異方性導電フィルム、接続方法、及び接合体
【課題】磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体の提供。
【解決手段】基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法において、前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、前記異方性導電フィルム上に電子部品を載置する載置工程と、前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程と、を含み、前記異方性導電フィルムが、導電性粒子及び絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子である接続方法である。
【解決手段】基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法において、前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、前記異方性導電フィルム上に電子部品を載置する載置工程と、前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程と、を含み、前記異方性導電フィルムが、導電性粒子及び絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子である接続方法である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）における液晶パネル（ＬＣＤパネル）等の電子部品を電気的かつ機械的に接続可能な異方性導電フィルム、並びに、該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品を基板と接続する手段として、導電性粒子が分散された熱硬化性樹脂を剥離フィルムに塗布したテープ状の接続材料（例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））が用いられている。
【０００３】
この異方性導電フィルムは、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やＩＣチップの端子と、ＬＣＤパネルのガラス基板上に形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極とを接続する場合を始めとして、種々の端子同士を接着すると共に電気的に接続する場合に用いられている。
【０００４】
近年、電子部品は、より小型化、集積化が進んでいる。そのため、前記電子部品の有する電極は、隣り合う電極間のピッチがより小さく（ファインピッチ）なりつつある。ところが、異方性導電フィルムに用いられる導電成分は、球状のものが多く、その大きさも直径数μｍ以上のものが多く用いられている。このような異方性導電フィルムを用いて、小型化、集積化の進んだ電極間ピッチの小さい電極を接続すると、隣接する電極同士間の絶縁抵抗が十分とれないという問題がある。
【０００５】
ファインピッチに関連する技術として、異方性導電フィルム中に導電成分となる導電性粒子の他に、小径の絶縁性粒子を混合することで、隣接する電極間の絶縁性を大きくすることが提案されている（特許文献１参照）。この提案の技術では、対向する電極間には径の大きな導電性粒子が挟まり、隣り合う電極間には、導電性粒子も存在するが、導電性粒子間に、より小径の絶縁性粒子が挟まるため、隣接する電極同士間の絶縁抵抗は維持できることを想定している。しかし、確率論的に導電性粒子を電極間に並べることは困難を伴うという問題がある。
【０００６】
そこで、粒子の配列を制御するために、磁力を利用した異方性導電接続方法が提案されている。例えば、絶縁性樹脂及び硬化剤からなる接着剤中に、微細な磁性金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状を有する導電性粒子を分散させた分散液により作製された異方性導電フィルムを用いて、２つの電子部品が有する電極を加熱加圧により接続する際、電極の対向する方向に１０ｍＴ以上の磁場を印可しながら接続する電子部品の実装方法が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、この提案の技術を用いても、隣接する電極同士間の絶縁抵抗が十分とれないという問題がある。
【０００７】
また、熱硬化性樹脂に金属コーティング樹脂粒子と金属粒子の二種類の導電粒子が混合される熱硬化型異方性導電接着剤であって、混合される金属コーティング樹脂粒子の平均粒径が金属粒子の平均粒径より大きく、かつ、金属粒子の配合量が金属コーティング樹脂粒子の配合量の５０質量％〜１００質量％である異方性導電接着剤が提案されている（特許文献３参照）。
しかし、この提案の技術を、磁力を利用した異方性導電接続に適用しても、隣接する電極同士間の絶縁抵抗が十分とれないという問題は解消されない。
【０００８】
したがって、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体の提供が求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２１７２３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１６７１８号公報
【特許文献３】特開２０００−２５１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体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】
【００１１】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法において、
前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、
前記異方性導電フィルム上に電子部品を載置する載置工程と、
前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程と、を含み、
前記異方性導電フィルムが、導電性粒子及び絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする接続方法である。
＜２＞ 異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）が、８０：２０〜５０：５０である前記＜１＞に記載の接続方法である。
＜３＞ 導電性粒子が、ニッケル粒子であり、
絶縁性粒子が、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した粒子である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の接続方法である。
＜４＞ 導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の接続方法である。
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の接続方法により製造されることを特徴とする接合体である。
＜６＞ 導電性粒子と絶縁性粒子とを含有し、
前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする異方性導電フィルムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の接続方法により製造された接合体を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（異方性導電フィルム）
本発明の異方性導電フィルムは、導電性粒子と絶縁性粒子とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
【００１５】
＜導電性粒子＞
前記導電性粒子としては、磁性を有する導電性粒子であれば、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、銅、鉄、ニッケル、金、銀、アルミニウム、亜鉛、ステンレス、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、一般式：ＭＦｅ２Ｏ４、ＭＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（両式中、Ｍは、２価の金属を表し、例えば、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｍｇなどが挙げられる。ｎは、正の整数である。そして、前記Ｍは、繰り返し時において同種であってもよいし、異種であってもよい。）で表される各種フェライト、ケイ素綱粉、パーマロイ、Ｃｏ基アモルファス合金、センダスト、アルパーム、スーパーマロイ、ミューメタル、パーメンター、パーミンバー等の各種金属粉、その合金粉などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、接続信頼性の点から、金属粒子が好ましく、ニッケル粒子がより好ましい。
【００１６】
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子の含有量としては、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。
【００１７】
前記導電性粒子の平均粒子径としては、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が、０．１μｍ〜５０．０μｍが好ましく、２．０μｍ〜３０．０μｍがより好ましい。
また、前記導電性粒子の平均粒子径は、前記絶縁性粒子の平均粒子径以上であることが、基板の端子と電子部品の端子との導通抵抗値が優れる点で好ましく、前記絶縁性粒子の平均粒径よりも大きいことが、基板の端子と電子部品の端子との導通抵抗値が優れる点、及びショート数が少ない点でより好ましい。
前記平均粒子径は、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定することができる。
【００１８】
＜絶縁性粒子＞
前記絶縁性粒子としては、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であれば、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。
前記磁性を有する芯粒子としては、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、前記導電性粒子の説明で記載した磁性を有する導電性粒子などが挙げられる。
前記絶縁層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂からなる層などが挙げられる。前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固形エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂（ビニル重合体）、ポリエステル樹脂、アルキル化セルロース樹脂、フラックス樹脂などが挙げられる。
前記絶縁性粒子としては、磁性を有する導電性粒子と優先的に引き合うという観点から、金属粒子を絶縁層で被覆した粒子であることが好ましく、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した粒子であることがより好ましい。
【００１９】
前記磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆する方法としては、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、磁性を有する芯粒子を樹脂溶液中に分散させ、その分散体を微細な液滴として噴霧しながら加温し、溶剤を乾燥する方法などが挙げられる。この方法に用いる樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固形エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂（ビニル重合体）、ポリエステル樹脂、アルキル化セルロース樹脂、フラックス樹脂などが挙げられる。
【００２０】
ここで、前記絶縁性粒子の絶縁性としては、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、端子同士の間を前記導電性粒子と前記絶縁性粒子とが数珠繋ぎになって橋渡しするような場合に、絶縁抵抗が得られる、即ちショートしないような絶縁性などが挙げられる。
【００２１】
前記異方性導電フィルムにおける前記絶縁性粒子の含有量としては、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。
【００２２】
前記絶縁性粒子の平均粒子径としては、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が、０．１μｍ〜４９．５μｍが好ましく、１．５μｍ〜２９．５μｍがより好ましい。
前記平均粒子径は、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定することができる。
【００２３】
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子と前記絶縁性粒子との比率としては、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が、質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）として、８０：２０〜５０：５０が好ましい。前記質量比率が、前記好ましい範囲内であると、基板の端子同士及び電子部品の端子同士の絶縁抵抗、及び基板の端子と電子部品の端子との導通抵抗値の点で有利である。
【００２４】
また、前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子と前記絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、前記導電性粒子の平均粒子径と前記絶縁性粒子の平均粒子径が同じ場合には、７０：３０〜６０：４０が好ましい。
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子と前記絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、前記導電性粒子の平均粒子径が前記絶縁性粒子の平均粒子径よりも大きい場合には、８０：２０〜５０：５０が好ましい。
【００２５】
＜その他の成分＞
前記その他の成分としては、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、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、硬化剤、シランカップリング剤などが挙げられる。
【００２６】
−膜形成樹脂−
前記膜形成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。前記膜形成樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、製膜性、加工性、接続信頼性の点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。
前記フェノキシ樹脂とは、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンより合成される樹脂であって、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記膜形成樹脂の含有量としては、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。
【００２７】
−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、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
【００２８】
−−エポキシ樹脂−−
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、ノボラック型エポキシ樹脂、それらの変性エポキシ樹脂等の熱硬化性エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記エポキシ樹脂の含有量としては、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。
【００２９】
−−アクリル樹脂−−
前記アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、リン酸基含有アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどが挙げられる。なお、前記アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記アクリル樹脂の含有量としては、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。
【００３０】
−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、例えば、カチオン系硬化剤、ラジカル系硬化剤などが挙げられる。
【００３１】
−−カチオン系硬化剤−−
前記カチオン系硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スルホニウム塩、オニウム塩などが挙げられる。これらの中でも、芳香族スルホニウム塩が好ましい。
前記カチオン系硬化剤は、前記熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂と併用することが好ましい。
前記異方性導電フィルムにおける前記カチオン系硬化剤の含有量としては、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。
【００３２】
−−ラジカル系硬化剤−−
前記ラジカル系硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機過酸化物などが挙げられる。
前記ラジカル系硬化剤は、前記熱硬化性樹脂としてのアクリル樹脂と併用することが好ましい。
前記異方性導電フィルムにおける前記ラジカル系硬化剤の含有量としては、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。
【００３３】
−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、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記シランカップリング剤の含有量としては、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。
【００３４】
前記異方性導電フィルムの厚みとしては、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。
【００３５】
（接続方法、及び接合体）
本発明の接続方法は、貼付工程と、載置工程と、加熱押圧工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記接続方法は、基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法である。
本発明の接合体は、本発明の前記接続方法により製造される。
【００３６】
＜基板＞
前記基板としては、異方性導電性接続の対象となる、端子を有する基板であれば、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、ＩＴＯガラス基板、フレキシブル基板、リジッド基板などが挙げられる。
前記基板の大きさ、形状、構造としては、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。
【００３７】
＜電子部品＞
前記電子部品としては、異方性導電性接続の対象となる、端子を有する電子部品であれば、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、ＩＣチップ、ＴＡＢテープ、液晶パネルなどが挙げられる。前記ＩＣチップとしては、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）における液晶画面制御用ＩＣチップなどが挙げられる。
【００３８】
＜貼付工程＞
前記貼付工程としては、前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける工程であれば、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。
前記異方性導電フィルムは、本発明の前記異方性導電フィルムである。即ち、前記異方性導電フィルムは、前記導電性粒子及び前記絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子は、磁性を有し、前記絶縁性粒子は、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子である。
【００３９】
＜載置工程＞
前記載置工程としては、前記異方性導電フィルム上に前記電子部品を載置する工程であれば、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。
通常、この際、異方性導電接続は行われていない。
【００４０】
＜加熱押圧工程＞
前記加熱押圧工程としては、前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する工程であれば、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。
【００４１】
前記異方性導電フィルムにかける磁場の方向としては、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が、前記基板の端子と前記電子部品の端子とが対向する方向が好ましい。該方向は、前記基板の面と垂直な方向ともいうことができる。そうすることにより、前記基板の端子の周辺、前記電子部品の端子の周辺、及び前記基板の端子と前記電子部品の端子との間に前記導電性粒子が集まり、前記基板と前記電子部品との導通抵抗値が良好となる。
【００４２】
前記磁場をかける方法としては、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、磁石を用いる方法などが挙げられる。
【００４３】
前記加熱押圧部材としては、例えば、加熱機構を有する押圧部材などが挙げられる。前記加熱機構を有する押圧部材としては、例えば、ヒートツールなどが挙げられる。
前記加熱の温度としては、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が、１４０℃〜２００℃が好ましい。
前記押圧の圧力としては、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が、０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａが好ましい。
前記加熱及び押圧の時間としては、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、０．５秒間〜１２０秒間が挙げられる。
【００４４】
前記加熱押圧工程においては、前記異方性導電フィルムを軟化させることが好ましい。そうすることにより、磁場による前記導電性粒子、及び前記絶縁性粒子の移動が容易になる。
【００４５】
前記加熱押圧工程においては、前記導電性粒子及び前記絶縁性粒子に磁場をかけることにより、前記基板の端子同士の間、及び前記電子部品の端子同士の間の少なくともいずれかに存在する前記導電性粒子同士の間に前記絶縁性粒子を介在させることが好ましい。そうすることにより、前記基板の端子同士の絶縁抵抗、及び前記電子部品同士の絶縁抵抗をより高くすることができる。
【００４６】
本発明の接続方法の一例について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の接続方法により製造された接合体を示す概略図である。図１に示す接合体１は、基板２と、基板の端子３と、電子部品４と、電子部品の端子５と、導電性粒子６及び絶縁性粒子７を含有する異方性導電フィルム８とを有している。
まず、貼付工程により、基板２の端子３上に、異方性導電フィルム８を貼り付ける。続いて、載置工程により、異方性導電フィルム８上に電子部品４を載置する。この際には、端子３と端子５は、異方性導電接続されていない。続いて、加熱押圧工程により、異方性導電フィルム８に磁場をかけながら、電子部品４を加熱押圧部材により加熱及び押圧する。そうすると、端子３と端子５とが異方性導電接続される。また、かけた磁場の影響により、磁性を有する導電性粒子６及び絶縁性粒子７が端子（図１においては端子５）の周辺に集まる。この際に、端子同士の間隔が狭いファインピッチ接続においては、端子同士の間に粒子が凝集して、端子同士が凝集した粒子により繋がる。従来の異方性導電フィルムを用いた接続方法においては、異方性導電フィルムに含有される粒子が導電性粒子のみであるので、導電性粒子のみが凝集して端子同士が繋がることにより、端子同士の絶縁抵抗が保てずにショートする。一方、本発明の接続方法では、図１に示すように、端子５同士が、凝集した粒子により繋がっても、粒子には、導電性粒子６の他に絶縁性粒子７が含まれているため、絶縁抵抗が保たれ、ショートを防止できる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
＜異方性導電フィルムの作製＞
フェノキシ樹脂（品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）２０質量部と、エポキシ樹脂（品名：ＹＤ０１９、新日鐵化学社製）２０質量部と、エポキシ樹脂（品名：ＥＰ８２８、三菱化学社製）４０質量部と、シランカップリング剤（品名：Ａ−１８７、モメンティブパフォーマンスマテリアルズ社製）２質量部と、カチオン系硬化剤（品名：ＳＩ−６０Ｌ、三新化学社製）５質量部とで構成された接着剤中に、導電性粒子１（品名：バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径３μｍ、ニッケル粒子）及び下記方法により製造した絶縁性粒子１を、合計４０質量部であり、質量比（導電性粒子：絶縁性粒子）が９０：１０であり、かつ合計の粒子密度が５０，０００個／ｍｍ２になるよう分散させた。分散後の配合物を剥離処理したＰＥＴ上に乾燥後の平均厚みが２０μｍとなるように塗布し、異方性導電フィルムを作製した。
【００４９】
−絶縁性粒子１の製造−
絶縁性粒子１の製造は、特開２００７−２５８１４１号公報の段落〔０１１２〕に記載のハイブリダイゼーション法を用いて行った。
ビニル重合体からなる粉体状の樹脂材料と、ニッケル粒子〔バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径２．２μｍ（なお、ニッケルパウダー１２３には平均粒子径の異なるグレードがある）〕とを、ハイブリダイゼーション装置によって混合し、ニッケル粒子の表面に樹脂材料を静電付着させた。その後、この樹脂材料が静電付着した状態のニッケル粒子を攪拌し、樹脂材料を溶融させてニッケル粒子の周りに樹脂層を設け、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した絶縁性粒子１（平均粒子径２．５μｍ）を製造した。
【００５０】
＜接続方法（接合体の製造）＞
実施例１で作製した異方性導電フィルムをＩＴＯコーティングガラス基板上に貼り付け、ＩＣ（バンプ：Ａｕ、高さ；１５μｍ、バンプ間スペース；７．５μｍ）を圧着条件１７０℃、５０ＭＰａ、５秒間で異方性導電接続を行い、接合体を製造した。
具体的には、前記ＩＴＯコーティングガラス基板上に異方性導電フィルムを貼り付けた後、更に、前記異方性導電フィルム上に前記ＩＣを仮固定し、磁石を用いて、磁場の方向が基板と垂直な方向になるように異方性導電フィルムに磁場を印加しながら、ヒートツール１．５ｍｍ幅で緩衝材（厚み１００μｍのテフロン（登録商標））を用いて、圧着条件１７０℃、５０ＭＰａ、５秒間（ツールスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、ステージ温度４０℃）で異方性導電接続を行い、接合体を製造した。
【００５１】
＜評価＞
以下の評価に供した。結果を表１−１に示す。
【００５２】
〔ショート数〕
各接合体について、１６ｃｈの端子間の抵抗値（Ω）を２端子法によって測定し、ショート数（個）を評価した。
【００５３】
〔導通抵抗値〕
上記で作製した接合体について、デジタルマルチメータ（品番：デジタルマルチメータ７５５５、横河電機社製）を用いて１６ｃｈの端子間の抵抗値（Ω）を測定した。具体的には、４端子法にて電流１ｍＡを流したときの、初期、及び８５℃８５％ＲＨで５００時間経過後の抵抗値（導通抵抗値、Ω）を測定した。
【００５４】
〔導電性粒子捕捉数〕
各接合体について、接合後にバンプ上にある導電性粒子の数（接合後の粒子数）を金属顕微鏡にてカウントした。合計１００個のバンプについてカウントし、その平均値からバンプ１つ当たりの導電性粒子捕捉数を測定した。
【００５５】
（実施例２〜１７、比較例１〜３）
＜異方性導電フィルムの作製、及び接合体の製造＞
実施例１において、導電性粒子と絶縁性粒子との質量比、並びに導電性粒子及び絶縁性粒子の種類を表１に記載の導電性粒子と絶縁性粒子との質量比、並びに導電性粒子及び絶縁性粒子の種類に代えた以外は、実施例１と同様にして、異方性導電フィルムの作製、及び接合体の製造を行った。
実施例１と同様の評価を行った。結果を表１−１〜表１−３に示す。
【００５６】
【表１−１】
【００５７】
【表１−２】
【００５８】
【表１−３】
【００５９】
表１−１〜表１−３中、ＹＰ５０、ＹＤ０１９、ＥＰ８２８、Ａ−１８７、ＳＩ−６０Ｌ、並びに導電性粒子及び絶縁性粒子の配合量の単位は、質量部である。また、導電性粒子と絶縁性粒子との質量比を表の中段に示した。
【００６０】
また、表１−１〜表１−３の導電性粒子２、絶縁性粒子２〜４は、以下のとおりである。
＜導電性粒子２＞
ニッケルパウダー１２３、バーレ・インコ社製、平均粒子径２．５μｍ、磁性を有する導電性粒子（ニッケル粒子）
＜絶縁性粒子２の製造＞
前記絶縁性粒子１の製造において、ニッケル粒子をニッケル粒子（バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径２．５μｍ）に代えた以外は、前記絶縁性粒子１の製造と同様にして、絶縁性粒子２（平均粒子径３μｍ）を製造した。
＜絶縁性粒子３の製造＞
前記絶縁性粒子１の製造において、ニッケル粒子をニッケル粒子（バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径３．５μｍ）に代えた以外は、前記絶縁性粒子１の製造と同様にして、絶縁性粒子３（平均粒子径４μｍ）を製造した。
＜絶縁性粒子４の製造＞
ジビニルベンゼン、スチレン、及びブチルメタクリレートを適宜混合した溶液に、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを投入して高速で均一攪拌しながら加熱を行い、重合反応を行うことにより微粒子分散液を得た。前記微粒子分散液をろ過し減圧乾燥することにより微粒子の凝集体であるブロック体を得た。更に、前記ブロック体を粉砕することにより、平均粒子径２．５μｍのジビニルベンゼン系樹脂粒子（絶縁性粒子４）を得た。
【００６１】
表１−１〜表１−３の結果のとおり、本発明の異方性導電フィルム及び接続方法は、導電性粒子のみを含有する比較例１の異方性導電フィルム及び接続方法と比べて、隣接する端子同士のショート数が少なく、かつ導通抵抗値が良好であり、ファインピッチの異方性導電接続において良好な結果であった。
【００６２】
特に、実施例１〜９を比較すると、導電性粒子と絶縁性粒子の質量比（導電性粒子：絶縁性粒子）が、８０：２０〜５０：５０の場合には、ショート数が非常に少なく（０ｃｈ／１６ｃｈ）、かつ導通抵抗値（Ω）も非常に低く、非常に良好な結果であった。
【００６３】
また、導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径以上である方が、導通抵抗値が優れる結果となった。（実施例１２及び１３と実施例１５及び１６参照）
導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径よりも大きい方が、導通抵抗値が優れ、かつショート数も少ない結果となった（実施例２及び５と実施例１４及び１７参照）。
【００６４】
また、導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径と同じ場合には、異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子の質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、７０：３０〜６０：４０が好ましい結果となった（実施例１４〜実施例１７参照）。
導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径よりも大きい場合には、異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子の質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、８０：２０〜５０：５０が好ましい結果となった（実施例１〜実施例９参照）。
【００６５】
また、異方性導電フィルムに導電性粒子と磁性を有さない絶縁性粒子を含有した場合では、隣接する端子間の絶縁抵抗を得ること（即ち、ショート数が少なく）と、異方性導電接続をすることの両立をすることはできなかった（比較例３参照）。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の異方性導電フィルム及び接続方法は、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができるため、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続による接合体の製造に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 接合体
２ 基板
３ 端子
４ 電子部品
５ 端子
６ 導電性粒子
７ 絶縁性粒子
８ 異方性導電フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）における液晶パネル（ＬＣＤパネル）等の電子部品を電気的かつ機械的に接続可能な異方性導電フィルム、並びに、該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品を基板と接続する手段として、導電性粒子が分散された熱硬化性樹脂を剥離フィルムに塗布したテープ状の接続材料（例えば、異方性導電フィルム（ＡＣＦ；Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ））が用いられている。
【０００３】
この異方性導電フィルムは、例えば、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）やＩＣチップの端子と、ＬＣＤパネルのガラス基板上に形成されたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）電極とを接続する場合を始めとして、種々の端子同士を接着すると共に電気的に接続する場合に用いられている。
【０００４】
近年、電子部品は、より小型化、集積化が進んでいる。そのため、前記電子部品の有する電極は、隣り合う電極間のピッチがより小さく（ファインピッチ）なりつつある。ところが、異方性導電フィルムに用いられる導電成分は、球状のものが多く、その大きさも直径数μｍ以上のものが多く用いられている。このような異方性導電フィルムを用いて、小型化、集積化の進んだ電極間ピッチの小さい電極を接続すると、隣接する電極同士間の絶縁抵抗が十分とれないという問題がある。
【０００５】
ファインピッチに関連する技術として、異方性導電フィルム中に導電成分となる導電性粒子の他に、小径の絶縁性粒子を混合することで、隣接する電極間の絶縁性を大きくすることが提案されている（特許文献１参照）。この提案の技術では、対向する電極間には径の大きな導電性粒子が挟まり、隣り合う電極間には、導電性粒子も存在するが、導電性粒子間に、より小径の絶縁性粒子が挟まるため、隣接する電極同士間の絶縁抵抗は維持できることを想定している。しかし、確率論的に導電性粒子を電極間に並べることは困難を伴うという問題がある。
【０００６】
そこで、粒子の配列を制御するために、磁力を利用した異方性導電接続方法が提案されている。例えば、絶縁性樹脂及び硬化剤からなる接着剤中に、微細な磁性金属粒子が多数、直鎖状に繋がった形状を有する導電性粒子を分散させた分散液により作製された異方性導電フィルムを用いて、２つの電子部品が有する電極を加熱加圧により接続する際、電極の対向する方向に１０ｍＴ以上の磁場を印可しながら接続する電子部品の実装方法が提案されている（特許文献２参照）。
しかし、この提案の技術を用いても、隣接する電極同士間の絶縁抵抗が十分とれないという問題がある。
【０００７】
また、熱硬化性樹脂に金属コーティング樹脂粒子と金属粒子の二種類の導電粒子が混合される熱硬化型異方性導電接着剤であって、混合される金属コーティング樹脂粒子の平均粒径が金属粒子の平均粒径より大きく、かつ、金属粒子の配合量が金属コーティング樹脂粒子の配合量の５０質量％〜１００質量％である異方性導電接着剤が提案されている（特許文献３参照）。
しかし、この提案の技術を、磁力を利用した異方性導電接続に適用しても、隣接する電極同士間の絶縁抵抗が十分とれないという問題は解消されない。
【０００８】
したがって、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体の提供が求められているのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−２１７２３９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１６７１８号公報
【特許文献３】特開２０００−２５１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体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】
【００１１】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法において、
前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、
前記異方性導電フィルム上に電子部品を載置する載置工程と、
前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程と、を含み、
前記異方性導電フィルムが、導電性粒子及び絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする接続方法である。
＜２＞ 異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）が、８０：２０〜５０：５０である前記＜１＞に記載の接続方法である。
＜３＞ 導電性粒子が、ニッケル粒子であり、
絶縁性粒子が、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した粒子である前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の接続方法である。
＜４＞ 導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径以上である前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の接続方法である。
＜５＞ 前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の接続方法により製造されることを特徴とする接合体である。
＜６＞ 導電性粒子と絶縁性粒子とを含有し、
前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする異方性導電フィルムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続において、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができる異方性導電フィルム、並びに該異方性導電フィルムを用いた接続方法、及び接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の接続方法により製造された接合体を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（異方性導電フィルム）
本発明の異方性導電フィルムは、導電性粒子と絶縁性粒子とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
【００１５】
＜導電性粒子＞
前記導電性粒子としては、磁性を有する導電性粒子であれば、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、銅、鉄、ニッケル、金、銀、アルミニウム、亜鉛、ステンレス、ヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）、マグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）、一般式：ＭＦｅ２Ｏ４、ＭＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（両式中、Ｍは、２価の金属を表し、例えば、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｂａ，Ｍｇなどが挙げられる。ｎは、正の整数である。そして、前記Ｍは、繰り返し時において同種であってもよいし、異種であってもよい。）で表される各種フェライト、ケイ素綱粉、パーマロイ、Ｃｏ基アモルファス合金、センダスト、アルパーム、スーパーマロイ、ミューメタル、パーメンター、パーミンバー等の各種金属粉、その合金粉などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、接続信頼性の点から、金属粒子が好ましく、ニッケル粒子がより好ましい。
【００１６】
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子の含有量としては、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。
【００１７】
前記導電性粒子の平均粒子径としては、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が、０．１μｍ〜５０．０μｍが好ましく、２．０μｍ〜３０．０μｍがより好ましい。
また、前記導電性粒子の平均粒子径は、前記絶縁性粒子の平均粒子径以上であることが、基板の端子と電子部品の端子との導通抵抗値が優れる点で好ましく、前記絶縁性粒子の平均粒径よりも大きいことが、基板の端子と電子部品の端子との導通抵抗値が優れる点、及びショート数が少ない点でより好ましい。
前記平均粒子径は、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定することができる。
【００１８】
＜絶縁性粒子＞
前記絶縁性粒子としては、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であれば、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。
前記磁性を有する芯粒子としては、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、前記導電性粒子の説明で記載した磁性を有する導電性粒子などが挙げられる。
前記絶縁層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、樹脂からなる層などが挙げられる。前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固形エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂（ビニル重合体）、ポリエステル樹脂、アルキル化セルロース樹脂、フラックス樹脂などが挙げられる。
前記絶縁性粒子としては、磁性を有する導電性粒子と優先的に引き合うという観点から、金属粒子を絶縁層で被覆した粒子であることが好ましく、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した粒子であることがより好ましい。
【００１９】
前記磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆する方法としては、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、磁性を有する芯粒子を樹脂溶液中に分散させ、その分散体を微細な液滴として噴霧しながら加温し、溶剤を乾燥する方法などが挙げられる。この方法に用いる樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固形エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂（ビニル重合体）、ポリエステル樹脂、アルキル化セルロース樹脂、フラックス樹脂などが挙げられる。
【００２０】
ここで、前記絶縁性粒子の絶縁性としては、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、端子同士の間を前記導電性粒子と前記絶縁性粒子とが数珠繋ぎになって橋渡しするような場合に、絶縁抵抗が得られる、即ちショートしないような絶縁性などが挙げられる。
【００２１】
前記異方性導電フィルムにおける前記絶縁性粒子の含有量としては、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。
【００２２】
前記絶縁性粒子の平均粒子径としては、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が、０．１μｍ〜４９．５μｍが好ましく、１．５μｍ〜２９．５μｍがより好ましい。
前記平均粒子径は、例えば、粒度分布計、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定することができる。
【００２３】
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子と前記絶縁性粒子との比率としては、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が、質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）として、８０：２０〜５０：５０が好ましい。前記質量比率が、前記好ましい範囲内であると、基板の端子同士及び電子部品の端子同士の絶縁抵抗、及び基板の端子と電子部品の端子との導通抵抗値の点で有利である。
【００２４】
また、前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子と前記絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、前記導電性粒子の平均粒子径と前記絶縁性粒子の平均粒子径が同じ場合には、７０：３０〜６０：４０が好ましい。
前記異方性導電フィルムにおける前記導電性粒子と前記絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、前記導電性粒子の平均粒子径が前記絶縁性粒子の平均粒子径よりも大きい場合には、８０：２０〜５０：５０が好ましい。
【００２５】
＜その他の成分＞
前記その他の成分としては、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、膜形成樹脂、熱硬化性樹脂、硬化剤、シランカップリング剤などが挙げられる。
【００２６】
−膜形成樹脂−
前記膜形成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。前記膜形成樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、製膜性、加工性、接続信頼性の点からフェノキシ樹脂が特に好ましい。
前記フェノキシ樹脂とは、ビスフェノールＡとエピクロルヒドリンより合成される樹脂であって、適宜合成したものを使用してもよいし、市販品を使用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記膜形成樹脂の含有量としては、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。
【００２７】
−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、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。
【００２８】
−−エポキシ樹脂−−
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、ノボラック型エポキシ樹脂、それらの変性エポキシ樹脂等の熱硬化性エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記エポキシ樹脂の含有量としては、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。
【００２９】
−−アクリル樹脂−−
前記アクリル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、リン酸基含有アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレートなどが挙げられる。なお、前記アクリレートをメタクリレートにしたものを用いることもできる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記異方性導電フィルムにおける前記アクリル樹脂の含有量としては、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。
【００３０】
−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、例えば、カチオン系硬化剤、ラジカル系硬化剤などが挙げられる。
【００３１】
−−カチオン系硬化剤−−
前記カチオン系硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スルホニウム塩、オニウム塩などが挙げられる。これらの中でも、芳香族スルホニウム塩が好ましい。
前記カチオン系硬化剤は、前記熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂と併用することが好ましい。
前記異方性導電フィルムにおける前記カチオン系硬化剤の含有量としては、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。
【００３２】
−−ラジカル系硬化剤−−
前記ラジカル系硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機過酸化物などが挙げられる。
前記ラジカル系硬化剤は、前記熱硬化性樹脂としてのアクリル樹脂と併用することが好ましい。
前記異方性導電フィルムにおける前記ラジカル系硬化剤の含有量としては、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。
【００３３】
−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、エポキシ系シランカップリング剤、アクリル系シランカップリング剤、チオール系シランカップリング剤、アミン系シランカップリング剤などが挙げられる。
前記異方性導電フィルムにおける前記シランカップリング剤の含有量としては、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。
【００３４】
前記異方性導電フィルムの厚みとしては、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。
【００３５】
（接続方法、及び接合体）
本発明の接続方法は、貼付工程と、載置工程と、加熱押圧工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
前記接続方法は、基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法である。
本発明の接合体は、本発明の前記接続方法により製造される。
【００３６】
＜基板＞
前記基板としては、異方性導電性接続の対象となる、端子を有する基板であれば、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、ＩＴＯガラス基板、フレキシブル基板、リジッド基板などが挙げられる。
前記基板の大きさ、形状、構造としては、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。
【００３７】
＜電子部品＞
前記電子部品としては、異方性導電性接続の対象となる、端子を有する電子部品であれば、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、ＩＣチップ、ＴＡＢテープ、液晶パネルなどが挙げられる。前記ＩＣチップとしては、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）における液晶画面制御用ＩＣチップなどが挙げられる。
【００３８】
＜貼付工程＞
前記貼付工程としては、前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける工程であれば、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。
前記異方性導電フィルムは、本発明の前記異方性導電フィルムである。即ち、前記異方性導電フィルムは、前記導電性粒子及び前記絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子は、磁性を有し、前記絶縁性粒子は、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子である。
【００３９】
＜載置工程＞
前記載置工程としては、前記異方性導電フィルム上に前記電子部品を載置する工程であれば、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。
通常、この際、異方性導電接続は行われていない。
【００４０】
＜加熱押圧工程＞
前記加熱押圧工程としては、前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する工程であれば、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。
【００４１】
前記異方性導電フィルムにかける磁場の方向としては、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が、前記基板の端子と前記電子部品の端子とが対向する方向が好ましい。該方向は、前記基板の面と垂直な方向ともいうことができる。そうすることにより、前記基板の端子の周辺、前記電子部品の端子の周辺、及び前記基板の端子と前記電子部品の端子との間に前記導電性粒子が集まり、前記基板と前記電子部品との導通抵抗値が良好となる。
【００４２】
前記磁場をかける方法としては、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、磁石を用いる方法などが挙げられる。
【００４３】
前記加熱押圧部材としては、例えば、加熱機構を有する押圧部材などが挙げられる。前記加熱機構を有する押圧部材としては、例えば、ヒートツールなどが挙げられる。
前記加熱の温度としては、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が、１４０℃〜２００℃が好ましい。
前記押圧の圧力としては、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が、０．１ＭＰａ〜１００ＭＰａが好ましい。
前記加熱及び押圧の時間としては、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、０．５秒間〜１２０秒間が挙げられる。
【００４４】
前記加熱押圧工程においては、前記異方性導電フィルムを軟化させることが好ましい。そうすることにより、磁場による前記導電性粒子、及び前記絶縁性粒子の移動が容易になる。
【００４５】
前記加熱押圧工程においては、前記導電性粒子及び前記絶縁性粒子に磁場をかけることにより、前記基板の端子同士の間、及び前記電子部品の端子同士の間の少なくともいずれかに存在する前記導電性粒子同士の間に前記絶縁性粒子を介在させることが好ましい。そうすることにより、前記基板の端子同士の絶縁抵抗、及び前記電子部品同士の絶縁抵抗をより高くすることができる。
【００４６】
本発明の接続方法の一例について、図を用いて説明する。
図１は、本発明の接続方法により製造された接合体を示す概略図である。図１に示す接合体１は、基板２と、基板の端子３と、電子部品４と、電子部品の端子５と、導電性粒子６及び絶縁性粒子７を含有する異方性導電フィルム８とを有している。
まず、貼付工程により、基板２の端子３上に、異方性導電フィルム８を貼り付ける。続いて、載置工程により、異方性導電フィルム８上に電子部品４を載置する。この際には、端子３と端子５は、異方性導電接続されていない。続いて、加熱押圧工程により、異方性導電フィルム８に磁場をかけながら、電子部品４を加熱押圧部材により加熱及び押圧する。そうすると、端子３と端子５とが異方性導電接続される。また、かけた磁場の影響により、磁性を有する導電性粒子６及び絶縁性粒子７が端子（図１においては端子５）の周辺に集まる。この際に、端子同士の間隔が狭いファインピッチ接続においては、端子同士の間に粒子が凝集して、端子同士が凝集した粒子により繋がる。従来の異方性導電フィルムを用いた接続方法においては、異方性導電フィルムに含有される粒子が導電性粒子のみであるので、導電性粒子のみが凝集して端子同士が繋がることにより、端子同士の絶縁抵抗が保てずにショートする。一方、本発明の接続方法では、図１に示すように、端子５同士が、凝集した粒子により繋がっても、粒子には、導電性粒子６の他に絶縁性粒子７が含まれているため、絶縁抵抗が保たれ、ショートを防止できる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００４８】
（実施例１）
＜異方性導電フィルムの作製＞
フェノキシ樹脂（品名：ＹＰ５０、新日鐵化学社製）２０質量部と、エポキシ樹脂（品名：ＹＤ０１９、新日鐵化学社製）２０質量部と、エポキシ樹脂（品名：ＥＰ８２８、三菱化学社製）４０質量部と、シランカップリング剤（品名：Ａ−１８７、モメンティブパフォーマンスマテリアルズ社製）２質量部と、カチオン系硬化剤（品名：ＳＩ−６０Ｌ、三新化学社製）５質量部とで構成された接着剤中に、導電性粒子１（品名：バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径３μｍ、ニッケル粒子）及び下記方法により製造した絶縁性粒子１を、合計４０質量部であり、質量比（導電性粒子：絶縁性粒子）が９０：１０であり、かつ合計の粒子密度が５０，０００個／ｍｍ２になるよう分散させた。分散後の配合物を剥離処理したＰＥＴ上に乾燥後の平均厚みが２０μｍとなるように塗布し、異方性導電フィルムを作製した。
【００４９】
−絶縁性粒子１の製造−
絶縁性粒子１の製造は、特開２００７−２５８１４１号公報の段落〔０１１２〕に記載のハイブリダイゼーション法を用いて行った。
ビニル重合体からなる粉体状の樹脂材料と、ニッケル粒子〔バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径２．２μｍ（なお、ニッケルパウダー１２３には平均粒子径の異なるグレードがある）〕とを、ハイブリダイゼーション装置によって混合し、ニッケル粒子の表面に樹脂材料を静電付着させた。その後、この樹脂材料が静電付着した状態のニッケル粒子を攪拌し、樹脂材料を溶融させてニッケル粒子の周りに樹脂層を設け、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した絶縁性粒子１（平均粒子径２．５μｍ）を製造した。
【００５０】
＜接続方法（接合体の製造）＞
実施例１で作製した異方性導電フィルムをＩＴＯコーティングガラス基板上に貼り付け、ＩＣ（バンプ：Ａｕ、高さ；１５μｍ、バンプ間スペース；７．５μｍ）を圧着条件１７０℃、５０ＭＰａ、５秒間で異方性導電接続を行い、接合体を製造した。
具体的には、前記ＩＴＯコーティングガラス基板上に異方性導電フィルムを貼り付けた後、更に、前記異方性導電フィルム上に前記ＩＣを仮固定し、磁石を用いて、磁場の方向が基板と垂直な方向になるように異方性導電フィルムに磁場を印加しながら、ヒートツール１．５ｍｍ幅で緩衝材（厚み１００μｍのテフロン（登録商標））を用いて、圧着条件１７０℃、５０ＭＰａ、５秒間（ツールスピード１０ｍｍ／ｓｅｃ、ステージ温度４０℃）で異方性導電接続を行い、接合体を製造した。
【００５１】
＜評価＞
以下の評価に供した。結果を表１−１に示す。
【００５２】
〔ショート数〕
各接合体について、１６ｃｈの端子間の抵抗値（Ω）を２端子法によって測定し、ショート数（個）を評価した。
【００５３】
〔導通抵抗値〕
上記で作製した接合体について、デジタルマルチメータ（品番：デジタルマルチメータ７５５５、横河電機社製）を用いて１６ｃｈの端子間の抵抗値（Ω）を測定した。具体的には、４端子法にて電流１ｍＡを流したときの、初期、及び８５℃８５％ＲＨで５００時間経過後の抵抗値（導通抵抗値、Ω）を測定した。
【００５４】
〔導電性粒子捕捉数〕
各接合体について、接合後にバンプ上にある導電性粒子の数（接合後の粒子数）を金属顕微鏡にてカウントした。合計１００個のバンプについてカウントし、その平均値からバンプ１つ当たりの導電性粒子捕捉数を測定した。
【００５５】
（実施例２〜１７、比較例１〜３）
＜異方性導電フィルムの作製、及び接合体の製造＞
実施例１において、導電性粒子と絶縁性粒子との質量比、並びに導電性粒子及び絶縁性粒子の種類を表１に記載の導電性粒子と絶縁性粒子との質量比、並びに導電性粒子及び絶縁性粒子の種類に代えた以外は、実施例１と同様にして、異方性導電フィルムの作製、及び接合体の製造を行った。
実施例１と同様の評価を行った。結果を表１−１〜表１−３に示す。
【００５６】
【表１−１】
【００５７】
【表１−２】
【００５８】
【表１−３】
【００５９】
表１−１〜表１−３中、ＹＰ５０、ＹＤ０１９、ＥＰ８２８、Ａ−１８７、ＳＩ−６０Ｌ、並びに導電性粒子及び絶縁性粒子の配合量の単位は、質量部である。また、導電性粒子と絶縁性粒子との質量比を表の中段に示した。
【００６０】
また、表１−１〜表１−３の導電性粒子２、絶縁性粒子２〜４は、以下のとおりである。
＜導電性粒子２＞
ニッケルパウダー１２３、バーレ・インコ社製、平均粒子径２．５μｍ、磁性を有する導電性粒子（ニッケル粒子）
＜絶縁性粒子２の製造＞
前記絶縁性粒子１の製造において、ニッケル粒子をニッケル粒子（バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径２．５μｍ）に代えた以外は、前記絶縁性粒子１の製造と同様にして、絶縁性粒子２（平均粒子径３μｍ）を製造した。
＜絶縁性粒子３の製造＞
前記絶縁性粒子１の製造において、ニッケル粒子をニッケル粒子（バーレ・インコ社製、ニッケルパウダー１２３、平均粒子径３．５μｍ）に代えた以外は、前記絶縁性粒子１の製造と同様にして、絶縁性粒子３（平均粒子径４μｍ）を製造した。
＜絶縁性粒子４の製造＞
ジビニルベンゼン、スチレン、及びブチルメタクリレートを適宜混合した溶液に、重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを投入して高速で均一攪拌しながら加熱を行い、重合反応を行うことにより微粒子分散液を得た。前記微粒子分散液をろ過し減圧乾燥することにより微粒子の凝集体であるブロック体を得た。更に、前記ブロック体を粉砕することにより、平均粒子径２．５μｍのジビニルベンゼン系樹脂粒子（絶縁性粒子４）を得た。
【００６１】
表１−１〜表１−３の結果のとおり、本発明の異方性導電フィルム及び接続方法は、導電性粒子のみを含有する比較例１の異方性導電フィルム及び接続方法と比べて、隣接する端子同士のショート数が少なく、かつ導通抵抗値が良好であり、ファインピッチの異方性導電接続において良好な結果であった。
【００６２】
特に、実施例１〜９を比較すると、導電性粒子と絶縁性粒子の質量比（導電性粒子：絶縁性粒子）が、８０：２０〜５０：５０の場合には、ショート数が非常に少なく（０ｃｈ／１６ｃｈ）、かつ導通抵抗値（Ω）も非常に低く、非常に良好な結果であった。
【００６３】
また、導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径以上である方が、導通抵抗値が優れる結果となった。（実施例１２及び１３と実施例１５及び１６参照）
導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径よりも大きい方が、導通抵抗値が優れ、かつショート数も少ない結果となった（実施例２及び５と実施例１４及び１７参照）。
【００６４】
また、導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径と同じ場合には、異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子の質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、７０：３０〜６０：４０が好ましい結果となった（実施例１４〜実施例１７参照）。
導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径よりも大きい場合には、異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子の質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）は、８０：２０〜５０：５０が好ましい結果となった（実施例１〜実施例９参照）。
【００６５】
また、異方性導電フィルムに導電性粒子と磁性を有さない絶縁性粒子を含有した場合では、隣接する端子間の絶縁抵抗を得ること（即ち、ショート数が少なく）と、異方性導電接続をすることの両立をすることはできなかった（比較例３参照）。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の異方性導電フィルム及び接続方法は、隣接する端子間の絶縁抵抗が得られつつ、異方性導電接続ができるため、磁力を利用したファインピッチの異方性導電接続による接合体の製造に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 接合体
２ 基板
３ 端子
４ 電子部品
５ 端子
６ 導電性粒子
７ 絶縁性粒子
８ 異方性導電フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法において、
前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、
前記異方性導電フィルム上に電子部品を載置する載置工程と、
前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程と、を含み、
前記異方性導電フィルムが、導電性粒子及び絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする接続方法。
【請求項２】
異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）が、８０：２０〜５０：５０である請求項１に記載の接続方法。
【請求項３】
導電性粒子が、ニッケル粒子であり、
絶縁性粒子が、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した粒子である請求項１から２のいずれかに記載の接続方法。
【請求項４】
導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径以上である請求項１から３のいずれかに記載の接続方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の接続方法により製造されることを特徴とする接合体。
【請求項６】
導電性粒子と絶縁性粒子とを含有し、
前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする異方性導電フィルム。
【請求項１】
基板の端子と電子部品の端子とを異方性導電接続させる接続方法において、
前記基板の端子上に異方性導電フィルムを貼り付ける貼付工程と、
前記異方性導電フィルム上に電子部品を載置する載置工程と、
前記異方性導電フィルムに磁場をかけながら、前記電子部品を加熱押圧部材により加熱及び押圧する加熱押圧工程と、を含み、
前記異方性導電フィルムが、導電性粒子及び絶縁性粒子を含有し、前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする接続方法。
【請求項２】
異方性導電フィルムにおける導電性粒子と絶縁性粒子との質量比率（導電性粒子：絶縁性粒子）が、８０：２０〜５０：５０である請求項１に記載の接続方法。
【請求項３】
導電性粒子が、ニッケル粒子であり、
絶縁性粒子が、ニッケル粒子を絶縁層で被覆した粒子である請求項１から２のいずれかに記載の接続方法。
【請求項４】
導電性粒子の平均粒子径が、絶縁性粒子の平均粒子径以上である請求項１から３のいずれかに記載の接続方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の接続方法により製造されることを特徴とする接合体。
【請求項６】
導電性粒子と絶縁性粒子とを含有し、
前記導電性粒子が、磁性を有し、前記絶縁性粒子が、磁性を有する芯粒子を絶縁層で被覆した粒子であることを特徴とする異方性導電フィルム。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１９８７７３（Ｐ２０１１−１９８７７３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【公開請求】
【出願番号】特願２０１１−１４２９７５（Ｐ２０１１−１４２９７５）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【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２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２９７５（Ｐ２０１１−１４２９７５）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【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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