抵抗を得る上で更に好ましい。
【００２５】
本発明の異方導電性接着フィルムは、導電粒子が配置されたバインダー樹脂の少なくとも片面に絶縁性接着剤が積層されている。
本発明に用いられる絶縁性接着剤は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂から選ばれた１種類以上の樹脂を含有する。これらの樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ＳＢＲ、ＳＢＳ、ＮＢＲ、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルテレフタレート樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテルオキシド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイソブチレン樹脂、アルキルフェノール樹脂、スチレンブタジエン樹脂、カルボキシル変性ニトリル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等又はそれらの変性樹脂が挙げられる。
【００２６】
特に接続後の長期信頼性を必要とする場合には、エポキシ樹脂を含有することが好ましい。
ここで用いられるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、テトラメチルビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、脂肪族エーテル型エポキシ樹脂等のグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環族エポキサイド等があり、これらエポキシ樹脂はハロゲン化や水素添加されていても良く、また、ウレタン変性、ゴム変性、シリコーン変性等の変性されたエポキシ樹脂でも良い。
【００２７】
絶縁性接着剤にエポキシ樹脂が含有される場合、エポキシ樹脂の硬化剤を含有することが好ましい。エポキシ樹脂の硬化剤としては、貯蔵安定性の観点から、潜在性硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤としては、ホウ素化合物、ヒドラジド、３級アミン、イミダゾール、ジシアンジアミド、無機酸、カルボン酸無水物、チオール、イソシアネート、ホウ素錯塩及びそれらの誘導体等の硬化剤が好ましい。潜在性硬化剤の中でも、マイクロカプセル型の硬化剤が好ましい。マイクロカプセル型硬化剤は、前記硬化剤の表面を樹脂皮膜等で安定化したもので、接続作業時の温度や圧力で樹脂皮膜が破壊され、硬化剤がマイクロカプセル外に拡散し、エポキシ樹脂と反応する。マイクロカプセル型潜在性硬化剤の中でも、アミンアダクト、イミダゾールアダクト等のアダクト型硬化剤をマイクロカプセル化した潜在性硬化剤が安定性と硬化性のバランスに優れ好ましい。これらエポキシ樹脂の硬化剤は一般に、エポキシ樹脂１００質量部に対して、２〜１００質量部の量で用いられる。
【００２８】
本発明に用いられる絶縁性接着剤は、フィルム形成性、接着性、硬化時の応力緩和製等を付与する目的で、フェノキ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルゴム、ＳＢＲ、ＮＢＲ、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアセタール樹脂、尿素樹脂、キシレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、カルボキシル基、ヒドロシキシル基、ビニル基、アミノ基などの官能基を含有するゴム、エラストマー類等の高分子成分を含有することが好ましい。これら高分子成分は分子量が１０,０００〜１，０００，０００のものが好ましい。高分子成分の含有量は、絶縁性接着剤全体に対して２〜８０質量％が好ましい。
【００２９】
これら高分子成分としては、長期接続信頼性の観点から、フェノキシ樹脂が好ましい。
ここで用いられるフェノキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＦ混合型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＡビスフェノールＳ混合型フェノキシ樹脂、フルオレン環含有フェノキシ樹脂、カプロラクトン変性ビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂等が例示される。
ここで用いられるフェノキシ樹脂の重量平均分子量は２万以上１０万未満が好ましい。
本発明に用いられる絶縁性接着剤としては、貯蔵安定性が高く、接続信頼性の高い、エポキシ樹脂と潜在性硬化剤を含有する熱硬化性のエポキシ樹脂系接着剤が好ましい。フェノキシ樹脂を含有するエポキシ樹脂系接着剤が更に好ましい。その場合、フェノキシ樹脂の使用量は、絶縁性接着剤全体に対して５０質量％未満が好ましい。更に好ましくは、２０質量％以上４６質量％未満、一層好ましくは３０質量％以上４４質量％未満である。
【００３０】
絶縁性接着剤には、さらに、絶縁粒子、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤、難燃化剤、チキソトロピック剤、カップリング剤等を含有することもできる。絶縁粒子や充填剤を含有する場合、これらの最大径は導電粒子の平均粒径未満である事が好ましい。更に、絶縁性接着剤に絶縁性を阻害しない範囲で、例えば、帯電防止を目的に導電粒子が含有していても構わない。
カップリング剤としてはケチミン基、ビニル基、アクリル基、アミノ基、エポキシ基及びイソシアネート基含有シランカップリング剤が、接着性の向上の点から好ましい。
絶縁性接着剤の各成分を混合する場合、必要に応じ、溶剤を用いることができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート等が挙げられる。
【００３１】
絶縁性接着剤の製造は、例えば、各成分を溶剤中で混合、塗工液を作成し、基材上にアプリケーター塗装等により塗工、オーブン中で溶剤を揮散させる事で製造できる。
絶縁性接着剤は接続時に流動して接続領域を封止する働きがあるため、接続条件下において、流動性が高い必要がある。流動性の高さは、バインダー樹脂の流動性との相対値が重要であり、１８０℃での溶融粘度がバインダー樹脂よりも低い必要がある。好ましくは、バインダー樹脂粘度の５０％未満であり、更に好ましくは２５％未満であり、一層好ましくは１５％未満であり、更に一層好ましくは１０％未満である。
絶縁性接着剤の１８０℃での溶融粘度の好ましい範囲は、１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ未満である。更に好ましくは２Ｐａ・ｓ以上５０Ｐａ・ｓ未満、一層好ましくは４Ｐａ・ｓ以上３０Ｐａ・ｓ未満である。溶融粘度が高すぎると接続時に高い圧力が必要となり、一方、溶融粘度が低い場合は、使用前の変形を抑えるために低温で貯蔵する必要が発生する。
【００３２】
尚、ここで、絶縁性接着剤が熱硬化性樹脂の場合、その溶融粘度は絶縁性接着剤から硬化剤を除去した、あるいは、硬化剤が未配合の状態での溶融粘度を指す。
絶縁性接着剤はバインダー樹脂の片面のみに形成しても構わないし、両面に形成しても構わない。異方導電性接着フィルムの仮貼り付け性を向上させるために、両面に形成した方が好ましい。
絶縁性接着剤をバインダー樹脂の両面に積層する場合、それぞれの面の絶縁性接着剤は同じでも良いし、異なっていても良い。異なっている方が、被接続部材にあった配合にできる一方で、２種類の配合を用意する必要が発生する。
【００３３】
絶縁性接着剤をバインダー樹脂の両面に形成する場合、接続時の加圧による導電粒子の移動を抑えるため、導電粒子は異方導電性接着フィルムの片側の表面からあまり内部に入らないことが好ましく、導電粒子の中心位置が異方導電性接着フィルムの片側の表面から導電粒子の平均粒径の２．０倍未満に位置することが好ましい。更に好ましくは１．５倍未満、更に好ましくは１．０倍未満、更に好ましくは０．８倍未満である。一方、０．５倍未満では導電粒子は異方導電性接着フィルムから露出している事になり、露出する良が多くなると、異方導電性接着フィルムの仮貼り付け性が低下したり、導電粒子の欠落の原因となったりするため、０．１倍以上が好ましい。更に好ましくは０．２倍以上であり、一層好ましくは０．３倍以上である。
【００３４】
絶縁性接着剤の膜厚は合計で４μｍ以上５０μｍ未満が好ましい。更に好ましくは５μｍ以上３０μｍ未満、更に好ましくは６μｍ以上２５μｍ未満、更に好ましくは７μｍ以上２２μｍ未満である。
絶縁性接着剤の膜厚の合計は、バインダー樹脂の膜厚の２倍以上１００倍以下が好ましく、更に好ましくは３倍以上〜７５倍以下、更に好ましくは４倍以上５０倍以下、更に一層好ましくは５倍以上３０倍以下である。
本発明の異方導電性接着フィルムの厚みは、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、更に好ましくは６μｍ以上３５μｍ以下、更に好ましくは７μｍ以上２５μｍ以下、更に好ましくは８μｍ以上２２μｍ以下である。
【００３５】
本発明の異方導電性接着フィルムは、剥離シート上に形成されていてもよい。該剥離シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル、ナイロン、塩化ビニール、ポリビニルアルコール等のフィルムが例示される。好ましい剥離シート用の樹脂としては、ポリプロピレン、ＰＥＴが挙げられる。該剥離シートはフッ素処理、シリコーン処理、アルキド処理等の表面処理を行っていることが好ましい。
【００３６】
本発明の異方導電性接着フィルムは例えば下記の様な方法で製造される。
即ち、まず、単層で配列した導電粒子を粘着剤でシート上に固定した導電粒子の配列シートを製造する。配列シートを製造するには、例えば、延伸可能なシート上に粘着剤を好ましくは、導電粒子の平均粒径以下の膜厚になる様に塗布し、その上に導電粒子を充填する。その後粘着剤層に到達していない導電粒子をエアーブロー等により排除することで導電粒子が密に充填された単層の導電粒子層が形成される。必要に応じ、単層に配置した導電粒子は粘着剤に埋め込まれる。このときの全面積に対する導電粒子の投影面積の割合で定義される充填率は、好ましくは６０％以上９０％以下である。より好ましくは６５％以上８８%以下、更に好ましくは６８％以上８５％以下である。充填率は本発明において重要な因子である導電粒子の中心間距離の変動係数に大きく影響する。
【００３７】
次に、ここで得られた導電粒子が固定されたシートを、所望の延伸倍率で延伸することで、個々の導電粒子が、本発明に必要な変動係数をもって、所望の中心間距離となる様に配置された導電粒子の配列シートが得られる。
延伸可能なシートとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮ等のポリエステル、ナイロン、塩化ビニール、ポリビニルアルコール等のシートが例示される。粘着剤としては、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル、クロロプレン等が例示される。
【００３８】
延伸は縦方向延伸と横方向延伸の両方が行われる、所謂、２軸延伸であり、公知の方法で実施することができる。例えば、クリップ等でフィルムの２辺または４辺を挟んで引っ張る方法や、２本以上のロールで挟んでロールの回転速度を変えることで延伸する方法等が挙げられる。延伸は縦方向と横方向を同時に延伸する同時二軸延伸でも良いし、一方向を延伸した後、他方を延伸する逐次ニ軸延伸でも良い。延伸時の導電粒子の配列乱れを起こし難いので同時ニ軸延伸が好ましい。延伸を精度良く行うために、延伸可能なフィルムを軟化させて行うのが好ましく、使用する延伸可能なシートによるが、例えば、７０℃以上２５０℃未満で延伸を行うのが好ましい。更に好ましくは７５℃以上２００℃未満であり、一層好ましくは、８０℃以上１６０℃未満であり、更に一層好ましくは８５℃以上１４５℃未満である。延伸温度が高すぎると粘着剤の粘着力が低下して、導電粒子の配列が乱れてしまい、導電粒子の中心間距離の変動係数が大きくなってしまう。
【００３９】
次に、配列シートの導電粒子側に、バインダー樹脂を重ね、バインダー樹脂に導電粒子を埋め込む。埋め込む方法としては、例えば、フィルム状のバインダー樹脂を、配列シートの導電粒子側に重ねてラミネートし、熱ロ−ル等を用いて導電粒子を埋め込む方法が挙げられる。
バインダー樹脂は、導電粒子を埋め込む面と反対の面に先に絶縁性接着剤を貼り合わせておいても良いし、導電粒子を埋め込んだ後に、導電粒子を埋め込んだ面と反対のバインダー樹脂面に絶縁性接着剤をラミネート等で貼り合わせても良い。
配列シートの延伸可能なシートと粘着剤はバインダーに埋め込まれた導電粒子から剥離される。必要に応じ、導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂面に別の絶縁性接着剤をラミネートされる。
【００４０】
本発明において、導電粒子の埋め込みは、極力低温で実施することが好ましい。特にバインダー樹脂あるいは絶縁性接着剤が潜在性硬化剤を含む熱硬化性樹脂の場合、高い温度で埋め込むと、硬化反応の進行を抑制するために低温貯蔵が必要となる。しかし温度が低ければ、バインダー樹脂の粘度が高いために埋めこみは困難となる。
導電粒子の埋め込み温度は、３５℃以上１２０℃以下が好ましい。更に好ましくは、４０℃以上１００℃以下、一層好ましくは４５℃以上８０℃以下である。
【００４１】
バインダー樹脂に導電粒子を埋め込む場合、延伸可能なシートと粘着剤を導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂から剥離した後に、弾性率の高いフィルムを導電粒子側に重ねて、熱ロール等を用いて更に導電粒子をバインダー樹脂内に埋め込むことが好ましい。弾性率が高いフィルムとしては、例えば、アラミドフィルム等が例示される。
導電粒子のバインダー樹脂への埋め込みが不十分の場合、導電粒子が使用前にバインダー樹脂から欠落し、接続不良の原因となる。
【００４２】
上記方法等によって、本発明の異方導電性接着フィルムが得られる。一般に異方導電性接着フィルムは、所望の幅にスリットされ、リール状に巻き取られる。
このようにして製造された本発明の異方導電性接着フィルムは、線幅が１０数μｍクラスのファインピッチ接続用に好適に用いることができ、液晶ディスプレイとＴＣＰ、ＴＣＰとＦＰＣ、ＦＰＣとプリント配線基板との接続、あるいは、半導体シリコンチップを直接基板に実装するフリップチップ実装に好適に用いることができる。
【実施例】
【００４３】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
ａ．溶融粘度測定
ＨＡＡＫＥ社製、ＲＨｅｏＳｔｒｅｓｓ６００ Ｔｈｅｒｍｏを用い、２０ｍｍ径のコーン（ＰＰ２０Ｈ）を用いて１８０℃で測定した。
【００４４】
［実施例１］
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名：ＰＫＨＣ，重量平均分子量４３０００）１００質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ＡＥＲ２６０３）５０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ノバキュア）１５質量部（液状エポキシ樹脂は１０質量部含有）、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名Ａ−１８７）０．２５質量部、酢酸エチル３００質量部を混合し、バインダーワニスを得た。このバインダーワニスを離型処理した５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上にブレードコーターを用いて塗布、溶剤を乾燥除去して、膜厚４μｍのフィルム状のバインダー樹脂Ａを得た。別途マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物１５質量部に替えて、液状エポキシ樹脂１０質量部を配合して同様に作成したバインダー樹脂の溶融粘度を測定、バインダー樹脂Ａの１８０℃溶融粘度は、７８．４Ｐａ・ｓであった。
【００４５】
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名：ＰＫＨＣ，重量平均分子量４３０００）１００質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ＡＥＲ２６０３）９０質量部、マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ノバキュア）６０質量部（液状エポキシ樹脂は４０質量部含有）、シランカップリング剤（日本ユニカー社製、商品名Ａ−１８７）０．２５質量部、酢酸エチル２００質量部を混合し、接着剤ワニスを得た。この接着剤ワニスを離型処理した５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上にブレードコーターを用いて塗布、溶剤を乾燥除去して、膜厚１５μｍのフィルム状の絶縁性接着剤Ａを得た。別途マイクロカプセル型潜在性硬化剤と液状エポキシ樹脂の混合物６０質量部に替えて、液状エポキシ樹脂４０質量部を配合して同様に作成した絶縁性接着剤の溶融粘度を測定、絶縁性接着剤Ａの１８０℃溶融粘度は、１１．６Ｐａ・ｓであった。
【００４６】
１００μｍ無延伸共重合ポリプロピレンフィルム上にブレードコーターを用いて酢酸エチルで樹脂分５質量％に希釈したアクリルポリマーを塗布、８０℃で１０分間乾燥し、厚さ２μｍの粘着剤層を形成した。ここで用いたアクリルポリマーは、アクリル酸メチル６２質量部、アクリル酸−２−エチルヘキシル３０．６質量部、アクリル酸−２−ヒドロキシエチル７質量部を酢酸エチル２３３質量部中で、アゾビスイソブチロニトリル０.２質量部を開始剤とし、窒素ガス気流中６５℃で８時間重合して得られた重量平均分子量が９５万のものである。尚、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフ法（ＧＰＣ）により測定した。
【００４７】
この粘着剤剤上に、平均粒径３μｍの導電粒子を一面に充填し、エアーブローにより粘着剤に到達していない導電粒子を排除した。その結果、充填率が７０％の単層導電粒子層が形成された。ここで導電粒子はジビニルベンゼン系樹脂をコアとし、その表層に無電解メッキで０．０７μｍのニッケル層を形成し、更に電気メッキで０．０４μｍの金層を形成した、長軸に対する短軸の比が０．９５、粒径の標準偏差が０．２μｍのものを用いた。
次に、この導電粒子が粘着剤によって固定されたポリプロピレンフィルムを、試験用二軸延伸装置を用いて、１３５℃で、縦横共に１０％／秒の比率で３．８倍まで延伸し、徐々に室温まで冷却し、配列シートＡを得た。
【００４８】
配列シートＡの導電粒子側にバインダー樹脂Ａを重ね、５５℃、０．３ＭＰａの条件でラミネートを行った。更に、バインダー樹脂に積層されていた剥離シートを剥離した後、導電粒子を埋め込んだ面と反対のバインダー樹脂面に絶縁性接着剤Ａを重ねて、同じ条件でラミネートを行った。次に、配列シートＡのポリプロピレンフィルムと粘着剤を、導電粒子を埋め込んだバインダー樹脂面から剥離した。その一部をサンプリングして、レーザー顕微鏡（キーエンス社製，商品名ＶＫ−９５００、以下同じ）を用いて導電粒子の埋め込み深さを観察した所、導電粒子が２．２５μｍバインダー樹脂から露出しており、ハンドリング途中に粒子の欠落が観察された。
【００４９】
次に、導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂面に、１６μｍのアラミドフィルム（帝人社製、商品名アラミカ、弾性率１５Ｇｐａ）を離型剤で処理したフィルムを重ねて、６０℃、１．０Ｍｐａの条件で熱ロールによる導電粒子の埋め込みを実施後、アラミドフィルムを剥離して、異方導電性接着フィルムＡを得た。
【００５０】
得られた異方導電性接着フィルムＡの導電粒子の埋め込み深さを測定した所、バインダー樹脂からの露出は平均０．１μｍであり、その埋め込み深さは導電粒子の平均粒径の９７％に相当した。また、露出量より算出される、導電粒子の中心高さのバラツキは０．５μｍ未満であった。更に、異方導電性接着剤Ａをマイクロスコープ（株式会社キーエンス製、商品名：ＶＨＸ-１００、以下同じ）で観察した結果、バインダー樹脂Ａの表面層に導電粒子が単層で配置され、またマイクロスコープで得られた画像から、画像処理ソフト（旭化成株式会社製、商品名：Ａ像くん、以下同じ）を用いて、導電粒子の中心間距離の平均値およびその変動係数を求めた結果、平均値が１１．９μｍ、変動係数が０．３４であった。尚、導電粒子の中心間距離は、各粒子の中心点を用いたデローニ三角分割でできる三角形の辺の長さを使用し、導電粒子の観察は０．０６ｍｍ２内の粒子について行った。
【００５１】
次に、２０μｍ×１００μｍの金バンプがピッチ３０μｍで並んだベアチップ１、１５μｍ×１００μｍの金バンプがピッチ３０μｍで並んだベアチップ２、１３μｍ×１５０μｍの金バンプがピッチ２５μｍで並んだベアチップ３とそれぞれのベアチップに対応した接続ピッチを有するＩＴＯガラス基板を準備し、異方導電性接着フィルムＡを、３種類のＩＴＯガラス基板に７０℃、５Ｋｇ／ｃｍ２、２秒間の条件で熱圧着し、剥離シートを剥がした後、それぞれのＩＴＯガラス基板に対応するベアチップをフリップチップボンダー（東レエンジニアリング株式会社製ＦＣ２０００、以下同じ）を用いて位置合わせをし、コンスタントヒートで２秒後に１８０℃に到達し、その後一定温度となる条件で３０Ｋｇ／ｃｍ２、２０秒間加熱加圧し、ベアチップをＩＴＯガラス基板に接続した。
【００５２】
それぞれのベアチップとＩＴＯガラス基板からは、６４箇所の接合部を有するデイジーチェーン回路と、２０対の櫛を有する櫛形電極が形成され、接続抵抗測定と絶縁抵抗測定を行った。３種類のベアチップとＩＴＯガラス電極よりなる回路のすべてにおいて、デイジーチェーン回路は導通がとれすべての接続が行われていることを示した。一方、櫛形電極の絶縁抵抗は１０９Ω以上であり、隣接電極間でショートの発生はなかった。更に、５℃で６か月保存した異方導電性接着フィルムＡを用いて、上記と同様にベアチップ１とＩＴＯガラス基板の接続を行った結果、問題なく接続が行えた。
【００５３】
[実施例２]
フェノキシ樹脂（ＩｎＣｈｅｍ社製、商品名：ＰＫＨＣ，重量平均分子量４３０００）１００質量部、ビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製、商品名：ＡＥＲ２６０３）３５質量部、酢酸エチル３００質量部を混合し、バインダーワニスを得た。このバインダーワニスを離型処理した５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上にブレードコーターを用いて塗布、溶剤を乾燥除去して、膜厚１．５μｍのフィルム状のバインダー樹脂Ｂを得た。バインダー樹脂Ｂの１８０℃溶融粘度を測定した結果、２８０Ｐａ・ｓであった。
【００５４】
実施例１で用いた絶縁性接着剤の膜厚のみ変えたフィルムを５０μｍのＰＥＴフィルム製剥離シート上に形成し、膜厚１μｍの絶縁性接着剤Ｂを得た。
導電粒子の充填率を８２％とし、延伸倍率を２．５倍とした以外は実施例１と同様にして配列シートを作成し、配列シートＢを得た。
【００５５】
バインダー樹脂Ｂと絶縁性接着剤Ａを５０℃、０．１ＭＰaでラミネートし、バインダー樹脂Ｂ側の剥離シートを剥離した。次に、配列シートＢの導電粒子側をバインダー樹脂Ｂに重ね、５５℃、０．３Ｍｐａの条件でラミネートを行った。次に、導電粒子が埋め込まれたバインダー樹脂面に、１６μｍのアラミドフィルム（帝人社製、商品名アラミカ、弾性率１５Ｇｐａ）を離型剤で処理したフィルムを重ねて、６０℃、１．０Ｍｐａの条件で熱ロールによる導電粒子の埋め込みを実施後、アラミドフィルムを剥離して、実施例１と同様に導電粒子の埋め込み深さを測定した結果、バインダー樹脂からの露出は０．８μｍであり、導電粒子はバインダー樹脂を通り越えて、一部が絶縁性接着剤層に達していることが判った。また、露出量より算出される、導電粒子の中心高さのバラツキは０．５μｍ未満であった。更に、導電粒子が露出した側に絶縁性接着剤Ｂを重ねて５５℃、０．３Ｍｐａの条件でラミネートを行い、異方導電性接着フィルムＢを得た。
【００５６】
得られた異方導電性接着フィルムＢの外観を実施例１と同様に観察した所、導電粒子は、バインダー樹脂からの露出はなく、導電粒子は単層で配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は８．３μｍ、その変動係数が０．１７であった。
次に実施例１と同様にして、３種類のベアチップとＩＴＯガラス接続を、異方導電性接着フィルムＢを用いて実施し、実施例１と同様にして接続抵抗測定と絶縁抵抗測定を行った結果、何れのベアチップとＩＴＯガラスの接続も、デイジーチェーン回路は導通がとれすべての接続が行われていることを示した。しかもその導通抵抗（配線抵抗を含む）は実施例１よりも低い抵抗を示していた。一方、櫛形電極の絶縁抵抗は１０９Ω以上であり、隣接電極間でショートの発生はなかった。
【００５７】
[比較例１]
粘着剤を塗布した無延伸共重合ポリプロピレンフィルム上への、導電粒子の充填密度を下げた以外は実施例１と同様にして異方導電性接着フィルムを得、実施例１と同様にして、外観観察と、導電粒子の中心間距離の測定を行った結果、導電粒子は、バインダー樹脂から０．１μｍ露出して、単層で配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は１２．６μｍ、その変動係数は０．４８であった。更に、実施例１と同様にして、接続抵抗測定および絶縁抵抗測定を実施した結果、何れのデイジーチェーン回路も電流が流れず接続不良が観察された。また、ベアチップ３とＩＴＯガラスからなる櫛型電極間の絶縁抵抗が１０８Ω未満となり、ショートの発生が観察され、ファインピッチ用途には適さなかった。
【００５８】
[比較例２]
粘着剤を塗布した無延伸共重合ポリプロピレンフィルム上への導電粒子の充填率を上げた以外は実施例１と同様にして異方導電性接着フィルムを得、実施例１と同様にして、外観観察と、導電粒子の中心間距離の測定を行った結果、導電粒子は、バインダー樹脂から０．１μｍ露出して、単層で配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は１１．７μｍ、その変動係数は０．０６であった。更に、実施例１と同様にして、接続抵抗測定および絶縁抵抗測定を実施した結果、絶縁抵抗測定値には問題がなかったが、ベアチップ３とＩＴＯガラスからなるデイジーチェーン回路は、電流が流れず接続不良が観察された。比較例２で使用した異方導電性接着フィルムは、導電粒子の中心間距離の変動係数が小さ過ぎるために、導電粒子の中心間距離の平均値に近い電極幅を用いた回路において、導電粒子の介在しない接続部ができ、接続不良による不具合が発生した。
【００５９】
[比較例３]
実施例１で作成した配列シートＡの導電粒子側に、絶縁性接着剤Ａを重ねて、５５℃、０．３ＭＰａの条件でラミネートを行った。その後、実施例1でバインダー樹脂に導電粒子を埋め込んだのと同様の方法で導電粒子を絶縁性接着剤に埋め込み、異方導電性接着フィルムを得、実施例１と同様にして、外観観察と、導電粒子の中心間距離の測定を行った結果、導電粒子は、絶縁性接着剤からの露出はなく、単層で表面層に配置され、導電粒子の中心間距離の平均値は１１．９μｍ、その変動係数は０．３６であった。更に、実施例１と同様にして、接続抵抗測定および絶縁抵抗測定を実施した結果、ベアチップ２とＩＴＯガラスからなるデイジーチェーン回路は、電流が流れず接続不良が観察され、ベアチップ３とＩＴＯガラスからなる櫛型電極間の絶縁抵抗が１０８Ω未満となり、ショートの発生が観察された。
【００６０】
比較例３で使用した異方導電性接着フィルムは、バインダー樹脂が含まれていないため、接続時に導電粒子が移動してしまい、導電粒子の介在しない接続部ができ、接続不良が発生し、また一方で、電極間の導電粒子の滞留が発生し絶縁破壊が起こる場合もあった。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の異方導電性接着フィルムは、保存安定性が高く、微細面積の電極の電気的接続性に優れると共に、微細な配線間の絶縁破壊（ショート）を起こしにくく、微細ピッチの接続性に優れると共に、異なる電極パターンの半導体チップ毎に異方導電性接着フィルムを替える必要がなく生産性に優れ、長期に渡り接続安定性を保持でき、微細パターンの電気的接続用途において好適に利用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電粒子を表面層に単層に配置したバインダー樹脂と、該バインダー樹脂の少なくとも片面に積層され、バインダー樹脂よりも１８０℃の溶融粘度が低い絶縁性接着剤よりなり、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムにおいて、導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下、かつ、導電粒子の平均粒径に対して１．５倍以上５倍以下であり、その変動係数が、０．１以上０．４未満である異方導電性接着フィルム。
【請求項２】
バインダー樹脂の１８０℃の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である請求項１記載の異方導電性接着フィルム。
【請求項３】
絶縁性接着剤が潜在性硬化剤を用いた熱硬化性エポキシ樹脂系接着剤である請求項１あるいは２に記載の異方導電性接着フィルム。
【請求項４】
該導電粒子の平均粒径が０．５μｍ以上１０μｍ未満である請求項１〜３のいずれかに記載の異方導電性接着フィルム。
【請求項５】
粘着剤によって導電粒子が単層に固定された延伸可能なシートを延伸した後、導電粒子側に、バインダー樹脂を重ねてラミネートし、バインダー樹脂に導電粒子を埋め込むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の異方導電性接着フィルムの製造方法。
【請求項１】
導電粒子を表面層に単層に配置したバインダー樹脂と、該バインダー樹脂の少なくとも片面に積層され、バインダー樹脂よりも１８０℃の溶融粘度が低い絶縁性接着剤よりなり、厚さ方向に加圧することで導電性を有する異方導電性接着フィルムにおいて、導電粒子の中心間距離の平均が２μｍ以上２０μｍ以下、かつ、導電粒子の平均粒径に対して１．５倍以上５倍以下であり、その変動係数が、０．１以上０．４未満である異方導電性接着フィルム。
【請求項２】
バインダー樹脂の１８０℃の溶融粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である請求項１記載の異方導電性接着フィルム。
【請求項３】
絶縁性接着剤が潜在性硬化剤を用いた熱硬化性エポキシ樹脂系接着剤である請求項１あるいは２に記載の異方導電性接着フィルム。
【請求項４】
該導電粒子の平均粒径が０．５μｍ以上１０μｍ未満である請求項１〜３のいずれかに記載の異方導電性接着フィルム。
【請求項５】
粘着剤によって導電粒子が単層に固定された延伸可能なシートを延伸した後、導電粒子側に、バインダー樹脂を重ねてラミネートし、バインダー樹脂に導電粒子を埋め込むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の異方導電性接着フィルムの製造方法。
【公開番号】特開２００７−２１７５０３（Ｐ２００７−２１７５０３Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３８０４１（Ｐ２００６−３８０４１）
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（３０３０４６２７７）旭化成エレクトロニクス株式会社 (840)
【Ｆターム（参考）】
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