異方性導電フィルム及びその製造方法
【課題】大きさの異なる電子部品を高精度に同時実装させる。
【解決手段】２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層１１と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層１２との２層構造とする。第１の樹脂層１１に電子部品を搭載させることにより、ＩＣ、ＦＰＣ及びＳＭＤへの共用が可能となり、同時実装が可能となる。
【解決手段】２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層１１と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層１２との２層構造とする。第１の樹脂層１１に電子部品を搭載させることにより、ＩＣ、ＦＰＣ及びＳＭＤへの共用が可能となり、同時実装が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性粒子が分散された異方性導電フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ（Integrated Circuit）及びその他の電子部品をガラス基板に接合させる場合、ＩＣはガラス基板上に実装し（ＣＯＧ：Chip on Glass）、その他の電子部品はフレキシブルプリント基板（FPC：Flexible Printed Circuits）上に実装することが行われている。
【０００３】
例えば、図６に示す液晶装置のように、コンデンサなどのＳＭＤ（Surface Mount Device）１０１はＦＰＣ１０２上に搭載され、ＩＣ１０３はガラス基板１０４上に搭載される。また、ＦＰＣ１０２とガラス基板１０４とは、ＦＯＧ（Film on Glass）用ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）１０５によって接続され、ＩＣ１０３とガラス基板１０４とは、ＣＯＧ用ＡＣＦ１０６によって接続される。
【０００４】
しかし、ＳＭＤ１０１の搭載方法には、はんだ接合が利用され、リフロー工程が必須であるため、ＳＭＤ１０１に高熱が掛かっていた。また、ＳＭＤ１０１の接合のために両面型のＦＰＣ１０２が必要となり、コストが増大していた。また、近年の液晶装置の高詳細化に伴って必要なＳＭＤ１０１の数が増加しており、ＦＰＣ１０２面積の増大により液晶装置が大きくなっていた。
【０００５】
そこで、図７に示す液晶装置のように、ＳＭＤ用ＡＣＦ２０７を用いてＳＭＤ２０１をガラス基板２０４上に実装することが試みられている（例えば、特許文献１を参照。）。これにより、上述したリフロー工程を省くことができる。また、ＳＭＤ２０１をガラス基板２０５上に実装することにより、ＦＰＣ２０２を小型化できると共に、安価な片面ＦＰＣ２０２を使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４５５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７に示す液晶装置において、ＳＭＤ２０１、ＦＰＣ２０２及びＩＣ２０３などの電子部品は大きさが異なるため、これらを搭載する際には、それぞれＳＭＤ用ＡＣＦ２０７、ＦＯＧ用ＡＣＦ２０５、及びＣＯＧ用ＡＣＦ２０６が必要である。また、ＳＭＤ２０１の搭載には、個別の仮搭載（仮貼り）が必要であり、かなりの工数を要してしまう。
【０００８】
また、ＳＭＤ、ＦＰＣ及びＩＣを同一のＡＣＦを用いて同時実装することも考えられるが、ＳＭＤ、ＦＰＣ、及びＩＣで必要とするＡＣＦ特性がそれぞれ異なるため、これらの電子部品を高精度に一括実装させることは困難である。例えば、コンデンサのような小型ＳＭＤをＣＯＧ用ＡＣＦ（タック力：５〜８０ｋＰａ）上に仮搭載すると、図８に示すようにＳＭＤの位置ずれが発生しまう。
【０００９】
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、大きさの異なる電子部品を高精度に同時実装させる異方性導電フィルム及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、種々の検討を重ねた結果、表面実装部品を保持する能力の１つであるタック力（Tackiness）を規定し、２層構造としたＡＣＦを用いることにより、ガラス基板上にＳＭＤを高速仮搭載させ、ＳＭＤとＩＣとを同時実装することが可能になることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明に係る異方性導電フィルムは、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層とが積層されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る異方性導電フィルムの製造方法は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層とが積層され、表面実装機によって第１の樹脂層上に電子部品が複数仮搭載され、熱圧着により電子部品と他の電子部品とを同時実装するのに用いられる異方性導電フィルムを製造することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、高いタック力により例えば小型ＳＭＤを高速仮搭載可能とし、また、２層構造により例えばＣＯＧにおける粒子補足性を向上させることができるため、ファインピッチ化へ対応でき、大きさの異なる電子部品を高精度に同時実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る異方性導電フィルムを示す断面図である。
【図２】異方性導電フィルムの製品形態の一例を模式的に示す図である。
【図３】本実施の形態に係る異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装方法を説明するための図である。
【図４】サンプル４の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の写真の模式図である。
【図５】サンプル７の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の写真の模式図である。
【図６】従来の電子部品の実装方法を説明するための図である。
【図７】従来の電子部品の実装方法を説明するための図である。
【図８】従来の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の写真の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜異方性導電フィルム＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る異方性導電フィルムを示す断面図である。この異方性導電フィルム１０は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層１１と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層１２とが積層されている。この異方性導電フィルム１０を用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合、電子部品側が第１の樹脂層１１、ガラス基板側が第２の樹脂層１２となるように固着される。特に、本実施の形態に係る異方性導電フィルム１０は、表面実装機によって第１の樹脂層１１上に電子部品が複数仮搭載され、熱圧着により電子部品と他の電子部品とを同時実装するのに用いられる。表面実装機としては、例えば１．０〜０．１秒／チップ程度に高速仮搭載可能なものを用いることができる。また、表面実装機を用いて仮搭載する電子部品としては、表面実装機に適用可能なＳＭＤ（Surface Mount Device）であれば、特に制限されないが、例えば液晶表示装置を製造する際のＳＭＤとしてはコンデンサを挙げることができる。
【００１６】
本実施の形態に係る異方性導電フィルムの第１の樹脂層１１のタック力が２００ｋＰａ以上であることにより、例えばコンデンサなどの小型ＳＭＤを高速仮搭載する際の位置ずれ防止し、小型ＳＭＤを高精度に実装させることができる。タック力の範囲は、好ましくは２００〜６００ｋＰａであり、さらに好ましくは２００〜２５０ｋＰａである。この範囲内において電子部品の高速仮搭載に十分な保持力が得られ、また、フィルム形状を維持することができる。なお、タック力は、タッキング試験機（TACKINESS TESTER）によってコントロールされた測定用プローブを被測定物に押し付け、引き離す過程での粘着力の最大値を意味する。
【００１７】
第１の樹脂層１１は、導電性粒子を含有しない絶縁層であり、第２の樹脂層１２は、導電粒子を含有する導電層であり、本実施の形態に係る異方性導電フィルムは、第１の樹脂層１１と第２の樹脂層が積層された２層構造を有することが好ましい。これにより、例えばＩＣ（Integrated Circuit）をガラス基板に実装する（ＣＯＧ：Chip on Glass）場合、第１の樹脂層１１は、ＩＣのバンプの押圧力により流動し、ガラス基板上の電極と導電性粒子との接触を妨げない状態となる。一方、第２の樹脂層１２は、導電性粒子が高密度に含まれているため、ＩＣのバンプの押圧力による流動が制限され、導電性粒子が高い捕捉率で捕捉される。なお、導電性粒子の捕捉率は、電子部品と基板との接合前後における端子（バンプ）の単位面積あたりの導電性粒子の数の比を意味する。また、粒子捕捉効率の観点から、第２の樹脂層１２の最低溶融粘度は、第１の樹脂層１１の最低溶融粘度よりも高いことが好ましい。具体的には、第２の樹脂層１２を構成する樹脂の最低溶融粘度は、１００〜１０００００Ｐａ・ｓであることが好ましく、第１の樹脂層１１を構成する樹脂の最低溶融粘度は、１０〜１００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。最低溶融粘度については、サンプルを所定量回転式粘度計に装填し、所定の昇温速度で上昇させながら測定することができる。
【００１８】
異方性導電フィルム１０に用いられる導電性粒子としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。
【００１９】
また、異方性導電フィルム１０は、常温での粘度が１０〜１０００ｋＰａ・ｓであることが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５００ｋＰａである。異方性導電フィルム１０の粘度が１０〜１０００ｋＰａ・ｓの範囲であることにより、異方性導電フィルム１０を後述するテープ状のリール巻とした場合において、いわゆるはみ出しを防止することができ、また、所定のタック力を維持することができる。
【００２０】
第１の樹脂層１１及び第２の樹脂層１２の組成は、上述のような特徴を害さない限り、特に制限されないが、より好ましくは、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを含有する。
【００２１】
膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１００００〜８００００程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の種々の樹脂を使用することができ、その中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。
【００２２】
液状エポキシ樹脂としては、常温で流動性を有していれば、特に制限はなく、市販のエポキシ樹脂が全て使用可能である。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型などの各種硬化剤が使用できる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、何かしらのトリガーにより活性化し、反応を開始する。トリガーには、熱、光、加圧などがあり、用途により選択して用いることができる。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法などが存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミドなどや、これらの変性物があり、これらは単独または２種以上の混合体として使用できる。これらの中でも、本実施の形態では、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく用いられる。
【００２４】
シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。
【００２５】
また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時に第１の樹脂層１１と第２の樹脂層１２との流動性に差が生じ、粒子捕捉率を向上させることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。
【００２６】
図２は、異方性導電フィルム１０の製品形態の一例を模式的に示す図である。この異方性導電フィルム１０は、剥離基材１３上に第１の樹脂層１１と第２の樹脂層１２とがこの順に積層され、テープ状に成型されている。このテープ状の異方性導電フィルムは、第１及び第２のフランジ２１に挟持された巻取部２２に剥離基材１３が外周側となるように巻回積層される。剥離基材１３としては、特に制限はなく、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。また、第２の樹脂層１２上に透明なカバーフィルムを有する構成としてもよい。また、異方性導電フィルム１０は、リール形状に限らず、短冊形状であってもよい。
【００２７】
図２に示すように異方性導電フィルム１０が巻き取られたリール製品として提供される場合、異方性導電フィルム１０の粘度を１０〜１０００ｋＰａ・ｓの範囲とすることにより、異方性導電フィルム１０の変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。また、異方性導電フィルム１０が短冊形状で２枚以上積層された場合も同様に、変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。
【００２８】
また、リールを巻き戻して異方性導電フィルム１０を使用する場合、第１の樹脂層１１のタック力が第２の樹脂層１２のタック力よりも大きくすることにより、第２の樹脂層１２が先に剥離基材１３から剥離され、ブロッキングを防止することができる。
【００２９】
＜異方性導電フィルムの製造方法＞
次に、上述した異方性導電フィルムの製造方法について説明する。本実施の形態における異方性導電フィルムの製造方法は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂膜を、導電性粒子を含有する第２の樹脂膜上に形成する。ここで、第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付けてもよいし、一方の樹脂膜を形成後、他方の樹脂を塗布乾燥（重ね塗り）させてもよい。なお、第１の樹脂膜及び第２の樹脂膜は、それぞれ第１の樹脂層１１及び第２の樹脂層１２を構成する。
【００３０】
第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付ける製造方法は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂膜を生成する工程と、導電性粒子を含有する第２の樹脂膜を生成する工程と、第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付ける工程とを有する。第１の樹脂膜を生成する工程では、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた第１の樹脂膜生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、第１の樹脂膜を得る。
【００３１】
同様に、第２の樹脂膜を生成する工程では、導電性粒子と、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた第２の樹脂膜生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、第２の樹脂膜を得る。
【００３２】
次に、第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付ける工程では、第２の樹脂膜の剥離シートを剥離して第１の樹脂膜上に貼り付ける。
【００３３】
このように第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付けることにより、剥離基材１３上に第１の樹脂層１１と第２の樹脂層１２とがこの順に積層された異方性導電フィルム１０を得ることができる。また、一方の樹脂膜を形成後、他方の樹脂を塗布乾燥（重ね塗り）させて製造する場合、例えば第１の樹脂膜を乾燥させて生成した後、第２の樹脂膜生成用溶液を第１の樹脂膜上に塗布すればよい。
【００３４】
＜異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装＞
次に、異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装方法について説明する。本実施の形態に係る異方性導電フィルムは、タック力が高いため小型ＳＭＤを高速仮搭載しても位置ずれが生じにくい。また、２層構造であるため、粒子捕捉性が良く、ファインピッチのＩＣを実装することができる。すなわち、本実施の形態に係る異方性導電フィルムによれば、大きさ、種類などの異なる電子部品を一括実装することができる。
【００３５】
図３は、本実施の形態に係る異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装方法を説明するための図である。この図３に示す液晶装置において、ＳＭＤ３１、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３は、異方性導電フィルム１０によってそれぞれガラス基板の電極に接続されている。ＳＭＤ３１は、コンデンサであり、実装時において、表面実装機を用いて異方性導電フィルム１０の第１の樹脂層側に高速仮搭載され、また、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３は、第１の樹脂層の他の実装領域に配置される。そして、例えば熱圧着ヘッドを用いてこれらの電子部品を一括して熱圧着させることによって、ＳＭＤ３１、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３がガラス基板の電極に電気的に接続される。
【００３６】
すなわち、ガラス基板上の電極を含む実装領域に異方性導電フィルム１０を全面的に配置し、この異方性導電フィルム１０上の電極位置に異なる実装方式の電子部品（ＳＭＤ３１、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３）を配置し、例えば熱圧着ヘッドを用いてこれらの電子部品を一括して熱圧着させることにより、従来の半田接合を用いた場合に比べタクトタイムを大幅に向上させることができる。
【００３７】
このようにＳＭＤの接合を従来用いられていた半田からＡＣＦにすることにより、高速実装が可能となる。また、半田接合よりも接合の面積を少なくすることができるとともに、ＳＭＤの仮搭載時の位置ずれを防止することができるため、ＳＭＤ間距離を短くして小型ＳＭＤを搭載することが可能となり、高詳細化を実現することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例について説明する。先ず、表１に示す配合割合となるように、フェノキシ樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤と、シリカ粒子と、導電性粒子とをトルエンに溶解させ、この溶解液を所定の乾燥厚となるように剥離フィルム上に塗工し、オーブンで乾燥させて樹脂Ａ〜Ｇを作製した。
【００３９】
表１中、「ＰＫＨＨ」は、フェノキシアソシエイツ社製のフェノキシ樹脂である。また、「ＥＰ８２８」は、ジャパンエポキシレンジ株式会社製のビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂である。また、「ＨＸ３９４１」は、旭化成ケミカル株式会社製のマイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤である。また、「Ａ−１８７」は、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のエポキシ系シランカップリング剤である。また、「ＲＹ２００」は、日本アエロジル株式会社製の疎水性シリカ粒子である。また、「Ｎｉ／Ａｕメッキアクリル樹脂粒子」は、積水化学工業株式会社製の導電性粒子である。また、表１中の各配合割合は質量部を示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
次に、表１に示す樹脂Ａ〜Ｇを用いて異方性導電フィルムのサンプル１〜７を作製した。
【００４２】
［サンプル１］
膜厚２５μｍの樹脂Ｆからなる１層構造の異方性導電フィルムを作製した。
【００４３】
［サンプル２］
膜厚２５μｍの樹脂Ｇからなる１層構造の異方性導電フィルムを作製した。
【００４４】
［サンプル３］
膜厚１５μｍの樹脂Ａからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４５】
［サンプル４］
膜厚１５μｍの樹脂Ｂからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４６】
［サンプル５］
膜厚１５μｍの樹脂Ｃからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４７】
［サンプル６］
膜厚１５μｍの樹脂Ｄからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４８】
［サンプル７］
膜厚１５μｍの樹脂Ｅからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４９】
表２にサンプル１〜７の各種試験結果を示す。タック力、仮搭載性、絶縁性、粒子捕捉性、接続抵抗、接着強度、粘度、及び巻締り性の各試験は、次のように行った。なお、サンプル１〜４は、比較例又は参照例に該当し、サンプル５〜７は実施例に該当する。
【００５０】
［タック力］
タック試験機（（株）レスカ製TACII）を用い、２２℃の雰囲気下において、プローブ直径５ｍｍ（ステンレス製鏡面、円柱状）、押し付け荷重１９６ｋｇｆ、押し付け速度３０ｍｍ／ｍｉｎ、剥離速度５ｍｍ／ｍｉｎの測定条件で行い、ピーク強度を各サンプルのタック力（ｋＰａ）とした。ここで、各サンプルのタック力は、電子部品搭載側のフィルムのタック力を表す。
【００５１】
［仮搭載性］
表面実装機（ヤマハ発動機（株）社製ＹＶ１００II）を用いて、０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルに１０個のＳＭＤ（（株）村田製作所製１００５コンデンサ、外形寸法：Ｌ１．０ｍｍ×Ｗ０．５ｍｍ×Ｈ０．４ｍｍ）を０．３ｍｍの素子間ギャップで仮搭載した。ＳＭＤの位置ずれがある場合を×、位置ずれがない場合を○とした。
【００５２】
［絶縁性］
０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルにＩＣ（バンプ間スペース：１２．５μｍ）を熱圧着し、接続体を得た。ガラス基板の隣接するパッド間に３０Ｖの電圧を加え絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が１．０×１０−６Ω以下をショートとした。ショートの場合を×とし、ショートでない場合を○とした。
【００５３】
［粒子捕捉性］
ＩＣを仮固定した際の各バンプ下に存在する導電性粒子の数（平均）と、熱圧着後の粒子捕捉数（平均）とをカウントし、下記式により捕捉効率を求めた。捕捉効率が２０％以上の場合を○とし、２０％未満の場合を×とした。
捕捉効率（％）＝（熱圧着後に捕捉した粒子数）／（仮固定時バンプ下に存在する粒子数）×１００
【００５４】
［接続抵抗］
０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルにＩＣ（バンプ間スペース：１２．５μｍ）を熱圧着し、接続体を得た。そして、ＩＣのバンプとガラス基板のパッド間の初期接続抵抗（Ω）を測定した。接続抵抗が５Ωより小さい場合を○、５Ω以上の場合を×とした。
【００５５】
［接着強度］
０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルにＩＣ（バンプ間スペース：１２．５μｍ）を熱圧着し、接続体を得た。そして、この接続体を引張強度５０ｃｍ／ｍｉｎで９０℃方向に剥離したときの剥離強度を初期接着強度（Ｎ／ｃｍ）とした。接着強度が３Ｎ／ｃｍより小さい場合を×とし、３Ｎ／ｃｍ以上の場合を○とした。
【００５６】
［粘度］
応力制御型レオメータ（Ｈａａｋｅ社製ＲＳ１５０）を用い、各サンプルの最低粘度（ｋＰａ・ｓ）を測定した。コーンとしては直径８ｍｍ、角度２度のものを使用し、測定範囲は３０℃〜２５０℃とした。また、電子部品搭載側の樹脂フィルム及びガラス基板側の樹脂フィルムについても同様にして測定した。
【００５７】
［はみ出しの有無］
各サンプルを２．０ｍｍにスリットし、コア直径を２．５４ｍｍ、外形１１０ｍｍのリールに０．２Ｎ／ｍｍ２のテンションで巻き取り、室温で１日放置した。外観観察により、はみ出しが無い場合を○とし、はみ出しが有る場合を×とした。
【００５８】
【表２】
【００５９】
また、図４は、サンプル４の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の様子を示す図である。また、図５は、サンプル７の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の様子を示す図である。これらは、上記［仮搭載性］の条件と同様に、表面実装機を用いて、サンプル上に１０個のＳＭＤ（（株）村田製作所製１００５コンデンサ）を０．３ｍｍの素子間ギャップで２列仮搭載させた。
【００６０】
図４及び図５を比べれば分かるように、サンプル７を用いた方がサンプル４を用いるよりも高速仮搭載時のコンデンサの位置を高精度に保つことができる。これは、サンプル７の搭載側の樹脂フィルムＥがサンプル４の搭載側の樹脂フィルムＢよりも多くの液状エポキシ樹脂を含有し、高いタック力を有しているためである。
【００６１】
また、表２に示す各種試験結果から分かるように、電子部品搭載側の第１の樹脂層が２００ｋＰａ以上のタック力を有し、且つガラス基板側の第２の樹脂層が導電性粒子を含有することにより、ＩＣ、ＦＰＣ及びＳＭＤのいずれの搭載にも使用することができる。例えば、サンプル５〜サンプル７は、２層構造を有し、且つ２００ｋＰａ以上のタック力を有しているため、コンデンサを高速仮搭載可能となり、また、ＩＣ、ＦＰＣ等の電子部品との同時実装が可能となる。
【００６２】
なお、サンプル１は、２００ｋＰａ以上のタック力を有しているが、樹脂フィルムＦのみの単層であるため、良好な絶縁性及び粒子捕捉性が得られない。また、サンプル２は、高速仮搭載に対応するだけのタック力を有しておらず、また、樹脂フィルムＧのみの単層であるため、良好な絶縁性、粒子捕捉性、及び接着強度が得られず、ＩＣ、ＦＰＣ及びＳＭＤのいずれの実装にも適していない。また、サンプル３、４は、２層構造を有しているが、そのタック力は従来のＡＣＦと同レベルであり、高速仮搭載に対応するだけのレベルではなく、ＳＭＤの実装に適していない。
【００６３】
また、異方性導電フィルムの粘度が１０〜１０００ｋＰａ・ｓであることにより、フィルム形状を維持し、リールに巻き取った際のはみ出しを防止することができる。例えば、サンプル６とサンプル７とは、フェノキシ樹脂に対する液状エポキシ樹脂の配合割合が同じであるが、サンプル６は粘度が低すぎるため、リールに巻き取る際、はみ出しが発生してしまう。一方、サンプル７は、適当な粘度を有しているため、リールに巻き取る際のはみ出しを防止することができる。
【００６４】
また、表１に示す各樹脂の配合割合から分かるように、電子部品搭載側の第１の樹脂層における液状エポキシ樹脂の配合割合が、フェノキシ樹脂１００質量部に対して１００〜１５０質量部であることにより、優れたタック力を維持することができる。例えば、サンプル１、５〜７の搭載側で使用されている樹脂フィルムＣ〜Ｆは、上記配合割合の範囲であるため、２００ｋＰａ以上ものタック力を得ることができる。
【００６５】
また、樹脂にシリカ粒子を添加することにより、タック力を増加させた際の粘度の低下を防止し、フィルム形状を維持することができる。例えば、サンプル６の搭載側のフィルムＤとサンプル７の搭載側のフィルムＥとを比べれば分かるように、シリカ粒子を含有する樹脂フィルムＥは、タック力を維持しつつ、液状エポキシ樹脂の含有量の増加による粘度の低下を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 異方性導電フィルム、１１ 第１の樹脂層、１２ ２第の樹脂層、１３ 剥離基材、２１ フランジ、２２ 巻取部、３１ ＳＭＤ、３２ ＦＰＣ、３３ ＩＣ、１０１ ＳＭＤ、１０２ ＦＰＣ、１０３ ＩＣ、１０４ ガラス基板、１０５ ＦＯＧ用ＡＣＦ、１０６ ＣＯＧ用ＡＦＣ、２０１ ＳＭＤ、２０２ ＦＰＣ、２０３ ＩＣ、２０４ ガラス基板、２０５ ＦＯＧ用ＡＣＦ、２０６ ＣＯＧ用ＡＣＦ、２０７ ＳＭＤ用ＡＣＦ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性粒子が分散された異方性導電フィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣ（Integrated Circuit）及びその他の電子部品をガラス基板に接合させる場合、ＩＣはガラス基板上に実装し（ＣＯＧ：Chip on Glass）、その他の電子部品はフレキシブルプリント基板（FPC：Flexible Printed Circuits）上に実装することが行われている。
【０００３】
例えば、図６に示す液晶装置のように、コンデンサなどのＳＭＤ（Surface Mount Device）１０１はＦＰＣ１０２上に搭載され、ＩＣ１０３はガラス基板１０４上に搭載される。また、ＦＰＣ１０２とガラス基板１０４とは、ＦＯＧ（Film on Glass）用ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）１０５によって接続され、ＩＣ１０３とガラス基板１０４とは、ＣＯＧ用ＡＣＦ１０６によって接続される。
【０００４】
しかし、ＳＭＤ１０１の搭載方法には、はんだ接合が利用され、リフロー工程が必須であるため、ＳＭＤ１０１に高熱が掛かっていた。また、ＳＭＤ１０１の接合のために両面型のＦＰＣ１０２が必要となり、コストが増大していた。また、近年の液晶装置の高詳細化に伴って必要なＳＭＤ１０１の数が増加しており、ＦＰＣ１０２面積の増大により液晶装置が大きくなっていた。
【０００５】
そこで、図７に示す液晶装置のように、ＳＭＤ用ＡＣＦ２０７を用いてＳＭＤ２０１をガラス基板２０４上に実装することが試みられている（例えば、特許文献１を参照。）。これにより、上述したリフロー工程を省くことができる。また、ＳＭＤ２０１をガラス基板２０５上に実装することにより、ＦＰＣ２０２を小型化できると共に、安価な片面ＦＰＣ２０２を使用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２４５５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図７に示す液晶装置において、ＳＭＤ２０１、ＦＰＣ２０２及びＩＣ２０３などの電子部品は大きさが異なるため、これらを搭載する際には、それぞれＳＭＤ用ＡＣＦ２０７、ＦＯＧ用ＡＣＦ２０５、及びＣＯＧ用ＡＣＦ２０６が必要である。また、ＳＭＤ２０１の搭載には、個別の仮搭載（仮貼り）が必要であり、かなりの工数を要してしまう。
【０００８】
また、ＳＭＤ、ＦＰＣ及びＩＣを同一のＡＣＦを用いて同時実装することも考えられるが、ＳＭＤ、ＦＰＣ、及びＩＣで必要とするＡＣＦ特性がそれぞれ異なるため、これらの電子部品を高精度に一括実装させることは困難である。例えば、コンデンサのような小型ＳＭＤをＣＯＧ用ＡＣＦ（タック力：５〜８０ｋＰａ）上に仮搭載すると、図８に示すようにＳＭＤの位置ずれが発生しまう。
【０００９】
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、大きさの異なる電子部品を高精度に同時実装させる異方性導電フィルム及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、種々の検討を重ねた結果、表面実装部品を保持する能力の１つであるタック力（Tackiness）を規定し、２層構造としたＡＣＦを用いることにより、ガラス基板上にＳＭＤを高速仮搭載させ、ＳＭＤとＩＣとを同時実装することが可能になることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明に係る異方性導電フィルムは、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層とが積層されていることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明に係る異方性導電フィルムの製造方法は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層とが積層され、表面実装機によって第１の樹脂層上に電子部品が複数仮搭載され、熱圧着により電子部品と他の電子部品とを同時実装するのに用いられる異方性導電フィルムを製造することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、高いタック力により例えば小型ＳＭＤを高速仮搭載可能とし、また、２層構造により例えばＣＯＧにおける粒子補足性を向上させることができるため、ファインピッチ化へ対応でき、大きさの異なる電子部品を高精度に同時実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る異方性導電フィルムを示す断面図である。
【図２】異方性導電フィルムの製品形態の一例を模式的に示す図である。
【図３】本実施の形態に係る異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装方法を説明するための図である。
【図４】サンプル４の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の写真の模式図である。
【図５】サンプル７の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の写真の模式図である。
【図６】従来の電子部品の実装方法を説明するための図である。
【図７】従来の電子部品の実装方法を説明するための図である。
【図８】従来の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の写真の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜異方性導電フィルム＞
図１は、本発明の一実施の形態に係る異方性導電フィルムを示す断面図である。この異方性導電フィルム１０は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層１１と、導電性粒子を含有する第２の樹脂層１２とが積層されている。この異方性導電フィルム１０を用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合、電子部品側が第１の樹脂層１１、ガラス基板側が第２の樹脂層１２となるように固着される。特に、本実施の形態に係る異方性導電フィルム１０は、表面実装機によって第１の樹脂層１１上に電子部品が複数仮搭載され、熱圧着により電子部品と他の電子部品とを同時実装するのに用いられる。表面実装機としては、例えば１．０〜０．１秒／チップ程度に高速仮搭載可能なものを用いることができる。また、表面実装機を用いて仮搭載する電子部品としては、表面実装機に適用可能なＳＭＤ（Surface Mount Device）であれば、特に制限されないが、例えば液晶表示装置を製造する際のＳＭＤとしてはコンデンサを挙げることができる。
【００１６】
本実施の形態に係る異方性導電フィルムの第１の樹脂層１１のタック力が２００ｋＰａ以上であることにより、例えばコンデンサなどの小型ＳＭＤを高速仮搭載する際の位置ずれ防止し、小型ＳＭＤを高精度に実装させることができる。タック力の範囲は、好ましくは２００〜６００ｋＰａであり、さらに好ましくは２００〜２５０ｋＰａである。この範囲内において電子部品の高速仮搭載に十分な保持力が得られ、また、フィルム形状を維持することができる。なお、タック力は、タッキング試験機（TACKINESS TESTER）によってコントロールされた測定用プローブを被測定物に押し付け、引き離す過程での粘着力の最大値を意味する。
【００１７】
第１の樹脂層１１は、導電性粒子を含有しない絶縁層であり、第２の樹脂層１２は、導電粒子を含有する導電層であり、本実施の形態に係る異方性導電フィルムは、第１の樹脂層１１と第２の樹脂層が積層された２層構造を有することが好ましい。これにより、例えばＩＣ（Integrated Circuit）をガラス基板に実装する（ＣＯＧ：Chip on Glass）場合、第１の樹脂層１１は、ＩＣのバンプの押圧力により流動し、ガラス基板上の電極と導電性粒子との接触を妨げない状態となる。一方、第２の樹脂層１２は、導電性粒子が高密度に含まれているため、ＩＣのバンプの押圧力による流動が制限され、導電性粒子が高い捕捉率で捕捉される。なお、導電性粒子の捕捉率は、電子部品と基板との接合前後における端子（バンプ）の単位面積あたりの導電性粒子の数の比を意味する。また、粒子捕捉効率の観点から、第２の樹脂層１２の最低溶融粘度は、第１の樹脂層１１の最低溶融粘度よりも高いことが好ましい。具体的には、第２の樹脂層１２を構成する樹脂の最低溶融粘度は、１００〜１０００００Ｐａ・ｓであることが好ましく、第１の樹脂層１１を構成する樹脂の最低溶融粘度は、１０〜１００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。最低溶融粘度については、サンプルを所定量回転式粘度計に装填し、所定の昇温速度で上昇させながら測定することができる。
【００１８】
異方性導電フィルム１０に用いられる導電性粒子としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。
【００１９】
また、異方性導電フィルム１０は、常温での粘度が１０〜１０００ｋＰａ・ｓであることが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５００ｋＰａである。異方性導電フィルム１０の粘度が１０〜１０００ｋＰａ・ｓの範囲であることにより、異方性導電フィルム１０を後述するテープ状のリール巻とした場合において、いわゆるはみ出しを防止することができ、また、所定のタック力を維持することができる。
【００２０】
第１の樹脂層１１及び第２の樹脂層１２の組成は、上述のような特徴を害さない限り、特に制限されないが、より好ましくは、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを含有する。
【００２１】
膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１００００〜８００００程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の種々の樹脂を使用することができ、その中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。
【００２２】
液状エポキシ樹脂としては、常温で流動性を有していれば、特に制限はなく、市販のエポキシ樹脂が全て使用可能である。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２３】
潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型などの各種硬化剤が使用できる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、何かしらのトリガーにより活性化し、反応を開始する。トリガーには、熱、光、加圧などがあり、用途により選択して用いることができる。熱活性型潜在性硬化剤の活性化方法には、加熱による解離反応などで活性種（カチオンやアニオン）を生成する方法、室温付近ではエポキシ樹脂中に安定に分散しており高温でエポキシ樹脂と相溶・溶解し、硬化反応を開始する方法、モレキュラーシーブ封入タイプの硬化剤を高温で溶出して硬化反応を開始する方法、マイクロカプセルによる溶出・硬化方法などが存在する。熱活性型潜在性硬化剤としては、イミダゾール系、ヒドラジド系、三フッ化ホウ素−アミン錯体、スルホニウム塩、アミンイミド、ポリアミン塩、ジシアンジアミドなどや、これらの変性物があり、これらは単独または２種以上の混合体として使用できる。これらの中でも、本実施の形態では、マイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤が好ましく用いられる。
【００２４】
シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。
【００２５】
また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時に第１の樹脂層１１と第２の樹脂層１２との流動性に差が生じ、粒子捕捉率を向上させることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。
【００２６】
図２は、異方性導電フィルム１０の製品形態の一例を模式的に示す図である。この異方性導電フィルム１０は、剥離基材１３上に第１の樹脂層１１と第２の樹脂層１２とがこの順に積層され、テープ状に成型されている。このテープ状の異方性導電フィルムは、第１及び第２のフランジ２１に挟持された巻取部２２に剥離基材１３が外周側となるように巻回積層される。剥離基材１３としては、特に制限はなく、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。また、第２の樹脂層１２上に透明なカバーフィルムを有する構成としてもよい。また、異方性導電フィルム１０は、リール形状に限らず、短冊形状であってもよい。
【００２７】
図２に示すように異方性導電フィルム１０が巻き取られたリール製品として提供される場合、異方性導電フィルム１０の粘度を１０〜１０００ｋＰａ・ｓの範囲とすることにより、異方性導電フィルム１０の変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。また、異方性導電フィルム１０が短冊形状で２枚以上積層された場合も同様に、変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。
【００２８】
また、リールを巻き戻して異方性導電フィルム１０を使用する場合、第１の樹脂層１１のタック力が第２の樹脂層１２のタック力よりも大きくすることにより、第２の樹脂層１２が先に剥離基材１３から剥離され、ブロッキングを防止することができる。
【００２９】
＜異方性導電フィルムの製造方法＞
次に、上述した異方性導電フィルムの製造方法について説明する。本実施の形態における異方性導電フィルムの製造方法は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂膜を、導電性粒子を含有する第２の樹脂膜上に形成する。ここで、第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付けてもよいし、一方の樹脂膜を形成後、他方の樹脂を塗布乾燥（重ね塗り）させてもよい。なお、第１の樹脂膜及び第２の樹脂膜は、それぞれ第１の樹脂層１１及び第２の樹脂層１２を構成する。
【００３０】
第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付ける製造方法は、２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂膜を生成する工程と、導電性粒子を含有する第２の樹脂膜を生成する工程と、第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付ける工程とを有する。第１の樹脂膜を生成する工程では、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた第１の樹脂膜生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、第１の樹脂膜を得る。
【００３１】
同様に、第２の樹脂膜を生成する工程では、導電性粒子と、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた第２の樹脂膜生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、第２の樹脂膜を得る。
【００３２】
次に、第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付ける工程では、第２の樹脂膜の剥離シートを剥離して第１の樹脂膜上に貼り付ける。
【００３３】
このように第１の樹脂膜と第２の樹脂膜とを貼り付けることにより、剥離基材１３上に第１の樹脂層１１と第２の樹脂層１２とがこの順に積層された異方性導電フィルム１０を得ることができる。また、一方の樹脂膜を形成後、他方の樹脂を塗布乾燥（重ね塗り）させて製造する場合、例えば第１の樹脂膜を乾燥させて生成した後、第２の樹脂膜生成用溶液を第１の樹脂膜上に塗布すればよい。
【００３４】
＜異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装＞
次に、異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装方法について説明する。本実施の形態に係る異方性導電フィルムは、タック力が高いため小型ＳＭＤを高速仮搭載しても位置ずれが生じにくい。また、２層構造であるため、粒子捕捉性が良く、ファインピッチのＩＣを実装することができる。すなわち、本実施の形態に係る異方性導電フィルムによれば、大きさ、種類などの異なる電子部品を一括実装することができる。
【００３５】
図３は、本実施の形態に係る異方性導電フィルムを用いた電子部品の実装方法を説明するための図である。この図３に示す液晶装置において、ＳＭＤ３１、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３は、異方性導電フィルム１０によってそれぞれガラス基板の電極に接続されている。ＳＭＤ３１は、コンデンサであり、実装時において、表面実装機を用いて異方性導電フィルム１０の第１の樹脂層側に高速仮搭載され、また、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３は、第１の樹脂層の他の実装領域に配置される。そして、例えば熱圧着ヘッドを用いてこれらの電子部品を一括して熱圧着させることによって、ＳＭＤ３１、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３がガラス基板の電極に電気的に接続される。
【００３６】
すなわち、ガラス基板上の電極を含む実装領域に異方性導電フィルム１０を全面的に配置し、この異方性導電フィルム１０上の電極位置に異なる実装方式の電子部品（ＳＭＤ３１、ＦＰＣ３２及びＩＣ３３）を配置し、例えば熱圧着ヘッドを用いてこれらの電子部品を一括して熱圧着させることにより、従来の半田接合を用いた場合に比べタクトタイムを大幅に向上させることができる。
【００３７】
このようにＳＭＤの接合を従来用いられていた半田からＡＣＦにすることにより、高速実装が可能となる。また、半田接合よりも接合の面積を少なくすることができるとともに、ＳＭＤの仮搭載時の位置ずれを防止することができるため、ＳＭＤ間距離を短くして小型ＳＭＤを搭載することが可能となり、高詳細化を実現することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の実施例について説明する。先ず、表１に示す配合割合となるように、フェノキシ樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤と、シリカ粒子と、導電性粒子とをトルエンに溶解させ、この溶解液を所定の乾燥厚となるように剥離フィルム上に塗工し、オーブンで乾燥させて樹脂Ａ〜Ｇを作製した。
【００３９】
表１中、「ＰＫＨＨ」は、フェノキシアソシエイツ社製のフェノキシ樹脂である。また、「ＥＰ８２８」は、ジャパンエポキシレンジ株式会社製のビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂である。また、「ＨＸ３９４１」は、旭化成ケミカル株式会社製のマイクロカプセル型イミダゾール系潜在性硬化剤である。また、「Ａ−１８７」は、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のエポキシ系シランカップリング剤である。また、「ＲＹ２００」は、日本アエロジル株式会社製の疎水性シリカ粒子である。また、「Ｎｉ／Ａｕメッキアクリル樹脂粒子」は、積水化学工業株式会社製の導電性粒子である。また、表１中の各配合割合は質量部を示す。
【００４０】
【表１】
【００４１】
次に、表１に示す樹脂Ａ〜Ｇを用いて異方性導電フィルムのサンプル１〜７を作製した。
【００４２】
［サンプル１］
膜厚２５μｍの樹脂Ｆからなる１層構造の異方性導電フィルムを作製した。
【００４３】
［サンプル２］
膜厚２５μｍの樹脂Ｇからなる１層構造の異方性導電フィルムを作製した。
【００４４】
［サンプル３］
膜厚１５μｍの樹脂Ａからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４５】
［サンプル４］
膜厚１５μｍの樹脂Ｂからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４６】
［サンプル５］
膜厚１５μｍの樹脂Ｃからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４７】
［サンプル６］
膜厚１５μｍの樹脂Ｄからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４８】
［サンプル７］
膜厚１５μｍの樹脂Ｅからなる第１の樹脂膜と、膜厚１０μｍの樹脂Ｇからなる第２の樹脂膜とを貼り付け、２層構造の異方性導電フィルムを作製した。なお、この異方性導電フィルムを用いて電子部品をガラス基板に実装させる場合は、サンプル３と同様に電子部品側が第１の樹脂膜、ガラス基板側が第２の樹脂膜となるように固着される。
【００４９】
表２にサンプル１〜７の各種試験結果を示す。タック力、仮搭載性、絶縁性、粒子捕捉性、接続抵抗、接着強度、粘度、及び巻締り性の各試験は、次のように行った。なお、サンプル１〜４は、比較例又は参照例に該当し、サンプル５〜７は実施例に該当する。
【００５０】
［タック力］
タック試験機（（株）レスカ製TACII）を用い、２２℃の雰囲気下において、プローブ直径５ｍｍ（ステンレス製鏡面、円柱状）、押し付け荷重１９６ｋｇｆ、押し付け速度３０ｍｍ／ｍｉｎ、剥離速度５ｍｍ／ｍｉｎの測定条件で行い、ピーク強度を各サンプルのタック力（ｋＰａ）とした。ここで、各サンプルのタック力は、電子部品搭載側のフィルムのタック力を表す。
【００５１】
［仮搭載性］
表面実装機（ヤマハ発動機（株）社製ＹＶ１００II）を用いて、０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルに１０個のＳＭＤ（（株）村田製作所製１００５コンデンサ、外形寸法：Ｌ１．０ｍｍ×Ｗ０．５ｍｍ×Ｈ０．４ｍｍ）を０．３ｍｍの素子間ギャップで仮搭載した。ＳＭＤの位置ずれがある場合を×、位置ずれがない場合を○とした。
【００５２】
［絶縁性］
０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルにＩＣ（バンプ間スペース：１２．５μｍ）を熱圧着し、接続体を得た。ガラス基板の隣接するパッド間に３０Ｖの電圧を加え絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が１．０×１０−６Ω以下をショートとした。ショートの場合を×とし、ショートでない場合を○とした。
【００５３】
［粒子捕捉性］
ＩＣを仮固定した際の各バンプ下に存在する導電性粒子の数（平均）と、熱圧着後の粒子捕捉数（平均）とをカウントし、下記式により捕捉効率を求めた。捕捉効率が２０％以上の場合を○とし、２０％未満の場合を×とした。
捕捉効率（％）＝（熱圧着後に捕捉した粒子数）／（仮固定時バンプ下に存在する粒子数）×１００
【００５４】
［接続抵抗］
０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルにＩＣ（バンプ間スペース：１２．５μｍ）を熱圧着し、接続体を得た。そして、ＩＣのバンプとガラス基板のパッド間の初期接続抵抗（Ω）を測定した。接続抵抗が５Ωより小さい場合を○、５Ω以上の場合を×とした。
【００５５】
［接着強度］
０．７ｍｍ厚のガラス基板（コーニング（株）製１７３７Ｆ）上の各サンプルにＩＣ（バンプ間スペース：１２．５μｍ）を熱圧着し、接続体を得た。そして、この接続体を引張強度５０ｃｍ／ｍｉｎで９０℃方向に剥離したときの剥離強度を初期接着強度（Ｎ／ｃｍ）とした。接着強度が３Ｎ／ｃｍより小さい場合を×とし、３Ｎ／ｃｍ以上の場合を○とした。
【００５６】
［粘度］
応力制御型レオメータ（Ｈａａｋｅ社製ＲＳ１５０）を用い、各サンプルの最低粘度（ｋＰａ・ｓ）を測定した。コーンとしては直径８ｍｍ、角度２度のものを使用し、測定範囲は３０℃〜２５０℃とした。また、電子部品搭載側の樹脂フィルム及びガラス基板側の樹脂フィルムについても同様にして測定した。
【００５７】
［はみ出しの有無］
各サンプルを２．０ｍｍにスリットし、コア直径を２．５４ｍｍ、外形１１０ｍｍのリールに０．２Ｎ／ｍｍ２のテンションで巻き取り、室温で１日放置した。外観観察により、はみ出しが無い場合を○とし、はみ出しが有る場合を×とした。
【００５８】
【表２】
【００５９】
また、図４は、サンプル４の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の様子を示す図である。また、図５は、サンプル７の異方性導電フィルムを用いて小型ＳＭＤを仮搭載させた際の様子を示す図である。これらは、上記［仮搭載性］の条件と同様に、表面実装機を用いて、サンプル上に１０個のＳＭＤ（（株）村田製作所製１００５コンデンサ）を０．３ｍｍの素子間ギャップで２列仮搭載させた。
【００６０】
図４及び図５を比べれば分かるように、サンプル７を用いた方がサンプル４を用いるよりも高速仮搭載時のコンデンサの位置を高精度に保つことができる。これは、サンプル７の搭載側の樹脂フィルムＥがサンプル４の搭載側の樹脂フィルムＢよりも多くの液状エポキシ樹脂を含有し、高いタック力を有しているためである。
【００６１】
また、表２に示す各種試験結果から分かるように、電子部品搭載側の第１の樹脂層が２００ｋＰａ以上のタック力を有し、且つガラス基板側の第２の樹脂層が導電性粒子を含有することにより、ＩＣ、ＦＰＣ及びＳＭＤのいずれの搭載にも使用することができる。例えば、サンプル５〜サンプル７は、２層構造を有し、且つ２００ｋＰａ以上のタック力を有しているため、コンデンサを高速仮搭載可能となり、また、ＩＣ、ＦＰＣ等の電子部品との同時実装が可能となる。
【００６２】
なお、サンプル１は、２００ｋＰａ以上のタック力を有しているが、樹脂フィルムＦのみの単層であるため、良好な絶縁性及び粒子捕捉性が得られない。また、サンプル２は、高速仮搭載に対応するだけのタック力を有しておらず、また、樹脂フィルムＧのみの単層であるため、良好な絶縁性、粒子捕捉性、及び接着強度が得られず、ＩＣ、ＦＰＣ及びＳＭＤのいずれの実装にも適していない。また、サンプル３、４は、２層構造を有しているが、そのタック力は従来のＡＣＦと同レベルであり、高速仮搭載に対応するだけのレベルではなく、ＳＭＤの実装に適していない。
【００６３】
また、異方性導電フィルムの粘度が１０〜１０００ｋＰａ・ｓであることにより、フィルム形状を維持し、リールに巻き取った際のはみ出しを防止することができる。例えば、サンプル６とサンプル７とは、フェノキシ樹脂に対する液状エポキシ樹脂の配合割合が同じであるが、サンプル６は粘度が低すぎるため、リールに巻き取る際、はみ出しが発生してしまう。一方、サンプル７は、適当な粘度を有しているため、リールに巻き取る際のはみ出しを防止することができる。
【００６４】
また、表１に示す各樹脂の配合割合から分かるように、電子部品搭載側の第１の樹脂層における液状エポキシ樹脂の配合割合が、フェノキシ樹脂１００質量部に対して１００〜１５０質量部であることにより、優れたタック力を維持することができる。例えば、サンプル１、５〜７の搭載側で使用されている樹脂フィルムＣ〜Ｆは、上記配合割合の範囲であるため、２００ｋＰａ以上ものタック力を得ることができる。
【００６５】
また、樹脂にシリカ粒子を添加することにより、タック力を増加させた際の粘度の低下を防止し、フィルム形状を維持することができる。例えば、サンプル６の搭載側のフィルムＤとサンプル７の搭載側のフィルムＥとを比べれば分かるように、シリカ粒子を含有する樹脂フィルムＥは、タック力を維持しつつ、液状エポキシ樹脂の含有量の増加による粘度の低下を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 異方性導電フィルム、１１ 第１の樹脂層、１２ ２第の樹脂層、１３ 剥離基材、２１ フランジ、２２ 巻取部、３１ ＳＭＤ、３２ ＦＰＣ、３３ ＩＣ、１０１ ＳＭＤ、１０２ ＦＰＣ、１０３ ＩＣ、１０４ ガラス基板、１０５ ＦＯＧ用ＡＣＦ、１０６ ＣＯＧ用ＡＦＣ、２０１ ＳＭＤ、２０２ ＦＰＣ、２０３ ＩＣ、２０４ ガラス基板、２０５ ＦＯＧ用ＡＣＦ、２０６ ＣＯＧ用ＡＣＦ、２０７ ＳＭＤ用ＡＣＦ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層と、
導電性粒子を含有する第２の樹脂層と
が積層された異方性導電フィルム。
【請求項２】
常温での粘度が、１０〜１０００ｋＰａ・ｓである請求項１記載の異方性導電フィルム。
【請求項３】
上記第１の樹脂層及び上記第２の樹脂層が、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤とを含有する請求項２記載の異方性導電フィルム。
【請求項４】
上記第２の樹脂層が、無機フィラーを含有する請求項３記載の異方性導電フィルム。
【請求項５】
上記第１の樹脂層が、無機フィラーを含有する請求項４記載の異方性導電フィルム。
【請求項６】
表面実装機によって上記第１の樹脂層上に電子部品が複数仮搭載され、熱圧着により上記電子部品と他の電子部品とを同時実装するのに用いられる請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の異方性導電フィルム。
【請求項７】
上記請求項６記載の異方性導電フィルムを製造する製造方法。
【請求項１】
２００ｋＰａ以上のタック力を有する第１の樹脂層と、
導電性粒子を含有する第２の樹脂層と
が積層された異方性導電フィルム。
【請求項２】
常温での粘度が、１０〜１０００ｋＰａ・ｓである請求項１記載の異方性導電フィルム。
【請求項３】
上記第１の樹脂層及び上記第２の樹脂層が、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤とを含有する請求項２記載の異方性導電フィルム。
【請求項４】
上記第２の樹脂層が、無機フィラーを含有する請求項３記載の異方性導電フィルム。
【請求項５】
上記第１の樹脂層が、無機フィラーを含有する請求項４記載の異方性導電フィルム。
【請求項６】
表面実装機によって上記第１の樹脂層上に電子部品が複数仮搭載され、熱圧着により上記電子部品と他の電子部品とを同時実装するのに用いられる請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の異方性導電フィルム。
【請求項７】
上記請求項６記載の異方性導電フィルムを製造する製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−７６８０８（Ｐ２０１１−７６８０８Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２５７７１（Ｐ２００９−２２５７７１）
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【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４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３０日（２００９．９．３０）
【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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